混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計

1、南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原理2012.8南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計目錄目錄第一章第一章 地震工程學概論地震工程學概論 第二章第二章 場地與地基基礎(chǔ)抗震場地與地基基礎(chǔ)抗震 第三章第三章 工程結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析工程結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析 第四章第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計 第五章第五章 砌體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計砌體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計 第六章第六章 工程結(jié)構(gòu)隔震與消能減震簡介工程結(jié)構(gòu)隔震與消能減震簡介南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計4.1 4.1 概述概述多層和高層鋼筋混凝土結(jié)

2、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：鋼筋混凝土框架房屋：鋼筋混凝土縱梁、橫梁和柱等鋼筋混凝土縱梁、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)鋼筋混凝土框架房屋層數(shù)一般在十層以下。一般在十層以下?？蚣芸蚣? -抗震墻結(jié)構(gòu)：抗震墻結(jié)構(gòu)：在框架房屋中增加抗震墻構(gòu)成，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

3、荷載，框架主要承受豎向荷載。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計抗震墻抗震墻框架房屋框架房屋框架框架- -抗震墻抗震墻南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計一、框架結(jié)構(gòu)的整體破壞形式一、框架結(jié)構(gòu)的整體破壞形式4.2 4.2 震害及其分析震害及其分析按破壞性質(zhì)：延性破壞和脆性破壞；按破壞性質(zhì)：延性破壞和脆性破壞；按破壞機制：強柱弱梁和按破壞機制：強柱弱梁和強梁弱柱強梁弱柱 規(guī)范規(guī)范通過增大柱端彎矩來實現(xiàn)強柱弱梁，但汶川震害表明，框架通過增大柱端彎矩來實現(xiàn)強柱弱梁，但汶川震害表明，框架結(jié)構(gòu)破壞基本為強梁弱柱。所以規(guī)范規(guī)定的方法還有待進一

4、步改進。結(jié)構(gòu)破壞基本為強梁弱柱。所以規(guī)范規(guī)定的方法還有待進一步改進。強柱弱梁強柱弱梁強梁弱柱強梁弱柱南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計二、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)件過早發(fā)生梁柱變形能力不足，構(gòu)件過早發(fā)生破壞。一般是梁輕柱重，柱頂重于柱底，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。內(nèi)箍筋拉斷，縱筋壓曲成燈籠狀

5、。 主要原因：節(jié)點處彎矩、剪力、主要原因：節(jié)點處彎矩、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)。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計2 2、柱底、柱底 與柱頂相似，由于箍筋較柱頂密，與柱頂相似，由于箍筋較柱頂密，震害相對柱頂較輕。震害相對柱頂較輕。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計3 3、短柱、短柱 當柱高小于當柱高小于4 4倍柱截面高度（倍柱截面高度（H/b4)H/b4)時形成短柱。時形成短柱。短柱剛度大，易產(chǎn)生剪切破壞。短柱剛度大，易產(chǎn)

6、生剪切破壞。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計4 4、角柱、角柱 由于雙向受彎、受剪由于雙向受彎、受剪, ,加加上扭轉(zhuǎn)作用，上扭轉(zhuǎn)作用，震害比內(nèi)柱重。震害比內(nèi)柱重。5 5、梁柱節(jié)點、梁柱節(jié)點 節(jié)點核心區(qū)產(chǎn)生對角方向節(jié)點核心區(qū)產(chǎn)生對角方向的斜裂縫或交叉斜裂縫，混凝的斜裂縫或交叉斜裂縫，混凝土剪碎剝落。節(jié)點內(nèi)箍筋很少土剪碎剝落。節(jié)點內(nèi)箍筋很少或無箍筋時，柱縱向鋼筋壓曲或無箍筋時，柱縱向鋼筋壓曲外鼓。外鼓。 節(jié)點破壞的主要原因是節(jié)點的受剪承載力不足，約束箍筋太少，梁節(jié)點破壞的主要原因是節(jié)點的受剪承載力不足，約束箍筋太少，梁筋錨固長度不夠以及施工質(zhì)量差所引起。筋錨固長

7、度不夠以及施工質(zhì)量差所引起。6 6、框架梁、框架梁 震害多發(fā)生于震害多發(fā)生于梁端梁端。在地震作用下梁端縱向鋼筋屈服，出現(xiàn)上下貫。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度降低等?；炷量辜魪姸冉档偷?。 節(jié)點破壞將導致梁柱失去相互之間的聯(lián)系。節(jié)點破壞將導致梁柱失去相互之間的聯(lián)系。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗

8、震設(shè)計三、填充墻的震害三、填充墻的震害 砌體填充墻剛度大而砌體填充墻剛度大而承載力低，首先承受地震承載力低，首先承受地震作用而遭破壞。一般作用而遭破壞。一般7 7度度即出現(xiàn)裂縫，即出現(xiàn)裂縫，8 8度和度和8 8度以度以上地震作用下，裂縫明顯上地震作用下，裂縫明顯增加，甚至部分倒塌，一增加，甚至部分倒塌，一般是上輕下重，空心砌體般是上輕下重，空心砌體墻重于實心砌體墻，砌快墻重于實心砌體墻，砌快墻重于磚墻。墻重于磚墻。 框架框架- -剪力墻結(jié)構(gòu)上部較剪力墻結(jié)構(gòu)上部較嚴重（彎曲變形），框架結(jié)嚴重（彎曲變形），框架結(jié)構(gòu)下部震害嚴重（剪切變構(gòu)下部震害嚴重（剪切變形）。形）。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課

