建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計多層及高層鋼筋混凝土房屋抗震設(shè)計

1、1,.多層及高層鋼筋混凝土房屋抗震設(shè)計, 本章要點 掌握：水平地震作用的計算；框架內(nèi)力和位 移計算；框架梁、柱、節(jié)點的抗震設(shè)計。 理解：多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計的一般 要求。 了解：多層及高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋 的主要 結(jié)構(gòu)體系及震害特點。,2,.1 概述,多層和高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系包括： 框架結(jié)構(gòu)、框架-抗震墻結(jié)構(gòu)、抗震墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和框架-筒體結(jié)構(gòu)等。 框架結(jié)構(gòu)體系由梁和柱組成，平面布置靈活，易于滿足建筑物設(shè)置大房間的要求，在工業(yè)與民用建筑中應(yīng)用廣泛。 抗震墻也稱剪力墻，這種結(jié)構(gòu)體系由鋼筋混凝土縱橫墻組成，抗側(cè)力性能較強(qiáng)，但平面布置不靈活，純剪力墻體系一般用于住宅、旅館和辦公樓

2、建筑。 筒體結(jié)構(gòu)或由四周封閉的剪力墻構(gòu)成單筒式的筒狀結(jié)構(gòu)；或以樓電梯為內(nèi)筒，密排柱深梁框架為外框筒組成筒中筒結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的空間剛度大，抗側(cè)和抗扭剛度都很強(qiáng)，建筑布局亦靈活。常用于超高層公寓、辦公樓和商業(yè)大廈建筑等。 框架-抗震墻結(jié)構(gòu)：在框架房屋中增加抗震墻構(gòu)成。 框架筒體體系：在框架房屋中增加筒體構(gòu)成。,3,.1 概述,框架房屋,抗震墻,框架-抗震墻,4,.1 概述,不過，設(shè)計不良或施工質(zhì)量欠佳的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋在地震中遭遇震害的情況，亦不鮮見。主要震害可概述如下： .共振效應(yīng)引起的震害 .結(jié)構(gòu)平面或豎向布置不當(dāng)引起的震害 .框架柱、梁和節(jié)點的震害,梁柱變形能力不足，構(gòu)件過早發(fā)生破壞。一般

3、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)。,5,.1 概述,（2）柱底 與柱頂相似，由于箍筋較柱頂密，震害相對柱頂較輕。,6,.1 概述,（3）短柱 當(dāng)柱高小于4倍柱截面高度（H/b4)時形成短柱。 短柱剛度大，易產(chǎn)生剪切破壞。,7,.1 概述,（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,節(jié)點核心區(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

4、內(nèi)箍筋很少或無箍筋時，柱縱向鋼筋壓曲外鼓。,節(jié)點破壞將導(dǎo)致梁柱失去相互之間的聯(lián)系。,節(jié)點破壞的主要原因是節(jié)點的受剪承載力不足，約束箍筋少，梁筋錨固長度不夠以及施工質(zhì)量差所引起。,（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。,8,.1 概述,.框架填充墻的震害,砌體填充墻剛度大而承載力低，首先承受地震作用而遭破壞。一般7度即出現(xiàn)裂縫，8度和8度以上地震作用下，裂縫明顯增加，甚至部分倒塌，一般是上輕下重，空心砌體墻重于實心砌體

5、墻，砌快墻重于磚墻。,框架-剪力墻結(jié)構(gòu)上部較嚴(yán)重，框架結(jié)構(gòu)下部震害嚴(yán)重。,9,.1 概述,填充墻破壞的主要原因是：墻體受剪承載力低，變形能力小，墻體與框架缺乏有效的拉結(jié)，在往復(fù)變形時墻體易發(fā)生剪切破壞和散落。,10,.1 概述,.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，尤其是在房屋1/3高度處的連梁破壞更為明顯。,11,.1 概述,.防震縫的震害,防震縫寬度過小，地震時結(jié)構(gòu)相互碰撞造成震害。,總結(jié)以上震害調(diào)查結(jié)果，除注意場地和地基因素外，從結(jié)構(gòu)上主要應(yīng)注意：,（1）結(jié)構(gòu)的

