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1、1 第 四 章鋼 筋 混 凝 土 結(jié) 構(gòu)抗 震 設 計 2 本 章 內(nèi) 容 提 要 4.1 概 述 4.2 震 害 及 其 分 析 4.3 抗 震 設 計 的 一 般 規(guī) 定 4.4 框 架 和 框 架 -抗 震 墻 結(jié) 構(gòu) 水 平 地 震 作 用 的 計 算 4.5 框 架 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 與 位 移 計 算 4.7 框 架 梁 、 柱 、 節(jié) 點 抗 震 設 計 及 抗 震 構(gòu) 造 措 施 3 1.我 國 對 高 層 住 宅 的 劃 分 ： 我 國 住 宅 建 筑 設 計 規(guī) 范 （ GBJ96-86） 中 規(guī) 定79層 為 小 高 層 住 宅 ， 1030層 為 高 層 住 宅 。一 、

2、 多 層 與 高 層 4.1 概 述2. 我 國 其 他 有 關 規(guī) 范 中 規(guī) 定 ： 高 層 民 用 建 筑 設 計 防 火 規(guī) 范 （ GBJ45-82） 中 規(guī) 定10層 及 10層 以 上 的 住 宅 和 建 筑 高 度 超 過 24m的 其 他 民用 建 筑 為 高 層 建 筑 。 鋼 筋 砼 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 設 計 與 施 工 規(guī) 程 （ JBJ3-90）中 規(guī) 定 10層 和 10層 以 上 的 民 用 建 筑 為 高 層 建 筑 。 此 規(guī)定 僅 限 于 鋼 筋 砼 結(jié) 構(gòu) ， 其 高 度 不 超 過 200m。 4 二 、 多 層 及 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 體 系

3、1. 框 架 結(jié) 構(gòu) 體 系 （ 1） 由 線 型 桿 件 梁 和 柱 組 成 的 結(jié) 構(gòu) ， 稱 為 框 架 。整 幢 結(jié) 構(gòu) 都 由 梁 柱 組 成 ， 稱 為 框 架 結(jié) 構(gòu) 體 系 。 （ 2） 特 點 ： 建 筑 平 面 布 置 靈 活 ， 立 面 設 計 多 變 ； 具 有 較 大 的 空 間 ， 使 用 方 便 。 但 剛 度 較 差 ， 用 于 層 數(shù) 較 少 的 高 層 建 筑 。 5 框 架 結(jié) 構(gòu) 體 系 典 型 的 平 面 圖 框 架 房 屋 7 （ 3） 框 架 在 水 平 荷 載 作 用 下 的 變 形 特 點 ： 框 架 側(cè) 移 由 兩 部 分 組 成 ： n 第

4、 一 部 分 側(cè) 移 由 由 柱 、 梁 的 彎 曲 變 形 產(chǎn) 生 。 柱 和 梁 都 有 反彎 點 。框 架 下 部 的 梁 和 柱 內(nèi)力 大 ， 層 間 變 形 也 大， 愈 到 上 部 層 間 變 形愈 小 ， 使 整 個 框 架 結(jié)構(gòu) 的 側(cè) 移 曲 線 呈 剪 切型 ， 如 圖 （ a） 。 8 n 第 二 部 分 側(cè) 移 由 柱 的 軸 向 變 形 產(chǎn) 生 。 柱 的 拉 伸 和 壓 縮 使 結(jié)構(gòu) 產(chǎn) 生 側(cè) 向 位 移 。 這 種 側(cè) 移 底 部 層 間 變 形 較 小 ， 愈 到 上 部層 間 變 形 愈 大 ， 使 整 個 結(jié) 構(gòu) 的 側(cè) 移 曲 線 呈 現(xiàn) 彎 曲 型 ，

5、 如 圖（ b） 。 由 于 框 架 結(jié) 構(gòu) 中 第 一 部分 側(cè) 移 是 主 要 的 ， 所 以疊 加 后 的 框 架 側(cè) 移 曲 線仍 呈 剪 切 型 特 征 ， 如 圖（ c） 。 9 2. 剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 體 系 （ 1） 利 用 墻 體 作 為 承 受 豎 向 荷 載 ， 抵 抗 水 平 荷 載 的 結(jié) 構(gòu) ，稱 為 剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 體 系 。（ 2） 特 點 ： 墻 體 間 距 一 般 38米 ， 適 用 于 較 小開 間 的 建 筑 。 整 體 性 好 ， 剛 度 大 ， 側(cè) 向 變 形 小 ，承 載 力 容 易 滿 足 。 平 面 布 置 限 制 大 ， 小 空 間 ，

6、 結(jié) 構(gòu)自 重 大 。 （ 3） 變 形 ： 側(cè) 移 曲 線 為 彎 曲 型 （ 高 寬 比較 大 的 剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) ） ， 如 圖 。 10 剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 平 面 圖(a) (b) (c)(d) (e) (f) 11 3. 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 體 系 、 框 架 -筒 體 結(jié) 構(gòu) 體 系 （ 1） 在 框 架 結(jié) 構(gòu) 中 設 置 部 分 剪 力 墻 ， 就 組 成 了 框 架 -剪 力 墻 結(jié)構(gòu) 。 如 果 將 剪 力 墻 布 置 成 筒 體 ， 又 可 稱 為 框 架 -筒 體 結(jié) 構(gòu)體 系 。 （ 2） 特 點 ： 建 筑 上 能 提 供 較 大 的 空 間 。 剪

