RC框架結構設計

1、 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一 第第6章章 鋼筋混凝土鋼筋混凝土框架構件設計框架構件設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一 6.1 6.1 延性耗能框架的概念設計延性耗能框架的概念設計6.2 6.2 框架梁抗震設計框架梁抗震設計6.3 6.3 框架柱抗震設計框架柱抗震設計 6.4 6.4 梁柱節(jié)點核芯區(qū)抗震設計梁柱節(jié)點核芯區(qū)抗震設計6.5 6.5 鋼筋的連接和錨固鋼筋的連接和錨固 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一6.1 延性耗能框架的概念設計延性耗能框架的概念設計 延性延性是指強度或承載力沒有大幅度是指強度或承載力沒有

2、大幅度下降情況下的屈服后變形能力；下降情況下的屈服后變形能力； 耗能能力耗能能力是是構件或結構耗散地震能構件或結構耗散地震能量的能力，量的能力，用往復荷載作用下構件或用往復荷載作用下構件或結構的力變形滯回曲線包含的面積結構的力變形滯回曲線包含的面積度量度量。 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一1 1）梁鉸機制梁鉸機制（整體機制）優(yōu)于（整體機制）優(yōu)于柱鉸機柱鉸機制制（局部機制）（局部機制） 對鋼筋混凝土框架抗震性能的認識對鋼筋混凝土框架抗震性能的認識6.1 6.1 延性耗能框架的概念設計延性耗能框架的概念設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一2 2）

3、彎曲（壓彎）破壞彎曲（壓彎）破壞優(yōu)于優(yōu)于剪切破壞剪切破壞 彎曲破壞彎曲破壞 剪切破壞剪切破壞對鋼筋混凝土框架抗震性能的認識對鋼筋混凝土框架抗震性能的認識6.1 6.1 延性耗能框架的概念設計延性耗能框架的概念設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一3 3）大偏壓破壞大偏壓破壞優(yōu)于優(yōu)于小偏壓破壞小偏壓破壞小偏壓構件的相對受壓區(qū)高度大，小偏壓構件的相對受壓區(qū)高度大，延性和耗能能力降低延性和耗能能力降低對鋼筋混凝土框架抗震性能的認識對鋼筋混凝土框架抗震性能的認識6.1 6.1 延性耗能框架的概念設計延性耗能框架的概念設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一

4、4 4）避免核芯區(qū)破壞及縱筋錨固破壞避免核芯區(qū)破壞及縱筋錨固破壞 梁梁柱核芯區(qū)破壞為剪切破壞，可能導柱核芯區(qū)破壞為剪切破壞，可能導致框架失效；致框架失效； 伸入核芯區(qū)的縱筋與混凝土之間的粘結伸入核芯區(qū)的縱筋與混凝土之間的粘結破壞，會導致梁端轉角增大，從而增大層破壞，會導致梁端轉角增大，從而增大層間位移。間位移。 對鋼筋混凝土框架抗震性能的認識對鋼筋混凝土框架抗震性能的認識6.1 6.1 延性耗能框架的概念設計延性耗能框架的概念設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一6.2 框架梁抗震設計框架梁抗震設計震害震害 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一6.2

5、.1 6.2.1 框架梁的破壞形態(tài)與延性框架梁的破壞形態(tài)與延性 破壞形態(tài)：破壞形態(tài)： 剪切破壞剪切破壞 彎曲破壞彎曲破壞剪切破壞：脆性破壞，延性小，耗能差剪切破壞：脆性破壞，延性小，耗能差6.26.2 框架梁抗震設計框架梁抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一彎曲破壞：彎曲破壞： 少筋破壞少筋破壞脆性破壞，延性小，耗能差脆性破壞，延性小，耗能差 超筋破壞超筋破壞脆性破壞，延性小，耗能差脆性破壞，延性小，耗能差 適筋破壞適筋破壞延性破壞延性破壞 6.26.2 框架梁抗震設計框架梁抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一6.2.2 6.2.2

6、梁截面抗彎設計梁截面抗彎設計1 1 ）梁縱向配筋與延性的關系）梁縱向配筋與延性的關系 影響適筋梁延性大小的因素之一：影響適筋梁延性大小的因素之一：相對壓區(qū)高度相對壓區(qū)高度 應變分布應變分布1 應變分布應變分布26.26.2 框架梁抗震設計框架梁抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一雙筋矩形截面適筋梁的相對受壓區(qū)高度雙筋矩形截面適筋梁的相對受壓區(qū)高度 cyscysffff11s s，s s 分別為受拉鋼筋和受壓鋼分別為受拉鋼筋和受壓鋼 筋的配筋率筋的配筋率 1與混凝土強度等級有關的等效矩形與混凝土強度等級有關的等效矩形 應力圖形系數應力圖形系數 6.26.2 框架梁抗

