版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
第七章
多層及高層鋼筋混凝土房屋
3/4/20231
多層及高層建筑的范圍,各國有不同的規(guī)定,我國不同標準也有不同的規(guī)定:《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(高規(guī))(JGJ3-2002)將高層定義為10層及10層以上或高度超過28m的建筑。3/4/20232
7.1.1常用結(jié)構(gòu)體系
結(jié)構(gòu)體系系指結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力與傳力的結(jié)構(gòu)組成方式。
鋼筋混凝土多層及高層建筑常用的結(jié)構(gòu)體系有:框架體系、框架-剪力墻體系、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)。
7.1多層及高層房屋結(jié)構(gòu)體系
3/4/202331.框架結(jié)構(gòu)
框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱、節(jié)點、基礎(chǔ)組成的結(jié)構(gòu)體系,橫梁和立柱通過節(jié)點連接在一起作為豎向承重結(jié)構(gòu),同時承受水平荷載,并將其傳至基礎(chǔ)。內(nèi)、外墻只起分隔和維護作用(圖7-1)。
圖7-1
框架結(jié)構(gòu)
3/4/20234框架結(jié)構(gòu)在建筑上能提供較大的空間,平面布置靈活,適用于多層工業(yè)廠房、倉庫、商場、學校、辦公樓等建筑。但其側(cè)向剛度較小,抗震性能較差,故一般不適于超過20層或超過60m的建筑。3/4/202352.剪力墻結(jié)構(gòu)
剪力墻結(jié)構(gòu)是把鋼筋混凝土墻體作為豎向承重和抵抗水平力的構(gòu)件的結(jié)構(gòu)(圖7-2)。剪力墻結(jié)構(gòu)的房屋橫墻多,側(cè)向剛度大,整體性好。但剪力墻結(jié)構(gòu)的房間劃分受到很大限制,因而一般用于住宅、旅館等開間要求較小的建筑,其使用高度為15~50層。
圖7-2剪力墻結(jié)構(gòu)
3/4/202363.框架-剪力墻體系
框架-剪力墻體系是由框架和剪力墻共同承受外加荷載的結(jié)構(gòu)體系(圖7-3)???剪體系的側(cè)向剛度比框架結(jié)構(gòu)大,大部分水平力由剪力墻承擔,而豎向荷載主要由框架承擔。圖7-3框架—剪力墻結(jié)構(gòu)
3/4/20237與框架結(jié)構(gòu)體系相比,框-剪體系改善了框架結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度小的缺點,部分保留了框架結(jié)構(gòu)建筑平面布置靈活的優(yōu)點;而與剪力墻體系相比,框-剪體系改善了剪力墻結(jié)構(gòu)的房間劃分限制的缺點,部分保留了剪力墻結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度大的優(yōu)點。因而,框-剪體系在多層及高層辦公樓、旅館等建筑中得到了廣泛應用???剪體系的使用高度為15~25層,一般不宜超過30層。
3/4/202384.筒體體系
筒體是由若干片剪力墻圍合而成的封閉井筒式結(jié)構(gòu),其受力情況相當于一個固定于基礎(chǔ)上的筒形懸臂構(gòu)件。圖7-4筒體結(jié)構(gòu)(a)實腹筒;(b)空腹筒
3/4/20239筒體結(jié)構(gòu)是框架—剪力墻和剪力墻結(jié)構(gòu)的發(fā)展,它將剪力墻集中到房屋的內(nèi)部與外部形成空間封閉體,使結(jié)構(gòu)體系有很大的剛度,又因剪力墻集中能獲得較大的空間。主要用于高度較大的高層建筑中(圖7-4)。筒體有實腹筒與空腹筒之分。
實腹筒由剪力墻組成,一般由電梯井、樓梯間、管道井等形成,開孔少,因其常位于房屋中部,故又稱為核心筒。
空腹筒又稱框筒,外筒為密柱深梁框架組成的空間結(jié)構(gòu),內(nèi)筒為剪力墻圍成的實腹核心筒。
3/4/202310
7.1.2多層及高層房屋結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置的任務是設(shè)計和選擇建筑物的平面、剖面、立面、基礎(chǔ)以及變形縫。
結(jié)構(gòu)布置應滿足建筑使用要求,便于施工;增強結(jié)構(gòu)的整體剛度減少側(cè)移;滿足地震區(qū)的抗震要求;合理布置和處理沉降縫、伸縮縫、防震縫。3/4/2023111.結(jié)構(gòu)的平面布置結(jié)構(gòu)平面布置應有利于抵抗豎向和水平荷載,平面形狀和剛度應均勻?qū)ΨQ,以減少結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)影響。結(jié)構(gòu)布置時,應考慮以下幾點:(1)建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜簡單,規(guī)則,均勻?qū)ΨQ,并應具有良好的整體性,以減少震害影響。(2)平面長度L不宜過長,L/B宜小于6,避免兩端振動不一致而使建筑物破壞。(3)平面的外伸突出部分應盡可能小,平面的凹角部分宜產(chǎn)生應力集中,在凹角和端部不易設(shè)置樓電梯間。3/4/2023122.結(jié)構(gòu)的豎向布置
為保證建筑物在水平荷載作用下不發(fā)生傾覆,保證建筑物的整體穩(wěn)定性,建筑物的高寬比不宜過大。沿豎向結(jié)構(gòu)的承載力與剛度宜均勻、連續(xù)、沒有突變。
3/4/2023133.變形縫的設(shè)置變形縫包括伸縮縫、沉降縫、抗震縫。(1)伸縮縫伸縮縫是為了避免由于溫度變化和混凝土收縮使房屋產(chǎn)生裂縫而設(shè)置的。伸縮縫將基礎(chǔ)頂面以上的結(jié)構(gòu)分開,其間距與施工方法和房屋長度有關(guān)。(2)沉降縫沉降縫是為了避免因房屋產(chǎn)生過大的不均勻沉降導致結(jié)構(gòu)拉裂而設(shè)置的。沉降縫將基礎(chǔ)至屋頂全部分開。3/4/202314當有下列情況之一時應考慮設(shè)置沉降縫:1)地質(zhì)條件變化較大處。2)地基基礎(chǔ)處理方法不同處。3)房屋平面形狀變化的凹角處。4)房屋高度、重量、剛度有較大變化處。5)新建部分與原有建筑的結(jié)合處。3/4/202315(3)抗震縫設(shè)置抗震縫是為了防止在地震作用下,由于結(jié)構(gòu)各部位變形不協(xié)調(diào),導致結(jié)構(gòu)一些部位破壞發(fā)生??拐鹂p將基礎(chǔ)頂面以上的結(jié)構(gòu)斷開,把復雜不規(guī)則結(jié)構(gòu)變?yōu)槿舾珊唵我?guī)則的結(jié)構(gòu),以免在地震作用下相互碰撞。一般在下列情況宜設(shè)抗震縫:1)平面形狀復雜而無有效構(gòu)造措施。2)房屋各部分有較大錯層。3)結(jié)構(gòu)各部分的剛度或質(zhì)量相差較大。
