多高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

多高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)第1頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四5.1多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析5.2選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計原則5.3鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計5.4抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計（自學(xué)）5.5框架—抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計（自學(xué)）5.6高強混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計要求（自學(xué)）主要內(nèi)容第2頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析第一節(jié)第3頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四防震縫處碰撞應(yīng)力集中多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害結(jié)構(gòu)布置不合理而產(chǎn)生的震害框架結(jié)構(gòu)的震害具有抗震墻的結(jié)構(gòu)的震害薄弱層破壞扭轉(zhuǎn)破壞局部破壞形式整體破壞形式第4頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四一、結(jié)構(gòu)布置不合理而產(chǎn)生的震害扭轉(zhuǎn)破壞平面為L形的建筑

唐山地震時，位于天津市的一幢平面為L形的建筑由于不對稱而產(chǎn)生了強烈的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)，導(dǎo)致離轉(zhuǎn)動中心較遠(yuǎn)的東南角和東北角處嚴(yán)重破壞。

旋轉(zhuǎn)軸第5頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四薄弱層破壞底部框架結(jié)構(gòu)的變形高層建筑的第5層倒塌第五層破壞第6頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四軟弱底層房屋倒塌形式（傾倒）軟弱底層房屋倒塌形式（底層完全倒塌）具有薄弱底層的房屋，易在地震時倒塌第7頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四應(yīng)力集中應(yīng)力集中產(chǎn)生的震害結(jié)構(gòu)豎向布置產(chǎn)生很大的突變時，在突變處由于應(yīng)力集中會產(chǎn)生嚴(yán)重震害。

第8頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四§5.1多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析防震縫處碰撞防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)單元的碰撞

防震縫如果寬度不夠，其兩側(cè)的結(jié)構(gòu)單元在地震時就會相互碰撞而產(chǎn)生震害ⅠⅡⅠⅡ碰撞碰撞第9頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四二、框架結(jié)構(gòu)的震害整體破壞形式框架的破壞形式(a)強梁弱柱型；(b)強柱弱梁型(A)(B)框架的整體破壞形式按破壞性質(zhì)可分為延性破壞和脆性破壞，按破壞機制可分為梁鉸機制（強柱弱梁型）和柱鉸機制（強梁弱柱型）。

第10頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四局部破壞形式構(gòu)件塑性鉸處的破壞節(jié)點的破壞構(gòu)件的剪切破壞短柱破壞鋼筋搭接處破壞填充墻的破壞小偏心受壓狀態(tài)引起柱的脆性破壞第11頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四框架梁、柱、節(jié)點震害（1）框架梁破壞發(fā)生在梁端，梁端縱筋屈服，出現(xiàn)上下貫通垂直裂縫和交叉斜裂縫。在梁端負(fù)彎矩鋼筋切斷處，由于抗彎能力的削弱也容易產(chǎn)生裂縫，造成梁剪切破壞?？蚣芰杭羟衅茐牡闹饕颍毫憾虽摻钋螅芽p的產(chǎn)生和開展使混凝土抵抗剪力的能力逐漸減小，而梁內(nèi)箍筋配置又少，以及地震反復(fù)作用使混凝土抗剪強度進(jìn)一步降低。當(dāng)剪力超過梁抗剪承載力時產(chǎn)生破壞。第12頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四（2）框架柱破壞主要發(fā)生在接近節(jié)點處，在水平地震作用下，進(jìn)入塑性階段，形成塑性鉸，發(fā)生破壞。a、柱頂：柱頂周圍有水平裂縫、斜裂縫或交叉裂縫。重者混凝土壓碎崩落，柱內(nèi)箍筋拉斷，縱筋壓曲成燈籠狀。

主要原因：節(jié)點處彎矩、剪力、軸力都較大，受力復(fù)雜，箍筋配置不足，錨固不好等。第13頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四b、柱底：與柱頂相似，由于箍筋較柱頂密，震害相對柱頂較輕。c、短柱：當(dāng)柱高小于4倍柱截面高度（H/b<4)時形成短柱。短柱剛度大，易產(chǎn)生剪切破壞。第14頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四d、角柱：由于雙向受彎、受剪,加上扭轉(zhuǎn)作用，震害比內(nèi)柱重。第15頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四（3）框架節(jié)點節(jié)點的破壞機理復(fù)雜，主要表現(xiàn)為：節(jié)點核芯產(chǎn)生斜向的X形裂縫，當(dāng)節(jié)點區(qū)剪壓比較大時，箍筋未屈服混凝土就被剪、壓酥碎而破壞，導(dǎo)致整個框架破壞。

