抗震结构设计多层与高层钢筋混凝土房屋抗震设计

抗震结构设计多层与高层钢筋混凝土房屋抗震设计

本章要点掌握：水平地震作用的计算；框架内力和位移计算；框架梁、柱、节点的抗震设计。理解：多高层钢筋混凝土结构房屋抗震设计的一般要求。了解：多层及高层钢筋混凝土结构房屋的主要结构体系及震害特点。结构概念的理解

柱子的轴压比：还有剪跨比(柱截面承受的弯距与剪力相对大小的一个参数。表示为：M/Vh，h表示柱截面高度。此值大于2称该柱为长柱。小于2为短柱。)

轴力与抗压强度与截面积的乘积之比

，一般和抗震时柱子的延性息息相关(同时和剪跨比也有很大关系)，轴压比越小，变形能力越强，反之亦然

，

柱子和梁比起来，它的变形能力比较差，但是柱子在结构中的地位比梁大，所以要对它的变形能力作更多的要求，轴压比，剪跨比的限制就是因此而来的

轴压比是为了控制小偏心受压(脆性)，

在规范中也有限值，按抗震等级分：柱轴压比限值

结构类型抗震等级一二三框架结构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—

结构设计几个限值的意义

1、轴压比：主要为控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求，见抗规和，在剪力墙的轴压比计算中，轴力取重力荷载代表设计值，与柱子的不一样。

2、剪重比：主要为控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性，见抗规。

3、侧向刚度比：主要为控制结构竖向规则性。位移比：主要为控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。控制比例为1.5。见抗规、。

4、周期比：主要为控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影响，要求见高规。

5、刚重比：主要为控制结构的稳定性，以免结构产生滑移和倾覆，要求见高规。

6、剪跨比：

梁的剪跨比，剪力的位置a与h0的比值。剪跨比影响了剪应力和正应力之间的相对关系，因此也决定了主应力的大小和方向，也影响着梁的斜截面受剪承载力和破坏的方式；同时

也反映在受剪承载力的公式上。柱的剪跨比：若反弯点在柱子层高范围内，可取柱子的剪跨比小于2时，需要全长加密，见混凝土规范、。

7、剪压比（梁柱截面上的名义剪应力V/fcbh0与混凝土轴心抗压强度设计值的比值）：梁塑性铰区的截面剪压比对梁的延性、耗能能力及保持梁的强度、刚度有明显的影响，当剪压比大于0.15的时候，梁的强度和刚度有明显的退化现象，此时再增加箍筋用量，也不能发挥作用，因此对梁柱的截面尺寸有所要求。8、轴压比：轴压比是指有地震作用组合的柱组合轴压力设计值与柱的全截面面积和砼轴心受压抗压强度设计值乘积的比值，是影响柱子破坏形态和延性的主要因素之一。轴压比限值的依据是理论分析和试验研究并参照国外的类似条件确定的，其基准值是对称配筋柱大小偏心受压状态的轴压比分界值。

9、跨高比：梁的跨高比（梁的净跨与梁截面高度的比值）对梁的抗震性能有明显的影响。梁（非剪力墙的连梁）的跨高比小于5和深梁都按照深受弯构件进行计算的。10、延性比：延性比即为弹塑性位移增大系数。延性是指材料、构件、结构在初始强度没有明显退化的情况下的非弹性变形能力。延性比主要分为三个层面，即截面的延性比、构件的延性比和结构的延性比。结构的延性比多指框架或者剪力墙等结构的水平荷载-顶层水平位移（P-delta）、水平荷载-层间位移等曲线。

5.1概述多层和高层钢筋混凝土结构体系包括：框架结构体系由梁和柱组成，平面布置灵活，易于满足建筑物设置大房间的要求，应用广泛。抗震墙也称剪力墙，这种结构体系由钢筋混凝土纵横墙组成，抗侧力性能较强，但平面布置不灵活，纯剪力墙体系一般用于住宅、旅馆和办公楼建筑。筒体结构或由四周封闭的剪力墙构成单筒式的筒状结构；或以楼电梯为内筒，密排柱深梁框架为外框筒组成筒中筒结构。这种结构的空间刚度大，抗侧和抗扭刚度都很强，建筑布局亦灵活。

