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文檔簡介
1、青島理工大學土木工程學院青島理工大學土木工程學院 前章主要內(nèi)容的回顧前章主要內(nèi)容的回顧抗震計算原理抗震計算原理 水平和豎向水平和豎向地震作用的計算方法地震作用的計算方法振型分解法反應譜法振型分解法反應譜法底部剪力法底部剪力法時程分析法時程分析法(補充計算補充計算)簡化法簡化法 抗震驗算原則及方法抗震驗算原則及方法承載力承載力樓層剪力樓層剪力彈性層間變形彈性層間變形彈塑性層間變形彈塑性層間變形第第4 4章章 多層和高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建多層和高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震設計筑抗震設計 本章教學目標與要求本章教學目標與要求1.熟悉多層及高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑的震害特點熟悉多層及高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑的
2、震害特點 及原因。及原因。2.理解和掌握多層及高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震概念設計理解和掌握多層及高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震概念設計 的要求。的要求。3.掌握鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設計內(nèi)容和設計方法。掌握鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設計內(nèi)容和設計方法。4.了解抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設計方法,熟悉多層及高層鋼筋了解抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設計方法,熟悉多層及高層鋼筋 混凝土結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施。混凝土結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施。 導入案例導入案例 1972年尼加拉瓜首都馬那瓜發(fā)生的地震中,有兩幢年尼加拉瓜首都馬那瓜發(fā)生的地震中,有兩幢鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的高層建筑,相隔不遠,一幢是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的高層建筑,相隔不遠,一幢是15層的層的中
3、央銀行大廈,其結(jié)構(gòu)布置上下不連續(xù)、平面不對稱;另中央銀行大廈,其結(jié)構(gòu)布置上下不連續(xù)、平面不對稱;另一幢是一幢是18層的美洲銀行大廈,其結(jié)構(gòu)布置均勻?qū)ΨQ。地層的美洲銀行大廈,其結(jié)構(gòu)布置均勻?qū)ΨQ。地震時前者發(fā)生了嚴重破壞,震后拆除;而后者只受輕微損震時前者發(fā)生了嚴重破壞,震后拆除;而后者只受輕微損壞,經(jīng)維修恢復使用。為什么兩幢混凝土結(jié)構(gòu)房屋會發(fā)生壞,經(jīng)維修恢復使用。為什么兩幢混凝土結(jié)構(gòu)房屋會發(fā)生如此不同的破壞呢?如此不同的破壞呢? 我們可以通過本章的學習得到說明。我們可以通過本章的學習得到說明。 框架結(jié)構(gòu)的抗震設計內(nèi)容框架結(jié)構(gòu)的抗震設計內(nèi)容多層及高層鋼筋混凝土建筑的震害特點及原因多層及高層鋼筋混凝
