第四章多層和高層砼結構抗震設計課件

第四章

多層及高層鋼筋混凝土結構抗震設計學習要求掌握：水平地震作用的計算；框架內力和位移計算；框架梁、柱、節(jié)點的抗震設計理解：多高層鋼筋混凝土結構房屋抗震設計的慨念、設計要求。了解：多層及高層鋼筋混凝土結構房屋的主要結構體系及震害特點。第四章

多層及高層鋼筋混凝土結構抗震設計學習要求14.1概述多層和高層鋼筋混凝土結構體系包括：框架結構、框架-抗震墻結構、抗震墻結構、筒體結構和框架-筒體結構等。框架結構體系：由梁和柱組成，平面布置靈活，易于滿足建筑物設置大房間的要求，在工業(yè)與民用建筑中應用廣泛。抗震墻：也稱剪力墻，這種結構體系由鋼筋混凝土縱橫墻組成，抗側力性能較強，但平面布置不靈活，純剪力墻體系一般用于住宅、旅館和辦公樓建筑。4.1概述多層和高層鋼筋混凝土結構體系包括：2筒體結構：或由四周封閉的剪力墻構成單筒式的筒狀結構；或以樓電梯為內筒，密排柱深梁框架為外框筒組成筒中筒結構。這種結構的空間剛度大，抗側和抗扭剛度都很強，建筑布局亦靈活。常用于超高層公寓、辦公樓和商業(yè)大廈建筑等。框架-抗震墻結構：在框架房屋中增加抗震墻構成框架－筒體體系：在框架房屋中增加筒體構成。筒體結構：或由四周封閉的剪力墻構成單筒式的筒狀結構；或以樓電3框架房屋抗震墻框架-抗震墻框架房屋抗震墻框架-抗震墻4

設計不良或施工質量欠佳的鋼筋混凝土結構房屋在地震中遭遇震害的情況，亦不鮮見。主要震害可概述如下：１.共振效應引起的震害２.結構平面或豎向布置不當引起的震害３.框架柱、梁和節(jié)點的震害

梁柱變形能力不足，構件過早發(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。設計不良或施工質量欠佳的鋼筋混凝土結構房屋在5（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。（1）柱頂柱頂周圍有水平裂縫、斜裂縫或交叉裂縫。重者6（2）柱底

與柱頂相似，由于箍筋較柱頂密，震害相對柱頂較輕。（2）柱底7（3）短柱當柱高小于4倍柱截面高度（h/b<4)時形成短柱。短柱剛度大，易產(chǎn)生剪切破壞。（3）短柱8（4）角柱

由于雙向受彎、受剪,加上扭轉作用，震害比內柱重。（4）角柱由于雙向受彎、受剪,加上扭轉作用，震害比內柱重9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，梁內箍筋配置較稀，以及反復荷載作用下混凝土抗剪強度降低等。（6）框架梁（5）梁柱節(jié)點

節(jié)點核心區(qū)產(chǎn)生對角方向的斜裂縫或交叉斜裂縫，混凝土剪碎剝落。節(jié)點內箍筋很少或無箍筋時，柱縱向鋼筋壓曲外鼓。節(jié)點破壞將導致梁柱失去相互之間的聯(lián)系。

節(jié)點破壞的主要原因是節(jié)點的受剪承載力不足，約束箍筋少，梁筋錨固長度不夠以及施工質量差所引起。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)10４.框架填充墻的震害

砌體填充墻剛度大而承載力低，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，一般是上輕下重，空心砌體墻重于實心砌體墻，砌快墻重于磚墻

框架-剪力墻結構上部較嚴重，框架結構下部震害嚴重４.框架填充墻的震害砌體填充墻剛度大而承載力低，首先承受11

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，在往復變形時墻體易發(fā)生剪切破壞和散落。填充墻破壞的主要原因是：墻體受剪承載力低，變形能力小12５.抗震墻的震害

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壞。主要是由于連梁跨度小，高度大形成深梁，在反復荷載作用下形成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。５.抗震墻的震害在強震作用下，抗震墻的震害主要表現(xiàn)在136、防震縫寬度過小，地震時結構相互碰撞造成震害

總結以上震害調查結果，除注意場地和地基因素外，從結構上主要應注意：（1）結構的剛度在平面上和沿豎向的分布要規(guī)則、均勻（2）結構構件要有足夠的承載力和延性（3）重視構造，加強對混凝土的約束，防止剪切、錨固等脆性破壞；（4）保證施工質量。6、防震縫寬度過小，地震時結構相互碰撞造成震害總結以144.2.1結構體系選擇

不同的結構體系，其抗震性能、使用效果和經(jīng)濟指標亦不同?！犊拐鹨?guī)范》在考慮地震烈度、場地土、抗震性能、使用要求及經(jīng)濟效果等因素和總結地震經(jīng)驗的基礎上，對地震區(qū)多高層房屋適用的最大高度給出了規(guī)定(P64:表4-1；4-2)4.2抗震設計的一般要求表4-1多層及A級高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度結構體系非抗震設計抗震設防烈度6度7度8度9度框架7060554525框架–抗震墻14013012010050抗震墻全部落地15014012010060部分框應采用筒體框架-核心筒16015013010070筒中筒20018015012080板柱–抗震墻70403530不應采用4.2.1結構體系選擇4.2抗震設計的一般要求15房屋的高寬比值愈大，即建筑愈瘦高，地震作用下的側移愈大，地震引起的傾覆作用愈嚴重。故《規(guī)范》對房屋的高寬比按結構體系和地震烈度給出了不同的要求(p65表4-3;4-4)。表4-2B級高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度結構體系非抗震設計抗震設防烈度6度7度8度框架–抗震墻170160140120抗震墻全部落地180170150130部分框支150140120100筒體框架-核心筒220210180140筒中筒300280230170房屋的高寬比值愈大，即建筑愈瘦高，地震作用下16注：當有大底盤時，計算高寬比的高度從大底盤頂部算起選擇結構體系時，要考慮建筑物剛度與場地條件的關系，要注意選擇合理的基礎形式及埋置深度；還必須注意經(jīng)濟指標。表4-3A級高度鋼筋混凝土高層建筑結構適用的最大高寬比結構體系非抗震設計抗震設防烈度6度、7度8度9度框架-板柱-抗震墻框架-抗震墻抗震墻筒中筒、框架-核心筒5566456634552344表4-4B級高度鋼筋混凝土高層建筑結構適用的最大高寬比非抗震設計抗震設防烈度6度、7度8度76注：當有大底盤時，計算高寬比的高度從大底盤頂部算起表4-174.2.2抗震等級地震作用下，鋼筋混凝土結構的地震反應有下列特點：1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高；地震作用與烈度、場地等有關，從經(jīng)濟角度考慮，對不同烈度、場地的結構的抗震要求可以有明顯的差別。2、結構的抗震能力主要取決于主要抗側力構件的性能；主、次抗側力構件的抗震要求應有差別。3、房屋越高，地震反應越大，抗震要求越高。4.2.2抗震等級18

抗震等級是確定結構構件抗震計算和抗震措施的標準。根據(jù)設防烈度、房屋高度、建筑類別、結構類型及構件在結構中的重要程度確定，共分四個等級，其中一級抗震要求最高。在同等設防烈度和房屋高度的情況下，對于不同的結構類型，其次要抗側力構件抗震要求可低于主要抗側力構件，即抗震等級低些。設防烈度為６度、建于Ⅰ～Ⅲ類場地上的結構，不需做抗震驗算但需按抗震等級設計截面，滿足抗震構造要求.抗震等級是確定結構構件抗震計算和抗震措施的標準。根據(jù)設防194.2.3抗震等級的劃分

