清华大学出版社抗震结构及抗震设计第四章

1、钢筋混凝土结构抗震设计 第四章 多高层建筑o4.1 4.1 震害分析震害分析o4.2 4.2 抗震设计的一般要求抗震设计的一般要求 o4.3 4.3 框架内力与位移计算框架内力与位移计算o4.4 4.4 框架结构构件设计框架结构构件设计 o4.5 4.5 抗震墙结构抗震设计抗震墙结构抗震设计 o4.6 4.6 框架一抗震墙结构的基本要求框架一抗震墙结构的基本要求 4.1 4.1 震害分析震害分析多层和高层钢筋混凝土结构体系包括：多层和高层钢筋混凝土结构体系包括： 框架结构、框架框架结构、框架- -抗震墙结构、抗震墙结构、筒体结构和框架抗震墙结构、抗震墙结构、筒体结构和框架- -筒筒体结构等。体

2、结构等。本章仅介绍前三种。本章仅介绍前三种。钢筋混凝土框架房屋：钢筋混凝土纵梁、横梁和柱等钢筋混凝土框架房屋：钢筋混凝土纵梁、横梁和柱等 构件组成承重体系的房屋。构件组成承重体系的房屋。框架框架- -抗震墙结构：在框架房屋中增加抗震墙构成。抗震墙结构：在框架房屋中增加抗震墙构成。钢筋混凝土框架房屋层数一般在十层以下。钢筋混凝土框架房屋层数一般在十层以下。抗震墙主要承受水平荷载，框架主要承受竖向荷载。抗震墙主要承受水平荷载，框架主要承受竖向荷载。抗震墙抗震墙框架房屋框架房屋框架框架- -抗震墙抗震墙抗震墙抗震墙一、一、结构平面或竖向布置不当引起的震害结构平面或竖向布置不当引起的震害 1 12 2

3、3 34 45 56 67 78 89 91010111112121313(mm)(mm)层层1 13 35 56 67 79 91111131340408080120120 在强烈地震作用下，结构的薄在强烈地震作用下，结构的薄弱楼层率先屈服、发展弹塑性变形，弱楼层率先屈服、发展弹塑性变形，并形成弹塑性变形集中的现象，不并形成弹塑性变形集中的现象，不能发挥整体的抗震能力。能发挥整体的抗震能力。 1976 1976年唐山大地震中，位于天年唐山大地震中，位于天津塘沽区的天津碱厂十三层蒸吸塔津塘沽区的天津碱厂十三层蒸吸塔框架，该结构楼层屈服强度分布不框架，该结构楼层屈服强度分布不均匀，造成均匀，造成

4、6 6层和层和1111层的弹塑性变层的弹塑性变形集中，导致形集中，导致6 6层以上全部倒塌。层以上全部倒塌。 右图为该结构输入天津波的弹右图为该结构输入天津波的弹塑性分析结果。塑性分析结果。二、二、框架柱、梁和节点的震害框架柱、梁和节点的震害 梁柱变形能力不足，构件过早发生破坏。一梁柱变形能力不足，构件过早发生破坏。一般是梁轻柱重，柱顶重于柱底，尤其是角柱和边般是梁轻柱重，柱顶重于柱底，尤其是角柱和边柱更易发生破坏。柱更易发生破坏。1 1、柱顶、柱顶 柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或交叉裂缝。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，柱内箍筋拉断，纵筋压重者混凝土压碎崩落，柱内箍筋

5、拉断，纵筋压曲成灯笼状。曲成灯笼状。 主要原因：节点处弯矩、剪力、轴力都主要原因：节点处弯矩、剪力、轴力都较大，受力复杂，箍筋配置不足，锚固不好较大，受力复杂，箍筋配置不足，锚固不好等。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)H/b242424242424框架框架四四三三三三二二二二一一一一大跨度框大跨度框架架三三二二一一一一框架框架-抗震墙抗震墙结构结构高度（高度（m）606060602424-50框

6、架框架四四三三四四三三二二三三二二一一二二一一抗震墙抗震墙三三二二二二一一一一钢筋混凝土房屋抗震等级的确定，尚应符合下列要求：钢筋混凝土房屋抗震等级的确定，尚应符合下列要求：（1 1）框架结构中设置少量抗震墙，在规定的水平力作用下，）框架结构中设置少量抗震墙，在规定的水平力作用下，框架底部所承框架底部所承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩50%50%时时，其框架的抗震等级仍应，其框架的抗震等级仍应按框架结构确定，抗震墙的抗震等级可与框架的抗震等级相同。按框架结构确定，抗震墙的抗震等级可与框架的抗震等级相同。（2 2）裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定外

7、，相关部位不应低于按主楼）裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定外，相关部位不应低于按主楼确定的抗震等级；主楼结构在裙房顶层及相邻上下各一层应适当加强构造确定的抗震等级；主楼结构在裙房顶层及相邻上下各一层应适当加强构造措施。裙房与主楼分离时，应按裙房本身确定抗震等级。措施。裙房与主楼分离时，应按裙房本身确定抗震等级。（3 3）当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与）当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层一下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，上部结构相同，地下一层一下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级。地下室中无

8、上部结构的部分，抗震构造措施的抗震等级但不应低于四级。地下室中无上部结构的部分，抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。可根据具体情况采用三级或四级。（4 4）当甲、乙类建筑按规定提高）当甲、乙类建筑按规定提高1 1度确定其抗震等级而房屋的高度超过表度确定其抗震等级而房屋的高度超过表5-35-3规定的范围时，应采取比一级更为有效的抗震构造措施。规定的范围时，应采取比一级更为有效的抗震构造措施。nimjiijchVM11（1 1）框架承受的地震倾覆力矩可按下式计算：）框架承受的地震倾覆力矩可按下式计算：cM-框架框架- -抗震墙结构在基本振型地震作用下框架部分承受的地震倾抗震墙结构在

