安全验证
11.4】  框?架柱及框支柱—。 1!1.4.1  由】于框架柱中存—在轴压力即使在采取!必要的抗震》构造措施后其延【性能力通常》仍比框架梁》偏小;加之框架柱】。是结构中的》重要:竖向承重构件对防止!结构在罕遇地—震下的整体或局【部倒塌?。起关:键,。。作用:故在抗震设计中【通常均需采取—“强柱弱梁”—措,施即人?为增大柱《截面的抗弯能—力以减小柱》端形成?塑性铰的可能—性 —     在总【结2008年—汶川地震震害经【。验的基础上认为有】必要对02版—规范的柱抗》弯能力增强措施作】相应加强具体—做法是对《9度设防烈度的一级!抗,震等级框架和9【度,以外一级抗震等【级的框架结构要【求仅按左、》右梁端?实际配筋(考—虑梁:截面受压钢》筋及有效板宽范围内!与梁平行的板内【。。配筋:)和材?料强度标《。准值求得的梁端抗】弯能:力及相应的增—强系数增大柱端弯】矩;对于二》、,三、四级抗震等级的!。框架:结构:以及一、二、—三、四级抗震—等级:的其他框《架均分别提高了【从左、右梁端考虑】地震作用《的组合弯矩设计值计!。算柱端弯矩》时的增强系数—。其中:有必要强调的是【在按实际《配,筋确定梁端抗弯【能力时有效板宽范围!与本规范第1—。1.3.2》条处:。相同建议取用每【侧6倍板厚 【 , : 11?.,4.2  为了减小!框架结构底层柱【下端截面和框支【柱顶层?柱,。上端和底层》柱下端?截面出现《塑性铰的可能性对此!部位:柱的弯矩设计—值采用?直接乘?以增强系数的方法】以增大其《正截面受弯承载力】。本次修订对这些部位!使用的增《强系数作《了与第?。11.?4.:1条处相呼应—的调整? 》 11.4》.3  对于框【架柱同样需要—通过设计措》施,防止其在达到罕【。遇地震对应的变形】状态之前过早出现非!延性的剪切破坏【。为此一方面应使【其抗震受剪承载能】力计算公式具有【保持抗?剪能力达到该变形状!态的能?力;另?一方:面应通过对柱截面作!用,剪力的?增强措施考虑柱端截!。面纵向?钢筋数量偏多以及】强度偏高有可—能带来的作》用剪力增大效—应这后?一,方面的因素》也就是柱的“—。强剪弱弯”措施所】要考虑的因素 【 :     【本次修订根》据与“强柱》弱梁:。”措施处相》。同的理由相应适度增!大,了框架结构》柱剪力的增大系【。。。数  】   ?在按柱端《实际配?筋,计算柱增强后的【作用剪力时》对,称配:筋,矩形截面《大,偏心受压柱》按柱端实际》配筋考虑承》。载力抗震调整系数】的正截面受弯承载力!Mcua可》按下列公式计—算 —  】   对其他—配筋形式或截面【形,状的框架柱其Mc】ua值可仿照上述】方,法,确定 ? 11.4!.4  对》一、二级抗震—等级的?框支柱?规,定由:地震作用引起—的附加轴力应—。乘以增大系数以【使框支柱的》轴向:承载能力《适应因地震作用【而可能出现的较大轴!力作用情况 ! 11《.4.?。5  对一、二【、三、四级抗震【等级的框架》角柱考虑《到以往?震害中角柱震害相对!较重且受扭转—、双向剪切等不【利作:用其受?力复杂当其内力计算!按两个主《轴方向分别考虑地震!作用时其弯矩、剪力!设,计值应取经调整后的!弯矩、剪力》设计:值再:乘以不小《于1.1的增大系】数, ? 1《1.4.6  本条!。规定了框架》柱、:框支柱的受剪承载力!上,限值也就是按受剪】要求提?出的截面尺寸限【制,条件它是在非—抗,震限制条件基础上考!虑反:复荷载影响后给出的! ? 1《1.4.7》  抗震《钢筋混?凝,土框:架柱的受剪承—载力计?算公:式需保证柱在框【架达到其《罕遇地震变形状【态时:仍不致发生剪切破坏!从而:防止在以往》多次地震《。中发现的《柱剪切?破坏具?体方法仍《是将非抗震受剪【。承载力计《算公式中的》混凝土项乘以0【.6箍筋项则保持】不变:。。该公式?经试:验验证能够达到使】。柱在强?震非弹性变形过【程中不形成过早剪切!破坏的?控制目标 — 《1,1.4.8  本条!给,出了偏心受拉抗【震,框,架柱和框支柱的【受剪承载力计算公】。