高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-框架

1.預(yù)修課程：《結(jié)構(gòu)力學(xué)》、《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理（Ⅰ）》、《房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》、《結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》2.課程教材：東南大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、天津大學(xué)合編，《混凝土結(jié)構(gòu)·中冊混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》第5版，中國建筑工業(yè)出版社，2012年8月李國強(qiáng)、李杰、蘇小卒編，《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》第3版，中國建筑工業(yè)出版社，2009年4月3.參考書目：方鄂華編，《多層及高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》，地震出版社，2005年8月包世華、張銅生編，《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算（上、下冊）》，清華大學(xué)出版社，2005年12月4.課程考試采取閉卷，成績采用百分制記載。5.成績評定方式課程成績由四項(xiàng)構(gòu)成，即：課程作業(yè)、階段測試、集中考試、平時成績（含課堂討論、輔導(dǎo)答疑、出勤情況）。各項(xiàng)成績均以百分制評定，所占比例分別為：課程作業(yè)10%，階段測試10%、集中考試70%、平時成績10%。如學(xué)生未參加上述四項(xiàng)中的某一項(xiàng)或某幾項(xiàng)的學(xué)習(xí)或考核，則對應(yīng)項(xiàng)的成績以零分計(jì)。課程作業(yè)成績：在教學(xué)過程中，布置不少于3次課程作業(yè)，并以各次作業(yè)成績的算術(shù)平均值為本項(xiàng)成績。階段測試：在教學(xué)過程中，分階段進(jìn)行不少于1次隨堂測試，并以各次隨堂測試成績的算術(shù)平均值為本項(xiàng)成績。集中考試：在授課結(jié)束后，進(jìn)行一次閉卷考試，該次考試的成績即為本項(xiàng)成績。平時成績：在授課過程中，對課堂討論、輔導(dǎo)答疑、出勤情況進(jìn)行考核，考核次數(shù)共計(jì)不少于5次，學(xué)生如缺席某次考核，當(dāng)次考核成績以百分制的零分計(jì)。如因非學(xué)生原因出現(xiàn)其所選本門課程的授課時間與其他課程沖突的，學(xué)生應(yīng)按照學(xué)校及學(xué)院的規(guī)定及時辦理相關(guān)手續(xù)，并通知任課教師，然后方可不參加本門課程的課堂教學(xué)。高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第1章框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

框架結(jié)構(gòu)工程示例１.1框架結(jié)構(gòu)組成和布置由于高層建筑縱橫兩個方向都承受較大水平力，因此，在縱橫兩個方向都應(yīng)按框架設(shè)計(jì)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)主要由梁、柱(有時會有少量的剪力墻)和框架間填充墻組成。

按施工方法框架結(jié)構(gòu)有現(xiàn)澆式、裝配式和裝配整體式三種。1組成

(1)柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)布置要滿足生產(chǎn)工藝(廠房)、建筑功能的要求；柱網(wǎng)盡量對稱、規(guī)則、均勻；柱網(wǎng)布置使結(jié)構(gòu)受力合理(教材列出三種圖示情況0；柱網(wǎng)布置應(yīng)方便施工。橫向框架承重方案縱向框架承重方案2布置(2)承重框架的布置(結(jié)構(gòu)承重方案)雙向框架承重方案(3)變形縫的設(shè)置伸縮縫:

伸縮縫的最大間距沉降縫:

建筑物相鄰部位層數(shù)或荷載相差懸殊或地基土層壓縮性變化過大宜設(shè)沉降縫。要求相鄰單元可以自由沉降，并應(yīng)考慮由于基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生頂點(diǎn)位移的影響。防震縫：可以使體型復(fù)雜、平立面特別不規(guī)則的建筑，形成多個較規(guī)則的單元。防震縫的最小寬度是根據(jù)地震中縫兩側(cè)的房屋不發(fā)生碰撞的條件確定的。防震縫的最小寬度框架當(dāng)H≤15m時，δ=100mm

設(shè)防烈度為

6789度

H每增加5m4m3m2m

防震縫寬度增加20mm框架--剪力墻，縫寬為框架的70%剪力墻，縫寬為框架的50%縫寬均應(yīng)≥70mm

H按縫兩側(cè)較低的房屋高度確定;當(dāng)縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)體系不同時，防震縫寬度按不利體系考慮。在地震區(qū)，當(dāng)高層建筑設(shè)有伸縮縫或沉降縫時，其縫寬應(yīng)按防震縫寬度確定。在多高層建筑結(jié)構(gòu)中，可通過調(diào)節(jié)建筑平面、尺寸、體型，結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接方式、配筋，設(shè)置后澆帶、膨脹加強(qiáng)帶、分段施工、加強(qiáng)保溫隔熱等措施，盡量少設(shè)縫或不設(shè)縫。１.２框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和水平位移的近似計(jì)算方法1.2.1計(jì)算單元及計(jì)算簡圖1.計(jì)算單元

