框架梁柱及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造結(jié)構(gòu)培訓(xùn)課件

1、梁柱及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)分享人：何瑞雪時(shí)間：2019.11.22目 錄二、梁、框架柱構(gòu)造要求 三、節(jié)點(diǎn)核心區(qū)一、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述 主要內(nèi)容（一）抗震設(shè)防基本思想和原則（二）抗震（構(gòu)造）措施概念一、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述（三）框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)遵循原則（四）三個(gè)原則的保證方法 2、二階段設(shè)計(jì)(一)抗震設(shè)防基本思想和原則1、第一水準(zhǔn)：小震（多遇地震）不壞。2、第二水準(zhǔn)：中震（設(shè)防地震）可修。3、第三水準(zhǔn)：大震（罕遇地震）不倒。 1、三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)1、第一階段設(shè)計(jì)：承載力驗(yàn)算。 取第一水準(zhǔn)地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算結(jié)構(gòu)的彈性地震作用標(biāo)準(zhǔn)值和地震作用效應(yīng)，采用可靠度分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)式進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面承載力抗震驗(yàn)算，從而滿足第一、二水

2、準(zhǔn)目標(biāo)。 大多數(shù)結(jié)構(gòu)可只計(jì)算第一階段設(shè)計(jì)，通過概念設(shè)計(jì)和抗震構(gòu)造措施來滿足第三設(shè)防水準(zhǔn)要求。2、第二階段設(shè)計(jì)：彈塑性變形驗(yàn)算。 地震時(shí)容易倒塌的結(jié)構(gòu)、有明顯薄弱層的不規(guī)則結(jié)構(gòu)以及有專門要求的建筑，除進(jìn)行第一階段設(shè)計(jì)外，還要進(jìn)行結(jié)構(gòu)薄弱部位的彈塑性層間變形驗(yàn)算并采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，從而實(shí)現(xiàn)第三水準(zhǔn)的設(shè)防要求。引自抗規(guī)1.0.1條文說明 2、抗震構(gòu)造措施（二）抗震（構(gòu)造）措施概念 除地震作用計(jì)算和抗力計(jì)算以外的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容，包含抗震構(gòu)造措施。如：地震作用效應(yīng)（內(nèi)力和變形）的調(diào)整。 1、抗震措施 根據(jù)抗震概念設(shè)計(jì)原則，一般不需計(jì)算而對(duì)結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分必須采取的各種細(xì)部要求。如：最小配筋率、軸壓

3、比、鋼筋錨固等。引自抗規(guī)2.1.10、2.1.11 3、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件（三）框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)遵循原則 1、強(qiáng)柱弱梁 指節(jié)點(diǎn)區(qū)域的實(shí)際承載力大于構(gòu)件的實(shí)際承載力。因?yàn)楣?jié)點(diǎn)失效，與之相連的梁柱等構(gòu)件全部失效，破壞延性機(jī)制，結(jié)構(gòu)隨之坍塌失效。 指梁、柱和剪力墻底部的斜截面實(shí)際受剪承載力大于實(shí)際受彎承載力。彎曲破壞是延性破壞，有一定的征兆；而剪切破壞是脆性破壞，所以要保證構(gòu)件在發(fā)生彎曲破壞前不產(chǎn)生剪切破壞。 2、強(qiáng)剪弱彎 指梁柱節(jié)點(diǎn)處，柱端實(shí)際受彎承載力大于梁端實(shí)際受彎承載力。梁端先出現(xiàn)塑性鉸，使整個(gè)結(jié)構(gòu)通過內(nèi)力重分布，從而增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的耗能能力和層間位移，抗震性能較好。 3、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件（四）三個(gè)原則的保

4、證方法 1、強(qiáng)柱弱梁 一般通過構(gòu)造措施來解決，如規(guī)定梁縱筋的錨固長(zhǎng)度、錨固形式等。以及節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的內(nèi)力調(diào)整和構(gòu)造措施。（1）增大箍筋直徑，減小箍筋間距。（2）必要時(shí)，某些構(gòu)件的箍筋可全長(zhǎng)加密，如連梁、短柱等。（3）主次梁交接處，設(shè)置附加箍筋和彎起鋼筋。 2、強(qiáng)剪弱彎 采取內(nèi)力調(diào)整增大柱端彎矩設(shè)計(jì)值。小結(jié)綜上簡(jiǎn)述，可見梁柱構(gòu)造、節(jié)點(diǎn)處承載力調(diào)整、箍筋設(shè)置、鋼筋錨固等抗震措施對(duì)保證結(jié)構(gòu)延性，實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)防目標(biāo)至關(guān)重要，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)足夠重視。下面針對(duì)梁柱構(gòu)造、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及連接錨固等內(nèi)容進(jìn)行概括總結(jié)。 主要內(nèi)容（一）梁構(gòu)造要求（二）框架柱構(gòu)造要求二、梁、框架柱構(gòu)造要求1、框架梁的抗震構(gòu)造要求：（1）框架