9、件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計 填充墻破壞的主要原因是：墻體受剪承載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)變形時墻體易發(fā)生剪切破壞和散落。結(jié)，在往復(fù)變形時墻體易發(fā)生剪切破壞和散落。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計四、抗震墻的震害四、抗震墻的震害 在強震作用下，抗震墻的震害主要表現(xiàn)在強震作用下，抗震墻的震害主要表現(xiàn)在墻肢之間連梁的剪切破在墻肢之間連梁的剪切破壞壞。主要是由于連梁跨度小，高度大形成深梁，在反復(fù)荷載作用下形。主要是由于連梁跨度小，高度大形成深梁，在反復(fù)荷

10、載作用下形成成X X型剪切裂縫，為剪切型脆性破壞，尤其是在房屋型剪切裂縫，為剪切型脆性破壞，尤其是在房屋1/31/3高度處的連梁高度處的連梁破壞更為明顯。破壞更為明顯。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計五、防震縫的震害五、防震縫的震害 防震縫寬度過小，地震時結(jié)構(gòu)防震縫寬度過小，地震時結(jié)構(gòu)相互碰撞造成震害相互碰撞造成震害。 總結(jié)以上震害調(diào)查結(jié)果，除注意場地和地基因素外，從總結(jié)以上震害調(diào)查結(jié)果，除注意場地和地基因素外，從結(jié)構(gòu)上主要應(yīng)注意：結(jié)構(gòu)上主要應(yīng)注意： 1 1）結(jié)構(gòu)的剛度在平面上和沿豎向的分布要規(guī)則、均勻；）結(jié)構(gòu)的剛度在平面上和沿豎向的分布要規(guī)則、均勻； 2

11、2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件要有足夠的承載力和延性；）結(jié)構(gòu)構(gòu)件要有足夠的承載力和延性； 3 3）重視構(gòu)造，加強對混凝土的約束，防止剪切、錨固）重視構(gòu)造，加強對混凝土的約束，防止剪切、錨固 等脆性破壞；等脆性破壞； 4 4）保證施工質(zhì)量。）保證施工質(zhì)量。六、樓梯間的震害六、樓梯間的震害 由于樓梯的施工縫在踏步板由于樓梯的施工縫在踏步板1/31/3高處，汶川地震時樓高處，汶川地震時樓梯普遍在此處折斷。梯普遍在此處折斷。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計集集地震中，集集地震中，高層建筑扭轉(zhuǎn)高層建筑扭轉(zhuǎn)破壞（平面不破

12、壞（平面不規(guī)則）。規(guī)則）。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計學校建筑，縱學校建筑，縱向無墻走廊大向無墻走廊大懸臂，嚴重破懸臂，嚴重破壞。壞。 南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計走廊有柱，破走廊有柱，破壞較輕。壞較輕。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計走廊有柱，帶翼墻，走廊有柱，帶翼墻，震害較輕。震害較輕。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計臨街建筑，單面縱墻，剛臨街建筑，單面縱墻，剛度偏心，倒塌

13、。度偏心，倒塌。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計4.3 4.3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計特點及概念設(shè)計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計特點及概念設(shè)計一、單柱及群柱的一、單柱及群柱的 曲線曲線PPPPyPyuAB-位移延性比位移延性比yu/PPABC南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計PPABCyu彈性范圍彈性范圍有約束屈有約束屈服范圍服范圍無約束屈無約束屈服范圍服范圍二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計特點二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計特點使用階段或在常遇地震作用時，結(jié)構(gòu)在彈性范圍工作；使用階段或在常遇地震作用時，結(jié)構(gòu)在彈性范圍工作；在基本烈度地震

14、作用時在基本烈度地震作用時, ,結(jié)構(gòu)在彈塑性范圍工作結(jié)構(gòu)在彈塑性范圍工作; ;在罕遇烈度地震作用時在罕遇烈度地震作用時, ,結(jié)構(gòu)亦在彈塑性范圍工作結(jié)構(gòu)亦在彈塑性范圍工作; ;程度不同程度不同南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計三、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計三、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計1.1.設(shè)置多道抗震防線；設(shè)置多道抗震防線；2.2.合理控制結(jié)構(gòu)的彈塑區(qū)部位；合理控制結(jié)構(gòu)的彈塑區(qū)部位；1 1）結(jié)構(gòu)有較好的塑性內(nèi)力重分布能力；）結(jié)構(gòu)有較好的塑性內(nèi)力重分布能力；2 2）結(jié)構(gòu)有較寬的約束屈服范圍及極限變形；）結(jié)構(gòu)有較寬的約束屈服范圍及極限變形；3 3）局部破壞不致導致整

15、個結(jié)構(gòu)失效及具有易于修復(fù)）局部破壞不致導致整個結(jié)構(gòu)失效及具有易于修復(fù) 的可能性。的可能性。3.3.加強結(jié)構(gòu)的整體性和構(gòu)件間的連接；加強結(jié)構(gòu)的整體性和構(gòu)件間的連接；4.4.抗側(cè)力構(gòu)件的剛度、強度、延性應(yīng)有適當?shù)膶?yīng)關(guān)系；抗側(cè)力構(gòu)件的剛度、強度、延性應(yīng)有適當?shù)膶?yīng)關(guān)系；5.5.上部結(jié)構(gòu)應(yīng)與地基條件適應(yīng)。上部結(jié)構(gòu)應(yīng)與地基條件適應(yīng)。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計4.4 4.4 抗震設(shè)計的一般規(guī)定抗震設(shè)計的一般規(guī)定一、房屋的適用最大高度和最大高寬比一、房屋的適用最大高度和最大高寬比 抗震規(guī)范抗震規(guī)范規(guī)定：乙、丙和丁類建筑的框架結(jié)構(gòu)和框架規(guī)定：乙、丙和丁類建筑的框架結(jié)

