多层框架结构抗震设计

1、都江堰中学新校区教学楼，五层框架结构，建于2008年，框架梁柱基本完好。5.15.1框架结构的震害框架结构的震害都江堰中学新校区教学楼，五层框架结构，建于2008年，框架梁柱基本完好。都江堰市小憩驿站酒店，五层框架结构，建于2008年，框架梁柱基本完好。绵竹市汉旺镇某建筑，三层框架结构，框架基本完好，填充墙外闪倒塌。甘肃省陇南市某在施工程，17层框架结构，结构完好都江堰市国堰宾馆主楼，13层框架结构，机构基本完好。都江堰市国堰宾馆副楼，7层异形柱框架结构，建于2008年，框架梁轻微受损，围护墙开裂。都江堰市国堰宾馆副楼，7层异形柱框架结构，建于2008年，梁端开裂。都江堰市建设大厦，7层框架结

2、构，建于1996年，主体结构轻微破坏。框架梁端弯曲裂缝楼梯间框架梁端出现弯曲裂缝都江堰市地税局办公楼，6层框架结构，建于2001年，结构基本完好。1层楼梯处框架梁端裂缝，次梁和楼板开裂。框架梁端裂缝次梁与楼板开裂次梁与楼板开裂棉竹市汉旺镇东方汽轮机厂某框架结构,底层角柱节点混凝土剥落.棉竹中学实验学校,6层框架结构,建于2002年,底层柱脚混凝土保护层剥落.都江堰市宁江集团学校教学楼，6层框架结构，底层梁端开裂，底层柱头混凝土压溃，主筋压弯。底层梁端开裂底层柱头混凝土压溃汶川县映秀镇漩口中学教学楼，层框架结构，节点剪切裂缝。汶川县映秀镇漩口中学教学楼，框架结构，底层框架节点破坏。棉竹中学实验学

3、校，层框架结构（局部错层），建于年，底层柱破坏（错层造成短柱）。都江堰市交通稽征所办公楼，层框架结构，建于1997年，梁端弯剪斜裂缝。棉竹市建设局办公楼，层框架结构，底层柱破坏。棉竹市汉旺镇东方汽轮机材料研究中心，层框架结构，底层角柱端部裂缝都江堰市烟草公司层框架结构，底层柱头混凝土压碎，主筋压弯。都江堰市烟草公司层框架结构，底层柱头混凝土压碎，主筋压弯。棉竹市汉旺镇某建筑，框架结构，填充墙震损塌落，柱剪切破坏。棉竹市汉旺镇某底框结构，底层柱头破坏、倾斜。棉竹市汉旺镇东汽学校教学楼，层框架结构可，角柱破坏。棉竹中学实验学校教学楼，层框架结构，建于年，因填充墙不合理砌筑导致柱严重破坏。棉竹中学实

4、验学校教学楼，层框架结构，建于年，底层柱严重破坏。棉竹中学实验学校教学楼，层框架结构，建于年，底层柱严重破坏。棉竹市汉旺镇某建筑，框架结构，底层柱头混凝土压溃，主筋压弯。棉竹市汉旺镇某建筑，框架结构，层柱脚混凝土压碎。棉竹市汉旺镇某商住楼，框架结构，底层柱头严重破坏。绵阳市临园酒店，层框架结构，顶层柱头破坏。都江堰市金叶宾馆，层框架结构，底层柱头混凝土压碎，主筋弯曲，节点破坏，节点无箍筋。楼梯平台梁支承柱节点破坏底层角柱节点破坏底层柱破坏底层边柱破坏底层中柱破坏都江堰市临机场家属楼，层框架结构，底层梁柱节点剪切斜裂缝。安县安昌镇血站综合楼，层框架结构，建于年，底层框架节点剪切破坏。汶川县映秀镇

5、漩口中学教学楼，框架结构，底层角柱节点破坏。汶川县映秀镇漩口中学教学楼，框架结构，底层角柱节点破坏。汶川县映秀镇漩口中学教学楼，框架结构，框架节点两侧标高不同，节点破坏。汶川县映秀镇漩口中学教学楼，框架结构，底层角柱节点破坏。棉竹市汉旺镇某建筑，框架结构，柱压弯破坏，混凝土压溃，钢筋压弯呈灯笼状。都江堰市某新建建筑，层框架结构，底层柱侧移倾斜，柱头、柱脚破坏。都江堰市某新建建筑，层框架结构，底层柱侧移倾斜，柱头、柱脚破坏。都江堰市某商住楼，层框架结构，柱端混凝土酥碎，主筋压弯，柱端箍筋未按规范要求加密。都江堰市交通稽征所，层框架结构，建于1997年，因填充墙不合理砌筑导致短柱破坏。都江堰市某商

