抗震課件-5-框架梁柱截面設(shè)計

抗震設(shè)計流程鋼筋混凝土砼結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟場地類別重要性等級抗震等級結(jié)構(gòu)布置初選材料尺寸等效 荷載結(jié)構(gòu)抗震計算荷載效應(yīng)組合結(jié)構(gòu)彈性變形驗(yàn)算(小震)截面尺寸驗(yàn)算配筋構(gòu)造結(jié)構(gòu)施工圖結(jié)構(gòu)計算恒、活、風(fēng)確定荷載恒、活、風(fēng)結(jié)構(gòu)計算簡圖分層法D值法底部剪力法反應(yīng)譜法結(jié)構(gòu)彈塑性變形驗(yàn)算(第二階段設(shè)計)內(nèi)力設(shè)計值調(diào)整(抗震)豎向荷載的梁端彎矩調(diào)幅截面配筋驗(yàn)算其它承重構(gòu)件配筋計算強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)剪弱彎框架的垂直與水平荷載作用效應(yīng)延性結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性狀態(tài)以后，具有較大的塑性，同時又能維持承載力避免出現(xiàn)無先兆的脆性破壞利用結(jié)構(gòu)的延性在中耗能，減輕震害；實(shí)現(xiàn)中震可修、大震不倒。實(shí)現(xiàn)延性框架的途徑強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)剪弱彎強(qiáng)結(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固、弱構(gòu)件強(qiáng)柱弱梁：保證塑性鉸大部分出現(xiàn)在梁端，梁先于柱破壞；柱是主要承重構(gòu)件，出現(xiàn)破壞以后比較難以修復(fù)。強(qiáng)剪弱彎；避免梁、柱構(gòu)件過早剪切破壞，在可能出現(xiàn)塑性鉸區(qū)段內(nèi)，梁的剪切破壞是脆性的

(剪拉破壞)或延性很小的(剪壓破壞)。抗震的延性框架不僅要求在塑性鉸出現(xiàn)之前不被剪壞，塑性鉸出現(xiàn)以后也不要過早地被剪壞，后者就是提高延性的措施。強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固，弱構(gòu)件。避免出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)破壞及

鋼筋的錨固破壞，要保證節(jié)點(diǎn)不先于梁和柱破壞；同時在梁中出現(xiàn)塑性鉸以后梁柱仍然構(gòu)成一個整

體。框架梁截面設(shè)計及構(gòu)造框架梁抗震設(shè)計要點(diǎn)框架梁截面抗彎設(shè)計框架梁的抗剪設(shè)計框架梁抗震構(gòu)造措施例題框架梁截面設(shè)計及構(gòu)造框架梁抗震設(shè)計要點(diǎn)－保證延性框架梁是鋼混框架結(jié)構(gòu)的主要耗能構(gòu)件,是保證設(shè)計延性框架的關(guān)鍵。設(shè)計要點(diǎn)為：保證梁端正截面彎曲破壞在先強(qiáng)柱弱梁不留抗彎安全儲備避免出現(xiàn)斜截面先破壞－強(qiáng)剪弱彎保證適筋梁－避免正截面少筋和超筋；在適筋梁基礎(chǔ)上，減小(限制)受壓區(qū)高度，提高框架梁延性。采用配受壓區(qū)鋼筋可提高梁的延性；塑性鉸區(qū)應(yīng)配受壓鋼筋形成雙筋截面；控制截面尺寸；限制剪壓比防止斜壓破壞塑性鉸區(qū)應(yīng)加密箍筋，加大箍筋直徑、采用閉口箍。以保證抗剪強(qiáng)度。框架梁正截面設(shè)計端部截面按雙筋梁設(shè)計中部截面按單筋梁設(shè)計雙筋矩形截面承載力計算原理上部受壓區(qū)混凝土合力和受壓鋼筋分別對受拉鋼筋處取矩：Mu

Mu1

Mu

2Mu

2

1

fcbx(hbo

0.5x)Mu1

f

yAs(hbo

as

)As

2

As為已知，等于跨中鋼筋面積，As1待求As1

As受拉鋼筋面積As

As1

As

2

Mu1

：部分受拉鋼筋A(yù)s1和受壓鋼筋A(yù)s承受的彎矩Mu

2

：部分受拉鋼筋A(yù)s

2和受壓混凝土承受的彎矩As

2

As梁端負(fù)彎矩配筋和跨中配筋框架梁縱向鋼筋配筋率的規(guī)定（1）最小配筋率：對有組合的框架梁，為保證必要的延性和一定的承載力儲備，受拉鋼筋配筋率不應(yīng)小于表6-1的規(guī)定一級框架梁：As

/As

0.5二、三級框架梁：As

/As

0.3(2)受壓鋼筋不能太少：有組合的框架梁，為防止截面受壓區(qū)混凝土過早壓碎而很快降低承載力，為提高延性，在梁端箍筋加密區(qū)范圍內(nèi)，縱向受壓鋼筋截面面積應(yīng)滿足：(3)相對受壓區(qū)高度不能太大(最大配筋率)：二、三：

x

/h0

0.35

b一級：

x

/

h0

0.25

b例題設(shè)計AB跨的梁梁的組合彎矩設(shè)計值梁中材料和尺寸均已選定確定抗震等級38m，8度設(shè)防，為一級框架。梁端上部(top)受拉鋼筋面積:

At

A

A

As

s

s1

s

2梁端下部(bottom)受壓鋼筋面積:Ab

A

跨中主筋s

s一級框架要求：As

/

As

0.5

即

A

/

A

0.5b

ts

s以下符號含義相同：hb0

h0

,

Mb

M

,

a

as雙筋截面，按已知受壓鋼筋面積的情況進(jìn)行設(shè)計注意例題中的符號：框架梁設(shè)計過程跨中正彎矩配筋(單筋矩形截面抗彎設(shè)計)梁段受壓鋼筋就是拉通跨中受拉鋼筋梁端負(fù)彎矩由砼、上部受拉、下部受壓鋼筋共同承擔(dān)梁端正截面設(shè)計(一)梁端截面負(fù)彎矩配筋(上部為受拉區(qū))（1）求截面抵抗矩系數(shù)αs（2）配上部受拉鋼筋A(yù)s(3)

