11.4.1 除框架頂層柱、軸壓比小于0.15的柱以及框支梁與框支柱的節(jié)點(diǎn)外，框架柱節(jié)點(diǎn)上、下端和框支柱的中間層節(jié)點(diǎn)上、下端的截面彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下列要求：
11.4.4 一、二級抗震等級的框支柱，由地震作用引起的附加軸向力應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.5、1.2；計(jì)算軸壓比時，可不考慮增大系數(shù)。
11.4.5 各級抗震等級的框架角柱，其彎矩、剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)在按本規(guī)范第11.4.1條～第11.4.3條調(diào)整的基礎(chǔ)上再乘以不小于1.1的增大系數(shù)。
11.4.6 考慮地震組合的矩形截面框架柱和框支柱，其受剪截面應(yīng)符合下列條件：
11.4.8 考慮地震組合的矩形截面框架柱和框支柱，當(dāng)出現(xiàn)拉力時，其斜截面抗震受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：
11.4.11 框架柱的截面尺寸應(yīng)符合下列要求：
1 矩形截面柱，抗震等級為四級或?qū)訑?shù)不超過2層時，其最小截面尺寸不宜小于300mm，一、二、三級抗震等級且層數(shù)超過2層時不宜小于400mm；圓柱的截面直徑，抗震等級為四級或?qū)訑?shù)不超過2層時不宜小于350mm，一、二、三級抗震等級且層數(shù)超過2層時不宜小于450mm；
2 柱的剪跨比宜大于2；
3 柱截面長邊與短邊的邊長比不宜大于3。
11.4.12 框架柱和框支柱的鋼筋配置，應(yīng)符合下列要求：
1 框架柱和框支柱中全部縱向受力鋼筋的配筋百分率不應(yīng)小于表11.4.12—1規(guī)定的數(shù)值，同時，每一側(cè)的配筋百分率不應(yīng)小于0.2；對Ⅳ類場地上較高的高層建筑，最小配筋百分率應(yīng)增加0.1；
2 框架柱和框支柱上、下兩端箍筋應(yīng)加密，加密區(qū)的箍筋最大間距和箍筋最小直徑應(yīng)符合表11.4.12—2的規(guī)定；
3 框支柱和剪跨比不大于2的框架柱應(yīng)在柱全高范圍內(nèi)加密箍筋，且箍筋間距應(yīng)符合本條第2款一級抗震等級的要求；
4 一級抗震等級框架柱的箍筋直徑大于12mm且箍筋肢距不大于150mm及二級抗震等級框架柱的直徑不小于10mm且箍筋肢距不大于200mm時，除底層柱下端外，箍筋間距應(yīng)允許采用150mm；四級抗震等級框架柱剪跨比不大于2時，箍筋直徑不應(yīng)小于8mm。
11.4.13 框架邊柱、角柱及剪力墻端柱在地震組合下處于小偏心受拉時，柱內(nèi)縱向受力鋼筋總截面面積應(yīng)比計(jì)算值增加25％。
框架柱、框支柱中全部縱向受力鋼筋配筋率不應(yīng)大于5％。柱的縱向鋼筋宜對稱配置。截面尺寸大于400mm的柱，縱向鋼筋的間距不宜大于200mm。當(dāng)按一級抗震等級設(shè)計(jì)，且柱的剪跨比不大于2時，柱每側(cè)縱向鋼筋的配筋率不宜大于1.2％。
11.4.14 框架柱的箍筋加密區(qū)長度，應(yīng)取柱截面長邊尺寸(或圓形截面直徑)、柱凈高的1／6和500mm中的最大值；一、二級抗震等級的角柱應(yīng)沿柱全高加密箍筋。底層柱根箍筋加密區(qū)長度應(yīng)取不小于該層柱凈高的1／3；當(dāng)有剛性地面時，除柱端箍筋加密區(qū)外尚應(yīng)在剛性地面上、下各500mm的高度范圍內(nèi)加密箍筋。
11.4.15 柱箍筋加密區(qū)內(nèi)的箍筋肢距：一級抗震等級不宜大于200mm；二、三級抗震等級不宜大于250mm和20倍箍筋直徑中的較大值；四級抗震等級不宜大于300mm。每隔一根縱向鋼筋宜在兩個方向有箍筋或拉筋約束；當(dāng)采用拉筋且箍筋與縱向鋼筋有綁扎時，拉筋宜緊靠縱向鋼筋并勾住箍筋。
11. 4.16 一、二、三、四級抗震等級的各類結(jié)構(gòu)的框架柱、框支柱，其軸壓比不宜大于表11.4.16規(guī)定的限值。對Ⅳ類場地上較高的高層建筑，柱軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)減小。
注：1 軸壓比指柱地震作用組合的軸向壓力設(shè)計(jì)值與柱的全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積之比值：
2 當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C65、C70時.軸壓比限值宜按表中數(shù)值減小0.05：混凝土強(qiáng)度等級為C75、C80時，軸壓比限值宜按表中數(shù)值減小0.10；
3 表內(nèi)限值適用于剪跨比大于2、混凝土強(qiáng)度等級不高于C60的柱；剪跨比不大于2的柱軸壓比限值應(yīng)降低0.05；剪跨比小于1.5的柱，軸壓比限值應(yīng)專門研究并采取特殊構(gòu)造措施；
4 沿柱全高采用井字復(fù)合箍，且箍筋間距不大于100mm、肢距不大于200mm、直徑不小于12mm，或沿柱全高采用復(fù)合螺旋箍，且螺距不大于100mm、肢距不大于200mm、直徑不小于12mm，或沿柱全高采用連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍，且螺旋凈距不大于80mm、肢距不大于200mm、直徑不小于10mm時，軸壓比限值均可按表中數(shù)值增加0.10；
