
第5章多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计.ppt
140页第五章第五章第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计本章主要内容:本章主要内容:§5.1 5.1 多高层钢筋混凝土结构的震害及其分析多高层钢筋混凝土结构的震害及其分析 §5.2 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 5.3 钢筋混凝土框架结构的抗震设计原则钢筋混凝土框架结构的抗震设计原则 §5.4 5.4 抗震墙结构的抗震设计抗震墙结构的抗震设计 §5.5 5.5 框架-抗震墙结构的抗震设计框架-抗震墙结构的抗震设计 §5.1 5.1 多高层钢筋混凝土结构的震害及其分析多高层钢筋混凝土结构的震害及其分析 §5.1.1 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 Ø历次地震经验表明,通过合理抗震设计,钢筋混凝历次地震经验表明,通过合理抗震设计,钢筋混凝土多层框架及框架土多层框架及框架————抗震墙结构房屋具有较好的抗震墙结构房屋具有较好的抗震性能,应用十分广泛抗震性能,应用十分广泛。
Ø虽然框架结构本身的抗震性能较好,能承受较大的虽然框架结构本身的抗震性能较好,能承受较大的变形,但是,侧向位移大了容易引起非结构构件变形,但是,侧向位移大了容易引起非结构构件( (如如填充墙、装修等填充墙、装修等) )破坏,有时甚至造成主体结构破坏,破坏,有时甚至造成主体结构破坏,这些破坏会造成很大经济损失,也会威胁人身安全这些破坏会造成很大经济损失,也会威胁人身安全Ø所以,如果在地震区建造较高的框架结构,必须选所以,如果在地震区建造较高的框架结构,必须选择既减轻重量,又能经受较大变形的隔墙材料和构择既减轻重量,又能经受较大变形的隔墙材料和构造做法否则,就要严格控制框架结构建造高度否则,就要严格控制框架结构建造高度§5.1.1 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 1 1、扭转破坏、扭转破坏 如果建筑物的平面布置不当而造成刚度如果建筑物的平面布置不当而造成刚度中心和质量中心有较大的不重合,或者结构中心和质量中心有较大的不重合,或者结构刚度有过大的突变,则极易使结构在地震时刚度有过大的突变,则极易使结构在地震时由于过大的扭转或变形集中而产生严重破坏。
由于过大的扭转或变形集中而产生严重破坏2 2、薄弱层破坏、薄弱层破坏 结构刚度沿高度方向的突变,使破坏集结构刚度沿高度方向的突变,使破坏集中在刚度薄弱的楼层,变形集中在薄弱层中在刚度薄弱的楼层,变形集中在薄弱层如果薄弱层在底层,地震时容易倒塌如果薄弱层在底层,地震时容易倒塌如如图示图示))§5.1.1 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 3 3、应力集中、应力集中 结构竖向布置产生很大的突变时,在突结构竖向布置产生很大的突变时,在突变处由于应力集中会产生严重破坏变处由于应力集中会产生严重破坏如图如图示示))4 4、防震缝处碰撞、防震缝处碰撞 防防震震缝缝如如果果宽宽度度不不够够,,其其两两侧侧的的结结构构单单元在地震时就会相互碰撞产生震害元在地震时就会相互碰撞产生震害§5.1.2 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 Ø 国内外大量震害调查表明,未经抗震设防的国内外大量震害调查表明,未经抗震设防的框架结构,在框架结构,在6 6度~度~7 7度区主体结构基本完好,度区主体结构基本完好,填充墙有轻微裂缝;在填充墙有轻微裂缝;在8 8度~度~9 9度区主体结构度区主体结构局部破坏,填充墙及屋顶突出部分严重开裂局部破坏,填充墙及屋顶突出部分严重开裂或倒塌;在或倒塌;在1010度区梁柱严重破坏,少量倒塌,度区梁柱严重破坏,少量倒塌,填充墙严重破坏。
考虑了抗震设防的框架结填充墙严重破坏考虑了抗震设防的框架结构,震害则相应减轻构,震害则相应减轻Ø震震害害调调查查还还表表明明,,下下刚刚上上柔柔的的框框架架结结构构( (下下部部填填充充墙墙较较多多) ),,上上部部震震害害较较重重;;上上刚刚下下柔柔的的框框架架结结构构( (上上部部有有填填充充墙墙) ),,下下部部柱柱顶顶及及柱柱底底震震害较重§5.1.2 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 一、框架梁、柱的震害一、框架梁、柱的震害 框架梁、柱的震害主要反映在梁柱节点处一般情框架梁、柱的震害主要反映在梁柱节点处一般情况是:柱的震害重于梁;柱顶震害重于柱底;角柱震况是:柱的震害重于梁;柱顶震害重于柱底;角柱震害重于内柱;短柱震害重于一般柱具体震害如下:害重于内柱;短柱震害重于一般柱具体震害如下:1 1、框架柱、框架柱 (1)(1)柱顶:柱顶:柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或交叉裂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,纵筋压屈缝,重者混凝土压碎崩落,柱内箍筋拉断,纵筋压屈外凸呈灯笼状,上部梁、板倾斜主要原因是节点处外凸呈灯笼状,上部梁、板倾斜。
主要原因是节点处柱端处于变号弯矩、剪力和轴力复合作用之下,且三柱端处于变号弯矩、剪力和轴力复合作用之下,且三者均比较大,柱的箍筋配置不足或锚固不好,致使箍者均比较大,柱的箍筋配置不足或锚固不好,致使箍筋失效,混凝土开裂、剥落,同时纵筋压曲筋失效,混凝土开裂、剥落,同时纵筋压曲图示图示))§5.1.2 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 (2)(2)柱底:柱底:常见的震害是在离地面或楼面常见的震害是在离地面或楼面100mm100mm~~400mm400mm处有周圈水平裂缝柱底受力状态虽与柱顶处有周圈水平裂缝柱底受力状态虽与柱顶相似,但由于其箍筋一般较密相似,但由于其箍筋一般较密( (处在柱的纵筋搭接处在柱的纵筋搭接接头加密箍筋段接头加密箍筋段) ),故震害较轻故震害较轻如图示如图示)) (3)(3)柱身:柱身:当地震剪力较大而柱抗剪强度不足时,当地震剪力较大而柱抗剪强度不足时,柱身可能出现斜裂缝柱身可能出现斜裂缝如图示如图示)) (4)(4)角柱角柱:在地震作用下房屋不可避免地要发生:在地震作用下房屋不可避免地要发生扭转,角柱所受的附加扭转剪力最大,同时角柱又扭转,角柱所受的附加扭转剪力最大,同时角柱又受有双向弯矩作用,而其所受的横梁约束又比其它受有双向弯矩作用,而其所受的横梁约束又比其它柱小,所以震害重于内柱。
柱小,所以震害重于内柱如图示如图示))§5.1.2 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 (5)(5)短柱短柱 当框架房屋中有错层、夹层或有半高的填充墙,当框架房屋中有错层、夹层或有半高的填充墙,或不适当地设置某些拉梁时,容易形成短柱即:或不适当地设置某些拉梁时,容易形成短柱即:H Hn n为柱净高,为柱净高,h hc c为柱截面长边尺寸即高度为柱截面长边尺寸即高度 短柱的刚度大,所受的地震剪力大,易发生短柱的刚度大,所受的地震剪力大,易发生剪切破坏,形成交叉裂缝,严重时产生脆性错断剪切破坏,形成交叉裂缝,严重时产生脆性错断 (如图示如图示) )§5.1.2 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 通常在梁的两端节点附近产生周圈的竖通常在梁的两端节点附近产生周圈的竖向裂缝和斜裂缝向裂缝和斜裂缝 这是由于水平地震的反复作用,在梁端这是由于水平地震的反复作用,在梁端产生较大的变号弯矩,当超过混凝土抗拉强产生较大的变号弯矩,当超过混凝土抗拉强度时,便产生周圈裂缝,严重时梁端纵向钢度时,便产生周圈裂缝,严重时梁端纵向钢筋屈服,截面曲率剧增,出现塑性铰。
筋屈服,截面曲率剧增,出现塑性铰 若箍筋数量不足、间距过大或弯起钢筋若箍筋数量不足、间距过大或弯起钢筋不多,由于无法承担强烈地震作用引起的附不多,由于无法承担强烈地震作用引起的附加剪力,梁端将出现斜向裂缝或混凝土剪压加剪力,梁端将出现斜向裂缝或混凝土剪压破坏如图示如图示)) 2 2、框架梁、框架梁§5.1.2 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 3 3、梁柱节点、梁柱节点 在反复地震作用下,节点的破坏机理十在反复地震作用下,节点的破坏机理十分复杂,节点主要承受剪力和压力,由节点分复杂,节点主要承受剪力和压力,由节点两侧梁端的反号弯矩引起节点核芯区两侧梁端的反号弯矩引起节点核芯区( (指梁、指梁、柱交汇的部位柱交汇的部位) )很大的剪力,使核芯区混凝土很大的剪力,使核芯区混凝土处于剪压复合应力状态节点核芯区在强震处于剪压复合应力状态节点核芯区在强震作用下破坏的实例较多,主要表现为:作用下破坏的实例较多,主要表现为: 节点核芯区因抗剪强度不足而引起的剪节点核芯区因抗剪强度不足而引起的剪切破坏破坏时,核芯区产生斜向对角的通切破坏。
破坏时,核芯区产生斜向对角的通长裂缝,节点区内的箍筋屈服、外鼓甚至崩长裂缝,节点区内的箍筋屈服、外鼓甚至崩断§5.1.2 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 3 3、梁柱节点、梁柱节点 当当节节点点区区剪剪压压比比( (核核芯芯区区平平均均剪剪应应力力与与混混凝凝土土轴轴心心抗抗压压强强度度设设计计值值之之比比) )较较大大时时,,箍箍筋筋可可能能并并未未达达到到屈屈服服,,而而是是混混凝凝土土被剪压酥碎成块而发生破坏被剪压酥碎成块而发生破坏 由于构造措施不当或因图施工方便,由于构造措施不当或因图施工方便,致使节点区的箍筋过稀而产生脆性破坏,致使节点区的箍筋过稀而产生脆性破坏,或由于交于节点核芯区的钢筋过密而影响或由于交于节点核芯区的钢筋过密而影响混凝土浇筑质量引起剪切破坏混凝土浇筑质量引起剪切破坏 (如图示如图示) )§5.1.2 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 1 1、在水平地震作用下,填充墙与框架是共同、在水平地震作用下,填充墙与框架是共同工作的,一方面墙体受到框架的约束,另一工作的,一方面墙体受到框架的约束,另一方面框架受到填充墙的支撑。
方面框架受到填充墙的支撑 由于填充墙框架侧向刚度大,故受到的由于填充墙框架侧向刚度大,故受到的地震作用较大,而砖填充墙的抗剪强度又较地震作用较大,而砖填充墙的抗剪强度又较低,变形能力小,所以填充墙的震害重于框低,变形能力小,所以填充墙的震害重于框架,其破坏较早也较严重填充墙在地震发架,其破坏较早也较严重填充墙在地震发生时就可能出现斜裂缝,在随后的反复地震生时就可能出现斜裂缝,在随后的反复地震作用下,将在墙面形成交叉裂缝,端墙、窗作用下,将在墙面形成交叉裂缝,端墙、窗间墙及门窗洞口边角部位的破坏更为严重间墙及门窗洞口边角部位的破坏更为严重 二、填充墙和抗震墙的震害二、填充墙和抗震墙的震害§5.1.2 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 烈烈度度在在9 9度度以以上上时时,,填填充充墙墙大大部部分分倒倒塌塌,,空空心心砖砖填填充充墙墙尤尤为为严严重重由由于于框框架架变变形形一一般般属属于于剪剪切切型型,,下下部部层层间间位位移移较较大大,,故故填填充充墙墙的震害呈现的震害呈现““下重上轻下重上轻””的现象 填填充充墙墙的的破破坏坏程程度度,,一一方方面面与与地地震震烈烈度度有有关关,,另另一一方方面面也也与与设设计计或或构构造造是是否否合合理理有有关关。