檢查配筋率條件(相對受壓區(qū)高度；受壓/受拉>0.3)(二)梁端截面正彎矩配筋(下部為受拉區(qū))例題－跨中正彎矩配筋梁跨中截面正彎矩配筋：跨中下部按單筋截面配筋(考慮抗震γRE)，上部為構(gòu)造配筋。下部受力鋼筋面積：RE

M

查表求

和

ss

f

bh21

c

0M

0s

y

0REs

f

h

MA

印刷錯誤應(yīng)為Abs單筋矩形截面抗彎設(shè)計步驟(無

組合)選定鋼筋的直徑和根數(shù)（按構(gòu)造要求選定）當(dāng)按構(gòu)造要求選定鋼筋的直徑和根數(shù)時，應(yīng)注意最小截面寬度問題。注：框架梁端彎矩設(shè)計值為無

組合時，可用單筋矩形截面設(shè)計公式進(jìn)行，但要分別考慮負(fù)彎矩和正彎矩(風(fēng)荷載引起)(1)

求

：ss＝

f

bh2

/1

f

/(E

b

1

y

scu)cu

0.33%c

01(2)

求：

＝

－

－211s判斷：

b（適筋梁，不滿足時要

加大截面尺寸）求：

＝

1

fcf

y判斷：

min

(不滿足時取As＝

bh0m)in求As：

As

＝bh0相對受壓區(qū)高度與配筋率的關(guān)系(6

1)1

cf

y(s

s)

f

f

bxcs(

A

As)

f

y1

當(dāng)混凝當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級介于兩者之間時，按線性內(nèi)插法確增加受壓鋼筋配筋率可以減小相對受壓區(qū)高度，提高延性：抗震設(shè)計要求比適筋梁更高一級框架二、三級

x

/

h0

0.25

b

x

/

h0

0.35

b適筋梁

b抗震設(shè)計要求：四級框架適筋梁就可以了。三級以上框架，僅僅適筋梁不滿足延性要求。例題中，跨中ξ=0.205<0.25（可見跨中的延性也不錯，但是不需要考慮跨中延性）REb

2b(6

)0.y(sA5A()ffxbohAah

)]ssy

boM

1

[(

框架梁端正截面受彎承載力應(yīng)按下列公式驗(yàn)算：梁端截面抗彎驗(yàn)算(P.149)承載力抗震調(diào)整系數(shù)=0.75無地震組合時，無此系數(shù)Mu

Mu1

Mu

2Mu

2

1

fcbx(hbo

0.5x)

(

As

As)

f

y(hbo

0.5x)Mu1

f

yAs(hbo

as

)Mb

Mu1

Mu

2

設(shè)計表達(dá)式ss1s

21

s c

0RE

bs1,

As

2

As

,

A

A

AA

f

h

M

M

'上部受拉鋼筋面積：梁B端正截面設(shè)計過程(雙筋截面)(一)梁端截面負(fù)彎矩配筋(上部受拉區(qū))：跨中主筋為已知受壓鋼筋得到A’。求彎矩M后執(zhí)行三步驟s(1)按以下公式(來自6-2b和6-1)計算截面抵抗矩系數(shù)αs注：雙筋截面受彎承載力sRE

bs

f

bh

查表求

和

M

M21

c

0M

f

'

A'

(h

a'

)

y

s

b01

cf

y(s

s)

0.25

f

(3)

驗(yàn)算條件(相對受壓區(qū)高度)：s

2s1s1

s

c

0RE

bs1,

As

2

As

,

A

A

AA

f

h

M

M

'(2)求上部受拉鋼筋比受壓鋼筋多的那一部分面積：即

Ab

/

At

0.5s

s驗(yàn)算條件(一級框架)：As

/As

0.5ubM1REMu

1

s

fc

(hbo

0.5x)

M

M

(1-1)梁端受壓鋼筋抵抗的負(fù)彎矩梁端下部受壓鋼筋為拉通跨中受拉鋼筋所以按已知受壓鋼筋面積(跨中)進(jìn)行設(shè)計。as

60,

as

40,

hbo

600

60

540設(shè)受拉鋼筋為兩層(面積待求)，受壓鋼筋為單層則：受壓鋼筋抵抗的彎矩受壓區(qū)注意：先設(shè)出層數(shù)(面積待求)為了能夠計算h0截面抵抗矩系數(shù)αs求得αs后兩者可查表得到，也可以利用上式計算αs隨ξ的增加而增加當(dāng)ξ達(dá)到界限ξb時，也達(dá)到其最大值αs,max即可滿足只要滿足：s

s,max

b截面抵抗矩系數(shù)：s

(1

0.5

)內(nèi)力臂系數(shù)：

s

1

0.5鋼筋b

ss,maxHRB2350.5180.7410.384HRB3350.550.7250.400HRB400(RRB400)0.6140.6930.426

x

/

h0

0.25

b

x

/

h0

0.35

b注意：（1-2）求截面抵抗矩系數(shù)α當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級

C50時：1

1.0當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級

C50時：1

1.0當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級

C80時：1

0.94介于兩者之間時，按線性內(nèi)插法確定（2）配上部受拉鋼筋根據(jù)求得的截面抵抗矩系數(shù)：s

0.21sAt

A

A

A

A

As

s1

s

2

s1

sAs

2

As梁端上部(top)受拉鋼筋面積:(3)

框架梁縱向鋼筋配筋率的規(guī)定（1）最小配筋率：對有組合的框架梁，為保證必要的延性和一定的承載力儲備，受拉鋼筋配筋率不應(yīng)小于表6-1的規(guī)定一級框架梁：As

/As

0.5二、三級框架梁：As

/As

0.3(2)

受壓鋼筋不能太少：有受壓區(qū)混凝土過早壓碎而很快降低承載力，為提高延性，在梁端箍筋加密區(qū)范圍內(nèi)，縱向受壓鋼筋截面面積應(yīng)滿足：砼抗拉強(qiáng)度/鋼筋屈服強(qiáng)度組合的框架梁，為防止截面(3)相對受壓區(qū)高度不能太大(最大配筋率)：二、三：

x

/h0

0.35

b一級：

x

/

h0

0.25

b(3)

