建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)(吳承霞)模塊8鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造

模塊八

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造

第一頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。教學(xué)目標(biāo)：

通過本模塊的學(xué)習(xí)，掌握鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造。

教學(xué)要求：

學(xué)習(xí)重點(diǎn)：

抗震等級(jí)，現(xiàn)將框架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。

第二頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。引例：

實(shí)例二中教學(xué)樓為兩層全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，層高3.6m,平面尺寸為45m×17.4m。建筑抗震設(shè)防烈度為7度。建筑平立剖見實(shí)例二建施圖，三維效果圖見圖1.1.b所示。

思考該框架結(jié)構(gòu)梁、柱節(jié)點(diǎn)應(yīng)如何處理。

第三頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。8.1非抗震設(shè)防區(qū)構(gòu)造要求

8.1.1框架梁構(gòu)造要求（非抗震樓層）

框架梁除應(yīng)滿足模塊6的有關(guān)構(gòu)造規(guī)定外，在跨中上部至少應(yīng)配置2φ12的鋼筋與支座的負(fù)筋搭接，搭接長度不應(yīng)小于1.2la?？蚣芰旱墓拷钛亓喝L范圍內(nèi)設(shè)置，第一排箍筋一般設(shè)置在距離支座邊緣50mm處。箍筋最小直徑和最大間距的要求與一般梁相同。非抗震樓層框架梁KL和屋面框架梁WKL的縱向鋼筋構(gòu)造如圖8.1所示。

第四頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。

第五頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。第六頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。8.1.2框架柱構(gòu)造要求（非抗震樓層）

框架柱應(yīng)滿足模塊7一般柱的有關(guān)構(gòu)造規(guī)定。

框架柱縱向鋼筋的接頭可采用綁扎搭接、機(jī)械連接或焊接連接等方式，宜優(yōu)先采用焊接或機(jī)械連接。柱相鄰縱筋連接接頭應(yīng)相互錯(cuò)開，在同一截面內(nèi)的鋼筋接頭面積百分率，不宜大于50%。

第七頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。

第八頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。

第九頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。

圖8.4柱變截面位置縱向鋼筋構(gòu)造

第十頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。8.1.3框架節(jié)點(diǎn)

梁、柱節(jié)點(diǎn)是框架結(jié)構(gòu)的重要組成部分，必須保證其連接的可靠性。在無抗震設(shè)防要求的條件下，主要通過采取適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施來保證節(jié)點(diǎn)區(qū)的承載力。

1.中間層中間節(jié)點(diǎn)

（1）框架梁上部縱向鋼筋應(yīng)貫穿中間節(jié)點(diǎn)，如圖8.5所示。

（2）框架梁下部縱向鋼筋伸入中間節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)的錨固長度應(yīng)按下列要求取用：

①當(dāng)計(jì)算中不利用其強(qiáng)度時(shí)，伸入節(jié)點(diǎn)的錨固長度對帶肋鋼筋不應(yīng)小于12d，對光面鋼筋不小于15d；

②當(dāng)計(jì)算中充分利用鋼筋的抗拉強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)錨固在節(jié)點(diǎn)內(nèi)。

③當(dāng)計(jì)算中充分利用鋼筋的抗壓強(qiáng)度時(shí)，伸入節(jié)點(diǎn)的直線錨固長度不應(yīng)小于0.7la。

第十一頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。

（a）下部縱向鋼筋在節(jié)點(diǎn)中直線錨固(b)下部縱向鋼筋在節(jié)點(diǎn)或支座范圍外的搭接

圖8.5中間層中間節(jié)點(diǎn)梁縱向鋼筋的錨固

第十二頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。2.中間層端節(jié)點(diǎn)

（1）梁上部縱向鋼筋在端節(jié)點(diǎn)的錨固長度應(yīng)滿足：

①采用直線錨固形式時(shí)，不應(yīng)小于la，且伸過柱中心線不小于5d，如圖8.6（a）所示；

②當(dāng)柱截面尺寸不足時(shí)，梁上部縱向鋼筋可采用在鋼筋端部加機(jī)械錨頭的錨固方式。包含錨頭在內(nèi)的錨固長度不應(yīng)小于0.4lab，且宜伸至柱外側(cè)縱筋內(nèi)邊，如圖8.6（b）所示；

