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11。4 框架柱及框支柱11 4,1 由于框架柱中存在軸壓力.即使在采取必要的抗震構(gòu)造措施后，其延性能力通常仍比框架梁偏小,加之框架柱是結(jié)構(gòu)中的重要豎向承重構(gòu)件、對(duì)防止結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的整體或局部倒塌起關(guān)鍵作用.故在抗震設(shè)計(jì)中通常均需采取、強(qiáng)柱弱梁.措施 即人為增大柱截面的抗彎能力。以減小柱端形成塑性鉸的可能性.在總結(jié)2008年汶川地震震害經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上.認(rèn)為有必要對(duì)02版規(guī)范的柱抗彎能力增強(qiáng)措施作相應(yīng)加強(qiáng)。具體做法是，對(duì)9度設(shè)防烈度的一級(jí)抗震等級(jí)框架和9度以外一級(jí)抗震等級(jí)的框架結(jié)構(gòu)。要求僅按左、右梁端實(shí)際配筋，考慮梁截面受壓鋼筋及有效板寬范圍內(nèi)與梁平行的板內(nèi)配筋,和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值求得的梁端抗彎能力及相應(yīng)的增強(qiáng)系數(shù)增大柱端彎矩.對(duì)于二，三,四級(jí)抗震等級(jí)的框架結(jié)構(gòu)以及一,二 三，四級(jí)抗震等級(jí)的其他框架均分別提高了從左,右梁端考慮地震作用的組合彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算柱端彎矩時(shí)的增強(qiáng)系數(shù)。其中有必要強(qiáng)調(diào)的是,在按實(shí)際配筋確定梁端抗彎能力時(shí)。有效板寬范圍與本規(guī)范第11，3。2條處相同、建議取用每側(cè)6倍板厚.11.4.2,為了減小框架結(jié)構(gòu)底層柱下端截面和框支柱頂層柱上端和底層柱下端截面出現(xiàn)塑性鉸的可能性 對(duì)此部位柱的彎矩設(shè)計(jì)值采用直接乘以增強(qiáng)系數(shù)的方法。以增大其正截面受彎承載力、本次修訂對(duì)這些部位使用的增強(qiáng)系數(shù)作了與第11,4、1條處相呼應(yīng)的調(diào)整、11 4,3、對(duì)于框架柱同樣需要通過(guò)設(shè)計(jì)措施防止其在達(dá)到罕遇地震對(duì)應(yīng)的變形狀態(tài)之前過(guò)早出現(xiàn)非延性的剪切破壞 為此、一方面應(yīng)使其抗震受剪承載能力計(jì)算公式具有保持抗剪能力達(dá)到該變形狀態(tài)的能力.另一方面應(yīng)通過(guò)對(duì)柱截面作用剪力的增強(qiáng)措施考慮柱端截面縱向鋼筋數(shù)量偏多以及強(qiáng)度偏高有可能帶來(lái)的作用剪力增大效應(yīng)。這后一方面的因素也就是柱的 強(qiáng)剪弱彎、措施所要考慮的因素。本次修訂根據(jù)與。強(qiáng)柱弱梁，措施處相同的理由.相應(yīng)適度增大了框架結(jié)構(gòu)柱剪力的增大系數(shù),在按柱端實(shí)際配筋計(jì)算柱增強(qiáng)后的作用剪力時(shí)、對(duì)稱配筋矩形截面大偏心受壓柱按柱端實(shí)際配筋考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)的正截面受彎承載力Mcua、可按下列公式計(jì)算 對(duì)其他配筋形式或截面形狀的框架柱 其Mcua值可仿照上述方法確定，11.4.4,對(duì)一、二級(jí)抗震等級(jí)的框支柱.規(guī)定由地震作用引起的附加軸力應(yīng)乘以增大系數(shù),以使框支柱的軸向承載能力適應(yīng)因地震作用而可能出現(xiàn)的較大軸力作用情況 11、4。5，對(duì)一.二.三,四級(jí)抗震等級(jí)的框架角柱、考慮到以往震害中角柱震害相對(duì)較重、且受扭轉(zhuǎn)。雙向剪切等不利作用,其受力復(fù)雜,當(dāng)其內(nèi)力計(jì)算按兩個(gè)主軸方向分別考慮地震作用時(shí)，其彎矩，剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)取經(jīng)調(diào)整后的彎矩.剪力設(shè)計(jì)值再乘以不小于1、1的增大系數(shù)，11、4 6，本條規(guī)定了框架柱?？蛑е氖芗舫休d力上限值,也就是按受剪要求提出的截面尺寸限制條件.它是在非抗震限制條件基礎(chǔ)上考慮反復(fù)荷載影響后給出的，11,4。7 抗震鋼筋混凝土框架柱的受剪承載力計(jì)算公式需保證柱在框架達(dá)到其罕遇地震變形狀態(tài)時(shí)仍不致發(fā)生剪切破壞.從而防止在以往多次地震中發(fā)現(xiàn)的柱剪切破壞。具體方法仍是將非抗震受剪承載力計(jì)算公式中的混凝土項(xiàng)乘以0。