框架柱抗震构造措施技术要求

康文东，王学明

（1.木兰县水利勘测设计队，黑龙江木兰 151900;2.黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080）

在框架结构抗震设计中，一般都遵守强柱弱梁、强剪弱弯、避免节点和锚固的过早破坏，增大构件延性和耗能能力的4条原则，所谓强柱弱梁，是从柱与梁的相对承载能力来说，柱的承载能力应大于梁的承载能力，是使塑性铰尽可能都发生在梁上，也就是要尽可能实现总体屈服机制。以下概述框架柱抗震构造措施。

1 截面尺寸要求

柱的截面尺寸，应符合下列各项要求：

1）柱截面的宽度≥300 mm。

2）柱净高与截面高度（圆柱直径）之比≥4。

3）柱轴压比不宜超过表1的规定;但柱净高与截面高度（圆柱直径）之比＜4，变形能力要求较高和IV类场地上较高的高层建筑的柱轴压比限值应适当减小。

表1所指的轴压比是柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土抗压强度设计值乘积之比值;6度区的建筑和按规定可不进行抗震验算的结构，取非抗震设计的轴压力设计值计算。

应当指出，即使按强柱弱梁原则设计的框架结构，柱端仍有形成塑性铰的可能性，因而确保柱的延性能力就非常重要。试验和理论研究表明，对钢筋混凝土柱来说，轴压比是影响柱破坏形态和变形能力的重要因素。一般说来，柱的轴压比小，其变形能力就大;而当轴压比较高时，柱的有效延性会显著降低，并且有脆性破坏的危险。若柱的延性不够，可增加约束箍筋来提高延性。但当轴压比增大到一定数值时，增加箍筋也增加不了延性，这就有必要规定最大轴压比的限值。该限值是考虑了我国工程实践经验而规定的。

表1 柱轴压比限值

当剪跨比λ＜2时，称为短柱，特别是λ＜1.5时，很难避免剪切脆性破坏。因此，适当降低轴压比限值是必要的。此外，IV类场地上的较高的高层建筑，在强烈地震作用下的位移反应很大，延性要求较高，故也应适当降低轴压比限值。

2 纵向钢筋

框架柱中纵向受力钢筋的配置，应符合下列要求：

1）柱中全部纵向受力钢筋的配筋率不应小于表2的规定数值。

表2 框架柱纵向钢筋最小配筋百分率 %

但应注意，对剪力墙结构的框支层柱，应按角柱的规定采用;此外，对IV类场地上较高的高层建筑，表中数值也应增加0.1。

2）柱中全部纵向受力钢筋的配筋率，对II、III级钢筋≤4%，在搭接区段内≤5%。

3）按一级抗震等级设计且Hn/h（或Hn/d）=3～4时，柱的纵向受拉钢筋配筋率≤1.2%，并应沿柱全长采用复合箍筋。

4）纵向钢筋的间距≤200 mm;框架一剪力墙结构中的框架柱，当有设计经验时，纵向钢筋的间距可适当放宽。

5）纵向钢筋宜对称配置。

表3 框架柱端箍筋加密区的构造要求

3 箍筋

框架柱中箍筋的配置，应符合下列规定：

1）柱上、下两端箍筋应加密，加密区长度、箍筋最大间距和箍筋最小直径应按表3的规定取用。

应当指出，表3虽然是对柱端箍筋的规定，但柱在刚性地坪上、下各500 mm范围内，也应按表中规定配置箍筋;对三、四级抗震等级的角柱、其箍筋的间距≤100 mm。

2）Hn/h（或Hn/d）≤4的框架柱、框支层柱和按一级抗震等级设计的框架角柱，应沿柱全长加密箍筋，箍筋间距均≤100 mm。

3）在箍筋加密区长度内配置普通箍筋或复合箍筋或螺旋箍筋时，其体积配置率不宜小于表4中规定的数值;在计算箍筋体积配筋率时，不计重叠部分的箍筋体积。

4）在箍筋加密区长度内，箍筋的肢距≤200 mm，且每隔一根纵向钢筋都宜有两个方向的约束。

表4中普通箍筋系指单个矩形箍筋;复合箍筋系指由矩形箍筋与菱形箍筋、或与多边形箍筋，或与拉筋组成的箍筋。此外，对于混凝土强度等级高于C40，或需要提高柱变形能力，或IV类场地上较高的高层建筑等几种情况，柱中箍筋的最小体积配筋百分率取表4中相应项的较大值。

5）柱非加密区的箍筋量≥加密区的50%，且箍筋间距，一、二级≤10倍纵向箍筋直径，三级≤15倍纵向钢筋直径。

6）当柱中全部纵向受力钢筋率超过%时，箍筋应焊成封闭环式。

7）框架节点核心区内箍筋量≥柱端加密区的实际配箍量。

表4 柱箍筋加密区的箍筋最小体积配筋百分率 %

以上是框架柱构造设计中的的技术要求，如与新的规范不符，当以最新技术要求执行。

[1]曹宏，李秋胜，李桂青.工程结构抗震[M].北京：气象出版社，1993.

[2]李秀杰，周琦，张晓光，王立臣.有关框架柱问题的讨论[J].辽宁建材，2008（6）：54-55.