(整理)框架柱的截面尺寸确定方法

中文词条名：框架柱的截面尺寸确定方法

英文词条名：

(1)现浇框架柱的混凝土强度等级，当抗震等级为一级时，不得低于C30；抗震等级为二至

四级及非抗震设计时，不低于C20，设防烈度8度时不宜大于C70，9度时不宜大于C60。

(2)框架柱截面尺寸，可根据柱支承的楼层面积计算由竖向荷载产生的轴力设计值`N_V`(荷

载分项系数可取1.25)，按下列公式估算柱截面积`A_O`，然后再确定柱边长。

1)仪有风荷载作用或无地震作用组合时

N=(10.5~1.1)`N_V` (5-15)

`A_C`≥`(N)/(F_C)` (5-16)

2) 有水平地震作用组合时

N=Ζ`N_V` (5-17)

Ζ为增大系数,框架结构外柱取1.3,不等跨内柱取1.25,等跨内柱取1.2;框剪结构外柱取1.1~1.

2,内桩取1.0.有地震作用组合时柱所需截面面积为

`A_C`≥`(N)/(Μ_NF_C)` (5-18)

其中`F_C`为混凝土轴心抗压强度设计值,`Μ_N`为柱轴压比限值

当不能满足公式(5-16)、(5-18)时，应增大柱截面或提高混凝土强度等级。

(3)柱截耐尺寸：非抗震设计时，不宜小于250MM，抗震设计时，不宜小于300MM；圆柱

截面直径不宜小于350MM；柱剪跨比宜大于2；柱截面高宽比不宜大于3。

框架柱剪跨比可按下式计算：

Λ=M/(V`H_O`) (5-19)

式中Λ——框架柱的剪跨比。反弯点位于柱高中部的框架柱，可取柱净高与2倍柱截面

有效高度之比值；

M-柱端截面组合的弯矩计算值，可取上、下端的较大值；

V-柱端截面与组台弯矩计算值对应的组合剪力计算值；

`H_O`——计算方向上截面有效高度。

(4)柱的剪跨比宜大于2，以避免产生剪切破坏。在设计中，楼梯间、设备层等部位

难以避免短柱时，除应验算柱的受剪承载力以外，还应采取措施提高其延性和抗剪能力

(5)框架柱截面尺寸应满足抗剪(即剪压比)要求。矩形截面柱应符合下列要求；

无地震组合时

`Ν_C`≤`0.25Β_CF_CBH_O` (5-20)

`Ν_C`≤`(1)/(R_RE)`(0.2)`Β_CF_CBH_O` (5-21)

`Ν_C`≤`(1)/(R_RE)`(0.15)`Β_CF_CBH_O` (5-22)

式中 `V_C`——框架柱的剪力设计值；

`F_C`——混凝土轴心抗压强度设计值；

B、`H_O`——柱截面宽度和截面有效高度；

`R_RE`----承载力抗震调整系数为O 85；

`Β_C`——当≤C50时，`Β_C`取1.0；C80时，`Β_C`取0.8；C50～C80之间时，取其内插

值。

如果不满足公式(5-20)至(5-22)时，应增大柱截面或提高混凝土强度等级。

(6)高层建筑的框架-剪力墙结构和框架．核心筒结构的框架柱截面，是由轴压比确定。多、

高层建筑的纯框架结构柱截面，在水平地震作用下或风荷载作用下是由所需位移限值的侧向

刚度确定。框架结构中剪跨比不大于2的柱，有的剪压比可能起控制作用.