檢查配筋率條件構(gòu)造要求：一級框架梁：As

/As

0.5二、三級梁：As

/As

0.3一級框架二、三級框架：

x

/h0

x

/

h0

0.25

0.35(6

1)0

1

cf

y(s

s)h

f

x

印刷錯誤配筋率例題－B端正彎矩配筋(二)梁端截面正彎矩配筋(考慮下部為受拉區(qū))：頂部鋼筋面積>底部鋼筋面積，所以為保證受壓鋼筋達(dá)到其強(qiáng)度設(shè)計值，受壓區(qū)高度最低為：uM1REM

x

2a'M

Ab

f

(h

a)u

s

y

0經(jīng)驗(yàn)算滿足設(shè)計表達(dá)式：比較(540-40)驗(yàn)算表明在跨中受力鋼筋拉通就足以抵抗正彎矩例題－A端配筋(四)A端配筋與B端過程相同，采用底部鋼筋拉通到A受拉鋼筋面積相對受壓區(qū)高度和拉壓鋼筋面積驗(yàn)算抵抗正彎矩驗(yàn)算雙筋截面設(shè)計框圖框架梁的抗剪設(shè)計和驗(yàn)算1、梁截面—箍筋肢距和配筋率2、剪力設(shè)計值的強(qiáng)剪弱彎調(diào)整3、沿梁長度方向-箍筋間距和加密區(qū)4、破壞形態(tài)——保證剪壓破環(huán)避免出現(xiàn)斜壓和斜拉破壞剪跨比——過大出現(xiàn)斜拉破壞剪壓比——過大出現(xiàn)斜壓破壞箍筋防止剪壓破壞框架梁復(fù)合箍筋必須設(shè)置復(fù)合箍筋的情況：梁寬>400mm，且一層縱筋多于3根梁寬≤400mm，且一層縱筋多于4根箍筋最大肢距(mm)：箍筋配筋率在配筋量適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，梁抗剪承載力隨箍筋的數(shù)量和箍筋的強(qiáng)度的提高而大幅增長；注意：這里所說的是同一個截面內(nèi)箍筋的數(shù)量——肢數(shù)bsn

:同一截面內(nèi)的箍筋肢數(shù)Asv1：單肢箍筋的截面面積(nAsv1

Asv

)b,s：截面寬度和沿構(gòu)件長度的箍筋間距

nAsv1sv配箍率(箍筋配筋率)

sv

0.26

ft

/

f

yv沿三、四級框架梁全長箍筋的面積配筋率配箍率是決定箍筋間距的條件之一(對通常只對非加密區(qū)驗(yàn)證)抗剪承載力與配箍率和箍筋強(qiáng)度斜截面受剪承載力隨配箍率ρsv及箍筋強(qiáng)度fyv的增加而而幾乎線性增加。但考慮到延性，不宜采用高強(qiáng)度鋼筋做箍筋截面高度的增加，抗剪承載力也增加；但達(dá)到一定高度后，增加緩慢(尺寸效應(yīng))sv

0.26

ft

/

f

yv沿三、四級框架梁全長箍筋的面積配筋率縱筋對抗剪承載力的影響縱筋配筋率增加縱筋配筋率，抗剪承載力也增加承載力驗(yàn)算中不計這部分抗剪能力(保留作為安全儲備)。對于受集中荷載的梁：第一個集中荷載作用點(diǎn)到支座邊緣之距a（剪跨跨長）與截面的有效高度h0之比稱為剪跨比λ：λ＝

a/

h0注意到M=aV則得到廣義剪跨比：λ＝

M/

Vh0梁的剪跨比(受集中荷載的梁)剪跨比對破壞形態(tài)和承載力的影響剪跨比對不配箍筋和彎起鋼筋的梁破壞形態(tài)承載力的影響顯著。隨著剪跨比的增加，梁的抗剪承載力明顯降低。對配有腹筋的梁：配箍率較低時剪跨比影響大，配箍率較高時剪跨比影響很小。剪跨比小－斜壓破壞，過大－斜拉破壞。適中－剪壓破壞。剪壓破壞的特征為：箍筋受拉屈服，剪壓區(qū)混凝土壓碎?？辜舫休d力與剪跨比和砼強(qiáng)度的關(guān)系截面和配筋率相同，剪跨比不同的五個梁。抗剪承載力均隨混凝土強(qiáng)度的增加而增加剪跨比小時，混凝土能力發(fā)揮得好。但是，斜壓破壞也是所不希望的斜拉破壞斜壓破壞斜截面抗震和非抗震設(shè)計的差異剪力設(shè)計值采用強(qiáng)剪弱彎調(diào)整后的值Vb。斜截面承載力計算公式中的系數(shù)不同。不采用彎起鋼筋抗剪。需進(jìn)行梁端的剪壓比驗(yàn)算，以確認(rèn)尺寸。增加對梁端箍筋加密區(qū)及其構(gòu)造要求。最大間距限制(加密區(qū)s≤100)最小箍筋配筋率限制(非加密區(qū))最大肢距限制(可能需要采用復(fù)合箍筋)6.縱筋的搭接和錨固長度要求更加嚴(yán)格注意：剪跨比、剪壓比驗(yàn)算應(yīng)事先進(jìn)行l(wèi)b

b(M

M

r

)l

V

V

n

b

GbVGb

:梁在GEK作用下按簡支梁分析的梁端截面剪力設(shè)計值；重力荷載代表值GEK＝恒荷載+0.5活荷載

(抗震P.88)GbnbGbnbll

Vb

VbV

b

b

V(

M

l

M

r

)V

1.1

b

b

V(

M

l

M

r

)時，產(chǎn)生此彎矩時所對應(yīng)的剪力。平衡梁端剪力設(shè)計值按強(qiáng)剪弱彎調(diào)整梁的凈跨對此取矩注意符號：r=rightM

l

M

rlnVb

Vb

b

b

VGb兩個公式，三個數(shù)，取大值梁端截面剪力設(shè)計值的調(diào)整9度和一級框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合：M

lVb

M

rln

1.1

bua

bua

VGb---梁在重力荷載代表值GEK

（9度時

建筑還應(yīng)包括豎向

作用標(biāo)準(zhǔn)值）作用下，按簡支梁分析的梁端截面剪力設(shè)計值；M

l

,

M

rb

b--分別為梁左、右端逆時針或順時針方向正截面組合的彎矩設(shè)計值;Vb---梁的剪力增大系數(shù)，一級為1.3,二級為1.2,三級為1.1。lnVGb---梁的凈跨；bubuaM

l、M

r---分別為梁左、右端逆時針或順時針方向根據(jù)實(shí)配鋼筋面積(考慮受壓筋)和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計算的抗彎承載力所對應(yīng)的彎矩值一、二、三級框架梁兩端Vb取大值關(guān)于