抗震等級是多高層混凝土結構、構件抗震設計的標準。同一結構體系，不同抗震等級的設計計算，構造要求都不同?！犊拐鹪O計規(guī)范》綜合考慮了建筑重要性類別、設防烈度、結構類型、房屋高度等因素。對鋼筋混凝土結構劃分了不同抗震等級。表4-5；4-6分別為多層及A級高度與B級高度的丙類高層建筑結構的抗震等級。而對甲、乙、丁類建筑，則需要在對各自設防烈度調整后，再查表確定抗震等級。當本地區(qū)設防烈度為9度時，A級高度乙類高層建筑的抗震等級應按特一級采用，甲類建筑應采取更有效的措施。4.2.3抗震等級的劃分抗震等級是多高層20結構類型抗震設防烈度6度7度8度9度框架高度（m）≤30＞30≤30＞30≤30＞30≤25框架四三三二二一一框架-抗震墻高度（m）≤60＞60≤60＞60≤60＞60≤50框架四三三二二一一抗震墻三二一一一抗震墻高度（m）≤80＞80≤80＞80≤80＞80≤60抗震墻四三三二二一一框支抗震墻非底部加強部位抗震墻四三三二二不應采用不應采用底部加強部位抗震墻三二二一框支框架二二一一筒體框架-核心筒框架三二一一核心筒二二一一筒中筒內筒三二一一外筒板柱–抗震墻板柱的柱三二一不應采用抗震墻二二二表4-5多層及A級高度的高層建筑結構抗震等級結構類型抗震設防烈度6度7度8度21表4-6B級高度的高層建筑結構抗震等級結構類型抗震設防烈度6度7度8度框架-抗震墻框架二一一抗震墻二一特一抗震墻抗震墻二一一框支抗震墻非底部加強部位抗震墻二一一底部加強部位抗震墻二一特一框支框架一特一特一框架–核心筒框架二一一筒體二一特一筒中筒內筒二一特一外筒二一特一表4-6B級高度的高層建筑224.2.3結構布置多高層鋼筋混凝土結構房屋結構布置的基本原則：①結構平面應力求簡單規(guī)則，結構的主要抗側力構件應對稱均勻布置，盡量使結構的剛心與質心重合，避免地震時引起結構扭轉及局部應力集中②結構的豎向布置，應使其質量沿高度方向均勻分布，避免結構剛度突變，并應盡可能降低建筑物的重心，以利結構的整體穩(wěn)定性。③合理地設置變形縫。④加強樓屋蓋的整體性。⑤盡可能做到技術先進，經(jīng)濟合理。4.2.3結構布置23１.框架結構布置框架結構主要用于10層以下的住宅、辦公及各類公共建筑與工業(yè)建筑。常見的框架柱網(wǎng)形式有方格式與內廊式兩類。常見框架柱網(wǎng)(a)方格式柱網(wǎng)；(b)內廊式柱網(wǎng)１.框架結構布置常見框架柱網(wǎng)24

地震區(qū)的框架結構，應設計成延性框架，遵守“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、強節(jié)點、強錨固等設計原則。

在確定框架結構結構方案的同時，應初步確定框架梁柱的截面尺寸和材料強度等級。

框架結構中，非承重墻體的材料、選型和布置，應根據(jù)烈度、房屋高度、建筑體型、結構層間變形、墻體抗側力性能的利用等因素，經(jīng)綜合分析后確定。應優(yōu)先采用輕質墻體材料，剛性非承重墻體的布置，在平面和豎向的布置宜均勻對稱，避免形成薄弱層或短柱。地震區(qū)的框架結構，應設計成延性框架，遵守“強柱弱梁”、25２.框架－抗震墻結構布置框架－抗震墻結構是由框架和抗震墻結合而共同工作的結構體系，兼有框架和抗震墻兩種結構體系的優(yōu)點。既具有較大的空間，又具有較大的抗側剛度。多用于10～20層的房屋。

框架－抗震墻結構布置的關鍵問題是抗震墻的布置，其基本原則是：①抗震墻在結構平面的布置應對稱均勻，避免結構剛心與質心有較大的偏移?？蚣芤豢拐饓Y構平面布置示意２.框架－抗震墻結構布置框架－抗震墻結構布置的關鍵問題26②抗震墻應沿結構的縱橫向設置，且縱橫向抗震墻宜相互聯(lián)合組成T形、Ｌ形、十字形等剛度較大的截面，以提高抗震墻的利用效率。③抗震墻與柱中線宜重合，當不能重合時，柱中線與抗震墻中線之間偏心距不宜大于柱寬的1/4④抗震墻應盡可能靠近房屋平面的端部，但不宜布置在外墻。⑤抗震墻應設置在墻面不需要開大洞口的位置，開洞口時應上下對齊，抗震等級為一、二級的聯(lián)肢墻的洞口不應采用弱連系梁。②抗震墻應沿結構的縱橫向設置，且縱橫向抗震墻宜相互聯(lián)合組成27⑥抗震墻宜貫通全高，沿豎向截面不宜有較大突變，以保證結構豎向的剛度基本均勻。

抗震墻的數(shù)量以能滿足結構的側移變形為原則，不宜過多，以免結構剛度過大，增加結構的地震反應?？拐饓Φ拈g距應能保證樓、屋蓋有效地傳遞地震剪力給抗震墻。⑥抗震墻宜貫通全高，沿豎向截面不宜有較大突變，以保證結構豎28３.抗震墻結構布置抗震墻結構是由鋼筋混凝土墻體承受豎向荷載和水平荷載的結構體系。具有整體性能好、抗側剛度大和抗震性能好等優(yōu)點，該類結構無突出墻面的梁、柱，可降低建筑層高，充分利用空間，特別適合于20～30層的高層居住建筑，但該類建筑大面積的墻體限制了建筑物內部平面布置的靈活性。

抗震墻結構的布置除了應注意平面與豎向的均勻外，尚應注意：３.抗震墻結構布置抗震墻結構的布置除了應注意平面與豎向的29①較長的抗震墻宜開洞口設置弱連系梁，將一道抗震墻分成較勻勻的若干墻段（包括小開洞墻及聯(lián)肢墻）,各墻段的高寬比不應小于2,并應保證墻肢由受彎承載力控制，靠近中和軸的豎向分布鋼筋在破壞時能充分發(fā)揮其強度，以提高結構的變形能力。抗震墻結構平面布置示意①較長的抗震墻宜開洞口設置弱連系梁，將一道抗震墻分成較勻勻30抗震墻的墻段與墻肢②抗震墻有大洞口時，洞口位置宜上下對齊，以形成明確的墻肢與連系梁，保證結構受力合理、有良好的抗震性能。一、二級抗震墻底部加強部位不宜有錯洞墻?？拐饓Φ膲Χ闻c墻肢②抗震墻有大洞口時，洞口位置宜上下對齊，以31③部分框支抗震墻結構的框支層，其抗震墻的截面面積不應小于相鄰上層抗震墻截面面積的50%，框支層落地抗震墻間距不宜大于24m;④底部兩層框支抗震墻結構的布置宜對稱，且宜設置抗震墻筒體；⑤落地抗震墻之間樓蓋長寬比不應超過規(guī)定的數(shù)值。③部分框支抗震墻結構的框支層，其抗震墻的截面面積不應小于相鄰32４.抗震縫布置高層建筑宜選用合理的建筑結構方案，不設防震縫當建筑平面過長、結構單元的結構體系不同、高度和剛度相差過大以及各結構單元的地基條件有較大差異時，應考慮設防震縫。其最小寬度應符合下面要求：（1）鋼筋混凝土框架房屋的防震縫寬度，當高度不超過15m時可采用70mm，超過15m時，6、7、8、9度相應每增加高度5m、4m、3m、2m，宜加寬20mm。（2）框架-抗震墻結構房屋的防震縫寬度可采用框架規(guī)定數(shù)值的70%，且不宜小于70mm。４.抗震縫布置335.防撞墻8、9度設防的鋼筋混凝土框架房屋防震縫兩側的結構，當結構高度、剛度或層高相差較大時，可在防震縫兩側房屋的盡端設垂直于防震縫的抗撞墻。th框架框架-抗震墻高度、剛度相差較大層高不同（3）防震縫兩側結構類型不同時，按不利體系考慮，并按低的房屋高度計算縫寬?？棺矇?.防撞墻th框架框架-抗震墻高度、剛度相差較大層高不同（3345.抗撞墻8、9度設防的鋼筋混凝土框架房屋防震縫兩側的結構，當結構高度、剛度或層高相差較大時，可在防震縫兩側房屋的盡端設垂直于防震縫的抗撞墻。

