框架柱的设计

1、框架柱的布置一般在建筑资料图中，建筑师已经根据房间的布局要求，初步拟定了柱子的位置，结构师需要做的工作是从技术、经济的角度校核它的合适性。为了满足建筑功能要求、实现建筑设计效果，对于建筑专业提供的主柱网很少做大规模的调整，但是对于局部柱网，常常会根据结构需要做适当的调整。框架柱的布置①在建筑物周边的主轴线上尽可能设柱，避免有较大跨度的悬挑结构；②在结构缝的两侧尽可能设柱，使相邻两部分建筑物分开；③在框架柱的纵横两个方向，尽可能对应设柱，满足柱子双向支承要求；④在楼梯间、电梯间四周角部尽可能设柱，（1）可以加强楼层平面位置由于楼梯间、电梯间的开洞引起的较大刚度削弱；（2）面由于楼梯间、电梯间周围均须有大量墙体填充，支承梁上作用的荷载较大，设柱以后梁直接支承在框架柱上，可以简化梁的设计；（3）不影响建筑的使用功能。规则框架受力合理、理论计算成熟、设计简单。

几种特殊情况下的框架柱布置在一些造型比较活泼、体形比较复杂的建筑中，常常会出现以下一些情形：①为满足建筑底层的使用功能需要（如公共建筑中设置的底层商场、会展中心等），主体框架部分柱不落地直接支承在楼面梁上。几种特殊情况下的框架柱布置②为满足建筑顶层的使用功能需要（如中小学建筑中常见的风雨球场），主体框架部分柱不上升至屋面。几种特殊情况下的框架柱布置③为满足建筑中间楼层的使用功能需要，主体框架部分柱在中间楼层中断，这些类型的框架在竖向柱子拉不通，因此在垂直方向均存在着一个刚度突变的问题，荷载作用下应力集中现象严重，存在薄弱层、薄弱部位，对抗震不利。属于受力不合理的结构形式，习惯上称之为非规则框架。相对于规则框架，非规则框架结构设计要复杂得多，设计中尽可能少采用。④突出屋面小塔楼的框架柱布置因建筑使用功能地需要，在建筑物的主屋面之上常常会设置一些辅助性用房，如楼梯间、电梯机房或其它设备用房，这些辅助用房习惯上称之为小塔楼。

对于需要抗震设防的建筑物来说，由于小塔楼的重量和刚度相对于主体结构都突然变小，地震时产生的鞭端效应会加剧小塔楼的破坏，因此框架柱必须伸至小塔楼顶；对于不需要抗震设防的建筑物，有时为方便设计，常常把小塔楼做成混合结构，即主框架柱伸至主屋面，小塔楼的重量全部由屋面梁来承担

⑤电梯间的框架柱布置电梯井道的设置是为了满足电梯在垂直方向的运行要求，由于电梯运行存在着一定的危险性，因此井道与其它房间之间必须用墙体隔离。工程设计中，井道周边的墙体有采用钢筋混凝土结构的，也有采用砌体填充墙的。

对于需要抗震设防的建筑物来说，井道周边的墙体采用砌体填充墙更合适。原因如下：如井道周边的墙体采用钢筋混凝土结构，由于墙体落地面积所占的比例较小，达不到框架--剪力墙结构中有关剪力墙的最小落地面积要求，仍属于框架结构。因此井道周边的钢筋混凝土墙体不能进入结构计算，只能按照构造要求进行钢筋配置。当建筑物受到地震作用时，由于电梯井道钢筋混凝土墙体的刚度远大于一般框架柱的刚度，故它将承担较大的地震作用，有可能首先破坏。2、柱笋截面慕尺寸鸭估算柱截圆面根湿据不监同的刘使用论要求玩，可售以选其择不秀同的边截面睡形式疾。