框架結(jié)構(gòu)為空間結(jié)構(gòu)，應(yīng)取整體結(jié)構(gòu)為計(jì)算單元，但對平面布置比較規(guī)則的框架結(jié)構(gòu)，計(jì)算中可將空間框架簡化為平面框架，選出一榀或幾榀有代表性的平面框架作為計(jì)算單元，每榀框架按其負(fù)荷面積承擔(dān)荷載?？蚣芙Y(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖示意恒荷載豎向活荷載風(fēng)荷載地震作用2.計(jì)算簡圖計(jì)算簡圖是由計(jì)算模型及其作用在其中的荷載共同構(gòu)成的。框架梁的跨度取柱子軸線間距離，當(dāng)柱截面變化時，取最小柱截面形心線間距離；柱長取建筑層高，底層算至基礎(chǔ)頂。當(dāng)有加腋梁時，若Im/I<4或hm/h<1.6，則不考慮支托影響。3.框架梁慣性矩考慮樓板的影響，現(xiàn)澆樓蓋，中框架梁取I=2I0，邊框架梁取I=1.5I0；裝配整體式樓蓋，中框架梁取I=1.5I0，邊框架梁取I=1.2I0。式中I0為矩形截面慣性矩。4.荷載計(jì)算

(1)樓、屋面恒載按結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸乘以材料容重標(biāo)準(zhǔn)值，得到面荷載(kN/m2)、線荷載(kN/m)和集中荷載值(kN).(2)樓屋面活荷載根據(jù)建筑不同的使用功能查荷載規(guī)范。

(3)風(fēng)荷載計(jì)算方法同單層廠房，

(4)水平地震作用底部剪力法、振型分解反應(yīng)譜法、彈性時程分析方法.1.2.2框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及側(cè)移計(jì)算1框架在豎向荷載作用下的近似計(jì)算方法──分層法假定：(1)框架在豎向荷載作用下，結(jié)點(diǎn)側(cè)移忽略不計(jì)；

(2)每層梁上的荷載對其他各層梁內(nèi)力的影響忽略不計(jì)。開口框架的支座設(shè)為固定端與實(shí)際不符。為消除由此帶來的誤差，除底層外，其它各層柱的線剛度均乘以

0.9，并取柱的彎矩傳遞系數(shù)為1/3。分層后，各開口框架的內(nèi)力可由彎矩分配法計(jì)算。最終彎矩取法為：框架梁的最終彎矩即為各開口框架算得的彎矩；框架柱的彎矩，由上下兩相鄰開口框架同一柱的彎矩疊加而得。最后算得的各梁柱彎矩在節(jié)點(diǎn)處一般不平衡，但誤差不大。如有需要，可將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩再分配一次。例題：用分層法計(jì)算下圖所示框架的彎矩圖，括號內(nèi)的數(shù)字表示每根桿件的線剛度i=EI/l分層后的開口框架：彎矩分配法的計(jì)算步驟：(1)、分配系數(shù)(2)、固端彎矩：根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊》或結(jié)構(gòu)力學(xué)教材查用，彎矩方向：對節(jié)點(diǎn)逆時針旋轉(zhuǎn)為正（可任意，但要統(tǒng)一）。(3)、分配節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩（不平衡彎矩為節(jié)點(diǎn)彎矩的代數(shù)和∑M）：首先分配有較大不平衡彎矩的節(jié)點(diǎn)（用－μ∑M計(jì)算各桿分配彎矩，并在其下劃一橫線，以示暫告平衡，此彎矩不再參與分配了），同時向桿的遠(yuǎn)端傳遞彎矩（梁和底層柱，傳遞系數(shù)為1/2，其他各層柱為1/3）作為遠(yuǎn)端的不平衡彎矩（此彎矩參與分配），依次分配其他各節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩并傳遞，待各桿不平衡彎矩小到可以忽略不計(jì)時，即可停止進(jìn)行。(4)、各桿端的最終彎矩：即為各桿端的固端彎矩、分配彎矩及傳遞彎矩的代數(shù)和。分配系數(shù)：固端彎矩：分配系數(shù)：-13.1313.13-7.327.32-13.138.774.3813.13-7.327.32-6.32-3.16→←-2.48-3.32-1.23←-1.24→-1.660.834.36-1.00.41→0.421.430.23←0.72-0.40-0.54-0.20-4.7715.05-13.620.774.77-0.771.59-0.26-1.43-0.48(單位：kN-m)2框架在水平荷載作用下的內(nèi)力近似計(jì)算──反彎點(diǎn)法(1)反彎點(diǎn)法的基本假定：（對于層數(shù)不多，柱截面較小，梁柱線剛度比＞3的框架，為簡化計(jì)算，可作如下假定。）1）在確定各柱剪力時，假定框架梁剛度無限大，即各桿端無轉(zhuǎn)角，且同一層具有相同的水平位移；2）底層柱的反彎點(diǎn)在距柱底2/3h處，其它各層柱的反彎點(diǎn)在1/2h處；