7、 力 墻 （ 筒 體 ） 側(cè) 向 剛 度 大 ， 承 擔 大 部 分 水 平 荷 載 。 框 架 主 要 承 受 豎 向 荷 載 ， 也 承 擔 少 部 分 水 平 荷 載 。 整 個 結(jié) 構(gòu) 的 剛 度 和 承 載 力 比 框 架 結(jié) 構(gòu) 體 系 大 為 提 高 。 12 剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 平 面 圖框 架 13 剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 平 面 圖框 架 抗 震 墻框 架 -抗 震 墻 14 （ 3） 變 形 ： 框 架 側(cè) 移 曲 線 呈 剪 切 型 變 形 ， 剪 力 墻 側(cè) 移 曲 線 呈彎 曲 型 ， 兩 者 共 同 工 作 后 ， 側(cè) 向 位 移 曲 線 呈 彎 剪 型 ， 見下 圖

8、 。 15 4. 筒 體 結(jié) 構(gòu) （ 1） 筒 體 的 基 本 形 式 a. 實 腹 筒 ： 用 剪 力 墻 圍成 的 筒 體 ， 稱 為 實 腹筒 。 b. 框 筒 ： 由 密 排 柱 和深 梁 框 架 圍 成 的 筒 體 ，稱 為 框 筒 。 c. 桁 架 筒 ： 筒 體 的 壁 是由 豎 桿 和 斜 桿 形 成 的桁 架 組 成 ， 稱 為 桁 架 筒 。 16 （ 2） 筒 體 的 特 點 n 筒 體 具 有 空 間 整 體 受 力 性能 。 在 水 平 荷 載 作 用 下 可看 作 固 定 于 基 礎 上 的 箱 形懸 臂 梁 。 n 筒 體 比 單 片 面 結(jié) 構(gòu) 具 有 更大 的

9、 抗 側(cè) 剛 度 和 承 載 力 ，并 具 有 很 好 的 抗 扭 剛 度 。 17 （ 3） 筒 體 結(jié) 構(gòu) 形 式 n 筒 中 筒 結(jié) 構(gòu) n 用 框 筒 或 桁 架 筒 做 為 外 筒 ， 實 腹 筒 做 為 內(nèi) 筒 ， 形 成 筒中 筒 結(jié) 構(gòu) 。 當 采 用 鋼 結(jié) 構(gòu) 時 ， 內(nèi) 筒 也 可 由 框 筒 做 成 。 n 內(nèi) 外 筒 通 過 樓 板 聯(lián) 系 ， 共 同 工 作 ， 抵 抗 水 平 力 。 n 框 筒 及 筒 中 筒 設 計 時 ， 其 布 置 原 則 是 盡 可 能 減 少 剪 力滯 后 ， 充 分 發(fā) 揮 材 料 的 作 用 。 18 板 布 置筒 中 筒 結(jié) 構(gòu)

10、平 面 圖 及 樓 19 n 多 筒 體 系 ： 當 采 用 多 個 筒 體 共 同 抵 抗 側(cè)向 力 時 ， 就 成 為 多 筒 結(jié) 構(gòu) 。 n 成 束 筒 ： 兩 個 以 上 筒 體 排 列在 一 起 成 束 狀 ， 稱 為 成 束 筒 。如 西 爾 斯 大 廈 。 n 多 筒 體 結(jié) 構(gòu) ： 在 一 個 平 面 內(nèi)設 置 多 個 筒 體 ， 適 應 于 復 雜平 面 的 布 置 要 求 。 n 多 重 筒 體 結(jié) 構(gòu) 。 20 筒 體 結(jié) 構(gòu) 的 轉(zhuǎn) 換 層 21 5. 巨 形 框 架 結(jié) 構(gòu) 利 用 筒 體 作 為 柱 子 ， 在 各 筒 體之 間 每 隔 數(shù) 層 用 巨 形 梁 相

11、連 ，形 成 巨 形 框 架 ， 如 圖 。 在 巨 形 框 架 的 各 層 可 以 建 造 普通 的 多 層 框 架 或 形 成 很 大 空 間的 中 庭 ， 滿 足 建 筑 的 需 要 。 下 頁 圖 是 巨 形 框 架 的 例 子 。 22 (a)桁 架 型 (b)斜 格 型 (c)框 筒 型 一 、 框 架 梁 、 柱 的 震 害 梁 柱 變 形 能 力 不 足 ， 構(gòu) 件 過 早 發(fā) 生破 壞 。 一 般 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

12、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 雜 ， 箍 筋 配 置 不足 ， 錨 固 不 好 等 。 破 壞 不 易 修 復 。 4.2 震 害 及 其 分 析 2、 柱 底 與 柱 頂 相 似 ， 由 于 箍 筋 較 柱 頂 密 ， 震 害 相 對 柱 頂 較 輕 。 3、 短 柱 當 柱 高 小 于 4倍 柱 截 面 高 度 （ H/b3時 ）假 定 ： 節(jié) 點 轉(zhuǎn) 角 =0， 即 Kb=反 彎 點 位 置 ： 一 般 層 0.

