康文東，王學明

（1.木蘭縣水利勘測設計隊，黑龍江木蘭 151900;2.黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱 150080）

在框架結構抗震設計中，一般都遵守強柱弱梁、強剪弱彎、避免節(jié)點和錨固的過早破壞，增大構件延性和耗能能力的4條原則，所謂強柱弱梁，是從柱與梁的相對承載能力來說，柱的承載能力應大于梁的承載能力，是使塑性鉸盡可能都發(fā)生在梁上，也就是要盡可能實現(xiàn)總體屈服機制。以下概述框架柱抗震構造措施。

1 截面尺寸要求

柱的截面尺寸，應符合下列各項要求：

1）柱截面的寬度≥300 mm。

2）柱凈高與截面高度（圓柱直徑）之比≥4。

3）柱軸壓比不宜超過表1的規(guī)定;但柱凈高與截面高度（圓柱直徑）之比＜4，變形能力要求較高和IV類場地上較高的高層建筑的柱軸壓比限值應適當減小。

表1所指的軸壓比是柱組合的軸壓力設計值與柱的全截面面積和混凝土抗壓強度設計值乘積之比值;6度區(qū)的建筑和按規(guī)定可不進行抗震驗算的結構，取非抗震設計的軸壓力設計值計算。

應當指出，即使按強柱弱梁原則設計的框架結構，柱端仍有形成塑性鉸的可能性，因而確保柱的延性能力就非常重要。試驗和理論研究表明，對鋼筋混凝土柱來說，軸壓比是影響柱破壞形態(tài)和變形能力的重要因素。一般說來，柱的軸壓比小，其變形能力就大;而當軸壓比較高時，柱的有效延性會顯著降低，并且有脆性破壞的危險。若柱的延性不夠，可增加約束箍筋來提高延性。但當軸壓比增大到一定數(shù)值時，增加箍筋也增加不了延性，這就有必要規(guī)定最大軸壓比的限值。該限值是考慮了我國工程實踐經驗而規(guī)定的。

表1 柱軸壓比限值

當剪跨比λ＜2時，稱為短柱，特別是λ＜1.5時，很難避免剪切脆性破壞。因此，適當降低軸壓比限值是必要的。此外，IV類場地上的較高的高層建筑，在強烈地震作用下的位移反應很大，延性要求較高，故也應適當降低軸壓比限值。

2 縱向鋼筋

框架柱中縱向受力鋼筋的配置，應符合下列要求：

1）柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率不應小于表2的規(guī)定數(shù)值。

表2 框架柱縱向鋼筋最小配筋百分率 %

但應注意，對剪力墻結構的框支層柱，應按角柱的規(guī)定采用;此外，對IV類場地上較高的高層建筑，表中數(shù)值也應增加0.1。

2）柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率，對II、III級鋼筋≤4%，在搭接區(qū)段內≤5%。

3）按一級抗震等級設計且Hn/h（或Hn/d）=3～4時，柱的縱向受拉鋼筋配筋率≤1.2%，并應沿柱全長采用復合箍筋。

4）縱向鋼筋的間距≤200 mm;框架一剪力墻結構中的框架柱，當有設計經驗時，縱向鋼筋的間距可適當放寬。

5）縱向鋼筋宜對稱配置。

表3 框架柱端箍筋加密區(qū)的構造要求

3 箍筋

框架柱中箍筋的配置，應符合下列規(guī)定：

1）柱上、下兩端箍筋應加密，加密區(qū)長度、箍筋最大間距和箍筋最小直徑應按表3的規(guī)定取用。

應當指出，表3雖然是對柱端箍筋的規(guī)定，但柱在剛性地坪上、下各500 mm范圍內，也應按表中規(guī)定配置箍筋;對三、四級抗震等級的角柱、其箍筋的間距≤100 mm。

2）Hn/h（或Hn/d）≤4的框架柱、框支層柱和按一級抗震等級設計的框架角柱，應沿柱全長加密箍筋，箍筋間距均≤100 mm。

3）在箍筋加密區(qū)長度內配置普通箍筋或復合箍筋或螺旋箍筋時，其體積配置率不宜小于表4中規(guī)定的數(shù)值;在計算箍筋體積配筋率時，不計重疊部分的箍筋體積。

4）在箍筋加密區(qū)長度內，箍筋的肢距≤200 mm，且每隔一根縱向鋼筋都宜有兩個方向的約束。

表4中普通箍筋系指單個矩形箍筋;復合箍筋系指由矩形箍筋與菱形箍筋、或與多邊形箍筋，或與拉筋組成的箍筋。此外，對于混凝土強度等級高于C40，或需要提高柱變形能力，或IV類場地上較高的高層建筑等幾種情況，柱中箍筋的最小體積配筋百分率取表4中相應項的較大值。

5）柱非加密區(qū)的箍筋量≥加密區(qū)的50%，且箍筋間距，一、二級≤10倍縱向箍筋直徑，三級≤15倍縱向鋼筋直徑。

6）當柱中全部縱向受力鋼筋率超過%時，箍筋應焊成封閉環(huán)式。

7）框架節(jié)點核心區(qū)內箍筋量≥柱端加密區(qū)的實際配箍量。

表4 柱箍筋加密區(qū)的箍筋最小體積配筋百分率 %

以上是框架柱構造設計中的的技術要求，如與新的規(guī)范不符，當以最新技術要求執(zhí)行。

[1]曹宏，李秋勝，李桂青.工程結構抗震[M].北京：氣象出版社，1993.

[2]李秀杰，周琦，張曉光，王立臣.有關框架柱問題的討論[J].遼寧建材，2008（6）：54-55.