多层钢筋混凝土框架结构抗震设计.pdf

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1、第第5章 多层钢筋混凝土框架结构抗震设计章 多层钢筋混凝土框架结构抗震设计 ?5.1 震害及其分析震害及其分析 ?5.2 选型、结构布置和设计原则选型、结构布置和设计原则 ?5.3 钢筋混凝土框架结构的抗震设计钢筋混凝土框架结构的抗震设计 5.1 震害及其分析震害及其分析 震害 的调查 与分析 震害 的调查 与分析 提高 抗震 设计 水平 提高 抗震 设计 水平 5.1.1 结构布置不合理而产生的震害结构布置不合理而产生的震害 ?扭转破坏扭转破坏 1、平面形状不对称、平面形状不对称 2、刚度不对称、刚度不对称 m )(tug 质心质心 刚心刚心 薄弱层破坏薄弱层破坏 底部框架结构的变形底部框架

2、结构的变形 薄弱层破坏薄弱层破坏 彰化县员林镇邦富贵名门大楼座落在中山路惠明街口，为彰化县员林镇邦富贵名门大楼座落在中山路惠明街口，为16层钢筋混 凝土集合住宅大楼。地震时其中一栋倾倒靠在呈 层钢筋混 凝土集合住宅大楼。地震时其中一栋倾倒靠在呈L型平面大楼上，柱子间 距 型平面大楼上，柱子间 距7至至10米。造成倾倒的原因是底层柱子数量少，间距太大。米。造成倾倒的原因是底层柱子数量少，间距太大。 底部框架砖房底部框架砖房 薄弱层破坏薄弱层破坏 伊兹米特市一楼房底层空旷，结构不合理，房屋整 体倾斜，二楼成了一楼。 伊兹米特市一楼房底层空旷，结构不合理，房屋整 体倾斜，二楼成了一楼。 薄弱层破坏薄

3、弱层破坏 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (mm) 层 (mm) 层 1 3 5 6 7 9 11 13 1 3 5 6 7 9 11 13 40801204080120 1976年唐山大地震中， 位于天津塘沽区的天津碱厂 十三层蒸吸塔框架，该结构 楼层屈服强度分布不均匀， 造成6层和11层的弹塑性变 形集中，导致6层以上全部 倒塌。 右图为该结构输入 天津波的弹塑性分析结 果。 1976年唐山大地震中， 位于天津塘沽区的天津碱厂 十三层蒸吸塔框架，该结构 楼层屈服强度分布不均匀， 造成6层和11层的弹塑性

4、变 形集中，导致6层以上全部 倒塌。 右图为该结构输入 天津波的弹塑性分析结 果。 薄弱层破坏薄弱层破坏 应力集中应力集中 ?结构竖向布置有 突变时，突变处 会出现应力集中 引起的震害。 结构竖向布置有 突变时，突变处 会出现应力集中 引起的震害。 防震缝处碰撞防震缝处碰撞 ?防震缝宽度不够时，其两侧的单元在地 震时会相互碰撞产生震害。 防震缝宽度不够时，其两侧的单元在地 震时会相互碰撞产生震害。 ?整体破坏形式整体破坏形式 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 强梁弱柱型 强柱弱梁型 强梁弱柱型 强柱弱梁型 ?框架柱框架柱 柱端弯剪（塑性铰）破坏柱端弯剪（塑性铰）破坏图图5-10、5-1

5、1 柱身剪切破坏柱身剪切破坏图图5-12 角柱破坏弯，剪，角柱破坏弯，剪，扭扭破坏 破坏 短柱短柱剪切破坏刚度大、剪力大剪切破坏刚度大、剪力大 （H / hc 4) 图图5-14 柱牛腿破坏水平力较大柱牛腿破坏水平力较大 原因：抗弯和抗剪承载力不足原因：抗弯和抗剪承载力不足 局部破坏形式局部破坏形式 塑性铰 短柱 塑性铰 短柱 角柱角柱 由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害比内柱重。由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害比内柱重。 框架梁框架梁 、梁端梁端弯曲破坏纵筋屈服 、 弯曲破坏纵筋屈服 、梁端梁端剪切破坏箍筋不足剪切破坏箍筋不足 梁筋锚固破坏梁筋锚固破坏 锚固长度不够，拔出锚固长度不

6、够，拔出 连接破坏连接破坏 施工质量差施工质量差 节点节点（图图5-13） 剪切破坏剪切破坏 Vu不足、箍筋少、混凝土压碎、 纵筋压屈不足、箍筋少、混凝土压碎、 纵筋压屈 ?框架填充墙的震害框架填充墙的震害 震害震害： 墙面斜裂缝、沿柱周边开裂、倒 塌 ： 墙面斜裂缝、沿柱周边开裂、倒 塌 特点特点：“下重上轻下重上轻 ” 原因原因：二者之间的变形不协调，非整体； 墙体的受剪承载力低、拉结不紧。 ：二者之间的变形不协调，非整体； 墙体的受剪承载力低、拉结不紧。 填充墙破坏的主要原因是：墙体受剪承载力 低，变形能力小，墙体与框架缺乏有效的拉结，在 往复变形时墙体易发生剪切破坏和散落。 填充墙破坏