7、震設計框架梁抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一 增大受拉鋼筋的配筋率，相增大受拉鋼筋的配筋率，相對受壓區(qū)高度增大；對受壓區(qū)高度增大； 增大受壓鋼筋的配筋率，相增大受壓鋼筋的配筋率，相對受壓區(qū)高度減小。對受壓區(qū)高度減小。6.26.2 框架梁抗震設計框架梁抗震設計cyscysffff11 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一 減小梁端塑性鉸區(qū)范圍內截面的減小梁端塑性鉸區(qū)范圍內截面的相對受壓區(qū)高度的措施相對受壓區(qū)高度的措施： 限制梁端頂面受拉鋼筋的配筋率限制梁端頂面受拉鋼筋的配筋率 梁端底面配置一定量的受壓鋼筋梁端底面配置一定量的受壓鋼筋6.26.

8、2 框架梁抗震設計框架梁抗震設計cyscysffff112 2） 梁截面抗彎驗算梁截面抗彎驗算 受彎承載力驗算公式受彎承載力驗算公式無地震作用組合時：無地震作用組合時：有地震作用組合時有地震作用組合時 ：6.26.2 框架梁抗震設計框架梁抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一1 1）剪力設計值）剪力設計值 確定剪力設計值的原則：確定剪力設計值的原則： 一、二、三級框架梁端箍筋加密區(qū)一、二、三級框架梁端箍筋加密區(qū)： 強剪弱彎強剪弱彎 四級和非抗震框架梁：四級和非抗震框架梁： 取最不利組合得到的剪力取最不利組合得到的剪力 6.2.3 梁截面抗剪驗算梁截面抗剪驗算6.26

9、.2 框架梁抗震設計框架梁抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一一、二、三級框架梁端箍筋加密區(qū)一、二、三級框架梁端箍筋加密區(qū)剪力設計值剪力設計值V V b b6.26.2 框架梁抗震設計框架梁抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一一級框架結構及一級框架結構及9 9度時尚應符合度時尚應符合 6.26.2 框架梁抗震設計框架梁抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一 M Mb bl l、M Mb br r分別為梁左右端截面反時針或分別為梁左右端截面反時針或順時針方向組合的彎矩設計值，順時針方向組合的彎矩設計值，一級框

10、架一級框架兩端均為負彎矩時，絕對值較小的彎矩應兩端均為負彎矩時，絕對值較小的彎矩應取零；取零；6.26.2 框架梁抗震設計框架梁抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一 M Mbuabual l、M Mbuabuar r分別為梁左右端截面反時針分別為梁左右端截面反時針或順時針方向實配的正截面抗震受彎承載或順時針方向實配的正截面抗震受彎承載力，力，M Mbuabua= M= Mbubu/RERE，M Mbubu為根據實配鋼筋面為根據實配鋼筋面積（計入受壓鋼筋）和材料強度標準值計積（計入受壓鋼筋）和材料強度標準值計算所得梁端截面的實際受彎承載力，算所得梁端截面的實際受彎承

11、載力，RERE 取取0.750.75； 6.26.2 框架梁抗震設計框架梁抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一l ln n梁的凈跨；梁的凈跨；V VGbGb梁梁在重力荷載代表值作用下在重力荷載代表值作用下，按，按 簡支梁簡支梁計算的梁端截面剪力設計值；計算的梁端截面剪力設計值； VbVb梁端剪力增大系數，一級取梁端剪力增大系數，一級取1.31.3， 二級取二級取1.21.2，三級取，三級取1.11.1?？拐鸫胧┑挠嬎銉热菘拐鸫胧┑挠嬎銉热?6.26.2 框架梁抗震設計框架梁抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一2) 2) 受剪承載力驗算

12、受剪承載力驗算 受剪承載力驗算公式受剪承載力驗算公式無地震作用組合時：無地震作用組合時：有地震作用組合時有地震作用組合時 ：6.26.2 框架梁抗震設計框架梁抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一6.2.4 構造措施構造措施1 1）最小截面尺寸）最小截面尺寸 構造要求構造要求 剪壓比限值剪壓比限值6.26.2 框架梁抗震設計框架梁抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一構造要求構造要求 梁寬度不宜小于梁寬度不宜小于200mm200mm 截面高寬比不宜大于截面高寬比不宜大于4 4 凈跨與截面高度之比不宜小于凈跨與截面高度之比不宜小于4 4 6

13、.2.4 6.2.4 構造措施構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一剪壓比限值剪壓比限值 截面平均剪應力與混凝土軸心抗壓截面平均剪應力與混凝土軸心抗壓強度的比值強度的比值 無地震作用組合時：無地震作用組合時： VV0.250.25c cf fc cb bb bh hb0b0 c c 混凝土強度影響系數混凝土強度影響系數6.2.4 6.2.4 構造措施構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一剪壓比限值剪壓比限值有地震作用組合時有地震作用組合時 ： 跨高比大于跨高比大于2.52.5的梁的梁 跨高比不大于跨高比不大于2.52.5的梁的梁 )2 .

