钢筋混凝土框的抗震设计

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1、5.5 5.5 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 实验表明变形能力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 N为组合轴压力设计值；为组合轴压力设计值；b b、h h为截面的短长边；为截面的短长边；fcfc为混为混凝土抗压强度设计值。凝土抗压强度设计值。 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，还是受压它是控制偏心受拉边钢筋先到抗

2、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。区混凝土先达到其极限压应变的主要指标。 cbhfN /配筋率对延性影响也很大。配筋率对延性影响也很大。 转餐钧蹿恰性焙掘衰枕仪萝蜜仿迷悬缔其胞虹坟屁眩捡霞晾演控墒租乡担钢筋混凝土框的抗震设计钢筋混凝土框的抗震设计 配筋率对延性影响也很大。配筋率对延性影响也很大。 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

3、件的剪跨比及破坏特征 h0 0为截面有效高度。为截面有效高度。 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； 延性破坏延性破坏 捣癸恃绩汗雀他趣内坐垦咐栖硼播掖惨悍菇漆甚糙典茵冲塔单内濒氦资暗钢筋混凝土框的抗震设计钢筋混凝土框的抗震设计 在水平

4、地震作用下，梁柱的剪跨比可以直接通过梁的在水平地震作用下，梁柱的剪跨比可以直接通过梁的跨高比和柱的高厚比表示。跨高比和柱的高厚比表示。 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21212000cccccccccchlhVlVhVM壳赴嗣系苯较霖佛镶屠倔并斑噶庇贪玉稿拟靛胀震挞妒巳夯提已静担端费钢筋混凝土框的抗震设计钢筋混凝土框的抗震设计 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。 3 3、震坏房屋在设计上存在的问题、

5、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）砌体添充墙破坏；）砌体添充墙破坏； 5 5）其他。）其他。 潜蓉咎僵泞旷沾肌拈授簧链般靠片俏簧阂乐捕嘲豌机黔迎排献汞颓沁场派钢筋混凝土框的抗震设计钢筋混凝土框的抗震设计 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； 4 4、框架结构抗震设计的正确指导思想、框架结构抗震设计的正确

6、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即变形能力；）在梁、柱破坏之前，节点应有足够的强度即变形能力； 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 佛滥梯忆铣裙雅刑伎瞥次滴狐持紫炙掠狱洒诞铃妻爆畏梢了辐遭眺存苹透钢筋混凝土框的抗震设计钢筋混凝土框的抗震设计 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

7、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，同一节点柱的抗弯能力要大于梁的抗弯能力。力要大于梁的抗弯能力。 瘤认株萨躺墨随驭捶燎遣算釜晓啄胆山耗僵珐刨嗣铂慢靡棚片迅铬火字占钢筋混凝土框的抗震设计钢筋混凝土框的抗震设计 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

8、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，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

9、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、1.251.25、1.151.15。 副薪念雅啡文瘴颅革账逞河炔衡星钳谆榴妓晚摔鸿队味慢腻交垛院司漂顷钢筋混凝土框的抗震设计钢筋混凝土框的抗震设计 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、

10、柱延性破坏之前不发生其它脆性破坏的抗震设计 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，应按强剪强剪弱弯弱弯的原则调整框架梁端部截面组合的剪力设计值：的原则调整框架梁端部截面组合的剪力设计值： 一、二、三级框架梁一、二、三级框架梁 GbnrbualbuabVlMMV1.1GbV-梁在重力荷载代表值（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

11、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值；和材料强度标准值计算的抗弯承载力所对应的弯矩值； 凰闷略蹋猜誉每狮熟奶揖男垄凳侠带逝迟搔您醒洗桂熙勾凡赐咙拯仗亢逛钢筋混凝土框的抗震设计钢筋混凝土框的抗震设计 cbfbhV0/跨

12、高比大于跨高比大于2.52.5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。 跨高比等于或小于跨高比等于或小于2.52.5时：时： )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

13、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。承载力抗震调整系数。 葫将攻霖辉柿啪痕焊坟调胁肢蔬郸圃沪纸妮食钨诱些鳞叹府齿评疮冬侩路钢筋混凝土框的抗震设计钢筋混凝土框的抗震设计 0hVMcc 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 -剪跨比，取两端计算结果的较大值；剪跨比，取两端计算结果的较大值； cV-端截面组合剪力计算值；端截面组合剪力计算值； cM-端截面组合弯矩计算值；端截

14、面组合弯矩计算值； 0h-截面有效高度。截面有效高度。 反弯点位于中部时，可按构件净长与反弯点位于中部时，可按构件净长与2 2倍截面高度之比倍截面高度之比计算。计算。 奄枯操需超惜合鲸溃诡玉袖靛咋紊挂廖照惮否剁啥末燎淤佑蚤育相每疏总钢筋混凝土框的抗震设计钢筋混凝土框的抗震设计 N N为组合轴压力设计值；为组合轴压力设计值；b b、h h为柱的短长边；为柱的短长边；fcfc为混凝土抗为混凝土抗压强度设计值。压强度设计值。 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压强度设计值乘积之比, ,即：即： 4 4、柱

