建筑力学与结构(吴承霞)模块8 钢筋混凝土框架结构构造

1、模块八 钢筋混凝土框架结构构造教学目标： 通过本模块的学习，掌握钢筋混凝土框架结构构造。教学要求：学习重点： 抗震等级，现将框架节点构造。引例： 实例二中教学楼为两层全现浇钢筋混凝土框架结构，层高 3.6m,平面尺寸为45m17.4m。建筑抗震设防烈度为7度。建筑平立剖见实例二建施图，三维效果图见图1.1.b所示。 思考该框架结构梁、柱节点应如何处理。 8.1非抗震设防区构造要求8.1.1框架梁构造要求（非抗震楼层） 框架梁除应满足模块6的有关构造规定外，在跨中上部至少应配置212的钢筋与支座的负筋搭接，搭接长度不应小于1.2la。框架梁的箍筋沿梁全长范围内设置，第一排箍筋一般设置在距离支座边

2、缘50mm处。箍筋最小直径和最大间距的要求与一般梁相同。非抗震楼层框架梁KL和屋面框架梁WKL的纵向钢筋构造如图8.1所示。 图8.1非抗震楼层框架梁KL纵向钢筋构造8.1.2框架柱构造要求（非抗震楼层） 框架柱应满足模块7一般柱的有关构造规定。 框架柱纵向钢筋的接头可采用绑扎搭接、机械连接或焊接连接等方式，宜优先采用焊接或机械连接。柱相邻纵筋连接接头应相互错开，在同一截面内的钢筋接头面积百分率，不宜大于50%。 图8.2框架柱纵筋连接 图8.3 框架柱上下柱纵筋直径或根数不同时纵筋连接 图8.4 柱变截面位置纵向钢筋构造8.1.3框架节点 梁、柱节点是框架结构的重要组成部分，必须保证其连接的

3、可靠性。在无抗震设防要求的条件下，主要通过采取适当的构造措施来保证节点区的承载力。 1.中间层中间节点 （1）框架梁上部纵向钢筋应贯穿中间节点，如图8.5所示。 （2）框架梁下部纵向钢筋伸入中间节点范围内的锚固长度应按下列要求取用： 当计算中不利用其强度时，伸入节点的锚固长度对带肋钢筋不应小于12d，对光面钢筋不小于15d； 当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，应锚固在节点内。 当计算中充分利用钢筋的抗压强度时，伸入节点的直线锚固长度不应小于0.7la。（a）下部纵向钢筋在节点中直线锚固 (b)下部纵向钢筋在节点或支座范围外的搭接 图8.5 中间层中间节点梁纵向钢筋的锚固 2.中间层端节点 （1

4、）梁上部纵向钢筋在端节点的锚固长度应满足： 采用直线锚固形式时，不应小于la，且伸过柱中心线不小于5d，如图8.6（a）所示； 当柱截面尺寸不足时，梁上部纵向钢筋可采用在钢筋端部加机械锚头的锚固方式。包含锚头在内的锚固长度不应小于0.4lab ，且宜伸至柱外侧纵筋内边，如图8.6（b）所示； 也可采用弯折锚固形式，应将梁上部纵向钢筋伸至节点对边并向节点内弯折，其弯折前的水平投影长度应不小于0.4lab，包含弯弧段在内的弯折后的垂直投影长度不应小于15d，如图8.6（c）所示。 （2）梁下部纵向钢筋伸入端节点范围内的锚固要求与中间层节点相同。 （3）框架柱的纵向钢筋应贯穿中间层的中间节点和中间层

5、的端节点，柱纵向钢筋的接头应在节点区以外，弯矩较小的区域。（a）钢筋端部直锚 （b）钢筋端部加锚头锚固 （c）钢筋末端90弯折锚固 图8.6 中间层端节点梁纵向钢筋的锚固 3.顶层中间节点 柱内纵向钢筋应伸入顶层中间节点并在梁中锚固。柱纵向钢筋可采用直线方式锚固，其锚固长度不应小于la，且必须伸至柱顶，如图8.7（a）所示。 当截面尺寸不满足直线锚固要求时，可采用90弯折锚固措施。如图8.7（b）所示。 当截面尺寸不足时，也可采用带锚头的机械锚固形式。此时包含锚头在内的竖向锚固长度不应小于0.5 lab, 如图8.7（c）所示。 当柱顶有现浇楼板且板厚不小于100mm时，柱纵向钢筋也可向外弯折

