参数查询-框架柱轴压比的限值
谈钢筋混凝土框架柱的轴压比限值
谈钢筋混凝土框架柱的轴压比限值1、前言轴压比是柱子受轴力设计值与混凝土部分抗压能力的比值,即N/fcbh。
试验研究和工程震害的实践表明,轴压比对钢筋混凝土框架柱的抗震性能影响很大,在钢筋硅框架柱延性的众多影响因素（纵向钢筋的配筋率、配箍率,钢材等级,柱子的截面形状, 混凝土的强度等级,轴压比及剪跨比）中,以轴压比、配箍率和剪跨比的影响最为显著。
因此,现行的建筑抗震设计规范GB50011-2010 及混凝土结构设计规范GB50010-2002中,基于希望钢筋混凝土框架柱出现以受拉钢筋的屈服为先导的大偏心受压破坏的理论和部分试验研究结果而定出的,如表1。
通过限制轴压比,保证柱有足够的变形能力,使钢筋混凝土框架柱在地震作用下发生大变形时,相应于静力试验中低周反复荷载作用下剪力位移滞回曲线是不发散的,从而保证框架柱“坏而不倒”。
随着市场经济的发展和施工技术的不断提高,高层,超高层建筑如雨后春笋般的出现,由于层数的增加,使柱的轴向力加大,在设计钢筋混凝土框架结构和框剪结构时,经常会遇到柱的轴压比问题。
按结构设计软件satwe进行高层结构抗震分析时,经常出现柱的断面由轴压比限值来确定,柱的配筋多为构造配筋,这是不合理的。
容易造成柱的截面很大,这不仅减少了使用空间,更重要的是使柱的剪跨比减少,刚度增大,地震反应加大,容易引起柱的脆性破坏,对柱的抗震是非常不利的。
因此,在钢筋混凝土框架柱的抗震设计中,应综合考虑影响柱子延性的各项因素,不应顾此失彼。
2、影响框架柱延性的因素2.1框架柱的剪跨比=Hn/2h。
试验结果表明剪跨比能大体反映出截面上弯曲正应力和剪切应力的比例关系,是决定框架柱延性破坏还是脆性破坏的主导因素,钢筋混凝土框架柱剪跨比越大,延性越好。
在一般配筋情况下,剪跨比大于2时框架柱在水平剪力下弯曲破坏,对抗震有利,剪跨比小于2时,形成短柱,在水平剪力下剪切破坏,由于剪切破坏主要是斜截面上的弯剪主拉应力引起的,受拉纵筋在破坏时有可能还没有进人屈服,压区混凝土存在较大的复合剪应力,加速混凝土的压溃,使柱子呈脆性破坏,对抗震不利。
柱子截面尺寸确定
n—演算截面以上楼层层数。
由式（4-11） N/（fcAc）≤[μN] 得 Ac ≥N/[μN]×fc
由《抗规》知，框架柱按二级抗震等级设计时，其混凝土强度等级不应低于C20。在本设计中框架梁和柱的混凝土强度等级均采用C30。
由《建筑抗震设计》教材第四章第七节知矩形截面框架柱的截面尺寸宜符合以下两点要求：
同理，取次梁高度h＝600mm；次梁宽度b＝300mm。
（2）在五层学术报告厅抽柱处采用井字形楼盖，相邻次梁间距为2500mm和2800mm（井字梁间距一般在2米左右）。
井字梁截面高度：h＝L/16＝7500/16＝469mm，取h＝600mm;
井字梁截面宽度：b＝（1/2～1/3）h＝（1/2～1/3）×600＝(300～200)mm，取h＝300mm。
截面的宽度和高度均不宜小于300mm；
截面长边与短边的边长比不宜大于3。
为此，对于首层选用800mm×800mm，部分采用900mm×900mm。
对于其他层，考虑到施工方便，柱截面不宜变化太多。通过初步估算以及PKPM验算，最终确定框架的截面尺寸为：
首层-八层：选用800mm×800mm，部分采用900mm×900mm。
楼梯休息平台板取100mm，其他板厚均采用120mm。
柱截面尺寸
柱截面尺寸初选，要同时满足最小截面、侧移限值和轴压比等诸多因素影响。一般可通过满足轴压比限值惊醒截面估计。
由《建筑抗震规范》（GB50011-2001）第6.3.7条和表6.3.7知，当抗震等级为三级时，框架柱的轴压比最大限值[μN]为0.9。
由《混凝土结构设计》教材第281页（4-11）和式（4-12）估算框架柱的截面尺寸：
轴压比
柱轴压比限值