5、梁截面混規(guī)11.3.5框架梁截面尺寸應(yīng)符合下列要求：1.寬度不宜小于200mm；2.截面高寬比不宜大于4；3.凈跨與截面高度之比不宜小于4；（2）框架梁縱筋混規(guī)11.3.7梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不宜大于2.5%。沿梁全長(zhǎng)頂面、底面至少應(yīng)各配置兩根通長(zhǎng)的縱向鋼筋，一、二級(jí)不應(yīng)少于2根14，且分別不應(yīng)少于梁兩端頂面和底面縱向受力鋼筋中較大截面面積的1/4；三、四級(jí)不應(yīng)少于2根12?；煲?guī)11.3.5縱向受拉鋼筋的配筋率不應(yīng)小于表 11. 3. 6-1規(guī)定的數(shù)值；（一）梁構(gòu)造要求框架梁端縱筋配筋值的確定：配筋率：混規(guī)表11.3.6-1：框架梁縱向受拉鋼筋最小配筋率。 混規(guī)11.3.7 ：梁端縱向受拉

6、鋼筋的配筋率不宜大于2.5%。 高規(guī)6.3.3：抗震設(shè)計(jì)時(shí)，梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不宜大于2.5%，不應(yīng)大于2.75%。梁端縱筋配筋值11.3.1條文說明：控制梁端截面混凝土受壓區(qū)高度的目的是控制梁端塑性鉸區(qū)具有較大的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力，以保證框架梁端截面具有足夠的曲率延性。11.3.6條文說明：控制梁端底部與頂部縱筋比值，一方面，慮地震作用隨機(jī)性，抵抗梁底可能產(chǎn)生的正彎矩，避免下部鋼筋過早屈服被拉斷。另一方面，改善梁端塑性鉸區(qū)在負(fù)彎矩作用下的延性性能?；煲?guī)11.3.6混規(guī)11.3.1（一）梁構(gòu)造要求（3）縱筋直徑與柱截面的關(guān)系混規(guī)11.6.7高規(guī)6.3.3抗規(guī)6.3.49度框架和一級(jí)框架結(jié)構(gòu)時(shí)，

7、混規(guī)11.6.7要求更嚴(yán)格，與高規(guī)6.3.3和抗規(guī)6.3.4規(guī)定不協(xié)同。目的：提高梁縱筋在柱節(jié)點(diǎn)內(nèi)的混凝土包裹作用，防止反復(fù)荷載作用下梁鋼筋滑移。例如：一、二、三級(jí)抗震等級(jí)的框架梁跨度較大，梁縱筋直徑25鋼筋采用較多時(shí)，柱宜選取不小于500截面。（一）梁構(gòu)造要求（4）頂層梁端節(jié)點(diǎn)縱筋在進(jìn)行屋面框架梁梁端設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意此項(xiàng)對(duì)配筋的特殊規(guī)定，可通過調(diào)整梁截面尺寸來滿足。例：C30混凝土HRB400鋼筋。0.35*1.0*14.3/360=0.0139=1.39%小于最大配筋率限值，值得注意。（不宜大于大于2.5%，不應(yīng)大于2.75%。）（一）梁構(gòu)造要求（9.3.8條文說明：試驗(yàn)研究表明，當(dāng)梁上部和

8、柱外側(cè)鋼筋配筋率過高時(shí)，將引起頂層端節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土的斜壓破壞，故對(duì)相應(yīng)的配筋率作出限制。）配筋率：=As/bbh00.35cfc/fy。(混規(guī)9.3.8變式)引自混規(guī)（5）框架梁箍筋構(gòu)造注意：一級(jí)抗震等級(jí)時(shí)，對(duì)于300寬框架梁，梁端加密區(qū)兩肢箍筋肢距一般不能滿足要求，可采用三肢箍。11.3.6條文說明：梁端塑性鉸區(qū)箍筋的構(gòu)造要求極其重要，它是保證該塑性鉸區(qū)延性能力的基本構(gòu)造措施。（一）梁構(gòu)造要求（6）框架梁縱筋錨固（一）梁構(gòu)造要求水平段錨固長(zhǎng)度=柱截面尺寸-鋼筋保護(hù)層厚度-箍筋直徑-縱筋直徑例：C30混凝土HRB400鋼筋，d=25mm，0.4LabE=0.4*aE*0.14*25*360/