6、，弯折后的水平投影长度不宜小于12d。（a）柱纵向钢筋直线锚固方式（b）柱纵向钢筋90弯折锚固（c）柱纵向钢筋端头加锚板锚固 图8.7 顶层中间节点柱纵向钢筋的锚固 4.顶层端节点 柱内侧纵向钢筋的锚固要求同顶层中间节点的纵向钢筋。 柱外侧纵向钢筋与梁上部纵向钢筋在节点内为搭接连接。搭接可采用下列方式： （1）搭接接头沿顶层端节点外侧及梁端顶部布置，如图8.8（a）所示。 （2）搭接接头沿柱顶外侧布置，如图8.8(b)所示。 （3）梁上部纵向钢筋与柱外侧纵向钢筋在节点角部的弯弧内半径，当钢筋直径不大于25mm时，不宜小于6d；大于25mm时，不宜小于8d。钢筋弯弧外的混凝土中应配置防裂、防脱落

7、的构造钢筋。 图8.8 梁上部纵向钢筋与柱外侧纵向钢筋在顶层端节点的锚固 5.节点箍筋设置 在框架节点内应设置必要的水平箍筋，以约束柱的纵向钢筋和节点核心区混凝土。对非抗震设防的框架节点箍筋的构造规定与柱中箍筋相同，但间距不宜大于250mm。对四边均有梁与之相连的中间节点，节点内可只设置沿周边的矩形箍筋，而不设置复合箍筋。当顶层端节点内设有梁上部纵向钢筋和柱外侧纵向钢筋的搭接接头时，节点内水平箍筋应符合规范对纵向受力钢筋搭接长度范围内箍筋的构造要求。 8.2抗震设防区框架结构构造要求 8.2.1抗震等级 建筑抗震设计规范根据建筑物的重要性、设防烈度、结构类型和房屋高度等因素，将其抗震要求以抗震

8、等级表示，抗震等级分为四级，现浇钢筋混凝土框架结构的抗震等级划分见表8-1。一级抗震要求最高，四级抗震要求最低，对于不同抗震等级的建筑物采取不同的计算方法和构造要求，以利于做到经济合理的设计。 表8-1 现浇钢筋混凝土框架结构的抗震等级注：（1）建筑场地为类时，除6度外应允许按表内降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低；（2）接近或等于高度分界时，应允许结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级；（3）大跨度框架指跨度不小于18m的框架。结构类型设防烈度6789框架结构高度（m）24242424242424框架四三三二二一一大跨度框架三二一一 8.2.2框架梁构

9、造要求 1截面尺寸 梁的截面宽度不宜小于200mm，截面高宽比不宜大于4，净跨与截面高度之比不宜小于4。 2纵向钢筋 （1）梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%，纵向受拉钢筋 的配筋率不应小于表8-2的规定。 （2）梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，除按计算确定外，一级不应小于0.5，二、三级不应小于0.3； （3）沿梁全长顶面和底面的配筋，一、二级不应小于214，且分别不应小于梁两端顶面和底面纵向钢筋中较大截面面积的1/4，三、四级不应小于212； (4)一、二、三级框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋直径，对矩形截面柱，不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/20；对圆形截面柱，不宜大于纵向

10、钢筋所在位置柱截面弦长的1/20。 表8-2框架梁纵向受拉钢筋的最小配筋百分率（%） 3箍筋 梁端箍筋应加密，箍筋加密区的范围和构造要求应按表8-3采用，当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时，表中箍筋最小直径数值应增大2mm。梁端加密区的肢距，一级不宜大于200mm和20d（d为箍筋直径较大者），二、三级不宜大于250mm和20d，四级不宜大于300mm。 表8.2 梁端箍筋加密区的长度、箍筋的最大间距和最小直径注：d为纵向钢筋直径，hb为梁截面高度。一、二级抗震等级框架梁，当箍筋直径大于12mm且肢数不少于4肢时，箍筋加密区最大间距应允许适当放松，但不应大于150mm。 图8.9抗震楼层框架梁

11、KL纵向钢筋构造 抗震楼层框架梁KL纵向钢筋构造 抗震屋面框架梁WKL纵向钢筋构造 抗震屋面框架梁WKL纵向钢筋构造应用案例8-1 以实例二中KL3为例，该框架梁有3跨，两端跨截面尺寸250 mm X600 mm，中跨250 mm X400 mm，符合抗震框架梁截面尺寸不宜小于200mm,高宽比不宜大于4的要求。该梁上部，A支座2 22+2 20，B支座2 22+2 20，C支座2 22+4 20（4/2），在D支座4 22，通长筋为号钢筋 2 22。梁下部第一跨纵筋3 20，第二跨纵筋3 18。下部第三跨纵筋2 25+2 22。符合二级框架应配置不少于2 14通长纵向钢筋的要求。 KL3支座

