抗震设计时框架柱钢筋设置总结

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抗震设计时框架柱钢筋设置总结

2023-04-20 09:33| 来源: 网络整理| 查看: 265

在混凝土框架结构设计中,主要用到的规范有两本,即《建筑结构抗震规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》,这两本规范中对框架柱的配筋均做了规定,两本规范的规定基本相同,一般的设计原则是高层建筑应同时满足《高规》和《抗规》的要求,非高层建筑,仅满足》《抗规》即可。在《抗规》和《高规》里的一些规定已经废止,应该按照新的《结构通规》执行,这里不再赘述。此外还有一个比较特殊的框架柱--异形柱,异形柱的应用范围主要用在别墅设计中。

根据《建筑抗震设计规范 》2016年版的规定,框架柱的配筋应符合如下要求:

6.3.8 柱的纵向钢筋配置,尚应符合下列规定:

1 柱的纵向钢筋宜对称配置。

2 截面边长大于400mm的柱,纵向钢筋间距不宜大于200mm。

3 柱总配筋率不应大于5%;剪跨比不大于2的一级框架的柱,每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%。

4 边柱、角柱及抗震墙端柱在小偏心受拉时,柱内纵筋总截面面积应比计算值增加25%。

5 柱纵向钢筋的绑扎接头应避开柱端的箍筋加密区。

6.3.9 柱的箍筋配置,尚应符合下列要求:

1 柱的箍筋加密范围,应按下列规定采用:

1)柱端,取截面高度(圆柱直径)、柱净高的1/6和500mm三者的最大值;

2)底层柱的下端不小于柱净高的1/3;

3)刚性地面上下各500mm;

4)剪跨比不大于2的柱、因设置填充墙等形成的柱净高与柱截面高度之比不大于4的柱、框支柱、一级和二级框架的角柱,取全高。

2 柱箍筋加密区的箍筋肢距,一级不宜大于200mm,二、三级不宜大于250mm,四级不宜大于300mm。至少每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋或拉筋约束;采用拉筋复合箍时,拉筋宜紧靠纵向钢筋并钩住箍筋。

3 柱箍筋加密区的体积配箍率,应按下列规定采用:

1)柱箍筋加密区的体积配箍率应符合下式要求:

注:普通箍指单个矩形箍和单个圆形箍,复合箍指由矩形、多边形、圆形箍或拉筋组成的箍筋;复合螺旋箍指由螺旋箍与矩形、多边形、圆形箍或拉筋组成的箍筋;连续复合矩形螺旋箍指用一根通长钢筋加工而成的箍筋。

2)框支柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍,其最小配箍特征值应比表6.3.9内数值增加0.02,且体积配箍率不应小于1.5%。

3)剪跨比不大于2的柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍,其体积配箍率不应小于1.2%,9度一级时不应小于1.5%。

4 柱箍筋非加密区的箍筋配置,应符合下列要求:

1)柱箍筋非加密区的体积配箍率不宜小于加密区的50%。

2)箍筋间距,一、二级框架柱不应大于10倍纵向钢筋直径,三、四级框架柱不应大于15倍纵向钢筋直径。

6.3.10 框架节点核芯区箍筋的最大间距和最小直径宜按本规范第6.3.7条采用;一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10和0.08,且体积配箍率分别不宜小于0.6%、0.5%和0.4%。柱剪跨比不大于2的框架节点核芯区,体积配箍率不宜小于核芯区上、下柱端的较大体积配箍率。

根据《高层建筑混凝土结构技术规程 》,框架柱的配筋应符合如下要求:

6.4.4 柱的纵向钢筋配置,尚应满足下列规定: 1 抗震设计时,宜采用对称配筋。 2 截面尺寸大于400mm的柱,一、二、三级抗震设计时其纵向钢筋间距不宜大于200mm 抗震等级为四级和非抗震设计时,柱纵向钢筋间距不宜大于300mm;柱纵向钢筋净距均不应小于50mm。 3 全部纵向钢筋的配筋率,非抗震设计时不宜大于5%、不应大于6%,抗震设计时不应大于5%。 4 一级且剪跨比不大于2的柱,其单侧纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于1.2%。 5 边柱;角柱及剪力墙端柱考虑地震作用组合产生小偏心受拉时,柱内纵筋总截面面积应比计算值增加25%。

