柱子抗震抗剪承载力计算
各个规范方案整合柱子配筋
当边柱、角柱和剪力墙端柱在地震组合下受小偏心拉力时，柱中纵向钢筋的总截面面积应比计算值增加25%。
混凝土规范P176，11.4.13
柱和框架柱中所有纵向受力钢筋的配筋率不应大于5%。柱的纵向钢筋应对称配置。对于截面大于400mm的柱，纵向钢筋的间距不应大于200 mm..当按一级抗震等级设计，柱的剪跨比不大于2时，柱每侧纵筋的配筋率不应大于1.2%。
在1、8、9度时，宜采用带斜腹杆的矩形、工字形截面柱或双肢柱，不宜采用薄壁工字形柱、腹板开洞工字形柱、预制腹板工字形柱和管柱。
箍筋加密区长度
框架箍筋加密区长度应为柱截面长边尺寸(或圆形截面直径)的最大者，柱净高的1/6，500mm抗震等级为I级和II级的角柱应沿柱的整个高度用箍筋加固。底层柱根部箍筋加密区的长度不应小于柱净高的1/3；当有刚性地面时，除柱端箍筋加密区外，刚性地面上下500mm高度范围内应加密箍筋。
混凝土规范P176，11.4.14
箍筋的间距和直径
1、一般情况下，箍筋的最大间距和最小直径应按附表7采用；
2.当一级框架柱箍筋直径大于12mm且箍筋肢距不大于150mm，二级框架柱箍筋直径不小于10mm且箍筋肢距不大于200mm时，除底层柱底部外，最大允许间距为150mm；当三级框架柱截面尺寸不大于400mm时，箍筋最小直径应为6mm；四级框架柱剪跨比不大于2时，箍筋直径不应小于8mm。
混凝土规范P177，11.4.17
2.抗震等级为ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ级的柱，箍筋加密区箍筋的体积配筋率分别不应小于0.8%、0.6%、0.4%、0.4%。
3.框架柱应采用复合螺旋箍或井字箍。最小配筋特征值应增加0.02，体积配筋率不应小于1.5%。
4.当剪跨比不大于2时，应采用复合螺旋箍或井字复合箍，箍筋的体积配筋率不应小于1.2%；当9度设防烈度为第一抗震等级时，不应小于1.5%。
框架梁、柱节点域抗剪超限的原理及解决方法
浅析框架梁、柱节点域抗剪超限的原理及解决方法摘要：新版《建筑抗震设计规范》gb5001-2010，加强了框架结构节点核心区截面抗震验算，自其实施以来，在pkpm（2010版）软件抗震验算过程中，尤其是高抗震设防烈度区，出现梁、柱节点域抗剪超限的问题时有发生，本文将结合个人在实际工程中做结构设计时的计算实例，与大家分享经验，浅析梁柱节点域抗剪超限的原理及解决方法，主要内容包括框架梁、柱节点域抗剪超限的含义解读；《建筑抗震设计规范》中关于节点核心区组合的剪力设计值的计算原理；《混凝土结构设计规范》gb50010-2010，框架梁、柱节点核心区的受剪承载力验算；以及个人在中国石油内蒙古销售公司八拜油库改扩建项目，综合办公楼结构设计中框架梁柱节点域抗剪超限解决的计算实例。
关键词：节点域抗剪超限；节点核心区；节点抗震验算；建筑抗震设计中图分类号：g642.1 文献标志码：a 文章编号：1674-9324（2013）26-0174-02一、框架梁、柱节点域抗剪超限的含义框架梁、柱节点域抗剪超限是指其节点核心区组合的剪力设计值超过规范限制，即vj>■（0.3ηjfcbjhj）。
如果说“强柱弱梁，强剪弱弯”是提高结构变形能力的设计精髓，那么节点核心区截面抗震受剪承载力验算就是实现“强节点弱构件”的关键，也是建筑结构抗倒塌能力的关键。
节点域内抗剪设计不足，遇到地震时会造成剪切破坏，属于脆性破坏，无征兆，致使建筑物瞬间垮塌。
新版《建筑抗震设计规范》gb50011-2010也增加了三级框架节点核心区抗震验算的规定。
查阅《建筑抗震设计规范》、《混凝土结构设计规范》，两者对节点核心区抗震验算规定基本相同，但后者对计算公式符号定义较前者详细，且式中较前者多了βc；前者较后者单给出了扁梁框架的梁柱节点规定，后者较前者明确规定了框架节点区的锚固和搭接要求。
两者分别称为“节点核芯区”、“节点核心区”，一字之差，足矣鉴域之重。
H型钢柱拼接节点技术手册
H型钢柱拼接节点技术手册柱与柱的拼接连接节点，理想的情况应是设置在内力较小的位置。
但是，在现场从施工的难易和提高安装效率方面考虑，通常框架柱的拼接连接接头宜设置在框架梁上方1.3m附近。
为了便于制造和安装，减少柱的拼接连接节点数目，一般情况下，柱的安装单元以三层为一根。
特大或特重的柱，其安装单元应根据起重、运输、吊装等机械设备的能力来确定。
