多高层钢筋混凝土房屋－构件设计[www.pptkj.net]

1、12框架梁、柱的震害框架梁、柱的震害 梁柱变形能力不足，构件过早发生梁柱变形能力不足，构件过早发生破坏。一般是梁轻柱重，柱顶重于柱底，破坏。一般是梁轻柱重，柱顶重于柱底，尤其是角柱和边柱更易发生破坏。尤其是角柱和边柱更易发生破坏。1 1、柱顶、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，柱交叉裂缝。重者混凝土压碎崩落，柱内箍筋拉断，纵筋压曲成灯笼状。内箍筋拉断，纵筋压曲成灯笼状。 主要原因：节点处弯矩、剪力、主要原因：节点处弯矩、剪力、轴力都较大，受力复杂，箍筋配置不轴力都较大，受力复杂，箍筋配置不足，锚固不好等。足，锚固不好等。 破坏不易修复。

2、破坏不易修复。32 2、柱底、柱底 与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。43 3、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/b 4（避免短柱）。 （5）偏心距。柱中线于梁中线之间的偏心距不宜大于柱截面宽度的1/4。（偏心距过大将导致节点区受剪面积不足） 5.4.2.2 框架柱截面设计263. 柱的内力设计值调整（强柱弱梁） （1）强柱弱梁，使框架实现梁铰侧移机构。要求除顶层和轴压比小于0.15的柱之外，节点处梁柱弯矩设计值应按下式调整： 9度和一级框架尚应符合：)37. 5(bccmm)38. 5

3、(2 . 1buacmm。，三级为，二级为一级为：柱端弯矩增大系数。1 . 12 . 14 . 1c 5.4.2.2 框架柱截面设计27（2）强剪弱弯。框架柱和框支柱端部组合剪力设计值应按下式调整： 9度和一级框架结构尚应符合：)39. 5(/ )(nbctcvchmmv)40. 5(/ )(2 . 1nbcuatcuahmmv。，三级为，二级为一级为：柱端剪力增大系数。1 . 12 . 14 . 1vc 5.4.2.2 框架柱截面设计28（3）一、二、三级框架结构的底层，柱下端截面组合弯矩设计值，应分别乘以增大系数1.5，1.25，1.15。底层是指无地下室的基础以上或地下室以上的首层。 （

4、4）一、二级框架结构的角柱，按调整后的弯矩、剪力设计值，尚应乘以增大系数1.1。 5.4.2.2 框架柱截面设计4. 柱的正截面受弯承载力计算 （1）矩形截面受弯承载力按下式计算29 受压区高度x由下式确定：)(11sssycreaafbxfn：筋的应力，按下面计算受拉边或受压较小边钢：不考虑。偏心距增大系数，一般：。时取，轴压比小于：一般取sre75. 015. 08 . 0ysbfhx时（大偏心受压）：当0)8 . 0(8 . 000hxfhxbysb时（小偏心受压）：当sybef0033. 011对于有屈服点的钢筋： 5.4.2.2 框架柱截面设计30（2）柱的实际正截面受弯承载力按下式

5、计算)1 (5 . 0)(10bhfnhnahafmckggsasykcua由线性内插法确定。之间时，混凝土强度在；时，；混凝土强度时，混凝土强度。，：受压区高度计算系数11111805074. 0808 . 050ccccxxn 5.4.2.2 框架柱截面设计315. 柱的斜截面受剪承载力计算 （1）剪压比限值 对于一般柱，应符合 对于短柱，应符合：)43. 5()20. 0(10bhfvcre)44. 5()15. 0(10bhfvcre 5.4.2.2 框架柱截面设计32（2）柱斜截面受剪承载力)45. 5(056. 0)105. 1(100nhsafbhfvsyyvtrec。时，取当柱

