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抗震框架柱为何中间不用箍筋加密的分析
提问:抗震框架柱为什么要两头加密?中间为什么不加密?
有人回答: “对于承受水平地震力,框架柱两头 (即框架梁上下
处)受剪切力最大,所以抗震要求箍筋加密;而框架柱中间为拉压零
点,所以不要求箍筋加密。”
专家就这个问题作如下回答:在钢筋混凝土结构构件中,箍筋有2
大作用:首先是箍住构件的纵向钢筋,与纵向钢筋一起构成 “钢筋骨
架”;其次是承载可能存在的剪力。在抗震框架柱,许多情况的箍筋
不是按抗剪强度的计算结果设置,而是按 “构造要求”来进行配置。
什么叫做按 “构造要求”配置箍筋呢?
按构造要求配置箍筋就是不管计算结果需要不需要配置箍筋,仍
都必须配置直径不小于某个数值、间距不大于某个数值的箍筋,这就
是我们大量看到抗震框架柱的箍筋φ8mm@100和φ10mm@100 的配箍,
我们可以这样来想,千千万万的柱子,它们存在与千千万万栋房子当
中,剪力不可能都一样,可是加密区箍筋不是φ8mm@100就是φ
10mm@100,说明这种配置与抗剪强度已经没有太大关系了。
所以我说,抗震框架柱的箍筋加密主要不是——受剪力大小多少
所需要的问题,如果抗剪强度需要,那么,一个 18层楼房的楼层地震
剪力顶层只有底层的5~8%,如果底层用φ8 mm@100,其5~8%是一
个怎样的概念?
所以我们反复向人们宣传:抗震框架柱的箍筋主要不是用来抗
剪,因为事实上并不存在那么多需要箍筋去抵抗的剪力。抗震加密箍
筋的主要作用是对柱顶纵向钢筋形成强有力的横向约束,来避免或减
轻柱顶纵向钢筋的 “灯笼状”震害。
这个道理再次阐述如下:
《建设抗震设计规范》 (GB 50011-2010)
5.2.1 采用底部剪力法时,各楼层可仅取一个自由度,结构的水
平地震作用标准值,应按下列公式确定(图5.2.1):
式中FEk——结构总水平地震作用标准值;
α1——相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值,应按本
章第5.1.4条确定,多层砌体房屋、底部框架和多层内框架砖房,宜
取水平地震影响系数最大值;
Geq——结构等效总重力荷载,单质点应取总重力荷载代表值,多
质点可取总重力荷载代表值的85%;
Fi——质点i的水平地震作用标准值;
Gi,Gj——分别为集中于质点i、j 的重力荷载代表值,应按本章
第5.1.3条确定;
Hi,Hj——分别为质点i、j 的计算高度;
δn——顶部附加地震作用系数,多层钢筋混凝土和钢结构房屋可
按表5.2.1采用,多层内框架砖房可采用0.2,其他房屋可采用0.0;
ΔFn-顶部附加水平地震作用。
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