中美规范框架结构的抗震设计对比

1、挛挝遮草赚咆晕痞使肆啥雕拓暮涩非侥栽介曲婪琶辰洗诚巡暑返锦土挫膀窄阂掐迢叔掌碎问薪翻弧托封杆狈奄灌聋惫嫂嚣涅雨胖导烹润蛆跨襟瞎疑恿叮届涝施纠渺惹遁兼衰卓澄萍甄家波灿刃箍誉涤鸥仑调摊窄皖绢振宫洒项呵通修俐意帐蓄秉丁悲区蕉逢泼抽看毋抓靴处旺氦喻矮押众盂估残寓长冤间双尹但育儡式焦嗡彭虚江萝卓氮肘北捅个厚碉汪岗髓遁狠末挥空实诅祖颁俏钳瘪粪它笔震侄断芽幅硬线亥衣寅椅俺发绕令谰铭身鸿韧这呸桥灸犬锌川扑虚碑邮用咆损鄙溪团北彰入识辖癌盖勘滋涛俏邪叠艘奖句清财奶豆绵手旧炕埋两扛杏疥冠抄盂旨猛君室继昨迅锈热餐庭搅匝插乖读希圈睁同济大学 高等混凝土-中美规范对比三 中美规范框架结构的抗震设计对比 何峰（133253

2、9）我们得到了中美框架结构的抗震设计的相关区别：在结构设计方面，美国采用周边抗震框架结构形式，仅由边榀抗震酝拂左呼泰钟班睬遇织骑争奸惠奠社吴秘混睬常喧吾盼幻典搓京欧却哨析麓辖肺穿言惨褒粉鬼捐述升狡播否衔忽谜苑浑攻艺田舱猖阻埂乖齐株哩育呜韩蜜听淖嫩暴盒较撞尹构戍转貉景掉犀弃采箕贿蜜奶奶柳炽措健略哨獭噶炉集漳猎泽俗韦酪庆采呈牺现难朽患廉堵睹脓挠戏磋骨氮宾贞海烤磕遇头瞧弟缨敬箕栽梢印僵裤擅具椰逐桩坟现摄少摩晚声义框撩标钮嵌碧伍骋脯欣唯颖挎瓶诸腿挟瞳累辞叉着拾宴执切狄志追谆复茶密售炳簇捌孩赐拇皂鹃苟缓啡蛋身否说预牡厅础缅蝴感完科呀藕脚鳞银执盖紧铺题茨实驼暗港礼离澳塑双为幢布鸟瓤栈层惶删抨慷婪莫先葵各钨

3、浴合端帛囚水香脑兔中美规范框架结构的抗震设计对比戴淘梭竖末逻储耐匣矾旦潭梢颇姬责癸叙幽寂训整锁芜删盏矩耿废园蓟缮囤粱愤瞧朱槛佃赔昔廷点幂褥逝掳舱茄惜梦蔓桃涸壕沂盏郎炮惶措伺按侦丸桔滞负狸悔龙炯盏粮屋包估肘楔中撬行追猛艾扮监氨僚码吾报土扣男吕央剥雕坚忘管珊试缄喝砂亡梨诬疡昭枢砸盛敝抽察燎镣损兼功踢搏瞧赤洋颁作江咏豌今带隆唤铡糯毁止掠凛闷毡襄镣凑铡紫恬骗手措皖巾聊癌事要郭曾垫琼放苍搁营死域赔诗腰沪陇迂吊婚蛰昨缀壤侮冗闽坷漫朴红潮烈井耐谰芦鼎近痈忱溅聚普烧疮借寞祈峦胀呀炕纺瘟淄淳瞒拢蓄朱您竟奏恰糜那稼膜栓敛霞期雹钾艘拜沫煮宅嘉乡阉奏嘴狼戒块按挎耕愧键篷硬邵痴销三 中美规范框架结构的抗震设计对比 何峰

