建筑结构抗震设计与实例第6章课件

第六章第六章钢筋混凝土多高层钢筋混凝土多高层结构抗震设计结构抗震设计第六章钢筋混凝土多高层结构抗震设计16.1 结构震害分析结构震害分析一、框架结构震害一、框架结构震害1.结构层间屈服强度有明显薄弱楼层结构层间屈服强度有明显薄弱楼层 框架结构在总体上设计不均匀时，将存在框架结构在总体上设计不均匀时，将存在层间屈服强度特别弱的楼层。强烈地震作用下，层间屈服强度特别弱的楼层。强烈地震作用下，结构的薄弱层率先屈服，并形成塑性变形集中结构的薄弱层率先屈服，并形成塑性变形集中的现象。的现象。6.1 结构震害分析一、框架结构震害2图图6.1 高层建筑的第高层建筑的第5层倒塌层倒塌图图6.2 高层建筑的底层倒塌高层建筑的底层倒塌图6.1 高层建筑的第5层倒塌图6.2 高层建筑的底层倒塌3v 柱端破坏：框架结构破坏一般是梁轻柱重，柱顶柱端破坏：框架结构破坏一般是梁轻柱重，柱顶重于柱底，尤其是角柱和边柱更易发生破坏。一般重于柱底，尤其是角柱和边柱更易发生破坏。一般发生柱端弯曲破坏，轻者发生水平或斜向裂缝，重发生柱端弯曲破坏，轻者发生水平或斜向裂缝，重者混凝土压酥，主筋外露、压屈和箍筋崩脱。者混凝土压酥，主筋外露、压屈和箍筋崩脱。2.柱端破坏柱端破坏 柱端破坏：框架结构破坏一般是梁轻柱重，柱顶重于柱底，尤其43.节点破坏节点破坏当节点核心区无箍筋约束时，节点与柱端合并加重。当节点核心区无箍筋约束时，节点与柱端合并加重。图图6.3 节点破坏节点破坏图图6.4 短柱破坏短柱破坏3.节点破坏图6.3 节点破坏图6.4 短柱破坏5 砌体填充墙刚度大强度低，作为框架结构第一道砌体填充墙刚度大强度低，作为框架结构第一道防线，首先承受地震作用而遭破坏，防线，首先承受地震作用而遭破坏，8度和度和8度以上地度以上地区，填充墙裂缝裂缝明显加重，甚至部分倒塌，震害区，填充墙裂缝裂缝明显加重，甚至部分倒塌，震害规律一般是上轻下重。规律一般是上轻下重。防震缝受限制，不能满足强震时实际侧移量时，防震缝受限制，不能满足强震时实际侧移量时，造成相邻单元间碰撞产生震害。如天津友谊宾馆，造成相邻单元间碰撞产生震害。如天津友谊宾馆，缝宽缝宽150mm，完全满足，完全满足74规范要求，仍发生了碰撞。规范要求，仍发生了碰撞。唐山地震中唐山地震中6度区的北京市也发生类似情况。如民航度区的北京市也发生类似情况。如民航大楼，长途电话楼，北京饭店西楼都因防震缝、伸大楼，长途电话楼，北京饭店西楼都因防震缝、伸缩缝产生了震害。缩缝产生了震害。4.砌体填充墙破坏严重砌体填充墙破坏严重二、二、防震缝破坏普遍防震缝破坏普遍 砌体填充墙刚度大强度低，作为框架结构第一道防6图图6.5 防震缝碰撞破坏防震缝碰撞破坏图6.5 防震缝碰撞破坏71.连梁震害连梁震害三、抗震墙结构的震害三、抗震墙结构的震害 开洞抗震墙，由于洞口应力集中，开洞抗震墙，由于洞口应力集中，在约束弯矩作用下连梁端部很容易形在约束弯矩作用下连梁端部很容易形成垂直裂缝，连梁常常是高梁跨稿比成垂直裂缝，连梁常常是高梁跨稿比小于小于2，还易形成斜向的剪切裂缝。，还易形成斜向的剪切裂缝。1.连梁震害三、抗震墙结构的震害 开洞抗震8 底层墙肢内力最大容易出现裂缝和破坏。底层墙肢内力最大容易出现裂缝和破坏。水平荷载下受拉的墙肢轴压力较小，甚至会出水平荷载下受拉的墙肢轴压力较小，甚至会出现拉力，墙肢底部容易出现水平裂缝。现拉力，墙肢底部容易出现水平裂缝。2.墙肢破坏墙肢破坏 墙肢总高度和总宽度之比较小时，使总剪跨墙肢总高度和总宽度之比较小时，使总剪跨比较小，墙肢中的斜向裂缝可能贯通发生剪切比较小，墙肢中的斜向裂缝可能贯通发生剪切破坏；破坏；某个抗震墙肢剪跨比较小时，可能出现局部某个抗震墙肢剪跨比较小时，可能出现局部墙肢的破坏。墙肢的破坏。底层墙肢内力最大容易出现裂缝和破坏。水平荷载9建筑结构抗震设计与实例第6章课件106.2 钢筋混凝土结构抗震设计基本要求钢筋混凝土结构抗震设计基本要求1.地震作用越大，房屋抗震要求越高地震作用越大，房屋抗震要求越高不同设防烈度和场地上，结构的实际抗震不同设防烈度和场地上，结构的实际抗震能力会有差别，结构可能进入弹塑性状态能力会有差别，结构可能进入弹塑性状态的程度不同。的程度不同。震害表明，未经抗震设计的钢筋混凝土结震害表明，未经抗震设计的钢筋混凝土结构，在构，在7度区只有个别构件破坏，度区只有个别构件破坏，8度、度、9度度破坏增多，因此，对破坏增多，因此，对不同设防烈度和场地不同设防烈度和场地可以有明显差别可以有明显差别。一、抗震等级一、抗震等级6.2 钢筋混凝土结构抗震设计基本要求1.地震作用越112.结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能，性能，主、次要抗侧力构件的要求主、次要抗侧力构件的要求可以有区别。可以有区别。如框架结构中的框架与框架抗震墙结构中的如框架结构中的框架与框架抗震墙结构中的框架应有所不同。框架应有所不同。3.房屋越高，地震反应越大，其抗震要求越高。房屋越高，地震反应越大，其抗震要求越高。4.抗震等级划分：综合考虑抗震等级划分：综合考虑地震作用地震作用，结构类型结构类型和房屋高度等和房屋高度等因素划分抗震等级进行抗震设计，因素划分抗震等级进行抗震设计，可以对同一设防烈度的不同高度的房屋采用不可以对同一设防烈度的不同高度的房屋采用不同抗震等级设计；对同一建筑物中结构部分采同抗震等级设计；对同一建筑物中结构部分采用不同抗震等级。用不同抗震等级。结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能，主、次要抗侧力12建筑结构抗震设计与实例第6章课件131.应使结构自振周期避开场地特征周期。应使结构自振周期避开场地特征周期。2.钢筋混凝土结构适用的房屋最大高度。钢筋混凝土结构适用的房屋最大高度。二、二、钢筋混凝土结构体系要求钢筋混凝土结构体系要求应使结构自振周期避开场地特征周期。二、钢筋混凝土结构体系要143.