H型钢柱的拼接，其翼缘板的拼接主要有高强度螺栓+拼接板的双剪拼接、单剪拼接，或翼缘板直接采用完全焊透的坡口对接焊缝连接；腹板的拼接主要采用高强度螺栓+拼接板的双剪拼接。
我们常用的形式主要是：翼缘板拼接为采用完全焊透的坡口对接焊缝连接，腹板的拼接主要采用高强度螺栓+拼接板的双剪拼接。
其他形式下的各种拼接组合也会用到，计算时应该根据实际的拼接方式加以验算。
拼接节点的验算主要遵循《钢结构连接节点设计手册》（第二版）中的相关条文及规定。
通常情况下，作用于柱拼接节点处的内力有轴心压力、弯矩和剪力。
当拼接连接处的内力小于柱承载力设计值的一半时，从柱的连续性来衡量拼接连接节点的性能，其设计用内力应取柱承载力设计值的1/2。
非抗震设防的高层钢结构，当在拼接连接处不产生拉力，且被连接的柱端面经过铣平加工且紧密结合时，其轴心压力和弯矩的25%分别由柱端面直接传递。
也就是说，符合上述要求的柱的拼接节点连接，可分别按轴心压力和弯矩的75%来计算，而剪力是不能通过柱端接触面传递的。
柱的拼接连接，对H形截面柱其翼缘通常采用完全焊透的坡口对接焊缝连接，腹板采用高强度螺栓连接；也可全部采用高强度螺栓连接。
当采用高强度螺栓连接时，翼缘和腹板的拼接连接板应尽可能成对设置，而且两侧连接板的面积分布应尽可能与柱的截面相一致；在有弯矩作用的拼接连接节点中，拼接连接板的截面面积和截面抵抗矩均应大于母材的截面面积和截面抵抗矩。
柱的拼接连接，当采用完全焊透的坡口对接焊缝连接时，尚应采取以下措施。
（1）为保证上、下柱拼接连接焊缝根部的间隙，可根据具体情况，选用以下的方法：①利用柱腹板的拼接连接板支承上柱。
国内外型钢混凝土柱承载能力计算方法比较
国内外型钢混凝土柱承载能力计算方法比较周琴;吴园园;谢志英;曾磊【摘要】在型钢混凝土柱抗震性能试验研究的基础上,对美国AISC、ACI和我国《钢骨混凝土结构设计规程》(YB 9082-2006)、《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ 138-2001)中有关型钢混凝土柱正截面承载能力、斜截面抗剪承载能力的计算理论和计算方法进行了简要介绍,并结合型钢混凝土柱承载力试验数据对规程中计算方法和计算结果进行了对比分析,为选用较合适的设计方法提供了参考和建议.【期刊名称】《长江大学学报（自然版）理工卷》【年(卷),期】2013(010)002【总页数】4页(P79-82)【关键词】型钢混凝土柱;承载能力;设计规范;对比【作者】周琴;吴园园;谢志英;曾磊【作者单位】长江大学城市建设学院,湖北荆州434023【正文语种】中文【中图分类】TU398型钢混凝土结构(Steel Reinforced Concrete Structure, SRC)是在混凝土中配置型钢,并配有一定纵向钢筋和箍筋的结构，具有承载力高、刚度大、延性好、抗震能力强等优点，被广泛应用于高层建筑或者大跨度结构中。
国内外对型钢混凝土结构已有较深入、成熟的研究。
型钢混凝土结构的设计方法可分为3类：一是美国AISC规范基于钢结构的计算方法，并考虑了外包混凝土的作用；二是以强度叠加作为计算理论，其忽略了混凝土和型钢之间的粘结作用，日本规范和《钢骨混凝土结构设计规程》(YB 9082-2006)(以下简称YB规程)[1]均采用这种方法；三是ACI 规范和《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ 138-2001)(以下简称JGJ规程)[2]基于钢筋混凝土结构的设计方法，认为型钢和混凝土是完全协同工作的。
下面，笔者以型钢混凝土柱的承载力研究为例，对美国AISC规范、ACI规范和我国YB规程、JGJ规程的计算方法进行对比分析，并结合试验数据进行验算，为工程设计与应用提供参考与建议。
立柱抗剪计算1
显竖隐横玻璃幕墙设计计算书设计：校对：审核：批准：二〇一一年六月一日基本参数1.1幕墙所在地区：惠东巽寮(凯兴酒店配套办公楼)1.2地面粗糙度分类等级：幕墙属于外围护构件，按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)A类：指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类：指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类：指有密集建筑群的城市市区；D类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；依照上面分类标准，本工程按B类地形考虑。