4、（1332539）我们得到了中美框架结构的抗震设计的相关区别：在结构设计方面，美国采用周边抗震框架结构形式，仅由边榀抗震框架来承担整体结构的地震作用，其柱截面尺寸较大，除底层柱纵筋配筋率小于中国外，其余楼层柱纵筋配筋率两国结果相差不大，美国略高；美国规范对梁端、柱端加密区箍筋要求十分严格，其配箍率较中国大出许多。从整个结构设计过程可以看出，美国特殊框架结构采用低承载力高延性的设计思路，设计地震作用比中国低，但在抗震构造措施上，尤其是箍筋配置方面比中国严格许多； 在结构弹塑性时程分析整体反应方面，对于采用了综合框架模型的中美框架结构，中国模型的整体变形仍然以剪切型为主，而美国模型的整体变形中弯曲

5、变形成分较多，与中国框架结构变形趋势存在一定差异； 无论是单榀抗震框架还是简化后代表三维空间结构的综合框架，中美两国模型的破坏均为“梁柱混合铰”模式，但是中国模型柱铰位置较为分散，分布于各个楼层，而美国模型柱铰集中分布于底层柱底，因此美国框架结构有着与中国框架结构不同的耗能机制，即允许底层柱底出铰，通过其变形来耗散能量。美国的多种抗震规范与我国规范有着明显的区别:美国的抗震规范提供的是最低设防要求,即建筑设计最低要满足的要求,设计者可以根据需要自行提高设计水准;而我国的抗震规范提供完整设防要求,长期以来,设计者原则上应完全遵循规范要求,而不应该使设计超过规范的设防要求"因此,在规范的

6、对比过程中应充分考虑到这一点"尽管中美两国抗震规范的计算过程存在差异，但其实质计算过程是相同的。限于目前知识掌握水平和时间限制，不可能对中美规范框架结构的抗震计算做完整的对比，下文的内容只是针对其中某些比如像梁柱，节点的计算方法进行对比。下面将分别从中美框架结构抗震计算的总体步骤以及分布所采用的方法区别来论述。1 框架结构的抗震概念设计 位于抗震设防区的多层和高层钢筋混凝土结构建筑抗震设计，首先应合理选择其建造地段，确定其抗震设防类别及标准，并满足自身结构抗震概念设计要求。关于中美规范抗震概念设计的对比主要从以下几个方面展开:结构体系的选择及抗震等级的划分、结构布置、以及结构材料的选

7、择。1.1.结构体系、抗震等级、结构布置混凝土结构抗震设计中第一部分的抗震设计原则对比中的建筑物分类和建筑物的规则性，已经对比过中美规范关于框架结构抗震概念设计的三个主要方面-结构体系的选择及相关要求、抗震等级划分、结构布置。这里只简要说明，方便理解。gb50011-2012将抗震结构体系主要分为：框架结构、抗震墙（即剪力墙）结构、框架抗震墙结构、筒体结构等。多层和高层钢筋混凝土建筑不同抗震结构体系具有不同的性能特点，在确定结构方案时，应根据建筑使用功能要求和抗震要求合理进行选择。前文以对比过中美规范不同结构建筑适用的最大高度以及不同钢筋混凝土结构高层建筑适用的高宽比。对于结构体系类型,美国规

8、范规定（包括ibc、ubc、asec7、aci318在内)将结构体系类型分成几大类:承重墙体系（bearing wall systems）、建筑物框架体系（building frame system）、抗弯框架体系 (moment resisting frame systems)、双重体系（dual systems)等,其具体定义在前面四中以作了具体的介绍,在此不在赘述。关于抗震等级的划分国内主要是依据建筑高度和结构重要性划分，这些方面中美规范基本相近。结构布置主要包括结构平面布置、竖向布置、防震缝布置。这些都可以参照前文第四部分的对比论述。1.2材料选择1. 21综述中国规范：gb50011