③也可采用彎折錨固形式，應(yīng)將梁上部縱向鋼筋伸至節(jié)點(diǎn)對邊并向節(jié)點(diǎn)內(nèi)彎折，其彎折前的水平投影長度應(yīng)不小于0.4lab，包含彎弧段在內(nèi)的彎折后的垂直投影長度不應(yīng)小于15d，如圖8.6（c）所示。

（2）梁下部縱向鋼筋伸入端節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)的錨固要求與中間層節(jié)點(diǎn)相同。

（3）框架柱的縱向鋼筋應(yīng)貫穿中間層的中間節(jié)點(diǎn)和中間層的端節(jié)點(diǎn)，柱縱向鋼筋的接頭應(yīng)在節(jié)點(diǎn)區(qū)以外，彎矩較小的區(qū)域。

第十三頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。

（a）鋼筋端部直錨

（b）鋼筋端部加錨頭錨固

（c）鋼筋末端90°彎折錨固

圖8.6中間層端節(jié)點(diǎn)梁縱向鋼筋的錨固

第十四頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。3.頂層中間節(jié)點(diǎn)

柱內(nèi)縱向鋼筋應(yīng)伸入頂層中間節(jié)點(diǎn)并在梁中錨固。柱縱向鋼筋可采用直線方式錨固，其錨固長度不應(yīng)小于la，且必須伸至柱頂，如圖8.7（a）所示。

當(dāng)截面尺寸不滿足直線錨固要求時(shí)，可采用90°彎折錨固措施。如圖8.7（b）所示。

當(dāng)截面尺寸不足時(shí)，也可采用帶錨頭的機(jī)械錨固形式。此時(shí)包含錨頭在內(nèi)的豎向錨固長度不應(yīng)小于0.5lab,如圖8.7（c）所示。

當(dāng)柱頂有現(xiàn)澆樓板且板厚不小于100mm時(shí)，柱縱向鋼筋也可向外彎折，彎折后的水平投影長度不宜小于12d。

第十五頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。

（a）柱縱向鋼筋直線錨固方式（b）柱縱向鋼筋90o彎折錨固（c）柱縱向鋼筋端頭加錨板錨固

圖8.7頂層中間節(jié)點(diǎn)柱縱向鋼筋的錨固

第十六頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。4.頂層端節(jié)點(diǎn)

柱內(nèi)側(cè)縱向鋼筋的錨固要求同頂層中間節(jié)點(diǎn)的縱向鋼筋。

柱外側(cè)縱向鋼筋與梁上部縱向鋼筋在節(jié)點(diǎn)內(nèi)為搭接連接。搭接可采用下列方式：

（1）搭接接頭沿頂層端節(jié)點(diǎn)外側(cè)及梁端頂部布置，如圖8.8（a）所示。

（2）搭接接頭沿柱頂外側(cè)布置，如圖8.8(b)所示。

（3）梁上部縱向鋼筋與柱外側(cè)縱向鋼筋在節(jié)點(diǎn)角部的彎弧內(nèi)半徑，當(dāng)鋼筋直徑不大于25mm時(shí)，不宜小于6d；大于25mm時(shí)，不宜小于8d。鋼筋彎弧外的混凝土中應(yīng)配置防裂、防脫落的構(gòu)造鋼筋。

第十七頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。

第十八頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。5.節(jié)點(diǎn)箍筋設(shè)置

在框架節(jié)點(diǎn)內(nèi)應(yīng)設(shè)置必要的水平箍筋，以約束柱的縱向鋼筋和節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土。對非抗震設(shè)防的框架節(jié)點(diǎn)箍筋的構(gòu)造規(guī)定與柱中箍筋相同，但間距不宜大于250mm。對四邊均有梁與之相連的中間節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)內(nèi)可只設(shè)置沿周邊的矩形箍筋，而不設(shè)置復(fù)合箍筋。當(dāng)頂層端節(jié)點(diǎn)內(nèi)設(shè)有梁上部縱向鋼筋和柱外側(cè)縱向鋼筋的搭接接頭時(shí)，節(jié)點(diǎn)內(nèi)水平箍筋應(yīng)符合規(guī)范對縱向受力鋼筋搭接長度范圍內(nèi)箍筋的構(gòu)造要求。

第十九頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。8.2抗震設(shè)防區(qū)框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

8.2.1抗震等級(jí)

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》根據(jù)建筑物的重要性、設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度等因素，將其抗震要求以抗震等級(jí)表示，抗震等級(jí)分為四級(jí)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)劃分見表8-1。一級(jí)抗震要求最高，四級(jí)抗震要求最低，對于不同抗震等級(jí)的建筑物采取不同的計(jì)算方法和構(gòu)造要求，以利于做到經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)。