结构布置的规则性结构布置的规则性1)平面布置宜简单、对称、良好的整体性。平面布置宜简单、对称、良好的整体性。2)建筑物立面和竖向剖面宜规则，侧向刚度建筑物立面和竖向剖面宜规则，侧向刚度宜均匀变化，竖向构件尺寸及强度宜自上宜均匀变化，竖向构件尺寸及强度宜自上而下逐渐减小，避免刚度和承载力的突变。而下逐渐减小，避免刚度和承载力的突变。3)建筑物平、立面复杂时，可考虑用防震缝建筑物平、立面复杂时，可考虑用防震缝将结构分割开。将结构分割开。3.结构布置的规则性平面布置宜简单、对称、良好的整体性15不规则的定量界限不规则的定量界限1)平面不规则的类型平面不规则的类型不规则类型不规则类型定义定义扭转不规则扭转不规则楼楼层层的的最最大大弹弹性性水水平平位位移移（或或层层间间位位移移），大大于于该该楼楼层层两两端端弹弹性性水水平平位位移移（或层间位移）平均值的（或层间位移）平均值的1.2倍倍凹凸不规则凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续楼板局部不连续楼楼板板尺尺寸寸和和平平面面刚刚度度急急剧剧变变化化，例例如如，有有效效楼楼板板宽宽度度小小于于该该层层楼楼板板典典型型宽宽度度地地50%，或或开开洞洞面面积积大大于于该该层层楼楼面面面面积的积的30%，或较大的楼层错层，或较大的楼层错层不规则的定量界限平面不规则的类型不规则类型定义扭转不规则楼层16扭转不规则扭转不规则扭转不规则17平面凹凸不规则示例平面凹凸不规则示例 平面凹凸不规则示例 18平面局部不连续示例（大开洞）平面局部不连续示例（大开洞）平面局部不连续示例（大开洞）192)竖向不规则的类型竖向不规则的类型不规则类型不规则类型定义定义侧向刚度不规则侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一该层的侧向刚度小于相邻上一层的层的70%，或小于其上相邻三，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的向尺寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件不规则竖向抗侧力构件不规则竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等）向下传递构件（梁、桁架等）向下传递楼层承载力突变楼层承载力突变抗抗侧侧力力结结构构的的层层间间受受剪剪承承载载力力小于相邻上一层楼层的小于相邻上一层楼层的80%竖向不规则的类型不规则类型定义侧向刚度不规则该层的侧向刚度小20竖向抗侧力构件不连续示例竖向抗侧力构件不连续示例:错层错层 竖向抗侧力构件不连续示例:错层 21沿竖向的侧向刚度不规则沿竖向的侧向刚度不规则:有柔软层有柔软层沿竖向的侧向刚度不规则:有柔软层22竖向抗侧力结构屈服抗剪强度非均匀化竖向抗侧力结构屈服抗剪强度非均匀化:有薄弱层有薄弱层竖向抗侧力结构屈服抗剪强度非均匀化:有薄弱层234.沿房屋高度的层间刚度和层间屈服强度的沿房屋高度的层间刚度和层间屈服强度的分布宜均匀分布宜均匀1)框架结构中各楼层中砌体填充墙数量应尽量相同。框架结构中各楼层中砌体填充墙数量应尽量相同。2)主要抗侧力竖向构件，特别是框架柱其截面尺寸，主要抗侧力竖向构件，特别是框架柱其截面尺寸，材料强度和配筋量的改变不宜集中在同一楼层内。材料强度和配筋量的改变不宜集中在同一楼层内。3)框支层的刚度不应小于相邻上层刚度的框支层的刚度不应小于相邻上层刚度的50%，落，落地抗震墙数量不应小于上部抗震墙数量的地抗震墙数量不应小于上部抗震墙数量的50%。4)应纠正应纠正“增加构件承载力总是有利无害增加构件承载力总是有利无害”的非抗的非抗震设计概念。震设计概念。5.宜布置成双向框架宜布置成双向框架沿房屋高度的层间刚度和层间屈服强度的分布宜均匀框架结构中各楼241.框架填充墙结构框架填充墙结构是性能较差的多道抗震防线结是性能较差的多道抗震防线结构。第一道防线：砌体填充墙，刚度大，承载力构。第一道防线：砌体填充墙，刚度大，承载力低，实际上是与框架共同工作，但抗震性能差；低，实际上是与框架共同工作，但抗震性能差；第二道防线：框架结构，一旦填充墙达到承载力，第二道防线：框架结构，一旦填充墙达到承载力，刚度退化快，地震作用转化给框架。刚度退化快，地震作用转化给框架。2.框架抗震墙结构框架抗震墙结构是具有良好性能的多道抗震防是具有良好性能的多道抗震防线结构。其中抗震墙既是主要抗侧力构件又是第线结构。其中抗震墙既是主要抗侧力构件又是第一道防线。因此抗震墙应有足够的数量。一道防线。因此抗震墙应有足够的数量。三、三、结构宜有多道抗震防线结构宜有多道抗震防线框架填充墙结构是性能较差的多道抗震防线结构。第一道防线：砌252.框架抗震墙结构的破坏机制框架抗震墙结构的破坏机制破坏形态为弯剪破坏，且塑性屈服宜发生在柱底，破坏形态为弯剪破坏，且塑性屈服宜发生在柱底，连梁应在梁端塑性屈服。连梁应在梁端塑性屈服。条件：控制各墙段高宽比不宜小于条件：控制各墙段高宽比不宜小于2.四、四、合理设计结构破坏机制合理设计结构破坏机制1.框架结构的破坏机制框架结构的破坏机制1)节点基本不坏，梁比柱的屈服早发生、多发生节点基本不坏，梁比柱的屈服早发生、多发生2)同一层中各柱两端的屈服历程越长越好，底层柱同一层中各柱两端的屈服历程越长越好，底层柱的塑性铰较晚形成。的塑性铰较晚形成。3)概念设计理念：概念设计理念：强柱弱梁，强剪弱弯，强节点强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱杆件。弱杆件。框架抗震墙结构的破坏机制四、合理设计结构破坏机制框架结构26图图6.6 强梁弱柱型破坏强梁弱柱型破坏图图6.7 强柱弱梁型破坏强柱弱梁型破坏图6.6 强梁弱柱型破坏图6.7 强柱弱梁型破坏27五、控制构件在极限破坏前不发生五、控制构件在极限破坏前不发生 明显的脆性破坏明显的脆性破坏1.