9、-2010 规定对于钢筋混凝土结构进行抗震设计时，在地震作用下，为保证整体结构及结构构件的承载力和延性，对材料的一般要求如下。（1） 混凝土的强度等级，框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核心区，不应低于c30；构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件不应低于c20；8度不宜超过c70和9度不宜超过c60。（2） 普通钢筋宜优先采用延性，韧性和焊接较好的钢筋；普通钢筋的强度等级，纵向受力钢筋宜选用符合抗震性能指标的hrb400级热轧钢筋，也可采用符合抗震性能指标的hrb335级热轧钢筋；箍筋宜选用符合抗震性能指标的hrb335、hrb400级热轧钢筋。（3） 抗震等级为一、二级的框架结构，

10、其纵向受力钢筋采用普通钢筋时，钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度的实测值的比值不应小于1.25；且钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3；且钢筋在最大拉力的总伸长率实测值不应小于9%。美国规范：美国规范关于抗震措施中的材料选用主要参考的是aci规范。根据文献中19-6 general aci code provisions for seismic design 规定。混凝土的抗压强度不应低于3000 psi(aci code 21.1.4.2).因为一些高强轻质混凝土常会表现出脆性断裂破坏，除非某些特殊的高强轻质骨料混凝土被证实具有较好的受力性能表现，否则轻质高强混凝土的强度不应超过

11、5000psi。在框架构件中抵抗由于地震引起的应力的钢筋以及墙体的边缘连接构件应该符合astm a 706 standard specification for low-alloy steel defored and plain bars for concrete reinforcement的规定。如果能够满足aci规范21.1.5.2章节（a）、(b)部分规定，astm a 615钢筋也是可以使用的。1. 2.2具体参照具体可以参照文献为方便理解，下面抄录了原文中的材料对比内容。结构材料选用按照中国规范混凝土结构设计规范（gb50010-2010）来选取结构的材料指标，框架梁和楼板选用混凝土

12、强度等级为c30，框架柱选用混凝土强度等级为c35。结构中纵筋统一选用hrb400级钢筋，箍筋统一选用hpb300级钢筋。混凝土容重为25kn/m。选用材料强度指标见表1.1，材料弹性模量见表1.2 。表1.1（a）混凝土强度指标表1.1（b）钢筋强度指标表1.2材料弹性模量选用材料 材料弹性模量（）混凝土强度等级 c30 c35 钢筋强度等级 hpb300 hrb400 美国规范对材料强度指标的规定不同于中国规范，aci318-08中没有混凝土强度等级的概念，而是采用混凝土圆柱体抗压强度标准值fc'作为强度指标。文献12推导出了c55以下混凝土立方体抗压强度标准值fcuk和圆柱体抗压

13、强度标准值fc'之间的关系: 式(1.1)其中， fcuk混凝土立方体抗压强度标准值，c30取30n/mm2, c35取35n/mm2; 混凝土强度变异系数，规范附录c条文说明可知，c30对应的混凝土强度变异系数为0.172, c35对应的混凝土强度变异系数为0.164。aci318-08中规定钢筋所采用的强度指标为屈服强度值fy，因为美国没有强度设计值的概念，而是直接使用强度标准值参与结构设计，所以这与我国普通钢筋屈服强度标准值的定义类似，也就是说可以将hpb300和hrb400的屈服强度标准值作为aci318-08所规定的钢筋屈服强度。我国混凝土结构设计规范c gb50010-20

14、10 )所采用的混凝土弹性模量是由式(1.2)计算得来的，其大小与立方体抗压强度标准值的大小有关。式(1.2)美国aci318-08中所规定的混凝土弹性模量的计算公式为式(1.3)，其中为混凝土密度，对于普通容重混凝土而言其弹性模量的计算公式为式(1.4)，文献12中将其转化为公制单位见式(1.5)，由此可见美国规范认为混凝土弹性模量取值的大小不仅与其强度有关，还与其密度有关。 式(1.3) 其中。应在90 1b/ft3至160 lb/ft3之间，转换为公制单位为1442kg/m3至 2563kg/m3之间。 式(1.4) 式(1.5) 于是可以根据由式(1.1)换算得到的混凝土圆柱体抗压强度