6、住楼，层框架结构，底层柱头加腋，柱混凝土压溃，钢筋笼呈灯笼状。都江堰市某商住楼，层框架结构，底层柱头严重破坏。都江堰市某框架结构底层柱破坏倾斜。绵阳市财政局大楼，层框架剪力墙结构，出屋面水箱间，柱节点破坏，节点区无箍筋。绵阳市财政局大楼，层框架剪力墙结构，出屋面水箱间，柱脚混凝土压溃，钢筋笼呈灯笼状。绵阳市财政局大楼，层框架剪力墙结构，出屋面水箱间，端柱混凝土破坏，钢筋笼呈灯笼状。都江堰市某住宅楼，层框架结构，底层柱头破坏。都江堰市某住宅小区商住楼，层框架结构，建于2003年，底层柱头破坏。都江堰市某住宅小区商住楼，层框架结构，建于2003年，底层交柱节点剪切斜裂缝。都江堰市某住宅小区，层框架

7、结构，建于2003年，底层柱交混凝土压碎，钢筋笼偏小，保护层厚达100mm。德阳市孝泉师范学校，框架结构，柱头剪切破坏。北川县某建筑，框架结构，柱头破坏倾斜。彭州市小渔洞商店，层框架结构，底层柱倾斜侧移。底层柱端和节点混凝土压碎，柱倾斜。棉竹市汉旺镇某建筑，框架结构，柱头混凝土压溃。棉竹市汉旺镇某建筑，框架结构，柱头压偏混凝土破碎。北川县某建筑，框架结构，柱端破坏，建筑整体倾斜。北川县某建筑，框架结构，屋顶整体倒塌。北川县某建筑，框架结构，屋顶整体倒塌。都江堰市某住宅小区，层框架结构，建于2003年，底部两层整体倒塌，上部下坐，层变成层。都江堰市某住宅小区，层框架结构，建于2003年，底部两层

8、整体倒塌，上部下坐，层变成层。都江堰市某住宅小区，层框架结构，建于2003年，柱端折断，整体倒塌。都江堰市某商业楼，层框架结构，出屋面小楼倒塌。都江堰市天地仁商务酒店，层框架结构，建于2007年，屋顶小塔楼倒塌。都江堰市基督教堂，框架结构，底部结构轻微破坏，出屋面塔楼破坏严重。都江堰市基督教堂，框架结构，底部结构轻微破坏，出屋面塔楼破坏严重。汶川县映秀镇漩口中学，框架结构，房屋整体倒塌。汶川县映秀镇漩口中学，框架结构，侧向倒塌。汶川县映秀镇漩口中学，框架结构，柱折断，整体倒塌。都江堰市某建筑，层框架结构，完全倒塌。都江堰市中医院住院部大楼，层框架结构，平面“”形，一翼完全倒塌。都江堰市中医院住

9、院部大楼，层框架结构，住院部与门诊部连廊部分倒塌。都江堰市某建筑，层框架结构一端倒塌。都江堰市某建筑，层框架结构，底部两层完全倒塌。什邡市红白镇某两层框架结构严重破坏变形，仍未倒塌。都江堰市中国移动电信大楼，层（局部层）框架剪力墙结构，建于2000年。剪力墙连梁“”形裂缝一层剪力墙底部混凝土压碎剪力墙斜裂缝一层弧形楼梯间剪力墙水平缝和斜裂缝都江堰市中公安局大楼，层框架剪力墙结构，建于1995年。剪力墙连梁“”形裂缝剪力墙连梁“”形裂缝剪力墙连梁“”形裂缝剪力墙连梁“”形裂缝剪力墙连梁“”形裂缝都江堰市某在施建筑，层框架剪力墙结构，结构基本完好。都江堰市某在施建筑，层框架剪力墙结构，结构基本完好

10、。都江堰市某闽江国际大厦，层框架剪力墙结构，建于2008年。剪力墙连梁“”形裂缝剪力墙底部混凝土压碎，主筋压屈剪力墙混凝土酥碎5.2 5.2 概述概述一一.多高层建筑的结构形式多高层建筑的结构形式框架、抗震墙、框架抗震墙及框架简体等结构体系框架、抗震墙、框架抗震墙及框架简体等结构体系 二二.抗震设计的内容抗震设计的内容抗震概念设计：抗震概念设计：结构体系选择结构体系选择 ，结构布置，一般规定等。，结构布置，一般规定等。抗震计算设计：内力，强度，变形等。抗震计算设计：内力，强度，变形等。抗震的构造措施设计等。抗震的构造措施设计等。5.3 5.3 抗震设计的一般要求（概念设计）抗震设计的一般要求（