4、土建筑的震害特點及原因多層及高層鋼筋混凝土建筑的抗震概念設計多層及高層鋼筋混凝土建筑的抗震概念設計抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設計方抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設計方法法 抗震構(gòu)造措施抗震構(gòu)造措施 本章小節(jié)本章小節(jié)4.1 4.1 震害特征及原因震害特征及原因 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(reinforced concrete structure)具有較好的抗)具有較好的抗震性能,地震時所遭受的破壞比砌體結(jié)構(gòu)的震害震性能,地震時所遭受的破壞比砌體結(jié)構(gòu)的震害輕得多。輕得多。但但如果如果設計不合理、施工質(zhì)量不良設計不合理、施工質(zhì)量不良,多,多層和高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑層和高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑也會產(chǎn)生嚴重的震也會產(chǎn)生嚴重
5、的震害害。 從震害中汲取教訓和經(jīng)驗從震害中汲取教訓和經(jīng)驗 失敗是成功之母失敗是成功之母馬那瓜馬那瓜美洲銀行大廈美洲銀行大廈馬那瓜馬那瓜中央銀行大廈中央銀行大廈1結(jié)構(gòu)布置不合理產(chǎn)生的震害結(jié)構(gòu)布置不合理產(chǎn)生的震害(1)平面布置不當產(chǎn)生的震害)平面布置不當產(chǎn)生的震害震前震前震后震后馬那瓜馬那瓜中央銀行中央銀行 結(jié)構(gòu)平面布置結(jié)構(gòu)平面布置 框架框架抗震墻抗震墻填充墻填充墻馬那瓜馬那瓜美洲銀行美洲銀行結(jié)構(gòu)平面布置結(jié)構(gòu)平面布置 1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313(mm)(mm)層層1 13 35 56 67 79 911111313404080801201
6、20 在強烈地震作用下,結(jié)在強烈地震作用下,結(jié)構(gòu)的構(gòu)的薄弱樓層薄弱樓層率先屈服、發(fā)率先屈服、發(fā)展彈塑性變形,并形成展彈塑性變形,并形成彈塑彈塑性變形集中性變形集中的現(xiàn)象,不能發(fā)的現(xiàn)象,不能發(fā)揮整體的抗震能力。揮整體的抗震能力。 1976 1976年唐山大地震中,年唐山大地震中,位于天津塘沽區(qū)的天津堿廠位于天津塘沽區(qū)的天津堿廠十三層蒸吸塔框架,該結(jié)構(gòu)十三層蒸吸塔框架,該結(jié)構(gòu)樓層屈服強度分布不均勻,樓層屈服強度分布不均勻,造成造成6 6層和層和1111層的彈塑性變形層的彈塑性變形集中集中,導致,導致6 6層以上全部倒塌。層以上全部倒塌。天津堿廠天津堿廠輸入天津波的輸入天津波的彈塑性分析結(jié)果彈塑性分
7、析結(jié)果(2 2)豎向不規(guī)則產(chǎn)生的震害)豎向不規(guī)則產(chǎn)生的震害( (薄弱層薄弱層) ) 彰化縣員林鎮(zhèn)邦彰化縣員林鎮(zhèn)邦富貴名門大樓富貴名門大樓座落在中山路惠明街口,座落在中山路惠明街口,為為16層鋼筋混凝土集合住宅大樓層鋼筋混凝土集合住宅大樓, ,底層柱子間距底層柱子間距7至至10米。地米。地震時傾倒的原因是震時傾倒的原因是底層柱子數(shù)量少,間距大底層柱子數(shù)量少,間距大。2 2防震縫處碰撞防震縫處碰撞防震縫防震縫處碰撞處碰撞破壞破壞 防震縫寬度防震縫寬度過小,地震時過小,地震時結(jié)構(gòu)相互碰撞結(jié)構(gòu)相互碰撞造成震害。造成震害。3 3框架整體的震害框架整體的震害框架的整體破壞框架的整體破壞形式按破壞性質(zhì)可形式
8、按破壞性質(zhì)可分為分為延性破壞和脆延性破壞和脆性破壞性破壞,按破壞機,按破壞機制可分為制可分為梁鉸梁鉸機制機制(強柱弱梁型強柱弱梁型)和和柱柱鉸鉸機制機制(強梁弱柱強梁弱柱型型)。(b)強柱弱梁型強柱弱梁型(a)強梁弱柱型強梁弱柱型框架的整體破壞形式框架的整體破壞形式4 4框架梁的震害框架梁的震害 震害多發(fā)生于震害多發(fā)生于梁端梁端。在地震作用下梁端縱向鋼筋屈。在地震作用下梁端縱向鋼筋屈服,出現(xiàn)上下貫通的服,出現(xiàn)上下貫通的垂直裂縫和交叉裂縫垂直裂縫和交叉裂縫。破壞的主要。破壞的主要原因是梁端屈服后產(chǎn)生的原因是梁端屈服后產(chǎn)生的剪力剪力較大,超過了梁的受剪承較大,超過了梁的受剪承載力,梁內(nèi)箍筋配置較稀
