框架結(jié)構(gòu)設(shè)計（PPT67）

第四章框框架結(jié)構(gòu)設(shè)計計【本章教學(xué)目標(biāo)標(biāo)】通過本章學(xué)習(xí)習(xí)，掌握高層層框架結(jié)構(gòu)的的計算簡圖；；掌握框架結(jié)結(jié)構(gòu)在豎向荷荷載下的分層層計算法；掌掌握框架結(jié)構(gòu)構(gòu)在水平荷載載下的反彎點點法和D值法；掌握框框架結(jié)構(gòu)側(cè)移移近似計算方方法；熟悉高高層框架構(gòu)件件的設(shè)計要求求和構(gòu)造要求求。第一節(jié)框架架結(jié)構(gòu)內(nèi)力與與位移計算一、計算簡圖圖的確定實際結(jié)構(gòu)往往往為復(fù)雜空間間體系，實際際荷載也很復(fù)復(fù)雜，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)也并非均質(zhì)質(zhì)彈性結(jié)構(gòu)，，故對高層建建筑結(jié)構(gòu)作精精確計算十分分困難，在設(shè)設(shè)計時必須進(jìn)進(jìn)行簡化計算算。計算簡圖是對對實際結(jié)構(gòu)抓抓住主要因素素加以抽象簡簡化使計算結(jié)結(jié)果與實際情情況足夠接近近而得到的力力學(xué)模型。計計算簡圖選定定后，還應(yīng)在在設(shè)計中采取取相適應(yīng)的構(gòu)構(gòu)造措施使實實際結(jié)構(gòu)能實實現(xiàn)計算簡圖圖的要求。1、結(jié)構(gòu)體系的的簡化任何結(jié)構(gòu)都為為一個空間結(jié)結(jié)構(gòu)，但是對對于框架、剪剪力墻、框架架——剪力墻結(jié)構(gòu)而而言，大多數(shù)數(shù)可以簡化為為平面結(jié)構(gòu)，，使計算大大大簡化。簡化時作了以以下三個假定定：（1）、平面結(jié)構(gòu)構(gòu)假定：一片片框架或者墻墻可以抵抗本本身平面內(nèi)的的側(cè)向力，而而在平面外剛剛度很小，可可以忽略。故整個結(jié)構(gòu)可可以劃分為若若干個平面結(jié)結(jié)構(gòu)，共同抵抵抗與平面結(jié)結(jié)構(gòu)平行的荷荷載，垂直該該方向的結(jié)構(gòu)構(gòu)不參與受力力。（2）、剛性樓板板假定：連結(jié)結(jié)各個抗側(cè)力力結(jié)構(gòu)間的樓樓板在自身平平面內(nèi)很大，，平面外很小小，可不考慮慮。（3）、彈性假定定：假定材料料處于線彈性性階段，規(guī)范范按彈性方法法進(jìn)行內(nèi)力計計算。2、結(jié)構(gòu)構(gòu)件簡簡化計算簡圖中，，結(jié)構(gòu)構(gòu)件用用其軸線表示示，結(jié)構(gòu)構(gòu)件件的連接長度度用剛性節(jié)點點表示，構(gòu)件件長度以節(jié)點點間距離表示示，荷載作用用點轉(zhuǎn)移到軸軸線上。3、結(jié)構(gòu)荷載簡簡化可按內(nèi)力等效效原則，將構(gòu)構(gòu)件上荷載改改造為集中荷荷載、均布荷荷載等。實際風(fēng)荷載以以及地震作用用方向是隨意意不定的，結(jié)結(jié)構(gòu)計算常常常假定水平作作用在結(jié)構(gòu)主主軸方向，對對互相正交的的主軸進(jìn)行內(nèi)內(nèi)力分析。要解決問題：：(1)如何確定抗側(cè)側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度度，水平荷載載分配與各片片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度有關(guān)，，剛度越大結(jié)結(jié)構(gòu)單元所分分配的荷載就就大。(2)如何確定每片片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)所分配到的的水平荷載下下的內(nèi)力以及及位移。下面面幾章將進(jìn)行行詳細(xì)討論。。設(shè)計時應(yīng)采用用空間分析軟軟件進(jìn)行整體體內(nèi)力位移計計算，同時對對結(jié)構(gòu)分析軟軟件的計算結(jié)結(jié)果從力學(xué)概概念和工程經(jīng)經(jīng)驗等方面進(jìn)進(jìn)行分析判斷斷，確認(rèn)其合合理、有效后后方可作為工工程設(shè)計的依依據(jù)。