第四节钢筋混凝土框架结构详解
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第四节 钢筋混凝土框架结构 一、概述 我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ32002)将10层及10层以上或房屋高度大于28m的建 筑物定义为高层建筑，2-9层且高度不大于28m为 多层建筑。 目前，多层与高层建筑最常用的结构体系有框 架体系、剪力墙体系、框架-剪力墙体系和简体体 系等。 (一)框架结构的组成与特点 框架结构主要由楼板、梁、柱及基础等承重构 件组成。由框架梁、柱与基础形成平面框架，作 为主要的承重结构。各平面框架再由连系梁联系 起来，形成一个空间结构体系，如图6-4-1所示。
1)柱中纵向钢筋的搭接长度不得小于l1(ll=ζla，ζ
为搭接长度修正系数，与接头面积百分率有关) ，且不应 小于300mm;
2)相邻接头间距:焊接时不得小于500mm且不小于35d (d为纵 筋较大直径);
3)机械连接时为35d，搭接时不得小于600mm。接头最低点距 柱端不宜小于柱截面长边尺寸，宜在楼面板以上750mm处进行。柱 中直径大于28mm的钢筋宜采用焊接接头。
垂直投影长度不应小于0.51a，弯折后的水平投影
长度不应小于12d，如图6-4-4(b)所示;当框架顶 层有现浇板且板厚不小于80mm，混凝土强度等级 不低于C20时，柱纵向钢筋也可向外弯入框梁和现 浇板内，弯折后的水平投影长度不小于12d，如图 6-4-4(c)所示。
(4)顶层端节点 柱内侧纵向钢筋的锚固要求同顶层中间节点的纵向 钢筋。柱外侧纵向钢筋的相应部分弯入梁内作梁上部纵向 钢筋使用，也可将梁上部纵向钢筋与柱外侧纵向钢筋在顶 层端节点及其附近部位搭接，如图6-4-5所示。搭接可采 用下列方式: 1)搭接接头可沿顶层端节点外侧及梁端顶部布置， 如图6-4-5(a)所示。搭接长度不应小于1.5la，其中伸入 梁内的外侧柱纵向钢筋截面面积不宜小于外侧柱纵向钢筋 全部截面面积的65%;梁宽范围以外的外侧柱纵向钢筋宜沿 节点顶部伸至柱内边，当柱纵向钢筋位于柱顶第一层时柱 内边后宜向下弯折不小于8d后截断;当柱纵向钢筋位于柱 顶第二层时，可不向下弯折。当有现浇板且板厚不小于 80mm、混凝士强度等级不低于C20时，梁宽范围以外的外 侧柱纵向钢筋可伸入现浇板内，其长度与伸入梁内的柱纵
梁内的柱纵向钢筋应满足以上规定，且宜分两Biblioteka Baidu 截断，其截断点之间的距离不宜小于20d。梁上部 纵向钢筋应伸至节点外侧并向下弯至梁下边缘高 度后截断。d为柱纵向钢筋的直径。
2)当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，应锚固在 节点内。可采用直线锚固形式，钢筋的锚固长度不应小于 la，如图64-2(a)所示;框架柱截面较小而直线锚固长度不 足时，也可以采用带90°弯折的锚固形式，其中竖直段应 向上弯折，锚固段的水平投影长度不应小于O.4la，垂直 投影长度应取为15d，如图6-4-2(b)所示;框架梁下部纵向 钢筋也可伸过节点或支座范围，并在主梁中弯矩较小部位 设置搭接接头，如图6-4-2(c)所示搭拉长度应满足受拉钢 筋的搭接长度要求。
框架结构具有建筑平面布置灵活，能获得较大空间，承受竖 向荷载作用合理、自重较轻的特点。但框架侧向刚度小，水平位移 较大，使用高度受到限制。在多高层建筑中，框架结构是一种较好 的结构体系。
框架体系常用于高度不超过45m(8度区)的房屋建筑中。 (二)框架结构材料强度等级
(l) 混凝土强度等级 非抗震设计时，现浇框架的混凝士强度等级不应低于C20。抗 震设计时，当按一级抗震设计时，现浇框架的混凝土强度等级不宜 低于C30，当按2～4级抗震等级设计时，不应低于C20。为减小柱子 的轴压比和截面，提高承载能力，宜在荷载较大的柱子中采用较高 强度的混凝土。 (2)钢筋级别 一般情况下，框架梁、柱内纵筋采用HRB 335级、HRB 400级或 RRB 400级，箍筋采用HPB 235级或HRB 335级。 (3)梁柱节点混凝土 梁的混凝士强度等级宜与柱相同或不低于柱混凝土强度等级 5MPa以上。