例例如如,,填填充充墙墙没没有有钢钢筋筋与与框框架架拉拉结结,,或或拉拉结结不不能能满满足足强强地地震震时时的的要要求求;;墙墙体体施施工工质质量量差差,,砂砂浆浆强强度度等等级级过过低低,,灰灰缝缝不不饱饱满满;;墙墙上上的的门门窗窗孔孔洞洞过过大大或或开开孔孔过过多多等等,,都都将将加加重重填充墙的震害填充墙的震害如图示如图示))二、填充墙和抗震墙的震害二、填充墙和抗震墙的震害§5.1.2 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 (1)(1)墙墙的的底底部部发发生生破破坏坏,,表表现现为为受受压压区区混混凝土的大片压碎剥落,钢筋压屈凝土的大片压碎剥落,钢筋压屈2)(2)墙体发生剪切破坏墙体发生剪切破坏3)(3)抗震墙墙肢之间的连梁产生剪切破坏抗震墙墙肢之间的连梁产生剪切破坏 抗震墙的破坏形式抗震墙的破坏形式二、填充墙和抗震墙的震害二、填充墙和抗震墙的震害2 2、抗震墙的破坏形式有:、抗震墙的破坏形式有:弹性范围弹性范围有约束屈有约束屈服范围服范围无约束屈无约束屈服范围服范围钢筋混凝土结构的抗震设计特点钢筋混凝土结构的抗震设计特点使用阶段或在常遇地震作用时,结构在弹性范围工作;使用阶段或在常遇地震作用时,结构在弹性范围工作;在基本烈度地震作用时在基本烈度地震作用时, ,结构在弹塑性范围工作结构在弹塑性范围工作; ;在罕遇烈度地震作用时在罕遇烈度地震作用时, ,结构亦在弹塑性范围工作结构亦在弹塑性范围工作; ;程度不同程度不同§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定多层与高层钢筋混凝土房屋的抗震设计多层与高层钢筋混凝土房屋的抗震设计包括按抗震设防标准进行结构选型、总体布置、包括按抗震设防标准进行结构选型、总体布置、抗震计算和构造措施等。
抗震计算和构造措施等现主要就钢筋混凝土框架及框架现主要就钢筋混凝土框架及框架------抗震抗震墙房屋的抗震设计一般规定叙述如下:墙房屋的抗震设计一般规定叙述如下:§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定 一、结构体系的选择一、结构体系的选择 不不同同的的结结构构体体系系具具有有不不同同的的抗抗震震性性能能、、使使用用效效果和经济指标,其适用范围也就不同果和经济指标,其适用范围也就不同《《抗抗震震规规范范》》在在考考虑虑了了地地震震烈烈度度、、场场地地土土、、抗抗震震性性能能、、使使用用要要求求及及经经济济效效果果等等因因素素和和总总结结地地震震经经验验的的基基础础上上,,对对地地震震区区多多、、高高层层房房屋屋适适用用的的最最大大高高度度给出了规定,给出了规定,如下表如下表50100120130框架框架-抗震墙结构抗震墙结构25455560框架结构框架结构9876结构类型结构类型烈烈 度度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)m)§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定 一、结构体系的选择一、结构体系的选择 注:注:1、房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度、房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部分);(不包括局部突出屋顶部分);2、超过表内高度的房屋,应进行专门研究和论证,、超过表内高度的房屋,应进行专门研究和论证,采取有效的加强措施;采取有效的加强措施;3、平面和竖向均不规则的结构或建造在、平面和竖向均不规则的结构或建造在Ⅳ场地的场地的结构,使用的最大高度应适当降低(一般降低结构,使用的最大高度应适当降低(一般降低 20%左右)。
左右)50100120130框架框架-抗震墙结构抗震墙结构25455560框架结构框架结构9876结构类型结构类型烈烈 度度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)m)§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定 一、结构体系的选择一、结构体系的选择 应应当当指指出出,,表表中中数数值值并并非非是是房房屋屋高高度度的的限限值值,,而而只只是是我我国国规规范范适适用用的的高高度度范范围围,,即即按按规规范范规规定定设设计计可可以以满满足足抗抗震震要要求求的的高高度度限限值值;;当当超超过过表表中中限限值值时时,,必必须须进进行行专专门门研研究究,,应应有有可可靠靠的的理理论论和和试试验验依依据据并并采采取取有有效效措措施施,,这在工程中也是有先例的这在工程中也是有先例的50100120130框架框架-抗震墙结构抗震墙结构25455560框架结构框架结构9876结构类型结构类型烈烈 度度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)m)二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分1 1、、地地震震作作用用越越大大,,房房屋屋的的抗抗震震要要求求越越高高。
不不同同设设防防烈烈度度和和场场地地上上,,结结构构所所具具有有的的实实际际抗抗震震能能力力会会有有较较大大的的差差别别,,结结构构可可能能进进入入弹弹塑塑性性状状态态的的程程度度也也是是不不同同的的从从经经济济角角度度考考虑虑,,对对不不同同设设防防烈烈度度和和场地的结构抗震要求可以有明显的差别场地的结构抗震要求可以有明显的差别2 2、、结结构构的的抗抗震震能能力力主主要要取取决决于于主主要要抗抗侧侧力力构构件件的的性性能能,,主主、、次次要要抗抗侧侧力力构构件件的的抗抗震震要要求求可可以以有有所所区区别别框框架架结结构构中中的的框框架架抗抗震震要要求求应应高高于于框框架架——抗抗震震墙墙结结构构中中的的框框架架,,框框支支层层框框架架抗抗震震要要求求更更高高框框架架抗抗震震墙墙结结构构中中抗抗震震墙墙抗抗震震要要求求应应高高于于抗抗震震墙墙结结构中的抗震墙构中的抗震墙§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分3 3、、房房屋屋越越高高,,地地震震反反应应越越大大,,其其抗抗震震要要求应越高。
求应越高因因此此,,综综合合考考虑虑地地震震作作用用( (包包括括区区分分设设防防烈烈度度、、场场地地类类别别) ),,结结构构类类型型( (包包括括区区分分主主、、次次抗抗侧侧力力构构件件) )和和房房屋屋高高度度等等主主要要因因素素,,划划分分抗抗震震等等级级进进行行抗抗震震设设计计,,是是比比较较经经济济合合理理的的这这样样,,可可以以对对同同一一设设防防烈烈度度的的不不同同高高度度的的房房屋屋采采用用不不同同抗抗震震等等级级设设计计;;同同一一建建筑筑物物中中不不同同结结构构部部分分也也可可以以采采用用不不同同抗抗震震等等级级设设计计下下表表是是规规范规定的丙类建筑抗震等级划分范规定的丙类建筑抗震等级划分§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分 抗震等级是确定结构构件抗震计算和抗震措施的标准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度、房屋高度、建筑类别、结构类型及构件在根据设防烈度、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。
结构中的重要程度确定,共分四个等级,一级最高§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定 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:一一一一一一 抗震墙抗震墙一一一一二二二二三三三三四四 框架框架≤≤ 50>60≤≤ 60>60≤≤ 60>60≤≤ 60 高度(高度(m) 一一剧场剧场,体育馆等大跨度公共建体育馆等大跨度公共建筑筑一一一一二二二二三三三三四四 框架框架≤≤ 25>30≤≤ 30>30≤≤ 30>30≤≤ 30 高度(高度(m)框架框架-抗抗震墙震墙结构结构框架框架结构结构结结 构构 类类 型型烈烈 度度6879三三二二一一三三二二现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定一一一一一一 抗震墙抗震墙一一一一二二二二三三三三四四 框架框架≤≤ 50>60≤≤ 60>60≤≤ 60>60≤≤ 60 高度(高度(m) 一一剧场剧场,体育馆等大跨度公共建体育馆等大跨度公共建筑筑一一一一二二二二三三三三四四 框架框架≤≤ 25>30≤≤ 30>30≤≤ 30>30≤≤ 30 高度(高度(m)框架框架-抗抗震墙震墙结构结构框架框架结构结构结结 构构 类类 型型烈烈 度度6879三三二二一一三三二二现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级注:注:1.1.建筑场地为建筑场地为ⅠⅠ类时,除类时,除6 6度外可按表内降低一度所对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;低; 2.2.接近或等于高度分界时,应允许结合房屋不规则程度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。
及场地、地基条件确定抗震等级二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定裙房与主楼的抗震等级:裙房与主楼的抗震等级:ccccc1图中图中c c为抗震等级为抗震等级裙房与主楼分离时,应按裙房本身确裙房与主楼分离时,应按裙房本身确定抗震等级定抗震等级 裙房与主楼相连,除应按裙房本身确定裙房与主楼相连,除应按裙房本身确定外,不应低于主楼的抗震等级;主楼结外,不应低于主楼的抗震等级;主楼结构在裙房顶层及相邻上下各一层应适当构在裙房顶层及相邻上下各一层应适当加强抗震构造措施加强抗震构造措施二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定cc图中图中c c为抗震等级为抗震等级当地下室顶层作为上部结构的嵌固端当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时,地下一层的抗震等级应按上部结时,地下一层的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下结构的抗震等构采用,地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级;级可根据具体情况采用三级或四级;地下室中超出上部主楼范围且无上部地下室中超出上部主楼范围且无上部结构的部分,其抗震等级可根据具体结构的部分,其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。
情况采用三级或四级9 9度抗震设计度抗震设计时.地下室结构的抗震等级不应低于时.地下室结构的抗震等级不应低于二级 多层与高层建筑的地下室:多层与高层建筑的地下室:三、抗震结构宜有多道抗震防线三、抗震结构宜有多道抗震防线1 1、、框框架架填填充充墙墙结结构构一一般般是是性性能能较较差差的的多多道道抗抗震震防防线线结结构构,,其其中中刚刚度度大大而而承承载载力力低低的的砌砌体体填填充充墙墙实实际际上上是是与与框框架架共共同同工工作作,,但但却却是是抗抗震震性性能能差差的的第第一一道道防防线线,,一一旦旦它它达达到到极极限限承承载载力力,,刚刚度度退退化化较较快快,,将将把把较较多多的的地地震震作作用用转转移移到到框框架架部部分分一一般般情情况况下下,,有有砌砌体体填填充充墙墙框框架架的的抗抗震震设设计计只只考考虑虑填填充充墙墙重重量量和和刚刚度度对对框框架架的的不利影响,而不计其承载力有利作用不利影响,而不计其承载力有利作用§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定三、抗震结构宜有多道抗震防线三、抗震结构宜有多道抗震防线2 2、、框框架架----抗抗震震墙墙结结构构是是具具有有良良好好性性能能的的多多道道防防线线的的抗抗震震结结构构,,其其中中抗抗震震墙墙既既是是主主要要抗抗侧侧力力构构件件又又是是第第一一道道抗抗震震防防线线。
