框架结构抗震设计

1、3.6 3.6 钢筋混凝土框架的抗震设计钢筋混凝土框架的抗震设计一、一般概念一、一般概念1 1、梁与柱的弯曲延性、梁与柱的弯曲延性 延性是指组成结构的材料、组成结构的构件以及结构延性是指组成结构的材料、组成结构的构件以及结构本身能维持承载能力而又具有较大塑性变形的能力。本身能维持承载能力而又具有较大塑性变形的能力。 构件的截面延性是指构件的截面延性是指从钢筋屈服开始至达到从钢筋屈服开始至达到最大承载能力或达到最最大承载能力或达到最大承载能力后而承载力大承载能力后而承载力还没有显著下降期间的还没有显著下降期间的变形能力。变形能力。受弯构件延性指标：受弯构件延性指标：/uyuy或者实验表明变形能力

2、随轴压比增大而急剧降低。实验表明变形能力随轴压比增大而急剧降低。n 轴压比轴压比 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。混凝土先达到其极限压应变的主要指标。cbhfN /n 配筋率对延性影响配筋率对延性影响 配筋率增大则弯曲延性差；适当提高混凝土强度等级，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。可使配筋率减少，弯曲延性改善。截面

3、中配置受压钢筋可以改善构件的弯曲延性。截面中配置受压钢筋可以改善构件的弯曲延性。2 2、受剪构件的剪跨比及破坏特征、受剪构件的剪跨比及破坏特征剪跨比：剪跨比：0/ VhM构件在弯矩和剪力共同作用下构件在弯矩和剪力共同作用下, ,受剪破坏与剪跨比有关。受剪破坏与剪跨比有关。当当 或构件为超配箍时或构件为超配箍时, ,发生斜压型破坏；发生斜压型破坏；5.11当当 且构件为低配箍时且构件为低配箍时, ,发生斜拉型破坏；发生斜拉型破坏；32脆性破坏脆性破坏325.11当当 且配筋箍适量时且配筋箍适量时, ,发生剪压破坏；发生剪压破坏；具有延性具有延性 在水平地震作用下，梁柱的剪跨比可以直接通过梁的在水

4、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宽比表示。跨高比和柱的高宽比表示。设反弯点在构件中央设反弯点在构件中央blclbVcVbMcM对于梁对于梁跨高比21212000bbbbbbbbbbhlhVlVhVM对于柱对于柱高宽比21212000cccccccccchlhVlVhVM3 3、框架结构的震害、框架结构的震害 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

5、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。破坏不易修复。（2 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。（3 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) )时形成短柱。时形成短柱。短柱刚度大，易产生剪切破坏。短柱刚度大，易产生剪切破坏。

6、（4 4）角柱）角柱 由于双向受弯、受剪由于双向受弯、受剪, ,加加上扭转作用，震害比内柱重。上扭转作用，震害比内柱重。（5 5）梁柱节点）梁柱节点 节点核心区产生对角方向节点核心区产生对角方向的斜裂缝或交叉斜裂缝，混凝的斜裂缝或交叉斜裂缝，混凝土剪碎剥落。节点内箍筋很少土剪碎剥落。节点内箍筋很少或无箍筋时，柱纵向钢筋压曲或无箍筋时，柱纵向钢筋压曲外鼓。外鼓。 节点破坏的主要原因是节点的受剪承载力不足，约束箍筋太少，梁节点破坏的主要原因是节点的受剪承载力不足，约束箍筋太少，梁筋锚固长度不够以及施工质量差所引起。筋锚固长度不够以及施工质量差所引起。（6 6）框架梁）框架梁 震害多发生于梁端。在地

7、震作用下梁端纵向钢筋屈服，出现上下贯震害多发生于梁端。在地震作用下梁端纵向钢筋屈服，出现上下贯通的垂直裂缝和交叉裂缝。破坏的主要原因是梁端屈服后产生的剪力较通的垂直裂缝和交叉裂缝。破坏的主要原因是梁端屈服后产生的剪力较大，超过了梁的受剪承载力，梁内箍筋配置较稀，以及反复荷载作用下大，超过了梁的受剪承载力，梁内箍筋配置较稀，以及反复荷载作用下混凝土抗剪强度降低等。混凝土抗剪强度降低等。 节点破坏将导致梁柱失去相互之间的联系。节点破坏将导致梁柱失去相互之间的联系。（7 7）填充墙的震害）填充墙的震害 砌体填充墙刚度大而承载砌体填充墙刚度大而承载力低，首先承受地震作用而遭力低，首先承受地震作用而遭破