16、構(gòu)和框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)適用抗震墻結(jié)構(gòu)適用的最大高度應(yīng)不超過下表的規(guī)定的最大高度應(yīng)不超過下表的規(guī)定。甲類建筑適用的最大高度應(yīng)專門研究。甲類建筑適用的最大高度應(yīng)專門研究。注：注：1. 房屋高度指室外地面到主要屋面板板頂?shù)母叨龋ú话ň植客怀鑫蓓敳糠郑?；房屋高度指室外地面到主要屋面板板頂?shù)母叨龋ú话ň植客怀鑫蓓敳糠郑?2. 框架框架-核心筒結(jié)構(gòu)指周邊稀柱框架與核心筒組成的結(jié)構(gòu)；核心筒結(jié)構(gòu)指周邊稀柱框架與核心筒組成的結(jié)構(gòu)； 3. 部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)指首層或底部兩層框支抗震墻結(jié)構(gòu)；部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)指首層或底部兩層框支抗震墻結(jié)構(gòu)； 4. 筒體結(jié)構(gòu)帶有一部分主要承受豎向荷載的無梁樓蓋時，不作為板柱抗

17、震墻結(jié)構(gòu)；筒體結(jié)構(gòu)帶有一部分主要承受豎向荷載的無梁樓蓋時，不作為板柱抗震墻結(jié)構(gòu)； 5. 不規(guī)則或不規(guī)則或類場地的結(jié)構(gòu)，其最大適用高度一般降低類場地的結(jié)構(gòu)，其最大適用高度一般降低20%左右；左右； 6. 超過表內(nèi)高度的房屋，應(yīng)進行專門研究和論證，采取有效的加強措施。超過表內(nèi)高度的房屋，應(yīng)進行專門研究和論證，采取有效的加強措施。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計一、房屋的適用最大高度和最大高寬比一、房屋的適用最大高度和最大高寬比高層建筑的高寬比限值高層建筑的高寬比限值 多層與高層鋼筋混凝土房屋抗震設(shè)計多層與高層鋼筋混凝土房屋抗震設(shè)計 南京工業(yè)大學土木工程學院整理課

18、件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計二、結(jié)構(gòu)的抗震等級二、結(jié)構(gòu)的抗震等級地震作用下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)有下列特點：地震作用下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)有下列特點：1 1、地震作用越大，房屋的抗震、地震作用越大，房屋的抗震要求要求越高；越高；2 2、結(jié)構(gòu)的抗震能力主要取決于主要抗側(cè)力構(gòu)件的性能；、結(jié)構(gòu)的抗震能力主要取決于主要抗側(cè)力構(gòu)件的性能；3 3、房屋越高，地震反應(yīng)越大，抗震要求越高。、房屋越高，地震反應(yīng)越大，抗震要求越高。 地震作用與烈度、場地等有關(guān)，從經(jīng)濟角度考慮，對地震作用與烈度、場地等有關(guān)，從經(jīng)濟角度考慮，對不同烈度、場地的結(jié)構(gòu)的抗震要求可以有明顯的差別。不同烈度、場地的結(jié)構(gòu)的

19、抗震要求可以有明顯的差別。 主、次抗側(cè)力構(gòu)件的抗震要求應(yīng)有差別。主、次抗側(cè)力構(gòu)件的抗震要求應(yīng)有差別。 抗震等級是確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震計算和抗震措施的標準?？拐鸬燃壥谴_定結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震計算和抗震措施的標準。根據(jù)設(shè)防烈度、房屋高度、建筑類別、結(jié)構(gòu)類型及構(gòu)件在根據(jù)設(shè)防烈度、房屋高度、建筑類別、結(jié)構(gòu)類型及構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中的重要程度確定，共分四個等級，一級最高。結(jié)構(gòu)中的重要程度確定，共分四個等級，一級最高。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計 下表為下表為丙類丙類建筑抗震等級的劃分：建筑抗震等級的劃分：南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計 1 1、甲

20、、乙、丁類建筑應(yīng)按抗震設(shè)防標準中的抗震措施、甲、乙、丁類建筑應(yīng)按抗震設(shè)防標準中的抗震措施所要求的設(shè)防烈度按上表確定抗震等級。所要求的設(shè)防烈度按上表確定抗震等級。 2 2、當框架、當框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)有足夠的抗震墻時抗震墻結(jié)構(gòu)有足夠的抗震墻時, ,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)中的抗震墻結(jié)構(gòu)中的抗震墻抗震墻確定抗確定抗震等級。否則按框架結(jié)構(gòu)確定等級。區(qū)分標準是看框架部分震等級。否則按框架結(jié)構(gòu)確定等級。區(qū)分標準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50%50%。nimji

21、ijchVM11框架承受的地震傾覆力矩可按下式計算：框架承受的地震傾覆力矩可按下式計算：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根框架柱的計算地震剪力；根框架柱的計算地震剪力；ih-第第i i層層高。層層高。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計 3 3、裙房與主樓的等級、裙房與主樓的等級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

22、4、多層與高層建筑的地下室、多層與高層建筑的地下室當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時，地下一層的抗震等級應(yīng)與上部結(jié)當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時，地下一層的抗震等級應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地下一層以下的抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或更低等級。地構(gòu)相同，地下一層以下的抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或更低等級。地下室中無上部結(jié)構(gòu)的部分，可根據(jù)具體情況采用三級或更低等級。下室中無上部結(jié)構(gòu)的部分，可根據(jù)具體情況采用三級或更低等級。圖中圖中c c為抗震等級為抗震等級裙房與主樓相連，除應(yīng)按裙房本身考慮外，不應(yīng)低于主樓的抗震等級；裙房與主樓相連，除應(yīng)按裙房本身考慮外，不應(yīng)低于主樓的抗震等級；主樓結(jié)構(gòu)在裙