3）節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩按節(jié)點(diǎn)兩則梁線剛度比例進(jìn)行分配。(2)柱剪力與位移的關(guān)系：(3)各柱剪力值的確定：(4)計(jì)算步驟：1）按上面公式（4）求出框架中各柱的剪力；2）取底層柱的反彎點(diǎn)在距柱底2/3h處，其它各層柱的反彎點(diǎn)在1/2h處。3）求柱端彎矩：

底層柱上端底層柱下端其余各層柱上下端4）求梁端彎矩：邊跨外邊緣處的梁端彎矩中間支座處的梁端彎矩3框架在水平荷載作用下的內(nèi)力近似計(jì)算方法──D值法

D值法又稱改進(jìn)反彎點(diǎn)法。當(dāng)柱截面較大，梁柱線剛度比較小時，若采用反彎點(diǎn)法誤差較大。

D值法主要針對柱的抗側(cè)移剛度及反彎點(diǎn)位置進(jìn)行改進(jìn)，以求得較準(zhǔn)確的內(nèi)力解。(1)改進(jìn)后的柱抗側(cè)移剛度D：整體框架結(jié)構(gòu)梁柱單元變形對節(jié)點(diǎn)A建立力矩平衡條件對節(jié)點(diǎn)B建立力矩平衡條件以上兩式相加得柱剪力為令則修正后的抗側(cè)剛度式中柱側(cè)移剛度修正系數(shù)（又稱節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動影響系數(shù)）；柱的線剛度；層高。與反彎點(diǎn)法的抗側(cè)移剛度相比，可知D值法在計(jì)算柱的側(cè)移剛度時考慮了節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動帶來的影響（即），因此提高了計(jì)算精度。(2)柱的反彎點(diǎn)高度框架柱的反彎點(diǎn)高度可由下式計(jì)算：反彎點(diǎn)高度比；標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比，按教材附表10.1或表10.2查用；考慮上下層梁剛度不同時，反彎點(diǎn)向橫梁剛度較小的一側(cè)偏移，y1為對反彎點(diǎn)高度比的修正值，按教材表10.3查用；分別為考慮上下層層高變化時反彎點(diǎn)高度比的修正值，上層層高增加，反彎點(diǎn)上移；下層層高減小，反彎點(diǎn)上移。按教材表10.4查用。(查表所需參數(shù)：梁柱線剛度比K、總層數(shù)n及柱所在樓層j)(查表所需參數(shù)：上下層梁線剛度比I、梁柱線剛度比K)(查表所需參數(shù)：上下層層高比a、梁柱線剛度比K)底層頂層底層(3)D值法計(jì)算步驟當(dāng)按上述1、2中的方法求出各柱的D值及反彎點(diǎn)高度yh之后，框架的內(nèi)力計(jì)算步驟為：

1）各柱的剪力2）內(nèi)力計(jì)算步驟同反彎點(diǎn)法。第i根柱的D值;第i根柱所在樓層所有柱的D值之和;第i根柱所在樓層以上所有水平力之和。式中例題：用D值法求圖示框架內(nèi)力（M、V、N圖）。求柱剪力：求柱剪力：求反彎點(diǎn)高度比y：求反彎點(diǎn)高度比y：底層求反彎點(diǎn)高度比y：頂層底層求反彎點(diǎn)高度比y：求柱端彎矩：

（彎矩單位：KN-m）（彎矩單位：KN-m）彎矩圖：4框架結(jié)構(gòu)水平位移計(jì)算uM可由值D法求得，即式中5框架結(jié)構(gòu)考慮P-△