常用于超高层公寓、办公楼和商业大厦建筑等。框架-抗震墙结构：在框架房屋中增加抗震墙构成。框架－筒体体系：在框架房屋中增加筒体构成。抗震墙

一、结构布置不合理引起的震害扭转破坏：结构的平面布置不当容易造成刚度中心和质量中心的不重合，使地震时结构产生过大的扭转反应。旋转轴

唐山地震时，位于天津市的一幢平面为L形的建筑由于不对称而产生了强烈的扭转反应，导致离转动中心较远的东南角和东北角处严重破坏薄弱层破坏：地震作用下，结构抗侧移刚度沿高度方向的突然变化易在抗侧移刚度薄弱的楼层形成塑性变形和破坏集中，造成结构的倒塌。具有薄弱底层的房屋，易在地震时倒塌。应力集中：结构竖向布置的突变处由于应力集中会产生严重震害。台湾南投县集集镇、原为供奉玄天上帝的武昌宫震后底层坍塌

防震缝处碰撞：防震缝如果宽度不够，其两侧的结构单元在地震时就会相互碰撞而产生震害ⅠⅡ二、框架梁、柱的震害

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，尤其是角柱和边柱更易发生破坏。1.柱

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，纵筋压曲成灯笼状。

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，锚固不好等。

破坏不易修复。2.柱底与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。3.短柱当柱高小于4倍柱截面高度（H/b<4)时形成短柱。短柱刚度大，易产生剪切破坏。4.角柱由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害比内柱重。5.框架梁震害多在梁端，为剪切破坏。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斜裂缝（因弯剪作用）。在梁负弯矩钢筋切断处由于抗剪能力削弱也易产生裂缝，造成梁剪切破坏。原因：梁端屈服后产生的剪力较大，超过梁的受剪能力，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因素引起的。6.梁柱节点节点核心区产生对角方向的斜裂缝或交叉斜裂缝，混凝土剪碎剥落，节点内箍筋很少或没有

放置箍筋时，柱纵向筋压曲外鼓。梁筋锚固破坏。锚固长度不足，从节点内拔出，将混凝土拉裂。装配式框架构件连接处易发生脆断，剖口焊接钢筋处易拉断，焊接处后浇混凝土开裂或散落。原因：节点受弯承载力不足，约束混凝土太少，梁筋锚固长度不足及施工质量引起。三、填充墙的震害

砌体填充墙刚度大而承载力低，首先承受地震作用而遭破坏。一般7度即出现裂缝，8度和8度以上地震作用下，裂缝明显增加，甚至部分倒塌，一般是上轻下重，空心砌体墙重于实心砌体墙，砌快墙重于砖墙。

框架-剪力墙结构上部较严重，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。四、抗震墙的震害

在强震作用下，抗震墙的震害主要表现在墙肢之间连梁的剪切破坏。主要是由于连梁跨度小，高度大形成深梁，在反复荷载作用下形成X型剪切裂缝，为剪切型脆性破坏，尤其是在房屋1/3高度处的连梁破坏更为明显。五、其他1.伸缩缝宽度太小，地震时发生碰撞造成震害。如：天津友谊宾馆，东西段之间没有15cm抗震缝，在唐山地震时，防震缝处不少面积因碰撞而掉落。2.建造在软弱地基上的高柔建筑物，因Tg=T1发生共振，烈度不高但其破坏的例子屡见不鲜。如：1976年委内瑞拉发生6.5级地震，距震中56km的加拉加斯冲积场地上有4幢10至12层钢筋混凝土框架结构公寓倒塌。1976年唐山发生7.8级地震，距震中70km的天津塘沽地区，地质条件为淤泥粘土层的天津碱厂蒸发塔工程，高55m的框架结构，7层以上部分倒塌。3.建造在软弱地基上或液化土层上的框架结构，在地震时常因地基不均匀沉陷使上部结构倾斜甚至倒塌。5.2抗震设计的一般要求5.2.1结构体系选择不同的结构体系，其抗震性能、使用效果和经济指标亦不同。框架结构、框架-抗震墙结构、抗震墙结构、筒体结构和框架-筒体结构等。选择结构体系在震区应综合考虑如下条件：现浇混凝土房屋适用的最大高度—表5.1房屋高宽比限值—高宽比值愈大，即建筑愈瘦高，地震作用下的侧移愈大，地震引起的倾覆作用愈严重，两侧柱轴力愈大，构件易压屈。建筑物刚度与场地条件有关；结构体系烈度6789框架60554525框架--抗震震墙全部落分框支12010080不应采用筒体框架--核心中柱--抗震墙403530不应采用表5-1现浇钢筋混凝土房屋结构适用的最大高度(m)结构类型6度7度8度9度框架，板柱抗震墙4432框架—抗震墙5543筒体，抗震墙6654