23、房頂層及相鄰上下各一層應(yīng)適當加強抗震構(gòu)造措施。裙房主樓結(jié)構(gòu)在裙房頂層及相鄰上下各一層應(yīng)適當加強抗震構(gòu)造措施。裙房與主樓分離時，應(yīng)按裙房本身確定抗震等級。與主樓分離時，應(yīng)按裙房本身確定抗震等級。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計三、建筑結(jié)構(gòu)布置宜規(guī)則三、建筑結(jié)構(gòu)布置宜規(guī)則四、合理設(shè)計結(jié)構(gòu)破壞機制四、合理設(shè)計結(jié)構(gòu)破壞機制1 1、框架結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu) 為了充分發(fā)揮整個結(jié)構(gòu)的抗震能力，較合理的地震為了充分發(fā)揮整個結(jié)構(gòu)的抗震能力，較合理的地震破壞機制應(yīng)為破壞機制應(yīng)為節(jié)點基本不破壞，梁比柱的屈服能早發(fā)生、節(jié)點基本不破壞，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

24、程越長越好；底層多發(fā)生；同一層中，各柱兩端屈服歷程越長越好；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)抗震墻結(jié)構(gòu) 抗震墻的各墻段（包括小開洞墻和聯(lián)肢墻肢）的高抗震墻的各墻段（包括小開洞墻和聯(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。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計五、構(gòu)件

25、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)件彎構(gòu)件彎曲時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：相關(guān)的因素有：抗剪和抗彎承載力之比、剪跨比、剪壓比、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

26、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。規(guī)范中許多規(guī)定都屬于這方面的要求。規(guī)范中許多規(guī)定都屬于這方面的要求。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計 當建筑平面過長、結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)體系不同、高度和當建筑平面過長、結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)體系不同、高度和剛度相差過大以及各結(jié)構(gòu)單元的地基條件有較大差異時，剛度相差過大以及各結(jié)構(gòu)單元的地基條件有較大差異時，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

27、，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，當高度不超過）鋼筋混凝土框架房屋的防震縫寬度，當高度不超過15m15m時可采用時可采用70mm70mm，超過，超過15m15m時，時，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)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)

28、類型不 同時，按不利體系考慮，同時，按不利體系考慮， 并按低的房屋高度計算并按低的房屋高度計算 縫寬?？p寬。t th h框架框架框架框架-抗震墻抗震墻南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計 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)，當結(jié)構(gòu)高度、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)，當結(jié)構(gòu)高度、剛度或?qū)痈呦嗖钶^大時，剛度或?qū)痈呦嗖钶^大時，可在防震縫兩側(cè)房屋的盡端設(shè)垂直于防震縫的可在防震縫兩側(cè)房屋的盡端設(shè)垂直于防震縫的抗撞墻?？棺矇?。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。宜分別對稱布

29、置，墻肢的每一側(cè)的數(shù)量不應(yīng)少于兩道。宜分別對稱布置，墻肢的長度可不大于一個柱距。長度可不大于一個柱距。 內(nèi)力應(yīng)按考慮和不考慮抗撞墻兩種情況進行分析，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?？棺矇Φ亩酥涂蚣苓呏拷顟?yīng)沿房屋全高加密。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計 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 “強剪弱彎強剪弱彎” 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

30、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)宜對稱布置、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)宜對稱布置 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“強柱弱梁強柱弱梁” 4 4、梁柱節(jié)點的承載力宜大于梁、柱構(gòu)件的承載力。、梁柱節(jié)點的承載力宜大于梁、柱構(gòu)件的承載力。 “強節(jié)點、強錨固強節(jié)點、強錨固”南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計 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、對稱、周邊均勻、分散、對稱、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

31、、抗震墻布置的基本原則、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 房屋較長時，縱向抗震墻不易設(shè)置在端開間房屋較長時，縱向抗震墻不易設(shè)置在端開間。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四

32、章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計3 3、抗震墻布置的具體要求、抗震墻布置的具體要求（1 1）樓（電）梯間、豎井等使樓面開洞的豎向通道，不）樓（電）梯間、豎井等使樓面開洞的豎向通道，不 宜設(shè)在結(jié)構(gòu)單元端部角區(qū)及凹角處；宜設(shè)在結(jié)構(gòu)單元端部角區(qū)及凹角處；這種豎向通道不宜獨立設(shè)在柱網(wǎng)之外的中間位置。這種豎向通道不宜獨立設(shè)在柱網(wǎng)之外的中間位置。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計（2 2）縱橫向抗震墻成組布置）縱橫向抗震墻成組布置縱橫向抗震墻宜合并布置為縱橫向抗震墻宜合并布置為L 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)肢墻南京工業(yè)大學土木工程

33、學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計（3 3）合理調(diào)整抗震墻的長度）合理調(diào)整抗震墻的長度 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、小開口墻和聯(lián)剪切破壞，每一道抗震墻（包括單片墻、小開口墻和聯(lián)肢墻）不應(yīng)過長，總高度與總長度之比宜大于肢墻）不應(yīng)過長，總高度與總長度之比宜大于2 2。 較長的單片墻可以留出結(jié)構(gòu)洞口，劃分成聯(lián)肢墻的較長的單片墻可以留出結(jié)構(gòu)洞口，劃分成聯(lián)肢墻的兩個墻肢。兩個墻肢。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計（4 4）抗震墻的最大間距）抗震墻的最大間距抗

