混凝土結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)實(shí)用教案

1、 我國地震區(qū)的多層和高層房屋設(shè)計(jì)中大量(dling)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)房屋的結(jié)構(gòu)高度和抗震設(shè)防烈度以及使用要求通常采用以下幾種結(jié)構(gòu)體系。 1.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系 2.鋼筋混凝土抗震墻結(jié)構(gòu)體系 3.鋼筋混凝土框架抗震墻體系 4.其他結(jié)構(gòu)體系第1頁/共51頁第一頁，共52頁。鋼筋(gngjn)混凝土框架結(jié)構(gòu)體系 由梁、柱桿系構(gòu)件構(gòu)成，能夠承受豎向和水平荷載作用的承重結(jié)構(gòu)體系稱為框架結(jié)構(gòu)體系（frame system)。其優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，自身重量較輕，因而產(chǎn)生的地震作用也較小，如果設(shè)計(jì)合理，它具有良好的延性性能，能耗散掉地震時(shí)輸入到結(jié)構(gòu)的能量。因此(ync)，框架結(jié)構(gòu)在多層工業(yè)

2、與民用建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。其缺點(diǎn)時(shí)側(cè)向剛度較小，地震時(shí)會(huì)有較大的水平變形，容易引起非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞，有時(shí)甚至造成主體結(jié)構(gòu)的破壞。第2頁/共51頁第二頁，共52頁。鋼筋(gngjn)混凝土抗震墻結(jié)構(gòu)體系 利用鋼筋混凝土墻體系承受重力(zhngl)荷載和側(cè)向力作用的結(jié)構(gòu)體系稱為抗震墻體系，也稱剪力墻結(jié)構(gòu)體系（shear wall system）。其優(yōu)點(diǎn)是整體性能好、側(cè)向剛度大，無論是強(qiáng)度或是變形都易滿足抗震設(shè)計(jì)的要求。其缺點(diǎn)是大面積墻體的使用限制了建筑物內(nèi)部平面布置的靈活性。另外，剛度大產(chǎn)生的地震作用也大，因此在設(shè)計(jì)中如果配筋和構(gòu)造處理不當(dāng)，可能會(huì)在受力大的部位產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞。第3頁/共51頁

3、第三頁，共52頁。鋼筋混凝土框架抗震(kngzhn)墻體系 在框架體系的基礎(chǔ)上增設(shè)(zn sh)一定數(shù)量的抗震墻所構(gòu)成的雙重體系稱為框架抗震墻體系，是抗震墻（seismic structural wall）和框架協(xié)同工作的體系?？蚣芸拐饓w系能克服框架體系和剪力墻體系各自的缺點(diǎn)，發(fā)揮其長處。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)平面布置靈活，自重較剪力墻結(jié)構(gòu)輕，而剛度又較框架結(jié)構(gòu)大，因此能有效地控制結(jié)構(gòu)在地震時(shí)產(chǎn)生的地震作用和變形?？蚣芸拐饓Y(jié)構(gòu)是地震區(qū)多層及高層建筑中可以優(yōu)先考慮的結(jié)構(gòu)體系。第4頁/共51頁第四頁，共52頁。其他其他(qt)(qt)結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系 地震區(qū)的高層建筑結(jié)構(gòu)體系還有其他類型地震區(qū)的高層建筑

4、結(jié)構(gòu)體系還有其他類型(lixng)，如板柱框架結(jié)構(gòu)、框支抗震墻結(jié)構(gòu)、框架筒體結(jié)，如板柱框架結(jié)構(gòu)、框支抗震墻結(jié)構(gòu)、框架筒體結(jié)構(gòu)和筒中筒結(jié)構(gòu)等。這些結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)可參閱相關(guān)的書籍。這里主要介紹上述三種結(jié)構(gòu)體系。構(gòu)和筒中筒結(jié)構(gòu)等。這些結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)可參閱相關(guān)的書籍。這里主要介紹上述三種結(jié)構(gòu)體系。 另外，單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)柑橘長發(fā)跨度、高度和吊車起重量等因素，可以采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。另外，單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)柑橘長發(fā)跨度、高度和吊車起重量等因素，可以采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。第5頁/共51頁第五頁，共52頁。5.1 震害現(xiàn)象(xinxing)及其分析 多高層鋼筋混凝土建筑的主要震害特征： 1、共振效應(yīng)引起的震害