每一側的數(shù)量不應少于兩道。宜分別對稱布置，墻肢的長度可不大于一個柱距。內力應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?？棺矇Φ亩酥涂蚣苓呏拷顟胤课萑呒用?.抗撞墻每一側的數(shù)量不應少于兩道。宜分354.2.4結構材料

混凝土強度等級：框支梁、框支柱，抗震等級為一級的框架梁、柱、節(jié)點核心區(qū)，不應低于C30；構造柱、芯柱及其它各類構件不應低于C20；8、9度時分別不宜大于C70和C60。

鋼筋：普通鋼筋優(yōu)先采用韌性、可焊性好的，強度等級，縱向受力筋宜選HRB400級和HRB335級熱軋鋼筋。箍筋宜選用HRB335、HRB400和HRB235級熱軋鋼筋。

抗震等級為一、二級的框架結構，縱向受力筋采用普通鋼筋時鋼筋的實測強度與實測屈服強度比不應小于1.25；并且實測屈服強度與強度標準值之比不應大于1.34.2.4結構材料混凝土強度等級：框支梁、框支柱36

結構計算考慮地震作用時，一般可不考慮風荷載的影響。

整個設計步驟如圖：

結構抗震計算的內容一般包括：①結構動力特性分析，主要是結構自振周期的確定；②結構地震反應計算，包括多遇烈度下的地震荷載與結構側移；③結構內力分析；④截面抗震設計等。4.３框架結構的抗震設計結構計算考慮地震作用時，一般可不考慮風荷載的影響37確定結構方案與結構布置初步選定梁柱截面尺寸及材料計算各層荷載、重力荷載代表值計算結構剛度參數(shù)計算結構自振周期及振型內力組合、截面設計構造設計罕遇烈度下薄弱層變形驗算荷載作用下結構內力分析計算多遇烈度下地震作用是否需要做變形檢驗計算多遇烈度下結構側移地震作用下結構內力分析滿足滿足開始結束不需要特殊構造措施結構方案調整不滿足確定結構方案與結構布置初步選定梁柱截面尺寸及材料計算各層荷載384.3.1水平地震作用計算及變形驗算

結構的地震作用，一般情況下，可在建筑結構的兩個主軸方向分別考慮水平地震作用，各方向的水平地震作用全部由該方向抗側力框架結構承擔。計算多層框架結構的水平地震作用時，一般應以防震縫所劃分的結構單元作為計算單元，在計算單元中各樓層重力荷載代表值的集中質點Gi設在樓屋蓋標高處。對于高度不超過40m、質量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結構，可采用底部剪力法分別求單元的總水平地震作用標準值FEk各層水平地震作用標準值Fi和頂部附加水平地震作用標準值△Fn

4.3.1水平地震作用計算及變形驗算39一般情況下可用底部剪力法周期計算可采用頂點位移法

非結構墻體影響系數(shù)(當采用實砌填充磚墻時取0.6-0.7；當采用輕質墻、外掛墻板時取0.7～0.8)各樓層地震作用標準值頂層附加地震作用

一般情況下可用底部剪力法各樓層地震作用標準值頂層附加地震作用40上式還應滿足樓層最小地震剪力要求:第i層的地震剪力Vi

求得第i層的地震剪力Vi后，再按該層各柱的側移剛度求其分擔的水平地震剪力標準值。一般將磚填充墻僅作為非結構構件，不考慮其抗側力作用。樓層地震剪力計算λ：樓層最小地震剪力系數(shù)。（P57表3－12）上式還應滿足樓層最小地震剪力要求:第i層的地震剪力Vi41彈性變形驗算框架結構在多遇地震作用下層間彈性位移應滿足:[θe]－彈性層間最大角位移限制值見表3-15鋼筋混凝土框架結構第i層的層間最大彈性位移為:Di---第i層所有柱的抗側移剛度之和表3-15彈性層間位移角限值結構類型[θe]鋼筋混凝土框架1/550鋼筋混凝土框架-抗震墻、板柱-抗震墻、框架-核心筒1/800鋼筋混凝土抗震墻、筒中筒1/1000鋼筋混凝土框支層1/1000多、高層鋼結構1/300彈性變形驗算框架結構在多遇地震作用下層間彈性位移應滿足:424.3.2水平地震作用下框架內力的計算

假定各層水平地震作用為框架梁柱節(jié)點處的水平力，同層柱的柱端側移相等。1、計算步驟:

①按各柱抗側移剛度將樓層剪力分配給各柱②確定各柱反彎點位置③計算各柱柱端彎矩④計算梁端彎矩⑤計算梁軸力、柱剪力。2、計算方法反彎點法；D值法4.3.2水平地震作用下框架內力的計算43

(1)、反彎點法反彎點法適用條件：層數(shù)較少，梁柱線剛度比大于3時。反彎點位置：上部0.5H；底層0.7H(基本假定)δ＝1

各層柱的側移剛度D為柱上下兩端僅有單位層間側移時的柱剪力式中ic－框架柱的線剛度ic＝EcIc/h(1)、反彎點法δ＝1各層柱的側移剛度D為44內力計算步驟：層間剪力分配到柱—計算柱彎矩內力計算步驟：45

設第i層層間地震總剪力為Vi，該層柱總數(shù)為m，按各柱剛度，第j柱所分配的剪力為：2）柱端彎矩計算底層柱：上端彎矩下端彎矩其余各層柱：上下端彎矩設第i層層間地震總剪力為Vi，該層柱總數(shù)為m，按463）梁端彎矩、梁剪力及柱軸力計算梁端彎矩節(jié)點上下柱端彎矩之和等于左右兩梁端彎矩之和，按照左右梁的線剛度分配框架梁剪力按梁彎矩平衡計算：－－框架梁左右端彎矩

框架柱軸力按該柱以上所有各層相鄰梁端剪力沿豎向平衡條件求得。3）梁端彎矩、梁剪力及柱軸力計算梁端彎矩節(jié)點上下柱端彎矩之和47(２).Ｄ值法（改進反彎點）近似地考慮了框架節(jié)點轉動對側移剛度和反彎點高度的影響，比較精確，應用比較廣泛。用D值法計算框架內力的步驟如下：1）計算各層柱的側移剛度D式中

Kc―柱的線剛度；

h―樓層高度；

α―節(jié)點轉動影響系數(shù)，由梁柱線剛度，按表4－8取用。(２).Ｄ值法（改進反彎點）式中Kc―柱的線剛度；48α取值邊柱中柱一般層底層采用裝配整體式或整體式樓蓋時,折算慣性矩按表4-9采用α取值邊柱中柱一般層底層采用裝配整體式或整體式樓蓋時,折算慣492）、計算各柱分配剪力3）、確定反彎點高度yy------D值法的柱反彎點高度比y0

——標準反彎點高度比，查附錄CP214y1

——上、下梁線剛度不同，對y0的修正值彎點上移，y1為正值彎點下移，y1為負值2）、計算各柱分配剪力3）、確定反彎點高度y50y2——上層層高與本層層高不同時，反彎點高度修正值。由和查表。

4）計算柱端彎矩上端下端y3——下層層高與本層層高不同時，反彎點高度修正值。由p218附錄C查得y2——上層層高與本層層高不同時，反彎點高度修正值。由515）計算梁端彎矩Mb

梁端彎矩可按節(jié)點彎矩平衡條件，將節(jié)點上、下柱端彎矩之和按左、右梁的線剛度比例分配。梁端彎矩梁兩端彎矩計算圖5）計算梁端彎矩Mb梁端彎矩可按節(jié)點彎矩平衡條件，將節(jié)52６）計算梁端剪力Ｖb7）計算柱軸力N