适用的房屋最大高宽比选择合理的基础形式及埋置深度：天然地基时，埋深不小于房屋高度的1/15；桩基础时不小于1/18（不计桩长）。注意经济指标。5.2.2结构布置1.结构布置的基本原则结构平面简单规则，结构的主要抗侧力构件应对称均匀，结构的刚心与质心重合，避免扭转及局部应力集中。结构的竖向布置，质量沿高度方向均匀分布，避免刚度突变，尽可能降低建筑物的重心，以利结构的整体稳定性。合理地设置变形缝。加强楼屋盖的整体性。尽可能做到技术先进，经济合理。2.框架结构布置框架结构主要用于10层以下的住宅、办公及各类公共建筑与工业建筑。常见的框架柱网形式有方格式与内廊式两类。承重框架宜双向设置——抵抗不同方向的地震作用。楼、电梯间不宜布置在结构的尽端及转角处。刚度沿高度方向上应分布均匀——避免薄弱层。出屋面小结构不要做成砖混结构——鞭端效应。延性框架的设计要点：——“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、强节点、强锚固。应优先采用轻质墙体材料，刚性非承重墙体的布置，在平面和竖向的布置宜均匀对称，避免形成薄弱层或短柱。墙体与框架应可靠连接，以适应不同方向的层间侧移。砌体填充墙宜于梁柱轴线重合，并与柱脱开或采用柔性连接。3.框架－抗震墙结构布置框架－抗震墙结构是由框架和抗震墙结合而共同工作的结构体系，兼有框架和抗震墙两种结构体系的优点。多用于10~20层的房屋。抗震墙布置的基本原则是：抗震墙在结构平面的布置应对称均匀，避免结构刚心与质心有较大的偏移。抗震墙应沿结构的纵横向设置，且纵横向抗震墙宜相互联合组成T形、Ｌ形、十字形等刚度较大的截面，以提高抗震墙的利用效率。抗震墙与柱中线宜重合，当不能重合时，柱中线与抗震墙中线之间偏心距不宜大于柱宽的1/4。抗震墙应尽可能靠近房屋平面的端部，但不宜布置在外墙。抗震墙应设置在墙面不需要开大洞口的位置，开洞口时应上下对齐，抗震等级为一、二级的联肢墙的洞口不应采用弱连系梁。抗震墙宜贯通全高，沿竖向截面不宜有较大突变，以保证结构竖向的刚度基本均匀。4.抗震墙结构布置抗震墙结构是由钢筋混凝土墙体承受竖向和水平荷载的结构体系。整体性能好、抗侧刚度大和抗震性能好，该类结构无突出墙面的梁、柱，可降低层高，充分利用空间，适合20~30层的高层住宅，但墙体多限制了平面布置的灵活性。结构布置除考虑平立面的均匀外，尚应注意：较长的抗震墙宜开洞口设置弱连系梁，将一道抗震墙分成较匀匀的若干墙段（包括小开洞墙及联肢墙），各墙段的高宽比不应小于2，并应保证墙肢由受弯承载力控制，靠近中和轴的竖向分布钢筋在破坏时能充分发挥其强度，以提高结构的变形能力。抗震墙有大洞口时，洞口位置宜上下对齐，以形成明确的墙肢与连系梁，保证结构受力合理、有良好的抗震性能。一、二级抗震墙底部加强部位不宜有错洞墙。部分框支抗震墙结构的框支层，其抗震墙的截面面积不应小于相邻上层抗震墙截面面积的50%，框支层落地抗震墙间距不宜大于24m。底部两层框支抗震墙结构的布置宜对称，且宜设置抗震墙筒体；落地抗震墙之间楼盖长宽比不应超过规定的数值。两片墙组成联肢墙不宜布置在柱网内但不连接较长的单片墙应设成联肢墙纵横墙应连接框支结构：上部为框－剪体系，下部需大空间，部分剪力墙及框架柱没有落地的结构体系。5.抗震缝布置——见6.防撞墙布置8、9度设防的钢筋混凝土框架房屋防震缝两侧的结构，当结构高度、刚度或层高相差较大时，可在防震缝两侧房屋的尽端设垂直于防震缝的抗撞墙。不宜采用装配式楼盖现浇、叠合梁扳9度8度6、7度结构

