建筑抗震第五章5

1、5 多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计l多层和高层钢筋混凝土多层和高层钢筋混凝土结构体系结构体系包括：包括： 框架结构框架结构、框架、框架-抗震墙结构、抗震墙结构、筒体结构抗震墙结构、抗震墙结构、筒体结构和框架和框架-筒体结构等。筒体结构等。钢筋混凝土框架房屋：钢筋混凝土梁和柱等构件组钢筋混凝土框架房屋：钢筋混凝土梁和柱等构件组 成承重体系的房屋。成承重体系的房屋。钢筋混凝土框架房屋层数一般在十层以下。钢筋混凝土框架房屋层数一般在十层以下。特点：平面布置灵活，易满足建筑物内大空间的要求特点：平面布置灵活，易满足建筑物内大空间的要求 侧向刚度小，水平位移较大侧向刚度

2、小，水平位移较大5.1震害及其分析震害及其分析l5.1.1结构方案不当引起的震害结构方案不当引起的震害（1）平面布置不当产生的震害）平面布置不当产生的震害 建筑平面布置不规则建筑平面布置不规则-质量中心和刚度中心不重合质量中心和刚度中心不重合 -扭转效应扭转效应-破坏严重（尤其是角柱）破坏严重（尤其是角柱）（2）竖向不规则产生的震害）竖向不规则产生的震害 竖向的质量或刚度有突变竖向的质量或刚度有突变-突变处应力集中，形成突变处应力集中，形成薄弱层薄弱层-较大的塑性变形较大的塑性变形-结构破坏、甚至倒塌结构破坏、甚至倒塌5.1.1结构方案不当引起的震害结构方案不当引起的震害（3）防震缝处碰撞）防

3、震缝处碰撞 防震缝两侧结构单元防震缝两侧结构单元的振动特性不同的振动特性不同-发生不同形式的振动发生不同形式的振动 -防震缝缝宽不够防震缝缝宽不够或构造不当或构造不当-发生发生碰撞碰撞5.1.2结构构件的震害结构构件的震害（1）框架柱的震害）框架柱的震害 A.长柱的破坏长柱的破坏-弯压破坏弯压破坏 破坏一般发生在柱的上下两端，破坏一般发生在柱的上下两端， 特别是柱顶特别是柱顶 柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或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，交叉裂缝。重者混凝土压碎崩落，柱内箍筋拉断，纵筋压曲成灯笼状。柱内箍筋拉断，纵筋压曲成灯笼状。 柱底破坏与柱顶相似，由于箍筋柱底破坏与

4、柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。较柱顶密，震害相对柱顶较轻。5.1.2结构构件的震害结构构件的震害lB、短柱、短柱-剪切破坏剪切破坏 短柱：短柱： H/b4的柱，的柱，H:柱高柱高; b:柱截面高度柱截面高度短柱刚度大，易产生剪切破坏短柱刚度大，易产生剪切破坏5.1.2结构构件的震害结构构件的震害C C、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，震害比加上扭转作用，震害比内柱重。内柱重。5.1.2结构构件的震害结构构件的震害(2)框架梁的破坏框架梁的破坏-弯剪破坏弯剪破坏 震害多发生于震害多发生于梁端梁端。 地震作用下梁端纵向钢筋地震作用下梁端纵向钢筋屈

5、服，出现上下贯通的垂直裂屈服，出现上下贯通的垂直裂缝和交叉裂缝。缝和交叉裂缝。 5.1.2结构构件的震害结构构件的震害(3)(3)框架梁柱节点的震害框架梁柱节点的震害 节点核心区产生对角节点核心区产生对角方向的斜裂缝或交叉斜裂方向的斜裂缝或交叉斜裂缝，混凝土剪碎剥落。缝，混凝土剪碎剥落。节点内箍筋很少或无箍筋节点内箍筋很少或无箍筋时，柱纵向钢筋压曲外鼓。时，柱纵向钢筋压曲外鼓。5.1.2结构构件的震害结构构件的震害(4)(4)填充墙的震害填充墙的震害 砌体填充墙刚度砌体填充墙刚度大而承载力低，首先大而承载力低，首先承受地震作用而遭破承受地震作用而遭破坏。一般坏。一般7 7度即出现裂度即出现裂缝