3/4/202316高層鋼筋混凝土房屋當需要設(shè)置防震縫時,防震縫的最小寬度應符合下列規(guī)定:1)框架結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度,當高度不超過15m時可采用70mm;超過15m時,6度、7度、8度和9度相應每增加高度5m、4m、3m和2m,宜加寬20mm。2)框架—剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用框架結(jié)構(gòu)縫寬的70%;剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用框架結(jié)構(gòu)縫寬的50%;且均不宜小于70mm。3)防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時,宜按需要較寬防震縫的結(jié)構(gòu)類型和較低房屋高度確定縫寬。當需要同時設(shè)置伸縮縫、沉降縫和抗震縫時,應三縫合一,并均應符合抗震縫要求。3/4/2023177.1.3抗震設(shè)計的一般規(guī)定1.房屋適用的最大高度表7.1現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋適用的最大高度(m)結(jié)構(gòu)類型烈度6789框架60554525框架-剪力震分框支抗震墻12010080不應采用框架-核心中柱-剪力墻403530不應采用3/4/202318注:1)房屋高度指室外地面到主要屋面板板頂?shù)母叨龋ú话ň植客怀鑫蓓敳糠郑?)框架-核心筒結(jié)構(gòu)指周邊稀柱框架與核心筒組成的結(jié)構(gòu)。3)部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)指首層或兩層框支抗震墻結(jié)構(gòu)。4)乙類建筑可按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定適用的最大高度。5)超過表內(nèi)高度的房屋,應進行專門研究和論證,采用有效地加強措施。3/4/2023192.結(jié)構(gòu)的高寬比
結(jié)構(gòu)類型非抗震設(shè)計設(shè)防烈度6度、7度8度9度框架、板柱-剪力墻5432框架-剪力墻5543剪力墻6654筒中筒、框架-核心筒6654表7.2高層混凝土結(jié)構(gòu)的高寬比限值3/4/2023203.建筑物的抗震等級建筑物不僅要按建筑設(shè)防類別區(qū)別對待,還要按抗震等級劃分??拐鸬燃壥谴_定結(jié)構(gòu)和構(gòu)件抗震計算和構(gòu)造措施的標準?!督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》根據(jù)烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度等因素將丙類建筑的抗震等級劃分為四級。3/4/202321表7.3現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋的抗震等級結(jié)構(gòu)類型烈度6789框架結(jié)構(gòu)高度/m≤30>30≤30>30≤30>30≤25框架四三三二二一一劇場、體育館等大跨度公共建筑三二一一框架-抗震墻結(jié)構(gòu)高度/m≤60>60≤60>60≤60>60≤50框架四三三二二一一抗震墻三二一一一抗震墻結(jié)構(gòu)高度/m≤80>80≤80>80≤80>80≤60抗震墻四三三二二一一3/4/202322部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)抗震墻三二二一框支層框架二二一一筒體結(jié)構(gòu)框架—核心筒框架三二一一核心筒二二一一筒中筒外筒三二一一內(nèi)筒三二一一板柱—抗震墻結(jié)構(gòu)板柱的柱三二一抗震墻二二二結(jié)構(gòu)類型烈度67893/4/202323注:1)建筑場地為I類時,除6度外可按表內(nèi)降低一度所對應的抗震等級采取抗震構(gòu)造措施,但相應的計算要求不應降低。2)接近或等于高度分界時,應允許結(jié)合房屋不規(guī)則程度及場地、地基條件確定抗震等級。3)部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)中,抗震墻加強部位以上的一般部位,應允許按抗震墻結(jié)構(gòu)確定其抗震等級。
3/4/2023247.2框架結(jié)構(gòu)7.2.1框架結(jié)構(gòu)的種類框架結(jié)構(gòu)按施工方法的不同,分為整體式,裝配式和裝配整體式三種。
3/4/2023257.2.2框架結(jié)構(gòu)布置按照承重方式的不同,框架結(jié)構(gòu)分為橫向承重、縱向承重、縱橫雙向承重三種布置方案(圖7-5)。圖7-5框架結(jié)構(gòu)布置3/4/2023267.2.3多層框架梁、柱的截面尺寸和計算簡圖
1.梁、柱截面的選擇
(1)截面形狀
圖7-6梁的截面形狀3/4/202327(2)截面尺寸框架梁、柱截面尺寸應根據(jù)承載力、剛度及延性等要求確定。初步設(shè)計時,通常由經(jīng)驗估算選定截面尺寸,然后進行承載力、變形驗算,檢驗所選構(gòu)件截面尺寸是否合適。
3/4/202328
1)框架梁??蚣芰航孛娓叨瓤筛鶕?jù)跨度來估算??蚣芰焊咭话闳 ?為梁的跨度),梁高不宜大于1/4凈跨,以防止梁發(fā)生剪切脆性破壞??蚣芰簩?/p>
~,且不少于1/2柱寬和200mm,寬度不宜小于梁高的1/4??蚣苓B系梁的截面高度取~。
選擇梁截面尺寸還應符合模數(shù)要求。一般梁的截面寬度和高度取50mm的倍數(shù)。3/4/2023292)框架柱??蚣苤慕孛娓叨纫话憧扇 珜痈?。截面寬度可取~,最小截面尺寸高度和寬度均不宜小于300mm,圓柱直徑不宜小于350mm。在兩個主軸方向上,剛度不宜相差太大,矩形截面的邊長比不大于3。為避免發(fā)生剪切破壞,柱凈高與截面長邊之比宜大于4。3/4/202330
框架柱的截面尺寸一般根據(jù)柱的軸壓比(柱的平均軸向應力與混凝土軸心抗壓強度的比值)估算,估算公式為
(7-1)式中:--柱軸壓比限值。
3/4/202331