13、5H 處 ； 底 層 2/3H i層 k柱 的 線 剛 度 ：i層 k柱 的 側(cè) 移 剛 度 ： HIEK ikcik 為 層 高 。其 中 ： H 212Hkr ikik 78 第 i層 總 剪 力 ： i層 k柱 分 配 的 剪 力 ：適 用 于 層 數(shù) 少 的 框 架 結(jié) 構(gòu) ， 因 為 此 時 柱 截 面 尺寸 小 ， 易 滿 足 Kb/Kc3的 條 件 。 ni ii FV ink ikikik VrrV 1 79 3. 用 D值 法 計 算 框 架 內(nèi) 力近 似 考 慮 節(jié) 點 轉(zhuǎn) 動 對 柱 側(cè) 移 剛 度 和 反 彎 點 位 置 的 影 響 ?？?慮 節(jié) 點 轉(zhuǎn) 動 對 柱 側(cè)

14、 移 剛 度 的 影 響 系 數(shù)假 定 ： 節(jié) 點 轉(zhuǎn) 角 相 同（ 1） 計 算 各 層 柱 的 側(cè) 移 剛 度 D ikki KhD 212 考 慮 樓 板 對 梁 線 剛 度 的 影 響 ， 框 架 梁 截 面 慣 性 距 b增 大 系 數(shù)中 框 架 ： 2.0；邊 框 架 1.5 81 （ 2） 計 算 各 根 柱 所 分 配 的 剪 力 已 知 第 i層 層 間 地 震 剪 力 Vi 層 所 有 柱 子 剛 度 之 和 。表 示 第其 中 根 柱 子 的 剪 力 ：層 第第 iD VDDVji m j ji imj jijiji 1 1 82 （ 3） 確 定 柱 子 反 彎 點 高

15、 度 y hyyyyy )( 3210 柱 子 的 反 彎 點 高 度 ： 表 。標 準 反 彎 點 高 度 比 ， 查:0y 時 的 修 正 系 數(shù) ， 查 表 ?？?慮 上 下 層 梁 剛 度 不 同:1y 。同 時 的 修 正 系 數(shù) ， 查 表上 層 層 高 與 本 層 層 高 不:2y 。同 時 的 修 正 系 數(shù) ， 查 表下 層 層 高 與 本 層 層 高 不: 2y 83 （ 4） 計 算 柱 端 彎 矩 Mc )( yhVM ijuc 柱 子 上 端 彎 矩 ： yVM ijlc 柱 子 下 端 彎 矩 ：（ 5） 計 算 梁 端 彎 矩 Mb 21 1)( KK KMMM

16、lcuclb 21 2)( KKKMMM lcucrb （ 6） 計 算 梁 端 剪 力 Vb（ 7） 計 算 柱 子 軸 力 N 柱 子 軸 力 為 各 層 梁 端 剪 力 的 代 數(shù) 和 。 lMMV rblbb 85 二 、 豎 向 荷 載 下 框 架 內(nèi) 力 的 計 算1.計 算 方 法 （ 1） 分 層 法 按 本 層 梁 和 上 下 柱 組 成 的 計 算 單 元 ， 將 整 個 框 架 分 成若 干 個 開 口 框 架 。 然 后 按 彎 矩 分 配 法 計 算 各 單 元 框 架 ，最 后 再 將 柱 端 彎 矩 疊 加 ， 形 成 整 體 框 架 的 彎 矩 圖 。 （ 2）

17、 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 矩 ， 將 分 配 彎 矩 傳 遞 一 次（ 傳 遞 系 數(shù) 為 1/2） ， 再 作 一 次 彎 矩 分 配 即 可 。 86 2.分 層 法 計 算基 本 假 定 ：（ ） 本 層 梁 荷 載 對 其 它 層 梁 的 內(nèi) 力 影 響 可 以忽 略 不 計1 梁 EI大 ， 節(jié) 點 轉(zhuǎn) 角 小 ， 則 引 起 的 柱 M小 ，傳 遞 的 M越 小 。 即 ： EA梁 /EA柱 32 節(jié) 點 有 側(cè) 移 時 ， 影 響 下 層 ，

18、故 忽 略 豎 向荷 載 下 的 側(cè) 向 變 形 。 即 外 荷 與 結(jié) 構(gòu) 均 對 稱（ 2） 彈 性 約 束 假 設 為 固 定 支 座 （ 柱 的 線 剛 度 為0.9 i c） 即 柱 線 剛 度 取 i=0.9 ic 87 分 層 法 計 算 步 驟 ：（ 1） 逐 層 取 出 開 口 框 架 計 算 簡 圖 88 （ 2） 計 算 出 梁 、 柱 的 線 剛 度 或 相 對 線 剛 度 。 對 柱 線 剛 度 作 出 調(diào) 整 ： 底 層 柱 線 剛 度 不 變 ， 傳 遞 系 數(shù) 為 1/2； 其 余 層 柱 線 剛 度 乘 以 系 數(shù) 0.9， 傳 遞 系 數(shù) 為 1/3。 （

19、3） 用 彎 矩 分 配 法 計 算 各 開 口 框 架 彎 矩 。 （ 4） 把 計 算 結(jié) 果 桉 節(jié) 點 一 一 對 應 迭 加 ， 即 得 整 個 框 架 彎 矩 。 （ 5） 如 果 節(jié) 點 不 平 衡 彎 矩 值 較 大 ， 可 重 新 分 配 一 次 ， 但 不 再傳 遞 。 （ 6） 計 算 跨 中 彎 距 ： 21(81 2 ）右左中 MMqlM 90 3. 梁 端 的 彎 矩 調(diào) 幅 n 由 于 鋼 筋 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 具 有 塑 性 內(nèi) 力 重 分 布 性 能 ， 在 豎 向荷 載 作 用 下 可 以 考 慮 適 當 降 低 梁 端 彎 矩 ， 即 進 行 彎 矩 調(diào)

20、幅 。 調(diào) 幅 系 數(shù) 如 下 ： （ 1） 現(xiàn) 澆 框 架 結(jié) 構(gòu) ： =0.8-0.9 （ 2） 裝 配 整 體 式 框 架 ： =0.7-0.8 梁 端 彎 矩 調(diào) 幅 后 ， 跨 中 彎 矩 應 相 應 增 加 ， 并 且 調(diào) 幅 后 的 跨中 彎 矩 不 應 小 于 簡 支 情 況 下 跨 中 彎 矩 的 50%。 91 n 調(diào) 幅 后 跨 中 彎 矩 為 ： n n n 注 意 ： 只 有 豎 向 荷 載 作 用 下 的 梁 端 彎 矩 才 可 以 調(diào) 幅 ， 水平 荷 載 作 用 下 的 梁 端 彎 矩 不 能 調(diào) 幅 。 212134 2121 MMMMMM 92 4. 關 于

