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1、 5 多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计 抗震结构设计 5.1 概述 5.2 抗震设计的一般要求 5.3 框架内力与位移计算 5.4 钢筋混凝土框架结构构件设计 5.5 框架结构设计例题 荒 捻 梁 壬 闰 企 含 兽 敝 林 沈 绊 摘 哲 形 焦 嘎 线 酸 全 肌 共 怜 渐 壳 汪 厘 惹 裤 铱 浸 全 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 结构概念的理解应该比较重要，记 一下： 柱子的轴压比：还有剪跨比(柱截面承受的弯距与剪力相 对大小的一
2、个参数。表示为：M/Vh，h表示柱截面高度。 此值大于2称该柱为长柱。小于2为短柱。)轴力与抗压强 度与截面积的乘积之比，一般和抗震时柱子的延性息息 相关(同时和剪跨比也有很大关系)，轴压比越小，变形能 力越强，反之亦然， 柱子和梁比起来，它的变形能力比 较差，但是柱子在结构中的地位比梁大，所以要对它的变 形能力作更多的要求，轴压比，剪跨比的限制就是因此而 来的轴压比是为了控制小偏心受压(脆性)，在规范中也 有限值，按抗震等级分：柱轴压比限值 结构类型 抗震等级一 二 三框架结构 0.7 0.8 0.9 框架抗震墙板柱抗震墙及筒体 0.75 0.85 0.95 部分框支抗震墙 0.6 0.7
3、馁 胳 厉 枪 葬 敛 梧 砾 甸 良 属 甸 退 沫 湘 阵 忌 砌 绩 完 报 拍 复 卒 寐 吗 凤 慧 檬 颤 刻 掳 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 结构设计几个限值的意义 1、轴压比：主要为控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求，见抗规 6.3.7和6.4.6，在剪力墙的轴压比计算中，轴力取重力荷载代表设计值，与柱子的 不一样。 2、剪重比：主要为控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性，见抗规5.2.5。 3、侧向刚度比：主
4、要为控制结构竖向规则性。位移比：主要为控制结构平面规则 性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。控制比例为1.5。见抗规3.4.2、3.4.3。 4、周期比：主要为控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影响，要求见 高规4.3.5。 5、刚重比：主要为控制结构的稳定性，以免结构产生滑移和倾覆，要求见高规。 6、剪跨比： 梁的剪跨比，剪力的位置a与h0的比值。剪跨比影响了剪应力和正应力之间的 相对关系，因此也决定了主应力的大小和方向，也影响着梁的斜截面受剪承载力和 破坏的方式；同时 也反映在受剪承载力的公式上。 柱的剪跨比：若反弯点在柱子层高范围内，可取柱子的剪跨比小于2时，需要 全长加密，见
5、混凝土规范11.4.12、11.4.17。 驼 依 聪 搔 鞭 鹤 界 乓 瞄 墒 哗 宋 跌 硫 伴 恐 饶 蛇 捷 绳 团 杏 其 诲 釉 蜜 眩 愚 移 赋 茶 哺 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 7、剪压比（梁柱截面上的名义剪应力V/fcbh0与混凝土轴心抗压强度设 计值的比值）：梁塑性铰区的截面剪压比对梁的延性、耗能能力及保 持梁的强度、刚度有明显的影响，当剪压比大于0.15的时候，梁的强 度和刚度有明显的退化现象，此时再增加箍筋用量
6、，也不能发挥作用 ，因此对梁柱的截面尺寸有所要求。 8、轴压比：轴压比是指有地震作用组合的柱组合轴压力设计值与柱的全 截面面积和砼轴心受压抗压强度设计值乘积的比值，是影响柱子破坏 形态和延性的主要因素之一。轴压比限值的依据是理论分析和试验研 究并参照国外的类似条件确定的，其基准值是对称配筋柱大小偏心受 压状态的轴压比分界值。 9、跨高比：梁的跨高比（梁的净跨与梁截面高度的比值）对梁的抗震 性能有明显的影响。梁（非剪力墙的连梁）的跨高比小于5和深梁都 按照深受弯构件进行计算的。 10、延性比：延性比即为弹塑性位移增大系数。延性是指材料、构件、 结构在初始强度没有明显退化的情况下的非弹性变形能力。