8、坏。一般破坏。一般7 7度即出现裂缝，度即出现裂缝，8 8度和度和8 8度以上地震作用下，裂缝度以上地震作用下，裂缝明显增加，甚至部分倒塌，一明显增加，甚至部分倒塌，一般是上轻下重，空心砌体墙重般是上轻下重，空心砌体墙重于实心砌体墙，砌块墙重于砖于实心砌体墙，砌块墙重于砖墙。墙。 框架框架- -剪力墙结构上部较严剪力墙结构上部较严重，框架结构下部震害严重。重，框架结构下部震害严重。 填充墙破坏的主要原因是：墙体受剪承载填充墙破坏的主要原因是：墙体受剪承载力低，变形能力小，墙体与框架缺乏有效的拉力低，变形能力小，墙体与框架缺乏有效的拉结，在往复变形时墙体易发生剪切破坏和散落。结，在往复变形时墙体

9、易发生剪切破坏和散落。1 1）平面或楼层有局部薄弱环节，不能发挥整体抗震能力。）平面或楼层有局部薄弱环节，不能发挥整体抗震能力。4 4、震坏房屋在设计上存在的问题、震坏房屋在设计上存在的问题2 2）梁柱变形能力不足，构件过早破坏；）梁柱变形能力不足，构件过早破坏；3 3）梁柱节点箍筋不足，节点受震破坏，梁柱失去了相互）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；之间的联系；4 4）砌体填充墙破坏；）砌体填充墙破坏；5 5）其他。）其他。1 1）框架塑性效应较多地发生在梁端，底层柱的塑性效应）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；较晚形成；5 5、框架结构抗震

10、设计的正确指导思想、框架结构抗震设计的正确指导思想2 2）梁柱在弯曲破坏前，避免发生其它形式破坏，如剪切）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；破坏、粘结破坏等；3 3）在梁、柱破坏之前，节点应有足够的强度和变形能力；）在梁、柱破坏之前，节点应有足够的强度和变形能力；4 4）重视非结构构件设计。）重视非结构构件设计。强柱弱梁，强剪弱弯，更强的节点强柱弱梁，强剪弱弯，更强的节点两种破坏形式两种破坏形式二、二、“强柱弱梁强柱弱梁”框架的抗震设计框架的抗震设计弱柱型弱柱型弱梁型弱梁型 为了使塑性铰首先在梁中出现，同一节点柱的抗弯能为了使塑性铰首先在梁中出现，同一节点柱的抗

11、弯能力要大于梁的抗弯能力。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层和柱轴压比小于0.150.15者外，柱端组合弯矩设计值应符合下者外，柱端组合弯矩设计值应符合下列公式要求列公式要求bccMM9 9度和一级框架结构尚应符合：度和一级框架结构尚应符合：buacMM2.1cM-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

12、；buaM-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；值之和；c-柱端弯矩增大系数，一级为柱端弯矩增大系数，一级为1.4,1.4,二级为二级为1.2,1.2,三级为三级为1.11.1。 为了不使框架底层柱过早出现塑性铰，规范规定：一、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大系数1.51.5、1

13、.251.25、1.151.15。1.1.梁、柱的抗剪强度要高于它的抗弯强度（强剪弱弯）梁、柱的抗剪强度要高于它的抗弯强度（强剪弱弯）GbnrblbVbbVlMMV9 9度和一级框架结构尚应符合：度和一级框架结构尚应符合：三、梁、柱延性破坏之前不发生其它脆性破坏的抗震设计三、梁、柱延性破坏之前不发生其它脆性破坏的抗震设计 （1 1）为了避免梁在弯曲破坏前发生剪切破坏，应按）为了避免梁在弯曲破坏前发生剪切破坏，应按强剪弱弯强剪弱弯的原则调整框架梁端部截面组合的剪力设计的原则调整框架梁端部截面组合的剪力设计值值一、二、三级框架梁一、二、三级框架梁GbnrbualbuabVlMMV1.1GbV-梁在

14、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用标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；准值）作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值；rblbMM、-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; ;Vb-梁的剪力增大系数，一级为梁的剪力增大系数，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；rbualbuaMM、-分别为梁左、右端逆时针或顺时针方向根据实配钢筋面积分别为梁左、右端逆时针或顺时针方向