6、剛度在平面上和沿豎向的分布要規(guī)則、均勻；,（2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件要有足夠的承載力和延性；,（3）重視構(gòu)造，加強(qiáng)對混凝土的約束，防止剪切、錨固 等脆性破壞；,（4）保證施工質(zhì)量。,12,. 抗震設(shè)計的一般要求,5.2.1 結(jié)構(gòu)體系選擇 不同的結(jié)構(gòu)體系，其抗震性能、使用效果和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)亦不同。 抗震規(guī)范在考慮地震烈度、場地土、抗震性能、使用要求及經(jīng)濟(jì)效果等因素和總結(jié)地震經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，對地震區(qū)多高層房屋適用的最大高度給出了規(guī)定。 房屋的高寬比值愈大，即建筑愈瘦高，地震作用下的側(cè)移愈大，地震引起的傾覆作用愈嚴(yán)重。故規(guī)范對房屋的高寬比按結(jié)構(gòu)體系和地震烈度給出了不同的要求。 注：當(dāng)有大底盤時，計算高寬比的高度從大底

7、盤頂部算起。 選擇結(jié)構(gòu)體系時，要考慮建筑物剛度與場地條件的關(guān)系，要注意選擇合理的基礎(chǔ)形式及埋置深度；還必須注意經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。,注：房屋高度指室外地面到檐口的高度（不考慮局部突出屋頂部分）。,13,. 抗震設(shè)計的一般要求,5.2.2 結(jié)構(gòu)布置 多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)布置的基本原則： 結(jié)構(gòu)平面應(yīng)力求簡單規(guī)則，結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)對稱均勻布置，盡量使結(jié)構(gòu)的剛心與質(zhì)心重合，避免地震時引起結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)及局部應(yīng)力集中。 結(jié)構(gòu)的豎向布置，應(yīng)使其質(zhì)量沿高度方向均勻分布，避免結(jié)構(gòu)剛度突變，并應(yīng)盡可能降低建筑物的重心，以利結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。 合理地設(shè)置變形縫。 加強(qiáng)樓屋蓋的整體性。 盡可能做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理。

8、 .框架結(jié)構(gòu)布置 框架結(jié)構(gòu)主要用于 10 層以下的住宅、辦公及各類公共建筑與工業(yè)建筑。常見的框架柱網(wǎng)形式有方格式與內(nèi)廊式兩類。,14,. 抗震設(shè)計的一般要求,常見框架柱網(wǎng) (a)方格式柱網(wǎng)； ( b)內(nèi)廊式柱網(wǎng),地震區(qū)的框架結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)計成延性框架，遵守“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”、強(qiáng)節(jié)點、強(qiáng)錨固等設(shè)計原則。,在確定框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)方案的同時，應(yīng)初步確定框架梁柱的截面尺寸和材料強(qiáng)度等級。,框架結(jié)構(gòu)中，非承重墻體的材料、選型和布置，應(yīng)根據(jù)烈度、房屋高度、建筑體型、結(jié)構(gòu)層間變形、墻體抗側(cè)力性能的利用等因素，經(jīng)綜合分析后確定。應(yīng)優(yōu)先采用輕質(zhì)墻體材料，剛性非承重墻體的布置，在平面和豎向的布置宜均勻?qū)ΨQ，避免形

9、成薄弱層或短柱。,15,. 抗震設(shè)計的一般要求,. 框架抗震墻結(jié)構(gòu)布置 框架抗震墻結(jié)構(gòu)是由框架和抗震墻結(jié)合而共同工作的結(jié)構(gòu)體系，兼有框架和抗震墻兩種結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點。既具有較大的空間，又具有較大的抗側(cè)剛度。多用于1020層的房屋。,框架抗震墻結(jié)構(gòu)布置的關(guān)鍵問題是抗震墻的布置，其基本原則是： 抗震墻在結(jié)構(gòu)平面的布置應(yīng)對稱均勻，避免結(jié)構(gòu)剛心與質(zhì)心有較大的偏移。,框架一抗震墻結(jié)構(gòu)平面布置示意,抗震墻應(yīng)沿結(jié)構(gòu)的縱橫向設(shè)置，且縱橫向抗震墻宜相互聯(lián)合組成 T 形、 形、十字形等剛度較大的截面，以提高抗震墻的利用效率。, 抗震墻與柱中線宜重合，當(dāng)不能重合時，柱中線與抗震墻中線之間偏心距不宜大于柱寬的1/4 。