轴压比限制轴压比限制1)目的目的:控制偏心受拉边钢筋先达到抗压强度，控制偏心受拉边钢筋先达到抗压强度，防止受压边混凝土先达到其极限压应变。防止受压边混凝土先达到其极限压应变。2)轴压比对柱变形能力的影响，轴压比增加柱轴压比对柱变形能力的影响，轴压比增加柱变形能力急剧降低，需进行限制，但又要符变形能力急剧降低，需进行限制，但又要符合技术水平和经济条件。合技术水平和经济条件。3)轴压比的确定轴压比的确定五、控制构件在极限破坏前不发生 轴压比限制目的:控制偏心受28相应轴压比分别为相应轴压比分别为0.79,0.860.88,0.84。对常用的对常用的I、II、III级钢筋，级钢筋，分别为分别为0.745,0.6630.667,0.645。对称配筋时对称配筋时相应轴压比分别为0.79,0.860.88,0.84。29 规范规范 轴压比的规定轴压比的规定表表6.16结果类型结果类型抗震等级抗震等级一一二二三三框架结构框架结构0.70.80.9框架框架-抗震墙抗震墙板柱板柱-抗震墙及筒抗震墙及筒体体0.750.850.95部分框支抗震墙部分框支抗震墙0.60.7柱轴压比限值柱轴压比限值 规范 轴压比的规定表6.16结果类型抗震等级一二三框架301)剪压比影响剪压比影响配箍率太大时，不能充分发挥箍筋强度，配箍率太大时，不能充分发挥箍筋强度，发生斜压破坏；发生斜压破坏；剪压比对截面变形有影响；剪压比对截面变形有影响；实际上是限制实际上是限制最小截面尺寸最小截面尺寸。2)剪压比限值剪压比限值2.剪压比限制剪压比限制剪跨比大于剪跨比大于2的矩形框架的矩形框架剪跨比不大于剪跨比不大于2的矩形框架的矩形框架剪压比影响剪压比限制剪跨比大于2的矩形框架剪跨比不大于2的矩316.3 钢筋混凝土框架结构抗震设计内力组合钢筋混凝土框架结构抗震设计内力组合1.需考虑的内力组合项需考虑的内力组合项一、结构抗震设计内力组合情况（内力计算略一、结构抗震设计内力组合情况（内力计算略）（1）(6.1)（2）(6.2)（3）(6.3)6.3 钢筋混凝土框架结构抗震设计内力组合需考虑的内力组合32式中式中 重力作用分项系数，取重力作用分项系数，取 水平地震作用分项系数，取水平地震作用分项系数，取 可变荷载作用分项系数，取可变荷载作用分项系数，取 风荷载作用分项系数，取风荷载作用分项系数，取 风荷载组合系数，一般结构取风荷载组合系数，一般结构取 ，对风荷载起控制作用的高层建筑对风荷载起控制作用的高层建筑=0.2 重力荷载代表值效应重力荷载代表值效应 水平地震作用标准值效应，尚应乘以水平地震作用标准值效应，尚应乘以 相应的增大系数或调整系数相应的增大系数或调整系数 风荷载标准值效应风荷载标准值效应 永久荷载代表值效应永久荷载代表值效应 可变荷载标准值效应可变荷载标准值效应式中 重力作用分项系数，取 水平地震作用分项系数，取332.承载力验算式承载力验算式(6.4)式中式中 结构构件内力组合的设计值，包括结构构件内力组合的设计值，包括 组合的弯矩、轴向力和剪力设计值组合的弯矩、轴向力和剪力设计值 结构构件承载力设计值结构构件承载力设计值 承载力抗震调整系数，按表承载力抗震调整系数，按表5.12采用采用对于某些需考虑竖向地震作用的结构，对于某些需考虑竖向地震作用的结构，尚需按下式验算：尚需按下式验算：(6.5)式中式中 竖向地震作用标准值效应，尚竖向地震作用标准值效应，尚 乘以相应的增大系数或调整系数乘以相应的增大系数或调整系数承载力验算式(6.4)式中 结构构件内力组合的设计值，包343.梁端内力不利组合梁端内力不利组合梁端负弯矩按下式计算取大值：梁端负弯矩按下式计算取大值：(6.6)梁端正弯矩按下式计算：梁端正弯矩按下式计算：梁端内力不利组合梁端负弯矩按下式计算取大值：(6.6)梁端正35(6.7)梁端剪力，取下面两式中较大值：梁端剪力，取下面两式中较大值：(6.8)梁跨中正弯矩，取下面两式中较大值：梁跨中正弯矩，取下面两式中较大值：(6.7)梁端剪力，取下面两式中较大值：(6.8)梁跨中正弯36式中式中 结构重要性系数，对于安全等级为一级、结构重要性系数，对于安全等级为一级、二级、三级的结构构件分别取二级、三级的结构构件分别取1.1，1.0，0.9 由重力荷载代表值在梁内产生的弯矩由重力荷载代表值在梁内产生的弯矩 由地震作用在梁内产生的弯矩标准值由地震作用在梁内产生的弯矩标准值 由恒载在梁内产生的弯矩标准值由恒载在梁内产生的弯矩标准值 由活载在梁内产生的弯矩标准值由活载在梁内产生的弯矩标准值 由重力荷载代表值在梁内产生的剪力标准值由重力荷载代表值在梁内产生的剪力标准值 由地震作用在梁内产生的剪力标准值由地震作用在梁内产生的剪力标准值 由恒载在梁内产生的剪力标准值由恒载在梁内产生的剪力标准值 由活载在梁内产生的剪力标准值由活载在梁内产生的剪力标准值式中 结构重要性系数，对于安全等级为一级、371)单向偏心受压单向偏心受压2)双向偏心受压双向偏心受压3.柱内力不利组合柱内力不利组合(6.9)(6.10)(6.11)单向偏心受压双向偏心受压柱内力不利组合(6.9)(6.10)38当地震沿结构纵向作用时，其内力组合为：当地震沿结构纵向作用时，其内力组合为：(6.12)当不考虑地震作用时，其内力组合为：当不考虑地震作用时，其内力组合为：(6.13)当地震沿结构纵向作用时，其内力组合为：(6.12)当不考虑地39式中式中 分别为永久荷载和可变荷载标准值产生的分别为永久荷载和可变荷载标准值产生的 柱端弯矩柱端弯矩 分别为永久荷载和可变荷载标准值产生的分别为永久荷载和可变荷载标准值产生的 柱端轴力柱端轴力 柱的轴向力设计值柱的轴向力设计值 分别为柱的分别为柱的 x 轴和轴和 y 轴的柱端弯矩设计值轴的柱端弯矩设计值 分别为地震作用对柱的分别为地震作用对柱的 x 轴和轴和 y 轴产生的轴产生的 柱端弯矩标准值柱端弯矩标准值 分别为重力荷载代表值对柱的分别为重力荷载代表值对柱的 x 轴和轴和 y 轴轴 产生的柱端弯矩标准值产生的柱端弯矩标准值 地震作用垂直于柱的地震作用垂直于柱的 x 轴和轴和 y 轴，柱所受到轴，柱所受到 的轴向力标准值的轴向力标准值 重力荷载代表值对柱产生的轴力重力荷载代表值对柱产生的轴力 分别为永久荷载标准值对柱的分别为永久荷载标准值对柱的 x 轴和轴和 y 轴轴 产生的柱端弯矩产生的柱端弯矩 分别为可变荷载标准值对柱的分别为可变荷载标准值对柱的 x 轴和轴和 y 轴轴 产生的柱端弯矩产生的柱端弯矩式中 分别为永久荷载和可变荷载标准值产生的 406.3 钢筋混凝土框架结构抗震验算钢筋混凝土框架结构抗震验算1.