第4章 多層及高層混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì) (1)

1、青島理工大學(xué)土木工程學(xué)院,前章主要內(nèi)容的回顧,抗震計(jì)算原理,,水平和豎向地震作用的計(jì)算方法,振型分解法反應(yīng)譜法底部剪力法時(shí)程分析法(補(bǔ)充計(jì)算)簡(jiǎn)化法,抗震驗(yàn)算原則及方法,,,,承載力樓層剪力彈性層間變形彈塑性層間變形,,,第4章 多層和高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì),本章教學(xué)目標(biāo)與要求1.熟悉多層及高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑的震害特點(diǎn) 及原因。2.理解和掌握多層及高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì) 的要求。3.

2、掌握鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法。4.了解抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法，熟悉多層及高層鋼筋 混凝土結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施。,導(dǎo)入案例 1972年尼加拉瓜首都馬那瓜發(fā)生的地震中，有兩幢鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的高層建筑，相隔不遠(yuǎn)，一幢是15層的中央銀行大廈，其結(jié)構(gòu)布置上下不連續(xù)、平面不對(duì)稱；另一幢是18層的美洲銀行大廈，其結(jié)構(gòu)布置均勻?qū)ΨQ。地震時(shí)前者發(fā)生了嚴(yán)重破壞，震后拆除；而后者只受輕微損壞，經(jīng)維修恢復(fù)使用。為什么兩

3、幢混凝土結(jié)構(gòu)房屋會(huì)發(fā)生如此不同的破壞呢？ 我們可以通過本章的學(xué)習(xí)得到說明。,框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容,多層及高層鋼筋混凝土建筑的震害特點(diǎn)及原因,多層及高層鋼筋混凝土建筑的抗震概念設(shè)計(jì),抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法,抗震構(gòu)造措施,本章小節(jié),學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容,4.1 震害特征及原因,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（reinforced concrete structure）具有較好的抗震性能，地震時(shí)所遭受的破壞比砌體結(jié)構(gòu)的震害輕得多。但如果設(shè)計(jì)不合理、施工質(zhì)量不

4、良，多層和高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的震害。,從震害中汲取教訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn) 失敗是成功之母,馬那瓜美洲銀行大廈,馬那瓜中央銀行大廈,1．結(jié)構(gòu)布置不合理產(chǎn)生的震害,（1）平面布置不當(dāng)產(chǎn)生的震害,震前,震后,,馬那瓜中央銀行 結(jié)構(gòu)平面布置,框架,抗震墻,填充墻,,,馬那瓜美洲銀行結(jié)構(gòu)平面布置,,,在強(qiáng)烈地震作用下，結(jié)構(gòu)的薄弱樓層率先屈服、發(fā)展彈塑性變形

5、，并形成彈塑性變形集中的現(xiàn)象，不能發(fā)揮整體的抗震能力。,1976年唐山大地震中，位于天津塘沽區(qū)的天津堿廠十三層蒸吸塔框架，該結(jié)構(gòu)樓層屈服強(qiáng)度分布不均勻，造成6層和11層的彈塑性變形集中，導(dǎo)致6層以上全部倒塌。,天津堿廠輸入天津波的彈塑性分析結(jié)果,（2）豎向不規(guī)則產(chǎn)生的震害(薄弱層),彰化縣員林鎮(zhèn)邦富貴名門大樓座落在中山路惠明街口，為16層鋼筋混凝土集合住宅大樓,底層柱子間距7至10米。地震時(shí)傾倒的原因是底層柱子數(shù)量少，間距大。,2．防

6、震縫處碰撞,,,防震縫處碰撞破壞,防震縫寬度過小，地震時(shí)結(jié)構(gòu)相互碰撞造成震害。,3．框架整體的震害,框架的整體破壞形式按破壞性質(zhì)可分為延性破壞和脆性破壞，按破壞機(jī)制可分為梁鉸機(jī)制(強(qiáng)柱弱梁型)和柱鉸機(jī)制(強(qiáng)梁弱柱型)。,4．框架梁的震害,震害多發(fā)生于梁端。在地震作用下梁端縱向鋼筋屈服，出現(xiàn)上下貫通的垂直裂縫和交叉裂縫。破壞的主要原因是梁端屈服后產(chǎn)生的剪力較大，超過了梁的受剪承載力，梁內(nèi)箍筋配置較稀，以及反復(fù)荷載作用下混凝土抗剪強(qiáng)度降低等