15、根据实配钢筋面积( (考考虑受压筋虑受压筋) )和材料强度标准值计算的抗弯承载力所对应的弯矩；和材料强度标准值计算的抗弯承载力所对应的弯矩；（2）一、二、三级框架柱）一、二、三级框架柱()/btcvcccnVMMH一级框架及一级框架及9度尚应度尚应符合符合1.2()/btccuacuanVMMH1.4、1.2、1.1cbfbhV0/梁跨高比大于梁跨高比大于2.52.5时（柱剪跨比大于时（柱剪跨比大于2 2）：）： 剪压比：截面内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之剪压比：截面内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之比，即比，即)2.0(10bhfVcREb2 2、梁、柱截面的剪压比不宜过大、梁、柱截

16、面的剪压比不宜过大 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，因此应控制。它对构件的变形能力也有显著影响，因此应控制。梁梁跨高比等于或小于跨高比等于或小于2.52.5时（柱剪跨比小于或等于时（柱剪跨比小于或等于2 2 ）：）：)15.0(10bhfVcREbbV-梁端部截面组合的剪力设计值；梁端部截面组合的剪力设计值；0h-梁的截面有效高度；梁的截面有效高度；cf-混凝土轴心抗压强度设计值；混凝土轴心抗压强度设计值；b-梁的截面宽度；梁的截面宽度；RE-承载力抗震调整系数。承载力

17、抗震调整系数。0ccMV h 剪跨比宜大于剪跨比宜大于2 2，剪跨比按下式计算：，剪跨比按下式计算：3 3、梁、柱的剪跨比要有所限制、梁、柱的剪跨比要有所限制4 4、柱的轴压比不宜过大、柱的轴压比不宜过大 柱轴压比不应超过下表，但柱轴压比不应超过下表，但类场地上的较高高层建筑类场地上的较高高层建筑柱轴压比限值应适当减小。柱轴压比限值应适当减小。0.900.950.800.850.700.75框架框架框架框架-剪力墙剪力墙三三二二一一结构类型结构类型抗震等级抗震等级柱轴压比限制柱轴压比限制 框架梁的纵向配筋应符合下列要求：框架梁的纵向配筋应符合下列要求： 为了提高梁的正截面塑性铰转动延性，梁的纵

18、向配筋率为了提高梁的正截面塑性铰转动延性，梁的纵向配筋率不宜过高。不宜过高。5 5、纵向钢筋的配筋率、纵向钢筋的配筋率 （a)a)梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%2.5%；梁端截；梁端截面最大配筋率应使梁端截面的受压区相对高度（即截面受压面最大配筋率应使梁端截面的受压区相对高度（即截面受压区高度与有效高度比）应满足：一级不应大于区高度与有效高度比）应满足：一级不应大于0.25,0.25,二、三二、三级不应大于级不应大于0.35;0.35; （b)b)梁端或任何可能屈服截面处，下部与上部配筋量的梁端或任何可能屈服截面处，下部与上部配筋量的比值，一级不应小于

19、比值，一级不应小于0.5,0.5,二三级不应小于二三级不应小于0.30.3。 （c)c)沿梁全长顶面和底面的配筋（地震弯矩不确定性），沿梁全长顶面和底面的配筋（地震弯矩不确定性），一二级不应少于一二级不应少于 且分别不应少于梁两端顶面和底面纵向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配筋中较大截面面积的1/41/4，三四级不应少于，三四级不应少于 142122 柱的纵向配筋应符合下列要求：柱的纵向配筋应符合下列要求：对于柱：对于柱： （a)a)宜对称布置；宜对称布置； （b)b)截面尺寸大于截面尺寸大于400mm400mm的柱，纵向钢筋间距不宜大于的柱，纵向钢筋间距不宜大于200

20、mm;200mm; （c)c)纵向钢筋的最小配筋率（纵向钢筋的最小配筋率（% %）应按下表采用：）应按下表采用：1.01.2中柱和边柱中柱和边柱角柱角柱四四三三二二一一类别类别抗震等级抗震等级 （d)d)柱的总配筋率不应大于柱的总配筋率不应大于5%5%。 （e)e)一级且剪跨比大于一级且剪跨比大于2 2的柱，每侧纵向钢筋配筋率不的柱，每侧纵向钢筋配筋率不宜大于宜大于1.2%1.2%。 梁、柱纵向钢筋的接头与锚固应符合规范规定。梁、柱纵向钢筋的接头与锚固应符合规范规定。6 6、梁、柱纵向钢筋的接头与锚固、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