6、，缝，8 8度和度和8 8度以上地度以上地震作用下，裂缝明显震作用下，裂缝明显增加，甚至部分倒塌，增加，甚至部分倒塌，一般是上轻下重。一般是上轻下重。5.1.2结构构件的震害结构构件的震害l(5)(5)剪力墙的震害剪力墙的震害 剪力墙的主要震害表现在连梁和墙肢底层的剪力墙的主要震害表现在连梁和墙肢底层的破坏。一般是剪切破坏，产生斜裂缝。破坏。一般是剪切破坏，产生斜裂缝。 地震作用下，水平施工缝处可能引起上下剪力地震作用下，水平施工缝处可能引起上下剪力墙错动。墙错动。l（6 6）楼梯震害）楼梯震害 楼梯属于跃层结构，增大了局部刚度，框架的楼梯属于跃层结构，增大了局部刚度，框架的楼梯震害大于砖混和

7、框剪结构，震害呈现下重楼梯震害大于砖混和框剪结构，震害呈现下重上轻现象上轻现象。5.2抗震设计的基本要求抗震设计的基本要求1、不同类型的结构体系，具有不同的抗侧移刚、不同类型的结构体系，具有不同的抗侧移刚度，适用于不同的房屋高度。度，适用于不同的房屋高度。2、现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度见表、现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度见表5-13、平面和竖向均不规则的结构，适用的最大高、平面和竖向均不规则的结构，适用的最大高度宜适当降低。度宜适当降低。4、一般降低、一般降低20%左右。左右。5.2.1 5.2.1 房屋的适用最大高度房屋的适用最大高度5.2抗震设计的基本要求抗震设计的基本要求l表表5

8、-1现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（m）5.2抗震设计的基本要求抗震设计的基本要求注意事项注意事项：1.房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不包括局部突出屋顶部分）；（不包括局部突出屋顶部分）；2.超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证，超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效的加强措施；采取有效的加强措施；3.平面和竖向均不规则的结构或建造在平面和竖向均不规则的结构或建造在场地的场地的构，使用的最大高度应适当降低（一般降低构，使用的最大高度应适当降低（一般降低20%左右）。见课本左右）。见课本P87

9、。5.2抗震设计的基本要求抗震设计的基本要求5.2.2钢筋混凝土房屋适用的高宽比钢筋混凝土房屋适用的高宽比l 房屋高宽比大房屋高宽比大-地震作用产生很大的倾覆地震作用产生很大的倾覆力矩力矩-造成基础转动造成基础转动-上部结构产生较大上部结构产生较大侧移（影响结构整体稳定）。侧移（影响结构整体稳定）。l倾覆力矩大倾覆力矩大-在两侧柱中引起较大轴力在两侧柱中引起较大轴力-构件屈服破坏。构件屈服破坏。l房屋的高宽比应满足表房屋的高宽比应满足表5-2 P875.2抗震设计的基本要求抗震设计的基本要求5.2.3结构抗震等级的划分结构抗震等级的划分地震作用下，钢筋混凝土结构的地震反应有下列地震作用下，钢筋

10、混凝土结构的地震反应有下列特点特点：1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高；、地震作用越大，房屋的抗震要求越高；地震作用与烈度、场地等有关，从经济角度考虑，地震作用与烈度、场地等有关，从经济角度考虑，对不同烈度、场地的结构的抗震要求可以有明显的差别。对不同烈度、场地的结构的抗震要求可以有明显的差别。2、结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能；、结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能；主、次抗侧力构件的抗震要求应有差别。主、次抗侧力构件的抗震要求应有差别。3、房屋越高，地震反应越大，抗震要求越高。、房屋越高，地震反应越大，抗震要求越高。5.2.3结构抗震等级的划分结构抗震等级的划分l抗

11、震等级是确定结构构件抗震计算和抗震措施抗震等级是确定结构构件抗震计算和抗震措施的标准。的标准。l规范规范6.1.2：钢筋混凝土房屋应根据设防钢筋混凝土房屋应根据设防类别、烈度、结构类型、房屋高度采用不同的类别、烈度、结构类型、房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。丙类建筑的抗震等级应按表求。丙类建筑的抗震等级应按表6.1.2确定。确定。下表为规范表下表为规范表6.1.2的一部分。的一部分。5.2.3结构抗震等级的划分结构抗震等级的划分5.2.3结构抗震等级的划分结构抗震等级的划分注意事项：注意事项：1.此表适用于此表适用于丙类丙类

12、建筑抗震等级的划分；建筑抗震等级的划分；其他设防类别的建筑，应做相应烈度调整后查表。其他设防类别的建筑，应做相应烈度调整后查表。2.建筑场地为建筑场地为类时，除类时，除6度外可按表内降低一度外可按表内降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施，但相度所对应的抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低；应的计算要求不应降低；3.接近或等于高度分界时，宜结合房屋不规则程接近或等于高度分界时，宜结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级。度及场地、地基条件确定抗震等级。P88略略5.2.4结构布置一般要求结构布置一般要求（1）对楼盖的刚度要求）对楼盖的刚度要求 楼盖的刚度大楼盖的刚度大-能