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抗震等级
结构类型
一二三四框架结构0.65 0.75 0.85
板柱-剪力墙、框架-剪力墙、
0.75 0.85 0.90 0.95
框架-核心筒、筒中筒结构
部分框支剪力墙结构0.60 0.70
注：
1 轴压比指柱考虑地震作用组合的轴压力设计值与柱全截面面积和混凝土轴心抗压强度设
计值乘积的比值。
2 表内数值适用于混凝土强度等级不高于C60的柱。
当混凝土强度等级为C65~C70时，轴压比限值应比表中数值降低0.05；当混凝土强度等级为C75~C80时，轴压比限值应比表中
数值降低0.10。
3 表内数值适用于剪跨比大于2的柱。
剪跨比不大于2但不小于1.5的柱，其轴压比限值应比表中数值减小0.05；剪跨比小于1.5的柱，其轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施。
4 当沿柱全高采用井字复合箍，箍筋间距不大于100mm、肢距不大于200mm、直径不小于12mm，或当沿柱全高采用复合螺旋箍，箍筋螺距不大于100mm、肢距不大于200mm、直径不小于12mm，或当沿柱全高采用连续复合螺旋箍，且螺距不大于80mm、肢距不大于200mm、直径不小于10mm时，轴压比限值可增加0.10。
5 当柱截面中部设置由附加纵向钢筋形成的芯柱，且附加纵向钢筋的截面面积不小于柱截面
面积的0.8%时，柱轴压比限值可增加0.05。
当本项措施与注4的措施共同采用时，柱轴压比限值可比表中数值增加0.15，但箍筋的配箍特征值仍可按轴压比增加0.10的要求确定。
6 柱轴压比不应大于1.05。
2010版四级框架的柱的轴压比限值
2010版四级框架的柱的轴压比限值2010版四级框架中的柱的轴压比限值是指在建筑结构设计中，柱子能够承受的轴向压力与其承载能力之间的比值。
轴压比是评估柱子承载能力的重要指标之一，对于确保建筑结构的安全性和稳定性至关重要。
符合2010版四级框架的柱的轴压比限值是设计中必须遵守的规范。
在建筑设计中，柱子是承载建筑物重量的重要构件。
柱子在受力时会产生轴向压力，如果轴向压力过大，会导致柱子发生压碎或破坏，从而影响建筑结构的稳定性。
因此，为了确保柱子的安全性，设计中要求柱子的轴压比不得超过规定的限值。
柱子的轴压比限值是根据建筑物的结构特点和设计要求确定的。
根据2010版四级框架，柱子的轴压比限值一般为0.6。
这意味着柱子能够承受的轴向压力不得超过其承载能力的60%。
如果轴压比超过了限值，就需要重新设计柱子的结构或增加其承载能力，以确保柱子在受力时不会发生破坏。
为了满足柱子的轴压比限值，设计师在进行建筑结构设计时需要考虑多种因素。
首先，设计师需要合理确定柱子的尺寸和截面形状，以提高其承载能力。
柱子的截面形状通常选择为矩形或圆形，这样可以增加柱子的抗弯能力和承载能力。
其次，设计师还需要合理布置柱子的位置和数量，以确保柱子的受力均匀分布，避免出现局部过载的情况。
在柱子的设计过程中，还需要考虑柱子与其他构件之间的连接方式。
柱子与梁、墙等构件之间的连接必须牢固可靠，以确保受力传递的连续性和稳定性。
同时，设计师还需要根据建筑物的使用要求和安全标准，合理确定柱子的设计荷载，以确保柱子能够承受建筑物在使用过程中的各种荷载。
在实际工程中，设计师需要利用专业的结构分析软件进行柱子的强度和稳定性分析，以验证柱子的轴压比是否满足限值要求。
如果发现柱子的轴压比超过了限值，设计师需要对柱子的结构进行调整或优化，以确保柱子能够满足设计要求。
2010版四级框架中的柱的轴压比限值是确保建筑结构安全稳定的重要规范。
设计师在进行柱子的设计时，应该合理确定柱子的尺寸、截面形状和数量，合理布置柱子的位置，确保柱子的受力均匀分布。
柱子尺寸确定
柱子尺寸确定角柱的受力特征：按照高规JGJ3-2002第6。
