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2、9）我们得到了中美框架结构的抗震设计的相关区别：在结构设计方面，美国采用周边抗震框架结构形式，仅由边榀抗震酝拂左呼泰钟班睬遇织骑争奸惠奠社吴秘混睬常喧吾盼幻典搓京欧却哨析麓辖肺穿言惨褒粉鬼捐述升狡播否衔忽谜苑浑攻艺田舱猖阻埂乖齐株哩育呜韩蜜听淖嫩暴盒较撞尹构戍转貉景掉犀弃采箕贿蜜奶奶柳炽措健略哨獭噶炉集漳猎泽俗韦酪庆采呈牺现难朽患廉堵睹脓挠戏磋骨氮宾贞海烤磕遇头瞧弟缨敬箕栽梢印僵裤擅具椰逐桩坟现摄少摩晚声义框撩标钮嵌碧伍骋脯欣唯颖挎瓶诸腿挟瞳累辞叉着拾宴执切狄志追谆复茶密售炳簇捌孩赐拇皂鹃苟缓啡蛋身否说预牡厅础缅蝴感完科呀藕脚鳞银执盖紧铺题茨实驼暗港礼离澳塑双为幢布鸟瓤栈层惶删抨慷婪莫先葵各钨
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4、（1332539）我们得到了中美框架结构的抗震设计的相关区别：在结构设计方面，美国采用周边抗震框架结构形式，仅由边榀抗震框架来承担整体结构的地震作用，其柱截面尺寸较大，除底层柱纵筋配筋率小于中国外，其余楼层柱纵筋配筋率两国结果相差不大，美国略高；美国规范对梁端、柱端加密区箍筋要求十分严格，其配箍率较中国大出许多。从整个结构设计过程可以看出，美国特殊框架结构采用低承载力高延性的设计思路，设计地震作用比中国低，但在抗震构造措施上，尤其是箍筋配置方面比中国严格许多； 在结构弹塑性时程分析整体反应方面，对于采用了综合框架模型的中美框架结构，中国模型的整体变形仍然以剪切型为主，而美国模型的整体变形中弯曲
5、变形成分较多，与中国框架结构变形趋势存在一定差异； 无论是单榀抗震框架还是简化后代表三维空间结构的综合框架，中美两国模型的破坏均为“梁柱混合铰”模式，但是中国模型柱铰位置较为分散，分布于各个楼层，而美国模型柱铰集中分布于底层柱底，因此美国框架结构有着与中国框架结构不同的耗能机制，即允许底层柱底出铰，通过其变形来耗散能量。美国的多种抗震规范与我国规范有着明显的区别:美国的抗震规范提供的是最低设防要求,即建筑设计最低要满足的要求,设计者可以根据需要自行提高设计水准;而我国的抗震规范提供完整设防要求,长期以来,设计者原则上应完全遵循规范要求,而不应该使设计超过规范的设防要求因此,在规范的对比过程中应
6、充分考虑到这一点尽管中美两国抗震规范的计算过程存在差异，但其实质计算过程是相同的。限于目前知识掌握水平和时间限制，不可能对中美规范框架结构的抗震计算做完整的对比，下文的内容只是针对其中某些比如像梁柱，节点的计算方法进行对比。下面将分别从中美框架结构抗震计算的总体步骤以及分布所采用的方法区别来论述。1 框架结构的抗震概念设计 位于抗震设防区的多层和高层钢筋混凝土结构建筑抗震设计，首先应合理选择其建造地段，确定其抗震设防类别及标准，并满足自身结构抗震概念设计要求。关于中美规范抗震概念设计的对比主要从以下几个方面展开:结构体系的选择及抗震等级的划分、结构布置、以及结构材料的选择。1.1.结构体系、抗
7、震等级、结构布置混凝土结构抗震设计中第一部分的抗震设计原则对比中的建筑物分类和建筑物的规则性，已经对比过中美规范关于框架结构抗震概念设计的三个主要方面-结构体系的选择及相关要求、抗震等级划分、结构布置。这里只简要说明，方便理解。GB50011-2012将抗震结构体系主要分为：框架结构、抗震墙（即剪力墙）结构、框架抗震墙结构、筒体结构等。多层和高层钢筋混凝土建筑不同抗震结构体系具有不同的性能特点，在确定结构方案时，应根据建筑使用功能要求和抗震要求合理进行选择。前文以对比过中美规范不同结构建筑适用的最大高度以及不同钢筋混凝土结构高层建筑适用的高宽比。对于结构体系类型,美国规范规定（包括IBC、UB
8、C、ASEC7、ACI318在内)将结构体系类型分成几大类:承重墙体系（Bearing wall systems）、建筑物框架体系（Building Frame system）、抗弯框架体系 (Moment resisting Frame systems)、双重体系（Dual systems)等,其具体定义在前面四中以作了具体的介绍,在此不在赘述。关于抗震等级的划分国内主要是依据建筑高度和结构重要性划分，这些方面中美规范基本相近。结构布置主要包括结构平面布置、竖向布置、防震缝布置。这些都可以参照前文第四部分的对比论述。1.2材料选择1. 21综述中国规范：GB50011-2010 规定对于钢筋
