6.2 截面设计

6.2.1

由于框架柱的延性通常比梁的延性小,一旦框架柱形成了塑性铰,就会产生较大的层间侧移,并影响结构承受垂直荷载的能力。因此,在框架柱的设计中,有目的地增大柱端弯矩设计值,体现了”r;强柱弱梁”的设计概念。对9度设防烈度和一级抗震等级的框架结构,上、下柱端弯矩和的取值,除弯矩增大系数以外,还考虑梁端真正出现塑性铰时的受弯承载力值 Mbua

 

6.2.2

框架柱和框支柱的底层柱下端、框支柱与转换构件相连的柱上端不能按本规程第 6.2.1 条的规定增大柱端弯矩,为了推迟这些柱端塑性铰的出现,在设计中对此部位的弯矩设计值直接乘以增大系数,以加强底层柱下端和框支柱的实际受弯承载力。

 

6.2.3

框架柱、框支柱设计时应满足”r;强剪弱弯”的要求。在设计中,有目的地增大剪力设计值,对 9 度设防烈度和一级抗震等级的框架结构,考虑了柱端纵向钢筋的实配情况,要求柱上、下端取用考虑承载力抗震调整系数的实际受弯承载力值 Mcua,即

                                     

                        (5)

 

式中

γRE偏心受压柱的截面承载力抗震调整系数;

 

Mcuk柱的正截面受弯承载力标准值,可取实配钢筋截面面积和材料强度标准值并按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50011 第 7 章的有关公式计算。

 

对其他情况的一级和所有二、三级抗震等级的框架柱、框支柱端部截面组合的剪力设计值,则直接取用与柱端考虑地震作用组合的弯矩设计值平衡的剪力值,乘以不同的增大系数 ( 强剪系数 ) 。框支柱尚应符合本规程第 10 章的有关规定。

 

6.2.4

对一、二、三级抗震等级的框架结构,考虑到角柱承受双向地震作用,扭转效应对内力影响较大,且受力复杂,在设计中宜另外增大其弯矩、剪力设计值。

 

6.2.5

框架结构设计中,应力求做到在地震作用下的框架呈现梁铰型延性机构,为减少梁端塑性铰区发生脆性剪切破坏的可能性,对框架梁提出了梁端的斜截面受剪承载力应高于正截面受弯承载力的要求,即”r;强剪弱弯”的设计概念。

梁端斜截面受剪承载力的提高,首先是在剪力设计值的确定中,考虑了梁端弯矩的增大,以体现”r;强剪弱弯”的要求。对 9 度设防烈度和一级抗震等级的框架结构,还考虑了工程设计中梁端纵向受拉钢筋有超配的情况,要求梁左、右端取用考虑承载力抗震调整系数的实际受弯承载力值Mbua,它可按下式计算:  

                         

                  (6)

 

式中

Mbuk  : 梁正截面受弯承载力标准值;
 

fyk钢筋强度标准值;
 

ASa梁纵向钢筋实际配筋面积。

 

对其他情况的一级和所有二、三级抗震等级的框架梁的剪力设计值的确定,则根据不同抗震等级,直接取用梁端考虑地震作用组合的弯矩设计值的平衡剪力值,乘以不同的增大系数。

 

6.2.7

规程 JGJ 3—91 第 5.2.1 条规定梁、柱混凝土强度级差不宜大于 5MPa ,如超过时,梁、柱节点区施工时应作专门处理。目前,许多情况下,框架柱混凝土强度等级比梁板高出较多,此条规定在工程施工中较难做到。由于对该问题有效的研究工作和实践经验尚不充分,因此本规程对此不作具体的规定。但应注意,凡是梁柱节点之混凝土强度低于柱混凝土强度较多者,皆必须仔细验算节点区的承载力,包括受剪、轴心受压、偏心受压等,并采取有效的构造措施。节点区的混凝土轴压比一般不需验算。