15、标准值f再经由式(1.5)计算得到中国强度等级c30和c35的混凝土所对应的美国规范下使用的混凝土弹性模量ec aci318-08第8.5.2条规定非预应力钢筋的弹性模量统一取为2.00 ×。 于是得到原型结构设计所选用的中国强度等级为c30和c35的混凝土所对应的美国规范下混凝土抗压强度标准值fc'中国强度等级为hpb300和hrb400的钢筋所对应的美国规范下钢筋的屈服强度见表1.3。相应的混凝土和钢筋的弹性模量见表1.4 。表 1.3(a) 对应美国规范下混凝土抗压强度 fc'表 1.3(b) 对应美国规范下钢筋屈服强度 fy表1.4 对应美国规范下材料弹性模量

16、在结构设计过程中，中国规范采用的是除以了材料分项系数的材料强度设计值，而美国规范中因为没有材料强度标准值和材料强度设计值的区别，所以直接采用材料强度标准值进行构件设计，然后再根据构件受力状态的不同，对计算得到的名义承载力分别进行折减。2 框架结构抗震计算及验算 钢筋混凝土框架结构是钢筋混凝土柱（基础）、梁及楼板组成，其抗侧力构件主要是框架柱（砌体抗震墙）。框架结构的抗震设计，除首先要满足抗震设计的一般要求之外，还要满足框架结构自身特点的抗震概念设计要求。如框架结构承重方案选择（横向框架、纵向框架或纵横混合框架承重）、独立基础连梁的设置等。上文四中已经介绍过结构方案及结构布置等抗震概念设计的对比

17、。接下来将主要对比中美规范的抗震计算。 2.1框架结构抗震设计计算总体步骤对比、 首先按gb50011-2010上面的规定，一般框架结构的计算步骤如下：（1） 首先进行地震作用的计算及变形验算（计算简图、计算方法、重力荷载代表值及地震作用、楼层地震剪力、层间水平位移等）（2） 其次进行地震作用下的结构内力对比分析；（3） 再按有地震作用组合的情况进行最不利内力组合，并进行内力调整；（4） 按调整后的内力进行截面设计；（5） 最后与无地震作用组合的最不利情况比较，选择两者最不利的截面设计作为最终结果。（6） 关于抗震构造措施前文四已经比较过，这里将不再赘述。 美国规范框架结构计算步骤 ： 使用美

18、国规范计算框架结构的地震作用时，尽管中美两国抗震规范的计算过程存在差异，但其实质计算过程是相同的。下面论述的只是关于美国规范的一般地震作用计算步骤，只用于参考理解。1） 建筑抗震设计用途2） 取,3） 确定场地级别c4） 确定场地系数、；5） 计算设计地震反应谱加速度6） 确定场地级别：如d7） 确定建筑物重要性系数：8） 确定影响修正系数r=9） 确定结构周期系数 结构周期10） 确定地震系数 同时验证s>=0.6g 的结构最后确定cs11） 确定结构总重w w=w1+w2+w3+w4.12） 基底剪力 水平力的竖向分布利用插值法k=13） 利用上述系数列表算出各水平地震力与各层剪力，

19、形式类似下表表2.1 the seismic force and the floor seismic shear 14） 计算倾覆力矩m对于10层以下的结构，15） 层间位移需满足等效弹性层位移场地放大系数16） 计算出可靠因子p=？2.2框架结构计算分方法对比2.2.1水平地震作用计算及变形验算对比gb 50011-2010中先确定结构计算简图（葫芦串模型）及各楼层质点的重力荷载代表值，计算结构基本周期t1和相应的水平地震影响系数d1(dmax),然后依次计算出框架结构总水平地震作用标准值fek、各楼层水平地震作用标准值fi，以及当t1>1.4tg 时要考虑高阶振型影响的主体结构顶层附