13、满足水平地震作用传递和分配的要能满足水平地震作用传递和分配的要求求 -假定楼盖水平刚度无穷大假定楼盖水平刚度无穷大 抗震墙的最大间距要求：抗震墙的最大间距要求： 抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比宜满足下表要求：抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比宜满足下表要求：不宜采用不宜采用装配式楼盖装配式楼盖现浇、叠合梁扳现浇、叠合梁扳9度度8度度6、7度度结构结构43322 抗震墙之间楼、屋盖的长宽比抗震墙之间楼、屋盖的长宽比抗震墙之间的楼、屋盖有较大开洞时，长宽比还应减小。抗震墙之间的楼、屋盖有较大开洞时，长宽比还应减小。当超过上述要求时，应计入楼盖平面内的变形影响。当超过上述要求时，应计入楼盖平

14、面内的变形影响。5.2.4结构布置一般要求结构布置一般要求(2)对框架结构的布置要求对框架结构的布置要求宜双向设置承重框架；不宜采用单跨框架宜双向设置承重框架；不宜采用单跨框架框架梁和柱的中线应尽可能重合在同一平面内，两者间框架梁和柱的中线应尽可能重合在同一平面内，两者间的偏心距不宜超过柱宽的的偏心距不宜超过柱宽的1/4楼梯间、电梯间不宜设置在结构单元的两端及拐角处。楼梯间、电梯间不宜设置在结构单元的两端及拐角处。框架结构沿高度不宜突变框架结构沿高度不宜突变;局部突出屋顶的部分应采用局部突出屋顶的部分应采用框架承重框架承重遵守遵守“强柱弱梁强柱弱梁”、“强剪弱弯强剪弱弯”、“强节点、强锚固强节

15、点、强锚固”等原则进行延性框架的设计。等原则进行延性框架的设计。合理考虑砌体填充墙的设置合理考虑砌体填充墙的设置5.2.4结构布置一般要求结构布置一般要求抗撞墙的布置抗撞墙的布置8、9度设防的钢筋混凝土框架房屋防震缝两侧的结构，度设防的钢筋混凝土框架房屋防震缝两侧的结构，当结构高度、刚度或层高相差较大时，可在防震缝两侧当结构高度、刚度或层高相差较大时，可在防震缝两侧房屋的尽端设垂直于防震缝的抗撞墙房屋的尽端设垂直于防震缝的抗撞墙。高度、刚度相差较大高度、刚度相差较大层高不同层高不同5.2.4结构布置一般要求结构布置一般要求l每一侧的数量不应少于每一侧的数量不应少于两道两道。宜分别对称布置，墙肢

16、。宜分别对称布置，墙肢的长度可不大于一个柱距。的长度可不大于一个柱距。内力应按考虑和不考虑抗撞墙两种情况进行分析，内力应按考虑和不考虑抗撞墙两种情况进行分析，按不利情况取值。按不利情况取值。抗撞墙的端柱和框架边柱箍筋应沿房屋全高加密抗撞墙的端柱和框架边柱箍筋应沿房屋全高加密5.2.4结构布置一般要求结构布置一般要求（3）框架抗震墙的布置要求）框架抗震墙的布置要求1、抗震墙布置的基本原则、抗震墙布置的基本原则 框架框架-抗震墙结构中的抗震墙宜沿主轴方向双向布置，抗震墙结构中的抗震墙宜沿主轴方向双向布置，贯通房屋全高，且横向与纵向抗震墙宜相连，互为翼贯通房屋全高，且横向与纵向抗震墙宜相连，互为翼墙

17、，以提高其刚度和承载能力。墙，以提高其刚度和承载能力。抗震墙的一般布置原则是抗震墙的一般布置原则是“均匀、分散、对称、周边均匀、分散、对称、周边”。2、抗震墙布置位置的选择、抗震墙布置位置的选择一般情况下，宜布置在竖向荷载较大处，一般情况下，宜布置在竖向荷载较大处，平面形状变化处和楼梯间、电梯间等。平面形状变化处和楼梯间、电梯间等。房屋较长时，纵向抗震墙不易设置在端开间。房屋较长时，纵向抗震墙不易设置在端开间。5.2.4结构布置一般要求结构布置一般要求3 3、抗震墙与柱中线宜重合，当不能重合时，柱中线与抗、抗震墙与柱中线宜重合，当不能重合时，柱中线与抗震墙中线之间的偏心距不宜大于柱宽的震墙中线