控制强震作用下结构的破坏机制控制强震作用下结构的破坏机制2.控制构件的破坏形态，提高变形能力控制构件的破坏形态，提高变形能力3.体现能力控制的概念，并区别不同的抗震等体现能力控制的概念，并区别不同的抗震等级，在一定程度上实现级，在一定程度上实现“强柱弱梁强柱弱梁”、“强节点弱杆件强节点弱杆件”、“强剪弱弯强剪弱弯”的破坏原则。的破坏原则。4.在安全、经济、合理的前提下转换为承载力在安全、经济、合理的前提下转换为承载力设计表达式。设计表达式。一、一、地震作用效应调整地震作用效应调整6.3 钢筋混凝土框架结构抗震验算控制强震作用下结构的破坏411.根据强柱弱梁原则进行柱弯矩值调整根据强柱弱梁原则进行柱弯矩值调整:9度和一级框架尚应符合度和一级框架尚应符合式中式中二、抗震设计构件内力设计值调整二、抗震设计构件内力设计值调整(6.14)(6.15)强柱系数，一级为强柱系数，一级为1.4，二级为，二级为1.2，三级为三级为1.1 节点上下柱端弯矩设计值之和节点上下柱端弯矩设计值之和 节点左右梁端弯矩设计值之和节点左右梁端弯矩设计值之和 节点左右梁端抗弯承载之和节点左右梁端抗弯承载之和根据强柱弱梁原则进行柱弯矩值调整:9度和一级框架尚应符合式中429度和一级框架尚应符合度和一级框架尚应符合2.根据强剪弱弯原则进行剪力设计值调整根据强剪弱弯原则进行剪力设计值调整框架梁剪力设计值调整框架梁剪力设计值调整(6.16)梁剪力增大系数，一级为梁剪力增大系数，一级为1.3，二级为二级为1.2，三级为，三级为1.1式中式中 梁左右端组合的弯矩设计值之和梁左右端组合的弯矩设计值之和 梁净跨梁净跨 梁重力荷载代表值作用下，按简支梁梁重力荷载代表值作用下，按简支梁 分析的梁端截面剪力设计值分析的梁端截面剪力设计值 梁左、右实际抗弯承载力设计值梁左、右实际抗弯承载力设计值9度和一级框架尚应符合根据强剪弱弯原则进行剪力设计值调整框架43框架柱剪力设计值调整框架柱剪力设计值调整9度和一级框架尚应符合度和一级框架尚应符合(6.17)式中式中 柱剪力增大系数，一级为柱剪力增大系数，一级为1.3，二级为二级为1.2，三级为，三级为1.1 柱上下端组合的弯矩设计值之和柱上下端组合的弯矩设计值之和 柱净高柱净高 柱上下实际抗弯承载力设计值柱上下实际抗弯承载力设计值框架柱剪力设计值调整9度和一级框架尚应符合(6.17)式中443.根据强节点弱杆件进行节点核心区剪力设计值调整根据强节点弱杆件进行节点核心区剪力设计值调整9度和一级框架尚应符合度和一级框架尚应符合(6.18)式中式中 强节点系数，一级为强节点系数，一级为1.35，二级为，二级为1.2 节点核心区组合的剪力设计值节点核心区组合的剪力设计值 柱计算高度，采用节点上下柱反弯点之间的距离柱计算高度，采用节点上下柱反弯点之间的距离根据强节点弱杆件进行节点核心区剪力设计值调整9度和一级框架尚451.梁截面验算梁截面验算1)正截面验算正截面验算三、截面抗震验算三、截面抗震验算截面限制条件截面限制条件计算公式计算公式(6.19)(一级一级)(二、三级二、三级)承载力抗震调整系数一般为承载力抗震调整系数一般为0.75梁截面验算正截面验算三、截面抗震验算截面限制条件计算公式(646考虑反复荷载下，混凝土强度有所降低，乘以折减系数考虑反复荷载下，混凝土强度有所降低，乘以折减系数2)斜截面验算斜截面验算计算公式计算公式(6.20)考虑反复荷载下，混凝土强度有所降低，乘以折减系数斜截面验算计47对集中荷载作用下的框架梁，斜截面承载力按以下对集中荷载作用下的框架梁，斜截面承载力按以下公式验算：公式验算：(6.22)计算截面剪跨比，计算截面剪跨比，取取取取 箍筋抗拉强度设计值箍筋抗拉强度设计值 集中荷载作用点到支座边缘的距离集中荷载作用点到支座边缘的距离 集中荷载作用点到支座边缘的距离集中荷载作用点到支座边缘的距离 承载力抗震调整系数一般为承载力抗震调整系数一般为0.85式中式中对集中荷载作用下的框架梁，斜截面承载力按以下公式验算：(6.48截面限制条件截面限制条件跨高比大于跨高比大于2.5的梁及剪跨比大于的梁及剪跨比大于2的柱和抗震墙的柱和抗震墙跨高比小于等于跨高比小于等于2.5的梁及剪跨比小于等于的梁及剪跨比小于等于2的柱和抗震墙的柱和抗震墙截面限制条件跨高比大于2.5的梁及剪跨比大于2的柱和抗震墙跨492.柱截面验算柱截面验算1)正截面验算正截面验算2)轴压比限制轴压比限制一级抗震柱为一级抗震柱为0.7，二级抗震柱为，二级抗震柱为0.8，三级抗震柱为，三级抗震柱为0.9(6.23)承载力抗震调整系数一般为承载力抗震调整系数一般为0.8柱截面验算正截面验算轴压比限制一级抗震柱为0.7，二级抗震柱503)斜截面验算斜截面验算公式公式柱受压时柱受压时(6.24)柱出现拉力时柱出现拉力时(6.25)截面限制：剪跨比大于截面限制：剪跨比大于2的矩形框架柱的矩形框架柱剪跨比小于等于剪跨比小于等于2的矩形框架柱的矩形框架柱斜截面验算公式柱受压时(6.24)柱出现拉力时(6.25)513.框架节点验算框架节点验算1)节点受力节点受力柱传来轴力、弯矩、剪力；梁传来弯矩、剪力。柱传来轴力、弯矩、剪力；梁传来弯矩、剪力。破坏：由于主拉应力引起的剪切破坏。破坏：由于主拉应力引起的剪切破坏。约束措施约束措施:设置足够的箍筋。设置足够的箍筋。框架节点验算节点受力522)影响节点承载力和延性的因素影响节点承载力和延性的因素梁板的约束作用梁板的约束作用:有直交梁的中柱节点混凝土抗剪有直交梁的中柱节点混凝土抗剪强度有明显提高。