柱及节点常见问题课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2011-10-25,#,二、柱及节点常见问题,2.1,框架梁柱混凝土强度等级不同时，节点混凝土浇注,1.,柱混凝土高于梁、板一级，或者不超过二级但节点四周均有框架梁，可按框架梁同时浇注；,2.,柱、梁、板混凝土强度等级不超过二级，柱四周并不是设置框架梁，需经设计人员验算节点强度；,3.,不满足上述要求时，节点混凝土应按框架柱强度等级单独浇注；,4.,因施工进度或为施工方便，应同结构工程师协商，加大梁柱结合部位的截面（加腋），并配置附加钢筋；,2.2,框架柱节点核心区的水平箍筋设置要求,1.,节点核心区必须设置箍筋；,2.,有抗震设防要求的框架，节点核心区应设置水平复合箍筋，不得随意减少；,3.,非抗震框架核心区的水平箍筋间距不宜大于,250mm,；,4.,非抗震框架核心区四周设置有框架梁，可沿节点周边设置矩形箍筋；,节点核心区箍筋约束不足或无箍筋约束时，节点和柱端破坏加重,都江堰市烟草公司，底层节点核心区及柱头破坏,2.3,框架结构顶层边节点处，柱外侧钢筋与梁上部钢筋搭接,1. 11G101-1,有两种搭接方式：,1,）弯折搭接节点,柱外侧纵筋从梁底起与梁上部钢筋搭接长度应,1.5,l,a,bE,（,1.5,l,a,b,）（,高规,为,1.5,l,a,E,、,1.5,l,a,）；,柱外侧纵筋伸入梁内的面积不宜小于,65%,；（非抗震无此要求）梁宽以外的钢筋可伸入板内，长度与伸入梁内相同；, 柱外侧配筋率大于,1.2%,时，伸入梁内的钢筋宜分两批截断；截断点不宜小于,20d;,（,高规,6.5.4,、,6.5.5,）, 柱内侧纵向钢筋伸入梁内满足,l,a,E,（,l,a,），弯锚应满足竖直段,0.5,l,a,bE,（,0.5,l,a,b,）并伸至柱顶后弯折，水平段长度为,12d,；,梁上部钢筋伸至柱纵向钢筋内侧下弯至梁底，投影长度不小于,15d,；,柱外侧第一层钢筋也可以伸至柱内边下弯,8d,。,2,）直线搭接节点,柱外侧钢筋伸至柱顶，内侧同梁内搭接作法；,梁上部钢筋伸至柱纵筋内侧后下弯,1.7,l,a,bE,（,1.7,l,a,b,）；,梁上部钢筋配筋率大于,1.2%,时，应分两次截断，截断点不宜小于,20d,；优先断第二排钢筋。,3,）按设计文件的要求选用一种搭接方式；,4,）两种搭接方式的特点。,1.,近几年进行的框架结构非线性动力反应分析表明，,顶层节点,的延性需求通常比,中间层节点,小。,2.,框架震害结果也显 示出顶层的震害普遍比中间层的震害轻。,3.,为便于施工,，在本次修订中，,取消了,原规范第,11.6.7,第,2,款图,11.6.7-e,中,顶层端节点,梁柱负弯矩钢筋在,节点外侧,搭接时柱筋向节点顶,水平弯折,12d,的要求，,改为,梁柱负弯矩钢筋在节点外侧直线搭接。,框架柱顶层角节点地震破坏,框架顶层边节点，柱纵向钢筋拉断,顶层边节点破坏,2.4,框架结构顶层中间节点，柱纵向钢筋的锚固,1.,柱纵向钢筋应伸至柱顶，从梁底面计算的锚固长度,l,a,E,（,l,a,），可不必水平弯折；,2.,不满足直锚时，弯折前的竖直投影长度不应小于,0.5,l,a,bE,（,0.5,l,a,b,），且伸至柱顶，弯折后的水平投影长度不宜小于,12d;,3.,梁宽外的柱纵向钢筋，应伸至板顶后水平弯折,12d,；,4.,增加了柱头钢筋加锚头（锚板）的锚固作法；,5.,纵向受力钢筋抗震锚固长度 要求：,6.,顶层框架梁有外挑构造：,1,）框架梁与挑梁底平，且顶面高差不大于,0.3h,b,时，框架柱按中柱顶层节点处理；,2,）悬挑梁顶面高出框架梁时，悬挑梁顶面钢筋伸入柱内水平段,0.6,l,a,b,，弯折段长度,l,a,且到梁底。