6、轴力设计值。：考虑地震作用组合的bhfnbhfnncc3 . 03 . 0。：取为 85. 0re。时，取；当时，取当。：柱的计算剪跨比，3311)(0hvmcc 5.4.2.2 框架柱截面设计336. 控制柱的轴压比 （1）轴压比的定义 柱的组合轴压力设计值n与柱的全截面面积bchc和混凝土抗压强度设计值fc乘积之比值，称为轴压比。 cccnhbfn 5.4.2.2 框架柱截面设计34（2）控制柱的轴压比的意义 柱的轴压比是影响柱子延性和破坏形态的主要因素之一。试验表明，柱的位移延性随轴压比增大而急剧下降。 轴压比不同，柱将呈现两种破坏形态：受拉钢筋首先屈服的大偏心受压破坏和受压区混凝土先压

7、碎而受拉钢筋未屈服的小偏心受压破坏。 轴压比小于一定数值，为大偏心受压破坏，是延性破坏；反之则为小偏心受压破坏，是脆性破坏。 5.4.2.2 框架柱截面设计35（3）轴压比的限值 规范中给出的轴压比的限值，是依据理论分析和试验研究确定的。轴压比的限值见表5-10。结构类型抗震等级一级二级三级框架结构0.70.80.9框架-抗震墙、板柱-抗震墙及筒体0.750.850.95部分框支抗震墙0.60.7-表5-10 柱轴压比的限值 5.4.2.2 框架柱截面设计367. 柱纵向钢筋配置 （1）框架柱截面宜采用对称配筋。截面尺寸大于400mm的柱，纵向钢筋间距不宜大于200mm。 （2）最大配筋率限制

8、：总配筋率不应大于5%；一级且剪跨比不大于2的柱，每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%。 （3）最小配筋率限制：柱截面最小总配筋率应符合表5-11要求。类别抗震等级一级二级三级四级中柱和边柱1.00.80.70.6角柱、框支柱1.21.00.90.8）筋率（柱纵向钢筋的最小总配% 5.4.2.2 框架柱截面设计378. 柱的箍筋配置 （1）柱端箍筋加密的作用 增加柱端截面抗剪强度。 约束混凝土，提高混凝土的抗压强度及变形能力。 为纵向钢筋提供侧向支撑，防止纵筋压曲。 5.4.2.2 框架柱截面设计38（2）柱箍筋加密区的范围 柱子两端取截面高度（圆柱直径）、柱净高的1/6和500mm三者的最大值

9、。 底层柱，当有刚性地面时，除柱端外尚应取刚性地面上下各500mm。 剪跨比不大于2的柱和因非结构墙的约束形成的柱净高于柱截面高度之比不大于4的柱，取全高。 框支柱，取全高。 一级、二级框架柱的角柱，取全高。 5.4.2.2 框架柱截面设计39（3）柱箍筋加密区的箍筋间距、直径和肢数 一般情况下，箍筋的最大间距和最小直径，应按表5-12取用。 二级框架柱的箍筋直径不小于10mm且肢距不大于200mm时，除柱根外最大间距允许采用150mm；三级框架柱的截面尺寸不大于400mm时，箍筋最小直径允许采用6mm；四级框架柱剪跨比不大于2时，箍筋直径不应小于8mm。 框支柱和剪跨比不大于2的柱，箍筋间距

10、不应大于100mm。 柱箍筋加密区的箍筋肢距，一级不宜大于200mm，二、三级不宜大于250mm和20d箍较大者，四级不宜大于300mm。至少每隔一根纵筋宜在两个方向有箍筋或拉筋约束；当采用拉筋组合箍筋时，拉筋宜紧靠纵向钢筋并勾住箍筋。 5.4.2.2 框架柱截面设计40（4）柱箍筋加密区的箍筋最小配箍率和最小配箍特征值 约束箍筋的用量随轴压比的增大而增加，这样才能起到对混凝土的约束作用。因此，抗震规范依据柱轴压比的不同，规定了柱箍筋加密区的箍筋体积配箍率应符合下式要求： 为了避免配箍率过小还规定了最小配顾率： 一级为0.8%，二级为0.6%，三、四级为0.4%。)50. 5(yvcvvff

