框架柱的设计.ppt

框架梁、柱、节点截面设计及构造
控制截面及内力
框架梁截面设计及构造
框架柱截面设计及构造
框架节点设计及构造
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内力组合及最不利内力
对各种荷载（恒载、活载、风荷载及地震作用）分别计算内力后，进行荷载效应组合时，性结构。
下面几节将主要介绍在延性框架中实现这些要点的措施。
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强柱弱梁结构中，主要由梁构件的延性来提供框架结构的延性。因此，要求设计具有良好延性的框架梁。
梁的破坏形态与延性
钢筋混凝土梁有两种破坏可能：弯曲破坏与剪切破坏。
弯曲破坏时，由于纵筋配筋率的影响，可能出现三种破坏形态：
1．少筋破坏：
2．超筋破坏：
3．适筋破坏：
P
P
受拉钢筋配置过少，钢筋屈服后立即被拉断而发生断裂破坏，脆性破坏；
受拉钢筋配置过多，钢筋没屈服前混凝土就被压碎而丧失承载能力，脆性破坏；
受拉钢筋配置合理，钢筋屈服后，由于钢筋流幅形成塑性铰，中和轴上升，直到压区混凝土被压碎而破坏，延性破坏。
剪切破坏是脆性的，或者延性很小。
要防止梁在屈服以前出现剪切破坏，即要求强剪弱弯。
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梁的钢筋配置
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二、梁最小截面尺寸
框架主梁的截面高度可按（1/12～1/18）l确定，l为主梁计算跨度，满足此要求时，一般荷载作用下，可不验算挠度。
在地震作用下，梁端塑性铰区混凝土保护层容易剥落。如果梁截面宽度过小则截面损失比例较大，故一般框架梁宽度不宜小于200mm。
为了对节点核心区提供约束以提高节点受剪承载力，梁宽不宜小于柱宽的1/2。
狭而高的梁不利于混凝土约束，也会在梁刚度降低后引起侧向失稳，故梁的高宽比不宜大于4。
另外，梁的塑性铰区发展范围与梁的跨高比有关，当跨高比小于4时，属于短梁，在反复弯剪的作用下，斜裂缝将沿梁全长发展，从而使梁的延性和承载力急剧降低。
所以，梁净跨与截面高度之比不宜小于4。
框架梁的截面尺寸应满足三方面的要求：承载力要求、构造要求、剪压比限值。
1．构造要求
2．剪压比限值
梁端塑性铰区的截面剪应力大小对梁的延性、耗能及保持梁的刚度和承载力有明显影响。根据反复荷载下配箍率较高的梁剪切试验资料，。，即使增加配箍，也容易发生斜压破坏。
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剪压比限值，主要是防止发生剪切斜压破坏，其次是限制使用荷载下斜裂缝的宽度，同时也是梁的最大配箍条件。因此框架梁的截面应符合下列要求：
（1）无地震作用组合时：
（2）有地震作用组合时：
Vb≤
： Vb≤
： Vb≤
式中βc——混凝土强度影响系数，，，高于C50、低于C80时取线性插值；
γRE——承载力调整系数；
fc——混凝土轴心抗压强度设计值；
bb——梁的宽度；
hb0——梁的有效高度；
Vb——框架梁剪力设计值，按强剪弱弯原则调整梁的截面剪力。
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三、框架梁的混凝土受压区的限制
控制框架梁混凝土受压区的目的是控制塑性铰区纵向受拉钢筋的最大配筋率。试验表明，当纵向受拉钢筋配筋率很高时，梁受压区的高度相应加大，截面上受到的压力也大，梁的变形能力随截面混凝土受压区的相对高度增大而减小。
为防止框架梁因过高的配筋率而不能满足延性的要求，对梁的混凝土受压区高度应根据不同抗震等级加以限制，受压区高度小则有利于提高梁的延性。当ξ（x/h0）～，梁的位移延性可达3～4。
另外，梁端截面上纵向受压钢筋与纵向受拉钢筋保持一定的比例，对梁的延性也有较大的影响。原因是：一定的受压钢筋可以减小混凝土受压区高度；在地震作用下，梁端可能会出现正弯矩，如果梁底面钢筋过少，梁下部破坏严重，也会影响梁的承载力和变形能力。因此，梁端部截面必须配置一定的受压钢筋用以提高梁的截面延性。具体要求如下：
（1）非抗震设计：
（2）抗震设计：
x≤ξb·h0
＝
一级抗震等级： x≤
二、三级抗震等级： x≤
式中hb0——梁截面有效高度；
β1——混凝土等效矩形受压区高度与中和轴高度的比值，，，其他情况按线性内插值取用；
ES——钢筋弹性模量；
x——等效矩形应力图的混凝土受压区高度，计算x时，应计入受压钢筋，
其中ρ