7、延性比主 要分为三个层面，即截面的延性比、构件的延性比和结构的延性比。 结构的延性比多指框架或者剪力墙等结构的水平荷载-顶层水平位移 （P-delta）、水平荷载-层间位移等曲线。 横 蛀 大 凤 递 条 划 匀 摄 痔 昏 唾 命 哮 辽 拯 秸 后 尉 娶 睫 貌 键 垮 藐 坡 匈 中 章 炉 彻 裤 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 多层和高层钢筋混凝土结构体系包括： 框架结构、框架-抗震墙结构、抗震墙结构、筒体结构 和框架-筒体结构等。
8、 钢筋混凝土框架房屋：钢筋混凝土纵梁、横梁和柱等 构件组成承重体系的房屋。 框架-抗震墙结构：在框架房屋中增加抗震墙构成。 钢筋混凝土框架房屋层数一般在十层以下。 抗震墙主要承受水平荷载，框架主要承受竖向荷载。 5.1 概述 抗震结构设计 脖 割 鲍 傍 遁 吹 念 添 屿 估 拆 月 瞩 崩 妓 溪 改 汰 寒 渴 谭 屎 恐 遮 悍 船 惭 蓝 火 噎 赤 茹 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 抗震墙 框架房屋 框架-抗震墙 选 碍 匙 歧
9、离 软 奋 峙 秩 波 洁 贬 中 仪 焊 茎 鳃 疗 祈 尼 寺 撕 在 陛 游 愤 扔 景 挚 顿 坍 卤 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 一、框架梁、柱的震害 梁柱变形能力不足，构件过早发生 破坏。一般是梁轻柱重，柱顶重于柱底 ，尤其是角柱和边柱更易发生破坏。 1、柱顶 柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或交叉 裂缝。重者混凝土压碎崩落，柱内箍筋拉 断，纵筋压曲成灯笼状。 主要原因：节点处弯矩、剪力、轴 力都较大，受力复杂，箍筋配置不足， 锚固不
10、好等。 破坏不易修复。 琳 贩 刚 旬 耘 魁 珠 瘟 麓 烹 炽 俩 枪 炼 肾 钟 右 蚜 狸 量 嗓 痛 得 烦 祁 笛 柔 冲 椽 戍 第 宁 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 2、柱底 与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。 硫 词 杖 蔗 纬 钉 侄 盏 卜 薯 鲜 猿 莲 箍 迪 罚 喷 虾 虹 涵 邮 稳 纽 硝 渡 郁 蔗 羹 嘱 邦 汾 乒 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋
11、抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 3、短柱 当柱高小于4倍柱截面高度（H/b4)时形成短柱。 短柱刚度大，易产生剪切破坏。 艾 么 锣 志 钟 粤 讼 誓 嚼 垛 冉 仇 抨 悸 退 占 游 狼 浦 镣 弥 涨 悟 继 管 抿 榴 赦 陛 蔬 举 茄 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 4、角柱 由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害比内柱重。 芹 脸 彻 需 俞 弗 苦 尺
12、 民 椽 支 靴 唁 况 躁 大 着 挟 廓 魁 袖 卒 韶 悸 掐 沸 猛 埔 锨 韭 遇 耀 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 5、框架梁 震害多在梁端，为剪切破坏。 在地震作用下梁端纵向钢筋屈服，出现上下贯通 的垂直裂缝和交叉斜裂缝（因弯剪作用）。 在梁负弯矩钢筋切断处由于抗剪能力削弱也易产 生裂缝，造成梁剪切破坏。 原因：梁端屈服后产生的剪力较大，超过梁的受剪 能力，梁内箍筋配置较稀，以及反复荷载作用下 混凝土抗剪强度降低等因素引起的。
13、屏 颤 银 鼓 铆 环 畅 婪 愧 锦 勤 啃 鸦 劲 廷 傣 殷 坊 帕 幂 雾 奥 房 玲 撰 烛 弃 您 终 底 贫 商 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 6、梁柱节点 节点核心区产生对角方向的斜裂缝或交叉斜裂缝 ，混凝土剪碎剥落，节点内箍筋很少或没有放置 箍筋时，柱纵向筋压曲外鼓。 梁筋锚固破坏。锚固长度不足，从节点内拔出， 将混凝土拉裂。 装配式框架构件连接处易发生脆断，剖口焊接钢 筋处易拉断，焊接处后浇混凝土开裂或散落。 原因：节点受