式该公式是在—非抗震偏心受拉构】件受剪承载力计【算公式的基础—。上通过对混凝土项乘!以0.6后得出【的由于?轴向拉力对抗剪能】力起不利作用—故对公式中》的轴向拉力项不【。作折:减 【1,1.4.9》、11?.4.10  这两!条是本次修订新增条!文是在非抗震偏心】受压构件《双向受剪承载—力限制条件和计【算公式的基础上考】虑,反复荷载影》响后得出的》 ? ?   ? 根据国内在低周反!。复荷:载作用?下,双向受剪钢》筋混凝土柱》的试验结果对双向】。受剪承载力》计算公?。式仍采用在非抗【震,公式的基础上—。只对混凝土项进【行折减?箍筋项则不》予折减的做法—这意味着与非抗震】情况下的方法相同】考虑到计算方法的】简,洁对:于两:向相关的影响在双向!受剪承载力计算【公式中仍采用椭圆】模式表达《 :。 1》1.4?.11  》2008年汶川【地震震害经验表明】当柱截面选用过小】但仍符合02—版规范要求》时即使按要求完成了!抗震设计《由于多种偶然因素】影响结构《中的框架柱》仍有可?能震害偏重为此对0!2版规范中框—架柱:。截面尺寸的限制【条,件从偏安全的角【度作了适当调—整 《 , ,。 ,11.4.12 】 框架柱纵》向钢筋最小配筋【率是抗震设计中的一!项较重要的》构造措?施其:主要作用是》考虑到实《际地震作用在—大小及作用方式上】的随:机性经计算确定的】配筋数量仍可能【。在结构中造成—某些估?计不到的薄弱构件或!薄弱截面《;通过纵向钢—筋最小配筋率规定】可以:对这些?薄弱部位进》行补救以提高结【构整体地震反—。应能力?的可靠性;此外与】非抗震情况相同纵】向钢筋最《小配筋率同样—可以保证柱截面【开裂后抗弯刚度【不致削弱过多;【。另外:最小配筋《率还:可,以使:设防烈度不高地区】一部分框架》柱的抗弯能力在“强!柱弱梁?”措施基础上有进】一步提高这也相当于!对“强柱《弱梁”措施的某【。。种,补充考虑到适—当提高?安全度?的需要201—0版:规,范表:11.4.12-1!中的:纵向钢筋最小配筋率!值与02版规—范相比有所》提,高,采用40《。0MPa级钢筋的纵!向钢筋最小配筋率值!较02?版规范提高了0.0!5% — :    《2010版规范根据!工程经验对柱箍【筋间距?的,规定作了局部调整以!利于保证混凝土【的施工质量》 》     本次对】GB 50010】-20?10(2015年版!)规范的《局部修订《删,除了HRB33【。5牌:号钢筋?的有关规定考虑到】Ⅳ类:场地:上较高的高层建筑定!义不明确(不好执】行):本条对?高抗震等级柱的最】小配筋率规》定和国外有关规【范相比已经不—低,故删除了《“最小?配筋百分率应增加0!.1”?的规定根据工程经】验和地震震害经验】。为了适?度提:高四级抗震等级【柱箍筋加《密区的箍筋配置【要求在表11.【4.12-2中删】除,。了2010版—规范的四级抗震【等级:规定取?与三级相同这—样修改?后本条第《4,款中“四级抗—震等级框架柱剪跨】比不大于2》时箍筋直径不应小于!8mm”的》规定自然满足本条】第2、3款的规定故!予以删除;同时考】虑,到小截面柱的—工程情况及现行行】业标准高层建—筑混凝土《。结构:技术规程JGJ 3!。的相关规定补充了截!面,。尺寸不大于400】mm且抗《震等:级为三级、四级的框!。架柱箍?筋直:径可以降低到6【mm的放松》要求 ? 》。11.4.13  !当框架柱在地震【作用组合下处于【。小偏心?受,拉状态时柱的纵【筋总截?面面积应比计算【值增加25》%是为了避》。免柱的受拉纵筋屈服!后再受压时》由于包兴格》效应导致纵》筋压屈 》 :  ?   为了避—免纵:筋配置?过多施?工,不便对框架柱—的全部纵向》受力钢筋配筋率作】了,限制 — ,  :   柱净高与截】面,高度的比值为3【~4的短柱试—验表明此类框架【柱易发?生粘:结型剪切破坏—和对角斜拉型剪切】破,坏为减少这种破坏】这类柱?纵向:钢筋配筋率不宜过大!为,。此对一级《抗震等级且剪跨【比不大于2的框【架柱:规定:每侧纵向受拉钢筋配!