5、2、結(jié)構(gòu)布置不合理引起的震害 1）結(jié)構(gòu)平面不對(duì)稱造成的震害 結(jié)構(gòu)平面不對(duì)稱有兩種情況，一是結(jié)構(gòu)平面形狀的不對(duì)稱，如L形、Z形平面等；二是結(jié)構(gòu)的平面形狀對(duì)稱但結(jié)構(gòu)的剛度(n d)分布不對(duì)稱，這往往是樓梯間或抗震墻布置不對(duì)稱造成。結(jié)構(gòu)平面不對(duì)稱會(huì)使結(jié)構(gòu)的質(zhì)心與剛度(n d)中心不重合，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在水平地震作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)和局部應(yīng)力集中尤其是在凹角處，若不采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施，則會(huì)造成嚴(yán)重的震害。 第6頁/共51頁第六頁，共52頁。5.1 震害現(xiàn)象(xinxing)及其分析 2）豎向剛度突變?cè)斐傻恼鸷?結(jié)構(gòu)剛度沿豎向分布突然變化時(shí)，在剛度突變處形成地震中的薄弱部位，產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中或塑性變形集中。如果不

6、對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱部位采取相應(yīng)的措施，就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的震害。 3）防震縫寬度(kund)不足產(chǎn)生的震害 一些高層建筑由于預(yù)留的防震縫寬度(kund)不足，出現(xiàn)了房屋相互碰撞而引起損壞的現(xiàn)象。 第7頁/共51頁第七頁，共52頁。5.1 震害現(xiàn)象(xinxing)及其分析 3、框架結(jié)構(gòu)的震害 框架結(jié)構(gòu)的震害主要是由于強(qiáng)度和延性不足引起，一般規(guī)律是：柱的震害重于梁，角柱的震害重于下端。因此，可以歸納為框架柱和節(jié)點(diǎn)的破壞，其主要形式如下： 1）框架柱 按破壞類型不同分： a）彎曲破壞 具體表現(xiàn)為：上下柱端出現(xiàn)(chxin)水平裂縫和斜裂縫（也有交叉裂縫），混凝土局部壓碎，柱端形成塑性鉸。嚴(yán)重混凝土剝落，箍

7、筋外鼓崩斷，柱筋屈曲。第8頁/共51頁第八頁，共52頁。5.1 震害現(xiàn)象(xinxing)及其分析 b)剪切破壞柱子在往復(fù)水平地震剪力作用下，出現(xiàn)斜裂縫或交叉裂縫，裂縫寬度比較大，箍筋屈服崩斷，難以修復(fù)，屬于脆性破壞。 c)壓彎破壞柱子在軸力和變號(hào)彎矩作用下，混凝土壓碎剝落，主筋壓曲成燈籠狀。柱子軸壓比過大，主筋不足，箍筋過稀等都會(huì)導(dǎo)致這種破壞。破壞大多出現(xiàn)在梁底與柱頂交接處。這是一種脆性破壞，較難修復(fù)。需要注意的是，箍筋在施工時(shí)由于端部接口處彎曲角度不足，使箍筋端部接口僅錨固在柱混凝土保護(hù)層中，在地震的反復(fù)作用下，混凝土保護(hù)層剝落、箍筋迸開失效，使柱混凝土和縱向鋼筋得不到約束(yush)，從

8、而導(dǎo)致柱子破壞。 第9頁/共51頁第九頁，共52頁。5.1 震害現(xiàn)象(xinxing)及其分析 按破壞類型不同分：按破壞類型不同分： （1 1）角柱破壞。由于雙向受彎、受剪。加上扭轉(zhuǎn)）角柱破壞。由于雙向受彎、受剪。加上扭轉(zhuǎn)作用，震害比內(nèi)柱嚴(yán)重。有的上、下柱身錯(cuò)動(dòng)，鋼作用，震害比內(nèi)柱嚴(yán)重。有的上、下柱身錯(cuò)動(dòng)，鋼筋由柱內(nèi)拔出。筋由柱內(nèi)拔出。 （2 2）短柱破壞。當(dāng)柱高小于）短柱破壞。當(dāng)柱高小于4 4倍柱截面高度倍柱截面高度（H/hc4H/hc4）時(shí)，形成短柱。短柱剛度大，易產(chǎn)生）時(shí)，形成短柱。短柱剛度大，易產(chǎn)生剪切破壞。剪切破壞。 （3 3）柱牛腿破壞。牛腿外側(cè)混凝土壓碎，預(yù)埋件）柱牛腿破壞。牛腿

