1、5.1 概述概述多層和高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系包括：多層和高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系包括： 框架結(jié)構(gòu)、框架框架結(jié)構(gòu)、框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)、抗震墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)抗震墻結(jié)構(gòu)、抗震墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和框架和框架- -筒體結(jié)構(gòu)等。筒體結(jié)構(gòu)等。本章僅介紹前兩種。本章僅介紹前兩種。鋼筋混凝土框架房屋：鋼筋混凝土縱梁、橫梁和柱等鋼筋混凝土框架房屋：鋼筋混凝土縱梁、橫梁和柱等 構(gòu)件組成承重體系的房屋。構(gòu)件組成承重體系的房屋。 鋼筋混凝土框架房屋層數(shù)一般在十層以下鋼筋混凝土框架房屋層數(shù)一般在十層以下, ,具有建筑平具有建筑平面布置靈活，可以任意分割房間的特點(diǎn)，但當(dāng)房屋超過(guò)一面布置靈活，可以任意分割房間的特點(diǎn)，但當(dāng)房屋超

2、過(guò)一定高度后，在地震作用或風(fēng)荷載作用下，其側(cè)移位移較大。定高度后，在地震作用或風(fēng)荷載作用下，其側(cè)移位移較大。抗震墻抗震墻框架房屋框架房屋框架框架- -抗震墻抗震墻 框架框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)：在框架房屋中增加抗震墻構(gòu)成。抗震墻結(jié)構(gòu)：在框架房屋中增加抗震墻構(gòu)成。抗抗震墻主要承受水平荷載，框架主要承受豎向荷載。震墻主要承受水平荷載，框架主要承受豎向荷載。一、結(jié)構(gòu)層間屈服強(qiáng)度有明顯的薄弱樓層一、結(jié)構(gòu)層間屈服強(qiáng)度有明顯的薄弱樓層5.2 震害震害及其分析及其分析1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313(mm)(mm)層層1 13 35 56 67 79 911

3、11131340408080120120 在強(qiáng)烈地震作用下，結(jié)構(gòu)的薄在強(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，弱樓層率先屈服、發(fā)展彈塑性變形，并形成彈塑性變形集中的現(xiàn)象，不并形成彈塑性變形集中的現(xiàn)象，不能發(fā)揮整體的抗震能力能發(fā)揮整體的抗震能力。 1976 1976年唐山大地震中，位于天年唐山大地震中，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)度分布不框架，該結(jié)構(gòu)樓層屈服強(qiáng)度分布不均勻，造成均勻，造成6 6層和層和1111層的彈塑性變層的彈塑性變形集中，導(dǎo)致形集中，導(dǎo)致6 6層以上全部倒塌。層以上全部倒塌。 右圖為該結(jié)構(gòu)輸入天津地震動(dòng)

4、右圖為該結(jié)構(gòu)輸入天津地震動(dòng)的彈塑性分析結(jié)果。的彈塑性分析結(jié)果。二、框架梁、柱的震害二、框架梁、柱的震害 梁柱變形能力不足，構(gòu)件過(guò)早發(fā)生梁柱變形能力不足，構(gòu)件過(guò)早發(fā)生破壞。一般是梁輕柱重，柱頂重于柱底，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。尤其是角柱和邊柱更易發(fā)生破壞。1 1、柱頂、柱頂 柱頂周圍有水平裂縫、斜裂縫或交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。筋拉斷，縱筋壓曲成燈籠狀。 主要原因：節(jié)點(diǎn)處彎矩、剪力、主要原因：節(jié)點(diǎn)處彎矩、剪力、軸力都較大，受力復(fù)雜，箍筋配置不軸力都較大，受

5、力復(fù)雜，箍筋配置不足，錨固不好等。足，錨固不好等。 破壞不易修復(fù)。破壞不易修復(fù)。2 2、柱底、柱底 與柱頂相似，由于箍筋較柱頂密，震害相對(duì)柱頂較輕。與柱頂相似，由于箍筋較柱頂密，震害相對(duì)柱頂較輕。3 3、短柱、短柱 當(dāng)柱高小于當(dāng)柱高小于4 4倍柱截面高度（倍柱截面高度（H/b4)H/b60 6060 6060 60 高度（高度（m) 一一劇場(chǎng)劇場(chǎng),體育館等大跨度公共建筑體育館等大跨度公共建筑一一一一二二二二三三三三四四 框架框架 2530 3030 3030 30 高度（高度（m)框架框架-抗抗震墻震墻結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)框架框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 類類 型型烈烈 度度6879三三二二一一三三二二現(xiàn)澆鋼筋

6、混凝土房屋的抗震等級(jí)現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋的抗震等級(jí)注：注：1.1.建筑場(chǎng)地為建筑場(chǎng)地為類時(shí)，除類時(shí)，除6 6度外可按表內(nèi)降低一度所對(duì)應(yīng)的度外可按表內(nèi)降低一度所對(duì)應(yīng)的 抗震等級(jí)采取抗震構(gòu)造措施，但相應(yīng)的計(jì)算要求不應(yīng)降低；抗震等級(jí)采取抗震構(gòu)造措施，但相應(yīng)的計(jì)算要求不應(yīng)降低； 2.2.接近或等于高度分界時(shí)，應(yīng)允許結(jié)合房屋不規(guī)則程度及場(chǎng)接近或等于高度分界時(shí)，應(yīng)允許結(jié)合房屋不規(guī)則程度及場(chǎng) 地、地基條件確定抗震等級(jí)。地、地基條件確定抗震等級(jí)。 1 1、甲、乙、丁類建筑應(yīng)按抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)中的、甲、乙、丁類建筑應(yīng)按抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)中的抗震措施抗震措施所要求的設(shè)防烈度所要求的設(shè)防烈度按上表確定抗震等級(jí)。按上表確定抗震等

7、級(jí)。 2 2、當(dāng)框架、當(dāng)框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)有足夠的抗震墻時(shí)抗震墻結(jié)構(gòu)有足夠的抗震墻時(shí), ,其框架部分其框架部分是次要抗側(cè)力構(gòu)件是次要抗側(cè)力構(gòu)件, ,可按框架可按框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)中的框架確定抗震抗震墻結(jié)構(gòu)中的框架確定抗震等級(jí)。否則按框架結(jié)構(gòu)確定等級(jí)。區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)是看框架部分承等級(jí)。否則按框架結(jié)構(gòu)確定等級(jí)。區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)是看框架部分承受的地震傾覆力矩是否大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的受的地震傾覆力矩是否大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%50%。nimjiijchVM11框架承受的地震傾覆力矩可按下式計(jì)算：框架承受的地震傾覆力矩可按下式計(jì)算：cM-框架框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)在基本振型地震作用下框架部分承受的地震傾抗

8、震墻結(jié)構(gòu)在基本振型地震作用下框架部分承受的地震傾 覆力矩；覆力矩；n-結(jié)構(gòu)層數(shù)；結(jié)構(gòu)層數(shù)；m-框架框架i i層柱的根數(shù)；層柱的根數(shù)；ijV-第第i i層層j j根框架柱的計(jì)算地震剪力；根框架柱的計(jì)算地震剪力；ih-第第i i層層高。層層高。 3 3、裙房與主樓的等級(jí)、裙房與主樓的等級(jí)cccccc1cc裙房頂部上下各裙房頂部上下各一層應(yīng)提高抗震一層應(yīng)提高抗震措施措施 4 4、多層與高層建筑的地下室、多層與高層建筑的地下室 當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固部位時(shí)，地下一層當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固部位時(shí)，地下一層的抗震等級(jí)應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，一層以下根據(jù)具體情況的抗震等級(jí)應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，一層以下根據(jù)

