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1、1,第六章 钢筋混凝土框架构件设计,2,框架内力组合及最不利内力 框架抗震设计的延性要求 框架梁截面设计和配筋构造 框架柱截面设计和配筋构造 框架节点核心区截面设计,3, 6.1 延性框架的概念设计,1、延性结构设计原则 （1）强柱弱梁（或强墙弱梁） 要控制梁、柱的相对强度，使塑性铰首先在梁端出现，尽量避免或减少柱子中的塑性铰 （2）强剪弱弯 （3）强节点、强锚固 （4）局部加强 （5）限制轴压比，加强柱箍筋对混凝土的约束 2、保证延性的抗震措施 （1）先划分抗震等级（分四个等级） （2）根据抗震等级，按延性设计原则控制 计算：内力调整 构造：截面尺寸、主筋、箍筋、锚固等要求,4,在“小震不坏
2、、中震可修、大震不倒”的抗震设计原则下，地震区的结构都应该设计成延性结构。即在中等地震下，允许结构某些部位出现塑性铰。只要进行合理的延性结构设计，结构可以通过塑性变形消耗地震能量，做到“大震不倒”（而不是靠承载力抵抗大震）, 6.1 延性框架的概念设计,5,框架柱的轴压比限值 (影响柱承载力和延性的参数), 6.1 延性框架的概念设计,6, 6.2 框架梁抗震设计 6.2.1 框梁破坏形态与延性,梁的破坏类型（弯曲、剪切破坏）,6.2.2 梁截面抗弯设计,梁截面配筋与延性 受压区高度小，延性好 受压钢筋能改善延性（要求一定量的受压钢筋） 梁截面抗弯验算,7, 6.2 框架梁抗震设计6.2.3
3、梁的抗剪验算,框梁箍筋与延性 满足强剪弱弯要求 满足抗震构造措施要求 剪力设计值,8,剪力设计值 框架梁强剪弱弯调整：一、二、三级需调整，四级不调整,9度抗震设计的结构和一级框架结构尚应符合,分别为梁左右端逆时针或顺时针方向截面组合的弯矩设计值。当抗震等级为一级且梁两端弯矩均为负弯矩时，绝对值较小一端的弯矩应取零 梁剪力增大系数，一、二、三级分别取1.3、1.2、1.1 梁的净跨 考虑地震作用组合的重力荷载代表值作用下，按简支梁 分析的梁端截面剪力设计值, 6.2 框架梁抗震设计6.2.3 梁的抗剪验算,9,框架梁受剪承载力 无地震作用组合时,集中荷载为主的梁, 6.2 框架梁抗震设计6.2.
4、3 梁的抗剪验算,10, 6.2 框架梁抗震设计6.2.3 梁的抗剪验算,地震作用组合时,集中荷载为主的梁,11,6.2.4 框架梁构造要求,1、框架梁设计应符合下列要求 （1）纵向受拉钢筋的最小配筋率，非抗震设计时不应小于0.2和 二者的较大值；抗震设计时，不应小于规范规定数值,12,（2）框架梁截面配箍率,As为单肢箍筋截面面积，n为肢数，s为箍筋梁跨方向间距，b为梁宽,（3）箍筋构造（箍筋加密要求、直径和间距） 箍筋加密区长度:(一级) ,(二四级) 第一个箍筋应设置在距支座边缘50mm处 箍筋加密区范围内的箍筋肢距：一级200mm和20倍箍筋直径的较大值，二、三级250mm和20倍箍筋
5、直径的较大值，四级不宜大于300mm 箍筋应有1350弯钩，弯钩端头直段长度不应小于10倍箍筋直径和75mm的较大值,6.2.4 框架梁构造要求,13, 6.3 框架柱抗震设计,6.3.1 柱延性影响因素,箍筋,剪跨比 剪跨比反映了柱端弯矩和剪力的相对大小 剪跨比大于2为长柱。,箍筋的3个作用：抗剪、约束混凝土、防止纵近压屈。,轴压比,14, 6.3 框架柱抗震设计,6.3.1 柱延性影响因素,箍筋,体积配箍率,15,6.3.2 框架柱压弯承载力验算,1、轴力、弯矩设计值,（9度、一级）,节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值，可按弹性分析的弯矩比例进行分配
6、 节点左右梁端截面顺时针或逆时针方向组合弯矩设计值之和，当抗震等级为一级且节点左右梁端均为负弯矩时，绝对值较小的弯矩取为零 柱端弯矩增大系数，一、二、三级分别取1.4 1.2 1.1,（一、二、三级）,（1）强柱弱梁,16,（3）角柱：上述调整后的弯矩设计值再乘1.1增大系数。 部分框支剪力墙结构的框支柱内力调整,（2）框架结构柱固端弯矩增大 抗震设计时，一、二、三级框架结构的底层柱底截面的弯矩设计值，应分别采用考虑地震作用组合的弯矩值与增大系数1.5、1.25和 1.15的乘积。,2、柱正截面受弯承载力验算：按压弯构件计算,17,6.3.3 受剪承载力验算,强剪弱弯调整（适用于一、二、三级框
7、架）,9度抗震设计的结构和一级框架结构尚应符合,分别为柱上下端顺时针或逆向组合的弯矩设计值,1 剪力设计值,2 受剪承载力,根据实配钢筋和强度标准值计算,18,6.3.4 框架柱构造,1 最小截面尺寸（防止斜压破坏） 2 纵向钢筋 3 轴压比限值,19,6.3.4 框架柱构造,4 箍筋要求 (1)箍筋加密区的箍筋肢距，一级不宜大于200mm，二三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值，四级不宜大于300mm。 (2)柱箍筋加密区范围： 底层柱的上端和其他各层柱的两侧，应取矩形截面柱之长边尺寸（或圆形截面柱之直径）、柱净高之1/6和500mm三者之最大值范围； 底层柱刚性地面上下各500m