效應(yīng)的增大系數(shù)法考慮P-△效應(yīng)梁、柱端彎矩設(shè)計(jì)值不引起框架側(cè)移的荷載按一階彈性分析得到的柱端、梁端彎矩設(shè)計(jì)值引起框架側(cè)移的荷載按一階彈性分析得到的柱端、梁端彎矩設(shè)計(jì)值P-△效應(yīng)增大系數(shù)同一樓層中所有的柱上、下端均采用同一個增大系數(shù)，樓層j的增大系數(shù)為式中樓層j中所有m個柱子軸力設(shè)計(jì)值之和樓層j中所有m個柱側(cè)向剛度之和，計(jì)算彎矩增大系數(shù)時，梁彈性剛度EI乘折減系數(shù)0.4，柱乘折減系數(shù)0.6；計(jì)算位移時，剛度不折減?？紤]P-△效應(yīng)j層層側(cè)移；一階彈性分析j層層側(cè)移梁柱123上下1.3框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合及調(diào)幅1.3.1、控制截面及最不利內(nèi)力1、3截面負(fù)彎矩及剪力大；2截面正彎矩大。上下兩端截面柱彎矩大。支座處彎矩取值1.控制截面支座處剪力取值2荷載效應(yīng)及地震作用效應(yīng)組合

(1)無地震時，荷載效應(yīng)組合(2)有地震時，荷載效應(yīng)與地震作用效應(yīng)組合在針對控制截面進(jìn)行內(nèi)力組合時，應(yīng)有目的的找出最不利內(nèi)力，各控制截面的最不利內(nèi)力如下：梁跨中柱端3.最不利內(nèi)力梁端1.3.2豎向活荷載的最不利布置

1.分跨計(jì)算組合法荷載逐層逐跨布置，組合出最不利內(nèi)力。計(jì)算工作量大，適于電腦計(jì)算。

2.最不利荷載位置法用影響線的方式判斷所求截面最大內(nèi)力時荷載的布置方式。

3.分層組合法梁：僅考慮本層活載的影響，計(jì)算方法同連續(xù)梁活載最不利布置；柱彎矩：僅考慮相鄰上下層活載的影響；柱軸力：考慮以上各層相鄰范圍滿布活載。

4.滿布荷載法當(dāng)活載產(chǎn)生內(nèi)力較小時，可考慮活載滿布，對梁跨中彎矩乘以1.1~1.2的增大系數(shù)。1.3.3、梁端內(nèi)力調(diào)幅調(diào)幅目的：一是由于支座彎矩較大，經(jīng)調(diào)幅后，可使其配筋不致過多、便于施工；二是由于梁端不是絕對剛性，尤其是裝配整體式框架，會有相對角變。調(diào)幅系數(shù)可取0.8～0.9，裝配整體式框架可取0.7～0.8。支座彎矩調(diào)幅后，跨中彎矩相應(yīng)增大，應(yīng)按平衡條件計(jì)算調(diào)幅后的跨中彎矩，且要求跨中彎矩不小于按簡支梁計(jì)算的跨中彎矩的1/2。應(yīng)當(dāng)僅對豎向荷載引起的梁端彎矩進(jìn)行調(diào)幅，水平荷載引起的梁端彎矩不應(yīng)進(jìn)行調(diào)幅。梁內(nèi)力調(diào)幅及彎矩放大均應(yīng)在內(nèi)力組合之前進(jìn)行。

1.4無抗震設(shè)防要求時框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)1.柱的計(jì)算長度l0樓蓋類型柱的類別l0現(xiàn)澆樓蓋底層柱1.0H其余各層柱1.25H裝配式樓蓋底層柱1.25H其余各層柱1.5H2.框架節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造要求1)材料強(qiáng)度現(xiàn)澆框架節(jié)點(diǎn)混凝土同柱，后澆裝配框架節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度比柱高5MPa2)節(jié)點(diǎn)區(qū)最小截面尺寸3)梁柱縱筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)的錨固1.5框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)1.5.1、框架結(jié)構(gòu)震害