9、具體情況按三級(jí)或按更低等級(jí)。按三級(jí)或按更低等級(jí)。9 9度時(shí)應(yīng)專門研究。度時(shí)應(yīng)專門研究。圖中圖中c c為抗震等級(jí)為抗震等級(jí) 裙房與主樓相連，除應(yīng)按裙房本身確定外，不應(yīng)低于主樓抗震裙房與主樓相連，除應(yīng)按裙房本身確定外，不應(yīng)低于主樓抗震等級(jí)；主樓結(jié)構(gòu)在群房頂層及相鄰上下各一層應(yīng)適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)抗震構(gòu)等級(jí)；主樓結(jié)構(gòu)在群房頂層及相鄰上下各一層應(yīng)適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)抗震構(gòu)造措施。裙房與主樓分離時(shí)，應(yīng)按群房本身確定抗震等級(jí)。造措施。裙房與主樓分離時(shí)，應(yīng)按群房本身確定抗震等級(jí)。三、建筑結(jié)構(gòu)布置宜規(guī)則三、建筑結(jié)構(gòu)布置宜規(guī)則1 1、平面布置、平面布置 宜簡(jiǎn)單、對(duì)稱、規(guī)則。宜簡(jiǎn)單、對(duì)稱、規(guī)則。2 2、豎向布置、豎向布置 沿豎向應(yīng)盡

10、可能均勻少變化，使結(jié)構(gòu)的剛度沿豎向沿豎向應(yīng)盡可能均勻少變化，使結(jié)構(gòu)的剛度沿豎向均勻。均勻。四、合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)破壞機(jī)制四、合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)破壞機(jī)制1 1、框架結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu) 為了充分發(fā)揮整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震能力，較合理的地震為了充分發(fā)揮整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震能力，較合理的地震破壞機(jī)制應(yīng)為節(jié)點(diǎn)基本不破壞，梁比柱的屈服能早發(fā)生、破壞機(jī)制應(yīng)為節(jié)點(diǎn)基本不破壞，梁比柱的屈服能早發(fā)生、多發(fā)生；同一層中，各柱兩端屈服歷程越長(zhǎng)越好；底層多發(fā)生；同一層中，各柱兩端屈服歷程越長(zhǎng)越好；底層柱底的塑性鉸宜最晚發(fā)生。梁柱端的塑性鉸出現(xiàn)得盡可柱底的塑性鉸宜最晚發(fā)生。梁柱端的塑性鉸出現(xiàn)得盡可能分散。能分散。2 2、框架、框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)抗震

11、墻結(jié)構(gòu) 抗震墻的各墻段（包括小開(kāi)洞墻和聯(lián)肢墻肢）的高抗震墻的各墻段（包括小開(kāi)洞墻和聯(lián)肢墻肢）的高寬比不宜小于寬比不宜小于2 2，使其成彎剪破壞。連梁宜在梁端塑性，使其成彎剪破壞。連梁宜在梁端塑性屈服，且有足夠的變形能力，在墻段充分發(fā)揮抗震作用屈服，且有足夠的變形能力，在墻段充分發(fā)揮抗震作用前不失效。前不失效。五、構(gòu)件在極限破壞前不發(fā)生明顯的脆性破壞五、構(gòu)件在極限破壞前不發(fā)生明顯的脆性破壞 主要抗側(cè)力的鋼筋混凝土構(gòu)件的極限破壞應(yīng)以構(gòu)件彎主要抗側(cè)力的鋼筋混凝土構(gòu)件的極限破壞應(yīng)以構(gòu)件彎曲時(shí)主筋受拉屈服破壞為主，應(yīng)避免變形性能差的混凝土曲時(shí)主筋受拉屈服破壞為主，應(yīng)避免變形性能差的混凝土首先壓潰或剪切破

12、壞，以及鋼筋錨固失效和粘接破壞。首先壓潰或剪切破壞，以及鋼筋錨固失效和粘接破壞。 延性破壞和脆性破壞兩者的變形性能差別很大，與其延性破壞和脆性破壞兩者的變形性能差別很大，與其相關(guān)的因素有：抗剪和抗彎承載力之比、剪跨比、剪壓比、相關(guān)的因素有：抗剪和抗彎承載力之比、剪跨比、剪壓比、軸壓比、主筋率、配筋率、箍筋形式、混凝土和鋼筋材料、軸壓比、主筋率、配筋率、箍筋形式、混凝土和鋼筋材料、鋼筋連接和錨固方式等。鋼筋連接和錨固方式等。 當(dāng)建筑平面過(guò)長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)體系不同、高度和當(dāng)建筑平面過(guò)長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)體系不同、高度和剛度相差過(guò)大以及各結(jié)構(gòu)單元的地基條件有較大差異時(shí)，剛度相差過(guò)大以及各結(jié)構(gòu)單元的地

13、基條件有較大差異時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)防震縫。其最小寬度應(yīng)符合下面要求：應(yīng)考慮設(shè)防震縫。其最小寬度應(yīng)符合下面要求：高層建筑宜選用合理的建筑結(jié)構(gòu)方案，不設(shè)防震縫。高層建筑宜選用合理的建筑結(jié)構(gòu)方案，不設(shè)防震縫。1 1、防震縫、防震縫（1 1）鋼筋混凝土框架房屋的防震縫寬度，當(dāng)高度不超過(guò)）鋼筋混凝土框架房屋的防震縫寬度，當(dāng)高度不超過(guò)15m15m時(shí)可采用時(shí)可采用70mm70mm，超過(guò)，超過(guò)15m15m時(shí)，時(shí)，6 6、7 7、8 8、9 9度相應(yīng)每增加度相應(yīng)每增加高度高度5m5m、4m4m、3m3m、2m2m，宜加寬，宜加寬20mm20mm。六、防震縫與抗撞墻六、防震縫與抗撞墻（2 2）框架）框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)

14、房屋的防震縫寬度抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用框架規(guī)定數(shù)值的可采用框架規(guī)定數(shù)值的50%50%，且不宜小于，且不宜小于70mm70mm。（3 3）防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不）防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不 同時(shí)，按不利體系考慮，同時(shí)，按不利體系考慮， 并按低的房屋高度計(jì)算并按低的房屋高度計(jì)算 縫寬。縫寬。t th h框架框架框架框架-抗震墻抗震墻 8 8、9 9度設(shè)防的鋼筋混凝土框架房屋防震縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)，度設(shè)防的鋼筋混凝土框架房屋防震縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)，當(dāng)結(jié)構(gòu)高度、剛度或?qū)痈呦嗖钶^大時(shí)，可在防震縫兩側(cè)房屋當(dāng)結(jié)構(gòu)高度、剛度或?qū)痈呦嗖钶^大時(shí)，可在防震縫兩側(cè)房屋的盡端設(shè)垂直于防震縫的抗撞墻。的盡端設(shè)垂直于防震縫的抗撞墻。

15、2 2、抗撞墻、抗撞墻層高不同層高不同高度、剛度相差較大高度、剛度相差較大 每一側(cè)的數(shù)量不應(yīng)少于兩道。宜分別對(duì)稱布置，墻肢的每一側(cè)的數(shù)量不應(yīng)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。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。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。抗撞墻的端柱和框架邊柱箍筋應(yīng)沿房屋全高加密。 2 2、鋼筋混凝土框架的梁、柱構(gòu)件應(yīng)避免剪切破壞、鋼筋混凝土框架的梁、柱構(gòu)件應(yīng)避免剪切破壞 “ “強(qiáng)剪弱彎強(qiáng)剪弱彎” 構(gòu)件彎曲破壞形成的極限剪力應(yīng)小于構(gòu)件斜截面的極構(gòu)件彎