9、1.43=405/370/353,(aE=1.15/1.05/1.0=一、二級(jí)/三級(jí)/四級(jí)）抗震一、二級(jí)時(shí)，柱截面不小于405+25+10+20=460；三級(jí)時(shí)，370+25+10+20=425；四級(jí)時(shí)，353+25+10+20=408；可見，結(jié)合上述節(jié)點(diǎn)對(duì)縱筋包裹要求，抗震一、二、三級(jí)時(shí)，柱截面不小于500時(shí)，梁縱筋選筋25mm及以下不受約束，否則應(yīng)注意梁縱筋直徑的選取。四級(jí)時(shí)，d=25mm，柱截面不應(yīng)小于400?；煲?guī)圖11.6.7：1）梁端縱筋錨固圖集16G101-1：2)KL、WKL節(jié)點(diǎn)處縱筋構(gòu)造當(dāng)KL在柱兩側(cè)結(jié)構(gòu)高差h(hc-50)/6，以及WKL柱兩側(cè)存在高差時(shí)，柱兩側(cè)框架梁可根據(jù)計(jì)

10、算結(jié)果靈活選擇鋼筋直徑，不用考慮柱兩側(cè)梁縱筋的拉通。引自圖集16G101-1（一）梁構(gòu)造要求3）梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋不宜過密梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋過密會(huì)使現(xiàn)場(chǎng)施工困難，混凝土澆搗質(zhì)量難以保證。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量采取措施避免節(jié)點(diǎn)鋼筋過密匯集。1、節(jié)點(diǎn)兩側(cè)梁縱筋盡量采取相同直徑拉通布置。2、用大直徑鋼筋，減少鋼筋根數(shù)（注意驗(yàn)算梁支座處裂縫寬度）；3、將彎矩調(diào)幅系數(shù)降至0.8或0.75；4、梁端、柱端均點(diǎn)剛域（可減少梁的計(jì)算長(zhǎng)度）；柱兩側(cè)梁截面寬度或位置不同時(shí)，梁縱筋也盡量采取相同直徑保證大部分鋼筋拉通。（一）梁構(gòu)造要求2、次梁及非抗震框架梁構(gòu)造要求：（1）縱筋混規(guī)9. 2. 1梁的縱向受力鋼筋應(yīng)符合下列規(guī)定：1.伸

11、入梁支座范圍內(nèi)的鋼筋不應(yīng)少于2根。2.梁高不小于300mm時(shí)，鋼筋直徑不應(yīng)小于10mm；梁高小于300mm時(shí)，鋼筋直徑不應(yīng)小于8mm。3.梁上部鋼筋水平方向的凈間距不應(yīng)小于30mm和1.5d；梁下部鋼筋水平方向的凈間距不應(yīng)小于25mm和d。當(dāng)下部鋼筋多于2層時(shí)，2層以上鋼筋水平方向的中距應(yīng)比下面2層的中距增大一倍；各層鋼筋之間的凈間距不應(yīng)小于25mm和d，d為鋼筋的最大直徑。4.在梁的配筋密集區(qū)域宜采用并筋的配筋形式。（一）梁構(gòu)造要求例：梁?jiǎn)闻欧胖娩摻钆挪?，梁?00，保護(hù)層20mm，箍筋直徑8，那么對(duì)于縱筋22直徑？上部鋼筋：1.5d=1.5*22=33mm 25*2+22*4+33*3+8

12、*2=253300mm；下部鋼筋：d=2225mm 25*2+22*5+25*4+8*2=276300mm。那么對(duì)于縱筋22直徑，上部鋼筋最多4根，下部鋼筋最多5根?；煲?guī)9. 2.6梁的上部縱向構(gòu)造鋼筋應(yīng)符合下列要求：1.當(dāng)梁端按簡(jiǎn)支計(jì)算但實(shí)際受到部分約束時(shí)，應(yīng)在支座區(qū)上部設(shè)置縱向構(gòu)造鋼筋。其截面面積不應(yīng)小于梁跨中下部縱向鋼筋計(jì)算所需截面面積的1/4，且不應(yīng)少于2根。該縱向構(gòu)造鋼筋自支座邊緣向跨內(nèi)伸出的長(zhǎng)度不應(yīng)小于L0/5,L0為梁的計(jì)算跨度。2.對(duì)架立鋼筋，梁跨小于4m時(shí)，直徑不宜小于8mm；當(dāng)梁跨度為4m6m時(shí)，直徑不應(yīng)小于10mm；當(dāng)梁跨度大于6m，直徑不宜小于12mm?；煲?guī)4. 2.