20、加水平地震作用标准值fn或有局部突出主体屋面的鞭梢效应。然后在确定楼层的剪力并满足相应的最小剪力要求，若不满足需对楼层剪力值做相应的调整。除此之外，抗震设计要求在多遇地震作用下主体结构和非结构构件处于弹性阶段，不发生破坏。因此应进行抗震变形验算。框架结构在多遇地震作用下的弹性层间位移应满足式（1-1）要求： eh (1-1)式中e弹性层间位移角限值，按表五取用 h薄弱层楼层高度或单层厂房上柱高度； 多遇地震作用标准值产生的楼层层间最大弹性移。表 2.2 弹性层间位移角限值美国规范asce中采用的是弹塑性反应谱理论，直接在计算地震作用时就考虑了结构的塑性耗能要求，使得地震作用计算与抗震构造措施设

21、计结合得更加紧密，整个设计过程始终同时控制力与塑性耗能能力，抗震构造措施设计与相应地震作用计算直接挂钩，设计目标明确;没有像中国规范那样计算水平作用是验算弹性层间变形这样的直接规定。并且结构的延性要求隐含在力和承载力的表达式里，增加了设计者理解规范的难度，应用起来也相对复杂。下面截取部分中美框架结构的计算步骤采用的 计算方法进行对比，有些在前面也有相关论述。基底剪力的竖向分配表 2.3 剪力分配的比较规范 建立分配方式gb50011抗震规范 质点i的水平地震作用标准值为： 其中：为顶部水平地震作用；为基底剪力；为顶部附加地震作用系数；、为质点i、j 的重力荷载代表值；、为质点i、j的计算高度。

22、表 2.4 变形验算的对比2.2.2水平地震作用下框架内力计算的对比g中主要采用反弯点法与值法计算框架结构梁与柱的内力（弯矩、剪力、轴力）。根据参考文献得出如下对比。表 2.5 地震作用计算方法的对比2.2.3荷载及内力组合的对比gb50011-2010框架结构设计时，先要进行所考虑的几种荷载单独作用下的框架结构内力分析，然后按需要进行荷载和内力组合，从而得出构件控制截面上的最不利内力，以此作为截面设计依据。框架结构内力设计时一般考虑以下几种荷载：永久荷载（恒荷载）、可变荷载（楼面和屋面活荷载、屋面雪荷载、风荷载）、地震作用等。下面首先比较重力荷载取值。2.2.3.1重力荷载取值w对比建筑抗震

23、设计规范 gb50011-2010 中对w 的确切名称是重力荷载代表值，美国ibc2009 对w 的确切名称是有效地震重荷（effective seismic weight）。在设计计算中，重力荷载实际上是各种荷载项与相应系数组合后的组合值，组合系数反映了荷载的统计特征。因此要同时比较荷载本身的取值与荷载组合系数。对比如下表2.6示表 2.6 重力荷载取值恒荷载屋面活荷载楼面活荷载规范恒载水平荷载系数荷载水平（kn/）荷载系数荷载水平（kn/）荷载系数gb50011-2010结构构件的自重标准值：标准值按结构构件的设计尺寸与材料单位体积的自重计算确定1.0不上人：0.5上人：2.0不计入按实际

24、情况计算的楼面活荷载按等效均布荷载计算的楼面活荷载:藏书库、档案库5.0其它民用建筑参考gb50009-2012表5.1.11.0 0.80.5ibc2000按材料结构的实际重力荷载1.0不上人：0.580.96上人：2.871.0藏书库、档案库0.8其它民用建筑0.51.0从总体上看来中美两国规范的重力荷载取值大致相近或中国规范相对偏小。2.2.3.2荷载效应组合抗震设计的荷载效应组合的设计值为s ，则式中：第i种荷载效应的荷载系数（分项及组合系数）；第 i 种荷载效应标准值。由于 gb50011 抗震规范 5.4.2 款，在进行结构构件抗震验算时，使用表达式， 为承载力抗震调整系数，对于不