的計算bua

bua取實(shí)配的縱向鋼筋截面面積乘以縱向受拉鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(非強(qiáng)度設(shè)計值)不等式改為等式，并在等式右邊除以梁的正截面承載力抗震調(diào)整系數(shù)(0.75)。應(yīng)分別按順時針和逆時針方向進(jìn)行計算，并取其較大值。注：兩端配筋不同，所以按實(shí)配鋼筋得到的結(jié)果不同。M

l和M

rbualbuan

b

GblnM

llnM

lVb

Vb

Vb

M

r

M

rVGb

bua

bua

M

rl

V

V

MVb

1.1

bua bua

VGb框架梁抗剪設(shè)計步驟(配箍筋)強(qiáng)剪弱彎調(diào)整獲得加密區(qū)剪力設(shè)計值Vb用Vb進(jìn)行剪壓比驗(yàn)算截面尺寸(避免斜壓破壞)確定加密區(qū)長度和箍筋肢數(shù)(復(fù)合箍筋的情況)抗剪承載力驗(yàn)算決定加密區(qū)Av/s構(gòu)造要求決定加密區(qū)箍筋間距(≥100mm)用組合剪力設(shè)計值計算非加密區(qū)Av/s按最小箍筋配筋率要求和≤200mm決定非加密區(qū)箍筋間距s例題P.169

設(shè)計AB跨的梁梁的組合剪力設(shè)計值例題－剪力設(shè)計值強(qiáng)剪弱彎調(diào)整注：B端正彎矩和A端負(fù)彎矩進(jìn)行組合(

力從框架右端作用)：216

460

183

.1

614.6M

l

M

rb

b在兩種情況下，應(yīng)取大值300.8。實(shí)際上可以通過比較下式?jīng)Q定采用哪種rln1.3(

4602)16

2741k2N516.51.6MMl

Vb

1.3

b b

VGb需要減去框架柱的尺寸才是凈跨ln注意：與剪力墻連梁不同一、二、三級框架梁兩端Vb取大值A(chǔ)端正彎矩和B端負(fù)彎矩進(jìn)行組合(

力從框架左端作用)：注意符號系統(tǒng)例題－一級框架調(diào)整M

l9度和一級框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合：VbVGb

M

r

1.1

bua

bualn例題－最終確定剪力設(shè)計值注意：三級框架:只需比較AB梁端的計算結(jié)果取大值(本題為300.8kN)。一級框架:需要以上兩組公式得到的結(jié)果取大值作為設(shè)計值。所以此處設(shè)計值取定為Vb=324.1kN(前面為274kN和300.8kN)根據(jù)前面的計算結(jié)果：A端正彎矩和B端負(fù)彎矩進(jìn)行組合：一級框架需要進(jìn)行這個調(diào)整然后才能確定剪力設(shè)計值fcV

/

bh0剪壓比：截面內(nèi)平均剪應(yīng)力與混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計值之比：V

---梁端部截面剪力設(shè)計值；fc

---混凝土

抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；b---梁的截面有效高度；---梁的截面寬度；

RE

---承載力抗震調(diào)整系數(shù)。剪壓比不宜過大,否則混凝土?xí)^早發(fā)生斜壓破壞,箍筋不能充分發(fā)揮作用,它對構(gòu)件的變形能力也有顯著影響。不能滿足剪壓比要求時，要加大截面尺寸或提高混凝土強(qiáng)度等級。盡管這里是對截面尺寸的限值，但是無法在結(jié)構(gòu)計算前決定－因?yàn)檫@里需要采用梁端部截面組合的剪力設(shè)計值?？蚣芰?柱)截面的剪壓比強(qiáng)剪弱彎調(diào)整后的剪力設(shè)計值Vb無有組合：組合：跨高比大于2.5的框架梁(6

5b)c

c

0V

1

(0.20

f

bh

)RE(6

5c)c

c

0V

1

(0.15

f

bh

)RE剪壓比限值(6

5a)V

0.25c

fcbh0框架梁剪力設(shè)計值應(yīng)符合下式：跨高比不大于2.5的框架梁cc

RE

c

RE

c0V

f

0.25

,

0.20

,

0.15bhc：混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)，強(qiáng)度等級

C50時，c

1.0強(qiáng)度等級

C80時，c

0.8；其間按線性插值。注意：此處公式中的V就是前述Vb。是剪力設(shè)計值(計算剪跨比時用的是計算值）例題中采用（6-5b）驗(yàn)證剪壓比限制滿足要求。(P.172)對深梁的剪壓比要求高例題-梁端截面剪壓比驗(yàn)算c：混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)，強(qiáng)度等級

C50時，c

1.0強(qiáng)度等級

C80時，c

0.8；其間按線性插值?？绺弑龋?/p>

6500

10

2.5600c

c

0RE(6

5b)V

1

(0.20

f

bh

)決定箍筋間距s的條件00sA1.25

fhyvt

0b

REsyyvREb

t

0h

)(64)

bAsy

V

0.42

f

bh

s所以：有

作用組合：V

1

(0.42

f

bh

1.25

fsv

0.26

ft

/

f

yv沿框架梁全長箍筋的面積配筋率式中

ft

—混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計值；bV

—

梁端剪力設(shè)計值(經(jīng)強(qiáng)剪弱彎調(diào)整后的值)b

,

h0—截面寬度和截面有效高度；fｙv

—箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值；Asv

—配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積，等于nAsvl其中，n為在同一截面內(nèi)箍筋的肢數(shù)，Asvl為單肢箍筋的截面面積；s