13、7 構(gòu)件中的鋼筋可采用并筋的配置形式。直徑 28mm 及以下的鋼筋并筋數(shù)量不應(yīng)超過 根；直徑 32mm 的鋼筋并筋數(shù)量宜根；直徑 36mm 及以上的鋼筋不應(yīng)采用并筋。并筋應(yīng)按單根等效鋼筋進(jìn)行計(jì)算，等效鋼筋的等效直徑應(yīng)按截面面積相等的原則換算確定。（條文說明：并筋等效直徑的概念適用于本規(guī)范中鋼筋間距、保護(hù)層厚度、裂縫寬度驗(yàn)算、鋼筋錨固長(zhǎng)度、搭接接頭面積百分率及搭接長(zhǎng)度等有關(guān)條文的計(jì)算及構(gòu)造規(guī)定。）4 當(dāng)梁中配有按計(jì)算需要的縱向受壓鋼筋時(shí)，箍筋應(yīng)符合以下規(guī)定：1）箍筋應(yīng)做成封閉式，且彎鉤彎鉤直線段長(zhǎng)度不應(yīng)小于5d；箍筋的間距不應(yīng)大于15d，并不 應(yīng)大于10d，d為縱向受壓鋼筋的最小直徑；當(dāng)梁寬度大

14、于400mm且一層內(nèi)的縱向受壓鋼筋多于三根時(shí)，或當(dāng)梁的寬度不大于400mm但一層內(nèi)的受壓鋼筋多于4根時(shí)，應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋?；煲?guī)9. 2.9在受彎剪扭構(gòu)件中，箍筋的配箍率sv不應(yīng)小于0.28ft/fyv。（一）梁構(gòu)造要求混規(guī)9. 2.9梁中箍筋的配置應(yīng)符合下列規(guī)定：1.按承載力計(jì)算不需要箍筋的梁，當(dāng)截面高度大于300mm時(shí)，可僅在構(gòu)件端部L0/4范圍內(nèi)設(shè)置構(gòu)造箍筋，L0為跨度。但當(dāng)在構(gòu)件中部L0/2范圍內(nèi)有集中荷載作用時(shí)，則應(yīng)沿梁全長(zhǎng)設(shè)置箍筋，當(dāng)截面高度小于150mm時(shí)，可以不設(shè)置箍筋。2.截面高度大于800mm的梁，箍筋直徑不宜小于8mm；對(duì)截面高度不大于800mm的梁，不宜小于6mm。梁中配有

15、需要的縱向受壓鋼筋時(shí)，箍筋直徑尚不應(yīng)小于d/4,d為受壓鋼筋最大直徑。3.梁中箍筋的最大間距宜符合表 9.2. 9的規(guī)定；當(dāng) V大于0. 7 ftbho+0. 05Np0時(shí)，箍筋的配筋率 sv Asv/ (bs ）尚不應(yīng)小于 0. 24ft,/ fyv。（2）箍筋混規(guī)9.2.11優(yōu)先采用附加箍筋承擔(dān)梁端集中荷載，計(jì)算不滿足時(shí)再采取附加吊筋方式。（一）梁構(gòu)造要求（3）附加筋（4）縱筋錨固例:C30混凝土HRB400鋼筋，300寬主梁截面，可直錨長(zhǎng)度約300-20-10-12=258，次梁端部縱筋直徑d：（1）底部：V0.7ftbh0時(shí)，d258/5=51.6;V0.7ftbh0時(shí)，d258/12