9、基本振型地震作用下框架部分承受的地震倾 覆力矩；覆力矩；n-结构层数；结构层数；m-框架框架i i层柱的根数；层柱的根数；ijV-第第i i层层j j根框架柱的计算地震剪力；根框架柱的计算地震剪力；ih-第第i i层层高。层层高。niFF1M1H1Hj倾覆力矩（2 2）裙房与主楼的等级）裙房与主楼的等级cccccc1cc裙房顶部上裙房顶部上下各一层应下各一层应提高抗震措提高抗震措施施（3 3）多层与高层建筑的地下室多层与高层建筑的地下室 一层以下根据具体情况按三级或按更低等级。一层以下根据具体情况按三级或按更低等级。9 9度时应专门研度时应专门研究。究。图中图中c c为抗震等级为抗震等级框架结

10、构设计的过程及内容：框架结构设计的过程及内容： 结构布置及构件截面尺寸确定结构布置及构件截面尺寸确定计算简图计算简图荷载计算荷载计算重力荷载代表值计算重力荷载代表值计算水平（地震）作水平（地震）作用计算用计算内力计算（竖向、水平向）内力计算（竖向、水平向）内力组合内力组合截面强截面强度计算度计算变形验算变形验算构造措施等构造措施等4.34.3框架内力与位移计算框架内力与位移计算一、结构水平地震作用一、结构水平地震作用自振周期的计算自振周期的计算 内力计算时，需要计算结构的基本自振周期数值。一般多采用内力计算时，需要计算结构的基本自振周期数值。一般多采用顶点位移法计算顶点位移法计算式中式中T T

11、 考虑非结构墙体刚度影响的周期折减系数，当采用实砌填考虑非结构墙体刚度影响的周期折减系数，当采用实砌填充砖墙时取充砖墙时取0.6-0.7 0.6-0.7 ；当采用轻质墙、外挂墙板时取；当采用轻质墙、外挂墙板时取0.80.8； u uT T 假想集中在各层楼面处的重力荷载代表值假想集中在各层楼面处的重力荷载代表值 G Gi i为水平荷载，按弹性为水平荷载，按弹性方法所求得的结构顶点假想位移（方法所求得的结构顶点假想位移（m m）。）。注意：注意：对于有突出于屋面的屋顶间（电梯间、水箱间）等的框架结构房屋，对于有突出于屋面的屋顶间（电梯间、水箱间）等的框架结构房屋，结构假想位移结构假想位移u uT

12、 T指主体结构顶点的位移。指主体结构顶点的位移。GE1GE2GE3GE4GE5GE5U1U1U2U1U2U3U4U1U3U2U1U3U2U4U5U6uT=U1+ U2+ U3+ U4+ U5+自振周期的经验公式自振周期的经验公式1.1.一般情况下，高层建筑的基本自振周期可按下式近似计算一般情况下，高层建筑的基本自振周期可按下式近似计算（1 1）钢筋混凝土框架和框剪结构的基本自振周期按下式计算）钢筋混凝土框架和框剪结构的基本自振周期按下式计算（2 2）钢筋混凝土抗震墙结构的基本周期按下式计算）钢筋混凝土抗震墙结构的基本周期按下式计算3231/1053.025.0BHT H-H-房屋总高度；房屋总

13、高度；B-B-所考虑方向房屋总宽度。所考虑方向房屋总宽度。31/03.003.0BHT （1 1）钢筋混凝土框架结构）钢筋混凝土框架结构（2 2）钢结构）钢结构NT)10.005.0(1 N-N-结构总层数。结构总层数。NT)15.010.0(1 2.2.钢筋砼框架、框剪和剪力墙结构基本自振周期可按下式计算钢筋砼框架、框剪和剪力墙结构基本自振周期可按下式计算水平地震作用的计算水平地震作用的计算（一）计算简图（一）计算简图横向框架；纵向框架横向框架；纵向框架跨度，层高，荷载作用位置和大小跨度，层高，荷载作用位置和大小一般情况下可用底部剪力法一般情况下可用底部剪力法周期计算可采用顶点位移法周期计算

14、可采用顶点位移法 非结构墙体影响系数非结构墙体影响系数 eqEkGFTtuT7.110.6 0.8T各楼层地震作用标准值各楼层地震作用标准值EknjjiiiFHGHGF)1(顶层附加地震作用顶层附加地震作用 EknnFF二、二、 水平地震作用下框架内力的计算水平地震作用下框架内力的计算1.1.反弯点法反弯点法适用于层数较少、梁柱线刚度比大于的情况，计算比较简单。适用于层数较少、梁柱线刚度比大于的情况，计算比较简单。. .值法（改进反弯点）值法（改进反弯点） 近似考虑了框架节点转动对侧移刚度和反弯点高度的影响，比较精确，应用近似考虑了框架节点转动对侧移刚度和反弯点高度的影响，比较精确，应用广泛。

15、广泛。用用 D D 值法计算框架内力的步骤如下：值法计算框架内力的步骤如下：( 1 ( 1 ）计算各层柱的侧移刚度）计算各层柱的侧移刚度 D D式中 Kc 柱的线刚度； h 楼层高度； 节点转动影响系数，由梁柱线刚度，按表取用。( 2 ( 2 ）计算各柱所分配的剪力）计算各柱所分配的剪力V Vijij( 3 ( 3 ）确定反弯点高度）确定反弯点高度 y y( 4 ( 4 ）计算柱端弯矩）计算柱端弯矩M Mc c上端上端下端下端( 5 ( 5 ）计算梁端弯矩）计算梁端弯矩 M Mb b梁端弯矩可按节点弯矩平衡条件，将节点上、下柱端弯矩之和按左、右梁端弯矩可按节点弯矩平衡条件，将节点上、下柱端弯矩