21、 活 荷 載 的 不 利 布 置 n 當 活 荷 載 不 很 大 時 ， 可 以 按 滿 跨 布 置 。 n 當 活 荷 載 比 較 大 時 ， 可 將 跨 中 彎 矩 乘 以 1.1-1.2的 增 大系 數(shù) 。 以 考 慮 活 荷 載 不 利 布 置 對 跨 中 彎 矩 的 影 響 。 93 三 、 框 架 的 內(nèi) 力 組 合1.控 制 截 面 （ 1） 梁 ： 兩 端 截 面 及 跨 中 截 面 。 （ 2） 柱 ： 原 則 上 選 擇 每 層 柱 的 上 、 下 端 作 為 控 制 截 面 。 層 數(shù) 不 多 時 ， 整 根 柱 配 筋 相 同 。 層 數(shù) 較 多 時 ， 分 段 配 筋

22、 。 94 2.內(nèi) 力 組 合 （ 組 合 內(nèi) 力 設 計 值 ） （ 1） 1.2恒 +1.4活 （ 2） （ 1.2恒 +0.5活 ） +1.3震 組 合 時 采 用 表 格 計 算 。 恒 恒 載 下 的 內(nèi) 力 活 活 載 下 的 內(nèi) 力 等 + 96 3.選 取 最 不 利 內(nèi) 力 用 于 配 筋 計 算 （ 1） 梁 的 最 大 內(nèi) 力 （ 考 慮 地 震 左 、 右 作 用 ） 。 組 合 兩 端 負 彎 矩 （ 取 大 者 ） ： 梁 端 正 彎 距 ：梁 端 剪 力 （ 取 大 者 ） ： )2.13.1( GEEKRE MMM )4.12.1(0 QKGK MMM )0.1

23、3.1( GEEKRE MMM REhkEhEG RECGCS 3.12.1 RECGCS hkEhEGRE )3.12.1( )( Gbn rblbvbRE Vl MMV )4.12.1(0 QKGK VVV 97 組 合 跨 中 彎 矩 （ 取 大 者 ） ： 梁 端 截 面 取 柱 邊 緣 內(nèi) 力 組 合 值 用 作 配 筋 計 算 。 配 筋 計 算 ： 當 層 數(shù) 不 多 時 ， 各 層 梁 可 統(tǒng) 一 配 筋 。 當 層 數(shù) 較 多 時 ， 可 按 幾 層 為 一 段 統(tǒng) 一 配 筋 。 ）中 GEEKRE MMM 2.13.1( ）中 QKGK MMM 4.12.1(0 98 （

24、 2） 柱 的 最 大 內(nèi) 力 考 慮 結(jié) 構(gòu) 兩 個 主 軸 方 向 分 別 組 合 。 進 行 柱 子 兩 端 內(nèi) 力 組 合 ， 并 考 慮 地 震 左 、 右 作 用 。 考 慮 以 下 幾 組 組 合 ： 最 大 彎 矩 、 及 相 應 的 剪 力 和 軸 力 最 大 軸 力 、 及 相 應 的 彎 矩 和 剪 力 最 小 軸 力 、 及 相 應 的 彎 矩 和 剪 力 按 柱 凈 高 兩 端 內(nèi) 力 組 合 值 進 行 配 筋 計 算 ： 層 數(shù) 不 多 時 ，整 根 柱 配 筋 相 同 。 當 層 數(shù) 較 多 時 ， 分 段 配 筋 。 99 四 、 框 架 結(jié) 構(gòu) 位 移 驗

25、算1.多 遇 地 震 作 用 下 層 間 彈 性 位 移 驗 算 （ 1） 層 間 地 震 剪 力 ： Vi （ 2） 層 間 剛 度 ： （ 3） 層 間 彈 性 位 移 ： （ 4） 層 間 彈 性 位 移 驗 算mj jiD1 mj jiie DVu 1 hu ee 100 2.罕 遇 地 震 作 用 下 層 間 彈 塑 性 位 移 驗 算 （ 1） 樓 層 屈 服 強 度 系 數(shù) y （ 2） 計 算 罕 遇 地 震 作 用 下 的 層 間 地 震 剪 力eiyiyi VVi 層 的 屈 服 強 度 系 數(shù) ：第 eiV 層 抗 剪 承 載 力 。準 強 度 計 算 的 第： 按 實

26、際 配 筋 和 材 料 標 層 彈 性 剪 力 。： 按 罕 遇 地 震 計 算 的 第 iV iVyiei 101 （ 3） 層 間 屈 服 剪 力 Vyi的 確 定 計 算 梁 、 柱 的 極 限 抗 彎 承 載 力 )( 0 syksbu ahfAM 梁 ： 時或柱 ： 當 柱 軸 壓 比 5.08.0 cccmk Gccc hbf Nhbf N )1(5.0)( cmkcccscoykscu fhb NNhahfAM 102 計 算 柱 端 的 有 效 屈 服 彎 矩 可 根 據(jù) 不 同 的 屈 服 機 制 ， 確 定 柱 端 的 有 效 屈 服 彎 矩 。 103 計 算 第 i層

