框架结构抗震设计

3.6钢筋混凝土框架的抗震 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 一、一般概念1、梁与柱的弯曲延性延性是指组成结构的材料、组成结构的构件以及结构本身能维持承载能力而又具有较大塑性变形的能力。构件的截面延性是指从钢筋屈服开始至达到最大承载能力或达到最大承载能力后而承载力还没有显著下降期间的变形能力。受弯构件延性指标：实验表明变形能力随轴压比增大而急剧降低。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。配筋率对延性影响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。截面中配置受压钢筋可以改善构件的弯曲延性。2、受剪构件的剪跨比及破坏特征剪跨比：构件在弯矩和剪力共同作用下,受剪破坏与剪跨比有关。当或构件为超配箍时,发生斜压型破坏；当且构件为低配箍时,发生斜拉型破坏；脆性破坏当且配筋箍适量时,发生剪压破坏；具有延性在水平地震作用下，梁柱的剪跨比可以直接通过梁的跨高比和柱的高宽比表示。设反弯点在构件中央对于梁对于柱3、框架结构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）柱顶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）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。节点内箍筋很少或无箍筋时，柱纵向钢筋压曲外鼓。节点破坏的主要原因是节点的受剪承载力不足，约束箍筋太少，梁筋锚固长度不够以及施工质量差所引起。（6）框架梁震害多发生于梁端。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裂缝。破坏的主要原因是梁端屈服后产生的剪力较大，超过了梁的受剪承载力，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。节点破坏将导致梁柱失去相互之间的联系。（7）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，砌块墙重于砖墙。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。1）平面或楼层有局部薄弱环节，不能发挥整体抗震能力。4、震坏房屋在设计上存在的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 2）梁柱变形能力不足，构件过早破坏；3）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；4）砌体填充墙破坏；5）其他。1）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；5、框架结构抗震设计的正确指导思想2）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；3）在梁、柱破坏之前，节点应有足够的强度和变形能力；4）重视非结构构件设计。强柱弱梁，强剪弱弯，更强的节点两种破坏形式二、“强柱弱梁”框架的抗震设计弱柱型弱梁型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。抗震 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 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 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 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。1.梁、柱的抗剪强度要高于它的抗弯强度（强剪弱弯）9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（1）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---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 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 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正截面组合的弯矩设计值;---梁的剪力增大系数，一级为1.3,二级为1.2,三级为1.1。---梁的净跨；---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矩；（2）一、二、三级框架柱一级框架及9度尚应符合1.4、1.2、1.1梁跨高比大于2.5时（柱剪跨比大于2）：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2、梁、柱截面的剪压比不宜过大剪压比过大,混凝土会过早发生斜压破坏,箍筋不能充分发挥作用,它对构件的变形能力也有显著影响，因此应控制。梁跨高比等于或小于2.5时（柱剪跨比小于或等于2）：---梁端部截面组合的剪力设计值；---梁的截面有效高度；---混凝土轴心抗压强度设计值；---梁的截面宽度；---承载力抗震调整系数。剪跨比宜大于2，剪跨比按下式计算：3、梁、柱的剪跨比要有所限制4、柱的轴压比不宜过大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。