第二十頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。

表8-1現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)

注：（1）建筑場地為Ⅰ類時(shí)，除6度外應(yīng)允許按表內(nèi)降低一度所對應(yīng)的抗震等級(jí)采取抗震構(gòu)造措施，但相應(yīng)的計(jì)算要求不應(yīng)降低；

（2）接近或等于高度分界時(shí)，應(yīng)允許結(jié)合房屋不規(guī)則程度及場地、地基條件確定抗震等級(jí)；

（3）大跨度框架指跨度不小于18m的框架。

設(shè)防烈度

結(jié)構(gòu)類型

6789高度（m）

框架

≤24四

＞24三

≤24三

＞24二

≤24二

＞24一

≤24一

一

框架結(jié)構(gòu)

大跨度框架

三

二

一

第二十一頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。8.2.2框架梁構(gòu)造要求

1．截面尺寸

梁的截面寬度不宜小于200mm，截面高寬比不宜大于4，凈跨與截面高度之比不宜小于4。

2．縱向鋼筋

（1）梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不應(yīng)大于2.5%，縱向受拉鋼筋

的配筋率不應(yīng)小于表8-2的規(guī)定。

（2）梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值，除按計(jì)算確定外，一級(jí)不應(yīng)小于0.5，二、三級(jí)不應(yīng)小于0.3；

（3）沿梁全長頂面和底面的配筋，一、二級(jí)不應(yīng)小于2φ14，且分別不應(yīng)小于梁兩端頂面和底面縱向鋼筋中較大截面面積的1/4，三、四級(jí)不應(yīng)小于2φ12；

(4)一、二、三級(jí)框架梁內(nèi)貫通中柱的每根縱向鋼筋直徑，對矩形截面柱，不宜大于柱在該方向截面尺寸的1/20；對圓形截面柱，不宜大于縱向鋼筋所在位置柱截面弦長的1/20。

第二十二頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。

表8-2框架梁縱向受拉鋼筋的最小配筋百分率（%）

抗震等級(jí)

梁中位置

支座

0.40和800.30和650.25和55跨中

的較大值

0.30和65一級(jí)

ft/fyft/fyft/fyft/fyft/fyft/fy的較大值

二級(jí)

的較大值

0.25和55的較大值

三、四級(jí)

的較大值

0.20和45的較大值

第二十三頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。3．箍筋

梁端箍筋應(yīng)加密，箍筋加密區(qū)的范圍和構(gòu)造要求應(yīng)按表8-3采用，當(dāng)梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時(shí)，表中箍筋最小直徑數(shù)值應(yīng)增大2mm。梁端加密區(qū)的肢距，一級(jí)不宜大于200mm和20d（d為箍筋直徑較大者），二、三級(jí)不宜大于250mm和20d，四級(jí)不宜大于300mm。

表8.2梁端箍筋加密區(qū)的長度、箍筋的最大間距和最小直徑

加密區(qū)長度（mm）

箍筋最大間距（mm）

抗震等級(jí)

箍筋最小直徑（mm）

（采用較大值）

（采用最小值）

2h,500h/4,6d,10010一

1.5h,500h/4,8d,1008

二

1.5h,500h/48d,1508三

1.5h,500h/4,8d,1506四

注：

d為縱向鋼筋直徑，hb為梁截面高度。一、二級(jí)抗震等級(jí)框架梁，當(dāng)箍筋直徑大于12mm且肢數(shù)不少于4肢時(shí)，箍筋加密區(qū)最大間距應(yīng)允許適當(dāng)放松，但不應(yīng)大于150mm。

bbbbbbbb第二十四頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。

第二十五頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。

抗震樓層框架梁KL縱向鋼筋構(gòu)造

第二十六頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。

第二十七頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。

第二十八頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。第二十九頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。應(yīng)用案例8-1

以實(shí)例二中KL3為例，該框架梁有3跨，兩端跨截面尺寸250mmX600mm，中跨250mmX400mm，符合抗震框架梁截面尺寸不宜小于200mm,高寬比不宜大于4的要求。

該梁上部，A支座222+220，B支座222+220，C支座222+420（4/2），在D支座422，通長筋為③號(hào)鋼筋222。梁下部第一跨縱筋320，第二跨縱筋318。下部第三跨縱筋225+222。符合二級(jí)框架應(yīng)配置不少于214通長縱向鋼筋的要求。