7、的主要原因是：墙体受剪承载力 低，变形能力小，墙体与框架缺乏有效的拉结，在 往复变形时墙体易发生剪切破坏和散落。 总结震害经验，结构设计应注意：总结震害经验，结构设计应注意： ?1、结构刚度分布要均匀、规则；、结构刚度分布要均匀、规则； ?2、构件要有足够的承载力与延性；、构件要有足够的承载力与延性； ?3、重视构造设计；、重视构造设计； ?4、保证施工质量。、保证施工质量。 5.2 选型、结构布置和设计原则选型、结构布置和设计原则 1、房屋高度、房屋高度 ?综合考虑结构类型、抗震性能、地 基条件和震害经验等因素，从使用合理 和经济的角度出发，来确定 综合考虑结构类型、抗震性能、地 基条件和震

8、害经验等因素，从使用合理 和经济的角度出发，来确定房屋的最大 适用高度 房屋的最大 适用高度。 5.2.1 选型选型 8080120120150150180180筒中筒 筒体 筒中筒 筒体 9度度8度度7度度6度 度 303035354040 7070100100130130150150框架框架框架框架- -核心筒核心筒核心筒 板柱 核心筒 板柱抗震墙抗震墙 8080100100120120部分框支部分框支 6060100100120120140140全部落地 抗震墙 全部落地 抗震墙 5050100100120120130130框架框架-抗震墙抗震墙 2525454555556060框架框架

9、 结构类型结构类型 现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（m） 1 房屋高度指室外地面至檐口获屋面顶板的高度（不计局部突出）房屋高度指室外地面至檐口获屋面顶板的高度（不计局部突出） 2 框架框架-核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构 3 部分框支抗震墙结构指首层或底部两层框支抗震墙结构部分框支抗震墙结构指首层或底部两层框支抗震墙结构 4 超过表内高度的房屋，应进行专门研究，采取必要的加强措施超过表内高度的房屋，应进行专门研究，采取必要的加强措施 5 平面和竖向均不规则或平面和竖向均不规则或IV类场地的结构，适用最大高

10、度应适当降低（类场地的结构，适用最大高度应适当降低（20%） 2、优先选用现浇式或装配整体式框架，且双 向刚接 、优先选用现浇式或装配整体式框架，且双 向刚接。 3、加强楼盖的整体性、加强楼盖的整体性。浇面层，叠合构件。浇面层，叠合构件 4、选取合适的填充墙、选取合适的填充墙。 5、 选择合理的基础形式、 选择合理的基础形式。 5.2.1 选型选型 5.2.2 结构布置结构布置 1、平立面布置宜规则对称、平立面布置宜规则对称 平面：尽量规则平面：尽量规则图图5-18、表、表5-3 立面：竖向刚度均匀、最大高宽比限值立面：竖向刚度均匀、最大高宽比限值 表表5-4 对于不规则结构，适当降低房屋高度

11、，采用 较为精确的内力分析方法，按较高抗震等级采取 抗震措施。 对于不规则结构，适当降低房屋高度，采用 较为精确的内力分析方法，按较高抗震等级采取 抗震措施。 适用的房屋高宽比适用的房屋高宽比 4566 筒体，抗震墙筒体，抗震墙 3455 框架框架抗震墙抗震墙 2344 框架框架、板柱、板柱-抗震墙抗震墙 9度度8度度7度度6度度 结构类型结构类型 注：注：1.当有大底盘时，计算高宽比的高度从大底盘的顶部算起；当有大底盘时，计算高宽比的高度从大底盘的顶部算起； 2.超过表内高宽比的体型复杂的房屋，应进行专门研究。超过表内高宽比的体型复杂的房屋，应进行专门研究。 2、柱网布置要简单规整、柱网布置

12、要简单规整 楼梯间尽量不放在端头，拐弯处。 梁，柱中线宜重和（ 楼梯间尽量不放在端头，拐弯处。 梁，柱中线宜重和（e1/4hc）。）。 3、填充墙布置要上下、左右均衡，优先选 用轻质材料。 、填充墙布置要上下、左右均衡，优先选 用轻质材料。 填充墙与框架柱之间宜脱开或采用柔 性连接 填充墙与框架柱之间宜脱开或采用柔 性连接 4、砌体女儿墙中宜设构造柱，墙顶设压 顶，在人流出入口与主体结构锚固。 砌体女儿墙中宜设构造柱，墙顶设压 顶，在人流出入口与主体结构锚固。 ?设缝将不规则结构划为规则结构设缝将不规则结构划为规则结构 ?足够的缝宽。足够的缝宽。 ?设防撞墙设防撞墙 钢筋混凝土框架房屋的防震缝