破壞主要原因：大都是混凝土強度不足、節(jié)點處的箍筋配置量小或節(jié)點處鋼筋太稠密，使得混凝土澆搗不密實，梁筋錨固長度不夠。節(jié)點的破壞

第16頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四填充墻的破壞

填充墻的震害較框架結(jié)構(gòu)嚴(yán)重。由于框架側(cè)向變形，使墻體出現(xiàn)斜裂縫或?qū)橇芽p。強震時，未采取拉結(jié)處理措施的墻體，則有局部或整片倒塌的現(xiàn)象。一般地講，非承重空心磚填充墻比普通粘土磚填充墻破壞嚴(yán)重。填充墻破壞的主要原因是：墻體受剪承載力低，變形能力小，墻體與框架缺乏有效的拉結(jié)，在往復(fù)變形時墻體易發(fā)生剪切破壞和散落。第17頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

砌體填充墻剛度大而承載力低，首先承受地震作用而遭破壞。一般7度即出現(xiàn)裂縫，8度和8度以上地震作用下，裂縫明顯增加，甚至部分倒塌，一般是上輕下重，空心砌體墻重于實心砌體墻，砌快墻重于磚墻。

框架-剪力墻結(jié)構(gòu)上部較嚴(yán)重，框架結(jié)構(gòu)下部震害嚴(yán)重。第18頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四三、具有抗震墻的結(jié)構(gòu)的震害抗震墻的破壞抗震墻的剪切破壞墻肢間連梁的破壞

在地震反復(fù)作用下，在連梁的梁側(cè)形成X形裂縫，主要是由于剪力和彎矩產(chǎn)生的主拉應(yīng)力超過連梁混凝土抗拉強度所致抗震墻的破壞，一般不會導(dǎo)致房屋倒塌，可消耗地震能力，小震是應(yīng)保證不出現(xiàn)裂縫。第19頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四第20頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計原則第二節(jié)第21頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四一、結(jié)構(gòu)選型多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系包括：框架結(jié)構(gòu)、框架-抗震墻結(jié)構(gòu)、抗震墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和框架-筒體結(jié)構(gòu)等?？蚣?抗震墻抗震墻第22頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四房屋高度及限值抗震墻之間樓屋蓋的最大長寬比樓蓋應(yīng)優(yōu)先選用現(xiàn)澆樓蓋，其次是裝配整體式樓蓋，最后才是裝配式樓蓋。

第23頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)適用的最大高度(m)對平面和豎向均不規(guī)則的結(jié)構(gòu)或建造于Ⅳ類場地上的結(jié)構(gòu)，其適用的最大高度尚應(yīng)適當(dāng)降低。當(dāng)設(shè)防烈度為6、7、8度，且房屋高度分別超過120m、100m、80m時，不宜采用框支層現(xiàn)澆抗震墻結(jié)構(gòu)。第24頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四結(jié)構(gòu)的抗震等級1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高；地震作用與烈度、場地等有關(guān)，從經(jīng)濟角度考慮，對不同烈度、場地的結(jié)構(gòu)的抗震要求可以有明顯的差別。2、結(jié)構(gòu)的抗震能力主要取決于主要抗側(cè)力構(gòu)件的性能；主、次抗側(cè)力構(gòu)件的抗震要求應(yīng)有差別。3、房屋越高，地震反應(yīng)越大，抗震要求越高?？拐鸬燃壥谴_定結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震計算和抗震措施的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)設(shè)防烈度、房屋高度、建筑類別、結(jié)構(gòu)類型及構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中的重要程度確定，共分四個等級，一級最高。第25頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

結(jié)構(gòu)的平面布置是指在結(jié)構(gòu)平面圖上布置柱和墻的位置以及樓蓋的傳力方式。從抗震的角度看，最主要的是使結(jié)構(gòu)平面的質(zhì)量中心和剛度中心相重合或盡可能靠近，以減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。

結(jié)構(gòu)的平面布置宜簡單、對稱和規(guī)則設(shè)防烈度L/Bl/bl/Bmax6度和7度6.02.00.358度和9度5.01.50.30表5-3L、l的限值二、結(jié)構(gòu)布置平面布置第26頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

高層建筑（8層及8層以上）的平面中L不宜過長（圖5-18），突出部分長度l宜減小，凹角處宜采取加強措施。圖5-18中，L、l和l‘的值宜滿足前表5-3的要求。圖5-18高層建筑平面第27頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四結(jié)構(gòu)沿豎向（鉛直方向）應(yīng)盡可能均勻而少變化，使結(jié)構(gòu)的剛度沿豎向均勻。

