建筑结构抗震设计讲义一四

5.5钢筋混凝土框架的抗震设计一、一般概念1、梁与柱的弯曲延性实验表明变形能力随轴压比增大而急剧降低。N为组合轴压力设计值；b、h为截面的短长边；fc为混凝土抗压强度设计值。轴压比：柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土抗压强度设计值乘积之比，即它是控制偏心受拉边钢筋先到抗拉强度，还是受压区混凝土先达到其极限压应变的主要指标。配筋率对延性影响也很大。配筋率对延性影响也很大。配筋率增大则弯曲延性差。适当提高混凝土强度等级，可使配筋率减少弯曲延性改善。截面中配置受压钢筋可以改善构件的弯曲延性。2、受剪构件的剪跨比及破坏特征h0为截面有效高度。剪跨比：构件在弯矩和剪力共同作用下,受剪破坏与剪跨比有关.当或构件为超配箍时,发生斜压型破坏；当且构件为低配箍时,发生斜拉型破坏；脆性破坏当且配筋箍适量时,发生剪压破坏；延性破坏在水平地震作用下，梁柱的剪跨比可以直接通过梁的跨高比和柱的高厚比表示。设反弯点在构件中央对于梁对于柱1）平面或楼层有局部薄弱环节，不能发挥整体抗震能力。3、震坏房屋在设计上存在的问题2）梁柱变形能力不足，构件过早破坏；3）梁柱节点箍筋不足，节点受震破坏，梁柱失去了相互之间的联系；4）砌体添充墙破坏；5）其他。1）框架塑性效应较多地发生在梁端，底层柱的塑性效应较晚形成；4、框架结构抗震设计的正确指导思想2）梁柱在弯曲破坏前，避免发生其它形式破坏，如剪切破坏、粘结破坏等；3）在梁、柱破坏之前，节点应有足够的强度即变形能力；4）重视非结构构件设计。强柱弱梁，强剪弱弯，更强的节点两种破坏形式二、“强柱弱梁”框架的抗震设计弱柱型弱梁型为了使塑性铰首先在梁中出现，同一节点柱的抗弯能力要大于梁的抗弯能力。抗震规范规定：一、二、三级框架的梁柱节点处，除顶层和柱轴压比小于0.15者外，柱端组合弯矩设计值应符合下列公式要求9度和一级框架结构尚应符合：---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承载力所对应的弯矩值之和；---柱端弯矩增大系数，一级为1.4,二级为1.2,三级为1.1。为了不使框架底层柱过早出现塑性铰，规范规定：一、二、三级框架底层柱底截面组合的弯矩设计值应分别乘以增大系数1.5、1.25、1.15。1.梁、情柱的针抗剪体强度像要高谎于它贞的抗垒弯强贺度（溪强剪庸弱弯得）9度和忽一级搂框架五结构刑尚应两符合撑：三、旗梁、零柱延每性破秀坏之顾前不氧发生已其它混脆性启破坏俘的抗锁震设社计为了捉避免药梁在慎弯曲趋破坏禁前发凉生剪枕切破勿坏，常应按普‘强漆剪弱牲弯’趣的原蚀则调车整框霜架梁捐端部旧截面筋组合睁的剪合力设美计值着：一、勿二、梨三级笋框架银梁---梁在重力荷载代表值（9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值；--分别为梁左、右端逆时针或顺时针方向正截面组合的弯矩设计值;---梁的剪力增大系数，一级为1.3,二级为1.2,三级为1.1。---梁的净跨；---分别为梁左、右端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承载力所对应的弯矩值；跨高目比大传于2.晨5时：剪压战比：杰截面俭内平厘均剪党应力魂与混沫凝土五抗压追强度枪设计麻值之良比，拘即2.梁、沈柱截妻面的掌剪压勾比不旬宜过仗大剪压疼比过棉大,混凝狼土会征过早唇发生去斜压敬破坏,箍筋烧不能绘充分附发挥分作用,它对策构件厦的变罢形能锁力也离有显活著影生响。边因此带应控也制。跨高千比等蝴于或殿小于2.镇5时：---梁端部截面组合的剪力设计值；---梁的截面有效高度；---混凝土轴心抗压强度设计值；---梁的截面宽度；---承载力抗震调整系数。剪跨前比宜备大于2，剪错跨比馅按下网式计陈算：3.梁、医柱的乒剪跨颂比要净有所浸限制---剪跨比，取两端计算结果的较大值；---端截面组合剪力计算值；---端截面组合弯矩计算值；---截面有效高度。反弯含点位钩于中布部时抖，可动按构宵件净卷长与2倍截柄面高肤度之夏比计观算。N为组蜻合轴膀压力至设计单值；b、h为柱誉的短败长边烧；fc为混政凝土排抗压创强度期设计袍值。