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框架抗震构造中高强箍筋的应用

考虑地震组合的框架梁、柱,其构造措施的截面配箍验算中,高强箍筋的抗拉强度设计值可取700MPa。由于规定材质钢筋的抗拉强度值较高,试验中发现在高配箍率构件达到极限承载力后箍筋应力一般达不到屈服强度标准值。当构件超过其承载力进入软化段后,高强箍筋应力增加较快,配箍率较少的试件高强箍筋屈服甚至拉断;而对配置普通强度箍筋的混凝土构件,当构件达到其承载力时,普通强度箍筋一般已达到屈服强度,构件承载力进入软化阶段后,箍筋对混凝土的约束能力不再增加,承载力快速下降,这是普通强度箍筋与高强度箍筋的较大区别之处。设定约束计算时箍筋应力按700MPa 取值,使构件的强度和延性均有保证。

框架的基本抗震构造措施中,框架梁端高强箍筋的加密区长度、最大间距和箍筋最小直径规定参考钢筋强度等级HRB500 级热轧钢筋确定,由于结构构件基本上属空间构件,框架梁或多或少承担部分扭矩。因此,规定的最小值不低于非抗震的抗扭构件的要求。为防止箍筋配置过少,规定了箍筋沿全长的最小配箍率。最小配箍率指标与HRB500 级钢筋相同。对于箍筋的最大间距,考虑约束混凝土只有当箍筋间距小于80mm 时约束效果较好,抗震等级为四级时适当放松。构造设定时满足箍筋平均约束应力大于现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010 中箍筋采用500 级热轧钢筋时的平均约束应力的要求,以达到节材的目的。

框支柱和一级抗震等级的框架柱高强箍筋肢距不应大于150mm;二级抗震等级的框架柱,箍筋肢距不应大于200mm;三、四级抗震等级框架柱的箍筋肢距不应大于250mm。两根无双向拉结的纵向钢筋不得相邻。框架柱非加密区的箍筋间距不得大于加密区箍筋间距的2 倍。高强箍筋混凝土柱端塑性铰区的延性取决于高强箍筋对混凝土的约束效果,主要与高强箍筋的间距、配箍率、配箍形式等影响因素有关。在现行有关标准规定的基础上,依据国内外试验研究结果,为保证高强箍筋对混凝土的约束效果和柱端塑性铰区的延性,防止纵向钢筋压屈和保证受剪承载力,本条提出了柱端高强箍筋加密区的构造要求。

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