二、框架結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析析方法框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)內(nèi)力計算方法法一般分三類類：①精確法法：力法和位位移法。其計計算假定少，，較為接近實實際情況，需需利用計算機(jī)機(jī)求解，如PKPM系列、ETABS等；②漸進(jìn)法法：彎矩分配配法、迭代法法和無剪力分分配法等；③③近似法：分分層法、反彎彎點法、D值法。其引入入假定較多，，計算簡單，，易于掌握和和手算，適合合于初步設(shè)計計階段的估算算或?qū)τ嬎銠C(jī)機(jī)計算結(jié)果的驗證。1、豎向荷載載作用下的內(nèi)內(nèi)力近似計算算(分層計算法)在一般豎向荷荷載下，框架架側(cè)移比較小可以以按照彎矩分分配法進(jìn)行內(nèi)力分分析兩層，6個角位移20層，60個角位移，分分配一次計算量大，，必須加以簡簡化。圖4-1框架結(jié)構(gòu)計算算簡圖(2)、各層荷載對對其他各層桿桿件內(nèi)力無影影響計算時候，假假定上下柱遠(yuǎn)遠(yuǎn)端均為固定定，實際上除除了底層柱柱外，其他均均為彈性支撐撐，故為了了減小誤差，，特意作如下下修正：精確分析表明明：荷載只對同層桿件內(nèi)力影影響很大，而而對其他層影響很很小。假定：(1)、無側(cè)移上層各柱線剛剛度乘以0.9加以修正。除底層柱外，，各柱傳遞系系數(shù)修正為1/3。圖4-2頂層計算簡圖圖圖4-3底層計算簡圖圖計算結(jié)果中結(jié)結(jié)點上彎矩可可能不平衡，，但是誤差不不會太大，可可以不再計算算，也可以為為提高精度，，再進(jìn)行一次次彎矩分配。。圖4-4頂層節(jié)點彎矩矩分配圖4-5底層節(jié)點彎矩矩分配圖4-6整體計算彎矩矩圖圖4-6給出了本節(jié)分分層計算法的的解圖4-7給出了精確解解，帶括號為為不考慮結(jié)點點線位移彎矩矩，不帶括號號為考慮結(jié)點點線位移彎矩矩，梁上誤差差不大，柱上上彎矩誤差稍稍大。圖4-7計算彎矩圖與與精確解的比比較2.水平荷載作用用下的內(nèi)力近近似計算A.反彎點法：框架所受水平平荷載主要是是風(fēng)荷載和地地震作用將在每個樓層層上的總風(fēng)力力和總地震力力分配給各個個框架，將結(jié)結(jié)構(gòu)分析簡化化為平面框架架分析。平面分析時，，可以采用反反彎點法以及及D值法，按柱的的抗側(cè)剛度將將總水平荷載載直接分配到到柱，再根據(jù)據(jù)反彎點求出出柱各端的彎彎矩M=Vy，然后由結(jié)點點平衡求出梁梁端彎矩與剪剪力。反彎點定義：：柱上彎矩為為0的點，注意反反彎點可能在在柱上，也可可能在柱外。。圖4-8框架變形圖圖4-9框架彎矩圖反彎點法為了方便地求求出各柱的剪剪力和反彎點點的位置，根根據(jù)框架結(jié)構(gòu)構(gòu)的受力特點點，假定：梁的線剛度與與柱的線剛度度之比為無窮窮大（大于等等于3），各柱上下下兩端角位移移θ為零。不考慮框架梁梁柱的軸向變變形，同一層層各節(jié)點水平平位移相等。。底層柱反彎點點在距底端高高度處2h/3處，其余各層層反彎點均在在h/2處。其原因在在于底層柱下下端轉(zhuǎn)角為零零而上端不為為零。由假定(1)，根據(jù)轉(zhuǎn)角位位移方程：V1=可得側(cè)移剛度度系數(shù)：d=由假定(2)，同層各柱柱柱端水平位移移均為Δ，則：同層各柱剪力力：Vj=由假定(3)，柱端彎矩：：Mj下=Mj上=梁端彎矩根據(jù)據(jù)節(jié)點平衡求求出:圖4-10節(jié)點彎矩平衡衡邊柱：Mb=Mc上+Mc下Mb右=(Mc上+Mc下)中柱：Mb左=(Mc上+Mc下)例4-1：作作圖圖4-11所示示框框架架的彎彎矩矩圖圖，，圖圖中中括括號號內(nèi)內(nèi)數(shù)數(shù)字為為各各桿桿的的線線剛剛度度。。解：：當(dāng)當(dāng)同同層層各各柱柱h相等等時時，，各柱柱抗抗側(cè)側(cè)剛剛度度d=12ic/h2，可直直接接用用ic計算算它它們們的的分分配系系數(shù)數(shù)。。這這里里只只有有第第3層中柱柱與與同同層層其其他他柱柱高高不不同同，，做如如下下變變換換，，即即可可采采用用折折算線線剛剛度度計計算算分分配配系系數(shù)數(shù)。。折算算線線剛剛度度=(42/4.52)i=(16/20.3)××2=1.6計算算過過程程見見圖圖3-10，最后后彎彎矩矩圖圖見見圖圖4-12圖4-11框架架計計算算簡簡圖圖圖4-12框架架反反彎彎點點法法計計算算過過程程圖4-13框架架計計算算彎彎矩矩圖圖括號號內(nèi)內(nèi)數(shù)數(shù)字字為為精精確確解解。。