為使結(jié)構(gòu)有較好的整體剛度和穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)高度H和寬度B的比值不宜超過表5-4所列的限值結(jié)構(gòu)類型6度7度8度9度框架，板柱—抗震墻4432框架—抗震墻5543筒體，抗震墻6654表5-4適用的房屋最大高寬比豎向布置第28頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

平面形狀復(fù)雜時，宜用防震縫劃分成較規(guī)則簡單的單元。但對高層結(jié)構(gòu)，宜盡可能不設(shè)縫。

當(dāng)需要設(shè)置防震縫時，其最小寬度應(yīng)符合下列要求：（1）框架結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度，當(dāng)高度不超過15m時可采用100mm；超過15m時，6度、7度、8度和9度相應(yīng)每增加高度5m、4m、3m和2m，宜加寬20mm。（2）框架---抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用上述對框架規(guī)定數(shù)值的70%，抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用上述對框架規(guī)定數(shù)值的50%；且均不宜小于100mm。（3）防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)體系不同時，防震縫寬度應(yīng)按需要較寬的規(guī)定采用，并可按較低房屋高度計算縫寬。（4）8、9度框架結(jié)構(gòu)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)房屋的盡端沿全高設(shè)置垂直于防震縫的抗撞墻，每一側(cè)抗撞墻的數(shù)量不應(yīng)少于兩道，宜分別對稱布置，墻肢長度可不大于一個柱距。三、防震縫的設(shè)置第29頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

按抗震要求設(shè)計的混凝土結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)符合下列要求：（1）混凝土的強度等級，抗震等級為一級的框架梁、柱、節(jié)點核心區(qū)、框支梁、框支柱不應(yīng)低于C30；構(gòu)造柱、芯柱、圈梁及其他各類構(gòu)件不應(yīng)低于C20。并且，混凝土結(jié)構(gòu)的強度等級，在9度時不宜超過C60，在8度時不宜超過C70。

（2）普通鋼筋的強度等級，縱向受力鋼筋宜采用HRB335級和HRB400級熱軋鋼筋；箍筋宜采用HPB235、HRB335和HRB400級熱軋鋼筋。普通鋼筋宜優(yōu)先采用延性、韌性和可焊性較好的鋼筋。對一、二級抗震等級的框架結(jié)構(gòu)，其普通縱向受力鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應(yīng)小于1.25；屈服強度實測值與強度標(biāo)準(zhǔn)值的比值不應(yīng)大于1.3。

（3）在施工中，當(dāng)需要以強度等級較高的鋼筋代替原設(shè)計中的縱向受力鋼筋時，應(yīng)按照鋼筋受拉承載力相等的原則換算，并應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)和抗震構(gòu)造的要求。三、材料第30頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四四、抗震等級現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級第31頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四（1）對跨高比大于2.5的梁和連梁及剪跨比大于2的柱和抗震墻，要求：V

（0.20fcbh0）

（2）對跨高比不大于2.5的梁和連梁、剪跨比不大于2的柱和抗震墻、部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)的框支柱和框支架、以及落地抗震墻底部加強部位，要求：

V

（0.15fcbh0）

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的梁、柱、抗震墻和連梁，其截面組合的剪力設(shè)計值應(yīng)符合下列要求：五、按抗剪要求的截面限制條件第32頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計第三節(jié)第33頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

在抗震設(shè)計時，一般只需且必須對結(jié)構(gòu)縱、橫兩個主軸方向進(jìn)行抗震計算。

梁和柱的中線宜重合，框架柱的截面高度和寬度均不宜小于300mm,還應(yīng)注意避免形成短柱(柱凈高與截面高度之比小于4的柱)。

在豎向非地震荷載作用下，可用調(diào)幅法來考慮框架梁的塑性內(nèi)力重分布。框架結(jié)構(gòu)單獨柱基有下列情況之一時，宜沿兩個主軸方向設(shè)置基礎(chǔ)系梁：

（1）一級和IV類場地的二級；（2）各柱基承受的重力荷載代表值差別較大；（3）基礎(chǔ)埋置較深，或各基礎(chǔ)埋置深度差別較大；（4）地基主要受力層范圍內(nèi)存在軟弱粘土層、液化土層和嚴(yán)重不均勻土層；（5）樁基承臺之間。一、框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點第34頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四其中Dij為第i層第j根柱的抗側(cè)剛度