10、,16,. 抗震設(shè)計的一般要求, 抗震墻應(yīng)盡可能靠近房屋平面的端部，但不宜布置在外墻。 抗震墻應(yīng)設(shè)置在墻面不需要開大洞口的位置，開洞口時應(yīng)上下對齊，抗震等級為一、二級的聯(lián)肢墻的洞口不應(yīng)采用弱連系梁。 .抗震墻結(jié)構(gòu)布置 抗震墻結(jié)構(gòu)是右鋼筋混凝土墻體承受豎向荷載和水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。具有整體性能好、抗側(cè)剛度大和抗震性能好等優(yōu)點，該類結(jié)構(gòu)無突出墻面的梁、柱，可降低建筑層高，充分利用空間，特別適合于2030層的高層居住建筑，但該類建筑大面積的墻體限制了建筑物內(nèi)部平面布置的靈活性。, 抗震墻宜貫通全高，沿豎向截面不宜有較大突變，以保證結(jié)構(gòu)豎向的剛度基本均勻。,抗震墻的數(shù)量以能滿足結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形為原則，不

11、宜過多，以免結(jié)構(gòu)剛度過大，增加結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)?？拐饓Φ拈g距應(yīng)能保證樓、屋蓋有效地傳遞地震剪力給抗震墻。,17,. 抗震設(shè)計的一般要求,抗震墻結(jié)構(gòu)平面布置示意,抗震墻結(jié)構(gòu)的布置除了應(yīng)注意平面與豎向的均勻外，尚應(yīng)注意：,較長的抗震墻宜開洞口設(shè)置弱連系梁，將一道抗震墻分成較勻勻的若干墻段（包括小開洞墻及聯(lián)肢墻），各墻段的高寬比不應(yīng)小于 2 ，并應(yīng)保證墻肢由受彎 承載力控制，靠近中和軸的豎向分 布鋼筋在破壞時能充分發(fā)揮其強(qiáng)度， 以提高結(jié)構(gòu)的變形能力。,抗震墻的墻段與墻肢,抗震墻有大洞口時，洞口位置宜上下對齊，以形成明確的墻肢與連系梁，保證結(jié)構(gòu)受力合理、有良好的抗震性能。一、二級抗震墻底部加強(qiáng)部位不宜有

12、錯洞墻。,18,. 抗震設(shè)計的一般要求,部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)的框支層，其抗震墻的截面面積不應(yīng)小于相鄰上層抗震墻截面面積的 50 % ，框支層落地抗震墻間距不宜大于 24m ; 底部兩層框支抗震墻結(jié)構(gòu)的布置宜對稱，且宜設(shè)置抗震墻筒體； 落地抗震墻之間樓蓋長寬比不應(yīng)超過 規(guī)定的數(shù)值。 .抗震縫布置 高層建筑宜選用合理的建筑結(jié)構(gòu)方案，不設(shè)防震縫。 當(dāng)建筑平面過長、結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)體系不同、高度和剛度相差過大以及各結(jié)構(gòu)單元的地基條件有較大差異時，應(yīng)考慮設(shè)防震縫。其最小寬度應(yīng)符合下面要求： （1）鋼筋混凝土框架房屋的防震縫寬度，當(dāng)高度不超過15m時可采用70mm，超過15m時，6、7、8、9度相應(yīng)每增加高度

13、5m、4m、3m、2m，宜加寬20mm。 （2）框架-抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用框架規(guī)定數(shù)值的70%，且不宜小于70mm。,19,. 抗震設(shè)計的一般要求,（3）防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不 同時，按不利體系考慮，并按 低的房屋高度計算縫寬。 5.防撞墻 8、9度設(shè)防的鋼筋混凝土框架房屋 防震縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)，當(dāng)結(jié)構(gòu)高度、剛度或 層高相差較大時，可在防震縫兩側(cè)房屋的盡端設(shè)垂直于防震縫的抗撞墻。,20,. 抗震設(shè)計的一般要求,每一側(cè)的數(shù)量不應(yīng)少于兩道。宜分別對稱布置，墻肢的長度可不大于一個柱距。 內(nèi)力應(yīng)按考慮和不考慮抗撞墻兩種情況進(jìn)行分析，按不利情況取值。 抗撞墻的端柱和框架邊柱箍筋應(yīng)沿房屋全高加密。

14、5.2.3 抗震等級 地震作用下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)有下列特點： 1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高； 地震作用與烈度、場地等有關(guān)，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，對不同烈度、場地的結(jié)構(gòu)的抗震要求可以有明顯的差別。 2、結(jié)構(gòu)的抗震能力主要取決于主要抗側(cè)力構(gòu)件的性能； 主、次抗側(cè)力構(gòu)件的抗震要求應(yīng)有差別。 3、房屋越高，地震反應(yīng)越大，抗震要求越高。,21,. 抗震設(shè)計的一般要求,抗震等級是確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震計算和抗震措施的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)設(shè)防烈度、房屋高度、建筑類別、結(jié)構(gòu)類型及構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中的重要程度確定，共分四個等級，其中一級抗震要求最高。 在同等設(shè)防烈度和房屋高度的情況下，對于不同的結(jié)構(gòu)類型，其次要抗側(cè)力構(gòu)件