7、。,5．框架柱的震害,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(diǎn)處彎矩、剪力、軸力都較大，受力復(fù)雜，箍筋配置不足，錨固不好等。,2)柱底,與柱頂相似，由于箍筋較柱頂密，震害相對(duì)柱頂較輕。,,3)短柱,當(dāng)柱凈高小于4倍柱截面高度（H/b<4)或剪跨比不大于2時(shí),

8、形成短柱。,短柱剛度大，易產(chǎn)生剪切破壞。,短柱,4)角柱,由于雙向受彎、受剪,加上扭轉(zhuǎn)作用，震害比內(nèi)柱重。,,,,,角柱,6、梁柱節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)核心區(qū)產(chǎn)生對(duì)角方向的斜裂縫或交叉斜裂縫，混凝土剪碎剝落。節(jié)點(diǎn)內(nèi)箍筋很少或無箍筋時(shí)，柱縱向鋼筋壓曲外鼓。,節(jié)點(diǎn)破壞的主要原因是節(jié)點(diǎn)的受剪承載力不足，約束箍筋太少，梁筋錨固長(zhǎng)度不夠以及施工質(zhì)量差所引起。,節(jié)點(diǎn)破壞將導(dǎo)致梁柱失去相互之間的聯(lián)系。,梁柱節(jié)點(diǎn)破壞,,,,,7．填充墻的震害,砌體填充墻剛度大而承

9、載力低，首先承受地震作用而遭破壞。一般7度即出現(xiàn)裂縫，8度和8度以上地震作用下，裂縫明顯增加，甚至部分倒塌，,填充墻破壞,填充墻破壞的主要原因是：墻體受剪承載力低，變形能力小，墻體與框架缺乏有效的拉結(jié)，在往復(fù)變形時(shí)墻體易發(fā)生剪切破壞和散落。,8．抗震墻的震害,在強(qiáng)震作用下，抗震墻在反復(fù)荷載作用下形成X型剪切裂縫。,抗震墻破壞(交叉裂縫),,,,,9．抗震墻中的連梁震害,在強(qiáng)震作用下還表現(xiàn)在連梁上，其跨度小，高度大形成深梁，在反復(fù)荷載作

10、用下形成X型剪切裂縫，為剪切型脆性破壞，尤其是在房屋1/3高度處的連梁破壞更為明顯。,抗震墻破壞(交叉裂縫),,,,,震害中的重要啟示,,抗震概念設(shè)計(jì)是非常重要的重視局部的加強(qiáng)措施,問 題,,何謂抗震概念設(shè)計(jì)？,4.2 結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì),,4.2.1 結(jié)構(gòu)體系的選擇及相關(guān)要求,①框架結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)是自重輕，地震作用小，但側(cè)向剛度較小，地震時(shí)水平位移較大，會(huì)造成非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞。框架結(jié)構(gòu)適用于高度不很大的建筑。②抗震墻結(jié)構(gòu)體系的特

11、點(diǎn)是自重大，側(cè)向剛度大，地震作用大。 ③框架-抗震墻結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)是克服了純框架結(jié)構(gòu)剛度小和純抗震墻結(jié)構(gòu)自重大的缺點(diǎn)，發(fā)揮了各自的優(yōu)點(diǎn)長(zhǎng)處。具有抗側(cè)剛度較大，自重較輕，結(jié)構(gòu)的水平位移較小的優(yōu)點(diǎn)，抗震性能較好。此外，還有筒體結(jié)構(gòu)、巨型框架結(jié)構(gòu)等。,我國(guó)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002）（以下簡(jiǎn)稱高層規(guī)程）將鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)按房屋高度劃分為A級(jí)和B級(jí)兩個(gè)級(jí)別。規(guī)定了各自的最大適用高度和高寬比的限制，提出了不同的抗

