框架結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施探討

【關(guān)鍵詞】框架結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；措施 

　　框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)一方面應(yīng)按現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的計(jì)算，滿足承載力和變形要求；另一方面還要采取正確的構(gòu)造措施，提高結(jié)構(gòu)延性，防止結(jié)構(gòu)倒塌。 

　　1、框架梁構(gòu)造措施 

　　1.1 截面尺寸 

　　梁的高寬比h/b過(guò)大，梁截面的抗剪能力下降。同時(shí)梁高增大會(huì)使梁的剛度增加構(gòu)成強(qiáng)梁，不利于形成梁鉸破壞機(jī)構(gòu)；梁寬過(guò)小也不利于梁對(duì)節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的約束，所以，按抗震要求設(shè)計(jì)的梁，梁的截面寬度不宜小于200m，且不宜小于柱寬的一半，梁的截面高寬比不宜大于4。 

　　1.2 梁縱向鋼筋的配置 

　　在框架結(jié)構(gòu)中，主要依靠梁端塑性鉸的形成來(lái)保證結(jié)構(gòu)的延性。梁端隨著縱向受拉鋼筋的增多，混凝土受壓區(qū)相對(duì)高度增大，變形能力降低。因此對(duì)于梁明的最增大配筋率和受壓區(qū)相對(duì)高度應(yīng)加以限制，滿足以下要求：梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不宜大于2.5%，且考慮受壓鋼筋的梁端混凝土受壓區(qū)高度和有效高度之比，一般不應(yīng)大于0.25，二、三級(jí)不應(yīng)大于0.35。由于地震作用的不確定性，框架梁的反彎點(diǎn)位置可能有變化，沿梁全長(zhǎng)頂面和底面應(yīng)設(shè)置通長(zhǎng)鋼筋，三級(jí)不應(yīng)少于2C12。梁內(nèi)貫通中柱的每根縱向鋼筋直徑，不宜大于柱在該方向截面尺寸的1/20。 

　　1.3 梁內(nèi)縱筋錨固 

　　在反復(fù)地震作用下，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)作用較單調(diào)加載時(shí)有所降低。因此，框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)比非抗震設(shè)計(jì)有更為嚴(yán)格的錨固長(zhǎng)度和搭接長(zhǎng)度�？v向鋼筋的最小錨固長(zhǎng)度laE應(yīng)按下式采用： laE=1.05la 

　　1.4 梁內(nèi)箍筋 

　　震害和實(shí)驗(yàn)表明，梁端塑性鉸區(qū)約在1.0-1.5倍梁高范圍內(nèi)。為了增加對(duì)混凝土的約束，提高粱的變形能力，必須在梁端塑性鉸區(qū)段內(nèi)設(shè)置加密密封閉式箍筋。對(duì)于三級(jí)抗震等級(jí)的梁端箍筋的加密區(qū)長(zhǎng)度應(yīng)取1.5h和500mm兩者中的較大值、箍筋最大間距取縱向鋼筋直徑的8倍，梁高的1/4和150mm三者中的最小值、箍筋最小直徑為一級(jí)8，沿梁全長(zhǎng)箍筋的配筋率ρsv應(yīng)符合下列規(guī)定： 

　　三、四級(jí)抗震等級(jí)ρsv≧0.26ft/fyv 

　　2、框架柱構(gòu)造措施 

　　2.1 截面尺寸 

　　框架柱是彎、壓、剪復(fù)合受力構(gòu)件，為了防止柱發(fā)生脆性的剪切破壞，使其具有較好的延性，截面尺寸宜符合下列要求：柱的截面寬度和高度均不宜小于300mm；柱的剪跨比不宜大于2；柱的凈高與截面高度比宜大于4，以防止形成易發(fā)生脆性破壞的短柱；柱的截面高寬比不宜大于3。 

　　2.2 柱內(nèi)縱筋配置 

　　實(shí)驗(yàn)研究表明，柱屈服位移角主要受縱向受拉鋼筋配筋率支配，并且大致隨配筋率的增加線形增大，為提高柱端屈服彎矩的變形能力，框架柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率不應(yīng)小于下列要求：對(duì)于三級(jí)抗震等級(jí)框架中柱、邊柱不宜小于0.7%，同時(shí)，應(yīng)滿足每一側(cè)配筋率不小于0.2%的要求。另外，框架柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率不應(yīng)大于5%�？紤]地震作用方向的不確定性，柱內(nèi)縱筋宜對(duì)稱布置。截面尺寸大于400mm的柱，縱向鋼筋的間距不宜大于200mm，這一限制是為了使柱截面核芯混凝土能受到較好的約束，增強(qiáng)柱延性。 