15、抗震要求可低于主要抗側(cè)力構(gòu)件，即抗震等級低些。 設(shè)防烈度為度、建于類場地上的結(jié)構(gòu)，不需做抗震驗算但需按抗震等級設(shè)計截面，滿足抗震構(gòu)造要求。,22,. 框架內(nèi)力與位移計算,結(jié)構(gòu)計算考慮地震作用時，一般 可不考慮風(fēng)荷載的影響。 整個設(shè)計步驟如圖： 結(jié)構(gòu)抗震計算的內(nèi)容一般 包括： 結(jié)構(gòu)動力特性分析，主要是結(jié)構(gòu) 自振周期的確定； 結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)計算，包括多遇烈度 下的地震荷載與結(jié)構(gòu)側(cè)移； 結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析； 截面抗震設(shè)計等。,23,. 框架內(nèi)力與位移計算,5.3.1 水平地震作用計算 結(jié)構(gòu)的地震作用，一般情況下，可在建筑結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向分別考慮水平地震作用，各方向的水平地震作用全部由該方向抗側(cè)力框架結(jié)構(gòu)承

16、擔(dān)。 計算多層框架結(jié)構(gòu)的水平地震作用時，一般應(yīng)以防震縫所劃分的結(jié)構(gòu)單元作為計算單元，在計算單元中各樓層重力荷載代表值的集中質(zhì)點 Gi 設(shè)在樓屋蓋標(biāo)高處。 對于高度不超過40m、質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法分別求單元的總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值FEk 各層水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 Fi 和頂部附加水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 Fn,24,. 框架內(nèi)力與位移計算,按上式計算，必須先確定結(jié)構(gòu)的基本自振周期數(shù)值。一般多采用頂點位移法計算結(jié)構(gòu)基本周期。,式中 T 考慮非結(jié)構(gòu)墻體剛度影響的周期折減系數(shù)，當(dāng)采用實 砌填充磚墻時取0.6-0.7 ；當(dāng)采用輕質(zhì)墻、外掛墻板時取0.8 ; uT 假想集中在各

17、層樓面處的重力荷載代表值 Gi為水平荷載，按彈性方法所求得的結(jié)構(gòu)頂點假想位移（m）。,注意：對于有突出于屋面的屋頂間（電梯間、水箱間）等的框架結(jié)構(gòu)房屋，結(jié)構(gòu)假想位移uT指主體結(jié)構(gòu)頂點的位移。,第i層的地震剪力Vi,求得第i層的地震剪力Vi后，再按該層各柱的側(cè)移剛度求其分擔(dān)的水平地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。一般將磚填充墻僅作為非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不考慮其抗側(cè)力作用。,25,. 框架內(nèi)力與位移計算,5.3.2 水平地震作用下框架內(nèi)力的計算 1.反彎點法 適用于層數(shù)較少、梁柱線剛度比大于的情況，計算比較簡單。 .值法（改進(jìn)反彎點） 近似地考慮了框架節(jié)點轉(zhuǎn)動對側(cè)移剛度和反彎點高度的影響，比較精確，應(yīng)用比較廣泛。 用 D

18、值法計算框架內(nèi)力的步驟如下： ( 1 ）計算各層柱的側(cè)移剛度 D,式中 Kc 柱的線剛度； h 樓層高度； 節(jié)點轉(zhuǎn)動影響系數(shù)，由梁柱線剛度，按表取用。,26,. 框架內(nèi)力與位移計算,( 2 ）計算各柱所分配的剪力Vij,( 3 ）確定反彎點高度 y,( 4 ）計算柱端彎矩 Mc,上端 下端,( 5 ）計算梁端彎矩 Mb,梁端彎矩可按節(jié)點彎矩平衡條件，將節(jié)點上、下柱端彎矩之和按左、右梁的線剛度比例分配。,柱剪力 Vij 與反彎點高度 y,（如圖）,27,. 框架內(nèi)力與位移計算,梁端彎矩,（）計算梁端剪力b,( 7 ）計算柱軸力 N,邊柱軸力為各層梁端剪力按層疊加，中柱軸力為柱兩側(cè)梁端剪力之差，亦