16、之和按左、右梁的线刚度比例分配。梁的线刚度比例分配。柱剪力柱剪力 V Vijij 与反弯点高度与反弯点高度 y y梁端弯矩梁端弯矩（）计算梁端剪力（）计算梁端剪力b b( 7 ( 7 ）计算柱轴力）计算柱轴力 N N 边柱轴力为各层梁端剪力按层叠边柱轴力为各层梁端剪力按层叠加，中柱轴力为柱两侧梁端剪力加，中柱轴力为柱两侧梁端剪力之差，亦按层叠加。之差，亦按层叠加。梁两端弯矩计算图梁两端弯矩计算图柱底层柱轴力为：柱底层柱轴力为：边柱轴力边柱轴力三、竖向荷载作用下框架内力计算三、竖向荷载作用下框架内力计算. .分层法分层法（）将该层梁与上下柱组成计算单元，每单元按双层框架计算其内力，每层只承受该（

17、）将该层梁与上下柱组成计算单元，每单元按双层框架计算其内力，每层只承受该层竖向荷载，不考虑其他各层荷载的影响。层竖向荷载，不考虑其他各层荷载的影响。注意：注意：除底层外其他各层的线刚度均乘以折减系数除底层外其他各层的线刚度均乘以折减系数0.90.9；底层柱的弯矩传递系数由底层柱的弯矩传递系数由1/21/2改为改为1/31/3。（）用弯矩分配法逐层计算各单元框架的弯矩，叠加起来即为整个框架的弯矩。每一（）用弯矩分配法逐层计算各单元框架的弯矩，叠加起来即为整个框架的弯矩。每一层柱的最终弯矩由上、下层单元框架所得弯矩叠加。对节点处不平衡弯矩较大的可层柱的最终弯矩由上、下层单元框架所得弯矩叠加。对节点

18、处不平衡弯矩较大的可再分配一次，但不在传递。再分配一次，但不在传递。竖向荷载框架内力近似计算可采用分层法和弯矩二次分配法竖向荷载框架内力近似计算可采用分层法和弯矩二次分配法竖向荷载下梁端弯矩调幅竖向荷载下梁端弯矩调幅注意：只有竖向荷载作用下的梁端弯矩可以调幅当活荷载不很大时，可按全部满载布置。当活荷载较大时，可将跨中弯矩当活荷载不很大时，可按全部满载布置。当活荷载较大时，可将跨中弯矩乘以乘以 1.11.2 1.11.2 系数加以修正，以考虑活荷载不利布置对跨中弯矩的影响。系数加以修正，以考虑活荷载不利布置对跨中弯矩的影响。4312121122MMMMMM现浇框架现浇框架 ：=0.80.9；装配

19、整体式框架装配整体式框架 =0.70.8四、弯矩调幅四、弯矩调幅 由于钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布性质，在竖向荷载下可以考虑适当降低梁由于钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布性质，在竖向荷载下可以考虑适当降低梁端弯矩，进行调幅，以减少负弯矩钢筋的拥挤现象。端弯矩，进行调幅，以减少负弯矩钢筋的拥挤现象。 将调幅后的梁端弯矩叠加简支梁的弯矩，则可得到梁的跨中弯矩。支座弯矩调幅后，将调幅后的梁端弯矩叠加简支梁的弯矩，则可得到梁的跨中弯矩。支座弯矩调幅后，梁跨中弯矩应相应增加，且调幅后的跨中弯矩不应小于简支情况下跨中弯矩的梁跨中弯矩应相应增加，且调幅后的跨中弯矩不应小于简支情况下跨中弯矩的50%50%

20、。五、五、 内力组合内力组合进行结构设计时，应根据可能出现的最不利情况确定构件内力设计值。进行结构设计时，应根据可能出现的最不利情况确定构件内力设计值。在框架抗震设计时，一般应考虑两种基本组合：在框架抗震设计时，一般应考虑两种基本组合： . . 地震作用效应与重力荷载代表值效应的组合地震作用效应与重力荷载代表值效应的组合式中式中 S SGEGE 相应于水平地震作用下重力荷载代表值效应的标准值；相应于水平地震作用下重力荷载代表值效应的标准值； S SEhEh 水平地震作用效应的标准值。水平地震作用效应的标准值。. .竖向荷载效应，包括全部恒荷载与活荷载的组合竖向荷载效应，包括全部恒荷载与活荷载的

21、组合式中式中S SG G 由恒荷载产生的内力标准值；由恒荷载产生的内力标准值； S SQ Q 由活荷载产生的内力标准值。由活荷载产生的内力标准值。取上述两种组取上述两种组合中的最不利合中的最不利情况作为截面情况作为截面设计用的内力设计用的内力设计值。设计值。S=1.35SG+1.4x0.7SQS=1.35SG+1.4x0.7SQ六、六、 框架结构位移验算框架结构位移验算框架结构构件尺寸往往决定于结构的侧移变形要求。框架结构构件尺寸往往决定于结构的侧移变形要求。. .多遇地震作用下层间弹性位移的计算多遇地震作用下层间弹性位移的计算对所有框架都应进行此项计算对所有框架都应进行此项计算. .罕遇地震

22、作用下层间弹塑性位移验算罕遇地震作用下层间弹塑性位移验算规定：规定：7 79 9度时楼层屈服强度系数小于度时楼层屈服强度系数小于0.50.5的钢筋混凝土框架结构应进行的钢筋混凝土框架结构应进行此项计算。此项计算。抗震规范抗震规范规定，对于不超过规定，对于不超过1212层，且刚度无突变的钢筋混凝土框架结层，且刚度无突变的钢筋混凝土框架结构，可按简化方法验算框架薄弱层的弹塑性变形。构，可按简化方法验算框架薄弱层的弹塑性变形。当当 时，进行弹塑性位移计算。时，进行弹塑性位移计算。 验算步骤：验算步骤： 楼层屈服强度楼层屈服强度 的确定的确定 薄弱层确定，一般在底层和薄弱层确定，一般在底层和 较小层。