27、第 j根 柱 的 受 剪 承 載 力 計 算 第 i層 的 樓 層 屈 服 剪 力ni l ijcuijcyij H MMV , nj yijyi VV 1 104 （ 4） 計 算 樓 層 屈 服 強 度 系 數(shù) eiyiyi VVi 層 的 屈 服 強 度 系 數(shù) ：第（ 5） 確 定 薄 弱 層 確 定 薄 弱 層 位 置 。根 據(jù) 樓 層 屈 服 強 度 系 數(shù) yi 105 （ 6） 計 算 薄 弱 層 的 層 間 彈 塑 性 位 移 hu pp （ 7） 薄 弱 層 的 彈 塑 性 位 移 驗 算 epp uu 薄 弱 層 的 彈 塑 性 位 移 ： mj jieie DVu 1薄

28、 弱 層 的 彈 性 位 移 ： 106 4.6 框 架 -抗 震 墻 結(jié) 構(gòu)內(nèi) 力 和 側(cè) 移 的 計 算（ 自 學 ） 107 4.7 框 架 結(jié) 構(gòu) 梁 、 柱 與 節(jié) 點 的抗 震 設 計 及 構(gòu) 造 措 施一 、 框 架 設 計 的 基 本 原 則 1.強 柱 弱 梁 2、 強 剪 弱 彎 108 3.強 節(jié) 點 （ 強 錨 固 ） 弱 桿 件 梁 柱 節(jié) 點 的 承 載 力 宜 大 于 梁 、 柱 構(gòu) 件 的 承 載 力 。 “ 更 強 的 節(jié) 點 ” 4.強 壓 區(qū) 弱 拉 區(qū)注 意 ： “強 ”和 “弱 ”的 概 念 109 二 、 框 架 梁 截 面 設 計 1.截 面 尺

29、寸 bbhb （ 1） bb200mm， 且 1/2bc（ 加 強 節(jié) 點 區(qū) ） （ 2） hb/bb4(或 hb/bb0.25)（ 薄 腹 梁 容 易 發(fā) 生 剪 切 破 壞 ） （ 3） ln/hb4 （ 深 梁 容 易 產(chǎn) 生 剪 切 破 壞 ） （ 4） （ 剛 度 要 求 ） （ 5） （ 便 于 縱 向 、 橫 向 梁 底 縱 筋 通 過 ） lh b )14181( mmhh bb 50 縱橫 110 2.材 料 （ 1） 砼 強 度 等 級 C30（ 一 級 抗 震 ） C20（ 二 、 三 級 抗 震 ） （ 2） 縱 向 受 力 鋼 筋 ： HRB400 HRB500 箍

30、 筋 ： HPB300 HRB400 111 3.梁 正 截 面 受 彎 承 載 力 112 矩 形 截 面 或 翼 緣 位 于 受 拉 邊 的 T形 截 面 梁 ， 其 正 截 面 受 彎 承載 力 應 按 下 列 公 式 驗 算 ： )()2(1 1 sosyocREb ahAfxhbxfM bfAfAfx csysy 1/)( 受 壓 區(qū) 高 度 ： 性 內(nèi) 插 法 確 定 。介 于 兩 者 之 間 時 ， 按 線 時 ：當 混 凝 土 強 度 等 級 時 ：當 混 凝 土 強 度 等 級 94.080 0.150 11 CC 113 混 凝 土 受 壓 區(qū) 高 度 應 符 合 下 列

31、要 求 ： 一 級 x 0.25 h0 二 、 三 級 x 0.35 h0 同 時 x 2a 114 （ 1） 剪 壓 比 限 值 為 了 保 證 梁 截 面 尺 寸 不 至 于 太 小 .規(guī) 范 規(guī) 定 ： 對 于 跨 高 比 大 于 2.5的 框 架 梁 ， 其 剪 力 設 計值 應 符 合 下 式 ： 對 于 跨 高 比 不 大 于 2.5的 框 架 梁 ， 其 剪 力 設 計 值 應 符 合 下式 ： )20.0(1 0bhfV cRE )15.0(1 0bhfV cRE 4.梁 斜 截 面 受 剪 承 載 力 115 （ 2） 強 剪 弱 彎 為 了 實 現(xiàn) “強 剪 弱 彎 ”，

32、規(guī) 范 規(guī) 定 ： 對 于 抗 震 等 級 為 一 、二 、 三 級 的 框 架 梁 端 剪 力 設 計 值 應 按 下 式 調(diào) 整 ：GbnrblbVb VlMMV /)( Gbnrbualbua VlMMV /)(1.19 符 合 ：度 和 一 級 框 架 結(jié) 構(gòu) 尚 應對 于 1.12.13.1 ， 三 級 為， 二 級 為級 為： 梁 剪 力 增 大 系 數(shù) ， 一Vb 116 （ 3） 梁 斜 截 面 受 剪 承 載 力 對 于 一 般 框 架 梁 ， 斜 截 面 受 剪 承 載 力 按 下 式 計 算 ： 對 于 集 中 荷 載 作 用 下 的 框 架 梁 ， 按 下 式 計 算

33、：)42.0(1 00 hSAfbhfV syyvtRE )105.1(1 00 hSAfbhfV syyvtRE 。時 ， ??；時 ， 取梁 的 剪 跨 比 。： 。： 取 為 5.15.13385.0 RE 117 5.提 高 梁 延 性 的 構(gòu) 造 措 施 梁 端 截 面 的 受 壓 筋 與 受 拉 筋 面 積 比 ： 有 一 定 的 受 壓 鋼 筋 可 以 減 小 受 壓 區(qū) 高 度 ； 地 震 下 ， 梁 端 會 出 現(xiàn) 彎 矩 反 號 。 梁 頂 面 和 底 面 的 通 長 鋼 筋 （ 考 慮 地 震 彎 矩 的 不 確 定 性 ） 一 、 二 級 不 應 少 于 2 14， 且