21、混凝土的变形性能，提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。曲失稳。 加密位置、箍筋直径、箍筋间距等应符合规范规定。加密位置、箍筋直径、箍筋间距等应符合规范规定。7 7、箍筋在一定范围内应加密、箍筋在一定范围内应加密（1）柱箍筋加密区的体积配箍率）柱箍筋加密区的体积配箍率VcVyvffVcfyvf2/N mm2/N mmv柱箍筋加密区的体积配箍率，一级不应小于柱箍筋加密区的体积配箍率，一级不应小于0.8%，二级不应小于，二级不应小于0.6%，三、四级，三、四级不应小于不应小于

22、0.4%；计算复合箍的体积配箍率时，应扣除重叠部分的箍筋体积；计算复合箍的体积配箍率时，应扣除重叠部分的箍筋体积； 混凝土轴心抗压强度设计值；强度等级低于混凝土轴心抗压强度设计值；强度等级低于C35时，应按时，应按C35计算；计算； 箍筋或拉筋抗拉强度设计值，超过箍筋或拉筋抗拉强度设计值，超过360 时，应取时，应取360最小配箍特征值，宜按下表采用。最小配箍特征值，宜按下表采用。 柱箍筋加密区的箍筋最小配箍特征值柱箍筋加密区的箍筋最小配箍特征值抗抗震震等等级级箍筋形式箍筋形式轴压比轴压比1.01.05一一普通箍、复普通箍、复合箍合箍3

23、00.23螺旋箍、复螺旋箍、复合或连续复合或连续复合矩形螺旋合矩形螺旋箍箍0.080.050.180.21二二普通箍、复普通箍、复合箍合箍0.080.020.24螺旋箍、复螺旋箍、复合或连续复合或连续复合矩形螺旋合矩形螺旋箍箍0.060.070.02三三普通箍、复普通箍、复合箍合箍0.060.070.02螺旋箍、复螺旋箍、复合或连续复合或连续复合矩形螺旋合矩形螺旋箍箍0.050.060.070.090.11

24、80.200.3（2）柱端箍筋的加密长度、箍筋最大间距、箍筋最小直径）柱端箍筋的加密长度、箍筋最大间距、箍筋最小直径抗震等级抗震等级 加密区长度加密区长度 箍筋最大间距（采用较小值）箍筋最大间距（采用较小值） 箍筋最小直径箍筋最小直径 一一6d，100mm10 二二8d，100mm8 三三8d，150mm（柱根（柱根100）8 四四8d，150mm（柱根（柱根100）6 （柱根（柱根8）5006ncHh、中的最大值注：1. d为柱纵筋最小直径；柱根指框架底层柱的嵌固部位； 2当二级框架柱的箍筋直径不小于10mm且箍筋肢距不大于200mm时，除柱根外 最大间距应允许采用15

25、0mm；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； 3剪跨比不大于2的柱，箍筋间距不应大于100mm。柱的箍筋加密范围除了上表规定柱端加密区长度外，底层柱根部柱的箍筋加密范围除了上表规定柱端加密区长度外，底层柱根部取不小于柱净高的取不小于柱净高的1/3，当有刚性地面时，除柱端外取刚性地面上、，当有刚性地面时，除柱端外取刚性地面上、下各下各500mm；短柱、一级框架的角柱需要提高变形能力的柱，采短柱、一级框架的角柱需要提高变形能力的柱，采用全高加密。用全高加密。为了有效约束混凝土以阻止其横向变形和防止纵筋压曲，柱加密为

26、了有效约束混凝土以阻止其横向变形和防止纵筋压曲，柱加密区的箍筋肢距，一级不宜大于区的箍筋肢距，一级不宜大于200mm，二、三级不宜大于，二、三级不宜大于250mm和和20倍箍筋直径的较大值，四级不宜大于倍箍筋直径的较大值，四级不宜大于300mm，且每隔一个纵向钢，且每隔一个纵向钢筋宜在两个方向有箍筋约束。箍筋末端应有筋宜在两个方向有箍筋约束。箍筋末端应有135弯钩，弯钩端头直线弯钩，弯钩端头直线长度不小于长度不小于10倍箍筋直径。当柱纵向钢筋根数较多时，宜采用复合倍箍筋直径。当柱纵向钢筋根数较多时，宜采用复合箍。箍。考虑柱在其层高范围内剪力值不变及可能的扭转影响，为避免非考虑柱在其层高范围内剪