13、宽度，当高度 不超过15m时可采用70mm，超过15m时，6、7、 8、9度相应每增加高度5m、4m、3m、2m，宜加宽 20mm。 钢筋混凝土框架房屋的防震缝宽度，当高度 不超过15m时可采用70mm，超过15m时，6、7、 8、9度相应每增加高度5m、4m、3m、2m，宜加宽 20mm。 4.防震缝防震缝 4.防震缝防震缝 防震缝两侧结构类型不同时，按不利体系考 虑，并按低的房屋高度计算缝宽。 防震缝两侧结构类型不同时，按不利体系考 虑，并按低的房屋高度计算缝宽。 t h t h 框架框架 框架框架-抗震墙抗震墙 8、9度设防的钢筋混凝土框架房屋防震缝两侧的 结构，当结构高度、刚度或层高相

14、差较大时，可在防 震缝两侧房屋的尽端设垂直于防震缝的抗撞墙。 8、9度设防的钢筋混凝土框架房屋防震缝两侧的 结构，当结构高度、刚度或层高相差较大时，可在防 震缝两侧房屋的尽端设垂直于防震缝的抗撞墙。 抗撞墙抗撞墙 层高不同层高不同高度、刚度相差较大高度、刚度相差较大 每一侧的数量不应少于两道。宜分别对称布置，墙肢的 长度可不大于一个柱距。 内力应按考虑和不考虑抗撞墙两种情况进行分析，按不 利情况取值。 抗撞墙的端柱和框架边柱箍筋应沿房屋全高加密。 每一侧的数量不应少于两道。宜分别对称布置，墙肢的 长度可不大于一个柱距。 内力应按考虑和不考虑抗撞墙两种情况进行分析，按不 利情况取值。 抗撞墙的端

15、柱和框架边柱箍筋应沿房屋全高加密。 5.2.3 材料材料 ?混凝土强度等级混凝土强度等级 一级框架主体构件不低于一级框架主体构件不低于C30； 构造柱、圈梁等构件不低于 ； 构造柱、圈梁等构件不低于C20。 ?钢筋强度等级钢筋强度等级 受力筋：受力筋：HRB335、HRB400 箍筋：箍筋：HPB235、 HRB335、HRB400 强屈比强屈比1.25 fy实测 实测/fyk 1.3 ?施工中替换钢筋要遵循承载力相等的原则施工中替换钢筋要遵循承载力相等的原则 5.2.4 抗震等级抗震等级 ?确定抗震分析及抗震措施的宏观标准。确定抗震分析及抗震措施的宏观标准。 ?根据根据设防烈度、房屋高度、结

16、构类型设防烈度、房屋高度、结构类型等因 素确定。 等因 素确定。 ?四个等级丙类建筑按表四个等级丙类建筑按表5-5确定确定 下表为丙类建筑抗震等级的划分：下表为丙类建筑抗震等级的划分： 一一一抗震墙 一一二二三三四框架 一一一抗震墙 一一二二三三四框架 50 60 60 60 60 60 60 高度（高度（m) 一剧场一剧场,体育馆等大跨度公共建筑体育馆等大跨度公共建筑 一一二二三三四框架一一二二三三四框架 25 30 30 30 30 30 30 高度（高度（m) 框架框架 -抗 震墙 结构 抗 震墙 结构 框架 结构 框架 结构 结 构 类 型结 构 类 型 烈度烈度 6879 三三二二一

17、一 三三二二 现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级 注：1.建筑场地为类时，除6度外可按表内降低一度所对应的 抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低； 2.接近或等于高度分界时，应允许结合房屋不规则程度及场 地、地基条件确定抗震等级。 现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级 注：1.建筑场地为类时，除6度外可按表内降低一度所对应的 抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低； 2.接近或等于高度分界时，应允许结合房屋不规则程度及场 地、地基条件确定抗震等级。 甲、乙、丁类建筑应按抗震设防标准中的抗震措 施所要求的设防烈度按上表确定抗震等级。 甲、乙、丁类建筑应按抗震设防标准中的抗震措 施所要

18、求的设防烈度按上表确定抗震等级。 原设防烈度原设防烈度原设防烈度原设防烈度 甲、乙、丁类以外的一般 建筑 甲、乙、丁类以外的一般 建筑 原设防烈度原设防烈度 提高一度（提高一度（9度适当提 高）；小规模建筑改变 结构型式时可不提高 度适当提 高）；小规模建筑改变 结构型式时可不提高 地震时使用不能中断或需 尽快恢复的建筑 地震时使用不能中断或需 尽快恢复的建筑 乙类 甲类 适当降低（ 乙类 甲类 适当降低（6度不降）度不降） 提高一度 （ 提高一度 （9度适当提高）度适当提高） 抗震措施 原设防烈度抗震次要的建筑丁类 丙类 抗震措施 原设防烈度抗震次要的建筑丁类 丙类 应高于本地区设防烈 度的