34、不 應 少 于 梁 端 頂 面 和 底 面縱 向 鋼 筋 中 較 大 截 面 面 積 的 1/4； 三 、 四 級 不 應 少 于 2 12。 （ 二 、 三 級 ）一 級 ）3.0 (5.0ssAA 118 梁 中 貫 通 中 柱 節(jié) 點 的 縱 筋 直 徑 d 一 級 框 架 ： dhc /25 二 級 框 架 ： dhc /20 梁 端 縱 筋 配 筋 率 2.5 ， 且 相 對 受 壓 區(qū) 高 度 一 級 不 應 大 于0.25， 二 、 三 級 不 應 大 于 0.35。 防 止 鋼 筋 產(chǎn) 生 滑 移 119 梁 端 箍 筋 加 密 .作 用 （ a） 保 證 梁 端 塑 性 鉸

35、區(qū) 的 抗 剪 強 度 。 （ b） 約 束 砼 以 便 提 高 梁 端 塑 性 鉸 區(qū) 變 形 能 力 。 . 梁 端 箍 筋 加 密 要 求 （ a） 加 密 區(qū) 的 長 度 、 箍 筋 直 徑 、 箍 筋 間 距 （ 見 表 ） 。 （ b） 加 密 區(qū) 的 箍 筋 肢 距 200m m 和 20d箍 中 大 者 （ 一 級 ） 250m m 和 20d 箍 中 大 者 （ 二 、 三 級 ） 300m m （ 四 級 ） 121 三 、 框 架 柱 截 面 設 計1. 柱 的 設 計 原 則 （ 1） 強 柱 弱 梁 ， 使 柱 盡 量 不 出 現(xiàn) 塑 性 鉸 。 （ 2） 在 彎 曲

36、 破 壞 之 前 不 發(fā) 生 剪 切 破 壞 。 （ 3） 控 制 柱 的 軸 壓 比 不 要 太 大 ， 防 止 小 偏 心 受 壓 破 壞 。 （ 4） 加 強 約 束 ， 配 置 必 要 的 約 束 箍 筋 。 2. 柱 截 面 尺 寸 b chc （ 1） 矩 形 柱 bc或 hc300m m ， 長 邊 /短 邊 3， 一 般 取 正 方 形 。 （ 2） 圓 形 或 多 邊 形 截 面 的 內(nèi) 接 圓 直 徑 350m m 。 122 （ 3） 剪 跨 比 宜 大 于 2.0； 柱 凈 高 Hn /hc 4（ 避 免 短柱 ） 。 （ 4） 偏 心 距 。 柱 中 線 于 梁 中

37、線 之 間 的 偏 心 距 不 宜 大于 柱 截 面 寬 度 的 1/4。 123 3. 控 制 柱 的 軸 壓 比 （ 1） 軸 壓 比 的 定 義 柱 的 組 合 軸 壓 力 設 計 值 N與 柱 的 全 截 面 面 積 bchc和 混 凝土 抗 壓 強 度 設 計 值 fc乘 積 之 比 值 ， 稱 為 軸 壓 比 。 cccN hbf N 124 （ 2） 控 制 柱 的 軸 壓 比 的 意 義 柱 的 軸 壓 比 是 影 響 柱 子 延 性 和 破 壞 形 態(tài) 的 主 要 因 素 之 一 。試 驗 表 明 ， 柱 的 位 移 延 性 隨 軸 壓 比 增 大 而 急 劇 下 降 。 軸

38、 壓 比 不 同 ， 柱 將 呈 現(xiàn) 兩 種 破 壞 形 態(tài) ： 受 拉 鋼 筋 首 先 屈 服 的 大 偏 心 受 壓 破 壞 受 壓 區(qū) 混 凝 土 先 壓 碎 而 受 拉 鋼 筋 未 屈 服 的 小 偏 心 受 壓 破壞 。 軸 壓 比 小 于 一 定 數(shù) 值 ， 為 大 偏 心 受 壓 破 壞 ， 是 延 性 破 壞 ；反 之 則 為 小 偏 心 受 壓 破 壞 ， 是 脆 性 破 壞 。 125 （ 3） 軸 壓 比 的 限 值 規(guī) 范 中 給 出 的 軸 壓 比 的 限 值 ， 是 依 據(jù) 理 論 分 析 和 試驗 研 究 確 定 的 。 軸 壓 比 的 限 值 見 下 表 。結(jié)

39、構(gòu) 類 型 抗 震 等 級一 級 二 級 三 級 四 級框 架 結(jié) 構(gòu) 0.65 0.75 0.85 0.9框 架 -抗 震 墻 、 板 柱 -抗 震 墻 及 筒 體 0.75 0.85 0.90 0.95部 分 框 支 抗 震 墻 0.6 0.7 - -柱 軸 壓 比 的 限 值 126 4. 柱 的 內(nèi) 力 設 計 值 調(diào) 整 （ 強 柱 弱 梁 ） （ 1） 強 柱 弱 梁 ， 使 框 架 實 現(xiàn) 梁 鉸 側(cè) 移 機 構(gòu) 。 要 求 除 頂 層 和軸 壓 比 小 于 0.15的 柱 之 外 ， 節(jié) 點 處 梁 柱 彎 矩 設 計 值 應 按下 式 調(diào) 整 ： 9度 和 一 級 框 架 尚

40、 應 符 合 ： bcc MM buac MM 2.1 。四 級 為， 三 級 為， 二 級 為一 級 為： 柱 端 彎 矩 增 大 系 數(shù) 。 2.1,3.15.17.1c 127 （ 2） 強 剪 弱 彎 。 框 架 柱 和 框 支 柱 端 部 組 合 剪 力 設 計 值 應按 下 式 調(diào) 整 ： 9度 和 一 級 框 架 結(jié) 構(gòu) 尚 應 符 合 ： nbctcVc HMMV /)( nbcuatcua HMMV /)(2.1 。四 級 為， 三 級 為， 二 級 為一 級 為： 柱 端 剪 力 增 大 系 數(shù) 。 2.1,2.13.15.1 Vc 128 （ 3） 一 、 二 、 三 級