9、外側(cè)混凝土壓碎，預(yù)埋件拔出，柱邊混凝土拉裂，其主要原因是由水平拔出，柱邊混凝土拉裂，其主要原因是由水平(shupng)(shupng)力引起的。力引起的。 柱破壞的原因是抗彎和抗剪承載力不足，箍柱破壞的原因是抗彎和抗剪承載力不足，箍筋太少，對(duì)混凝土約束很差，在壓力、彎矩、剪力筋太少，對(duì)混凝土約束很差，在壓力、彎矩、剪力共同作用下，柱的截面承載力達(dá)到極限。共同作用下，柱的截面承載力達(dá)到極限。第10頁/共51頁第十頁，共52頁。5.1 震害現(xiàn)象(xinxing)及其分析 2）框架梁 震害多發(fā)生在梁端。在地震作用下梁端縱向鋼筋屈服，出現(xiàn)上下貫通的垂直裂縫和交叉斜裂縫。在梁負(fù)彎矩鋼筋切斷處由于抗彎能力

10、削弱也容易產(chǎn)生裂縫，造成梁剪切破壞。 梁剪切破壞的主要原因是兩端(lin dun)屈服后產(chǎn)生的剪力較大，超過了梁的受剪承載力，梁內(nèi)箍筋配置較稀，以及反復(fù)荷載作用下混凝土抗剪強(qiáng)度降低等因素引起的。第11頁/共51頁第十一頁，共52頁。5.1 震害現(xiàn)象(xinxing)及其分析 3）梁柱節(jié)點(diǎn) 節(jié)點(diǎn)核心區(qū)產(chǎn)生的對(duì)角方向的斜裂縫或交叉斜裂縫，混凝土剪碎剝落(blu)，接點(diǎn)內(nèi)箍筋很少或沒有放箍筋時(shí)，柱縱向鋼筋壓曲外鼓。 梁筋錨固破壞。梁縱向鋼筋錨固長度不足，從節(jié)點(diǎn)內(nèi)被拔出，將混凝土拉裂。 裝配式框架構(gòu)件連接處容易發(fā)生脆性斷裂，特別是用坡口焊接鋼筋處容易拉斷，預(yù)制構(gòu)件接縫處后澆混凝土開裂或散落。 節(jié)點(diǎn)破壞

11、的主要原因是節(jié)點(diǎn)的受剪承載力不足， 約束箍筋太少，梁筋錨固長度不夠以及施工質(zhì)量差所引起的。 第12頁/共51頁第十二頁，共52頁。5.1 震害現(xiàn)象(xinxing)及其分析 4）板 板的破壞不太多，出現(xiàn)的震害有：板四角的45斜裂縫，平行于梁的通長裂縫等。4、框架填充墻的震害 框架中嵌砌磚填充墻，容易發(fā)生墻面斜裂縫，并沿柱周邊開裂。端墻、窗間墻和門窗洞口邊角部位破壞更加嚴(yán)重。烈度較高時(shí)墻體容易倒塌。由于框架變形屬剪切型，下部層間位移大，填充墻震害呈現(xiàn)“下重上輕”的現(xiàn)象。 填充墻破壞的主要原因(yunyn)是：框架與填充墻之間沒有鋼筋拉結(jié)，墻面開洞過大過多，砂漿強(qiáng)度等級(jí)低，施工質(zhì)量差，灰縫不飽滿等