19、要求，其值按批 准的安评结果确定 应高于本地区设防烈 度的要求，其值按批 准的安评结果确定 重大建筑工程和可能发生 严重次生灾害的建筑 重大建筑工程和可能发生 严重次生灾害的建筑 地震作用计算建筑的重要性建筑类别地震作用计算建筑的重要性建筑类别 建筑物重要性分类与设防标准建筑物重要性分类与设防标准 裙房与主楼的抗震等级裙房与主楼的抗震等级 c c c c c c1 c c 裙房顶部上下各 一层应提高抗震 措施 裙房顶部上下各 一层应提高抗震 措施 多层与高层建筑的地下室多层与高层建筑的地下室 一层以下根据具体情况按三级或按更低等级。9度 时应专门研究。 一层以下根据具体情况按三级或按更低等级。

20、9度 时应专门研究。 图中c为抗震等级图中c为抗震等级 5.2.5 按抗剪要求的截面限制条件按抗剪要求的截面限制条件 对于跨高比大于对于跨高比大于2.5的梁、的梁、剪跨比剪跨比大于大于2的柱：的柱： )20. 0( 1 0 bhfV c RE )15. 0( 1 0 bhfV c RE )/( 0 hVM cc = 对于跨高比不大于对于跨高比不大于2.5的梁、的梁、剪跨比剪跨比不大于不大于2的柱：的柱： 对于框架结构 的中间层柱 对于框架结构 的中间层柱 h H n 2 5.3 钢筋混凝土框架结构的抗震设计钢筋混凝土框架结构的抗震设计 ?一般结构在纵横两个主轴方向进行抗震计算一般结构在纵横两个

21、主轴方向进行抗震计算 ?框架柱的边长一般不小于框架柱的边长一般不小于300mm ?避免形成短柱避免形成短柱 ?采用柱下单独基础时，某些情况需要沿两个主 轴方向设置基础系梁 采用柱下单独基础时，某些情况需要沿两个主 轴方向设置基础系梁 ?在竖向荷载作用下的结构内力可以调幅；在竖向荷载作用下的结构内力可以调幅；现浇 框架： 现浇 框架：0.80.9；装配整体式：；装配整体式：0.70.8 ?地震作用产生的结构内力不能调幅地震作用产生的结构内力不能调幅 5.3.1 框架结构的设计要点框架结构的设计要点 地震作用及框架内力的计算地震作用及框架内力的计算 一、水平地震作用的计算一、水平地震作用的计算 1

22、、用顶点位移法计算基本自振周期：、用顶点位移法计算基本自振周期： (s) T：0.60.7 2、用底部剪力法求水平地震作用；、用底部剪力法求水平地震作用； FEKFi 3、求层间地震剪力、求层间地震剪力 Vi，并，并分配分配到每个柱。到每个柱。 二、水平地震作用下框架内力计算二、水平地震作用下框架内力计算 反弯点法反弯点法D值法值法 三、竖向荷载作用下框架内力计算三、竖向荷载作用下框架内力计算（分层法）（分层法） 重力荷载代表值重力荷载代表值 分层法（弯矩分配法）；梁上的内力可进行分层法（弯矩分配法）；梁上的内力可进行调幅调幅。 TT uT7 . 1 1 = 5.3.2 地震作用在结构各部分的

23、分配 及内力计算 地震作用在结构各部分的分配 及内力计算 1、地震作用在结构各部分的分配、地震作用在结构各部分的分配 i m k ik ij ij V D D V = = 1 2、内力计算、内力计算 反弯点法、反弯点法、D值法值法 5.3.3 截面设计和构造截面设计和构造 各种荷载作用下结构的内力各种荷载作用下结构的内力 内力组合内力组合 控制截面的最不利的内力控制截面的最不利的内力 截面计算截面计算配筋配筋和和构造设计构造设计 最不利组合指截面最不利组合指截面配筋量较大配筋量较大的组合， 并非 的组合， 并非Smax。 REEhGE RSSS/3 . 12 . 1 1 += RSSS QG

24、+=4 . 12 . 1 2 内力组合内力组合 ?延性延性：指结构的后期变形能力。 指标： ：指结构的后期变形能力。 指标：u y 或 或 u / y ?延性框架延性框架： 在地震作用效应下，具有一定的承载力、刚度、变 形能力和耗能能力的框架。 ： 在地震作用效应下，具有一定的承载力、刚度、变 形能力和耗能能力的框架。 ?延性框架的设计措施：延性框架的设计措施： 强柱弱梁； 强剪弱弯； 强节点、强锚固 强柱弱梁； 强剪弱弯； 强节点、强锚固。 延性框架的概念延性框架的概念 1、“强柱弱梁强柱弱梁” 一、二、三级框架的梁柱节点处除框架顶层和柱轴压比小 于 一、二、三级框架的梁柱节点处除框架顶层和