16、曲破壞形成的極限剪力應(yīng)小于構(gòu)件斜截面的極限剪力。限剪力。七、鋼筋混凝土框架的結(jié)構(gòu)體系七、鋼筋混凝土框架的結(jié)構(gòu)體系1 1、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)宜對(duì)稱布置、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)宜對(duì)稱布置 3 3、鋼筋混凝土框架的梁、柱構(gòu)、鋼筋混凝土框架的梁、柱構(gòu) 件之間應(yīng)設(shè)置成件之間應(yīng)設(shè)置成“強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)柱弱梁” 4 4、梁柱節(jié)點(diǎn)的承載力宜大于梁、柱構(gòu)件的承載力。、梁柱節(jié)點(diǎn)的承載力宜大于梁、柱構(gòu)件的承載力。 “ “更強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)更強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)” 抗震墻的一般布置原則是抗震墻的一般布置原則是“均勻、分散、對(duì)稱、周邊均勻、分散、對(duì)稱、周邊”。八、框架八、框架- -剪力墻結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置剪力墻結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置1 1、抗震墻布置的基本原則

17、、抗震墻布置的基本原則 框架框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)中的抗震墻宜沿主軸方向雙向布抗震墻結(jié)構(gòu)中的抗震墻宜沿主軸方向雙向布置，貫通房屋全高，且橫向與縱向抗震墻宜相連，互為置，貫通房屋全高，且橫向與縱向抗震墻宜相連，互為翼墻，以提高其剛度和承載能力。翼墻，以提高其剛度和承載能力。 一般情況下，宜布置在豎向荷載較大處，平面形一般情況下，宜布置在豎向荷載較大處，平面形狀變化處和樓梯間、電梯間等。狀變化處和樓梯間、電梯間等。2 2、抗震墻布置位置的選擇、抗震墻布置位置的選擇 房屋較長(zhǎng)時(shí)，縱向抗震墻不易設(shè)置在端開(kāi)間。房屋較長(zhǎng)時(shí)，縱向抗震墻不易設(shè)置在端開(kāi)間。（2 2）縱橫向抗震墻成組布置）縱橫向抗震墻成組布置縱橫

18、向抗震墻宜合并布置為縱橫向抗震墻宜合并布置為L(zhǎng) L形、形、T T形和口字形。形和口字形。兩片墻組成聯(lián)肢墻兩片墻組成聯(lián)肢墻（3 3）合理調(diào)整抗震墻的長(zhǎng)度）合理調(diào)整抗震墻的長(zhǎng)度 為了保證抗震墻具有足夠的的延性為了保證抗震墻具有足夠的的延性, ,不發(fā)生脆性的不發(fā)生脆性的剪切破壞，每一道抗震墻（包括單片墻、小開(kāi)口墻和聯(lián)剪切破壞，每一道抗震墻（包括單片墻、小開(kāi)口墻和聯(lián)肢墻）不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)，總高度與總長(zhǎng)度之比宜大于肢墻）不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)，總高度與總長(zhǎng)度之比宜大于2 2。 較長(zhǎng)的單片墻可以留出結(jié)構(gòu)洞口，劃分成聯(lián)肢墻的較長(zhǎng)的單片墻可以留出結(jié)構(gòu)洞口，劃分成聯(lián)肢墻的兩個(gè)墻肢。兩個(gè)墻肢。（4 4）抗震墻的最大間距）抗震墻的最大間

19、距抗震墻間距不應(yīng)過(guò)大。抗震墻間距不應(yīng)過(guò)大。 抗震墻之間無(wú)大洞口的樓、屋蓋的長(zhǎng)寬比宜滿足下抗震墻之間無(wú)大洞口的樓、屋蓋的長(zhǎng)寬比宜滿足下表要求：表要求：不宜采用不宜采用裝配式樓蓋裝配式樓蓋現(xiàn)澆、疊合梁扳現(xiàn)澆、疊合梁扳9度度8度度6、7度度結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)4335.22 抗震墻之間樓、屋蓋的長(zhǎng)寬比抗震墻之間樓、屋蓋的長(zhǎng)寬比 抗震墻之間的樓、屋蓋有較大開(kāi)洞時(shí)，長(zhǎng)寬比還應(yīng)減小。抗震墻之間的樓、屋蓋有較大開(kāi)洞時(shí)，長(zhǎng)寬比還應(yīng)減小。 當(dāng)超過(guò)上述要求時(shí)，應(yīng)計(jì)入樓蓋平面內(nèi)的變形影響。當(dāng)超過(guò)上述要求時(shí)，應(yīng)計(jì)入樓蓋平面內(nèi)的變形影響。抗震墻的端部鋼筋配置在柱截面內(nèi)。抗震墻的端部鋼筋配置在柱截面內(nèi)。4 4、抗震墻的邊框梁、柱、抗

20、震墻的邊框梁、柱框架梁應(yīng)保留，當(dāng)無(wú)法設(shè)置明梁時(shí)應(yīng)設(shè)置暗梁。框架梁應(yīng)保留，當(dāng)無(wú)法設(shè)置明梁時(shí)應(yīng)設(shè)置暗梁。暗梁的高度、縱筋、箍筋與明梁相同，配置在墻身內(nèi)。暗梁的高度、縱筋、箍筋與明梁相同，配置在墻身內(nèi)。九、材料九、材料按抗震要求設(shè)計(jì)的混凝土結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)符合規(guī)范要求。按抗震要求設(shè)計(jì)的混凝土結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)符合規(guī)范要求。（詳見(jiàn)規(guī)范）（詳見(jiàn)規(guī)范） 對(duì)于高度不超過(guò)對(duì)于高度不超過(guò)40m40m的以剪切變形為主且質(zhì)量與剛度沿的以剪切變形為主且質(zhì)量與剛度沿高度分布較均勻的框架、框架高度分布較均勻的框架、框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)的水平地震作用抗震墻結(jié)構(gòu)的水平地震作用可采用可采用底部剪力法底部剪力法。5.5 框架和框架框架和框

21、架- -抗震墻結(jié)構(gòu)水平地震作用計(jì)算抗震墻結(jié)構(gòu)水平地震作用計(jì)算)1(1nEKnkkkiiiFGHGHFeqEkGF1結(jié)構(gòu)基本周期的計(jì)算：結(jié)構(gòu)基本周期的計(jì)算：多層框架結(jié)構(gòu)可采用能量法多層框架結(jié)構(gòu)可采用能量法niiniiriiuGuGT11212-考慮非承重磚墻影響的折減考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，系數(shù)，0.6-0.7r高層框架、框架高層框架、框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)可采用頂點(diǎn)位移法抗震墻結(jié)構(gòu)可采用頂點(diǎn)位移法truT7.11-考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，0.7-0.80.7-0.8r實(shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)公式實(shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)公式32311053.025.0BHTH-H-主體高度（主體高度（m

22、 m）B-B-振動(dòng)方向長(zhǎng)度。振動(dòng)方向長(zhǎng)度。框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程及內(nèi)容：框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程及內(nèi)容：結(jié)構(gòu)布置及構(gòu)件截面尺寸確定結(jié)構(gòu)布置及構(gòu)件截面尺寸確定計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算簡(jiǎn)圖荷載計(jì)算荷載計(jì)算重力荷載代表值計(jì)算重力荷載代表值計(jì)算水平（地水平（地震）作用計(jì)算震）作用計(jì)算內(nèi)力計(jì)算（豎向、水平內(nèi)力計(jì)算（豎向、水平向）向）內(nèi)力組合內(nèi)力組合截面強(qiáng)度計(jì)算截面強(qiáng)度計(jì)算變形變形驗(yàn)算驗(yàn)算構(gòu)造措施等構(gòu)造措施等5.5 鋼筋混凝土鋼筋混凝土框架的抗震設(shè)計(jì)框架的抗震設(shè)計(jì)一、一般概念一、一般概念1 1、梁與柱的彎曲延性、梁與柱的彎曲延性實(shí)驗(yàn)表明變形能力隨軸壓比增大而急劇降低。實(shí)驗(yàn)表明變形能力隨軸壓比增大而急劇降低。N N為組合軸壓力設(shè)