—沿構(gòu)件長度方向箍筋的間距

γRE＝0.85(注意正截面設(shè)計采用0.75)梁斜截面受剪承載力驗(yàn)算00sh

)sAAsyyvt

0REbsyyvh

)

(6

4b)1

(0.42

f

bh

1.25

f(6

4a)有

作用組合：V

無

作用組合：Vb

(0.7

ft

bh0

1.25

f例題－加密區(qū)箍筋4ssAyv

h0fAsy

0.42

ft

bh0

1.25

Vb

RE1

RE所以：有決定加密區(qū)箍筋100118

1.33

1.33

,sysyAA注意箍筋間距要取小值：11.2/

5

f

hsAh0

)yv

0b

RE

t

0syAsy

sRE

V

0.42

f

bh

有

作用組合：Vb

(0.42

ft

bh0

1.25

f

yv截面寬度小于

350mm時一般配雙肢箍筋.本例中

b=300非加密區(qū)—按組合剪力設(shè)計梁非加密區(qū)箍筋不宜大于加密區(qū)箍筋間距的2倍本題中加密區(qū)箍筋間距為100mm。0/ 1.25

f

hsh

)sAyv

0AsysyyvREb

t

0

Vb

RE

0.42

ft

bh0

有 作用組合：V

1

(0.42

f

bh

1.25

f一級抗震：sv

0.30

ft

/f

yv沿框架梁全長箍筋的面積配筋率沿梁全長箍筋的面積配筋率sv

應(yīng)符合下列規(guī)定(P.154)：一級抗震等級二級抗震等級(6-8c)

0.30

ft

/

f

yv

0.28

ft

/

f

yvsvsv三、四抗震等級sv

0.26

ft

/f

yv非加密區(qū)面積配筋率滿足要求，則加密區(qū)也滿足砼抗拉強(qiáng)度/箍筋屈服強(qiáng)度(與梁縱筋最小配筋率比較)(6-8b)沿梁長度—箍筋間距與加密區(qū)梁端塑性鉸區(qū)：1~2倍梁高箍筋加密區(qū)：1.5~2倍梁高或500mm加密區(qū)箍筋的作用1.提高塑性鉸區(qū)的延性－約束混凝土的作用2.防止混凝土壓潰前受壓鋼筋屈曲3.抗剪實(shí)現(xiàn)強(qiáng)剪弱彎注意：高度大于350mm時，加密區(qū)長度就大于500mm框架梁中箍筋的構(gòu)造要求-間距與肢距梁端受拉縱筋配筋率大于2%時，表中最小箍筋直徑應(yīng)增加2mm?？蚣芰悍羌用軈^(qū)箍筋最大間距≤2×加密區(qū)的間距箍筋肢距：一級：箍筋肢距

max{200mm,20d}二、三級：箍筋肢距

max{250mm,20d}四級：箍筋肢距

300mm無組合梁箍筋的最大間距梁高h(yuǎn)V

0.7

ftbh0V

0.7

ftbh0150

h

300mm150200300

h

500mm200300500

h

800mm250350800mm300400當(dāng)時，箍筋的配筋率尚不應(yīng)小于V＞0.7

f

bht

0ssv(b

Asv

)yvt0.24

f

/

f作用梁端形成塑 前后均需滿足強(qiáng)剪弱彎。約束砼以便提高梁端塑性鉸區(qū)變形能力。提高混凝土的延性ⅱ.梁端箍筋加密要求加密區(qū)的長度、箍筋直徑、箍筋間距（見表6-2）。加密區(qū)的箍筋肢距≤200mm和20d箍中大者（一級）≤250mm和20d箍中大者（二、三級）≤300mm（四級）梁端箍筋加密區(qū)間距和肢距框架梁的構(gòu)造措施本節(jié)內(nèi)容前面已經(jīng)完成了部分，以下是剩余部分和一些補(bǔ)充閱讀材料最小截面尺寸相對受壓區(qū)高度和縱向鋼筋最小配筋率梁端箍筋加密區(qū)要求箍筋構(gòu)造對框架梁截面尺寸和材料的限制如果不能滿足以下任何一個限制，則需要修改初選的材料或尺寸。承載力對截面尺寸和材料的限制在承載力驗(yàn)算中需滿足要求(2)剪壓比限值

(3)構(gòu)造要求RE

cRE

cc

0

cV

f

0.25

,

0.20

,

0.15bh在一般荷載情況下，框架梁截面高度可按(1/10~1/18)梁跨度，且不小于400mm,也不宜大于1/4凈跨，梁的寬度不宜小于1/4梁高，且不應(yīng)小于200mm。具體表達(dá)如下：截面尺寸bb×hbbb≥200mm

（薄腹梁易剪切破壞,絕對值限制）hb/bb≤4(或hb/bb≥0.25)

（薄腹梁易剪切破壞，相對值）ln/hb≥4

（深梁容易產(chǎn)生剪切破壞）（剛度要求）10

18b

0（4）

h

(

1

~

1

)l框架梁截面尺寸要求l0

:梁的計算跨度）ln

:梁的凈跨度例題－梁截面滿足要求驗(yàn)算寬度b=300>200mm (滿足要求)hb/bb=600/300=2<4 (滿足要求)ln/bb=5900/300≈20>4 (滿足要求)hb/lb=600/6500

≈

1/10.8 (滿足要求)對框架梁鋼筋的要求(《抗震規(guī)范》強(qiáng)制性條文3.9.2)縱向受力鋼筋：HRB335（II）級HRB400（III）級箍筋：HPB235（

