混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計5/26/20231第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計一、水平荷載作用下的反彎點法

4.5框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計5/26/20232第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計（1）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)（2）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2/3柱高處?！捶磸濣c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?；炯俣ǎ呵罂蚣艿膬?nèi)力步驟：求出各柱內(nèi)剪力→確定反彎點位置→各柱端彎矩→梁端彎矩→整個框架內(nèi)力5/26/20233第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計設(shè)框架有n層，每層有m個柱，以第j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：VFj—層間總剪力5/26/20234第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計框架受側(cè)向荷載時，框架柱內(nèi)的剪力：12i/h2稱為柱的抗側(cè)剛度（抗剪剛度）由假定1由假定2可求出各柱的桿端彎矩對于底層柱對于上部各層柱5/26/20235第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計由假定3（節(jié)點平衡條件）可求出梁端彎矩二、水平荷載作用下的D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都在柱中點；（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5/26/20236第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計2、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，

柱的抗側(cè)移剛度為：5/26/20237第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計推導(dǎo)的基本假定為：（1）柱AB及與其上下相鄰的柱的線剛度均為ic;(2)

柱AB及與其上下相鄰的柱的層間位移均為Δuj（3）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i1、i2、i3、i4推得j層k柱抗側(cè)移剛度框架柱內(nèi)的剪力5/26/20238第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計比較反彎點法和修正反彎點法—D值法的抗側(cè)移剛度：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)移能力節(jié)點轉(zhuǎn)動大?。喝Q于梁對柱節(jié)點轉(zhuǎn)動的約束程度，梁越剛

→

對柱的約束能力越大

→

節(jié)點轉(zhuǎn)角越小

→越接近1。當(dāng)框架梁線剛度K=∞,=1—反彎點法和D值法的抗側(cè)移剛度相等

求出D值后則得：5/26/20239第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計比較反彎點法和修正反彎點法—D值法的抗側(cè)移剛度：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

→對柱的約束能力越大→節(jié)點轉(zhuǎn)角越小→越接近1。當(dāng)框架梁線剛度K=∞,=1—反彎點法和D值法的抗側(cè)移剛度相等

求出D值后則得：5/26/202310第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計D值法關(guān)鍵在于求、K,詳見下表：5/26/202311第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計3、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。若柱上下端轉(zhuǎn)角相同，反彎點則在柱高中點；若柱上下端轉(zhuǎn)角不同，則反彎點偏向轉(zhuǎn)角大的一端，即偏向約束剛度較小的一端。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；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。5/26/202312第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計（1）標(biāo)準反彎點高度比yn標(biāo)準框架各層柱的反彎點高度為ynh，查表(2)上下橫梁線剛度變化時對反彎點高度比的修正值y1，y1帶符號，底層不考慮y1。(3)層高變化對反彎點的修正y2、y3，y2、y3亦帶符號，考慮上述因素后:5/26/202313第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計5/26/202314第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計三、框架內(nèi)力計算步驟：1）求框架柱的抗側(cè)剛度D；2）求各柱剪力VjK=(Djk/∑Djk)VFj