本本例例表表時時，，用用反反彎彎點點法法計計算算的的結(jié)結(jié)果果，，除除個個別別地地方方外外，，誤誤差差是是不不大大的的。。誤誤差差大大是是因因為為梁梁柱柱線線剛剛度度比比不不夠夠大大，，略略大大于于3B.D值法法（（修修正正反反彎彎點點法法））：：反彎彎點點法法：：梁梁、、柱柱線線剛剛度度比比大大于于3，認(rèn)認(rèn)為為結(jié)結(jié)點點轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角為為0的一一種種近近似似算算法法。。實實際際中中，，當(dāng)當(dāng)梁梁、、柱柱線線剛剛度度比比小小于于3，結(jié)結(jié)點點轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角較較大大時時，，此此方方法法計計算算的的內(nèi)內(nèi)力力誤誤差差較較大大。。D值法法““由由日日本本武武藤藤清清教教授授提提出出來來，，用用修修正正柱柱的的抗抗側(cè)側(cè)移移剛剛度度和和調(diào)調(diào)整整反反彎彎點點高高度度的的方方法法計計算算水水平平荷荷載載下下框框架架的的內(nèi)內(nèi)力力，，修修正正后后的的抗抗側(cè)側(cè)剛剛度度用用D表示示，，稱稱為為D值法法。。假定定：：1、水水平平荷荷載載作作用用下下，，框框架架結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)同同層層各各節(jié)節(jié)點點轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角相等等。。2、不不考考慮慮框框架架梁梁柱柱的的軸軸向向變變形形，，同同一一層層各各節(jié)節(jié)點點水平平位位移移相相等等。。優(yōu)點點：：1、計計算算步步驟驟與與反反彎彎點點法法相相同同，，計計算算簡簡便便實實用用。。2、計計算算精精度度比比反反彎彎點點法法高高。。缺點點：：1、忽忽略略柱柱的的軸軸向向變變形形，，隨隨結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)高高度度增增大大，，誤誤差差增大大。。2、非非規(guī)規(guī)則則框框架架中中使使用用效效果果不不好好。。計算算步步驟驟：：1、確確定定柱柱側(cè)側(cè)移移剛剛度度D值，，按按照照反反彎彎點點法法計計算算各各柱柱剪剪力力。。2、確確定定柱柱反反彎彎點點高高度度，，求求出出各各桿桿端端彎彎矩矩。一、、柱柱側(cè)側(cè)移移剛剛度度D值δ1=ΔΔ1δ2=ΔΔ2-ΔΔ1δ3=ΔΔ3-ΔΔ2假定定：：1、各各層層層層間間位位移移δ相等等2、各各層層梁梁、、柱柱轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角θ相等等3、上上下下層層柱柱線線剛剛度度相相等等4、上上下下層層柱柱高高相相等等1、2桿可可看看作作有有δ2相對對位位移移，，再再加上上1端和和2端的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角θ1和θ2M21=同理理：M23=M24=M25=6θ1=θθ2=θθ3=θθδδ1=δδ2=δδ3=δδ+(6i1+6i2+8ic)θθ2+2ic(θθ1+θθ3)=0ΣM2=0θ=再來來看看V21=D21=其中中：：———梁柱柱線線剛剛度度比比———柱剛剛度度修修正正系系數(shù)數(shù)，，見表表3-1梁柱柱剛剛度度比比對對柱柱剛剛度度的的影影響響表4-1αα計算算公公式式表表當(dāng)k→→∞，→1，當(dāng)當(dāng)K較小小時時候候，，<1有了了D值后后，，按按照照反反彎彎點點法法步步驟驟進(jìn)進(jìn)行行計計算算，，只只是是將將反反彎彎點點法法中中的的d=換成成了了：：D=×二、、柱柱反反彎彎點點高高度度比比的的確確定定主要因因素是是柱上上、下下端的的約束束條件件：圖4-15反彎點點位置置若θ1=θi-1，則Mi=Mi-1反彎點點在中中點。。若θ1≠θi-1，則M≠Mi-1反彎點點移向向彎矩矩較小小的一一端。。約束越越小，，彎矩矩越小小，極極端情情況下下為鉸鉸接點點，反反彎點點與該端重重合。。影響柱柱兩端端約束束大小小的因因素：：1.結(jié)構(gòu)總總層數(shù)數(shù)以及及該層層位置置2.梁柱剛剛度比比3.荷載形形式4.上層與與下層層梁剛剛度比比5.