對以承受豎向荷載為主的框架柱,可按負荷面積估算柱軸力,再按軸心受壓柱驗算,考慮到彎矩的影響,將軸向力乘以1.2~1.4的系數(shù)。表7.4柱軸壓比限值結(jié)構(gòu)類型抗震等級一二三框架結(jié)構(gòu)0.70.80.9框架—抗震墻,板柱—抗震墻及筒體0.750.850.95部分框支抗震墻0.60.7—3/4/2023322.構(gòu)件的截面慣性矩
框架梁截面慣性矩可以按照材料力學的方法計算,但應考慮樓板與梁的共同工作,一般按下述規(guī)定取值。注:--為矩形截面梁慣性矩。
框架柱的抗彎剛度按實際截面計算。
表7-5梁截面慣性矩取值
中框架梁邊框架梁現(xiàn)澆樓面裝配整體式樓面3/4/2023333.框架計算簡圖
(1)計算單元一般情況下,框架是均勻布置的,各榀框架剛度相同,荷載分布均勻,其空間作用不明顯。為了簡化計算,可從各榀縱向框架和橫向框架中選出一榀或幾榀有代表性的框架作為計算單元,按平面框架進行計算(圖7-7)。3/4/202334圖7-7框架計算單元及計算簡圖3/4/202335(2)計算簡圖
現(xiàn)澆框架梁與柱、柱與基礎(chǔ)均為剛性連接。構(gòu)件用軸線表示,荷載的作用點也轉(zhuǎn)移到軸線上。計算簡圖的主要尺寸以梁、柱截面幾何軸線來確定。在一般情況下,框架梁的跨度取柱軸線間的距離。柱高除底層柱外,其余各層柱高為梁中心線至中心線距離,對底層柱取基礎(chǔ)頂面到底層梁中心線距離(圖7-7)。對于不等跨框架,當各跨跨度相差不超過10%時,按等跨考慮。3/4/2023367.2.4.多層框架結(jié)構(gòu)的荷載、內(nèi)力和側(cè)移計算
1.多層框架結(jié)構(gòu)的荷載多層結(jié)構(gòu)房屋上的荷載可分為豎向荷載和水平荷載兩類。(1)豎向荷載豎向荷載包括恒載(結(jié)構(gòu)自重)和活載。1)豎向荷載中的恒載按相應材料和構(gòu)件的自重計算。2)活荷載按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》選用,當有特殊要求時,應按實際考慮。3/4/202337(2)水平荷載水平荷載包括風荷載和地震作用。1)風荷載。建筑物表面上的風荷載標準值按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009—2001)計算。根據(jù)《規(guī)范》公式算得的風壓標準值是沿房屋高度變化的。為簡化計算,在內(nèi)力分析時,可將沿框架高度分布的風荷載進一步簡化為水平集中荷載,合并于迎風面一側(cè),分別作用于樓面和屋面處。3/4/2023382)地震作用。按《抗震規(guī)范》規(guī)定抗震設(shè)防的烈度為6度以上,6度設(shè)防時一般不必計算地震作用,只須采取必要的抗震構(gòu)造措施既可;7~9度時要計算地震作用,并采取相應的構(gòu)造措施。地震作用及相應的構(gòu)造措施均按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011—2001)規(guī)定確定。3/4/202339內(nèi)力計算
(1)豎向荷載作用下內(nèi)力的近似計算——分層法、彎矩二次分配法
1)分層法。
計算假定用位移法或力法計算的結(jié)果表明,在豎向荷載作用下的多層多跨框架,當框架梁的線剛度大于柱的線剛度,且結(jié)構(gòu)基本對稱,荷載較為均勻的情況下,框架的側(cè)移是極小的,每層梁上的荷載對本層梁及與之相連的上、下柱的彎矩影響較大,對其他各層梁的影響很小。3/4/202340分層法假定:①在豎向荷載作用下,框架的側(cè)移很小忽略不計。②每層梁上的豎向荷載對其他各層梁的影響忽略不計,僅考慮本層梁、柱內(nèi)力的影響。
3/4/202341圖7-8多層框架分層法的計算單元
3/4/202342計算要點根據(jù)上述假定,計算時可將各梁及其上、下層柱所組成的框架作為一個獨立的計算單元分層計算(圖7-8),計算單元中各層梁的荷載、跨度及層高與原結(jié)構(gòu)相同。分層計算所得的梁彎矩即為其最終彎矩,而每一層柱的彎矩由上、下兩層疊加得到。彎矩疊加后,節(jié)點處的彎矩之和常不等于零,若需進一步修正,可對節(jié)點不平衡力矩再進行一次分配。
3/4/202343
分層法計算內(nèi)力時,假定上、下柱的遠端是固定的,但實際上除底層柱外,其它各層柱均是彈性支承,有轉(zhuǎn)角產(chǎn)生。為了減少計算中的誤差,將除底層柱以外的其它各層柱的線剛度乘以折減系數(shù)0.9,并取它的傳遞系數(shù)為1/3;底層柱不折減,傳遞系數(shù)取1/2。
分層法適用于節(jié)點梁柱線剛度比,結(jié)構(gòu)和荷載沿高度變化不大的規(guī)則框架。3/4/2023442)彎矩分配法。由分層法的計算可知,多層框架某節(jié)點的不平衡彎矩僅對與其相鄰的節(jié)點影響較大,對較遠節(jié)點的影響較小,因而可將各節(jié)點的不平衡彎矩進行第一次分配,并向遠端傳遞,再將新的不平衡彎矩進行第二次分配,此即彎矩二次分配法。3/4/202345具體計算步驟為:①根據(jù)各桿件的線剛度計算各節(jié)點的桿端彎矩分配系數(shù)。②計算每一跨橫梁在豎向荷載作用下的固端彎矩。③將各節(jié)點的不平衡彎矩同時進行第一次分配,并將所得桿端的分配彎矩同時向其遠端傳遞(傳遞系數(shù)均為1/2)。④將各節(jié)點因傳遞彎矩而產(chǎn)生的新的不平衡彎矩進行第二次分配,再一次使各節(jié)點處于平衡狀態(tài)。⑤將各桿端的固端彎矩、分配彎矩和傳遞彎矩疊加,即得各桿端最終彎矩值。3/4/202346(2)框架在水平荷載作用下內(nèi)力的近似計算—反彎點法和D值法作用于框架結(jié)構(gòu)的水平荷載,可以簡化為作用于框架節(jié)點上的水平集中力。因無節(jié)間荷載,各桿的彎矩圖都是直線形見圖7-9,每個桿都有一個反彎點,該點彎矩為零,剪力不為零。如求出各柱的剪力和反彎點位置,就可以求出柱端彎矩,進一步求出梁、柱內(nèi)力。3/4/202347圖7-9框架變位圖和彎矩圖(a)框架變位圖;(b)框架彎矩圖3/4/2023481)反彎點法。
對于梁柱線剛度比≥3,且各層結(jié)構(gòu)比較均勻的多層框架,不考慮軸力所引起的各桿的變形,可采用反彎點法計算內(nèi)力。計算假定:①確定各柱的反彎點位置時,假定除底層柱以外的其余各層柱,受力后上下兩端的轉(zhuǎn)角相等。②進行各柱間的剪力分配時,認為各柱上下端都不發(fā)生角位移,即梁與柱的線剛度之比為無限大。③不考慮柱的軸向變形,同一層各節(jié)點的水平位移相等。3/4/202349計算內(nèi)容①反彎點高度。
反彎點高度指反彎點處至該層柱下端的距離。根據(jù)假定①各柱上下端轉(zhuǎn)角相等,則柱上下端彎矩相等,反彎點在柱中央,取(h為層高)。對于底層柱,柱下端固定,轉(zhuǎn)角為零,柱上端彎矩小于下端,反彎點位置偏離中央上移,取(h1為底層柱高)。3/4/202350②柱的側(cè)移剛度。