邊柱軸力為各層梁端剪力按層疊加，中柱軸力為柱兩側梁端剪力之差，亦按層疊加。柱底層柱軸力為：（4－9）６）計算梁端剪力Ｖb7）計算柱軸力N邊柱軸力為各層梁端53鋼筋混凝土框架結構設計實例某5層（局部6層）現(xiàn)澆鋼筋混凝土多層框架結構辦公室，框架梁界面尺寸：走道梁250×400mm；其它梁：頂層為250×600mm；其他樓層250×650。柱：1～3層500×500；4～5層450×450mm?；炷翉姸鹊燃塁25。鋼筋強度等級：受力筋HRB400，箍筋HPB235，各層重力荷載代表值如圖，抗震設防烈度8度，設計基本地震加速度0.2g,設計地震分組為第二組，Ⅰ類場地，結構阻尼比0.05，計算結構在橫向水平地震力作用下的抗震計算。鋼筋混凝土框架結構設計實例54計算步驟：重力荷載代表值計算剛度計算：梁，柱，層自振周期計算地震作用計算地震作用的分配地震作用下的內力計算豎向荷載下的內力計算內力組合強度、變形計算計算簡圖框架剖面及計算簡圖計算步驟：重力荷載代表值計算剛度計算：梁，柱，層自振周期計算55【解】1．重力荷載計算恒荷載取全部，活荷載取50％，屋面活荷載不考慮（P29）。各層重力荷載集中于樓屋蓋標高處，其代表值為；6層820kN，5層6130kN，2～4層9330kN，底層10360kN。2.框架抗側移剛度計算（D值計算）（1）梁的線剛度走道梁：b×h＝250×400I0＝bh3/12=0.25×0.403/12=1.33×10-3(m)4邊框架：Ib＝1.5I0=1.5×1.33×10-3=2.00×10-3(m)4混凝土彈性模量【解】混凝土56現(xiàn)澆框架梁線剛度計算結果如下表對于現(xiàn)澆砼框架梁：Ib=1.5I0Ib=2.0I0考慮板的影響邊框架中框架下一張計算現(xiàn)澆框架梁線剛度計算結果如下表對于現(xiàn)澆砼框架梁：Ib=1.557（2）柱的抗側移剛度計算采用D值法計算計算結果見表4-16表中系數(shù)見表4－8對一般層對底層例如對頂層柱Z1幻燈片42梁線剛度（2）柱的抗側移剛度計算采用D值法計算計算結果見表4-16表58（3）樓層抗側移剛度對Z1柱例如對2～3層柱Z1樓層所有柱的D值之和即為該樓層的抗側移剛度（3）樓層抗側移剛度對Z1柱例如對2～3層柱Z1樓層所有柱的59第四章多層和高層砼結構抗震設計課件603、自振周期計算按頂點位移法計算，考慮填充墻對框架剛度的影響，取填充墻的周期影響系數(shù)ψT=0.67。計算公式為：將各層的重力荷載代表值看作水平荷載，計算其產(chǎn)生的框架頂點位移，計算結果如下表：3、自振周期計算將各層的重力荷載代表值看作水平荷載61如果采用能量法計算，則4、水平地震作用計算及彈性位移驗算選擇計算方法（1）水平地震影響系數(shù)計算地震作用按8度設計基本地震加速度0.2g，Ⅰ類場地，設計地震分組按二組，則Tg=0.3s，αmax=0.16如果采用能量法計算，則4、水平地震作用計算及彈性位移驗算62地震特征周期分組的特征周期值（s）0.900.650.450.35第三組0.750.550.400.30第二組0.650.450.350.25第一組

Ⅳ

Ⅲ

Ⅱ

Ⅰ場地類別（2）水平地震作用計算采用底部剪力法計算。查表3－5（P41）由于T1=0.539＞1.4Tg=0.425，故應考慮頂點附加地震作用，Tg＝0.3s<0.35s,頂部附加地震作用系數(shù)

δn＝0.08T1+0.07=0.08*0.539+0.07=0.113地震特征周期分組的特征周期值（s）0.900.650.45063α1＝0.094;ΣGi=45300KN;δn＝0.113結構總水平地震作用標準值FEk＝α1GEkFEk＝0.094×0.85×45300=3619(kN)頂部附加地震作用為：△Fn＝δnFEk=0.113×3619=409(kN)分布于各樓層水平地震標準值：見下表（3）各樓層地震剪力標準值且最小剪力滿足

見下表（4）多遇地震下的彈性位移驗算見下表λ：剪力系數(shù)見P57表α1＝0.094;ΣGi=45300KN;δn＝064第四章多層和高層砼結構抗震設計課件655、水平地震作用下框架的內力分析步驟（以⑤軸框架單元為例）（1）將各層地震剪力分配到單元框架各柱第i層第j柱分到的剪力：（2）按倒三角分布水平載荷查表（P216）得到各柱反彎點高度比及修正值計算各柱反彎點位置計算梁端彎矩

（3）、計算柱端彎矩上端下端5、水平地震作用下框架的內力分析步驟（以⑤軸框架單元為例）（66表4－18表4－16表4－18表4－1667(5)、地震作用下的梁端剪力及柱軸力：梁端剪力之合為柱軸力(4)、計算梁端彎矩(5)、地震作用下的梁端梁端剪力之合為柱軸力(4)、計算梁端68第四章多層和高層砼結構抗震設計課件694.3.3、豎向荷載作用下框架內力計算

豎向荷載框架內力近似計算可采用分層法和彎矩二次分配法１.分層法（１）將該層梁與上下柱組成計算單元，每單元按雙層框架計算其內力，每層只承受該層豎向荷載，不考慮其他各層荷載的影響。4.3.3、豎向荷載作用下框架內力計算豎向荷載框架內力近似70特點：

底層其它層柱線剛度不變0.9

傳遞系數(shù)1/21/3將各層計算結果疊加。對于不平衡彎矩較大節(jié)點再分配一次（不再傳遞）。（２）用彎矩分配法逐層計算各單元框架的彎矩，疊加起來即為整個框架的彎矩。每一層柱的最終彎矩由上、下層單元框架所得彎矩疊加。對節(jié)點處不平衡彎矩較大的可再分配一次，但不再傳遞。2.彎矩二次分配法：將求得的各節(jié)點固端不平衡彎矩進行分配，并向遠端傳遞，再在各節(jié)點分配一次而結束。特點：底714.3.4、內力組合與調整

進行結構設計時，應根據(jù)可能出現(xiàn)的最不利情況確定構件內力設計值，進行截面設計。在框架抗震設計時，一般應考慮兩種基本組合：１.地震作用效應與重力荷載代表值效應的組合式中SGE－相應于水平地震作用下重力荷載代表值效應的標準值

SEh―水平地震作用效應的標準值。4.3.4、內力組合與調整式中SGE－相應于水平地震作用72２.豎向荷載效應，包括全部恒荷載與活荷載的組合式中SGk、

SQk―由恒荷載、活荷載產(chǎn)生的內力標準值

γG－永久荷載對結構不利時,對由可變荷載控制的組合取1.2,由永久荷載效應控制的組合取1.35,永久荷載效應對結構有利時，不應大于1。注意：考慮地震組合時，構件截面設計值應除以承載力抗震調整系數(shù)

取上述兩種組合中的最不利情況作為截面設計用的內力設計值。２.豎向荷載效應，包括全部恒荷載與活荷載的組合式中SGk、73多層框架梁柱內力組合方法梁：梁端負彎矩設計值梁端正彎矩設計值梁端截面剪力設計值跨中截面彎矩設計值柱：柱端彎矩設計值柱端截面軸力設計值無地震組合時:柱端彎矩設計值柱端截面軸力設計值多層框架梁柱內力組合方法梁：梁端負彎矩設計值梁端正彎矩設計值743彎矩調幅考慮塑性內力重分布，可將梁端彎矩調幅，減小梁端彎矩調整系數(shù)現(xiàn)澆框架0.8～0.9裝配整體式0.7～0.8調幅后的跨中彎矩計算