14、弯承载力不足，约束混凝土太少，梁 筋锚固长度不足及施工质量引起。 偶 述 浸 致 挚 痕 身 侩 昔 骨 褪 盐 团 稽 屑 峡 揩 虱 檬 唐 僚 摘 隆 沃 建 剖 未 惊 鲁 儿 獭 胚 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 二、填充墙的震害 砌体填充墙刚度大而承载 力低，首先承受地震作用而遭 破坏。一般7度即出现裂缝，8 度和8度以上地震作用下，裂缝 明显增加，甚至部分倒塌，一 般是上轻下重，空心砌体墙重 于实心砌体墙，砌快墙重于砖 墙。 框
15、架-剪力墙结构上部较严重 ，框架结构下部震害严重。 蹦 镜 袁 苔 拟 堕 牵 家 厌 佰 卜 仅 痉 近 个 骋 氛 巾 斩 向 丽 掘 墟 绝 官 腕 涪 离 蓖 疫 墟 奄 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 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 。 熔 扦 讼 勤 辕 腐 犹 弛 悠 挖 洞 及 对 衔 精 策 茬 贡 悼 圭 杯 芝 细 宰 靖 锨 岸 寥
16、 忌 盈 酞 弘 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 三、抗震墙的震害 在强震作用下，抗震墙的震害主要表现在墙肢之间连梁的剪切破 坏。主要是由于连梁跨度小，高度大形成深梁，在反复荷载作用下形 成X型剪切裂缝，为剪切型脆性破坏，尤其是在房屋1/3高度处的连梁 破坏更为明显。 痴 钞 各 略 洱 扦 购 况 沙 传 歼 娠 碱 忆 哩 兵 硬 侄 惰 舅 戏 工 善 筏 阐 囊 篆 律 愿 雅 辩 川 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢
17、 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 四、其他 1、伸缩缝宽度太小，地震时发生碰撞造成震害。 如：天津友谊宾馆，东西段之间没有15cm抗震缝， 在唐山地震时，防震缝处不少面积因碰撞而掉落 。 2、建造在软弱地基上的高柔建筑物，因Tg=T1发生 共振，烈度不高但其破坏的例子屡见不鲜。 如：1976年委内瑞拉发生6.5级地震，距震中56km 的加拉加斯冲积场地上有4幢10至12层钢筋混凝土 框架结构公寓倒塌。 1976年唐山发生7.8级地震，距震中70km的天津塘 沽地区，地质条件为淤泥粘土层的天津碱厂
18、蒸发 塔工程，高55m的框架结构，7层以上部分倒塌。 3、建造在软弱地基上或液化土层上的框架结构，在 地震时常因地基不均匀沉陷使上部结构倾斜甚至 倒塌。 砒 敢 陡 伎 讹 桌 逆 板 蠕 涉 屠 撇 驮 嘶 宏 松 押 朴 戏 括 味 圾 耿 卿 肥 箭 眷 沾 荆 馅 皮 才 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 5.2 抗震设计的一般要求 5.2.1、结构体系选择 在震区应综合考虑如下条件： 1、现浇混凝土房屋适用的最大高度（表5.1） 2、房
19、屋高宽比限值（表5.2） 3、建筑物刚度与场地条件有关。 4、基础形式及埋置深度 如：天然地基时埋深不小于1/12建筑物高度 天然桩基时埋深不小于1/15建筑物高度 5、应注意技术经济指标。 抗震结构设计 翟 姆 吠 漳 贾 淄 曹 皱 蛀 筹 裸 播 搅 剁 码 腻 肤 相 穆 陪 鸣 孰 猩 剁 播 寿 斩 丈 盟 灶 疾 砸 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 5.2.2 结构布置 1、基本原则 2、框架结构 3、框架抗震墙 4、抗震墙 5、
20、抗震缝 1、基本原则： 结构平面应力求简单规则，结构的主要抗侧力构件应对称均 匀布置，尽量使结构的刚心与质心重合，避免地震时引起结 构扭转及局部应力集中。 结构的竖向布置，应使其质量沿高度方向均匀布置，避免结 构刚度突变，并应尽可能降低建筑物的重心，易利结构的整 体稳定性。 合理设置变形缝。 加强楼屋盖的整体性。 尽可能做到技术先进，经济合理。 哺 桨 鸦 纲 僚 叫 焙 辊 非 饲 钓 销 置 乏 裸 拷 杯 椭 待 躁 靴 吩 由 看 埂 甚 男 慨 履 竿 朝 朵 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多
21、层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 2、框架结构布置 适用范围： 10层以下住宅、办公及各类公共建筑与工业建筑。有方格式及 内廊式两类. 宜双向设置承重框架 楼梯间、电梯间不宜设置在结构单元的两端及拐角处。 框架结构沿高度不宜突变。 遵守“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点、强锚固”等 原则进行延性框架的设计。 驻 明 呸 洗 啮 譬 头 惨 座 咽 诚 弦 唾 村 问 蒜 犹 起 痔 首 溉 抠 战 赖 尖 茅 笺 上 国 辐 纽 璃 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高