11、概念设计）一一.结构体系选择结构体系选择 多高层钢筋混凝土房屋的结构体系有：多高层钢筋混凝土房屋的结构体系有：框架、抗震框架、抗震墙、框架抗震墙及框架简体等结构体系墙、框架抗震墙及框架简体等结构体系 。根据房。根据房屋的高度等可选择不同的体系（表屋的高度等可选择不同的体系（表5.15.1）。）。二二. 结构布置结构布置 1.1.结构布置的基本原则是：结构布置的基本原则是：结构平面应力求简单规则，结构的主要抗侧力构件结构平面应力求简单规则，结构的主要抗侧力构件应对称均匀布置，尽量使结构的刚心与质心重合，避应对称均匀布置，尽量使结构的刚心与质心重合，避免地震时引起结构扭转及局部应力集中。免地震时引

12、起结构扭转及局部应力集中。 刚度中刚度中心心质量中质量中心心结构的竖向布置，应使其质量沿高度方向均匀分布，结构的竖向布置，应使其质量沿高度方向均匀分布，避免结构刚度突变，并应尽可能降低建筑物的重心，以避免结构刚度突变，并应尽可能降低建筑物的重心，以利结构的整体稳定性。利结构的整体稳定性。 合理地设置变形缝。合理地设置变形缝。 加强楼加强楼屋盖屋盖的整体性。使结构受力均匀。的整体性。使结构受力均匀。 尽可能做到技术先进，经济合理。尽可能做到技术先进，经济合理。2.2.框架结构布置框架结构布置A,A,一般的柱网形一般的柱网形式。式。 承重框架宜双向设置。楼电梯间不宜设在结构单元承重框架宜双向设置。

13、楼电梯间不宜设在结构单元的两端及拐角处。的两端及拐角处。 B B 地震区的框架结构，应设计成延性框架，地震区的框架结构，应设计成延性框架， 遵守遵守“强柱弱梁强柱弱梁”、“强剪弱弯强剪弱弯”、强节点、强锚、强节点、强锚固等设计原则。固等设计原则。 3、抗震等级、抗震等级 体现在同样地震烈度下不同结构类型的钢筋砼房屋体现在同样地震烈度下不同结构类型的钢筋砼房屋不同的抗震要求。不同的抗震要求。如：次要的抗侧力结构单元的抗震要求可以低于主要的如：次要的抗侧力结构单元的抗震要求可以低于主要的抗侧力结构单元。抗侧力结构单元。 抗震等级分为四级，结构的抗震等级越高，抗震措抗震等级分为四级，结构的抗震等级越

14、高，抗震措施越高。施越高。C 框架结构梁柱截面尺寸要求（作业）框架结构梁柱截面尺寸要求（作业）框架结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度计算截面强度计算变形验算变形验算构造措施等构造措施等5.3 5.3 框架内力与位移计算框架内力与位移计算一、水平地震作用的计算一、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

15、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 （1)反弯点法反弯点法 反弯点法适用条件：层数较少，梁柱线刚度比大于反弯点法适用条件：层数较少，梁柱线刚度比大于3时。时。反弯点位置：上部反弯点位置：上部 0.5H ， 底层底层 0.7H内力计算步骤：内力计算步骤：层间剪力分配到柱层间剪力分配到

16、柱计算柱弯矩计算柱弯矩根据节点平衡计算梁弯矩。根据节点平衡计算梁弯矩。 a 修正系数，修正系数，由梁柱线刚度比定。由梁柱线刚度比定。1312hEID 31 2cE IDhhEIkcc21 2cDkh柱线刚度柱线刚度ckkkk221ckkkkkk24321kk2ckkk3ckkkk65kk25 . 0cK2K1KcK4K1K2K3K3KcK5KcK6K取值取值边柱边柱中柱中柱一般层一般层底层底层、确定反弯点高度、确定反弯点高度yy0 标准反弯点高度比，查附表标准反弯点高度比，查附表5-1 P181y1 上、下梁线刚度不同，对上、下梁线刚度不同，对y0 的修正值的修正值 弯点上移，弯点上移， y1

17、 为正值为正值 弯点下移，弯点下移， y1 为负值为负值ijjijVDDVhyyyyy)(32101K2K4K3K143211kkkk121431kkkk 、计算柱端弯矩、计算柱端弯矩l上端上端l下端下端hhu2k()ci jMVhy上y y3 3 下层层高与本层层高不同时，反弯点高度修正值。下层层高与本层层高不同时，反弯点高度修正值。上cM下cMijVyci jMVy下、 计算柱轴力计算柱轴力N ， 为各层柱上梁端剪力之和为各层柱上梁端剪力之和lMMVrblbbbVlbMrbMbV、计算梁端弯矩、计算梁端弯矩1k2k112(bcckMMMkk左上下）212(bcckMMMkk右上下）三、框架