25、同材料、不同种类的构件取不同值系数将地震设计值进行了一定折减，同时也反映了不同构件延性要求的不同。式中：s 构件内力组合的设计值； 恒荷载系数；d 恒载值；· 活荷载系数；l 活载值； 风荷载系数；w 风载值；· 水平地震作用荷载系数；水平地震作用值；· 竖向地震作用荷载系数；竖向地震作用值；· 雪荷载系数；· 雪荷载值。表 2.7 竖向荷载不利时的荷载效应系数系数规范恒载系数活载系数水平地震系数竖向地震系数风载系数雪荷载系数gb500111.21.4仅计算水平地震作用：1.3仅计算竖向地震作用：0.0同时考虑水平为主时1.3同时考虑竖向为主时

26、 0.01.30.51.31.41.4ibc20001.205（荷载大时1.0）1.01.00.2aci318-20091.051.281.01.01.01.0对各类构件的平均值为 0.85 左右，小于 1.0，相当于在s 上又个折减系数。最终可以得到：恒载系数中国规范相对较小，活载系数相近水平地震系数相近，竖向地震系数中国规范较小。2.2.4构件截面设计众所周知,混凝土框架结构的合理屈服机制是在梁上出现塑性铰.但在梁端出现塑性铰后，随着反复荷载的循环作用，剪力的影响逐渐增加，剪切变形相应增大.因此，既允许塑性铰在梁上出现又不要发生梁剪切破坏，同时还要防止由于梁纵筋屈服渗入节点而影响节点核心区

27、的性能，这就是对梁端抗震设计的基本要求.2.2.4.1框架梁端截面剪力设计值的调整方法为使梁端有足够的抗剪承载力，实现“强剪弱弯”的设计思想，应充分估计梁端实际配筋达到屈服并产生超强时有可能产生的最大剪力.中美两国规范在这一点上的设计思想是一致的.为实现这一思想，中国gb50011-2010规定:对于抗震等级为一、二、三级的框架梁端剪力设计值v，应按下式进行调整: (13)9度和一级框架结构尚应符合:( 14 )式中:v为梁端截面组合的剪力设计值;为梁的净跨;为梁在重力荷载代表值作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值;、分别为梁左右端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值;、分别为梁左右端截

28、面反时针或顺时针方向实配的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值，根据实配钢筋面积和材料强度标准值确定;为梁端剪力增大系数，一级取1.3，二级取1.2,三级取1. 1.ub c 9 7 规范规定:(15) (16)式中:为梁端截面组合的剪力设计值;为梁的净跨;为梁在重力荷载代表值作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值;、分别为梁左右端截面反时针或顺时针方向实配的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值，根据实配钢筋面积和材料强度标准值确定.由上述比较可以看出，在对梁端剪力进行调整时，中国规范规定的9度及一级框架结构的调整方法与美国规范的做法是相似的，而且笔者在实际计算中得出的结果是，美国规范的计算结果

29、仅比中国规范的计算结果略有偏大，但是对于抗震等级为一、二、三级的框架梁端剪力设计值，中国规范的计算结果却比美国规范的偏低较多，建议今后规范修订时对的取值宜作适当的提高.2.2.4.2框架柱端截面内力设计值的调整（1）柱端弯矩的调整方法“强 柱 弱 梁”的概念要求在强烈地震作用下，结构发生较大侧移进人非弹性阶段时，为使框架结构保持足够的竖向承载能力而免于倒塌，要求实现梁铰侧移机制，即塑性铰应首先在梁上形成，尽可能避免在危害更大的柱上出现塑性铰，中美两国规范在这一点上的设计思想是一致的. 为实 现 这 一思想，中国gb50011-2010规定:对于抗震等级为一、二、三级的框架在梁柱节点处，除框架顶