34、震墻間距不應(yīng)過大?？拐饓﹂g距不應(yīng)過大。 抗震墻之間無大洞口的樓、屋蓋的抗震墻之間無大洞口的樓、屋蓋的長寬比長寬比宜滿足下表要求：宜滿足下表要求：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、屋蓋的長寬比抗震墻之間樓、屋蓋的長寬比 抗震墻之間的樓、屋蓋有較大開洞時，長寬比還應(yīng)減小。抗震墻之間的樓、屋蓋有較大開洞時，長寬比還應(yīng)減小。 當超過上述要求時，應(yīng)計入樓蓋平面內(nèi)的變形影響。當超過上述要求時，應(yīng)計入樓蓋平面內(nèi)的變形影響。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計抗震墻的端部鋼筋配置在柱截面內(nèi)

35、。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、抗震墻的邊框梁、柱框架梁應(yīng)保留，當無法設(shè)置明梁時應(yīng)設(shè)置暗梁。框架梁應(yīng)保留，當無法設(shè)置明梁時應(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)。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計一、水平荷載作用下的反彎點法一、水平荷載作用下的反彎點法 4.5 4.5 框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計（1）求各柱剪力時求各柱剪力時，假定各柱上下端都不發(fā)生角位移，即認為梁的線剛度假定各柱上下端都不發(fā)

36、生角位移，即認為梁的線剛度與柱線剛度之比為無限大與柱線剛度之比為無限大；即各柱的抗剪剛度只與柱本身有關(guān)即各柱的抗剪剛度只與柱本身有關(guān)（2）確定柱反彎點位置時確定柱反彎點位置時，假定除底層以外的各層柱的上下端節(jié)點轉(zhuǎn)角均假定除底層以外的各層柱的上下端節(jié)點轉(zhuǎn)角均相同，即除底層外，假定各層框架柱的反彎點位于柱高的中點；對于底層相同，即除底層外，假定各層框架柱的反彎點位于柱高的中點；對于底層柱，則假定其反彎點距支座柱，則假定其反彎點距支座2/3柱高處。柱高處。即反彎點位置是定值。即反彎點位置是定值。（3）梁端彎矩可由節(jié)點平衡條件求出，并按結(jié)點左右梁的線剛度進行分配。梁端彎矩可由節(jié)點平衡條件求出，并按結(jié)點

37、左右梁的線剛度進行分配?；炯俣ǎ夯炯俣ǎ?求框架的內(nèi)力步驟：求框架的內(nèi)力步驟：求出各柱內(nèi)剪力求出各柱內(nèi)剪力 確定反彎點位置確定反彎點位置 各柱端彎矩各柱端彎矩梁端彎矩梁端彎矩 整個框架內(nèi)力整個框架內(nèi)力 南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計 mkjkjmjkjjFjVVVVVV121設(shè)框架有設(shè)框架有n n層，每層有層，每層有m m個柱，以第個柱，以第j j層為分析對象，沿柱反彎點切開來，示出層為分析對象，沿柱反彎點切開來，示出其內(nèi)力（有剪力、軸力，彎矩為零），則按水平力平衡條件得層間總剪力為：其內(nèi)力（有剪力、軸力，彎矩為零），則按水平力平衡條件得層間總剪力為：

38、1nFjjjknkk jVF FFFF VFj層間總剪力層間總剪力南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計框架受側(cè)向荷載時，框架框架受側(cè)向荷載時，框架柱內(nèi)的剪力柱內(nèi)的剪力：jjjkjkuhiV21212i/h2 稱為稱為柱的抗側(cè)剛度柱的抗側(cè)剛度（抗剪剛度）（抗剪剛度）由假定假定1mkjjkFjjhiVu1212FjmkjkjkjkViiV1由假定假定2可求出各柱的桿端彎矩柱的桿端彎矩對于底層柱對于底層柱3111hVMktkc柱頂：32111hVM:kbkc柱底對于上部各層柱對于上部各層柱2jjkbcjktcjkhVMM南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝

39、土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計由由假定假定3 （節(jié)點平衡條件）可求出（節(jié)點平衡條件）可求出梁端彎矩梁端彎矩)(dcucrblblblbMMiiiM)(dcucrblbrbrbMMiiiM二、水平荷載作用下的二、水平荷載作用下的 D 值法值法（1）由于框架各層節(jié)點轉(zhuǎn)角不可能相等，故柱的反彎點位置也不可能）由于框架各層節(jié)點轉(zhuǎn)角不可能相等，故柱的反彎點位置也不可能 都在都在 柱中點；柱中點；（2）由于梁柱線剛度之比不可能為無窮大，故柱的抗側(cè)移剛度也不完全）由于梁柱線剛度之比不可能為無窮大，故柱的抗側(cè)移剛度也不完全取決于柱本身，還與梁的剛度由關(guān)。取決于柱本身，還與梁的剛度由關(guān)。1、反彎點法存在的問題、反彎點法存

40、在的問題南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計2、修正后的柱抗側(cè)移剛度、修正后的柱抗側(cè)移剛度考慮柱上下端節(jié)點的彈性約束作用后，考慮柱上下端節(jié)點的彈性約束作用后， 柱的抗側(cè)移剛度柱的抗側(cè)移剛度為：為：212hiDc南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計推導的推導的基本假定基本假定為：為：（1）柱柱AB及與其上下相鄰的柱的線剛度均為及與其上下相鄰的柱的線剛度均為ic;(2) 柱柱AB及與其上下相鄰的柱的層間位移均為及與其上下相鄰的柱的層間位移均為uj（3）柱柱AB兩端節(jié)點及與其上下左右相鄰的各個結(jié)點的轉(zhuǎn)角均為兩端節(jié)點及與其上下左右相鄰的各