14、 0(10bbccREhbfV)15. 0(10bbccREhbfV6.2.4 6.2.4 構造措施構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一2 2）相對受壓區(qū)高度）相對受壓區(qū)高度 梁端混凝土受壓區(qū)高度限值：梁端混凝土受壓區(qū)高度限值： 一級框架梁一級框架梁 x x0.250.25h hb0b0 二、三級框架梁二、三級框架梁 x x0.350.35h hb0b0 （強制）（強制） 其他其他 x xb bh hb0b0 6.2.4 6.2.4 構造措施構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一梁縱向受拉鋼筋的最小配筋百分率（梁縱向受拉鋼筋的最小配筋百

15、分率（% %）( (強制強制) ) 截面截面非抗震非抗震抗震等級抗震等級一級一級二級二級三、四級三、四級支座支座(取較取較大值大值)0 . 2 和和45ft/fy0 . 4 和和80ft/fy0 . 3 和和65ft/fy0 . 2 5 和和55ft/fy跨中跨中(取較取較大值大值)0 . 3 和和65ft/fy0 . 2 5 和和55ft/fy0 . 2 和和45ft/fy3)3)縱向鋼縱向鋼筋筋6.2.4 6.2.4 構造措施構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一沿全長頂面和底面至少兩根縱筋沿全長頂面和底面至少兩根縱筋 一、二級時：一、二級時： 直徑不小于直徑不

16、小于14mm14mm和其他要求和其他要求 三、四級和非抗震時：三、四級和非抗震時： 直徑不小于直徑不小于12mm12mm 一、二級時貫通中柱的梁縱筋最大直徑：一、二級時貫通中柱的梁縱筋最大直徑： 不大于柱在該方向截面尺寸的不大于柱在該方向截面尺寸的1/201/206.2.4 6.2.4 構造措施構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一抗震設計時抗震設計時( (強制強制） 梁端頂面受拉鋼筋梁端頂面受拉鋼筋的配筋率：的配筋率： 不應大于不應大于2.52.5 梁端底面受壓鋼筋梁端底面受壓鋼筋面積面積AAs s與頂面與頂面受拉鋼筋面積受拉鋼筋面積A As s的比值：的比值：

17、一級一級 AAs s/A/As s0.50.5 二、三級二、三級 AAs s/A/As s0.30.3 6.2.4 6.2.4 構造措施構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一梁端箍筋加密區(qū)的箍筋配置：梁端箍筋加密區(qū)的箍筋配置： 加密區(qū)長度加密區(qū)長度 箍筋最大間距限值箍筋最大間距限值 箍筋最小直徑箍筋最小直徑梁端箍筋加密的作用：梁端箍筋加密的作用： 約束混凝土，增大塑性變形能力，約束混凝土，增大塑性變形能力， 防止縱向鋼筋過早壓屈防止縱向鋼筋過早壓屈4）箍筋）箍筋6.2.4 6.2.4 構造措施構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一抗震等級

18、抗震等級 加 密 區(qū) 長 度加 密 區(qū) 長 度（mm） （?。ㄈ≥^大較大值值）箍 筋 最 大 間 距箍 筋 最 大 間 距（mm） （取（取最小最小值）值）箍筋最小箍筋最小直徑直徑（mm） 一一 級級 2 hb , 500 hb/4, 6d , 100 10 二二 級級 1.5 hb , 500 hb/4, 8d , 100 8 三三 級級 1.5 hb , 500 hb/4, 8d , 150 8 四四 級級 1.5 hb , 500 hb/4, 8d , 150 6梁端箍筋加密區(qū)的長度、箍筋的最大間距和最小直徑梁端箍筋加密區(qū)的長度、箍筋的最大間距和最小直徑( (強制強制) ) 6.2.4

19、6.2.4 構造措施構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一非加密區(qū)：非加密區(qū)： 箍筋最大間距不宜大于加密區(qū)箍筋間箍筋最大間距不宜大于加密區(qū)箍筋間距的距的2 2倍倍加密區(qū)箍筋肢距：加密區(qū)箍筋肢距： 一級：不大于一級：不大于200mm200mm和和2020倍箍筋直徑倍箍筋直徑的較大者的較大者 二、三級：不大于二、三級：不大于250mm250mm和和2020倍箍筋倍箍筋直徑的較大者直徑的較大者 四級：不大于四級：不大于300mm300mm6.2.4 6.2.4 構造措施構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一抗震設計時，沿梁全長箍筋抗震設計時，沿