表5.2抗震墙之间楼、屋盖的长宽比每侧防撞墙的数量不少于2道，宜分别对称布置，墙肢长度可不大于一个柱距。内力应按考虑和不考虑抗撞墙两种情况进行分析，按不利情况取值。抗撞墙的端柱和框架边柱箍筋应沿房屋全高加密。高度、刚度相差较大层高不同5.3.2抗震等级地震作用下，钢筋混凝土结构的地震反应有下列特点：地震作用越大，房屋的抗震要求越高；地震作用与烈度、场地等有关，从经济角度考虑，对不同烈度、场地的结构的抗震要求可以有明显的差别。结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能，主、次抗侧力构件的抗震要求应有差别。房屋越高，地震反应越大，抗震要求越高。抗震等级是确定结构构件抗震计算和抗震措施的标准。根据设防烈度、房屋高度、建筑类别、

结构类型及构件在结构中的重要程度确定，共分四个等级，一级最高。一一一

抗震墙一一二二三三四

框架≤50>60≤60>60≤60>60≤60

高度（m)

一剧场,体育馆等大跨度公共建筑一一二二三三四

框架≤25>30≤30>30≤30>30≤30

高度（m)框架-抗震墙结构框架结构结构类型烈度6879三二一三二现浇钢筋混凝土房屋（丙级）的抗震等级表5.3注：1.建筑场地为Ⅰ类时，除6度外可按表内降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低；

2.接近或等于高度分界时，应允许结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级。甲、乙、丁类建筑应按抗震设防标准中的抗震措施所要求的设防烈度按上表确定抗震等级。当框架-抗震墙结构有足够的抗震墙时,其框架部分是次要抗侧力构件,可按框架-抗震墙结构中的框架确定抗震等级。否则按框架结构确定等级。区分标准是看框架部分承受的地震倾覆力矩是否大于结构总地震倾覆力矩的50%。框架承受的地震倾覆力矩可按下式计算

——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覆力矩；

、——分别为结构层数，第i层柱根数；

——第i层j根框架柱的计算地震剪力；

——第i层层高。5.3框架内力与位移计算抗震计算的内容一般包括：结构动力特性分析，主要是结构自振周期的确定；结构地震反应计算，包括多遇烈度下的地震荷载与结构侧移；结构内力分析与位移计算；截面抗震设计等。5.3.1水平地震作用计算一般情况下，可在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用，各方向的水平地震作用全部由该方向抗侧力框架结构承担。计算水平地震作用时，应以防震缝所划分的结构

单元为计算单元，各楼层重力荷载代表值集中在楼屋盖标高处。对于高度不超过40m、质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构，可采用底部剪力法计算。顶点位移法计算结构基本周期。

——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0.6-0.7；当采用轻质墙、外挂墙板时取0.8;