；3）求各柱反彎點高度yh,并由各柱Vjk計算柱端彎矩M1和M2

；4)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；6)利用梁端剪力和上柱軸力求下柱的軸力；5/26/202315第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計4.5鋼筋混凝土框架的抗震設(shè)計一、一般概念1、梁與柱的彎曲延性實驗表明變形能力隨軸壓比增大而急劇降低。N為組合軸壓力設(shè)計值；b、h為截面的短長邊；fc為混凝土抗壓強度設(shè)計值。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，還是受壓區(qū)混凝土先達到其極限壓應(yīng)變的主要指標(biāo)。配筋率對延性影響也很大。5/26/202316第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計配筋率對延性影響也很大。配筋率增大則彎曲延性差。適當(dāng)提高混凝土強度等級，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。2、受剪構(gòu)件的剪跨比及破壞特征h0為截面有效高度。剪跨比：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).當(dāng)或構(gòu)件為超配箍時,發(fā)生斜壓型破壞；當(dāng)且構(gòu)件為低配箍時,發(fā)生斜拉型破壞；脆性破壞當(dāng)且配筋箍適量時,發(fā)生剪壓破壞；延性破壞5/26/202317第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)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跨高比和柱的高厚比表示。設(shè)反彎點在構(gòu)件中央對于梁對于柱5/26/202318第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計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。3、震壞房屋在設(shè)計上存在的問題2）梁柱變形能力不足，構(gòu)件過早破壞；3）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；4）砌體添充墻破壞；5）其他。5/26/202319第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計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)較晚形成；4、框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的正確指導(dǎo)思想2）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；3）在梁、柱破壞之前，節(jié)點應(yīng)有足夠的強度即變形能力；4）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5/26/202320第12講混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計兩種霧破壞定形式二、到“強擋柱弱染梁”磁框架蟲的抗井震設(shè)心計弱柱繩型弱梁瓜型為了使緣瑞塑性鉸渴首先在蛙梁中出羞現(xiàn)，同什一節(jié)點鬧柱的抗池彎能力娘要大于墻梁的抗青彎能力橫。5/悄6/伯20礦2321第12睬講混敵凝土框毛架結(jié)構(gòu)想抗震設(shè)錢計抗震嗽規(guī)范遠規(guī)定架：一繁、二倦、三湊級框老架的杯梁柱阻節(jié)點陰處，觀除頂購層和片柱軸慮壓比斷小于0.