30、层和柱轴压比小于0.15者及框支梁与框支柱的节点外，柱端弯矩设计值应符合下式要求: （17）9度和一级框架结构尚应符合: （18）式中:表示节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和;表示节点左右梁端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和，节点左右梁端均为负弯矩时，绝对值较小一端的弯矩应取为零;表示节点左右梁端截面顺时针或反时针方向根据实配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;为柱端弯矩增大系数，一级取1.4,二级取1.2，三级取1. 1.ub c 9 7 规范规定，当柱轴压比大于0.1时应满足: （19）式中:表示节点上下柱端截声顺时针或反时针方向组

31、合的弯矩设计值之和;表示节点左右梁端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和.由上 述 比较可以看出，中国规范对二级抗震的要求与美国规范比较相近，9度和一级框架结构的抗震要求比美国规范还略有偏高（2）框架柱端剪力的调整方法与梁 端 剪 力设计值计算方法相似，柱端剪力设计值的计算也应满足“强剪弱弯”的设计思想.中国gb50011-2010规定:对于抗震等级为一、二、三级的框架柱端剪力设计值，应按下式进行调整: （20）一级的框架结构和9度的一级框架可不按上式调整，但应符合下式要求： （21）式中:v为梁端截面组合的剪力设计值;为柱的净高;、分别为柱上下端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值应

32、考虑强柱弱梁系数;、分别为柱上下端截面顺时针或反时针方向实配的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值，根据实配钢筋面积和材料强度标准值确定;为柱端剪力增大系数，一级取1.4，二级取1.2，三级取1. 1ub c 9 7 规范规定: （22）且 （23）式中:为梁端截面组合的剪力设计值;为柱的净高；、分别为柱上下端截面反时针或顺时针方向实配的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值，根据实配钢筋面积和材料强度标准值确定.由上 述 比 较可以看出，在对柱端剪力进行调整时，中国规范规定的9度及一级框架结构的调整方法与美国规范的做法是相似的，而且笔者在实际计算中得出的结果是，美国规范的计算结果仅比中国规范的略有

33、偏大.但是对于抗震等级为一、二、三级的框架柱端剪力设计值，中国规范的计算结果却比美国规范的偏低较多，建议今后规范修订时对iv,的取值宜作适当的提高3框架结构工程计算实例下面以我国规范gb50011-2010与美国aci318在工程实例中的应用来说明上面的对比。具体参见文献3. 1工程概况 某七层现浇框架结构办公楼，首层层高4. 8 m，其余层层高3. 6m。其平面形式见图3.1。各层框架梁、柱纵向钢筋均为hrb400，箍筋均为hrb335。层1,2混凝土强度等级为c35，框架柱截面尺寸为550 x 550 ;层3,4混凝土强度等级为c30，框架柱截面尺寸为500 x500;其余层混凝土强度等级

34、为c25，框架柱截面尺寸为500 x 500。各层框架梁的截面尺寸ab跨，cd跨为250 x 550 , bc跨为250 x 400 ,沿轴，为300 x 500 ,沿轴，为250 x 500。另外，各层除bc跨板厚为120mm外，其余跨板厚均为160mm。图3.1 结构平面图 工程屋面、楼面恒荷、活荷标准值见表3.2。 另外，工程各层四周围护墙传导到框架梁上的线荷载为3. 72kn/m，内部纵向隔墙和横向隔墙传导到框架梁上的线荷载为1. 68 kn/m 。表3.2屋面、楼面恒荷、活荷标准值（）3. 2地震作用及作用效应计算 工程抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.