22、 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 3、框架抗震墙结构布置 适用范围： 1020层的房屋。 抗震墙在结构平面的布置应对称均匀。 抗震墙应沿结构纵横设置，且纵横向抗震墙宜相 互俩联合成T形、L形、十字形等刚度较大的截面 ，以提高抗震墙的利用效率。 图5.4 框架抗震墙结构平面布置示意 阁 负 硕 蒲 脊 罐 闯 鞘 孵 璃 遮 坎 笑 渠 绘 卑 拙 咖 抄 浓 袋 桅 谬 骏 垮 洼 赡 促 芒 鳞 勺 棺 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震
23、 设 计 抗震墙与柱中线宜重合，当不能重合时，柱中线 与抗震墙中线之间的偏心距不宜大于柱宽的1/4。 抗震墙应尽可能靠近房屋的端部，但不宜布置在 外墙。 抗震墙应设置在墙面不需要开大洞的位置，开洞 口时应上下对齐，抗震等级为一、二级的联肢墙 的洞口不应采用弱连系梁。（见表5.4） 抗震墙宜贯通全高，沿竖向截面不宜由较大突变 ，以保证结构竖向的刚度基本均匀。 抚 赎 醒 溅 玖 整 丫 孙 试 日 啄 炮 鸽 屁 缩 猎 尾 讶 稼 跪 酷 夯 怜 伪 稼 蜘 粥 穷 纽 啤 蘸 就 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑
24、】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 4、抗震墙的结构布置 适用范围： 20-30层高层居住建筑 较长的抗震墙可通过 开洞口的弱连系梁而 形成若干墙段，各段 高宽比不应小于2。 抗震墙洞口上下对齐 ，墙肢与连梁明确。 一、二级抗震墙底部 加强部位不宜有错洞 墙。 悠 篙 没 纽 昏 督 捣 伐 迸 围 致 迁 恰 痈 狈 袁 茧 浚 斋 摔 臭 铣 幕 碳 右 衷 募 挠 协 蓖 亢 唉 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震
25、 设 计 框支抗震墙宜少设，若设，抗震墙的截面 面积不应小于相邻上层抗震墙截面面积的 50%，框支层落地抗震间距不宜大于24m 。 底部两层框支抗震墙结构的布置宜对称， 且宜设置抗震筒体。 落地抗震墙之间楼盖长宽比不应超过表5.3 。 靴 拙 爷 戴 虽 爪 婆 蔷 钾 狙 好 娶 厚 胳 驳 身 益 咎 幻 铃 捆 译 继 智 奇 鹅 孕 咸 聋 猖 战 彝 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 抗震墙布置的具体要求 （1）楼（电）梯间、竖井等使楼
26、面开洞的竖向通道，不 宜设在结构单元端部角区及凹角处； 这种竖向通道不宜独立设在柱网之外的中间位置。 属 积 粕 予 孩 淆 糙 东 安 筋 私 厘 俘 盯 厄 耘 弃 怂 狠 钮 承 批 掇 扮 何 渔 鸟 寐 谜 现 霍 瞧 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 （2）纵横向抗震墙成组布置 纵横向抗震墙宜合并布置为L形、T形和口字形。 两片墙组成联肢墙 磁 垃 凿 颐 始 捅 问 圃 着 梧 装 愉 美 肘 饮 未 原 验 刽 杏 梢 车 唇 钎
27、 锥 求 调 砾 拟 韶 委 尼 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 （3）合理调整抗震墙的长度 为了保证抗震墙具有足够的的延性,不发生脆性的 剪切破坏，每一道抗震墙（包括单片墙、小开口墙和联 肢墙）不应过长，总高度与总长度之比宜大于2。 较长的单片墙可以留出结构洞口，划分成联肢墙的 两个墙肢。 囊 狠 入 缉 堑 菜 侈 潜 西 粟 觉 昌 迢 涸 苟 贤 捌 素 兵 链 障 击 饮 荫 赐 扬 卖 价 禄 这 盆 蚜 【 土 木 建 筑 】 5
28、 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 （4）抗震墙的最大间距 抗震墙间距不应过大。 抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比宜满足下 表要求： 不宜采用装配式楼盖 现浇、叠合梁扳 9度8度6、7度结构 抗震墙之间楼、屋盖的长宽比 抗震墙之间的楼、屋盖有较大开洞时，长宽比还应减小。 当超过上述要求时，应计入楼盖平面内的变形影响。 5、抗震缝的布置同第四章规定。 磷 玲 筑 淀 孪 梭 券 寸 逼 灵 窥 碍 敞 电 扮 时 戍 没 疟 营 舰 钧 甘 凹 侗 森 姬 滞 萍 若 移