23、計(jì)值；為組合軸壓力設(shè)計(jì)值；b b、h h為截面的短長(zhǎng)邊；為截面的短長(zhǎng)邊；fcfc為混為混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。軸壓比：軸壓比： 柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值與柱的全截面面積和混凝土柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值與柱的全截面面積和混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積之比，即抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積之比，即 它是控制偏心受拉邊鋼筋先到抗拉強(qiáng)度，還是受壓區(qū)它是控制偏心受拉邊鋼筋先到抗拉強(qiáng)度，還是受壓區(qū)混凝土先達(dá)到其極限壓應(yīng)變的主要指標(biāo)。混凝土先達(dá)到其極限壓應(yīng)變的主要指標(biāo)。cbhfN /配筋率對(duì)延性影響也很大。配筋率對(duì)延性影響也很大。截面中配置受壓鋼筋可以改善構(gòu)件的彎曲延性。截面中配置受壓鋼筋可以改善構(gòu)件的彎曲延性。2

24、 2、受剪構(gòu)件的剪跨比及破壞特征、受剪構(gòu)件的剪跨比及破壞特征h0 0為截面有效高度。為截面有效高度。剪跨比剪跨比：0/ VhM構(gòu)件在彎矩和剪力共同作用下構(gòu)件在彎矩和剪力共同作用下, ,受剪破壞與剪跨比有關(guān)受剪破壞與剪跨比有關(guān). .當(dāng)當(dāng) 或構(gòu)件為超配箍時(shí)或構(gòu)件為超配箍時(shí), ,發(fā)生斜壓型破壞；發(fā)生斜壓型破壞；5.11當(dāng)當(dāng) 且構(gòu)件為低配箍時(shí)且構(gòu)件為低配箍時(shí), ,發(fā)生斜拉型破壞；發(fā)生斜拉型破壞；32脆性破壞脆性破壞325.11當(dāng)當(dāng) 且配筋箍適量時(shí)且配筋箍適量時(shí), ,發(fā)生剪壓破壞；發(fā)生剪壓破壞；延性破壞延性破壞 在水平地震作用下，梁柱的剪跨比可以直接通過(guò)梁的在水平地震作用下，梁柱的剪跨比可以直接通過(guò)梁的

25、跨高比和柱的高厚比表示。跨高比和柱的高厚比表示。設(shè)反彎點(diǎn)在構(gòu)件中央設(shè)反彎點(diǎn)在構(gòu)件中央blclbVcVbMcM對(duì)于梁對(duì)于梁跨高比21212000bbbbbbbbbbhlhVlVhVM對(duì)于柱對(duì)于柱高厚比21212000cccccccccchlhVlVhVM1 1）平面或樓層有局部薄弱環(huán)節(jié)，不能發(fā)揮整體抗震能力。）平面或樓層有局部薄弱環(huán)節(jié)，不能發(fā)揮整體抗震能力。3 3、震壞房屋在設(shè)計(jì)上存在的問(wèn)題、震壞房屋在設(shè)計(jì)上存在的問(wèn)題2 2）梁柱變形能力不足，構(gòu)件過(guò)早破壞；）梁柱變形能力不足，構(gòu)件過(guò)早破壞；3 3）梁柱節(jié)點(diǎn)箍筋不足，節(jié)點(diǎn)受震破壞，梁柱失去了相互）梁柱節(jié)點(diǎn)箍筋不足，節(jié)點(diǎn)受震破壞，梁柱失去了相互 之

26、間的聯(lián)系；之間的聯(lián)系；4 4）砌體添充墻破壞；）砌體添充墻破壞；5 5）其他。）其他。1 1）框架塑性效應(yīng)較多地發(fā)生在梁端，底層柱的塑性效應(yīng)）框架塑性效應(yīng)較多地發(fā)生在梁端，底層柱的塑性效應(yīng) 較晚形成；較晚形成；4 4、框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的正確指導(dǎo)思想、框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的正確指導(dǎo)思想2 2）梁柱在彎曲破壞前，避免發(fā)生其它形式破壞，如剪切）梁柱在彎曲破壞前，避免發(fā)生其它形式破壞，如剪切 破壞、粘結(jié)破壞等；破壞、粘結(jié)破壞等；3 3）在梁、柱破壞之前，節(jié)點(diǎn)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度即變形能力；）在梁、柱破壞之前，節(jié)點(diǎn)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度即變形能力；4 4）重視非結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)。）重視非結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)。強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，更強(qiáng)

27、的節(jié)點(diǎn)強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，更強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)1 1、地震作用在結(jié)構(gòu)各部分的分配、地震作用在結(jié)構(gòu)各部分的分配 通常假定樓屋蓋在其平面內(nèi)的剛度通常假定樓屋蓋在其平面內(nèi)的剛度為無(wú)窮大。可推得為無(wú)窮大。可推得i i層第層第j j柱的地震剪力柱的地震剪力為：為：二、地震作用在結(jié)構(gòu)各部分的分配和計(jì)算二、地震作用在結(jié)構(gòu)各部分的分配和計(jì)算imkikijijVDDV1ijD-第第i i層第層第j j柱的抗側(cè)剛度。柱的抗側(cè)剛度。2 2、內(nèi)力計(jì)算方法、內(nèi)力計(jì)算方法反彎點(diǎn)法反彎點(diǎn)法D D值法改進(jìn)的反彎點(diǎn)法值法改進(jìn)的反彎點(diǎn)法內(nèi)力計(jì)算步驟：內(nèi)力計(jì)算步驟：層間剪力分配到柱層間剪力分配到柱計(jì)算柱彎計(jì)算柱彎矩矩根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡計(jì)算梁彎矩。

28、根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡計(jì)算梁彎矩。（1 1）反彎點(diǎn)法）反彎點(diǎn)法: : 在水平荷載作用下，假定節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)角為在水平荷載作用下，假定節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)角為0 0cbkk3當(dāng)當(dāng) 時(shí)，可假定時(shí)，可假定bk2/h反彎點(diǎn)高度反彎點(diǎn)高度 在柱的在柱的12高度處截面彎矩為零，高度處截面彎矩為零，柱的彈性曲線在該處改變凹凸方向，柱的彈性曲線在該處改變凹凸方向，故此處稱為反彎點(diǎn)，反彎點(diǎn)距柱底故此處稱為反彎點(diǎn)，反彎點(diǎn)距柱底的距離稱為反彎點(diǎn)高度。的距離稱為反彎點(diǎn)高度。 柱的反彎點(diǎn)確定后如果再求得柱的反彎點(diǎn)確定后如果再求得柱剪力后，即可給出框架的彎矩圖。柱剪力后，即可給出框架的彎矩圖。柱中剪力的計(jì)算：柱中剪力的計(jì)算：假定：梁的剛度無(wú)窮大。假

29、定：梁的剛度無(wú)窮大。mkikiVV1ikikikiikikrhiV212mkmkikiikikirrV11mkikiirV1imjijikikVrrV1柱端彎矩的計(jì)算：柱端彎矩的計(jì)算：根據(jù)反彎點(diǎn)高度和柱中剪力確定。根據(jù)反彎點(diǎn)高度和柱中剪力確定。假定底層柱的反彎點(diǎn)在柱高假定底層柱的反彎點(diǎn)在柱高2/32/3處。處。梁端彎矩的計(jì)算：梁端彎矩的計(jì)算：邊節(jié)點(diǎn)：由節(jié)點(diǎn)平衡確定。邊節(jié)點(diǎn)：由節(jié)點(diǎn)平衡確定。中節(jié)點(diǎn)：按梁的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度分配確定。中節(jié)點(diǎn)：按梁的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度分配確定。例：用反彎點(diǎn)法計(jì)算圖示結(jié)構(gòu)彎矩圖。例：用反彎點(diǎn)法計(jì)算圖示結(jié)構(gòu)彎矩圖。 （圖中括號(hào)內(nèi)數(shù)字為各桿相對(duì)線剛度值）（圖中括號(hào)內(nèi)數(shù)字為各桿相對(duì)線剛度值）解

