某10层钢筋混凝土框架结构,结构总高度38.0m,框架抗震等级为一级。框架梁、柱混凝土强度等级为C30(f(来学网)=14.3N/mm),该框架柱中某柱截面尺寸为650mm×650mm,其剪跨比为1.8,节点核心区上柱轴压比0.45,下柱轴压比0.60,柱纵筋直径为28mm,其混凝土保护层厚度为30mm。节点核心区的箍筋配置,如图1-62-1:采用HPB235级钢筋(f=210N/mm),则满足《高规》构造要求的节点核心区箍筋体积配箍率的取值与以下哪项数值最为接近?(提示:1.按《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)作答;2.(235级混凝土轴心抗压强度设计值f=16.7N/㎡。)
  • A.
    ρ(来学网)=0.8%
  • B.
    ρ(来学网)=1.0%
  • C.
    ρ(来学网)=1.1%
  • D.
    ρ(来学网)=1.2%
正确答案:
D
答案解析:
【主要解答过程如下】:(1)由图1-62-1知柱所配箍筋为井字复合箍,一级抗震,根据《高规》第6.4.10条规定,柱剪跨比不大于2的框架节点核心区配箍特征值不宜小于核心区上、下柱端的较大配箍特征值。因此采用柱轴压比0.60(不利情况),查《高规》表6.4.7有柱端箍筋加密区最小配箍特征值λ=0.15。
(2)根据《高规》公式(6.4.7),注意到对柱混凝土强度等级低于C35时,应按C35计算,而C35混凝土轴心抗压强度设计值f=16.7N/mm,因此
ρf/f=0.15×16.7/210=1.19286%
此外,对剪跨比不大于2的柱,当采用井字复合箍时,其ρ不应小于1.2%。
【点评】:(1)根据《高规》第6.4.10条第2款:抗震设计时,箍筋的最大间距和最小直径宜符合《高规》第6.4.3条有关柱箍筋的规定。一、二、三级框架节点核心区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10和0.08,且箍筋体积配箍率分别不宜小于0.6%、0.5%和0.4%。柱剪跨比不大于2的框架节点核心区的配箍特值不宜小于核心区上、下柱端配箍特征值中的较大值。
所以本题由框架节点核心区体积配箍率取值问题转化为柱端箍筋加密区体积配箍率取值问题。由本题条件,剪跨比λ=1.8<2,下柱轴压比为0.60(不利情况),故应取下柱柱端箍筋加密区体积配箍率的计算值。
(2)对柱端箍筋加密区最小体积配箍率,《高规》作了如下规定:
1)柱箍筋加密区箍筋的体积配箍率,应符合下式要求:
ρ≥λf/f(1-62-1)
式中ρ--柱箍筋的体积配箍率;
λ--柱最小配箍特征值,宜按表1-62-1采用;
f--混凝土轴心抗压强度设计值。当柱混凝土强度等级低于C35时,应按C35计算;
f--柱箍筋或拉筋的抗拉强度设计值,超过360N/mm时,应按360N/mm计算。
2)对一、二、三、四级框架柱,其箍筋加密区范围内箍筋的体积配箍率尚且分别不应小于0.8%、0.6%、0.4%和0.4%;
3)剪跨比不大于2的柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍,其体积配箍率不应小于1.2%;设防烈度为9度时,不应小于1.5%;
4)计算复合箍筋的体积配箍率时,应扣除重叠部分的箍筋体积;计算复合螺旋箍筋的体积配箍率时,其非螺旋箍筋的体积应乘以换算系数0.8。

注:晋通箍指单个矩彤箍或单个圆形箍;螺旋箍指单个连续螺旋箍砀;复合箍指由矩彤、多边形、圆形箍或拉筋组成的箍筋;复合螺旋箍指由螺旋与矩形、多边形、圆形箍或拉筋组成的箍筋;连续复合螺旋箍指全部螺旋箍由同一根钢筋加工而成的箍筋。
概括起来,《高规》对框架柱端箍筋加密区最小体积箍率要求的规定,采用了区别对待的办法:对抗震等级为一、二、三、四级框架柱,根据混凝土和钢筋强度等级,由最小配箍特征值按公式(1-62-1)ρ≥λf/f确定最小体积配箍率,同时按规定最低体积配箍率:一级不应小于0.8%,二级不应小于0.6%,三级不应小于0.4%,四级不应小于0.4%。以避免钢筋强度等级较高时,一、二、三、四级按公式(1-62-1)计算值要求偏低的情况。
柱端箍筋加密区最小体积配箍率与抗震等级、轴压比、箍筋形式有关。抗震等级越高、轴压比越小、采用普通箍或复合箍(约束混凝土能力不如螺旋等能力强),则最小体积配箍率越大。
公式(1-62-1)中,应注意当柱混凝土等级低于C35时,应按C35计算。因此,题中的提示很重要。
剪跨比不大于2的柱,其柱端箍筋加密区最小体积配箍率不应小于1.2%。