注意只有豎向荷載作用下的梁端彎矩可以調幅，水平荷載作用下的梁端彎矩不能調幅。

當活荷載<4KN/m2時，可按全部滿載布置，但跨中彎矩要乘以1.1～1.2系數(shù)加以修正，以考慮活荷載不利布置對跨中彎矩的影響。3彎矩調幅考慮塑性內力重分布，可將梁端彎矩調幅，減小梁端75（例題續(xù)）6、框架重力荷載效應計算重力荷載作用下框架側移可忽略內力分析，因此，可采用彎矩分配法。在豎向荷載作用下梁端可以考慮塑性內力重分布，取彎矩調幅系數(shù)0.8，樓面重力荷載與地震作用組合時，荷載分別按恒荷載全部樓面活荷載取50％，雪荷載取50％計算。本例采用分層法計算，計算結果見（表4－21）。表中彎矩已折算到節(jié)點柱邊沿處。

折算公式：式中M、Mc－分別為節(jié)點柱邊沿、軸線處彎矩值

V0－按簡支梁計算的支座剪力值b－節(jié)點處的截面寬度（例題續(xù)）6、框架重力荷載效應計算重力荷載作用下框76第四章多層和高層砼結構抗震設計課件777、內力組合與調整無地震作用組合的內力計算（略）（1）框架梁的內力組合與調整（只考慮水平地震作用與重力荷載效應組合并假定其起控制作用，組合后調整內力以保證框架的延性設計。）1）梁端組合彎矩設計值（⑤軸框架地層樓面為例）左端：地震作用彎矩順時針方向時,γGE＝1.2,梁左端正彎矩地震作用彎矩順時針方向時γGE＝1.0,梁左端正彎矩表4－20表4－21幻燈片617、內力組合與調整地震作用彎矩順時針方向時γGE＝1.0,梁78地震作用彎矩逆時針方向時梁左端負彎矩梁右端：地震作用順時針方向時，梁右端負彎矩地震作用彎矩逆時針方向時梁右端正彎矩地震作用彎矩逆時針方向時,γGE＝1.0,梁右端正彎矩地震作用彎矩逆時針方向時梁左端負彎矩梁右端：地震作用順時針方792）梁端組合剪力設計值

梁端彎矩順時針作用時（見p76）梁端彎矩反時針作用時經(jīng)比較，梁端最大剪力應取為329.11kN（以下計算略）2）梁端組合剪力設計值

梁端彎矩順時針作用時（見p76）梁端80２.罕遇地震作用下層間彈塑性位移驗算規(guī)定：7～9度時樓層屈服強度系數(shù)小于0.5的鋼筋混凝土框架結構應進行此項計算。《抗震規(guī)范》規(guī)定，對于不超過12層，且剛度無突變的鋼筋混凝土框架結構，可按簡化方法驗算框架薄弱層的彈塑性變形。4.3.5框架結構位移驗算框架結構構件尺寸往往決定于結構的側移變形要求。１.多遇地震作用下層間彈性位移的計算對所有框架都應進行此項計算２.罕遇地震作用下層間彈塑性位移驗算4.3.5框架結構位移814.3.6構件截面設計

遵守“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、“強節(jié)點、強錨固”等設計原則。

一、框架梁截面設計1.梁端抗震設計的基本要求：①梁形成塑性鉸后仍有足夠的受剪承載力；②梁筋屈服后，塑性鉸區(qū)段應有較好的延性和耗能能力；③妥善地解決梁筋錨固問題。（1）框架梁抗剪承載力驗算4.3.6構件截面設計遵守“強柱弱梁”、“強剪弱82①梁剪力設計值為了避免梁在彎曲破壞前發(fā)生剪切破壞，應按‘強剪弱彎’的原則調整框架梁端部截面組合的剪力設計值：一、二、三級框架9度和一級框架結構尚應符合：①梁剪力設計值9度和一級框架結構尚應符合：83---梁在重力荷載代表值（9度時高層建筑還應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計值;---梁的剪力增大系數(shù)，一級為1.3,二級為1.2,三級為1.1。---梁的凈跨；---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(考慮受壓筋)和材料強度標準值計算的抗彎承載力所對應的彎矩值---梁在重力荷載代表值（9度時高層建筑還應包括豎向地震作用84②剪壓比限值（對截面尺寸的限制）剪壓比：截面上平均剪應力與混凝土抗壓強度設計值之比，即

剪壓比過大,混凝土會過早發(fā)生斜壓破壞,箍筋不能充分發(fā)揮作用,它對構件的變形能力也有顯著影響。因此應控制。②剪壓比限值（對截面尺寸的限制）剪壓比過大,混凝土85---梁端部截面組合的剪力設計值；---梁的截面有效高度；---混凝土軸心抗壓強度設計值；---梁的截面寬度；---承載力抗震調整系數(shù)?？绺弑却笥?.5時：跨高比等于或小于2.5時：---梁端部截面組合的剪力設計值；---梁的截面有效高度；-86③梁斜截面受剪承載力在反復荷載作用下，混凝土的抗剪作用將有明顯的削弱。規(guī)定：對于矩形、Ｔ形和Ｉ字形截面的一般框架梁，斜截面受剪承載力應按下式驗算（4－25；4－26）式中fyv—

箍筋抗拉強度設計值Asv—同一截面箍筋的全部截面面積γRE

—

承載力抗震調整系數(shù)，一般取0.85；對于一二級框架短梁，取1.0.③梁斜截面受剪承載力式中fyv—箍筋抗拉強度設計值872、提高梁延性的措施主要影響因素：截面尺寸、縱筋配筋率、剪壓比、配箍率、鋼筋及砼的強度。在梁端預期塑性鉸區(qū)段加密箍筋，可以起到約束混凝土，提高混凝土變形能力的作用，從而可獲得提高梁截面轉動能力，增加其延性的效果。在梁端箍筋加密區(qū)，一般不宜設置縱筋接頭。2、提高梁延性的措施主要影響因素：截面尺寸、縱筋配筋率、剪88梁端縱向受拉筋配筋率≤2.5%（1）截面：（2）縱筋配筋率：（通過受壓區(qū)高度控制）一級框架二、三級框架梁端縱向受拉筋配筋率≤2.5%（1）截面：（2）縱筋配筋率89（3）梁端加密箍筋：抗震等級加密區(qū)長度最大間距（取小）最小直徑一2hb,500mm6d,hb/4,100mmφ10二1.5hb,500mm8d,hb/4,100mmφ8三1.5hb,500mm8d,hb/4,150mmφ8四1.5hb,500mm8d,hb/4,150mmφ6梁端受壓縱筋與受拉縱筋的比率一級框架二、三級框架（3）梁端加密箍筋：梁端受壓縱筋與受拉縱筋的比率一級框架二、90（4）通長縱筋：

一、二級框架不小于，且不小于受力縱筋面積的1/4.三四級框架不少于。3、梁筋錨固：防止錨固破壞（4）通長縱筋：一、二級框架不小于，911）梁筋錨固方式：直線型和彎折型3、梁筋錨固：防止錨固破壞1）梁筋錨固方式：直線型和彎折型3、梁筋錨固：防止錨固破壞922）反復荷載下：

砼粘結強度退化率為0.75，抗震所需的錨固長度應在原錨固長度上有所增加。一、二級三級四級⑶彎折筋的彎折段不能太小。2）反復荷載下：砼粘結強度退化率為0.75，934、控制塑性鉸位置：

通過合理配筋方式使梁的預期塑性鉸離開柱邊不小于梁高也不小于500mm處。方法：附加短縱筋，附加短腰筋，彎筋。要求柱邊截面比塑性鉸處受彎承載力提高25%以上。

附加筋4、控制塑性鉸位置：通過合理配筋方式使梁的預94二、框架柱抗震設計

設計原則及要點：⑴強柱弱梁，使柱盡量不出現(xiàn)塑性鉸——柱設計彎矩的取值及計算。⑵在彎曲破壞之前不發(fā)生剪切破壞，使柱有足夠的抗剪能力——柱設計剪力的取值及計算。⑶控制柱的軸壓比不要太大——軸壓比的限值。⑷加強約束，配置必要的約束箍筋——構造要求。兩種破壞形式：弱柱型弱梁型二、框架柱抗震設計兩種破壞形式：弱柱型弱梁型95