1.結(jié)構(gòu)層間有明顯的薄弱樓層

2.框架梁、柱的震害梁柱變形能力不足，構(gòu)件過早發(fā)生破壞。一般是梁輕柱重，柱頂重于柱底，尤其是角柱和邊柱更易發(fā)生破壞。(1)柱頂柱頂周圍有水平裂縫、斜裂縫或交叉裂縫。重者混凝土壓碎崩落，柱內(nèi)箍筋拉斷，縱筋壓曲成燈籠狀。主要原因：節(jié)點(diǎn)處彎矩、剪力、軸力都較大，受力復(fù)雜，箍筋配置不足，錨固不好等。破壞不易修復(fù)。(2)柱底與柱頂相似，震害相對柱頂較輕。(3)短柱當(dāng)柱高小于4倍柱截面高度（H/b<4)時形成短柱。短柱剛度大，易產(chǎn)生剪切破壞。(4)角柱由于雙向受彎、受剪,加上扭轉(zhuǎn)作用，震害比內(nèi)柱重。(5)梁柱節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)產(chǎn)生對角方向的斜裂縫或交叉斜裂縫，混凝土剪碎剝落。節(jié)點(diǎn)內(nèi)箍筋很少或無箍筋時，柱縱向鋼筋壓曲外鼓。(6)框架梁震害多發(fā)生于梁端。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裂縫。破壞的主要原因是梁端屈服后產(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。3.抗震墻的震害在強(qiáng)震作用下，抗震墻的震害主要表現(xiàn)在墻肢之間連梁的剪切破壞。主要是由于連梁跨度小，高度大形成深梁，在反復(fù)荷載作用下形成X型剪切裂縫，為剪切型脆性破壞。4.填充墻的震害1.5.2框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件在低周反復(fù)水平力作用下的滯回性能

1.構(gòu)件在罕遇地震作用下滯回曲線水平地震作用下構(gòu)件受力性能模擬試驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?gòu)件P-Δ滯回曲線從滯回曲線中反應(yīng)出來的構(gòu)件抗震性能:

1.延性位移延性系數(shù)

2.耗能性能滯回曲線所圍面積的大小即為構(gòu)件的耗能量，曲線越飽滿，耗能性能越好。

2.框架結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的出鉸機(jī)制框架結(jié)構(gòu)在罕遇地震下應(yīng)設(shè)計(jì)為優(yōu)先出現(xiàn)梁鉸機(jī)制和梁柱鉸機(jī)制，不能出現(xiàn)柱鉸機(jī)制,故梁柱承載力應(yīng)進(jìn)行級差設(shè)計(jì)，確?？蚣芰撼浞殖鲢q后柱才出鉸(實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”)。在塑性鉸充分轉(zhuǎn)動耗能之前，梁、柱均應(yīng)防止出現(xiàn)先行的脆性剪切破壞，故梁柱受彎和受剪承載力也應(yīng)進(jìn)行級差設(shè)計(jì)(實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)剪弱彎”)。此外，還應(yīng)注意防止梁柱節(jié)點(diǎn)和錨固失效先于構(gòu)件失效(即“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”、“強(qiáng)錨固”)。

3.影響鋼筋混凝土梁、柱抗震性能的主要因素

(1)框架梁

1)縱筋配筋率適筋梁延性性能隨縱筋配筋率增大而降低，超筋梁延性系數(shù)小于1，規(guī)范通過限制梁受壓區(qū)高度來保證梁的延性及耗能性能。

2)剪壓比剪壓比越大，混凝土破壞越早，延性越差，限制剪壓比實(shí)際上是限制截面尺寸不能過小。

3)跨高比

跨高比減小，剪力的影響加大，剪切變形占全部位移的比重加大，極易發(fā)生斜裂縫為主的脆性破壞，梁延性差。

4)塑性鉸區(qū)箍筋用量

增加塑性鉸區(qū)箍筋用量，可延緩受壓縱筋過早壓曲，提高混凝土的極限壓應(yīng)變，對提高塑性鉸的轉(zhuǎn)動能力十分有效。

(2)框架柱

1)剪跨比剪跨比越大，柱的長細(xì)比越大，剪切影響較小，延性性能稍好。

2)軸壓比軸壓比越大，混凝土破壞越早，延性越差，故需限制軸壓比。

3)箍筋配筋率

增加塑性鉸區(qū)箍筋用量，可對柱核心區(qū)混凝土提供有效的約束作用，提高混凝土的極限壓應(yīng)變，增加柱延性。

4)縱筋配筋率

柱截面在縱筋屈服后的轉(zhuǎn)角變形能力大致隨縱筋配筋率的增大而線性地增大，故全部縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)過小。1.7（一級），1.5（二級），1.3（三級）1.5.1、框架柱截面設(shè)計(jì)要點(diǎn)及構(gòu)造