因因此此,,抗抗震震墙墙应应有有相相当当数数量量,,其其承承受受的的结结构构底底部部地地震震倾倾覆覆力力矩矩不不应应小小于于底底部部总总地地震震倾倾覆覆力力矩矩的的5050%%,,否否则则这这种种结结构构的的特特性性不不能能很很好好发发挥挥,,框框架架部部分分仍仍应应按按主主要要抗抗侧侧力力构构件件进进行行抗抗震震设设计3 3、、抗抗震震墙墙结结构构中中抗抗震震墙墙可可以以通通过过合合理理设设置置连连梁梁( (包包括括非非建建筑筑功功能能需需要要的的开开洞洞) )组组成成多多肢肢联联肢肢墙墙,,使其具有优良的多道抗震防线性能使其具有优良的多道抗震防线性能§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定三、抗震结构宜有多道抗震防线三、抗震结构宜有多道抗震防线 当框架当框架- -抗震墙结构有足够的抗震墙时抗震墙结构有足够的抗震墙时, ,其框架部分是次其框架部分是次要抗侧力构件要抗侧力构件, ,可按框架可按框架- -抗震墙结构中的框架确定抗震等级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震倾覆力矩是否大于结构总地震倾覆力矩的50%50%。
框架承受的地震倾覆力矩可按下式计算:框架承受的地震倾覆力矩可按下式计算:----框架框架- -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;覆力矩;----结构层数;结构层数;----框架框架i i层柱的根数;层柱的根数;----第第i i层层j j根框架柱的计算地震剪力;根框架柱的计算地震剪力;----第第i i层层高§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定四、建筑结构布置宜规则四、建筑结构布置宜规则由于地震作用的复杂性,建筑结构的地震反由于地震作用的复杂性,建筑结构的地震反应还不能充分通过计算分析了解清楚,因此建筑应还不能充分通过计算分析了解清楚,因此建筑结构的合理布置能起到重要的作用近年来提出结构的合理布置能起到重要的作用近年来提出的的““规则建筑规则建筑””的概念,包括了建筑的平、立面的概念,包括了建筑的平、立面形状和结构刚度、屈服强度分布等方面的综合要形状和结构刚度、屈服强度分布等方面的综合要求1 1、建筑的平、立面、建筑的平、立面为为了了减减小小地地震震作作用用对对建建筑筑结结构构的的整整体体和和局局部部的的不不利利影影响响,,如如扭扭转转和和应应力力集集中中效效应应,,建建筑筑平平面面形形状状宜宜规规正正,,避避免免过过大大的的外外伸伸或或内内收收。
规规范范规规定定若若房房屋屋平平、、立立面面符符合合下下图图的的限限制制,,可可以以认认为为建建筑筑外形是规则的,否则为不规则外形是规则的,否则为不规则§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定四、建筑结构布置宜规则四、建筑结构布置宜规则2 2、、沿沿房房屋屋高高度度的的层层间间刚刚度度和和层层间间屈屈服服强强度度的的分布宜均匀分布宜均匀 水水平平地地震震作作用用下下,,结结构构处处于于弹弹性性阶阶段段时时,,其其层层间间弹弹性性位位移移分分布布主主要要取取决决于于层层间间刚刚度度分分布布;;在在弹弹塑塑性性阶阶段段,,层层间间刚刚度度分分布布同同样样有有影影响响,,但但层层间间弹弹塑塑性性位位移移分分布布主主要要取取决决于于层层间间屈屈服服强强度度相相对对值值,,即即层层间间屈屈服服强强度度系系ξξy yξξy y分分布布越越不不均均匀匀,,ξξy y的的最最小小值值越越小,层间弹塑性变形集中现象越严重小,层间弹塑性变形集中现象越严重结构的层间刚度不小于其相邻上层刚度结构的层间刚度不小于其相邻上层刚度7070%,%,且不小于其上部相邻三层刚度平均值且不小于其上部相邻三层刚度平均值8080%;层间屈%;层间屈服强度系数不小于其相邻层屈服强度系数平均值的服强度系数不小于其相邻层屈服强度系数平均值的8080%,可认为是较均匀的结构。
%,可认为是较均匀的结构如下图如下图)) §5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定四、建筑结构布置宜规则四、建筑结构布置宜规则 为为了了减减轻轻薄薄弱弱层层的的变变形形集集中中现现象象,,钢钢筋筋混混凝土结构抗震设计应注意以下一些问题:凝土结构抗震设计应注意以下一些问题:(1)(1)框架结构的各楼层中砌体填充墙尽量相同框架结构的各楼层中砌体填充墙尽量相同2)(2)主主要要抗抗侧侧力力竖竖向向构构件件,,特特别别是是框框架架柱柱,,其其截截面面尺尺寸寸、、混混凝凝土土强强度度等等级级和和配配筋筋量量的的改改变变不不宜宜集集中在同一楼层内中在同一楼层内3)(3)框框支支层层的的刚刚度度不不应应小小于于相相邻邻上上层层刚刚度度的的50%50%,,框框支层落地抗震墙间距不宜大于支层落地抗震墙间距不宜大于24m24m4)(4)应应纠纠正正““增增加加构构件件强强度度总总是是有有利利无无害害””的的非非抗抗震震设设计计概概念念,,在在设设计计和和施施工工中中不不宜宜盲盲目目改改变变混混凝土强度等级和钢筋等级以及配筋量凝土强度等级和钢筋等级以及配筋量§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定五、合理设计结构破坏机制五、合理设计结构破坏机制钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构具具有有良良好好的的塑塑性性内内力力重重分分布布能能力力,,能能较较充充分分地地发发挥挥吸吸收收和和耗耗散散地地震震量量的的作作用用。
强烈地震作用下,合理的结构破坏机制应该是:强烈地震作用下,合理的结构破坏机制应该是:1 1、、框框架架结结构构的的梁梁柱柱节节点点是是保保证证框框架架有有效效地地抗抗御御地地震震作作用用的的关关键键部部件件,,较较合合理理的的框框架架地地震震破破坏坏机机制制,,应应该该是是节节点点基基本本不不破破坏坏,,梁梁比比柱柱的的屈屈服服可可能能早早发发生生、、多多发发生生,,同同一一层层中中各各柱柱两两端端的的屈屈服服历历程程越越长长越越好好,,底底层层柱柱底底的的塑塑性性铰铰宜宜最最晚晚形形成成总总之之,,框框架架的的抗抗震震设设计计应应使使梁梁、、柱柱端端的的塑塑性性铰铰出出现现得得尽尽可可能能分分散,充分发挥整个结构的抗震能力散,充分发挥整个结构的抗震能力§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定五、合理设计结构破坏机制五、合理设计结构破坏机制2 2、框架、框架——抗震墙结构和抗震墙结构中抗震墙抗震墙结构和抗震墙结构中抗震墙的各墙段的各墙段( (包括小开洞墙和联肢墙肢包括小开洞墙和联肢墙肢) )的高宽比不宜的高宽比不宜小于小于2 2,使其呈弯剪破坏;且塑性屈服也宜产生在墙,使其呈弯剪破坏;且塑性屈服也宜产生在墙的底部。
连梁宜在粱端塑性屈服,且有足够的变形的底部连梁宜在粱端塑性屈服,且有足够的变形能力,在墙段充分发挥抗震作用前不失效能力,在墙段充分发挥抗震作用前不失效§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定六、六、 构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏 主主要要抗抗侧侧力力的的钢钢筋筋混混凝凝土土构构件件的的极极限限破破坏坏应应以以构构件件弯弯曲曲时时主主筋筋受受拉拉屈屈服服破破坏坏为为主主,,应应避避免免变变形形性性能能差差的的混混凝凝土土首首先先压压溃溃或或剪剪切切破坏,以及钢筋锚固失效和粘结破坏破坏,以及钢筋锚固失效和粘结破坏延延性性破破坏坏和和脆脆性性破破坏坏两两者者的的变变形形性性能能差差别别很很大大,,这这与与很很多多因因素素有有关关,,诸诸如如构构件件的的抗抗剪剪和和抗抗弯弯承承载载力力比比、、剪剪跨跨比比、、剪剪压压比比、、轴轴压压比比、、主主筋筋率率、、配配箍箍率率和和箍箍筋筋型型式式、、混混凝凝土土和和钢钢筋筋材材料料、、钢钢筋筋连连接接和和锚锚固固方方式式等等抗抗震震规规范中许多规定都是属于这方面的要求,如:范中许多规定都是属于这方面的要求,如:§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定六、六、 构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏 轴轴压压比比::轴轴压压比比是是控控制制偏偏心心受受拉拉边边钢钢筋筋先先到到抗抗拉拉强强度度,,还还是是受受压压区区混混凝凝土土边边缘缘先先达达到到其其极极限限压压应应变的主要指标。
变的主要指标试试验验研研究究表表明明,,柱柱的的变变形形能能力力随随轴轴压压比比增增大大而而急急剧剧降降低低,,尤尤其其在在高高轴轴压压比比下下,,增增加加箍箍筋筋对对改改善善柱柱变变形形能能力力的的作作用用并并不不甚甚明明显显所所以以,,抗抗震震结结构构应应限限制制偏偏心心受受压压构构件件的的轴轴压压比比,,特特别别是是框框架架柱柱和和框框支支柱柱,,但但是是轴轴压压比比又又是是影影响响构构件件截截面面尺尺寸寸从从而而提提高高造造价价的的重重要要因因素素,,这这种种限限制制必必须须符符合合我我国国目目前前技技术术水水平平和和经经济济条条件件规规范范参参考考了了界界限限轴轴压压比比和和地地震震震震害害实实际际情况,分不同抗震等级取用于不同的限值情况,分不同抗震等级取用于不同的限值§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定七、防震缝的设计七、防震缝的设计震震害害表表明明,,在在强强烈烈地地震震作作用用下下由由于于地地面面运运动动变变化化、、结结构构扭扭转转、、地地震震变变形形等等复复杂杂因因素素,,相相邻邻结结构构仍仍可可能能局局部部碰碰撞撞而而损损坏坏防防震震缝缝宽宽度度过过大大,,会会给给建建筑筑处处理理造造成成困困难难,,因因此此,,高高层层建建筑筑宜宜选选用用合合理理的的建建筑筑结结构构方方案案,,不不设设防防震震缝缝,,同同时时采采用用合合理理的的计计算算方方法法和和有有效效的的措措施施,,以以解解决决不不设设防防震震缝缝带带来来的的不不利利影影响响,,如如差差异异沉沉降降、、偏偏心心扭扭转转、、温度变形等。
温度变形等高层建筑宜选用合理的建筑结构方案,不设防震缝高层建筑宜选用合理的建筑结构方案,不设防震缝t th h框架框架框架框架-抗震墙抗震墙§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定七、防震缝的设计七、防震缝的设计1 1、防震缝、防震缝 当当建建筑筑平平面面过过长长、、结结构构单单元元的的结结构构体体系系不不同同、、高高度度和和刚刚度度相相差差过过大大以以及及各各结结构构单单元元的的地地基基条条件件有有较较大大差差异时,应考虑设防震缝,其最小宽度应符合以下要求:异时,应考虑设防震缝,其最小宽度应符合以下要求:(1)(1)钢钢筋筋混混凝凝土土框框架架结结构构房房屋屋的的防防震震缝缝宽宽度度,,当当高高度度不不超超过过15m15m时时可可采采用用70mm70mm;;超超过过15m15m时时,,6 6度度、、7 7度度、、8 8度和度和9 9度相应每增加高度度相应每增加高度5m5m、、4m4m、、3m3m和和2m2m,,宜加宽宜加宽20mm20mm2)(2)钢筋混凝土框架钢筋混凝土框架——抗震墙结构房屋的防震缝宽抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用框架结构规定数值的度可采用框架结构规定数值的7070%,抗震墙结构房屋的%,抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用框架结构规定数值的防震缝宽度可采用框架结构规定数值的5050%,且均不宜%,且均不宜小于小于70mm70mm。
§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定七、防震缝的设计七、防震缝的设计(3)(3)防防震震缝缝两两侧侧结结构构类类型型不不同同时时,,宜宜按按照照需需较较宽宽防防震震缝缝的的结结构构类类型型和和较较低低房房屋屋高高度度确确定缝宽4)(4)防防震震缝缝可可以以结结合合沉沉降降缝缝要要求求贯贯通通到到地地基 当无沉降问题时也可以从地基或地下室以上贯通当无沉降问题时也可以从地基或地下室以上贯通当有多层地下室形成大底盘,上部结构为带裙房的单当有多层地下室形成大底盘,上部结构为带裙房的单塔或多塔结构时,可将裙房用防震缝自地下室以上分塔或多塔结构时,可将裙房用防震缝自地下室以上分隔,地下室顶板应有良好的整体性和刚度,能将上部隔,地下室顶板应有良好的整体性和刚度,能将上部结构的地震作用分布到地下室结构结构的地震作用分布到地下室结构§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定七、防震缝的设计七、防震缝的设计2 2、防震缝与抗撞墙、防震缝与抗撞墙 震震害害和和试试验验研研究究表表明明钢钢筋筋混混凝凝土土框框架架结结构构的的碰碰撞撞将将造造成成较较严严重重的的破破坏坏,,特特别别是是防防震震缝缝两两侧侧的的构构件件。