18、结构设计例题三、框架结构设计例题 某综合服务楼，主体为某综合服务楼，主体为8层钢筋混凝土框架结构，空心层钢筋混凝土框架结构，空心砖填充墙，局部砖填充墙，局部9层，梁板柱均为现浇。柱网布置、建筑层，梁板柱均为现浇。柱网布置、建筑层高及横剖面简图见图层高及横剖面简图见图 ，底层柱截面尺寸；中柱，底层柱截面尺寸；中柱650mm650mm，边柱，边柱550550mm。柱混凝土。柱混凝土13层层 C40，49层层 C30。楼板采用双向连续板。纵横向框架。楼板采用双向连续板。纵横向框架梁截面梁截面 400mm 650mm，梁混凝土，梁混凝土 C30。设防烈度。设防烈度8度，度，设计基本地震加速度为设计基本

19、地震加速度为0.20g，I类场地土，设计地震分类场地土，设计地震分组为二组，抗震等级为二级。要求进行横向框架设计。组为二组，抗震等级为二级。要求进行横向框架设计。计算步骤：计算步骤：重力荷载代表值计算重力荷载代表值计算刚度计算：梁，柱，层刚度计算：梁，柱，层自振周期计算自振周期计算地震作用计算地震作用计算地震作用的分配地震作用的分配地震作用下的内力计算地震作用下的内力计算竖向荷载下的内力计算竖向荷载下的内力计算内力组合内力组合强度、变形计算强度、变形计算计算简图计算简图【解【解 （1）重力荷载计算）重力荷载计算 恒荷载取全部，活荷载恒荷载取全部，活荷载取取50，各层重力荷载集，各层重力荷载集中

20、于楼屋盖标高处，其代中于楼屋盖标高处，其代表值为；表值为；9层层1800kN，8层层11570kN，27层层 9597kN，底层底层 9623kN。 （2）梁柱刚度计算（为计算框架的自振周期）梁柱刚度计算（为计算框架的自振周期） 梁的线刚度如表梁的线刚度如表514。对于现浇砼框架梁：对于现浇砼框架梁：Ib=1.5I0 Ib=2.0I0考虑板的影响考虑板的影响边框架边框架中框架中框架注意区分不同位置的框架柱刚度注意区分不同位置的框架柱刚度影响因素：层位置；砼等级；截面尺寸；层高。影响因素：层位置；砼等级；截面尺寸；层高。还有：边框架；中框架；边柱；中柱等。还有：边框架；中框架；边柱；中柱等。边框

21、架边框架边框架边框架中框架中框架区分边框架与区分边框架与中框架，是考中框架，是考虑梁的刚度不虑梁的刚度不同。区分边柱同。区分边柱与中柱，是考与中柱，是考虑梁的约束不虑梁的约束不同。同。 柱的侧移刚度柱的侧移刚度D值如表值如表515及表及表516。cK2K1K3KcK将各层不同将各层不同柱的刚度都柱的刚度都计算出来。计算出来。将各层柱的总刚度汇总将各层柱的总刚度汇总 （3）.自振周期计算自振周期计算 按顶点位移法计算，考虑填充墙对框架刚度的影响，取按顶点位移法计算，考虑填充墙对框架刚度的影响，取基本周期调整系数基本周期调整系数a0=0.6。计算公式为。计算公式为 将各层的重力荷载代表值看将各层的

22、重力荷载代表值看作水平荷载，计算其产生的框架作水平荷载，计算其产生的框架顶点位移。顶点位移。V层间刚度层间刚度层间位移层间位移累积位移累积位移（4）横向地震作用计算）横向地震作用计算 地震作用按地震作用按 8度设计基本地震加速度度设计基本地震加速度 0.2g，类场地，类场地，设计地震分组按二组，则设计地震分组按二组，则 Tg=0.3s，amax=0.16， 采用底部剪力法计算。由于采用底部剪力法计算。由于T=0.7151. .4Tg=0.425，故，故应考虑顶点附加地震作用，取应考虑顶点附加地震作用，取 顶点附加地震作用顶点附加地震作用各层地震作用分配：各层地震作用分配：注意：第注意：第9层考