23、较小层。 薄弱层的层间弹塑性位移验算薄弱层的层间弹塑性位移验算（1 1）楼层屈服强度的确定）楼层屈服强度的确定a a、 根据梁柱的实际配筋及材料的强度标准值，计算梁柱的实际极限抗根据梁柱的实际配筋及材料的强度标准值，计算梁柱的实际极限抗弯承载力弯承载力梁梁: :柱柱: :5.0yy)(0syksbuahfAM)1(5.0)(0ckcccsykscufhbNNhahfAMy楼层屈服强度楼层屈服强度( (剪力剪力) )的确定示意的确定示意计算梁柱极限抗弯能力计算梁柱极限抗弯能力计算柱截面有效受弯承载力计算柱截面有效受弯承载力计算柱的层间受剪承载力计算柱的层间受剪承载力b b、 计算柱端截面有效受弯

24、承载力（与屈服机制有关）。计算柱端截面有效受弯承载力（与屈服机制有关）。 根据破坏机制根据破坏机制 当当 时，为强梁弱柱型时，为强梁弱柱型 柱先屈服，梁后屈服柱先屈服，梁后屈服 当当 时，为强柱弱梁型，梁首先屈服。时，为强柱弱梁型，梁首先屈服。柱端截面有效受弯承载力由节点的弯矩平衡得出，且不大于柱的极柱端截面有效受弯承载力由节点的弯矩平衡得出，且不大于柱的极限弯矩。限弯矩。bucuMM11icuicMM下下icuicMM上上1icuM下icuM上cubuMM 当当 且一柱端先达到屈服，此时，且一柱端先达到屈服，此时，另一端的受弯承载力按刚度求得。另一端的受弯承载力按刚度求得。上柱下端屈服上柱下

25、端屈服取小下下1111icubuiiiicMMKKKM取小上上icubuiiiicMMKKKM11ikikcubuMM取小上下上icuicuiiicMMKKM1111icuicMM下下1icuM下1iKiK下柱上端屈服下柱上端屈服取小者下上下111,icuicuiiicMMKKM1iKiKicuM上icuM上icM上c c、 计算第计算第i i层第层第j j根柱的受剪承载力根柱的受剪承载力yijVnicijcijyijHMMV下上上cijM下cijMnHd d、 第第i i层各柱总的屈服强度层各柱总的屈服强度niyijyiVV1VeVyiy 薄弱层的层间弹塑性位移计算薄弱层的层间弹塑性位移计算

26、 层间弹塑性位移验算层间弹塑性位移验算eppuuHupp4.4 4.4 框架结构构件设计框架结构构件设计4.4.1 框架梁截面设计框架梁截面设计1 1、设计要求及计算要点：、设计要求及计算要点： 梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力( (强剪弱弯）强剪弱弯） 设计剪力的取值。设计剪力的取值。 梁筋屈服后，塑性铰区段应有较好的延性和耗能能力梁筋屈服后，塑性铰区段应有较好的延性和耗能能力延性设计问题。延性设计问题。 解决好梁筋的锚固问题（强锚固）。解决好梁筋的锚固问题（强锚固）。2 2、框架梁受剪承载力验算、框架梁受剪承载力验算 梁剪力设计值梁剪力设计值VbVb为梁

27、端组合剪力设计值为梁端组合剪力设计值 lnln为梁的净跨为梁的净跨 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：GbnrbualbuabVlMMV1.14.4.14.4.1框架梁的截面设计框架梁的截面设计一、强剪弱弯一、强剪弱弯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的原则调整框架梁端部截面组合的剪力设计值：框架梁端部截面组合的剪力设计值：一、二、三级框架一、二、三级框架4.4 4.4 框架结构构件设计框架结构构件设计V VGbGb为梁在重力荷载代表值（为梁在重力荷载代表值（9 9度时

28、高层建筑还应包括竖向地震作用标准值）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作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值 M Mbualbual和和M Mbuarbuar分别为梁左右端反时针或顺时针方向根据实配钢筋面积（考虑分别为梁左右端反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震受弯承载力所对应的弯矩值受压筋）和材料强度标准值计算的抗震受弯承载力所对应的弯矩值 vbvb为梁端剪力增大系数，一级为为梁端剪力增大系数，一级为1 13 3，二级为，二级为1 12 2，三级为，三级为1.1 1.1 弯矩均为调整为强柱弱梁后的弯矩01(

29、)abukbuaykssREREMMf A ha框架梁纵向受拉钢筋的最小配筋百分率（框架梁纵向受拉钢筋的最小配筋百分率（% %）抗震等级抗震等级 位位 置置支座（取较大值）支座（取较大值）跨中（取较大值）跨中（取较大值）一级一级0.40.4和和80ft/fy80ft/fy0.30.3和和65ft/fy65ft/fy二级二级0.30.3和和65ft/fy65ft/fy0.250.25和和55ft/fy55ft/fy三、四级三、四级0.250.25和和55ft/fy55ft/fy0.20.2和和45ft/fy45ft/fy二、最小配筋率二、最小配筋率 钢筋混凝土结构梁，其截面组合的剪力设计值应符合