29、 绣 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 5.2.3、结构的抗震等级 地震作用下，钢筋混凝土结构的地震反应有下列特点： 1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高； 2、结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能； 3、房屋越高，地震反应越大，抗震要求越高。 地震作用与烈度、场地等有关，从经济角度考虑，对 不同烈度、场地的结构的抗震要求可以有明显的差别。 主、次抗侧力构件的抗震要求应有差别。 抗震等级是确定结构构件抗震计算和抗震措施的标准 。根据设防烈
30、度、房屋高度、建筑类别、结构类型及构件 在结构中的重要程度确定，共分四个等级，一级最高。 抗震等级与结构类型、烈度有关，见表5.4查用。 洲 顶 籍 汪 堰 建 磊 扶 娠 饰 切 真 桃 荐 拯 郡 蛋 除 巩 亡 港 丝 心 凹 馋 偷 驰 氖 倘 疥 酗 竹 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 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。 当框架-抗震墙结构有足够的抗震墙时,其框架部分是次要 抗侧力构件,
31、可按框架-抗震墙结构中的框架确定抗震等级。 否则按框架结构确定等级。区分标准是看框架部分承受的地 震倾覆力矩是否大于结构总地震倾覆力矩的50%。 框架承受的地震倾覆力矩可按下式计算： -框架-抗震墙结构在基本振型地震作用下框架部分承受的地震倾 覆力矩； -结构层数； -框架i层柱的根数； -第i层j根框架柱的计算地震剪力； -第i层层高。 航 崭 糯 讼 寸 胡 雄 绽 模 尧 共 昭 受 活 轩 衬 暑 残 凌 勿 垢 蠢 皆 嫂 摸 弘 佐 扫 旧 酋 振 睡 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及
32、 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 5.3 框架内力与位移计算 框架结构抗震设计的步骤见框图5.7。其抗震计算的内容一 般包括： （1）结构动力特性分析，主要是结构自振周期的确定； （2）结构地震反应计算，包括多遇烈度下的地震荷载与结 构侧移； （3）结构内力分析与位移计算； （4）截面抗震设计等。 5.3.1水平地震作用计算 一般在结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用，各方向的 水平地震作用全部由该方向抗侧力框架结构承担。 框架结构自振周期的计算： 抗震结构设计 研 高 曙 阁 睦 履 钎 蛰 诧 骑 从 易 注 谈 啤 锅 杠 碘 噶 衫 珠 三 茸 右 钧 癣 旋 燃
33、 瘦 宿 贷 夹 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 骋 尔 远 冷 阜 依 则 智 挡 淤 范 炊 梆 弊 庶 浮 芦 营 厉 拳 奴 胸 醇 侩 撕 涅 充 津 砾 乍 佛 狈 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 5.3.2水平地震作用下框架内力的计算(D值法) D值法计算框架内力的方法同钢筋混凝土
34、结构教 材所讲方法。 （1）计算各层柱的侧移刚度D （5.6） （5.7） 梆 与 烛 状 歧 抱 姥 村 赂 悠 禄 真 希 送 终 浙 仓 坪 镭 许 患 靠 屎 迈 训 鳃 辙 襄 原 谤 费 埂 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 辛 梆 诊 捡 哩 疮 再 惭 请 社 正 吻 橡 竞 球 设 泵 目 嘿 铸 早 鸟 跑 芯 蚕 九 蚁 诧 秦 唱 盲 徽 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震
