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6.2 截面设计


6.2.1 抗震设计时,除顶层、柱轴压比小于0.15者及框支梁柱节点外,框架的梁、柱节点处考虑地震作用组合的柱端弯矩设计值应符合下列要求:
1 一级框架结构及9度时的框架:

6.2.4 抗震设计时,框架角柱应按双向偏心受力构件进行正截面承载力设计。一、二、三、四级框架角柱经按本规程第6.2.1~6.2.3条调整后的弯矩、剪力设计值应乘以不小于1.1的增大系数。
6.2.5 抗震设计时,框架梁端部截面组合的剪力设计值,一、二、三级应按下列公式计算;四级时可直接取考虑地震作用组合的剪力计算值。


6.2.7 抗震设计时,一、二、三级框架的节点核心区应进行抗震验算;四级框架节点可不进行抗震验算。各抗震等级的框架节点均应符合构造措施的要求。
6.2.8 矩形截面偏心受压框架柱,其斜截面受剪承载力应按下列公式计算:

6.2.10 本章未作规定的框架梁、柱和框支梁、柱截面的其他承载力验算,应按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定执行。


条文说明

6.2.1 由于框架柱的延性通常比梁的延性小,一旦框架柱形成了塑性铰,就会产生较大的层间侧移,并影响结构承受垂直荷载的能力。因此,在框架柱的设计中,有目的地增大柱端弯矩设计值,体现“强柱弱梁”的设计概念。
本次修订对“强柱弱梁”的要求进行了调整,提高了框架结构的要求,对二、三级框架结构柱端弯矩增大系数Vc由02规程的1.2、1.1分别提高到1.5、1.3。因本规程框架结构不含四级,故取消了四级的有关要求。
一级框架结构和9度时的框架应按实配钢筋进行强柱弱梁验算。本规程的高层建筑,9度时抗震等级只有一级,无二级。
当楼板与梁整体现浇时,板内配筋对梁的受弯承载力有相当影响,因此本次修订增加了在计算梁端实际配筋面积时,应计入梁有效翼缘宽度范围内楼板钢筋的要求。梁的有效翼缘宽度取值,各国规范也不尽相同,建议一般情况可取梁两侧各6倍板厚的范围。
本次修订对二、三级框架结构仅提高了柱端弯矩增大系数,未要求采用实配反算。但当框架梁是按最小配筋率的构造要求配筋时,为避免出现因梁的实际受弯承载力与弯矩设计值相差太多而无法实现“强柱弱梁”的情况,宜采用实配反算的方法进行柱子的受弯承载力设计。此时公式(6.2.3—1)中的实配系数1.2可适当降低,但不应低于1.1。
6.2.2 研究表明,框架结构的底层柱下端,在强震下不能避免出现塑性铰。为了提高抗震安全度,将框架结构底层柱下端弯矩设计值乘以增大系数,以加强底层柱下端的实际受弯承载力,推迟塑性铰的出现。本次修订进一步提高了增大系数的取值,一、二、三级增大系数由02规程的1.5、1.25、1.15分别调整为1.7、1.5、1.3。
增大系数只适用于框架结构,对其他类型结构中的框架,不作此要求。
6.2.3 框架柱、框支柱设计时应满足“强剪弱弯”的要求。在设计中,需要有目的地增大柱子的剪力设计值。本次修订对剪力放大系数作了调整,提高了框架结构的要求,二、三级时柱端剪力增大系数ηvc由02规程的1.2、1.1分别提高到1.3、1.2;对其他结构的框架,扩大了进行“强剪弱弯”设计的范围,要求四级框架柱也要增大,要求同三级。
6.2.4 抗震设计的框架,考虑到角柱承受双向地震作用,扭转效应对内力影响较大,且受力复杂,在设计中应予以适当加强,因此对其弯矩设计值、剪力设计值增大10%。02规程中,此要求仅针对框架结构中的角柱;本次修订扩大了范围,并增加了四级要求。
6.2.5 框架结构设计中应力求做到,在地震作用下的框架呈现梁铰型延性机构,为减少梁端塑性铰区发生脆性剪切破坏的可能性,对框架梁提出了梁端的斜截面受剪承载力应高于正截面受弯承载力的要求,即“强剪弱弯”的设计概念。
梁端斜截面受剪承载力的提高,首先是在剪力设计值确定中,考虑了梁端弯矩的增大,以体现“强剪弱弯”的要求。对一级抗震等级的框架结构及9度时的其他结构中的框架,还考虑了工程设计中梁端纵向受拉钢筋有超配的情况,要求梁左、右端取用考虑承载力抗震调整系数的实际抗震受弯承载力进行受剪承载力验算。梁端实际抗震受弯承载力可按下式计算:

时,应计入有效翼缘宽度范围内的纵筋,有效翼缘宽度可取梁两侧各6倍板厚。
对其他情况的一级和所有二、三级抗震等级的框架梁的剪力设计值的确定,则根据不同抗震等级,直接取用梁端考虑地震作用组合的弯矩设计值的平衡剪力值,乘以不同的增大系数。
6.2.7 本次修订增加了三级框架节点的抗震受剪承载力验算要求,取消了02规程中“各抗震等级的顶层端节点核心区,可不进行抗震验算”的规定及02规程的附录C。
节点核心区的验算可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定执行。
6.2.10 本条为02规程第6.2.10~6.2.13条的合并。本规程未作规定的承载力计算,包括截面受弯承载力、受扭承载力、剪扭承载力、受压(受拉)承载力、偏心受拉(受压)承载力、拉(压)弯剪扭承载力、局部承压承载力、双向受剪承载力等,均应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定执行。

 
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高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010
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