上、下下層層層高度度變化化D值法：：先求求得柱柱標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)反彎彎點高高度比比yn，再根根據(jù)上上、下下梁線線剛度度比以以及上上下層層高變變化，，對yn進(jìn)行調(diào)調(diào)整。。1、柱標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)反反彎點點高度度比ynyn根據(jù)各各層等等高、、等跨跨、各各層梁梁、柱柱線剛剛度不不變的的多層層框架架在水水平荷荷載作作用下下的反反彎點點位置置求得得。均布水水平荷荷載下下的yn見書上上表4-3倒三角角分布布荷載載下的的yn見書上上表4-4可根據(jù)據(jù)框架架總層層數(shù)m以及該該層樓樓層數(shù)數(shù)以及及梁柱柱線剛剛度比比K值查得得。2、上下下梁剛剛度變變化時時反彎彎點高高度比比修正正值y1某柱上上下梁梁剛度度不等等時，，導(dǎo)致致柱上上下結(jié)結(jié)點轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角不不同，，修正正值為為y1。當(dāng)(i1+i2)<(i3+i4)時令α1=(i1+i2)/(i3+i4)從表4-2可以查查出y1，取正正值表4-2上下梁梁相對對剛度度變化化時修修正值值y1當(dāng)(i1+i2)<(i3+i4)時，α1=(i3+i4)/(i1+i2)從表4-2可以查查出y1，但取取負(fù)值值。當(dāng)上下下梁的的剛度度相等等時，，α1=1，表中中y1=0，也即即無需需修正正底層層，不不考慮慮y1修正。。3、上下下層高高度變變化時時，反反彎點點高度度比修修正值值y2和y3。圖4-16層高對對反彎彎點的的影響響令h上/h=α2，從表表4-3可以查查出y2，最上上層不不算。。表4-3上下層層柱高高度變變化時時修正正值y2和y3α2>1，y2>0，反彎彎點上上移，，α2<1，y2<0，反彎彎點下下移。。圖4-16令h下/h=α3，從表表3-5可以查查出y3，底層層不算算。α3>1，y3<0，反彎彎點下下移，，α3<1，y3>0，反彎彎點上上移。。當(dāng)上、、下層層層高高沒有有變化化時，，也即即α2=α3=1，從表表中可可以查查出y2=y3=0，無需需進(jìn)行行修正正。最后，，柱反反彎點點高度度比：：y=yn+y1+y2+y3例4-2：圖4-17為3層框架架結(jié)構(gòu)構(gòu)給出出了樓樓層高高處的的總水水平力力及各各桿線線剛度度相對對值，，要求求用D值法分分析內(nèi)內(nèi)力。。解：圖4-17框架計計算簡簡圖根據(jù)表表4-1計算各各層柱柱D值如表表4-4。所有有柱剛剛度之之和為ΣD。由剛剛度計計算每每根柱柱分配配到的的剪力力見下下表由表4-2、4-3查反彎彎點高高度比比如下下表梁、柱柱彎矩矩圖見見圖4-18圖4-18給出了了柱反反彎點點位置置和根根據(jù)柱柱剪力力及反反彎點點位置置求出出的柱柱端彎彎矩、、根據(jù)據(jù)結(jié)點點平衡衡平衡衡求出出的梁梁端彎彎矩。。彎矩矩單位位是kN··m。根據(jù)據(jù)梁端端彎矩矩中進(jìn)進(jìn)一步步求出出梁剪剪力(圖中未未給出出)。圖4-18框架彎彎矩圖圖三、水水平平荷載載作用用下側(cè)側(cè)移的的近似似計算算圖4-19剪力和和彎矩矩引起起的側(cè)側(cè)移框架側(cè)側(cè)移主主要由由水平平荷載載引起起，規(guī)規(guī)范對對層間間位移的大大小框架總總變形形由彎彎曲變變形和和剪切切變形形兩部部分組組成，，層數(shù)數(shù)不多的框框架，，可以以忽略略軸向向變形形引起起的彎彎曲變變形，，高度度較大大時候候，兩兩者均均要考考慮。。有限制制，故故需要要計算算層間間位移移以及及頂點點位移移。框架側(cè)側(cè)移主主要由由兩部部分變變形組組成：：只考慮慮梁柱柱彎曲曲產(chǎn)生生的側(cè)側(cè)移，，梁柱柱彎曲曲變形形由VA、VB引起，，為剪剪切型型變形形曲線線。只只考慮慮梁柱柱軸向向變形形的側(cè)側(cè)移，，柱軸軸向變變形由由NA、NB合成的的M引起，，為彎彎曲型型變形形曲線線。一般而而言，，總的的側(cè)移移曲線線仍以以剪切切型為為主。。圖4-20框架切切面內(nèi)內(nèi)力圖圖1、梁、、柱彎彎曲變變形產(chǎn)產(chǎn)生的的側(cè)移移D：單位位層間間位移移所需需要的的剪力力j層：——j層層間間位移移頂點位位移：：j層位移移：2、柱軸軸向變變形產(chǎn)產(chǎn)生的的側(cè)移移水平荷荷載下下，一一般框框架只只有兩兩根邊邊柱軸軸力較較大，，一拉拉一壓壓，中中柱因因為兩兩邊梁梁剪力力相近近，軸軸力很很小，，可不不計。。