I）級HRB335（II）級一、二級框架縱向受力鋼筋采用普通鋼筋時：抗拉強(qiáng)度實(shí)測值/屈服強(qiáng)度實(shí)測值≧1.25屈服強(qiáng)度實(shí)測值/強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值≤1.30本例題中：三、四級框架梁縱筋構(gòu)造要求四級無此要求以下四個頁面中的構(gòu)造要求，只是針對三、四級框架－畢業(yè)設(shè)計中可能遇到的框架。于0.35;（2)梁端或任何可能屈服截面處，下部與上部配筋量的（3)沿梁全長頂面和底面的配筋，一二級不應(yīng)少于214且分別不應(yīng)少于梁兩端頂面和底面縱向配筋中較大截面面積的1/4，三四級不應(yīng)少于212。框架梁縱向鋼筋與延性(對正截面設(shè)計中幾個規(guī)定的解釋)為了提高梁的正截面塑性鉸轉(zhuǎn)動延性，梁的縱向配筋率不宜過高。為此，框架梁的縱向配筋應(yīng)符合下列要求：（1)梁端最大配筋率：梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不應(yīng)大于2.5%；且梁端截面的受壓區(qū)相對高度（即截面受壓區(qū)高度與有效高度比）滿足：一級不應(yīng)大于0.25,二、三級不應(yīng)大

x

/h0

0.25

b

一級

x

/h0

0.35

b

二、三級s

sA

/

A

0.5比值，一級不應(yīng)小于0.5,二三級不應(yīng)小于0.3。一級框架梁：二、三級框架梁：As

/As

0.3縱向鋼筋的構(gòu)造要求梁截面上部和下部至少應(yīng)各配置兩根通長縱向鋼筋，其截面面積不應(yīng)小于梁支座處上部鋼筋中較大截面面積的四分之一；且對抗震等級為一、二級時，鋼筋直徑不應(yīng)小于

14mm；三、四級時，鋼筋直徑不應(yīng)小于12mm。這個規(guī)定主要是考慮在 作用時，樓面可能無活荷載，梁端彎矩變號點(diǎn)可能會向跨中延伸。可在節(jié)點(diǎn)處搭接，但要符合錨固長度要求這根鋼筋不能太粗。不能在節(jié)點(diǎn)截斷(最小配筋率要求：為保證有必要的延性和具有一定的承載力儲備，縱向受拉鋼筋的配筋率不應(yīng)小于表6-1的規(guī)定縱向鋼筋的構(gòu)造要求－閱讀材料表6-1梁端截面配筋要求圖解（三、四級）如果沒有標(biāo)注抗震等級，則對三級和四級兩者都適用。如果僅標(biāo)注三級，則意味著對四級不做要求(下同)梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不應(yīng)大于2.5%梁端下部與上部配筋量的比值，不應(yīng)小于0.3(三級)上下配筋要使得ξ<0.35(三級)上下各要有不少于1/4面積,且至少為2Φ12的鋼筋貫通梁全長梁跨中截面配筋要求圖解（三、四級）梁截面上部和下部至少應(yīng)各配置兩根通長縱向鋼筋(在角部)，其截面面積不應(yīng)小于梁支座處上部鋼筋中較大截面面積的1/4。且不小于2Φ12≧450需設(shè)腰筋宜用拉筋連接，拉筋直徑與箍

筋相同,可采用10mm腰筋的直徑宜

偏小取用，長

度貫通梁全長，在節(jié)點(diǎn)處符合

錨固要求框架梁的縱向構(gòu)造鋼筋(腰筋)當(dāng)梁扣除翼板厚度后的截面高度大于或等于450mm時，在梁的兩側(cè)沿高度各配置梁扣除翼板后截面面積的0.1%縱向構(gòu)造鋼筋，其間距不應(yīng)大于200mm，縱向構(gòu)造鋼筋的直徑宜偏小取用，其長度貫通梁全長，柱內(nèi)長度按受拉錨固長度，如接頭應(yīng)按受拉搭接長度考慮。梁兩側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋宜用拉筋連接，拉筋直徑一般與箍筋相同，當(dāng)箍筋直徑大于10mm時，拉筋直徑可采用10mm，拉筋間距為非加密箍筋間距的2倍。梁腰筋的有關(guān)問題匯總-閱讀材料hw>=450mm，Hw=有效高度-翼緣厚度（砼10.2.16）hw：H-保護(hù)層厚-DIA/2-翼緣厚度間距不大于200mm每側(cè)〉A(chǔ)S_YAO=0.1%As(b*hw)程序配筋計算中，計算配筋疊加到梁的上、下縱筋，(AS_TOR-2*AS_YAO)/2計算結(jié)果中AS_TOR有值，則為抗扭縱向筋，否則構(gòu)造腰筋兩者的錨固（搭接）長度不一樣（a）15d（b）la或lae（錨固）

Ll或Lle（搭接）腰筋最小直徑14，均為抗扭縱筋主、腰筋均按受拉鋼筋錨固在柱內(nèi)箍筋構(gòu)造箍筋的肢距一級：二、三級：四級：不宜大于max{200mm,

20d}不宜大于max{250mm,

20d}不宜大于300mm梁的箍筋應(yīng)有135度彎鉤，彎鉤端部直段長度不應(yīng)小于10d，d為箍筋直徑三、四級框架箍筋構(gòu)造要求關(guān)于箍筋加密的簡單