5 當(dāng)柱截面中部設(shè)置由附加縱向鋼筋形成的芯柱，且附加縱向鋼筋的總截面面積不少于柱截面面積的0.8％時，軸壓比限值可按表中數(shù)值增加0.05；此項(xiàng)措施與注4的措施同時采用時，軸壓比限值可按表中數(shù)值增加0.15，但箍筋的配箍特征值λV仍應(yīng)按軸壓比增加0.10的要求確定；
6 調(diào)整后的柱軸壓比限值不應(yīng)大于1.05。
11.4.17 箍筋加密區(qū)箍筋的體積配筋率應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 柱箍筋加密區(qū)箍筋的體積配筋率，應(yīng)符合下列規(guī)定：
注：1 普通箍指單個矩形箍筋或單個圓形箍筋；螺旋箍指單個螺旋箍筋；復(fù)合箍指由矩形、多邊形、圓形箍筋或拉筋組成的箍筋；復(fù)合螺旋箍指由螺旋箍與矩形、多邊形、圓形箍筋或拉筋組成的箍筋；連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍指全部螺旋箍為同一根鋼筋加工成的箍筋；
2 在計(jì)算復(fù)合螺旋箍的體積配筋率時，其中非螺旋箍筋的體積應(yīng)乘以系數(shù)0.8；
3 混凝土強(qiáng)度等級高于C60時，箍筋宜采用復(fù)合箍、復(fù)合螺旋箍或連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍，當(dāng)軸壓比不大于0.6時，其加密區(qū)的最小配箍特征值宜按表中數(shù)值增加0.02；當(dāng)軸壓比大于0.6時，宜按表中數(shù)值增加0.03。
2 對一、二、三、四級抗震等級的柱，其箍筋加密區(qū)的箍筋體積配筋率分別不應(yīng)小于0.8％、0.6％、0.4％和0.4％；
3 框支柱宜采用復(fù)合螺旋箍或井字復(fù)合箍，其最小配箍特征值應(yīng)按表11.4.17中的數(shù)值增加0.02采用，且體積配筋率不應(yīng)小于1.5％；
4 當(dāng)剪跨比λ不大于2時，宜采用復(fù)合螺旋箍或井字復(fù)合箍，其箍筋體積配筋率不應(yīng)小于1.2％；9度設(shè)防烈度一級抗震等級時，不應(yīng)小于1.5％。
11.4.18 在箍筋加密區(qū)外，箍筋的體積配筋率不宜小于加密區(qū)配筋率的一半；對一、二級抗震等級，箍筋間距不應(yīng)大于10d；對三、四級抗震等級，箍筋間距不應(yīng)大于15d，此處，d為縱向鋼筋直徑。
條文說明
11.4 框架柱及框支柱
11.4.1 由于框架柱中存在軸壓力，即使在采取必要的抗震構(gòu)造措施后，其延性能力通常仍比框架梁偏小；加之框架柱是結(jié)構(gòu)中的重要豎向承重構(gòu)件，對防止結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的整體或局部倒塌起關(guān)鍵作用，故在抗震設(shè)計(jì)中通常均需采取“強(qiáng)柱弱梁”措施，即人為增大柱截面的抗彎能力，以減小柱端形成塑性鉸的可能性。
在總結(jié)2008年汶川地震震害經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，認(rèn)為有必要對02版規(guī)范的柱抗彎能力增強(qiáng)措施作相應(yīng)加強(qiáng)。具體做法是：對9度設(shè)防烈度的一級抗震等級框架和9度以外一級抗震等級的框架結(jié)構(gòu)，要求僅按左、右梁端實(shí)際配筋(考慮梁截面受壓鋼筋及有效板寬范圍內(nèi)與梁平行的板內(nèi)配筋)和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值求得的梁端抗彎能力及相應(yīng)的增強(qiáng)系數(shù)增大柱端彎矩；對于二、三、四級抗震等級的框架結(jié)構(gòu)以及一、二、三、四級抗震等級的其他框架均分別提高了從左、右梁端考慮地震作用的組合彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算柱端彎矩時的增強(qiáng)系數(shù)。其中有必要強(qiáng)調(diào)的是，在按實(shí)際配筋確定梁端抗彎能力時，有效板寬范圍與本規(guī)范第11.3.2條處相同，建議取用每側(cè)6倍板厚。
11.4.2 為了減小框架結(jié)構(gòu)底層柱下端截面和框支柱頂層柱上端和底層柱下端截面出現(xiàn)塑性鉸的可能性，對此部位柱的彎矩設(shè)計(jì)值采用直接乘以增強(qiáng)系數(shù)的方法，以增大其正截面受彎承載力。本次修訂對這些部位使用的增強(qiáng)系數(shù)作了與第11.4.1條處相呼應(yīng)的調(diào)整。
11.4.3 對于框架柱同樣需要通過設(shè)計(jì)措施防止其在達(dá)到罕遇地震對應(yīng)的變形狀態(tài)之前過早出現(xiàn)非延性的剪切破壞。為此，一方面應(yīng)使其抗震受剪承載能力計(jì)算公式具有保持抗剪能力達(dá)到該變形狀態(tài)的能力；另一方面應(yīng)通過對柱截面作用剪力的增強(qiáng)措施考慮柱端截面縱向鋼筋數(shù)量偏多以及強(qiáng)度偏高有可能帶來的作用剪力增大效應(yīng)。這后一方面的因素也就是柱的“強(qiáng)剪弱彎”措施所要考慮的因素。
本次修訂根據(jù)與“強(qiáng)柱弱梁”措施處相同的理由，相應(yīng)適度增大了框架結(jié)構(gòu)柱剪力的增大系數(shù)。