41、 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 底 層 ， 柱 下 端 截 面 組 合 彎矩 設 計 值 ， 應 分 別 乘 以 增 大 系 數(shù) 1.5， 1.25， 1.15。 底 層是 指 無 地 下 室 的 基 礎 以 上 或 地 下 室 以 上 的 首 層 。 （ 4） 一 、 二 級 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 角 柱 ， 按 調(diào) 整 后 的 彎 矩 、 剪 力設 計 值 ， 尚 應 乘 以 增 大 系 數(shù) 1.1。 129 5. 柱 的 正 截 面 受 彎 承 載 力 計 算 矩 形 截 面 受 彎 承 載 力 計 算 130 6. 柱 縱 向 鋼 筋 配 置 （ 1） 框 架 柱 截 面 宜 采 用 對 稱 配

42、筋 。 截 面 尺 寸 大 于 400m m 的柱 ， 縱 向 鋼 筋 間 距 不 宜 大 于 200m m 。 （ 2） 最 大 配 筋 率 限 制 ： 總 配 筋 率 不 應 大 于 5%； 一 級 且 剪 跨比 不 大 于 2的 柱 ， 每 側(cè) 縱 向 鋼 筋 配 筋 率 不 宜 大 于 1.2%。 （ 3） 最 小 配 筋 率 限 制 ： 柱 截 面 最 小 總 配 筋 率 應 符 合 下 表 要求 。類 別 抗 震 等 級一 級 二 級 三 級 四 級中 柱 和 邊 柱 0.9(1.0) 0.7(0.8) 0.6(0.7) 0.5(0.6)角 柱 、 框 支 柱 1.1 0.9 0.

43、8 0.7）筋 率 （柱 縱 向 鋼 筋 的 最 小 總 配 % 括 號 內(nèi) 數(shù) 用 于 框 架 結(jié) 構(gòu) 132 7. 柱 的 斜 截 面 受 剪 承 載 力 計 算 （ 1） 剪 壓 比 限 值 對 于 一 般 柱 ， 應 符 合 對 于 短 柱 ， 應 符 合 ： )20.0(1 0bhfV cRE )15.0(1 0bhfV cRE 133 （ 2） 柱 斜 截 面 受 剪 承 載 力 )056.0105.1(1 00 NhSAfbhfV syyvtREc 。時 ， 取當 柱 軸 力 設 計 值 。： 考 慮 地 震 作 用 組 合 的 bhfNbhfNN cc 3.03.0 。： 取

44、為 85.0 RE 。時 ， 取； 當時 ， 取當 。： 柱 的 計 算 剪 跨 比 ， 3311 )( 0 hVM cc 134 8. 柱 的 箍 筋 配 置 （ 1） 柱 端 箍 筋 加 密 的 作 用 增 加 柱 端 截 面 抗 剪 強 度 。 約 束 混 凝 土 ， 提 高 混 凝 土 的 抗 壓 強 度 及 變 形 能 力 。 為 縱 向 鋼 筋 提 供 側(cè) 向 支 撐 ， 防 止 縱 筋 壓 曲 。 135 （ 2） 柱 箍 筋 加 密 區(qū) 的 范 圍 柱 子 兩 端 取 截 面 高 度 （ 圓 柱 直 徑 ） 、 柱 凈 高 的 1/6和500m m 三 者 的 最 大 值 。

45、底 層 柱 的 下 端 不 小 于 柱 凈 高 的 1/3。 剛 性 地 面 上 下 各 500m m 。 剪 跨 比 不 大 于 2的 柱 和 因 非 結(jié) 構(gòu) 墻 的 約 束 形 成 的 柱 凈 高 于柱 截 面 高 度 之 比 不 大 于 4的 柱 、 框 支 柱 、 一 級 、 二 級 框 架柱 的 角 柱 ， 取 全 高 。 136 （ 3） 柱 箍 筋 加 密 區(qū) 的 箍 筋 間 距 、 直 徑 和 肢 數(shù) 一 般 情 況 下 ， 箍 筋 的 最 大 間 距 和 最 小 直 徑 ， 應 按 表 取 用 。 137 一 級 框 架 柱 的 箍 筋 直 徑 大 于 10m m 且 肢 距

46、 不 大 于 150m m 時 及二 級 框 架 柱 的 箍 筋 直 徑 不 小 于 10m m 且 肢 距 不 大 于 200m m 時 ，除 柱 根 外 最 大 間 距 允 許 采 用 150m m ； 三 級 框 架 柱 的 截 面 尺 寸不 大 于 400m m 時 ， 箍 筋 最 小 直 徑 允 許 采 用 6m m ； 四 級 框 架 柱剪 跨 比 不 大 于 2時 ， 箍 筋 直 徑 不 應 小 于 8m m 。 框 支 柱 和 剪 跨 比 不 大 于 2的 柱 ， 箍 筋 間 距 不 應 大 于 100m m 。 柱 箍 筋 加 密 區(qū) 的 箍 筋 肢 距 ， 一 級 不 宜