轴压触比：柱组挎合的变轴压轨力设与计值剑与柱烟的全愈截面鱼面积椅和混絮凝土星抗压奖强度管设计任值乘横积之松比,即：4、柱财的轴季压比监不宜诉过大它是破控制浸偏心畜受拉叉边钢泰筋先叔到抗倚拉强殿度，冶还是毛受压班区混怀凝土烧先达解到其旱极限枕压应丽变的拿主要倾指标称。柱的湾变形艇能力拼随轴猫压比倾增大逼而急酿剧降渴低。规范恋规定大：柱轴丝式压比陆不应糕超过格下表除，但Ⅳ类场存地上缴的较椅高高梨层建步筑柱幼轴压弄比限姥值应矮适当郊减小罚。0.900.950.800.850.700.75框架框架-剪力墙三二一结构类型抗震等级柱轴压比限制为此页，框疮架梁谷的纵轰向配春筋应烛符合抓下列母要求架：为了璃提高樱梁的塞正截研面塑冤性铰错转动享延性阿，梁率的纵渠向配像筋率莫不宜锤过高飘。5、纵悉向钢按筋的己配筋能率应乡丰该合肺适（a)梁端乱纵向辅受拉慎钢筋故的配初筋率捆不应斥大于2.颠5%；梁地端截各面最描大配竟筋率族应使爽梁端炼截面警的受砍压区扬相对叔高度冷（即暮截面渠受压蚊区高跟度与鹅有效古高度筛比）称应满张足：秤一级针不应月大于0.俭25泳,二、告三级敲不应凤大于0.塘35早;（b)梁端兴或任锯何可占能屈开服截昌面处野，下评部与探上部厦配筋远量的傻比值幅，一昌级不既应小笛于0.撇5,二三燥级不沸应小舱于0.育3。（c)沿梁全长顶面和底面的配筋，一二级不应少于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1/4，三四级不应少于。柱的细纵向断配筋业应符罚合下塞列要嘉求：对于术柱：（a)宜对乡丰称布蛙置；（b)截面天尺寸南大于40举0mm的柱芹，纵罩向钢程筋间妄距不步宜大画于20微0mm纹;（c)纵向鹅钢筋括的最袄小配皇筋率哲应按鱼下表挂采用盯。0.60.80.70.90.81.01.01.2中柱和边柱角柱四三二一类别抗震等级（d)柱的荡总配酷筋率叙不应料大于5%。（e)一级昌且剪东跨比订大于2的柱席，每缴侧纵拌向钢叶筋配礼筋率鲜不宜泪大于1.拔2%。梁、柱纵向钢筋的接头与锚固应符合规范规定。6、梁、柱纵向钢筋的接头与锚固加密箍筋可以约束混凝土，改善混凝土的变形性能，提高构件的延性、防止混凝土过早地压溃及防止纵向钢筋的压曲失稳。加密位置、箍筋直径、箍筋间距等应符合规范规定。7、箍筋在一定范围内应加密框架肢节点匪破坏跨的主细要形孟式是谁节点暴核心顿区剪摊切破潮坏和冲钢筋灵锚固闹破坏捧。四、陪框架娱的节烘点设骄计节点筐主要榜受剪递力和摄压力躁的组处合作敬用，浩节点稻核心么区未许开裂袭前，死箍筋瓜应力虎很小胳，基韵本上旧是混务凝土技承受峰剪力邪。约锋当剪蚂力达吐到核办心区巩极限凤抗剪种能力60～70帝%时，街混凝勺土突艳然发环生对浸角贯港通裂咽缝，页节点绞刚度焦明显际降低济，箍迅筋应着力也哨突然此增大液，个脸别甚旗至屈病服，继此后伙斜裂奖缝增误多赠估宽，垦箍筋本陆续恭达到斜屈服跌。节点高区的器破坏满与交倍于节办点的胖梁、纺柱破烦坏顺章序有嫁关，零弱柱惜强梁泥型的害节点阀区破隔坏严尼重。直交永梁对汤节点咐核心味区有吴明显简约束慕作用捧。满脑足一邮定条赢件的伪四边血有梁装的节讯点，射核心缩慧区混冷凝土旺抗剪慈强度渗可提徐高50～10轧0%。节激点区忙的破灾坏与忘交于击节点政的梁劈燕、柱炸破坏长顺序保有关每，弱粮柱强骗梁型列的节杰点区柱破坏赖严重丧。根据械强节肝点的毫设计章要求美，框症架节佩点的粒设计豆准则勺是：（1）节点的承载力不应低于其连接构件（梁、柱）的承载力；（2）多遇地震时，节点应在弹性范围内工作；（3）罕遇地震时，节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递；（4）节点配筋不应使施工过分困难。1.节点棕核心挤区受野剪承窗载力仇的验坊算（1）节突点核刑心区烫组合己的剪誉力设初计值9度和定一级泳框架砖尚应永符合---梁截面有效高度，节点两侧梁截面高度不等时可取平均值；---节点剪力增大系数，一级取1.35,二级取1.2。---柱的计算高度，可采用节点上下柱反弯点之间的距离；---梁受压钢筋合力点至受压边缘的距离；---梁的截面高度，节点两侧梁截面高度不等时可取平均值；---节点左右梁端顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值之和；---节点左右梁端纵向受拉钢筋实际配筋面积（考虑受压筋）和材料强度标准值计算的受弯承载