在按柱端實(shí)際配筋計(jì)算柱增強(qiáng)后的作用剪力時，對稱配筋矩形截面大偏心受壓柱按柱端實(shí)際配筋考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)的正截面受彎承載力Mcua，可按下列公式計(jì)算：
對其他配筋形式或截面形狀的框架柱，其Mcua值可仿照上述方法確定。
11.4.4 對一、二級抗震等級的框支柱，規(guī)定由地震作用引起的附加軸力應(yīng)乘以增大系數(shù)，以使框支柱的軸向承載能力適應(yīng)因地震作用而可能出現(xiàn)的較大軸力作用情況。
11.4.5 對一、二、三、四級抗震等級的框架角柱，考慮到以往震害中角柱震害相對較重，且受扭轉(zhuǎn)、雙向剪切等不利作用，其受力復(fù)雜，當(dāng)其內(nèi)力計(jì)算按兩個主軸方向分別考慮地震作用時，其彎矩、剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)取經(jīng)調(diào)整后的彎矩、剪力設(shè)計(jì)值再乘以不小于1.1的增大系數(shù)。
11.4.6 本條規(guī)定了框架柱、框支柱的受剪承載力上限值，也就是按受剪要求提出的截面尺寸限制條件，它是在非抗震限制條件基礎(chǔ)上考慮反復(fù)荷載影響后給出的。
11.4.7 抗震鋼筋混凝土框架柱的受剪承載力計(jì)算公式需保證柱在框架達(dá)到其罕遇地震變形狀態(tài)時仍不致發(fā)生剪切破壞，從而防止在以往多次地震中發(fā)現(xiàn)的柱剪切破壞。具體方法仍是將非抗震受剪承載力計(jì)算公式中的混凝土項(xiàng)乘以0.6，箍筋項(xiàng)則保持不變。該公式經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證能夠達(dá)到使柱在強(qiáng)震非彈性變形過程中不形成過早剪切破壞的控制目標(biāo)。
11.4.8 本條給出了偏心受拉抗震框架柱和框支柱的受剪承載力計(jì)算公式。該公式是在非抗震偏心受拉構(gòu)件受剪承載力計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，通過對混凝土項(xiàng)乘以0.6后得出的。由于軸向拉力對抗剪能力起不利作用，故對公式中的軸向拉力項(xiàng)不作折減。
11.4.9、11.4.10 這兩條是本次修訂新增條文，是在非抗震偏心受壓構(gòu)件雙向受剪承載力限制條件和計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，考慮反復(fù)荷載影響后得出的。
根據(jù)國內(nèi)在低周反復(fù)荷載作用下雙向受剪鋼筋混凝土柱的試驗(yàn)結(jié)果，對雙向受剪承載力計(jì)算公式仍采用在非抗震公式的基礎(chǔ)上只對混凝土項(xiàng)進(jìn)行折減，箍筋項(xiàng)則不予折減的做法。這意味著與非抗震情況下的方法相同，考慮到計(jì)算方法的簡潔，對于兩向相關(guān)的影響，在雙向受剪承載力計(jì)算公式中仍采用橢圓模式表達(dá)。
11.4.11 2008年汶川地震震害經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)柱截面選用過小但仍符合02版規(guī)范要求時，即使按要求完成了抗震設(shè)計(jì)，由于多種偶然因素影響，結(jié)構(gòu)中的框架柱仍有可能震害偏重。為此，對02版規(guī)范中框架柱截面尺寸的限制條件從偏安全的角度作了適當(dāng)調(diào)整。
11.4.12 框架柱縱向鋼筋最小配筋率是抗震設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)較重要的構(gòu)造措施。其主要作用是：考慮到實(shí)際地震作用在大小及作用方式上的隨機(jī)性，經(jīng)計(jì)算確定的配筋數(shù)量仍可能在結(jié)構(gòu)中造成某些估計(jì)不到的薄弱構(gòu)件或薄弱截面；通過縱向鋼筋最小配筋率規(guī)定可以對這些薄弱部位進(jìn)行補(bǔ)救，以提高結(jié)構(gòu)整體地震反應(yīng)能力的可靠性；此外，與非抗震情況相同，縱向鋼筋最小配筋率同樣可以保證柱截面開裂后抗彎剛度不致削弱過多；另外，最小配筋率還可以使設(shè)防烈度不高地區(qū)一部分框架柱的抗彎能力在“強(qiáng)柱弱梁”措施基礎(chǔ)上有進(jìn)一步提高，這也相當(dāng)于對“強(qiáng)柱弱梁”措施的某種補(bǔ)充?？紤]到推廣應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋以及適當(dāng)提高安全度的需要，表11.4.12—1中的縱向鋼筋最小配筋率值與02版規(guī)范相比有所提高，但采用335MPa級鋼筋仍保留了02版規(guī)范的控制水平未變。
本次修訂根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)對柱箍筋間距的規(guī)定作了局部調(diào)整，以利于保證混凝土的施工質(zhì)量。
11.4.13 當(dāng)框架柱在地震作用組合下處于小偏心受拉狀態(tài)時，柱的縱筋總截面面積應(yīng)比計(jì)算值增加25％，是為了避免柱的受拉縱筋屈服后再受壓時，由于包興格效應(yīng)導(dǎo)致縱筋壓屈。
為了避免縱筋配置過多，施工不便，對框架柱的全部縱向受力鋼筋配筋率作了限制。
柱凈高與截面高度的比值為3～4的短柱試驗(yàn)表明，此類框架柱易發(fā)生粘結(jié)型剪切破壞和對角斜拉型剪切破壞。為減少這種破壞，這類柱縱向鋼筋配筋率不宜過大。為此，對一級抗震等級且剪跨比不大于2的框架柱，規(guī)定每側(cè)縱向受拉鋼筋配筋率不宜大于1.2％，并應(yīng)沿柱全長采用復(fù)合箍筋。對其他抗震等級雖未作此規(guī)定，但也宜適當(dāng)控制。