41、個結(jié)點的轉(zhuǎn)角均為i1、i2、i3、i4推得推得 j 層層 k 柱柱抗側(cè)移剛度抗側(cè)移剛度212jcjjkjkhiuVDFjmkjkjkjkVDDV1框架框架柱內(nèi)的剪力柱內(nèi)的剪力南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計比較比較反彎點法反彎點法和和修正反彎點法修正反彎點法D值法值法的抗側(cè)移剛度：的抗側(cè)移剛度：212hic212hiDc后者多了一個修正系數(shù)后者多了一個修正系數(shù) 反映節(jié)點轉(zhuǎn)動降低了柱的抗側(cè)移能力反映節(jié)點轉(zhuǎn)動降低了柱的抗側(cè)移能力節(jié)點轉(zhuǎn)動大小節(jié)點轉(zhuǎn)動大小： 取決于梁對柱節(jié)點轉(zhuǎn)動的約束程度，梁越剛?cè)Q于梁對柱節(jié)點轉(zhuǎn)動的約束程度，梁越剛 對柱的對柱的約束能力越大約束能

42、力越大 節(jié)點轉(zhuǎn)角越小節(jié)點轉(zhuǎn)角越小 越接近越接近1。當框架梁線剛度當框架梁線剛度 K=, =1反彎點法和反彎點法和D值法的抗側(cè)移剛度相等值法的抗側(cè)移剛度相等求出D值后則得：FjmkjkjkjkVDDV1FjmkhihiFjmkjkjkjkVViiVjjkjjk11212122南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計D值法關(guān)鍵在于求值法關(guān)鍵在于求 、K,詳見下表：詳見下表：南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計3、修正后的柱反彎點高度、修正后的柱反彎點高度各柱反彎點的位置取決于該柱上下端轉(zhuǎn)角的比值各柱反彎點的位置取決于該柱上下端轉(zhuǎn)角的比值。

43、若柱上下端轉(zhuǎn)角相同，若柱上下端轉(zhuǎn)角相同，反彎點則在柱高中點反彎點則在柱高中點；若柱上下端轉(zhuǎn)角不同，若柱上下端轉(zhuǎn)角不同，則反彎點偏向轉(zhuǎn)角大的一端則反彎點偏向轉(zhuǎn)角大的一端，即偏向約即偏向約束剛度較小的一端。束剛度較小的一端。影響柱兩端轉(zhuǎn)角大小的因素影響柱兩端轉(zhuǎn)角大小的因素：側(cè)向外荷載形式；梁柱線剛度比；側(cè)向外荷載形式；梁柱線剛度比；結(jié)構(gòu)總層數(shù)及該柱所在層數(shù)；柱上下橫梁線剛度比；上下層層結(jié)構(gòu)總層數(shù)及該柱所在層數(shù)；柱上下橫梁線剛度比；上下層層高變化。高變化。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計（1）標準反彎點高度比）標準反彎點高度比 yn標準框架各層柱的反彎點高度為標準

44、框架各層柱的反彎點高度為 ynh，查表，查表(2)上下橫梁線剛度變化時對反彎點高度比的修正值上下橫梁線剛度變化時對反彎點高度比的修正值 y1 ，y1帶帶符號，底層不考慮符號，底層不考慮y1 。(3) 層高變化對反彎點的修正層高變化對反彎點的修正 y2 、y3 ， y2 、y3亦帶符號，亦帶符號，考慮上述因素后考慮上述因素后:)(321yyyyynh南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計三、框架內(nèi)力計算步驟：三、框架內(nèi)力計算步驟：1）求框架柱的抗側(cè)剛度）求框架柱的抗側(cè)剛度 D ；2）求各柱剪力）求各

45、柱剪力 VjK = ( Djk/Djk ) VFj ；3）求各柱反彎點高度）求各柱反彎點高度 yh, 并由各柱并由各柱 Vjk 計算柱端彎矩計算柱端彎矩 M1 和和 M2 ；4)利用節(jié)點平衡并按剛度分配求梁端彎矩；利用節(jié)點平衡并按剛度分配求梁端彎矩；5)利用梁端彎矩求梁兩端剪力；利用梁端彎矩求梁兩端剪力；6)利用梁端剪力和上柱軸力求下柱的軸力；利用梁端剪力和上柱軸力求下柱的軸力；南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計4.5 4.5 鋼筋混凝土框架的抗震設(shè)計鋼筋混凝土框架的抗震設(shè)計一、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驗表明變形能力隨軸

46、壓比增大而急劇降低。實驗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)計值；為組合軸壓力設(shè)計值；b b、h h為截面的短長邊；為截面的短長邊；fcfc為混為混凝土抗壓強度設(shè)計值。凝土抗壓強度設(shè)計值。軸壓比：軸壓比： 柱組合的軸壓力設(shè)計值與柱的全截面面積和混凝土抗柱組合的軸壓力設(shè)計值與柱的全截面面積和混凝土抗壓強度設(shè)計值乘積之比，即壓強度設(shè)計值乘積之比，即 它是控制偏心受拉邊鋼筋先到抗拉強度，還是受壓它是控制偏心受拉邊鋼筋先到抗拉強度，還是受壓區(qū)混凝土先達到其極限壓應(yīng)變的區(qū)混凝土先達到其極限壓應(yīng)變的主要指標主要指標。cbhfN /配筋率對延性影響也很大。配筋率對延性影響也很大。南京工業(yè)