47、大 于 200m m ， 二 、 三級 不 宜 大 于 250m m 和 20d箍 較 大 者 ， 四 級 不 宜 大 于 300m m 。 至少 每 隔 一 根 縱 筋 宜 在 兩 個 方 向 有 箍 筋 或 拉 筋 約 束 ； 當 采 用 拉筋 組 合 箍 筋 時 ， 拉 筋 宜 緊 靠 縱 向 鋼 筋 并 勾 住 箍 筋 。 138 （ 4） 柱 箍 筋 加 密 區(qū) 的 箍 筋 最 小 配 箍 率 和 最 小 配 箍 特 征 值 約 束 箍 筋 的 用 量 隨 軸 壓 比 的 增 大 而 增 加 ， 這 樣 才 能 起 到對 混 凝 土 的 約 束 作 用 。 因 此 ， 抗 震 規(guī) 范

48、 依 據(jù) 柱 軸 壓 比的 不 同 ， 規(guī) 定 了 柱 箍 筋 加 密 區(qū) 的 箍 筋 體 積 配 箍 率 應 符 合 下式 要 求 ： 為 了 避 免 配 箍 率 過 小 還 規(guī) 定 了 最 小 配 箍 率 ： 一 級 為 0.8%， 二 級 為 0.6%， 三 、 四 級 為 0.4%。yVcVV ff 139 上 式 中 記 號 的 意 義 ： yVcVV ff 配 箍 率 。： 柱 箍 筋 加 密 區(qū) 的 體 積V 計 算 。， 取， 大 于： 箍 筋 或 拉 筋 抗 拉 強 度 計 算 。時 ， 應 按， 低 于： 混 凝 土 軸 心 抗 壓 強 度 22 /360/360 3535

49、 mmNmmNf CCfyVc 采 用 。表： 最 小 配 箍 特 征 值 ， 按 135V 140 （ 5） 柱 的 各 類 箍 筋 參 考 圖 141 142 四 、 框 架 節(jié) 點 抗 震 設 計1. 框 架 節(jié) 點 抗 震 設 計 原 則 （ 1） 強 節(jié) 點 弱 桿 件 。 使 節(jié) 點 的 承 載 力 不 低 于 與 其 相 連 的 構(gòu)件 （ 梁 、 柱 ） 的 承 載 力 。 （ 2） 多 遇 地 震 時 ， 節(jié) 點 應 在 彈 性 范 圍 內(nèi) 工 作 。 （ 3） 罕 遇 地 震 時 ， 節(jié) 點 的 承 載 力 的 降 低 不 得 危 及 豎 向 荷 載的 傳 遞 。 （ 4）

50、梁 、 柱 縱 筋 在 節(jié) 點 區(qū) 應 有 可 靠 的 錨 固 。 （ 5） 節(jié) 點 配 筋 不 應 使 施 工 過 分 困 難 。 143 2. 框 架 節(jié) 點 核 心 區(qū) 剪 力 設 計 值 調(diào) 整 （ 1） 節(jié) 點 核 心 區(qū) 剪 力 計 算 公 式 衡 體取 節(jié) 點 上 半 部 分 作 為 平 jV上cV2T 1T2C 144 )1( bc sbosbo bj hH ahah MV ）值 調(diào) 整 （ 強 節(jié) 點 弱 桿 件） 節(jié) 點 核 心 區(qū) 剪 力 設 計（ 2 )()1( dhH ahah MV bc sbosbo bjbj 。， 二 級 取一 級 ?。?節(jié) 點 剪 力 增 大

51、系 數(shù) 。 2.135.1 jb 145 （ 3） 剪 壓 比 限 值 （ 4） 節(jié) 點 核 心 區(qū) 截 面 承 載 力 驗 算 （ 一 、 二 級 ） 抗 震 等 級 為 三 、 四 級 時 ， 不 需 計 算 ， 節(jié) 點 箍 筋 按 構(gòu) 造 設 置 。)3.0(1 jjcjREj hbfV )05.01.1(1 0 cjjsbsvjyvjjtjREj bbNsahAfhbfV 數(shù) 。： 正 交 梁 的 約 束 影 響 系j ch cbbb 146 （ 5） 框 架 節(jié) 點 構(gòu) 造 措 施 框 架 梁 柱 節(jié) 點 核 心 區(qū) 箍 筋 的 最 大 間 距 和 最 小 直 徑 同 框 架柱 端

52、箍 筋 加 密 區(qū) 的 要 求 。 一 、 二 、 三 級 框 架 節(jié) 點 核 心 區(qū) 配 箍 特 征 值 分 別 不 宜 小 于0.12、 0.10和 0.08， 且 體 積 配 箍 率 分 別 不 宜 小 于 0.6%、 0.5%和 0.4%。 柱 剪 跨 比 不 大 于 2的 框 架 節(jié) 點 核 心 區(qū) 配 筋 特 征 值 不 宜 小 于核 心 區(qū) 上 下 柱 端 的 較 大 配 筋 特 征 值 。 147 （ 6） 梁 柱 縱 筋 在 節(jié) 點 區(qū) 的 錨 固 梁 柱 縱 筋 的 最 小 錨 固 長 度 ： 梁 柱 縱 筋 在 節(jié) 點 區(qū) 的 錨 固 類 型 （ 見 下 圖 ）aaE aaE aaE ll ll ll 0.1 05.1 15.1四 級 ：三 級 ：一 、 二 級 ： 148 邊 柱 節(jié) 點 和 中 柱 節(jié) 點 鋼 筋 錨 固 ： 149 n 頂 部 邊 柱 節(jié) 點 鋼 筋 錨 固 150 框架配筋圖 152 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 防 震 縫 寬 度 怎 樣 規(guī) 定 的 ?最 小 值 是 多 少 ?框 剪 呢 ?常 用 的 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 體 系 有 哪 些 ?有 什么 特 點 ?A級 B級 框 架 有 什 么 不 同 ?材 料 強 度 的 最 低 要 求 是 什 么 ?