12、因素，都會(huì)使填充墻的震害加重。第13頁/共51頁第十三頁，共52頁。5.1 震害現(xiàn)象(xinxing)及其分析 5、抗震墻的震害 連梁和墻肢底層的破壞是抗震墻的主要震害。 開洞抗震墻中，由于洞口應(yīng)力集中，連梁端部在約束彎矩下容易形成垂直的彎曲裂縫；若連梁跨高比較小，梁腹還容易出現(xiàn)斜裂縫；若連梁抗剪強(qiáng)度不足，可能發(fā)生(fshng)剪切破壞，使墻肢間失去聯(lián)系，抗震墻承載力降低。剪切破壞是脆性破壞，而彎曲破壞延性較好。 在強(qiáng)震作用下，抗震墻的震害主要表現(xiàn)為墻肢之間連梁的剪切破壞。這主要是由于連梁的跨度較小、高度大形成深梁，在反復(fù)荷載作用下形成X形剪切裂縫，這種破壞為剪切型脆性破壞，尤其是在房屋1/3

13、高度處的連梁破壞更為明顯。第14頁/共51頁第十四頁，共52頁。5.2 混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)的抗震概念設(shè)計(jì) 5.2.1 結(jié)構(gòu)體系選擇極最大適用高度 不同的結(jié)構(gòu)體系，其抗震性能、使用效果與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也不同。規(guī)范在總結(jié)國內(nèi)外大量震害和工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)地震烈度、場地類別、抗震性能，使用要求及經(jīng)濟(jì)效果等因素(yn s)，規(guī)定了地震區(qū)各種結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度，見表1。結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系裂裂 度度6 67 78 89 9框架框架6060555545452525框架抗震墻框架抗震墻1301301201201001005050抗震墻抗震墻1401401201201001006060部分框支抗震墻部分

14、框支抗震墻1201201001008080不應(yīng)采用不應(yīng)采用框架核心筒框架核心筒1501501301301001007070筒中筒筒中筒1801801501501201208080板柱抗震墻板柱抗震墻404035353030不應(yīng)采用不應(yīng)采用第15頁/共51頁第十五頁，共52頁。5.2 混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)的抗震概念設(shè)計(jì) 選擇(xunz)結(jié)構(gòu)體系時(shí)還應(yīng)注意 1）結(jié)構(gòu)的自振周期避開場地的特征周期，以免發(fā)生類共振而加重震害。 2)選擇(xunz)合理的基礎(chǔ)形式，保證基礎(chǔ)有足夠的埋置深度，有條件時(shí)宜設(shè)置地下室。在軟弱地基土宜選用樁基、片筏基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)或樁-箱、樁-筏聯(lián)合基礎(chǔ)。第16頁/共51頁第十六

15、頁，共52頁。5.2 混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)的抗震概念設(shè)計(jì) 5.2.2 抗震等級(jí) 規(guī)范根據(jù)房屋的設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度，分別(fnbi)采用不同的抗震等級(jí)，即一、二、三、四級(jí)，如表2所示。其中一級(jí)抗震要求最高，四級(jí)最低。不同抗震等級(jí)的結(jié)構(gòu)，應(yīng)符合相應(yīng)的計(jì)算、構(gòu)造措施要求。第17頁/共51頁第十七頁，共52頁。結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型烈烈 度度6 67 78 89 9框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)高度高度/m/m3030303030303030303030302525框架框架四四三三三三二二二二一一一一劇場、體育館等劇場、體育館等大跨度公共建筑大跨度公共建筑三三二二一一一一框架抗框架抗震墻結(jié)構(gòu)震墻結(jié)構(gòu)高度高度/

16、m/m6060606060606060606060605050框架框架四四三三三三二二二二一一一一抗震墻抗震墻三三二二一一一一一一抗震墻抗震墻結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)高度高度/m/m8080808080808080808080808080抗震墻抗震墻四四三三三三二二二二一一一一部分框支部分框支抗震結(jié)構(gòu)抗震結(jié)構(gòu)抗震墻抗震墻三三二二二二一一框支層框架框支層框架二二二二一一一一筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)框架框架核心筒核心筒框架框架三三二二一一一一核心筒核心筒二二二二一一一一筒中筒筒中筒外筒外筒三三二二一一一一內(nèi)筒內(nèi)筒三三二二一一一一板柱抗板柱抗震墻結(jié)構(gòu)震墻結(jié)構(gòu)板柱的柱板柱的柱三三二二一一抗震墻抗震墻二二二二二二第18頁/共5