,2.5.,框架柱顶层边节点,柱纵向钢筋弯弧内半径规定,1.,一般部位纵向钢筋弯弧内半径要求,:,d 25,时,r,4 d,d,25,时,r,6 d,2.,框架柱顶层边节点,柱纵向钢筋及框架梁上部钢筋弯折半径要求,:,d25,时,r,6 d,d,25,时,r,8 d,3.,混凝土结构设计规范,规定,不宜小于此值,;,4.,试验表明,顶层边节点柱纵筋弯弧内半径太小,该处混凝土发生局部受压破坏,故作出最小值规定,;,5.,当,d,25,时,角部设置附加钢筋,;,2.6,柱环境类别不同，钢筋的保护层厚度不同时，纵向钢筋的处理,1.,在任何情况下均应该满足不同环境类别中柱纵向钢筋最小保护层厚度的要求；,2.,当柱纵向钢筋保护层厚度大于,50mm,时,（原为,40mm),，应对保护层采取防裂构造措施；,3.,柱钢筋保护层厚度改变处应在节点范围，不应在柱范围；,4.,钢筋在保护层厚度变化处，可采用在上柱内连接或者钢筋坡折法连接；,5.,不得采用直弯或加热方法使纵向受力回到设计位置。,6.,当梁、柱、墙中纵向受力钢筋的保护层厚度,大于,50mm,时,，宜对保护层采取有效的构造措施。可在保护层内配置防裂、防剥落的焊接钢筋网片，网片钢筋的保护层厚度,不应小于,25mm,，并应采取有效的绝缘、定位措施。,（,8.2.3,条）,1.,当保护层很厚时（例如框架顶层端节点弯弧钢筋以外的区域等），开裂混凝土剥落,可能,造成危险；,2.,宜采取,有效的针对性措施，,通常,是在保护层中加配焊接钢筋网片或采用纤维混凝土。其,不仅能,预防破碎混凝土剥落，,还能,起到控制裂缝宽度的作 用；,3.,防裂措施由原大于,40mm,改为,大于,50mm,并,增加了,墙的防裂要求。,2.7,框支柱、转换柱的构造要求,1.,框支柱、转换柱的概念；,2.,转换柱纵向钢筋间距不应小于,80mm,，且不宜大于,200mm,（抗震）、,250mm,（非抗震）；,3.,转换柱的箍筋全高加密,间距不应大于,100mm,和,6,倍纵向钢筋较小值；,（,高规,第,10.2.10,强条）,4.,框支柱、转换柱,宜采用,复合螺旋箍或井字复合箍,;,5.,节点区水平箍筋及拉筋,应,将每根柱纵向钢筋拉住,;,6.,框支柱应延伸钢筋至上层剪力墙顶板,不能延伸的钢筋,应,弯锚在框支梁或楼板内不小于,l,a,E,;,7.,框支柱的纵向钢筋宜采用机械连接接头,;,框支柱纵向钢筋的延伸及弯锚,锚入梁内、楼板内的钢筋长度，不应小于,l,a,E,（,l,a,）。,2.8,有抗震设防要求的底部框架,-,抗震墙砌体结构，框架端节点构造,1.,底部作为抗震墙的砌体，必须先砌筑墙体后浇注柱和梁的混凝土；,2.,沿框架柱设置与抗震墙拉结的构造钢筋并通长设置，在墙体的半高处设置水平系梁；,3.,当抗震墙长大于,5m,时，在墙内设置钢筋混凝土构造柱；,4.,框架间设置隔墙时（非抗震墙），在梁柱节点处设置构造钢筋，提高框架柱上端的抗剪承载力。,（新抗规：,6,度不超过四层，可用约束普通砖或小砌块作抗震墙；,8,度应为砼墙；,6,、,7,度应为砼或配筋小砌块抗震墙。）,2.9,框架柱、框支柱中设置有核心柱的构造,1.,一般在短柱和超短柱中设置核心柱,;,柱的净高与柱长边之比,4,为短柱,;,柱的净高与柱长边之比,2,为超短柱,;,2.,核心柱不但可以提高柱的受压承载力,还可以提高柱的变形能力,;,3.,核心柱应有足够的尺寸,且保证框架梁的纵向受力钢筋通过,;,4.,核心柱的纵向钢筋应分别锚入上、下层柱内；,5.,核心柱的箍筋应单独设置,并在设计文件中注明。