6、箍筋項(xiàng)則保持不變，該公式經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證能夠達(dá)到使柱在強(qiáng)震非彈性變形過(guò)程中不形成過(guò)早剪切破壞的控制目標(biāo)。11 4、8 本條給出了偏心受拉抗震框架柱和框支柱的受剪承載力計(jì)算公式 該公式是在非抗震偏心受拉構(gòu)件受剪承載力計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)混凝土項(xiàng)乘以0,6后得出的、由于軸向拉力對(duì)抗剪能力起不利作用。故對(duì)公式中的軸向拉力項(xiàng)不作折減、11 4、9.11、4.10.這兩條是本次修訂新增條文 是在非抗震偏心受壓構(gòu)件雙向受剪承載力限制條件和計(jì)算公式的基礎(chǔ)上 考慮反復(fù)荷載影響后得出的。根據(jù)國(guó)內(nèi)在低周反復(fù)荷載作用下雙向受剪鋼筋混凝土柱的試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)雙向受剪承載力計(jì)算公式仍采用在非抗震公式的基礎(chǔ)上只對(duì)混凝土項(xiàng)進(jìn)行折減 箍筋項(xiàng)則不予折減的做法,這意味著與非抗震情況下的方法相同、考慮到計(jì)算方法的簡(jiǎn)潔 對(duì)于兩向相關(guān)的影響,在雙向受剪承載力計(jì)算公式中仍采用橢圓模式表達(dá) 11。4，11、2008年汶川地震震害經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)柱截面選用過(guò)小但仍符合02版規(guī)范要求時(shí)，即使按要求完成了抗震設(shè)計(jì)，由于多種偶然因素影響.結(jié)構(gòu)中的框架柱仍有可能震害偏重、為此 對(duì)02版規(guī)范中框架柱截面尺寸的限制條件從偏安全的角度作了適當(dāng)調(diào)整.11.4.12、框架柱縱向鋼筋最小配筋率是抗震設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)較重要的構(gòu)造措施 其主要作用是、考慮到實(shí)際地震作用在大小及作用方式上的隨機(jī)性,經(jīng)計(jì)算確定的配筋數(shù)量仍可能在結(jié)構(gòu)中造成某些估計(jì)不到的薄弱構(gòu)件或薄弱截面。通過(guò)縱向鋼筋最小配筋率規(guī)定可以對(duì)這些薄弱部位進(jìn)行補(bǔ)救.以提高結(jié)構(gòu)整體地震反應(yīng)能力的可靠性,此外、與非抗震情況相同、縱向鋼筋最小配筋率同樣可以保證柱截面開裂后抗彎剛度不致削弱過(guò)多，另外、最小配筋率還可以使設(shè)防烈度不高地區(qū)一部分框架柱的抗彎能力在。強(qiáng)柱弱梁、措施基礎(chǔ)上有進(jìn)一步提高。這也相當(dāng)于對(duì),強(qiáng)柱弱梁，措施的某種補(bǔ)充，考慮到推廣應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋以及適當(dāng)提高安全度的需要,表11,4 12、1中的縱向鋼筋最小配筋率值與02版規(guī)范相比有所提高,但采用335MPa級(jí)鋼筋仍保留了02版規(guī)范的控制水平未變。本次修訂根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)柱箍筋間距的規(guī)定作了局部調(diào)整、以利于保證混凝土的施工質(zhì)量 11、4。13，當(dāng)框架柱在地震作用組合下處于小偏心受拉狀態(tài)時(shí)。柱的縱筋總截面面積應(yīng)比計(jì)算值增加25 是為了避免柱的受拉縱筋屈服后再受壓時(shí)、由于包興格效應(yīng)導(dǎo)致縱筋壓屈 為了避免縱筋配置過(guò)多 施工不便。對(duì)框架柱的全部縱向受力鋼筋配筋率作了限制,柱凈高與截面高度的比值為3。4的短柱試驗(yàn)表明、此類框架柱易發(fā)生粘結(jié)型剪切破壞和對(duì)角斜拉型剪切破壞、為減少這種破壞、這類柱縱向鋼筋配筋率不宜過(guò)大。為此、對(duì)一級(jí)抗震等級(jí)且剪跨比不大于2的框架柱，規(guī)定每側(cè)縱向受拉鋼筋配筋率不宜大于1。2 并應(yīng)沿柱全長(zhǎng)采用復(fù)合箍筋.對(duì)其他抗震等級(jí)雖未作此規(guī)定，但也宜適當(dāng)控制、11。4，14。11。4、15，框架柱端箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度的規(guī)定是根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果及震害經(jīng)驗(yàn)作出的、該長(zhǎng)度相當(dāng)于柱端潛在塑性鉸區(qū)的范圍再加一定的安全余量 對(duì)箍筋肢距作出的限制是為了保證塑性鉸區(qū)內(nèi)箍筋對(duì)混凝土和受壓縱筋的有效約束、11、4 16。試驗(yàn)研究表明.受壓構(gòu)件的位移延性隨軸壓比增加而減小，因此對(duì)設(shè)計(jì)軸壓比上限進(jìn)行控制就成為保證框架柱和框支柱具有必要延性的重要措施之一、為滿足不同結(jié)構(gòu)類型框架柱.