25、柱轴压比小 于0.15者外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求：者外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求： 地震作用效应的调整地震作用效应的调整 9度和一级框架结构，尚应符合：度和一级框架结构，尚应符合： 节点左右截面反时针或顺时针方向按实配钢筋（考虑 受压钢筋）正截面抗震受弯承载力，所对应的弯矩值之 和，可 节点左右截面反时针或顺时针方向按实配钢筋（考虑 受压钢筋）正截面抗震受弯承载力，所对应的弯矩值之 和，可根据实际配筋面积和材料强度标准值确定根据实际配筋面积和材料强度标准值确定。 = beC MM1 . 12 . 14 . 1、= e = buac MM2 . 1 bua M 一、二级框

26、架角柱调整后的弯矩、剪力设计值应扩大一、二级框架角柱调整后的弯矩、剪力设计值应扩大1.3倍；倍； 15. 125. 15 . 1、= e 对于底层柱下端截面：对于底层柱下端截面： 防止梁柱端部在弯曲屈服前出现剪切破坏是抗震概念设 计的要求，它意味着构件的受剪承载力要大于构件弯曲 时实际达到的剪力。 防止梁柱端部在弯曲屈服前出现剪切破坏是抗震概念设 计的要求，它意味着构件的受剪承载力要大于构件弯曲 时实际达到的剪力。 2、“强剪弱弯强剪弱弯” 1）框架梁的梁端截面组合的剪力设计值）框架梁的梁端截面组合的剪力设计值 Gbn r b l bvb VlMMV+=/ )( 1 . 12 . 13 . 1

27、、= vb 9度时和一级框架尚应符合度时和一级框架尚应符合: Gbn r bua l bua VlMMV+=/ )( 1 . 1 2）框架柱设计剪力的调整）框架柱设计剪力的调整 n b c t cvc HMMV/ )(+= 1 . 12 . 14 . 1、= vc 9度时和一级框架结构尚应符合：度时和一级框架结构尚应符合： n b cua t cua HMMV/ )(2 . 1+= 配筋和构造配筋和构造 一级）(25 . 0 0 hx 梁端截面的混凝土受压区高度梁端截面的混凝土受压区高度x，当考虑受压钢筋的 作用时，应满足： ，当考虑受压钢筋的 作用时，应满足： 二、三级）(35. 0 0 h

28、x （1）截面尺寸限制条件）截面尺寸限制条件 对于跨高比大于对于跨高比大于2.5的梁、剪跨比大于的梁、剪跨比大于2的柱：的柱： )20. 0( 1 0 bhfV c RE )15 . 0 ( 1 0 bhfV c RE 对于跨高比不大于对于跨高比不大于2.5的梁、剪跨比不大于的梁、剪跨比不大于2的柱：的柱： （2）抗剪承载力的折减）抗剪承载力的折减 )6 . 0( 1 sc RE b VVV+ 056. 0 1 05. 1 1 00 Nh s A fbhfV sv yvt RE c + + 梁梁 受压柱受压柱 2 . 0 1 05. 1 1 00 Nh s A fbhfV sv yvt RE

29、c + + 受拉柱受拉柱 构造要求构造要求 1框架梁框架梁 1) 普通框架梁普通框架梁 截面宽度不宜小于截面宽度不宜小于200mm；截面高宽比不宜大于；截面高宽比不宜大于4；净 跨与截面高度之比不宜小于 ；净 跨与截面高度之比不宜小于4。 2) 扁梁扁梁 扁梁指梁截面高度不大于梁截面宽度的梁。 扁梁宽度大于柱宽时，楼板应采用现浇；梁中线宜与柱 中线重合；扁梁宜双向布置； 扁梁的截面尺寸应符合 ： 扁梁指梁截面高度不大于梁截面宽度的梁。 扁梁宽度大于柱宽时，楼板应采用现浇；梁中线宜与柱 中线重合；扁梁宜双向布置； 扁梁的截面尺寸应符合 ： bb2bc；bbbc+hb；hb16d 式中：式中：bc

30、柱截面宽度，园形截面取柱直径的柱截面宽度，园形截面取柱直径的0.8倍；倍； bb，hb分别为梁截面宽度和高度；分别为梁截面宽度和高度； d柱纵筋最大直径。柱纵筋最大直径。 扁梁的截面高度应满足挠度和裂缝宽度的有关规定。扁梁的截面高度应满足挠度和裂缝宽度的有关规定。 二级抗震框架梁端的配筋构造二级抗震框架梁端的配筋构造 hb As, 10mm 加密区bc As0.5As 连续筋不少于2 14,且 连续筋不少于2 14,且 AS/4 AS/4 h0 弦长 sA x mmd8 ? s A x 35. 0/ 0 =hx 500,5 . 1max b h ss AA3 . 0 hb As, 10mm 加