18、之间的偏心距不宜大于柱宽的1/41/4。4 4、抗震墙应设置在墙面不需要开大洞的位置，开洞口时、抗震墙应设置在墙面不需要开大洞的位置，开洞口时应上下对齐，抗震等级为一、二级的联肢墙的洞口不应上下对齐，抗震等级为一、二级的联肢墙的洞口不应采用弱连系梁。应采用弱连系梁。5 5、抗震墙的布置宜适当多增加片数，避免每片墙的刚度、抗震墙的布置宜适当多增加片数，避免每片墙的刚度太大太大6 6、抗震墙宜贯通全高，沿竖向截面不宜由较大突变，以、抗震墙宜贯通全高，沿竖向截面不宜由较大突变，以保证结构竖向的刚度基本均匀。保证结构竖向的刚度基本均匀。5.2.4结构布置一般要求结构布置一般要求l4、基础结构、基础结构

19、（1）、基础形式：满足：强度、变形、上部结构的要）、基础形式：满足：强度、变形、上部结构的要求。求。（2）、基础埋深：依据地基土质、地震烈度、建筑物）、基础埋深：依据地基土质、地震烈度、建筑物体型和高度等条件确定。天然地基体型和高度等条件确定。天然地基1/15房高；桩基房高；桩基1/18房高。房高。（3）、基础系梁：框架柱下独立基础在下列情况下应）、基础系梁：框架柱下独立基础在下列情况下应沿两个方向设置基础系梁。沿两个方向设置基础系梁。P90l5、楼梯间：、楼梯间：薄弱部位、宜现浇、应加强连接薄弱部位、宜现浇、应加强连接。5.3框架结构抗震计算框架结构抗震计算 5.3.1框架结构水平地震作用计

20、算框架结构水平地震作用计算1、框架结构抗震设计流程图、框架结构抗震设计流程图P91。2、地震作用的确定原则：、地震作用的确定原则： 一般在结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用，一般在结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用，各方向的水平地震作用全部由该方向抗侧力框架结构各方向的水平地震作用全部由该方向抗侧力框架结构承担。承担。3、地震作用的计算方法：、地震作用的计算方法： 振型分解反应谱法振型分解反应谱法 底部剪力法底部剪力法5.3.1框架结构水平地震作用计算框架结构水平地震作用计算4、结构自振周期、结构自振周期对质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构对质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构

21、-顶点位移法顶点位移法uT017.1u将重力荷载代表值将重力荷载代表值Gi水平作用在各质点上，水平作用在各质点上，按弹性方法求得的结构顶点位移按弹性方法求得的结构顶点位移0考虑填充墙对结构刚度和质量影响的自振周期考虑填充墙对结构刚度和质量影响的自振周期的修正系数，一般取的修正系数，一般取0.60.85.3.1框架结构水平地震作用计算框架结构水平地震作用计算5、水平地震作用计算、水平地震作用计算 一般采用底部剪力法计算一般采用底部剪力法计算 第第i层层间剪力层层间剪力: p49,公式公式3-56 nijjiFVnijjiGV同时，结构各楼层的最小层间剪力应满足：同时，结构各楼层的最小层间剪力应满

22、足：剪力系数，见表剪力系数，见表36，P52主要是考虑长周期结构地震影响系数下降较快，由此计算主要是考虑长周期结构地震影响系数下降较快，由此计算所得的水平地震作用下的结构效应可能太小所得的水平地震作用下的结构效应可能太小5.3.1框架结构水平地震作用计算框架结构水平地震作用计算6、水平地震作用下框架内力分析、水平地震作用下框架内力分析常用方法常用方法D值法值法（1）计算各柱的侧移刚度）计算各柱的侧移刚度（2）计算各柱分配到的地震剪力）计算各柱分配到的地震剪力（3）确定各柱的反弯点位置）确定各柱的反弯点位置（4）计算各柱的柱端弯矩）计算各柱的柱端弯矩（5）计算各梁的梁端弯矩）计算各梁的梁端弯矩（

23、6）计算各梁的梁端剪力）计算各梁的梁端剪力（7）计算各柱的轴力）计算各柱的轴力5.3.2竖向荷载作用下的框架内力计算竖向荷载作用下的框架内力计算计算方法：计算方法：（1）分层法）分层法（2）二次弯矩分配法）二次弯矩分配法l竖向荷载作用下，可以考虑竖向荷载作用下，可以考虑塑性内力重分布塑性内力重分布，进行弯，进行弯矩调幅，一般降低梁端负弯矩矩调幅，一般降低梁端负弯矩 现浇框架，调幅系数可取现浇框架，调幅系数可取0.80.9 装配整体式框架，可取装配整体式框架，可取0.70.8 相应的跨中弯矩应增加相应的跨中弯矩应增加l一般不考虑活荷载的最不利布置一般不考虑活荷载的最不利布置活荷载满布活荷载满布