20、梁全長箍筋面積配筋率：面積配筋率： 一級：一級： 二級：二級： 三、四級：三、四級： yvtsvff /30. 0yvtsvff /28. 0yvtsvff /26. 06.2.4 6.2.4 構造措施構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一抗震框架梁：抗震框架梁： 封閉箍，封閉箍， 135135o o彎鉤彎鉤 彎鉤直段的長度：不小于彎鉤直段的長度：不小于1010倍箍筋直徑倍箍筋直徑和和75mm75mm的較大值的較大值 縱筋搭接長度范圍內箍筋的間距縱筋搭接長度范圍內箍筋的間距 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一非抗震框架梁的箍筋要求：非抗震框架梁

21、的箍筋要求： 混凝土結構設計規(guī)范混凝土結構設計規(guī)范 6.2.4 6.2.4 構造措施構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一6.3 框架柱抗震設計框架柱抗震設計 震害：震害：柱端混凝土壓碎，箍筋拉斷，柱端混凝土壓碎，箍筋拉斷， 縱筋壓屈呈燈籠狀縱筋壓屈呈燈籠狀 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一X X形斜裂縫形斜裂縫剪切破壞剪切破壞6.3 6.3 框架柱抗震設計框架柱抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一6.3.1 影響柱延性耗能的主要因素影響柱延性耗能的主要因素 1 1）剪跨比）剪跨比 M MC C、V VC C柱端

22、截面組合的彎矩計算值柱端截面組合的彎矩計算值和組合的剪力計算值；和組合的剪力計算值；h hc0c0計算方向柱截面的有效高度。計算方向柱截面的有效高度。 6.3 6.3 框架柱抗震設計框架柱抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一 剪跨比對破壞形態(tài)的影響剪跨比對破壞形態(tài)的影響 剪跨比大于剪跨比大于2 2，長柱：，長柱：壓彎破壞；壓彎破壞； 剪跨比剪跨比1.51.52 2，短柱：，短柱：剪切破壞，剪切破壞，若箍筋足夠，也可能為剪壓破壞；若箍筋足夠，也可能為剪壓破壞； 剪跨比不大于剪跨比不大于1.51.5，極短柱：，極短柱：一般為一般為剪切斜拉破壞，工程中應盡量避免。剪切斜

23、拉破壞，工程中應盡量避免。 6.3 6.3 框架柱抗震設計框架柱抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一2 2）軸壓比）軸壓比 柱的平均軸向壓應力與混凝土軸柱的平均軸向壓應力與混凝土軸心抗壓強度設計值的比值心抗壓強度設計值的比值 6.3 6.3 框架柱抗震設計框架柱抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一 柱的延性與截面混凝土相對受柱的延性與截面混凝土相對受壓區(qū)高度有關，相對受壓區(qū)高度與壓區(qū)高度有關，相對受壓區(qū)高度與軸壓比有關，因此，柱的延性與軸軸壓比有關，因此，柱的延性與軸壓比有關。壓比有關。 限制柱的軸壓比，實現大偏心限制柱的軸壓比，實現

24、大偏心受壓破壞。受壓破壞。6.3 6.3 框架柱抗震設計框架柱抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一3 3）箍筋配置）箍筋配置箍筋的作用：箍筋的作用：抵抗剪力，約束混凝抵抗剪力，約束混凝土，防止縱筋壓屈土，防止縱筋壓屈箍筋約束程度的度量箍筋約束程度的度量 ：配箍特征值配箍特征值 6.3 6.3 框架柱抗震設計框架柱抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一箍筋形式對約束效果的影響箍筋形式對約束效果的影響 6.3 6.3 框架柱抗震設計框架柱抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一6.3.2 6.3.2 柱正截面承載力

25、驗算柱正截面承載力驗算1 1）軸力、彎矩設計值）軸力、彎矩設計值 無地震作用組合，四級框架柱無地震作用組合，四級框架柱: : 取最不利內力組合作為軸力、取最不利內力組合作為軸力、彎矩設計值。彎矩設計值。6.3 6.3 框架柱抗震設計框架柱抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一 有地震作用組合的一、二、三級有地震作用組合的一、二、三級框架柱：框架柱： 軸力取最不利內力組合值軸力取最不利內力組合值 彎矩調整、增大（強柱弱梁等）彎矩調整、增大（強柱弱梁等）6.3.2 6.3.2 柱正截面承載力驗算柱正截面承載力驗算 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一