30、：解： 柱中剪力：柱中剪力：三層：三層：kN83VkN7.2125.15.13333131VVrrVkkN5.3125.12332VVkN8.1125.11333VV解：解： 柱中剪力：柱中剪力：三層：三層：kN83VkN7 .231VkN5 . 332VkN8 .133V二層：二層：kN251782VkN3 .821VkN1 .1122VkN8 .123V一層：一層：kN45201781VkN1511VkN1812VkN1213V彎矩圖：彎矩圖：kN.m69. 27125 . 75 . 7kjMkN.m30. 47125 . 712jkM5.4kN.m7kN.m3.6kN.m2.69kN.m

31、4.3kN.m（2 2）改進(jìn)的反彎點(diǎn)法）改進(jìn)的反彎點(diǎn)法D D值法值法 反彎點(diǎn)法只適用于梁柱線剛度比大于反彎點(diǎn)法只適用于梁柱線剛度比大于 3的情形。的情形。如不滿足這個(gè)條件，柱的側(cè)移剛度和反彎點(diǎn)位置，都如不滿足這個(gè)條件，柱的側(cè)移剛度和反彎點(diǎn)位置，都將隨框架節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角大小而改變。這時(shí)，再采用反彎點(diǎn)將隨框架節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角大小而改變。這時(shí)，再采用反彎點(diǎn)法求框架內(nèi)力，就會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。法求框架內(nèi)力，就會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。 改進(jìn)的反彎點(diǎn)法改進(jìn)的反彎點(diǎn)法近似地考慮了框架節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)柱近似地考慮了框架節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)柱的側(cè)移剛度和反彎點(diǎn)高度的影響的側(cè)移剛度和反彎點(diǎn)高度的影響，改進(jìn)的反彎點(diǎn)法是，改進(jìn)的反彎點(diǎn)法是目前分析框架內(nèi)力

32、比較簡(jiǎn)單、而又比較精確的一種近目前分析框架內(nèi)力比較簡(jiǎn)單、而又比較精確的一種近似方法。因此，在工程中廣泛采用。改進(jìn)反彎點(diǎn)法求似方法。因此，在工程中廣泛采用。改進(jìn)反彎點(diǎn)法求得柱的側(cè)移剛度，工程上用得柱的側(cè)移剛度，工程上用D表示，故改進(jìn)反彎點(diǎn)法表示，故改進(jìn)反彎點(diǎn)法又稱又稱“D值法值法”。(2)、D值法（改進(jìn)反彎點(diǎn)法）值法（改進(jìn)反彎點(diǎn)法）考慮上下梁剛度的影響，對(duì)反彎點(diǎn)位置加以修正。考慮上下梁剛度的影響，對(duì)反彎點(diǎn)位置加以修正。計(jì)算步驟如下：計(jì)算步驟如下：、計(jì)算各層柱的側(cè)移剛度、計(jì)算各層柱的側(cè)移剛度D a 修正系數(shù)，由梁柱線修正系數(shù)，由梁柱線剛度比定。剛度比定。1312hEID 31 2cE IDhhEI

33、kcc212cDkh柱線剛度柱線剛度假定：假定：1.1.柱柱ABAB及與其相鄰各桿的桿端轉(zhuǎn)角相同；及與其相鄰各桿的桿端轉(zhuǎn)角相同；2. 柱柱AB及與其相鄰的上下柱的線剛度相同、及與其相鄰的上下柱的線剛度相同、柱高相同、層間位移相同。柱高相同、層間位移相同。ckkkk221ckkkkkk24321kk2ckkk3ckkkk65kk25 . 0cK2K1KcK4K1K2K3K3KcK5KcK6K取值取值邊柱邊柱中柱中柱一般層一般層底層底層、計(jì)算各柱分配剪力、計(jì)算各柱分配剪力、確定反彎點(diǎn)高度、確定反彎點(diǎn)高度yy0 標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比，根據(jù)框架總層數(shù)、該柱所在標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比，根據(jù)框架總層數(shù)、該柱所在的層

34、數(shù)以及梁柱線剛度比確定的層數(shù)以及梁柱線剛度比確定y1 上、下梁線剛度不同，對(duì)上、下梁線剛度不同，對(duì)y0 的修正值的修正值 彎點(diǎn)上移，彎點(diǎn)上移， y1 為正值為正值 彎點(diǎn)下移，彎點(diǎn)下移， y1 為負(fù)值為負(fù)值ijjijVDDVhyyyyy)(32101K2K4K3K143211kkkk121431kkkky2 上層層高與本層層高不同時(shí)，反上層層高與本層層高不同時(shí)，反 彎點(diǎn)高度修正值。彎點(diǎn)高度修正值。由由 和和 查表。查表。 、計(jì)算柱端彎矩、計(jì)算柱端彎矩 上端上端 下端下端hhu2k()cijMVhy上y y3 3 下層層高與本層層高不同時(shí)，反彎點(diǎn)高度修正值。下層層高與本層層高不同時(shí)，反彎點(diǎn)高度修正

35、值。上cM下cMijVycijMVy下、 梁端剪梁端剪力力、 計(jì)算柱軸力計(jì)算柱軸力N ， 為各層柱上梁端剪力之和為各層柱上梁端剪力之和lMMVrblbbbVlbMrbMbV、計(jì)算梁端彎矩、計(jì)算梁端彎矩1k2k112(bcckMMMkk左上下）212(bcckMMMkk右上下）豎向荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算豎向荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算 彎距分配法內(nèi)力組合內(nèi)力組合 在進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計(jì)時(shí)，需求得控制截面在進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計(jì)時(shí)，需求得控制截面上的最不利內(nèi)力組合作為配筋的依據(jù)。對(duì)于框上的最不利內(nèi)力組合作為配筋的依據(jù)。對(duì)于框架梁，一般選梁的兩端截面和跨中截面作為控架梁，一般選梁的兩端截面和跨中截面作為控制截面；對(duì)

36、于柱，則選柱的上、下端作為控制制截面；對(duì)于柱，則選柱的上、下端作為控制截面，內(nèi)力不利組合就是控制配筋最大的內(nèi)力截面，內(nèi)力不利組合就是控制配筋最大的內(nèi)力組合。組合。 內(nèi)力組合內(nèi)力組合一般有兩種組合：一般有兩種組合：（1）、）、 地震作用效應(yīng)與重力荷載代表值效應(yīng)的組合地震作用效應(yīng)與重力荷載代表值效應(yīng)的組合EhGESSS3.12.1（2）、）、 豎向荷載效應(yīng)組合豎向荷載效應(yīng)組合(非抗震組合非抗震組合) 包括全部恒載與活載的組合。包括全部恒載與活載的組合。QGSSS4.12.1 具體對(duì)于框架來(lái)說(shuō)，對(duì)框架梁、框架柱的控制截面具體對(duì)于框架來(lái)說(shuō)，對(duì)框架梁、框架柱的控制截面進(jìn)行內(nèi)力組合。進(jìn)行內(nèi)力組合。i)、框

37、架梁、框架梁 （取不利組合）（取不利組合）QGEhGEMMMMMM4.12.13.12.1梁端正彎矩梁端正彎矩梁端負(fù)彎矩梁端負(fù)彎矩GEEhMMM2 . 13 . 1GEMEhM跨中正彎矩跨中正彎矩取不利組合中中QGEhGEMMMMMM4 . 12 . 13 . 12 . 1取不利組合QGbEhGEbVVVVVV4 .12 .13 .12 .1梁端剪力梁端剪力ii)、 框架柱內(nèi)力不利組合框架柱內(nèi)力不利組合柱上下端為控制截面取不利組合柱上下端為控制截面取不利組合QGQGEhGEEhGEQGQGEhGEEhGEMMMNNNMMMNNNNNNMMMNNNNMMM4.12.14.12.13.12.13.