Vpj——j層層間剪力力Dij——j層第i根柱D值圖4-20框架側(cè)移計計算簡圖采用力法，，可以求出出側(cè)移的大大小——單位水平集集中力作用用在j層時邊柱軸軸力N——水平荷載引引起的柱內(nèi)內(nèi)力，N=±M(z)/BA——邊柱截面面面積，假設(shè)設(shè)邊柱截面面面積沿著著Z軸直線變化。。n=A頂/A底A(z)=[1-(1-n)z/H]A底V0——基底剪力=±(Hj-z)/B集中荷載情情況下：M(Z)=(H-z)RV0=RFN=其中：Rj=均布荷載：：M(z)=q(H-Z)2/2v0=qH｝FN=倒三角荷載載：M(δ)=V0=FN=｛｝用變量n以及Hj/H，F(xiàn)n可以由圖4-6查出，從而而可以利用用求出第j層頂點位移移軸力引起的的第j層層間位移移：第j層總位移：：第j層層間位移移：表4-6框架軸向變變形側(cè)移計計算圖表例4-3：求圖4-21所示三跨12層框架由桿桿件彎曲、、柱軸向變變形產(chǎn)生的的頂點側(cè)移移Δn及最大層間間側(cè)移δj，層高h(yuǎn)=400cm，總高H=400×12=4800cm，彈性模量量E=2.0×104MPa，各層梁截截面尺寸相相同，柱截截面尺寸有有四種，7層以上柱斷斷面尺寸減減小，內(nèi)柱柱、外柱尺尺寸不同，，詳見圖中中所注。圖4-21框架側(cè)移計計算簡圖解：1.由桿件彎曲曲產(chǎn)生的頂頂點側(cè)移以以及最大層層間側(cè)移計計算：各層ic、K、α、D、ΣDij及層間位移移δj，絕對側(cè)移移計算如表表4-72.由柱軸向變變形產(chǎn)生的的側(cè)移計算算：A頂=40×40=1600cm2A底=50×50=2500cm2n=A頂/A底=1600/2500=0.64V0=12PH=4800cmE=2.0×104N/mmB=1850cm由公式計算算側(cè)移變形形，F(xiàn)n及，列于表(1)，F(xiàn)n查表4-6(均布荷載)表4-7頂點側(cè)移及及層間位移移表4-8柱軸向變形形產(chǎn)生的側(cè)側(cè)移由計算結(jié)果果可見，柱柱軸向變形形產(chǎn)生的側(cè)側(cè)移與梁、、柱彎曲變變形產(chǎn)生的的側(cè)移相比比，前者占占的比例較較小，在本本例中，總總頂點位移移為：=(2.04+0.21)××10-3P=2.25×10-3Pmm=(0.272+0.004)×10-3P=0.276×10-3Pmm在總位移中中僅占9.3%，柱軸向變形形產(chǎn)生的側(cè)側(cè)移是彎曲曲型的，頂頂層層間變變形最大，，向下逐漸漸減小，而而梁、柱彎彎曲變形產(chǎn)產(chǎn)生的側(cè)移移則是剪切切型的，底底層最大，，向上逐漸漸減小。由由于后者變變形是主要要成分，二二者綜合后后仍以底層層的層間變變形最大，，故仍表現(xiàn)現(xiàn)為剪切型型變形特征征。軸向變形位位移：彎曲曲型、頂層層層間位移移最大，向向下逐漸減減小。梁柱彎曲產(chǎn)產(chǎn)生位移：：剪切型，，底層層間間位移最大大，向上逐逐漸減小，，在總變形形總占主要要成分。二者綜合后后，仍然以以底層層間間位移最大大，表現(xiàn)為為剪切型變變形。Δ12=δmax=在δmax中所占比例例更小。第二節(jié)框框架結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計及構(gòu)構(gòu)造要求一、延性抗抗震框架的的設(shè)計要求求延性框架的的概念：在框架體系系、框架——剪力墻體系系以及框筒筒體系中，，雖然內(nèi)力力計算方法法不同，但但是在求出出內(nèi)力以后后，都要通通過內(nèi)力組組合求出梁梁、柱控制制截面的最最不利內(nèi)力力，然后進(jìn)進(jìn)行截面配配筋計算以以及構(gòu)造設(shè)設(shè)計。雖然梁、柱柱截面的一一般配筋計計算以及構(gòu)構(gòu)造在一般般的鋼筋混混凝土教材材中已有討討論，但是是在抗震設(shè)設(shè)計時，對對鋼筋混凝凝土構(gòu)件有有特殊要求求，本章重重點討論框框架梁、柱柱以及節(jié)點點的抗震設(shè)設(shè)計方法，，并適當(dāng)補(bǔ)補(bǔ)充一些非非抗震情況況下的設(shè)計計要求。