27、力值不变及可能的扭转影响，为避免非加密区抗剪能力突然降低很多而造成柱中段剪切破坏，加密区抗剪能力突然降低很多而造成柱中段剪切破坏，抗震规范抗震规范规定，柱非加密区的箍筋量不宜小于加密区的规定，柱非加密区的箍筋量不宜小于加密区的50%，且箍筋间距，且箍筋间距，一、二级不应大于一、二级不应大于10倍纵向钢筋直径，三、四级不应大于倍纵向钢筋直径，三、四级不应大于15倍纵向倍纵向钢筋直径。钢筋直径。 （2）梁端箍筋的加密长度、箍筋最大间距、箍筋最小直径）梁端箍筋的加密长度、箍筋最大间距、箍筋最小直径抗震等级抗震等级 加密区长度加密区长度（取较大值）（取较大值） 箍筋最大间距箍筋最大间距（取三者中较小）

28、（取三者中较小）箍筋箍筋最小最小直径直径 沿梁全长箍筋配沿梁全长箍筋配箍率（箍率（%）一一2hb，500mm6d，hb/4，100mm10 0.3ft/fyv二二1.5hb，500mm8d，hb/4，100mm8 0.28ft/fyv三三1.5hb，500mm8d，hb/4，150mm8 0.26ft/fyv四四1.5hb，500mm8d，hb/4，150mm6 0.26ft/fyv抗震规范抗震规范还规定，当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于还规定，当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时，时，表中的箍筋最小直径数值应增大表中的箍筋最小直径数值应增大2mm；加密区箍筋肢距，一级；加密区箍筋肢距，一级不宜大于

29、不宜大于200mm和和20倍箍筋直径的较大者，二、三级不宜大于倍箍筋直径的较大者，二、三级不宜大于250mm和和20倍箍筋直径的较大者，四级不宜大于倍箍筋直径的较大者，四级不宜大于300mm。纵向。纵向钢筋每排多于钢筋每排多于4根时，每隔一根宜用箍筋或拉筋固定。根时，每隔一根宜用箍筋或拉筋固定。 需考虑的内力组合项需考虑的内力组合项四、结构抗震设计内力组合四、结构抗震设计内力组合（1）GGEEhEhkSSS （2）GGEwwwEhEhkSSSS （3）GGQQSSS 式中式中G 重力作用分项系数，取重力作用分项系数，取1.20G Eh 水平地震作用分项系数，取水平地震作用分项系数，取1.30E

30、h Q 可变荷载作用分项系数，取可变荷载作用分项系数，取1.40Q w 风荷载作用分项系数，取风荷载作用分项系数，取1.40w w 风荷载组合系数，一般结构取风荷载组合系数，一般结构取 ， 对风荷载起控制作用的高层建筑对风荷载起控制作用的高层建筑=0. 20w GES 重力荷载代表值效应重力荷载代表值效应EhkS 水平地震作用标准值效应，尚应乘以水平地震作用标准值效应，尚应乘以 相应的增大系数或调整系数相应的增大系数或调整系数wkS 风荷载标准值效应风荷载标准值效应GS 永久荷载代表值效应永久荷载代表值效应QS 可变荷载标准值效应可变荷载标准值效应五、截面承载力验算五、截面承载力验算RESR

31、式中式中S 结构构件内力组合的设计值，包括结构构件内力组合的设计值，包括 组合的弯矩、轴向力和剪力设计值组合的弯矩、轴向力和剪力设计值 结构构件承载力设计值结构构件承载力设计值RRE 承载力抗震调整系数承载力抗震调整系数对于某些需考虑竖向地震作用的结构，对于某些需考虑竖向地震作用的结构，尚需按下式验算：尚需按下式验算：GGEEhEhkvEvkSSSS 式中式中EvkS 竖向地震作用标准值效应，尚竖向地震作用标准值效应，尚 乘以相应的增大系数或调整系数乘以相应的增大系数或调整系数1、梁截面验算、梁截面验算正截面验算正截面验算截面限制条件截面限制条件计算公式计算公式 0012bcyssRExMf

