浅谈框架柱的抗震设计.pdf

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1、２０１５年第６期（总第１５９期）江西建材建筑与规划设计浅谈框架柱的抗震设计■陈俊名■保利贵州置业集团有限公司，贵州贵阳５５００００摘要：文中主要对钢筋混凝土框架柱在地震作用下的几种破坏形态进行分析，柱弱梁系数（即柱端截面极限设计弯矩与梁端极限设计弯矩的比值）同时从结构布置、强柱弱梁的控制、强剪弱弯、轴压比、剪跨比、配筋率等的增大，楼层位移延性系数增大，但是增大的幅度随着强柱弱梁系数的方面对框架柱抗震设计影响进行了详细讨论。增大而逐渐减小。关键词：框架柱抗震强柱弱梁强剪弱弯剪压比剪跨比轴压比配在《混凝土结构设计

2、规范》１１．４．１条中也明确要求除框架顶层柱、筋率轴压比小于０．１５的柱以及框支梁与框支柱的节点外，框架柱节点上下端和框支柱的中间层节点上下端的截面弯矩值在不同抗震等级情况下１概述都相对梁端弯矩之和进行了放大，其增大系数大于１。同时该规范１１．地震作为一种可怕的自然灾害，其不可遇见性和强烈破坏性给社４．５条还要求各级抗震等级的框架角柱的弯矩与剪力设计值在前述调会经济发展和人类生存安全带来严重的危害。随着人民生活水平的提整的基础上还要乘以不小于１．１的增大系数。由此可见，控制强柱弱高和安全意识的加强，建筑结构的

3、抗震设计也就显得越来越重要了。梁是非常重要的。框架结构具有大空间且布局灵活的优点，同时还具有较大的延性，３．３强剪弱弯的控制抗震性能较砖混结构有很大提高，因此在工业与民用建筑中被大量采由于剪切破坏是一种脆性破坏，为了防止柱子端部在弯曲屈服前用。随着框架结构的广泛应用，对框架结构的抗震设计研究也越来越出现剪切破坏，就必须对柱子进行强剪弱弯的控制，即要使得柱子的受重要，根据相关数据分析表明框架结构的震害主要是由于强度同延性剪承载力大于构件弯曲时实际达到的剪力。在《混凝土结构设计规不足引起的，其震害的一般规律是：柱

4、大于梁，角柱的震害大于一般柱，范》１１．４．１条中，框架柱的剪力设计值ＶＣ应按下列公式计算：柱上端的震害大于下端。柱在框架结构中是唯一竖向承重构件，承载ｔｂ着整个结构的竖向荷载，如果框架柱发生破坏就会严重影响整栋建筑Ｖｃ＝ηｖｃ（Ｍｃ＋Ｍｃ）／Ｈｎ的安全。因此在进行框架结构的抗震设计时，一定要对框架柱的抗震增大系数ηｖｃ在抗震等级为二、三、四级时分别取１．３、１．２、１．１，ｔｂ设计引起重视。Ｍｃ，Ｍｃ分别为考虑地震组合且经调整后的框架柱上、下端弯矩设计２框架柱在地震作用下的常见破坏形式值。２．１剪切破坏当为

5、框架抗震等级为一级或者９度设防的一级抗震等级框架时应框架柱的剪切破坏特征表现为：在循环往复的水平地震荷载作用按下列公式计算：ｔｂ下产生斜裂缝或交叉裂缝，裂缝宽度较大，属于脆性破坏，并且难以修ｖｃ＝ηｖｃ（Ｍｃｕａ＋Ｍｃｕａ）／Ｈｎｔｂ复。剪切破坏常见于柱本身抗剪承载力不足或者各种因素引起的短增大系数ηｖｃ取１．２，Ｍｃｕａ，Ｍｃｕａ分别为框架柱上、下端按实配钢筋柱，比如设计时未考虑填充墙对框架柱的影响，若设计不当会让框架柱截面面积和材料强度标准值，且考虑承载力抗震调整系数计算的正截成为短柱，从而发生剪切破坏。

6、面抗震承载力所对应的弯矩值。２．２压弯破坏框架柱上、下端按实配钢筋截面面积和材料强度标准值，且考虑承框架柱的压弯破坏特征表现为：柱子在轴力和弯矩共同作用下，混载力抗震调整系数计算的正截面抗震承载力所对应的弯矩值凝土被压碎同时柱纵向钢筋被压曲，呈现出灯笼状。这种破坏形式属３．４轴压比的控制于脆性破坏，不可被修复。轴压比是指考虑地震作用组合的轴向压力设计值与柱的全截面面２．３弯曲破坏积和混凝土轴心抗压强度乘积的比值，表示为：框架柱的弯曲破坏特征表现为：框架柱在水平地震荷载作用下，柱Ｎｎ＝子抗弯强度不足，柱子上产生

7、水平裂缝的情形，属于延性破坏。弯曲破ｆｃＡ坏一般发生在剪跨比为３～４以上；当剪跨比为２～３时，纵向钢筋配筋式中：Ｎ为柱所受地震组合压力设计值，Ａ为柱截面面积，ｆｃ为混率较低时或配箍率较高时也可能发生弯曲破坏。凝土轴心抗压强度设计值。３框架柱的抗震设计通过大量试验数据分析表明，轴压比对框架柱的承载力与延性有３．１结构布置着重要的影响，随着框架柱轴压比的加大，柱的极限抗弯承载力有所提在进行框架柱的抗震设计时，不仅应从框架柱本身进行局部分析高，但是延性降低，因此在进行框架柱抗震设计时一定要合理控制其轴和设计，同时还

8、应将框架柱放到框架结构中进行整体分析和设计，因为压比，不能超过合理限值，这在规范中有相关规定。框架柱在受到地震作用时它不是作为一个单体在进行抗震，而是作为３．５控制剪跨比框架结构中的一员，同其他构件一同抗震。结构布置的好坏将直接影剪跨比的计算公式为：λ＝Ｍ／Ｖｈ，其反映了框架柱截面上弯曲正应响框架结构整个系统的抗震性能，而框架柱作为抗侧力构件，其布置显力同剪应力的比例关系，经过大量试验和实践研究表明