：梁柱端箍筋加密區(qū)長度不小于500mm(梁高>300加密區(qū)必大于500)梁柱端加密區(qū)箍筋間距不小于100mm梁柱非加密區(qū)箍筋間距都不能大于2倍加密區(qū)間距。三、四級框架梁箍筋構(gòu)造要求四級為6mm四級為8mm四級為僅300mm框架梁中箍筋的補(bǔ)充構(gòu)造要求當(dāng)梁中配有計算需要的縱向受壓鋼筋時，箍筋應(yīng)作成封閉式，箍筋的間距在綁扎骨架中不應(yīng)大于15d，在焊接骨架中不應(yīng)大于20d(d為縱向受壓鋼筋的最小直徑)，同時在任何情況下均不應(yīng)大于400mm；當(dāng)一層內(nèi)的縱向受壓鋼筋多于3根時，應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋；當(dāng)一層內(nèi)的縱向受壓鋼筋多于5根且直徑大于18mm時，箍筋間距不應(yīng)大于10d；當(dāng)梁的寬度不大于400mm，且一層內(nèi)的縱向受壓鋼筋不多于4根時，可不設(shè)置復(fù)合箍筋；在受力鋼筋搭接長度范圍內(nèi)應(yīng)配置箍筋，箍筋直徑不宜小于搭接鋼筋直徑的0.25倍；箍筋間距：當(dāng)為受拉時不應(yīng)大于搭接鋼筋較小直徑的5倍，且不應(yīng)大于100mm；當(dāng)為受壓時不應(yīng)大于搭接鋼筋較小直徑的10倍，且不應(yīng)大于200mm。當(dāng)受壓鋼筋直徑大于25mm時，應(yīng)在搭接接頭兩端面外100mm范圍內(nèi)各設(shè)置兩根箍筋。關(guān)于框架結(jié)構(gòu)中的次梁－閱讀材料框架結(jié)構(gòu)中的次梁是樓板的組成部分。次梁的作用是把豎向荷載傳遞給框架梁。次梁不按抗震設(shè)計。不考慮其延性，不需進(jìn)行抗震驗(yàn)算。次梁的箍筋按剪力確定次梁按非抗震的構(gòu)造要求進(jìn)行?？蚣苤拐鹪O(shè)計抗震設(shè)計的框架柱的震害規(guī)律匯總柱的破壞程度重于梁和板。同一層中長、短柱并存，短柱破壞重。普通箍筋柱破壞大于螺旋箍筋柱。柱頂?shù)钠茐拇笥谥?。角柱破?gt;邊柱破壞>中柱破壞Olive

View

醫(yī)院框架柱的概念設(shè)計要點(diǎn)減小軸壓比：加大斷面、提高砼強(qiáng)度柱的最終破壞是混凝土被壓碎，所以采用等級較高的混凝土對提高柱的抗壓能力有利。防止出現(xiàn)小偏心受壓破壞。改善混凝土的受力狀態(tài)：加密箍筋強(qiáng)柱弱梁，使柱盡量不出現(xiàn)塑性鉸；出現(xiàn)塑性鉸后要有足夠的延性和耗能能力強(qiáng)柱弱梁不能完全保證在柱端不出現(xiàn)塑性鉸。在彎曲破壞前不發(fā)生剪切破壞，使柱由足夠的抗剪能力；注：以上兩項通過要求較高的構(gòu)造措施實(shí)現(xiàn)。不宜用高強(qiáng)度鋼筋作受壓鋼筋混凝土的極限壓應(yīng)變?yōu)?.33%，采用低強(qiáng)度的鋼筋則破壞時，鋼筋已經(jīng)達(dá)到屈服，充分發(fā)揮了作用，而若用高強(qiáng)度鋼筋，混凝土破壞時，鋼筋仍保持彈性，沒有充分發(fā)揮作用。影響柱延性耗能的主要因素剪跨比：不能過小軸壓比：不能過大重視箍筋的作用抗剪約束混凝土防止縱筋壓屈與梁相比，框架柱的變形能力比較差，但是柱在結(jié)構(gòu)中的地位比梁重要，所以要對它的變形能力作的要求。框架柱的剪跨比—框架柱的剪跨比。反彎點(diǎn)位于柱高中部的框架柱，可取柱凈高與計算方向2倍柱截面有效高度之比值；—柱端截面

調(diào)整的組合彎矩計算值，可取柱上、下端的較大值；—柱端截面與組合彎矩計算值對應(yīng)的組合剪力計算值；(剪跨比小說明剪力大)M

cV

c框架柱的剪跨比式中c0c

c

M

/(V

h

)剪跨比需取柱兩端計算結(jié)果的較大值長柱(壓彎破壞)：

2(應(yīng)避免)極短柱(斜拉破壞)：

1.5短柱(剪壓破壞)：1.5

2(計算方向上柱的)截面有效高度。在水平 作用下，梁、柱的剪跨比可以直接通過梁的跨高比和柱的高寬比表示。設(shè)反彎點(diǎn)在構(gòu)件(反彎點(diǎn)處彎矩為零)框架梁bllcVbVcMbcM

1

跨高比20bb

0bbb

0bb2

h

1

lbV

hlb2VV

hMb

框架柱

1

高寬比20cc

0ccc

0cc2

h

1

lcV

hlc2VV

hMc

軸壓比bc

hcNn

N

bc

hc

fc

fc其中：N

為組合軸壓力設(shè)計值(最大軸力)；bc、hc為截面的邊長；fc為混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計值。軸壓比＝平均壓應(yīng)力/砼抗壓強(qiáng)度設(shè)計值實(shí)驗(yàn)表明：隨著軸壓比的增大，柱的極限抗彎承載力提高，但是極限變形能力、耗散能量的能力都降低。柱的破壞由大偏心受壓變成小偏心受壓破壞。軸壓比對短柱的影響更大。軸壓比用hc剪跨比用hc0關(guān)于軸壓比的若干結(jié)論1、軸壓比對柱的破壞形態(tài)和延性有重要影響(a)軸壓比較小時，柱截面受壓區(qū)高度較小，受拉鋼筋首先屈服，屬大偏心受壓破壞，破壞時柱有較大變形，屬于延性破壞?？蚣苤话銘?yīng)控制為大偏心受壓。(b)軸壓比較大時，柱截面受壓區(qū)高度較大，破壞時受拉鋼筋并未屈服，屬小偏心受壓破壞，破壞時柱的變形較小，屬于脆性破壞2、盡管加密箍筋對提高柱的延性會有作用，隨著軸壓比的增加，這種作用會愈來愈小。3、滿足軸壓比限值可以保證框架柱有足夠的延性，但不一定能保證大偏壓。4、不能滿足軸壓比限值時，應(yīng)增加柱截面面積或提高混凝土強(qiáng)度等級。框架柱軸壓比限值注中給出可以縮小柱截面的若干措施放大打印的結(jié)果見下頁關(guān)于軸壓比限值的注(閱讀材料)位于IV類場地上的 建筑，當(dāng)其基本自振周期大于場地特征周期時，其軸壓比限值宜適當(dāng)減??；當(dāng)沿柱全高采用井字復(fù)合箍，箍筋間距不大于100mm、肢距不大于200mm、直徑不小于12mm時，柱軸壓比限值可增加