側(cè)移剛度表示柱上下端產(chǎn)生單位水平位移時柱中產(chǎn)生的剪力,與兩端約束條件有關(guān)。根據(jù)假定②,各柱端轉(zhuǎn)角為零,柱的側(cè)移剛度為(7-2)式中:—柱的線剛度;—柱的高度。3/4/202351
③同層各柱剪力。以圖7-9(b)為例,將框架沿第i層各柱的反彎點處切開,令Vi為框架第i層的層間剪力,它等于i層以上所有水平力之和;Vik為第i層第k根柱分配到的剪力,假定第i層共有m根柱,由層間水平力平衡條件得
(7-3)
由假定③,同層各柱柱端水平位移相等,第i層各柱柱端相對側(cè)移均為,則有(7-4)式中:--第層根柱的側(cè)移剛度。3/4/202352代入式(7-3)得
(7-5)將式(7-5)代入式(7-4)得(7-6)由此可見,同層各柱剪力是按各柱間的側(cè)移剛度比進行分配的。3/4/202353④柱端彎矩。根據(jù)求得的各柱層間剪力和反彎點位置,即可求得柱端彎矩。底層柱:上端:(7-7)下端:(7-8)
其余各層柱:(7-9)式中:、--柱子上端和下端彎矩;—-第層柱的柱高。3/4/202354⑤梁端彎矩。根據(jù)節(jié)點平衡條件,梁端彎矩之和等于柱端彎矩之和,節(jié)點左右梁端彎矩大小按其線剛度比例分配。
(7-10)
(7-11)式中:、——節(jié)點上、下兩端柱的彎矩;、——節(jié)點左、右兩端梁的彎矩;、——節(jié)點左、右梁的線剛度。3/4/202355⑥梁端剪力。根據(jù)梁的平衡條件,由圖7-10可求出水平力作用下梁端剪力。
(7-12)式中:、--梁左、右兩端剪力;
--梁的跨度。圖7-10梁端剪力計算
3/4/202356⑦柱的軸力。 節(jié)點左右兩端剪力之和即為柱的層間軸力,圖7-11。
(7-13)式中:--第i層第k根柱子的軸力;、--第i層第k根柱兩側(cè)梁端傳來的剪力。圖7-11柱軸力計算
3/4/202357
2)值法(改進反彎點法)。柱的側(cè)移剛度不但與柱本身的線剛度和層高有關(guān),而且還與梁的線剛度有關(guān);柱的反彎點高度也不是定值,而與梁柱的線剛度比、柱所在樓層的位置,上下層梁間的線剛度比、上下層的層高、房屋的總層數(shù)等因素有關(guān)。因此采取對框架柱的抗側(cè)移剛度和反彎點高度進行修正的方法,稱為“改進反彎點法”或“D值法”。3/4/202358
1)側(cè)移剛度的修正。值法認為框架的節(jié)點均有轉(zhuǎn)角,柱的側(cè)移剛度有所降低。修正后柱的側(cè)移剛度為
(7-14)式中:——柱側(cè)移剛度修正系數(shù),或稱兩端固定時柱的抗側(cè)移剛度的修正系數(shù)。3/4/202359考慮了梁柱線剛度比值對柱側(cè)移剛度的影響,它反映了節(jié)點轉(zhuǎn)動引起柱側(cè)移剛度的降低,而節(jié)點轉(zhuǎn)動又取決于梁對柱的約束程度,當梁的線剛度很大時,取1。的計算公式見表7-6。3/4/202360
表7-6柱抗側(cè)移剛度修正系數(shù)
3/4/2023612)柱的反彎點高度??蚣茉谒搅ψ饔孟赂鲗又姆磸濣c與該柱上下端轉(zhuǎn)角的大小有關(guān)。兩端轉(zhuǎn)角不同,則反彎點偏于轉(zhuǎn)角大的一端。影響柱兩端轉(zhuǎn)角大小的因素有:該柱所在樓層的位置,梁柱線剛度比、上下橫梁線剛度比和上下層層高的變化等。①標準反彎點高度比。主要與梁柱線剛度比,結(jié)構(gòu)總層數(shù),該柱所在層數(shù),水平荷載作用形式有關(guān),其取值可由附表查得。3/4/202362②上下層梁線剛度不同時反彎點高度比修正值。柱上、下橫梁的線剛度不同,則該柱的反彎點位置相對于標準反彎點將發(fā)生移動,用加以修正圖7-12,值可由附表查出。查表時,若上層梁線剛度大于下層梁時,取倒數(shù),取負值,反彎點位置下移。對底層柱,當無基礎(chǔ)梁時可不考慮這項修正。3/4/202363圖7-12梁剛度變化對反彎點影響圖7-13層高變化對反彎點影響3/4/202364③上、下層層高變化時反彎點高度比修正值和、
當柱所在樓層的上下層層高變化時,反彎點位置也隨之變化圖7-13。若上層較高時,反彎點將上移,從標準反彎點算起向上移動;若下層較高時,反彎點將從標準反彎點下移,這時取負值。對頂層柱不考慮的修正,對底層柱不考慮的修正。、可由附表查出。
3/4/202365反彎點總是向剛度弱的一側(cè)移動,反彎點高度由下式計算:
(7-15)式中:——反彎點高度,即反彎點到柱下端的距離 ——柱高;——反彎點高度比,表示反彎點高度與柱高的比值;——標準反彎點高度比;——考慮梁線剛度不同的修正;、——考慮上下層層高變化的修正。
求得各層柱的側(cè)移剛度和反彎點位置后,框架在水平荷載作用下內(nèi)力的計算與反彎點法完全相同。3/4/2023663.側(cè)移計算
(1)框架側(cè)移的分類
在水平荷載作用下,框架的側(cè)移有兩種:一是梁柱彎曲變形引起的層間相對側(cè)移,具有越往下越大的特點,側(cè)移曲線與懸臂梁的剪切變形曲線相似,稱為“剪切型”變形(圖7-14);另一種是由框架兩側(cè)柱的軸向變形引起的,框架的變形越往上越大,側(cè)移曲線與懸臂梁的彎曲變形類似,故稱為“彎曲型”變形(圖7-15)。3/4/202367圖7-14框架總體剪切變形圖7-15框架總體彎曲變形3/4/202368
對于多層框架,其側(cè)移主要是由總體“剪切型”變形引起的,柱軸向變形引起的側(cè)移很小,可以忽略不計。對于房屋高度大于50m或高寬比H/B>4的框架結(jié)構(gòu),柱軸向變形引起的側(cè)移則不可忽略。3/4/202369
2)側(cè)移計算。側(cè)移控制包括兩部分內(nèi)容:一是控制頂層最大位移,二是控制層間相對位移。
1)用D值法計算水平荷載作用下的框架內(nèi)力時,計算出第i層任意柱的側(cè)移剛度Dk及同層各柱的側(cè)移剛度之和∑Dik,按側(cè)移剛度的定義,可得層間△i相對側(cè)移為(7-16)
式中:△i--第i層層間側(cè)移;
Vi--第i層層間剪力;
∑Dik
--第i層所有柱抗側(cè)移剛度之和。框架頂層總側(cè)移值為各層相對側(cè)移之和,即(7-17)
3/4/2023702)側(cè)移限值。求得框架的側(cè)移值后,應使其側(cè)移值滿足相應《規(guī)范》規(guī)定允許的側(cè)移值限值。3/4/2023717.2.5框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合及截面設(shè)計
框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力確定后,要進行內(nèi)力組合。