在现壮浇钢腿筋混裕凝土叉结构族中，泻为方得便施丘工，超柱的牧截面革形式御常采泄用矩杨形（夕或正甚方形抵）和睛圆形螺，且锤以矩主形（闸或正孙方形姿）截贺面形宋式居欢多，游特殊关情况陶下也乌采用责异形领柱（如L形、挖十字使形、T形等育），有关姑异形什柱框扯架结饥构的隶设计天须符袖合《混凝贿土异放形柱践结构奸技术么规程》（JG弃J1所49臣-2兰00科6）的执要求梁。柱截振面尺环寸预猫估的涨一般诉步骤奥是：敏先由震柱的晴轴压粪比确即定柱婆的截迎面面伯积，苦再由动柱的瞒高宽坑比要阔求确校定柱湖的截拜面宽堂度b和高牺度h（圆贿柱为多直径姻），反并满店足模滔数尺肥寸要渗求。①爽满足腊柱轴槐压比泄的要别求（闷仅抗茎震设哑计有球要求桐）轴压需比μ是指寸柱截同面考清虑地螺震作廊用组蓬合的水轴向泛力设美计值N与柱猫的全赌截面蹦面积Ac和混齿凝土核轴心女抗压柳强度蚕设计慎值fc乘积杏的比虫值。μ—解—轴压缘瑞比限科值：薯根据《抗震援规范》取用避。N誉——轴向扭力设泽计值举，近蹲似计紧算方绞法如禾下：A-笑--柱截女面受推荷载并作用急，按意居中配面积卡计算辫；q—单位讯面积告建筑怀物荷巡寿重标猛准值洒，与止柱网模间距暖、楼恳面（迎屋面腐）使味用活敞荷载宗、填芳充墙全材料讨和布瓜置等多种餐因素到有关饱，柱责截面典估算闪时近曲似取呈值11～14筋kN梨/m2；《建筑制抗震凑设计竟规范》规定柔，钢匙筋混盛凝土框架结构湾房屋猎应根益据抗震危设防婶烈度患、房骡屋高尘度、届建筑六物的巨重要炊性、侨所在户场地四类别软，采用尸不同离的抗饺震等遮级，俩并应弯符合候相应美的计僚算和药构造视措施袍要求母。框架结构自抗震悄等级狮共有浑四个炭，一丘级对访延性伙要求续最高耐，二但级次搅之，扭四级丘要求管最低岩。《抗震难规范》GB5统00霸11-2悲01宇0表格踪蝶说明《混凝水土结厌构设繁计规迁范》G薄B5柱00滨10寒-2祥01宰0《建筑饱抗震属设计肯规范》GB灾50种01鹅1-闸20先10②者满足狱柱的湖剪跨贿比要炸求控制肤柱的虚剪跨筹比主杀要是款为了变保证肠柱的碗延性计，工猾程设注计中听，为滩简化绘计算爪一般挖通过白控制栏柱的长细雨比≧4（又亿称长针柱）来实更现。Hn陵—框架陆柱净笋高，四单位mm；h0伤—框架吊柱截盟面长设边方膜向计显算高孙度，h0抵=h断-4芒0，单腐位mm。实际拘工程绘中，验由于敬层间狱梁的猛设置津（如粒楼梯衔间框狐架柱挺）、第轴压团比的饼控制仔，总酬有各革别柱挂不能邻满足用长柱阔的构惧造要茫求而冒成为宫短柱(λ埋=1永.5～2.邀0)、极务短柱(λ锣﹤1则.5决)，此保时常晨通过诸提高胶柱混真凝土顺的强颠度等阁级、险增加担配筋纳率（内主要础是箍番筋）企等措争施来哑提高宏框架判柱的洽延性猛。③淡满足颠柱截化面尺婶寸的唱最小添要求框架语柱的敞截面匀宽度谎和高判度均迎不宜残小于30事0m有m，圆凤柱的姨截面家直径胃不宜明小于35丘0m惠m；柱庄的截厘面高某度与丸宽度戏的比易值不编宜大并于3。为方饿便施迁工，旷柱截借面宽礼度一逆般不逗小于牲框架企主梁还截面溪宽度+1勉00耐mm，通摆常在(1／15～1／20运)H之间坝，其湿中H为底鸽层柱狠柱高穗，可像取基即础顶基面（误或室轧外地脆面下-0谷.5赖00乱m）至哪一层猎楼板菊面间艇距离龙。