17、1頁第十八頁，共52頁。 具體使用表2時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1）建筑場地為類時(shí)，除6度外可按表2內(nèi)降低一度所對(duì)應(yīng)的抗震等級(jí)采取抗震構(gòu)造措施，但相應(yīng)的計(jì)算要求不應(yīng)降低。 2）接近或等于高度分界時(shí)，應(yīng)允許結(jié)合房屋不規(guī)則程度及場地、地基條件確定抗震等級(jí)。 3）部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)(jigu)中，抗震墻加強(qiáng)部位以上的一般部位，應(yīng)允許按抗震墻結(jié)構(gòu)(jigu)確定其抗震等級(jí)。第19頁/共51頁第十九頁，共52頁。 另外： 1）當(dāng)框架一抗震墻結(jié)構(gòu)有足夠的抗震墻時(shí)，其框架部分是次要抗側(cè)力構(gòu)件，才能按框架抗震墻結(jié)構(gòu)中的框架確定抗震等級(jí)。具體來說，就是在基本振型地震作用下，框架部分承受的地震傾覆力矩小于結(jié)構(gòu)總地震傾

18、覆力矩的50時(shí)，其框架部分的抗震等級(jí)按框架抗震墻結(jié)構(gòu)的規(guī)定劃分；否則(fuz)，其框架部分的抗震等級(jí)按框架結(jié)構(gòu)確定，最大適用高度可比框架結(jié)構(gòu)適當(dāng)增加。第20頁/共51頁第二十頁，共52頁。 2）裙房與主樓相連，裙房屋面部位的主樓上下各一層受剛度與承載力突變影響較大，抗震措施需要適當(dāng)加強(qiáng)，裙房除應(yīng)按本身確定抗震等級(jí)外，不應(yīng)低于主樓的抗震等級(jí)。裙房與主樓之間設(shè)防震縫時(shí)，應(yīng)按裙房本身確定抗震等級(jí)；在大震作用下裙房與主樓可能(knng)發(fā)生碰撞，也需要采取加強(qiáng)措施。第21頁/共51頁第二十一頁，共52頁。 3）帶地下室的多層和高層建筑，當(dāng)?shù)叵率医Y(jié)構(gòu)的剛度和受剪承載力比上部樓層相對(duì)較大時(shí)，地下室頂板可視

19、作嵌固部位(bwi)，在地震作用下的屈服部位(bwi)將發(fā)生在地上樓層，同時(shí)將影響地下一層。地面以下地震響應(yīng)雖然逐漸減小，但地下一層的抗震等級(jí)不能降低，應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同；地下二層及以下的抗震等級(jí)可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或更低等級(jí)。地下室中無上部結(jié)構(gòu)的部分，可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或更低等級(jí)。第22頁/共51頁第二十二頁，共52頁。 4）抗震設(shè)防類別為甲、乙、丁類的建筑，應(yīng)按規(guī)定調(diào)整抗震設(shè)防烈度后，再根據(jù)(gnj)表2確定抗震等級(jí)。當(dāng)8度乙類建筑高度超過表2規(guī)定的范圍時(shí)，應(yīng)經(jīng)專門研究采取比一級(jí)抗震等級(jí)更有效的抗震措施。第23頁/共51頁第二十三頁，共52頁。5.2 混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)的抗震概念設(shè)

20、計(jì) 5.2.3 防震縫的設(shè)置 高層鋼筋混凝土房屋宜避免采用不規(guī)則建筑(jinzh)結(jié)構(gòu)方案，宜采用合理的結(jié)構(gòu)方案而不設(shè)防震縫，同時(shí)采用合適的計(jì)算方法和有效的措施，以消除不設(shè)防震縫帶來的影響。 當(dāng)需要設(shè)防震縫時(shí)，可以結(jié)合沉降縫要求貫通到地基，當(dāng)無沉降問題時(shí)也可以從基礎(chǔ)或地下室以上貫通。防震縫的縫寬應(yīng)不小于建筑(jinzh)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的最小寬度，并且應(yīng)在防震縫兩側(cè)采取抗撞措施。 第24頁/共51頁第二十四頁，共52頁。抗撞墻設(shè)置(shzh)示例 第25頁/共51頁第二十五頁，共52頁。 5.2.4 結(jié)構(gòu)布置 1. 為抵抗不同方向的地震作用，框架結(jié)構(gòu)和框架-抗震墻結(jié)構(gòu)中的框架和抗震墻均應(yīng)雙向設(shè)