47、大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計 配筋率增大則彎曲延性差。適當提高混凝土強度等級，配筋率增大則彎曲延性差。適當提高混凝土強度等級，可使配筋率減少彎曲延性改善。可使配筋率減少彎曲延性改善。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 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, ,受剪破壞與受剪破壞與剪跨比剪跨比有關(guān)有關(guān). .當當 或構(gòu)件為超配箍時或構(gòu)件為超配箍時, ,發(fā)生斜壓型破壞；發(fā)生斜壓

48、型破壞；5.11當當 且構(gòu)件為低配箍時且構(gòu)件為低配箍時, ,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當當 且配筋箍適量時且配筋箍適量時, ,發(fā)生剪壓破壞；發(fā)生剪壓破壞；延性破壞延性破壞南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計 在水平地震作用下，梁柱的剪跨比可以直接通過梁的在水平地震作用下，梁柱的剪跨比可以直接通過梁的跨高比和柱的高厚比表示?？绺弑群椭母吆癖缺硎?。設(shè)反彎點在構(gòu)件中央設(shè)反彎點在構(gòu)件中央blclbVcVbMcM對于梁對于梁跨高比21212000bbbbbbbbbbhlhVlVhVM對于柱對于柱高寬比21212000cccccccc

49、cchlhVlVhVM南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計1 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)計上存在的問題、震壞房屋在設(shè)計上存在的問題2 2）梁柱變形能力不足，構(gòu)件過早破壞；）梁柱變形能力不足，構(gòu)件過早破壞；3 3）梁柱節(jié)點箍筋不足，節(jié)點受震破壞，梁柱失去了相互）梁柱節(jié)點箍筋不足，節(jié)點受震破壞，梁柱失去了相互 之間的聯(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。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計1 1）

50、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)計的正確指導思想、框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的正確指導思想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)點應(yīng)有足夠的強度即變形能力；）在梁、柱破壞之前，節(jié)點應(yīng)有足夠的強度即變形能力；4 4）重視非結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計。）重視非結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計。強柱弱梁，強剪弱彎，強節(jié)點、強錨固強柱弱梁，強剪弱彎，強節(jié)點、強錨固南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土

51、框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計兩種破壞形式兩種破壞形式二、二、“強柱弱梁強柱弱梁”框架的抗震設(shè)框架的抗震設(shè)計計弱柱型弱柱型弱梁型弱梁型 為了使塑性鉸首先在梁中出現(xiàn)，同一節(jié)點柱的抗彎能為了使塑性鉸首先在梁中出現(xiàn)，同一節(jié)點柱的抗彎能力要大于梁的抗彎能力。力要大于梁的抗彎能力。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計 抗震規(guī)范規(guī)定：一、二、三級框架的梁柱節(jié)點處，除頂抗震規(guī)范規(guī)定：一、二、三級框架的梁柱節(jié)點處，除頂層和柱軸壓比小于層和柱軸壓比小于0.150.15者外，柱端組合彎矩設(shè)計值應(yīng)符合下者外，柱端組合彎矩設(shè)計值應(yīng)符合下列公式要求列公式要求bccMM9 9度和一級框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合：

52、度和一級框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合：buacMM2.1cM-節(jié)點上下柱端截面順時針或逆時針方向組合的彎矩設(shè)計值之和節(jié)點上下柱端截面順時針或逆時針方向組合的彎矩設(shè)計值之和; ;bM-節(jié)點左右梁端截面逆時針或順時針方向組合的彎矩設(shè)計值之和；節(jié)點左右梁端截面逆時針或順時針方向組合的彎矩設(shè)計值之和；buaM-節(jié)點左右梁端截面逆時針或順時針方向根據(jù)實配鋼筋面積（考節(jié)點左右梁端截面逆時針或順時針方向根據(jù)實配鋼筋面積（考 慮受壓筋）和材料強度標準值計算的抗彎承載力所對應(yīng)的彎矩慮受壓筋）和材料強度標準值計算的抗彎承載力所對應(yīng)的彎矩 值之和；值之和；c-柱端彎矩增大系數(shù)，一級為柱端彎矩增大系數(shù)，一級為1.4,1.4,二級

53、為二級為1.2,1.2,三級為三級為1.11.1。 為了不使框架底層柱過早出現(xiàn)塑性鉸，規(guī)范規(guī)定：一、為了不使框架底層柱過早出現(xiàn)塑性鉸，規(guī)范規(guī)定：一、二、三級框架底層柱底截面組合的彎矩設(shè)計值應(yīng)分別乘以增二、三級框架底層柱底截面組合的彎矩設(shè)計值應(yīng)分別乘以增大系數(shù)大系數(shù)1.51.5、1.251.25、1.151.15。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計1.1.梁、柱的抗剪強度要高于它的抗彎強度（強剪弱彎）梁、柱的抗剪強度要高于它的抗彎強度（強剪弱彎）GbnrblbVbbVlMMV9 9度和一級框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合：度和一級框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合：三、梁、柱延性破壞之前不發(fā)生其

54、它脆性破壞的抗震設(shè)計三、梁、柱延性破壞之前不發(fā)生其它脆性破壞的抗震設(shè)計 為了避免梁在彎曲破壞前發(fā)生剪切破壞，應(yīng)按為了避免梁在彎曲破壞前發(fā)生剪切破壞，應(yīng)按強剪強剪弱彎弱彎的原則調(diào)整框架梁端部截面組合的剪力設(shè)計值：的原則調(diào)整框架梁端部截面組合的剪力設(shè)計值：一、二、三級框架梁一、二、三級框架梁GbnrbualbuabVlMMV1.1GbV-梁在重力荷載代表值（梁在重力荷載代表值（9 9度時高層建筑還應(yīng)包括豎向地震作用標度時高層建筑還應(yīng)包括豎向地震作用標 準值）作用下，按簡支梁分析的梁端截面剪力設(shè)計值；準值）作用下，按簡支梁分析的梁端截面剪力設(shè)計值；rblbMM 、-分別為梁左、右端逆時針或順時針方向