《建筑仓抗震哈设计鞋规范》G下B5疲00强11殖-2仗01收0《混凝蛋土结援构设五计规径范》G乞B5功00够10粮-2便01隐0对柱项截面微尺寸付没有并规定《高层聋建筑陆混凝按土结星构技振术规庆程》JG容J3善-2门01笋0关于兆异形警柱框仰架结惭构《混凝领土异售形柱掘结构残技术勇规程》(输JG胆J1著49晓-2娃00含6）异形膜柱框比架结著构适森用的泛最大意高度届：非抗依震设号计：24兵m6度(设计虚基本性地震比加速破度0.认05薄g）：24观m7度(设计加基本得地震及加速充度0.谅10琴g）：21蓬m7度(设计己基本寸地震流加速令度0.逝15眉g）：18掀m8度(设计伸基本旺地震鸡加速嚷度0.无20初g）：12民m高层末建筑宇不能慨采用腊纯异肉形柱捉框架摆结构工程害设计牌中，密高层跪建筑剖也采己用个谎别异爽形柱翅的框苏架结貌构多层巾建筑剂异形梢柱框址架结韵构的挺设计隶方法或介绍《混凝篮土异扇形柱劈燕结构燥技术竟规程》(昆JG蹲J1阿49怎-2粪00挺6）异形惰柱形层式——L形、T形、嘴十字虑形，绩且截季面各仍肢的恩肢高与肢闲厚比民不大遮于4。异形荡柱截面来尺寸——墙肢守厚度伐不应胀小于20泡0，墙挑肢高吴度不凤应小爱于50炒0。梁截面织尺寸——高度穗（1/篇10锻~1兵/1丈5）计仆算跨普度，劈燕非抗五震时饼不宜丑小于35宫0，抗遗震时闭不宜辆小于40伏0；梁的诞净跨夜与截轧面高滑度的话比值梁不宜量小于4；梁的债截面浩宽度牙不宜易小于铺截面夸的1/有4和20仿0。构造仙要求——混凝供土强爷度等搜级不济应小瓶于C2惨5，且务不高目于C5蝇0多层泊建筑冲异形粘柱框辨架结夜构的寨设计街方法置介绍平面秤布置——同一蛋般的凝框架袖结构（配拜合建脑筑墙降体位手置，膀在平胸面上湾尽可棋能均久匀、吼对称捏、周末遍布违置，踏在竖缩慧向尽六可能筑连续侧布置缝）结构间计算——兄ST悔WE水R配筋应及构拢造——低-比较艘一般由的框沿架结骑构要西求要鉴严格《混凝创土异轰形柱诸结构备技术他规程》(起JG弃J1味49巧-2抬00抚6）施工——梁柱漂平接翅，注粉意梁瓦、柱洁核心芹处的吊施工惯质量3、柱上荷向载选光用与摇输入（1）楼俗面恒带载的削取值楼面屯梁（茅程序粉自动谈导算下）、其他似作用寺在柱椒上荷聋载PM讽CA嫩D—府—建筑词建模振与荷演载输抢入——荷载篇输入——柱上顾荷载——柱上拖恒载（2）屋妄面恒步载的上取值屋面腔梁（羊程序短自动糊导算倒）、其他魔作用览在柱伸上荷贯载PM扇CA障D—贞—建筑冤建模鉴与荷恨载输涌入——荷载框输入——柱上永荷载——柱上也恒载（3）楼愈面活浴载的德取值楼面赔梁（笑程序刺自动次导算速）、其他栋作用桃在柱金上荷热载PM唱CA梯D—葵—建筑尘建模唯与荷雹载输最入——荷载搬输入——柱上途荷载——柱上堪活载（4）屋巡寿面活醋载的绳取值屋面泽梁（企程序迷自动伟导算新）、其他络作用约在柱汁上荷洞载PM列CA别D—逃—建筑君建模私与荷夫载输朴入——荷载架输入——柱上绳荷载——柱上险活载4、计黄算简工图——底部童固接您，其伯他刚犹接，计算爸长度嚼？老规厘范4、计忆算简寺图——底部酷固接肾，其吹他刚捆接，计算寄长度蒜？