新新的的建建筑筑抗抗震震设设计计规规范范参参考考希希腊腊抗抗震震规规范范,,对对按按8 8、、9 9度度设设防防的的钢钢筋筋混混凝凝土土框框架架结结构构房房屋屋防防震震缝缝两两侧侧结结构构高高度度、、刚刚度度或或层层高高相相差差较较大大时时,,在在防防震震缝缝两两侧侧房房屋屋的的尽尽端端沿沿全全高高设设置置垂垂直直于于防防震震缝缝的的抗抗撞撞墙墙,,每每一一侧侧抗抗撞撞墙墙的的数数量量不不应应少少于于两两道道,,宜宜分分别别对对称称布布置置,,墙墙肢肢长长度度可可不不大于一个柱距大于一个柱距如下图如下图)) §5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定 内力应按考虑和不考虑抗撞墙两种情况进行分析,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抗撞墙的端柱和框架边柱箍筋应沿房屋全高加密八、八、 钢筋混凝土框架的结构体系钢筋混凝土框架的结构体系1 1、钢筋混凝土框架结构均宜双向设置、钢筋混凝土框架结构均宜双向设置 由由于于水水平平地地震震是是由由两两个个相相互互垂垂直直的的地地震震作作用用构构成成的的,,所所以以钢钢筋筋混混凝凝土土框框架架结结构构应应在在两两个个方方向向上上均均具具有有较较好好的的抗抗震震能能力力。
结结构构纵纵、、横横向向的的抗抗震震能能力力相相互互影影响响和和关关联联,,使使结结构构形形成成空空间间结结构构体体系系当当一一个个方方向向的的抗抗震震能能力力较较弱弱时时,,则则会会率率先先开开裂裂和和破破坏坏;;也也将将导导致致结结构构丧丧失失空空间间协协同同能能力力和和另另一一方方向向也也将将产产生生破破坏坏对对于于钢钢筋筋混混凝凝土土框框架架结结构构宜宜双双向向均均为为框框架架结结构构体体系系,,避避免免横横向向为为框框架架、、纵纵向向为为连连系系梁梁的的结结构构体体系系,,而而且且还还应应尽尽量量使使横横向向和和纵纵向向框架的抗震能力相匹配框架的抗震能力相匹配§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定八、八、 钢筋混凝土框架的结构体系钢筋混凝土框架的结构体系2 2、、钢钢筋筋混混凝凝土土框框架架的的梁梁、、柱柱构构件件应应避避免免剪剪切破坏(强剪弱弯)切破坏(强剪弱弯) 梁、柱是钢筋混凝土框架结构中的主要构件,梁、柱是钢筋混凝土框架结构中的主要构件,应以构件弯曲时主筋受拉屈服破坏为主,避免剪应以构件弯曲时主筋受拉屈服破坏为主,避免剪切破坏这就是通常所讲的构件抗震设计应切破坏。
这就是通常所讲的构件抗震设计应强剪强剪弱弯弱弯,即构件弯曲破坏形成的极限剪力应小于构,即构件弯曲破坏形成的极限剪力应小于构件斜截面的极限剪力,使得构件的杆端出现弯曲件斜截面的极限剪力,使得构件的杆端出现弯曲的塑性铰而不产生斜截面的脆性破坏的塑性铰而不产生斜截面的脆性破坏§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定八、八、 钢筋混凝土框架的结构体系钢筋混凝土框架的结构体系3 3、、钢钢筋筋混混凝凝土土框框架架结结构构的的梁梁、、柱柱构构件件之之间间应设置为应设置为““强柱弱梁强柱弱梁””钢钢筋筋混混凝凝土土框框架架的的层层间间变变形形能能力力决决定定于于梁梁、、柱柱的的变变形形性性能能柱柱是是压压弯弯构构件件,,其其变变形形能能力力不不如如弯弯曲曲构构件件的的梁梁所所以以,,较较合合理理的的框框架架破破坏坏机机制制,,应应该该是是梁梁比比柱柱的的塑塑性性屈屈服服尽尽可可能能早早发发生生和和多多发发生生,,底底层层柱柱柱柱底底的的塑塑性性铰铰较较晚晚形形成成,,各各层层柱柱的的屈屈服服顺顺序序尽尽量量错错开开,,避避免免集集中中在在某某一一层层内内这这样样破破坏坏机机制制的的框框架架,,才才能能具具有有良良好好的的变变形形能能力力和和整整体体抗抗震震能力。
能力下图示出了下图示出了框架结构的两种典型破坏机制框架结构的两种典型破坏机制§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定弱柱型弱柱型弱梁型弱梁型八、八、 钢筋混凝土框架的结构体系钢筋混凝土框架的结构体系4 4、、梁梁柱柱节节点点的的承承载载能能力力宜宜大大于于梁梁、、柱柱构构件件的的承承载能力(强节点、强锚固)载能力(强节点、强锚固)在在钢钢筋筋混混凝凝土土框框架架设设计计中中,,除除了了保保证证梁梁、、柱柱构构件件具具有有足足够够的的承承载载能能力力和和变变形形能能力力以以外外,,保保证证柱柱节节点点的的抗抗剪剪承承载载力力,,使使之之不不过过早早破破坏坏也也是是十十分分重重要要的的;;梁梁柱柱节节点点合合理理的的抗抗震震设设计计原原则则是是,,在在梁梁柱柱构构件件达达到到极极限限承承载载力力前前节节点点不不应应发发生生破破坏坏由由震震害害调调查查可可见见,,梁梁柱柱节节点点区区的的破破坏坏大大都都是是因因为为节节点点区区无无斜斜筋筋或或少少箍箍筋筋,,在在剪剪压压作作用用下下混混凝凝土土出出现现斜斜裂裂缝缝甚甚至至挤挤压压破破碎碎,,纵纵向向钢钢筋筋压压屈屈成成灯灯笼笼状状,,因因此此,,保保证证节节点点区区不不发发生生剪剪切切破破坏坏的的主主要要措措施施是是保保证证节节点点区区混混凝凝土土强强度度和和密密实性及在节点核心内配置足够的箍筋。
实性及在节点核心内配置足够的箍筋 §5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定九、框架九、框架------抗震墙结构的结构布置抗震墙结构的结构布置1 1、抗震墙布置的基本原则、抗震墙布置的基本原则框框架架——抗抗震震墙墙结结构构中中的的抗抗震震墙墙宜宜沿沿主主轴轴方方向向双双向向设设置置抗抗震震,,贯贯通通房房屋屋全全高高,,且且横横向向与与纵纵向向墙墙宜宜相相连,互为翼墙,以提高其刚度和承载能力连,互为翼墙,以提高其刚度和承载能力抗抗震震墙墙的的一一般般布布置置原原则则是是““均均匀匀、、分分散散、、对对称称、、周边周边””均均匀匀、、分分散散是是要要求求抗抗震震墙墙的的片片数数多多,,每每片片的的刚刚度度不不要要太太大大;;不不要要只只设设置置一一两两片片刚刚度度很很大大、、连连续续很很长长的的抗抗震震墙墙,,因因为为片片数数太太少少,,地地震震中中万万一一个个别别抗抗震震墙墙破破坏坏后后,,剩剩下下的的一一两两片片墙墙难难以以承承受受全全部部地地震震力力,,截截面面设设计计也也困困难难( (特特别别是是连连梁梁) )相相应应地地基基础础承承受受过过大的剪力和倾覆力矩,尤为难以处理。
大的剪力和倾覆力矩,尤为难以处理§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定九、框架九、框架------抗震墙结构的结构布置抗震墙结构的结构布置对对称称、、周周边边布布置置是是对对高高层层建建筑筑抵抵抗抗扭扭转转的的要要求求,,抗抗震震墙墙的的刚刚度度大大,,它它的的位位置置对对楼楼层层平平面面刚刚度度分分布布起起决决定定性性的的作作用用,,抗抗震震墙墙对对称称布布置置,,就就能能基基本本上上保保证证了了建建筑筑物物的的对对称称性性,,避避免免和和减减少少建建筑筑物物受受到到的的扭扭矩矩另另一一方方面面,,抗抗震震墙墙沿沿建建筑筑平平面面的的周周边边布布置置可可以以最最大大限限度度地地加加大大抗抗扭扭转转的的内内力力臂臂,,提提高高整整个个结结构构的的抗抗扭扭能能力力当当然然,,沿沿周周边边布布置置有有困困难难时时,,往往里里面面进进来来一一两两个个间间距距也是可以的希望抗震墙的距离尽可能拉开也是可以的希望抗震墙的距离尽可能拉开§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定九、框架九、框架------抗震墙结构的结构布置抗震墙结构的结构布置2 2、抗震墙布置位置的选择、抗震墙布置位置的选择 一一般般情情况况下下,,抗抗震震墙墙宜宜布布置置在在竖竖向向荷荷载载较较大大处处、、平面形状变化处和楼梯间、电梯间等。
平面形状变化处和楼梯间、电梯间等布布置置在在竖竖向向荷荷载载较较大大处处,,主主要要考考虑虑两两个个原原因因::因因抗抗震震墙墙承承受受大大的的竖竖向向荷荷载载,,可可以以避避免免设设置置截截面面尺尺寸寸过过大大的的柱柱子子,,满满足足建建筑筑布布置置的的要要求求;;抗抗震震墙墙是是主主要要抗抗侧侧力力结结构构,,承承受受很很大大的的弯弯矩矩和和剪剪力力,,需需要要较较大大的的竖竖向向荷荷载载来来避避免免出出现现轴轴向向拉拉力力,,提提高高截截面面承承载载力力,,也便于基础设计也便于基础设计在在平平面面变变化化较较大大的的角角隅隅部部位位,,容容易易产产生生大大的的应应力集中,设置抗震墙予以加强是很有必要的力集中,设置抗震墙予以加强是很有必要的§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定九、框架九、框架------抗震墙结构的结构布置抗震墙结构的结构布置楼楼( (电电) )梯梯间间楼楼板板开开大大洞洞,,削削弱弱严严重重,,特特别别是是在在端端角角和和凹凹角角处处设设置置楼楼( (电电) )梯梯间间时时,,受受力力更更为为不不利利,,采采用用楼楼、、( (电电) )梯梯竖竖井来加强是有效的措施。
井来加强是有效的措施房屋较长时,纵向抗震墙不宜设置在房屋较长时,纵向抗震墙不宜设置在端开间,以减少温度效应等不利影响端开间,以减少温度效应等不利影响§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定九、框架九、框架------抗震墙结构的结构布置抗震墙结构的结构布置3 3、抗震墙布置的具体要求、抗震墙布置的具体要求 (1)(1)楼楼( (电电) )梯间、竖井梯间、竖井 楼楼( (电电) )梯梯间间、、竖竖井井等等使使楼楼面面开开洞洞的的竖竖向向通通道道,,不不宜宜设设在在结结构构单单元元端端部部角角区区及及凹凹角角处处,,如如必必须须设设置置时时,,应应设设抗抗震震墙墙加加强强这这种种竖竖向向通通道道不不宜宜独独立立设设在在柱网以外的中间部位,而至少有一边应与柱网重合柱网以外的中间部位,而至少有一边应与柱网重合 §5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定九、框架九、框架------抗震墙结构的结构布置抗震墙结构的结构布置3 3、抗震墙布置的具体要求、抗震墙布置的具体要求 (2)(2)纵横墙成组布置纵横墙成组布置 两片墙组成联肢墙两片墙组成联肢墙纵横向抗震墙宜合并布置为纵横向抗震墙宜合并布置为L L形、形、T T形和口字形,形和口字形,以使纵墙可以作为横墙的翼缘,横墙也可以作为纵墙以使纵墙可以作为横墙的翼缘,横墙也可以作为纵墙的翼缘,从而提高其承载力和刚度。
两片抗震墙通过的翼缘,从而提高其承载力和刚度两片抗震墙通过框架梁框架梁( (实际上是连梁实际上是连梁) )组成联肢墙,也可以大大提高组成联肢墙,也可以大大提高其刚度§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定九、框架九、框架------抗震墙结构的结构布置抗震墙结构的结构布置(3)(3)合理调整抗震墙的长度合理调整抗震墙的长度 为为保保证证抗抗震震墙墙具具有有足足够够的的延延性性,,不不发发生生脆脆性性的的剪剪切切破破坏坏,,每每一一道道抗抗震震墙墙( (包包括括单单片片墙墙、、小小开开口口墙墙和和联联肢肢墙墙) )不不应应过过长,总高度与总长度之比长,总高度与总长度之比H H//L L宜大于宜大于2 2连连成成一一片片的的单单个个墙墙肢肢长长度度不不宜宜大大于于8m8m,,以以免免因因剪剪切切而而破破坏坏较较长长的的单单片片墙墙可可以以留留出出结结构构洞洞口口,,划划分分为为联联肢肢墙墙的的两两个墙肢;个墙肢; 每一道抗震墙在底层承受的弯矩和剪力均不宜大于整每一道抗震墙在底层承受的弯矩和剪力均不宜大于整个结构底部剪力和倾覆力矩的个结构底部剪力和倾覆力矩的4040%。