飼15者外讓，柱脊端組變合彎獲矩設(shè)帳計值儉應(yīng)符據(jù)合下累列公呢式要鬧求9度和一盤級框架至結(jié)構(gòu)尚奏應(yīng)符合累：---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根據(jù)實配鋼筋面積（考慮受壓筋）和材料強度標(biāo)準值計算的抗彎承載力所對應(yīng)的彎矩值之和；---柱端彎矩增大系數(shù)，一級為1.4,二級為1.2,三級為1.1。為了不旅使框架虜?shù)讓又鶉嵾^早出咬現(xiàn)塑性喪鉸，規(guī)搭范規(guī)定疫：一、隔二、三抽級框架涼底層柱或底截面艇組合的泡彎矩設(shè)溪計值應(yīng)井分別乘蝕以增大罵系數(shù)1.侄5、1.2畝5、1.1襯5。5/6閱/20猾2322第12腫講混衡凝土框摘架結(jié)構(gòu)屬抗震設(shè)闖計1.梁、柱糞的抗剪烤強度要妻高于它稈的抗彎包強度（程強剪弱見彎）9度和稠一級扇框架鬧結(jié)構(gòu)冊尚應(yīng)抹符合踐：三、梁攜、柱延系性破壞春之前不口發(fā)生其粥它脆性基破壞的眠抗震設(shè)能計為了序避免斤梁在獅彎曲撐破壞來前發(fā)娛生剪惰切破養(yǎng)壞，滿應(yīng)按車‘強兔剪弱膝彎’們的原覽則調(diào)司整框定架梁蒜端部拐截面悄組合況的剪松力設(shè)補計值邪：一、二霜、三級譽框架梁---梁在重力荷載代表值（9度時高層建筑還應(yīng)包括豎向地震作用標(biāo)準值）作用下，按簡支梁分析的梁端截面剪力設(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;---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(biāo)準值計算的抗彎承載力所對應(yīng)的彎矩值；5/6溜/20砍2323第12粒講混繡凝土框咳架結(jié)構(gòu)溝抗震設(shè)您計跨高慚比大瓦于2.5時：剪壓撿比：拌截面棚內(nèi)平蠢均剪熄應(yīng)力晶與混拋凝土滋抗壓賣強度省設(shè)計隱值之夫比，墾即2.梁、羽柱截規(guī)面的蓋剪壓城比不概宜過挽大剪壓失比過游大,混凝更土?xí)肋^早論發(fā)生古斜壓患破壞,箍筋發(fā)不能螞充分如發(fā)揮享作用,它對構(gòu)土件的變絮形能力趣也有顯削著影響滔。因此表應(yīng)控制魄?？绺弑让┑扔诨蛞研∮?.5時：---梁端部截面組合的剪力設(shè)計值；---梁的截面有效高度；---混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值；---梁的截面寬度；---承載力抗震調(diào)整系數(shù)。5/廟6/采20寇2324第12模講混或凝土框齊架結(jié)構(gòu)趙抗震設(shè)茄計剪跨昏比宜浙大于2，剪跨弊比按下材式計算琴：3.梁、革柱的產(chǎn)剪跨肝比要回有所后限制---剪跨比，取兩端計算結(jié)果的較大值；---端截面組合剪力計算值；---端截面組合彎矩計算值；---截面有效高度。反彎凳點位緞于中土部時棋，可廣按構(gòu)津件凈狐長與2倍截面社高度之擊比計算檢。5/秤6/握20魔2325第1缺2講缺混兄凝土雞框架斤結(jié)構(gòu)梯抗震蕉設(shè)計N為組合殊軸壓力纏設(shè)計值紗；b、h為柱氧的短挨長邊春；fc為混凝羽土抗壓拳強度設(shè)哥計值。軸壓血比：覽柱組向合的成軸壓尸力設(shè)刺計值臨與柱瓶的全何截面捷面積歲和混攪凝土糟抗壓望強度閑設(shè)計柔值乘留積之浴比,即：4、柱熊的軸加壓比鑰不宜緩過大它是御控制悄偏心隱受拉尚邊鋼冊筋先互到抗輪拉強矩度，游還是返受壓拌區(qū)混糖凝土般先達蝕到其撈極限陜壓應(yīng)纏變的頁主要倡指標(biāo)怨。柱的括變形雅能力擠隨軸扇壓比狠增大滲而急艙劇降象低。5/偵6/動20普2326第12摟講混蝕凝土框扎架結(jié)構(gòu)漿抗震設(shè)遭計4、柱的透軸壓比燦不宜過垂大注:1宣.軸壓比始指柱組贊合的軸失壓力設(shè)欲計值與越柱的全朗截面面境積和混鄉(xiāng)豐凝土軸漿心抗壓就強度設(shè)亮計值乘亮積之比話值；可擋不進行皇地震作織用計算奏的結(jié)構(gòu)飛，取無默地震作活用組合召的軸力神設(shè)計值純；2.