，如图6-4-3(b)所示。
梁下部纵向钢筋伸入端点范围内的锚固要求与中间层 节点相同。
框架柱的纵向钢筋应贯穿中间层中间节点和 中间层端节点，柱纵向钢筋接头应设在节点区外。
(3)顶层中间节点 柱内纵向钢筋应伸入顶层中间节点并在梁中 锚固。柱纵向钢筋可采用直线方式锚固，其锚固 长度不应小于la且必须伸至柱顶，如图6-4-4(a)所 示。当顶层节点处梁截面高度不足时，柱纵向钢 筋应伸至柱顶然后向节点内水平弯折，弯折前的
(三)现浇框架节点构造 现浇框架节点一般均为刚接节点，框架节点区的混凝土强度 等级应不低于柱的混凝土强度等级。 (1)中间层中间节点 框架梁上部纵向钢筋应贯穿中间点，如图64-2所示。
框架梁下部纵向钢筋伸入中间节点范围内的锚固长 度应按下列要求取用:
1)当计算中不利用其强度时，伸入节点的锚固长度 当为带肋钢筋时不应小于12d，当为光面钢筋时不应小于 15d。
3)当计算中充分利用钢筋的抗压强度时，下部纵向钢 筋应按受压钢筋锚固在中间节点或中间支座内，此时，其 直线锚固长度不应小于O.71a;下部纵向钢筋也可伸过节点 或支座范围，并在梁中弯矩较小处设置搭接接头。
(2)中间层端节点 梁上部纵向钢筋在端节点的锚固长度应满足以下要求 : 1)采用直线锚固形式时，不应小于la且伸过柱中心线 不小于5d，如图6-4-3(a)所示。 2)当柱截面尺寸较小时，可采用弯折锚固形式，应将 梁上部纵向钢筋伸至节点对边并向下弯折，其弯折前的水 平投影长度不应小于0.4la，弯折后的垂直技影长度为15d
二、钢筋混凝土框架结构的构造要求 节点设计是框架结构设计中极其重要的内容。在非 抗震设防区，框架节点的承载力是通过构造措施来保证。 节点设计应遵循安全可靠、经济合理且便于施工的原则。 (一)一般构造 (1)框架梁 框架梁除应满足一般梁的有关构造规定外，在跨中 上部至少应配置2φ12的钢筋与横梁支座的负弯矩钢筋搭 接，搭接长度不应小于1.2la(la为纵向受拉钢筋的最小锚 固长度)。 (2)框架柱 框架柱除应满足一般柱的有关构造规定外还应符合 以下要求:
1)柱中纵向钢筋的搭接长度不得小于l1(ll=ζla，ζ
为搭接长度修正系数，与接头面积百分率有关) ，且不应 小于300mm;
2)相邻接头间距:焊接时不得小于500mm且不小于35d (d为纵 筋较大直径);
3)机械连接时为35d，搭接时不得小于600mm。接头最低点距 柱端不宜小于柱截面长边尺寸，宜在楼面板以上750mm处进行。柱 中直径大于28mm的钢筋宜采用焊接接头。
垂直投影长度不应小于0.51a，弯折后的水平投影
长度不应小于12d，如图6-4-4(b)所示;当框架顶 层有现浇板且板厚不小于80mm，混凝土强度等级 不低于C20时，柱纵向钢筋也可向外弯入框梁和现 浇板内，弯折后的水平投影长度不小于12d，如图 6-4-4(c)所示。
(4)顶层端节点 柱内侧纵向钢筋的锚固要求同顶层中间节点的纵向 钢筋。柱外侧纵向钢筋的相应部分弯入梁内作梁上部纵向 钢筋使用，也可将梁上部纵向钢筋与柱外侧纵向钢筋在顶 层端节点及其附近部位搭接，如图6-4-5所示。搭接可采 用下列方式: 1)搭接接头可沿顶层端节点外侧及梁端顶部布置， 如图6-4-5(a)所示。搭接长度不应小于1.5la，其中伸入 梁内的外侧柱纵向钢筋截面面积不宜小于外侧柱纵向钢筋 全部截面面积的65%;梁宽范围以外的外侧柱纵向钢筋宜沿 节点顶部伸至柱内边，当柱纵向钢筋位于柱顶第一层时柱 内边后宜向下弯折不小于8d后截断;当柱纵向钢筋位于柱 顶第二层时，可不向下弯折。当有现浇板且板厚不小于 80mm、混凝士强度等级不低于C20时，梁宽范围以外的外 侧柱纵向钢筋可伸入现浇板内，其长度与伸入梁内的柱纵
