多层及高层建筑结构设计4

1、 多层及高层砼建筑结构设计多层及高层砼建筑结构设计 第四章第四章 框架结构设计框架结构设计目录 绪论绪论 第一章第一章 高层建筑结构体系及布置高层建筑结构体系及布置第二章第二章 高层建筑结构上的作用高层建筑结构上的作用第三章第三章 计算原则及一般规定计算原则及一般规定第四章第四章 框架结构设计框架结构设计第五章第五章 剪力墙结构设计剪力墙结构设计第六章第六章 框架框架- -剪力墙结构剪力墙结构第四章第四章 框架结构设计框架结构设计4.1 4.1 框架结构的布置框架结构的布置4.2 4.2 梁、柱截面尺寸的确定梁、柱截面尺寸的确定4.3 4.3 竖向荷载作用下框架结构内力的近似计算竖向荷载作用下

2、框架结构内力的近似计算- -分层法分层法4.4 4.4 水平荷载作用下框架结构内力的近似计算水平荷载作用下框架结构内力的近似计算- -反弯点法反弯点法4.5 4.5 水平荷载作用下框架结构内力的近似计算水平荷载作用下框架结构内力的近似计算-D-D值法值法4.6 4.6 框架结构的侧移近似计算框架结构的侧移近似计算4.7 4.7 梁柱截面设计及构造梁柱截面设计及构造4.1 框架结构的布置框架结构的布置1 1应应沿建筑的沿建筑的两个主轴方向都应设置框架两个主轴方向都应设置框架。2 2抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。3.3.抗震的钢筋混凝土框架柱网一般不宜超过

3、抗震的钢筋混凝土框架柱网一般不宜超过6 68m8m。 过大的柱网将给实现强柱弱梁及延性框架增加一定困难。过大的柱网将给实现强柱弱梁及延性框架增加一定困难。4.4. 框架梁、柱中心线宜重合。框架梁、柱中心线宜重合。 6-86-8度抗震设计时不宜大于柱截面在该方向柱宽的度抗震设计时不宜大于柱截面在该方向柱宽的1/41/4，否则可，否则可采取设梁的水平加腋等措施采取设梁的水平加腋等措施 5. 5. 框架结构按抗震设计时，不得采用部分由砌体墙承重之框架结构按抗震设计时，不得采用部分由砌体墙承重之混合形式。（高规此条为强制性条文）混合形式。（高规此条为强制性条文） 框架结构中的楼、电梯及局部突出屋顶的电

4、梯机房、楼梯间、框架结构中的楼、电梯及局部突出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙承重。框架结构中有填水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙承重。框架结构中有填充墙时，填充墙在平面和竖向的布置，宜均匀对称，一、二级抗震的充墙时，填充墙在平面和竖向的布置，宜均匀对称，一、二级抗震的框架，框架，宜采用轻质填充墙，或与框架柔性连接的墙板宜采用轻质填充墙，或与框架柔性连接的墙板，粘土砖填充墙，粘土砖填充墙应符合下列要求：应符合下列要求： 避免形成上、下层刚度变化过大；避免形成上、下层刚度变化过大； 避免形成短柱避免形成短柱 减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。减少因抗侧刚度偏

5、心所造成的扭转。 抗震设计时，填充墙及隔墙应注意与框架及楼板拉结，并注意填充墙抗震设计时，填充墙及隔墙应注意与框架及楼板拉结，并注意填充墙及隔墙自身的稳定性；及隔墙自身的稳定性；小柱：支撑楼梯休息平小柱：支撑楼梯休息平台梁台梁短柱短柱 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/b50m）或高宽比较大（）或高宽比较大（H/B4）时考虑）时考虑. dzEANNuHN 0NccNFBAEHVu21130式中式中 底部剪力；底部剪力； B B框架的宽度，即边柱间距；框架的宽度，即边柱间距； 框架底层柱的混凝土弹性模量；框架底层柱的混凝土弹性模量； 框架底层边柱截面面积；框架底

6、层边柱截面面积； 位移系数，取决于水平力形式、顶层柱与底位移系数，取决于水平力形式、顶层柱与底层柱的轴向刚度比，由表查得。表中层柱的轴向刚度比，由表查得。表中 为顶为顶层边柱与底层边柱的轴向刚度比；层边柱与底层边柱的轴向刚度比； H H框架总高度。框架总高度。0V1cE1cANF1122/ccccNAEAESback 4.7 4.7 梁柱截面设计及构造梁柱截面设计及构造4.7.1 4.7.1 构件设计中的一些重要规定构件设计中的一些重要规定 1 1、框架结构的简化手算方法分析内力和位移，应分别在竖向框架结构的简化手算方法分析内力和位移，应分别在竖向荷载、风荷载或地震作用下单独进行计算，然后按非