23、虑鞭梢作用。第层考虑鞭梢作用。第8层考虑顶点附加地震作用。层考虑顶点附加地震作用。（5）弹性层间变形验算）弹性层间变形验算（6）地震作用下框架的内力分析）地震作用下框架的内力分析作为例题，此处取横向框架作为例题，此处取横向框架KJ4为例，为例，KJ4柱端弯矩计柱端弯矩计算结果详见表算结果详见表520. imimiiDVVDy为反弯点高度；为反弯点高度；imMV yh下1imiMVy h上上cM下cMijVy柱剪力分配柱剪力分配地震作用下框架梁端弯矩：地震作用下框架梁端弯矩：将柱端弯矩在梁端分配，将柱端弯矩在梁端分配，使梁端弯矩与柱端弯矩相等。使梁端弯矩与柱端弯矩相等。1k2k112(bcckM

24、MMkk左上下）212(bcckMMMkk右上下）地震作用下的梁端地震作用下的梁端剪力及柱轴力剪力及柱轴力 ：lMMVrblbbbVlbMrbMbV梁端剪力之合为柱轴力梁端剪力之合为柱轴力 分层法和弯矩二次分配法分层法和弯矩二次分配法1) 分层法（弯矩分配法）分层法（弯矩分配法）3层2层1层 底层底层 其它层其它层柱线刚度柱线刚度 不变不变 0.9 传递系数传递系数 1/2 1/3 将各层计算结果叠加。对于不平衡弯矩较大节点再分配将各层计算结果叠加。对于不平衡弯矩较大节点再分配一次（不再传递）。一次（不再传递）。2) 弯矩二次分配法弯矩二次分配法 过程：计算各节点固端弯矩（不平衡弯矩）过程：计

25、算各节点固端弯矩（不平衡弯矩）分配分配（第一次）和（第一次）和 传递同时进行传递同时进行再分配（第二次）。再分配（第二次）。 考虑塑性内力重分布，可将梁端弯矩调幅，减小梁考虑塑性内力重分布，可将梁端弯矩调幅，减小梁端弯矩端弯矩 调整系数调整系数 现浇框架现浇框架 0.80.9 装配整体式装配整体式 0.70.8调幅后的跨中弯矩计算调幅后的跨中弯矩计算 注意只有竖向荷载作用下的梁端弯矩可以调幅，水注意只有竖向荷载作用下的梁端弯矩可以调幅，水平荷载作用下的梁端弯矩不能调幅。平荷载作用下的梁端弯矩不能调幅。例题续（例题续（7）竖向荷载作用下框架内力分析）竖向荷载作用下框架内力分析 内力分析采用弯矩分

26、配法。在竖向荷载作用下梁端可内力分析采用弯矩分配法。在竖向荷载作用下梁端可以考虑塑性内力重分布，取弯矩调幅系数以考虑塑性内力重分布，取弯矩调幅系数0.8，楼面竖向荷，楼面竖向荷载分别按恒荷载及全部活荷载计算。载分别按恒荷载及全部活荷载计算。 分配两次，分配两次，传递一次。传递一次。竖向荷载下梁端剪力和柱轴力计算计算竖向荷载下梁端剪力和柱轴力计算计算 通过内力计算，获得了在不同荷载作用下产生的构通过内力计算，获得了在不同荷载作用下产生的构件内力标准值。根据可能出现的最不利情况进行构件的件内力标准值。根据可能出现的最不利情况进行构件的内力组合所得设计内力值，进行截面设计内力组合所得设计内力值，进行

27、截面设计. 一般有两种组合：一般有两种组合：（1）、）、 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EhGESSS3.12.1（2）、）、 竖向荷载效应组合竖向荷载效应组合(非抗震组合非抗震组合) 包括全部恒载与活载的组合。包括全部恒载与活载的组合。QGSSS4.12.1 具体对于框架来说，对框架梁、框架柱的控制截面具体对于框架来说，对框架梁、框架柱的控制截面进行内力组合。进行内力组合。i)、框架梁、框架梁 （取不利组合）（取不利组合）QGEhGEMMMMMM4.12.13.12.1梁端正弯矩梁端正弯矩梁端负弯矩梁端负弯矩GEEhMMM2 . 13 . 1GE

28、MEhM跨中正弯矩跨中正弯矩取不利组合中中QGEhGEMMMMMM4 . 12 . 13 . 12 . 1取不利组合QGbEhGEbVVVVVV4 .12 .13 .12 .1梁端剪力梁端剪力GEAMEhAMGEBMEhBMARBRxl用平衡求出用平衡求出 或或求出剪力为零的位置求出剪力为零的位置xARBRqRxAGEAEhAAMMqxxRM22中柱上下端为控制截面取不利组合柱上下端为控制截面取不利组合QGQGEhGEEhGEQGQGEhGEEhGEMMMNNNMMMNNNNNNMMMNNNNMMM4.12.14.12.13.12.13.12.14.12.14.12.1(3.13.12.1ma