9、,以及載力,梁內(nèi)箍筋配置較稀,以及反復荷載反復荷載作用下混凝土作用下混凝土抗剪強度降低等??辜魪姸冉档偷?。5 5框架柱的震害框架柱的震害 梁柱變形能力不足,構(gòu)件過早發(fā)生破梁柱變形能力不足,構(gòu)件過早發(fā)生破壞壞。一般是梁輕柱重,柱頂重于柱底,尤。一般是梁輕柱重,柱頂重于柱底,尤其是角柱和邊柱更易發(fā)生破壞。其是角柱和邊柱更易發(fā)生破壞。1)1)柱頂柱頂 柱頂柱頂周圍有周圍有水平裂縫、斜裂水平裂縫、斜裂縫或交叉裂縫縫或交叉裂縫。重者混凝土壓碎。重者混凝土壓碎崩落,柱內(nèi)崩落,柱內(nèi)箍筋拉斷箍筋拉斷,縱筋壓曲縱筋壓曲成燈籠狀成燈籠狀。 主要原因:節(jié)點處彎矩、剪主要原因:節(jié)點處彎矩、剪力、軸力都較大,受力復雜,
10、力、軸力都較大,受力復雜,箍箍筋配置不足,錨固不好筋配置不足,錨固不好等。等。2)2)柱底柱底 與柱頂相似,由于與柱頂相似,由于箍筋較柱頂密箍筋較柱頂密,震害相對柱,震害相對柱頂較頂較輕輕。3)3)短柱短柱 當柱凈高小于當柱凈高小于4 4倍柱截面高度(倍柱截面高度(H/b4H/b155m4m3m2m宜加寬宜加寬20mm??蚣芸蚣?抗震墻結(jié)構(gòu)抗震墻結(jié)構(gòu)70%框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)不能小于不能小于100mm抗震墻結(jié)構(gòu)抗震墻結(jié)構(gòu)50%框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu) 防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時,宜按需要較寬防震縫的結(jié)防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時,宜按需要較寬防震縫的結(jié)構(gòu)類型采用,并按較低房屋高度確定縫寬。構(gòu)類型采用,并按較低房
11、屋高度確定縫寬。防震縫最小寬度要求防震縫最小寬度要求當設防烈度為當設防烈度為8度、度、9度度時的時的框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)房屋防震縫兩側(cè)結(jié)房屋防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)高度、剛度或?qū)痈呦嗖钶^大時,可在縫兩側(cè)房屋的盡端構(gòu)高度、剛度或?qū)痈呦嗖钶^大時,可在縫兩側(cè)房屋的盡端沿全高設置垂直于防震縫的沿全高設置垂直于防震縫的抗撞墻抗撞墻,每側(cè)抗撞墻的數(shù)量不,每側(cè)抗撞墻的數(shù)量不應少于應少于兩道兩道,宜分別,宜分別對稱布置對稱布置,墻肢的長度可不大于一個柱距。墻肢的長度可不大于一個柱距。層高不同層高不同高度、剛度相差較大高度、剛度相差較大 內(nèi)力內(nèi)力應按考慮和不考慮抗撞墻兩種情況進行分析,按不應按考慮和不考慮抗撞墻兩種情況進行分
12、析,按不利情況取值。利情況取值。 抗撞墻的端柱和框架邊柱抗撞墻的端柱和框架邊柱箍筋箍筋應沿房屋應沿房屋全高加密全高加密??棺矇棺矇?.2.4結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料(1)混凝土的強度等級混凝土的強度等級,框支梁、框支柱及抗震等級,框支梁、框支柱及抗震等級為一級的框架梁、柱、節(jié)點核心區(qū),為一級的框架梁、柱、節(jié)點核心區(qū),不應低于不應低于C30;構(gòu);構(gòu)造柱、芯柱、圈梁及其他各類構(gòu)件不應低于造柱、芯柱、圈梁及其他各類構(gòu)件不應低于C20;8度、度、9度時分別不宜超過度時分別不宜超過C70和和C60。(3)抗震等級為一、二級的框架結(jié)構(gòu),其縱向受力鋼筋)抗震等級為一、二級的框架結(jié)構(gòu),其縱向受力鋼筋采用普通鋼筋時,
13、采用普通鋼筋時,鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應小于測值的比值不應小于1.25;且鋼筋的屈服強度實測值與;且鋼筋的屈服強度實測值與強度標準值的比值不應大于強度標準值的比值不應大于 1.3。(2)普通鋼筋普通鋼筋宜優(yōu)先采用延性、韌性和可焊性較好的鋼宜優(yōu)先采用延性、韌性和可焊性較好的鋼筋;普通鋼筋的強度等級,縱向筋;普通鋼筋的強度等級,縱向受力鋼筋受力鋼筋宜選用宜選用HRB400級級和和HRB335級級熱軋鋼筋,熱軋鋼筋,箍筋箍筋宜選用宜選用HRB335、HRB400和和HPB300級熱軋鋼筋級熱軋鋼筋?;仡櫳瞎?jié)主要內(nèi)容回顧上節(jié)主要內(nèi)容1.震害特征震害