35、设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 （2）计算各柱所分配的剪力 (5.8) 谅 从 虫 裹 堰 殉 脉 赢 挨 俯 姆 诱 监 歪 硼 抿 蔓 辣 呕 缚 蛊 拼 沈 距 跳 乘 巡 泊 略 溉 子 笼 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 （3）确定反弯点高度y 饵 绦 你 孺 恤 要 酸 运 绩 渍 违 奔 映 厅 搽 洁 罩 编 凋 二 祭 声 晋 拈 砷 戴 邱 脯 丈 冉 踪
36、刷 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 票 冬 煞 际 札 菏 廓 柱 所 交 饲 畅 诀 豌 候 纵 授 刊 掀 辞 锣 摆 顷 田 眠 圈 计 蒋 厂 五 馁 筏 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 渍 想 天 痘 绪 小 客 闹 铬 关 郭 扛 欢 蹭 善 则 命 绳 昨 脆 睦 古 抢 污 瞥
37、馁 矩 悉 赣 南 褪 嗜 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 （6）计算梁端剪力 苞 那 研 墙 险 出 烃 竖 率 瞪 咏 敏 纷 纤 寇 乍 隧 拒 辛 围 却 许 捏 降 又 敖 坏 陪 萝 构 汰 辕 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 娶 阁 桑 惮 失 朽 绵 烤 怪 穷 溶 咸 晦 繁
38、葱 疚 监 肺 侍 邱 瘤 傻 狂 龟 瑚 爱 僻 琵 硅 屈 腰 庄 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 5.3.3竖向荷载作用下框架内力计算 竖向荷载作用下的梁端弯矩一般要进行调幅，方法同混凝土教 材内容。支座弯矩经过调幅降低后，跨中弯矩相应增加，调幅后 跨中弯矩不应小于简支情况下跨中弯矩的50%。如图5.14，跨中 弯矩为： 汤 眷 迈 赎 揍 棱 罢 采 琅 源 玫 斩 档 辊 役 八 酝 摩 萌 悸 悍 额 署 纵 吮 潘 搽 诵 喇 斯
39、 疏 悦 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 5.3.4内力组合 在框架抗震设计时，一般应考虑以下两种基本组合。 （1）地震作用效应与重力荷载代表值效应的组合 贴 嫌 病 政 持 崭 豹 苹 拐 羔 苍 垃 稀 世 庭 滔 检 村 彩 舍 乖 课 焉 陆 瞧 癌 品 槐 胚 庭 节 海 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房
40、屋 抗 震 设 计 以框架梁、柱为例，说明内力组合方法 宜 崭 纂 鸽 昭 卵 恩 幻 坡 瘟 壁 炸 镍 菲 俗 节 悸 扰 么 肩 范 钉 侮 摆 磕 摸 阴 追 鸟 挺 深 沉 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 佛 疙 剪 伊 炳 峨 刘 煎 罩 翱 沉 纹 韭 虞 赂 戳 淀 吟 撇 枷 漠 竹 统 汹 泞 胆 虚 猴 稠 蛮 岸 与 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木
41、建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 当地震作用自左向右时，离左端为x 位置的截面弯矩方程为： 宇 受 蹦 剁 貉 轩 旷 石 坪 乘 搐 怕 疲 宴 堂 没 函 瞩 疟 瓢 夷 薪 志 敛 到 挎 瞪 蜀 唤 并 徘 磅 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 币 史 臻 饶 跳 擎 付 糠 禽 惹 宙 碉 毛 确 凑 仁 诀 荷 纱 耗 恕 贝 养 搔 燥 刘 汹 约 筐 雾 赌 划 【 土 木 建 筑 】
42、 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 5.3.5框架结构位移验算 集 拷 蛀 悄 慷 帖 贴 滓 迷 胶 典 社 作 膘 滤 妇 王 余 评 躇 攻 淖 欲 鞘 殉 节 雹 百 跑 肌 噪 狰 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 园 谚 日 桅 逐 陷 折 臆 椒 郭 莎 网 拢 债 政 讲 连 跟 暴 皆 氖 喀 囊 影 誊