26、a)按強柱弱梁要求調整柱端彎矩設計值按強柱弱梁要求調整柱端彎矩設計值強柱弱梁：強柱弱梁： 節(jié)點上下柱端截面在軸力作用下的實際受節(jié)點上下柱端截面在軸力作用下的實際受彎承載力之和應大于節(jié)點左右梁端截面實際彎承載力之和應大于節(jié)點左右梁端截面實際受彎承載力之和受彎承載力之和 6.3.2 6.3.2 柱正截面承載力驗算柱正截面承載力驗算 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一一、二、三級框架一、二、三級框架bccMMc c柱端彎矩增大系數，一級取柱端彎矩增大系數，一級取1.41.4，二，二級取級取1.21.2，三級取，三級取1.11.1 6.3.2 6.3.2 柱正截面承載力驗算柱正截

27、面承載力驗算 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一一級框架結構及一級框架結構及9 9度時尚應符合度時尚應符合 buacMM2 . 1M Mbuabua= M= Mbubu/REREM Mbubu為實配受彎承載為實配受彎承載力力6.3.2 6.3.2 柱正截面承載力驗算柱正截面承載力驗算 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一b)b)框架結構柱端彎矩增大框架結構柱端彎矩增大一、二、三級一、二、三級框架結構的框架結構的底層底層柱下端截面柱下端截面組合的彎矩計算值，組合的彎矩計算值，應分別乘以增大系數應分別乘以增大系數1.51.5、1.251.25和和1.151

28、.15。6.3.2 6.3.2 柱正截面承載力驗算柱正截面承載力驗算 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一c) c) 框支柱框支柱框支柱承受的最小地震剪力：框支柱承受的最小地震剪力： 柱數不少于柱數不少于1010根時，總和不小于層剪根時，總和不小于層剪力的力的2020 柱數少于柱數少于1010根時，每根柱不小于層剪根時，每根柱不小于層剪力的力的2 26.3.2 6.3.2 柱正截面承載力驗算柱正截面承載力驗算 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一 一、二級框支柱一、二級框支柱由地震作用產生的由地震作用產生的軸軸力力應分別乘以增大系數應分別乘以增大系數1.

29、51.5、1.21.2。 計算軸壓比時，附加軸力不乘以增大計算軸壓比時，附加軸力不乘以增大系數。系數。 一、二級框支柱的頂層柱上端和底層一、二級框支柱的頂層柱上端和底層柱下端柱下端，其組合的，其組合的彎矩設計值彎矩設計值應分別乘應分別乘以增大系數以增大系數1.51.5和和1.21.2。6.3.2 6.3.2 柱正截面承載力驗算柱正截面承載力驗算 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一d) d) 角柱角柱 按上述方法按上述方法調整后調整后的組合彎矩的組合彎矩設計值設計值再乘以不小于再乘以不小于1.101.10的增的增大系數大系數 。 6.3.2 6.3.2 柱正截面承載力驗算柱

30、正截面承載力驗算 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一2 2）柱正截面受彎承載力驗算柱正截面受彎承載力驗算 按壓彎構件驗算承載力；按壓彎構件驗算承載力； 抗震設計框架的抗震設計框架的角柱按雙角柱按雙向偏心構件驗算壓彎承載力向偏心構件驗算壓彎承載力； 有地震作用組合時需考慮有地震作用組合時需考慮承載力抗震調整系數承載力抗震調整系數 。 6.3.2 6.3.2 柱正截面承載力驗算柱正截面承載力驗算 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一6.3.3 6.3.3 受剪承載力驗算受剪承載力驗算1 1）剪力設計值）剪力設計值一、二、三級框架柱兩端和框支柱兩一、二、三級

31、框架柱兩端和框支柱兩端的箍筋加密區(qū)：端的箍筋加密區(qū)：強剪弱彎強剪弱彎其他（短柱除外）：其他（短柱除外）：不利內力組合剪不利內力組合剪力計算值力計算值 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一強剪弱彎強剪弱彎()/btvcccnVMMH分別為柱的上下端順時針或反時針方向截分別為柱的上下端順時針或反時針方向截面的彎矩設計值面的彎矩設計值( (取調整增大后的設計值，取調整增大后的設計值，包括角柱的增大系數包括角柱的增大系數) )，且取順時針方向之，且取順時針方向之和及反時針方向之和兩者的較大值；和及反時針方向之和兩者的較大值；H Hn n柱的凈高；柱的凈高；柱剪力增大系數，一、二、三