12、震設(shè)計(jì)要求。。,A級(jí)高度的建筑是目前應(yīng)用最廣泛的建筑，B級(jí)高度的建筑的最大適用高度和高寬比可較A級(jí)適當(dāng)放寬，但其結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)、抗震計(jì)算及構(gòu)造措施等要求更加嚴(yán)格。參見相關(guān)表格。,表4-1 多層及A級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度,表4-2 B級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度,A級(jí)高度及B級(jí)高度現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)建筑的高寬比均不宜超過表４．3規(guī)定限值。,在確定結(jié)構(gòu)體系時(shí)還要考慮建筑物剛度與場(chǎng)地條件的關(guān)系，應(yīng)注意使房屋的自

13、振周期與場(chǎng)地的特征周期Tg錯(cuò)開，以減小地震作用。,表4-3 現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高層建筑適用的高寬比,抗震等級(jí)是多層和高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、構(gòu)件進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。同一結(jié)構(gòu)體系，不同的抗震等級(jí)，具有不同的抗震設(shè)計(jì)計(jì)算（抗彎、抗剪等）和構(gòu)造措施要求。,,4.2.2 抗震等級(jí)的劃分*,為此，我國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范和高層規(guī)程綜合考慮建筑重要性類別、設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型及房屋高度等因素，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)劃分了不同的抗震等級(jí)。表4-5，表4-6。,,表

14、4-5 多層及A級(jí)高度的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震等級(jí),,,,,,,,,,表4-6 B級(jí)高度的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震等級(jí),裙房與主樓的等級(jí),裙房頂部上下各一層應(yīng)提高抗震措施,圖中c為抗震等級(jí),當(dāng)裙房與主樓相連時(shí)，除應(yīng)按裙房本身確定外，其抗震等級(jí)不應(yīng)低于主樓的抗震等級(jí)；當(dāng)裙房與主樓分離時(shí)（設(shè)有防震縫），應(yīng)按裙房本身確定抗震等級(jí)。,,,,4.2.3 結(jié)構(gòu)布置,1．結(jié)構(gòu)平面布置,（1）結(jié)構(gòu)平面布置宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱、減小偏心，盡量避免

15、平面不規(guī)則情況，使剛度和承載力分布均勻。,平面不規(guī)則的類型,（2） 對(duì)于10層和10層以上或高度大于28m屬于A級(jí)高度的高層鋼筋混凝土建筑，平面布置 如圖，限制見表4-7。,表4-7?。?、l的限值,2．結(jié)構(gòu)豎向布置,,（1）高層建筑的豎向體型宜規(guī)則、均勻；結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力構(gòu)件宜上下連續(xù)貫通。,（2）結(jié)構(gòu)避免過大的外挑和內(nèi)收。,H1/ H2〉0.2時(shí)， B1/ B≮0.75,B1/ B≮0.9，a≯4m,（3）結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度宜下大上小逐漸均

16、勻變化，樓層側(cè)移剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)移剛度的70%或其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)移剛度平均值的80%。,,,,,,,,,,,應(yīng)避免,側(cè)移剛度沿豎向變化不均勻,,,3．防震縫的設(shè)置,防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時(shí)，宜按需要較寬防震縫的結(jié)構(gòu)類型采用，并按較低房屋高度確定縫寬。,防震縫最小寬度要求,,,當(dāng)設(shè)防烈度為8度、9度時(shí)的框架結(jié)構(gòu)房屋防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)高度、剛度或?qū)痈呦嗖钶^大時(shí)，可在縫兩側(cè)房屋的盡端沿全高設(shè)置垂直于防震縫的抗撞墻，每側(cè)抗撞墻的數(shù)量不應(yīng)

17、少于兩道，宜分別對(duì)稱布置，墻肢的長(zhǎng)度可不大于一個(gè)柱距。,內(nèi)力應(yīng)按考慮和不考慮抗撞墻兩種情況進(jìn)行分析，按不利情況取值。,抗撞墻的端柱和框架邊柱箍筋應(yīng)沿房屋全高加密。,抗撞墻,,,4.2.4結(jié)構(gòu)材料,（1）混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，框支梁、框支柱及抗震等級(jí)為一級(jí)的框架梁、柱、節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，不應(yīng)低于C30；構(gòu)造柱、芯柱、圈梁及其他各類構(gòu)件不應(yīng)低于C20；8度、9度時(shí)分別不宜超過C70和C60。,（3）抗震等級(jí)為一、二級(jí)的框架結(jié)構(gòu)，其縱向受力鋼筋采用普通