1.內(nèi)力設(shè)計(jì)值調(diào)整（非抗震設(shè)計(jì)不需調(diào)整）

(1)框架柱的彎矩設(shè)計(jì)值調(diào)整

抗震設(shè)計(jì)時,為避免框架底層柱根部在地震作用下過早出現(xiàn)塑性鉸，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)倒塌，要求底層下端柱截面的彎矩設(shè)計(jì)值乘以增大系數(shù)：為實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)思想，要求柱端彎矩設(shè)計(jì)值按下式調(diào)整：當(dāng)不滿足上式時，柱的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)按上式右端的數(shù)值，按彈性分析的彎矩比例進(jìn)行分配。1.5截面、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)及構(gòu)造要求（2）框架柱的剪力設(shè)計(jì)值調(diào)整為實(shí)現(xiàn)強(qiáng)剪弱彎的設(shè)計(jì)思想，要求抗震設(shè)計(jì)的框架柱端部截面的剪力設(shè)計(jì)值，二、三、四級時應(yīng)按下列公式計(jì)算：式中——分別為柱上、下端順時針或逆時針方向截面組合的彎矩設(shè)計(jì)值，應(yīng)符合第（1）條“框架柱的彎矩設(shè)計(jì)值調(diào)整”的規(guī)定；

——柱的凈高；

——柱端剪力增大系數(shù)，二、三、四級分別取1.3、1.2和1.1。一級及9度時框架應(yīng)按下列公式計(jì)算：2.截面尺寸校核(1)柱軸壓比校核：根據(jù)柱的軸力設(shè)計(jì)值，重新驗(yàn)算軸壓比。(2)柱截面尺寸限制條件：（3）框架角柱的內(nèi)力設(shè)計(jì)值調(diào)整抗震設(shè)計(jì)時，一、二、三級框架角柱經(jīng)上述方法調(diào)整后的彎矩、剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以不小于1.1的增大系數(shù)（注：框架角柱應(yīng)按雙向偏心受力構(gòu)件進(jìn)行正截面承載力設(shè)計(jì)）。025.0bhfVccb￡無地震作用組合時式中——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(jì)算方向2倍柱截面有效高度之比值；

——柱端截面未經(jīng)上述第（1）、（3）條調(diào)整的組合彎矩計(jì)算值，可取柱上、下端的較大值；

——柱端截面與組合彎矩計(jì)算值對應(yīng)的組合剪力計(jì)算值；

——柱截面計(jì)算方向有效高度。框架柱的剪跨比可按下式計(jì)算：（1）柱的配筋計(jì)算柱的配筋計(jì)算包括偏壓構(gòu)件的正截面及斜截面計(jì)算。若不考慮抗震，配筋計(jì)算方法與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件中的計(jì)算方法相同；若考慮抗震，則柱斜截面承載力計(jì)算公式為3．柱的配筋計(jì)算與構(gòu)造無地震作用組合有地震作用組合式中λ——框架柱的剪跨比。當(dāng)λ<1時，取λ=1;當(dāng)λ>3時，取λ=3；

N——考慮風(fēng)荷載或地震作用組合的框架柱軸向壓力設(shè)計(jì)值，當(dāng)N大于時，取N等于偏壓構(gòu)件正截面承載力基本公式無變化，僅在有地震作用組合時需考慮γRE進(jìn)行調(diào)整。（2）柱的縱向鋼筋構(gòu)造要求框架柱宜采用對稱配筋。非抗震設(shè)計(jì)時：全部縱向鋼筋的配筋率，不應(yīng)大于6％（注：不宜大于5％）、不應(yīng)小于0.6％?？拐鹪O(shè)計(jì)時：全部縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)大于5％、不應(yīng)小于下表所列的最小配筋百分率。柱類型抗震等級非抗震一級二級三級四級中柱、邊柱1.00．80．70．60.6角柱1.21．00．90．80.6柱縱向鋼筋最小配筋百分率（%）

注：1當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級大干C60時，表中的數(shù)值應(yīng)增加0.1；