1、延性結(jié)構(gòu)構(gòu)在罕遇地震震作用下要要求結(jié)構(gòu)處處于彈性狀狀態(tài)是不必必要，也是是不經(jīng)濟(jì)的的，通常是是在中等烈烈度的地震震作用下允允許結(jié)構(gòu)某某些構(gòu)件屈屈服，出現(xiàn)現(xiàn)塑性鉸，，使結(jié)構(gòu)剛剛度降低，，塑性變形形加大，當(dāng)當(dāng)塑性鉸達(dá)達(dá)到一定數(shù)數(shù)量后，結(jié)結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)現(xiàn)屈服現(xiàn)象象，即隨著地震作作用力不增增加或增加加很少，而而結(jié)構(gòu)變形形迅速增加加。圖4-22延性結(jié)構(gòu)荷荷載位移關(guān)關(guān)系上圖為延性性結(jié)構(gòu)的荷荷載一位移移曲線，延延性結(jié)構(gòu)即即是能維持持承載能力力而又具有有較大塑性性變形能力力的結(jié)構(gòu)構(gòu)。結(jié)構(gòu)延性能能力通常用用頂點水平平位移延性性比來衡量量。延性比定義義：μ=Δu/Δy其中：Δy——結(jié)構(gòu)屈服時時的頂點位位移；Δu——能維持承載載能力的最最大頂點位位移延性結(jié)構(gòu)在在結(jié)果中等等烈度的地地震作用后后，加以修修復(fù)仍可以以重新使用用，在罕遇遇地震下也也不至于倒倒塌，符合合抗震設(shè)計計的“三水準(zhǔn)”要求，因此此在地震區(qū)區(qū)都應(yīng)該設(shè)設(shè)計延性結(jié)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計合理，混凝凝土框架可可以達(dá)到較較大的延性性，稱為延延性框架結(jié)結(jié)構(gòu)?？蚣茼旤c水水平位移是是由各個桿桿件的變形形形成的，，當(dāng)各桿件件都處于彈彈性階段時時，結(jié)構(gòu)變變形是彈性性的，當(dāng)桿桿件屈服后后，結(jié)構(gòu)就就出現(xiàn)塑性性變形?？蚩蚣苤校芩苄糟q可能能出現(xiàn)在梁梁上，也可可能出現(xiàn)在在柱上，因因此，梁、、柱構(gòu)件都都應(yīng)由良好好的延性，，構(gòu)件的延延性以構(gòu)件件的變形或或塑性鉸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動能力來來衡量，稱稱為構(gòu)件位位移延性比比μf=fu/fy或截面曲率率延性比2、延性結(jié)構(gòu)構(gòu)的要求和和分析（1）、要保證證框架結(jié)構(gòu)構(gòu)有一定的的延性，梁梁、柱構(gòu)件件需要具有有足夠的延延性，鋼筋筋混凝土構(gòu)構(gòu)件的剪切切破壞是脆脆性的，或或者延性很很小，因此此，構(gòu)件不不能過早剪剪壞。（2）、框架結(jié)結(jié)構(gòu)中，塑塑性鉸出現(xiàn)現(xiàn)在梁上比比較有利，，見下圖圖4-23框架塑性鉸鉸出現(xiàn)狀況況梁端的塑性性鉸可以很很多而結(jié)構(gòu)構(gòu)不致形成成機(jī)構(gòu)，每每一個塑性性鉸都可以以吸收和耗耗散一部分分地震能量量，故對每每一個塑性性鉸要求可可以放低，，比較容易易實現(xiàn)。此此外，梁是是受彎構(gòu)件件，具有較較好的延性性。（3）、塑性鉸鉸出現(xiàn)在柱柱中的時候候（圖4-23），很容易易形成破壞壞機(jī)構(gòu)。如如果在同一一層柱上、、下都出現(xiàn)現(xiàn)了塑性鉸鉸，該層結(jié)結(jié)構(gòu)變形將將迅速增大大，成為不不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)構(gòu)而倒塌，，在抗震結(jié)結(jié)構(gòu)中應(yīng)絕絕對避免出出現(xiàn)這種被被稱為軟弱弱層的情況況，同時，，柱在壓彎彎構(gòu)件，受受到很大的的軸力作用用，導(dǎo)致柱柱的延性較較小，而且且作為結(jié)構(gòu)構(gòu)的主要承承載部分，，柱子破壞壞將引起嚴(yán)嚴(yán)重后果，，不易修復(fù)復(fù)甚至引起起結(jié)構(gòu)倒塌塌，因此，，柱子中出出現(xiàn)塑性鉸鉸是不利的的。（4）、延性框框架，不僅僅要保證梁梁、柱構(gòu)件件必須具有有延性外，，還必須保保證各構(gòu)件件的連接部部分—節(jié)點區(qū)不出出現(xiàn)脆性剪剪切破壞，，同時還要要保證支座座連接和錨錨固不發(fā)生生破壞。