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子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”——《论语》

框架柱及剪力墙结构设计

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

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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=11900kN=1190t，若此柱

受到的压力为11900kN，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

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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

抗震等级

结构类型

一二三四

框架结构0.650.750.850.9

框剪结构0.750.850.9