7、抗震设荷载、风荷载或地震作用下单独进行计算，然后按非抗震设计时荷载效应的组合或抗震设计时荷载效应与地震作用效应计时荷载效应的组合或抗震设计时荷载效应与地震作用效应的组合。的组合。2 2、组合后的框架侧向位移应校核是否满足位移限制值的要求。、组合后的框架侧向位移应校核是否满足位移限制值的要求。如果已满足，则按组合后的内力进行构件截面设计，不满足如果已满足，则按组合后的内力进行构件截面设计，不满足时，则应修改构件截面大小或提高混凝土强度等级，然后再时，则应修改构件截面大小或提高混凝土强度等级，然后再进行内力和位移计算，直至侧向位移满足限制值。进行内力和位移计算，直至侧向位移满足限制值。3 3、风荷

8、载及水平地震作用时，应按两个主轴方向作用分别进、风荷载及水平地震作用时，应按两个主轴方向作用分别进行内力和位移计算，每个方向水平力必须考虑正、反两个方行内力和位移计算，每个方向水平力必须考虑正、反两个方向作用。向作用。4 4、在有斜交布置抗侧力框架结构中，当沿斜交方向作用的水、在有斜交布置抗侧力框架结构中，当沿斜交方向作用的水平力可能使斜交抗侧力框架的内力比主轴方向水平力产生的平力可能使斜交抗侧力框架的内力比主轴方向水平力产生的内力更大时，则应计算这斜向水平力作用下的内力。内力更大时，则应计算这斜向水平力作用下的内力。5 5、内力组合后的取用值，梁端控制截面在柱边，柱端控制截、内力组合后的取用

9、值，梁端控制截面在柱边，柱端控制截面在梁底及梁顶。按轴线计算简图得到的弯矩和剪力值宜换面在梁底及梁顶。按轴线计算简图得到的弯矩和剪力值宜换算到设计控制截面处的相应值。为了简便设计，也可采用轴算到设计控制截面处的相应值。为了简便设计，也可采用轴线处的内力值，但是这将增大配筋量和结构的承载力。线处的内力值，但是这将增大配筋量和结构的承载力。6 6、框架梁、柱构件截面应分别按正截面承载力计算和斜截面承载力计框架梁、柱构件截面应分别按正截面承载力计算和斜截面承载力计算，并应按有关规定要求进行构造配筋。算，并应按有关规定要求进行构造配筋。7 7、有抗震设防的框架角柱，应按双向偏心受压构件计算。抗震等级为

10、一、有抗震设防的框架角柱，应按双向偏心受压构件计算。抗震等级为一、二、三、级时，角柱的内力设计值宜乘以增大系数。二、三、级时，角柱的内力设计值宜乘以增大系数。8 8、地震区的高层建筑框架结构，要求强柱弱梁、强剪弱弯、强底层柱根，、地震区的高层建筑框架结构，要求强柱弱梁、强剪弱弯、强底层柱根，抗震等级为一、二、三级时，梁、柱内力设计值均应乘以提高系数。抗震等级为一、二、三级时，梁、柱内力设计值均应乘以提高系数。9 9、框架梁、柱节点，应设计成强节点，使节点区在地震作用下能基本处框架梁、柱节点，应设计成强节点，使节点区在地震作用下能基本处于弹性状态，避免出现脆性破坏。抗震等级为一、二级时，节点应进

11、于弹性状态，避免出现脆性破坏。抗震等级为一、二级时，节点应进行受剪承载力的验算。行受剪承载力的验算。 框架梁、柱节点区，必须配置箍筋，并保证梁的纵向钢筋锚固。框架梁、柱节点区，必须配置箍筋，并保证梁的纵向钢筋锚固。4.7.2 4.7.2 框架梁柱构造要求框架梁柱构造要求1 1、抗震框架梁纵向钢筋构造、抗震框架梁纵向钢筋构造2 2、抗震框架梁箍筋构造、抗震框架梁箍筋构造抗震等级抗震等级箍筋加密区长度箍筋加密区长度箍筋最大间距箍筋最大间距箍筋最小直径箍筋最小直径一级一级2h2h或或500mm500mm两者两者中的最大值中的最大值纵向钢筋直径的纵向钢筋直径的6 6倍，梁高的倍，梁高的1/41/4或或