老规斯范新规守范教材记：P1滚44(1兵)刚性逮：指一奴物体状只能趴发生芦平移数和转啄动，玻而不堆发生伴其它吩弹性性变形葛。(2损)弹性企节点泰：指结售构标经准层佳中不饲与楼电板相磨连接钱的柱漠节点位。如存心在弹鬼性节蹈点，旺则对蛮修改克计算倍长度禾系数核菜单艺中，乞对柱博的长朴度系粗数应溜进行裳修改统。5、柱耗配筋践计算穷结果愈输出割合理遮性的宏判别李：轴压吸比是键否超奏限（仅饮抗震恭设计兆有要淘求）；按照拆我国菠的实凤际情搬况，蜜最大适配筋吓率为5%，通堵常控声制在3%以下柱配渔筋率局为超跟过3%，考牙虑采战用焊册接箍弹筋。6、柱瓜子钢队筋选煌择钢筋滨种类--腥-纵向割钢筋馋：II级钢壳筋、II汁I级、VI级钢杜筋，盐直径>=营10通常肤框架拦柱主汇筋，16动=<直径<=呢25箍筋--熟-银I级钢共筋、II级、II滴I级、VI级钢翁筋通常幻玉框架姥柱箍括筋直科径为8，必陶要时联采用10、12一般哭构造澡柱箍灶筋直声径采盛用6《混凝圾土结术构设雾计规压范》G怕B5洽00洒10拍-2槐01倚0HR魄B：普哨通热桨轧带妹肋钢届筋；HR换BF：普喉通热面轧细酸晶粒凶带肋甜钢筋抗；HP制B：普宅通热睁轧光区圆钢虎筋；RR财B：余狗热处翻理钢庸筋。程序平计算狮时，射框架呼柱纵淋筋的钢筋吉种类湾、设乱计强等度由设防计人演员输父入。《混凝极土结全构设怀计规肆范》G谷B5贴00趟10妈-2岛01纤0程序念计算迟时，冒框架赔柱纵相筋的钢筋牵种类安、设体计强谜度由设诉计人亿员输撕入。《混凝迫土结汤构设寸计规丙范》G压B5躺00概10损-2谨01亲07、需座要注住意的说地方对称员配置疑纵向石钢筋展：能雾拉通允配置滑的地沙方，折通过盒钢筋舌直径瘦的调叹整，残尽可火能拉塌通配蓝置，副方便刑施工键。注意寸角筋敏的选猜择，诱必须索满足省计算奸要求汤。截面史尺寸翼大于40五0m古m的柱勺，纵抓筋间揪距不窄宜大袋于20伍0m须m；最小建净距条不应筝小于50烈mm（增激加）7、需另要注麦意的案地方箍筋送必须炊为封厚闭箍派，并才有13折5度弯宋钩，丧弯钩谅要求定与梁壳箍筋稠相同瓜。柱箍刘筋加沙密区民的箍短筋肢截距，籍一级住不宜召大于20订0m孔m，二可、三卷级不净宜大隐于25库0m薯m和20倍箍厨筋直丛径的赏较大江值，棋四级理不宜朝大于30动0m崖m。至少甜每隔竖一根轿纵向旅钢筋去宜在毯两个挥方向讨由箍挥筋或有拉筋让约束创；采用词拉筋做复合她箍时振，拉冰筋应躁有13兴5度弯税钩，飘要紧赌靠纵奖筋并凶勾住记箍筋凡。柱非孝加密功区的箩箍筋谜：除应凳符合城受剪知承载馅力外拌，其碍体积弱配箍菊率不肃宜小盾于加挺密区肥的50％；雹箍筋宴间距静，不眨大于祖加密叶区箍悉筋间井距的2倍，乳且一闭、二廉级框育架柱取不大岸于10倍纵蹄向钢救筋直怀径，事三、距四级归框架纺柱不勤大于15倍纵甘筋直长径。箍筋枪形式萌：与柱亲截面段尺寸阳有关扰，与柏配置糟的纵市向钢狼筋根久数有卵关，懒尽量佣用复翁合箍争筋。《平法》大样《平法》大样8、计勉算时洽角柱败必须汤在特桂殊梁灾柱菜槐单中饥进行夕定义9、需哄要加初强配钻筋的竹地方角柱克、短班柱以沫及轴将压比污较大舍（或明配筋略率较朋高）装的柱奥。根据质延性霉框