%§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定九、框架九、框架------抗震墙结构的结构布置抗震墙结构的结构布置(4)(4)抗震墙的最大间距抗震墙的最大间距 抗抗震震墙墙比比框框架架的的刚刚度度大大得得多多,,成成为为楼楼板板在在水水平平面面内内的的支支座座,,因因此此,,它它们们的的间间距距不不应应过过大大,,以以防防止止楼楼板板在在自自身平面内变形过大身平面内变形过大 抗震墙之间无大洞口时楼、屋盖的长宽比宜满足表抗震墙之间无大洞口时楼、屋盖的长宽比宜满足表5-5-2 2的要求;当抗震墙之间的楼面有较大开洞时,楼、屋盖的要求;当抗震墙之间的楼面有较大开洞时,楼、屋盖的长宽比还应减小,当超过上述要求时,应计入楼盖平面的长宽比还应减小,当超过上述要求时,应计入楼盖平面内的变形影响内的变形影响不宜采用不宜采用装配式楼盖装配式楼盖现浇、叠合梁扳现浇、叠合梁扳9度度8度度6、、7度度结构结构 抗震墙之间楼、屋盖的长宽比抗震墙之间楼、屋盖的长宽比§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定九、框架九、框架------抗震墙结构的结构布置抗震墙结构的结构布置4 4、抗震墙的边框梁、柱、抗震墙的边框梁、柱设设抗抗震震墙墙之之后后,,框框架架柱柱作作为为抗抗震震墙墙的的端端部部翼翼缘缘,,抗抗震震墙墙的的端端部部钢钢筋筋配配置置在在柱柱截截面面内内。
端端柱柱增增强强了了抗抗震震墙墙的的承承载载力力和和稳稳定定性性试试验验结结果果表表明明,,取取消消框框架架柱柱后后,,抗抗震震墙墙的的极极限限承承载载力力将将下下降降30%30%位位于于楼楼层层上上的的框框架架梁梁也也应应保保留留,,虽虽然然在在内内力力分分析析时时不不考考虑虑抗抗震震墙墙上上的的边边框框梁梁受受力力,,但但梁梁作作为为抗抗震震墙墙的的横横向向加加劲劲肋肋,,提提高高了了抗抗震震墙墙的的极极限限承承载载力力同同样样,,对对比比试试验验表表明明,,边边框框梁梁取取消消后后,,抗抗震震墙墙极极限限承承载载力力下下降降1010%%如如果果建建筑筑功功能能上上确确实实无无法法设设置置明明梁梁,,也也应应设设置置暗暗梁梁,,暗暗梁梁的的高高度度、、纵纵筋筋钢钢筋筋和和箍箍筋筋与与明明梁梁相相同同,,配配置置在在墙身内§5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计框框架架结结构构抗抗震震设设计计步步骤骤框框图图第一步、结构布置第一步、结构布置结构体系确定后,应当密切结合建筑设计进行结构体系确定后,应当密切结合建筑设计进行结构总体布置,使建筑物具有良好的造型和合理的结构总体布置,使建筑物具有良好的造型和合理的传力路线。
传力路线建筑结构的总体布置,是指其对高度、平面、建筑结构的总体布置,是指其对高度、平面、立面和体型等的选择,除应考虑到建筑使用功能、立面和体型等的选择,除应考虑到建筑使用功能、建筑美学要求外,在结构上应满足强度、刚度和稳建筑美学要求外,在结构上应满足强度、刚度和稳定性要求地震区的建筑,在结构设计时,还应保定性要求地震区的建筑,在结构设计时,还应保证建筑物具有良好的抗震性能设计要达到先进合证建筑物具有良好的抗震性能设计要达到先进合理,首先取决于清晰合理的概念,而不是仅依靠力理,首先取决于清晰合理的概念,而不是仅依靠力学分析来解决确定结构布置方案的过程就是一个学分析来解决确定结构布置方案的过程就是一个结构概念设计的过程结构概念设计的过程 §5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第一步、结构布置第一步、结构布置1 1、结构布置原则、结构布置原则(1)(1)结结构构平平面面形形状状和和立立面面体体型型宜宜简简单单、、规规则则,,使使各各部部分分刚刚度度均均匀匀对对称称,,减减少少结结构构产产生生扭扭转转的的可可能性2)(2)控控制制结结构构高高宽宽比比,,以以减减少少水水平平荷荷载载下下的的侧侧移移,,其高宽比限值见规范。
其高宽比限值见规范3)(3)尽尽量量统统一一柱柱网网及及层层高高,,以以减减少少构构件件种种类类规规格格,,简化设计及施工简化设计及施工4)(4)房房屋屋的的总总长长度度宜宜控控制制在在最最大大温温度度伸伸缩缩缝缝间间距距内内,,当当房房屋屋长长度度超超过过规规定定值值时时,,可可设设伸伸缩缩缝缝将将房房屋分成若干温度区段屋分成若干温度区段§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第一步、结构布置第一步、结构布置2 2、柱网和层高、柱网和层高框框架架结结构构的的柱柱网网尺尺寸寸,,即即平平面面框框架架的的柱柱距距( (开开间间) )与与跨跨度度( (进进深深) )和和层层高高,,首首先先要要满满足足生生产产工工艺艺和和其其他他使使用用功功能能的的要要求求,,其其次次是是满满足足建建筑筑平平面面功功能能的的要要求求,,还还要要力力求求做做到到柱柱网网平平面面简简单单规规则则、、受受力力合合理理,,同同时时施施工工方便,有利于装配化、定型化和施工工业化方便,有利于装配化、定型化和施工工业化 3 3、钢筋混凝土承重框架的布置、钢筋混凝土承重框架的布置柱柱网网确确定定后后,,沿沿房房屋屋纵纵横横方方向向布布置置梁梁系系,,形形成成横横向向框框架架和和纵纵向向框框架架,,分分别别承承受受各各自自方方向向上上的的水水平平作作用用。
根根据据承承重重框框架架布布置置方方向向的的不不同同,,框框架架承承重重体体系系可可分分为为三种:三种:§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第一步、结构布置第一步、结构布置(1)(1)横横向向框框架架承承重重方方案案::横横向向框框架架承承重重方方案案是是在在横横向向上上布布置置主主梁梁,,在在纵纵向向上上设设置置连连系系梁梁楼楼板板支支承承在在横横向向框框架架上上,,楼楼面面竖竖向向荷荷载载传传给给横横向向框框架架主主梁梁由由于于横横向向框框架架跨跨数数较较少少,,主主梁梁沿沿框框架架横横向向布布置置有有利利于于增增加加房房屋屋横横向向抗抗侧侧移移刚刚度度由由于于竖竖向向荷荷载载主主要要通通过过横横梁梁传传递递,,所所以以纵纵向向连连系系梁梁往往往往截截面面尺尺寸寸较较小小,,这这样样有有利利于于建建筑筑物物的的通通风风和和采采光光不不利利的的一一面面是是由由于于主主梁梁截截面面尺尺寸寸较大,对于给定的净空要求使结构层高增加较大,对于给定的净空要求使结构层高增加§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第一步、结构布置第一步、结构布置(2)(2)纵纵向向框框架架承承重重方方案案::纵纵向向框框架架承承重重方方案案是是在在纵纵向向上上布布置置框框架架主主梁梁,,在在横横向向上上布布置置连连系系梁梁。
楼楼面面的的竖竖向向荷荷载载主主要要沿沿纵纵向向传传递递由由于于连连系系梁梁截截面面尺尺寸寸较较小小,,这这样样对对于于大大空空间间房房屋屋,,净净空空较较大大,,房房屋屋布布置置灵灵活活不不利利的的一一面面是是进进深深尺尺寸寸受受到到板板长长度度的的限限制制,,同同时时房房屋屋的的横横向向刚刚度度较较小§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第一步、结构布置第一步、结构布置(3)(3)纵纵横横向向框框架架混混合合承承重重方方案案::框框架架在在纵纵横横两两个个方方向向上上均均布布置置主主梁梁楼楼板板的的竖竖向向荷荷载载沿沿两两个个方方向向传传递递柱柱网网较较大大的的现现浇浇楼楼盖盖,,通通常常布布置置成成井井字字形形式式;;柱柱网网较较小小的的现现浇浇楼楼盖盖,,楼楼板板可可以以不设井字梁直接支承在框架主梁上不设井字梁直接支承在框架主梁上由由于于这这种种方方案案沿沿两两个个方方向向传传力力,,因因此此各各杆杆件件受受力力较较均均匀匀,,整整体体性性能能也也较较好好,,通通常常按按空空间间框框架体系进行内力分析架体系进行内力分析§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第一步、结构布置第一步、结构布置在在地地震震区区,,考考虑虑到到地地震震方方向向的的随随意意性性以以及及地地震震产产生生的的破破坏坏效效应应较较大大,,因因此此应应按按双双向向承承重重进进行行布布置置。
高高层层建建筑筑承承受受的的水水平平荷荷载载较较大大,,应应设设计计为为双双向向抗抗侧侧力力体体系系,,主主体体结结构构不不应应采采用用铰铰接接,,也也不不应应采采用用横横向向为为刚刚接接、、纵纵向向为铰接的结构体系为铰接的结构体系绘出框架平面柱网布置绘出框架平面柱网布置标出柱距,对框架进行编号标出柱距,对框架进行编号§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第二步、初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级第二步、初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级 一、初估梁柱截面尺寸一、初估梁柱截面尺寸((1 1)框架梁截面尺寸)框架梁截面尺寸((2 2)框架柱截面尺寸)框架柱截面尺寸二、梁的计算跨度二、梁的计算跨度三、柱高度三、柱高度四、材料强度等级四、材料强度等级五、确定计算简图、选取计算单元五、确定计算简图、选取计算单元§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第二步、初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级第二步、初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级 ((1 1)框架梁截面尺寸)框架梁截面尺寸:框架梁的截面尺寸应:框架梁的截面尺寸应该根据承受竖向荷载的大小、梁的跨度、框架的该根据承受竖向荷载的大小、梁的跨度、框架的间距、是否考虑抗震设防要求以及选用的混凝土间距、是否考虑抗震设防要求以及选用的混凝土材料强度等诸多因素综合考虑确定。
材料强度等诸多因素综合考虑确定一般情况下,框架梁的截面尺寸可参考受弯一般情况下,框架梁的截面尺寸可参考受弯构件按下式估算:梁高构件按下式估算:梁高h=h=(1/8(1/8~~1/12)1/12)l,,其中其中l为为梁的跨度梁宽梁的跨度梁宽b=b=(1/2(1/2~~1/3)1/3)h h在抗震结构中,在抗震结构中,梁截面宽度不宜小于梁截面宽度不宜小于200mm200mm,,梁截面的高宽比不宜梁截面的高宽比不宜大于大于4 4,梁净跨与截面高度之比不宜小于,梁净跨与截面高度之比不宜小于4 4一、初估梁柱截面尺寸一、初估梁柱截面尺寸§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第二步、初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级第二步、初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级 (2)(2)框架柱截面尺寸:框架柱截面尺寸:框架柱的截面形式通框架柱的截面形式通常大多为方形、矩形柱截面的宽与高一般取常大多为方形、矩形柱截面的宽与高一般取层高的层高的1/15~~1/20,同时满足,同时满足h≥l0/25、、b≥l0/30,,l0为柱计算长度多层房屋中,框架柱截面的为柱计算长度多层房屋中,框架柱截面的宽度和高度不宜小于宽度和高度不宜小于300mm;;高层建筑中,框高层建筑中,框架柱截面的高度不宜小于架柱截面的高度不宜小于400mm,,宽度不宜小宽度不宜小于于350mm。
