框架结构中框架柱多出现计算配筋?

在分析电算结果的过程中经常发现,框架结构的底层柱出现较多的计算配筋,有的主楼框架柱一半以上在底层出现计算配筋,有的柱计算配筋率达3.0%以上,且柱子轴压比较大,三级框架有的达到0.85以上;有些结构设计人员认为柱的轴压比和配筋率在规范允许范围内,并无不妥之处。对此笔者有不同看法。笔者认为,在这种情况下应该加大框架柱的断面,减小轴压比,尽量控制柱子的配筋为构造配筋。因为底层柱一般情况下为小偏心受压,该状态时柱截面砼受压区面积较大,钢筋与混凝土一起参与受压;而适当加大框架柱断面尺寸,可以减小柱截面相对受压区高度,增强了框架柱的延性。

下面以某一框架柱的偏压计算实例作进异步说明:

----------------------------------------------------------------------------

 N-C=   6 ( 1)B*H(mm)=  600*  600

          Cover= 35(mm) Cx= 2.00 Cy= 1.35 Lc=  3.50(m) Nfc= 3 Rcc= 30.0

 ( 31)N=  -4353. Uc=  0.85 Rs=  0.98(%) Rsv=  1.35(%) Asc=  254.0

 (  1)N=  -4643. Mx=    -72. My=     13. Asxt=  1210.

 (  1)N=  -4643. Mx=    -72. My=     13. Asyt=   630.

 ( 31)N=  -4353. Mx=   -431. My=    -30. Asxb=  1475.

 ( 29)N=  -4081. Mx=     99. My=    431. Asyb=   796.

 (  1)N=  -4643. Vx=     -5. Vy=     23. Asvx=   372. Asvx0=     0.

 (  1)N=  -4643. Vx=     -5. Vy=     23. Asvy=   372. Asvy0=     0.

 ----------------------------------------------------------------------------

解:1求e

e=ηei+h/2-as

ei=eo+ea     eo=M/N=(431×106)/(4353×103)=99mm ei=99+20=119mm

η=1.0+1/(1400×ei/ho)×(lo/h)2×ζ1×ζ2

 lo/h=3.500×2/600=11.7

ζ1=0.5fcA/N=(0.5×14.3×600×600)/(4353×1000)=0.59

ζ2=1.15-0.01.lo/h=1.15-0.01×11.7=1.033

固lo/h<15取ζ2=1.0

η=1.0+1/[1400×(119/555)]×11.72×0.59×1.0

=1+0.27=1.27

2判断大小偏压

Nb=fc.ζb bho=14.3×0.55×600×555=2619KN<N=4353KN

应为小偏压

3偏心复压配筋计算:

对称配筋按7.3.4.7条

N.e≤1/rRE[ζ(1-0.5ζ)a1.fc.b.ho2+f.ζ.As’(ho-as’)

   As =As’=[N.e.rRE-ζ(1-0.5ζ)a1.fc.b.ho2]/ fy’(ho-as’)

其中ζ=(N.rRE-ζa1.fc.b.ho2)/{(N.rRE-0.43.a1.fc.b.ho2)/[(β1-ζ)(ho- as’)]}+ζb=0.676

钢筋面积As=As’=[4353×103×0.8×406-0.676×(1-0.5×0.676)×14.3×600×5552]/300×(555-45)=1480

受拉钢筋的应力 fys=fy(x/h0-β1)/(ζb-β1)=149N/mm2

显然,受拉钢筋没有充分发挥作用,而太多的钢筋参与受压,既浪费了材料,构件的受力也不合理。