第四章弹塑性变形验算7

1、简化方法：验算薄弱楼层的弹塑性位移简化方法：验算薄弱楼层的弹塑性位移薄弱楼层：在强烈地震作用下首先发生屈服并产生较大弹薄弱楼层：在强烈地震作用下首先发生屈服并产生较大弹 塑性位移的部位。塑性位移的部位。薄弱楼层的判别：薄弱楼层的判别：-楼层屈服强度系数；楼层屈服强度系数；y-按构件实际配筋面积和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力；按构件实际配筋面积和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力；yV-按罕遇地震作用标准值计算的楼层弹性地震剪力。按罕遇地震作用标准值计算的楼层弹性地震剪力。eVeyyVV/对于多层和高层建筑结构对于多层和高层建筑结构对于排架柱对于排架柱eyyMM/-按实际配筋面积和、材料强

2、度标准值和轴向力计算的正截面受弯承载力；按实际配筋面积和、材料强度标准值和轴向力计算的正截面受弯承载力；yM-按罕遇地震作用标准值计算的弹性地震弯矩。按罕遇地震作用标准值计算的弹性地震弯矩。eM-楼层屈服强度系数；楼层屈服强度系数；y-按构件实际配筋面积和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力；按构件实际配筋面积和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力；yV-按罕遇地震作用标准值计算的楼层弹性地震剪力。按罕遇地震作用标准值计算的楼层弹性地震剪力。eVeyyVV/对于多层和高层建筑结构对于多层和高层建筑结构yV的计算：的计算：jjjcjcjcyjyhMMVV下上-分别为楼层屈服时柱分别为楼层屈服时柱j

3、j上、下端弯矩；上、下端弯矩；下上、cjcjMMjh-为楼层柱为楼层柱j j的净高。的净高。下上、cjcjMM的计算：的计算：下上、cjcjMM的计算：的计算：1 1）强梁弱柱型节点）强梁弱柱型节点钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构PykcyccckGcGsasykcyWfMhbfNhNahAfM)1(5.0)(1/0钢结构钢结构cchb 、-构件截面的宽和高；构件截面的宽和高；0h-构件截面的有效高度；构件截面的有效高度；/sa-受压钢筋合力点至截面近边距离；受压钢筋合力点至截面近边距离；ykf-受压钢筋或钢材强度标准值；受压钢筋或钢材强度标准值；ckf-混凝土轴心抗压强度标准值；混凝土轴心抗压强

4、度标准值；1-系数，混凝土强度等级不超过系数，混凝土强度等级不超过C50C50时，取时，取1.01.0，C80C80时为时为0.940.94， 其间按线性内插值法确定；其间按线性内插值法确定；asA-实际受拉钢筋面积；实际受拉钢筋面积；GN-重力荷载代表值所产生的柱轴压力；重力荷载代表值所产生的柱轴压力；PW-构件截面塑性抵抗矩。构件截面塑性抵抗矩。下上、cjcjMM的计算：的计算：2 2）强柱弱梁型节点）强柱弱梁型节点梁端屈服弯矩为：梁端屈服弯矩为：钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构PykbysasykbyWfMahAfM)(/0钢结构钢结构byccccbyccccMiiiMMiiiM212221

5、11上、下柱的柱端弯矩为：上、下柱的柱端弯矩为：3 3）混合型节点）混合型节点212cbyccycMMMMM上、下柱的柱端弯矩为：上、下柱的柱端弯矩为：薄弱楼层的位置：薄弱楼层的位置：a.a.楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构，可取底层：楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构，可取底层：b.b.楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的结构，可取该系数最小的楼层楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的结构，可取该系数最小的楼层 和相对较小的楼层，一般不超过和相对较小的楼层，一般不超过2-32-3处；处；c.c.单层工业厂房，可取上柱。单层工业厂房，可取上柱。楼层屈服强度系数沿高度分布是否均匀的确定：楼层屈服

6、强度系数沿高度分布是否均匀的确定： 符合下列条件时即认为楼层屈服强度系数沿高度分布是均匀的符合下列条件时即认为楼层屈服强度系数沿高度分布是均匀的21)1()1(8.0)(iiiyyy标准层标准层)1(8.0)(inyy顶层顶层)2(8.0)1(yy首层首层 即楼层屈服强度系数不小于相邻层该系数平均值的即楼层屈服强度系数不小于相邻层该系数平均值的0.80.8时，认为沿高时，认为沿高度分布是均匀的。度分布是均匀的。楼层屈服强度系数沿高度分布是否均匀的确定：楼层屈服强度系数沿高度分布是否均匀的确定： 符合下列条件时即认为楼层屈服强度系数沿高度分布是均匀的符合下列条件时即认为楼层屈服强度系数沿高度分布