——假想集中在各层楼面处的重力荷载代表值为水平荷载，按弹性方法所求得的结构顶点假想位移（m）。有突出于屋面的屋顶间的框架房屋，结构假想位移指主体结构顶点的位移。楼层地震剪力为：按该层各柱的侧移刚度求其分担的水平地震剪力标准值。一般将砖填充墙仅作为非结构构件，不考虑其抗侧力作用。5.3.2水平地震作用下框架内力计算1.反弯点法——适用于层数较少、梁柱线刚度比大于３的情况，计算比较简单。2.Ｄ值法（改进反弯点）——近似地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。3.D值法计算框架内力的步骤如下：（1）计算各层柱的侧移刚度D——节点转动影响系数，由梁柱线刚度，按表5.4取用。（2）计算各柱所分配的剪力第i层第j根柱分配到的剪力第i层楼层地震剪力第i层第j根柱侧移刚度（3）确定反弯点高度式中——标准反弯点高度比，由总层数，该柱所在层数和查表5.5；

——某层上下梁线刚度不同时，对的修正值。当时，反弯点上移，取正值；

当时，

反弯点下移，

取负值。对首层不考虑。

——上层层高与本层不同时对反弯点高度的修正值，由和查表5.7。

——下层高度与本层不同时，反弯点高度的修正值，由和查表5.7。（4）计算柱端弯矩上端下端（5）计算梁端弯矩按节点弯矩平衡条件

将节点上下端弯矩之

和按左右梁的线刚度比例分配，即：

（6）计算梁端剪力（7）计算柱轴力边柱轴力为各层梁端剪力叠加，中柱轴力为柱两侧梁端剪力之差，亦按层叠加。5.3.3竖向荷载作用下框架内力计算计算方法：分层法、弯矩二次分配法1.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。每层只承受该层竖向荷载，不考虑从其他各层荷载的影响。考虑到计算单元中上下柱远端为弹性嵌固而不是固定端，故除底层外，其他各层柱的现刚度均乘以折减系数0.9，且其弯矩传递系数也改为1/3（底层柱仍为1/2)。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再分配一次，但不再传递。2.弯矩二次分配法将节点的不平衡弯矩，同时进行分配和传递，第一次按梁柱线刚度分配固端弯矩，将分配弯矩传递一次（传递系数1/2),再作一次弯矩分配即可。3.弯矩的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。调幅后跨中弯矩不应小于简支情况下跨中弯矩的50%。为简支梁跨中弯矩。调幅系数对现浇框架取0.8～0.9

对装配整体式框架取

0.7～0.8只有竖向荷载作用下的梁端弯矩可以调幅，调幅后再进行内力组合。4.活荷载作用下框架内力计算当活荷载不很大时，可按全部满载布置。不考虑其最不利布置。当活荷载较大时，可将跨中弯矩乘以1.1~1.2系数加以修正，以考虑活荷载不利布置对跨中弯矩的影响。内力计算方法同上。5.3.4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，进行截面设计。在框架抗震设计时，一般应考虑两种基本组合：1.地震作用效应与重力荷载代表值效应的组合

——相应于水平地震作用下重力荷载代表值的效应；

——水平地震作用标准值效应。2.竖向荷载效应，可仅考虑由可变荷载效应控制的组合

——由恒载标准值产生的内力标准值；

——由活载标准值残生的聂力标准值。

取上述两种组合中的最不利情况作为截面设计用的内力设计值。注意：考虑地震组合时，构件截面设计值应除以承载力抗震调整系数。3.现以框架梁、柱为例说明内力组合梁的组合内力支座负弯矩：支座正弯矩：跨中正弯矩：取大值。梁端剪力：式中——水平地震作用下梁的支座弯矩和剪力；