14、特征1) 1)結(jié)構(gòu)布置不合理產(chǎn)生的震害結(jié)構(gòu)布置不合理產(chǎn)生的震害2)2)防震縫處碰撞防震縫處碰撞3)3)框架整體的震害框架整體的震害4)4)框架梁的震害框架梁的震害5)5)框架柱的震害框架柱的震害6)6)框架梁柱節(jié)點的震害框架梁柱節(jié)點的震害7)7)填充墻的震害填充墻的震害8)8)抗震墻的震害抗震墻的震害2.2.抗震概念設計抗震概念設計框架框架抗震墻抗震墻框架框架-抗震墻抗震墻)特點)特點)最大適用高寬比)最大適用高寬比結(jié)構(gòu)體系的選擇結(jié)構(gòu)體系的選擇*(一)(一)(二)抗震等級的劃分(二)抗震等級的劃分*(三)結(jié)構(gòu)布置(三)結(jié)構(gòu)布置*(四(四 )結(jié)構(gòu)材料的選擇)結(jié)構(gòu)材料的選擇*2)最大適用高度)最大
15、適用高度重要性類別、設防烈度、結(jié)構(gòu)類型及房屋高度重要性類別、設防烈度、結(jié)構(gòu)類型及房屋高度結(jié)構(gòu)平面布置結(jié)構(gòu)豎向布置防震縫的設置4.34.3框架結(jié)構(gòu)的抗震設計框架結(jié)構(gòu)的抗震設計4.3.1框架結(jié)構(gòu)抗震概念設計框架結(jié)構(gòu)抗震概念設計 主要內(nèi)容主要內(nèi)容1.柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)布置2.選擇框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型及承重方案選擇框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型及承重方案3.確定框架結(jié)構(gòu)抗震設防的類別及設防烈度確定框架結(jié)構(gòu)抗震設防的類別及設防烈度4.確定框架結(jié)構(gòu)的抗震等級確定框架結(jié)構(gòu)的抗震等級5.防震縫及材料選擇防震縫及材料選擇1.柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)布置(c)對稱不等跨式)對稱不等跨式(b)等跨式)等跨式(a)內(nèi)廊式)內(nèi)廊式框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)布置既
16、要滿足生產(chǎn)工藝和建筑平面的框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)布置既要滿足生產(chǎn)工藝和建筑平面的要求,又要使結(jié)構(gòu)受力合理,施工方便。要求,又要使結(jié)構(gòu)受力合理,施工方便。(a)橫向框架承重方案)橫向框架承重方案(b)縱向框架承重方案縱向框架承重方案(c)縱)縱橫向框架承重方案橫向框架承重方案(d)縱橫向框架承重方案縱橫向框架承重方案2.選擇框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型及承重方案選擇框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型及承重方案現(xiàn)澆現(xiàn)澆樓板樓板預制預制樓板樓板3.確定框架結(jié)構(gòu)抗震設防的類別及設防烈度確定框架結(jié)構(gòu)抗震設防的類別及設防烈度我國建筑抗震設計規(guī)范根據(jù)建筑物重要性及受地震破我國建筑抗震設計規(guī)范根據(jù)建筑物重要性及受地震破壞后果的嚴重性,將建筑物