24、此时，梁的跨中弯矩可根据具体情况，乘以此时，梁的跨中弯矩可根据具体情况，乘以1.11.2的的放大系数放大系数5.3.3内力组合内力组合在框架抗震设计时，一般应考虑以下两种基本组合。在框架抗震设计时，一般应考虑以下两种基本组合。（1）地震作用效应与重力荷载代表值效应的组合）地震作用效应与重力荷载代表值效应的组合RERSSS/3 . 12 . 1EhkGE的标准值；下重力荷载代表值效应相应于水平地震作用GES标准值。水平地震作用效应的EhS载的组合包括全部恒荷载与活荷）竖向荷载效应组合，（2RSSSQkGk4 . 12 . 1值。截面设计用的内力设计取上述最不利情况作为5.3.4框架结构构件截面抗

25、震验算框架结构构件截面抗震验算框架抗震设计一般原则：框架抗震设计一般原则： 具有足够的承载能力具有足够的承载能力 良好的变形能力良好的变形能力 合理的破坏机制合理的破坏机制 -延性框架结构延性框架结构 -应合理地设计梁、柱构件和节点区，防止构件应合理地设计梁、柱构件和节点区，防止构件过早发生脆性破坏，控制构件破坏先后顺序过早发生脆性破坏，控制构件破坏先后顺序 -“强柱弱梁强柱弱梁”、“强剪弱弯强剪弱弯”、“强节弱杆强节弱杆”5.3.4.1框架梁截面抗震验算框架梁截面抗震验算框架梁抗震设计的设计原则：框架梁抗震设计的设计原则： “强柱弱梁强柱弱梁”、“强剪弱弯强剪弱弯”、“强锚固强锚固”1)1)

26、、梁端先梁端先于柱端产生于柱端产生塑性铰塑性铰，并使塑性铰具有，并使塑性铰具有较好的延性和耗能能力。较好的延性和耗能能力。2)2)、应、应防止梁防止梁端截面先发生脆性的端截面先发生脆性的剪切破坏剪切破坏，即，即梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力。梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力。3)3)、妥善解决、妥善解决梁筋锚固梁筋锚固问题。问题。5.3.4.1框架梁截面抗震验算框架梁截面抗震验算（1）正截面承载力验算）正截面承载力验算 考虑地震作用组合，正截面验算：考虑地震作用组合，正截面验算：RERS/（5-9）P95承载力抗震调整系数rRE1是考虑到如下两个因素：（1）动力荷载下材料强度比静力荷载下

27、要高；（2）地震作用是持续时间很短的间接作用，结构的抗震设计的可靠度可以低于非抗震设计可靠度；（3）结构在设防烈度下的抗震验算根本上应该是弹塑性变形验算，考虑了进入弹塑性状态后作用在结构构件上作用的降低，承载力抗震调整系数rRE的不同反应了不同受力状态下构件的延性是不同的，体现了强柱弱梁、强剪弱弯、更强节点”的设计原则，l（2）框架梁斜截面承载力设计值调整）框架梁斜截面承载力设计值调整l1)计算梁端剪力设计值计算梁端剪力设计值l 为了避免梁在弯曲破坏前发生剪切破坏，为了避免梁在弯曲破坏前发生剪切破坏，应按应按强剪弱弯强剪弱弯的原则调整框架梁端部截面的原则调整框架梁端部截面组合的剪力设计值组合的

28、剪力设计值-l 即应使即应使构件的受剪承载力大于构件的受剪承载力大于构件弯曲屈构件弯曲屈服时服时实际实际达到的达到的剪力值剪力值5.3.4.1框架梁截面抗震验算框架梁截面抗震验算5.3.4.1框架梁截面抗震验算框架梁截面抗震验算GbnrblbVbbVlMMV一、二、三级框架一、二、三级框架GbV-梁在重力荷载代表值（梁在重力荷载代表值（9 9度时高层建筑还应包括竖向地震作度时高层建筑还应包括竖向地震作用标准值）作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计；用标准值）作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计；rblbMM 、-分别为梁左、右端逆时针或顺时针方向正截面组合的分别为梁左、右端逆时针或顺时针方

29、向正截面组合的弯矩设计值弯矩设计值; ;Vb-梁的剪力增大系数，梁的剪力增大系数，一级为一级为1.3,1.3,二级为二级为1.2,1.2,三级为三级为1.11.1。nl-梁的净跨；梁的净跨；(5-3)P935.3.4.1框架梁截面抗震验算框架梁截面抗震验算l一级框架和一级框架和9度的一级框架可不符合上式要求度的一级框架可不符合上式要求，但应符合下式要求：，但应符合下式要求：GbnrbualbuabVlMMV 1 . 1rbualbuaMM 、-分别为梁左、右端逆时针或顺时针方向根据分别为梁左、右端逆时针或顺时针方向根据实配钢筋面积实配钢筋面积(考虑受压筋考虑受压筋)和材料强度标准值和材料强度标