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/m²

S--------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

~1.15

α2------边角柱轴向力增大系数,边柱α2 =1.1,角柱α2 =1.2

β------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 1.0

Ⅳ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。

2。按柱截面最小尺寸

高层建筑框架柱的最小尺寸hc不宜小于400mm,柱截面宽度bc不宜小于350mm,柱净高与截

面长边尺寸之比宜大于4。

我也来奉献一下我收集的，也是别人的东西。

转载

柱截面的确定，在高层的情况下，往往是由轴压比控制，而多层不见得是。层数越少，越可能不

是轴压比控制。这是个概念问题，首先应当明确。对高层（或者层数较多的多层），在柱截面估

算时，应当先明确几点：混凝土的强度等级、结构的抗震等级、轴压比限值。只有知道这几点，

估算轴力才可能确定截面。柱轴力的估算，首先确定每层柱受荷的面积。此部分的面积，可简单

的取柱左右（上下）两个跨度之和的一半进行计算。再根据结构型式及活荷载的情况，确定每层

的自重。 这个自重是个经验值，在各种手册上都有相关的介绍。一般是框架结构14~16KN/m^2，

剪力墙结构15~18KN/m^2。值得提醒的是，这里的自重是标准值，而在算柱轴压比时应当采用设

计值。最后，对每层的受荷载面积累加并乘以结构的自重，可算出柱轴力，柱轴力除以轴压比限

值可得出柱截面面积。

以上情况，仅是对柱截面的估算。最后应当整体的计算结果进行调整。

框架柱截面的估算

1、估算公式：Ac>=Nc/(a*fc)

其中：a----轴压比（一级0.7、二级0.8、三级0.9，短柱减0.05）

fc---砼轴心抗压强度设计值

Nc---估算柱轴力设计值

2、柱轴力设计值：Nc=1.25CβN

其中：N---竖向荷载作用下柱轴力标准值（已包含活载）

β---水平力作用对柱轴力的放大系数

七度抗震：β=1.05、八度抗震：β=1.10

C---中柱C＝1、边柱C＝1.1、角柱C＝1.2

3、竖向荷载作用下柱轴力标准值：N=nAq

其中：n---柱承受楼层数

A---柱子从属面积

q---竖向荷载标准值（已包含活载）

框架结构：10~12（轻质砖）、12~14（机制砖）

框剪结构：12~14（轻质砖）、14~16（机制砖）

筒体、剪力墙结构：15~18

单位：KN/(M*M)

4、适用范围

轴压比控制小偏心受压或轴心受压柱的破坏，因此适用于高层建筑中的底部楼层柱截面的估

算。

我补充一点：

根据轴压比的公式：Ac>=Nc/(a*fc)

这里面的关键是Nc的确定，要想方面准确地确定该值，知首要弄明白两个参数：1、楼层平均荷

载标准值；2、柱的分荷面积（角柱、边柱、中柱是各不相同的，假设角柱分荷面积为S，则边柱

为2S，中柱为4S）。

关于楼层平均荷载值，我附在后面，可能比二楼的全面点。对于分荷面积的划分，比较简单我就

不细述了。

附各类型楼层标准值：

钢筋混凝土结构楼层平均总竖向荷载Sk（标准组合）参考值：

附表（一）：

结构类型-----墙体材料 --------Sk值（kN/m2）

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

框架------------轻质填充墙------13

.............-------砖砌填充墙------18

框架剪力墙---轻质填充墙------15

.............-------砖砌填充墙------17

剪力墙-----------混凝土----------18

附表（二）：

房屋类别----------------住宅-------宿舍------教室-------办公楼

每层Sk值（kN/m2）---15----------14--------13----------13

轴压比

指柱(墙)的轴压力设计值与柱(墙)的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设

轴压比

计值乘积之比值(进一步理解为：柱(墙)的轴心压力设计值与柱(墙)的轴心抗压力设计

值之比值)。它反映了柱(墙)的受压情况，《建筑抗震设计规范》（50011-2001）中6.