32、級分別柱剪力增大系數，一、二、三級分別取取1.41.4、1.21.2和和1.11.1。,btccMM vc6.3.3 6.3.3 受剪承載力驗算受剪承載力驗算 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一強剪弱彎強剪弱彎1.2()/btcuacuanVMMH分別為軸壓力設計值作用下柱的上下端順分別為軸壓力設計值作用下柱的上下端順時針或反時針方向實配的正截面抗震受彎時針或反時針方向實配的正截面抗震受彎承載力所對應的彎矩值，承載力所對應的彎矩值，根據實配鋼筋面根據實配鋼筋面積、材料強度標準值等確定積、材料強度標準值等確定 ；H Hn n柱的凈高。柱的凈高。,btcuacuaMM一級框架

33、結構及一級框架結構及9 9度時尚應滿足：度時尚應滿足：6.3.3 6.3.3 受剪承載力驗算受剪承載力驗算 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一2 2）截面受剪承載力驗算截面受剪承載力驗算 無地震作用組合無地震作用組合 有地震作用組合有地震作用組合 6.3.3 6.3.3 受剪承載力驗算受剪承載力驗算 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一N0.3fcbchc時：取時：取N0.3fcbchc 3時：取時：取36.3.3 6.3.3 受剪承載力驗算受剪承載力驗算 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一軸力為拉力時：軸力為拉力時： 軸力項改為

34、軸力項改為0.20.2N N軸力為拉力、計算值小于軸力為拉力、計算值小于 時：時：取等于取等于 ，且不小于，且不小于 0csvyvhsAf036. 0ctbhf0csvyvhsAf6.3.3 6.3.3 受剪承載力驗算受剪承載力驗算 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一6.3.4 6.3.4 框架柱構造措施框架柱構造措施1 1）最小截面尺寸）最小截面尺寸邊長：邊長： 不小于不小于250 mm250 mm（非抗震設計）和（非抗震設計）和300mm300mm（抗震設計）（抗震設計）圓柱：直徑不小于圓柱：直徑不小于350mm350mm截面邊長比：不大于截面邊長比：不大于3 3 高

35、層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一剪壓比限值剪壓比限值（最小抗剪截面面積）（最小抗剪截面面積） 無地震作用組合：無地震作用組合： V Vc c0.250.25c cf fc cb bc ch hc0c0 有地震作用組合：有地震作用組合： 剪跨比大于剪跨比大于2 2的柱的柱 V Vc c(0.2(0.2c cf fc cb bc ch hc0c0)/)/RERE剪跨比不大于剪跨比不大于2 2的柱、框支柱的柱、框支柱 V Vc c (0.15(0.15c cf fc cb bc ch hc0c0)/)/RERE 6.3.4 6.3.4 框架柱構造措施框架柱構造措施 高層建筑結構

36、設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一2 2）縱向鋼筋）縱向鋼筋縱向鋼筋的最小總配箍率（縱向鋼筋的最小總配箍率（% %）（）（強制強制）柱類型柱類型 抗抗 震震 等等 級級 非 抗非 抗震震 一一 級級 二級二級三級三級 四四 級級中中 柱柱邊邊 柱柱 1.0 0.8 0.7 0.6 0.6角角 柱柱 1.2 1.0 0.9 0.8 0.6框支柱框支柱 1.2 1.0 0.8采用采用HRB400級鋼筋允許減少級鋼筋允許減少0.1，高于，高于C60時應增加時應增加0.16.3.4 6.3.4 框架柱構造措施框架柱構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一每側每側配筋

37、率不應小于配筋率不應小于0.2 (強制強制)類場地且較高的建筑增加類場地且較高的建筑增加0.1(強制強制)6.3.4 6.3.4 框架柱構造措施框架柱構造措施2 2）縱向鋼筋）縱向鋼筋 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一 對稱配置；對稱配置； 截面尺寸大于截面尺寸大于400mm400mm的柱，縱向鋼筋間的柱，縱向鋼筋間距不宜大于距不宜大于200mm200mm； 柱總配筋率不應大于柱總配筋率不應大于5 5； 一級且剪跨比不大于一級且剪跨比不大于2 2的柱，每側縱向的柱，每側縱向鋼筋配筋率不宜大于鋼筋配筋率不宜大于1.21.2；非強制非強制6.3.4 6.3.4 框架柱構造措

38、施框架柱構造措施2 2）縱向鋼筋）縱向鋼筋 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一 邊柱、角柱及抗震墻邊柱在地震作用邊柱、角柱及抗震墻邊柱在地震作用組合產生小偏心受拉時，柱內縱筋總截組合產生小偏心受拉時，柱內縱筋總截面面積應比計算值增加面面積應比計算值增加2525； 縱向鋼筋的綁扎接頭應避開柱端的箍縱向鋼筋的綁扎接頭應避開柱端的箍筋加密區(qū)。筋加密區(qū)。非強制非強制6.3.4 6.3.4 框架柱構造措施框架柱構造措施2 2）縱向鋼筋）縱向鋼筋 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一 柱軸壓比限值柱軸壓比限值（剪跨比大于（剪跨比大于2 2，混凝土強度等級不高于，混