——重力荷载代表值作用下梁的支座弯矩和剪力；

——永久、可变荷载标准值作用下梁跨间最大正弯矩；

——梁跨间载重力荷载与地震作用共同作用下的最大弯矩。

柱的组合内力以横向地震作用效应为例，单向偏心受压时：

分别配筋，取大值

——永久荷载标准值下的弯矩、轴力；

——可变荷载标准值下的弯矩、轴力。双向偏心受压，且当考虑方向由地震作用时，柱内力应考虑如下的组合。

按两组内力进行双偏压验算或配筋，取不利者。5.3.5

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。1.多遇地震作用下层间弹性位移的计算所有框架都应进行此项计算。

——层间弹性位移角限值，取1/550。2.罕遇地震作用下层间弹塑性位移验算7～9度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝土框架结构应进行此项计算。《抗震规范》规定，对于不超过12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。5.4钢筋混凝土框架结构构件设计5.4.1框架梁截面设计1.梁端抗震设计的基本要求：①梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力；②梁筋屈服后，塑性铰区段应有较好的延性和耗能能力；③妥善解决梁筋锚固问题。2.框架梁抗剪承载力验算（1）梁剪力设计值为了避免梁在弯曲破坏前发生剪切破坏，应按‘强剪弱弯’的原则调整框架梁端部截面组合的剪力设计值：一、二、三级框架梁9度和一级框架结构尚应符合：式中——梁的净跨；

——梁在重力荷载代表值（9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；

——分别为梁左、右端逆时针或顺时针方向组合的弯矩设计值;

——分别为梁左、右端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值；

——梁的剪力增大系数，一级为1.3,二级为1.2,三级为1.1。对一、二、三级框架梁，其剪力可不必组合。（2）剪压比限值——截面尺寸限值剪压比：截面内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之比，说明截面上承受名义剪应力的大小。即剪压比过大,混凝土会过早发生斜压破坏,箍筋不能充分发挥作用,对构件的变形能力也有显著影响。

跨高比()大于2.5时：跨高比等于或小于2.5时：（3）梁斜截面受剪承载力

——箍筋抗拉强度设计值；

——同一截面箍筋各肢的全部截面面积；

——承载力抗震调整系数，一般取0.85，对一、二级框架短梁，取1.0。

短梁：＜4的梁。在反复弯剪作用下，斜裂缝沿梁全长发展，延性降低。3.提高梁延性的措施影响梁延性的主要因素有梁截面尺寸、纵筋配筋率、剪亚比、配箍率、钢筋和混凝土的强度等级等。（1）梁截面尺寸的要求梁宽≥200mm(梁端塑性铰区混凝土易剥落）；梁宽/柱宽≥1/2（对节点核芯区提供约束）；粱的高宽比≤4（狭而高的梁不利于混凝土的约束，而且易侧向失稳）；粱净跨/截面高≥4（反之为短梁，在反复弯剪作

作用下，斜裂缝沿梁全长发展，延性降低）；梁与柱轴线宜重合，不重合时，偏心距不宜大于柱宽的1/3。（2）梁端箍筋加密箍筋加密目的：约束混凝土并提高其变形（截面转动）能力，增加梁延性。梁端箍筋加密区长度、箍筋最大间距及最小直径应符合表5.9规定。加密区箍筋的肢距，一级≤200mm及。二、三级≤250mm及。四级≤250mm。箍筋直径不应小于纵向钢筋直径的1/4。在梁端箍筋加密区内，一般不应设置纵筋接头。第一付箍筋距节点边缘一般可取50mm处。非加密区箍筋间距不宜大于加密区间距的2倍。梁沿全长的配箍率为：一级二级三、四级抗震等级加密区长度（采用较大值）（mm）箍筋最大间距（采用最小值）（mm）箍筋最小直径(mm)一2h,500h/4,6d,10010二1.5h,500h/4,8d,1008三1.5h,500h/4,8d,1508四1.5h,500h/4,8d,1506注：d为纵筋直径，h为梁高。表5-8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（3）梁纵筋的配筋率及纵筋配置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。梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%；梁端截面最大配筋率应使梁端截面的受压区相对高度（即截面受压区高度与有效高度比）应满足：一级不应大于0.25,二、三级不应大于0.35;试验证明：①当配筋率较低时，弯矩—曲率曲线峰值后能保持较长的水平段，提高了梁的延性及耗能能力。而当配筋率高时，峰值过后立即下降。②控制梁的相对受压区高度，也就控制了纵筋的配筋率。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0.5,二三级不应小于0.3。沿梁全长顶面和底面的配筋，一二级不应少于