11.4.14、11.4.15 框架柱端箍筋加密區(qū)長度的規(guī)定是根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果及震害經(jīng)驗(yàn)作出的。該長度相當(dāng)于柱端潛在塑性鉸區(qū)的范圍再加一定的安全裕量。對箍筋肢距作出的限制是為了保證塑性鉸區(qū)內(nèi)箍筋對混凝土和受壓縱筋的有效約束。
11.4.16 試驗(yàn)研究表明，受壓構(gòu)件的位移延性隨軸壓比增加而減小，因此對設(shè)計(jì)軸壓比上限進(jìn)行控制就成為保證框架柱和框支柱具有必要延性的重要措施之一。為滿足不同結(jié)構(gòu)類型框架柱、框支柱在地震作用組合下的位移延性要求，本條規(guī)定了不同結(jié)構(gòu)體系中框架柱設(shè)計(jì)軸壓比的上限值。此次修訂對設(shè)計(jì)軸壓比上限值的規(guī)定作了以下調(diào)整：
1 將設(shè)計(jì)軸壓比上限值的規(guī)定擴(kuò)展到四級抗震等級；
2 根據(jù)2008年汶川地震的震害經(jīng)驗(yàn)，適度加嚴(yán)了框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)軸壓比限值；
3 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)主要依靠剪力墻和內(nèi)筒承受水平地震作用，其中框架部分，特別是中、下層框架，受水平地震作用的影響相對較輕。本次修訂在保持02版規(guī)范對其設(shè)計(jì)軸壓比給出比框架結(jié)構(gòu)柱偏松的控制條件的同時，對其中個別取值作了調(diào)整。
近年來，國內(nèi)外試驗(yàn)研究結(jié)果表明，采用螺旋箍筋、連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍筋等配筋方式，能在一般復(fù)合箍筋的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高對核心混凝土的約束效應(yīng)，改善柱的位移延性性能，故規(guī)定當(dāng)配置復(fù)合箍筋、螺旋箍筋或連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍筋，且配箍量達(dá)到一定程度時，允許適當(dāng)放寬柱設(shè)計(jì)軸壓比的上限控制條件。同時，國內(nèi)研究表明，在鋼筋混凝土柱中設(shè)置矩形核芯柱不僅能提高柱的受壓承載力，也可提高柱的位移延性，且有利于在大變形情況下防止倒塌，類似于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中型鋼的作用。因此，在設(shè)置矩形核芯柱，且核芯柱的縱向鋼筋配置數(shù)量達(dá)到一定要求的情況下，也適當(dāng)放寬了設(shè)計(jì)軸壓比的上限控制條件。在放寬軸壓比上限控制條件后，箍筋加密區(qū)的最小體積配筋率應(yīng)按放松后的設(shè)計(jì)軸壓比確定。
11.4.17 在柱端箍筋加密區(qū)內(nèi)配置一定數(shù)量的箍筋(用體積配箍率衡量)是使柱具有必要的延性和塑性耗能能力的另一項(xiàng)重要措施。因抗震等級越高，抗震性能要求相應(yīng)提高；加之軸壓比越高，混凝土強(qiáng)度越高，也需要更高的配箍率，方能達(dá)到相同的延性；而箍筋強(qiáng)度越高，配箍率則可相應(yīng)降低。為此，先根據(jù)抗震等級及軸壓比給出所需的柱端配箍特征值，再經(jīng)配箍特征值及混凝土與鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值算得所需的體積配箍率。02版規(guī)范給出的配箍特征值是根據(jù)日本及我國完成的鋼筋混凝土柱抗震延性性能系列試驗(yàn)按位移延性系數(shù)不低于3.0的標(biāo)準(zhǔn)給出的。
雖然2008年汶川地震中柱端破壞情況多有發(fā)現(xiàn)，但規(guī)范修訂組經(jīng)研究，擬主要通過適度的柱抗彎能力增強(qiáng)措施(“強(qiáng)柱弱梁”措施)和適度降低框架結(jié)構(gòu)柱軸壓比上限條件來進(jìn)一步改善框架結(jié)構(gòu)柱的抗震性能。對02版規(guī)范柱端體積配箍率的規(guī)定則不作變動。
需要說明的是，因《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011規(guī)定，對6度設(shè)防烈度的一般建筑可不進(jìn)行考慮地震作用的結(jié)構(gòu)分析和截面抗震驗(yàn)算，在按第11.4.16條及本條確定其軸壓比時，軸壓力可取為無地震作用組合的軸力設(shè)計(jì)值，對于6度設(shè)防烈度，建造于Ⅳ類場地上較高的高層建筑，因已需進(jìn)行考慮地震作用的結(jié)構(gòu)分析，故應(yīng)采用考慮地震作用組合的軸向力設(shè)計(jì)值。
另外，當(dāng)計(jì)算箍筋的體積配箍率時，各強(qiáng)度等級箍筋應(yīng)分別采用其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，根據(jù)本規(guī)范第4.2.3條表4.2.3—1注的表述，其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值不受360MPa的限制。