表內(nèi)限叢值適用奇于剪跨泄比大于2、遲混凝掏土強茂度等議級不膜高于C6疏0的柱；波剪跨比膊不大于2的柱軸遮壓比限草值應(yīng)降旦低0.0鵝5；寸剪跨性比小飯于1.5的柱軸誓壓比限般值應(yīng)專發(fā)門研究神并采取摘特殊構(gòu)適造措施村；3.沿柱全咐高采用機井字復(fù)劃合箍且蠟箍筋膠刃距不大溉于200吳mm、間劉距不大徒于10逃0m盒m、棋直徑換不小匆于12扁mm，或恒沿柱全充高采用擱復(fù)合螺穿旋箍、估螺旋間狐距不大桐于100食mm、箍慕筋肢乳距不宰大于20堅0m押m、笑直徑計不小獸于12m屠m(xù)，望或沿礦柱全采高采臂用連蟻續(xù)復(fù)替合矩婚形螺海旋箍漿、螺寨旋凈誕距不垃大于80初mm、老箍筋艙肢距恐不大邀于20餐0m河m、直者徑不利小于10m穴m，軸圓壓比糾限值硬均可右增加0.1仍0；4.在柱涉的截認面中則部附飾加芯致柱,其中另美加的縱跑向鋼筋源的總面刑積不少贈于柱截菜面面積然的0.坊8%，軸四壓比駕限值岔可增蟻加0.慎05；此項鋪措施與援注3的措施圓共同采放用時，久軸壓比勒限值可祥增加0.缸15；但渡箍筋已的配涉箍特伴征值援仍可估按抽陷壓比摘增加0.1訂0的更求識確定；5.柱軸壓芝比不應(yīng)棄大于1.0縱5。0.900.950.800.850.700.75框架框架-剪力墻三二一結(jié)構(gòu)類型抗震等級柱軸壓比限制5/煮6/亦20上2327第12灣講混蓋凝土框揉架結(jié)構(gòu)迷抗震設(shè)幼計為了燒提高躁梁的隨正截旺面塑繳性鉸免轉(zhuǎn)動致延性革，梁謙的縱撫向配表筋率亭不宜葵過高蒼。為此，世框架梁改的縱向誕配筋應(yīng)且符合下股列要求暫：5、縱薦向鋼萍筋的管配筋盯率應(yīng)俘該合潑適（a)梁端縱鋪向受拉偶鋼筋的航配筋率礦不應(yīng)大絕于2.5菠%；梁端徑截面最歪大配筋由率應(yīng)使悔梁端截嘴面的受從壓區(qū)相茶對高度泊（即截懶面受壓熊區(qū)高度騙與有效哈高度比制）應(yīng)滿句足：一衡級不應(yīng)盜大于0.粱25倘,二、三慶級不應(yīng)蘭大于0.會35阿;（b)梁端綱或任忘何可更能屈意服截疾面處納，下科部與胃上部行配筋放量的屋比值名，一蒸級不們應(yīng)小宴于0.靠5,二三極級不膽應(yīng)小癥于0.延3。（c)沿梁全長頂面和底面的配筋，一二級不應(yīng)少于且分別不應(yīng)少于梁兩端頂面和底面縱向配筋中較大截面面積的1/4，三四級不應(yīng)少于。5/6雪/20領(lǐng)2328第12叫講混晃凝土框偏架結(jié)構(gòu)與抗震設(shè)妄計柱的縱椒向配筋勒應(yīng)符合窩下列要爸求：對于讓柱：（a)宜對凈稱布旅置；（b)截面畢尺寸宇大于400湊mm的柱言，縱督向鋼鑰筋間量距不吼宜大判于200妨mm;（c)縱向禾鋼筋攜的最旺小配裁筋率郵應(yīng)按桶下表樂采用季。0.60.80.70.90.81.01.01.2中柱和邊柱角柱四三二一類別抗震等級（d)柱的墳總配混筋率里不應(yīng)翅大于5%。（e)一級登且剪誼跨比初大于2的柱，方每側(cè)縱喘向鋼筋表配筋率擴不宜大按于1.2菜%。5/侵6/尸20乖2329第1魄2講拴混散凝土擇框架餐結(jié)構(gòu)擦抗震歷設(shè)計梁、柱縱向鋼筋的接頭與錨固應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。6、梁、柱縱向鋼筋的接頭與錨固加密箍筋可以約束混凝土，改善混凝土的變形性能，提高構(gòu)件的延性、防止混凝土過早地壓潰及防止縱向鋼筋的壓曲失穩(wěn)。加密位置、箍筋直徑、箍筋間距等應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。7、箍筋在一定范圍內(nèi)應(yīng)加密5/6此/20條2330第1求2講羊混仆凝土初框架稼結(jié)構(gòu)岸抗震責(zé)設(shè)計框架節(jié)啟點破壞渣的主要及形式是啄節(jié)點核漫心區(qū)剪野切破壞拆和鋼筋徑錨固破避壞。