19、按層疊加。,梁兩端彎矩計算圖,柱底層柱軸力為：,邊柱軸力,28,. 框架內(nèi)力與位移計算,5.3.3 豎向荷載作用下框架內(nèi)力計算 .分層法 （）將該層梁與上下柱組成計算單元，每單元按雙層框架計算其內(nèi)力，每層只承受該層豎向荷載，不考慮其他各層荷載的影響。 注意：除底層外其他各層的線剛度均乘以折減系數(shù)0.9； 柱的彎矩傳遞系數(shù)由1/2改為1/3。 （）用彎矩分配法逐層計算各單元框架的彎矩，疊加起來即為整個框架的彎矩。每一層柱的最終彎矩由上、下層單元框架所得彎矩疊加。對節(jié)點處不平衡彎矩較大的可再分配一次，但不在傳遞。 彎矩二次分配法 將各節(jié)點的不平衡彎矩，同時作分配和傳遞。第一次按梁柱線剛度分配固端彎

20、矩，將分配彎矩傳遞一次（傳遞系數(shù)均為1/2），再作一次彎矩分配即可。,豎向荷載框架內(nèi)力近似計算可采用分層法和彎矩二次分配法,29,. 框架內(nèi)力與位移計算,.彎矩調(diào)幅,由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有塑性內(nèi)力重分布性質(zhì)，在豎向荷載下可以考慮適當(dāng)降低梁端彎矩，進(jìn)行調(diào)幅，以減少負(fù)彎矩鋼筋的擁擠現(xiàn)象。,現(xiàn)澆框架 ：=0.80.9； 裝配整體式框架 =0.70.8 M0簡支情況下跨中彎矩,將調(diào)幅后的梁端彎矩疊加簡支梁的彎矩，則可得到梁的跨中彎矩。,跨中彎矩為：,豎向荷載下梁端彎矩調(diào)幅,注意：只有豎向荷載作用下的梁端彎矩可以調(diào)幅,當(dāng)活荷載不很大時，可按全部滿載布置。當(dāng)活荷載較大時，可將跨中彎矩乘以 1.11.2 系

21、數(shù)加以修正，以考慮活荷載不利布置對跨中彎矩的影響。,30,. 框架內(nèi)力與位移計算,5.3.4 內(nèi)力組合 進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)可能出現(xiàn)的最不利情況確定構(gòu)件內(nèi)力設(shè)計值，進(jìn)行截面設(shè)計。 在框架抗震設(shè)計時，一般應(yīng)考慮兩種基本組合： . 地震作用效應(yīng)與重力荷載代表值效應(yīng)的組合,式中 SGE 相應(yīng)于水平地震作用下重力荷載代表值效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值； SEh 水平地震作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。,.豎向荷載效應(yīng)，包括全部恒荷載與活荷載的組合,式中 SG 由恒荷載產(chǎn)生的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值； SQ 由活荷載產(chǎn)生的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值。,取上述兩種組合中的最不利情況作為截面設(shè)計用的內(nèi)力設(shè)計值。,注意：考慮地震組合時，構(gòu)件截面設(shè)計值應(yīng)除以承載力抗震

22、調(diào)整系數(shù),31,. 框架內(nèi)力與位移計算,5.3.5 框架結(jié)構(gòu)位移驗算 框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸往往決定于結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形要求。 .多遇地震作用下層間彈性位移的計算 對所有框架都應(yīng)進(jìn)行此項計算 .罕遇地震作用下層間彈塑性位移驗算 規(guī)定：79度時樓層屈服強(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)行此項計算。 抗震規(guī)范規(guī)定，對于不超過12層，且剛度無突變的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，可按簡化方法驗算框架薄弱層的彈塑性變形。,32,. 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計,5.4.1 框架梁截面設(shè)計 1.梁端抗震設(shè)計的基本要求： 梁形成塑性鉸后仍有足夠的受剪承載力； 梁筋屈服后，塑性鉸區(qū)段應(yīng)有較好的延性和耗能能力； 妥善地解決梁

23、筋錨固問題。 （1）框架梁抗剪承載力驗算 梁剪力設(shè)計值 為了避免梁在彎曲破壞前發(fā)生剪切破壞，應(yīng)按強(qiáng)剪弱彎的原則調(diào)整框架梁端部截面組合的剪力設(shè)計值： 一、二、三級框架,9度和一級框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合：,33,. 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計,一、二、三級框架,9度和一級框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合：,34,. 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計, 剪壓比限值 剪壓比：截面上平均剪應(yīng)力與混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計值之比，即,剪壓比過大,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。因此應(yīng)控制。,跨高比大于2.5時：,跨高比等于或小于2.5時：,35,. 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計, 梁斜截面受剪承