1、軸壓比的概念組合軸壓力設計值

名義軸向壓應力與砼抗壓強度之比

軸壓比是影響柱子破壞形態(tài)和延性的主要因素之一。軸壓比越大，柱子的延性越差。柱子的破壞形態(tài)也隨軸壓比的增大，由大偏心破壞向小偏心破壞過渡?？拐鸾Y構要求柱子有足夠的延性且為大偏心破壞,故應控制軸壓比的限值。1、軸壓比的概念組合軸壓力設計值名義軸向壓應力與砼抗壓強96軸壓比抗震等級一二三框架柱0.70.80.9框支柱0.60.7框-墻、板柱墻及筒體0.750.850.952、強柱弱梁--柱設計彎矩的取值“強柱弱梁”的概念要求在強烈地震作用下，結構發(fā)生較大側移進入非彈性階段時，為使框架保持足夠的豎向承載能力而免于倒塌，要求實現(xiàn)梁鉸側移機構，即塑性鉸應首先在梁上形成，盡可能避免在破壞后在危害更大的柱上出現(xiàn)塑性鉸。要求：塑性鉸出現(xiàn)在梁上(如何設計？）軸壓比97作法：（*以下所述內容主要針對一、二、三級框架。）

⑴節(jié)點上、下柱端的彎矩設計值ηc對于一、二、三級框架分別為1.4、1.2、1.1。作法：（*以下所述內容主要針對一、二、三級框架。）

98⑵底層柱、角柱內力：一、二、三級框架底層柱底截面的組合彎矩設計值應分別乘以1.5、1.25和1.15的增大系數(shù)，角柱內力按上述調整后進一步放大10%。⑶柱的軸力按組合值取。⑷柱的配筋計算，注意承載力抗震調整系數(shù)。⑵底層柱、角柱內力：99作法：

⑴柱剪力設計值

式（4－20）

ηｖｃ——柱剪力增大系數(shù)，一、二、三級框架分別取1.4、1.2、1.1。3、強剪弱彎——設計剪力取值

要求：在彎曲破壞之前不發(fā)生剪切破壞⑵剪壓比限值，柱截面尺寸不能太小作法：

⑴柱剪力設計值

式（4－20）ηｖｃ—100短柱⑶柱斜截面受剪承載力（柱軸力為壓力時）短柱1014、加強柱端約束：

在柱端一定范圍內加密箍筋。加密箍筋的作用：承擔剪力；約束砼；提高抗壓強度；提高變形能力；防止縱向壓曲加密箍筋注意事項：⑴范圍：中取最大值底層，剛性地面上下各500mm。短柱、角柱全高加密。4、加強柱端約束：在柱端一定范圍內加密箍筋。102⑵箍筋的最大間距抗震等級最大間距（取較小值）最小直徑一級：6d，100mmφ10二級：8d，100mmφ8三級：8d，150mmφ8四級：8d，150mmφ8⑶箍筋最小體積配筋率（見表4-14）

⑷箍筋型式：普通箍、復合箍、螺旋箍⑵箍筋的最大間距抗震等級最大間距（取較小值103表4-14柱箍筋加密區(qū)的箍筋最小配箍特征值λv抗震等級箍筋形式軸壓比≤0.30.40.50.60.70.80.91.01.05一普通箍、復合箍0.10.110.130.150.170.200.23——螺旋箍、復合或連續(xù)復合矩形螺旋箍0.080.090.110.130.150.180.21——二普通箍、復合箍0.080.090.110.130.150.170.190.220.24螺旋箍、復合或連續(xù)復合矩形螺旋箍0.060.070.090.11.0130.150.170.200.22三普通箍、復合箍0.060.070.090.110.130.150.170.200.22螺旋箍、復合或連續(xù)復合矩形螺旋箍0.050.060.070.090.110.130.150.180.20表4-14柱箍筋加密區(qū)的箍筋最小配箍特征104（5）柱內縱向鋼筋配置柱的縱向配筋應符合下列要求：１）宜對稱布置；２）截面尺寸大于400mm的柱，縱向鋼筋間距不宜大于200mm３）縱向鋼筋的最小配筋率應按下表采用。４）柱的總配筋率不應大于5%。５）一級且剪跨比大于2的柱，每側縱向鋼筋配筋率不宜大于1.2%。0.60.80.70.90.81.01.01.2中柱、邊柱角柱、框支柱四三二一類別抗震等級表4－12

柱縱向受力鋼筋的最小配筋率（5）柱內縱向鋼筋配置４）柱的總配筋率不應大于5%。５）一級105

三、框架節(jié)點抗震設計框架節(jié)點破壞的主要形式是節(jié)點核心區(qū)剪切破壞和鋼筋錨固破壞。根據(jù)“強節(jié)點弱構件”的設計概念，框架節(jié)點的設計準則是：①節(jié)點的承載力不應低于其連接構件（梁、柱）的承載力；②多遇地震時，節(jié)點應在彈性范圍內工作；③罕遇地震時，節(jié)點承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞；④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。三、框架節(jié)點抗震設計1061.節(jié)點核心區(qū)性能主要影響因素混凝土強度等級：混凝土受拉強度不足而開裂。剪壓比和配箍率：配箍率較小，箍筋屈服，混凝土破壞；配箍率過大時，核心區(qū)混凝土先破壞。節(jié)點區(qū)水平截面剪壓比大于0.35，增加箍筋作用已不明顯。柱軸向壓力：核心區(qū)混凝土抗剪強度隨軸向壓力增加而增加；當軸壓比大于0.6~0.8時例外。梁板對核心區(qū)的約束作用：四邊約束作用明顯?？v筋滑移：中柱節(jié)點縱筋在反復荷載作用下，一邊受壓屈服，另一邊收拉屈服。循環(huán)往復導致縱筋與混凝土粘接破壞，降低截面后期受彎承載力和延性。1.節(jié)點核心區(qū)性能主要影響因素混凝土強度等級：混凝土受拉強度1072.一般框架節(jié)點核芯區(qū)抗剪承載力驗算（１）剪力設計值節(jié)點核芯區(qū)是指框架梁與框架柱相交的部位。抗震等級為三、四級時，核芯區(qū)剪力較小，一般不需計算，節(jié)點箍筋可按構造要求設置。一級、二級框架：9度和一級框架結構：2.一般框架節(jié)點核芯區(qū)抗剪承載力驗算一級、二級框架：9度和108式中Vj—梁柱節(jié)點核芯區(qū)組合的剪力設計值hbo—梁截面的有效高度，節(jié)點兩側梁截面高度不等時可采用平均值hb—梁的截面高度，節(jié)點兩側梁截面高度不等時可采用平均值Hc—柱的計算高度,可采用節(jié)點上、下柱反彎點之間的距離—梁受壓鋼筋合力點至受壓邊緣的距離—強節(jié)點系數(shù)，一級取1.35，二級取1.2

—節(jié)點左右梁端反時針或順時針方向組合彎矩設計值之和,若節(jié)點左右梁端彎矩均為負,絕對值小者取為零

—節(jié)點左右梁端反時針或順時針方向根據(jù)實配鋼筋截面積和材料強度標準值計算的受彎承載力所對應的彎矩設計值之和。式中Vj—梁柱節(jié)點核芯區(qū)組合的剪力設計值hbo—梁截面109（２）剪壓比限值Vj/(fcbjhj)