12、100mm100mm三者中的最小值三者中的最小值1010二级二级1.5h1.5h或或500mm500mm两两者中的最大值者中的最大值纵向钢筋直径的纵向钢筋直径的8 8倍，梁高的倍，梁高的1/41/4或或100mm100mm三者中的最小值三者中的最小值88三级三级纵向钢筋直径的纵向钢筋直径的8 8倍，梁高的倍，梁高的1/41/4或或150mm150mm三者中的最小值三者中的最小值88四级四级纵向钢筋直径的纵向钢筋直径的8 8倍，梁高的倍，梁高的1/41/4或或150mm150mm三者中的最小值三者中的最小值66 （1 1）梁端箍筋加密区的构造要求）梁端箍筋加密区的构造要求(2)2)、第一个箍筋第

13、一个箍筋应设置在距构件节点边缘应设置在距构件节点边缘不大于不大于50mm50mm处；处；(3)(3)、梁箍筋加密区长度内的箍筋肢距；一级抗震等级不宜、梁箍筋加密区长度内的箍筋肢距；一级抗震等级不宜大于大于200mm200mm及及2020倍箍筋直径的较大值；二、三级抗震等级不倍箍筋直径的较大值；二、三级抗震等级不宜大于宜大于250mm250mm及及2020倍箍筋直径较大值，四级抗震等级不宜大倍箍筋直径较大值，四级抗震等级不宜大于于300mm;300mm;两种破坏形式两种破坏形式弱柱型（柱铰机制）弱柱型（柱铰机制）弱梁型（梁铰机制）弱梁型（梁铰机制） 为了使塑性铰首先在梁中出现，同一节点柱的抗弯能

14、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。力要大于梁的抗弯能力。强柱弱梁3 3、抗震设计时，一、二、三级框架的梁、柱节点处，除顶层、抗震设计时，一、二、三级框架的梁、柱节点处，除顶层和柱轴压比小于和柱轴压比小于0.150.15者外，柱端考虑地震作用的组合弯矩值者外，柱端考虑地震作用的组合弯矩值应按下列规定予以调整：应按下列规定予以调整：cM一级抗震等级一级抗震等级 二级抗震等级二级抗震等级 三级抗震等级三级抗震等级式中：式中： 节点上、下柱端截面顺时针或逆时针方向节点上、下柱端截面顺时针或逆时针方向组合弯矩设计值之和。组合弯矩设计值之和。 节点左、右梁端面逆时针或顺时

15、针方向组节点左、右梁端面逆时针或顺时针方向组合弯矩设计值之和。合弯矩设计值之和。bcMM4 . 1bcMM2 . 1bcMM1 . 1bM4 4、柱纵向受力钢筋的连接法，应遵守下列规定：、柱纵向受力钢筋的连接法，应遵守下列规定：(1)(1) 框架柱：一、二级抗震等级及三级抗震等级的底层，宜采用框架柱：一、二级抗震等级及三级抗震等级的底层，宜采用机械接头，三级抗震等级的其他部位和四级抗震等级，可采机械接头，三级抗震等级的其他部位和四级抗震等级，可采用搭接或焊接接头；用搭接或焊接接头；(2) (2) 位于同一连接区段内的受力钢筋接头面积率不宜超过位于同一连接区段内的受力钢筋接头面积率不宜超过50%

16、50%。(3)(3) 当接头位置无法避开梁端、柱端箍筋加密区时，应采用机械当接头位置无法避开梁端、柱端箍筋加密区时，应采用机械连接接头，且钢筋接头面积率不应超过连接接头，且钢筋接头面积率不应超过50%50%；5 5、抗震设计时，柱箍筋应在下列范围内加密：、抗震设计时，柱箍筋应在下列范围内加密：(1) (1) 二层及二层以上的柱两端应取矩形截面柱之长边尺寸二层及二层以上的柱两端应取矩形截面柱之长边尺寸( (或圆或圆形截面柱之直径形截面柱之直径) )、柱净高之、柱净高之1/61/6和和500mm500mm三者之最大值范围内；三者之最大值范围内；(2) (2) 底层柱刚性地面以上、下各底层柱刚性地面以上、下各500mm500mm的范围内；的范围内；(3) (3) 底层柱柱根以上底层柱柱根以上1/31/3柱净高的范围内；柱净高的范围内；(4) (4) 剪跨比不大于剪跨比不大于2 2的柱和因填充墙等形成的柱净高与截面高度的柱和因填充墙等形成的柱净高与截面高度之比不大于之比不大于4 4的柱全高范围内；的柱全