2當(dāng)采用HRB400、RRB400級鋼筋時，表中數(shù)值應(yīng)允許減小0.1；

3抗震設(shè)計(jì)時，對Ⅳ類場地上較高的高層建筑，表中數(shù)值應(yīng)增加0.1。對于抗震等級為一級且剪跨比≤2的柱，其單側(cè)縱向受拉鋼筋的配筋率不宜大于1.2％。邊柱、角柱考慮地震作用組合產(chǎn)生小偏心受拉時，柱內(nèi)縱筋總截面面積應(yīng)比計(jì)算值增加25％?？拐鹪O(shè)計(jì)及非抗震設(shè)計(jì)，都要求柱截面每一側(cè)縱向鋼筋配筋率不應(yīng)小于0.2％；柱端箍筋加密的目的是從構(gòu)造上提高框架柱塑性鉸區(qū)的延性、對混凝土提供約束，防止縱向鋼筋壓屈和保證受剪承載力。（3）柱端箍筋加密的要求非抗震設(shè)計(jì)時，柱縱向鋼筋間距不應(yīng)大于350mm；抗震設(shè)計(jì)時，截面尺寸大于400mm的柱，其縱向鋼筋間距不宜大于200mm。柱縱向鋼筋凈距均不應(yīng)小于50mm。柱端箍筋加密區(qū)范圍：柱長邊尺寸柱凈高1/6500取較大值；(2)底層柱根以上1/3柱凈高的范圍；(3)剪跨比不大于2的全高范圍。(4)一級及二級框架角柱的全高范圍；(5)需要提高變形能力的柱的全高范圍。(1)一般部位為抗震等級箍筋最大間距(mm)箍筋最小直徑(mm)一級6d和100的較小值10二級

8d和100的較小值

8三級8d和150(柱根100)的較小值

8四級8d和150(柱根100)的較小值

6(柱根8)柱端箍筋加密區(qū)的構(gòu)造要求

此外，關(guān)于柱其他構(gòu)造要求，此處從略。

柱箍筋形式示意圖

（a）普通箍（b）復(fù)合箍（c）螺旋箍（d）連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍（用于矩形截面柱）1.5.2框架梁截面設(shè)計(jì)要點(diǎn)及構(gòu)造1.內(nèi)力設(shè)計(jì)值調(diào)整抗震設(shè)計(jì)時，框架梁端部截面組合的剪力設(shè)計(jì)值，二、三級應(yīng)按下列公式計(jì)算；式中——分別為梁左、右端逆時針或順時針方向截面組合的彎矩設(shè)計(jì)值。當(dāng)抗震等級為一級且梁兩端彎矩均為負(fù)彎矩時，絕對值較小一端的彎矩應(yīng)取零；——梁剪力增大系數(shù)，一、二、三級分別取1.3、1.2和1.1?！旱膬艨?；

——考慮地震作用組合的重力荷載代表值(9度時還應(yīng)包括豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值)作用下，按簡支梁分析的梁端截面剪力設(shè)計(jì)值。2.梁截面尺寸限制條件一級及九度框架有地震作用組合跨高比大于2.5的梁跨高比不大于2.5的梁

式中V——梁計(jì)算截面的剪力設(shè)計(jì)值。3.受壓區(qū)高度限值抗震設(shè)計(jì)時，為保證梁中塑性鉸具有足夠的轉(zhuǎn)動能力，計(jì)入受壓鋼筋作用的梁端截面混凝土受壓區(qū)高度，一級二、三級其他情況，梁端截面混凝土受壓區(qū)高度限值同普通混凝土受彎構(gòu)件。

此外，《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2002第5.2.2條要求：對一、二級抗震等級框架中的鋼筋，檢驗(yàn)所得的鋼筋屈服強(qiáng)度實(shí)測值與強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的比值不應(yīng)大于1.3。正截面抗彎基本公式無變化，僅在有地震作用組合時需考慮γRE進(jìn)行調(diào)整。（1）梁的配筋計(jì)算梁的配筋計(jì)算包括受彎構(gòu)件的正截面抗彎、斜截面抗剪計(jì)算。若不考慮抗震，配筋計(jì)算方法與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件中的計(jì)算方法完全相同；若考慮抗震，則梁斜截面承載力計(jì)算公式為4．梁的配筋計(jì)算與構(gòu)造情況受拉鋼筋最小配筋率受拉鋼筋最大配筋率支座(取較大值)跨中(取較大值)一級抗震

0.40和0．30和梁端2.5；跨中按防止梁超筋破壞的要求二級抗震

0.30和0．25和三、四級抗震

0.25和0．20和非抗震

0.20和按防止梁超筋破壞的要求梁縱向受拉鋼筋配筋率(％)限值縱向鋼筋最小貫通用量應(yīng)符合下列要求：

1）沿梁全長頂面和底面應(yīng)至少各配置兩根縱向鋼筋，一、二級抗震設(shè)計(jì)時鋼筋直徑不應(yīng)小于14mm，且分別不應(yīng)小于梁兩端頂面和底面縱向配筋中較大截面面積的1／4；三、四級抗震設(shè)計(jì)和非抗震設(shè)計(jì)時鋼筋直徑不應(yīng)小于12mm；