12、上部钢筋为两排，第二排钢筋应在伸出支座后ln/4处切断，即ln/4=6700/4=1675mm，取1700mm；第一排钢筋应在伸出支座后ln/3处切断，即ln/3=6700/3=2233mm，取2250mm。ln为左跨2500mm和右跨6700mm两者中的较大值。 该梁左端跨箍筋为 8100/200(2)，中跨、右跨为 8100 (2)。根据表8-3规定，抗震等级二级时，箍筋最小直径为8mm,最大间距为hb/4 ,8d ,100中的较小值。hb/4=600/4=150 mm；8d=822=176 mm；100 mm；采用 8100符合要求。加密取长度应取1.5hb=1.5600=900 mm和

13、500 mm的较大值即900 mm。 该梁两端跨截面尺寸250 mm 600 mm，截面腹板高度大于450mm，在梁的两侧沿高度配置纵向构造钢筋4 12，用于防止在梁的侧面产生垂直于梁轴线的收缩裂缝，同时也可增强钢筋骨架的刚度，并用拉筋联系纵向构造钢筋，8400。 图8-10 KL3配筋图 8.2.3框架柱构造要求 1.截面尺寸框架柱截面的宽度和高度，四级或不超过2层时不宜小于300mm，一、二、三级且超过2层时不宜小于400mm；圆柱直径四级或不超过2层时不宜小于350mm；一、二、三级且超过2层时不宜小于450mm。剪跨比宜大于2；截面长边与短边的边长比不宜大于3。 2.纵向钢筋 (1)柱

14、纵向钢筋的最小总配筋率应按表8-4采用，同时每一侧配筋率不应小于0.2%；对类场地上较高的高层建筑，最小总配筋百分率应增加0.1。 表8-4柱截面纵向钢筋的最小总配筋率（%）注： 1、表中括号内的数值用于框架结构的柱；2、钢筋强度标准值小于400MPa时，表中数值应增加0.1，钢筋强度标准值为400MPa时，表中数值应增加0.05；3、混凝土强度等级高于C60时，上述数值应相应增加0.1。 (2)柱中纵筋宜对称配置； (3)截面尺寸大于400mm的柱，纵向钢筋间距不宜大于200mm； (4)柱总配筋率不应大于5%； (5)一级且剪跨比不大于2的柱，每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%； (6)边

15、柱、角柱在地震作用组合产生小偏心受拉时，柱内纵筋总截面面积应比计算值增加25%； (7)柱纵向钢筋的绑扎接头应避开柱端的箍筋加密区。 （a）抗震KZ纵向钢筋连接 (b)抗震KZ上下柱纵筋直径或根数不同时纵筋连接构造 （c）抗震框架柱变截面位置纵向钢筋构造 图8.11 抗震框架柱钢筋连接构造 3.箍筋 框架柱的上下端箍筋应加密（图8.12）。一般情况下，柱梁端加密区的范围和构造要求应按表8-5采用。 表8-5柱箍筋加密区的箍筋最大间距和最小直径注：d为柱纵筋最小直径；柱根指底层柱下端箍筋加密区。 图8.12抗震框架柱箍筋加密区范围应用案例8-2 实例二中框架柱KZ3截面500500mm，柱中纵向

16、受力钢筋12 22，箍筋 10100/200，柱高度自基顶到7.200。该框架柱采用对称配筋，沿柱边均匀布置有12 22钢筋，纵筋间距不大于200 mm。纵筋采用搭接连接，搭接位置在楼层梁顶标高以上1000 mm范围内，且该范围箍筋加密间距为100 mm。顶层柱纵筋伸至柱顶并向外弯折锚固于梁内。8.2.4框架梁柱节点构造要求 框架梁柱节点内应设置箍筋，箍筋的最大间距和最小直径与柱加密区相同。框架柱中的纵向受力钢筋不宜在节点区截断，中间节点处框架梁上部纵向钢筋应贯穿中间节点。对于框架中间层中间节点、中间层端节点、顶层中间节点以及顶层端节点，梁、柱纵向钢筋在节点部位的锚固和搭接，应符合图8.13的相关构造规定。 图中 按模块6规定取用， 按下式取用： 图8.13 框架梁和柱的