3、延性框框架結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計原原則（1）、強(qiáng)柱柱弱梁要控制梁梁、柱的的相對強(qiáng)強(qiáng)度，使使塑性鉸鉸首先在在梁端出出現(xiàn)，盡盡量避免免和減少少柱子中中的塑性性鉸；（2）、強(qiáng)剪剪弱彎對于梁、、柱構(gòu)件件，要保保證構(gòu)件件現(xiàn)現(xiàn)塑塑性鉸而而不過早早剪壞，，因此，，要使構(gòu)構(gòu)件抗剪剪承載力力大于塑塑性鉸抗抗彎承載載力，為為此要提提高構(gòu)件件的抗剪剪承載力力；（3）、強(qiáng)節(jié)節(jié)點、強(qiáng)強(qiáng)錨固、、弱構(gòu)件件要保證節(jié)節(jié)點區(qū)和和鋼筋錨錨固不過過早破壞壞，不在在梁、柱柱塑性鉸鉸充分發(fā)發(fā)揮作用用前破壞壞。（4）、強(qiáng)拉拉區(qū)弱壓壓區(qū)設(shè)計中應(yīng)應(yīng)使拉區(qū)區(qū)鋼筋的的屈服先先于壓區(qū)區(qū)混凝土土的破壞壞。注意：上述抗震震措施要要點，不不僅適用用于延性性框架，，也適用用于其它它鋼筋混混凝土延延性結(jié)構(gòu)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)構(gòu)計算和和構(gòu)造要要求基本本是圍繞繞上述原原則執(zhí)行行的。二、延性性抗震框框架的計計算要點點1、強(qiáng)柱弱弱梁框架架設(shè)計（1）無地震震組合和和有地震震組合而而抗震等等級為四四級的框框架柱，，柱端彎彎矩值取取豎向荷荷載、風(fēng)風(fēng)荷載或或水平地地震作用用下組合合所得的的最不利利設(shè)計值值。（2）抗震設(shè)設(shè)計時，，一、二二、三級級框架的的梁、柱柱節(jié)點處處，除頂頂層和柱柱軸壓比比小于0.15者外，柱柱端考慮慮地震作作用的組組合彎矩矩值應(yīng)按按下列規(guī)規(guī)定予以以調(diào)整：：一級抗震震等級二級抗震震等級三級抗震震等級9度和一級級抗震框框架尚應(yīng)應(yīng)符合式中：—節(jié)點上、、下柱端端截面順順時針或或逆時針針方向組組合彎矩矩設(shè)計值值之和。。上、下下柱端的的彎矩，，可按彈彈性分析析的彎矩矩比例進(jìn)進(jìn)行分配配；—節(jié)點左、、右梁端端面逆時時針或順順時針方方向組合合彎矩設(shè)設(shè)計值之之和。節(jié)節(jié)點左、、右梁端端均為負(fù)負(fù)彎矩時時絕對值值較小一一端的彎彎矩應(yīng)取取零；—節(jié)點左、、右梁端端逆時針針或順時時針方向向?qū)嵟涞牡恼孛婷婵拐鹗苁軓澇休d載力所對對應(yīng)的彎彎距值之之和，可可根據(jù)實實際配筋筋面積和和材料強(qiáng)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值確定定。當(dāng)反彎點點不在柱柱高范圍圍內(nèi)時，，柱端彎彎矩設(shè)計計值可直直接乘以以強(qiáng)柱系系數(shù)，一一級取1.4，二級取取1.2，三級取取1.1。核心筒與與外框筒筒或外框框架之間間的梁外外端負(fù)彎彎矩設(shè)計計值，應(yīng)應(yīng)小于與與該端相相連的柱柱在考慮慮強(qiáng)柱系系數(shù)后，，上、下下柱端彎彎矩設(shè)計計值之和和。（3）一、二二、三級級框架底底層柱底底彎矩設(shè)設(shè)計值為為地震作作用組合合彎矩值值乘1.5、1.25、1.15。（3）角柱應(yīng)應(yīng)按雙向向偏心構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行行正截面面承載力力設(shè)計。。一、二二、三級級經(jīng)按第第（2）、（3）條調(diào)整整后的彎彎矩、剪剪力設(shè)計計值宜乘乘≥1.1系數(shù)。2、強(qiáng)剪弱弱彎（1）框架柱柱端部截截面組合合的剪力力設(shè)計值值，一、、二、三三級應(yīng)按按下式調(diào)調(diào)整；四四級時可可直接取取考慮地地震作用用組合的的剪力計計算值。。一級抗震震等級二級抗震震等級三級抗震震等級9度設(shè)防烈烈度和一一級抗震震等級的的框架結(jié)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)構(gòu)尚應(yīng)符符合式中：—柱的凈高高；、—分別為柱柱上、下下端順時時針或逆逆時針方方向截面面組合的的彎矩設(shè)設(shè)計值，，應(yīng)符合合以上第第4、5條的要求求；、—分別為柱柱上下端端順時針針或逆時時針方向向?qū)嵟涞牡恼孛婷婵拐鹗苁軓澇休d載力所對對應(yīng)的彎彎矩值，，可根據(jù)據(jù)實配受受壓鋼筋筋面積，，材料強(qiáng)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值和軸軸向壓力力等確定定；（2）框架梁梁剪力設(shè)設(shè)計值應(yīng)應(yīng)按下列列規(guī)定計計算：無地震組組合時，，取考慮慮風(fēng)荷載載組合的的剪力設(shè)設(shè)計值。。