38、12.14.12.14.12.1(3.13.12.1maxmaxmaxmax盡量小）取六、位移計(jì)算六、位移計(jì)算1) 多遇地震烈度下。多遇地震烈度下。 求出多遇烈度下得各層間剪力求出多遇烈度下得各層間剪力 層間位移層間位移2) 罕遇地震作用下層間彈塑性位移計(jì)算罕遇地震作用下層間彈塑性位移計(jì)算 對(duì)于對(duì)于 大于大于0.5的框架，只要彈性位移滿足要求，的框架，只要彈性位移滿足要求，可不進(jìn)行彈塑性位移計(jì)算。可不進(jìn)行彈塑性位移計(jì)算。iVjieDVHeey(略）略）當(dāng)當(dāng) 時(shí)，進(jìn)行彈塑性位移計(jì)算。時(shí)，進(jìn)行彈塑性位移計(jì)算。 驗(yàn)算步驟：驗(yàn)算步驟： 樓層屈服強(qiáng)度樓層屈服強(qiáng)度 的確定的確定 薄弱層確定，一般在底層和薄

39、弱層確定，一般在底層和 較小層。較小層。 薄弱層的層間彈塑性位移驗(yàn)算薄弱層的層間彈塑性位移驗(yàn)算樓層屈服強(qiáng)度的確定樓層屈服強(qiáng)度的確定a、 根據(jù)梁柱的實(shí)際配筋及材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算梁柱的根據(jù)梁柱的實(shí)際配筋及材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算梁柱的實(shí)際極限抗彎承載力實(shí)際極限抗彎承載力梁梁:柱柱:5.0yy)(0syksbuahfAM)1(5.0)(0ckcccsykscufhbNNhahfAMy樓層屈服強(qiáng)度樓層屈服強(qiáng)度(剪力剪力)的確定示意的確定示意.計(jì)算梁柱極限抗彎能力計(jì)算梁柱極限抗彎能力.計(jì)算柱截面有效受彎承載力計(jì)算柱截面有效受彎承載力.計(jì)算柱的層間受剪承載力計(jì)算柱的層間受剪承載力b、 計(jì)算柱端截面有效受

40、彎承載力（與屈服機(jī)制有關(guān)）。計(jì)算柱端截面有效受彎承載力（與屈服機(jī)制有關(guān)）。 根據(jù)破壞機(jī)制根據(jù)破壞機(jī)制 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，為強(qiáng)梁弱柱型時(shí)，為強(qiáng)梁弱柱型 柱先屈服，梁后屈服柱先屈服，梁后屈服 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，為強(qiáng)柱弱梁型，梁首先屈服。時(shí)，為強(qiáng)柱弱梁型，梁首先屈服。柱端截面有效受彎承載力由節(jié)點(diǎn)的彎矩平衡得出，且不柱端截面有效受彎承載力由節(jié)點(diǎn)的彎矩平衡得出，且不大于柱的極限彎矩。大于柱的極限彎矩。bucuMM11icuicMM下下icuicMM上上1icuM下icuM上cubuMM 當(dāng)當(dāng) 且一柱端先達(dá)到屈服，此時(shí)，且一柱端先達(dá)到屈服，此時(shí)，另一端的受彎承載力按剛度求得另一端的受彎承載力按剛度求得。上柱下端屈服上柱下

41、端屈服取小下下1111icubuiiiicMMKKKM取小上上icubuiiiicMMKKKM11ikikcubuMM取小上下上icuicuiiicMMKKM1111icuicMM下下1icuM下1iKiK下柱上端屈服取小者下上下111,icuicuiiicMMKKM1iKiKicuM上icuM上icM上c、 計(jì)算第計(jì)算第i層第層第j根柱的受剪承載力根柱的受剪承載力yijVnicijcijyijHMMV下上上cijM下cijMnHd d、 第第i i層各柱總的屈服強(qiáng)度層各柱總的屈服強(qiáng)度niyijyiVV1VeVyiy 薄弱層的層間彈塑性位移計(jì)算薄弱層的層間彈塑性位移計(jì)算 層間彈塑性位移驗(yàn)算層間

42、彈塑性位移驗(yàn)算eppuuHupp框架計(jì)算步驟框架計(jì)算步驟 確定計(jì)算簡(jiǎn)圖、幾何參數(shù)計(jì)算、靜力荷載統(tǒng)計(jì)。確定計(jì)算簡(jiǎn)圖、幾何參數(shù)計(jì)算、靜力荷載統(tǒng)計(jì)。 地震作用計(jì)算：用底部剪力法計(jì)算水平地震作用及層地震作用計(jì)算：用底部剪力法計(jì)算水平地震作用及層間剪力間剪力 內(nèi)力計(jì)算：用內(nèi)力計(jì)算：用D值法計(jì)算水平作用下的內(nèi)力（并同時(shí)值法計(jì)算水平作用下的內(nèi)力（并同時(shí)進(jìn)行彈性層間位移驗(yàn)算）；用分層法或彎矩二次分配法進(jìn)行彈性層間位移驗(yàn)算）；用分層法或彎矩二次分配法計(jì)算重力荷載代表值作用下的內(nèi)力。計(jì)算重力荷載代表值作用下的內(nèi)力。計(jì)算各項(xiàng)非地震荷載作用下的內(nèi)力。計(jì)算各項(xiàng)非地震荷載作用下的內(nèi)力。 內(nèi)力組合：包括地震作用組合及非地震

43、作用組合。內(nèi)力組合：包括地震作用組合及非地震作用組合。 截面及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)（配筋計(jì)算）：截面及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)（配筋計(jì)算）： 彈塑性位移驗(yàn)算：彈塑性位移驗(yàn)算：三、框架柱、梁、節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)三、框架柱、梁、節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)1.框架柱的抗震設(shè)計(jì)框架柱的抗震設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則：設(shè)計(jì)原則：（1）強(qiáng)柱弱梁，使柱盡量不出現(xiàn)塑性鉸；）強(qiáng)柱弱梁，使柱盡量不出現(xiàn)塑性鉸；（2）在彎曲破壞前不發(fā)生剪切破壞，使柱有足夠的抗剪能力；）在彎曲破壞前不發(fā)生剪切破壞，使柱有足夠的抗剪能力；（3）控制柱的軸壓比不要太大；）控制柱的軸壓比不要太大；（4）加強(qiáng)約束，設(shè)置必要的約束箍筋。）加強(qiáng)約束，設(shè)置必要的約束箍筋。（1）強(qiáng)柱弱梁）強(qiáng)柱弱梁 為了使塑性鉸

44、首先在梁中出現(xiàn)，同一節(jié)點(diǎn)柱的抗彎能力要大于為了使塑性鉸首先在梁中出現(xiàn)，同一節(jié)點(diǎn)柱的抗彎能力要大于梁的抗彎能力。梁的抗彎能力。 抗震規(guī)范規(guī)定：一、二、三級(jí)框架的梁柱節(jié)點(diǎn)處，除頂層和柱軸壓抗震規(guī)范規(guī)定：一、二、三級(jí)框架的梁柱節(jié)點(diǎn)處，除頂層和柱軸壓比小于比小于0.150.15者外，柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下列公式要求者外，柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下列公式要求bccMM9 9度和一級(jí)框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合：度和一級(jí)框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合：buacMM2.1cM-節(jié)點(diǎn)上下柱端截面順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蚪M合的彎矩設(shè)計(jì)值之和節(jié)點(diǎn)上下柱端截面順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蚪M合的彎矩設(shè)計(jì)值之和; ;bM-節(jié)點(diǎn)左右梁端截面逆時(shí)針或順時(shí)針?lè)较?/p>

45、組合的彎矩設(shè)計(jì)值之和；節(jié)點(diǎn)左右梁端截面逆時(shí)針或順時(shí)針?lè)较蚪M合的彎矩設(shè)計(jì)值之和；buaM-節(jié)點(diǎn)左右梁端截面逆時(shí)針或順時(shí)針?lè)较蚋鶕?jù)實(shí)配鋼筋面積（考節(jié)點(diǎn)左右梁端截面逆時(shí)針或順時(shí)針?lè)较蚋鶕?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)算的抗彎承載力所對(duì)應(yīng)的彎矩慮受壓筋）和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的抗彎承載力所對(duì)應(yīng)的彎矩 值之和；值之和；c-柱端彎矩增大系數(shù)，一級(jí)為柱端彎矩增大系數(shù)，一級(jí)為1.4,1.4,二級(jí)為二級(jí)為1.2,1.2,三級(jí)為三級(jí)為1.11.1。 為了不使框架底層柱過(guò)早出現(xiàn)塑性鉸，規(guī)范規(guī)定：一、二、三級(jí)框?yàn)榱瞬皇箍蚣艿讓又^(guò)早出現(xiàn)塑性鉸，規(guī)范規(guī)定：一、二、三級(jí)框架底層柱底截面組合的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)分別