31、密区bc As0.5As 连续筋不少于2 14,且 连续筋不少于2 14,且 AS/4 AS/4 h0 弦长 一级抗震框架梁端的配筋构造一级抗震框架梁端的配筋构造 ? s A x 25. 0/ 0 =hx 6Hb/4,8d,1501.5hb,500四 8Hb/4,8d,1501.5hb,500三 8Hb/4,8d,1001.5hb,500二 10Hb/4,6d,1002hb,500一 箍筋小直径箍筋小直径(mm)箍筋最大间距箍筋最大间距(mm) 采用较小值采用较小值 加密区长度加密区长度(mm) 采用较大值采用较大值 抗震等级抗震等级 抗震框架梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径抗震框

32、架梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径 2、框架柱、框架柱 1）截面尺寸：）截面尺寸： 截面宽度及高度均不宜小于截面宽度及高度均不宜小于300mm； 圆柱直径及多边形的截面内切圆不宜小于 ； 圆柱直径及多边形的截面内切圆不宜小于350mm； 剪跨比宜大于 ； 剪跨比宜大于2； 截面的长边与短边的边长比不宜大于 ； 截面的长边与短边的边长比不宜大于3； 2）框架柱中线与框架梁中线之间的偏心距不宜 大于柱截面宽度的 ）框架柱中线与框架梁中线之间的偏心距不宜 大于柱截面宽度的1/4。 3）轴压比限值）轴压比限值 Af N n c = 对称配筋的压弯构件对称配筋的压弯构件 01 hbf c =

33、 0 /hx= bxfN c1 = fyAs fyAs N e ei bxfc Af c 0 . 1 = Af N n c为小偏压 为大偏压 b b 结论结论 ?轴压比越大，脆性越大轴压比越大，脆性越大 ?延性框架需要控制轴压比在合理的范 围内 延性框架需要控制轴压比在合理的范 围内 ?一、二、三级抗震框架柱一、二、三级抗震框架柱n分别为分别为 0.7、0.8、0.9； ?非抗震框架柱的非抗震框架柱的n取为取为1.0。 n Af N n c = 4) 柱的纵向配筋（矩形和圆形截面柱）柱的纵向配筋（矩形和圆形截面柱） 纵筋宜对称配置； 截面大于 纵筋宜对称配置； 截面大于400mm的柱，纵筋间距

34、不宜大于的柱，纵筋间距不宜大于200mm； 柱纵筋的最小配筋率按规范规定采用，每侧不小于 ； 柱纵筋的最小配筋率按规范规定采用，每侧不小于 0.2%，建造于类场地上较高的高层建筑（接近适用最大 高度），最小总配筋率宜增加 ，建造于类场地上较高的高层建筑（接近适用最大 高度），最小总配筋率宜增加0.1； 柱总配筋率不大于 ； 柱总配筋率不大于5%； 剪跨比 ； 剪跨比2的柱，每侧纵筋配筋率不宜大于的柱，每侧纵筋配筋率不宜大于1.2%； 边柱、角柱考虑地震作用组合产生拉力时，柱内纵筋总 截面面积计算值应增加 ； 边柱、角柱考虑地震作用组合产生拉力时，柱内纵筋总 截面面积计算值应增加30%； 5)

35、柱的箍筋加密范围及用量柱的箍筋加密范围及用量 ?柱端取截面高度（圆柱直径），柱净高的柱端取截面高度（圆柱直径），柱净高的1/6，和，和500mm 三者的最大值；三者的最大值； ?底层柱嵌固部位的箍筋加密范围不小于柱净高的底层柱嵌固部位的箍筋加密范围不小于柱净高的1/3；当有 刚性地面时，除柱端外尚应取刚性地面上、下各 ；当有 刚性地面时，除柱端外尚应取刚性地面上、下各 500mm； ?剪跨比不大于剪跨比不大于2的柱和固非结构墙的约束形成的净高与柱 截面高度之比不大于 的柱和固非结构墙的约束形成的净高与柱 截面高度之比不大于4的柱，取全高。箍筋间距不应大于的柱，取全高。箍筋间距不应大于 100m

36、m。梁柱之间偏心较大，宜取全高；。梁柱之间偏心较大，宜取全高； 6) 柱的最小配箍特征值入柱的最小配箍特征值入V及体积配箍率及体积配箍率V 式中：式中：V体积配箍率为箍筋体积与不包括净保护层混凝 土体积的比值。计算复合箍的体积配箍率，应扣除重叠 部分的箍筋体积； 体积配箍率为箍筋体积与不包括净保护层混凝 土体积的比值。计算复合箍的体积配箍率，应扣除重叠 部分的箍筋体积； yv c VV f f v最小配箍特征值，按最小配箍特征值，按表表5-10采用。 对一 采用。 对一四级的框架柱，箍筋加密区的四级的框架柱，箍筋加密区的V分别不小于分别不小于 0.8%、0.6%、0.4%、0.4%。 7) 柱