39、凝土強度等級不高于C60C60）結結 構構 類類 型型 抗抗 震震 等等 級級 一級一級 二二 級級 三三 級級 框架結構框架結構 0.7 0.80 0.90 框架框架-剪力墻，板柱剪力墻，板柱-剪力墻，筒體剪力墻，筒體 0.75 0.85 0.95 部分框支剪力墻部分框支剪力墻 0.60 0.703 3）軸壓比限值）軸壓比限值6.3.4 6.3.4 框架柱構造措施框架柱構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一N N軸壓力軸壓力 如何??？有如何?。坑械卣鹱饔媒M合的設計值地震作用組合的設計值 無地震作用組合的抗震框架是否需無地震作用組合的抗震框架是否需要限制柱的軸壓比？

40、要限制柱的軸壓比？軸壓比計算式：軸壓比計算式：6.3.4 6.3.4 框架柱構造措施框架柱構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一由軸壓比限值表：由軸壓比限值表： 抗震等級高，軸壓比限值小抗震等級高，軸壓比限值小 有剪力墻或筒時，軸壓比限值大有剪力墻或筒時，軸壓比限值大 框支柱，軸壓比限值小框支柱，軸壓比限值小6.3.4 6.3.4 框架柱構造措施框架柱構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一軸壓比限值調整：軸壓比限值調整： 剪跨比剪跨比1.51.52 2：降低：降低0.050.05 剪跨比小于剪跨比小于1.51.5：專門研究：專門研究 箍筋

41、形式、配箍量約束效果好：箍筋形式、配箍量約束效果好： 增大增大0.10.1 截面中部附加縱筋并用箍筋約束：截面中部附加縱筋并用箍筋約束： 增大增大0.050.05 不大于不大于1.051.05 6.3.4 6.3.4 框架柱構造措施框架柱構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一 連續(xù)復合連續(xù)復合 矩形螺旋箍矩形螺旋箍普通箍普通箍 復合箍復合箍螺旋箍螺旋箍復合螺旋箍復合螺旋箍6.3.4 6.3.4 框架柱構造措施框架柱構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一4 4）箍筋加密區(qū)范圍）箍筋加密區(qū)范圍柱箍筋加密區(qū)：可能形成塑性鉸的區(qū)段柱箍筋加密區(qū)：可

42、能形成塑性鉸的區(qū)段長柱長柱柱根柱根剛性地面剛性地面柱端柱端柱端柱端6.3.4 6.3.4 框架柱構造措施框架柱構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一柱全高加密箍筋：柱全高加密箍筋： 剪跨比不大于剪跨比不大于2 2的柱的柱( (短柱）短柱） 凈高與截面高度之比不大于凈高與截面高度之比不大于4 4的柱的柱 一、二級框架的角柱一、二級框架的角柱 框支柱框支柱 需要提高變形能力的柱需要提高變形能力的柱6.3.4 6.3.4 框架柱構造措施框架柱構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一5 5）箍筋加密區(qū)的配箍量）箍筋加密區(qū)的配箍量 最小配箍特征值最小

43、配箍特征值 最大間距最大間距 最小直徑最小直徑 最大肢距最大肢距 6.3.4 6.3.4 框架柱構造措施框架柱構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一影響最小配箍特征值影響最小配箍特征值minmin 的因素：的因素： 框架的抗震等級框架的抗震等級 抗震等級高，抗震等級高，minmin 大大 柱的軸壓比柱的軸壓比 軸壓比高，軸壓比高，minmin 大大 箍筋形式箍筋形式 約束好，約束好，minmin 小小最小配箍特征值最小配箍特征值6.3.4 6.3.4 框架柱構造措施框架柱構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一由規(guī)范規(guī)定的箍筋最小配箍特征值

44、，由規(guī)范規(guī)定的箍筋最小配箍特征值，計算計算最小最小體積配箍率體積配箍率、配置箍筋：、配置箍筋：取混凝土不低于取混凝土不低于C35C35，取鋼筋抗拉強度不大于取鋼筋抗拉強度不大于360N/mm360N/mm2 2 ，一級不小于一級不小于0.80.8，二級不小于，二級不小于0.60.6，三、四級不小于三、四級不小于0.40.4 6.3.4 6.3.4 框架柱構造措施框架柱構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一體積配箍率：體積配箍率：箍筋體積箍筋體積/ /外圍箍筋包圍的混凝土體積外圍箍筋包圍的混凝土體積 體積配箍率計算式體積配箍率計算式( (扣除重疊部分的箍扣除重疊部分的