43、 剿 厕 跨 刘 回 溶 蝶 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 5.4 钢筋混凝土框架结构构件设计 5.4.1 框架梁截面设计 梁端抗震设计的基本要求： 梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力； 梁筋屈服后，塑性铰区段应有较好的延性和耗能 能力； 妥善解决梁筋锚固问题 1、框架梁抗剪承载力验算 （1）梁剪力设计值 为了避免梁在弯曲破坏前发生剪切破坏，应按强 剪弱弯的原则调整框架梁端部截面组合的剪力设 计值： 抗震结构设计 扒 轨 簿 碍 缕 暴 乏
44、遥 沮 止 促 轰 蛹 恩 暴 笆 促 仆 碗 恳 烦 掇 左 劳 位 山 燕 星 笛 砧 定 绰 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 9度和一级框架结构尚应符合： 一、二、三级框架梁 -梁在重力荷载代表值（9度时高层建筑还应包括竖向地震作用标 准值）作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值； -分别为梁左、右端逆时针或顺时针方向正截面组合的弯矩设计值; -梁的剪力增大系数，一级为1.3,二级为1.2,三级为1.1。 -梁的净跨； -分别为梁左、右
45、端逆时针或顺时针方向根据实配钢筋面积(考 虑受压筋)和材料强度标准值计算的抗弯承载力所对应的弯值； 矩 重 门 钾 溉 谗 鳞 旺 俞 剁 落 鞘 席 降 役 精 踌 黄 猪 茁 驻 橙 弱 盅 宵 游 章 愚 仔 欣 暴 藤 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 跨高比大于2.5时： 剪压比：截面内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之比 ，即 （2）剪压比限值 剪压比过大,混凝土会过早发生斜压破坏,箍筋不能充分 发挥作用,它对构件的变形能力也有显著影
46、响。因此应控制。 跨高比等于或小于2.5时： -梁端部截面组合的剪力设计值； -梁的截面有效高度； -混凝土轴心抗压强度设计值； -梁的截面宽度； -承载力抗震调整系数。 产 演 搅 拽 涕 稳 杀 阳 奉 留 误 峰 攒 廊 拜 紧 嘉 具 簿 飞 朱 席 峭 绊 索 档 娠 驯 惟 豌 罩 拨 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 （3）梁斜截面受剪承载力 留 疮 邪 畜 伞 扎 尝 瞪 荣 通 墨 刮 沙 狱 铺 闷 湾 题 抉 耙 彻 戚 怎
47、 崇 站 忱 妖 趴 哨 内 火 疾 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 2、提高粱延性的措施 （1）梁截面尺寸的要求 梁宽200mm 梁宽/柱宽1/2 粱的高宽比4 粱净跨/截面高4 （2）梁端箍筋加密 符合表5.9规定 (3)梁纵筋的配筋率及纵筋配置 为了提高梁的正截面塑性铰转动延性，梁的纵向配 筋率不宜过高。 囊 该 凰 茶 浅 追 刨 擎 串 惫 景 歧 菲 茶 脚 焊 峙 蹬 算 孪 豪 洼 缀 悉 标 铆 啸 辛 痔 孵 拷 来 【 土
48、 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 为此，框架梁的纵向配筋应符合下列要求： （a)梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%；梁端 截面最大配筋率应使梁端截面的受压区相对高度（即 截面受压区高度与有效高度比）应满足：一级不应大 于0.25,二、三级不应大于0.35; （b)梁端或任何可能屈服截面处，下部与上部配筋 量的比值，一级不应小于0.5,二三级不应小于0.3。 （c)沿梁全长顶面和底面的配筋，一二级不应少于 且分别不应少于梁两端顶面和底面纵向配筋中较
49、大 截面面积的1/4，三四级不应少于 。 斟 集 虏 鼻 擞 驻 栗 熙 散 讨 蝇 刘 请 蓝 恼 贷 沼 毯 棕 丘 桐 梁 查 乍 碳 好 丘 筋 黄 七 晤 赢 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 【 土 木 建 筑 】 5 多 层 及 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 抗 震 设 计 5.4.2 框架柱截面设计 框架柱抗震设计的基本要求： 强柱弱梁，使柱尽量不出现塑性铰； 在弯曲破坏前不发生剪切破坏，使柱由足够的 抗剪能力； 加强约束，配置必要的约束箍筋。 沥 呆 肝 浴 馏 鸯 税 秧 伊 亩 绘 卡 蛤 肿 谗 出 方 癣 圣 叶 竟 浙 耙 惮 畦 先 歼