有地震組組合時，，按抗震震等級分分為：一級抗震震等級二級抗震震等級三級抗震震等級四級抗震震取地震震作用組組合下的的剪力設(shè)設(shè)計值。。9度和一級級抗震的的框架尚尚應(yīng)符合合：式中：：—框架梁左左、右端端考慮承承載力抗抗震調(diào)整整系數(shù)的正正截面受受彎承載載力值；；—考慮地震震作用組組合的框框架梁左左、右端端彎矩設(shè)計值；；應(yīng)分別別按順時時針和逆逆時針方方向計算算，取較較大值。?！紤]地震震作用組組合時的的重力荷荷載代表表值產(chǎn)生生的剪力力設(shè)計值值(9時高層建建筑還應(yīng)應(yīng)包括豎豎向地震震作用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值)，可按簡簡支梁計計算確定定：—梁的凈跨跨。在公式中中，與與之之和，，應(yīng)分別別按順時時針和逆逆時針方方向進(jìn)行行計算，，取較大大值。每每端的考考慮承載載能力抗抗震調(diào)整整系數(shù)的的正截面面受彎承承載力值值可可按按有關(guān)公公式計算算，但在在計算中中應(yīng)將縱縱向受拉拉鋼筋的的強(qiáng)度設(shè)設(shè)計值以以強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值代表，取取實配的縱縱向鋼筋筋截面面積積，不等等式改為為等式，，并在等等式右邊邊除以梁梁的正截截面承載載力抗震震調(diào)整系系數(shù)?？蚣芰褐魤罕缺认拗禑o地震作作用組合合時：有地震作作用組合合時：跨高比大大于2.5的框架梁梁、剪跨跨比大于于2的柱跨高比不不大于2.5的框架梁梁、剪跨跨比不大大于2的柱框架柱剪剪跨比及及限值框架柱剪剪跨比：：—框架柱的的剪跨比比。反彎彎點位于于柱高中中部的框框架柱，，可取柱柱凈高與與2倍柱截面面有效高高度之比比值；M—柱端截面面組合彎彎矩計算算值，可可取上、、下端的的較大值值；V—柱端截面面與組合合彎矩計計算值對對應(yīng)的組組合剪力力計算值值；—計算方向向上截面面有效高高度。柱的剪跨跨比宜大大于2，以避免免產(chǎn)生剪剪切破壞壞，為此此，柱凈凈高與截截面最大大邊長之之比不宜宜小于4，梁凈跨跨與截面面高度之之比也不不宜小于于4。在設(shè)計中中，樓梯梯間、設(shè)設(shè)備層等等部位難以避免免短柱時時，除應(yīng)驗驗算柱的的受剪承載力以外，還還應(yīng)采取取措施提提高其延性和抗抗剪能力力。柱剪跨比比=1/2長細(xì)比3、強(qiáng)節(jié)點點弱構(gòu)件件一、二級級框架梁梁柱節(jié)點點核心區(qū)區(qū)組合的的剪力設(shè)設(shè)計值，，應(yīng)按下下列公式式計算：：設(shè)防烈度度為9度的結(jié)構(gòu)構(gòu)以及一一級抗震震等級的的框架結(jié)結(jié)構(gòu)：其他情況況：式中：—梁柱核心心區(qū)組合合的剪力力設(shè)計值值；—梁截面的的有效高高度，節(jié)節(jié)點兩側(cè)側(cè)梁截面面高度不不等等時可可采用平平均值；；—梁受壓鋼鋼筋合力力點至受受壓邊緣緣的距離離；—柱的計算算高度，，可采用用節(jié)點上上、下柱柱反彎點點之間的的距離；；—梁的截面面高度，，節(jié)點兩兩側(cè)梁截截面高度度不等時時可采用用平均值值；—節(jié)點剪力力增大系系數(shù)，一一級取1.35，二級取取1.2?！?jié)點左、、右梁端端反時針針或順時時針方向向組合的的彎矩設(shè)設(shè)計值之之和。一一級節(jié)點點左、右右梁端彎彎矩均為為負(fù)值時時，絕對對值較小小的彎矩矩應(yīng)取零零；—節(jié)點左、、右梁端端反時針針或順時時針方向向按實配配鋼筋面面積(計入受壓壓鋼筋)和材料強(qiáng)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值計算算的受彎彎承載力所對應(yīng)應(yīng)的彎矩矩設(shè)計值值之和。。節(jié)點核心心區(qū)截面面受剪承