21、置；為防止柱發(fā)生扭轉(zhuǎn)，柱中線與抗震墻中線、梁中線與柱中線之間偏心距不宜(by)大于柱寬的1/4。 2. 為了使樓蓋、屋蓋有效地將樓層地震剪力傳給抗震墻，框架-抗震墻結(jié)構(gòu)和板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)中，抗震墻之間無大洞口的樓蓋、屋蓋的長寬比，不宜(by)過大。 框架-抗震墻結(jié)構(gòu)采用裝配式樓、屋蓋時(shí)，應(yīng)采取措施保證樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接。采用配筋現(xiàn)澆面層加強(qiáng)時(shí)，厚度不宜(by)小于50mm。第26頁/共51頁第二十六頁，共52頁。 3.框架-抗震墻結(jié)構(gòu)中的抗震墻設(shè)置，應(yīng)符合下列要求： 1）抗震墻宜貫通房屋(fngw)全高，且橫向與縱向的抗震墻宜相連。 2）抗震墻宜設(shè)置在墻面不需要開大洞口的位

22、置。 3）房屋(fngw)較長時(shí)，剛度較大的縱向抗震墻不宜設(shè)置在房屋(fngw)的端開間。 4）抗震墻洞口宜上下對(duì)齊；洞邊距端柱不宜小于300mm。 5）一、二級(jí)抗震墻的洞口連梁，跨高比不宜大于5，且梁截面高度不宜小于400mm。 框架-抗震墻結(jié)構(gòu)中的抗震墻基礎(chǔ)和部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)的落地抗震墻基礎(chǔ)，應(yīng)有良好的整體性和抗轉(zhuǎn)動(dòng)的能力。第27頁/共51頁第二十七頁，共52頁。 5.2.5 抗震墻的局部加強(qiáng) 由于在水平荷載作用下抗震墻的彎矩和剪力均在底部最大，故需要加強(qiáng)抗震墻的底部。加強(qiáng)部位(bwi)包括底部塑性鉸范圍及其上部的一定范圍，在此范圍內(nèi)要增加邊緣構(gòu)件箍筋和墻體橫向鋼筋等必要的抗震加強(qiáng)措施，

23、以避免脆性的剪切破壞，改善整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震性能。 抗震墻底部加強(qiáng)部位(bwi)的范圍是：部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震墻，其底部加強(qiáng)部位(bwi)的高度，可取框支層加框支層以上二層的高度及落地抗震墻總高度的1/8二者的較大值，且不大于15m；其他結(jié)構(gòu)的抗震墻，其底部加強(qiáng)部位(bwi)的高度可取墻肢總高度的1/8及底部二層二者的較大值，且不大于15m 。 第28頁/共51頁第二十八頁，共52頁。5.3 框架結(jié)構(gòu)的抗震(kngzhn)設(shè)計(jì) 一、抗震設(shè)計(jì)步驟及地震作用計(jì)算 框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，一般情況下可在建筑結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向分別考慮(kol)水平地震作用并進(jìn)行抗震驗(yàn)算，各方向的水平地震作用主要由該方向抗

24、側(cè)力框架結(jié)構(gòu)承擔(dān)。 框架結(jié)構(gòu)地震作用的計(jì)算可采用底部剪力法、振型分解反應(yīng)譜法和時(shí)程分析法。對(duì)于高度不超過40m，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，通常采用底部剪力法。第29頁/共51頁第二十九頁，共52頁。 當(dāng)采用底部剪力法確定底部總地震剪時(shí)首先要確定結(jié)構(gòu)的基本自振周期。通常確定結(jié)構(gòu)自振周期的方法有： 根據(jù)(gnj)結(jié)構(gòu)動(dòng)力方程求特征值； 實(shí)用近似計(jì)算方法，比較常用的有能量法和頂點(diǎn)位移法等； 還可按下式只考慮層數(shù)N影響的粗略估算： T1（0.080.1）N11.7TTTu第30頁/共51頁第三十頁，共52頁。5.3 框架結(jié)構(gòu)的抗震(kngzhn)設(shè)計(jì) 二、水平荷載作用下框架內(nèi)