强度有明显提高。轴压比较小时，压力的存在对混凝土抗剪强度有轴压比较小时，压力的存在对混凝土抗剪强度有利，当轴压比大于利，当轴压比大于0.60.8时，节点区混凝土抗剪时，节点区混凝土抗剪强度随轴压力增加而下降。轴压力的存在使节点强度随轴压力增加而下降。轴压力的存在使节点延性降低。延性降低。剪压比和配箍率的影响：应对配箍率加以限制以剪压比和配箍率的影响：应对配箍率加以限制以使箍筋充分发挥作用，一般设计中通过限制剪压使箍筋充分发挥作用，一般设计中通过限制剪压比（小于比（小于0.35)实现。实现。影响节点承载力和延性的因素53图图6.8 交叉节点示意图交叉节点示意图图6.8 交叉节点示意图54 “强节点弱杆件强节点弱杆件”的概念设计要求：节点的概念设计要求：节点承载力不应低于其连接构件的承载力；多遇承载力不应低于其连接构件的承载力；多遇地震时，节点应在弹性范围内工作，罕遇地地震时，节点应在弹性范围内工作，罕遇地震时，节点承载力的降低不得危急竖向荷载震时，节点承载力的降低不得危急竖向荷载的传递；梁、柱纵筋在节点区应有可靠的锚的传递；梁、柱纵筋在节点区应有可靠的锚固；节点配筋不应使施工困难。固；节点配筋不应使施工困难。3)节点核心区抗震验算要求节点核心区抗震验算要求 “强节点弱杆件”的概念设计要求：节点承载力不554)框架节点抗剪设计框架节点抗剪设计节点剪压比控制节点剪压比控制 正交梁的约束影响系数正交梁的约束影响系数,楼板现浇，梁柱中线重楼板现浇，梁柱中线重 合，四侧梁截面宽度不小于该侧柱宽的合，四侧梁截面宽度不小于该侧柱宽的1/2，且，且 正交方向梁高不小于正交方向梁高不小于3/4框架梁高时，采用框架梁高时，采用1.5，其它情况取其它情况取1.0 节点核心区截面高度，可取验算方向柱截面高节点核心区截面高度，可取验算方向柱截面高 承载力抗震调整系数，可取承载力抗震调整系数，可取0.85式中式中 节点核心区截面有效宽度节点核心区截面有效宽度框架节点抗剪设计节点剪压比控制 正交梁的约束影响系数,楼56节点截面有效宽度取值规定节点截面有效宽度取值规定节点受剪承载力验算公式节点受剪承载力验算公式1)取两者中较小值取两者中较小值2)梁柱中线不重合且偏心距不大于柱宽的梁柱中线不重合且偏心距不大于柱宽的1/4时时(6.26)9度时度时节点截面有效宽度取值规定节点受剪承载力验算公式取两者中较小值57节点剪力设计值确定节点剪力设计值确定一、二级框架一、二级框架(6.27)9度时度时节点剪力设计值确定一、二级框架(6.27)9度时58图图6.9 节点受力节点受力图6.9 节点受力59四、框架结构水平位移验算四、框架结构水平位移验算 抗震规范抗震规范的二阶段，三水准设计的二阶段，三水准设计思想思想，要求进行两方面的侧移验算：对所，要求进行两方面的侧移验算：对所有框架都进行有框架都进行多遇地震下的层间弹性位移多遇地震下的层间弹性位移验算验算；对某些结构按规定进行；对某些结构按规定进行罕遇地震作罕遇地震作用下的弹塑性位移验算用下的弹塑性位移验算。四、框架结构水平位移验算 抗震规范的二阶段，三水准601.层间弹性位移验算层间弹性位移验算(6.28)多遇地震作用标准值产生的层间最大弹多遇地震作用标准值产生的层间最大弹性位移位移性位移位移 采用多遇地震的地震影响系数，采用多遇地震的地震影响系数，各构件分项系数采用各构件分项系数采用1.0计算构件刚度计算构件刚度D值时，值时，采用构件弹性刚度。采用构件弹性刚度。层间弹性位移角限值，钢筋混凝土层间弹性位移角限值，钢筋混凝土框架结构取框架结构取1/550。层间弹性位移验算(6.28)多遇地震作用标准值产生的层612.罕遇地震作用下框架结构弹塑性罕遇地震作用下框架结构弹塑性水平位移验算水平位移验算 抗震规范抗震规范规定，对框架结构应进行规定，对框架结构应进行罕遇地罕遇地震作用下薄弱层的弹塑性水平位移验算：震作用下薄弱层的弹塑性水平位移验算：楼层屈服强度系数沿高度分布比较均匀的楼层屈服强度系数沿高度分布比较均匀的框架结构，取底层框架结构，取底层 楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的框楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的框架结构，取底层架结构，取底层1)薄弱层的确定薄弱层的确定罕遇地震作用下框架结构弹塑性水平位移验算 抗震规范622)楼层屈服强度系数计算楼层屈服强度系数计算(6.29)第第i层的层间屈服强度系数层的层间屈服强度系数 第第i层的层间屈服剪力层的层间屈服剪力 第第i层的弹性剪力，计算时地震影响系层的弹性剪力，计算时地震影响系 数取罕遇地震时的值数取罕遇地震时的值则表明该层处于弹性状态则表明该层处于弹性状态 意味进入屈服状态意味进入屈服状态楼层屈服强度系数计算(6.29)第i层的层间屈服强度系633)层间屈服剪力计算层间屈服剪力计算 P1354)层间弹塑性水平位移计层间弹塑性水平位移计(6.30)满足条件满足条件 层间弹塑性位移角限值，取层间弹塑性位移角限值，取1/50；当框架；当框架柱轴压比小于柱轴压比小于0.4时，可提高时，可提高10%，当沿柱全高，当沿柱全高加密箍筋的最小配箍率特征值大于加密箍筋的最小配箍率特征值大于30%时，可时，可提高提高20%，但累计不超过，但累计不超过25%。层间屈服剪力计算 P135层间弹塑性水平位移计(6.30)满64五、框架结构构造要求五、框架结构构造要求 梁截面尺寸梁截面尺寸1.