7、是均匀的21)1()1(8.0)(iiiyyy标准层标准层)1(8.0)(inyy顶层顶层)2(8.0)1(yy首层首层 即楼层屈服强度系数不小于相邻层该系数平均值的即楼层屈服强度系数不小于相邻层该系数平均值的0.80.8时，认为沿高时，认为沿高度分布是均匀的。度分布是均匀的。)1()1()(2)(iiiiayyy)1()1()2()0(nnyyyy其中其中如果各层（如果各层（i=1,2,n) i=1,2,n) 则认为沿高度分布是均匀的。则认为沿高度分布是均匀的。8.0)(ia如果任意某层如果任意某层 则认为沿高度分布是不均匀的。则认为沿高度分布是不均匀的。8.0)(ia薄弱楼层弹塑性层间位移

8、的计算：薄弱楼层弹塑性层间位移的计算：eppuuieekiViu)()(其中其中pu-弹塑性层间位移；弹塑性层间位移；eu-层间弹性位移；层间弹性位移；)(iVe-楼层楼层i i的弹性地震剪力；的弹性地震剪力；p-弹塑性层间位移增大系数，当薄弱层的屈服强度系数不小于相邻弹塑性层间位移增大系数，当薄弱层的屈服强度系数不小于相邻 层该系数平均值的层该系数平均值的0.80.8时，按下表采用。当不大于该平均值的时，按下表采用。当不大于该平均值的0.50.5 时，可按表内相应数值的时，可按表内相应数值的1.51.5倍采用；其它可采用内插法取值。倍采用；其它可采用内插法取值。ik-楼层楼层i i的弹性层间

9、刚度。的弹性层间刚度。钢筋混凝土结构弹塑性层间位移增大系数钢筋混凝土结构弹塑性层间位移增大系数2.102.001.601.30上柱上柱2.202.001.806-121.801.651.505-71.601.401.302-40.30.40.5结构类型结构类型单层厂房单层厂房总层数总层数n或部位或部位2.602.802.400.2多层均匀多层均匀框架结构框架结构ys4.01T例：例：4 4层钢筋混凝土框架，梁截面层钢筋混凝土框架，梁截面250mm 250mm 600mm 600mm，柱，柱450mm450mm450mm450mm，为，为强梁弱柱型框架。柱混凝土为强梁弱柱型框架。柱混凝土为C30

10、C30， ，钢筋为，钢筋为级，级， 。第一层柱配筋。第一层柱配筋 ；第二、三、四；第二、三、四层柱配筋层柱配筋 。混凝土保护层厚。混凝土保护层厚 。已知结构基本。已知结构基本周期周期 ，位于，位于类场地一组，设计基本地震加速度为类场地一组，设计基本地震加速度为0.2g0.2g。采用。采用简化方法计算罕遇地震下该框架的最大层间弹塑性位移。简化方法计算罕遇地震下该框架的最大层间弹塑性位移。 2N/mm22ckfmm35/sa2N/mm335ykf2mm628asA2mm402asA解：解：（1 1）确定楼层屈服强度系数）确定楼层屈服强度系数-按构件实际配筋面积和材料按构件实际配筋面积和材料强度标准

11、值计算的楼层受剪承载力；强度标准值计算的楼层受剪承载力；yV-按罕遇地震作用标准值计算按罕遇地震作用标准值计算的楼层弹性地震剪力。的楼层弹性地震剪力。eVeyyVV/按底部剪力法计算罕遇地震下的水平地震作用按底部剪力法计算罕遇地震下的水平地震作用kN484kN,520kN,361kN,2244321FFFF各楼层弹性地震剪力为各楼层弹性地震剪力为kN1589)2()1(1FVVeekN1365)3()2(2FVVeekN1004)4()3(3FVVeekN484)4(4 FVes4.01T例：例：4 4层钢筋混凝土框架，梁截面层钢筋混凝土框架，梁截面250mm 250mm 600mm 600m

12、m，柱，柱450mm450mm450mm450mm，为，为强梁弱柱型框架。柱混凝土为强梁弱柱型框架。柱混凝土为C30C30， ，钢筋为，钢筋为级，级， 。第一层柱配筋。第一层柱配筋 ；第二、三、四；第二、三、四层柱配筋层柱配筋 。混凝土保护层厚。混凝土保护层厚 。已知结构基本。已知结构基本周期周期 ，位于，位于类场地一组，设计基本地震加速度为类场地一组，设计基本地震加速度为0.2g0.2g。采用。采用简化方法计算罕遇地震下该框架的最大层间弹塑性位移。简化方法计算罕遇地震下该框架的最大层间弹塑性位移。 2N/mm22ckfmm35/sa2N/mm335ykf2mm628asA2mm402asA解

13、：解：（1 1）确定楼层屈服强度系数）确定楼层屈服强度系数-按构件实际配筋面积和材料按构件实际配筋面积和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力；强度标准值计算的楼层受剪承载力；yV-按罕遇地震作用标准值计算按罕遇地震作用标准值计算的楼层弹性地震剪力。的楼层弹性地震剪力。eVeyyVV/kN1589)1(eVkN1365)2(eVkN1004)3(eVkN484)4(eVjjjcjcjcyjyhMMVV下上)1(5.0)(1/0ccckGcGsasykcyhbfNhNahAfMs4.01T例：例：4 4层钢筋混凝土框架，梁截面层钢筋混凝土框架，梁截面250mm 250mm 600mm 600mm，柱