1.3抗震烈度：根据国家规范《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008版)，地震基本烈度为8度，地震动峰值加速度为0.2g，水平地震影响系数最大值为：αmax=0.16。
2 幕墙承受荷载计算2.1风荷载标准值的计算方法：幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-2001 2006年版)计算：wk =βgzμzμs1w……7.1.1-2[GB50009-2001 2006年版]上式中：wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)；Z：计算点标高：10m；βgz：瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)：βgz =K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数A类场地：βgz =0.92×(1+2μf) 其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12B类场地：βgz =0.89×(1+2μf) 其中：μf=0.5(Z/10)-0.16C类场地：βgz =0.85×(1+2μf) 其中：μf=0.734(Z/10)-0.22D类场地：βgz =0.80×(1+2μf) 其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3对于B类地形，10m高度处瞬时风压的阵风系数：βgz=0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.78μz：风压高度变化系数；根据不同场地类型,按以下公式计算：A类场地：μz=1.379×(Z/10)0.24当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m；B类场地：μz=(Z/10)0.32当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m；C类场地：μz=0.616×(Z/10)0.44当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m；D类场地：μz=0.318×(Z/10)0.60当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m；对于B类地形，10m高度处风压高度变化系数：μz=1.000×(Z/10)0.32=1μs1：局部风压体型系数；按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条：验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μs1：一、外表面1. 正压区按表7.3.1采用；2. 负压区—对墙面，取-1.0—对墙角边，取-1.8二、内表面对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。
钢结构节点抗震设计问题
浅析钢结构节点抗震设计的问题【摘要】本文针对高层及多层钢结构节点设计中容易忽略的一些问题进行分析。
【关键词】钢结构；节点设计；抗震1.节点抗震设计的原则在钢结构设计工作中,连接节点的设计是一个重要环节。
为使连接节点具有足够的强度和刚度,设计时应合理地确定连接节点的形式和方法。
目前,节点有非抗震和抗震设计之分,非抗震设计可以按照组合内力来设计节点,抗震设计则不宜这么做,抗震规范上对节点抗震设计有一系列的要求,显然按照组合内力来设计节点是不能满足这些要求的。
以刚性连接的梁拼接节点为例,如将梁翼缘的连接按实际内力进行设计,则有损于梁的连续性,可能使建筑物的实际情况与内力分析模型不相协调,并降低结构延性。
因此,对于要求有抗震设计的结构,其连接节点应按构件截面面积的等强度条件进行设计。
进行设计时,首先应判定所设计的节点有无抗震要求。