17、的抗震設防分為壞后果的嚴重性,將建筑物的抗震設防分為四類四類:甲類建筑、乙類建筑、丙類建筑、丁類建筑甲類建筑、乙類建筑、丙類建筑、丁類建筑丙類建筑丙類建筑抗震等級宜按表抗震等級宜按表5劃分;其他設防類別劃分;其他設防類別的建筑,則應按前述抗震設防分類和設防標準的規(guī)定的建筑,則應按前述抗震設防分類和設防標準的規(guī)定調(diào)整后再按表調(diào)整后再按表-5劃分抗震等級。劃分抗震等級。 4.確定框架結(jié)構(gòu)的抗震等級確定框架結(jié)構(gòu)的抗震等級多層及多層及A級高度的框架結(jié)構(gòu)抗震等級級高度的框架結(jié)構(gòu)抗震等級5.防震縫及材料選擇防震縫及材料選擇4.3.2 框架結(jié)構(gòu)抗震計算及驗算框架結(jié)構(gòu)抗震計算及驗算計算手段計算手段 電算電算:
18、 : 采用振型分解反應譜法或時程分析法采用振型分解反應譜法或時程分析法計算地震計算地震作用時作用時常采用電算方法常采用電算方法(如(如PKPMPKPM、ETABSETABS等)等) 。對計算結(jié)對計算結(jié)果應作出正確的判斷,方可應用于工程設計果應作出正確的判斷,方可應用于工程設計;手算手算: : 采用采用底部剪力法底部剪力法計算地震作用時,通常采用計算地震作用時,通常采用手手算方法算方法。 (2 2)實際結(jié)構(gòu)是實際結(jié)構(gòu)是空間體系空間體系,但對于規(guī)則的框架結(jié)構(gòu)一,但對于規(guī)則的框架結(jié)構(gòu)一般可以簡化為般可以簡化為平面結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)進行抗震計算,即一榀框架只抵抗進行抗震計算,即一榀框架只抵抗自身平面內(nèi)的側(cè)向
19、地震作用,各平面結(jié)構(gòu)通過樓蓋(屋蓋)自身平面內(nèi)的側(cè)向地震作用,各平面結(jié)構(gòu)通過樓蓋(屋蓋)連接而協(xié)同工作,各層樓蓋平面內(nèi)剛度無限大,平面外剛連接而協(xié)同工作,各層樓蓋平面內(nèi)剛度無限大,平面外剛度很小,可忽略。度很小,可忽略。 (1 1)雖然地震作用的方向是任意的,但在抗震設計時,雖然地震作用的方向是任意的,但在抗震設計時,必須對結(jié)構(gòu)的縱、橫兩個方向進行抗震計算。必須對結(jié)構(gòu)的縱、橫兩個方向進行抗震計算。 計算假定計算假定(a)(b)(c)(d)框架結(jié)構(gòu)計算簡圖框架結(jié)構(gòu)計算簡圖 1水平地震作用計算及變形驗算水平地震作用計算及變形驗算(1)結(jié)構(gòu)計算簡圖選擇及重力荷載代表值計算)結(jié)構(gòu)計算簡圖選擇及重力荷載
20、代表值計算(3)樓層地震剪力的計算)樓層地震剪力的計算nnijjiFFV nijjiGV 最小樓層地最小樓層地震剪力震剪力樓層地震剪力樓層地震剪力(4)彈性變形驗算)彈性變形驗算huee (2)水平地震作用計算)水平地震作用計算 (方法選擇方法選擇) kiikiQGG G4G5G2G1G3水平荷載作用下框架的變形2水平地震作用下的框架內(nèi)力計算水平地震作用下的框架內(nèi)力計算反彎點法反彎點法(假定梁剛度無限大假定梁剛度無限大)D值法值法考慮柱上下兩端節(jié)點轉(zhuǎn)動考慮柱上下兩端節(jié)點轉(zhuǎn)動影響后的柱側(cè)移剛度的修正;影響后的柱側(cè)移剛度的修正;考慮了柱反彎點位置變化考慮了柱反彎點位置變化的修正。的修正。反彎點法的
21、計算步驟如下:反彎點法的計算步驟如下:多層多跨框架在水平荷載多層多跨框架在水平荷載作用下,當梁柱線剛度之比作用下,當梁柱線剛度之比值大于值大于3(ib/ic3)時,可采)時,可采用反彎點法計算桿件內(nèi)力;用反彎點法計算桿件內(nèi)力;求框架各層各柱的抗側(cè)剛求框架各層各柱的抗側(cè)剛度:度: ;求框架各層各柱的剪力求框架各層各柱的剪力 ;求柱上下端彎矩;求柱上下端彎矩;求梁端彎矩;求梁端彎矩;繪制彎矩圖;繪制彎矩圖;212hid njiimkjkjkjkFddV12.確定反彎點位置確定反彎點位置3.根據(jù)根據(jù)D值值,對樓層剪力進行分配對樓層剪力進行分配 到各柱上到各柱上4.計算柱端彎矩計算柱端彎矩5.根據(jù)節(jié)點
22、彎矩平衡及梁線剛度比根據(jù)節(jié)點彎矩平衡及梁線剛度比,計算梁端彎矩計算梁端彎矩6.根據(jù)各桿件局部隔離體平衡根據(jù)各桿件局部隔離體平衡,計算各桿件的剪力及軸計算各桿件的剪力及軸力力D值法步驟值法步驟: 1.計算計算D值值hyyyyyh)(3210imkikijijVDDV1212hiDc節(jié)點轉(zhuǎn)動節(jié)點轉(zhuǎn)動影響系數(shù)影響系數(shù) 5. J5 柱側(cè)移剛度修正系數(shù)表 樓層 簡圖 K 一般柱 ciiiiiK24321 KK2 底層柱 ciiiK21 KK25 . 0 i2 i4 ic i1 i3 i2 i4 ic h h i2 ic i2 ic i1 節(jié)點轉(zhuǎn)動影響系數(shù)3豎向荷載作用下的框架內(nèi)力計算豎向荷載作用下的框架