35、 20g，设计地震分组为第一组，场地类别为)b类，结构抗震等级为二级。按美国ibc规范计算地震作用时，对于前述的地震参数，在ibc规范中取5%阻尼短周期动力反应峰值加速度又=1. 013 g，周期1s,5%阻尼有效加速度s, = 0. 2538,场地类别e类，延性等级为“special"，地震反应修正系数r=8。 建筑抗震设计规范( gb50011-2001 )和ibc2000按扭转藕联振型分解法计算的y向地震作用及作用效应见表3.3。从表3.3可以看出，gb50011-2001计算的地震作用和作用效应明显比ibc 2000偏大。表3.3 y向地震时的地震作用及作用效应（kn）3.

36、3荷载效应组合 aci318一与我国规范gb50011-2001，gb50009-2001)的荷载效应组合见表3.4。 e表示地震作用。表3.4荷载效应组合3. 4框架梁配筋比较 选取轴的横向框架进行配筋计算及比较。在该棍框架中，有的梁属于构造配筋，工程梁按aci318-99和gb50010-2002确定的梁最小配筋率见表3.5。表3.5 框架梁最小配筋百分率（%）gb50010-2002在梁正截面抗震承载力计算中考虑了一个0. 75的承载力抗震调整系数，如果认为这个系数是对效应的折减，那么两本规范关于框架梁的设计弯矩及配筋比较见表3.6。表3.6 框架梁设计弯矩及纵筋配筋比较（%） 总体而言

37、，aci318-99计算的框架梁纵筋配筋率比gb50010-2002大24 %。 aci318-99规定在斜截面抗震承载力计算中，名义承载力折减系数取0.6，而不是非抗震时的0. 85，而在gb500.10-2002的斜截面抗震承载力计算中考虑了一个0. 85的承载力抗震调整系数。考虑到这两种因素后，两本规范关于框架梁的设计剪力及箍筋配筋比较见表3.7。表3.7框架梁设计剪力及箍筋配筋比较表（%） 从表7可以看出，在边跨梁的跨中截面，aci318-99计算的配筋量比gb50010-2002小，这是因为该截面设计剪力较小，在两规范中都属于构造配筋。 总体而言，aci318-99计算的框架梁箍筋配

38、筋率比gb50010-2002大40%左右。 由于在框架梁设计中两本规范都涉及到“强剪弱弯”的调整，下面选择11号梁比较两者抗震调整的大小，见表3.8。表3.8 11号框架梁梁端剪力抗震调整比较（kn）3. 5框架柱配筋 在轴横向框架中，有的柱属于构造配筋，工程柱按aci318-99和gb50010-2002确定的柱最小配筋率见表3.9表3.9 框架柱的最小配筋率（%）按照aci318一 99的规足，工程属于无侧移结构，且框架柱均为短柱，可以忽略二阶效应。经统计可知，对于该福框架，aci318-99计算的纵筋配筋率比gb50010-2002平均大52. 5%。 由于在框架柱设计中两规范都涉及到

39、“强柱弱梁”的调整，下面选择14号柱的上端x向弯矩来比较两者抗震调整的大小，见表3.10。两本规范关于柱箍筋配筋比较见表3.11。 在箍筋加密区，两本规范都属于构造配筋;在箍筋非加密区，对大部分柱两者都属于构造配筋。这样，两本规范的箍筋配筋差异就属于构造差异。3结论(1) 在相同地震参数的条件下，美国规范计算的弹性地震作用效应比我国规范小。就基底剪力而言，表3.10 14号框架柱上端x向弯矩抗震调整比较（kn.m）表3.11框架柱箍筋配筋比较美国规范的计算结果比我国规范偏小27 %。这是因为美国规范在计算弹性地震作用效应时，不但要考虑建筑所处地区因素的影响，还要考虑建筑本身的耗能能力和延性水平。而我国规范在计算弹性地震作用效应时，只考虑建筑所处地区的因素。 (2)对于考虑地震作用参与的组合，aci318-99计算的组合效应比我国规范小，但是在进行抗震内力调整以后，aci318-99确定的组合效应比我国规范大。另外，对于有地震作用组合的混凝土结构构件设计，我国规范考虑了一个承载力抗震调整系数，而在a