,绵阳市财政局大楼，出屋面水箱间形成短柱，柱节点破坏，节点区无箍筋,窗间填充墙使框架柱形成短柱，剪切破坏,阿尔及利亚地震中,楼梯平台约束短柱破坏,墙体约束形成短柱破坏,墙体约束形成短柱破坏,工业厂房窗间短柱破坏,短柱形成薄弱层破坏,汶川县某中学框架结构教学楼的楼梯间短柱破坏,2.10,框架柱箍筋和拉结钢筋的弯钩作法, 框架柱的箍筋应是封闭式箍筋,;,箍筋的弯钩应为,135,度,;,弯钩的直线段应为箍筋直径的,10,倍和,75,中最大值,;,拉结钢筋的弯钩和直线段同箍筋；拉结钢筋应紧靠柱纵向受力钢筋并勾住封闭箍筋；在柱截面中心可以用拉结钢筋代替部分箍筋；,圆柱中的非螺旋箍筋的弯钩搭接长度应,l,a,E,且,300,，直线段为箍筋直径的,10,倍，弯钩应勾住柱纵向受力钢筋,;,6.,箍筋弯钩内半径,1,）,HPB235,（,HPB300,）级钢筋末端不需作,180 ,弯钩，弯弧内直径不应小于,2.5d,；,2,）,HRB335,、,HRB400,级钢筋末端做,135 ,时，弯弧内直径不应小于,4d,；,3,）钢筋弯折不大于,90 ,时，弯弧内直径不应小于,5d,。,7.,钢筋的调直,1,）宜采用机械调直,2,）采用冷拉调直时：,HPB235,（,HPB300,）冷拉率不宜大于,4%,；,HRB335,、,HRB400,冷拉率不宜大于,1%,。,8.,计算复合箍筋体积配箍率时，不要求扣除重复部分的箍筋体积，采用复合螺旋箍筋时，非螺旋箍筋体积配箍率应乘,0.8,换算系数；,柱纵向钢筋配筋率超过,3%,，不要求必须采用焊接封闭箍筋，做,135 ,封闭箍筋且直线段不小于,10d;,10 .,柱中宜留出,300mm,见方的空间，便于混凝土导管插入浇筑混凝土。,2.11,抗震设防时，框架柱端箍筋加密区的长度,(,不含柱根部,),柱长边尺寸,(,圆形柱直径,);,柱净高的,1/6;, 500;,以上三个值中的最大者,;,4.,柱节点核心区箍筋应加密；,5.,当梁有竖向加腋时，箍筋加密区应从加腋底部开始计算。,都江堰市某商住楼,六层底框结构，底层柱头加腋，加腋部位以下箍筋未加密,节点核心区无箍筋,1985,年,9,月,19,日，墨西哥,8.1,级地震，框架柱节点破坏,6.,底层刚性地面,:,除柱端箍筋加密区外,刚性地面上、下各,500,范围内,;,地板约束框架柱，导致柱子破坏。,地板与柱间留,10,20mm,缝隙填充柔性材料，地板处上下,500mm,柱箍筋加密,2.12,框架柱与基础连接处节点核心区箍筋是否需要加密？柱纵向钢筋与基础梁内固定,1.,框架柱与基础连接处是节点区，但是无节点核心区；,2.,在基础内的柱箍筋不需加密，固定柱纵向钢筋的箍筋不少于两道且间距不大于,500mm,；当柱纵筋保护层厚度,5d,时，锚固区内应配置横向构造钢筋；,3.,柱与基础的连接部位，应根据柱的节点区或底层柱根部要求箍筋加密；,4.,框架柱的纵向钢筋不得与基础梁中的受力钢筋焊接固定；,5.,基础梁的宽度小于或等于框架柱宽时，基础梁应设置水平加腋，可配置构造钢筋。,2.13,框架底层柱的柱根部及柱根箍筋加密区, 抗震结构框架柱根部箍筋加密区与其他部位加密区有不同的要求,;,柱根部,:,无地下室为基础顶面处,;,有地下室为地下室顶板处,;,地下框架梁顶面处,;,底层梁上柱为梁顶面处,;,底层剪力墙上柱,:,剪力墙顶面处,;,剪力墙与柱重叠时,向下一层,;,柱根箍筋加密区长度,1/3,该层柱净高,;,地下室顶板柱根处破坏,柱根部在地震中破坏,柱根折断，梁端塑性铰,玉树武警楼,玉树税务局,2.14,影响框架柱延性的几个重要参数,1.,剪跨比,1,）,剪跨比是影响钢筋混凝土柱破坏形态的最重要的因素。剪跨比较小的柱子会出现斜裂缝而导致剪切破坏；,2,）,4,时，称为长柱，多数发生弯曲破坏，但仍然需要配置足够的抗剪箍；,3,）,2,时，称为短柱，多数会出现剪切破坏，但当提高混凝土等级并配有足够的抗剪箍筋后，可能出现稍有延性的剪切受压破坏；,4.,抗规,规定，框架柱的净高与截面高度比宜大于,4,；特别是应避免在同一层中同时存在长柱和短柱的情况。,2.,轴压比,1,）,轴压比越大，柱的极限抗弯承载力相应越高，但极限变形能力、耗散地震能量的能力都降低。而且轴压比对短柱的影响更大；,2,）,在长柱中，轴压比愈大，混凝土压区高度愈大，受拉钢筋屈服的可能性越小，柱子的延性越低,；,3,）,在短柱中，轴压比加大也会改变柱的破坏形态，会从剪压破坏变成脆性的剪拉破坏，破坏时承载能力突然丧失；,4,）,长柱及短柱的试验结果显示，轴压比愈大，塑性变形段愈短，承载能力下降愈快，即延性减小,。