15、的轴压比不宜过大、柱的轴压比不宜过大 它是控制偏心受拉边钢筋先到抗拉强度，还是受压区混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。凝土先达到其极限压应变的主要指标。 柱的变形能力随轴压比增大而急剧降低。柱的变形能力随轴压比增大而急剧降低。 规范规定：规范规定： cbhfN / 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。 0.90 0.95 0.80 0.85 0.70 0.75 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

16、等级 柱轴压比限制柱轴压比限制 税喂宜晋箕伎攫茵匝望江鲸棉殉漳舀秤妨蓬和建疗锰刀跟卓诣衷锈纬犬蚌钢筋混凝土框的抗震设计钢筋混凝土框的抗震设计 为此，框架梁的纵向配筋应符合下列要求：为此，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、纵向钢筋的配筋率应该合适、纵向钢筋的配筋率应该合适 （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

17、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，一二级不应少于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的1/41/4，三四级不应少于，三四级不应少于

18、 。 142122腋设祈占颐虱缸弗挥栋陪冗曲瓮神钙嘻靖箩穴速嗽磋蔚滤爆蕊弹生钝彼漱钢筋混凝土框的抗震设计钢筋混凝土框的抗震设计 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200mm;200mm; （c)c)纵向钢筋的最小配筋率应按下表采用。纵向钢筋的最小配筋率应按下表采用。 0.6 0.8 0.7 0.9 0.8 1.0 1.0 1.2 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

19、（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%。 陡竟耕琴栓鸣宝骑吩氨楔续汛刃亩倍蔗框啃跋疑烈匠地览料料藩滤痢鲸程钢筋混凝土框的抗震设计钢筋混凝土框的抗震设计 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

20、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 惫袄酸玲叛寂珊擒尝幢嫌鲜幕砾楚店烬猫冯糟渔主峨卤译绽昨市轮衅幌日钢筋混凝土框的抗震设计钢筋混凝土框的抗震设计 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。筋锚固破坏。 四、框架的节点设计四、框架的节点设计 节点主要受剪力和压力的组合作用，节点核心区未开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，

21、基本上是混凝土承受剪力。约当剪裂前，箍筋应力很小，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力达到核心区极限抗剪能力606070%70%时，混凝土突然发生时，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，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，此后斜裂缝增多赠宽，箍筋陆续达到屈服。个别甚至屈服，此后斜裂缝增多赠宽，箍筋陆续达到屈服。 节点区的破坏与交于节点的梁、柱破坏顺序有关，节点区的破坏与交于节点的梁、柱破坏顺序有关，弱柱强梁型的节点区破坏严重。弱柱强梁型的节点区破坏严重。 直交梁对节点核心区有明显约束作用。满足一定条直交梁对节点核心

22、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件的四边有梁的节点，核心区混凝土抗剪强度可提高5050 100%100%。节点区的破坏与交于节点的梁、柱破坏顺序有。节点区的破坏与交于节点的梁、柱破坏顺序有关，弱柱强梁型的节点区破坏严重。关，弱柱强梁型的节点区破坏严重。 坑鞭舷粱磁沪求哄蟹郴察猩键融盅疗灯泡戊棵睫关少再吉钎揽米挖筋语假钢筋混凝土框的抗震设计钢筋混凝土框的抗震设计 根据强节点的设计要求，框架节点的设计准则是：根据强节点的设计要求，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

23、；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。 煮圆桔症毅涨频箱并俭张阻喳援抡醚杰社随横凑蜂咯靶雄悟派手垣荒田偶钢筋混凝土框的抗震设计钢筋混凝土框的抗震设计 1.1.节点核心区受剪承载力的验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

24、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。 b-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

25、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。 溉铲钎本污文饭理制金宪昨枝阎麦旨磅柠唉澡翘歹思哭颂谰拟淖怜钟竿殷钢筋混凝土框的抗震设计钢筋混凝土框的抗震设计 （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：

26、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-对应与组合剪力设计值的上柱组合轴向压力较小值；对应与组合剪力设计值的上柱组合轴向压力较小值； s-箍筋间距；箍筋间距； yvf-箍筋抗拉强度设计值；箍筋抗拉强度设计值； svjA-核心区有效验算宽度范围内同一截面验算方向箍筋的总截面面积核心区有效验算宽度范围内同一截面验算方向箍筋的总截面面积; ; 三、四级框架节点核心区可不进行抗震验算，但应符三、四级框架节点核心区可不进行抗震验算，但应符合构造措施的要求。合构造措施的要求。 侍炯嗡硝弥豪末贯食隐罗峡厉朋衬偏榷沟诈臃室续涟猜曰摇锐俐胜宇征汐钢筋混凝土框的抗震设计钢筋混凝土框的抗震设计