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框架结构的特点_毕业设计框架结构设计

关于框架结构审图的要点,主要涵盖抗震规范及高规内容。今天我们要深入的是《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016年版)及《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010中的相关条款。

在《建筑抗震设计规范》中,对于扁梁的设计与应用有着明确的规定。特别是6.3.2条款,对于梁宽大于柱宽的扁梁,提出了以下要求:采用扁梁的楼、屋盖应现浇,梁中线宜与柱中线重合,扁梁应双向布置。扁梁的截面尺寸需满足规范对挠度和裂缝宽度的规定。特别提醒,扁梁不宜用于一级框架结构。

再来看框架梁的钢筋配置。根据6.3.4条款,钢筋的配置需满足一定的规定。沿梁全长顶面、底面的配筋在一、二级框架中不应少于2ф14,且分别不应少于梁顶面、底面两端纵向配筋中较大截面面积的1/4;对于三、四级框架,则不应少于2ф12。对于贯通中柱的纵向钢筋直径也有明确规定。

至于柱的截面尺寸,应满足以下要求:无论是四级或不超过两层的柱,其截面宽度和高度不宜小于特定数值。对于圆柱,其直径也应满足相应要求。柱轴压比不宜超过规定值,特别是在建造于Ⅱ类场地且较高的高层建筑中,该限值应适当减小。

让我们继续深入了解柱的纵向钢筋配置和箍筋配置的相关规定。例如,柱的总配筋率、边柱、角柱及抗震墙端柱的纵向钢筋配置要求等。柱箍筋的加密范围、箍筋肢距以及体积配箍率等也是我们必须关注的内容。所有这些细节都是为了确保框架结构的稳定性和抗震性能。

《高层建筑混凝土结构技术规程》强调了框架结构的整体设计理念。框架结构应设计成双向梁柱抗侧力体系,主体结构应尽量避免采用铰接。抗震设计的框架结构不应采用单跨框架,以确保结构的整体稳定性和安全性。

6.1.4 抗震设计框架结构的楼梯间时,需遵循以下规定:

1. 楼梯间的布局应精心设计,尽可能避免造成结构平面不规则,以优化其抗震性能。

2. 楼梯结构宜采用现浇钢筋混凝土,确保楼梯拥有足够的抗倒塌能力,为抗震提供坚实保障。

3. 在设计过程中,应采取有效措施减小楼梯对主体结构的影响,以提升整体结构的稳定性。

4. 当钢筋混凝土楼梯与主体结构紧密相连时,必须充分考虑楼梯对地震作用的影响及其效应,并对楼梯构件进行严格的抗震承载力验算。

6.3.3 针对梁的纵向钢筋配置,需遵守以下规定:

1. 在抗震设计中,梁端纵向受拉钢筋的配筋率应精确控制,不宜大于2.5%,且不应大于2.75%。若梁端受拉钢筋的配筋率超过2.5%,则受压钢筋的配筋率应不低于受拉钢筋的一半。

2. 沿梁的全长,顶面和底面至少应各配置两根纵向配筋。在一、二级抗震设计中,钢筋直径不应小于14mm,且分别不应小于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的1/4;三、四级抗震设计和非抗震设计时,钢筋直径不应小于12mm。

6.4.2 在抗震设计时,钢筋混凝土柱的轴压比应遵循表6.4.2的规定。对于Ⅱ类场地上较高的高层建筑,其轴压比限值应适当减小,以确保结构的稳定与安全。

6.4.6 关于柱箍筋加密区的范围规定如下:

1. 底层柱的上端和其他各层柱的两端,应取矩形截面柱的长边尺寸、柱净高之1/6和500mm三者中的最大值范围作为加密区。

2. 底层柱刚性地面上、下各500mm的范围亦属于加密区。

3. 底层柱柱根以上1/3柱净高的范围同样需要加密。

4. 剪跨比不大于2的柱以及因填充墙等形成的柱净高与截面高度之比不大于4的柱,其全高范围均为加密区。

5. 一、二级框架角柱的全高范围也需要箍筋加密。

6. 需要提高变形能力的柱的全高范围同样需要加密箍筋。

6.4.7 关于柱加密区范围内箍筋的体积配箍率要求如下:

1. 箍筋的体积配箍率应符合特定公式的要求。

2. 对于一、二、三、四级框架柱,其箍筋加密区范围内的体积配箍率分别不应小于0.8%、0.6%、0.4%和0.4%。

3. 剪跨比不大于2的柱应采用复合螺旋箍或井字复合箍,其体积配箍率不应小于1.2%。在设防烈度为9度时,这一比例不应小于1.5%。

4. 计算复合螺旋箍筋的体积配箍率时,非螺旋箍筋的体积应乘以换算系数0.8。

6.4.8 关于抗震设计时柱箍筋的设置规定如下:

1. 箍筋应为封闭式,末端应制成135°的弯钩,且弯钩末端的平直段长度不应小于10倍的箍筋直径,至少75mm。

2. 箍筋加密区的箍筋肢距在一级不宜大于200mm,二、三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值,四级不宜大于300mm。每个方向应有箍筋约束纵向钢筋;采用拉筋组合箍时,拉筋应紧贴纵向钢筋并勾住封闭箍筋。

3. 柱非加密区的箍筋体积配箍率不应小于加密区的一半;其箍筋间距不应大于加密区箍筋间距的2倍,同时一、二级不应大于10倍纵向钢筋直径,三、四级不应大于15倍纵向钢筋直径。

6.4.10 关于框架节点核心区的规定:

在抗震设计中,框架节点的核心区配箍率对于柱剪跨比不大于2的情况尤为重要。这一区域的体积配箍率应当不低于核心区上下柱端配箍率中的较高值,确保结构稳固。

接下来,我们详细钢筋混凝土结构构件在纵向受力钢筋方面的锚固和连接要求。在抗震等级方面,纵向受拉钢筋的最小锚固长度laE有着明确的规定。对于一、二、三级抗震等级,laE分别为1.15la、1.05la和1.00la。

关于搭接长度,当采用绑扎搭接接头时,必须确保计算值不小于公式所规定的值。值得注意的是,当受拉钢筋直径超过25mm或受压钢筋直径超过28mm时,不宜使用绑扎搭接接头。

对于现浇钢筋混凝土框架梁和柱的纵向受力钢筋连接,也有详细的规定。在不同抗震等级下,框架柱和框支柱宜采用机械连接接头。对于框架梁,一级抗震等级宜采用机械连接接头,而二、三、四级则可选择绑扎搭接或焊接接头。

在同一连接区段内,受拉钢筋接头面积百分率不应超过50%。若接头位置无法避开梁端、柱端箍筋加密区,必须使用满足等强度要求的机械连接接头,且钢筋接头面积百分率同样不应超过50%。

进一步深入到6.5.5部分,关于框架梁、柱在框架节点区的锚固和搭接要求也十分关键。顶层中节点柱纵向钢筋和边节点柱内侧纵向钢筋应延伸至柱顶。在特定情况下,这些钢筋可以不水平弯折,但必须满足特定的锚固长度要求。对于顶层端节点,柱外侧纵向钢筋与梁上部纵向钢筋的搭接长度也有明确规定。梁上部纵向钢筋在端节点的锚固长度也应满足特定要求,若柱截面尺寸不足,需采取特定的锚固方式。梁下部纵向钢筋的锚固方式与梁上部相同,但在采用90°弯折方式锚固时,需注意竖直段的向上弯入节点内。

这些细节性的规定都是为了确保钢筋混凝土结构在受到外力作用时能够保持稳定,保障人民的生命财产安全。

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