16、=21.5。不滿足時(shí)可采用彎錨，但需滿足7.5d。（剪力墻結(jié)構(gòu)200寬主梁，次梁底部縱筋采用彎錨時(shí)直徑d158/7.5=21，滿足直錨時(shí)d158/12=13。）（2）頂部：非鉸接設(shè)計(jì)時(shí)，梁端頂部縱筋直徑需滿足d258/（35*0.6）=12.3。鉸接設(shè)計(jì)時(shí)，負(fù)彎矩縱筋直徑需滿足d258/（35*0.35）=21。（剪力墻結(jié)構(gòu)200寬主梁，鉸接設(shè)計(jì)時(shí)，次梁負(fù)彎矩縱筋直徑需滿足d158/（35*0.35）=13。）小結(jié)：梁底縱筋計(jì)算值不是很大的情況下，盡量采用直錨滿足要求的直徑選筋，優(yōu)化施工工序。針對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)200寬主梁時(shí)，為滿足梁端頂部縱筋錨固，次梁端部應(yīng)按鉸接進(jìn)行設(shè)計(jì)。非邊跨情況可以采取直錨

17、方式錨固于相鄰板中，詳見圖集18G901-1。（一）梁構(gòu)造要求引自圖集16G101-11）縱筋底部彎錨要求2）次梁受扭時(shí)縱筋構(gòu)造引自圖集16G101-13）非邊跨和次梁縱筋錨固構(gòu)造（一）梁構(gòu)造要求引自圖集18G901-12、軸壓比：當(dāng)各別框架柱軸壓比不滿足且調(diào)整截面受到限值時(shí)，調(diào)整整層混凝土強(qiáng)度又不經(jīng)濟(jì)，可以按表注4、注5的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整?？傉{(diào)整提高0.15，調(diào)整后軸壓比不應(yīng)大于1.05。引自混規(guī)（二）框架柱構(gòu)造要求1、截面尺寸：（二）框架柱構(gòu)造要求高規(guī)6.4.2條文說明：“較高的高層建筑”是指高于40m的框架結(jié)構(gòu)或高于60m的其他結(jié)構(gòu)體系的混凝土房屋建筑。引自混規(guī)3、縱筋：抗規(guī)6.1.14、高

18、規(guī)12.2.1滿足1）、2）其一要求即可，地下一層柱每側(cè)縱筋不小于地上一層對(duì)應(yīng)柱每側(cè)縱筋面積的1.1倍，注意為實(shí)配鋼筋。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)地上一層柱縱筋做調(diào)整時(shí)，要注意此項(xiàng)規(guī)定?？挂?guī)6.1.14條文（二）框架柱構(gòu)造要求4、地下室嵌固端梁柱節(jié)點(diǎn)縱筋：5、箍筋：注意第4項(xiàng)箍筋加密區(qū)最大箍筋間距采用150mm的條件。引自混規(guī)（二）框架柱構(gòu)造要求箍筋加密區(qū)體積配箍率：引自混規(guī)框架柱箍筋配筋：由 1）抗剪承載力計(jì)算 2）箍筋最小直徑、最大間距和肢距構(gòu)造 3）最小體積配箍率 三個(gè)方面綜合確定。注意框架柱箍筋體積配箍率由柱軸壓比和最小體積配箍率雙控。注意體積配箍率計(jì)算式fc的取值（fc16.7N/mm2）和剪跨比

19、2體積配箍率的取值。（二）框架柱構(gòu)造要求引自混規(guī)圖11.6.7垂直直線段錨固長(zhǎng)度=梁高-鋼筋保護(hù)層厚度-箍筋直徑-縱筋直徑例：C30混凝土HRB400鋼筋，d=25mm，0.5LabE=0.5*aE*0.14*25*360/1.43=507/463/441,抗震一、二級(jí)時(shí)，頂層梁高不小于507+25+10+20=562；三級(jí)時(shí)，463+25+10+20=518；四級(jí)時(shí)，441+25+10+20=496；可見，頂層框架梁高度選取，當(dāng)柱縱筋d=25mm時(shí)：抗震一、二級(jí)，梁高不小于600；三級(jí)時(shí)不小于550；四級(jí)時(shí)不小于500。（二）框架柱構(gòu)造要求6、錨固連接及鋼筋排布：1）柱頂縱筋錨固2）縱筋連接（二）框架柱構(gòu)造要求3）截面處節(jié)點(diǎn)縱筋排布：（二）框架柱構(gòu)造要求4）箍筋排布：(18G901-1)注意框架柱采用5肢箍配筋時(shí)的構(gòu)造排布，單肢和閉合箍需要沿豎向交錯(cuò)排列，設(shè)計(jì)時(shí)有必要注明。（二）框架柱構(gòu)造要求主要內(nèi)容（一）計(jì)算公式（二）承載力不滿足時(shí)的調(diào)整方法（三）構(gòu)造要