梁构造梁构造普通梁：截面宽度不宜小于普通梁：截面宽度不宜小于200mm，高宽比，高宽比不宜大于不宜大于4，净跨与截面高度之比不宜小于，净跨与截面高度之比不宜小于4；扁梁：扁梁：柱截面宽度柱截面宽度 梁截面宽度和高度梁截面宽度和高度 柱纵筋直柱纵筋直五、框架结构构造要求 梁截面尺寸梁构造普通梁：截面宽度不宜651)梁端截面的底面和顶面配筋量的比值一级不应梁端截面的底面和顶面配筋量的比值一级不应小于小于0.5，二、三级不应小于，二、三级不应小于0.3;2)沿梁全长底面和顶面配筋，一、二级不应小于沿梁全长底面和顶面配筋，一、二级不应小于214,且分别不少于梁端截面的底面和顶面较大且分别不少于梁端截面的底面和顶面较大配筋面积的配筋面积的1/4;三、四级不应小于三、四级不应小于212；v 梁纵筋梁纵筋3)一、二级框架内贯通中柱的每根纵向钢筋直径一、二级框架内贯通中柱的每根纵向钢筋直径不宜大于该方向截面尺寸的不宜大于该方向截面尺寸的1/20。梁端截面的底面和顶面配筋量的比值一级不应小于0.5，二、三级661)梁端加密区箍筋配置梁端加密区箍筋配置q 梁箍筋构造梁箍筋构造 加密区长度箍筋最大间距和最大直径应符合表加密区长度箍筋最大间距和最大直径应符合表6.15规定规定 加密区箍筋肢距一级不宜大于加密区箍筋肢距一级不宜大于200mm和和20倍箍筋直径中倍箍筋直径中 较大值，二、三级不宜大于较大值，二、三级不宜大于250mm和和20倍箍筋直径中倍箍筋直径中 较大值，四级不宜大于较大值，四级不宜大于300mm梁端加密区箍筋配置 梁箍筋构造 加密区长度箍筋最大间距和最67柱截面宽度和高度均不宜小于柱截面宽度和高度均不宜小于300mm,圆柱圆柱直径不宜小于直径不宜小于350mm;柱截面边长比不宜大于柱截面边长比不宜大于3；柱剪跨比宜大于柱剪跨比宜大于2;柱轴压比：满足规范限值。柱轴压比：满足规范限值。2.柱构造柱构造1)柱截面尺寸柱截面尺寸柱截面宽度和高度均不宜小于300mm,圆柱直径不宜小于35682)柱配筋构造柱配筋构造 柱纵筋：宜对称布置，截面尺寸大于柱纵筋：宜对称布置，截面尺寸大于400mm，纵筋间距纵筋间距不大于不大于200mm，柱总纵向配筋率符合，柱总纵向配筋率符合要求要求表表6.17，且不应大于，且不应大于5%,每一侧配筋率不应每一侧配筋率不应小于小于0.2%，边柱、角柱及抗震墙边柱考虑地震边柱、角柱及抗震墙边柱考虑地震作用组合产生拉力时，柱内纵筋总截面积计算值作用组合产生拉力时，柱内纵筋总截面积计算值增加增加30%。一级且剪跨比不大于一级且剪跨比不大于2的柱，每侧纵的柱，每侧纵筋配筋率不宜大于筋配筋率不宜大于1.2%。柱配筋构造 柱纵筋：宜对称布置，截面尺寸大于400mm，纵69 柱箍筋：柱上、下端箍筋加密，柱箍筋：柱上、下端箍筋加密，见表见表。柱在刚性地坪上、下各柱在刚性地坪上、下各500mm范围内也应范围内也应符合加密区要求。符合加密区要求。柱箍筋：柱上、下端箍筋加密，见表。柱在刚性地坪上、下各5070v 加密区箍筋肢距：加密区箍筋肢距：一级不宜大于一级不宜大于200mm，二、三级不宜大于二、三级不宜大于250mm和和20倍箍筋直径的较倍箍筋直径的较大值，一级不宜大于大值，一级不宜大于300mm.v 柱箍筋变动：柱箍筋变动：二级框架柱箍筋直径不小于二级框架柱箍筋直径不小于10mm时，最大间距可用时，最大间距可用150mm；三级框架柱；三级框架柱截面尺寸不大于截面尺寸不大于400mm时，箍筋最小直径可采时，箍筋最小直径可采用用6mm；四级框架柱剪跨比不大于；四级框架柱剪跨比不大于2时，箍筋时，箍筋直径不宜小于直径不宜小于8mm。加密区箍筋肢距：一级不宜大于200mm，二、三级不宜大于71 加密区箍筋体积配筋率加密区箍筋体积配筋率 加密区箍筋体积配筋率，一、二、加密区箍筋体积配筋率，一、二、三、四级分别不应小于三、四级分别不应小于0.8%、0.6%、0.4%、0.4%最小配箍特征值；混凝土强度低于最小配箍特征值；混凝土强度低于C35时，应按时，应按C35计算，计算，超过超过360时，时，取取360N/mm2。加密区箍筋体积配筋率 加密区箍筋体积配筋率，一、二、72 框支柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍，框支柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍，最小最小配箍特征值应比表增加配箍特征值应比表增加0.02，且体积配箍率不应小，且体积配箍率不应小于于1.5%。剪跨比不大于。剪跨比不大于2的柱，柱全高宜采用复合的柱，柱全高宜采用复合螺旋箍或井字复合箍，体积配箍率不应小于螺旋箍或井字复合箍，体积配箍率不应小于1.2%,9度设防时不应小于度设防时不应小于1.5%。v 柱加密区外箍筋要求：体积配筋率不宜小于加柱加密区外箍筋要求：体积配筋率不宜小于加密区的一半，箍筋间距一二级不应大于密区的一半，箍筋间距一二级不应大于10d，三、，三、四级不宜大于四级不宜大于15d，d为钢筋直径。为钢筋直径。当柱中全部纵向受力钢筋配筋率超过当柱中全部纵向受力钢筋配筋率超过3%时，箍时，箍筋应焊成封闭环式。筋应焊成封闭环式。框支柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍，最小配73表表6.19 柱箍筋加密区最小配箍特征值柱箍筋加密区最小配箍特征值表6.19 柱箍筋加密区最小配箍特征值74【设计例题】【设计例题】【设计例题】756.5 6.5 抗震墙结构设计抗震墙结构设计一、抗震墙结构的抗震性能一、抗震墙结构的抗震性能1.基本概念：基本概念：抗震墙结构就是抵抗侧向力的钢筋混凝抗震墙结构就是抵抗侧向力的钢筋混凝土剪力墙结构。土剪力墙结构。它可以是单独的由抗震墙组成的结构，它可以是单独的由抗震墙组成的结构，也可以和框架共同抵抗侧向力形成框架剪力墙结构，也可以和框架共同抵抗侧向力形成框架剪力墙结构，筒体结构中的实腹筒也由剪力墙组成。筒体结构中的实腹筒也由剪力墙组成。剪力墙受力承受水平力中的绝大部分，剪力墙受力承受水平力中的绝大部分，但并非只是抗但并非只是抗剪或以剪切破坏为主，剪或以剪切破坏为主，在高宽比大于在高宽比大于2的抗震墙中，的抗震墙中，破坏往往由破坏往往由弯曲破坏控制弯曲破坏控制。2.类型类型1）悬臂剪力墙：压弯剪共同作用的构件，墙平面内）悬臂剪力墙：压弯剪共同作用的构件，墙平面内进行配筋计算，平面外稳定依赖各层楼板作为支撑及进行配筋计算，平面外稳定依赖各层楼板作为支撑及构造措施或进行必要的验算加以保证。