11.4.18 本條規(guī)定了考慮地震作用框架柱箍筋非加密區(qū)的箍筋配置要求。
11.4.4 一、二級抗震等級的框支柱，由地震作用引起的附加軸向力應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.5、1.2；計(jì)算軸壓比時，可不考慮增大系數(shù)。
11.4.5 各級抗震等級的框架角柱，其彎矩、剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)在按本規(guī)范第11.4.1條～第11.4.3條調(diào)整的基礎(chǔ)上再乘以不小于1.1的增大系數(shù)。
11.4.6 考慮地震組合的矩形截面框架柱和框支柱，其受剪截面應(yīng)符合下列條件：
11.4.8 考慮地震組合的矩形截面框架柱和框支柱，當(dāng)出現(xiàn)拉力時，其斜截面抗震受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：
11.4.11 框架柱的截面尺寸應(yīng)符合下列要求：
1 矩形截面柱，抗震等級為四級或?qū)訑?shù)不超過2層時，其最小截面尺寸不宜小于300mm，一、二、三級抗震等級且層數(shù)超過2層時不宜小于400mm；圓柱的截面直徑，抗震等級為四級或?qū)訑?shù)不超過2層時不宜小于350mm，一、二、三級抗震等級且層數(shù)超過2層時不宜小于450mm；
2 柱的剪跨比宜大于2；
3 柱截面長邊與短邊的邊長比不宜大于3。
11.4.12 框架柱和框支柱的鋼筋配置，應(yīng)符合下列要求：
1 框架柱和框支柱中全部縱向受力鋼筋的配筋百分率不應(yīng)小于表11.4.12—1規(guī)定的數(shù)值，同時，每一側(cè)的配筋百分率不應(yīng)小于0.2；對Ⅳ類場地上較高的高層建筑，最小配筋百分率應(yīng)增加0.1；
2 框架柱和框支柱上、下兩端箍筋應(yīng)加密，加密區(qū)的箍筋最大間距和箍筋最小直徑應(yīng)符合表11.4.12—2的規(guī)定；
3 框支柱和剪跨比不大于2的框架柱應(yīng)在柱全高范圍內(nèi)加密箍筋，且箍筋間距應(yīng)符合本條第2款一級抗震等級的要求；
4 一級抗震等級框架柱的箍筋直徑大于12mm且箍筋肢距不大于150mm及二級抗震等級框架柱的直徑不小于10mm且箍筋肢距不大于200mm時，除底層柱下端外，箍筋間距應(yīng)允許采用150mm；四級抗震等級框架柱剪跨比不大于2時，箍筋直徑不應(yīng)小于8mm。
11.4.13 框架邊柱、角柱及剪力墻端柱在地震組合下處于小偏心受拉時，柱內(nèi)縱向受力鋼筋總截面面積應(yīng)比計(jì)算值增加25％。
框架柱、框支柱中全部縱向受力鋼筋配筋率不應(yīng)大于5％。柱的縱向鋼筋宜對稱配置。截面尺寸大于400mm的柱，縱向鋼筋的間距不宜大于200mm。當(dāng)按一級抗震等級設(shè)計(jì)，且柱的剪跨比不大于2時，柱每側(cè)縱向鋼筋的配筋率不宜大于1.2％。
11.4.14 框架柱的箍筋加密區(qū)長度，應(yīng)取柱截面長邊尺寸(或圓形截面直徑)、柱凈高的1／6和500mm中的最大值；一、二級抗震等級的角柱應(yīng)沿柱全高加密箍筋。底層柱根箍筋加密區(qū)長度應(yīng)取不小于該層柱凈高的1／3；當(dāng)有剛性地面時，除柱端箍筋加密區(qū)外尚應(yīng)在剛性地面上、下各500mm的高度范圍內(nèi)加密箍筋。
11.4.15 柱箍筋加密區(qū)內(nèi)的箍筋肢距：一級抗震等級不宜大于200mm；二、三級抗震等級不宜大于250mm和20倍箍筋直徑中的較大值；四級抗震等級不宜大于300mm。每隔一根縱向鋼筋宜在兩個方向有箍筋或拉筋約束；當(dāng)采用拉筋且箍筋與縱向鋼筋有綁扎時，拉筋宜緊靠縱向鋼筋并勾住箍筋。
11. 4.16 一、二、三、四級抗震等級的各類結(jié)構(gòu)的框架柱、框支柱，其軸壓比不宜大于表11.4.16規(guī)定的限值。對Ⅳ類場地上較高的高層建筑，柱軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)減小。
注：1 軸壓比指柱地震作用組合的軸向壓力設(shè)計(jì)值與柱的全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積之比值：
2 當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C65、C70時.軸壓比限值宜按表中數(shù)值減小0.05：混凝土強(qiáng)度等級為C75、C80時，軸壓比限值宜按表中數(shù)值減小0.10；
3 表內(nèi)限值適用于剪跨比大于2、混凝土強(qiáng)度等級不高于C60的柱；剪跨比不大于2的柱軸壓比限值應(yīng)降低0.05；剪跨比小于1.5的柱，軸壓比限值應(yīng)專門研究并采取特殊構(gòu)造措施；
4 沿柱全高采用井字復(fù)合箍，且箍筋間距不大于100mm、肢距不大于200mm、直徑不小于12mm，或沿柱全高采用復(fù)合螺旋箍，且螺距不大于100mm、肢距不大于200mm、直徑不小于12mm，或沿柱全高采用連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍，且螺旋凈距不大于80mm、肢距不大于200mm、直徑不小于10mm時，軸壓比限值均可按表中數(shù)值增加0.10；
5 當(dāng)柱截面中部設(shè)置由附加縱向鋼筋形成的芯柱，且附加縱向鋼筋的總截面面積不少于柱截面面積的0.8％時，軸壓比限值可按表中數(shù)值增加0.05；此項(xiàng)措施與注4的措施同時采用時，軸壓比限值可按表中數(shù)值增加0.15，但箍筋的配箍特征值λV仍應(yīng)按軸壓比增加0.10的要求確定；