23、內(nèi)力計算豎向荷載作用下的框架內(nèi)力計算可以采用豎向荷載作用下的框架內(nèi)力計算可以采用分層法分層法和和彎矩二彎矩二次分配法次分配法進行近似計算,一般選取起控制作用的一榀或幾進行近似計算,一般選取起控制作用的一榀或幾榀框架為計算對象,可用榀框架為計算對象,可用手算或電算手算或電算。 分層法分層法計算步驟為:首先將計算步驟為:首先將m層框架拆成層框架拆成m個計算單元,個計算單元,每個計算單元內(nèi)僅由一層梁和與之相鄰的上下柱組成,每個計算單元內(nèi)僅由一層梁和與之相鄰的上下柱組成,且只承受該層梁的豎向荷載,上下柱的遠端均近似看成且只承受該層梁的豎向荷載,上下柱的遠端均近似看成固定端;然后采用彎矩分配法計算各單元
24、的彎矩圖。最固定端;然后采用彎矩分配法計算各單元的彎矩圖。最后將各單元彎矩圖疊加成框架彎矩圖,對不平衡的節(jié)點后將各單元彎矩圖疊加成框架彎矩圖,對不平衡的節(jié)點彎矩圖可再進行一次分配,但不再傳遞。彎矩圖可再進行一次分配,但不再傳遞。 彎矩二次分配法:彎矩二次分配法:就是將求得的各節(jié)點固端不平衡彎矩同就是將求得的各節(jié)點固端不平衡彎矩同時進行分配,并向遠端傳遞,再在各節(jié)點分配一次而結(jié)束時進行分配,并向遠端傳遞,再在各節(jié)點分配一次而結(jié)束 在豎向非地震荷載作用下,梁端截面往往有在豎向非地震荷載作用下,梁端截面往往有較大負彎矩,負鋼筋配置過于擁擠??紤]框架梁較大負彎矩,負鋼筋配置過于擁擠??紤]框架梁的塑性內(nèi)
25、力重分布,設計時允許進行彎矩調(diào)幅,的塑性內(nèi)力重分布,設計時允許進行彎矩調(diào)幅,降低負彎矩,以減少配筋面積。降低負彎矩,以減少配筋面積。對于現(xiàn)澆框架,支座彎矩調(diào)幅系數(shù)為對于現(xiàn)澆框架,支座彎矩調(diào)幅系數(shù)為0.80.9對于裝配整體式框架,由于鋼筋焊接或接縫不密實對于裝配整體式框架,由于鋼筋焊接或接縫不密實等原因,節(jié)點可能產(chǎn)生變形。據(jù)實測結(jié)果可知,節(jié)等原因,節(jié)點可能產(chǎn)生變形。據(jù)實測結(jié)果可知,節(jié)點變形會使梁端彎矩較彈性計算值減小約點變形會使梁端彎矩較彈性計算值減小約10%,再,再考慮梁端允許出現(xiàn)塑性鉸,因此支座彎矩調(diào)幅系數(shù)考慮梁端允許出現(xiàn)塑性鉸,因此支座彎矩調(diào)幅系數(shù)可采用可采用0.70.8。 無論對水平地震
26、作用還是豎向地震作用無論對水平地震作用還是豎向地震作用引起的內(nèi)力均不應進行調(diào)幅。引起的內(nèi)力均不應進行調(diào)幅。 4荷載及內(nèi)力組合荷載及內(nèi)力組合框架結(jié)構(gòu)設計時,先要進行所考慮的幾種荷載單獨作框架結(jié)構(gòu)設計時,先要進行所考慮的幾種荷載單獨作用下的框架內(nèi)力分析,然后,按照需要進行荷載和內(nèi)用下的框架內(nèi)力分析,然后,按照需要進行荷載和內(nèi)力組合。從而得出構(gòu)件控制截面上的最不利內(nèi)力,以力組合。從而得出構(gòu)件控制截面上的最不利內(nèi)力,以此作為截面設計的依據(jù)。一般考慮的此作為截面設計的依據(jù)。一般考慮的幾種荷載:永久幾種荷載:永久荷載(恒荷載)、可變荷載(樓面和屋面活荷載、屋荷載(恒荷載)、可變荷載(樓面和屋面活荷載、屋面
27、雪荷載、風荷載)、地震作用面雪荷載、風荷載)、地震作用等。等。常用的常用的兩種基本荷載作用效應組合兩種基本荷載作用效應組合:(1)有地震作用組合有地震作用組合。其內(nèi)力組合設計值為。其內(nèi)力組合設計值為EhGEGESSS3 . 1(2)無地震作用組合無地震作用組合。其內(nèi)力組合設計值為其內(nèi)力組合設計值為kQQGkGSSS式中式中 SGk由永久荷載標準值計算的內(nèi)力;由永久荷載標準值計算的內(nèi)力; SGE由可變荷載標準值計算的內(nèi)力;由可變荷載標準值計算的內(nèi)力; G永久荷載分項系數(shù),當永久荷載對構(gòu)件不利時,對由可永久荷載分項系數(shù),當永久荷載對構(gòu)件不利時,對由可變荷載控制的組合,取變荷載控制的組合,取1.21