節(jié)點核芯周圍一般都有梁的約束，抗剪面積實際比較大,故剪壓比限值可適當放寬，但也不能過大。所以核心區(qū)受剪水平截面應符合：—正交梁節(jié)點的約束影響系數(shù)，當樓板現(xiàn)澆、梁柱中線重合和、四側各梁寬度不小于該側柱截面寬度的1/2,且正交方向梁高度不小于框架梁截面高度的3/4時取1.5；9度設防時取1.25；其它取1。）—節(jié)點核心區(qū)的截面高度，取驗算方向柱截面高—節(jié)點核心區(qū)的截面有效驗算寬度（取值見P79）（２）剪壓比限值Vj/(fcbjhj)節(jié)點核芯周圍一般都有110（３）節(jié)點受剪承載力框架節(jié)點的受剪承載力可以由混凝土和節(jié)點箍筋共同組成。影響受剪承載力的主要因素有柱軸向力、正交梁約束、混凝土強度和節(jié)點配箍情況等?！犊拐鹨?guī)范》規(guī)定，現(xiàn)澆框架節(jié)點的受剪承載力：9度時（３）節(jié)點受剪承載力9度時111N―考慮地震作用組合的節(jié)點上柱底部的軸向壓力設計值，當為正壓力時，不應大于柱的截面積和混凝土軸心抗壓強度設計值的乘積的一半，為拉力時，取為零。fyV—節(jié)點箍筋抗拉強度設計值。AsVj—核心區(qū)有效驗算寬度范圍內同一截面驗算方向各肢箍筋的總截面積S—箍筋間距N―考慮地震作用組合的節(jié)點上柱底部的軸向壓力設計值，當為正112梁筋錨固方式：直線錨固和彎折錨固對于框架頂層邊柱的梁、柱負彎矩鋼筋搭接可采用下列方式：①抗震等級為一、二級時，梁、柱負彎矩鋼筋宜用“柱內梁內同時搭接”。②抗震等級為三、四級時，梁、柱配筋較低，宜用“梁內搭接”。框架節(jié)點的抗震設計包括兩方面內容：Ａ.梁縱筋在節(jié)點區(qū)的錨固問題；Ｂ.節(jié)點核芯區(qū)混凝土的抗剪問題3.梁柱縱筋在節(jié)點區(qū)的錨固梁、柱縱向鋼筋的接頭與錨固應符合規(guī)范規(guī)定。梁筋錨固方式：直線錨固和彎折錨固3.梁柱縱筋在節(jié)點區(qū)的錨固梁1131、底層層間變形比上層大2、柱、梁均受剪彎共同作用3、柱梁節(jié)點受力復雜4、注意結構的剛度在平面和豎向上分布要規(guī)則均勻5、結構要有足夠的強度和延性6、注意構造，防止剪切、錨固等破壞、7、注意施工質量四、框架受力特點及注意問題1、底層層間變形比上層大四、框架受力特點及注意問題1144.4抗震墻結構的抗震設計4.4.1抗震墻結構設計注意的問題

（1）較長的抗震墻宜開設洞口，洞口連梁的跨高比宜大于6，各墻段的高寬比不應小于2；（2）墻肢截面的高度沿結構全高不應有突變，洞口較大及一、二級抗震時宜上下對齊；（3）部分框支抗震墻結構的框支層的抗震墻的截面面積不應小于相鄰非框支層抗震墻截面的50％且抗震墻間距不宜大于24m；（4）房屋頂層、梯間等抗震墻的配筋應加強。4.4抗震墻結構的抗震設計4.4.1抗震墻結構設計注意的問1154.4.2抗震結構的抗震計算1.水平地震作用力Fi底部剪力法、振型分解法、彈性時程分析法等2.水平地震作用及樓層地震內力分配第i層第j片墻分配的地震力和剪力分別為式中：（EcI)j為第i層第j片墻的剛度4.4.2抗震結構的抗震計算1.水平地震作用力Fi2.水平116沿豎向變化較均勻的抗震墻的等效剛度計算式為：—截面形狀系數(shù)，對矩形截面取1.2，I形截面取為全面積/腹板面積，對T形截面取值見下表H/tB/t2468101221.3831.4961.5211.5111.4831.44541.4411.8762.2872.6823.0613.42461.3621.0972.0332.3672.6893.02681.3131.5721.8382.1062.3742.641101.2831.4891.7071.9272.1482.370121.2641.4321.6141.8001.9882.178151.2451.3741.5791.6691.8201.973201.2281.3171.4221.5341.6481.763301.2141.2641.3281.3991.4731.549401.2081.2401.2841.3341.3871.442注：B為翼緣寬度；t為抗震墻厚度；H為抗震墻截面高度（1）整體墻沿豎向變化較均勻的抗震墻的等效剛度計算式為：—截面形狀系數(shù)，117—抗震墻慣性矩，取有洞口和無洞口截面慣性矩沿豎向加權平均值，即IW=∑(Iihi)/∑hi，Ii、hi分別為抗震墻沿高度方向各段的組合截面慣性矩和相應各段的高度?！孛嫘螤钕禂?shù)，對矩形截面取1.2，I形截面取為全面積/腹板面積，對T形截面取值見下表—抗震墻的總高度—抗震墻水平截面積，對有小洞口的整體墻，取折算面積，即AW=γ0A，其中A為墻水平截面毛面積，γ0為洞口削弱系數(shù)。A0p為墻立面洞口面積，Af為墻立面總面積—抗震墻慣性矩，取有洞口和無洞口截面慣性矩沿豎向加權平均值，118（2）整體小開口墻式中：A為墻肢面積之和；I為組合截面的慣性矩（3）單片連肢墻、壁式框架及框架-抗震墻，可將水平荷載視為倒三角形或均布荷載，按下式之一計算等效剛度u1、u2分別為對應均布荷載和倒三角荷載作用下結構頂點水平位移；q、qmax為均布荷載值和倒三角荷載最大值（2）整體小開口墻式中：A為墻肢面積之和；I為組合截面的慣性1193.各抗震墻體內力計算

水平地震作用分配到各抗震墻后，就可以以各抗震墻單獨計算內力（1）整體墻：按懸臂構件用材料力學方法計算（2）整體小開口墻：第j肢墻的彎矩、軸力、剪力分別為—分別為第j墻肢的截面慣性矩、截面積和墻肢截面形心至組合截面形心的距離。3.各抗震墻體內力計算（1）整體墻：按懸臂構件用材料力學方法1204.抗震墻剪力設計值的調整為提高抗震墻的延性，增加結構的變形能力，獲得經(jīng)濟合理的效果，應設法使塑性鉸在墻的底部產(chǎn)生，為此，按“強剪弱彎”的原則，一、二、三級框架底部加強部位，截面組合剪力設計值應按下式調整：9度時尚應符合抗震墻底部加強部位截面組合的剪力、彎矩設計值；抗震墻底部截面實配的抗震受彎承載力所對應的彎矩值，根據(jù)實配縱筋截面積、材料強度標準值計算；有翼墻時應計入墻兩側各一倍翼墻厚度范圍內的縱筋?？拐饓袅υ龃笙禂?shù)，一級1.6、二級1.4、三級1.24.抗震墻剪力設計值的調整為提高抗震墻的延性，增加結121墻肢彎矩調整為通過配筋迫使塑性鉸出現(xiàn)在墻肢底部加強部位，《抗震規(guī)范》規(guī)定一級抗震墻的底部加強部位以及以上一層，應按墻肢底部截面組合彎矩值采用；其他部位，墻肢截面的組合彎矩設計值應乘以增大系數(shù)，其值可采用1.2。其次，底部加強部位的縱向鋼筋宜延伸到相鄰上層頂板處，以滿足錨固要求并保證加強部位以上墻肢的受彎承載力不低于加強部位頂截面的受彎承載力。雙肢抗震墻不宜出現(xiàn)小偏心受拉。當任一墻肢為大偏心受拉時，另一墻肢的剪力、彎矩設計值都要乘以1.25；同時要注意地震是往復作用。墻肢彎矩調整為通過配筋迫使塑性鉸出現(xiàn)在墻肢底部加強部1224.4.3抗震墻結構的構造措施