55、正截面組合的彎矩設(shè)計值分別為梁左、右端逆時針或順時針方向正截面組合的彎矩設(shè)計值; ;Vb-梁的剪力增大系數(shù)，一級為梁的剪力增大系數(shù)，一級為1.3,1.3,二級為二級為1.2,1.2,三級為三級為1.11.1。nl-梁的凈跨；梁的凈跨；rbualbuaMM、-分別為梁左、右端逆時針或順時針方向根據(jù)實配鋼筋面積分別為梁左、右端逆時針或順時針方向根據(jù)實配鋼筋面積( (考考慮受壓筋慮受壓筋) )和材料強度標準值計算的抗彎承載力所對應(yīng)的彎矩值；和材料強度標準值計算的抗彎承載力所對應(yīng)的彎矩值；南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計cbfbhV0/跨高比大于跨高比大于2.52.

56、5時：時： 剪壓比：剪壓比：截面內(nèi)平均剪應(yīng)力與混凝土抗壓強度設(shè)計值之比，截面內(nèi)平均剪應(yīng)力與混凝土抗壓強度設(shè)計值之比，即即)2.0(10bhfVcREb2.2.梁、柱截面的剪壓比不宜過大梁、柱截面的剪壓比不宜過大 剪壓比過大剪壓比過大, ,混凝土會過早發(fā)生斜壓破壞混凝土會過早發(fā)生斜壓破壞, ,箍筋不能充分箍筋不能充分發(fā)揮作用發(fā)揮作用, ,它對構(gòu)件的變形能力也有顯著影響。因此應(yīng)控制。它對構(gòu)件的變形能力也有顯著影響。因此應(yīng)控制?？绺弑鹊扔诨蛐∮诳绺弑鹊扔诨蛐∮?.52.5時：時：)15.0(10bhfVcREbbV-梁端部截面組合的剪力設(shè)計值；梁端部截面組合的剪力設(shè)計值；0h-梁的截面有效高度；梁的

57、截面有效高度；cf-混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值；混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值；b-梁的截面寬度；梁的截面寬度；RE-承載力抗震調(diào)整系數(shù)。承載力抗震調(diào)整系數(shù)。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計0hVMcc 剪跨比宜大于剪跨比宜大于2 2，剪跨比按下式計算：，剪跨比按下式計算：3.3.梁、柱的剪跨比要有所限制梁、柱的剪跨比要有所限制-剪跨比，取兩端計算結(jié)果的較大值；剪跨比，取兩端計算結(jié)果的較大值；cV-端截面組合剪力計算值；端截面組合剪力計算值；cM-端截面組合彎矩計算值；端截面組合彎矩計算值；0h-截面有效高度。截面有效高度。 反彎點位于中部時，可按構(gòu)件凈長與反彎點位

58、于中部時，可按構(gòu)件凈長與2 2倍截面高度之比倍截面高度之比計算。計算。南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計N N為組合軸壓力設(shè)計值；為組合軸壓力設(shè)計值；b b、h h為柱的短長邊；為柱的短長邊；fcfc為混凝土抗壓強度設(shè)計值。為混凝土抗壓強度設(shè)計值。軸壓比：軸壓比：柱組合的軸壓力設(shè)計值與柱的全截面面積和混凝土柱組合的軸壓力設(shè)計值與柱的全截面面積和混凝土抗壓強度設(shè)計值乘積之比抗壓強度設(shè)計值乘積之比, ,即：即：4 4、柱的軸壓比不宜過大、柱的軸壓比不宜過大 它是控制偏心受拉邊鋼筋先到抗拉強度，還是受壓區(qū)混它是控制偏心受拉邊鋼筋先到抗拉強度，還是受壓區(qū)混凝土先達到其

59、極限壓應(yīng)變的主要指標。凝土先達到其極限壓應(yīng)變的主要指標。柱的變形能力隨軸壓比增大而急劇降低。柱的變形能力隨軸壓比增大而急劇降低。cbhfN /南京工業(yè)大學土木工程學院整理課件第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計4 4、柱的軸壓比不宜過大、柱的軸壓比不宜過大注:1.軸壓比指柱組合的軸壓力設(shè)計值與柱的全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值乘積之比值；可不進行地震作用計算的結(jié)構(gòu)，取無地震作用組合的軸力設(shè)計值；2.表內(nèi)限值適用于剪跨比大于2、 混凝土強度等級不高于C60 的柱；剪跨比不大于2的柱軸壓比限值應(yīng)降低0.05； 剪跨比小于1.5 的柱軸壓比限值應(yīng)專門研究并采取特殊構(gòu)造措施；3.沿柱全高采用井字

60、復(fù)合箍且箍筋膠距不大于200mm、 間距不大于100mm、 直徑不小于12mm， 或沿柱全高采用復(fù)合螺旋箍、螺旋間距不大于100mm 、箍筋肢距不大于200mm、 直徑不小于12mm， 或沿柱全高采用連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍、螺旋凈距不大于80mm、 箍筋肢距不大于200mm、直徑不小于10mm，軸壓比限值均可增加0.10；4.在柱的截面中部附加芯柱,其中另加的縱向鋼筋的總面積不少于柱截面面積的0.8%，軸壓比限值可增加0.05；此項措施與注3 的措施共同采用時，軸壓比限值可增加0.15；但箍筋的配箍特征值仍可按抽壓比增加0.10 的更求確定；5.柱軸壓比不應(yīng)大于1.05。0.900.950.800