30、下列要求：钢筋混凝土结构梁，其截面组合的剪力设计值应符合下列要求： （1 1）跨高比大于）跨高比大于2.52.5的梁和连梁的梁和连梁 ，考虑地震组合的剪力设计，考虑地震组合的剪力设计值值V V应满足：应满足：01(0.20)cREVf bh（2 2）跨高比不大于）跨高比不大于2.52.5的梁和连梁的梁和连梁 、剪跨比不大于、剪跨比不大于2 2的柱和抗的柱和抗震墙、部分框支抗震墙结构的框支柱和框支梁、以及落地抗震墙底部加震墙、部分框支抗震墙结构的框支柱和框支梁、以及落地抗震墙底部加强部位，应满足：强部位，应满足：01(0.15)cREVf bh三、剪压比限值三、剪压比限值hln5 . 2hln5

31、 . 2 钢筋混凝土框架梁截面尺寸应符合下列要求：钢筋混凝土框架梁截面尺寸应符合下列要求： （1 1）截面宽度不宜小于）截面宽度不宜小于200mm200mm；（2 2）截面高度和宽度的比值不宜大于）截面高度和宽度的比值不宜大于4 4；（3 3）净跨与截面高度的比值不宜小于）净跨与截面高度的比值不宜小于4 4。当当 时，时，当当 时，时，101(0.5 )cREMf bx hx四、矩形截面正截面受弯承载力四、矩形截面正截面受弯承载力101(0.5)cbbREMf bxhx12syscA fxxf b且0hxb1 1、单筋梁、单筋梁当当 0hxb0bbxxh01()ysssREMf A haa10

32、01(0.5)()cbbyssREMf bx hxf A ha 1sysycA fA fxf b sx 22 2、双筋梁、双筋梁当当0hxb当当 时，时，02hxabs1001(0.5)()cbyssREMf bx hxf A ha 0bbxxh考虑地震作用组合时，梁受剪承载力计算公式为：考虑地震作用组合时，梁受剪承载力计算公式为： 00105. 11hsAfbhfVsvyvtREc0025. 142. 01hsAfbhfVsvyvtREc 其中，当其中，当 小于小于1.51.5时，取时，取 =1.5=1.5；当；当 大于大于3 3时，取时，取 =3=3。五、斜截面受剪承载力五、斜截面受剪承载

33、力六、梁配筋应符合下列各项要求：六、梁配筋应符合下列各项要求：1.1.梁端计入受压钢筋的混凝土受压区高度和有效高度之比，一级梁端计入受压钢筋的混凝土受压区高度和有效高度之比，一级不应大于不应大于0.250.25，二、三级不应大于，二、三级不应大于0.35;0.35;2.2.梁端截面的底面与顶面纵向钢筋配筋量的比值梁端截面的底面与顶面纵向钢筋配筋量的比值, ,除按计算确定外除按计算确定外, ,一级不应小于一级不应小于0.5,0.5,二、三级不应大于二、三级不应大于0.3;0.3;3.3.梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按下表采梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按下表采用

34、，当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于用，当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%2%时，表中箍筋最小直径数时，表中箍筋最小直径数值应增大值应增大2mm2mm抗震框架梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径抗震框架梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径抗震等级抗震等级加密区长度加密区长度（采用较大值）（采用较大值）（mmmm）箍筋最大间距箍筋最大间距（采用最小值）（采用最小值）（mmmm）箍筋最小直箍筋最小直径径(mm)(mm)沿梁全长箍筋沿梁全长箍筋的面积配筋率的面积配筋率（% %）一一2h2hb b, 500, 500h hb b /4, 6d, 100 /4, 6d, 10010100.3f0

35、.3ft t/f/fyvyv二二1.5h1.5hb b, 500, 500h hb b /4, 8d, 100 /4, 8d, 1008 80.28f0.28ft t/f/fyvyv三三1.5h1.5hb b, 500, 500h hb b /4, 8d, 150 /4, 8d, 1508 80.26f0.26ft t/f/fyvyv四四1.5h1.5hb b, 500, 500h hb b /4, 8d, 150 /4, 8d, 1506 60.26f0.26ft t/f/fyvyv影响梁截面延性的主要因素有：梁的截面尺寸，纵向钢筋配筋率、影响梁截面延性的主要因素有：梁的截面尺寸，纵向钢筋配

36、筋率、剪压比、配箍率、钢筋和混凝土强度等级等。剪压比、配箍率、钢筋和混凝土强度等级等。4.4.2 4.4.2 框架柱的抗震设计框架柱的抗震设计1.1.按强柱弱梁设计，尽量实现梁铰破坏机制按强柱弱梁设计，尽量实现梁铰破坏机制（1 1）调整柱的弯矩，实现强柱弱梁）调整柱的弯矩，实现强柱弱梁（2 2）框架柱底层固定端弯矩增大，推迟其屈服）框架柱底层固定端弯矩增大，推迟其屈服（3 3）加大角柱设计内力，提高角柱承载力）加大角柱设计内力，提高角柱承载力2.2.按强剪弱弯设计，避免发生剪切破坏按强剪弱弯设计，避免发生剪切破坏3.3.控制剪跨比和轴压比，实现大偏心受压破坏控制剪跨比和轴压比，实现大偏心受压破

37、坏4.4.控制截面尺寸，保证框架柱延性控制截面尺寸，保证框架柱延性5.5.设置箍筋加密区，改善框架柱的延性设置箍筋加密区，改善框架柱的延性6.6.控制纵向钢筋面积，提高框架柱的延性控制纵向钢筋面积，提高框架柱的延性两种破坏形式两种破坏形式弱柱型弱柱型弱梁型弱梁型抗震规范规定：一、二、三、四级框架，除顶层柱和柱轴压比小于抗震规范规定：一、二、三、四级框架，除顶层柱和柱轴压比小于0.150.15者外，柱端组合弯矩设计值应符合下列公式要求者外，柱端组合弯矩设计值应符合下列公式要求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