柱截面高度与宽度之比为柱截面高度与宽度之比为1~~2柱净高与截面高度之比宜大于净高与截面高度之比宜大于4§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第二步、初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级第二步、初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级 在计算中,还应注意框架柱的截面尺寸应符合规在计算中,还应注意框架柱的截面尺寸应符合规范对范对剪压比剪压比( (V Vc c/f/fc cb bc ch hcoco) )、、剪跨比剪跨比 (λ=(λ=M/M/VhVhc c) )、、轴压轴压比比( (μμN N=N/=N/f fc cb bc ch hc c) )限值的要求,如不满足应随时调整限值的要求,如不满足应随时调整截面尺寸,保证柱的延性截面尺寸,保证柱的延性抗震设计中柱截面尺寸主要受柱轴压比限值的控抗震设计中柱截面尺寸主要受柱轴压比限值的控制,如以制,如以ωω表示柱轴压比的限值,则柱截面尺寸可表示柱轴压比的限值,则柱截面尺寸可用如下经验公式粗略确定:用如下经验公式粗略确定:§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第二步、初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级第二步、初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级 式中;式中;A A————柱横截面面积,柱横截面面积,m m2 2,,取方形时边长为取方形时边长为a a;;n n————验算截面以上楼层层数;验算截面以上楼层层数;F F————验算柱的负荷面积,可根据柱网尺寸确定,验算柱的负荷面积,可根据柱网尺寸确定,m m2 2;;f fc c————混凝土轴心抗压强度设计值;混凝土轴心抗压强度设计值;ω——ω——框架柱最大轴压比限值,一级框架取框架柱最大轴压比限值,一级框架取0.70.7,二级框,二级框架取架取0.80.8,三级框架取,三级框架取0.90.9。
φ——φ——地震及中、边柱的相关调整系数,地震及中、边柱的相关调整系数,7 7度中间柱取度中间柱取1 1、、边柱取边柱取1.11.1,,8 8度中间柱取度中间柱取1.11.1、边柱取、边柱取1.21.2;;G G————结构单位面积的重量结构单位面积的重量( (竖向荷载竖向荷载) ),根据经验估算钢,根据经验估算钢筋混凝土高层建筑约为筋混凝土高层建筑约为1212~~18kN18kN//m m2 2§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第二步、初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级第二步、初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级 二、梁的计算跨度:二、梁的计算跨度:以柱形心为准,画图并计算以柱形心为准,画图并计算三、柱高度三、柱高度::底层柱底层柱= =层高层高+ +室内外高差室内外高差+ +基础顶面至基础顶面至室外地面的高度其他层同层高室外地面的高度其他层同层高四、材料强度等级四、材料强度等级 1 1、混凝土的强度等级:抗震等级为一级的框架梁、、混凝土的强度等级:抗震等级为一级的框架梁、柱和节点不宜底于柱和节点不宜底于C30C30,,其他各类构件不应底于其他各类构件不应底于C20C20。
2 2、、钢筋的强度等级:纵向钢筋宜采用钢筋的强度等级:纵向钢筋宜采用IIII、、IIIIII级变级变形钢筋,箍筋宜采用形钢筋,箍筋宜采用I I、、IIII级钢筋§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第二步、初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级第二步、初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级 1 1、画出水平计算简图,标注框架编号(横向为、画出水平计算简图,标注框架编号(横向为1 1、、2 2、、3-----3-----,纵向为,纵向为A A、、B B、、C---C---)、)、框架梁编框架梁编号(材料、截面和跨度相同的编同一号),确号(材料、截面和跨度相同的编同一号),确定梁的计算跨度定梁的计算跨度2 2、选取计算单元(所需计算的一榀或几榀框架),、选取计算单元(所需计算的一榀或几榀框架),画出计算简图,标出计算跨度、柱的计算高度,画出计算简图,标出计算跨度、柱的计算高度,并对柱编号(材料、截面和高度相同的编同一并对柱编号(材料、截面和高度相同的编同一号)五、确定计算简图、选取计算单元五、确定计算简图、选取计算单元§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第三步、计算各层重力荷载代表值及结构刚度参数第三步、计算各层重力荷载代表值及结构刚度参数 一、计算各层重力荷载代表值一、计算各层重力荷载代表值1 1、屋面竖向恒载:、屋面竖向恒载:按屋面的做法逐项计算均布荷按屋面的做法逐项计算均布荷载载××屋面面积;屋面面积;2 2、屋面竖向活载:、屋面竖向活载:屋面雪荷载屋面雪荷载××屋面面积;屋面面积;3 3、楼面竖向恒载:、楼面竖向恒载:按楼面的做法逐项计算均布荷按楼面的做法逐项计算均布荷载载××楼面面积;楼面面积;4 4、楼面竖向活载:、楼面竖向活载:楼面均布活荷载楼面均布活荷载××楼面面积;楼面面积;5 5、梁柱自重、梁柱自重(包括梁侧、梁底、柱的抹灰):梁(包括梁侧、梁底、柱的抹灰):梁侧、梁底抹灰、柱周抹灰,近似按加大梁宽及侧、梁底抹灰、柱周抹灰,近似按加大梁宽及柱宽考虑,一般加柱宽考虑,一般加40mm40mm。
§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第三步、计算各层重力荷载代表值及结构刚度参数第三步、计算各层重力荷载代表值及结构刚度参数 6 6、墙体自重:、墙体自重:(包括女儿墙和各种纵横隔墙)(包括女儿墙和各种纵横隔墙) 墙体两面抹灰,近似按加厚墙体墙体两面抹灰,近似按加厚墙体40mm40mm考虑 黏土砖的容重:黏土砖的容重:19KN/m19KN/m3 3§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第三步、计算各层重力荷载代表值及结构刚度参数第三步、计算各层重力荷载代表值及结构刚度参数 墙 体每片面积片数重量女儿墙高×宽=每层片数×层数底层纵墙底层横墙其他层纵墙其他层横墙同上列表:同上列表:§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第三步、计算各层重力荷载代表值及结构刚度参数第三步、计算各层重力荷载代表值及结构刚度参数 7 7、荷载分层总汇、荷载分层总汇 屋面重力荷载代表值:屋面重力荷载代表值: G Gi i= =屋面恒载屋面恒载+50%+50%屋面活荷载屋面活荷载+ +纵横梁自重纵横梁自重+ +楼面下半层楼面下半层 的柱及纵横墙自重;的柱及纵横墙自重; 各楼层重力荷载代表值:各楼层重力荷载代表值: G Gi i= =楼面恒荷载楼面恒荷载+50%+50%楼面活荷载楼面活荷载+ +纵横梁自重纵横梁自重+ +楼面上下楼面上下 各半层的柱及纵横墙自重;各半层的柱及纵横墙自重; 总重力荷载代表值:总重力荷载代表值:§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第三步、计算各层重力荷载代表值及结构刚度参数第三步、计算各层重力荷载代表值及结构刚度参数 二、刚度参数计算二、刚度参数计算 1 1、梁的线刚度计算:、梁的线刚度计算: 各层梁分别列表计算:(表的形式根据具体情况合理调整)各层梁分别列表计算:(表的形式根据具体情况合理调整)§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第三步、计算各层重力荷载代表值及结构刚度参数第三步、计算各层重力荷载代表值及结构刚度参数 2 2、柱的线刚度计算、柱的线刚度计算 各层柱分别列表计算:各层柱分别列表计算: §5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第三步、计算各层重力荷载代表值及结构刚度参数第三步、计算各层重力荷载代表值及结构刚度参数 D D值法计算框架内力的方法同钢筋混凝土结构教材所讲方法。
值法计算框架内力的方法同钢筋混凝土结构教材所讲方法3 3、横向框架柱的侧移刚度值、横向框架柱的侧移刚度值各层柱的侧移刚度各层柱的侧移刚度D D::§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第三步、计算各层重力荷载代表值及结构刚度参数第三步、计算各层重力荷载代表值及结构刚度参数 列表计算(如下):列表计算(如下):§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第四步、计算横向框架自振周期第四步、计算横向框架自振周期 能量法计算框架的自振周期能量法计算框架的自振周期式中式中 u ui i ————将各质点的重力荷载将各质点的重力荷载G Gi i视为水平力视为水平力所产生的质点所产生的质点i i处的水平位移,单位处的水平位移,单位m m§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第五步、计算多遇地震烈度下横向框架的弹性地震作用第五步、计算多遇地震烈度下横向框架的弹性地震作用 对满足底部剪力法适用条件的框架结构,可用底部对满足底部剪力法适用条件的框架结构,可用底部剪力法求解剪力法求解§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第六步、多遇烈度地震作用下结构层间弹性变形验算第六步、多遇烈度地震作用下结构层间弹性变形验算 1 1、层间剪力的计算、层间剪力的计算 2 2、层间弹性变形计算、层间弹性变形计算 3 3、验算、验算 是否满足。
是否满足横向变形验算§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第七步、上述地震作用下结构内力分析第七步、上述地震作用下结构内力分析一、求柱端剪力:一、求柱端剪力:按柱侧移刚度分配按柱侧移刚度分配 第第i i层第层第j j 根柱子的剪力为根柱子的剪力为: : ((P137P137式式5-115-11))§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第七步、上述地震作用下结构内力分析第七步、上述地震作用下结构内力分析二、柱的上下端弯矩二、柱的上下端弯矩 ((1 1)确定反弯点高度)确定反弯点高度y y§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第七步、上述地震作用下结构内力分析第七步、上述地震作用下结构内力分析第七步、上述地震作用下结构内力分析第七步、上述地震作用下结构内力分析二、柱的上下端弯矩二、柱的上下端弯矩 ((2 2)计算柱的上下端弯矩)计算柱的上下端弯矩y y::反弯点高度反弯点高度; ;框架柱剪力及弯矩计算列表进行:框架柱剪力及弯矩计算列表进行:做出框架柱剪力及弯矩图。
做出框架柱剪力及弯矩图§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第七步、上述地震作用下结构内力分析第七步、上述地震作用下结构内力分析2 2、对边柱节点:、对边柱节点:三、框架梁端的弯矩:三、框架梁端的弯矩:根据节点平衡,求梁端弯矩:根据节点平衡,求梁端弯矩:1 1、对于中柱:、对于中柱:左、右梁端弯矩可由上、下柱左、右梁端弯矩可由上、下柱端弯矩之和按左、右梁的端弯矩之和按左、右梁的线刚度线刚度比例分配比例分配: :§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第七步、上述地震作用下结构内力分析第七步、上述地震作用下结构内力分析列表计算:列表计算:做出框架梁的弯矩图做出框架梁的弯矩图§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第七步、上述地震作用下结构内力分析第七步、上述地震作用下结构内力分析四、框架梁端的剪力计算四、框架梁端的剪力计算 根据框架梁隔离体的平衡条件,梁端弯矩的代根据框架梁隔离体的平衡条件,梁端弯矩的代数和除以梁的跨度即可得梁端剪力:数和除以梁的跨度即可得梁端剪力:§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第七步、上述地震作用下结构内力分析第七步、上述地震作用下结构内力分析做出框架做出框架梁梁弯矩、剪力图及弯矩、剪力图及柱柱的轴力图。