29、xmaxmaxmax尽量小）取1) 多遇地震烈度下。多遇地震烈度下。 求出多遇烈度下得各层间剪力求出多遇烈度下得各层间剪力 层间位移层间位移2) 罕遇地震作用下层间弹塑性位移计算罕遇地震作用下层间弹塑性位移计算 对于对于 大于大于0.5的框架，只要弹性位移满足要求，的框架，只要弹性位移满足要求，可不进行弹塑性位移计算。可不进行弹塑性位移计算。iVjieDVHeey(略）略） 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。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楼层屈服强度的确定楼层屈服强度的确定a、

30、 根据梁柱的实际配筋及材料的强度标准值，计算梁柱的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实际极限抗弯承载力梁梁:柱柱:5.0yy)(0syksbuahfAM)1(5.0)(0ckcccsykscufhbNNhahfAMy.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 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，且不柱端截面有效受弯承载

31、力由节点的弯矩平衡得出，且不大于柱的极限弯矩。大于柱的极限弯矩。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下柱上端屈服取小者下上下111,icuicuiiicMMKKM1iKiKicuM上icuM上icM上c、

32、计算第计算第i层第层第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 层间弹塑性位移验算层间弹塑性位移验算eppuuHuppl确定计算简图、几何参数计算、静力荷载统计。确定计算简图、几何参数计算、静力荷载统计。l地震作用计算：用底部剪力法计算水平地震作用及地震作用计算：用底部剪力法计算水平地震作用及层间剪力层间剪力 T a FEk Vil内力计算：用内力计算：用D值法计算水平作用下的内力（并同值法计算

33、水平作用下的内力（并同时进行弹性层间位移验算）；用分层法或弯矩二次分时进行弹性层间位移验算）；用分层法或弯矩二次分配法计算重力荷载代表值作用下的内力。配法计算重力荷载代表值作用下的内力。计算各项非地震荷载作用下的内力。计算各项非地震荷载作用下的内力。l内力组合：包括地震作用组合及非地震作用组合。内力组合：包括地震作用组合及非地震作用组合。l截面及节点设计（配筋计算）：注意内力值的调整。截面及节点设计（配筋计算）：注意内力值的调整。l弹塑性位移验算：梁柱截面极限抗弯承载力弹塑性位移验算：梁柱截面极限抗弯承载力 柱端柱端有效受弯承载力有效受弯承载力 Vpji Vpi；a1i Vei xyi 薄弱层

34、薄弱层 hp Dup （一）、框架梁抗震设计（一）、框架梁抗震设计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、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 梁左右端顺时针或逆时针组合设计弯矩。对一梁左右端顺时针或逆时针组合设计弯矩。对一级框架两端均为负值时

35、，取绝对值较小的一侧级框架两端均为负值时，取绝对值较小的一侧GbnrbualbuabGbnrblbvbbVlMMVVlMMV1.1rblbMM ,0bM一、二、三级框架：一、二、三级框架：q-重力荷载代表值重力荷载代表值vb 梁端剪力增大系数，对于一、二、三级框架梁端剪力增大系数，对于一、二、三级框架分别取分别取1.3、1.2、1.1。 )15.0(1 5.285.0 )2.0(100bhfVhlbhfVccREbbnREccREb时当5 .13;105.1185.0 )25.142.0(10000hsAfbhfVhSAfbhfVsvyvtREbREsvyvtREb集中力作用时 梁斜截面受剪承

36、载力梁斜截面受剪承载力 剪压比限值（梁最小截面尺寸要求）剪压比限值（梁最小截面尺寸要求） 主要影响因素：截面尺寸、纵筋配筋率、剪压比、主要影响因素：截面尺寸、纵筋配筋率、剪压比、配箍率、钢筋及砼的强度。配箍率、钢筋及砼的强度。 截面：截面： 纵筋配筋率：（通过受压区高度控制）纵筋配筋率：（通过受压区高度控制） 一级框架一级框架 ， 二、三级框架二、三级框架 梁端受拉筋配筋率梁端受拉筋配筋率4,4 ,200bhlhmmbn25. 035.0%5.2 梁端加密箍筋：梁端加密箍筋： 抗震等级抗震等级 加密区长度加密区长度 最大间距（取小）最大间距（取小） 最小直径最小直径 一一 2hb,500 mm

37、 6d, hb/4,100mm 10 二二 1.5hb,500 mm 8d, hb/4,100mm 8 三三 1.5hb,500 mm 8d, hb/4,150mm 8 四四 1.5hb,500 mm 8d, hb/4,150mm 65.0ssAA3.0ssAA 梁端受压纵筋与受拉纵筋的比率梁端受压纵筋与受拉纵筋的比率一级框架一级框架二、三二、三级框架级框架 一、二级框架不小于一、二级框架不小于 ， 且不小于受力纵筋面积且不小于受力纵筋面积的的1/4. 三四级框架不少于三四级框架不少于 。4、梁筋锚固：防止锚固破坏、梁筋锚固：防止锚固破坏142122 梁筋锚固方式：直线型和弯折型梁筋锚固方式：