KL3支座上部鋼筋為兩排，第二排鋼筋應(yīng)在伸出支座后ln/4處切斷，即ln/4=6700/4=1675mm，取1700mm；第一排鋼筋應(yīng)在伸出支座后ln/3處切斷，即ln/3=6700/3=2233mm，取2250mm。ln為左跨2500mm和右跨6700mm兩者中的較大值。

第三十頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。

該梁左端跨箍筋為8@100/200(2)，中跨、右跨為

8@100(2)。根據(jù)表8-3規(guī)定，抗震等級(jí)二級(jí)時(shí)，箍筋最小直徑為8mm,最大間距為hb/4,8d,100中的較小值。hb/4=600/4=150mm；8d=8×22=176mm；100mm；采用

8@100符合要求。加密取長度應(yīng)取1.5hb=1.5×600=900mm和500mm的較大值即900mm。

該梁兩端跨截面尺寸250mm×600mm，截面腹板高度大于450mm，在梁的兩側(cè)沿高度配置縱向構(gòu)造鋼筋412，用于防止在梁的側(cè)面產(chǎn)生垂直于梁軸線的收縮裂縫，同時(shí)也可增強(qiáng)鋼筋骨架的剛度，并用拉筋聯(lián)系縱向構(gòu)造鋼筋，8@400。

第三十一頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。

圖8-10KL3配筋圖

第三十二頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。8.2.3框架柱構(gòu)造要求

1.截面尺寸

框架柱截面的寬度和高度，四級(jí)或不超過2層時(shí)不宜小于300mm，一、二、三級(jí)且超過2層時(shí)不宜小于400mm；圓柱直徑四級(jí)或不超過2層時(shí)不宜小于350mm；一、二、三級(jí)且超過2層時(shí)不宜小于450mm。剪跨比宜大于2；截面長邊與短邊的邊長比不宜大于3。

第三十三頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。2.縱向鋼筋

(1)柱縱向鋼筋的最小總配筋率應(yīng)按表8-4采用，同時(shí)每一側(cè)配筋率不應(yīng)小于0.2%；對Ⅳ類場地上較高的高層建筑，最小總配筋百分率應(yīng)增加0.1。

表8-4柱截面縱向鋼筋的最小總配筋率（%）

注：1、表中括號(hào)內(nèi)的數(shù)值用于框架結(jié)構(gòu)的柱；

2、鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值小于400MPa時(shí)，表中數(shù)值應(yīng)增加0.1，鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為400MPa時(shí)，表中數(shù)值應(yīng)增加0.05；

3、混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于C60時(shí)，上述數(shù)值應(yīng)相應(yīng)增加0.1。

第三十四頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。(2)柱中縱筋宜對稱配置；

(3)截面尺寸大于400mm的柱，縱向鋼筋間距不宜大于200mm；

(4)柱總配筋率不應(yīng)大于5%；

(5)一級(jí)且剪跨比不大于2的柱，每側(cè)縱向鋼筋配筋率不宜大于1.2%；

(6)邊柱、角柱在地震作用組合產(chǎn)生小偏心受拉時(shí)，柱內(nèi)縱筋總截面面積應(yīng)比計(jì)算值增加25%；

(7)柱縱向鋼筋的綁扎接頭應(yīng)避開柱端的箍筋加密區(qū)。

第三十五頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。

第三十六頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。

第三十七頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。

（c）抗震框架柱變截面位置縱向鋼筋構(gòu)造

圖8.11抗震框架柱鋼筋連接構(gòu)造

第三十八頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。3.箍筋

框架柱的上下端箍筋應(yīng)加密（圖8.12）。一般情況下，柱梁端加密區(qū)的范圍和構(gòu)造要求應(yīng)按表8-5采用。

表8-5柱箍筋加密區(qū)的箍筋最大間距和最小直徑

抗震等級(jí)

箍筋最大間距（采用最小值，mm）

箍筋最小直徑（mm）

10一級(jí)

6d，100

8二級(jí)

8d，100

8三級(jí)

8d，150（柱根100）

四級(jí)

8d，150（柱根100）

6（柱根8）

注：d為柱縱筋最小直徑；

柱根指底層柱下端箍筋加密區(qū)。

第三十九頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。

第四十頁，編輯于星期一：十三點(diǎn)二十八分。應(yīng)用案例8-2

實(shí)例二中框架柱KZ3截面500×500mm，柱中縱向受力鋼筋1222，箍筋10@100/200，柱高度自基頂?shù)?/p>