30、准值计算的抗弯承载力所对应的弯值；计算的抗弯承载力所对应的弯值；(5-4)P935.3.4.1框架梁截面抗震验算框架梁截面抗震验算2)梁截面尺寸限制梁截面尺寸限制0bhfVc剪压比：剪压比：截面内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值截面内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之比，即：之比，即：剪压比过大剪压比过大,混凝土会过早发生斜压破坏混凝土会过早发生斜压破坏,箍筋不能充分箍筋不能充分发挥作用发挥作用,它对构件的变形能力也有显著影响。它对构件的变形能力也有显著影响。因此应因此应限制梁端截面的剪压比：限制梁端截面的剪压比：跨高比大于跨高比大于2.5)2.0(10bhfVcRE跨高比等于或小于跨高比等于

31、或小于2.5)15.0(10bhfVcRE(5-11)P95(5-12)P955.3.4.1框架梁截面抗震验算框架梁截面抗震验算3)斜截面承载力验算斜截面承载力验算试验表明：在反复荷载作用下，混凝土的抗剪承载力有试验表明：在反复荷载作用下，混凝土的抗剪承载力有所下降所下降0svyv0tcvRE0.61hsAfbhfV0svyv0tRE175. 11hsAfbhfV矩形、矩形、T形和工字形截面框架梁形和工字形截面框架梁对集中荷载作用下的框架梁对集中荷载作用下的框架梁(5-10)P955.3.4.2框架柱截面抗震验算框架柱截面抗震验算框架柱抗震设计的设计原则：框架柱抗震设计的设计原则： “强柱弱梁

32、强柱弱梁”、“强剪弱弯强剪弱弯”1)1)避免避免或推迟或推迟柱端柱端出现出现塑性铰塑性铰以形成合理的破坏机制；以形成合理的破坏机制；2 2）在弯曲破坏前不发生剪切破坏，使柱有足够的抗剪能力；）在弯曲破坏前不发生剪切破坏，使柱有足够的抗剪能力；3 3）控制柱的轴压比控制柱的轴压比，以保证柱的延性，以保证柱的延性5 5）加强约束，配置必要的）加强约束，配置必要的约束箍筋。约束箍筋。6 6）柱是框架非常重要的承重构件，即使个别柱的失效，也）柱是框架非常重要的承重构件，即使个别柱的失效，也可能导致结构倒塌，所以要强柱弱梁，要实现梁铰机制，可能导致结构倒塌，所以要强柱弱梁，要实现梁铰机制，避免柱铰机制。

33、避免柱铰机制。5.3.4.2框架柱截面抗震验算框架柱截面抗震验算（1）柱弯矩设计值的调整）柱弯矩设计值的调整抗震规范规定：抗震规范规定：一、二、三级框架一、二、三级框架的梁柱节点处，的梁柱节点处，除除顶层和柱轴压比小于顶层和柱轴压比小于0.15者外，柱端组合弯矩设计值者外，柱端组合弯矩设计值应符合下列公式要求：应符合下列公式要求：bccMMcM-节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和; ;bM-节点左右梁端截面逆时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和；节点左右梁端截面逆时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和；c-柱端弯矩增大系数

34、，柱端弯矩增大系数，一级为一级为1.7,1.7,二级为二级为1.5,1.5,三级为三级为1.31.3，四级为四级为1.21.2。(5-1)P925.3.4.2框架柱截面抗震验算框架柱截面抗震验算一级框架和一级框架和9度的一级框架可不符合上式要求，度的一级框架可不符合上式要求，但应符合下式要求：但应符合下式要求：buacMM2 . 1buaM-节点左右梁端截面逆时针或顺时针方向根据实配钢节点左右梁端截面逆时针或顺时针方向根据实配钢筋面积（考虑受压筋）和材料强度标准值计算的抗弯筋面积（考虑受压筋）和材料强度标准值计算的抗弯承载力所对应的弯矩值之和；承载力所对应的弯矩值之和；为了不使为了不使框架底层