0.10；當(dāng)沿柱全高采用復(fù)合螺旋箍，箍筋螺距不大于100mm、肢距不大于200mm、直徑不小于12mm且含箍特征值不小于表6-5中復(fù)合箍的配箍特征值時，柱軸壓比限值可增加0.10；當(dāng)沿柱全高采用全連續(xù)的復(fù)合螺旋箍，且螺距不大于80mm、肢距不大于200mm、直徑不小于10mm軸壓比限值可增加0.10。以上三種配箍類別的含箍特征值應(yīng)按增大的軸壓比由表6-4求出；當(dāng)柱縱向鋼筋的配筋量比計算或構(gòu)造所需之面積另外再增加不小于柱面積0.8%，且此種鋼筋配置于柱截面的并與箍筋綁扎時，柱軸壓比限值可再增加0.05。軸壓比對柱截面面積的要求如果軸壓比不能滿足表中的要求，應(yīng)增加截面面積，以降低軸壓比按軸壓比的公式，有

作用組合時柱所需截面面積為：cc

c

cnfA

b

h

NNAc

fcn

注：根據(jù)材料和截面尺寸，可以用軸壓比限值直接得到軸力最大值的限值。據(jù)此可根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)估算。N

(1.05

~

1.1)NvccfA

N(2)有水平作用組合時N

Nv

為增大系數(shù)，框架結(jié)構(gòu)外柱取1.3,不等跨內(nèi)柱取1.25，等跨內(nèi)柱取1.2；框剪結(jié)構(gòu)外柱取1.1~1.2，內(nèi)柱取1.0?？蚣苤孛娉叽绲墓浪闫渲蠳

的計算：(1)僅有風(fēng)荷載作用或無 作用組合時框架柱截面尺寸，可根據(jù)柱支承的樓層面積計算由豎向荷載產(chǎn)生的軸力設(shè)計值Nv，(荷載分項系數(shù)可取1.25)，按下列公式估算柱截面積Ac，然后再確定柱邊長?？蚣苤孛嬖O(shè)計步驟獲得柱端截面組合彎矩計算值(例題中為給定)驗(yàn)算軸壓比－抗震設(shè)計軸壓比限值更嚴(yán)格進(jìn)行強(qiáng)柱弱梁調(diào)整得到彎矩設(shè)計值。按一般鋼筋混凝土偏心受壓柱進(jìn)行設(shè)計（角柱按雙向受彎構(gòu)件設(shè)計）計算偏心距、判斷大小偏心受壓確定縱向鋼筋面積按配筋率要求最終決定配筋量As按最小間距200mm的要求決定縱筋根數(shù)注：此過程中需要滿足配筋率等抗震構(gòu)造要求。注：蘭色字體部分是抗震與非抗震設(shè)計的區(qū)別柱壓彎承載力驗(yàn)算例題設(shè)計底層中柱柱的組合彎矩剪力設(shè)計值H框架柱最不利內(nèi)力組合與最大內(nèi)力框架柱的某個最大內(nèi)力不一定出現(xiàn)在最不利內(nèi)力組合設(shè)計值中。軸壓比計算中要求采用最大軸力：Nmax框架柱抗震設(shè)計同樣要根據(jù)大偏心或小偏心柱來決定采用何種組合作為最不利內(nèi)力。例題—第一步－驗(yàn)算軸壓比不滿足此要求要增加截面面積，所以需首先驗(yàn)算軸壓比軸壓比計算中要求采用最大軸力。第二步：柱端彎矩設(shè)計值的調(diào)整－基本概念根據(jù)強(qiáng)柱弱梁原則，要求柱端彎矩設(shè)計值滿足以下條件柱彎矩和＝強(qiáng)柱系數(shù)×梁中彎矩之和強(qiáng)柱系數(shù)：一、二、三級框架分別取1.4,1.2,1.1夸大了柱端彎矩的設(shè)計值，使得柱端偏于安全。注意：頂層和底層強(qiáng)柱系數(shù)有所不同：為不使框架底層柱過早出現(xiàn)塑性鉸，規(guī)范規(guī)定：一、二、三級框架底層柱底截面組合的彎矩設(shè)計值應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.5、1.25、1.15頂層柱直接取組合值為設(shè)計值。柱彎矩設(shè)計值的強(qiáng)柱弱梁調(diào)整－－原理柱彎矩和＝強(qiáng)柱系數(shù)×梁中彎矩之和強(qiáng)柱系數(shù)：一、二、三級框架分別取1.4,1.2,1.1夸大了柱端彎矩的設(shè)計值，使得柱端偏于安全。關(guān)于符號的說明與梁/柱強(qiáng)剪弱彎類似—節(jié)點(diǎn)上、下柱端截面順時針或逆時針方向組合彎矩設(shè)計值之和。上、下柱端的彎矩，可按彈性分析的彎矩比例進(jìn)行分配；式中M

c—節(jié)點(diǎn)左、右梁端面逆時針或順時針方向組合彎矩設(shè)計值之和。節(jié)點(diǎn)左、右梁端均為負(fù)彎矩時絕對值較小一端的彎矩應(yīng)取零(相當(dāng)于把梁端彎矩和增加了)；—節(jié)點(diǎn)左、右梁端逆時針或順時針方向?qū)嵟涞恼孛婵拐鹗軓澇休d力所對應(yīng)的彎距值之和，可根據(jù)實(shí)際配筋面積和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定。Mb

M

bua例題－彎矩設(shè)計值1303>1116所以取柱端彎矩之和為1303按實(shí)配鋼筋承載力算得的彎矩和大，這里要強(qiáng)柱弱梁，取大值一級框架尚需滿足：梁正截面的計算結(jié)果例題－彎矩設(shè)計值的分配按原有比例分配c

M

b

1303cM

t【注意】規(guī)范要求：抗震設(shè)計時，一、二、三級框架結(jié)構(gòu)的底層柱底截面