,3.,剪压比,1,）,剪压比是指截面平均剪应力与混凝土轴心抗压强度的比值：,V/,f,c,b,c,h,c,2,）,当构件的截面尺寸太小或混凝土强度太低时，按抗剪承载力公式计算的箍筋数量会很多，则箍筋在充分发挥作用之前，构件将过早呈现脆性斜压破坏，这时再增加箍筋用量已没有意义；,3,）,设计中应限制剪压比，使箍筋数量不至于太多,，,是对构件最小截面尺寸的要求,；,4,）,剪压比越大，斜裂缝出现的越早，要求配置的箍筋量也就越多，当配箍率过高时，有可能混凝土已经破碎而箍筋尚未屈服，箍筋难以发挥作用。在设计中应当避免这种情况。,2.15,柱纵向钢筋的 “非连接区”,1.,柱中的纵向受力钢筋“非连接区”是一个连续的区域,;,2.,保证节点区的延性,保证“强剪弱弯”,;,3.,节点区受力复杂,应避开“非连接区”连接,;,4.,非连接区的尺寸,:, ,柱长边尺寸, 柱净高的,1/6, 500,5.,当无法避开时,可采用机械连接,接头率不大于,50%,。,框架柱在非连接区不应采用搭接连接,2.16,框架柱在变截面处纵向钢筋的锚固、连接,1.,坡度大于,6,时，上柱纵向钢筋锚入下柱内,1.2,l,a,E,，（,1.2,l,a,）下柱纵筋锚伸至梁顶面竖向长度,0.5,l,a,b,E,，水平弯折后的直线段为,12d,；,2.,坡度不大于,6,时，可采用弯折延伸至上柱后在非连接区连接；,3.,中柱当一侧收进时，能通的纵筋在上柱连接，不能通长的纵筋按方法,1,锚固；,4.,边柱当一侧收进时，不能通长的纵筋伸至梁顶面竖向长度,0.5,l,a,b,E,（ ,0.5,l,a,b,），水平弯折后的直线段为,l,a,b,E,（,l,a,b,）。,2.17,框架梁、柱纵向受力钢筋连接方法,1.,框架柱,1,）一、二级及三级的底层宜采用机械连接，也可以采用绑扎和焊接（关键部位宜机械连接）；,2,）三级的其他部位和四级可采用绑扎或焊接；,2.,框支梁、框支柱宜采用机械连接；,3.,框架梁,1,）一级宜采用机械连接；,2,）二,四级可采用绑扎或焊接；,4.,同一连接区段内的面积百分率不宜超过,50%,；,5.,无法避开端部箍筋加密区时，应采用满足等强度要求的机械连接，且面积百分率不宜超过,50%,。,2.18,柱生根在墙上、梁上时纵筋的锚固,1.,墙上起柱时，柱纵向钢筋应深入墙内长度,1.2,l,a,E,（,1.2,l,a,），水平弯折,150mm,；（屋面）,2.,梁上起柱时，柱纵向钢筋应深入梁内长度不小于,0.5,l,a,b,E,（,1.2,l,a,b,）至梁底，水平弯折直线段,12d,；,3.,应在楼层平面外应设置梁，当柱宽大于梁宽时，应在梁上设置水平腋。,2.19,框架柱、异形柱、剪力墙、短肢剪力墙的区别,1.,普通柱,:,截面的长宽比为,1,4;,2.,异形柱,:,截面的几何形状为,:L,型、,T,形、十字形的柱,各肢的肢高与肢厚比不大于,4,肢厚,200;,（,混凝土异形柱结构构造,(,一,),06SG331-1,）,3.,短肢剪力墙,:,肢高与肢厚比为,5,8;,设有边缘构件,配置水平分布钢筋,4.,剪力墙中的小墙肢,:,按柱配置箍筋,;,5.,剪力墙,:,肢高与肢厚比为,8;,长度,8,米。,设有边缘构件,配置水平和竖向分布钢筋,2.20,异形柱钢筋的构造要求,1.,异形柱应采用封闭式复合箍筋，严禁采用有内折角的箍筋，其末端应做成,135,的弯钩；,2.,当采用拉筋形成的复合箍筋时，拉筋钢筋的端部应按箍筋的作法弯折成,135,和一定长度的平直段，拉筋应紧靠纵向钢筋并钩住箍筋；,3.,当柱中的纵向受力钢筋采用绑扎搭接接头时，在搭接长度范围内箍筋的直径不应小于搭接钢筋较大直径的,25%,，箍筋间距不应小于搭接钢筋较小直径的,5,倍，且不应大于,100mm,。,错误的箍筋形式,正确的箍筋形式,谢 谢,!,