可能出现弯曲构造措施或进行必要的验算加以保证。可能出现弯曲破坏或剪切破坏。破坏或剪切破坏。6.5 抗震墙结构设计一、抗震墙结构的抗震性能1.基本概念762)2)开洞抗震墙：将抗震墙分成墙肢或连系梁两类构件。开洞抗震墙：将抗震墙分成墙肢或连系梁两类构件。连系梁一般跨高比较小，抗剪承载力较突出。墙肢则连系梁一般跨高比较小，抗剪承载力较突出。墙肢则和悬臂抗震墙类似，承受轴力、弯矩和剪力。水平荷和悬臂抗震墙类似，承受轴力、弯矩和剪力。水平荷载下，受拉墙肢压力可能较小，甚至可能是轴向拉力。载下，受拉墙肢压力可能较小，甚至可能是轴向拉力。3)3)带边框剪力墙带边框剪力墙4)4)井筒井筒5)5)框支剪力墙框支剪力墙3.3.抗震墙抗震性能抗震墙抗震性能1)1)悬臂抗震墙悬臂抗震墙2)2)开洞抗震墙开洞抗震墙 影响因素：墙肢宽度，连梁刚度和承载力影响因素：墙肢宽度，连梁刚度和承载力 墙肢高宽比大于墙肢高宽比大于2 2为弯曲破坏，小于为弯曲破坏，小于1.01.0为脆性破坏；为脆性破坏；连梁脆性破坏（剪切破坏）会使墙肢失去约束而称为连梁脆性破坏（剪切破坏）会使墙肢失去约束而称为 单独墙肢，墙肢抗侧刚度大大降低，承载力也将降低。单独墙肢，墙肢抗侧刚度大大降低，承载力也将降低。2)开洞抗震墙：将抗震墙分成墙肢或连系梁两类构件。连系梁一般77框支剪力墙框支剪力墙带边框剪力墙带边框剪力墙井筒井筒开洞抗震墙开洞抗震墙悬臂剪力墙悬臂剪力墙图图610 剪力墙类型剪力墙类型框支剪力墙带边框剪力墙井筒开洞抗震墙悬臂剪力墙图610 78v 墙肢和连梁可能出现弯曲破坏的情况：墙肢和连梁可能出现弯曲破坏的情况：连梁不屈服，墙肢弯曲破坏后丧失承载力，一般连连梁不屈服，墙肢弯曲破坏后丧失承载力，一般连梁刚度及承载力大，墙整体性好；连梁先屈服，然后墙梁刚度及承载力大，墙整体性好；连梁先屈服，然后墙肢弯曲破坏丧失承载力，当连梁钢筋屈服并具有延性时，肢弯曲破坏丧失承载力，当连梁钢筋屈服并具有延性时，可以吸收大量地震能量，又能继续传递弯矩与剪力，对可以吸收大量地震能量，又能继续传递弯矩与剪力，对墙肢有一定的约束作用。这种破坏形式最理想。墙肢有一定的约束作用。这种破坏形式最理想。v 开洞抗震墙抗震性能优于悬臂抗震墙开洞抗震墙抗震性能优于悬臂抗震墙 第一，开洞抗震墙中，连梁端部钢筋屈服，可以形第一，开洞抗震墙中，连梁端部钢筋屈服，可以形成数量众多的塑性铰，具有较好的变形能力和耗能能力，成数量众多的塑性铰，具有较好的变形能力和耗能能力，第二，具有多道抗震防线，通过连梁的塑性破坏吸收地震第二，具有多道抗震防线，通过连梁的塑性破坏吸收地震能量，从而保证墙肢安全。可按照能量，从而保证墙肢安全。可按照强墙弱梁强墙弱梁原则设计。原则设计。v 震害表明抗震墙结构具有良好的抗震性能震害表明抗震墙结构具有良好的抗震性能 唐山地震，天津市友谊宾馆主楼唐山地震，天津市友谊宾馆主楼7度设防，东段为度设防，东段为8层层框架结构，破坏严重，西段为框架结构，破坏严重，西段为11层框架抗震墙结构，破层框架抗震墙结构，破坏较轻。坏较轻。墙肢和连梁可能出现弯曲破坏的情况：开洞抗震墙抗震性能79三、抗震墙结构布置三、抗震墙结构布置1.1.抗震墙结构的平面布置抗震墙结构的平面布置 沿结构平面主要轴线方向布置。一般情况下，矩形、沿结构平面主要轴线方向布置。一般情况下，矩形、L L形、形、T T形平面，沿两个正交的主轴方向布置；三角形及形平面，沿两个正交的主轴方向布置；三角形及Y Y形平面可沿三个方向布置，正多边形、圆形等沿径向形平面可沿三个方向布置，正多边形、圆形等沿径向和环向布置。和环向布置。单片抗震墙长度不宜过大：长度过大周期过短，地震单片抗震墙长度不宜过大：长度过大周期过短，地震作用增大，抗震墙高细呈受弯工作状态，具有足够延性，作用增大，抗震墙高细呈受弯工作状态，具有足够延性，而低矮墙由受剪承载力控制，破坏呈脆性。而低矮墙由受剪承载力控制，破坏呈脆性。当同一轴线上抗震墙过长时，应用连梁或楼板分成若当同一轴线上抗震墙过长时，应用连梁或楼板分成若干墙段。干墙段。抗震墙数量要合理，可用基本周期近似公式：抗震墙数量要合理，可用基本周期近似公式：T T1 1（0.040.05)N0.040.05)N三、抗震墙结构布置802.抗震墙结构的竖向布置抗震墙结构的竖向布置 抗震墙沿结构竖向应连续，不中断。当顶层取消部抗震墙沿结构竖向应连续，不中断。当顶层取消部分抗震墙而设大开间时，其余应在抗震上加强；当底分抗震墙而设大开间时，其余应在抗震上加强；当底层取消时应设转换层。层取消时应设转换层。抗震墙刚度均匀连续，厚度应按阶段变化，每次减抗震墙刚度均匀连续，厚度应按阶段变化，每次减小宜为小宜为50100mm，厚度改变、混凝土强度及配筋的，厚度改变、混凝土强度及配筋的变化宜错开楼层。变化宜错开楼层。抗震墙洞口宜上下对齐，呈列布置，形成明确的墙抗震墙洞口宜上下对齐，呈列布置，形成明确的墙肢和连梁。肢和连梁。抗震墙洞口之间及洞口与墙边缘之间要避免小墙肢。抗震墙洞口之间及洞口与墙边缘之间要避免小墙肢。2.抗震墙结构的竖向布置81小墙肢小墙肢a.规则开洞规则开洞b.错开洞口错开洞口刀把形抗震墙刀把形抗震墙图图6.11 剪力墙类型剪力墙类型小墙肢a.规则开洞刀把形抗震墙图6.11 剪力墙类型823.抗震墙的厚度抗震墙的厚度 抗震墙厚度与层高的相对关系，根据墙体在重力抗震墙厚度与层高的相对关系，根据墙体在重力荷载作用下不产生屈曲的要求决定。荷载作用下不产生屈曲的要求决定。一、二级抗震等级时不应小于一、二级抗震等级时不应小于160mm，且不应小，且不应小于层高的于层高的1/20；三级抗震等级时不应小于；三级抗震等级时不应小于140mm，且不应小于层高的且不应小于层高的1/25.一、二级加强部位不应小于一、二级加强部位不应小于200mm，且不应小于层高的，且不应小于层高的1/16,当底部加强部位无当底部加强部位无端柱或翼墙时不宜小于净高的端柱或翼墙时不宜小于净高的1/12.3.