18、鋼筋時(shí)，鋼筋的抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的比值不應(yīng)小于1.25；且鋼筋的屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的比值不應(yīng)大于 1.3。,（2）普通鋼筋宜優(yōu)先采用延性、韌性和可焊性較好的鋼筋；普通鋼筋的強(qiáng)度等級(jí)，縱向受力鋼筋宜選用HRB400級(jí)和HRB335級(jí)熱軋鋼筋，箍筋宜選用HRB335、HRB400和HPB300級(jí)熱軋鋼筋。,回顧上節(jié)主要內(nèi)容,1.震害特征,1)結(jié)構(gòu)布置不合理產(chǎn)生的震害,2)防震縫處碰撞,3)框架整體的震害,4)框架梁的震害

19、,5)框架柱的震害,6)框架梁柱節(jié)點(diǎn)的震害,7)填充墻的震害,8)抗震墻的震害,2.抗震概念設(shè)計(jì),框架,抗震墻,框架-抗震墻,１）特點(diǎn),３）最大適用高寬比,（二）抗震等級(jí)的劃分*,（三）結(jié)構(gòu)布置*,（四 ）結(jié)構(gòu)材料的選擇*,2）最大適用高度,重要性類別、設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型及房屋高度,結(jié)構(gòu)平面布置,結(jié)構(gòu)豎向布置,防震縫的設(shè)置,,,4.3框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),,,,,,,,,4.3.1框架結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì),主要內(nèi)容,1.柱網(wǎng)布置2.選擇框架

20、結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型及承重方案3.確定框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的類別及設(shè)防烈度4.確定框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)5.防震縫及材料選擇,,,,,,,,,1.柱網(wǎng)布置,（c）對(duì)稱不等跨式,（b）等跨式,（a）內(nèi)廊式,框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)布置既要滿足生產(chǎn)工藝和建筑平面的要求，又要使結(jié)構(gòu)受力合理，施工方便。,（a）橫向框架承重方案,（b）縱向框架承重方案,（c）縱橫向框架承重方案,（d）縱橫向框架承重方案,2.選擇框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型及承重方案,現(xiàn)澆樓板,預(yù)制樓板,

21、,,3.確定框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的類別及設(shè)防烈度,我國(guó)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范根據(jù)建筑物重要性及受地震破壞后果的嚴(yán)重性，將建筑物的抗震設(shè)防分為四類：　　　甲類建筑、乙類建筑、丙類建筑、丁類建筑,丙類建筑抗震等級(jí)宜按表４—5劃分；其他設(shè)防類別的建筑，則應(yīng)按前述抗震設(shè)防分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定調(diào)整后再按表４-5劃分抗震等級(jí)。,抗震設(shè)防的烈度：是一個(gè)地區(qū)進(jìn)行抗震設(shè)防的依據(jù)。,,,4.確定框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí),多層及A級(jí)高度的框架結(jié)構(gòu)抗震等級(jí),5.防震縫及材料

22、選擇,,,4.3.2 框架結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算及驗(yàn)算,計(jì)算手段 電算: 采用振型分解反應(yīng)譜法或時(shí)程分析法計(jì)算地震作用時(shí)常采用電算方法（如PKPM、ETABS等） 。對(duì)計(jì)算結(jié)果應(yīng)作出正確的判斷，方可應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)；,手算: 采用底部剪力法計(jì)算地震作用時(shí)，通常采用手算方法。,（2）實(shí)際結(jié)構(gòu)是空間體系，但對(duì)于規(guī)則的框架結(jié)構(gòu)一般可以簡(jiǎn)化為平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震計(jì)算，即一榀框架只抵抗自身平面內(nèi)的側(cè)向地震作用，各平面結(jié)構(gòu)通過樓蓋（屋蓋）連接而協(xié)同工作，各