35、柱框架底层柱过早出现过早出现塑性铰塑性铰，规范规定：一、，规范规定：一、二、三、四级框架底层二、三、四级框架底层柱底截面柱底截面组合的组合的弯矩设计值弯矩设计值应应分别乘以分别乘以增大系数增大系数1.7,、1.5、1.3、1.2。(5-2)P925.3.4.2框架柱截面抗震验算框架柱截面抗震验算（2）柱端剪力设计值调整）柱端剪力设计值调整ntccVcHMMVb一级框架和一级框架和9度的一级框架度的一级框架可不符合上式要求，但应符可不符合上式要求，但应符合右式要求：合右式要求：一、二、三、四级框架柱一、二、三、四级框架柱ntcuabcuaHMMV 2 . 1Vc-梁的剪力增大系数，梁的剪力增大系

36、数，一级一级1.5,1.5,二级二级1.3,1.3,三级三级1.21.2，四级，四级1.11.1。bctcMM 、-分别为柱上、下端逆时针或顺时针方向正截面组合的弯矩设计值分别为柱上、下端逆时针或顺时针方向正截面组合的弯矩设计值; ;nH-柱的净高；柱的净高；bcuatcuaMM、-分别为偏心受压柱的上、下端逆时针或顺时针方向根据实配分别为偏心受压柱的上、下端逆时针或顺时针方向根据实配钢筋面积和材料强度标准值计算的抗弯承载力所对应的弯矩值；钢筋面积和材料强度标准值计算的抗弯承载力所对应的弯矩值；(5-5)P93(5-6)P935.3.4.2框架柱截面抗震验算框架柱截面抗震验算（3）柱截面尺寸限

37、制）柱截面尺寸限制同梁，当剪压比较大时，将降低箍筋的抗剪效果，应同梁，当剪压比较大时，将降低箍筋的抗剪效果，应限制柱端截面剪压比：限制柱端截面剪压比：剪跨比大于剪跨比大于2 2时时：)2.0(10bhfVcRE剪跨比不小于剪跨比不小于2 2时时：)15.0(10bhfVcRE0hVMcc剪跨比的表达式剪跨比的表达式：对框架结构的中间层可按柱净高与对框架结构的中间层可按柱净高与2倍柱截面有效高度之比计算倍柱截面有效高度之比计算Mc为柱端截面组合的弯矩设计值，取上、下端弯矩较大值为柱端截面组合的弯矩设计值，取上、下端弯矩较大值(5-17)P96(5-18)P96(5-16)P965.3.4.2框架

38、柱截面抗震验算框架柱截面抗震验算（4）斜截面承载力验算）斜截面承载力验算NhsAfbhfV056. 0105. 110svyv0tRENhsAfbhfV2.0105.110svyv0tRE偏压构件：偏压构件：偏拉构件：偏拉构件：-计算剪跨比，当框架柱的反弯点在柱层高范围内时，可取计算剪跨比，当框架柱的反弯点在柱层高范围内时，可取H Hn n/2h/2h0 0，当，当3 3时，取时，取3 3；当；当1时，取时，取1(5-14)P95(5-15)P965.3.4.2框架柱截面抗震验算框架柱截面抗震验算l（5）框架节点剪力计算）框架节点剪力计算（强节点弱杆件）（强节点弱杆件）符号含义见符号含义见P9

39、45.3.4.3抗震变形验算抗震变形验算l1、变形计算包括两个方面：、变形计算包括两个方面：l（1）、小震不坏：多遇地震作用下的）、小震不坏：多遇地震作用下的弹性变弹性变形验算。形验算。l公式：公式：P56(3-72)l（2）、大震不倒：罕遇地震作用下的）、大震不倒：罕遇地震作用下的弹塑性弹塑性变形验算。变形验算。l公式：公式： P57(3-73)、 P58(3-74)5.3.5框架结构抗震构造措施框架结构抗震构造措施5.3.5.1框架梁框架梁（1）梁截面尺寸的要求）梁截面尺寸的要求1)若梁若梁宽高比宽高比过过小小，梁截面抗剪能力下降，侧向稳定性，梁截面抗剪能力下降，侧向稳定性不易保证，不利于

40、形成梁铰型破坏机制不易保证，不利于形成梁铰型破坏机制2）梁）梁宽度宽度过过小小，不利于梁对节点核心区的约束，不利于梁对节点核心区的约束3）梁）梁净跨净跨与与截面高度截面高度之比过小，易产生脆性的剪切破坏，之比过小，易产生脆性的剪切破坏，降低梁的延性降低梁的延性截面尺寸截面尺寸的要求：的要求： 梁宽梁宽200mm； 梁宽梁宽/柱宽柱宽1/2 梁的高宽比梁的高宽比4； 梁净跨梁净跨/截面高截面高45.3.5.1框架梁框架梁(2)梁内纵筋配置梁内纵筋配置 考虑：考虑：梁端梁端塑性铰塑性铰的形成及其的形成及其转动能力（延性）转动能力（延性）1）限制梁端截面的纵向受拉钢筋）限制梁端截面的纵向受拉钢筋最大