28、.2,對由永久荷載控制的組合,取,對由永久荷載控制的組合,取1.351.35;當;當永久荷載對構(gòu)件有利時,不應大于永久荷載對構(gòu)件有利時,不應大于1.0 1.0 。 Q可變荷載分項系數(shù),一般取可變荷載分項系數(shù),一般取1.41.4。式中式中 SGE由重力荷載代表值計算的內(nèi)力;由重力荷載代表值計算的內(nèi)力; SGE由水平地震作用標準值計算的內(nèi)力;由水平地震作用標準值計算的內(nèi)力; GE 重力荷載分項系數(shù),一般取重力荷載分項系數(shù),一般取1.21.2,當重力,當重力荷載效應對構(gòu)件有利時,不應大于荷載效應對構(gòu)件有利時,不應大于1.0 1.0 。5構(gòu)件截面設計構(gòu)件截面設計框架結(jié)構(gòu)在水平地震作用下的框架結(jié)構(gòu)在水平
29、地震作用下的整體破壞機制整體破壞機制可分為兩種類型:強可分為兩種類型:強柱弱梁型和強梁弱柱型。柱弱梁型和強梁弱柱型。 強梁弱柱強梁弱柱強柱弱梁強柱弱梁塑性鉸McMcMbMb1)根據(jù))根據(jù)“強柱弱梁強柱弱梁”原則的調(diào)整。原則的調(diào)整。bccMM一、二、三、四級框架的梁柱節(jié)點處,除框支層最上層一、二、三、四級框架的梁柱節(jié)點處,除框支層最上層的柱上端、框架頂層和柱軸壓比小于的柱上端、框架頂層和柱軸壓比小于0.15者外,柱端彎矩者外,柱端彎矩設計值應符合下式要求設計值應符合下式要求框架柱端彎矩增大系數(shù);對框架結(jié)構(gòu),一、二、三、框架柱端彎矩增大系數(shù);對框架結(jié)構(gòu),一、二、三、四級分別取四級分別取1.7、1.
30、5、1.3、1.2;其他結(jié)構(gòu)類型中的框架,;其他結(jié)構(gòu)類型中的框架,一級取一級取1.4,二級取,二級取1.2,三、四級取,三、四級取1.1。當反彎點不在。當反彎點不在柱的層高范圍內(nèi)時,柱端截面組合的彎矩設計值可乘以上柱的層高范圍內(nèi)時,柱端截面組合的彎矩設計值可乘以上述柱端彎矩增大系數(shù);述柱端彎矩增大系數(shù);buacMM2 . 19度一級,一級框架度一級,一級框架(節(jié)點處)(節(jié)點處)其中,其中,M Mc c為節(jié)點上、下柱端截面順時針或反時針方向組合的彎為節(jié)點上、下柱端截面順時針或反時針方向組合的彎矩設計值之和,矩設計值之和,上、下柱端的彎矩設計值,一般情況可按彈性分上、下柱端的彎矩設計值,一般情況可
31、按彈性分析分配;析分配;MMb b為節(jié)點左右梁端截面反時針或順時針方向組合的彎矩設計為節(jié)點左右梁端截面反時針或順時針方向組合的彎矩設計值之和,節(jié)點左右梁端均為負彎矩時,絕對值較小的彎矩應取零;值之和,節(jié)點左右梁端均為負彎矩時,絕對值較小的彎矩應取零;MMbuabua為節(jié)點左、右梁端截面反時針或順時針方向根據(jù)實配鋼筋為節(jié)點左、右梁端截面反時針或順時針方向根據(jù)實配鋼筋面積面積( (考慮受壓筋考慮受壓筋) )和材料強度標準值計算的抗震受彎承載力所對和材料強度標準值計算的抗震受彎承載力所對應的彎矩值之和;應的彎矩值之和;一、二、三、四級框架結(jié)構(gòu)的底層,柱下端截面組合一、二、三、四級框架結(jié)構(gòu)的底層,柱下
32、端截面組合的彎矩設計值,應分別乘以增大系數(shù)的彎矩設計值,應分別乘以增大系數(shù)1.7、1.5、1.3和和1.2。底層柱縱向鋼筋應按上下端的不利情況配置。這里底層指底層柱縱向鋼筋應按上下端的不利情況配置。這里底層指無地下室的基礎或地下室以上的首層。無地下室的基礎或地下室以上的首層。抗震設計時,框架角柱應按雙向偏心受力構(gòu)件進行正抗震設計時,框架角柱應按雙向偏心受力構(gòu)件進行正截面承載力設計。一、二、三級框架結(jié)構(gòu)的角柱,調(diào)整后截面承載力設計。一、二、三級框架結(jié)構(gòu)的角柱,調(diào)整后的彎矩應乘以的彎矩應乘以不小于不小于1.11.1的增大系數(shù)的增大系數(shù),并應滿足規(guī)范的其,并應滿足規(guī)范的其他相應要求。他相應要求。08