四、框慮架的節(jié)擇點設(shè)計節(jié)點峰主要雄受剪古力和種壓力姐的組已合作斬用，境節(jié)點正核心蓋區(qū)未秀開裂級前，牧箍筋娘應(yīng)力中很小斥，基填本上陣是混盒凝土翼承受盲剪力船。約勾當(dāng)剪攻力達毅到核那心區(qū)攔極限怪抗剪鄰能力60～70彈%時，混扁凝土突沙然發(fā)生唐對角貫秧通裂縫返，節(jié)點洽剛度明泛顯降低敞，箍筋頃應(yīng)力也易突然增鵝大，個應(yīng)別甚至箱屈服，遷此后斜言裂縫增祥多贈寬滲，箍筋畫陸續(xù)達列到屈服眨。節(jié)點區(qū)銜的破壞利與交于肆節(jié)點的抬梁、柱杜破壞順絕序有關(guān)尸，弱柱堆強梁型虎的節(jié)點榜區(qū)破壞藝嚴重。直交梁游對節(jié)點究核心區(qū)職有明顯龜約束作部用。滿游足一定趟條件的酸四邊有擾梁的節(jié)陷點，核得心區(qū)混賽凝土抗孕剪強度滾可提高50～10狹0%。節(jié)磚點區(qū)倦的破匯壞與舊交于需節(jié)點穴的梁劑、柱憤破壞泊順序罷有關(guān)襯，弱給柱強形梁型拒的節(jié)移點區(qū)互破壞拒嚴重濱。5/樣6/芽20狐2331第12歲講混溉凝土框蒸架結(jié)構(gòu)補抗震設(shè)箏計根據(jù)強苗節(jié)點的攔設(shè)計要米求，框鉤架節(jié)點竟的設(shè)計喚準則是測：（1）節(jié)點的承載力不應(yīng)低于其連接構(gòu)件（梁、柱）的承載力；（2）多遇地震時，節(jié)點應(yīng)在彈性范圍內(nèi)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）節(jié)點配筋不應(yīng)使施工過分困難。5/將6/堆20痕2332第1憐2講鍬混怎凝土喪框架驕結(jié)構(gòu)至抗震鋒設(shè)計1.節(jié)點核羽心區(qū)受相剪承載騙力的驗信算（1）節(jié)密點核惕心區(qū)毯組合被的剪驗力設(shè)逃計值9度和杏一級挺框架家尚應(yīng)浸符合---梁截面有效高度，節(jié)點兩側(cè)梁截面高度不等時可取平均值；---節(jié)點剪力增大系數(shù)，一級取1.35,二級取1.2。---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；---梁的截面高度，節(jié)點兩側(cè)梁截面高度不等時可取平均值；---節(jié)點左右梁端順時針或反時針方向截面組合的彎矩設(shè)計值之和；---節(jié)點左右梁端縱向受拉鋼筋實際配筋面積（考慮受壓筋）和材料強度標(biāo)準值計算的受彎承載力所對應(yīng)的彎矩值之和。5/6雁/20臣2333第1舅2講擊混窗凝土縣框架妥結(jié)構(gòu)堤抗震梢設(shè)計（2）框架持節(jié)點核吳心區(qū)截扛面受剪技承載力博的驗算一、販二級汪框架爛：9度時---混凝土抗拉強度設(shè)計值；---對應(yīng)與組合剪力設(shè)計值的上柱組合軸向壓力較小值；---箍筋間距；---箍筋抗拉強度設(shè)計值；---核心區(qū)有效驗算寬度范圍內(nèi)同一截面驗算方向箍筋的總截面面積;三、四姓級框架發(fā)節(jié)點核長心區(qū)可史不進行刊抗震驗崗算，但究應(yīng)符合疊構(gòu)造措補施的要限求。5/6蜂/20摧2334第1盡2講忌混裁凝土惹框架返結(jié)構(gòu)畫抗震抱設(shè)計4.6設(shè)計拍實例5/6炮/20確2335第12糊講混休凝土框兔架結(jié)構(gòu)院抗震設(shè)貸計5/尖6/種20臉2336第1遙2講慶混骨凝土夜框架藏結(jié)構(gòu)移抗震賓設(shè)計5/6竭/20運2337第12冬講混惡凝土框謀架結(jié)構(gòu)段抗震設(shè)慣計5/汁6/散20打2338第12陵講混丙凝土框虎架結(jié)構(gòu)兆抗震設(shè)泡計5/滲6/奇20逐2339第12敲講混允凝土框斑架結(jié)構(gòu)帥抗震設(shè)蛛計5/足6/笛20護2340第1妖2講雞混