38、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；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，框架结构一级为柱端弯矩增大系数，框架结构一级为1.7,1.7,二级为二级为1.5,1.5,三级为三级为1.31.3，四级四级1

39、.21.2。其他类型中框架，一级取。其他类型中框架，一级取1.41.4，二级取，二级取1.21.2，三、四级取，三、四级取1.1.1.1.一、按强柱弱梁设计一、按强柱弱梁设计（1 1）调整柱的弯矩，实现强柱弱梁）调整柱的弯矩，实现强柱弱梁注意：框架底层柱根部对整体框架延性起控制作用，柱脚过早出现塑性注意：框架底层柱根部对整体框架延性起控制作用，柱脚过早出现塑性铰将影响整个结构的变形和耗能能力。铰将影响整个结构的变形和耗能能力。为了不使框架结构底层柱过早出现塑性铰，规范规定：一、二、三、四为了不使框架结构底层柱过早出现塑性铰，规范规定：一、二、三、四级框架底层柱底截面组合的弯矩设计值应分别乘以增

40、大系数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1.71.7、1.51.5、1.31.3、1.21.2。（2 2）框架柱底层固定端弯矩增大，推迟其屈服）框架柱底层固定端弯矩增大，推迟其屈服（3 3）加大角柱设计内力，提高角柱承载力）加大角柱设计内力，提高角柱承载力实际地震作用来自双向，还伴随有扭转，因此框架结构的角柱处实际地震作用来自双向，还伴随有扭转，因此框架结构的角柱处于双向受力的不利状态，因此规范要求加大角柱内力设计值，对于双向受力的不利状态，因此规范要求加大角柱内力设计值，对于一、二、三、四级框架的角柱，柱端组合弯矩值、剪力设计值于一、二、三、四级框架的角柱，柱端组合弯矩值、

41、剪力设计值经调整后，尚应乘以不小于经调整后，尚应乘以不小于1.11.1的增大系数，以提高其承载力。的增大系数，以提高其承载力。一级及二级框架角柱其箍筋沿全高加密，也是增加延性的重要措一级及二级框架角柱其箍筋沿全高加密，也是增加延性的重要措施。施。二、按强剪弱弯设计二、按强剪弱弯设计抗震规范抗震规范 规定：对于抗震等级为一、二、三级、四级框架柱两端采规定：对于抗震等级为一、二、三级、四级框架柱两端采用剪力增大系数确定剪力设计值：用剪力增大系数确定剪力设计值：9 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：ntcbcvcHMMV/ )(ntcuabcuaHMMV/ )(2 . 1c,tb

42、cMM,buabuatbMM柱上端柱上端/ /下端截面顺时针方向或逆时针方向组合弯矩设计值下端截面顺时针方向或逆时针方向组合弯矩设计值（取调整后的设计值，包括角柱的内力放大）（取调整后的设计值，包括角柱的内力放大）; ;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）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值之和；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；柱剪力增大系数，对框架结构一级为柱剪力增大系数，对框架结构一级为1.5,1.5,二级为二级为1.3,1.3,三级为三级为1.21.2，四级，四级1.11.1。其他类型框

43、架，一级取其他类型框架，一级取1.41.4，二级取，二级取1.21.2，三、四级取，三、四级取1.1.1.1.vc试验表明变形能力随轴压比增大而急剧降低。试验表明变形能力随轴压比增大而急剧降低。NN有地震作用组合的柱组合轴压力设计值；有地震作用组合的柱组合轴压力设计值；b b、hh为柱截面宽度和高度；为柱截面宽度和高度；fcfc为混凝土抗压强度设计值。为混凝土抗压强度设计值。轴压比：轴压比：/NcNbhf三、控制剪跨比和轴压比，实现大偏心受压破坏三、控制剪跨比和轴压比，实现大偏心受压破坏类别类别抗震等级抗震等级一一二二三三四四框架结构框架结构0.650.750.850.90板柱板柱-抗震墙框架

44、抗震墙框架-抗震墙及筒体抗震墙及筒体0.750.850.900.95部分框支抗震墙部分框支抗震墙0.60.7对对类场地上较高的高层建筑，柱轴压比限值也应适当减少类场地上较高的高层建筑，柱轴压比限值也应适当减少0/cVbhf剪跨比大于剪跨比大于2.02.0时：时：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01(0.2)ccREVf bh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, ,箍筋不能充分发挥作用箍筋不能充分发挥作用, ,它对构它对构件的变形能力也有显著影响。因此应控制。件的变形能力也有显著影

45、响。因此应控制。剪跨比不大于剪跨比不大于2.02.0时：时：01(0.15)cccREVf bh四、控制截面尺寸，保证框架柱延性四、控制截面尺寸，保证框架柱延性混凝土强度影响混凝土强度影响系数强度大于系数强度大于C50C50时取时取1.01.0强度等于强度等于C80C80取取0.80.8五、设置箍筋加密区，改善框架柱延性五、设置箍筋加密区，改善框架柱延性加密区箍筋作用：加密区箍筋作用：1.1.承担剪力承担剪力2.2.约束混凝土，提高混凝土抗压强度，提高变形约束混凝土，提高混凝土抗压强度，提高变形3.3.为纵向钢筋提供约束，防止纵筋屈曲为纵向钢筋提供约束，防止纵筋屈曲 包括三个方面内容：包括三个

46、方面内容：（1 1）箍筋加密区范围）箍筋加密区范围（2 2）箍筋加密区体积配箍率）箍筋加密区体积配箍率（3 3）箍筋加密区的箍筋直径、间距和肢距）箍筋加密区的箍筋直径、间距和肢距（1）箍筋加密区范围）箍筋加密区范围柱端取矩形截面柱之长边尺寸（或圆形截面柱之直径）、柱净高之柱端取矩形截面柱之长边尺寸（或圆形截面柱之直径）、柱净高之1/61/6和和500mm 500mm 三者之中最大值；三者之中最大值；底层柱柱根不小于柱净高的底层柱柱根不小于柱净高的1/31/3，当有刚性地面时，除柱端箍筋加密区外，尚，当有刚性地面时，除柱端箍筋加密区外，尚应在刚性地面上、下各应在刚性地面上、下各500mm500m