內(nèi)力組合的目的是找出框架梁柱各控制截面的最不利內(nèi)力,即使截面配筋最大的內(nèi)力,以此作為梁、柱配筋的依據(jù)。3/4/2023721.控制截面及最不利內(nèi)力
控制截面是指內(nèi)力較大截面或尺寸改變處截面。(1)框架梁梁的內(nèi)力主要是彎矩和剪力。框架梁的控制截面通常是支座截面和跨中截面,在豎向荷載作用下,支座產(chǎn)生最大剪力和最大負彎矩,在水平荷載作用下還可能出現(xiàn)正彎矩;跨中截面一般產(chǎn)生最大正彎矩,有時也可能出現(xiàn)負彎矩。3/4/202373框架梁的控制截面最不利內(nèi)力組合有以下幾種:1)梁端支座截面、和。2)梁跨中截面、。3/4/202374(2)框架柱柱的內(nèi)力包括彎矩、剪力和軸力??蚣苤目刂平孛嬉话阍谥膬啥?,柱的兩端為彎矩最大值,剪力和軸力在同一層中無變化或變化很小。
3/4/202375
由于框架柱一般采用對稱配筋,組合時要選擇絕對值最大的彎矩,柱最不利內(nèi)力可歸納成以下四種:①及相應的、。②及相應的、。③及相應的、。④比較大(不是絕對最大),但比較小或比較大(不是絕對最小或最大)。絕對最大或最小的內(nèi)力不一定就是最不利的,對大偏心受壓構(gòu)件,若不是最大,而N較小,則最大,截面配筋可能最多;對小偏心受壓構(gòu)件,越小截面配筋越多。3/4/202376
以上組合中前三組用來計算柱正截面受壓承載力,以確定縱向受力鋼筋數(shù)量;第四組用以計算斜截面受剪承載力,以確定箍筋數(shù)量。
3/4/202377
進行內(nèi)力分析時是以柱軸線處考慮的,實際梁支座截面的最不利位置在柱邊緣處,在進行截面配筋計算時,應根據(jù)梁軸線處的彎矩和剪力算出柱邊緣的彎矩和剪力,柱的內(nèi)力也應換算為梁邊柱端截面的內(nèi)力。圖7-16梁端控制截面
3/4/2023782.荷載組合多層框架的恒荷載不變,而活荷載的出現(xiàn)有各種可能,進行內(nèi)力組合時,既要考慮各種活荷載單獨作用時的不利情況,又要考慮他們同時作用的可能性,按照不利和可能的原則進行選擇和疊加,得到最不利內(nèi)力組合。對于非地震區(qū)的多層框架,可考慮三種荷載組合方式:①恒荷載+活荷載。②恒荷載+風荷載。③恒荷載+0.85(活荷載+風荷載)。
3/4/2023793.活荷載布置
手算時對樓面活荷載標準值不超過的一般工業(yè)與民用建筑多層框架結(jié)構(gòu),可采用滿布活荷載法。計算結(jié)果與考慮活荷載不利布置的結(jié)果相比,支座內(nèi)力相差不大,跨中彎矩偏低,為保證安全可將求得的跨中彎矩乘以1.1~1.2的提高系數(shù)。3/4/2023804.框架梁及柱的截面設(shè)計(1)框架梁設(shè)計框架梁的設(shè)計包括正截面抗彎和斜截面抗剪計算,由正截面受彎承載力計算確定所需縱筋數(shù)量,斜截面受剪承載力計算確定所需箍筋數(shù)量,并滿足相應的構(gòu)造規(guī)定,縱向受拉鋼筋還應滿足裂縫寬度的要求??v筋的彎起和截斷位置,應根據(jù)彎矩包絡(luò)圖確定。3/4/202381框架中允許梁端出現(xiàn)塑性鉸,在梁中可考慮塑性內(nèi)力重分布,通常是降低支座彎矩,即對豎向荷載作用下的梁端進行調(diào)幅。對于現(xiàn)澆框架,支座彎矩的調(diào)幅系數(shù)采用0.8~0.9;對于裝配整體式框架,由于鋼筋焊接及接縫不密實等原因,后澆節(jié)點連接剛度較差,受力后可能產(chǎn)生節(jié)點變形,造成梁端彎矩降低,調(diào)幅系數(shù)取0.7~0.8。3/4/202382支座彎矩降低會引起跨中彎矩增加,但荷載組合求出的跨中最大正彎矩和支座最大負彎矩不是在同一荷載作用下出現(xiàn)的,支座彎矩調(diào)幅后,若調(diào)幅后的跨中彎矩不超過跨中最不利正彎矩,跨中配筋不必增大。應注意調(diào)幅是在豎向荷載作用下的內(nèi)力調(diào)整,必須在組合前進行調(diào)幅,然后和水平荷載作用下內(nèi)力進行組合。
3/4/202383(2)框架柱設(shè)計框架柱屬偏心受壓構(gòu)件,一般采用對稱配筋,在中間軸線上的框架柱,按單向偏心受壓考慮,邊柱按雙向偏心受壓考慮,框架平面外尚應按軸心受壓構(gòu)件驗算??蚣苤M行正截面受壓承載力計算外,還應根據(jù)內(nèi)力組合得到的剪力進行斜截面抗剪承載力計算,確定柱的箍筋配置。3/4/2023847.2.6框架結(jié)構(gòu)的一般構(gòu)造要求
1.框架梁縱向鋼筋的錨固
框架梁上部縱向鋼筋伸入中間層端節(jié)點的錨固長度按充分受拉考慮,應不小于縱向受拉鋼筋最小錨固長度,且伸過柱中心線不宜小于。當柱截面尺寸不足時,在范圍內(nèi)鋼筋水平和垂直部分的長度應符合圖7-17中要求(水平投影長度不小于,垂直投影長度不小于,為上部縱向鋼筋直徑)
3/4/202385圖7-17梁上部縱向鋼筋在框架中間層端節(jié)點內(nèi)的錨固
3/4/202386
框架梁的上部縱向鋼筋應貫穿中間節(jié)點或中間支座范圍。該鋼筋自節(jié)點或支座邊緣伸向跨中的截斷位置應符合下列要求:①當≤時,應延伸至按正截面受彎承載力計算不需要該鋼筋的截面以外不小于處截斷;且從該鋼筋充分利用截面伸出的長度不應小于(為受拉鋼筋的錨固長度)。②當>時,應延伸至按正截面受彎承載力計算不需要該鋼筋的截面以外不小于且不小于處截斷;且從該鋼筋充分利用截面伸出的長度不應小于(+)。
3/4/202387③若按上述規(guī)定確定的截斷點仍位于負彎矩受拉區(qū)內(nèi),則應延伸至不需要該鋼筋的截面以外不小于且不小于處;且從該鋼筋充分利用截面伸出的長度不應小于(+)。
3/4/202388
框架梁下部縱向鋼筋在中間節(jié)點或中間支座處應滿足下列錨固要求:①當計算中不利用該鋼筋強度時,其伸入節(jié)點或支座的錨固長度,帶肋鋼筋不應小于12d,光面鋼筋不應小于15d。
3/4/202389②當計算中充分利用鋼筋的抗拉強度時,下部縱向鋼筋應錨固在節(jié)點內(nèi)或支座內(nèi)。此時,可采用直線錨固(圖7-18a),也可采用帶90°彎折的錨固形式(圖7-18b),此時,豎直段應向上彎折,錨固端的水平投影長度不應小于端節(jié)點處梁上部帶90°彎折錨固的規(guī)定;也可伸過節(jié)點或支座范圍,在梁中彎矩較小處設(shè)置搭接接頭(圖7-18c);圖7-18梁下部縱向鋼筋在中間節(jié)點或中間支座范圍的錨固與搭接3/4/202390
③當計算中充分利用鋼筋的抗壓強度時,下部縱向鋼筋應按受壓鋼筋錨固在中間節(jié)點內(nèi)。此時其直線錨固長度不應小于;下部縱向鋼筋也可伸過節(jié)點或支座范圍,并在梁中彎矩較小處設(shè)置搭接接頭。3/4/202391
