高層建筑結(jié)構(gòu)和抗震常見問(wèn)題解答第10章框架設(shè)計(jì)和構(gòu)造-資料下載頁(yè)
2025-01-14 11:56本頁(yè)面
【正文】 梁、柱的內(nèi)力控制截面？答：框架在恒載、樓面活荷載、屋面活荷載、風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力求出以后，要計(jì)算各主要截面可能發(fā)生的最不利內(nèi)力。這種計(jì)算各主要截面可能發(fā)生的最不利內(nèi)力的工作，稱之為內(nèi)力組合?？蚣苊恳桓鶙U件都有許許多多截面，內(nèi)力組合只需在每根桿件的幾個(gè)主要截面進(jìn)行。這幾個(gè)主要截面的內(nèi)力求出后，按此內(nèi)力進(jìn)行桿件的配筋便可以保證此桿件有足夠的可靠度。這些主要截面稱之為桿件的控制截面。每一根梁一般有三個(gè)控制截面：左端支座截面、跨中截面和右端支座截面。而每一根柱一般只有兩個(gè)控制截面：柱頂截面和柱底截面。11．影響柱延性的因素有哪些？如何設(shè)計(jì)延性柱？答：（1）限制柱剪跨比——柱的剪跨比（M、V分別是截面承受的彎矩、剪力值，hc為柱截面高度）。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，剪跨比λ≥2的柱屬于長(zhǎng)柱，只要構(gòu)造合理，通常發(fā)生延性好的彎曲破壞；≤λ2的柱為短柱，柱子將發(fā)生以剪切為主的破壞，當(dāng)提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)或配有足夠的箍筋時(shí)，也可能發(fā)生具有一定延性的剪壓破壞；而當(dāng)剪跨比λ，柱的破壞形態(tài)是脆性的剪切斜拉破壞，幾乎沒有延性，設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)避免。 （2）柱剪壓比限制——當(dāng)構(gòu)件的截面尺寸太小或混凝土強(qiáng)度太低時(shí)，按抗剪承載力公式計(jì)算的箍筋數(shù)量會(huì)很多，則箍筋在充分發(fā)揮作用之前，構(gòu)件將過(guò)早呈現(xiàn)脆性斜壓破壞，這時(shí)再增加箍筋用量已沒有意義。因此，設(shè)計(jì)中應(yīng)限制剪壓比（）即截面的平均剪應(yīng)力，使箍筋數(shù)量不至于太多，同時(shí)，也可有效地防止斜裂縫過(guò)早出現(xiàn)，減輕混凝土碎裂程度。這實(shí)質(zhì)上也是對(duì)構(gòu)件最小截面尺寸的要求。 （3）柱軸壓比限制——軸壓比的大小，與柱的破壞形態(tài)和變形能力是密切相關(guān)的。而且，軸壓比是影響柱的延性的重要因素之一，柱的變形能力隨軸壓比增大而急劇降低，尤其在高軸壓比下，增加箍筋對(duì)改善柱變形能力的作用并不明顯。所以，抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)限制柱的軸壓比不能太大，其實(shí)質(zhì)就是希望框架柱在地震作用下，仍能實(shí)現(xiàn)大偏心受壓下的彎曲破壞，使柱具有延性性質(zhì)。（4）配置足量箍筋——在柱端塑性鉸區(qū)配置足夠的箍筋，可約束核心混凝土，顯著提高塑性鉸區(qū)混凝土的極限應(yīng)變值，提高抗壓強(qiáng)度，防止斜裂縫的開展，從而可充分發(fā)揮塑性鉸的變形和耗能能力，提高梁、柱的延性；而且鋼箍作為縱向鋼筋的側(cè)向支承，阻止縱筋壓屈，使縱筋充分發(fā)揮抗壓強(qiáng)度。所以規(guī)范規(guī)定，在框架柱端塑性鉸區(qū)，箍筋必須加密。此外，框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性與箍筋形式有關(guān)。矩形截面柱采用連續(xù)矩形復(fù)合螺旋箍，可大大提高其延性。（5）控制縱筋配筋率——為了避免地震作用下框架柱過(guò)早地進(jìn)入屈服階段，增大屈服時(shí)柱的變形能力，提高柱的延性和耗能能力，全部縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)過(guò)小。12．在延性框架的設(shè)計(jì)中，為何采用“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的設(shè)計(jì)原則？高層框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中，為何在建筑物的周邊附近、樓梯間、電梯間、平面形狀變化及恒載較大的部位宜布置剪力墻？答：由于節(jié)點(diǎn)區(qū)的受力狀況非常復(fù)雜，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)只有保證各節(jié)點(diǎn)不出現(xiàn)脆性剪切破壞，才能使梁、柱充分發(fā)揮其承載能力和變形能力，實(shí)現(xiàn)延性框架。因此設(shè)計(jì)時(shí)盡量保證梁、柱塑性鉸順序出現(xiàn)完成之前，節(jié)點(diǎn)區(qū)不能過(guò)早破壞。 將剪力墻布置在樓梯間、電梯間、平面形狀變化處是因?yàn)椋瑯前宓膭偠仍谶@些位置受到削弱，地震時(shí)會(huì)由于應(yīng)力集中而發(fā)生較嚴(yán)重的震害，所以布置剪力墻予以加強(qiáng)。13．在抗震設(shè)計(jì)的框架柱中，加密區(qū)箍筋的體積配箍率是根據(jù)哪些因素確定的？非加密區(qū)的箍筋用量有何要求？為什么？答：震設(shè)計(jì)的框架柱，其加密區(qū)箍筋的體積配箍率根據(jù)抗震等級(jí)、箍筋形式和軸壓比確定。非加密區(qū)的箍筋不宜少于加密區(qū)箍筋的50％，且箍筋間距，一、二級(jí)框架柱不應(yīng)大于10倍縱筋直徑d，三、四級(jí)框架柱不應(yīng)大于15d。這是考慮到柱子在層高范圍內(nèi)剪力不變及可能的扭轉(zhuǎn)影響，為避免柱子非加密區(qū)的受剪能力突然降低很多，造成柱子中段破壞，規(guī)范作了上述規(guī)定。
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