47、m的高度范围；的高度范围；框支柱取全高；框支柱取全高； 剪跨比不大于剪跨比不大于2 2的柱和因填充墙等形成柱净高与截面高度之比不大于四的柱和因填充墙等形成柱净高与截面高度之比不大于四（Hn/h4.0Hn/h4.0）的柱全高；）的柱全高；一级及二级框架角柱的全高范围；一级及二级框架角柱的全高范围；需要提高变形能力的柱的全高范围。需要提高变形能力的柱的全高范围。在柱箍筋加密区范围内，箍筋的体积配箍率应符合下式要求：在柱箍筋加密区范围内，箍筋的体积配箍率应符合下式要求： 12ssvcvy vlffl l s v v为最小配箍特征值，按表采用。为最小配箍特征值，按表采用。 （2 2）箍筋加密区的体积配

48、箍率）箍筋加密区的体积配箍率 ：体积配箍率，对一、二、三、四级抗震等级的框架柱，其箍筋加密：体积配箍率，对一、二、三、四级抗震等级的框架柱，其箍筋加密区箍筋最小体积配箍率分别不应小于区箍筋最小体积配箍率分别不应小于0.8%0.8%、0.6%0.6%、0.4%0.4%、0.4%0.4%。f fc c: :混凝土强度，当混凝土强度低于混凝土强度，当混凝土强度低于C35C35时，应按时，应按C35C35计算；计算；f fyvyv: :箍筋或拉筋强度，当箍筋或拉筋强度，当fyvfyv超过超过360N/mm2360N/mm2时，应取时，应取360N/mm2360N/mm2计算。计算。v11 122 21

49、 2.s sssvcorln A ln A ll l sAs抗震等级箍筋形式轴压比 0.30.40.50.60.70.80.91.01.05 一级普通箍筋、复合箍筋0.100.110.130.150.170.200.23螺旋箍筋、复合或连续复合螺旋箍0.080.090.110.130.150.180.21二级普通箍筋、复合箍筋0.080.090.110.130.150.170.190.220.24螺旋箍筋、复合或连续复合螺旋箍0.060.070.090.110.130.150.170.200.22三级普通箍筋、复合箍筋0.060.070.090.110.130.150.170.200.22螺旋

50、箍筋、复合或连续复合螺旋箍0.050.060.070.090.110.130.150.180.20注：1.普通箍筋系指单个矩形箍筋和单个圆形箍筋；复合箍筋系指由矩形、多边形、圆形箍筋或拉筋组成的箍筋；复合螺旋箍指由螺旋箍与矩形、多边形、圆形箍筋或拉筋组成的箍筋；连续复合螺旋箍指全部螺旋箍为同一根钢筋加工成的箍筋；2. 计算复合螺旋箍筋的配筋特征值时，非螺旋箍筋的计算配筋特征值应乘0.8，折算成螺旋箍筋后按表内螺旋箍一栏采用。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 v抗震等级抗震等级箍筋最大间距箍筋最大间距（采用较小值）（采用较小值）（mm）箍筋最小直径箍筋最小直径（m

51、m）箍筋加密区长度箍筋加密区长度（采用较大者）（采用较大者）一一6d, 100 10h（或（或D）,Hn/6,500mm二二8d, 100 8三三8d, 150(柱根柱根100) 8四四8d, 150(柱根柱根100) 6(柱根柱根 8)注：注：h为矩形截面长边尺寸，为矩形截面长边尺寸，D为圆形截面直径，为圆形截面直径，Hn为柱净高，为柱净高，d为纵向钢筋最小直径。为纵向钢筋最小直径。柱加密区的箍筋最大间距和最小直径柱加密区的箍筋最大间距和最小直径柱的箍筋加密范围柱的箍筋加密范围, ,除表中的规定柱端较密区长度外，底层柱根部取不小于柱净高的除表中的规定柱端较密区长度外，底层柱根部取不小于柱净高

52、的1/31/3，当有刚性地面时，除柱端外取刚性地面，上下各，当有刚性地面时，除柱端外取刚性地面，上下各500mm500mm，短柱、一级框架柱的，短柱、一级框架柱的角柱和需要提高变形能力的柱采用全高加密。角柱和需要提高变形能力的柱采用全高加密。（3）箍筋加密区内箍筋）箍筋加密区内箍筋直径、间距和直径、间距和肢距肢距 考虑柱在其层高范围内剪力值不变，及可能存在的扭转影响，为避免非考虑柱在其层高范围内剪力值不变，及可能存在的扭转影响，为避免非加密区抗剪承载力降低过多而造成剪切破坏，在柱的非加密区，箍筋的体加密区抗剪承载力降低过多而造成剪切破坏，在柱的非加密区，箍筋的体积配筋率不宜小于加密区配筋率的积

53、配筋率不宜小于加密区配筋率的50%，箍筋间距对一、二级抗震不应大，箍筋间距对一、二级抗震不应大于于10d，对三、四级抗震不宜大于，对三、四级抗震不宜大于15d，d为纵筋直径。为纵筋直径。 为有效约束混凝土，柱加密区的箍筋肢距，一级不宜大于为有效约束混凝土，柱加密区的箍筋肢距，一级不宜大于200mm，二、，二、三级不宜大于三级不宜大于250mm，四级不宜大于，四级不宜大于300mm。 且每隔一根纵筋宜在两个且每隔一根纵筋宜在两个方向有箍筋或拉筋的约束。方向有箍筋或拉筋的约束。箍筋加密区内箍筋肢距箍筋加密区内箍筋肢距（1）宜对称配置。）宜对称配置。 （2）柱纵向钢筋的最小总配筋率应按表采用，同时每