对于抗震结构,为了保证其安全,节点的承载力应大于构件的承载力(《钢结构连接节点设计手册》1-3)，“强节点、弱构件”的设计理念应是工程师遵循的基本原则。
《建筑抗震设计规范》表5.4.2中规定结构构件的截面抗震验算应满足下式:s≤r/yre。
其中,s为结构构件内力组合的设计值；r为构件承载力设计值；yre为承载力抗震调整系数。
强节点、强连接的重要性由此可见。
钢框架体系梁柱连接节点的基本设计原则是:节点必须能够完全传递被连接板件的内力,在强震作用下节点能够发挥材料的塑性,保证结构在梁内而不是在柱内产生塑性铰,以消耗地震输入的能量。
基于制作简便及经济性等因素,国内钢框架体系的梁柱节点主要采用全焊式或栓焊式连接,其最大承载力应符合下列要求:mu≥1.2mp(《建筑抗震设计规范》8.2.8-1),vu≥1.3(2mp/l)且vu≥0.58hwtwfay(《建筑抗震设计规范》8.2.8-2)。
公式中mu，mp，vu的计算见图1。
mp=[bftf(h-tf)+twh2/4]fy,mu=bftf(h-tf)fu。
钢结构柱脚抗剪承载力计算分析及设计
关 键 词 :钢柱脚,抗 剪 键 ，承载力,摩擦力
中图分类号:TU312
文献标识码:A
〇 引言 近 年 来 ，我公司承担的化工、热 电 、石 化 等 工 程 设 计 中 ，钢框
架及轻型门式刚架的应用十分普遍。在这类结构设计中 均 涉 及 到 柱 脚 抗 剪 承 载 力 计 算 的 问 题 ，图 纸 审 查 机 构 也 会 要 求 设 计 人 提 供柱脚抗剪承载力的计算书。然 而 ，国内现有的设计规范及计算 软 件 对 柱 脚 抗 剪 承 载 力 设 计 方 面 表 达 比 较 模 糊 ，给 结 构 设 计 人 员 带 来 很 多 困惑。
栓更不能承受剪力。但 对 于 没 有 靴 梁 的 锚 栓 ，国 外 有 两 种 意 见 ， 一 种 认 为 可 以 承 受 剪 力 ，另 一 种 则 不 考 虑 （见 G.BALLI0 ，F.M. MAZZOLANI著 《钢 结 构 理 论 与 设 计 》，冶 金 部 建 筑 研 究 总 院 译 ， 1985年 1 2 月 ）。另 外 ，在 我 国 亦 有 资 料 建 议 ，在抗震设计中可用 半经验半理论的方法适当考虑外露式钢柱脚（不 管 有 无 靴 梁 ）受 压侧锚栓的抗剪作用。
铰接柱脚： ■Na
(a + />) + n 2A ec2/ ( a + b ) (3)
锚栓
钢柱
柱脚底板
基！ _顶标局
二次灌浆层
"X 基础短柱
\ …l………
nV !
n
&I
B
b )铰接柱脚详图 图1 柱脚详图
2 钢柱脚抗剪承载力性能分析
本文将钢柱脚抗剪性能的分析分三个方面来展开，分 别 是 ：
1)
摩擦力；
5.4 框架柱的抗震设计解析
解：2.斜截面受剪承载力
（1）剪力设计值
u l V 1.2(M c Mc ) / Hn
1.2
770 730 521.74kN 4.2 0.75
（2）剪压比应满足
V 1 1
RE
(0.2 f c bh0 )
RE
(0.2 f c bh0 )
1 521.74kN (0.2 15 500 565 ) 997kN 0.85
解：3.轴压比验算
N / bhf c 2710000 0.63 0.80 （可） 14.3 500 600
4.体积配筋率验算
由轴压比 N 0.63, 根据表v 0.136，采用井字复合箍筋（见教材P150） 配箍率为：sv n1 As1l1 n2 As 2l2 4 78.5 450 4 78.5 550 1.27% Acor s 450 550 100
为了不使框架底层柱过早出现塑性铰，规范规定：一、二、三级框 架底层柱底截面组合的弯矩设计值应分别乘以增大系数1.5、1.25、1.15。
（2）在弯曲破坏前不发生剪切破坏
（a）柱剪力设计值的调整
t b V Vc (M c Mc ) / Hn
9度时和一级框架尚应符合
t b V 1.2(M cua M cua ) / Hn
V---柱端组合剪力设计值；
Hn
---柱的净高；
t b Mc 、M c --分别为柱上下端顺时针或逆时针方向截面组合的弯 矩设计值; t b M cua 、M cua ---分别为偏心受压柱上下端顺时针或逆时针方向根 据实配钢筋面积和材料强度标准值和轴压力等计算的 抗震承载力所对应的弯矩值；
Vc ---柱的剪力增大系数，一级为1.4,二级为1.2,三级为1.1。