33、1611.2 1.4 1.6 1.8床CB比c強柱弱梁型結(jié)構(gòu)柱失效度隨強柱弱梁型結(jié)構(gòu)柱失效度隨c變化 柱失效度2)根據(jù))根據(jù)“強剪弱彎強剪弱彎”原則的調(diào)整。原則的調(diào)整。GbnrblbvbbVlMMV)(GbnrbualbuabVlMMV)( 1 . 1一二三級框架一二三級框架9度一級,一級度一級,一級框架框架 框框 架架 梁梁 GbnrblbvbbVlMMV)(GbnrbualbuabVlMMV)( 1 . 1GbnrblbvbbVlMMV)(GbnrbualbuabVlMMV)( 1 . 1q1P2MblMbrq2q2 框框 架架 柱柱nbctcvccHMMV)(nbcuatcuacHMMV
34、)(2 . 1一二三級框柱一二三級框柱9度一級,一級框柱度一級,一級框柱還要滿足還要滿足3)強節(jié)點弱構(gòu)件)強節(jié)點弱構(gòu)件(2)框架梁柱截面抗震承載力驗算。)框架梁柱截面抗震承載力驗算。RERS1) 框架梁、柱框架梁、柱正正截面截面抗震承載力抗震承載力驗算驗算2) 框架梁、柱框架梁、柱斜斜截面截面抗震受剪承載抗震受剪承載力驗算力驗算3)截面尺寸截面尺寸驗算驗算0042. 01hsAfbhfVsvyvtREb NhsAfbhfVsvyvtREc056. 0105. 1100 )20.0(10bhfVccRE 均布荷栽集中荷栽)15. 0(10bhfVcRE柱軸力為拉力柱軸力為壓力梁柱(3)框架梁柱節(jié)
35、點核心區(qū)截面的抗震計算。(略)框架梁柱節(jié)點核心區(qū)截面的抗震計算。(略) (一、二級、(一、二級、9度)度)節(jié)點核心區(qū)節(jié)點核心區(qū))30. 0(1jjccjREjhbfV剪壓比限制剪壓比限制水平抗剪水平抗剪 強度強度)05. 01 . 1 (10sahAfbbNhbfVsbsvjyvcjjjjtjREj434框架結(jié)構(gòu)薄弱層彈塑性變形驗算框架結(jié)構(gòu)薄弱層彈塑性變形驗算“設防三水準設防三水準”要求進行第二階段設計的框架結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)房要求進行第二階段設計的框架結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)房屋,除滿足屋,除滿足多遇地震作用下的承載力和彈性變形多遇地震作用下的承載力和彈性變形要求之外,要求之外,還還必須進行罕遇地震作用下
36、的薄弱層彈塑性變形驗算必須進行罕遇地震作用下的薄弱層彈塑性變形驗算,以滿足,以滿足“大震不倒大震不倒”的要求。(略)的要求。(略) 435 框架結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施框架結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施1框架梁的構(gòu)造措施框架梁的構(gòu)造措施(1)梁的截面尺寸。)梁的截面尺寸。(2)梁的縱向鋼筋。)梁的縱向鋼筋。(3)梁的箍筋。)梁的箍筋。2框架柱的構(gòu)造措施框架柱的構(gòu)造措施(1)柱的截面尺寸。)柱的截面尺寸。(2)柱軸壓比限制。)柱軸壓比限制。(3)柱的縱向鋼筋。)柱的縱向鋼筋。(4)柱的縱向箍筋。)柱的縱向箍筋。AfNnc表表4-11 柱軸壓比限值柱軸壓比限值結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 類類 型型抗震等級抗震等級一一二二三三四四框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)0.650.750.850.9框架框架-抗震墻,抗震墻,板柱板柱-抗震墻、抗震墻、框架框架-核心筒核心筒及筒中筒及筒中筒0.750.850.900.95部分框支抗部分框支抗震墻震墻0.60.73框架梁柱節(jié)點的構(gòu)造措施框架梁柱節(jié)點的構(gòu)造措施箍筋最大間距與最小直徑,宜與柱箍筋加密區(qū)的要求相同箍筋最大間距與最小直徑,宜與柱箍筋加密區(qū)的要求相同,框架框架梁柱
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