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1、5.5 钢筋混凝土框架的抗震设计一、一般概念1、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。N为组合轴压力设计值；b、h为截面的短长边；fc为混 凝土抗压强度设计值。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 ，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h0为截面有效高度。剪跨比：构件在弯矩和剪力共同作用下,受剪
2、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；延性破坏在水平地震作用下，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。设反弯点在构件中央对于梁对于柱1）平面或楼层有局部薄弱环节，不能发挥整体抗震能力。3、震坏房屋在设计上存在的问题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）砌体添充墙破坏；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；4、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
3、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即变形能力；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
4、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，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值；-分别为梁左、右端逆时
5、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值 ；跨高比大于2.5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。跨高比等于或小于2.5时：-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，
6、剪跨比按下式计算：3.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；-端截面组合剪力计算值；-端截面组合弯矩计算值；-截面有效高度。反弯点位于中部时，可按构件净长与2倍截面高度之比 计算。N为组合轴压力设计值；b、h为柱的短长边；fc为混凝土抗 压强度设计值。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：4、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 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。 规范规定：柱轴压比不应超过下表，但类场地上的较高高层建筑 柱轴压比限值应适当减小。0.90 0.95
7、0.80 0.850.70 0.75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 不宜过高。5、纵向钢筋的配筋率应该合适（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，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
8、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。0.6 0.80.7 0.90.8 1.01.0 1.2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
9、等应符合规范规定。7、箍筋在一定范围内应加密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。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 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6070%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， 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 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
10、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；-对应与组合剪力设计值的上柱组合轴向压力较小值；-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。