0.900.950.800.850.700.75框架框架-剪力墙三二一结构类型抗震等级柱轴压比限制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，梁的纵向配筋率不宜过高。5、纵向钢筋的配筋率（a)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;（b)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。（c)沿梁全长顶面和底面的配筋（地震弯矩不确定性），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柱的纵向配筋应符合下列要求：对于柱：（a)宜对称布置；（b)截面尺寸大于400mm的柱，纵向钢筋间距不宜大于200mm;（c)纵向钢筋的最小配筋率（%）应按下表采用：0.60.80.70.90.81.01.01.2中柱和边柱角柱四三二一类别抗震等级（d)柱的总配筋率不应大于5%。（e)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%。梁、柱纵向钢筋的接头与锚固应符合规范规定。6、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。加密位置、箍筋直径、箍筋间距等应符合规范规定。7、箍筋在一定范围内应加密（1）柱箍筋加密区的体积配箍率——柱箍筋加密区的体积配箍率，一级不应小于0.8%，二级不应小于0.6%，三、四级不应小于0.4%；计算复合箍的体积配箍率时，应扣除重叠部分的箍筋体积；——混凝土轴心抗压强度设计值；强度等级低于C35时，应按C35计算；——箍筋或拉筋抗拉强度设计值，超过360时，应取360——最小配箍特征值，宜按下表采用。柱箍筋加密区的箍筋最小配箍特征值0.200.180.150.130.110.090.070.060.05螺旋箍、复合或连续复合矩形螺旋箍0.220.200.170.150.130.110.090.070.06普通箍、复合箍三0.220.200.170.150.130.110.090.070.06螺旋箍、复合或连续复合矩形螺旋箍0.240.220.190.170.150.130.110.090.08普通箍、复合箍二0.210.180.150.130.110.090.08螺旋箍、复合或连续复合矩形螺旋箍0.230.200.170.150.130.110.10普通箍、复合箍一1.051.00.90.80.70.60.50.4轴压比箍筋形式抗震等级（2）柱端箍筋的加密长度、箍筋最大间距、箍筋最小直径6（柱根8）8d，150mm（柱根100）四88d，150mm（柱根100）三88d，100mm二106d，100mm一箍筋最小直径箍筋最大间距（采用较小值）加密区长度抗震等级注：1.d为柱纵筋最小直径；柱根指框架底层柱的嵌固部位；2．当二级框架柱的箍筋直径不小于10mm且箍筋肢距不大于200mm时，除柱根外最大间距应允许采用150mm；三级框架柱的截面尺寸不大于400mm时箍筋最小直径允许采用6mm；四级框架柱剪跨比不大于2时，箍筋直径不应小于8mm；3．剪跨比不大于2的柱，箍筋间距不应大于100mm。①柱的箍筋加密范围除了上表规定柱端加密区长度外，底层柱根部取不小于柱净高的1/3，当有刚性地面时，除柱端外取刚性地面上、下各500mm；短柱、一级框架的角柱需要提高变形能力的柱，采用全高加密。②为了有效约束混凝土以阻止其横向变形和防止纵筋压曲，柱加密区的箍筋肢距，一级不宜大于200mm，二、三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值，四级不宜大于300mm，且每隔一个纵向钢筋宜在两个方向有箍筋约束。箍筋末端应有135弯钩，弯钩端头直线长度不小于10倍箍筋直径。当柱纵向钢筋根数较多时，宜采用复合箍。③考虑柱在其层高范围内剪力值不变及可能的扭转影响，为避免非加密区抗剪能力突然降低很多而造成柱中段剪切破坏，《抗震规范》规定，柱非加密区的箍筋量不宜小于加密区的50%，且箍筋间距，一、二级不应大于10倍纵向钢筋直径，三、四级不应大于15倍纵向钢筋直径。（2）梁端箍筋的加密长度、箍筋最大间距、箍筋最小直径0.26ft/fyv68d，hb/4，150mm1.5hb，500mm四0.26ft/fyv88d，hb/4，150mm1.5hb，500mm三0.28ft/fyv88d，hb/4，100mm1.5hb，500mm二0.3ft/fyv106d，hb/4，100mm2hb，500mm一沿梁全长箍筋配箍率（%）箍筋最小直径箍筋最大间距（取三者中较小）加密区长度（取较大值）抗震等级《抗震规范》还规定，当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时，表中的箍筋最小直径数值应增大2mm；加密区箍筋肢距，一级不宜大于200mm和20倍箍筋直径的较大者，二、三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大者，四级不宜大于300mm。纵向钢筋每排多于4根时，每隔一根宜用箍筋或拉筋固定。