高层建筑混凝土结构设计-框架课件

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资源描述
1.预修课程:预修课程:结构力学、混凝土结构基本原理()、房屋结构设计、结构抗震设计 2.课程教材:课程教材:东南大学、同济大学、天津大学合编,混凝土结构中册 混凝土结构与砌体结构设计第5版,中国建筑工业出版社,2012年8月李国强、李杰、苏小卒编,建筑结构抗震设计第3版,中国建筑工业出版社,2009年4月3.参考书目:参考书目:方鄂华编,多层及高层建筑结构设计,地震出版社,2005年8月包世华、张铜生编,高层建筑结构设计和计算(上、下册),清华大学出版社,2005年12月4.课程考试采取 闭卷 ,成绩采用 百分 制记载。5.成绩评定方式 课程成绩由四项构成,即:课程作业、阶段测试、集中考试、平时成绩(含课堂讨论、辅导答疑、出勤情况)。各项成绩均以百分制评定,所占比例分别为:课程作业10%,阶段测试10%、集中考试70%、平时成绩10%。如学生未参加上述四项中的某一项或某几项的学习或考核,则对应项的成绩以零分计。课程作业成绩:在教学过程中,布置不少于3次课程作业,并以各次作业成绩的算术平均值为本项成绩。阶段测试:在教学过程中,分阶段进行不少于1次随堂测试,并以各次随堂 测试成绩的算术平均值为本项成绩。集中考试:在授课结束后,进行一次闭卷考试,该次考试的成绩即为本项成绩。平时成绩:在授课过程中,对课堂讨论、辅导答疑、出勤情况进行考核,考核次数共计不少于5次,学生如缺席某次考核,当次考核成绩以百分制的零分计。如因非学生原因出现其所选本门课程的授课时间与其他课程冲突的,学生应按照学校及学院的规定及时办理相关手续,并通知任课教师,然后方可不参加本门课程的课堂教学。高层建筑混凝土结构设计高层建筑混凝土结构设计第第1章章 框架结构设计框架结构设计框架结构工程示例框架结构工程示例.1.1 框架结构组成和布置框架结构组成和布置 由于高层建筑纵横两个方向都承受较大水平力,因此,在纵横两个方向由于高层建筑纵横两个方向都承受较大水平力,因此,在纵横两个方向都应按框架设计。都应按框架设计。框架结构主要由梁、柱框架结构主要由梁、柱(有时会有少量的剪力墙有时会有少量的剪力墙)和框架间填充墙组成。和框架间填充墙组成。按施工方法框架结构有现浇式、装配式和装配整体式三种。按施工方法框架结构有现浇式、装配式和装配整体式三种。1 组成组成 (1)柱网布置柱网布置 柱网布置要满足生产工艺柱网布置要满足生产工艺(厂房厂房)、建筑功能的要求;、建筑功能的要求;柱网尽量对称、规则、均匀;柱网尽量对称、规则、均匀;柱网布置使结构受力合理柱网布置使结构受力合理(教材列出三种图示情况教材列出三种图示情况0;柱网布置应方便施工。柱网布置应方便施工。横向框架承重方案横向框架承重方案纵向框架承重方案纵向框架承重方案2 布置布置(2)承重框架的布置承重框架的布置(结构承重方案结构承重方案)双向框架承重方案双向框架承重方案(3)变形缝的设置变形缝的设置伸缩缝伸缩缝:伸缩缝的最大间距伸缩缝的最大间距沉降缝沉降缝:建筑物相邻部位层数或荷载相差悬殊或地基土层压缩性变化过大宜设沉建筑物相邻部位层数或荷载相差悬殊或地基土层压缩性变化过大宜设沉降缝。要求相邻单元可以自由沉降,并应考虑由于基础转动产生顶点位移降缝。要求相邻单元可以自由沉降,并应考虑由于基础转动产生顶点位移的影响。的影响。防震缝:防震缝:可以使体型复杂、平立面特别不规则的建筑,形成多个较规则的单元。可以使体型复杂、平立面特别不规则的建筑,形成多个较规则的单元。防震缝的最小宽度是根据地震中缝两侧的房屋不发生碰撞的条件确定的。防震缝的最小宽度是根据地震中缝两侧的房屋不发生碰撞的条件确定的。防震缝的最小宽度防震缝的最小宽度v框架框架 当当H15m时,时,=100mm 设防烈度为设防烈度为 6 7 8 9度度 H每增加每增加 5m 4m 3m 2m 防震缝宽度增加防震缝宽度增加20mmv框架框架-剪力墙,缝宽为框架的剪力墙,缝宽为框架的70%v剪力墙,缝宽为框架的剪力墙,缝宽为框架的50%v缝宽均应缝宽均应70mm H按缝两侧较低的房屋高度确定按缝两侧较低的房屋高度确定;当缝两侧结构体系不同时,防震缝宽度按不利体系考虑。当缝两侧结构体系不同时,防震缝宽度按不利体系考虑。在地震区,当高层建筑设有伸缩缝或沉降缝时,其缝宽应按防震缝宽度确定。在地震区,当高层建筑设有伸缩缝或沉降缝时,其缝宽应按防震缝宽度确定。在多高层建筑结构中,可通过调节建筑平面、尺寸、体型,结构节点连在多高层建筑结构中,可通过调节建筑平面、尺寸、体型,结构节点连接方式、配筋,设置后浇带、膨胀加强带、分段施工、加强保温隔热等措接方式、配筋,设置后浇带、膨胀加强带、分段施工、加强保温隔热等措施,尽量少设缝或不设缝。施,尽量少设缝或不设缝。.框架结构内力和水平位移的近似计算方法框架结构内力和水平位移的近似计算方法1.2.11.2.1计算单元及计算简图计算单元及计算简图1.1.计算单元计算单元 框架结构为空间结构,应取整体结构为计算单元,但对平面布置比较规则的框架结构为空间结构,应取整体结构为计算单元,但对平面布置比较规则的框架结构,计算中可将空间框架简化为平面框架,选出一榀或几榀有代表性的平框架结构,计算中可将空间框架简化为平面框架,选出一榀或几榀有代表性的平面框架作为计算单元,面框架作为计算单元,每榀框架按其负荷面积承担荷载。每榀框架按其负荷面积承担荷载。框架结构计算简图示意框架结构计算简图示意恒荷载恒荷载竖向活荷载竖向活荷载风荷载风荷载地震作用地震作用2.计算简图计算简图 计算简图是由计算模型及其作用在其中的荷载共同构成的。框架梁的跨度计算简图是由计算模型及其作用在其中的荷载共同构成的。框架梁的跨度取柱子轴线间距离,当柱截面变化时,取最小柱截面形心线间距离;柱长取建取柱子轴线间距离,当柱截面变化时,取最小柱截面形心线间距离;柱长取建筑层高,底层算至基础顶。当有加腋梁时,若筑层高,底层算至基础顶。当有加腋梁时,若I Im m/I4/I4或或h hm m/h/h1.61.6,则不考虑支,则不考虑支托影响。托影响。3.框架梁惯性矩框架梁惯性矩 考虑楼板的影响,现浇楼盖,中框架梁取考虑楼板的影响,现浇楼盖,中框架梁取I=2II=2I0 0,边框架梁取边框架梁取I=1.5II=1.5I0 0;装;装配整体式楼盖,中框架梁取配整体式楼盖,中框架梁取I=1.5II=1.5I0 0,边框架梁取,边框架梁取I=1.2II=1.2I0 0。式中。式中I I0 0为矩形截面为矩形截面惯性矩。惯性矩。4.荷载计算荷载计算 (1)楼、屋面恒载楼、屋面恒载 按结构构件尺寸乘以材料容重标准值,得到面荷载按结构构件尺寸乘以材料容重标准值,得到面荷载(kN/m2)、线荷载、线荷载(kN/m)和集中荷载值和集中荷载值(kN).(2)楼屋面活荷载楼屋面活荷载 根据建筑不同的使用功能查荷载规范。根据建筑不同的使用功能查荷载规范。(3)风荷载风荷载 计算方法同单层厂房,计算方法同单层厂房,(4)水平地震作用水平地震作用 底部剪力法、振型分解反应谱法、弹性时程分析方法底部剪力法、振型分解反应谱法、弹性时程分析方法.1.2.2 1.2.2 框架结构的内力及侧移计算框架结构的内力及侧移计算 1 1 框架在竖向荷载作用下的近似计算方法框架在竖向荷载作用下的近似计算方法分层法分层法假定:假定:(1)框架在竖向荷载作用下,结点侧移忽略不计;框架在竖向荷载作用下,结点侧移忽略不计;(2)每层梁上的荷载对其他各层梁内力的影响忽略不计。每层梁上的荷载对其他各层梁内力的影响忽略不计。开口框架的支座设为固定端与实际不符。为消除由此带开口框架的支座设为固定端与实际不符。为消除由此带来的误差,除底层外,其它各层柱的线刚度均乘以来的误差,除底层外,其它各层柱的线刚度均乘以 0.9,并取柱的弯矩传递系数为并取柱的弯矩传递系数为1/3。分层后,各开口框架的内力可由弯矩分配法计算。分层后,各开口框架的内力可由弯矩分配法计算。最终弯矩取法为:最终弯矩取法为:框架梁的最终弯矩即为各开口框架算得的弯矩;框架梁的最终弯矩即为各开口框架算得的弯矩;框架柱的弯矩,由上下两相邻开口框架同一柱的弯矩叠加而得。框架柱的弯矩,由上下两相邻开口框架同一柱的弯矩叠加而得。最后算得的各梁柱弯矩在节点处一般不平衡,但误差不大。如有需要,可将最后算得的各梁柱弯矩在节点处一般不平衡,但误差不大。如有需要,可将节点不平衡弯矩再分配一次。节点不平衡弯矩再分配一次。例题:用分层法计算下图所示框架的弯矩图,括号内的数例题:用分层法计算下图所示框架的弯矩图,括号内的数字表示每根杆件的线刚度字表示每根杆件的线刚度 i=EI/l分层后的开口框架:分层后的开口框架:弯矩分配法的计算步骤:弯矩分配法的计算步骤:(1)、分配系数、分配系数(2)、固端弯矩:根据、固端弯矩:根据建筑结构静力计算手册建筑结构静力计算手册或结构力学教材查用,弯矩方向:或结构力学教材查用,弯矩方向:对节点逆时针旋转为正(可任意,但要统一)。对节点逆时针旋转为正(可任意,但要统一)。(3)、分配节点不平衡弯矩(不平衡弯矩为节点弯矩的代数和、分配节点不平衡弯矩(不平衡弯矩为节点弯矩的代数和M):首先分配有较):首先分配有较大不平衡弯矩的节点(用大不平衡弯矩的节点(用M计算各杆分配弯矩,并在其下划一横线,以示暂告计算各杆分配弯矩,并在其下划一横线,以示暂告平衡,此弯矩不再参与分配了),同时向杆的远端传递弯矩(梁和底层柱,传递系平衡,此弯矩不再参与分配了),同时向杆的远端传递弯矩(梁和底层柱,传递系数为数为1/2,其他各层柱为,其他各层柱为1/3)作为远端的不平衡弯矩(此弯矩参与分配),依次分)作为远端的不平衡弯矩(此弯矩参与分配),依次分配其他各节点的不平衡弯矩并传递,待各杆不平衡弯矩小到可以忽略不计时,即可配其他各节点的不平衡弯矩并传递,待各杆不平衡弯矩小到可以忽略不计时,即可停止进行。停止进行。(4)、各杆端的最终弯矩:即为各杆端的固端弯矩、分配弯矩及传递弯矩的代数和。、各杆端的最终弯矩:即为各杆端的固端弯矩、分配弯矩及传递弯矩的代数和。分配系数:分配系数:固端弯矩:固端弯矩:分配系数:分配系数:-13.1313.13-7.327.32-13.138.774.3813.13-7.327.32-6.32-3.16-2.48-3.32-1.23-1.24-1.660.834.36-1.00.410.421.430.230.72-0.40-0.54-0.20-4.7715.05-13.620.774.77-0.771.59-0.26-1.43-0.48(单位:kN-m)2 框架在水平荷载作用下的内力近似计算框架在水平荷载作用下的内力近似计算反弯点法反弯点法(1)反弯点法的基本假定反弯点法的基本假定:(对于层数不多,柱截面较小,梁柱线刚度比:(对于层数不多,柱截面较小,梁柱线刚度比3的的框架,为简化计算,可作如下假定。)框架,为简化计算,可作如下假定。)1)在确定各柱剪力时,假定框架梁刚度无限大,即各杆端无转角,且同一)在确定各柱剪力时,假定框架梁刚度无限大,即各杆端无转角,且同一层具有相同的水平位移;层具有相同的水平位移;2)底层柱的反弯点在距柱底)底层柱的反弯点在距柱底2/3h处,其它各层柱的反弯点在处,其它各层柱的反弯点在1/2h处;处;3)节点不平衡弯矩按节点两则梁线刚度比例进行分配。)节点不平衡弯矩按节点两则梁线刚度比例进行分配。(2)柱剪力与位移的关系:柱剪力与位移的关系:(3)各柱剪力值的确定:各柱剪力值的确定:(4)计算步骤:计算步骤:1)按上面公式)按上面公式(4 4)求出框架中各柱的剪力;求出框架中各柱的剪力;2)取底层柱的反弯点在距柱底)取底层柱的反弯点在距柱底2/3h处,其它各层柱的反弯点在处,其它各层柱的反弯点在1/2h处。处。3)求柱端弯矩:)求柱端弯矩:底层柱上端底层柱上端底层柱下端底层柱下端其余各层柱上下端其余各层柱上下端 4)求梁端弯矩:)求梁端弯矩:边跨外边缘处的梁端弯矩边跨外边缘处的梁端弯矩中间支座处的梁端弯矩中间支座处的梁端弯矩3 3 框架在水平荷载作用下的内力近似计算方法框架在水平荷载作用下的内力近似计算方法D D值法值法 D D值法又称改进反弯点法。当柱截面较大,梁柱线刚度比较小时,若采用反弯点法值法又称改进反弯点法。当柱截面较大,梁柱线刚度比较小时,若采用反弯点法误差较大误差较大。D D值法主要针对柱的抗侧移刚度及反弯点位置进行改进,以求得较准确的内力解。值法主要针对柱的抗侧移刚度及反弯点位置进行改进,以求得较准确的内力解。(1)改进后的柱抗侧移刚度改进后的柱抗侧移刚度D D:整体框架结构整体框架结构梁柱单元变形梁柱单元变形对节点对节点A建立力矩平衡条件建立力矩平衡条件对节点对节点B建立力矩平衡条件建立力矩平衡条件以上两式相加得以上两式相加得柱剪力为柱剪力为令令则则修正后的抗侧刚度修正后的抗侧刚度式中式中柱侧移刚度修正系数(又称节点转动影响系数);柱侧移刚度修正系数(又称节点转动影响系数);柱的线刚度;柱的线刚度;层高。层高。与反弯点法的抗侧移刚度与反弯点法的抗侧移刚度相比,可知相比,可知D D值法在计算柱的侧移刚度值法在计算柱的侧移刚度时考虑了节点转动带来的影响(即时考虑了节点转动带来的影响(即 ),因此提高了计算精度。),因此提高了计算精度。(2)柱的反弯点高度柱的反弯点高度框架柱的反弯点高度框架柱的反弯点高度 可由下式计算:可由下式计算:反弯点高度比;反弯点高度比;标准反弯点高度比,按教材附表标准反弯点高度比,按教材附表10.110.1或表或表10.210.2查用;查用;考虑上下层梁刚度不同时,考虑上下层梁刚度不同时,反弯点向横梁刚度较小的一侧偏移,反弯点向横梁刚度较小的一侧偏移,y1为为对反弯点高度比的修正值,按教材表对反弯点高度比的修正值,按教材表10.310.3查用;查用;分别为考虑上下层层高变化时反弯点高度比的修正值,上层层分别为考虑上下层层高变化时反弯点高度比的修正值,上层层高增加,反弯点上移;下层层高减小,反弯点上移。按教材表高增加,反弯点上移;下层层高减小,反弯点上移。按教材表10.410.4查用。查用。(查表所需参数:梁柱线刚度比查表所需参数:梁柱线刚度比K K、总层数、总层数n n及柱所在楼层及柱所在楼层j)j)(查表所需参数:上下层梁线刚度比查表所需参数:上下层梁线刚度比I I、梁柱线刚度比、梁柱线刚度比K)K)(查表所需参数:上下层层高比查表所需参数:上下层层高比a a、梁柱线刚度比、梁柱线刚度比K)K)底层底层顶层顶层底层底层(3)D(3)D值法计算步骤值法计算步骤 当按上述当按上述1 1、2 2中的方法求出各柱的中的方法求出各柱的D D值及反弯点高度值及反弯点高度yhyh之后,框架的内之后,框架的内力计算步骤为:力计算步骤为:1 1)各柱的剪力)各柱的剪力 2)内力计算步骤同反弯点法。)内力计算步骤同反弯点法。第第i i根柱的根柱的D D值值;第第i i根柱根柱所在楼层所有柱的所在楼层所有柱的D D值之和值之和;第第i i根柱所在楼层以上所有水平力之和。根柱所在楼层以上所有水平力之和。式中式中例题:用例题:用D D值法求图示框架内力(值法求图示框架内力(M M、V V、N N图)。图)。求柱剪力:求柱剪力:求柱剪力:求柱剪力:求反弯点高度比求反弯点高度比y y:求反弯点高度比求反弯点高度比y y:底层底层求反弯点高度比求反弯点高度比y y:顶层顶层底层底层求反弯点高度比求反弯点高度比y y:求柱端弯矩:求柱端弯矩:(弯矩单位:(弯矩单位:KN-mKN-m)(弯矩单位弯矩单位:KN-m)弯矩图:弯矩图:4 框架结构水平位移计算框架结构水平位移计算 uM可由值可由值D法求得,即法求得,即式中式中5 框架结构考虑框架结构考虑P P-效应的增大系数法效应的增大系数法 考虑考虑P P-效应梁、柱端弯矩设计值效应梁、柱端弯矩设计值不引起框架侧移的荷载按一阶弹性分析得到的柱端、梁端弯矩设计值不引起框架侧移的荷载按一阶弹性分析得到的柱端、梁端弯矩设计值引起框架侧移的荷载按一阶弹性分析得到的柱端、梁端弯矩设计值引起框架侧移的荷载按一阶弹性分析得到的柱端、梁端弯矩设计值P-效应增大系数效应增大系数同一楼层中所有的柱上、下端均采用同一个增大系数,楼层同一楼层中所有的柱上、下端均采用同一个增大系数,楼层j的增大系数为的增大系数为式中式中楼层楼层j中所有中所有m个柱子轴力设计值之和个柱子轴力设计值之和楼层楼层j中所有中所有m个柱侧向刚度之和,计个柱侧向刚度之和,计算弯矩增大系数时,梁弹性刚度算弯矩增大系数时,梁弹性刚度EI乘乘折减系数折减系数0.4,柱乘折减系数,柱乘折减系数0.6;计;计算位移时,刚度不折减。算位移时,刚度不折减。考虑考虑P-效应效应j层层侧移;层层侧移;一阶弹性分析一阶弹性分析j层层侧移层层侧移梁梁柱柱123上上下下1.3 1.3 框架结构的内力组合及调幅框架结构的内力组合及调幅1.3.1、控制截面及最不利内力、控制截面及最不利内力1、3截面负弯矩及剪力大;截面负弯矩及剪力大;2截面正弯矩大。截面正弯矩大。上下两端截面上下两端截面柱弯矩大。柱弯矩大。支座处弯矩取值支座处弯矩取值1.1.控制截面控制截面支座处剪力取值支座处剪力取值2 2 荷载效应及地震作用效应组合荷载效应及地震作用效应组合 (1)1)无地震时,荷载效应组合无地震时,荷载效应组合(2)(2)有地震时,荷载效应与地震作用效应组合有地震时,荷载效应与地震作用效应组合 在针对控制截面进行内力组合时,应有目的的找出最不利内力,各控制截在针对控制截面进行内力组合时,应有目的的找出最不利内力,各控制截面的最不利内力如下:面的最不利内力如下:梁跨中梁跨中柱端柱端3.3.最不利内力最不利内力梁端梁端1.3.2 竖向活荷载的最不利布置竖向活荷载的最不利布置 1.1.分跨计算组合法分跨计算组合法 荷载逐层逐跨布置,组合出最不利内力。计算工作量大,适于电脑计算。荷载逐层逐跨布置,组合出最不利内力。计算工作量大,适于电脑计算。2.2.最不利荷载位置法最不利荷载位置法 用影响线的方式判断所求截面最大内力时荷载的布置方式。用影响线的方式判断所求截面最大内力时荷载的布置方式。3.3.分层组合法分层组合法 梁:仅考虑本层活载的影响,计算方法同连续梁活载最不利布置;梁:仅考虑本层活载的影响,计算方法同连续梁活载最不利布置;柱弯矩:仅考虑相邻上下层活载的影响;柱弯矩:仅考虑相邻上下层活载的影响;柱轴力:考虑以上各层相邻范围满布活载。柱轴力:考虑以上各层相邻范围满布活载。4.4.满布荷载法满布荷载法 当活载产生内力较小时,可考虑活载满布,对梁跨中弯矩乘以当活载产生内力较小时,可考虑活载满布,对梁跨中弯矩乘以1.11.21.11.2的增的增大系数。大系数。1.3.3、梁端内力调幅、梁端内力调幅调幅目的:一是由于支座弯矩较大,经调幅后,可使其配筋不致过多、便于调幅目的:一是由于支座弯矩较大,经调幅后,可使其配筋不致过多、便于施工;二是由于梁端不是绝对刚性,尤其是装配整体式框架,会有相对角变。施工;二是由于梁端不是绝对刚性,尤其是装配整体式框架,会有相对角变。调幅系数可取调幅系数可取0.80.80.90.9,装配整体式框架可取,装配整体式框架可取0.70.70.80.8。支座弯矩调幅后,跨中弯矩相应增大,应按平衡条件计算调幅后的跨中弯矩,且支座弯矩调幅后,跨中弯矩相应增大,应按平衡条件计算调幅后的跨中弯矩,且要求跨中弯矩不小于按简支梁计算的跨中弯矩的要求跨中弯矩不小于按简支梁计算的跨中弯矩的1/21/2。应当仅对竖向荷载引起的梁端弯矩进行调幅,水平荷载引起的梁端弯矩不应进行应当仅对竖向荷载引起的梁端弯矩进行调幅,水平荷载引起的梁端弯矩不应进行调幅。调幅。梁梁内力调幅及弯矩放大均应在内力组合之前进行。内力调幅及弯矩放大均应在内力组合之前进行。1.4 1.4 无抗震设防要求时框架结构构件设计无抗震设防要求时框架结构构件设计1.柱的计算长度柱的计算长度l0楼盖类型柱的类别l0现浇楼盖底层柱1.0H其余各层柱1.25H装配式楼盖底层柱1.25H其余各层柱1.5H2.框架节点的构造要求框架节点的构造要求1)材料强度材料强度 现浇框架节点混凝土同柱,后浇装配框架节点强度比柱高现浇框架节点混凝土同柱,后浇装配框架节点强度比柱高5MPa2)节点区最小截面尺寸节点区最小截面尺寸 3)梁柱纵筋在节点区的锚固梁柱纵筋在节点区的锚固 1.5 1.5 框架结构抗震设计框架结构抗震设计1.5.1、框架结构震害、框架结构震害 1.结构层间有明显的薄弱楼层结构层间有明显的薄弱楼层 2.框架梁、柱的震害框架梁、柱的震害 梁柱变形能力不足,构件过早发生破坏。梁柱变形能力不足,构件过早发生破坏。一般是梁轻柱重,柱顶重于柱底,尤其是角一般是梁轻柱重,柱顶重于柱底,尤其是角柱和边柱更易发生破坏。柱和边柱更易发生破坏。(1)(1)柱顶柱顶 柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或交叉裂缝。柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或交叉裂缝。重者混凝土压碎崩落,柱内箍筋拉断,纵筋压曲重者混凝土压碎崩落,柱内箍筋拉断,纵筋压曲成灯笼状。成灯笼状。主要原因:节点处弯矩、剪力、轴力都较大,受主要原因:节点处弯矩、剪力、轴力都较大,受力复杂,箍筋配置不足,锚固不好等。破坏不易力复杂,箍筋配置不足,锚固不好等。破坏不易修复。修复。(2)(2)柱底柱底与柱顶相似,震害相对柱顶较轻。与柱顶相似,震害相对柱顶较轻。(3)(3)短柱短柱 当柱高小于当柱高小于4 4倍柱截面高度(倍柱截面高度(H/b4)H/b4)时形成短柱。时形成短柱。短柱刚度大,易产生剪切短柱刚度大,易产生剪切破坏。破坏。(4)(4)角柱角柱 由于双向受弯、受剪由于双向受弯、受剪,加上扭转作用,震害比内柱重。加上扭转作用,震害比内柱重。(5)(5)梁柱节点梁柱节点 节点核心区产生对角方向的斜裂缝或交叉节点核心区产生对角方向的斜裂缝或交叉斜裂缝,混凝土剪碎剥落。节点内箍筋很少斜裂缝,混凝土剪碎剥落。节点内箍筋很少或无箍筋时,柱纵向钢筋压曲外鼓。或无箍筋时,柱纵向钢筋压曲外鼓。(6)(6)框架梁框架梁 震害多发生于梁端。在地震作用下梁端纵向钢筋屈服,出现上下贯通的垂震害多发生于梁端。在地震作用下梁端纵向钢筋屈服,出现上下贯通的垂直裂缝和交叉裂缝。破坏的主要原因是梁端屈服后产生的剪力较大,超过了梁直裂缝和交叉裂缝。破坏的主要原因是梁端屈服后产生的剪力较大,超过了梁的受剪承载力,梁内箍筋配置较稀,以及反复荷载作用下混凝土抗剪强度降低的受剪承载力,梁内箍筋配置较稀,以及反复荷载作用下混凝土抗剪强度降低等。等。3.3.抗震墙的震害抗震墙的震害 在强震作用下,抗震墙的震害主在强震作用下,抗震墙的震害主要表现在墙肢之间连梁的剪切破坏。要表现在墙肢之间连梁的剪切破坏。主要是由于连梁跨度小,高度大形主要是由于连梁跨度小,高度大形成深梁,在反复荷载作用下形成成深梁,在反复荷载作用下形成X型剪切裂缝,为剪切型脆性破坏。型剪切裂缝,为剪切型脆性破坏。4.4.填充墙的震害填充墙的震害1.5.2 框架结构构件在低周反复水平力作用下的滞回性能框架结构构件在低周反复水平力作用下的滞回性能 1.构件在罕遇地震作用下滞回曲线构件在罕遇地震作用下滞回曲线水平地震作用下构件受力水平地震作用下构件受力性能模拟试验模型性能模拟试验模型构件构件P P-滞回曲线滞回曲线 从滞回曲线中反应出来从滞回曲线中反应出来的构件抗震性能的构件抗震性能:1.延性延性 位移延性系数位移延性系数 2.耗能性能耗能性能 滞回曲线所围面积的大滞回曲线所围面积的大小即为构件的耗能量,曲小即为构件的耗能量,曲线越饱满,耗能性能越好。线越饱满,耗能性能越好。2.框架结构在罕遇地震下的出铰机制框架结构在罕遇地震下的出铰机制 框架结构在罕遇地震下应设计为优先出现梁铰机制和梁柱铰机制,不能出现柱铰机框架结构在罕遇地震下应设计为优先出现梁铰机制和梁柱铰机制,不能出现柱铰机制制,故梁柱承载力应进行级差设计,确保框架梁充分出铰后柱才出铰故梁柱承载力应进行级差设计,确保框架梁充分出铰后柱才出铰(实现实现“强柱弱梁强柱弱梁”)。在塑性铰充分转动耗能之前,梁、柱均应防止出现先行的脆性剪切破坏,故梁柱受在塑性铰充分转动耗能之前,梁、柱均应防止出现先行的脆性剪切破坏,故梁柱受弯和受剪承载力也应进行级差设计弯和受剪承载力也应进行级差设计(实现实现“强剪弱弯强剪弱弯”)。此外,还应注意防止梁柱节点和锚固失效先于构件失效此外,还应注意防止梁柱节点和锚固失效先于构件失效(即即“强节点强节点”、“强锚固强锚固”)。3.影响钢筋混凝土梁、柱抗震性能的主要因素影响钢筋混凝土梁、柱抗震性能的主要因素(1)框架梁框架梁 1)纵筋配筋率纵筋配筋率 适筋梁延性性能随纵筋配筋率增大而降低,超筋梁延性系数小于适筋梁延性性能随纵筋配筋率增大而降低,超筋梁延性系数小于1,规范,规范通过限制梁受压区高度来保证梁的延性及耗能性能。通过限制梁受压区高度来保证梁的延性及耗能性能。2)剪压比剪压比 剪压比剪压比 越大,混凝土破坏越早,延性越差,限制剪压比实际上是限越大,混凝土破坏越早,延性越差,限制剪压比实际上是限制截面尺寸不能过小。制截面尺寸不能过小。3)跨高比跨高比 跨高比减小,剪力的影响加大,剪切变形占全部位移的比重加大,极易跨高比减小,剪力的影响加大,剪切变形占全部位移的比重加大,极易发生斜裂缝为主的脆性破坏,梁延性差。发生斜裂缝为主的脆性破坏,梁延性差。4)塑性铰区箍筋用量塑性铰区箍筋用量 增加塑性铰区箍筋用量,可延缓受压纵筋过早压曲,提高混凝土的极限增加塑性铰区箍筋用量,可延缓受压纵筋过早压曲,提高混凝土的极限压应变,对提高塑性铰的转动能力十分有效。压应变,对提高塑性铰的转动能力十分有效。(2)框架柱框架柱 1)剪跨比剪跨比 剪跨比越大,柱的长细比越大,剪切影响较小,延性性能稍好。剪跨比越大,柱的长细比越大,剪切影响较小,延性性能稍好。2)轴压比轴压比 轴压比越大,混凝土破坏越早,延性越差,故需限制轴压比。轴压比越大,混凝土破坏越早,延性越差,故需限制轴压比。3)箍筋配筋率箍筋配筋率 增加塑性铰区箍筋用量,可对柱核心区混凝土提供有效的约束作用,提增加塑性铰区箍筋用量,可对柱核心区混凝土提供有效的约束作用,提高混凝土的极限压应变,增加柱延性。高混凝土的极限压应变,增加柱延性。4)纵筋配筋率纵筋配筋率 柱截面在纵筋屈服后的转角变形能力大致随纵筋配筋率的增大而线性地柱截面在纵筋屈服后的转角变形能力大致随纵筋配筋率的增大而线性地增大,故全部纵向钢筋的配筋率不应过小。增大,故全部纵向钢筋的配筋率不应过小。1.71.7(一级),(一级),1.51.5(二二级),级),1.31.3(三级)(三级)1.5.1、框架柱截面设计要点及构造、框架柱截面设计要点及构造 1.内力设计值调整(非抗震设计不需调整)内力设计值调整(非抗震设计不需调整)(1)(1)框架柱的弯矩设计值调整框架柱的弯矩设计值调整 抗震设计时抗震设计时,为避免框架底层柱根部在地震作用下过早出现塑性铰,导致结构倒为避免框架底层柱根部在地震作用下过早出现塑性铰,导致结构倒塌,要求底层下端柱截面的弯矩设计值乘以增大系数:塌,要求底层下端柱截面的弯矩设计值乘以增大系数:为实现强柱弱梁的设计思想,要求柱端弯矩设计值按下式调整:为实现强柱弱梁的设计思想,要求柱端弯矩设计值按下式调整:当不满足上式时,柱的弯矩设计值应按上式右端的数值,按弹性分析的弯矩比当不满足上式时,柱的弯矩设计值应按上式右端的数值,按弹性分析的弯矩比例进行分配。例进行分配。1.5 1.5 截面、节点设计要点及构造要求截面、节点设计要点及构造要求(2 2)框架柱的剪力设计值调整)框架柱的剪力设计值调整 为实现强剪弱弯的设计思想,要求为实现强剪弱弯的设计思想,要求抗震设计的框架柱端部截面的剪力设计值,二、抗震设计的框架柱端部截面的剪力设计值,二、三、四级时应按下列公式计算:三、四级时应按下列公式计算:式中式中 分别为柱上、下端顺时针或逆时针方向截面组合的弯矩设分别为柱上、下端顺时针或逆时针方向截面组合的弯矩设计值,应符合第(计值,应符合第(1 1)条)条“框架柱的弯矩设计值调整框架柱的弯矩设计值调整”的规定;的规定;柱的净高;柱的净高;柱端剪力增大系数,二、三、四级分别取柱端剪力增大系数,二、三、四级分别取1.31.3、1.21.2和和1.11.1。一级及一级及9度时框架应按下列公式计算:度时框架应按下列公式计算:2.2.截面尺寸校核截面尺寸校核(1)(1)柱轴压比校核:柱轴压比校核:根据根据柱的轴力设计值,重新验算轴压比。柱的轴力设计值,重新验算轴压比。(2)(2)柱截面尺寸限制条件:柱截面尺寸限制条件:(3 3)框架角柱的内力设计值调整)框架角柱的内力设计值调整 抗震设计时,一、二、三级框架角柱经上述方法调整后的弯矩、剪力设计值抗震设计时,一、二、三级框架角柱经上述方法调整后的弯矩、剪力设计值应乘以不小于应乘以不小于1.11.1的增大系数(注:框架角柱应按双向偏心受力构件进行正截面的增大系数(注:框架角柱应按双向偏心受力构件进行正截面承载力设计)。承载力设计)。025.0bhfVccb无地震作用组合时式中式中 框架柱的剪跨比。反弯点位于柱高中部的框架柱,可取柱净高与框架柱的剪跨比。反弯点位于柱高中部的框架柱,可取柱净高与计算方向计算方向2 2倍柱截面有效高度之比值;倍柱截面有效高度之比值;柱端截面未经上述第(柱端截面未经上述第(1 1)、()、(3 3)条调整的组合弯矩计算值,可)条调整的组合弯矩计算值,可取柱上、下端的较大值;取柱上、下端的较大值;柱端截面与组合弯矩计算值对应的组合剪力计算值;柱端截面与组合弯矩计算值对应的组合剪力计算值;柱截面计算方向有效高度。柱截面计算方向有效高度。框架柱的剪跨比可按下式计算:框架柱的剪跨比可按下式计算:(1 1)柱的配筋计算)柱的配筋计算 柱的配筋计算包括偏压构件的正截面及斜截面计算。柱的配筋计算包括偏压构件的正截面及斜截面计算。若不考虑抗震,配筋计算方法与钢筋混凝土结构基本构件中的计算方法相同;若不考虑抗震,配筋计算方法与钢筋混凝土结构基本构件中的计算方法相同;若考虑抗震,则柱斜截面承载力计算公式为若考虑抗震,则柱斜截面承载力计算公式为3 3柱的配筋计算与构造柱的配筋计算与构造无地震作用组合无地震作用组合有地震作用组合有地震作用组合式中式中 框架柱的剪跨比。当框架柱的剪跨比。当133时,取时,取=3=3;N N考虑风荷载或地震作用组合的框架柱轴向压力设计值,当考虑风荷载或地震作用组合的框架柱轴向压力设计值,当N N大于大于 时,取时,取N N等于等于 偏压构件偏压构件正截面承载力基本公式无变化,仅在有地震作用组合时需考虑正截面承载力基本公式无变化,仅在有地震作用组合时需考虑RERE进进行调整。行调整。(2 2)柱的纵向钢筋构造要求)柱的纵向钢筋构造要求 框架柱宜采用对称配筋。框架柱宜采用对称配筋。非抗震设计时:全部纵向钢筋的配筋率,不应大于非抗震设计时:全部纵向钢筋的配筋率,不应大于6 6(注:不宜大于(注:不宜大于5 5)、)、不应小于不应小于0.60.6。抗震设计时:全部纵向钢筋的配筋率不应大于抗震设计时:全部纵向钢筋的配筋率不应大于5 5、不应小于下表所列的最小配、不应小于下表所列的最小配筋百分率。筋百分率。柱类型柱类型抗抗 震震 等等 级级非抗震非抗震一级一级二级二级三级三级四级四级中柱、边柱中柱、边柱1.01.00 08 80 07 70 06 60.60.6角柱角柱1.21.21 10 00 09 90 08 80.60.6柱纵向钢筋最小配筋百分率(柱纵向钢筋最小配筋百分率(%)注:注:1 1当混凝土强度等级大干当混凝土强度等级大干C60C60时,表中的数值应增加时,表中的数值应增加0.10.1;2 2当采用当采用HRB400HRB400、RRB400RRB400级钢筋时,表中数值应允许减小级钢筋时,表中数值应允许减小0.10.1;3 3 抗震设计时,对抗震设计时,对类场地上较高的高层建筑,表中数值应增加类场地上较高的高层建筑,表中数值应增加0.10.1。对于抗震等级为一级且剪跨比对于抗震等级为一级且剪跨比2的柱,其单侧纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于的柱,其单侧纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于1.2。边柱、角柱考虑地震作用组合产生小偏心受拉时,柱内纵筋总截面面积应比计算边柱、角柱考虑地震作用组合产生小偏心受拉时,柱内纵筋总截面面积应比计算值增加值增加25。抗震设计及非抗震设计,都要求柱截面每一侧纵向钢筋配筋率不应小于抗震设计及非抗震设计,都要求柱截面每一侧纵向钢筋配筋率不应小于0.20.2;柱端箍筋加密的目的是从构造柱端箍筋加密的目的是从构造上提高框架柱塑性铰区的延性、对上提高框架柱塑性铰区的延性、对混凝土提供约束,防止纵向钢筋压混凝土提供约束,防止纵向钢筋压屈和保证受剪承载力。屈和保证受剪承载力。(3 3)柱端箍筋加密的要求)柱端箍筋加密的要求 非抗震设计时,柱纵向钢筋间距不应大于非抗震设计时,柱纵向钢筋间距不应大于350mm350mm;抗震设计时,截面尺寸大于抗震设计时,截面尺寸大于400mm400mm的柱,其纵向钢筋间距不宜大于的柱,其纵向钢筋间距不宜大于200mm200mm。柱纵向钢筋净距均不应小于柱纵向钢筋净距均不应小于50mm50mm。柱端箍筋加密区范围:柱端箍筋加密区范围:柱长边尺寸柱长边尺寸柱净高柱净高1/61/6500500取较大值;取较大值;(2)(2)底层柱根以上底层柱根以上1/31/3柱净高的范围;柱净高的范围;(3)(3)剪跨比剪跨比 不大于不大于2 2的全高范围。的全高范围。(4)(4)一级及二级框架角柱的全高范围;一级及二级框架角柱的全高范围;(5)(5)需要提高变形能力的柱的全高范围。需要提高变形能力的柱的全高范围。(1)(1)一般部位为一般部位为 抗震等级抗震等级 箍筋最大间距箍筋最大间距(mm)(mm)箍筋最小直径箍筋最小直径(mm)(mm)一级一级6d6d和和100100的较小值的较小值1010二级二级 8d8d和和100100的较小值的较小值 8 8三级三级8d8d和和150(150(柱根柱根100)100)的较小值的较小值 8 8四级四级8d8d和和150(150(柱根柱根100)100)的较小值的较小值 6(6(柱根柱根8)8)柱端箍筋加密区的构造要求柱端箍筋加密区的构造要求 此外,关于柱其他构造要求,此处从略。此外,关于柱其他构造要求,此处从略。柱箍筋形式示意图柱箍筋形式示意图(a a)普通箍)普通箍 (b b)复合箍)复合箍 (c c)螺旋箍)螺旋箍(d d)连续复合矩形螺旋箍(用于矩形截面柱)连续复合矩形螺旋箍(用于矩形截面柱)1.5.2 框架梁截面设计要点及构造框架梁截面设计要点及构造1.1.内力设计值调整内力设计值调整 抗震设计时,框架梁端部截面组合的剪力设计值,二、三级应按下列公式计算;抗震设计时,框架梁端部截面组合的剪力设计值,二、三级应按下列公式计算;式中式中 分别为梁左、右端逆时针或顺时针方向截面组合的弯矩设计分别为梁左、右端逆时针或顺时针方向截面组合的弯矩设计值。当抗震等级为一级且梁两端弯矩均为负弯矩时,绝对值较小一端的弯矩应取值。当抗震等级为一级且梁两端弯矩均为负弯矩时,绝对值较小一端的弯矩应取零;零;梁剪力增大系数,一、二、三级分别取梁剪力增大系数,一、二、三级分别取1.31.3、1.21.2和和1.11.1。梁的净跨;梁的净跨;考虑地震作用组合的重力荷载代表值考虑地震作用组合的重力荷载代表值(9(9度时还应包括竖向地震作用标度时还应包括竖向地震作用标准值准值)作用下,按简支梁分析的梁端截面剪力设计值。作用下,按简支梁分析的梁端截面剪力设计值。2.2.梁截面尺寸限制条件梁截面尺寸限制条件一级及九度框架一级及九度框架有地震作用组合有地震作用组合跨高比大于跨高比大于2.52.5的梁的梁 跨高比不大于跨高比不大于2.52.5的梁的梁 式中式中 V V梁计算截面的剪力设计值。梁计算截面的剪力设计值。3.3.受压区高度限值受压区高度限值 抗震设计时,为保证梁中塑性铰具有足够的转动能力,计入受压钢筋抗震设计时,为保证梁中塑性铰具有足够的转动能力,计入受压钢筋作用的梁端截面混凝土受压区高度,作用的梁端截面混凝土受压区高度,一级一级 二、三级二、三级 其他情况,梁端截面混凝土受压区高度限值同普通混凝土受弯构件。其他情况,梁端截面混凝土受压区高度限值同普通混凝土受弯构件。此外,此外,混凝土结构工程施工质量验收规范混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002GB50204-2002第第5.2.25.2.2条条要求:要求:对一、二级抗震等级框架中的钢筋,检验所得的钢筋屈服强度实测值与对一、二级抗震等级框架中的钢筋,检验所得的钢筋屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于强度标准值的比值不应大于1.31.3。正截面抗弯基本公式无变化,仅在有地震作用组合时需考虑正截面抗弯基本公式无变化,仅在有地震作用组合时需考虑RERE进行调整。进行调整。(1 1)梁的配筋计算)梁的配筋计算 梁梁的配筋计算包括的配筋计算包括受弯构件的正截面抗弯、斜截面抗剪计算受弯构件的正截面抗弯、斜截面抗剪计算。若不考虑抗震,配筋计算方法与钢筋混凝土结构基本构件中的计算方法完全相同;若不考虑抗震,配筋计算方法与钢筋混凝土结构基本构件中的计算方法完全相同;若考虑抗震,则梁斜截面承载力计算公式为若考虑抗震,则梁斜截面承载力计算公式为4 4梁的配筋计算与构造梁的配筋计算与构造情况情况受拉受拉钢筋最小配筋率筋最小配筋率受拉受拉钢筋最大配筋率筋最大配筋率支座支座(取较大值取较大值)跨中跨中(取较大值取较大值)一级抗震一级抗震 0.400.40和和0 03030和和 梁端梁端2.52.5;跨中按防止梁跨中按防止梁超筋破坏的要求超筋破坏的要求二级抗震二级抗震 0.300.30和和0 02525和和三、四级抗震三、四级抗震 0.250.25和和0 02020和和非抗震非抗震 0.200.20和和按防止梁超筋按防止梁超筋破坏的要求破坏的要求梁纵向受拉钢筋配筋率梁纵向受拉钢筋配筋率 ()限值限值 纵向钢筋最小贯通用量应符合下列要求:纵向钢筋最小贯通用量应符合下列要求:1 1)沿梁全长顶面和底面应至少各配置两根纵向钢筋,一、二级抗震设计时钢筋)沿梁全长顶面和底面应至少各配置两根纵向钢筋,一、二级抗震设计时钢筋直径不应小于直径不应小于14mm14mm,且分别不应小于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的,且分别不应小于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的1 14 4;三、四级抗震设计和非抗震设计时钢筋直径不应小于;三、四级抗震设计和非抗震设计时钢筋直径不应小于12mm12mm;2 2)一、二级抗震等级的框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋的直径)一、二级抗震等级的框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋的直径不宜过大不宜过大。对。对矩形截面柱,不宜大于柱在该方向截面尺寸的矩形截面柱,不宜大于柱在该方向截面尺寸的1 12020;对圆形截面柱,不宜大于纵向;对圆形截面柱,不宜大于纵向钢筋所在位置柱截面弦长的钢筋所在位置柱截面弦长的1 12020。(2 2)梁纵向钢筋构造要求)梁纵向钢筋构造要求 梁端箍筋加密的目的是从构造上对框架梁端箍筋加密的目的是从构造上对框架梁塑性铰区的受压混凝土提供约束,并约束梁塑性铰区的受压混凝土提供约束,并约束纵向受压钢筋,防止它在保护层混凝土剥落纵向受压钢筋,防止它在保护层混凝土剥落后过早压屈,以保证梁端具有足够的塑性转后过早压屈,以保证梁端具有足够的塑性转动能力。动能力。图中(虚线)所示次梁,因不受水平地震图中(虚线)所示次梁,因不受水平地震作用的影响,所以不需做箍筋加密处理。作用的影响,所以不需做箍筋加密处理。(3 3)梁端箍筋加密的要求梁端箍筋加密的要求抗震设计时,框架梁端箍筋应按下表的要求进行加密。抗震设计时,框架梁端箍筋应按下表的要求进行加密。抗震等级抗震等级加密区长度加密区长度(取较大值取较大值)(mm)(mm)箍筋最大间距箍筋最大间距(取最小值取最小值)(mm)(mm)箍筋最小直径箍筋最小直径(mm)(mm)一一2.0h2.0hb b,500500h hb b4 4,6d6d,1001001010二二1.5h1.5hb b,500500h hb b4 4,8d8d,1001008 8三三1.5h1.5hb b,500500h hb b4 4,8d8d,1501508 8四四1.5h1.5hb b,500500h hb b4 4,8d8d,1501506 6梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径 注:注:1.d1.d为纵向钢筋直径,为纵向钢筋直径,h hb b为梁截面高度。为梁截面高度。2.2.当梁端纵向钢筋配筋率大于当梁端纵向钢筋配筋率大于2 2时,表中箍筋最小直径应增大时,表中箍筋最小直径应增大2mm 2mm 此外,关于框架梁其他构造要求,此处从略。此外,关于框架梁其他构造要求,此处从略。1.5.3 1.5.3 框架梁柱节点核心区抗震验算框架梁柱节点核心区抗震验算 一、二、三级框架梁柱节点核心区抗震验算可按一、二、三级框架梁柱节点核心区抗震验算可按高规高规JGJ3-2002JGJ3-2002附录附录C C的有关规的有关规定进行,四级框架以及各抗震等级的顶层端节点核心区不需做抗震验算。定进行,四级框架以及各抗震等级的顶层端节点核心区不需做抗震验算。节点核心区节点核心区开裂形态及受力简图开裂形态及受力简图节点核心区箍筋做法节点核心区箍筋做法1.5.4 钢筋的连接和锚固钢筋的连接和锚固 1.1.钢筋的连接钢筋的连接 现浇钢筋混凝土框架梁、柱纵向受力钢筋的连接可采用机械连接、现浇钢筋混凝土框架梁、柱纵向受力钢筋的连接可采用机械连接、绑绑 扎搭接扎搭接或焊接,具体要求详见或焊接,具体要求详见高规高规JGJ3-2010中的中的有关规定。有关规定。2.2.钢筋的搭接和锚固长度钢筋的搭接和锚固长度 非抗震设计时,受拉钢筋绑扎搭接的搭接长度应按下式计算,且不应小于非抗震设计时,受拉钢筋绑扎搭接的搭接长度应按下式计算,且不应小于300mm300mm。式中式中 受拉钢筋的搭接长度;受拉钢筋的搭接长度;受拉钢筋的锚固长度,应按现行国家标准受拉钢筋的锚固长度,应按现行国家标准混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范GB50010GB50010的有关规定采用;的有关规定采用;受拉钢筋搭接长度修正系数,应按下页表采用。受拉钢筋搭接长度修正系数,应按下页表采用。同一连接区段内搭接钢筋面积百分率(同一连接区段内搭接钢筋面积百分率(%)25255050100100受拉搭接长度修正系数受拉搭接长度修正系数1.21.21.41.41.61.6 纵向受拉钢筋搭接长度修正系数纵向受拉钢筋搭接长度修正系数 注:同一连接区段内搭接钢筋面积百分率取在同一连接区段内有搭接接头的受力钢筋与全部注:同一连接区段内搭接钢筋面积百分率取在同一连接区段内有搭接接头的受力钢筋与全部受力钢筋面积之比。受力钢筋面积之比。抗震设计时,纵向受力钢筋的锚固和搭接长度应符合下列要求:抗震设计时,纵向受力钢筋的锚固和搭接长度应符合下列要求:(1 1)纵向受拉钢筋的最小锚固长度应按下列各式采用:纵向受拉钢筋的最小锚固长度应按下列各式采用:一、二级抗震等级一、二级抗震等级 三级抗震等级三级抗震等级 四级抗震等级四级抗震等级 式中式中 抗震设计时受拉钢筋的锚固长度。抗震设计时受拉钢筋的锚固长度。(2 2)当采用绑扎搭接接头时,其搭接长度不应小于下式的计算值:)当采用绑扎搭接接头时,其搭接长度不应小于下式的计算值:式中式中 抗震设计时受拉钢筋的搭接长度。抗震设计时受拉钢筋的搭接长度。现浇钢筋混凝土框架梁、柱纵向受力钢筋的连接和锚固构造要求,见下面各页的图现浇钢筋混凝土框架梁、柱纵向受力钢筋的连接和锚固构造要求,见下面各页的图示:示:抗震框架柱抗震框架柱纵向钢筋构造纵向钢筋构造 抗震框架梁抗震框架梁纵向向钢筋构造(注:筋构造(注:为和和中的中的较大大值。)。)为方便施工,凡框架梁的所有支座上部纵筋的延伸长度,统一取值为:为方便施工,凡框架梁的所有支座上部纵筋的延伸长度,统一取值为:第一排非通长筋及与跨中直径不同的通长筋从柱边起延伸第一排非通长筋及与跨中直径不同的通长筋从柱边起延伸至至 /3/3 位置,第二排位置,第二排非通长筋延伸至非通长筋延伸至 /4/4位置。位置。抗震框架梁纵向钢筋抗震框架梁纵向钢筋在端支座直锚构造在端支座直锚构造 非抗震框架梁纵向钢筋非抗震框架梁纵向钢筋在端支座直锚构造在端支座直锚构造 边柱和角柱柱柱和角柱柱顶纵向向钢筋构造(注:抗震筋构造(注:抗震设计时,将,将图中的中的 改为改为 )1.5.5 1.5.5 框架填充墙及隔墙的构造要求框架填充墙及隔墙的构造要求 框架结构的填充墙及隔墙宜选用轻质墙体。抗震设计时,砌体填充墙及隔墙应框架结构的填充墙及隔墙宜选用轻质墙体。抗震设计时,砌体填充墙及隔墙应具有自身稳定性,并应符合下列要求:具有自身稳定性,并应符合下列要求:1.1.砌体的砂浆强度等级不应低于砌体的砂浆强度等级不应低于M5M5,墙顶应与框架梁或楼板密切结合;,墙顶应与框架梁或楼板密切结合;2.2.砌体填充墙应沿框架柱全高每隔砌体填充墙应沿框架柱全高每隔500mm500mm左右设置左右设置2 2根直径根直径6mm6mm的拉筋,拉筋伸入的拉筋,拉筋伸入墙内的长度,墙内的长度,6 6、7 7度时不应小于墙长的度时不应小于墙长的1/51/5且不应小于且不应小于700mm700mm,8 8、9 9度时宜沿墙全长贯度时宜沿墙全长贯通;通;3.3.墙长大于墙长大于5m5m时,墙顶与梁(板)宜有钢筋拉结;墙长大于层高的时,墙顶与梁(板)宜有钢筋拉结;墙长大于层高的2 2倍时,宜设倍时,宜设置钢筋混凝土构造柱;墙高超过置钢筋混凝土构造柱;墙高超过4m4m时,在墙体半高处(或门洞上皮)宜设置与柱连接时,在墙体半高处(或门洞上皮)宜设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。1.6 1.6 多层框架结构基础多层框架结构基础1.6.1 基础类型及选择基础类型及选择 柱下采用的基础类型有独立基础、柱下采用的基础类型有独立基础、条形基础、十字交叉基础、片筏基础条形基础、十字交叉基础、片筏基础和桩基础和桩基础.基础的型式取决于地质条件、基础的型式取决于地质条件、上部结构荷载大小、地基不均匀沉降上部结构荷载大小、地基不均匀沉降情况、施工条件等因素。情况、施工条件等因素。1.6.2 条形基础的内力计算条形基础的内力计算 1.地基反力确定方法地基反力确定方法 2.条形基础内力计算条形基础内力计算 (1)静定分析法静定分析法 按偏心荷载确定基底反力。按偏心荷载确定基底反力。(2)倒梁法倒梁法 柱做支座,地基反力为荷载按连续梁计算内力,需进行柱轴力与计算反力柱做支座,地基反力为荷载按连续梁计算内力,需进行柱轴力与计算反力差异的调整。差异的调整。基床系数法假定土体颗粒间相互独立,与实际不符,弹性地基梁设计时可基床系数法假定土体颗粒间相互独立,与实际不符,弹性地基梁设计时可采用修正后的文克勒假定方法。采用修正后的文克勒假定方法。(3)地基系数法地基系数法(文克勒理论文克勒理论)地基反力与沉降成正比地基反力与沉降成正比为基床系数为基床系数 3.十字基础内力计算十字基础内力计算 柱集中荷载作用于十字基础交点,荷载需柱集中荷载作用于十字基础交点,荷载需在两个方向基础进行分配,荷载分配方式需在两个方向基础进行分配,荷载分配方式需满足静力平衡条件和变形协调条件。满足静力平衡条件和变形协调条件。由静力平衡条件有由静力平衡条件有 由变形协调条件有由变形协调条件有 式中式中 、分别为分别为x和和y两个方向地基梁分配得到的集中力和变形。两个方向地基梁分配得到的集中力和变形。若不考虑相邻荷载对本节点变形的影响,根据变形协调条件有若不考虑相邻荷载对本节点变形的影响,
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