11、5.4.2.2 框架柱截面设计41式（5.50）中记号的意义： )50. 5(yvcvvff配箍率。：柱箍筋加密区的体积v计算。，取，大于：箍筋或拉筋抗拉强度计算。时，应按，低于：混凝土轴心抗压强度22/360/3603535mmnmmnfccfyvc采用。表：最小配箍特征值，按135v 5.4.2.2 框架柱截面设计42（5）柱的各类箍筋参考图 5.4.2.2 框架柱截面设计43 5.4.2.2 框架柱截面设计44 5.4.2.3 框架节点抗震设计1. 框架节点抗震设计原则 （1）强节点弱杆件。使节点的承载力不低于与其相连的构件（梁、柱）的承载力。 （2）多遇地震时，节点应在弹性范围内工作。

12、 （3）罕遇地震时，节点的承载力的降低不得危及竖向荷载的传递。 （4）梁、柱纵筋在节点区应有可靠的锚固。 （5）节点配筋不应使施工过分困难。452. 框架节点核心区剪力设计值调整 （1）节点核心区剪力计算公式衡体取节点上半部分作为平jv上cv2t1t2c 5.4.2.3 框架节点抗震设计46)(0221acttvvcj上sbobahmct左22sbobahmt右1)(221bahmahmmcttsbobsbobb左右得：由平衡条件0xjv上cv2t1t2c 5.4.2.3 框架节点抗震设计47 0xcccvvv下上 0m右左bbbccmmhhv)()(chhmhhmmvbcbbcbbc右左右b

13、m左bm下cv上cvbchh 间部分：取节点上下柱反弯点之 5.4.2.3 框架节点抗震设计48）得：）代入式（）和（将式（acb)1 (bcsbosbobjhhahahmv）值调整（强节点弱杆件）节点核心区剪力设计（2)51. 5()1 (bcsbosbobjbjhhahahmv符合：度和一级框架结构尚应9)52. 5()1 (15. 1bcsbosbobuajhhahahmv。，二级取一级取：节点剪力增大系数。2 . 135. 1jb 5.4.2.3 框架节点抗震设计49（3）剪压比限值 （4）节点核心区截面承载力验算（一、二级） 抗震等级为三、四级时，不需计算，节点箍筋按构造设置。)53

14、. 5()3 . 0(1jjcjrejhbfv)55. 5()05. 01 . 1 (10cjjsbsvjyvjjtjrejbbnsahafhbfv 5.4.2.3 框架节点抗震设计50上式中各记号的意义：chcbbb。，其他情况采用度时采用，时，小于主梁高度的，且正交方向梁高度不截面宽度的不小于该侧柱合，四侧各梁截面宽度楼板现浇，梁柱中线重数。：正交梁的约束影响系0 . 125. 195 . 14/32/1jj 5.4.2.3 框架节点抗震设计51柱截面高度。度，可采用验算方向的：节点核心区的截面高jh算宽度。：节点核心区的截面验jb。时，取当梁柱轴线重合，且cjcbbbbb5 . 0较小者

15、。和时，取当梁柱轴线重合，且ccjcjcbhbbbbbb5 . 05 . 0的较小者。取上述值和下式计算值可时，则不大于柱宽的偏心距当梁柱轴线不重合，且jbe4/1ehbbbccbj25. 0)(5 . 0 5.4.2.3 框架节点抗震设计52（5）框架节点构造措施 框架梁柱节点核心区箍筋的最大间距和最小直径同框架柱端箍筋加密区的要求。 一、二、三级框架节点核心区配箍特征值分别不宜小于0.12、 0.10和0.08，且体积配箍率分别不宜小于0.6%、 0.5%和 0.4%。 柱剪跨比不大于2的框架节点核心区配筋特征值不宜小于核心区上下柱端的较大配筋特征值。 5.4.2.3 框架节点抗震设计53