3.7和《混凝土结构设计规范》（50010-2002）中11.4.16都对柱轴压比规定了限制，

限制柱轴压比主要是为了控制柱的延性，因为轴压比越大，柱的延性就越差，在地震

作用下柱的破坏呈脆性。

u=N/A*fc，

u—轴压比，对非抗震地区，u=0.9

N—轴力设计值

A—截面面积

fc—混凝土抗压强度设计值

《抗规》表6.3.7 中的注释第一条：可不进行地震作用计算的结构，取无地震作

用组合的轴力设计值。

限制轴压比主要是为了控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求，见

《抗规》6.3.7和6.4.6，在剪力墙的轴压比计算中，轴力取重力荷载代表设计值，与

柱子的不一样。

《混凝土结构设计规范GB 500102002》

11.4.16 轴压比N(fcA)指考虑地震作用组合的框架柱和框支柱轴向压力设计值N

与柱全截面面积A和混凝土轴心抗压强度设计值fc乘积之比值对不进行地震作用计

算的结构取无地震作用组合的轴力设计值

结构，构件或构件的某个截面从屈服开始到达最大承载能力或到达以后而承载能力还

没有明显下降期间的变形能力。延性好的结构，构件或构件的某个截面的后期变形能

力大，在达到屈服或最大承载能力状态后仍能吸收一定量的能量，能避免脆性破坏的

发生。

延性是一种物理特性。其所指的是，材料在受力而产生破坏之前的塑性变形能力，

与材料的延展性有关。举例来说，金、铜、铝等皆属于有较高延性的材料。

脆性破坏 brittle failure 结构或构件在破坏前无明显变形或其它预兆破坏类型。

延性破坏 ductile failure 结构或构件在破坏前有明显变形或其它预兆的破坏类

型。

在冲击和振动荷载作用下，要求结构的材料能够吸收较大的能量，同时能产生一

定的变形而不致破坏，即要求结构或构件有较好的延性。例如，钢结构材料延性好，

可抵抗强烈地震而不倒塌；而砖石结构变形能力差，在强烈地震下容易出现脆性破坏

而倒塌。为此，砖石砌体结构房屋需按抗震规范要求设置构造柱和抗震圈梁，约束砌

体的变形，以增加其在地震作用下的抗倒塌能力。钢筋混凝土材料具有双重性，如果

设计合理，能消除或减少混凝土脆性性质的危害，充分发挥钢筋塑性性能，实现延性

结构。为此，抗震的钢筋混凝土结构都要按照延性结构要求进行抗震设计，以达到抗

震设防的三水准要求：小震下结构处于弹性状态；中震时，结构可能损坏，但经修理

即可继续使用；大震时，结构可能有些破坏，但不致倒塌或危及生命安全。

无延性转变温度

当材料失去韧性，其屈服强度等于断裂强度，没有任何延展性，即无延性时，材

料在应力作用下开裂的最高温度，就叫做材料的无延性转变温度，其英文缩写为ND

T。

落锤试验是工程领域中对金属材料进行检测和评判的一种重要方法。而国内在试

验标准、方法和评判标准等方面与国外均存在差异。为了促进技术交流，介绍了国际

通用的落锤试验方法、标准选用、无延性转变温度与基准无延性转变温度的关系以及

在实际应用中的注意事项。

生产延性铁的改进方法

本发明涉及一种生产延性铁的方法，其包括下面的连续步骤：（ｉ）用初始化剂

处理铁液，该初始化剂包含有效量的除了Ｍｇ之外的Ⅱａ族金属，（ｉｉ）在步骤（ｉ）

之后预定的时间，用含镁的球化剂处理该铁液，（ｉｉｉ）用共晶石墨成核诱导孕育

剂处理该铁液，和（ｉｖ）浇铸所述的铁。本发明允许待加工的原生铁中的氧含量是

可变的，目的是自所加工的铁铸造的元件的机械性能不依赖于原生铁中的初始氧含

量。

界限轴压比和延性分析

碳纤维增强钢筋混凝土框架柱的界限轴压比和延性分析

以新抗震设计规范为依据,分析并推导出碳纤维增强钢筋混凝土框架柱截面

在界限破坏条件下的轴压比,研究了纵筋、箍筋和碳纤维布对柱轴压比限值和延性限

值的影响.研究结果表明,纵筋等级越高,界限轴压比越小;箍筋和碳纤维布的体积配箍

率越大,界限轴压比越大;现有公式不适用于约束混凝土柱在高轴压比下发生大偏心受

压破坏时位移延性比的计算,因此对高轴压比下约束混凝土柱的延性性能需进一步研

究.

zhǎn xìnɡ

1.指物体可以压成薄片的性质。金属多具有展性，以黄金为最。

在外力（锤击或滚轧）作用能碾成薄片而不破裂的性质叫展性