46、乘以增大系數(shù)架底層柱底截面組合的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.5、1.25、1.15。（2）在彎曲破壞前不發(fā)生剪切破壞）在彎曲破壞前不發(fā)生剪切破壞（a）柱剪力設(shè)計(jì)值的調(diào)整）柱剪力設(shè)計(jì)值的調(diào)整9度時(shí)和一級(jí)框架尚應(yīng)符合度時(shí)和一級(jí)框架尚應(yīng)符合nbctcVcHMMV/)(nbcuatcuaHMMV/)(2.1V-柱端組合剪力設(shè)計(jì)值；柱端組合剪力設(shè)計(jì)值；bctcMM 、-分別為柱上下端順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蚪孛娼M合的彎分別為柱上下端順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蚪孛娼M合的彎矩設(shè)計(jì)值矩設(shè)計(jì)值; ;Vc-柱的剪力增大系數(shù)，一級(jí)為柱的剪力增大系數(shù)，一級(jí)為1.4,1.4,二級(jí)為二級(jí)為1.2,1.2,三級(jí)為三級(jí)為1.11.1。

47、nH-柱梁的凈高；柱梁的凈高；bcuatcuaMM、-分別為偏心受壓柱上下端順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蚋謩e為偏心受壓柱上下端順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蚋鶕?jù)實(shí)配鋼筋面積和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和軸壓力等計(jì)算的據(jù)實(shí)配鋼筋面積和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和軸壓力等計(jì)算的抗震承載力所對(duì)應(yīng)的彎矩值；抗震承載力所對(duì)應(yīng)的彎矩值；（b）剪壓比限值）剪壓比限值cbfbhV0/剪跨比大于剪跨比大于2.52.5時(shí)：時(shí)： 剪壓比：截面內(nèi)平均剪應(yīng)力與混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值之比，即剪壓比：截面內(nèi)平均剪應(yīng)力與混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值之比，即)2.0(10bhfVcREc 剪壓比過(guò)大剪壓比過(guò)大, ,混凝土?xí)^(guò)早發(fā)生斜壓破壞混凝土?xí)^(guò)早發(fā)生斜壓破壞, ,箍筋不能充分

48、發(fā)揮作用箍筋不能充分發(fā)揮作用, ,它它對(duì)構(gòu)件的變形能力也有顯著影響，因此應(yīng)控制。對(duì)構(gòu)件的變形能力也有顯著影響，因此應(yīng)控制。cV-柱端部截面組合的剪力設(shè)計(jì)值；柱端部截面組合的剪力設(shè)計(jì)值；0h-截面有效高度；截面有效高度；cf-混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；b-截面寬度；截面寬度；RE-承載力抗震調(diào)整系數(shù)。承載力抗震調(diào)整系數(shù)。（c）柱斜截面受剪承載力）柱斜截面受剪承載力 在反復(fù)荷載作用下，混凝土所能承受的極限剪力大大降低，設(shè)在反復(fù)荷載作用下，混凝土所能承受的極限剪力大大降低，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮這種影響。驗(yàn)算采用與非抗震時(shí)的承載力驗(yàn)算形式，但計(jì)時(shí)需考慮這種影響。驗(yàn)算采用與非抗震時(shí)的承

49、載力驗(yàn)算形式，但須除以承載力抗震調(diào)整系數(shù)。須除以承載力抗震調(diào)整系數(shù)。)056.0105.1(100NhsAfbhfVsvyvtREc-剪跨比，反彎點(diǎn)位于柱高中部的框架柱，取剪跨比，反彎點(diǎn)位于柱高中部的框架柱，取02 hHn當(dāng)當(dāng) 時(shí)，取時(shí)，取 ，當(dāng)，當(dāng) 時(shí)，取時(shí)，取1133svA-配置在柱的同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積；配置在柱的同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積；yvf-箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；s-沿柱高方向箍筋的間距；沿柱高方向箍筋的間距；N-考慮地震作用組合下框架柱的軸向壓力設(shè)計(jì)值，考慮地震作用組合下框架柱的軸向壓力設(shè)計(jì)值， 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，取時(shí)，取 AfNc3.0AfNc3.

50、0A-柱的橫截面面積柱的橫截面面積N N為組合軸壓力設(shè)計(jì)值；為組合軸壓力設(shè)計(jì)值；b b、h h為柱的短長(zhǎng)邊；為柱的短長(zhǎng)邊；f fc c為混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。為混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。軸壓比：柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值與柱的全截面面積和混凝土抗壓軸壓比：柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值與柱的全截面面積和混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積之比強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積之比, ,即：即： 它是控制偏心受拉邊鋼筋先到抗拉強(qiáng)度，還是受壓區(qū)混凝土先它是控制偏心受拉邊鋼筋先到抗拉強(qiáng)度，還是受壓區(qū)混凝土先達(dá)到其極限壓應(yīng)變的主要指標(biāo)。達(dá)到其極限壓應(yīng)變的主要指標(biāo)。柱的變形能力隨軸壓比增大而急柱的變形能力隨軸壓比增大而急劇降低。劇降低。cbhfN / 規(guī)

51、范規(guī)定：規(guī)范規(guī)定：柱軸壓比不應(yīng)超過(guò)下表，但柱軸壓比不應(yīng)超過(guò)下表，但類場(chǎng)地上的較高高層類場(chǎng)地上的較高高層建筑柱軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)減小。建筑柱軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)減小。0.900.950.800.850.700.75框架框架框架框架-剪力墻剪力墻三三二二一一結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型抗震等級(jí)抗震等級(jí)柱軸壓比限制柱軸壓比限制（3）控制柱的軸壓比）控制柱的軸壓比 框架柱的破壞主要集中在柱端框架柱的破壞主要集中在柱端1.01.5倍柱截面高度范圍內(nèi)。倍柱截面高度范圍內(nèi)。（a) a) 承擔(dān)柱子剪力；承擔(dān)柱子剪力；（b) b) 約束混凝土，提高混凝土抗壓強(qiáng)度，提高變形能力；約束混凝土，提高混凝土抗壓強(qiáng)度，提高變形能力；（c)

52、 c) 為縱向鋼筋提供側(cè)向支承，防止縱筋壓曲。為縱向鋼筋提供側(cè)向支承，防止縱筋壓曲。（4）加強(qiáng)柱端約束）加強(qiáng)柱端約束加密箍筋的作用：加密箍筋的作用：6（柱根8）8d，150(柱根100)四88d,150(柱根100）三88d,100二10 6d,100一箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度（采用較大者）箍筋最小直徑箍筋最大間距（采用較小者）(mm)抗震等級(jí)h(或D) Hn/6500mm柱加密區(qū)的箍筋最大間距和最小直徑柱加密區(qū)的箍筋最大間距和最小直徑 H H為矩形截面長(zhǎng)邊尺寸，為矩形截面長(zhǎng)邊尺寸，D D為圓形截面直徑，為圓形截面直徑，HnHn為柱凈高，為柱凈高，d d為為縱向鋼筋最小直徑。縱向鋼筋最小直徑。 為了避免