37、非加密区的配筋要求柱非加密区的配筋要求 箍筋的体积配筋率不宜小于加密区配筋率的箍筋的体积配筋率不宜小于加密区配筋率的50%； 箍筋间距对一、二级抗震不应大于 ； 箍筋间距对一、二级抗震不应大于10d，对三、四级不 应大于 ，对三、四级不 应大于15d； 柱中纵筋总配筋率超过 ； 柱中纵筋总配筋率超过3%时，箍筋应焊成封闭形式。时，箍筋应焊成封闭形式。 8）常用的柱截面箍筋类别：常用的柱截面箍筋类别： 普通箍 普通箍 复合箍 复合箍 螺旋箍 螺旋箍 框架柱加密区的箍筋最大肢距： 一级： 框架柱加密区的箍筋最大肢距： 一级：200mm 二、三级：二、三级：max(250mm,20d) 四级：四级：

38、300mm 5.3.4 框架节点核心区的设计框架节点核心区的设计 ?设计原则：设计原则： 1、节点承载力不低于其他构件的承载力；、节点承载力不低于其他构件的承载力； 2、多遇地震时，节点应在弹性范围内工 作； 、多遇地震时，节点应在弹性范围内工 作； 3、罕遇地震时，应保证竖向荷载的传递；、罕遇地震时，应保证竖向荷载的传递； 4、节点配筋不应使施工困难。、节点配筋不应使施工困难。 1、破坏形态、破坏形态 节点核心区的主要 破坏形式为剪切破 坏； 破坏特征：交叉斜 裂缝、混凝土被压 碎、柱纵筋压屈 节点核心区的主要 破坏形式为剪切破 坏； 破坏特征：交叉斜 裂缝、混凝土被压 碎、柱纵筋压屈 2、

39、节点抗剪强度和延性的影响因素、节点抗剪强度和延性的影响因素 ?梁板对节点区的约束作用梁板对节点区的约束作用 四边有梁且带现浇楼板的中节点抗剪强度约能 提高 四边有梁且带现浇楼板的中节点抗剪强度约能 提高50%。 ?轴压力的影响轴压力的影响 轴压比较小时，轴压比较小时，N提高，提高，V就提高； 轴压比大于 就提高； 轴压比大于0.60.8时，时，N提高，提高，V就下降。 轴压力的存在会使节点延性降低。 就下降。 轴压力的存在会使节点延性降低。 ?剪压比和配箍率剪压比和配箍率 限制配箍率，尽量保证纵筋先屈服，通过限制水平截 面上的剪压比来实现。剪压比不能大于 限制配箍率，尽量保证纵筋先屈服，通过限

40、制水平截 面上的剪压比来实现。剪压比不能大于0.35。 ?梁纵筋滑移梁纵筋滑移 在循环反复荷载作用下，纵筋滑移会降低节点的抗剪 强度、刚度、延性、耗能能力。 限制纵筋直径，保证锚固长度，增强锚固性能 在循环反复荷载作用下，纵筋滑移会降低节点的抗剪 强度、刚度、延性、耗能能力。 限制纵筋直径，保证锚固长度，增强锚固性能 3、节点核心区的抗震验算要求、节点核心区的抗震验算要求 ?核心区混凝土强度等级与柱相同时，一、二级 框架节点应进行抗震验算；三、四级可不进行 验算，但应符合构造要求；三级框架高度接近 二级的下限时应验算。 核心区混凝土强度等级与柱相同时，一、二级 框架节点应进行抗震验算；三、四级

41、可不进行 验算，但应符合构造要求；三级框架高度接近 二级的下限时应验算。 ?节点核心区混凝土强度等级不宜低于柱，否则 应进行正斜截面承载力验算。 节点核心区混凝土强度等级不宜低于柱，否则 应进行正斜截面承载力验算。 4 、节点核心区抗震验算方法、节点核心区抗震验算方法 n u c l c H MM + n t c b c c H MM V + = n r b l b H MM + = （1）节点剪力设计值）节点剪力设计值 柱剪力：柱剪力： n sbo t syk b syk H ahAfAf)( + = 由节点平衡：由节点平衡： c rl j VTCV+= c t syk b syk VAfA

42、f+= )1)( n sbo t s b syk H ah AAf += 规范规定：规范规定： )1)(15. 1 n sbo t s b sykj H ah AAfV += n r b l b bj H MM V + = )(15. 1 t s b sykj AAfV+= 1）一级框架和）一级框架和9度区：度区： 顶层节点： 其他层节点： 顶层节点： 其他层节点： 2）其他情况：）其他情况： 顶层节点： 其他层节点： 顶层节点： 其他层节点：)1 ( n sbo n r b l b bj H ah H MM V + = 2 . 135. 1、= b 各抗震等级的顶层端节点和三、四级的所有节点