2。
4条解释，角柱承受双向地震作用，属双向偏心受力构件；扭转效应对内力影响较大，且受力复杂，在设计中宜增大其弯矩，剪力设计值。
对角柱设计的几点要求：1、高规第6。
2。
4条规定，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，对抗震级别为一、二、三级的框架角柱，经按高规第6。
2.。
1－6。
2。
3条调整后的弯矩、剪力设计值还应乘以不少于1。
1的增大系数。
其目的在于体现强柱弱梁的概念基础上进一步加大其安全储备。
2、高规第6。
4。
4条规定：柱的纵向钢筋配置，对角柱考虑地震作用组合产生小偏心受拉时，柱内纵筋总面积应比计算值增加25%。
3、高规第6。
4。
3条（均为强条）规定：角柱纵向钢筋最小配筋百分率要比一般中柱边柱增大，如对三级抗震等级的框架，中柱边柱为0.7，而角柱为0.9。
同时每一侧配筋率不应小于0.2%。
4、抗震设计时，抗规第6。
3。
10条要求：箍筋加密范围，对一级及二级框架角柱，取全高。
5、PKPM的TAT软件说明将角柱列为特殊柱，指明角柱与普遍柱相比其内力调整系数和构造要求有较大差别，因此需用户专门指定设置。
一．框架结构是多次超静定结构,只有确定了构件截面尺寸后才能进行精确的分析计算。
框架柱截面怎么估算：框架柱截面的高与宽一般可取（1/10~1/15）层高。
并可按下列方法初步确定。
1。
按轴压比要求又轴压比初步确定框架柱截面尺寸时，可按下式计算：µN = N/Acfc式中µN ----- 框架柱的轴压比Ac -------框架柱的截面面积f c--------柱混凝土抗压强度设计值N---------柱轴向压力设计值柱轴向压力设计值可初步按下式估算:N = γGqSnα1α2β式中:γG -----竖向荷载分项系数q---------每个楼层上单位面积的竖向荷载,可取q=12~14KN/m²S--------柱一层的荷载面积n---------柱荷载楼层数α1------考虑水平力产生的附加系数,风荷载或四级抗震时α1=1.05,三~一级抗震时α1=1.05~1.15α2------边角柱轴向力增大系数,边柱α2 =1.1,角柱α2 =1.2β------柱由框架梁与剪力墙连接时,柱轴力折减系数,可取为0.7~0.8框架柱轴压比µN的限值宜满足下列规定:抗震等级为一级时,轴压比限值0.7抗震等级为二级时,轴压比限值0.8抗震等级为三级时,轴压比限值0.9抗震等级为四级及非抗震时, 轴压比限值 1.0Ⅳ类场地上较高的高层建筑框架柱,其轴压比限值应适当加严,柱净高与截面长边尺寸之比小于4时,其轴压比限值按上述相应数值减小0.05。
框架柱轴压比
框架柱轴压比框架柱轴压比是建筑结构设计中的一个重要参数，它是指结构柱的轴力与承载力之比。
在建筑设计中，框架结构是常见的一种结构形式，而柱作为框架结构的承重构件，其轴力的大小直接关系到结构的安全性和稳定性。
因此，合理控制框架柱轴压比是设计师需要考虑的重要问题。
框架柱轴压比的大小与结构的稳定性密切相关。
一般来说，当框架柱轴压比小于1时，柱受拉；当框架柱轴压比大于1时，柱受压。
在设计中，为了保证结构的稳定性，通常要求柱的轴压比不超过一定的限值。
这是因为当柱的轴压比超过一定限值时，柱易于发生屈曲失稳，从而导致结构的破坏。
因此，合理控制框架柱轴压比是确保结构安全的重要一环。
框架柱轴压比的大小受到多种因素的影响。
首先，结构的荷载大小是影响柱轴压比的重要因素。
当荷载增大时，柱轴压力增大，轴压比也随之增大。
其次，结构的几何形状对柱轴压比也有一定影响。
例如，在相同荷载作用下，短柱的轴压比通常较小，而长柱的轴压比较大。
此外，柱的截面形状和尺寸也会影响柱轴压比。
相同截面积下，圆形柱的轴压比较小，而矩形柱的轴压比较大。
因此，在设计中，需要综合考虑这些因素，合理选择柱的截面形状和尺寸，以控制柱轴压比。