16、（6）梁柱纵筋在节点区的锚固 梁柱纵筋的最小锚固长度： 梁柱纵筋在节点区的锚固类型（见下图）aaeaaeaaellllll0 . 105. 115. 1四级：三级：一、二级： 5.4.2.3 框架节点抗震设计54边柱节点和中柱节点钢筋锚固： 5.4.2.3 框架节点抗震设计55n顶部边柱节点钢筋锚固 5.4.2.3 框架节点抗震设计56框架配筋图575.5 框架结构的抗震设计步骤1.工程概况或设计资料 2.结构选型 （1）承重结构 纵向框架结构 横向框架结构 纵、横向框架结构 （2）结构平面布置（现浇、装配） 583.构件截面估算 3.1 板的厚度 （1）按施工条件控制的最小厚度 类别施工方法

17、 不埋线管 埋铁皮管 埋塑料管屋盖现浇60mm80mm90mm楼盖民用建筑现浇7080100工业建筑现浇80100120阳台、雨篷的根部 现浇100 - 5.5 框架结构的抗震设计步骤59（2）按工程经验选择 类别梁距板厚屋盖2.0m左右6080mm楼盖2.0m左右80100mm整块楼盖3.34.0m左右120180mm阳台、雨篷悬桃1.22.0m左右根部120200mm5.5 框架结构的抗震设计步骤60（3）按变形条件选择 （4）注意所选择的板厚，不得小于按施工要求及按变形控制的板厚。 类别简支板h/l连续板h/l悬臂板h/l单向板1/351/40根部1/12双向板1/451/50 5.5

18、框架结构的抗震设计步骤613.2 梁的截面尺寸 （1）考虑施工条件 次梁高度至少应比主梁高度小50mm。 框架纵向梁高度应比横梁高度小50mm。 梁载面尺寸一般以50mm为模数，当大于1m时以100mm为模数。 5.5 框架结构的抗震设计步骤62（2）截面尺寸选择类型类别高跨比h/l高宽比h/b 整体现浇t形梁 （楼盖、屋盖）多跨连续主梁1/81/14 23多跨连续次梁1/121/18悬臂梁1/61/8矩形截面独立梁 1/121/15 框架梁 整浇t形梁1/81/125.5 框架结构的抗震设计步骤63（3）对于抗震结构，梁截面宽度不小于200mm，高宽比不宜大于4，净跨与高度之比不宜小于4。

19、（4）初步选择截面后，可按全部荷载的0.6-0.8作用在框架梁上，按简支梁进行抗弯、抗剪强度核算。 5.5 框架结构的抗震设计步骤643.3 柱的截面尺寸 （1）框架柱截面可按轴心受压估算。 近似地取静荷载（10-15）kn/m2，填充墙较少时取小值。 轴力n =负荷面积层数单位面积上的荷载。 即： n = 1.2恒+1.4活 柱子的截面ac由下式计算（ac=bh ）： )01. 0(0 . 1)()4 . 12 . 1 (cyccsyccafafafafnyccffna01. 0)4 . 12 . 1 (5.5 框架结构的抗震设计步骤65（2）对于抗震结构，应验算柱轴压比是否满足下表的要求：

20、 cccnhbfn结构类型抗震等级一级二级三级框架结构0.70.80.9框架-抗震墙、板柱-抗震墙及筒体0.750.850.95部分框支抗震墙0.60.7-异形柱0.60.70.85.5 框架结构的抗震设计步骤663.4 柱下基础的截面高度 钢筋砼锥形独立基础高度h可先按构造要求估算： （1）柱子下端纵向钢筋锚固要求：h0lae （2）基础底板边缘厚度h1200mm且h/4。 锥形独立基础的坡度1/2.5。 （3）混凝土保护层：有垫层时35mm，无垫层时70mm。 5.5 框架结构的抗震设计步骤674. 现浇楼面结构设计 4.1 现浇楼面（屋面）板设计 一般楼面板可采用塑性计算方法。 屋面板采