53、地震作用下框架柱的過(guò)早屈服，并獲得較大的屈服變?yōu)榱吮苊獾卣鹱饔孟驴蚣苤倪^(guò)早屈服，并獲得較大的屈服變形，必須滿足縱向鋼筋的最小總配筋率。形，必須滿足縱向鋼筋的最小總配筋率。（5）柱縱向鋼筋的配置）柱縱向鋼筋的配置例：例：框架柱抗震設(shè)計(jì)。已知某框架中柱，抗震等級(jí)二級(jí)。軸向壓力組合框架柱抗震設(shè)計(jì)。已知某框架中柱，抗震等級(jí)二級(jí)。軸向壓力組合 設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值N=2710kN,柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值分別為柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值分別為 和和 。梁端組合彎矩設(shè)計(jì)值之和。梁端組合彎矩設(shè)計(jì)值之和 ， 選用柱截面選用柱截面 ,采用對(duì)稱配筋，經(jīng)配筋計(jì)算后每側(cè)采用對(duì)稱配筋，經(jīng)配筋計(jì)算后每側(cè) 。梁截面。梁截面 ，層高，層高4.2

54、m。混凝土強(qiáng)度等級(jí)。混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30， 主筋主筋級(jí)鋼筋，箍筋級(jí)鋼筋，箍筋級(jí)鋼筋。級(jí)鋼筋。 kN.m730ucMkN.m770lcMkN.m900bMmm600mm500255mm750mm300解：解：1.強(qiáng)柱弱梁驗(yàn)算強(qiáng)柱弱梁驗(yàn)算抗震等級(jí)二級(jí)，要求節(jié)點(diǎn)處梁柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合抗震等級(jí)二級(jí)，要求節(jié)點(diǎn)處梁柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合近似假定：已知的近似假定：已知的 亦分別是節(jié)點(diǎn)上下柱端截亦分別是節(jié)點(diǎn)上下柱端截面組合彎矩設(shè)計(jì)值和節(jié)點(diǎn)左右梁端截面組合彎矩設(shè)計(jì)值之和面組合彎矩設(shè)計(jì)值和節(jié)點(diǎn)左右梁端截面組合彎矩設(shè)計(jì)值之和 ucMlcMbMbcMM2 . 1例：例：框架柱抗震設(shè)計(jì)。已知某框架中柱，抗震等級(jí)

55、二級(jí)。軸向壓力組合框架柱抗震設(shè)計(jì)。已知某框架中柱，抗震等級(jí)二級(jí)。軸向壓力組合 設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值N=2710kN,柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值分別為柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值分別為 和和 。梁端組合彎矩設(shè)計(jì)值之和。梁端組合彎矩設(shè)計(jì)值之和 ， 選用柱截面選用柱截面 ,采用對(duì)稱配筋，經(jīng)配筋計(jì)算后每側(cè)采用對(duì)稱配筋，經(jīng)配筋計(jì)算后每側(cè) 。梁截面。梁截面 ，層高，層高4.2m。混凝土強(qiáng)度等級(jí)。混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30， 主筋主筋級(jí)鋼筋，箍筋級(jí)鋼筋，箍筋級(jí)鋼筋。級(jí)鋼筋。 kN.m730ucMkN.m770lcMkN.m900bMmm600mm500255mm750mm300解：解：1.強(qiáng)柱弱梁驗(yàn)算強(qiáng)柱弱梁驗(yàn)算抗震等級(jí)二級(jí)，要求節(jié)點(diǎn)處梁

56、柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合抗震等級(jí)二級(jí)，要求節(jié)點(diǎn)處梁柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合bcMM2.1近似假定：已知的近似假定：已知的 亦分別是節(jié)點(diǎn)上下柱端截亦分別是節(jié)點(diǎn)上下柱端截面組合彎矩設(shè)計(jì)值和節(jié)點(diǎn)左右梁端截面組合彎矩設(shè)計(jì)值之和。面組合彎矩設(shè)計(jì)值和節(jié)點(diǎn)左右梁端截面組合彎矩設(shè)計(jì)值之和。 ucMlcMbM則則kN.m1500730770lcuccMMMkN.m10809002.12.1bM滿足。滿足。例：例：框架柱抗震設(shè)計(jì)。已知某框架中柱，抗震等級(jí)二級(jí)。軸向壓力組合框架柱抗震設(shè)計(jì)。已知某框架中柱，抗震等級(jí)二級(jí)。軸向壓力組合 設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值N=2710kN,柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值分別為柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值分別為 和和

57、 。梁端組合彎矩設(shè)計(jì)值之和。梁端組合彎矩設(shè)計(jì)值之和 ， 選用柱截面選用柱截面 ,采用對(duì)稱配筋，經(jīng)配筋計(jì)算后每側(cè)采用對(duì)稱配筋，經(jīng)配筋計(jì)算后每側(cè) 。梁截面。梁截面 ，層高，層高4.2m。混凝土強(qiáng)度等級(jí)。混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30， 主筋主筋級(jí)鋼筋，箍筋級(jí)鋼筋，箍筋級(jí)鋼筋。級(jí)鋼筋。 kN.m730ucMkN.m770lcMkN.m900bMmm600mm500255mm750mm300解：解：2.斜截面受剪承載力斜截面受剪承載力（1）剪力設(shè)計(jì)值）剪力設(shè)計(jì)值nlcucHMMV/)(2.1kN52275.02.47307702.1（2）剪壓比應(yīng)滿足）剪壓比應(yīng)滿足kN997)565500152.0(85.01)

58、2.0(10bhfcREkN522滿足。滿足。)2.0(10bhfVcRE例：例：框架柱抗震設(shè)計(jì)。已知某框架中柱，抗震等級(jí)二級(jí)。軸向壓力組合框架柱抗震設(shè)計(jì)。已知某框架中柱，抗震等級(jí)二級(jí)。軸向壓力組合 設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值N=2710kN,柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值分別為柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值分別為 和和 。梁端組合彎矩設(shè)計(jì)值之和。梁端組合彎矩設(shè)計(jì)值之和 ， 選用柱截面選用柱截面 ,采用對(duì)稱配筋，經(jīng)配筋計(jì)算后每側(cè)采用對(duì)稱配筋，經(jīng)配筋計(jì)算后每側(cè) 。梁截面。梁截面 ，層高，層高4.2m。混凝土強(qiáng)度等級(jí)。混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30， 主筋主筋級(jí)鋼筋，箍筋級(jí)鋼筋，箍筋級(jí)鋼筋。級(jí)鋼筋。 kN.m730ucMkN.m770lcMkN

59、.m900bMmm600mm500255mm750mm300解：解：2.斜截面受剪承載力斜截面受剪承載力（3）混凝土受剪承載力）混凝土受剪承載力kN2211271250056.056550001.21305.1cVNbhfVtc056.0105.10其中其中0.305.3565.0245.320hHn取取0.3N1271250565500153 .00.3N27100000hbfNcc取取1271.25kNN1271250N例：例：框架柱抗震設(shè)計(jì)。已知某框架中柱，抗震等級(jí)二級(jí)。軸向壓力組合框架柱抗震設(shè)計(jì)。已知某框架中柱，抗震等級(jí)二級(jí)。軸向壓力組合 設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值N=2710kN,柱端組合彎矩設(shè)計(jì)

60、值分別為柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值分別為 和和 。梁端組合彎矩設(shè)計(jì)值之和。梁端組合彎矩設(shè)計(jì)值之和 ， 選用柱截面選用柱截面 ,采用對(duì)稱配筋，經(jīng)配筋計(jì)算后每側(cè)采用對(duì)稱配筋，經(jīng)配筋計(jì)算后每側(cè) 。梁截面。梁截面 ，層高，層高4.2m。混凝土強(qiáng)度等級(jí)。混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30， 主筋主筋級(jí)鋼筋，箍筋級(jí)鋼筋，箍筋級(jí)鋼筋。級(jí)鋼筋。 kN.m730ucMkN.m770lcMkN.m900bMmm600mm500255mm750mm300解：解：2.斜截面受剪承載力斜截面受剪承載力（3）混凝土受剪承載力）混凝土受剪承載力kN2211271250056.056550001.21305.1cVkN522V（4）所需箍筋）所需