梁内的柱纵向钢筋应满足以上规定，且宜分两Biblioteka Baidu 截断，其截断点之间的距离不宜小于20d。梁上部 纵向钢筋应伸至节点外侧并向下弯至梁下边缘高 度后截断。d为柱纵向钢筋的直径。
2)当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，应锚固在 节点内。可采用直线锚固形式，钢筋的锚固长度不应小于 la，如图64-2(a)所示;框架柱截面较小而直线锚固长度不 足时，也可以采用带90°弯折的锚固形式，其中竖直段应 向上弯折，锚固段的水平投影长度不应小于O.4la，垂直 投影长度应取为15d，如图6-4-2(b)所示;框架梁下部纵向 钢筋也可伸过节点或支座范围，并在主梁中弯矩较小部位 设置搭接接头，如图6-4-2(c)所示搭拉长度应满足受拉钢 筋的搭接长度要求。
框架结构具有建筑平面布置灵活，能获得较大空间，承受竖 向荷载作用合理、自重较轻的特点。但框架侧向刚度小，水平位移 较大，使用高度受到限制。在多高层建筑中，框架结构是一种较好 的结构体系。
框架体系常用于高度不超过45m(8度区)的房屋建筑中。 (二)框架结构材料强度等级
(l) 混凝土强度等级 非抗震设计时，现浇框架的混凝士强度等级不应低于C20。抗 震设计时，当按一级抗震设计时，现浇框架的混凝土强度等级不宜 低于C30，当按2～4级抗震等级设计时，不应低于C20。为减小柱子 的轴压比和截面，提高承载能力，宜在荷载较大的柱子中采用较高 强度的混凝土。 (2)钢筋级别 一般情况下，框架梁、柱内纵筋采用HRB 335级、HRB 400级或 RRB 400级，箍筋采用HPB 235级或HRB 335级。 (3)梁柱节点混凝土 梁的混凝士强度等级宜与柱相同或不低于柱混凝土强度等级 5MPa以上。
，如图6-4-3(b)所示。
梁下部纵向钢筋伸入端点范围内的锚固要求与中间层 节点相同。
框架柱的纵向钢筋应贯穿中间层中间节点和 中间层端节点，柱纵向钢筋接头应设在节点区外。
(3)顶层中间节点 柱内纵向钢筋应伸入顶层中间节点并在梁中 锚固。柱纵向钢筋可采用直线方式锚固，其锚固 长度不应小于la且必须伸至柱顶，如图6-4-4(a)所 示。当顶层节点处梁截面高度不足时，柱纵向钢 筋应伸至柱顶然后向节点内水平弯折，弯折前的
(三)现浇框架节点构造 现浇框架节点一般均为刚接节点，框架节点区的混凝土强度 等级应不低于柱的混凝土强度等级。 (1)中间层中间节点 框架梁上部纵向钢筋应贯穿中间点，如图64-2所示。
框架梁下部纵向钢筋伸入中间节点范围内的锚固长 度应按下列要求取用:
1)当计算中不利用其强度时，伸入节点的锚固长度 当为带肋钢筋时不应小于12d，当为光面钢筋时不应小于 15d。
3)当计算中充分利用钢筋的抗压强度时，下部纵向钢 筋应按受压钢筋锚固在中间节点或中间支座内，此时，其 直线锚固长度不应小于O.71a;下部纵向钢筋也可伸过节点 或支座范围，并在梁中弯矩较小处设置搭接接头。
(2)中间层端节点 梁上部纵向钢筋在端节点的锚固长度应满足以下要求 : 1)采用直线锚固形式时，不应小于la且伸过柱中心线 不小于5d，如图6-4-3(a)所示。 2)当柱截面尺寸较小时，可采用弯折锚固形式，应将 梁上部纵向钢筋伸至节点对边并向下弯折，其弯折前的水 平投影长度不应小于0.4la，弯折后的垂直技影长度为15d
二、钢筋混凝土框架结构的构造要求 节点设计是框架结构设计中极其重要的内容。在非 抗震设防区，框架节点的承载力是通过构造措施来保证。 节点设计应遵循安全可靠、经济合理且便于施工的原则。 (一)一般构造 (1)框架梁 框架梁除应满足一般梁的有关构造规定外，在跨中 上部至少应配置2φ12的钢筋与横梁支座的负弯矩钢筋搭 接，搭接长度不应小于1.2la(la为纵向受拉钢筋的最小锚 固长度)。 (2)框架柱 框架柱除应满足一般柱的有关构造规定外还应符合 以下要求: