《钢筋骨架制作》PPT课件.ppt

1.1 钢筋的 框架设计和构 造 1.1 延性耗能框架的概念设计 1.2框架梁抗震设计 1.3框架柱抗震设计 1.4梁柱节点核芯区抗震设计 1.5钢筋的连接和锚固 1.1延性耗能框架的概念设 计 1.1延性结构见图6-1 (1)延性 结构(截面)能维持承载能力而又具有较大的塑性变形的能力。 截面开始屈服 My、 y、fy、 y 截面破坏 Mu、 u、fu、 u (2)截面和构件的塑性变形能力常常用延性比来衡量, 延性比越大，延性越好。 构件位移延性比：f=fu / fy 截面曲率延性比：=u/ y 顶点位移延性比: =u/y 1.2 延性框架设计 基本措施 (1)钢筋混凝土结构的“塑性铰控制”理论基本要点： v允许某些截面出现塑性铰，吸收、耗散地震能量； v控制塑性铰出现部位选择合理截面形式及配筋构造； v塑性铰本身有较好的塑性变形能力和吸收耗散能量的能力； v塑性铰能使结构具有较大的延性。 (2) 钢筋混凝土延性框架的基本措施是： 见图6-2 强柱弱梁强剪弱弯 强结点、弱杆件(强结点、强锚固) 强底层柱(局部加强) 框架梁抗震设计 6.2.1 梁的破坏形态与延性 (1)在抗震框架中，应设计具有良好延性的框架梁。 v弯曲破坏：少筋梁脆性破坏；超筋梁脆性破坏； 适筋梁延性破坏，具有塑性变形能力。 见图6-3 v剪切破坏：斜拉或斜压破坏脆性； 剪压破坏延性很小。 (2)对于抗震的框架，不仅要求梁在塑性铰出现之前 不被剪坏，而且还要要求在塑性铰出现之后也不要 过早剪坏，要求延性梁的抗剪承载能力大于抗弯承 载能力，即强剪弱弯。 影响梁延性的因素及改 善延性的措施 (1)影响梁延性的因素：值：，延性好。 见图6-4 (2)改善梁延性的措施 减小x ()见图6-5 梁端塑性铰区箍筋加密 塑性铰外移见图6-6 框架梁的截面设计 1.梁的正截面承载力计算 (1)梁的正截面承载力计算公式 v不考虑地震作用的组合时：0SR v考虑地震作用的组合时：SERE/RE v抗震设计中的正截面承载力直接采用静载作用下的承载 力计算公式， 即：RE=R（MuE=Mu） ME MuE/ RE=Mu/ RE （或 RE ME Mu） (2)框架梁梁端截面的底部和顶部纵向受力钢 筋截面面积的比值，除按计算确定外，另： v一级抗震等级： As/As0.5 v二、三级抗震等级： As/As0.3 框架梁两端(支座截面)必须是双筋截面。 (3)承载力计算公式 v由平衡条件X=0： 得到名义压区高度为： v由另一极限状态平衡条件M|As= 0得 不考虑地震作用时： 考虑地震作用时： (4)正截面构造要求 v计入纵向受压钢筋的梁端混凝土受压区高度： 一级抗震等级： x0.25h0 二、三级抗震等级： x0.35h0 (非抗震xb h0) v抗震设计时， 梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%。 v抗震设计时，纵向受拉钢筋的最小配筋率（%） 抗震等级一二三、四 支 座0.40，80ft/fy0.30，65 ft/fy0.25，55 ft/fy 跨 中0.30，65 ft/fy0.25，55 ft/fy0.20，45 ft/fy v非抗震设计框架的要求同一般钢筋混凝土结构。 2. 梁的斜截面承载力计算 (1)抗震设计中采用与非抗震设计中不同的斜截面受剪承载力计 算公式： R=Vu=Vc+Vs；RE=VuE=0.6Vc+Vs 即： VbVuE/ RE=（0.6Vc+Vs)/ RE 或： REVb(0.6Vc+Vs) (2)承载力计算(抗震设计) v一般框架梁：REVb 0.42ftbh0+1.25fyvAsvh0/s v集中荷载作用下(包括有多种荷载，其中集中荷载对节点边 缘产生的剪力值占总剪力值的75%以上的情况的框架梁： REVb 1.05ftbh0/(+1)+fyvAsvh0/s (3)按照“强剪弱弯” 的 要求调整剪力设计值Vb v调整前的最大剪力： 见图6-7 v按“强剪弱弯”要求，将由 弯矩产生的剪力放大vb倍： v9度和一级抗震时尚 应符合以下要求： vb 梁剪力增大系数。一、二、三级抗震时，vb分别为 1.3、1.2、1.1。超限高层建筑的特一级，按一级再增大20。 Mlbu、Mrbu 框架梁左、右端的极限抗弯承载力。 按梁的实际配筋计算。 计算时取钢筋抗拉强度标准值fyk。 可按下列简化公式计算Mbu： Mbu=Asfyk(hb0a) Mlb、Mrb 组合得到的梁左、右端计算弯矩。 VGb 梁在本跨竖向重力荷载作用下产生的简支支座 反力设计值。 v梁两端箍筋应加密，要求下表。 抗震等级 箍筋最大间距 (取较小值) 箍筋最小直径 ( 取较大值) 一hb4，6d，100mm 10， d4 二hb4，8d，100mm 8， d4 三hb4，8d，150mm 8， d4 四hb4，8d，150mm 8， d4 梁高 (mm) Vb0.7ftbbhb0Vb0.7ftbbhb0 150800250350 v 在非加密区，箍筋间距按下表采用，并不少于加密区箍筋 数量的50 。 框架柱抗震设计 6.3.1 柱的破坏形态和延性 (1)弯曲破坏：延性破坏sfy；yf y；cfc (2)剪切受压破坏：有一定延性水平裂缝发展成斜裂缝， 受压区混凝土剪切错动。 (3)剪切受拉破坏：脆性破坏较小，箍筋少，主筋s fy 后，箍筋突然屈服。 (4)剪切斜拉破坏：脆性破坏短柱中，斜裂缝成对角线， svfyv时， s2的柱： Vc0.25cfcbchc0 2的柱：Vc 0.20cfcbchc0 v有地震作用时： 2的柱：Vc (0.20cfcbchc0) RE 2的柱：Vc (0.15cfcbchc0) RE (2)柱的箍筋 v箍筋形式： 普通矩形箍 、 螺旋箍、 复式箍等。 v箍筋加密区范围： 长柱取柱净高的16、柱截面长边尺寸hc 或500mm三者中的较大值。 短柱；一、二级抗震等级的角柱和框支柱取柱全高。 在底层柱基础较深而又遇有刚性地坪时地坪上下各 500mm范围。 v加密区箍筋数量 ： 抗震等级 箍筋最大间距 (取较小值) 箍筋最小直径 (取较大值) 一 6d，l00mm d4，10 二 8d，l00mm d4， 8 三 8d，150mm (柱根l00mm) d4， 8 四 8d，150mm (柱根l00mm) d4， 6 (柱根8) v加密区体积配箍率 ： 一级抗震等级：v 0.8； 二级时： v0.6； 三、四级时： v0.4。 v fc fyv v箍筋的无支长度柱纵筋之间的距离 一级不宜大于200mm和20倍箍筋直径的较大值； 二、三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值； 四级不宜大于300mm； 为便于浇灌混凝土，纵筋间距也不宜小于50mm； 每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋约束。 梁柱节点核芯区抗震设计 强节点、强锚固 (1)节点区的破坏 v节点区无箍筋或少箍筋，在剪压作用下混凝土出现斜裂缝 ，然后挤压破碎，纵向钢筋压屈成灯笼状。 v钢筋锚固破坏。 (2)强节点 v抗剪验算，在节点区配置足够的箍筋，并保证混凝土 的强度及密实性。 (3)强锚固 v处理好纵向钢筋在节点区的锚固构造。 节点区设计剪力 v在地震作用下，通过节点区的梁纵向钢筋一侧受拉， 另一侧受压，容易出现粘结破坏(见下图)。 v节点设计剪力由强节点要求，能抵抗当节点两边 梁端出现塑性铰时的节点区剪力。 (1)平衡条件图示中柱节点核芯区上半部为隔离体： Vj = (Cs + Cc) + fykAts - Vc = (fykAbs)+ fykAts Vc (2)强结点要求平 衡剪力放大jb倍 v9度和一级框架： v一级、二级框架的 其它情况： Mb 节点左右梁端组合弯矩设计值之和； Mbu节点左右梁端按实际钢筋面积和材料强度标准值 计算的受弯承载力所对应的弯矩设计值之和； jb 为强节点系数，一级取1.35，二级取1.2； Hc 柱的计算高度，可采用节点上、下柱反弯点之 间的距离。 节点区抗剪验算 (1)节点区的抗剪承载力公式由试验得到： 9度时要求： (2)在一、二级框架节点，由上式计算节点区所需的箍筋面积 及间距，同时满足构造要求。 (3)在三、四级框架中，节点区不需进行抗剪验算，按构造要 求配置箍筋。 v 节点区配置的箍筋至少要与柱中箍筋加密区的箍筋数量相等 节点区构造要 求 (1)截面尺寸和混凝土强度 v节点区平均剪应力限制： Vj (0.30jcfcbjhj) RE v在节点区的混凝土强度等级应与柱的混凝土强度等级相同。 当节点区混凝土与梁板混凝土一起浇注时，必须注意节点区 混凝土强度等级与柱混凝土强度等级相差不应超过5MPa。 (2)箍筋Smax、dmin 要求：不小于柱加密区 (3)一、二、三级抗震要求时v 分别不小于0.12、0.10、0.08。 (4)一、二、三级抗震时 v 分别不小于0.6%、 0.5% 、 0.4%。 (5)v2的梁柱节点，其v值不小于上下柱端的v。 (6)柱内箍筋应延伸至节点内，且Smax250mm。 钢筋的连接和 锚固 6.5.1梁、柱钢筋锚固及搭接 v在抗震设计时，纵向受力钢筋的锚固和搭接长度要求比非抗震 设计时加大。 (1)纵筋锚固要求 v 一、二级抗震等级 laE = 1.15la v 三级抗震等级