45、箍筋體積筋體積) )：1 2/()vsk ska ll l s6.3.4 6.3.4 框架柱構造措施框架柱構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一柱箍筋加密區(qū)箍筋的最大間距和最小直徑柱箍筋加密區(qū)箍筋的最大間距和最小直徑( (強制強制) ) 抗震抗震等級等級 箍筋最大間距箍筋最大間距（取較小值，（取較小值，mm）箍筋最小箍筋最小直徑直徑(mm) 一級一級 6d，100 10 二級二級 8d，100 8 三級三級8d，150（柱根（柱根100） 8 四級四級8d，150（柱根（柱根100） 6（柱根（柱根8）箍筋的最大間距和最小直徑箍筋的最大間距和最小直徑6.3.4 6.

46、3.4 框架柱構造措施框架柱構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一 二級框架柱的箍筋直徑不小于二級框架柱的箍筋直徑不小于10mm10mm且且箍筋肢距不大于箍筋肢距不大于200mm200mm時，除柱根外最大時，除柱根外最大間距應允許采用間距應允許采用150mm150mm； 三級框架柱的截面尺寸不大于三級框架柱的截面尺寸不大于400mm400mm時，箍筋最小直徑應允許采用時，箍筋最小直徑應允許采用6mm6mm； 四級框架柱剪跨比不大于四級框架柱剪跨比不大于2 2時，箍筋時，箍筋直徑不應小于直徑不應小于8mm;8mm; 框支柱和剪跨比不大于框支柱和剪跨比不大于2 2的柱，

47、箍筋間的柱，箍筋間距不應大于距不應大于100mm100mm。加密區(qū)箍筋的最大間距和最小直徑加密區(qū)箍筋的最大間距和最小直徑 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一箍筋加密區(qū)：箍筋加密區(qū)： 一級不大于一級不大于200mm200mm，二、三級不大于，二、三級不大于250mm250mm和和2020倍箍筋直徑的較大者，四級不大倍箍筋直徑的較大者，四級不大于于300mm300mm。非加密區(qū)箍筋非加密區(qū)箍筋 體積配箍率：不小于加密區(qū)的體積配箍率：不小于加密區(qū)的5050 箍筋間距：一、二級不大于縱筋直徑的箍筋間距：一、二級不大于縱筋直徑的1010倍，三、四級不大于縱筋直徑的倍，三、四級不大于

48、縱筋直徑的1515倍。倍。箍筋肢距箍筋肢距6.3.4 6.3.4 框架柱構造措施框架柱構造措施 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一破壞形態(tài)破壞形態(tài)6.4 梁柱節(jié)點核芯區(qū)抗震設計梁柱節(jié)點核芯區(qū)抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一強核芯區(qū)強核芯區(qū): : 梁端鋼筋屈服時梁端鋼筋屈服時, ,核芯區(qū)不應剪切屈服。核芯區(qū)不應剪切屈服。 設計中，設計中，取梁端截面達到受彎承載力取梁端截面達到受彎承載力時的核芯區(qū)剪力作為其剪力設計值。時的核芯區(qū)剪力作為其剪力設計值。 采用梁端彎矩設計值代替受彎承載力，采用梁端彎矩設計值代替受彎承載力，以簡化計算。以簡化計算。

49、 三、四級框架和非抗震框架的核芯區(qū)，三、四級框架和非抗震框架的核芯區(qū)，可不進行驗算?？刹贿M行驗算。6.4.16.4.1剪力設計值剪力設計值6.4 6.4 梁柱節(jié)點核芯區(qū)抗震設計梁柱節(jié)點核芯區(qū)抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一中柱節(jié)點受力簡圖中柱節(jié)點受力簡圖6.4 6.4 梁柱節(jié)點核芯區(qū)抗震設計梁柱節(jié)點核芯區(qū)抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一 取上半部分為隔離體，由平衡取上半部分為隔離體，由平衡條件可得核芯區(qū)剪力條件可得核芯區(qū)剪力V Vj j， 由梁柱平衡求出由梁柱平衡求出V Vc c，代入：，代入： 6.4 6.4 梁柱節(jié)點核芯區(qū)抗震設計梁柱節(jié)點核芯區(qū)抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一土木系結構一一、二級框架核芯區(qū)剪力設計值：一、二級框架核芯區(qū)剪力設計值： jbjb 核芯區(qū)剪力增大系數，核芯區(qū)剪力增大系數， 一級取一級取1.351.35，二級取，二級取1.21.2 6.4 6.4 梁柱節(jié)點核芯區(qū)抗震設計梁柱節(jié)點核芯區(qū)抗震設計 高層建筑結構設計高層建筑結構設計土木系結構一