的轴力图五、框架柱的轴力计算五、框架柱的轴力计算1 1、、中柱:中柱:每个节点左、右梁端剪力每个节点左、右梁端剪力之差即为柱的该层层间轴向力;之差即为柱的该层层间轴向力;2 2、、边柱:边柱:节点一侧的梁端剪力即为节点一侧的梁端剪力即为柱的该层层间轴向力;柱的该层层间轴向力; 从上到下逐层累加层间轴向力,从上到下逐层累加层间轴向力,即得柱在相应层的轴力即得柱在相应层的轴力§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第八步、竖向荷载作用下横向框架的内力分析第八步、竖向荷载作用下横向框架的内力分析 竖向荷载作用下的竖向荷载作用下的梁端弯矩梁端弯矩一般要进行调幅一般要进行调幅 框架梁在竖向荷载作用下梁端负弯矩的调整是考虑梁的框架梁在竖向荷载作用下梁端负弯矩的调整是考虑梁的塑性内力重分布通过调整使得梁端负弯矩减小,跨中正弯塑性内力重分布通过调整使得梁端负弯矩减小,跨中正弯矩加大,具体方法同混凝土教材内容支座弯矩经过调幅降矩加大,具体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况下跨中弯矩的50%50%。
§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第八步、竖向荷载作用下横向框架的内力分析第八步、竖向荷载作用下横向框架的内力分析 2、各层柱子的集中荷载=自重+梁传来的集中荷载2、各层柱子的集中荷载=自重+梁传来的集中荷载一、荷载及计算简图一、荷载及计算简图1、横向框架梁上的线荷载(恒载和活荷载分别算)1、横向框架梁上的线荷载(恒载和活荷载分别算)a a))楼(屋)面均布荷载传给梁的楼(屋)面均布荷载传给梁的线荷载线荷载(双向板)(双向板)短向分配荷载:短向分配荷载: 长向分配荷载:长向分配荷载:b b))梁上的线荷载=梁自重+楼(屋)面均布荷载传给梁梁上的线荷载=梁自重+楼(屋)面均布荷载传给梁 的线荷载,做出框架竖向荷载图(有关荷载前面已算出)的线荷载,做出框架竖向荷载图(有关荷载前面已算出)§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第八步、竖向荷载作用下横向框架的内力分析第八步、竖向荷载作用下横向框架的内力分析二、框架弯矩计算二、框架弯矩计算(一)(一)迭代法迭代法(结构力学)(结构力学)(二)(二)分层法:分层法:在竖向荷载作用下框架内力采用分层法进行简在竖向荷载作用下框架内力采用分层法进行简化计算,此时每层框架连同上下层柱组成基本计算单元,竖化计算,此时每层框架连同上下层柱组成基本计算单元,竖向荷载产生的固端弯矩只在向荷载产生的固端弯矩只在本层内本层内进行弯矩分配,单元之间进行弯矩分配,单元之间不再传递。
梁的弯矩取分配后的数值;柱端弯矩取相邻两层不再传递梁的弯矩取分配后的数值;柱端弯矩取相邻两层单元对应柱端弯矩之和单元对应柱端弯矩之和 由于节点处梁端负弯矩最大,因而配筋量大,施工困难由于节点处梁端负弯矩最大,因而配筋量大,施工困难为保证梁端的延性和便于施工,对现浇和装配整体式框架在为保证梁端的延性和便于施工,对现浇和装配整体式框架在竖向荷载作用下的梁端负弯矩,可考虑塑性内力重分布,对竖向荷载作用下的梁端负弯矩,可考虑塑性内力重分布,对梁端负弯矩进行调幅,即人为地减小梁端负弯矩,调幅系数:梁端负弯矩进行调幅,即人为地减小梁端负弯矩,调幅系数:装配整体式:装配整体式:0.7—0.80.7—0.8,现浇式:,现浇式:0.8—0.90.8—0.9,相应跨中弯矩,相应跨中弯矩乘乘1.11.1§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第八步、竖向荷载作用下横向框架的内力分析第八步、竖向荷载作用下横向框架的内力分析((1 1))梁端剪力:梁端剪力:((2 2)柱轴力:)柱轴力:§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第九步、内力组合第九步、内力组合 对于柱,则选柱的上、下端截面作为控制截对于柱,则选柱的上、下端截面作为控制截面。
面 在进行构件截面设计时,需求得控制截面上在进行构件截面设计时,需求得控制截面上的最不利内力作为配筋的依据的最不利内力作为配筋的依据 对于框架梁,一般选梁的两端截面和跨中截对于框架梁,一般选梁的两端截面和跨中截面作为控制截面;面作为控制截面;§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第九步、内力组合第九步、内力组合 在在框架框架抗震设计时,一般应考虑以下两种基本组合抗震设计时,一般应考虑以下两种基本组合1 1)地震作用效应与重力荷载代表值效应的组合)地震作用效应与重力荷载代表值效应的组合((2 2)竖向荷载效应,包括全部恒荷载与活荷载的组合)竖向荷载效应,包括全部恒荷载与活荷载的组合取上述最不利组合作为截面设计用的内力设计值取上述最不利组合作为截面设计用的内力设计值注:对于一般的框架结构,可不考虑风荷载的组合注:对于一般的框架结构,可不考虑风荷载的组合§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第九步、内力组合第九步、内力组合 ((1 1)恒载和活荷载效应的组合;)恒载和活荷载效应的组合;((2 2)竖向荷载和地震作用效应的组合竖向荷载和地震作用效应的组合。
钢筋混凝土框架结构构件的承载力按下列公式验算:钢筋混凝土框架结构构件的承载力按下列公式验算:非抗震设计:非抗震设计: γγ0 0为结构重要性系数,重要、一般、次为结构重要性系数,重要、一般、次要分别取要分别取1.11.1、、1.01.0、、0.90.9抗震设计:抗震设计:内力组合应考虑前面所述的两种情况:内力组合应考虑前面所述的两种情况:§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第九步、内力组合第九步、内力组合((一)一)梁的内力不利组合梁的内力不利组合((1 1)梁端负弯矩,取下式两者较大值:)梁端负弯矩,取下式两者较大值:((2 2)梁端正弯矩按下式确定:)梁端正弯矩按下式确定: ((3 3)梁端剪力,取下式两者较大值:)梁端剪力,取下式两者较大值:((4 4)梁跨中正弯矩,取下式两者较大值:)梁跨中正弯矩,取下式两者较大值:§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第九步、内力组合第九步、内力组合注意:注意:上面第一式重力荷载代表值与地震作用组合后的最大值上面第一式重力荷载代表值与地震作用组合后的最大值不一定在跨中,其位置和大小由作图法或解析法求得。
不一定在跨中,其位置和大小由作图法或解析法求得作图法:作图法:按同一比例尺作重力荷载代表值作用下的弯按同一比例尺作重力荷载代表值作用下的弯矩图(乘分项系数)和地震作用下的弯矩图(乘分项矩图(乘分项系数)和地震作用下的弯矩图(乘分项系数),在系数),在弯矩图上作平行与弯矩图上作平行与abab的切线,交的切线,交于于m m点,作铅垂线交点,作铅垂线交abab与与n n点,则点,则mnmn的长度为的长度为§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第九步、内力组合第九步、内力组合解析法求解析法求 ::§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第九步、内力组合第九步、内力组合(二)(二) 框架柱的内力组合框架柱的内力组合 单向偏心受压:有三种情形,即在地震作用下大偏心受单向偏心受压:有三种情形,即在地震作用下大偏心受压、小偏心受压和无地震作用的偏心受压:压、小偏心受压和无地震作用的偏心受压:第第①①组内力组合(大偏心受压):组内力组合(大偏心受压):第第②②组内力组合(小偏心受压):组内力组合(小偏心受压):第第③③组内力组合(无地震作用):组内力组合(无地震作用):§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第九步、内力组合第九步、内力组合用轴压比:用轴压比:判断大小偏心,并以大偏心受压和判断大小偏心,并以大偏心受压和小偏心受压分别配筋,取大者。
小偏心受压分别配筋,取大者填写梁、柱内力填写梁、柱内力组合表,如下两组合表,如下两图§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算 、正截面受弯承载力验算、正截面受弯承载力验算2 2、斜截面受剪承载力验算、斜截面受剪承载力验算 为了保证当建筑遭受中等烈度的地震影响为了保证当建筑遭受中等烈度的地震影响时具有良好的耗能能力,以及当建筑遭受高于时具有良好的耗能能力,以及当建筑遭受高于本地区设防烈度的预估的罕遇地震影响时,不本地区设防烈度的预估的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏,要求结构致倒塌或发生危及生命的严重破坏,要求结构具有足够的延性,要保证结构的延性就必须保具有足够的延性,要保证结构的延性就必须保证构件有足够大的延性,特别是重要构件证构件有足够大的延性,特别是重要构件 构件的延性是以其截面塑性铰的转动能力构件的延性是以其截面塑性铰的转动能力来度量的,因此在进行结构抗震设计时应注意来度量的,因此在进行结构抗震设计时应注意构件塑性铰的设计,以使结构具有较大延性。
构件塑性铰的设计,以使结构具有较大延性§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算 为了较合理地控制强震作用下钢筋混凝土结构破坏机制为了较合理地控制强震作用下钢筋混凝土结构破坏机制和构件破坏形态,提高变形能力,和构件破坏形态,提高变形能力,《《抗震规范抗震规范》》体现了能力体现了能力控制设计的概念,并区别不同抗震等级,在一定程度上实现控制设计的概念,并区别不同抗震等级,在一定程度上实现““强柱弱梁强柱弱梁””、、 ““强剪弱弯强剪弱弯””和和 “ “强节点弱杆件、强锚固强节点弱杆件、强锚固””的概念设计要求这个概念在设计时用的概念设计要求这个概念在设计时用调整内力调整内力的方式实的方式实现强柱弱梁强柱弱梁””是使塑性铰首先在框架梁端出现,尽量避免是使塑性铰首先在框架梁端出现,尽量避免或减少在柱中出现,即按照节点处梁端实际受弯承载力小或减少在柱中出现,即按照节点处梁端实际受弯承载力小于柱端实际受弯承载力的思想进行计算,以争取使结构能于柱端实际受弯承载力的思想进行计算,以争取使结构能够形成总体机制,避免形成层间机制。
够形成总体机制,避免形成层间机制总体机制总体机制层间机制层间机制§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算 ““强剪弱弯强剪弱弯””是指防止构件在弯曲屈服前是指防止构件在弯曲屈服前出现脆性的剪切破坏即要求构件的受剪承出现脆性的剪切破坏即要求构件的受剪承载力大于其屈服时实际达到的剪力载力大于其屈服时实际达到的剪力 ““强节点、强锚固强节点、强锚固””是指在构件塑性铰充分是指在构件塑性铰充分发挥作用之前,节点不应出现破坏因此,发挥作用之前,节点不应出现破坏因此,需进行框架节点核芯区截面抗震验算以及保需进行框架节点核芯区截面抗震验算以及保证纵向钢筋具有足够的锚固长度证纵向钢筋具有足够的锚固长度§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算 、正截面受弯承载力验算、正截面受弯承载力验算2 2、斜截面受剪承载力验算、斜截面受剪承载力验算一、框架梁一、框架梁1 1 求出梁的控制截面组合弯矩后,即可按一般钢筋求出梁的控制截面组合弯矩后,即可按一般钢筋混凝土结构构件的计算方法进行配筋计算。