41、配筋率最大配筋率或相对受或相对受压区高度；压区高度；2）配置适当的）配置适当的受压钢筋受压钢筋具体，框架梁的纵向配筋应符合下列要求：具体，框架梁的纵向配筋应符合下列要求：a)梁端纵向受拉钢筋的梁端纵向受拉钢筋的配筋率配筋率不应不应大于大于2.5%；梁端截面最大配筋率应使梁端截面的梁端截面最大配筋率应使梁端截面的受压区相对受压区相对高度高度应满足：应满足： 一级不应大于一级不应大于0.25,二、三级不应大于二、三级不应大于0.35;5.3.5.1框架梁框架梁b)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

42、。c)沿梁沿梁全长全长顶面和底面的配顶面和底面的配筋筋，一、二级不应少于，一、二级不应少于 2 14 且分别不应少于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面面且分别不应少于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的积的1/4，三、四级不应少于，三、四级不应少于212d)纵向受拉钢筋的纵向受拉钢筋的最小配筋率最小配筋率应符合规范要求：应符合规范要求：抗震等级抗震等级梁中位置梁中位置支座支座跨中跨中一级一级0.4和和80ft/fy的最大值的最大值0.3和和65ft/fy的最大值的最大值二级二级0.3和和65ft/fy的最大值的最大值0.25和和55ft/fy的最大值的最大值三、四级三、四级0.25和和55

43、ft/fy的最大值的最大值0.2和和45ft/fy的最大值的最大值5.3.5.1框架梁框架梁e)梁内纵筋的直径要求：梁内纵筋的直径要求：l一、二、三级框架梁内贯通中柱的每根纵筋直径，不一、二、三级框架梁内贯通中柱的每根纵筋直径，不宜大于柱在该方向截面尺寸的宜大于柱在该方向截面尺寸的1/20l对圆形截面柱，不宜大于纵筋所在位置柱截面边长的对圆形截面柱，不宜大于纵筋所在位置柱截面边长的1/20 （3）梁内纵筋的锚固和连接）梁内纵筋的锚固和连接l 试验表明：在反复地震作用下，钢筋和混凝土之间试验表明：在反复地震作用下，钢筋和混凝土之间的粘结作用较单调加载时有所降低，的粘结作用较单调加载时有所降低，l

44、 抗震设计时的锚固和连接应更严格抗震设计时的锚固和连接应更严格 5.3.5.1框架梁框架梁a)纵筋最小锚固长度纵筋最小锚固长度一、二级抗震等级：一、二级抗震等级：aaEll0 . 1三级抗震等级：三级抗震等级：aaEll05. 1aaEll15. 1alEll四级抗震等级：四级抗震等级： b)纵筋的连接纵筋的连接一级抗震等级：应采用机械连接接头一级抗震等级：应采用机械连接接头二、三级抗震等级：宜采用机械连接接头，也可用焊接接头二、三级抗震等级：宜采用机械连接接头，也可用焊接接头 或搭接接头受力钢筋连接接头位置宜避开梁端、柱端箍筋加或搭接接头受力钢筋连接接头位置宜避开梁端、柱端箍筋加密区位于同一

45、连接区段内的受力钢筋接头面积百分率不应超密区位于同一连接区段内的受力钢筋接头面积百分率不应超过过50当采用搭接连接时，受力筋搭接长度：当采用搭接连接时，受力筋搭接长度：5.3.5.1框架梁框架梁（4）梁内箍筋）梁内箍筋1)在梁端塑性铰区范围内必须设置密封式箍筋在梁端塑性铰区范围内必须设置密封式箍筋增加对混凝土的约束；提高梁端塑性铰的变形能力增加对混凝土的约束；提高梁端塑性铰的变形能力试验表明：梁端塑性铰分布范围约为梁高的试验表明：梁端塑性铰分布范围约为梁高的1.01.5倍倍2)箍筋间距应加以限制箍筋间距应加以限制(P99表表5-6) 防止纵筋过早压屈防止纵筋过早压屈试验表明：箍筋间距小于试验表明：箍筋间距小于6d8d时，混凝土压溃之前受压时，混凝土压溃之前受压钢筋一般不致屈服钢筋一般不致屈服3)箍筋未端应做成箍筋未端应做成135度弯钩，弯钩端头平直段长度不应小度弯钩，弯钩端头平直段长度不应小于箍筋直径的于箍筋直径的10倍，以保证箍筋在混凝土中的锚固倍，以保证箍筋在混凝土中的锚固5.3.