框架梁下部縱向鋼筋在端節(jié)點的錨固要求與中間節(jié)點處梁下部縱向鋼筋的錨固要求相同。3/4/2023922.框架柱縱向鋼筋的錨固
框架柱的縱向鋼筋應貫穿中間層中間節(jié)點和中間層端節(jié)點,柱縱向鋼筋接頭應設(shè)在節(jié)點區(qū)之外。
頂層中間節(jié)點的柱縱向鋼筋及頂層端節(jié)點的內(nèi)側(cè)柱縱向鋼筋可用直線方式錨入頂層節(jié)點,其自梁底標高算起的錨固長度不應小于,且柱縱向鋼筋必須伸至柱頂。當頂層節(jié)點處梁截面高度不足時,柱縱向鋼筋應伸至柱頂并向節(jié)點內(nèi)水平彎折。
3/4/202393當充分利用柱縱向鋼筋的抗拉強度時,其錨固段彎折前的豎直投影長度不應小于,彎折后的水平投影長度不應小于。當柱頂有現(xiàn)澆板且板厚不小于80mm、混凝土強度等級不低于C20時,柱縱向鋼筋也可向外彎折,彎折后的水平投影長度不應小于。
3/4/202394框架頂層端節(jié)點處,可將柱外側(cè)縱向鋼筋的相應部分彎入梁內(nèi)作梁上部縱向鋼筋使用,也可將梁上部縱向鋼筋與柱外側(cè)縱向鋼筋在頂層端節(jié)點及其附近部位搭接。搭接采用下列方式:3/4/202395①搭接接頭沿頂層端節(jié)點外側(cè)及梁端頂部布置[(圖7-19(a)]。搭接長度不應小于,伸入梁內(nèi)的外側(cè)柱縱向鋼筋截面面積不宜小于外側(cè)柱縱向鋼筋全部截面面積的65%;梁寬范圍以外的外側(cè)柱縱向鋼筋宜沿節(jié)點頂部伸至柱內(nèi)邊,當柱縱向鋼筋位于柱頂?shù)谝粚訒r,至柱內(nèi)邊后宜向下彎折不小于8d后截斷;當柱縱向鋼筋位于柱頂?shù)诙訒r,可不向下彎折。當有現(xiàn)澆板且板厚不小于80mm、混凝土強度等級不低于C20時,梁寬范圍以外的外側(cè)柱縱向鋼筋可伸入現(xiàn)澆板內(nèi),其長度與伸入梁內(nèi)的柱縱向鋼筋相同。3/4/202396當外側(cè)柱縱向鋼筋配筋率大于1.2%時,伸入梁內(nèi)的柱縱向鋼筋應滿足以上規(guī)定,且宜分兩批截斷,其截斷點之間的距離不宜小于20d。梁上部縱向鋼筋應伸至節(jié)點外側(cè)并向下彎至梁下邊緣高度后截斷。
圖7-19梁上部縱向鋼筋與柱外側(cè)縱向鋼筋在頂層端節(jié)點的搭接(a)位于節(jié)點外側(cè)和梁端頂部的彎折搭接接頭;(b)位于柱頂部外側(cè)的直線搭接接頭3/4/202397②搭接接頭沿柱頂外側(cè)布置(圖7-19b)。此時,搭接長度豎直段不應小于。當梁上部縱向鋼筋的配筋率大于1.2%時,彎入柱外側(cè)的梁上部縱向鋼筋應滿足以上規(guī)定的搭接長度,且宜分兩批截斷,其截斷點之間的距離不宜小于。柱外側(cè)縱向鋼筋伸至柱頂后宜向節(jié)點內(nèi)水平彎折,彎折段的水平投影長度不宜小于。3/4/202398框架頂層端節(jié)點處梁上部縱向鋼筋的截面面積應符合下式規(guī)定:
(7-18)
式中:bb——梁腹板寬度;
h0——梁截面有效高度;梁上部縱向鋼筋與柱外側(cè)縱向鋼筋在節(jié)點角部的彎弧內(nèi)半徑,當鋼筋直徑≤25mm時,不宜小于;當鋼筋直徑>25mm時,不宜小于。3/4/2023993.對箍筋的要求在框架節(jié)點內(nèi)應設(shè)置水平箍筋,箍筋應符合柱中箍筋的構(gòu)造規(guī)定,但間距不宜大于250mm。對四邊均有梁與之相連的中間節(jié)點,節(jié)點內(nèi)可只設(shè)置沿周邊的矩形箍筋。當頂層端節(jié)點內(nèi)設(shè)有梁上部縱向鋼筋和柱外側(cè)縱向鋼筋的搭接接頭時,柱內(nèi)水平箍筋應符合前面章節(jié)中關(guān)于縱向受力鋼筋搭接長度范圍內(nèi)箍筋的規(guī)定。3/4/20231007.2.7抗震設(shè)計的構(gòu)造措施
建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計除了要按規(guī)范對結(jié)構(gòu)進行計算,以滿足承載力和變形要求外,還要采用正確的構(gòu)造措施,提高結(jié)構(gòu)的延性,防止建筑物的倒塌。即強度不是控制設(shè)計的唯一指標,變形能力變得與強度同等重要。因為一般結(jié)構(gòu)并不具備足以抵抗強烈地震的能力,而要利用結(jié)構(gòu)的變形吸收地震能量,以達到抗御強震的目的。3/4/2023101
要提高框架結(jié)構(gòu)延性應從構(gòu)件的截面選擇、材料、構(gòu)造措施等方面著手,還特別要注意做到:強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點,強錨固等措施。
3/4/20231021.框架梁
1)梁中縱向鋼筋。
保證結(jié)構(gòu)的延性主要依靠在梁端形成的塑性鉸來完成。梁端縱向受拉鋼筋增多,混凝土受壓區(qū)相對高度增大,變形能力降低。因此對梁截面的最大配筋率和受壓區(qū)相對高度應加以限制。應滿足下列要求:3/4/2023103
梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不應大于2.5%,且計入受壓鋼筋的梁端混凝土受壓區(qū)高度和有效高度之比,一級不應大于0.25,二三級不應大于0.35。梁端底面的底面鋼筋在負彎矩作用時,使截面上的混凝土受壓區(qū)高度減小,可以提高梁端塑性轉(zhuǎn)動能力。因此,梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值,除按計算確定外,一級不小于0.5,二、三級不小于0.3。3/4/2023104
由于地震作用的不確定性,框架梁的反彎點位置可能變化,因而,沿梁全長頂面和底面的鋼筋,一、二級不少于2φ14,且分別不應少于梁兩端頂面和底面縱向配筋中較大截面面積的1/4,三、四級框架不少于2φ12。一、二級框架內(nèi)貫通中柱的每根縱向鋼筋直徑,對矩形截面柱,不宜大于在該方向截面尺寸的1/20;對圓形柱不宜大于縱向鋼筋所在弦長的1/20。
3/4/20231052)梁的箍筋
應在梁端設(shè)置加密的封閉式箍筋。梁端箍筋加密區(qū)長度、箍筋的最大間距和最小直徑按表7.7采用,當梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時,表中箍筋最小值數(shù)值應增大2mm。梁端加密區(qū)的箍筋肢距,一級不宜大于200mm和20倍箍筋直徑的較大值,二、三級不宜大于250mm和20倍箍筋直徑的較大值,四級不宜大于300mm。
3/4/2023106表7.7梁端箍筋加密區(qū)長度、箍筋的最大間距和最小直徑抗震等級加密區(qū)長度(采用較大值)/mm箍筋最大間距(采用最小值)/(mm箍筋最小直徑
/mm一,500,,10010二,500,,1008三,500,,1008四,500,,1006注:d為縱向鋼筋直徑,為梁截面高度