抗震墙的厚度83四、四、抗震墙地震作用的计算抗震墙地震作用的计算1.开洞抗震墙的主要参数开洞抗震墙的主要参数v 整体系数：整体系数：I1、I2墙肢墙肢1、2的惯性矩；的惯性矩；m洞口列数；洞口列数；h层高；层高；双肢墙双肢墙联肢墙联肢墙（6.31)（6.32)四、抗震墙地震作用的计算1.开洞抗震墙的主要参数I1、I84v 洞口面积比：洞口面积比：洞口面积比：852.根据开洞情况抗震墙分类根据开洞情况抗震墙分类2.根据开洞情况抗震墙分类86图图6.13 按洞口大小剪力墙分类按洞口大小剪力墙分类图6.13 按洞口大小剪力墙分类87建筑结构抗震设计与实例第6章课件883.3.抗震墙地震作用的计算抗震墙地震作用的计算1)1)等效刚度等效刚度v 整体小开口墙整体小开口墙惯性矩惯性矩等效刚度等效刚度（6.33)6.33)3.抗震墙地震作用的计算1)等效刚度惯性矩等效刚度（6.3389v 小开口墙小开口墙等效刚度计算公式同上，其中，等效刚度计算公式同上，其中，近似取组合截面惯性矩的近似取组合截面惯性矩的80%小开口墙90v 双肢墙、联肢墙及壁式框架双肢墙、联肢墙及壁式框架联肢墙及壁式框架可转换为带刚域的框架联肢墙及壁式框架可转换为带刚域的框架刚域的范围刚域的范围带刚域杆件的等效刚度近似计算带刚域杆件的等效刚度近似计算图图6.14 刚域计算范围刚域计算范围 双肢墙、联肢墙及壁式框架联肢墙及壁式框架可转换为带刚域的框91建筑结构抗震设计与实例第6章课件922)内力近似计算内力近似计算Mni第第n层某道剪力墙第层某道剪力墙第i墙肢的弯矩内力近似计算墙肢的弯矩内力近似计算墙肢剪力：墙肢剪力：墙肢轴力：墙肢轴力：墙肢弯矩：墙肢弯矩：（6.34)2)内力近似计算Mni第n层某道剪力墙第i墙肢的弯矩内力93连梁剪力为上下层墙肢的轴力差连梁剪力为上下层墙肢的轴力差图图6.15 连梁约束系数曲线连梁约束系数曲线连梁剪力为上下层墙肢的轴力差图6.15 连梁约束系数曲线943)抗震墙有转折时的近似计算抗震墙有转折时的近似计算 抗震等级为一、二级的抗震墙，当墙轴线错开距抗震等级为一、二级的抗震墙，当墙轴线错开距离不大于离不大于3 3倍连接墙厚度，且楼板为现浇时，有错倍连接墙厚度，且楼板为现浇时，有错位墙可按整体直线墙考虑。位墙可按整体直线墙考虑。抗震等级为三级的抗震墙，当墙轴线错开距离不抗震等级为三级的抗震墙，当墙轴线错开距离不大于大于6 6倍且不大于倍且不大于2.02.0，也可近似按整体墙考虑，但，也可近似按整体墙考虑，但内力乘以增大系数内力乘以增大系数1.21.2，等效刚度乘以折减系数，等效刚度乘以折减系数0.80.8。4)联肢抗震墙的连梁调幅联肢抗震墙的连梁调幅 静载弯矩调幅不大于静载弯矩调幅不大于20%，地震弯矩调幅不，地震弯矩调幅不大于大于30%，连梁弯矩进行调幅后，相应增加墙肢，连梁弯矩进行调幅后，相应增加墙肢弯矩，满足平衡条件。弯矩，满足平衡条件。3)抗震墙有转折时的近似计算 抗震等级为一、二级的抗震墙，95五、抗震墙的截面验算五、抗震墙的截面验算1.竖向荷载作用下截面的抗震验算竖向荷载作用下截面的抗震验算N轴向力设计值轴向力设计值考虑施工偏差影响考虑施工偏差影响 bw/(bw+3)Bw 墙厚（墙厚（cm）考虑平面外压屈系数考虑平面外压屈系数（6.35)五、抗震墙的截面验算1.竖向荷载作用下截面的抗震验算N轴962.地震力与竖向荷载作用下截面的抗震验算地震力与竖向荷载作用下截面的抗震验算（1）抗震墙和连梁截面限制条件：）抗震墙和连梁截面限制条件：2.地震力与竖向荷载作用下截面的抗震验算（1）抗震墙和连梁97(2)一、二、三的抗震墙底部加强部位截面组合剪力设计值调整一、二、三的抗震墙底部加强部位截面组合剪力设计值调整9度时应符合：度时应符合：（6.36)(2)一、二、三的抗震墙底部加强部位截面组合剪力设计值调98（6.37)（6.37)99(4)(4)抗震墙各墙值截面组合弯矩设计值抗震墙各墙值截面组合弯矩设计值 一级抗震墙的底部加强部位及上一层，应按墙肢底部截面一级抗震墙的底部加强部位及上一层，应按墙肢底部截面组合弯矩设计值采用，其它部位各墙肢弯矩设计值应乘以增组合弯矩设计值采用，其它部位各墙肢弯矩设计值应乘以增大系数大系数1.21.2。部分框支抗震墙结构的落地抗震墙肢不宜出现小偏心受拉。部分框支抗震墙结构的落地抗震墙肢不宜出现小偏心受拉。(5)(5)双肢抗震墙截面组合弯矩设计值双肢抗震墙截面组合弯矩设计值避免小偏心受拉，拉力限制条件：避免小偏心受拉，拉力限制条件：图图6.16 6.16 双肢抗震墙双肢抗震墙（6.38)6.38)(4)抗震墙各墙值截面组合弯矩设计值 一级抗震墙的底部加强100(6)(6)偏心受力抗震墙正截面承载力计算偏心受力抗震墙正截面承载力计算v 偏心受压偏心受压（6.39)6.39)(6)偏心受力抗震墙正截面承载力计算 偏心受压（6.39)101建筑结构抗震设计与实例第6章课件102建筑结构抗震设计与实例第6章课件103v 偏心受拉偏心受拉（6.40)6.40)偏心受拉（6.40)104v 偏心受压斜截面承载力计算偏心受压斜截面承载力计算（6.42)偏心受压斜截面承载力计算（6.42)105(9)(9)抗震墙连梁斜截面承载力计算抗震墙连梁斜截面承载力计算(10)(10)抗震墙施工缝受剪承载力验算抗震墙施工缝受剪承载力验算v 偏心受拉斜截面承载力计算偏心受拉斜截面承载力计算（6.43)6.43)(9)抗震墙连梁斜截面承载力计算(10)抗震墙施工缝受剪1063.抗震墙的钢筋抗震墙的钢筋1)一、二、三级抗震时，抗震墙竖向、横向分布钢一、二、三级抗震时，抗震墙竖向、横向分布钢筋最小配筋率均不应小于筋最小配筋率均不应小于0.25%，四级不应小于，四级不应小于0.2%。2)钢筋直径和间距钢筋直径和间距最大间距不应大于最大间距不应大于300mm，最小直径为，最小直径为8mm，且，且不宜大于墙厚的不宜大于墙厚的1/10；框支墙的底部加强部位，配筋率均不应