23、層樓蓋平面內(nèi)剛度無限大，平面外剛度很小，可忽略。,（1）雖然地震作用的方向是任意的，但在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)結(jié)構(gòu)的縱、橫兩個(gè)方向進(jìn)行抗震計(jì)算。,計(jì)算假定,(a),(b),(c),(d),框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖,,,,,1．水平地震作用計(jì)算及變形驗(yàn)算,（1）結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖選擇及重力荷載代表值計(jì)算,（3）樓層地震剪力的計(jì)算,,,最小樓層地震剪力,樓層地震剪力,,,（4）彈性變形驗(yàn)算,,（2）水平地震作用計(jì)算 (方法選擇),,水平荷載作用下框架的變形,

24、,2．水平地震作用下的框架內(nèi)力計(jì)算,,,,,,,反彎點(diǎn)法,(假定梁剛度無限大),D值法,①考慮柱上下兩端節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)影響后的柱側(cè)移剛度的修正；②考慮了柱反彎點(diǎn)位置變化的修正。,,,反彎點(diǎn)法的計(jì)算步驟如下：⑴多層多跨框架在水平荷載作用下，當(dāng)梁柱線剛度之比值大于3（ib/ic≥3）時(shí)，可采用反彎點(diǎn)法計(jì)算桿件內(nèi)力；⑵求框架各層各柱的抗側(cè)剛度： ；⑶求框架各層各柱的剪力

25、 ；⑷求柱上下端彎矩；⑸求梁端彎矩；⑹繪制彎矩圖；,2.確定反彎點(diǎn)位置3.根據(jù)D值,對(duì)樓層剪力進(jìn)行分配 到各柱上4.計(jì)算柱端彎矩5.根據(jù)節(jié)點(diǎn)彎矩平衡及梁線剛度比,計(jì)算梁端彎矩6.根據(jù)各桿件局部隔離體平衡,計(jì)算各桿件的剪力及軸力,D值法步驟: 1.計(jì)算D值,,,,節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)影響系數(shù),,節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)影響系數(shù)a,3．豎向荷載作用下的框架內(nèi)力計(jì)算,豎向荷載作用下

26、的框架內(nèi)力計(jì)算可以采用分層法和彎矩二次分配法進(jìn)行近似計(jì)算，一般選取起控制作用的一榀或幾榀框架為計(jì)算對(duì)象，可用手算或電算。,分層法計(jì)算步驟為：首先將m層框架拆成m個(gè)計(jì)算單元，每個(gè)計(jì)算單元內(nèi)僅由一層梁和與之相鄰的上下柱組成，且只承受該層梁的豎向荷載，上下柱的遠(yuǎn)端均近似看成固定端；然后采用彎矩分配法計(jì)算各單元的彎矩圖。最后將各單元彎矩圖疊加成框架彎矩圖，對(duì)不平衡的節(jié)點(diǎn)彎矩圖可再進(jìn)行一次分配，但不再傳遞。,彎矩二次分配法：就是將求得的各節(jié)點(diǎn)固端

27、不平衡彎矩同時(shí)進(jìn)行分配，并向遠(yuǎn)端傳遞，再在各節(jié)點(diǎn)分配一次而結(jié)束,在豎向非地震荷載作用下，梁端截面往往有較大負(fù)彎矩，負(fù)鋼筋配置過于擁擠?？紤]框架梁的塑性內(nèi)力重分布，設(shè)計(jì)時(shí)允許進(jìn)行彎矩調(diào)幅，降低負(fù)彎矩，以減少配筋面積。,對(duì)于現(xiàn)澆框架，支座彎矩調(diào)幅系數(shù)為0.8～0.9對(duì)于裝配整體式框架，由于鋼筋焊接或接縫不密實(shí)等原因，節(jié)點(diǎn)可能產(chǎn)生變形。據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果可知，節(jié)點(diǎn)變形會(huì)使梁端彎矩較彈性計(jì)算值減小約10%，再考慮梁端允許出現(xiàn)塑性鉸，因此支座彎矩調(diào)幅系數(shù)