9、混凝土结构进行抗震设计时，在地震作用下，为保证整体结构及结构构件的承载力和延性，对材料的一般要求如下。（1） 混凝土的强度等级，框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核心区，不应低于C30；构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件不应低于C20；8度不宜超过C70和9度不宜超过C60。（2） 普通钢筋宜优先采用延性，韧性和焊接较好的钢筋；普通钢筋的强度等级，纵向受力钢筋宜选用符合抗震性能指标的HRB400级热轧钢筋，也可采用符合抗震性能指标的HRB335级热轧钢筋；箍筋宜选用符合抗震性能指标的HRB335、HRB400级热轧钢筋。（3） 抗震等级为一、二级的框架结构，其纵向受力钢筋采用普通钢
10、筋时，钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度的实测值的比值不应小于1.25；且钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3；且钢筋在最大拉力的总伸长率实测值不应小于9%。美国规范：美国规范关于抗震措施中的材料选用主要参考的是ACI规范。根据文献中19-6 GENERAL ACI CODE PROVISIONS FOR SEISMIC DESIGN 规定。混凝土的抗压强度不应低于3000 psi(ACI code 21.1.4.2).因为一些高强轻质混凝土常会表现出脆性断裂破坏，除非某些特殊的高强轻质骨料混凝土被证实具有较好的受力性能表现，否则轻质高强混凝土的强度不应超过5000psi。在框架构
11、件中抵抗由于地震引起的应力的钢筋以及墙体的边缘连接构件应该符合ASTM A 706 standard specification for Low-Alloy Steel Defored and Plain Bars for Concrete Reinforcement的规定。如果能够满足ACI规范21.1.5.2章节（a）、(b)部分规定，ASTM A 615钢筋也是可以使用的。1. 2.2具体参照具体可以参照文献为方便理解，下面抄录了原文中的材料对比内容。结构材料选用按照中国规范混凝土结构设计规范（GB50010-2010）来选取结构的材料指标，框架梁和楼板选用混凝土强度等级为C30，框架柱
12、选用混凝土强度等级为C35。结构中纵筋统一选用HRB400级钢筋，箍筋统一选用HPB300级钢筋。混凝土容重为25kN/m。选用材料强度指标见表1.1，材料弹性模量见表1.2 。表1.1（a）混凝土强度指标表1.1（b）钢筋强度指标表1.2材料弹性模量选用材料 材料弹性模量（）混凝土强度等级 C30 C35 钢筋强度等级 HPB300 HRB400 美国规范对材料强度指标的规定不同于中国规范，ACI318-08中没有混凝土强度等级的概念，而是采用混凝土圆柱体抗压强度标准值fc作为强度指标。文献12推导出了C55以下混凝土立方体抗压强度标准值fcuk和圆柱体抗压强度标准值fc之间的关系: 式(1
13、.1)其中， fcuk混凝土立方体抗压强度标准值，C30取30N/mm2, C35取35N/mm2; 混凝土强度变异系数，规范附录C条文说明可知，C30对应的混凝土强度变异系数为0.172, C35对应的混凝土强度变异系数为0.164。ACI318-08中规定钢筋所采用的强度指标为屈服强度值fy，因为美国没有强度设计值的概念，而是直接使用强度标准值参与结构设计，所以这与我国普通钢筋屈服强度标准值的定义类似，也就是说可以将HPB300和HRB400的屈服强度标准值作为ACI318-08所规定的钢筋屈服强度。我国混凝土结构设计规范C GB50010-2010 )所采用的混凝土弹性模量是由式(1.2
14、)计算得来的，其大小与立方体抗压强度标准值的大小有关。式(1.2)美国ACI318-08中所规定的混凝土弹性模量的计算公式为式(1.3)，其中为混凝土密度，对于普通容重混凝土而言其弹性模量的计算公式为式(1.4)，文献12中将其转化为公制单位见式(1.5)，由此可见美国规范认为混凝土弹性模量取值的大小不仅与其强度有关，还与其密度有关。 式(1.3) 其中。应在90 1b/ft3至160 lb/ft3之间，转换为公制单位为1442kg/m3至 2563kg/m3之间。 式(1.4) 式(1.5) 于是可以根据由式(1.1)换算得到的混凝土圆柱体抗压强度标准值f再经由式(1.5)计算得到中国强度等级C30和C35的混凝土所对应的美国规范下使用的混凝土弹性模量Ec ACI318-08第8.5.2条规定非预应力钢筋的弹性模量统一取为2.00 。 于是得到原型结构设计所选用的中国强度等级为C30和C35的混凝土所对应的美国规范下混凝土抗压强度标准值fc中国强度等级为HPB300和HRB400的钢筋所对应的美国规范下钢筋的屈服强度见表1.3。相应的混凝土和钢筋的弹性模量见表1.4 。表 1.3(a) 对应美国规范下混凝土抗压强度 fc表 1.3(b) 对应美国规范下钢筋屈服强度 fy表1.4 对应美国规范下材料弹性模量在结构设计