6 調(diào)整后的柱軸壓比限值不應(yīng)大于1.05。
11.4.17 箍筋加密區(qū)箍筋的體積配筋率應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 柱箍筋加密區(qū)箍筋的體積配筋率，應(yīng)符合下列規(guī)定：
注：1 普通箍指單個矩形箍筋或單個圓形箍筋；螺旋箍指單個螺旋箍筋；復(fù)合箍指由矩形、多邊形、圓形箍筋或拉筋組成的箍筋；復(fù)合螺旋箍指由螺旋箍與矩形、多邊形、圓形箍筋或拉筋組成的箍筋；連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍指全部螺旋箍為同一根鋼筋加工成的箍筋；
2 在計(jì)算復(fù)合螺旋箍的體積配筋率時，其中非螺旋箍筋的體積應(yīng)乘以系數(shù)0.8；
3 混凝土強(qiáng)度等級高于C60時，箍筋宜采用復(fù)合箍、復(fù)合螺旋箍或連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍，當(dāng)軸壓比不大于0.6時，其加密區(qū)的最小配箍特征值宜按表中數(shù)值增加0.02；當(dāng)軸壓比大于0.6時，宜按表中數(shù)值增加0.03。
2 對一、二、三、四級抗震等級的柱，其箍筋加密區(qū)的箍筋體積配筋率分別不應(yīng)小于0.8％、0.6％、0.4％和0.4％；
3 框支柱宜采用復(fù)合螺旋箍或井字復(fù)合箍，其最小配箍特征值應(yīng)按表11.4.17中的數(shù)值增加0.02采用，且體積配筋率不應(yīng)小于1.5％；
4 當(dāng)剪跨比λ不大于2時，宜采用復(fù)合螺旋箍或井字復(fù)合箍，其箍筋體積配筋率不應(yīng)小于1.2％；9度設(shè)防烈度一級抗震等級時，不應(yīng)小于1.5％。
11.4.18 在箍筋加密區(qū)外，箍筋的體積配筋率不宜小于加密區(qū)配筋率的一半；對一、二級抗震等級，箍筋間距不應(yīng)大于10d；對三、四級抗震等級，箍筋間距不應(yīng)大于15d，此處，d為縱向鋼筋直徑。
條文說明
11.4 框架柱及框支柱
11.4.1 由于框架柱中存在軸壓力，即使在采取必要的抗震構(gòu)造措施后，其延性能力通常仍比框架梁偏小；加之框架柱是結(jié)構(gòu)中的重要豎向承重構(gòu)件，對防止結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的整體或局部倒塌起關(guān)鍵作用，故在抗震設(shè)計(jì)中通常均需采取“強(qiáng)柱弱梁”措施，即人為增大柱截面的抗彎能力，以減小柱端形成塑性鉸的可能性。
在總結(jié)2008年汶川地震震害經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，認(rèn)為有必要對02版規(guī)范的柱抗彎能力增強(qiáng)措施作相應(yīng)加強(qiáng)。具體做法是：對9度設(shè)防烈度的一級抗震等級框架和9度以外一級抗震等級的框架結(jié)構(gòu)，要求僅按左、右梁端實(shí)際配筋(考慮梁截面受壓鋼筋及有效板寬范圍內(nèi)與梁平行的板內(nèi)配筋)和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值求得的梁端抗彎能力及相應(yīng)的增強(qiáng)系數(shù)增大柱端彎矩；對于二、三、四級抗震等級的框架結(jié)構(gòu)以及一、二、三、四級抗震等級的其他框架均分別提高了從左、右梁端考慮地震作用的組合彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算柱端彎矩時的增強(qiáng)系數(shù)。其中有必要強(qiáng)調(diào)的是，在按實(shí)際配筋確定梁端抗彎能力時，有效板寬范圍與本規(guī)范第11.3.2條處相同，建議取用每側(cè)6倍板厚。
11.4.2 為了減小框架結(jié)構(gòu)底層柱下端截面和框支柱頂層柱上端和底層柱下端截面出現(xiàn)塑性鉸的可能性，對此部位柱的彎矩設(shè)計(jì)值采用直接乘以增強(qiáng)系數(shù)的方法，以增大其正截面受彎承載力。本次修訂對這些部位使用的增強(qiáng)系數(shù)作了與第11.4.1條處相呼應(yīng)的調(diào)整。
11.4.3 對于框架柱同樣需要通過設(shè)計(jì)措施防止其在達(dá)到罕遇地震對應(yīng)的變形狀態(tài)之前過早出現(xiàn)非延性的剪切破壞。為此，一方面應(yīng)使其抗震受剪承載能力計(jì)算公式具有保持抗剪能力達(dá)到該變形狀態(tài)的能力；另一方面應(yīng)通過對柱截面作用剪力的增強(qiáng)措施考慮柱端截面縱向鋼筋數(shù)量偏多以及強(qiáng)度偏高有可能帶來的作用剪力增大效應(yīng)。這后一方面的因素也就是柱的“強(qiáng)剪弱彎”措施所要考慮的因素。
本次修訂根據(jù)與“強(qiáng)柱弱梁”措施處相同的理由，相應(yīng)適度增大了框架結(jié)構(gòu)柱剪力的增大系數(shù)。
在按柱端實(shí)際配筋計(jì)算柱增強(qiáng)后的作用剪力時，對稱配筋矩形截面大偏心受壓柱按柱端實(shí)際配筋考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)的正截面受彎承載力Mcua，可按下列公式計(jì)算：
對其他配筋形式或截面形狀的框架柱，其Mcua值可仿照上述方法確定。