28、可采用0.7～0.8。,無論對(duì)水平地震作用還是豎向地震作用引起的內(nèi)力均不應(yīng)進(jìn)行調(diào)幅。,4．荷載及內(nèi)力組合,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，先要進(jìn)行所考慮的幾種荷載單獨(dú)作用下的框架內(nèi)力分析，然后，按照需要進(jìn)行荷載和內(nèi)力組合。從而得出構(gòu)件控制截面上的最不利內(nèi)力，以此作為截面設(shè)計(jì)的依據(jù)。一般考慮的幾種荷載：永久荷載（恒荷載）、可變荷載（樓面和屋面活荷載、屋面雪荷載、風(fēng)荷載）、地震作用等。,,,常用的兩種基本荷載作用效應(yīng)組合：,（1）有地震作用組合。其內(nèi)力組合

29、設(shè)計(jì)值為,,（2）無地震作用組合。其內(nèi)力組合設(shè)計(jì)值為,,式中 SGk——由永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的內(nèi)力； SGE——由可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的內(nèi)力； γG——永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)永久荷載對(duì)構(gòu)件不利時(shí)，對(duì)由可變荷載控制的組合，取1.2，對(duì)由永久荷載控制的組合，取1.35；當(dāng)永久荷載對(duì)構(gòu)件有利時(shí)，不應(yīng)大于1.0 。 γQ——可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般取1.4。,式中 SGE——由重力荷載代表值計(jì)

30、算的內(nèi)力； SGE——由水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的內(nèi)力； γGE ——重力荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般取1.2，當(dāng)重力荷載效應(yīng)對(duì)構(gòu)件有利時(shí)，不應(yīng)大于1.0 。,5．構(gòu)件截面設(shè)計(jì),框架結(jié)構(gòu)在水平地震作用下的整體破壞機(jī)制可分為兩種類型：強(qiáng)柱弱梁型和強(qiáng)梁弱柱型。,,,強(qiáng)梁弱柱,強(qiáng)柱弱梁,塑性鉸,,,1）根據(jù)“強(qiáng)柱弱梁”原則的調(diào)整。,一、二、三、四級(jí)框架的梁柱節(jié)點(diǎn)處，除框支層最上層的柱上端、框架頂層和柱軸壓比小于0.15

31、者外，柱端彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下式要求,——框架柱端彎矩增大系數(shù)；對(duì)框架結(jié)構(gòu)，一、二、三、四級(jí)分別取1.7、1.5、1.3、1.2；其他結(jié)構(gòu)類型中的框架，一級(jí)取1.4，二級(jí)取1.2，三、四級(jí)取1.1。當(dāng)反彎點(diǎn)不在柱的層高范圍內(nèi)時(shí)，柱端截面組合的彎矩設(shè)計(jì)值可乘以上述柱端彎矩增大系數(shù)；,,,9度一級(jí)，一級(jí)框架（節(jié)點(diǎn)處）,,其中，∑Mc為節(jié)點(diǎn)上、下柱端截面順時(shí)針或反時(shí)針方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值之和，上、下柱端的彎矩設(shè)計(jì)值，一般情況可按彈性分析分配；

32、∑Mb　為節(jié)點(diǎn)左右梁端截面反時(shí)針或順時(shí)針方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值之和，節(jié)點(diǎn)左右梁端均為負(fù)彎矩時(shí)，絕對(duì)值較小的彎矩應(yīng)取零；∑Mbua為節(jié)點(diǎn)左、右梁端截面反時(shí)針或順時(shí)針方向根據(jù)實(shí)配鋼筋面積(考慮受壓筋)和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的抗震受彎承載力所對(duì)應(yīng)的彎矩值之和；,一、二、三、四級(jí)框架結(jié)構(gòu)的底層，柱下端截面組合的彎矩設(shè)計(jì)值，應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.7、1.5、1.3和1.2。底層柱縱向鋼筋應(yīng)按上下端的不利情況配置。這里底層指無地下室的基礎(chǔ)或地下室以