8、m范围； 底层柱柱根以上1/3柱净高的范围； 剪跨比不大于2的柱全高范围； 一级及二级框架角柱的全高范围； (3) 箍筋最大间距与最小直径,20,体积配箍率,箍筋,体积配箍率,21,框架梁、柱设计步骤,1、框架梁的截面尺寸 主梁截面高度,：主梁计算跨度,步骤一：结构布置 步骤二：截面初选,2、框架柱的截面尺寸 矩形截面柱的边长，非抗震设计不宜小于250mm，抗震设计不宜小于300mm，圆柱截面直径不宜小于350mm,22,框架梁、柱设计步骤,步骤三：汇集荷载及荷载计算 竖向恒荷载 竖向活荷载 水平风荷载 地震作用,23,框架梁、柱设计步骤五八,步骤六：控制截面及控制截面内力调整 梁柱轴线端内力
9、调整至构件边缘端 竖向荷载梁端出现塑铰产生的塑性内力重分布,步骤五：侧移验算 侧移不满足要求回到步骤一,24,步骤六 组合前的内力调整,（1）将梁柱轴线端内力调整至构件边缘端（控制截面）的内力，当梁柱截面高度较小时，此项调整可略去（偏安全）,25,（2）竖向荷载（只限于竖向荷载）可考虑梁端出现塑铰产生的塑性内力重分布。通常是降低支座负弯矩，以减少支座处上部配筋，方便施工 支座负弯矩调整系数，对于现浇梁可取0.80.9，支座弯矩确定后，为了安全，跨中弯矩必须满足两个要求,按简支梁计算时跨中弯矩 经内力调整并组合后的支座弯矩,步骤六 组合前的内力调整,26,框架梁、柱设计步骤,步骤七：内力组合、确
10、定最不利内力,（恒荷载起控制，无风） （活荷载起控制，有风） （风荷载起控制，有风） （地震作用起控制）,27,框架柱： 上下端,框架梁、柱设计步骤,步骤七：内力组合、确定最不利内力,框架梁： 两端支座 跨中,在恒、活、风及地震作用分别计算内力后，要按照“可能与最不利”的原则进行内力组合 目的：求出控制截面的最不利内力,28,框架梁、柱设计步骤,步骤八：截面尺寸验算,1、框架梁受剪截面应符合下列要求 无地震作用组合时,有地震作用组合时 跨高比大于2.5的梁及剪跨比大于2的柱,砼强度影响系数，强度等级不大于C50时取1.0；当为C80时取0.8；在C50和C80之间时可按线性内插取用,跨高比不大
11、于2.5的梁及剪跨比大于2的柱,29,2、框架柱截面应符合下列要求 柱剪跨比不宜小于2 柱截面高宽比不宜大于3,剪跨比影响钢筋混凝土柱破坏形态的重要参数,长柱，发生弯曲破坏 短柱，发生剪切破坏 极短柱，发生剪切斜拉破坏,注意：轴压比和剪跨比是影响柱延性的重要参数,框架梁、柱设计步骤,步骤八：截面尺寸验算,30,框架梁、柱设计步骤,1、框架梁强剪弱弯调整 一、二、三级抗震需调整，四级无需调整,9度抗震设计的结构和一级框架结构尚应符合,分别为梁左右端逆时针或顺时针方向截面组合的弯矩设计值。当抗震等级为一级且梁两端弯矩均为负弯矩时，绝对值较小一端的弯矩应取零 梁剪力增大系数，一、二、三级分别取1.3
12、、1.2、1.1 梁的净跨 考虑地震作用组合的重力荷载代表值作用下，按简支梁 分析的梁端截面剪力设计值,步骤九：延性设计调整,31,框架梁、柱设计步骤,2、强柱弱梁调整（适用于一、二、三级框架）,9度抗震设计的结构和一级框架结构尚应符合,节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值，可按弹性分析的弯矩比例进行分配 节点左右梁端截面顺时针或逆时针方向组合弯矩设计值之和，当抗震等级为一级且节点左右梁端均为负弯矩时，绝对值较小的弯矩取为零 柱端弯矩增大系数，一、二、三级分别取1.4、1.2、1.1,步骤九：延性设计调整,32,框架梁、柱设计步骤,3、框架柱强剪弱弯调整（
13、适用于一、二、三级框架）,9度抗震设计的结构和一级框架结构尚应符合,分别为柱上下端顺时针或逆时针方向截面组合的弯矩设计值,4、构造要求 抗震设计时，一、二、三级框架结构的底层柱底截面的弯矩设计值，应分别采用考虑地震作用组合的弯矩值与增大系数1.5、1.25和 1.15的乘积。,步骤九：延性设计调整,33,框架梁、柱截面设计步骤,步骤十：抗弯承载力计算,1、框架梁抗弯承载力计算 无地震作用组合时 由矩形截面受弯极限状态平衡条件可以得到,34,框架梁、柱截面设计步骤,步骤十：抗弯承载力计算,地震作用组合时,抗震设计时梁两端受压区高度限制具体要求如下： 一级抗震 X0.25h0b0 ， AsAs0.5； 二、三级抗震 X0.35h0b0， AsAs0.3,35,框架梁、柱截面设计步骤,步骤十：抗弯承载力计算,2、框架柱抗弯承载力计算 无地震作用组合时 假定大偏心,地震作用组合时,36, 6.4 框架梁、柱截面设计和配筋构造抗剪承载力计算,步骤十一：抗剪承载力计算,有拉力情况下 无地震作用组合时,地震作用组合时,37,框架梁、柱截面设计步骤,步骤十二：构造要求,个人观点供参考，欢迎讨论,