25、力計(jì)算 計(jì)算在水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移(wiy)時(shí)，通常采用的近似方法有反彎點(diǎn)法和D值法。第31頁/共51頁第三十一頁，共52頁。 三、控制截面及其內(nèi)力不利組合 在進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計(jì)(shj)時(shí)，需求得控制截面上的最不利內(nèi)力作為配筋的依據(jù)。對(duì)于框架梁，一般選梁的兩端截面和跨中截面作為控制截面；對(duì)于柱，則選柱的上、下端截面作為控制截面。 多、高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)(shj)中，應(yīng)考慮的荷載效應(yīng)與地震作用效應(yīng)的基本組合。對(duì)于一般的框架結(jié)構(gòu)，可不考慮風(fēng)荷載的組合(60m以下，設(shè)防烈度9度以下），只考慮水平地震作用和重力荷載代表值參與組合的情況，其內(nèi)力組合的設(shè)計(jì)(shj)值S為：第3

26、2頁/共51頁第三十二頁，共52頁。式中：S結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力組合的設(shè)計(jì)值； 重力荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般(ybn)情況取 =1.20；當(dāng)重力荷載效應(yīng)對(duì)構(gòu)件的承載力有利時(shí)，不應(yīng)大于1.0； 水平地震作用分項(xiàng)系數(shù)，取 =1.30； 重力荷載代表值效應(yīng)。EhkEhGEGSSSGGEhEhGES第33頁/共51頁第三十三頁，共52頁。5.3 框架結(jié)構(gòu)的抗震(kngzhn)設(shè)計(jì) 四、框架結(jié)構(gòu)水平(shupng)位移驗(yàn)算 框架結(jié)構(gòu)由于其側(cè)移剛度小，因而其水平(shupng)位移較大，因此位移計(jì)算是框架結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算的一個(gè)重要方面。框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件尺寸往往決定于結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形要求。按照二階段三水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)思想，框架結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)

27、行兩方面的側(cè)移驗(yàn)算：多遇地震作用下層間彈性位移驗(yàn)算，對(duì)所有框架都應(yīng)進(jìn)行此項(xiàng)計(jì)算；罕遇地震下層間彈塑性位移驗(yàn)算，79度時(shí)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)小于0.5的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行此項(xiàng)計(jì)算?，F(xiàn)分述如下： 第34頁/共51頁第三十四頁，共52頁。5.3 框架結(jié)構(gòu)的抗震(kngzhn)設(shè)計(jì) 1.多遇地震作用下層間彈性位移驗(yàn)算 多遇地震作用下，框架結(jié)構(gòu)的層間彈性位移應(yīng)滿足下式要求 式中： 多遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生(chnshng)的樓層內(nèi)最大的彈性層間位移。水平地震作用采用多遇地震時(shí)的地震影響系數(shù)，各作用分項(xiàng)系數(shù)均采用1.0；計(jì)算構(gòu)件剛度時(shí)，采用彈性剛度； 彈性層間位移角限值，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)取1/550;

28、h層高。 euheeue第35頁/共51頁第三十五頁，共52頁。5.3 框架結(jié)構(gòu)的抗震(kngzhn)設(shè)計(jì) 因?yàn)榧俣巧w剛度在平面(pngmin)內(nèi)為無窮大，在同一層各柱的相對(duì)水平位移（即層間位移） 相同，等于該層框架層間位移 ，則得 式中： 多遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的層間地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。eikueiunkikieiDVu1iV第36頁/共51頁第三十六頁，共52頁。 2罕遇地震下層間彈塑性位移驗(yàn)算 研究表明，結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段后變形主要集中在薄弱層。此項(xiàng)驗(yàn)算包括確定薄弱層位置、薄弱層層間彈塑性位移計(jì)算和驗(yàn)算是否滿足彈塑性位移限制等。 (1)結(jié)構(gòu)薄弱層（部位）的確定 結(jié)構(gòu)薄弱層的位置可按下列情況

29、確定： 1)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)(xsh) 沿高度分布均勻的結(jié)構(gòu)，可取底層。 2)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)(xsh) 沿高度分布不均勻的結(jié)構(gòu)，可取該系數(shù)(xsh)最小的樓層（部位）和相對(duì)較小的樓層，一般不超過23處。yy第37頁/共51頁第三十七頁，共52頁。 (2)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù) 的計(jì)算 樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)按下式計(jì)算 式中： 第i層的層間屈服強(qiáng)度系數(shù)； 按罕遇地震作用計(jì)算的第i層的彈性地震剪力，計(jì)算時(shí)地震影響系數(shù) 取罕遇地震時(shí)的值； 第i層按構(gòu)件實(shí)際配筋和材料(cilio)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的樓層受剪承載力。 如 1，表示該層處于或基本處于彈性狀態(tài)；如 1，表示該層進(jìn)入屈服狀態(tài)。 愈小，表明該樓層進(jìn)入屈服愈

