柱及剪力墙配筋总结解读.docx

框架柱及剪力墙结构设计2011年02月目录第一部分　框架柱结构设计3一、框架柱的受力特点3二、框架柱的截面选择3三、框架柱的构造要求8四、框架柱配筋设计11五、框架柱施工图的绘制方法13六、框架柱设计容易出现的问题14第二部分　剪力墙结构设计15一、剪力墙的特点15二、剪力墙布置18三、剪力墙墙厚21四、剪力墙配筋设计25五、剪力墙施工图绘制的几点规定40六、剪力墙设计中容易出现的问题41第三部分　用探索者软件辅助施工图绘制43一、TSSD的特点43二、使用TSSD的要求43三、TSSD的主要设置参数43四、TSSD的实例45第一部分　框架柱结构设计一、框架柱的受力特点楼面荷载通过楼板传递到梁后，需要经过柱传递到基础，荷载向下传递过程中对柱会产生压力，因此受压是框架柱最重要的受力特点。楼面荷载在梁内传递过程中对梁会产生弯矩，为平衡梁端弯矩，柱也会受到弯矩的作用。此外，当结构受到风荷载或地震作用时，框架柱还要传递剪力，以及剪力产生的弯矩。因此，框架柱受到的内力有压力、剪力及弯矩，图一是框架在竖向荷载下的受力简图。　　　图一　框架柱在竖向荷载作用下的内力简图二、框架柱的截面选择柱的截面选择与其受力特点有关，为保证柱在受压的前提下，还能发挥其抗剪、抗弯能力，需要将柱受到的压力限制在一定范围内，通常采用轴压比这个指标来定义这个限值。轴压比是一个比值，其分子项为柱所受到的压力，分母项为柱的砼抗压能力，计算公式为：轴压比=N/fc*A式中N为轴压力，A为柱截面面积，fc*A为承载力。以C25砼为例，一根截面为1000mmx1000mm的砼柱，其受压承载力=fc*A=11.9x1000x1000N=11900 kN=1190 t，若此柱受到的压力为11900 kN，此时轴压比为 N/fc*A=11900/11900=1.0若控制此柱的轴压比为0.8，说明该柱还有20%的安全储备。因此轴压比实际反映了构件抗压承载力的发挥程度，轴压比越小，构件的安全储备越高（抗震概念上称延性越好）。关于延性：延性是指材料超过弹性极限后破坏前抵抗变形的能力。影响延性的因素很多，以下仅讨论与轴压比的关系：框架柱同时受到压力、剪力及弯矩的作用，破坏形式有两种，小偏心受压破坏和大偏心受压破坏。大偏心受压破坏是受拉钢筋先屈服然后混凝土被压碎，实际是受拉破坏，属于延性破坏。小偏心受压破坏由于混凝土压碎而产生，不发生钢筋受拉破坏，属于脆性破坏。构件轴压比越小，意味着受到的压力越小，构件发生小偏心受压破坏的可能性越小，发生大偏心受压的弯曲破坏可能性越大，符合抗震设计中延性设计的原则。轴压比与柱截面有关，因此通过轴压比指标可以确定框架柱截面的大小。现行抗震规范对轴压比的规定如表一，框架柱轴压比不宜超过表中数值，且不应大于1.05。建造于Ⅳ类场地且较高的高层建筑，表中数值应适当减小。表一　　柱轴压比限值表结构类型抗震等级一二三四框架结构0.650.750.850.9框剪结构0.750.850.900.95框支结构0.60.7表中红色数字表示新抗规的要求，与原规范相比，新规范的变化主要体现在两个方面，一是四级框架柱的限值由1.05调整到0.9和0.95，二是框架结构减小了0.05。注意表中限值适用于剪跨比大于2、砼强度等级不高于C60的框架柱。剪跨比不大于2的框架柱，表中限值应降低0.05。砼强度等级高于C60时，按抗规附录B设计。设置芯柱或箍筋加大加密时，可提高柱的变形能力，此时轴压比限值可适当放宽，详规范6.3.6条的注解3、4条。从该表可以看出，不同结构体系中的框架柱，轴压比限值不同。抗震等级越高，或者说要求在结构中发挥作用越大的框架柱，其安全储备要求越高。关于抗震等级：抗震等级反映了对结构的抗震要求。由于构件在结构中发挥的作用不同，同一结构不同构件、同一构件在不同结构体系中的抗震要求可能不同。如框剪结构中的框架，其抗震要求就可低于框架结构中的框架，原因是框剪结构中主要是剪力墙发挥作用。柱截面大小与轴压比有关，轴压比影响到框架柱的延性，因此如何正确计算轴压比在框架柱设计中很重要。计算轴压比时轴力N取考虑地震作用组合的设计值，按抗规5.4.1条确定。按抗规6.3.6注解1条，无需进行地震作用计算的结构，可取无地震作用组合的轴力设计值。按抗规5.1.6－1条，6度区部分建筑可不进行截面抗震验算。根据5.1.6条文说明，当地震作用在结构设计中基本上不起控制作用时，以及被地震经验所证明者，可不做抗震验算。考虑到电算速度较快，无论地震作用是否起控制作用，建议均进行地震作用计算。例如彰武项目，裙楼为四层商业，框架结构，6度，Ⅱ类场地，乙类建筑，框架抗震等级为三级，查表一，框架柱轴压比限值为0.85。采用SATWE计算，考虑地震作用时框架柱的最大轴压比为0.81，不考虑