,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1/4，三四级不应少于其接头位置，上部纵筋在跨中，下部纵筋在支座或支座边四分之一净跨处。一、二级框架梁内贯通中柱节点的每根纵向钢筋的直径，分别不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/25和1/20。5.4.2框架柱截面设计1.框架柱抗震设计的基本要求：①强柱弱梁，使柱尽量不出现塑性铰；②在弯曲破坏前不发生剪切破坏，使柱由足够的抗剪能力；③控制柱的轴亚比不要太大；④加强约束，配置必要的约束箍筋。2.强柱弱梁（1）“强柱弱梁”要求在强地作用下，结构发生较大侧移进入非弹性阶段时，为使框架保持足够的竖向承载能力而免于倒塌，要求实现梁铰侧移机构，尽可能避免在柱上出现塑性铰。（2）两种破坏形式为了使塑性铰首先在梁中出现，同一节点柱的抗弯能力要大于梁的抗弯能力。弱柱型弱梁型抗震规范规定：一、二、三级框架的梁柱节点处，除顶层和柱轴压比小于0.15者外，柱端组合弯矩设计值应符合下列公式要求

9度和一级框架结构尚应符合：

——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；

——柱端弯矩增大系数，一级为1.4,二级为1.2,三级为1.1。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大系数1.5、1.25、1.15。按两个方向考虑地震作用时，一、二、三级框架的角柱按调整后的弯矩及剪力设计值乘以不小于1.1的增大系数。2.强剪弱弯（1）柱剪力设计值柱的抗剪强度要高于它的抗弯强度（强剪弱弯）

一、二、三级框架梁

9度和一级框架结构尚应符合：

——柱的净高；

——分别为柱上、下端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值；

——柱的剪力增大系数，一级为1.4,二级为1.2,三级1.1。（2）剪压比限值剪压比：截面内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之比，说明截面上承受名义剪应力的大小。即剪压比过大,混凝土会过早发生脆性破坏,箍筋不能充分发挥作用，必须限制，实质是最小截面尺寸的限制条件。对剪跨比＞2.0的柱对剪跨比≤2.0的柱（3）柱斜截面受剪承载力柱的斜截面破坏形态有:斜拉、斜压和剪压破坏。当配箍率满足时可防止斜拉破坏；当截面尺寸满足时可防止斜压破坏，而对剪压破坏，应通过配筋计算来防止。当柱出现拉力时：

——柱计算剪跨比，当＞3时取＝3.0，当＜1时取＝1；

——箍筋间距；

——考虑地震作用组合的柱轴向压力或拉力设计值，当时，取

——承载力抗震调整系数，取0.85；

——同一截面内各肢水平箍筋的全部截面面积。3.控制柱轴压比轴压比：柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土抗压强度设计值乘积之比,即：柱的变形能力随轴压比增大而急剧降低。随轴压比的大小，柱将呈现两种破坏，即混凝土压碎而受拉钢筋未屈服的小偏心破坏和受拉钢筋

先屈服具有较好延性的大偏心破坏。柱的抗震设计应控制在大偏心受压破坏范围。由钢筋混凝土理论得：柱轴压比不应超过下表，但Ⅳ类场地上的较高高层建筑柱轴压比限值应适当减小。对HPB235级＝0.75对HRB335级＝0.66对HPB235级轴压比为0.97对HRB335级轴压比为0.854.柱内纵向钢筋的设置宜对称布置；截面尺寸大于400mm的柱，纵向钢筋间距不宜大于200mm;纵向钢筋的最小配筋率应按下表采用；柱的总配筋率不应大于5%；0.900.95—0.800.850.70.700.750.6框架框架-剪力墙框支柱三二一结构类型抗震等级表5.9