6.4.5 柱的纵筋不应与箍筋、拉筋及预埋件等焊接。

6.4.6 抗震设计时,柱箍筋加密区的范围应符合下列规定: 1 底层柱的上端和其他各层柱的两端,应取矩形截面柱之长边尺寸(或圆形截面柱之直径)、柱净高之1/6和500mm三者之最大值范围; 2 底层柱刚性地面上、下各500mm的范围; 3 底层柱柱根以上1/3柱净高的范围; 4 剪跨比不大于2的柱和因填充墙等形成的柱净高与截面高度之比不大于4的柱全高范围; 5 一、二级框架角柱的全高范围; 6 需要提高变形能力的柱的全高范围。 6.4.7 柱加密区范围内箍筋的体积配箍率,应符合下列规定: 1 柱箍筋加密区箍筋的体积配箍率,应符合下式要求:

注:普通箍指单个矩形箍或单个圆形箍;螺旋箍指单个连续螺旋箍筋,复合箍指由矩形、多边形、圆形箍或拉筋组成的箍筋;复合螺旋箍指由螺旋箍与矩形、多边形、圆形箍或拉筋组成的箍筋;连续复合螺旋箍指全部螺旋箍由同一根钢筋加工而成的箍筋。 2 对一、二、三、四级框架柱,其箍筋加密区范围内箍筋的体积配箍率尚且分别不应小于0.8%、0.6%、0.4%和0.4%。 3 剪跨比不大于2的柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍,其体积配箍率不应小于1.2%;设防烈度为9度时,不应小于1.5%。 4 计算复合螺旋箍筋的体积配箍率时,其非螺旋箍筋的体积应乘以换算系数0.8。

6.4.8 抗震设计时,柱箍筋设置尚应符合下列规定: 1 箍筋应为封闭式,其末端应做成135°弯钩且弯钩末端平直段长度不应小于10倍的箍筋直径,且不应小于75mm。 2 箍筋加密区的箍筋肢距,一级不宜大于200mm,二、三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值,四级不宜大于300mm。每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋约束;采用拉筋组合箍时,拉筋宜紧靠纵向钢筋并勾住封闭箍筋。 3 柱非加密区的箍筋,其体积配箍率不宜小于加密区的一半;其箍筋间距,不应大于加密区箍筋间距的2倍,且一、二级不应大于10倍纵向钢筋直径,三、四级不应大于15倍纵向钢筋直径。 6.4.9 非抗震设计时,柱中箍筋应符合下列规定: 1 周边箍筋应为封闭式; 2 箍筋间距不应大于400mm,且不应大于构件截面的短边尺寸和最小纵向受力钢筋直径的15倍; 3 箍筋直径不应小于最大纵向钢筋直径的1/4,且不应小于6mm; 4.当柱中全部纵向受力钢筋的配筋率超过3%时,箍筋直径不应小于8mm,箍筋间距不应大于最小纵向钢筋直径的10倍,且不应大于200mm,箍筋末端应做成135°弯钩且弯钩末端平直段长度不应小于10倍箍筋直径; 5 当柱每边纵筋多于3根时,应设置复合箍筋; 6 柱内纵向钢筋采用搭接做法时,搭接长度范围内箍筋直径不应小于搭接钢筋较大直径的1/4;在纵向受拉钢筋的搭接长度范围内的箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的5倍,且不应大于100mm;在纵向受压钢筋的搭接长度范围内的箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的10倍,且不应大于200mm。当受压钢筋直径大于25mm时,尚应在搭接接头端面外100mm的范围内各设置两道箍筋。

6.4.10 框架节点核心区应设置水平箍筋,且应符合下列规定: 1 非抗震设计时,箍筋配置应符合本规程第6.4.9条的有关规定,但箍筋间距不宜大于250mm;对四边有梁与之相连的节点,可仅沿节点周边设置矩形箍筋。 2 抗震设计时,箍筋的最大间距和最小直径宜符合本规程第6.4.3条有关柱箍筋的规定。一、二、三级框架节点核心区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10和0.08,且箍筋体积配箍率分别不宜小于0.6%、0.5%和0.4%。柱剪跨比不大于2的框架节点核心区的体积配箍率不宜小于核心区上、下柱端体积配箍率中的较大值。

6.4.11 柱箍筋的配筋形式,应考虑浇筑混凝土的工艺要求,在柱截面中心部位应留出浇筑混凝土所用导管的空间。

根据《异形柱规范》

6.2.3 异形柱的钢筋(图6.2.3)应符合下列规定:

1 在同一截面内,纵向受力钢筋宜采用相同直径,其直径不应小于14mm,且不应大于25mm;

图6.2.3 异形柱的配筋形式

2 折角处应设置纵向受力钢筋;

3 纵向钢筋间距:一、二、三级抗震等级不宜大于200mm;四级抗震等级不宜大于250mm;非抗震设计不宜大于300mm。当纵向受力钢筋的间距不能满足上述要求时,应设置纵向构造钢筋,其直径不应小于12mm,并应设置拉筋,拉筋间距应与箍筋间距相同。