需考虑的内力组合项四、结构抗震设计内力组合（1）（2）（3）式中——重力作用分项系数，取——水平地震作用分项系数，取——可变荷载作用分项系数，取——风荷载作用分项系数，取——风荷载组合系数，一般结构取，对风荷载起控制作用的高层建筑=0.2——重力荷载代表值效应——水平地震作用标准值效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数——风荷载标准值效应——永久荷载代表值效应——可变荷载标准值效应五、截面承载力验算式中——结构构件内力组合的设计值，包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值——结构构件承载力设计值——承载力抗震调整系数对于某些需考虑竖向地震作用的结构，尚需按下式验算：式中——竖向地震作用标准值效应，尚乘以相应的增大系数或调整系数1、梁截面验算正截面验算截面限制条件计算公式(一级)(二、三级)——承载力抗震调整系数一般为0.75考虑反复荷载下，混凝土强度有所降低，乘以折减系数斜截面验算计算公式对集中荷载作用下的框架梁，斜截面承载力按以下公式验算：——计算截面剪跨比，取取——箍筋抗拉强度设计值——集中荷载作用点到支座边缘的距离——承载力抗震调整系数一般为0.85式中截面限制条件跨高比大于2.5的梁及剪跨比大于2的柱和抗震墙跨高比小于等于2.5的梁及剪跨比小于等于2的柱和抗震墙2、柱截面验算正截面验算轴压比限制一级抗震柱为0.7，二级抗震柱为0.8，三级抗震柱为0.9承载力抗震调整系数一般为0.8斜截面验算●公式柱受压时柱出现拉力时截面限制：剪跨比大于2的矩形框架柱剪跨比小于等于2的矩形框架柱六、框架结构水平位移验算《抗震规范》的二阶段、三水准设计思想，要求进行两方面的侧移验算：对所有框架都进行多遇地震下的层间弹性位移验算；对某些结构按规定进行罕遇地震作用下的弹塑性位移验算。1、层间弹性位移验算——多遇地震作用标准值产生的层间最大弹性位移位移，采用多遇地震的地震影响系数，各作用分项系数采用1.0；计算构件刚度D值时，采用构件弹性刚度。——层间弹性位移角限值，钢筋混凝土框架结构取1/550。罕遇地震作用下框架结构弹塑性水平位移验算《抗震规范》规定，对框架结构应进行罕遇地震作用下薄弱层的弹塑性水平位移验算：楼层屈服强度系数沿高度分布比较均匀的框架结构，取底层；楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的框架结构，取受剪承载力相对较弱的楼层，一般取2~3处。薄弱层的确定楼层屈服强度系数计算——第i层的层间屈服强度系数——第i层的楼层受剪承载力（屈服剪力）——第i层的弹性地震剪力，计算时地震影响系数取罕遇地震时的值则表明该层处于或基本处于弹性状态意味进入屈服状态，破坏的可能性愈大。最小者即为结构薄弱层。3）层间弹塑性水平位移计算满足条件——层间弹塑性位移角限值，取1/50；当框架柱轴压比小于0.4时，可提高10%，当沿柱全高加密箍筋并达到规范规定的体积配箍率上限值时，可提高20%，但累计不超过25%。七、框架的节点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，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，核心区混凝土抗剪强度可提高50～100%。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。根据强节点的设计要求，框架节点的设计准则是：（1）节点的承载力不应低于其连接构件（梁、柱）的承载力；（2）多遇地震时，节点应在弹性范围内工作；（3）罕遇地震时，节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递；（4）节点配筋不应使施工过分困难。1、节点核心区受剪承载力的验算（1）节点核心区组合的剪力设计值9度和一级框架尚应符合---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1.35,二级取1.2。---柱的计算高度，可采用节点上下柱反弯点之间的距离；---梁受压钢筋合力点至受压边缘的距离；---梁的截面高度，节点两侧梁截面高度不等时可取平均值；---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；---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。（2）框架节点核心区截面受剪承载力的验算一、二级框架：9度时---混凝土抗拉强度设计值；---与组合剪力设计值对应的上柱组合轴向压力设计值；---箍筋间距；---箍筋抗拉强度设计值；---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，但应符合构造措施的要求（节点箍筋构造）。----节点核心区的截面高度，可取验算方向的柱截面高度。节点截面有效宽度bj①当梁柱轴线重合且梁宽b不小于该侧柱宽1/2时，取②当梁柱轴线重合但梁宽b小于该侧柱宽1/2时，可采用下列二者中的较小值，即③当梁柱轴线不重合时，如偏心e较大，则梁传到节点的剪力将偏向一侧，这时节点有效宽度bj比bc为小，因此要求偏心距不应大于1/4bc。bj取下列中的较小值：（3）剪压比限值为了防止节点核心区混凝土斜压破坏，同样要控制剪压比不应过大。但节点核心区周围一般都有梁的约束，抗剪面积实际比较大，故剪压比限值可放宽，一般应满足：——节点约束影响系数；楼板现浇，梁柱中线重合，节点四边有梁，梁宽不小于该侧柱宽的1/2，且正交方向梁高度不小于框架梁高度的3/4时，取1.5；9度时宜采用1.25；其他情况均取1.0；——承载力抗震调整系数，取0.85。2、节点构造为保证节点核心区的抗剪承载力，使框架梁、柱纵向钢筋有可靠的锚固条件，对节点核心区混凝土进行有效约束，节点核心区内箍筋的最大间距和最小直径应满足柱端加密区的构造要求；核心区内箍筋的作用与柱端有所不同，为便于施工，适当放宽构造要求。《抗震规范》规定，一、二、三级框架节点核心区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10和0.08，且体积配箍率不宜小于0.6%、0.5%和0.4%。柱剪跨比不大于2的框架节点核心区配箍特征值不宜小于核心区上、下柱端的较大配箍特征值。