框支柱在地震作用組合下的位移延性要求、本條規(guī)定了不同結(jié)構(gòu)體系中框架柱設(shè)計(jì)軸壓比的上限值.此次修訂對(duì)設(shè)計(jì)軸壓比上限值的規(guī)定作了以下調(diào)整、1，將設(shè)計(jì)軸壓比上限值的規(guī)定擴(kuò)展到四級(jí)抗震等級(jí).2,根據(jù)2008年汶川地震的震害經(jīng)驗(yàn)、適度加嚴(yán)了框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)軸壓比限值、3、框架。剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)主要依靠剪力墻和內(nèi)筒承受水平地震作用 其中框架部分。特別是中，下層框架、受水平地震作用的影響相對(duì)較輕。本次修訂在保持02版規(guī)范對(duì)其設(shè)計(jì)軸壓比給出比框架結(jié)構(gòu)柱偏松的控制條件的同時(shí),對(duì)其中個(gè)別取值作了調(diào)整，近年來(lái) 國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)研究結(jié)果表明 采用螺旋箍筋 連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍筋等配筋方式,能在一般復(fù)合箍筋的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高對(duì)核心混凝土的約束效應(yīng)、改善柱的位移延性性能,故規(guī)定當(dāng)配置復(fù)合箍筋.螺旋箍筋或連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍筋。且配箍量達(dá)到一定程度時(shí)。允許適當(dāng)放寬柱設(shè)計(jì)軸壓比的上限控制條件，同時(shí).國(guó)內(nèi)研究表明、在鋼筋混凝土柱中設(shè)置矩形核芯柱不僅能提高柱的受壓承載力.也可提高柱的位移延性。且有利于在大變形情況下防止倒塌、類似于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中型鋼的作用,因此 在設(shè)置矩形核芯柱.且核芯柱的縱向鋼筋配置數(shù)量達(dá)到一定要求的情況下。也適當(dāng)放寬了設(shè)計(jì)軸壓比的上限控制條件 在放寬軸壓比上限控制條件后,箍筋加密區(qū)的最小體積配筋率應(yīng)按放松后的設(shè)計(jì)軸壓比確定。11,4、17，在柱端箍筋加密區(qū)內(nèi)配置一定數(shù)量的箍筋，用體積配箍率衡量，是使柱具有必要的延性和塑性耗能能力的另一項(xiàng)重要措施，因抗震等級(jí)越高，抗震性能要求相應(yīng)提高，加之軸壓比越高,混凝土強(qiáng)度越高，也需要更高的配箍率 方能達(dá)到相同的延性、而箍筋強(qiáng)度越高.配箍率則可相應(yīng)降低，為此、先根據(jù)抗震等級(jí)及軸壓比給出所需的柱端配箍特征值，再經(jīng)配箍特征值及混凝土與鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值算得所需的體積配箍率,02版規(guī)范給出的配箍特征值是根據(jù)日本及我國(guó)完成的鋼筋混凝土柱抗震延性性能系列試驗(yàn)按位移延性系數(shù)不低于3.0的標(biāo)準(zhǔn)給出的,雖然2008年汶川地震中柱端破壞情況多有發(fā)現(xiàn),但規(guī)范修訂組經(jīng)研究。擬主要通過(guò)適度的柱抗彎能力增強(qiáng)措施、強(qiáng)柱弱梁,措施 和適度降低框架結(jié)構(gòu)柱軸壓比上限條件來(lái)進(jìn)一步改善框架結(jié)構(gòu)柱的抗震性能。對(duì)02版規(guī)范柱端體積配箍率的規(guī)定則不作變動(dòng),需要說(shuō)明的是,因,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范.GB。50011規(guī)定,對(duì)6度設(shè)防烈度的一般建筑可不進(jìn)行考慮地震作用的結(jié)構(gòu)分析和截面抗震驗(yàn)算。在按第11，4、16條及本條確定其軸壓比時(shí) 軸壓力可取為無(wú)地震作用組合的軸力設(shè)計(jì)值。對(duì)于6度設(shè)防烈度.建造于。類場(chǎng)地上較高的高層建筑.因已需進(jìn)行考慮地震作用的結(jié)構(gòu)分析。故應(yīng)采用考慮地震作用組合的軸向力設(shè)計(jì)值、另外 當(dāng)計(jì)算箍筋的體積配箍率時(shí)，各強(qiáng)度等級(jí)箍筋應(yīng)分別采用其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,根據(jù)本規(guī)范第4、2、3條表述、其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值不受360MPa的限制，11。4，18.本條規(guī)定了考慮地震作用框架柱箍筋非加密區(qū)的箍筋配置要求.