混凝土结构构件的计算方法进行配筋计算1 1))剪压比的限制剪压比的限制对梁的剪压比的限制,也就是对梁的最小截面的限制对梁的剪压比的限制,也就是对梁的最小截面的限制 梁塑性铰区的截面剪压比对梁的延性、耗能能力及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,当剪压比保持梁的强度、刚度有明显的影响,当剪压比大于大于0.150.15的时候,梁的强度和刚度有明显的退化现象,此时再增的时候,梁的强度和刚度有明显的退化现象,此时再增加箍筋用量,也不能发挥作用,因此对梁柱的截面尺寸加箍筋用量,也不能发挥作用,因此对梁柱的截面尺寸有所要求有所要求剪压比:剪压比:梁柱截面上的名义剪应力与混凝土轴心抗压强梁柱截面上的名义剪应力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值度设计值的比值§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算梁的组合剪力设计值应符合下列要求:梁的组合剪力设计值应符合下列要求:((2 2)按)按““强剪弱弯强剪弱弯””的原则,调整梁端剪力设计值:的原则,调整梁端剪力设计值:调整值:调整值:9 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:————梁端剪力增大系数,一级为梁端剪力增大系数,一级为1.31.3,二级为,二级为1.21.2,, 三级为三级为1.11.1。
§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算((3 3)斜截面受剪承载力验算:)斜截面受剪承载力验算:试验表明,在低周反复荷载作用下,当纵向钢筋试验表明,在低周反复荷载作用下,当纵向钢筋进入屈服阶段,由于斜裂缝反复开闭,致使混凝进入屈服阶段,由于斜裂缝反复开闭,致使混凝土剪压区剪切强度降低,以及斜裂缝间混凝土咬土剪压区剪切强度降低,以及斜裂缝间混凝土咬合力、纵向钢筋的暗咬合力降低,从而使梁的斜合力、纵向钢筋的暗咬合力降低,从而使梁的斜截面受剪承载力降低与静荷载下相比,其受剪截面受剪承载力降低与静荷载下相比,其受剪承载力低承载力低20%—40%20%—40%对矩形、对矩形、T T形和形和I I形截面的一形截面的一般框架梁,其般框架梁,其斜截面受剪承载力验算斜截面受剪承载力验算公式为:公式为:§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算二、框架柱二、框架柱((1 1)轴压比的限制)轴压比的限制轴压比是影响柱的破坏形态和变形能力的重要因轴压比是影响柱的破坏形态和变形能力的重要因素之一。
试验研究表明,柱的延性随轴压比的增素之一试验研究表明,柱的延性随轴压比的增大会显著下降,并且有可能产生脆性破坏,尤其大会显著下降,并且有可能产生脆性破坏,尤其是当轴压比增大到一定数值时,增加约束箍筋对是当轴压比增大到一定数值时,增加约束箍筋对柱的变形能力的影响很小因而,有必要限制轴柱的变形能力的影响很小因而,有必要限制轴压比轴压比是指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面轴压比是指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值1 1、正截面受弯承载力验算、正截面受弯承载力验算§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算 轴压比的限制是为了保证柱具有一定的延性:轴压比的限制是为了保证柱具有一定的延性:要满足规范要求要满足规范要求2 2)按)按““强柱弱梁强柱弱梁””的原则,调整柱的的原则,调整柱的弯矩弯矩设计值设计值 框架节点处柱弯矩,除顶层和柱轴压比小于框架节点处柱弯矩,除顶层和柱轴压比小于0.150.15者外,其设计值应按下列各式调整:者外,其设计值应按下列各式调整:ηηc c————柱端弯矩增大系数,一级为柱端弯矩增大系数,一级为1.41.4,二级为,二级为1.21.2,, 三级为三级为1.11.1;; 一、二、三级框架结构的一、二、三级框架结构的底层底层,柱下端截面的弯矩,柱下端截面的弯矩设计值,增大系数分别为:设计值,增大系数分别为:1.5、、1.25和和1.15。
§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算 9 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: 调整后的柱端弯矩按原有柱端弯矩之值分配调整后的柱端弯矩按原有柱端弯矩之值分配 1)剪压比的限制)剪压比的限制2 2、柱斜截面受剪承载力验算、柱斜截面受剪承载力验算 在静力受剪要求基础上,考虑反复荷载影响,规在静力受剪要求基础上,考虑反复荷载影响,规定了框架柱的受剪承载力上限值,对柱的剪压比的限定了框架柱的受剪承载力上限值,对柱的剪压比的限制,也就是对柱的最小截面的限制制,也就是对柱的最小截面的限制柱的组合剪力设计值应符合下列要求:柱的组合剪力设计值应符合下列要求:§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算2 2)按)按““强剪弱弯强剪弱弯””的原则,调整柱的剪力设计值的原则,调整柱的剪力设计值((5-17))9 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:((5-18))—柱端剪力增大系数,一级为柱端剪力增大系数,一级为1.4,二级为,二级为1.2,三级,三级 为为1.1。
角柱角柱尚应乘以不小于尚应乘以不小于1.1的增大系数的增大系数§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算3)柱斜截面受剪承载力验算)柱斜截面受剪承载力验算 当当 时,时,—剪跨比,剪跨比, 当当 时,时,取取 取取 ;;§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算三、框架节点核芯区截面抗震验算三、框架节点核芯区截面抗震验算节点核心区抗震设计的原则要求是框架节点核芯节点核心区抗震设计的原则要求是框架节点核芯区不先于梁、柱破坏区不先于梁、柱破坏按照按照““强节点强节点””的原则,防止在梁柱破坏之前出的原则,防止在梁柱破坏之前出现节点核芯区的破坏,必须保证节点核芯区的受现节点核芯区的破坏,必须保证节点核芯区的受剪承载力和配置足够数量的箍筋。
剪承载力和配置足够数量的箍筋因此,一、二级框架的节点核芯区,应进行截面因此,一、二级框架的节点核芯区,应进行截面抗震验算;三、四级框架的节点核芯区,可不进抗震验算;三、四级框架的节点核芯区,可不进行抗震验算,但应符合有关构造措施的要求行抗震验算,但应符合有关构造措施的要求§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算2 2、核芯区截面有效验算宽度、核芯区截面有效验算宽度,应按下列规定采用:,应按下列规定采用:三、框架节点核芯区截面抗震验算三、框架节点核芯区截面抗震验算1、节点剪压比的控制:、节点剪压比的控制:——正交梁的约束影响系数正交梁的约束影响系数对一般框架的梁柱节点,可按下列要求验算:对一般框架的梁柱节点,可按下列要求验算:节点核芯区组合剪力设计值应符合下列要求:节点核芯区组合剪力设计值应符合下列要求:a) 核芯区截面有效验算宽度,当验算方向的梁截面宽度不核芯区截面有效验算宽度,当验算方向的梁截面宽度不小于该侧柱截面宽度的小于该侧柱截面宽度的1//2时,可采用该侧柱截面宽度,时,可采用该侧柱截面宽度,当小于柱截面宽度的当小于柱截面宽度的1//2时,可采用下列二者中的较小值:时,可采用下列二者中的较小值:§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算b) b) 当当梁梁、、柱柱的的中中线线不不重重合合且且偏偏心心距距不不大大于于柱柱宽宽的的1 1//4 4时时,,核核芯芯区区的的截截面面有有效效验验算算宽宽度度可可采采用用上上式式和和下下式式中中计计算算结果的较小值:结果的较小值:3 3、框架梁柱节点核芯区截面受剪承载力的验算、框架梁柱节点核芯区截面受剪承载力的验算1)一、二级框架梁柱节点核芯区)一、二级框架梁柱节点核芯区组合的剪力设计值组合的剪力设计值,应按,应按下式确定:下式确定:(5—38)9度时和一级框架结构度时和一级框架结构 尚应符合式:尚应符合式:§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算第十步、按组合内力进行梁柱配筋计算 2 2)节点核芯区)节点核芯区截面抗震受剪承载力截面抗震受剪承载力,应采用下式验算:,应采用下式验算:9度时应符合:度时应符合:§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第十一步、需要薄弱层变形验算否第十一步、需要薄弱层变形验算否1 1、、根根据据梁梁柱柱配配筋筋和和柱柱的的轴轴压压力力等等,,计计算算梁梁柱柱各各控控制制截面的屈服弯矩;截面的屈服弯矩;2 2、、根根据据梁梁柱柱端端截截面面的的屈屈服服弯弯矩矩,,判判断断节节点点处处梁梁柱柱的的破坏状态,计算柱和层的屈服剪力。
破坏状态,计算柱和层的屈服剪力 3 3、、根根据据大大震震作作用用下下按按弹弹性性分分析析的的层层间间弹弹性性地地震震剪剪力力V Ve e(i(i) )和和层层间间屈屈服服剪剪力力V Vy y(i(i) ),,计计算算层层间间屈屈服服强强度度系系数数ξξy y(i)(i)4 4、、判判断断结结构构的的薄薄弱弱楼楼层层,,计计算算结结构构薄薄弱弱楼楼层层最最大大弹弹性层间位移性层间位移ΔμΔμp p和层间角位移和层间角位移θθp p 5 5、、判断判断[θ[θp p]≥θ]≥θp p6 6、、若若上上式式不不满满足足,,则则采采取取构构造造措措施施,,提提高高[θ[θp p] ]值值,,使使[θ[θp p]≥θ]≥θp p,,或改变薄弱层构件配筋或改变薄弱层构件配筋§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第十二步、延性构造措施第十二步、延性构造措施 按按《《抗震规范抗震规范》》要求执行。
要求执行一、梁钢筋的设置要满足下列要求:一、梁钢筋的设置要满足下列要求: ①① 梁端上部钢筋:梁端上部钢筋: 0.40(一级)、(一级)、0.30(二级)、(二级)、 0.25(三级)(三级) 且且 0.25(一级)、(一级)、0.35(二、三级)(二、三级) ②② 通长钢筋:通长钢筋: 2φφ14和和 之较大者(一级)、之较大者(一级)、 2φφ12((二级)二级) ③③ 梁端下部钢筋:梁端下部钢筋: 0.5(一级)、(一级)、0.3(二、三级)(二、三级) ④④ 跨中钢筋:跨中钢筋: 0.3(一级)、(一级)、0.25(二级)、(二级)、0.2(三、四级)(三、四级)§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第十二步、延性构造措施第十二步、延性构造措施 ⑤⑤ 箍筋间距:箍筋间距: hb/4、、6d、、100((一级)一级) hb/4、、8d、、100((二级)二级) hb/4、、8d、、150((三、四级)三、四级) ⑥⑥ 箍筋直径:箍筋直径: φφ10((一级)一级) φφ8((二、三级)二、三级) φφ6((四级)四级) ⑦⑦ 沿梁全长最小配箍率:沿梁全长最小配箍率: 0.3 (一级)、(一级)、0.28 (二级)、(二级)、0.26 (三(三四级)四级)§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计第十二步、延性构造措施第十二步、延性构造措施二、梁柱节点处钢筋的锚固 §5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计•第十三步、楼板设计第十三步、楼板设计•第十四步、楼梯设计第十四步、楼梯设计•第十五步、基础设计第十五步、基础设计§5-3 5-3 框架结构抗震设计框架结构抗震设计§5-4 5-4 框架结构抗震设计例题框架结构抗震设计例题165432109871922253029281112131620181715142726242321。