3/4/20231072.框架柱
1)柱的縱向鋼筋。
為提高柱端屈服彎矩的變形能力,保證柱有足夠的延性。柱中縱向鋼筋的最小總配筋率應按表7.8中規(guī)定的數(shù)值,同時,每一側(cè)的配筋率不應小于0.2%;對Ⅲ類場地土上較高的高層建筑,表中數(shù)值應增加0.1。表7.8柱截面縱向受力鋼筋最小總配筋率(%)類別抗震等級一二三四中柱和邊柱1.00.80.70.6角柱、框支柱1.21.00.90.8注:采用HRB400級熱軋鋼筋時應允許減小0.1;混凝土強度等級高于C60時應增加0.1。3/4/2023108
柱的縱筋配置,尚應符合下列規(guī)定:由于地震方向的不確定性,柱內(nèi)鋼筋宜對稱配置;為使柱截面核心混凝土能受到較好的約束,增加柱的延性,截面邊長大于400mm的柱,縱向鋼筋間距不宜大于200mm。另外,柱總配筋率不應大于5%;一級且剪跨比不大于2的柱,每側(cè)縱向鋼筋配筋率不宜大于1.2%;邊柱、角柱及剪力墻端柱在地震作用組合產(chǎn)生小偏心受拉時,柱內(nèi)縱筋總面積應比計算值增加25%;柱縱向鋼筋的綁扎接頭應避開柱端的箍筋加密區(qū)。3/4/20231092)柱的箍筋柱箍筋在規(guī)定的范圍內(nèi)應加密,加密區(qū)的箍筋間距和直徑應符合表7.9規(guī)定。表7.9柱箍筋加密區(qū)的箍筋最大間距和最小直徑抗震等級箍筋最大間距(采用較小值mm)箍筋最小直徑(mm)一6d,10010二8d,1008三8d,150(柱根100)8四8d,150(柱根100)6(柱根8)注:d為縱向鋼筋直徑最小直徑。
3/4/2023110
二級框架柱的箍筋直徑不小于10mm且箍筋肢距不大于200mm時,除柱根外最大間距應允許采用150mm;三級框架柱的截面尺寸不大于400mm時,箍筋最小直徑應允許采用6mm;四級框架柱剪跨比不大于2時,箍筋直徑不應小于8mm??蛑е图艨绫炔淮笥?的柱,箍筋間距不應大于100mm。
3/4/2023111框架柱箍筋加密區(qū)長度:柱端,應取柱截面長邊尺寸(或圓形截面直徑)、柱凈高的1/6和500mm的最大值;底層柱,柱根不小于柱凈高的1/3;當有剛性地面時,除柱端外尚應取剛性地面上下各500mm;剪跨比不大于2的柱和因設(shè)置填充墻等形成的柱凈高與柱截面高度之比不大于4的柱,取全高;框支柱,取全高;一、二級抗震等級的角柱應沿柱全高加密箍筋。
3/4/2023112柱箍筋加密區(qū)箍筋肢距:一級不宜大于200mm,二、三級不宜大于250mm和20倍箍筋直徑的較大值,四級不宜大于300mm。至少每隔一根縱向鋼筋宜在兩個方向有箍筋或拉筋約束;采用拉筋復合箍時,拉筋宜緊靠縱向鋼筋并鉤住箍筋。3/4/2023113
柱箍筋加密區(qū)的體積配箍率,應符合下列要求:
(7-19)式中:——柱箍筋加密區(qū)的體積配箍率,一級不應小于0.8%,二級不應小于0.6%,三、四級不應于0.4%;計算復合箍的體積配箍率時,應扣除疊部分的箍筋體積?!炷凛S心抗壓強度設(shè)值;強度等級低于C35時,應按C35計算;——箍筋或拉筋抗拉強度設(shè)計值,超過360
時,應取360計算?!钚∨涔刻卣髦?。按表7.10取用。3/4/2023114抗震等級箍筋形式柱軸壓比≤0.30.40.50.60.70.80.91.01.05一普通箍、復合箍0.100.110.130.150.170.200.23螺旋箍、復合或連續(xù)復合矩形螺旋箍0.080.090.110.130.150.180.21二普通箍、復合箍0.080.090.110.130.150.170.190.220.24螺旋箍、復合或連續(xù)復合矩形螺旋箍0.060.070.090.110.130.150.170.200.22三普通箍、復合箍0.060.070.090.110.130.150.170.200.22螺旋箍、復合或連續(xù)復合矩形螺旋箍0.050.060.070.090.110.130.150.180.20表7.10
柱箍筋加密區(qū)的箍筋最小配箍特征值3/4/2023115注:1)普通箍指單個矩形箍和單個圓形箍;復合箍指由矩形、多邊形、圓形箍或拉筋組成的箍筋;復合螺旋箍指由螺旋箍與矩形、多邊形、圓形箍或拉筋組成的箍筋;連續(xù)復合矩形螺旋箍指全部螺旋箍為同一根鋼筋加工而成的箍筋;2)框支柱宜采用復合螺旋箍或井字復合箍,其最小配箍特征值應比表內(nèi)數(shù)值增加0.02,且體積配箍率不應小于1.5%;3)剪跨比不大于2的柱宜采用復合螺旋箍或井字復合箍,且體積配箍率不應小于1.2%,9度時不應小于1.5%;4)計算復合螺旋箍的體積配箍率時,其非螺旋箍的箍筋體積應乘以換算系數(shù)0.8。
柱的非加密區(qū)體積配箍率不宜小于加密區(qū)的50%,箍筋間距,一、二級框架柱不應大于10倍縱向鋼筋直徑,三、四級不應大于15倍縱向鋼筋直徑。3/4/20231163.梁柱鋼筋的錨固與連接
地震作用下,鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)作用降低,因此,應比非抗震設(shè)計有嚴格的搭接長度和錨固長度??v向受力鋼筋的錨固和連接除應符合第章規(guī)定外,尚應符合下列要求:縱向受力鋼筋抗震錨固長度應按下列公式計算:一、二級抗震等級
(7-20)三級抗震等級
(7-21)四級抗震等級
(7-22)
式中:——縱向受拉鋼筋的錨固長度。3/4/2023117
當采用搭接接頭時,縱向受拉鋼筋的抗震搭接長度按下列公式計算:
(7-23)
式中:——縱向受拉鋼筋搭接長度修正系數(shù),按第4章采用??v向受力鋼筋連接接頭的位置宜避開梁端、柱端箍筋加密區(qū);當無法避開時,應采用滿足等強度要求的高質(zhì)量機械連接接頭,且鋼筋接頭面積百分率不應超過50%。3/4/2023118
箍筋的末端應做成135°彎鉤,彎鉤端頭平直段長度不應小于箍筋直徑的10倍;在縱向鋼筋搭接長度范圍內(nèi)的箍筋,其直徑不應小于搭接鋼筋較大直徑的0.25倍,其間距不應大于搭接鋼筋較小直徑的5倍,且不應大于100mm。3/4/20231194.節(jié)點核芯區(qū)
地震下,節(jié)點核芯區(qū)可能由于箍筋不足或縱筋發(fā)生粘結(jié)滑移而破壞,為確保節(jié)點破壞不先于構(gòu)件破壞,對節(jié)點核心區(qū)混凝土應進行有效地約束。因此,框架節(jié)點核芯區(qū)箍筋的最大間距和最小直徑宜按表7.11取用,一、二、三級框架節(jié)點核芯區(qū)配箍特征值分別不宜小于0.12、0.10和0.08,且體積配箍率分別不宜小于0.6%、0.5%和0.4%。柱剪跨比不大于2的框架節(jié)點核芯區(qū)配箍特征值不宜小于核芯區(qū)上、下柱端的較大配箍特征值。3/4/20231207.3其他常用結(jié)構(gòu)體系7.3.1剪力墻結(jié)構(gòu)