为了控制柱轴压比，设计师可以采取多种措施。
首先，可以通过增加柱的截面积来减小柱轴压比。
增大柱的截面积可以增加柱的承载能力，从而降低柱轴压比。
其次，可以通过增加柱的高度来减小柱轴压比。
增加柱的高度可以增加柱的稳定性，从而降低柱轴压比。
此外，可以通过采用高强度材料来提高柱的承载能力，进而减小柱轴压比。
在实际设计中，设计师需要根据具体的工程要求和条件，综合考虑这些措施，以控制柱轴压比。
框架柱轴压比是建筑结构设计中需要重点考虑的一个参数。
合理控制柱轴压比对于确保结构的安全性和稳定性至关重要。
设计师需要根据结构的荷载大小、几何形状和材料特性等因素，采取相应的措施来控制柱轴压比。
只有在设计过程中合理控制柱轴压比，才能保证结构的安全可靠。
轴压比限值
200mm、直径不小于12mm，或沿柱全高采用连续复合矩形螺旋箍，且螺距不大于80mm、肢距不大于200mm、直径不小于10mm时，柱轴压比限值均可按表中数值增加0.10；上述三种箍筋的最少配箍特征值均应按增大的轴压比由本规范表《柱箍筋加密区的箍筋最小配箍特征值表》确定。
4.在柱的截面中部附加芯柱，其中另加的纵向钢筋的总截面积不少于柱截面面积的0.8%，轴压比限值可增加0.05，此项措施与注3的措施共同采用时，轴压比限值可
增加0.15，但箍筋的体积配箍率仍可按轴压比增加0.10的要求确定；
5.柱经采用上述加强措施后，其最终的轴压比限值不应大于1.05。
注：墙肢轴压比是指重力荷载代表值作用于下墙肢承受的轴压力设
计值与墙肢的全部截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积
的比值。
框架梁,柱的配筋要求
框架柱的配筋和尺寸要求：【建筑抗震规范】6.3【混凝土结构设计规范】11.4【高规】6.4 （1）：柱纵向受力钢筋的最小总配筋率应按表6.3.7-1采用，同时每一侧配筋率不应小于0.2%；对于建造在Ⅳ类场地且较高的高层建筑，最小总配筋率应增加0.1%。
（2）：表6.3.7-1 柱截面纵向钢筋的最小总配筋率（百分率）注：①表中括号内数值用于框架结构的柱。
②钢筋强度标准值为400MPa时，表中数值应增加0.05；钢筋强度标准值小于400MPa时，表中数值应增加0.1。
③混凝土强度等级高于C60时，上述数值应相应增加0.1。
（3）：柱总配筋率不应大于5%。
（4）：矩形柱截面宽度和高度，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；圆柱的直径四级或不超过2层时不宜小于350mm，一、二、三级且超过2层时不宜小于450mm。
（5）：剪跨比宜大于2（不形成短柱）；三级轴压比限值为0.85，二级为0.75；长短边之比不宜大于3；一级框架短柱的每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%。
（6）纵筋配置原则：①满足最小（大）配筋率要求②柱纵筋间距不大于200，净间距不小于50。
一般取150-200。
（大于600的柱子，一侧至少配5根钢筋才能满足间距要求，先在pkpm 中改看配筋是否满足，再在施工图中进行手改。
） ③上下层纵筋的钢筋直径等级差不超过2级。
（柱子，墙等竖向钢筋采用电渣压力焊直径等级差不超过7mm ，钢筋焊接及验收规程2012）（7）箍筋配置原则：①柱箍筋加密区的箍筋肢距：一级不宜大于200mm ，二、三级不宜大于250mm ，四级不宜大于300mm 。
②柱箍筋加密范围：1）柱端，取截面高度（圆柱直径）、柱净高的1/6、和500mm 的最大值。
2）底层柱的下端不小于柱净高的1/3。
3）刚性地面上下各500mm 。
4）剪跨比不大于2的柱（短柱）以及因为设置填充墙等形成的柱净高与柱截面高度比不大于4的柱、框支柱、一级和二级框架的角柱，取全高。