14、，柱450mm450mm450mm450mm，为，为强梁弱柱型框架。柱混凝土为强梁弱柱型框架。柱混凝土为C30C30， ，钢筋为，钢筋为级，级， 。第一层柱配筋。第一层柱配筋 ；第二、三、四；第二、三、四层柱配筋层柱配筋 。混凝土保护层厚。混凝土保护层厚 。已知结构基本。已知结构基本周期周期 ，位于，位于类场地一组，设计基本地震加速度为类场地一组，设计基本地震加速度为0.2g0.2g。采用。采用简化方法计算罕遇地震下该框架的最大层间弹塑性位移。简化方法计算罕遇地震下该框架的最大层间弹塑性位移。 2N/mm22ckfmm35/sa2N/mm335ykf2mm628asA2mm402asAjjjc

15、jcjcyjyhMMVV下上)1(5.0)(1/0ccckGcGsasykcyhbfNhNahAfMkN1254/5004/44GNGkN3004/ )700500(3GNkN670kN,47512GGNNmmN10853. 7)45045022101251 (450101255 . 0)35415(4023357334cMmmN10412.1173cMmmN10665.1472cMmmN10802.2071cMs4.01T例：例：4 4层钢筋混凝土框架，梁截面层钢筋混凝土框架，梁截面250mm 250mm 600mm 600mm，柱，柱450mm450mm450mm450mm，为，为强梁弱柱

16、型框架。柱混凝土为强梁弱柱型框架。柱混凝土为C30C30， ，钢筋为，钢筋为级，级， 。第一层柱配筋。第一层柱配筋 ；第二、三、四；第二、三、四层柱配筋层柱配筋 。混凝土保护层厚。混凝土保护层厚 。已知结构基本。已知结构基本周期周期 ，位于，位于类场地一组，设计基本地震加速度为类场地一组，设计基本地震加速度为0.2g0.2g。采用。采用简化方法计算罕遇地震下该框架的最大层间弹塑性位移。简化方法计算罕遇地震下该框架的最大层间弹塑性位移。 2N/mm22ckfmm35/sa2N/mm335ykf2mm628asA2mm402asAjjjcjcjcyjyhMMVV下上mmN10853. 774cMm

17、mN10412.1173cMmmN10665.1472cMmmN10802.2071cMN102094600360010853. 72)4(37yVN103044600360010412.112)3(37yVN10391)2(3yVN10392) 1 (3yVs4.01T例：例：4 4层钢筋混凝土框架，梁截面层钢筋混凝土框架，梁截面250mm 250mm 600mm 600mm，柱，柱450mm450mm450mm450mm，为，为强梁弱柱型框架。柱混凝土为强梁弱柱型框架。柱混凝土为C30C30， ，钢筋为，钢筋为级，级， 。第一层柱配筋。第一层柱配筋 ；第二、三、四；第二、三、四层柱配筋层柱

18、配筋 。混凝土保护层厚。混凝土保护层厚 。已知结构基本。已知结构基本周期周期 ，位于，位于类场地一组，设计基本地震加速度为类场地一组，设计基本地震加速度为0.2g0.2g。采用。采用简化方法计算罕遇地震下该框架的最大层间弹塑性位移。简化方法计算罕遇地震下该框架的最大层间弹塑性位移。 2N/mm22ckfmm35/sa2N/mm335ykf2mm628asA2mm402asAN102094600360010853. 72)4(37yVN103044600360010412.112)3(37yVN10391)2(3yVN10392) 1 (3yVkN1589)1(eVkN1365)2(eVkN10

19、04)3(eVkN484)4(eVeyyVV/43. 0484209)4(y30. 01004304)3(y29. 0)2(y25. 0) 1 (ys4.01T例：例：4 4层钢筋混凝土框架，梁截面层钢筋混凝土框架，梁截面250mm 250mm 600mm 600mm，柱，柱450mm450mm450mm450mm，为，为强梁弱柱型框架。柱混凝土为强梁弱柱型框架。柱混凝土为C30C30， ，钢筋为，钢筋为级，级， 。第一层柱配筋。第一层柱配筋 ；第二、三、四；第二、三、四层柱配筋层柱配筋 。混凝土保护层厚。混凝土保护层厚 。已知结构基本。已知结构基本周期周期 ，位于，位于类场地一组，设计基本地震加速度为类场地一组，设计基本地震加速度为0.2g0.2g。采用。采用简化方法计算罕遇地震下该框架的最大层间弹塑性位移。简化方法计算罕遇地震下该框架的最大层间弹塑性位移。 2N/mm22ckfmm35/sa2N/mm335ykf2mm628asA2mm402asA43. 0484209)4(y30. 01004304)3(y29. 0)2(y25. 0) 1 (y（2 2）结构薄弱层的判别）结构薄弱层的判别)1()1()(2)(iiiiayyy)1()1()2()0(nnyyyy43. 1)3()4()4(yya83. 0)2()4()3(2)3(yyya05.