21、用弹性计算方法。 4.2 多跨连续次梁设计 楼面次梁可采用塑性计算方法。 屋面次梁采用弹性计算方法。 注意：主梁在分析框架内力时计算其内力。5.5 框架结构的抗震设计步骤685.梁柱刚度及计算简图 5.1 框架梁的抗弯刚度eib 混凝土的弹性模量：e 中框架梁：ib=2i0(i0为主梁矩形截面的惯性矩) 边框架梁：ib=1.5i0 5.2 框架柱的抗弯刚度eic 混凝土的弹性模量：e 柱截面的惯性矩为：ic5.5 框架结构的抗震设计步骤695.3 框架柱的侧移刚度dij 321212heikhdjiccji根柱子的刚度：层第第mjjiiddi1层层间侧移刚度：框架第6.竖向荷载下的内力计算 6

22、.1 计算简图（纵向、横向） 计算竖向荷载，并标注在计算简图上。 活荷载、恒载分开计算，只计算标准值。5.5 框架结构的抗震设计步骤706.2 按分层法计算内力 活荷载、恒载分别计算。 6.3 叠合成整体框架弯矩图。 6.4 计算梁端剪力，及剪力图 6.5 柱子轴力，及轴力图5.5 框架结构的抗震设计步骤717.水平地震作用下的内力计算 7.1 计算单元（纵向、横向） 每个抗震缝区段取为一个计算单元。 7.2 选择计算方法 一般规则的多层框架结构采用底部剪力法。 以下按底部剪力法说明计算步骤。 7.3 计算各层重力荷载代表值gi gi =自重的标准值+活荷载的组合值 （具体计算如下）5.5 框

23、架结构的抗震设计步骤72各层重力荷载代表值计算时考虑以下因素： （1）每层划分：上、下层各一半； （2）外墙重：墙、窗分别考虑； （3）内墙重：不考虑扣除门洞； （4）楼梯间：近似按10kn/m2(包括恒+活)； （5） 活荷载组合值：屋面不考虑；楼面取0.5活。5.5 框架结构的抗震设计步骤737.4 等效重力荷载代表值geq 结构总重力荷载代表值： 结构等效总重力荷载代表值： niigg1niieqggg185. 085. 05.5 框架结构的抗震设计步骤747.5 计算结构自振周期（基本周期） 结构的基本周期可采用能量法或顶点位移法计算。 两种方法都要考虑填充墙的影响。 7.6 确定地震

24、参数 （1）确定结构抗震等级 根据设防烈度、结构类型和结构高度，确定结构抗震等级。 （2）确定特征周期tg 根据建筑场地类别和地震分组，查表得特征周期tg。 5.5 框架结构的抗震设计步骤75（3）取结构阻尼系数=0.05 （4）确定水平地震影响系数 根据设防烈度，查表得：max 按照反应谱确定水平地震影响系数：1 5.5 框架结构的抗震设计步骤767.7 计算底部总剪力 7.8 是否考虑顶部附加地震作用 eqekgf104 . 11ngtt，则如果。查表，则如果434 . 11ngtteknnff为：顶部附加地震作用nf5.5 框架结构的抗震设计步骤777.9 计算各层质点上的水平地震作用

25、7.10 层间地震剪力)-(1 n1eknjjjiiifghghf), 2, 1(ninikkifv), 2, 1(ni5.5 框架结构的抗震设计步骤787.11 计算梁、柱内力 （1）按柱子刚度dij分配得到各根柱的地震剪力。 （2）计算柱端弯矩。 （3）计算梁端弯矩、剪力。 （4）计算柱子轴力。5.5 框架结构的抗震设计步骤798.多遇地震作用下层间弹性位移验算 （1）第i层层间地震剪力： （2）第i层层间刚度： （3）第i层层间弹性位移： （4）层间弹性位移验算：mjjiidd1mjjiiedvu1 hueenikkifv5.5 框架结构的抗震设计步骤809.框架内力组合 9.1 内力组合方式 （1） 1.2恒+1.4活 （2） 1.35恒+0.98活 （3） 1.2（恒+0.5活）+1.3震 9.2 框架梁截面内力组合 （1） 控制截面 每跨梁的两端及跨中三个截面。 5.5 框架结构的抗震设计步骤81（2）组合目标 最大正弯距mmax(支座、跨中) 最大负弯矩-m（支座、跨