32、bx hf A ha (一级一级)00.25xh (二、三级二、三级)00.35xh 2sxa 承载力抗震调整系数一般为承载力抗震调整系数一般为0.75RE 考虑反复荷载下，混凝土强度有所降低，乘以折减系数考虑反复荷载下，混凝土强度有所降低，乘以折减系数斜截面验算斜截面验算计算公式计算公式0010.42svbtyvREAVf bhfhs 对集中荷载作用下的框架梁，斜截面承载力按以下对集中荷载作用下的框架梁，斜截面承载力按以下公式验算：公式验算：0011.051svbtyvREAVf bhfhs 计算截面剪跨比，计算截面剪跨比，取取取取0a h 1.5 1.5 3 3 箍筋抗拉强度设计值箍筋抗拉

33、强度设计值yvf 集中荷载作用点到支座边缘的距离集中荷载作用点到支座边缘的距离a 承载力抗震调整系数一般为承载力抗震调整系数一般为0.85RE 式中式中截面限制条件截面限制条件跨高比大于跨高比大于2.5的梁及剪跨比大于的梁及剪跨比大于2的柱和抗震墙的柱和抗震墙 010.20cREVf bh 跨高比小于等于跨高比小于等于2.5的梁及剪跨比小于等于的梁及剪跨比小于等于2的柱和抗震墙的柱和抗震墙 010.15cREVf bh 2、柱截面验算、柱截面验算正截面验算正截面验算轴压比限制轴压比限制一级抗震柱为一级抗震柱为0.7，二级抗震柱为，二级抗震柱为0.8，三级抗震柱为，三级抗震柱为0.9承载力抗震调

34、整系数一般为承载力抗震调整系数一般为0.8cN bhf斜截面验算斜截面验算公式公式柱受压时柱受压时1.050.0561svctccoyvcoAVf b hfhNs 柱出现拉力时柱出现拉力时1.050.21svctccoyvcoAVf b hfhNs 截面限制：剪跨比大于截面限制：剪跨比大于2的矩形框架柱的矩形框架柱 010.20cREVf bh 剪跨比小于等于剪跨比小于等于2的矩形框架柱的矩形框架柱 010.15cREVf bh 六、框架结构水平位移验算六、框架结构水平位移验算 抗震规范抗震规范的二阶段、三水准设计思想的二阶段、三水准设计思想，要，要求进行两方面的侧移验算：对所有框架都进行求进

35、行两方面的侧移验算：对所有框架都进行多遇多遇地震下的层间弹性位移验算地震下的层间弹性位移验算；对某些结构按规定进；对某些结构按规定进行行罕遇地震作用下的弹塑性位移验算罕遇地震作用下的弹塑性位移验算。1、层间弹性位移验算、层间弹性位移验算 eeuh 多遇地震作用标准值产生的层间最大弹多遇地震作用标准值产生的层间最大弹性位移位移性位移位移 ， 采用多遇地震的地震影响系数，采用多遇地震的地震影响系数，各作用分项系数采用各作用分项系数采用1.0；计算构件刚度；计算构件刚度D值值时，采用构件弹性刚度。时，采用构件弹性刚度。eu 层间弹性位移角限值，钢筋混凝土层间弹性位移角限值，钢筋混凝土框架结构取框架结

36、构取1/550。 e 1neiiikkuVD 罕遇地震作用下框架结构弹塑性水平位移验算罕遇地震作用下框架结构弹塑性水平位移验算 抗震规范抗震规范规定，对框架结构应进行规定，对框架结构应进行罕遇地震作罕遇地震作用下薄弱层的弹塑性水平位移验算：用下薄弱层的弹塑性水平位移验算： 楼层屈服强度系数沿高度分布比较均匀的框架结楼层屈服强度系数沿高度分布比较均匀的框架结构，取底层；构，取底层； 楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的框架结构，楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的框架结构，取受剪承载力相对较弱的楼层，一般取取受剪承载力相对较弱的楼层，一般取23处。处。薄弱层的确定薄弱层的确定楼层屈服强度系数计算楼层