54、一）柱纵向钢筋的最小总配筋率应按表采用，同时每一侧配筋率不应小于侧配筋率不应小于0.2%。对。对IV类场地上较高的高层建筑，表中的数值宜增类场地上较高的高层建筑，表中的数值宜增加加0.1。 （3）柱总配筋率不应大于）柱总配筋率不应大于5%。 （4）一级且剪跨比不大于）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的柱，每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%。 （5）边柱、角柱及抗震墙边柱考虑地震作用组合产生拉力时，柱内纵）边柱、角柱及抗震墙边柱考虑地震作用组合产生拉力时，柱内纵筋总截面面积计算值应增加筋总截面面积计算值应增加25%。六、控制纵向钢筋面积，提高框架柱的延性六、控制纵向钢筋面积，

55、提高框架柱的延性柱类型柱类型抗震等级抗震等级一级一级二级二级三级三级四级四级框架中柱、边柱框架中柱、边柱1.00.80.70.6框架角柱框架角柱1.21.00.90.8框架柱全部纵向钢筋最小配筋百分率（框架柱全部纵向钢筋最小配筋百分率（% %）柱正截面受弯承载力柱正截面受弯承载力100010.52cysssRExMf bx hf AhaN h101cyssssRENf bxf AhaA0011.050.0561svtyvREAVf bhfhNsv柱斜截面受剪承载力柱斜截面受剪承载力其中，当其中，当 小于小于1时，取时，取 =1；当；当 大于大于3时，取时，取 =3。上式中。上式中N为考虑地震为

56、考虑地震作用组合的框架柱的轴向压力设计值，当作用组合的框架柱的轴向压力设计值，当N大于大于0.3fcA时，取时，取N=0.3fcA。0011.050.21svctyvREAVf bhfhNs并且当式中方括号内的计算值小于并且当式中方括号内的计算值小于 时，取等于时，取等于 且且 的值不应小于的值不应小于0.36f0.36ft tbhbh0 0。上式中。上式中N N为考虑地震作用组合的框为考虑地震作用组合的框架柱的轴向拉力设计值。架柱的轴向拉力设计值。0svyvhsAf0svyvhsAf0svyvhsAf当框架柱出现拉力时，其斜截面受剪承载力计算公式则应为：当框架柱出现拉力时，其斜截面受剪承载力

57、计算公式则应为：柱上端纵筋柱下端纵筋箍筋在竖向荷载和地震作用下，框架梁柱节点主要在竖向荷载和地震作用下，框架梁柱节点主要承受柱传来的轴向力、弯矩、剪力和梁传来的承受柱传来的轴向力、弯矩、剪力和梁传来的弯矩、剪力。弯矩、剪力。 节点区的受力节点区的受力节点区的破坏形式为由主拉应力引起的剪切破坏。节点区的破坏形式为由主拉应力引起的剪切破坏。如果节点未设箍筋或箍筋不足，则由于其抗剪能如果节点未设箍筋或箍筋不足，则由于其抗剪能力不足，节点区出现多条交叉斜裂缝，斜裂缝间力不足，节点区出现多条交叉斜裂缝，斜裂缝间混凝土被压碎，柱内纵向钢筋压屈。混凝土被压碎，柱内纵向钢筋压屈。4.4.3 4.4.3 框架节

58、点抗震设计框架节点抗震设计 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。根据坏。根据“强节点弱构件强节点弱构件”的设计概念，框架节点的设计准则的设计概念，框架节点的设计准则是；是；节点的承载力不应低于其连接构件（梁、柱）的承载力；节点的承载力不应低于其连接构件（梁、柱）的承载力；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；罕遇地震时，节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递；罕遇地震时，节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递；梁柱纵筋在节点区应有可靠的锚固；梁柱纵筋在节点区应有可靠的锚固；节点配筋不应

59、使施工过分困难。节点配筋不应使施工过分困难。砼粘结强度退化率为砼粘结强度退化率为0.750.75，抗震所需的锚固长度应在，抗震所需的锚固长度应在原锚固长度原锚固长度 上有所增加。上有所增加。一、二级一、二级 三级三级四级四级 弯折筋的弯折段不能太小。弯折筋的弯折段不能太小。alaaEaaEaaEllllll05.115.1dllaEH154 . 0和dlllvaEH1545. 0和框架节点构造框架节点构造框架节点内必须设置足够数量的水平箍筋，箍筋的最大间距、最小直径与框架节点内必须设置足够数量的水平箍筋，箍筋的最大间距、最小直径与柱加密区的要求相同，或比其要求更高。柱加密区的要求相同，或比其要

60、求更高。 柱中纵筋不宜在节点区截断，框架梁上部纵筋应贯穿中间节点。框架梁、柱中纵筋不宜在节点区截断，框架梁上部纵筋应贯穿中间节点。框架梁、柱中钢筋在节点的配筋构造参见非抗震设防要求现浇框架，但钢筋的锚固柱中钢筋在节点的配筋构造参见非抗震设防要求现浇框架，但钢筋的锚固长度应满足相应的纵向受拉钢筋抗震锚固长度长度应满足相应的纵向受拉钢筋抗震锚固长度laE。节点剪力设计值节点剪力设计值 取某中间节点为隔离体，设梁端已出现塑性铰，则梁受拉纵筋的应力为fyk。 ctsykbsykcrjVAfAfVTCVbctcbcchHMMVMcb = Mcu，Mct = Mcl Mcl + Mcu = Mbl + M