2）一、二級抗震等級的框架梁內(nèi)貫通中柱的每根縱向鋼筋的直徑不宜過大。對矩形截面柱，不宜大于柱在該方向截面尺寸的1／20；對圓形截面柱，不宜大于縱向鋼筋所在位置柱截面弦長的1／20。（2）梁縱向鋼筋構(gòu)造要求

梁端箍筋加密的目的是從構(gòu)造上對框架梁塑性鉸區(qū)的受壓混凝土提供約束，并約束縱向受壓鋼筋，防止它在保護(hù)層混凝土剝落后過早壓屈，以保證梁端具有足夠的塑性轉(zhuǎn)動能力。圖中（虛線）所示次梁，因不受水平地震作用的影響，所以不需做箍筋加密處理。（3）梁端箍筋加密的要求抗震設(shè)計(jì)時，框架梁端箍筋應(yīng)按下表的要求進(jìn)行加密?？拐鸬燃壖用軈^(qū)長度(取較大值)(mm)箍筋最大間距(取最小值)(mm)箍筋最小直徑(mm)一2.0hb，500hb／4，6d，10010二1.5hb，500hb／4，8d，1008三1.5hb，500hb／4，8d，1508四1.5hb，500hb／4，8d，1506梁端箍筋加密區(qū)的長度、箍筋最大間距和最小直徑

注：1.d為縱向鋼筋直徑，hb為梁截面高度。

2.當(dāng)梁端縱向鋼筋配筋率大于2％時，表中箍筋最小直徑應(yīng)增大2mm此外，關(guān)于框架梁其他構(gòu)造要求，此處從略。1.5.3框架梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗震驗(yàn)算

一、二、三級框架梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗震驗(yàn)算可按《高規(guī)》JGJ3-2002附錄C的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，四級框架以及各抗震等級的頂層端節(jié)點(diǎn)核心區(qū)不需做抗震驗(yàn)算。節(jié)點(diǎn)核心區(qū)開裂形態(tài)及受力簡圖節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋做法1.5.4鋼筋的連接和錨固

1.鋼筋的連接現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架梁、柱縱向受力鋼筋的連接可采用機(jī)械連接、綁扎搭接或焊接，具體要求詳見《高規(guī)》JGJ3-2010中的有關(guān)規(guī)定。

2.鋼筋的搭接和錨固長度非抗震設(shè)計(jì)時，受拉鋼筋綁扎搭接的搭接長度應(yīng)按下式計(jì)算，且不應(yīng)小于300mm。式中——受拉鋼筋的搭接長度；

——受拉鋼筋的錨固長度，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010的有關(guān)規(guī)定采用；

ζ——受拉鋼筋搭接長度修正系數(shù)，應(yīng)按下頁表采用。同一連接區(qū)段內(nèi)搭接鋼筋面積百分率（%）≤2550100受拉搭接長度修正系數(shù)ζ1.21.41.6

縱向受拉鋼筋搭接長度修正系數(shù)ζ注：同一連接區(qū)段內(nèi)搭接鋼筋面積百分率取在同一連接區(qū)段內(nèi)有搭接接頭的受力鋼筋與全部受力鋼筋面積之比。抗震設(shè)計(jì)時，縱向受力鋼筋的錨固和搭接長度應(yīng)符合下列要求：（1）縱向受拉鋼筋的最小錨固長度應(yīng)按下列各式采用：一、二級抗震等級

三級抗震等級

四級抗震等級

式中——抗震設(shè)計(jì)時受拉鋼筋的錨固長度。（2）當(dāng)采用綁扎搭接接頭時，其搭接長度不應(yīng)小于下式的計(jì)算值：式中——抗震設(shè)計(jì)時受拉鋼筋的搭接長度。現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架梁、柱縱向受力鋼筋的連接和錨固構(gòu)造要求，見下面各頁的圖示：抗震框架柱縱向鋼筋構(gòu)造

抗震框架梁縱向鋼筋構(gòu)造（注：為和中的較大值。）

為方便施工，凡框架梁的所有支座上部縱筋的延伸長度，統(tǒng)一取值為：第一排非通長筋及與跨中直徑不同的通長筋從柱邊起延伸至/3

位置，第二排非通長筋延伸至/4位置?？拐鹂蚣芰嚎v向