筋率不宜大于1.】2%并应沿柱全长】采用复合箍筋—对其他抗《震等级虽未》作此规定《但也宜适当控制【 : 1》1.4.14、【11.4.1—5 : 框架柱端箍—筋加密区长度的规】定,是根据试验结果及】震害经验作出的该】长,度相:当于柱端潜在—塑性铰区《的范围再加》一定的?。。安全:余量对箍《筋肢距作出》的限制是《为了保证《塑性铰区内箍筋对】混凝土和受压纵筋】。的有效约束 ! 1?1.4.16  试!。验研:究表明受压构件的】位移延性随轴压【比增加而减小因此】对设计轴压比—上限进行控》。制就成为保证—框架柱和框支柱具有!必要:延性的?重要措施之一为满】足不同结构》类型框架柱、框支】柱在地震作用—。组合下的位移—延性要求本》条规定?了不同结《构体系中框》架柱设?计轴:。压比:的上限值此次修订】对,设计轴压比上限值】的规定作了以下【调整:  【    《1 : 将设计轴压比上】限值的规定》扩展:到四级抗震》等级; 【     2【  根据2008年!汶川地?震的震?害,。。经验适度加严—了框架结构的设计】轴压比限值》; :    】 3  《框架-剪《。力墙结构《和筒体结《构主要依靠剪力墙和!内筒承受水》平地震作用其中【框架部分特别—是中、下层框架受】水平地震《作,用的影响相对较轻本!次修订在保持0【2版规范《对其设计轴压比给】出比框架结构—柱偏松的控制条【件的:同时对?其中个别《取值作了调整 】    【 近年?来,国内:外,试验:研究结果表明采用螺!旋箍筋、连》续复合矩形螺旋箍筋!等配筋方式》能在一般复合—箍筋的基础上进一】步提高对核心混凝】土的约?束效应改《善柱的位移延性性】能故规?定当配置复合—箍筋、螺旋箍筋【或连续复合矩形【螺,旋箍筋且配箍量达到!一定程度《时,允许适当《放宽柱设《计轴压比的》上限:。。控制条?件同时国内研究表明!在钢筋混《凝土柱中设置—矩形核芯柱不仅【能提高柱的受—压承:载力:也可提高柱的位移】延性:且有利于在大变形】。情况下防止倒塌类】似于型钢混凝土结】构中型钢的》作,用因此在设置矩形】核,芯柱且?核芯柱的纵向钢【筋配置?数量达到一定—要求的情况下—也适当放宽了设【计轴压比的上—限控制条件在放宽】轴压比上限控制条件!后箍筋加密区的最小!体积配筋率应按放】松后的设计轴压【比确定 【 11.4—.17  》在柱端箍筋加密区】内配:置一定数量的—箍筋(用《体积:配箍率衡量)—是使柱具有必要的】延性和塑性》。耗能能力的另一【项重要措《施因抗震等级越高抗!震,。性能要求相》应提高;加》之轴压?比越高混凝》土强度?越高也需要更高的配!箍率:方能达到相同—的延性;而箍—筋强度?越高配箍率则—可相应降低为此先根!据抗震等级及轴压比!给出所需的柱端【配箍:特征值再《。经配箍特《征,值及混凝《土与钢筋的强度设计!值算得所需的—体积配箍率02版】规范给出的配—箍特征值是根—据日本及我》国完成的钢》筋混:凝土柱?抗震延性性能系列】试,验按位移延性系【数不低于3》.0的标准给出【的 ? 《    《虽然:2008《年汶川地震中柱【端破坏?情况:多有发现但》规范修?订组经研究拟主【要通:过适度的柱抗弯【。能力:增强措施(“—强柱弱梁”措施【)和适度降低框架结!构柱轴压比上限【条件来进一步—。改善框架结构柱的抗!震性能对02版【规范柱端体积—配箍率的规定则不】作变动 【  ?   需要说明的是!因建筑?抗震设计规范G【B, 50011规定对!6度设?防,烈度的?一般建筑可不进行】考虑地震作用的结构!分析和截面抗震验】。算在按第《1,1.4.16条【。及本条确定》其轴压比时轴压力可!取为无?地震作用组合的轴】力设计值《对于6度设防烈度建!造于Ⅳ类场地上【较,高,的高层建筑因已需进!行考虑地震作用的】结构分析故应—采用考虑《地震作用组合—的轴向力设计值 】 ?     —另外当计《算箍筋?的体积配箍率时各】强度等级箍筋应分】别,采用其强度设计值】根据本规范第4.2!.3条表述》其抗拉强度设计【值不受3《60MPa的—限制 】11.4.18  !本条规?定了考虑地》震作:用框架柱箍筋非加】密,区的箍筋配置要【求 ?