43、， 可不进行抗剪计算，仅按构造配箍筋就行。 各抗震等级的顶层端节点和三、四级的所有节点， 可不进行抗剪计算，仅按构造配箍筋就行。 （2）节点受剪承载力的设计要求）节点受剪承载力的设计要求 1）、节点箍筋的设置同框架柱端加密区；）、节点箍筋的设置同框架柱端加密区； 2）、柱中的纵筋不能在节点中截断。）、柱中的纵筋不能在节点中截断。 juj VV )(05. 01 . 1 1 sbo svj yv cc jj jjjtj RE ju ah s A f hb hb NhbfV+= )(9 . 0 1 sbo svj yvjjtj RE ju ah s A fhbfV+= 9度区：度区： （3）节点受

44、剪截面限制条件）节点受剪截面限制条件 )3 . 0( 1 jjccj RE j hbfV 5.3.5 预应力混凝土框架的抗震设计要求预应力混凝土框架的抗震设计要求 适用于适用于6、7、8度区度区 1、一般要求、一般要求 抗震设计时，框架的后张预应力构件宜采用有粘结 预应力筋；后张预应力筋的锚具不宜设置在梁柱节点核 芯区。 地震作用和重力荷载组合下产生的弯矩，一级框架 至少有 抗震设计时，框架的后张预应力构件宜采用有粘结 预应力筋；后张预应力筋的锚具不宜设置在梁柱节点核 芯区。 地震作用和重力荷载组合下产生的弯矩，一级框架 至少有75%、二三级至少有、二三级至少有65%由非预应力筋承担时， 无粘

45、结预应力筋可在框架中应用。 主梁与裙房相连时，二者不宜共用预应力筋。 由非预应力筋承担时， 无粘结预应力筋可在框架中应用。 主梁与裙房相连时，二者不宜共用预应力筋。 2、框架梁、框架梁 yspyp pyp fAfA fA + = 预应力混凝土框架梁端纵向受拉钢筋按非预应力钢 筋抗拉强度设计值换算的配筋率不应大于 预应力混凝土框架梁端纵向受拉钢筋按非预应力钢 筋抗拉强度设计值换算的配筋率不应大于2.5%，且考虑 受压钢筋的 ，且考虑 受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比梁端混凝土受压区高度和有效高度之比，一 级不应大于 一 级不应大于0.25，、三级不应大于，、三级不应大于0.35。 后

46、张预应力混凝土框架梁中应采用预应力筋和非预应 力筋混合配筋方式，按下式计算的预应力度 。 后张预应力混凝土框架梁中应采用预应力筋和非预应 力筋混合配筋方式，按下式计算的预应力度,一级不宜大 于 一级不宜大 于0.55， 二三级不宜大于， 二三级不宜大于0.75。 梁端截面的底面和顶面非预应力钢筋配筋量的比值 除按计算确定外，一级不应小于 梁端截面的底面和顶面非预应力钢筋配筋量的比值 除按计算确定外，一级不应小于1.0，二、三级不应小于，二、三级不应小于 0.8，同时，底面非预应力钢 筋配筋量不应低于毛截面面 积的 ，同时，底面非预应力钢 筋配筋量不应低于毛截面面 积的0.2%。 3、悬臂构件、

47、悬臂构件 悬臂梁的预应力度限值、考虑受压钢筋的混凝土受压 区高度和有效高度之比的限值与上述相同。 悬臂梁梁底和梁顶非预应力筋配筋量的比值，除按计 算确定外，不应小于 悬臂梁的预应力度限值、考虑受压钢筋的混凝土受压 区高度和有效高度之比的限值与上述相同。 悬臂梁梁底和梁顶非预应力筋配筋量的比值，除按计 算确定外，不应小于1.0，且底面非预应力筋配筋量不应低 于毛截面面积的 ，且底面非预应力筋配筋量不应低 于毛截面面积的0.2%。 预应力混凝土大跨度框架顶层边柱宜采用非对称配 筋，一侧采用混合配筋，另一侧仅配置普通钢筋 预应力混凝土大跨度框架顶层边柱宜采用非对称配 筋，一侧采用混合配筋，另一侧仅配

48、置普通钢筋 4、框架柱和梁柱节点、框架柱和梁柱节点 预应力混凝土框架柱的截面受压区高度和有效高度之 比，一级不应大于 预应力混凝土框架柱的截面受压区高度和有效高度之 比，一级不应大于0.25，二、三级不应大于，二、三级不应大于0.35。 预应力框架柱箍筋应沿柱全高加密。 。 预应力框架柱箍筋应沿柱全高加密。 0.35h00.6二、三级 二、三级 0.25h00.5一级 截面受压区高度预应力度抗震等级 一级 截面受压区高度预应力度抗震等级 思考题思考题 ?5.4 为什么要限制柱的轴压比？为什么要限制柱的轴压比？ ?5.6 框架结构在什么部位应加密箍筋？有何作用？框架结构在什么部位应加密箍筋？有何作用？ ?5.7 对水平地震作用产生的弯矩可以调幅吗？为什么？对水平地震作用产生的弯矩可以调幅吗？为什么？ 作业题（作业题（P180） ?5.3 ?5.5