　　2.3 柱內(nèi)箍筋 

　　震害表明，箍筋的設(shè)置直接影響到柱子延性。在滿足承載力要求的基礎(chǔ)上對(duì)柱采取箍筋加密措施，可以增強(qiáng)箍筋對(duì)混凝土的約束作用，提高柱的抗震能力�？蚣苤�端箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度去矩形截面長(zhǎng)邊尺寸、層間柱凈高的1/6和500mm三者中的最大值。 加密區(qū)箍筋間距和直徑，在地震力的反復(fù)作用下，柱端鋼筋保護(hù)層往往首先脫落，如無(wú)足夠的箍筋約束，縱筋就會(huì)向外屈曲；同時(shí)箍筋對(duì)柱的核心混凝土起著約束作用，其阻止混凝土橫向變形的能力與箍筋間距和直徑有關(guān)�？蚣苤�端箍筋加密區(qū)箍筋最大間距和最小直徑對(duì)于三級(jí)開展冬季應(yīng)滿足箍筋最大間距取縱向鋼筋直徑的8倍和150mm兩者中的較小值，箍筋最小直徑為8；提高柱的配箍率，可以顯著提高受壓混凝土的極限壓應(yīng)變，從而增加柱的延性，框架柱箍筋加密區(qū)箍筋的最小體積配箍率，應(yīng)符合下列要求：ρv=λvfc/fyv，對(duì)三級(jí)抗震等級(jí)的框架柱，其箍筋和加密區(qū)箍筋最小體積配筋率不應(yīng)小于0.4% 

　　2.4 箍筋形式 

　　要求柱箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度內(nèi)的箍筋肢距，三級(jí)抗震等級(jí)不宜小于250和20倍箍筋直徑的較大值，對(duì)于剪跨比不大于2的柱和其他要求較高的柱，沿柱全高宜采用復(fù)合螺旋箍或井字復(fù)合箍，各種形式的箍筋都必須作成封閉式，箍筋末端應(yīng)做135度彎鉤，彎鉤的平直部分不應(yīng)小于箍筋直徑的10倍，以使箍筋能在核心混凝土中錨固。當(dāng)采用拉筋組合箍時(shí)，拉筋宜緊靠縱向鋼筋并勾住封閉箍。 

　　2.5 加密區(qū)箍筋配置 

　　水平地震作用下，柱所受的剪力在層高范圍內(nèi)是不變的，為了不使柱抗剪承載力變化過(guò)大產(chǎn)生不利影響，同時(shí)考慮地震作用的不確定和柱實(shí)際存在的受扭情況，在箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度以外，箍筋的體積配筋率不宜小于加密區(qū)配筋率的一半，對(duì)三級(jí)抗震等級(jí)，箍筋間矩不應(yīng)大于15d；為縱向鋼筋直徑。 

　　3、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)措施 

　　本框架為三級(jí)抗震等級(jí)，不必進(jìn)行節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗震受剪承載力計(jì)算，只需符合抗震構(gòu)造措施是要求�？蚣芄�(jié)點(diǎn)核心區(qū)的箍筋最大間距及最小直徑不應(yīng)低于框架柱端箍筋加密區(qū)的構(gòu)造要求。對(duì)于本框架， =0.08， =0.97%>0.4%合理。 

　　4、縱向受力鋼筋在節(jié)點(diǎn)的錨固和搭接 

　　4.1 框架中間層節(jié)點(diǎn)：⑴中間層的中間節(jié)點(diǎn)處：柱縱向鋼筋應(yīng)該連續(xù)穿過(guò)節(jié)點(diǎn)，不應(yīng)在中間各層節(jié)點(diǎn)內(nèi)截?cái)��？蚣芰旱纳喜靠v向鋼筋應(yīng)貫穿中間節(jié)點(diǎn)。⑵中間層的端節(jié)點(diǎn)處：在框架中間層的端節(jié)點(diǎn)處，當(dāng)框架梁的上部縱向鋼筋用直線錨固方式錨入端節(jié)點(diǎn)時(shí)，錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于 =1.05 ，尚應(yīng)伸過(guò)柱中心線不小于5d。 

　　4.2 框架頂層節(jié)點(diǎn)：1）頂層中間節(jié)點(diǎn)處：柱縱向鋼筋應(yīng)伸至柱頂。采用直線錨固方式，自梁底邊算起的錨固長(zhǎng)度不小于 。2）頂層端節(jié)點(diǎn)采用柱內(nèi)搭接方式，此時(shí)頂層端節(jié)點(diǎn)處的梁上部縱向鋼筋和柱外側(cè)縱向鋼筋的搭接連接可沿柱外設(shè)置，其搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于1.7 。其中柱外側(cè)縱向鋼筋應(yīng)該伸至柱頂并向內(nèi)彎折，彎折段的水平投影長(zhǎng)度不要小于12d。 

　　總之，房屋建筑框架結(jié)構(gòu)在多層和中高層建筑中被廣泛的應(yīng)用，為了避免地震給人類帶來(lái)的巨大災(zāi)難，這就要求房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員能夠正確運(yùn)用框架結(jié)構(gòu)抗震概念，運(yùn)用科學(xué)有效的方法和手段，確保建筑結(jié)構(gòu)安全。 

　　參考文獻(xiàn)： 

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