11.4.4 對一、二級抗震等級的框支柱，規(guī)定由地震作用引起的附加軸力應(yīng)乘以增大系數(shù)，以使框支柱的軸向承載能力適應(yīng)因地震作用而可能出現(xiàn)的較大軸力作用情況。
11.4.5 對一、二、三、四級抗震等級的框架角柱，考慮到以往震害中角柱震害相對較重，且受扭轉(zhuǎn)、雙向剪切等不利作用，其受力復(fù)雜，當(dāng)其內(nèi)力計(jì)算按兩個主軸方向分別考慮地震作用時，其彎矩、剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)取經(jīng)調(diào)整后的彎矩、剪力設(shè)計(jì)值再乘以不小于1.1的增大系數(shù)。
11.4.6 本條規(guī)定了框架柱、框支柱的受剪承載力上限值，也就是按受剪要求提出的截面尺寸限制條件，它是在非抗震限制條件基礎(chǔ)上考慮反復(fù)荷載影響后給出的。
11.4.7 抗震鋼筋混凝土框架柱的受剪承載力計(jì)算公式需保證柱在框架達(dá)到其罕遇地震變形狀態(tài)時仍不致發(fā)生剪切破壞，從而防止在以往多次地震中發(fā)現(xiàn)的柱剪切破壞。具體方法仍是將非抗震受剪承載力計(jì)算公式中的混凝土項(xiàng)乘以0.6，箍筋項(xiàng)則保持不變。該公式經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證能夠達(dá)到使柱在強(qiáng)震非彈性變形過程中不形成過早剪切破壞的控制目標(biāo)。
11.4.8 本條給出了偏心受拉抗震框架柱和框支柱的受剪承載力計(jì)算公式。該公式是在非抗震偏心受拉構(gòu)件受剪承載力計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，通過對混凝土項(xiàng)乘以0.6后得出的。由于軸向拉力對抗剪能力起不利作用，故對公式中的軸向拉力項(xiàng)不作折減。
11.4.9、11.4.10 這兩條是本次修訂新增條文，是在非抗震偏心受壓構(gòu)件雙向受剪承載力限制條件和計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，考慮反復(fù)荷載影響后得出的。
根據(jù)國內(nèi)在低周反復(fù)荷載作用下雙向受剪鋼筋混凝土柱的試驗(yàn)結(jié)果，對雙向受剪承載力計(jì)算公式仍采用在非抗震公式的基礎(chǔ)上只對混凝土項(xiàng)進(jìn)行折減，箍筋項(xiàng)則不予折減的做法。這意味著與非抗震情況下的方法相同，考慮到計(jì)算方法的簡潔，對于兩向相關(guān)的影響，在雙向受剪承載力計(jì)算公式中仍采用橢圓模式表達(dá)。
11.4.11 2008年汶川地震震害經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)柱截面選用過小但仍符合02版規(guī)范要求時，即使按要求完成了抗震設(shè)計(jì)，由于多種偶然因素影響，結(jié)構(gòu)中的框架柱仍有可能震害偏重。為此，對02版規(guī)范中框架柱截面尺寸的限制條件從偏安全的角度作了適當(dāng)調(diào)整。
11.4.12 框架柱縱向鋼筋最小配筋率是抗震設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)較重要的構(gòu)造措施。其主要作用是：考慮到實(shí)際地震作用在大小及作用方式上的隨機(jī)性，經(jīng)計(jì)算確定的配筋數(shù)量仍可能在結(jié)構(gòu)中造成某些估計(jì)不到的薄弱構(gòu)件或薄弱截面；通過縱向鋼筋最小配筋率規(guī)定可以對這些薄弱部位進(jìn)行補(bǔ)救，以提高結(jié)構(gòu)整體地震反應(yīng)能力的可靠性；此外，與非抗震情況相同，縱向鋼筋最小配筋率同樣可以保證柱截面開裂后抗彎剛度不致削弱過多；另外，最小配筋率還可以使設(shè)防烈度不高地區(qū)一部分框架柱的抗彎能力在“強(qiáng)柱弱梁”措施基礎(chǔ)上有進(jìn)一步提高，這也相當(dāng)于對“強(qiáng)柱弱梁”措施的某種補(bǔ)充?？紤]到推廣應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋以及適當(dāng)提高安全度的需要，表11.4.12—1中的縱向鋼筋最小配筋率值與02版規(guī)范相比有所提高，但采用335MPa級鋼筋仍保留了02版規(guī)范的控制水平未變。
本次修訂根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)對柱箍筋間距的規(guī)定作了局部調(diào)整，以利于保證混凝土的施工質(zhì)量。
11.4.13 當(dāng)框架柱在地震作用組合下處于小偏心受拉狀態(tài)時，柱的縱筋總截面面積應(yīng)比計(jì)算值增加25％，是為了避免柱的受拉縱筋屈服后再受壓時，由于包興格效應(yīng)導(dǎo)致縱筋壓屈。
為了避免縱筋配置過多，施工不便，對框架柱的全部縱向受力鋼筋配筋率作了限制。
柱凈高與截面高度的比值為3～4的短柱試驗(yàn)表明，此類框架柱易發(fā)生粘結(jié)型剪切破壞和對角斜拉型剪切破壞。為減少這種破壞，這類柱縱向鋼筋配筋率不宜過大。為此，對一級抗震等級且剪跨比不大于2的框架柱，規(guī)定每側(cè)縱向受拉鋼筋配筋率不宜大于1.2％，并應(yīng)沿柱全長采用復(fù)合箍筋。對其他抗震等級雖未作此規(guī)定，但也宜適當(dāng)控制。