30、充分，破壞的可能性也就愈大。而樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)最小者即為結(jié)構(gòu)薄弱層。y iViVieyy iy iVemax iVyyyy第38頁/共51頁第三十八頁，共52頁。 (3)樓層(lu cn)屈服承載力的確定 1)計(jì)算梁、柱的極限抗彎承載力。 梁： 柱：當(dāng)軸壓比小于0.8或 0.5 時(shí)syksbuahfAM0ccckGhbfN1ckcccscykscufhbNNhhfAM101 . 115 . 0第39頁/共51頁第三十九頁，共52頁。 2)計(jì)算柱端截面有效受彎承載力 。柱端有效受彎承載力與破壞(phui)機(jī)制有關(guān)。該層柱的可能破壞(phui)機(jī)制可以根據(jù)節(jié)點(diǎn)處梁柱極限抗彎承載力的不同情況來判斷。

31、 當(dāng) 時(shí)，為強(qiáng)梁弱柱型。柱端有效受彎承載力可取該截面的極限受彎承載力，即cMcuMbuM11,11,icuicMM1,1,icuicMM第40頁/共51頁第四十頁，共52頁。 當(dāng) 時(shí)，為強(qiáng)柱弱梁型。節(jié)點(diǎn)上、下柱端都未達(dá)到(d do)極限受彎承載力。此時(shí)，柱端有效受彎承載力可根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡按柱線剛度將比例分配，但不大于該截面的極限受彎承載力，即cuMbuM11,icM兩者中的較小值11,11icuiiibuMKKKMuicM,兩者中的較小值uicuiiibuMKKKM,11第41頁/共51頁第四十一頁，共52頁。 如何判別其中某一柱(y zh)端已經(jīng)屈服，這要從上、下柱端的極限抗彎承載力的相對(duì)比較

32、以及上、下柱端分配到的彎矩相互比較加以確定。一般規(guī)律是，某一柱(y zh)端極限抗彎承載力較小或分配到的柱端彎矩較大者，可認(rèn)為先行屈服。 3)計(jì)算第i層第k根柱的受剪承載力Vyik 式中：Hni第i層的凈高，可由層高H減去該層上、下梁高的1/2。1,uc ikc ikyikniMMVH1nyiyikkVV則樓層(lu cn)屈服承載力為：第42頁/共51頁第四十二頁，共52頁。 (4)薄弱層的層間彈塑性位移計(jì)算。對(duì)于不超過12層且樓層剛度無突變的框架結(jié)構(gòu)和填充墻框架結(jié)構(gòu)可采用簡化計(jì)算方法，即薄弱層的層間彈塑性位移可按下式計(jì)算: 式中： 罕遇地震作用(zuyng)下按彈性分析的層間位移?？砂聪率?/p>

33、計(jì)算：ppeuueu1enikkVeiuD第43頁/共51頁第四十三頁，共52頁。 (5)層間彈塑性位移(wiy)驗(yàn)算 式中： 層間彈塑性位移(wiy)角限值； h 薄弱層的層高。 puphp第44頁/共51頁第四十四頁，共52頁。5.4 框架-抗震墻結(jié)構(gòu)(jigu)的抗震設(shè)計(jì)第45頁/共51頁第四十五頁，共52頁。5.4 框架-抗震墻結(jié)構(gòu)(jigu)的抗震設(shè)計(jì) 一、框架抗震墻結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本假定及計(jì)算簡圖 典型的框架-抗震墻結(jié)構(gòu)平面如下圖所示。在豎向荷載作用下，框架和抗震墻分別承受各自傳遞范圍內(nèi)的樓面荷載。在水平地震作用下，框架和抗震墻由于各層樓板的連接作用而在水平方向上協(xié)調(diào)(xitio)變形，共同工作。其內(nèi)力和