38、直线型和弯折型 砼粘结强度退化率为砼粘结强度退化率为0.75，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 通过合理配筋方式使梁的预期塑性铰离开柱边不小于梁通过合理配筋方式使梁的预期塑性铰离开柱边不小于梁高也不小于高也不小于500mm处。处。 方法：附加短纵筋，附加短腰筋，弯筋。方法：附加短纵筋，附加短腰筋，弯筋。 要求柱边截面要求柱边截面比塑性铰处受弯承

39、载力提高比塑性铰处受弯承载力提高25%以上。以上。 （二）、框架柱抗震设计（二）、框架柱抗震设计 设计原则及要点：设计原则及要点： 强柱弱梁，使柱尽量不出现塑性铰强柱弱梁，使柱尽量不出现塑性铰柱设计弯矩的柱设计弯矩的取值及计算。取值及计算。 在弯曲破坏之前不发生剪切破坏，使柱有足够的抗剪在弯曲破坏之前不发生剪切破坏，使柱有足够的抗剪能力能力柱设计剪力的取值及计算。柱设计剪力的取值及计算。 控制柱的轴压比不要太大控制柱的轴压比不要太大轴压比的限值。轴压比的限值。 加强约束，配置必要的约束箍筋加强约束，配置必要的约束箍筋构造要求。构造要求。 名义轴向压应力与砼抗压强度之比名义轴向压应力与砼抗压强度

40、之比 轴压比是影响柱子破坏形态和延性的主要因素之一。轴压比是影响柱子破坏形态和延性的主要因素之一。 轴压比越大，柱子的延性越差。柱子的破坏形态也轴压比越大，柱子的延性越差。柱子的破坏形态也随轴压比的增大，由大偏心破坏向小偏心破坏过渡。抗随轴压比的增大，由大偏心破坏向小偏心破坏过渡。抗震结构要求柱子有足够的延性且为大偏心破坏，故控制震结构要求柱子有足够的延性且为大偏心破坏，故控制轴压比的限值。轴压比的限值。cccNb h f组合轴压力设计值组合轴压力设计值 轴压比轴压比 抗震等级抗震等级 一一 二二 三三 框架柱框架柱 0.7 0.8 0.9 框支柱框支柱 0.6 0.7 框框-墙、板柱墙及筒体

41、墙、板柱墙及筒体 0.75 0.85 0.952、 强柱弱梁强柱弱梁-柱设计弯矩的取值柱设计弯矩的取值 要求：塑性铰出现在梁上要求：塑性铰出现在梁上 (如何设计？）如何设计？）cccNb h fc对于一、二、三级框架分别为对于一、二、三级框架分别为1.4、1.2、1.1。 bccMMrbMlbMrbMlbMtcMucMtcMucM 底层柱、角柱内力：底层柱、角柱内力： 一、二、三级框架底层柱底截面的组合弯矩设计一、二、三级框架底层柱底截面的组合弯矩设计值应分别乘以值应分别乘以1.5、1.25和和1.15的增大系数，角柱内力的增大系数，角柱内力按上述调整后进一步放大按上述调整后进一步放大10%。

42、 柱的轴力按组合值取。柱的轴力按组合值取。 柱的配筋计算，注意承载力抗震调整系数。柱的配筋计算，注意承载力抗震调整系数。RERS8 .075.0或RE 柱剪力增大系数，柱剪力增大系数， 一、二、三级框架分别取一、二、三级框架分别取1.4、1.2、1.1。nbctcVCHMMV3、强剪弱弯、强剪弱弯设计剪力取值设计剪力取值 要求：在弯曲破坏之前不发生剪切破坏要求：在弯曲破坏之前不发生剪切破坏 剪压比限值，柱截面尺寸不能太小剪压比限值，柱截面尺寸不能太小)2 .0(10bhfVccREc短柱短柱 柱斜截面受剪承载力柱斜截面受剪承载力)15. 0(10hbfVcREc85. 03 . 03 . 03

43、3 112)056. 0105. 1(1000REccnsvyvtREcbhfNbhfNhHNhsAfbhfV时取时取时取 在柱端一定范围内加密箍筋。在柱端一定范围内加密箍筋。 加密箍筋的作用：承担剪力；约束砼；加密箍筋的作用：承担剪力；约束砼；提高抗压强度；提高变形能力；防止纵向提高抗压强度；提高变形能力；防止纵向压曲压曲 加密箍筋注意事项加密箍筋注意事项 范围：范围： 中取最大值，底中取最大值，底层，刚性地面上下各层，刚性地面上下各500mm。短柱、角柱全高加密。短柱、角柱全高加密。mmHhnc500 , 6 ,抗震等级抗震等级 最大间距（取较小值）最大间距（取较小值） 最小直径最小直径一