33、上的首層。,抗震設(shè)計(jì)時(shí)，框架角柱應(yīng)按雙向偏心受力構(gòu)件進(jìn)行正截面承載力設(shè)計(jì)。一、二、三級(jí)框架結(jié)構(gòu)的角柱，調(diào)整后的彎矩應(yīng)乘以不小于1.1的增大系數(shù)，并應(yīng)滿足規(guī)范的其他相應(yīng)要求。,ηc,強(qiáng)柱弱梁型結(jié)構(gòu)柱失效度隨ηc變化,柱失效度,2）根據(jù)“強(qiáng)剪弱彎”原則的調(diào)整。,,,一二三級(jí)框架,9度一級(jí)，一級(jí)框架,,,框 架 梁,q1,P2,Mbl,Mbr,q2,q2,框 架 柱,,,一二三級(jí)框柱,9度一級(jí)，一級(jí)框柱還要滿足,,,3）強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件,

34、（2）框架梁柱截面抗震承載力驗(yàn)算。,,1) 框架梁、柱正截面抗震承載力驗(yàn)算,2) 框架梁、柱斜截面抗震受剪承載力驗(yàn)算,3）截面尺寸驗(yàn)算,,,,,,,,,均布荷栽,集中荷栽,,柱軸力為拉力,柱軸力為壓力,梁,柱,（3）框架梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)截面的抗震計(jì)算。（略） （一、二級(jí)、9度）,,,,,節(jié)點(diǎn)核心區(qū),,剪壓比限制,,水平抗剪 強(qiáng)度,,,4．3．4框架結(jié)構(gòu)薄弱層彈塑性變形驗(yàn)算,“設(shè)防三水準(zhǔn)”要求進(jìn)行第二階段

35、設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)房屋，除滿足多遇地震作用下的承載力和彈性變形要求之外，還必須進(jìn)行罕遇地震作用下的薄弱層彈塑性變形驗(yàn)算，以滿足“大震不倒”的要求。（略）,4．3．5 框架結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施,1．框架梁的構(gòu)造措施,（1）梁的截面尺寸。（2）梁的縱向鋼筋。（3）梁的箍筋。,2．框架柱的構(gòu)造措施,（1）柱的截面尺寸。（2）柱軸壓比限制。（3）柱的縱向鋼筋。（4）柱的縱向箍筋。,,,,,表4-11

36、 柱軸壓比限值,3．框架梁柱節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造措施箍筋最大間距與最小直徑，宜與柱箍筋加密區(qū)的要求相同,框架梁柱縱筋在框架頂層的邊柱、中柱節(jié)點(diǎn)以級(jí)中間層的邊柱、中柱節(jié)點(diǎn)，其縱筋的錨固長(zhǎng)度應(yīng)滿足相應(yīng)的要求。 4．砌體填充墻的構(gòu)造措施（1）填充墻的砌筑砂漿強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M5，墻頂應(yīng)于框架梁緊密結(jié)合。（2）填充墻應(yīng)沿柱全高每隔500設(shè)2φ6附加拉結(jié)筋，其伸入墻內(nèi)的長(zhǎng)度，6度、7度時(shí)不應(yīng)小于墻長(zhǎng)的1/5，且不小于

37、700，8度、9度時(shí)宜沿墻全長(zhǎng)設(shè)置。當(dāng)墻長(zhǎng)大于5時(shí)，墻頂與框架梁宜有拉結(jié)措施，墻高大于4時(shí)，宜在墻體半高處設(shè)置與柱拉結(jié)且沿墻全長(zhǎng)貫通的鋼筋混凝土水平墻梁。（3）出屋面的女兒墻、屋頂間墻應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)有可靠的拉結(jié)。此外，鋼筋在框架梁、柱及節(jié)點(diǎn)的錨固長(zhǎng)度與搭接長(zhǎng)度應(yīng)滿足抗震構(gòu)造要求。,4．3．6 多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例某5層（局部6層）現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)辦公房屋，結(jié)構(gòu)平面及剖面分別見圖4-10和圖4-11，屋頂有局部突出的部

38、分?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土樓(屋)蓋?？蚣芰航孛娉叽纾鹤叩懒?各層)為250mm×400mm；其他梁：頂層為250mm×600mm；其他樓層為250mm×650mm。柱截面尺寸：1~3層柱為500mm×500mm；4~5層柱為450mm×450mm。混凝土強(qiáng)度等級(jí)：梁、板、柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)皆C25。鋼筋強(qiáng)度等級(jí)：受力縱筋采用HRB400，箍筋HPB235。各層重力荷載代表值見圖4- 20。已知：