6.2.4 异形柱纵向受力钢筋之间的净距不应小于50mm。柱肢厚度为200mm~250mm时,纵向受力钢筋每排不应多于3根;根数较多时,可分两排或并筋设置(图6.2.4)。

图6.2.4 纵向受力钢筋的布置

6.2.6 异形柱全部纵向受力钢筋的配筋率,非抗震设计时不应大于4%。抗震设计时不应大于3%。

6.2.7 异形柱应采用复合箍筋(图6.2.7),严禁采用有内折角的箍筋。箍筋应做成封闭式焊接箍筋,也可采用绑扎箍筋,其末端应做成135°的弯钩。弯钩端头平直段长度,非抗震设计时不应小于5d(d为箍筋直径);当柱中全部纵向受力钢筋的配筋率大于3%时,不应小于10d。抗震设计时不应小于10d,且不应小于75mm。

图6.2.7 箍筋形式

当采用拉筋形成复合箍筋时,拉筋应紧靠纵向钢筋并钩住箍筋。

6.2.8 非抗震设计时,异形柱的箍筋直径不应小于纵向受力钢筋的最大直径的1/4,且不应小于6mm;箍筋间距不应大于250mm,且不应大于柱肢厚度和15倍纵向受力钢筋的最小直径;当柱中全部纵向受力钢筋的配筋率大于3%时,箍筋直径不应小于8mm,间距不应大于200mm,且不应大于10倍纵向受力钢筋的最小直径;箍筋肢距不宜大于300mm。

6.2.9 抗震设计时,异形柱箍筋加密区的配箍特征值应符合下列规定:

1 加密区的配箍特征值应符合下列公式的规定:

式中:ρv——箍筋加密区的箍筋体积配箍率,计算复合箍筋的体积配箍率时,不应计入重叠部分的箍筋体积,对肢端设暗柱的异形柱尚不应计入暗柱的附加箍筋体积;

fc——混凝土轴心抗压强度设计值,强度等级低于C35时,按C35计算;

fyv——箍筋抗拉强度设计值;

λv,min——最小配箍特征值,按表6.2.9采用。

2 对抗震等级为一、二、三、四级的框架柱,箍筋加密区的箍筋体积配箍率分别不应小于1.0%、0.8%、0.6%、0.5%。

3 当剪跨比λ≤2时,抗震等级为一、二、三、四级的框架柱,箍筋加密区的箍筋体积配箍率不应小于1.2%。

表6.2.9 异形柱箍筋加密区的箍筋最小配箍特征值λv,min

注:肢端设暗柱的异形柱,其箍筋最小配箍特征值按未增大的轴压比取表中的相应值。

6.2.11 抗震设计时,异形柱箍筋加密区箍筋的肢距:一、二、三级抗震等级不宜大于200mm,四级抗震等级不宜大于250mm。此外,每隔一根纵向钢筋宜在两个方向均有箍筋或拉筋约束。

6.2.12 抗震设计时,异形柱箍筋加密区范围应按下列规定采用:

1 柱端取截面长边尺寸、柱净高的1/6和500mm三者中的最大值;

2 底层柱柱根不应小于柱净高的1/3;当有刚性地面时,除柱端外尚应取刚性地面上、下各500mm;

3 剪跨比不大于2的柱以及因设置填充墙等形成柱净高与柱肢截面高度之比不大于4的柱取柱全高;

4 角柱及Z形柱取柱全高。

6.2.13 抗震设计时,异形柱非加密区箍筋的体积配箍率不宜小于箍筋加密区的50%;箍筋间距不应大于柱肢截面厚度;一、二级抗震等级不应大于10d(d为纵向受力钢筋直径):三、四级抗震等级不应大于15d和250mm。

6.2.14 当柱的纵向受力钢筋采用绑扎搭接接头时,搭接长度范围内箍筋直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍,箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的5倍,且不应大于100mm。

6.2.15 一、二级抗震等级的房屋角部异形柱以及地震区楼梯间,异形柱肢端(转角处)应设暗柱(图6.2.15)。肢端(转角处)设暗柱时,暗柱沿肢高方向尺寸a不应小于120mm。暗柱的附加纵向钢筋直径不应小于14mm,可取与纵向受力钢筋直径相同;暗柱的附加箍筋直径和间距同异形柱箍筋,附加箍筋宜设在异形柱两箍筋中间。

图6.2.15 异形柱肢端暗柱构造1-暗柱附加纵向钢筋:2-暗柱附加箍筋



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