11.4.14、11.4.15 框架柱端箍筋加密區(qū)長度的規(guī)定是根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果及震害經(jīng)驗(yàn)作出的。該長度相當(dāng)于柱端潛在塑性鉸區(qū)的范圍再加一定的安全裕量。對箍筋肢距作出的限制是為了保證塑性鉸區(qū)內(nèi)箍筋對混凝土和受壓縱筋的有效約束。
11.4.16 試驗(yàn)研究表明，受壓構(gòu)件的位移延性隨軸壓比增加而減小，因此對設(shè)計(jì)軸壓比上限進(jìn)行控制就成為保證框架柱和框支柱具有必要延性的重要措施之一。為滿足不同結(jié)構(gòu)類型框架柱、框支柱在地震作用組合下的位移延性要求，本條規(guī)定了不同結(jié)構(gòu)體系中框架柱設(shè)計(jì)軸壓比的上限值。此次修訂對設(shè)計(jì)軸壓比上限值的規(guī)定作了以下調(diào)整：
1 將設(shè)計(jì)軸壓比上限值的規(guī)定擴(kuò)展到四級抗震等級；
2 根據(jù)2008年汶川地震的震害經(jīng)驗(yàn)，適度加嚴(yán)了框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)軸壓比限值；
3 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)主要依靠剪力墻和內(nèi)筒承受水平地震作用，其中框架部分，特別是中、下層框架，受水平地震作用的影響相對較輕。本次修訂在保持02版規(guī)范對其設(shè)計(jì)軸壓比給出比框架結(jié)構(gòu)柱偏松的控制條件的同時，對其中個別取值作了調(diào)整。
近年來，國內(nèi)外試驗(yàn)研究結(jié)果表明，采用螺旋箍筋、連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍筋等配筋方式，能在一般復(fù)合箍筋的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高對核心混凝土的約束效應(yīng)，改善柱的位移延性性能，故規(guī)定當(dāng)配置復(fù)合箍筋、螺旋箍筋或連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍筋，且配箍量達(dá)到一定程度時，允許適當(dāng)放寬柱設(shè)計(jì)軸壓比的上限控制條件。同時，國內(nèi)研究表明，在鋼筋混凝土柱中設(shè)置矩形核芯柱不僅能提高柱的受壓承載力，也可提高柱的位移延性，且有利于在大變形情況下防止倒塌，類似于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中型鋼的作用。因此，在設(shè)置矩形核芯柱，且核芯柱的縱向鋼筋配置數(shù)量達(dá)到一定要求的情況下，也適當(dāng)放寬了設(shè)計(jì)軸壓比的上限控制條件。在放寬軸壓比上限控制條件后，箍筋加密區(qū)的最小體積配筋率應(yīng)按放松后的設(shè)計(jì)軸壓比確定。
11.4.17 在柱端箍筋加密區(qū)內(nèi)配置一定數(shù)量的箍筋(用體積配箍率衡量)是使柱具有必要的延性和塑性耗能能力的另一項(xiàng)重要措施。因抗震等級越高，抗震性能要求相應(yīng)提高；加之軸壓比越高，混凝土強(qiáng)度越高，也需要更高的配箍率，方能達(dá)到相同的延性；而箍筋強(qiáng)度越高，配箍率則可相應(yīng)降低。為此，先根據(jù)抗震等級及軸壓比給出所需的柱端配箍特征值，再經(jīng)配箍特征值及混凝土與鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值算得所需的體積配箍率。02版規(guī)范給出的配箍特征值是根據(jù)日本及我國完成的鋼筋混凝土柱抗震延性性能系列試驗(yàn)按位移延性系數(shù)不低于3.0的標(biāo)準(zhǔn)給出的。
雖然2008年汶川地震中柱端破壞情況多有發(fā)現(xiàn)，但規(guī)范修訂組經(jīng)研究，擬主要通過適度的柱抗彎能力增強(qiáng)措施(“強(qiáng)柱弱梁”措施)和適度降低框架結(jié)構(gòu)柱軸壓比上限條件來進(jìn)一步改善框架結(jié)構(gòu)柱的抗震性能。對02版規(guī)范柱端體積配箍率的規(guī)定則不作變動。
需要說明的是，因《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011規(guī)定，對6度設(shè)防烈度的一般建筑可不進(jìn)行考慮地震作用的結(jié)構(gòu)分析和截面抗震驗(yàn)算，在按第11.4.16條及本條確定其軸壓比時，軸壓力可取為無地震作用組合的軸力設(shè)計(jì)值，對于6度設(shè)防烈度，建造于Ⅳ類場地上較高的高層建筑，因已需進(jìn)行考慮地震作用的結(jié)構(gòu)分析，故應(yīng)采用考慮地震作用組合的軸向力設(shè)計(jì)值。
另外，當(dāng)計(jì)算箍筋的體積配箍率時，各強(qiáng)度等級箍筋應(yīng)分別采用其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，根據(jù)本規(guī)范第4.2.3條表4.2.3—1注的表述，其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值不受360MPa的限制。
11.4.18 本條規(guī)定了考慮地震作用框架柱箍筋非加密區(qū)的箍筋配置要求。
鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