44、级：一级： 6d ， 100mm 10二级：二级： 8d， 100mm 8三级：三级： 8d， 150mm 8 四级：四级： 8d ， 150mm 8 箍筋最小体积配筋率箍筋最小体积配筋率 （见（见p117表表5-13） 箍筋型式：普通箍、复合箍、螺旋箍箍筋型式：普通箍、复合箍、螺旋箍 每隔一个纵筋它在两个方向有箍筋约束。非加密区：箍每隔一个纵筋它在两个方向有箍筋约束。非加密区：箍筋量不少于加密区的筋量不少于加密区的50%（6）、柱纵向钢筋的配置：最小配筋率和最大配筋率要求。）、柱纵向钢筋的配置：最小配筋率和最大配筋率要求。最小配筋率（见最小配筋率（见p116表表5-11)：如三级框架，中边柱

45、如三级框架，中边柱0.7%。最大配筋率为。最大配筋率为5%，注意防止粘结不足破坏。注意防止粘结不足破坏。 当柱边尺寸大于当柱边尺寸大于400mm时，纵向钢筋间距不宜大于时，纵向钢筋间距不宜大于200mm。 节点设计准则：节点设计准则： 节点承载力不应低于连接构件节点承载力不应低于连接构件 在多遇烈度下，节点处于弹性工作范围在多遇烈度下，节点处于弹性工作范围 罕遇烈度下，节点承载力的降低不能危及荷载的传递罕遇烈度下，节点承载力的降低不能危及荷载的传递 不应使施工过分困难不应使施工过分困难1、节点核心区受剪承载力验算、节点核心区受剪承载力验算 剪力设计值剪力设计值 节点的受力情况：节点的受力情况：

46、 作用于节点的剪力来源于边梁的开裂，由节点承担拉筋的作用于节点的剪力来源于边梁的开裂，由节点承担拉筋的锚固。锚固。 一、二级框架一、二级框架 边节点：边节点： 梁受拉筋的拉力梁受拉筋的拉力 柱受剪力柱受剪力 coljVTVsbjbahMT0bcccjbcolhHMMV下上60一 、 二 级 框 架 柱 内 梁 内 同 时搭 接 方 案Mc下上上Mc下上TcH柱的计算高度柱的计算高度)1 (00221bcsbsbbjbcolcsjhHahahMVCCTV60一 、 二 级 框 架 柱 内 梁 内 同 时搭 接 方 案Mc下上上Mc下上1T2sC2cC顶层节点：顶层节点：三、四级框架不需计算。三、

47、四级框架不需计算。jb节点剪力增大节点剪力增大系数一级为系数一级为1.35，二级，二级为为1.2。sbjbjahMTV060一 、 二 级 框 架 柱 内 梁 内 同 时搭 接 方 案M c下上上M c下上9度及一级时，尚应满足度及一级时，尚应满足顶层：顶层：中间层：中间层：)1 ()(15. 100bcsbsbrbualbuajhHahahMMVsbrbualbuajahMMV015. 1 节点约束影响系数，节点四边有梁，梁宽不节点约束影响系数，节点四边有梁，梁宽不小于该侧柱宽的小于该侧柱宽的1/2，且正交梁高度不小于框架梁高度的，且正交梁高度不小于框架梁高度的3/4时，取时，取 其他情况均

48、取其他情况均取j5.1j0.1j85.0RE)3.0(1jjccjREjhbfV 节点受剪承载力：由砼和箍筋共同承担。节点受剪承载力：由砼和箍筋共同承担。 当当 时，取时，取 节点核心区截面高度节点核心区截面高度 节点有效面积内的受剪箍筋全部截面面积。节点有效面积内的受剪箍筋全部截面面积。 节点截面有效宽度节点截面有效宽度度时不同）（ 9)(05.01.110sbsvjyvcjjjjtjREjahsAfbbNhbfVccchbfN5 .0ccchbfN5.0jhcjhhsvjAa、 当梁柱轴线重合，且梁宽不小于该侧柱宽的当梁柱轴线重合，且梁宽不小于该侧柱宽的1/2时时b、 当梁柱轴线重合，但梁宽小于该侧柱宽当梁柱轴线重合，但梁宽小于该侧柱宽1/2时，取下时，取下列较小者列较小者c、 当梁柱轴线不重合时，（偏心距不应大于当梁柱轴线不重合