37、屈服强度系数计算 yyeiViVi 第第i层的层间屈服强度系数层的层间屈服强度系数 yi 第第i层的楼层受剪承载力（屈服剪力）层的楼层受剪承载力（屈服剪力） yVi 第第i层的弹性地震剪力，计算时地震影层的弹性地震剪力，计算时地震影响系数取罕遇地震时的值响系数取罕遇地震时的值 eVi则表明该层处于或基本处于弹性状态则表明该层处于或基本处于弹性状态 1yi 1yi 意味进入屈服状态，破坏的可能性意味进入屈服状态，破坏的可能性愈大。最小者即为结构薄弱层。愈大。最小者即为结构薄弱层。3）层间弹塑性水平位移计算）层间弹塑性水平位移计算ppeuu 1eienikkVuD 满足条件满足条件ppuh 层间弹

38、塑性位移角限值，取层间弹塑性位移角限值，取1/50；当框架；当框架柱轴压比小于柱轴压比小于0.4时，可提高时，可提高10%，当沿柱全高，当沿柱全高加密箍筋并达到规范规定的体积配箍率上限值加密箍筋并达到规范规定的体积配箍率上限值时，可提高时，可提高20%，但累计不超过，但累计不超过25%。p 七、框架的节点设计七、框架的节点设计框架节点破坏的主要形式是节点核心区剪切破坏和钢筋锚固破坏。框架节点破坏的主要形式是节点核心区剪切破坏和钢筋锚固破坏。节点主要受剪力和压力的组合作用，节点核心区未开裂前，箍筋应力节点主要受剪力和压力的组合作用，节点核心区未开裂前，箍筋应力很小，基本上是混凝土承受剪力。约当剪

39、力达到核心区极限抗剪能力很小，基本上是混凝土承受剪力。约当剪力达到核心区极限抗剪能力606070%70%时，混凝土突然发生对角贯通裂缝，节点刚度明显降低，箍时，混凝土突然发生对角贯通裂缝，节点刚度明显降低，箍筋应力也突然增大，个别甚至屈服，此后斜裂缝增多增宽，箍筋陆续筋应力也突然增大，个别甚至屈服，此后斜裂缝增多增宽，箍筋陆续达到屈服。达到屈服。直交梁直交梁对节点核心区有明显约束作用。满足一定条件的四边有梁的对节点核心区有明显约束作用。满足一定条件的四边有梁的节点，核心区混凝土抗剪强度可提高节点，核心区混凝土抗剪强度可提高5050100%100%。节点区的破坏与交。节点区的破坏与交于节点的梁、

40、柱破坏顺序有关，弱柱强梁型的节点区破坏严重。于节点的梁、柱破坏顺序有关，弱柱强梁型的节点区破坏严重。根据根据强节点强节点的设计要求，框架节点的设计准则是：的设计要求，框架节点的设计准则是：（1 1）节点的承载力不应低于其连接构件（梁、柱）的承）节点的承载力不应低于其连接构件（梁、柱）的承载力；载力；（2 2）多遇地震时，节点应在弹性范围内工作；）多遇地震时，节点应在弹性范围内工作；（3 3）罕遇地震时，节点承载力的降低不得危及竖向荷载）罕遇地震时，节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递；的传递；（4 4）节点配筋不应使施工过分困难。）节点配筋不应使施工过分困难。1 1、节点核心区受剪承载力的验

41、算、节点核心区受剪承载力的验算（1 1）节点核心区组合的剪力设计值）节点核心区组合的剪力设计值bcsbsbbjbjhHahahMV0019 9度和一级框架尚应符合度和一级框架尚应符合bcsbsbbuajhHahahMV00115.1sa -梁截面有效高度，节点两侧梁截面高度不等时可取平均值；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，一级取节点剪力增大系数，一级取1.35,1.35,二级取二级取1.21.2。jb-柱的计算高度，可采用节点上下柱反弯点之间的距离；柱的计算高度，可采用节点上下柱反弯点之间的距离；cH0bh-梁受压钢筋合力点至受压边缘的距离；梁受压钢筋合

42、力点至受压边缘的距离；bh-梁的截面高度，节点两侧梁截面高度不等时可取平均值；梁的截面高度，节点两侧梁截面高度不等时可取平均值；bM-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；节点左右梁端顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值之和；buaM-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力所对应的弯矩值之和。料强度标准值计算的受弯承载力所对应的弯矩值之和。（2 2）框架节点核心区截面受剪承载力的验算）框架节点核心区截面受剪承载力的验算sahAfbbNhbfVsbsvjyvcjjjjtjREj005.01.11一、二级框架：一、二级框架：9 9度时度时sahAfhbfVsbsvjyvjjtjREj09.01-混凝土抗拉强度设计值；混凝土抗拉强度设计值；tfN