柱轴压比限制一级且剪跨比大于2的柱，每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%。柱的受力钢筋连接接头位置应避开柱端箍筋加密区；框架柱在下列部位的纵向钢筋接头应采用焊接或机械连接：①柱芯纵筋配筋率大于3％时，②纵筋直径大于等于32mm，③一、二、三级的底层柱④框支柱，⑤小偏心受压柱。柱纵筋接头位置应相互错开，柱芯纵筋总数为4根0.60.80.70.90.81.01.01.2中柱和边柱角柱、框支柱四三二一类别抗震等级表5.10柱纵筋最小配筋率（％）

时，可在同一截面连接。多于4跟时，同一截面钢筋接头不宜多于总跟数的50％；相邻接头的间距：焊接接头不小于500mm和35d，绑扎接头不小于600mm。搭接接头最低点距柱端应≥500mm、≥柱截面高度、≥六分之一柱净高。接头范围内箍筋间距≤5d，且≤100mm。5.加强柱端约束（1）加密区作用：①承担柱剪力。②约束混凝土，提高其抗压强度及变形能力。③为纵筋提供侧向支撑，防止纵筋压屈。（2）柱端箍筋加密区的范围：①柱端，取；柱净高的1/6和500mm的最大值。②底层柱，有刚

刚性地面时，除柱端外尚应取刚性地面上下各500mm。③剪跨比≤2的柱和因填充墙等形成的柱净高与柱截面高度之比≤4的柱，取全高。④框支柱，取全高。⑤一、二级框架的角柱，取全高。（3）加密区的箍筋间距和直径，应符合表5.11的要求。抗震等级箍筋最大间距（采用较小值）（mm）箍筋最中直径箍筋加密区长度（采用较大者）一6d,10010h（或D）,Hn/6,500mm二8d,1008三8d,150(柱根100)8四8d,150(柱根100)6(柱根8)注：h为矩形截面长边尺寸，D为圆形截面直径，Hn为柱净高，d为纵向钢筋最小直径。三级柱截面尺寸≯400mm时，箍筋最小直径可取6mm；四级柱净高与截面高度之比≯4时，箍筋直径取8mm；二级柱的箍筋直径≮10mm，且箍筋肢距≯200mm，时，除柱根外，最大间距可取150mm。框支柱和柱净高与柱截面高度之比≯4及剪跨比＜2的柱，箍筋间距≯100mm。加密区箍筋肢距，一级≯200mm和20倍箍筋直径的最大值；二、三级≯250mm和20倍箍筋直径的最大值；四级≯300mm。且至少每隔一根纵筋宜在两个方向有箍筋约束；采用拉筋组合箍筋时，

拉筋宜仅靠纵筋并勾住封闭箍。箍筋的形式，当住中全部纵筋配筋率大于3％时，箍筋应焊成封闭环式，单面焊缝长≮50mm，且≮5d。箍筋为封闭式时，箍筋尾端应做成135°，拉筋可做成两端弯钩或一端弯钩一端直钩，弯钩平直段长度≮10d，直钩长度≮6d。（4）柱端箍筋加密区约束箍筋的体积配筋率随轴压比的增大而增大，故应满足下式的要求：

——按核芯截面计算的体积配箍率，一、二、三级分别不应小于0.8％、0.6％和0.4％；计

算复合箍的箍筋体积配箍率时，应扣除重叠部分的箍筋体积；

——混凝土轴心抗压强度设计值，低于C35时，取C35计算；

——箍筋抗拉强度设计值，超过360时取360；

——最小配箍特征值，按表5.12采用。柱箍筋非加密区的箍筋体积配箍率不宜小于加密区的50%；箍筋间距，一、二级框架≯10倍纵筋直径，三、四级≯15倍纵筋直径。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。表5-12柱箍筋加密区的箍筋最小配箍特征值v5.4.3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，箍筋应力很小，由混凝土承受剪力。当剪力达到核心区极限抗剪能力60～70%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，箍筋陆续达到屈服。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节点，核心区混凝土抗