24、載力 在反復(fù)荷載作用下，混凝土的抗剪作用將有明顯的削弱。 規(guī)定：對于矩形、形和字形截面的一般框架梁，斜截面受剪承載力應(yīng)按下式驗算： （）提高梁延性的措施 影響梁截面延性的主要因素有梁的截面尺寸、縱向鋼筋配筋率、剪壓比、配箍率、鋼筋和混凝土的強(qiáng)度等級等。 在梁端預(yù)期塑性鉸區(qū)段加密箍筋，可以起到約束混凝土，提高混凝土變形能力的作用，從而可獲得提高梁截面轉(zhuǎn)動能力，增加其延性的效果。在梁端箍筋加密區(qū)，一般不宜設(shè)置縱筋接頭。,36,. 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計,.框架柱截面設(shè)計 柱的設(shè)計原則： 強(qiáng)柱弱梁，使柱盡量不出現(xiàn)塑性鉸； 在彎曲破壞之前不發(fā)生剪切破壞，使柱有足夠的抗剪能力； 控制柱的軸壓比不要太

25、大； 加強(qiáng)約束，配置必要的約束箍筋。 .強(qiáng)柱弱梁 “強(qiáng)柱弱梁”的概念要求在強(qiáng)烈地震作用下，結(jié)構(gòu)發(fā)生較大側(cè)移進(jìn)入非彈性階段時，為使框架保持足夠的豎向承載能力而免于倒塌，要求實現(xiàn)梁鉸側(cè)移機(jī)構(gòu)，即塑性鉸應(yīng)首先在梁上形成，盡可能避免在破壞后在危害更大的柱上出現(xiàn)塑性鉸。,兩種破壞形式：,弱柱型,弱梁型,37,. 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計,為了使塑性鉸首先在梁中出現(xiàn)，同一節(jié)點柱的抗彎能力要大于梁的抗彎能力。 抗震規(guī)范規(guī)定：一、二、三級框架的梁柱節(jié)點處，除頂層和柱軸壓比小于0.15者外，柱端組合彎矩設(shè)計值應(yīng)符合下列公式要求,9度和一級框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合,為了不使框架底層柱過早出現(xiàn)塑性鉸，規(guī)范規(guī)定：一、二、三

26、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。,38,. 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計,注意：框架底層柱根部對整體框架延性起控制作用，柱腳過早出現(xiàn)塑性鉸將影響整個結(jié)構(gòu)的變形和耗能能力。 .強(qiáng)剪弱彎在彎曲破壞之前不發(fā)生剪切破壞 （）柱剪力設(shè)計值 抗震規(guī)范 規(guī)定：對于抗震等級為一、二、三級的框架柱端剪力設(shè)計值，應(yīng)按下式進(jìn)行調(diào)整： 9度和一級框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合： （） 剪壓比限值 剪壓比：截面上平均剪應(yīng)力與混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計值之比。,39,. 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計,如果剪壓比過大，混凝土就會過早地產(chǎn)生脆性破壞，使箍筋不能充分發(fā)揮作用。因此必須限制剪壓比，實質(zhì)上也就

27、是構(gòu)件最小截面尺寸的限制條件。 規(guī)范 規(guī)定：對于剪跨比大于 2 的矩形截面框架柱，其截面尺寸與剪力設(shè)計值應(yīng)下式的要求： 對于剪跨比不大于 2 的框架短柱其截面尺寸與剪力設(shè)計值應(yīng)符合下式的要求： （） 柱斜截面受剪承載力 影響斜截面受剪承載力的主要因素有混凝土強(qiáng)度、剪跨比、軸壓比和配箍特征值 等。,40,. 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，框架柱斜截面受剪承載力按下式計算： 當(dāng)框架柱出現(xiàn)拉力時，其斜截面承載力應(yīng)按下式計算：,.控制柱軸壓比,軸壓比：柱組合的軸壓力設(shè)計值與柱的全截面面積和混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計值乘積之比,即：,軸壓比是影響柱子破壞形態(tài)和延性的主要因素之一。,柱的變形能力隨軸壓比增大而急劇降低。,41,. 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計,.柱內(nèi)縱向鋼筋配置 柱的縱向配筋應(yīng)符合下列要求： （）宜對稱布置； （）截面尺寸大于400