1.厚度一、二級不應小于160mm和層高的1/20；三、四級不應小于140mm和層高的1/25；底部加強部位的墻厚，一、二級不宜小于200mm且不應小于層高的1/16；無端柱或翼墻時，不應小于層高的1/12。2.軸壓比（n=N/fcA）一、二級抗震墻底部加強部位在重力荷載代表值作用下墻肢的軸壓比一級（9度）時不宜超過0.4，一級（8度）時不宜超過0.5，二級不宜超過0.63.分布鋼筋一、二、三級抗震墻分布鋼筋最小配筋率均不應小于0.25%；四級抗震墻不應小于0.2%，鋼筋間距不應大于300mm，最小直徑不應小于8mm。4.4.3抗震墻結構的構造措施1.厚度2.軸壓比（n=N123分布鋼筋在墻厚大于140mm時，橫豎向都應布置成雙排，雙排間的拉結筋的間距不應大于600mm；在底部加強部位，邊緣構件以外的拉結筋間距應適當加密。部分框支抗震墻結構的落地抗震墻底部加強部位，橫豎向分布筋的配筋率均不應小于3%，間距不應大于200.橫豎向分布筋的直徑均不宜大于墻厚的1/10.4.邊緣構件構造要求抗震墻邊緣構件包括約束邊緣構件和構造邊緣構件。約束邊緣構件是用箍筋約束的暗柱、端柱和翼柱，其混凝土用箍筋約束，有較大的變形能力。構造邊緣構件的混凝土的約束較差。（1）邊緣構建的設置要求《抗震規(guī)范》規(guī)定的約束邊沿構件和構造邊緣構件部位：分布鋼筋在墻厚大于140mm時，橫豎向都應布置成雙排1241）抗震墻結構:一、二級抗震墻底部及相鄰上一層應設置約束邊緣構件，但墻肢底截面在重力荷載代表值作用下的軸壓比較?。ㄒ患?度小于0.1、一級8度小于0.2、二級小于0.3）時，可設置成構造邊緣構件；一、二級抗震墻的其他部位和三、四級抗震墻均應設置構造邊緣構件。2）部分框支抗震墻結構：一、二級落地抗震墻底部加強部位及相鄰的上一層墻肢兩端，應設置符合約束邊緣構件要求的翼墻或端墻，洞口兩側應設置約束邊緣構件；不落地的抗震墻，應在墻肢加強部位及相鄰的上一層墻肢兩端設置約束邊緣構件。（2）約束邊緣構件構造要求1）抗震墻結構:一、二級抗震墻底部及相鄰上一層應設置1251）約束邊緣構件沿墻肢的長度和配筋特征值應符合下表的要求約束邊緣構件范圍lc及其配筋特征值λv項目一級（9度）一級（8度）二級λv0.20.20.2lc（暗柱）0.25hw0.2hw0.2hwlc（有翼墻或端柱）0.2hw0.15hw0.15hw注：1.抗震墻翼墻長度小于3倍墻厚或端柱截面邊長小于2倍墻厚時，視為無翼墻、無端柱。2.lc為約束邊緣構件沿墻肢長度，不應小于表中數(shù)值、1.5hw和450mm三者的最大值，有翼墻或端柱時尚不應小于翼墻厚度或端柱沿墻肢方向截面高度加300mm。3.λv為約束邊緣的配筋特征值，計算配箍率時，箍筋或拉筋抗拉強度設計值超過360N/mm2,應按360N/mm2計算；箍筋或拉筋沿豎向間距，一級不宜大于100mm。二級不宜大于150mm。4.hw為抗震墻墻肢長度。1）約束邊緣構件沿墻肢的長度和配筋特征值應符合下表的要求約束1262）一、二級抗震墻約束邊緣構件在設置箍筋范圍內（圖中的陰影部分）的配筋率分別不應小于1.2%和1.0%。2）一、二級抗震墻約束邊緣構件在設置箍筋范圍內（圖中的陰影部127（3）構造邊緣構件的構造要求1）構造邊緣構件的范圍按下圖采用（3）構造邊緣構件的構造要求1282）構造邊緣構件的配筋應符合下表要求?？拐鸬燃壍撞考訌姴课黄渌课豢v向鋼筋最小量（取最大值）箍筋縱向鋼筋最小量拉筋最小直徑(mm)沿豎向最大間距（mm）最小直徑沿豎向最大間距（mm）一0.010Ac,6φ1681006φ148150二0.008Ac,6φ1481506φ128200三0.005Ac,6φ1261506φ126200四0.005Ac,6φ1262006φ126250注：1）Ac為計算約束邊緣構件縱向構造箍筋的暗柱或端柱面積（即圖中陰影部分）2）對其他部位，拉筋的水平間距不應大于縱筋間距的2倍，轉角處宜用箍筋。3）當端柱承受集中荷載時，其縱向鋼筋、箍筋直徑和間距應滿足柱的相應要求2）構造邊緣構件的配筋應符合下表要求。抗震等級底部加強部位其1295.連梁的構造要求（1）一、二級抗震墻跨高比不大于2且截面高度不小于200的連梁，除普通箍筋外，宜另設交叉箍筋。（2）頂層連梁縱筋伸入墻體的鋼筋長度范圍內，應設置間距不大于150mm的構造箍筋，構造箍筋的直徑與該連梁的箍筋直徑相同。（3）墻體水平分布鋼筋應作為連梁的腰筋，在連梁范圍內通長布置；連梁截面高度大于700mm時，其兩側的縱向構造鋼筋直徑不應小于10mm，間距不應大于200mm；對跨高比不大于2.5的連梁，其兩側的縱向構造鋼筋的面積配筋率不應小于3%。5.連梁的構造要求（1）一、二級抗震墻跨高比不大于2且截130第四章

多層及高層鋼筋混凝土結構抗震設計學習要求掌握：水平地震作用的計算；框架內力和位移計算；框架梁、柱、節(jié)點的抗震設計理解：多高層鋼筋混凝土結構房屋抗震設計的慨念、設計要求。了解：多層及高層鋼筋混凝土結構房屋的主要結構體系及震害特點。第四章

多層及高層鋼筋混凝土結構抗震設計學習要求1314.1概述多層和高層鋼筋混凝土結構體系包括：框架結構、框架-抗震墻結構、抗震墻結構、筒體結構和框架-筒體結構等?？蚣芙Y構體系：由梁和柱組成，平面布置靈活，易于滿足建筑物設置大房間的要求，在工業(yè)與民用建筑中應用廣泛。抗震墻：也稱剪力墻，這種結構體系由鋼筋混凝土縱橫墻組成，抗側力性能較強，但平面布置不靈活，純剪力墻體系一般用于住宅、旅館和辦公樓建筑。4.1概述多層和高層鋼筋混凝土結構體系包括：132筒體結構：或由四周封閉的剪力墻構成單筒式的筒狀結構；或以樓電梯為內筒，密排柱深梁框架為外框筒組成筒中筒結構。這種結構的空間剛度大，抗側和抗扭剛度都很強，建筑布局亦靈活。常用于超高層公寓、辦公樓和商業(yè)大廈建筑等?？蚣?抗震墻結構：在框架房屋中增加抗震墻構成框架－筒體體系：在框架房屋中增加筒體構成。筒體結構：或由四周封閉的剪力墻構成單筒式的筒狀結構；或以樓電133框架房屋抗震墻框架-抗震墻框架房屋抗震墻框架-抗震墻134

設計不良或施工質量欠佳的鋼筋混凝土結構房屋在地震中遭遇震害的情況，亦不鮮見。主要震害可概述如下：１.共振效應引起的震害２.結構平面或豎向布置不當引起的震害３.框架柱、梁和節(jié)點的震害

梁柱變形能力不足，構件過早發(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。設計不良或施工質量欠佳的鋼筋混凝土結構房屋在135（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。（1）柱頂柱頂周圍有水平裂縫、斜裂縫或交叉裂縫。重者136（2）柱底

與柱頂相似，由于箍筋較柱頂密，震害相對柱頂較輕。（2）柱底137（3）短