剪力墻結(jié)構(gòu)體系,由鋼筋混凝土墻體承受由樓板傳來的豎向荷載和水平荷載,水平荷載包括水平風荷載和水平地震作用。3/4/20231211.剪力墻的分類
為滿足使用要求,剪力墻常開有門窗洞口。剪力墻按開洞情況的不同可分為整體剪力墻、小開口整體剪力墻、雙肢及多肢剪力墻、壁式框架等幾種類型。(1)整體剪力墻無洞口或剪力墻上開有洞口面積不超過墻體面積的15%的時,可以忽略洞口對墻體的影響,這種墻體稱為整體剪力墻。(2)小開口整體剪力墻當剪力墻上所開洞口面積稍大且超過墻體面3/4/2023122積的15%時,此時墻肢中已出現(xiàn)局部彎矩,這種剪力墻稱為小開口整體剪力墻。(3)雙肢及多肢剪力墻當剪力墻沿豎向開有一列或多列較大的洞口時,由于洞口較大,剪力墻截面的整體性已被破壞,剪力墻成為由一系列連梁約束的墻肢所組成的聯(lián)肢墻。開有一列洞口的聯(lián)肢墻稱為雙肢墻,當開有多列洞口時稱之為多肢墻。(4)壁式框架當剪力墻的洞口尺寸較大,墻肢寬度較小,連梁的線剛度接近于墻肢的線剛度時,剪力墻的受力性能已接近于框架,這種剪力墻稱為壁式框架。3/4/2023123(c)(d)(a)(b)圖7-19剪力墻的分類(a)整體剪力墻;(b)整體小開口剪力墻;(c)雙肢及多肢剪力墻;(d)壁式框架3/4/20231242.剪力墻的構(gòu)造要求(1)剪力墻的布置、材料剪力墻的設(shè)置應盡量規(guī)則。應沿房屋縱橫兩個方向布置,在平面上盡可能均勻、對稱,以減小結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)。較長的剪力墻宜開設(shè)洞口,將一道剪力墻分成長度較均勻的若干墻段,洞口連梁的跨高比宜大于6,各墻段的高寬比不應小于2。剪力墻應沿豎向貫通建筑物全高,不宜突然取消或中斷,以使結(jié)構(gòu)上下剛度連續(xù)、均勻。3/4/2023125考慮施工時能保證混凝土的澆筑質(zhì)量和剪力墻的自身穩(wěn)定,剪力墻的厚度不應太小。一、二級不應小于160mm且不應小于層高的1/20,,三、四級不應小于140mm且不應小于層高的1/25。底層加強部位的墻厚,一、二級不宜小于200mm且不宜小于層高的1/16,無端柱或翼墻時不應小于層高的1/12。為了保證剪力墻的承載能力和變形能力,鋼筋混凝土剪力墻中,混凝土不宜低于C20。
3/4/2023126(2)剪力墻的配筋
為了防止墻體在斜裂縫出現(xiàn)后立即發(fā)生脆性破壞;滿足墻體正截面受彎承載力大于正截面開裂彎矩的要求;避免由于混凝土的收縮和溫度變化在墻面上出現(xiàn)裂縫。剪力墻內(nèi)配有豎向分布鋼筋和橫向分布鋼筋。并應符合下列要求:一、二、三級剪力墻的豎向和橫向分布鋼筋最小配筋率均不應小于0.25%,四級抗震墻不應小于0.20%。鋼筋最大間距不應大于300mm,最小直徑不應小于8mm。部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震墻底部加強部位,縱向及橫向分布鋼筋配筋率均不應小0.3%,鋼筋間距不應大于200mm。3/4/2023127分布鋼筋的配筋方式有單排及多排配筋。單排配筋施工方便,但當墻厚度較大時,表面易出現(xiàn)溫度收縮裂縫,在山墻及樓梯間一側(cè)的剪力墻,常常還有平面外的偏心。因此,多數(shù)情況下為雙排布置。剪力墻分布鋼筋的直徑不宜大于墻肢截面厚度的1/10。剪力墻厚度大于140mm時,豎向和橫向的分布鋼筋應雙向布置;雙排分布鋼筋間拉筋間距不應大于600mm,直徑不應小于6mm;底部加強部位,邊緣構(gòu)件以外的拉筋間距應適當加密。3/4/2023128(3)剪力墻的邊緣構(gòu)件
為提高剪力墻的塑性變形能力,剪力墻兩端和洞口兩側(cè)還應設(shè)置邊緣構(gòu)件(邊緣構(gòu)件分為約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件),并應符合下列條件:抗震墻結(jié)構(gòu),一、二級抗震墻底部加強部位及相鄰的上一層,應設(shè)置約束邊緣構(gòu)件(圖7-20),但墻肢底截面在重力荷載代表值作用下的軸壓比小于表7.11的規(guī)定值時可設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件。一、二級抗震墻的其它部位和三、四級抗震墻,均應按表7.12設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件。3/4/2023129表7.11抗震墻設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件的最大軸壓比等級或烈度一級(9度)一級(8度)二級軸壓比0.10.20.3表7.12約束邊緣構(gòu)件范圍及其配箍特征值項目一級(9度)一級(8度)二級0.20.20.2(暗柱)(有翼墻或端墻)3/4/2023130注:1)抗震墻的翼墻長度小于其3倍厚度或端柱截面邊長小于2倍墻厚
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025年大學本科(法學)國際法基礎(chǔ)階段測試題及答案
- 初中七年級(化學)2026年上學期期中測試卷
- 2025-2026年高三歷史(專題復習)下學期試題及答案
- 6-融e電競策劃書
- 深度解析(2026)GBT 18375-2024假肢 下肢假肢的結(jié)構(gòu)檢驗 要求和試驗方法
- 深度解析(2026)《GBT 18266.1-2000體育場所等級的劃分 第1部分保齡球館星級的劃分及評定》(2026年)深度解析
- 深度解析(2026)《GBT 17980.133-2004農(nóng)藥 田間藥效試驗準則(二) 第133部分馬鈴薯脫葉干燥劑試驗》
- 深度解析(2026)《GBT 17980.19-2000農(nóng)藥 田間藥效試驗準則(一) 殺菌劑防治水稻葉部病害》
- 深度解析(2026)《GBT 17789-1999在PSTN或二線點對點租用電話型電路上同時傳送數(shù)據(jù)和數(shù)字化編碼語音信號的規(guī)程》
- 深度解析(2026)《GBT 6115.2-2017電力系統(tǒng)用串聯(lián)電容器 第2部分:串聯(lián)電容器組用保護設(shè)備》
- 安全教育教案課程全集
- 飼料生產(chǎn)許可證試題
- 建設(shè)工程缺陷責任期終止證書
- 規(guī)培醫(yī)院教學查房規(guī)范教案資料
- 護欄板試驗檢測報告
- 深基坑邊坡穩(wěn)定性計算書
- 經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)的組成課件
- 小學校園足球校本課程實施方案
- 有效輔導與激勵團隊(課堂PPT)
- 作文批改符號圖解
- 部編版小學語文一年級上冊期末復習計劃
評論
0/150
提交評論