底部剪力法

例如，求得結(jié)構(gòu)第i層的地震剪力Qi后，再把Qi按該層各柱的剛度進(jìn)行分配，得該層第j柱所承受的地震剪力Qij為二、地震作用分配和內(nèi)力計算地震作用在結(jié)構(gòu)各部分的分配第35頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四反彎點法內(nèi)力計算D值法重點！D值法,后者較為常用第36頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四（1）反彎點法假定：(1)梁的線剛度為無窮大；(2)底層柱的反彎點在距基礎(chǔ)2/3柱高處?？蚣茉谒焦?jié)點力作用下的彎矩圖第37頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

設(shè)框架共有n層，每層有m個柱子。第j層的總剪力Vj可根據(jù)平衡條件求出。設(shè)第j層各柱的剪力分別為Vj1,Vj2,...,Vjm，則有：Vj=

Vjk

設(shè)該層的層間水平位移為Δj，由于各柱的兩端只有水平位移而無轉(zhuǎn)角，則有其中，ijk為第j層第k柱的線剛度；hj為第j層柱的高度。

第38頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四k=1,…,m

把式（5-6）代入式（5-5），由于梁的剛度為無窮大，從而第j層的各柱兩端的相對水平位移均相同（均為j），因此有得到第j層各柱的剪力為求出各柱的剪力后，根據(jù)已知各柱的反彎點位置，可求出各柱的彎矩。第39頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四修正后的柱抗側(cè)剛度D可表示為D值法（改進(jìn)反彎點法）——考慮節(jié)點轉(zhuǎn)動對反彎點法進(jìn)行修正，包括抗側(cè)剛度和反彎點位置的修正。影響抗側(cè)剛度的因素有柱本身線剛度、上下梁線剛度、上下層柱的線剛度以及其它影響柱端約束的因素。（2）D值法第40頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四系數(shù)可如下導(dǎo)出,假定：（1）柱AB及與其上下相鄰的柱的高度均為hj、線剛度均為ic，且這些柱的層間位移均為j；（2）柱AB兩端節(jié)點及與其上下左右相鄰的各個節(jié)點的轉(zhuǎn)角均為。記梁EB、BF、GA、AH的線剛度分別為i1、i2、i3、i4。

則可導(dǎo)得：

其中

i=i1+i2+i3+i4

圖用于推導(dǎo)D值法的框架單元類似地可導(dǎo)出底層柱的抗側(cè)剛度修正系數(shù)。

第41頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四柱側(cè)向剛度修正系數(shù)第42頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四求得柱抗側(cè)剛度D值后，可按與反彎點法相類似的推導(dǎo)，得出第j層第k柱的剪力：為求柱的彎矩，還需要知道柱的反彎點位置。第43頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四反彎點位置

柱的反彎點位置取決于其上下端彎矩的比值。影響柱反彎點位置的因素有：側(cè)向外荷載的形式、梁柱線剛度比、結(jié)構(gòu)總層數(shù)及該柱所在的層次、柱上下橫梁線剛度比、上層層高的變化、下層層高的變化等。

柱底至反彎點的高度yh經(jīng)公式修正后，可求出各柱的彎矩。yh

=(y0+y1+y2+y3)h第44頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

框架結(jié)構(gòu)的各種內(nèi)力算出后，要用荷載組合和內(nèi)力組合的方法得出各控制截面的最不利設(shè)計內(nèi)力。然后據(jù)此進(jìn)行截面的配筋設(shè)計和構(gòu)造設(shè)計。

通過內(nèi)力組合得出的設(shè)計內(nèi)力，還需進(jìn)行調(diào)整以保證梁端的破壞先于柱端的破壞（強柱弱梁的原則）、彎曲破壞先于剪切破壞（強剪弱彎的原則）、構(gòu)件的破壞先于節(jié)點的破壞（強節(jié)點弱構(gòu)件的原則）。下面先介紹前兩個原則的保證措施。后一原則將在第5.3.4節(jié)中介紹。地震作用效應(yīng)的調(diào)整三、截面設(shè)計與構(gòu)造第45頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四（1）根據(jù)“強柱弱梁”原則的調(diào)整

根據(jù)“強柱弱梁”原則進(jìn)行調(diào)整的思路是：對同一節(jié)點，使其在地震作用組合下，柱端的彎矩設(shè)計值略大于梁端的彎矩設(shè)計值或抗彎能力。

一、二、三級框架的梁柱節(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0.15者外，柱端彎矩設(shè)計值應(yīng)符合下式要求：（5-13）9度和一級框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合（5-14）Mc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(shè)計值之和

Mb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(shè)計值之和

ΣMbua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（考慮受壓筋）和材料強度標(biāo)準(zhǔn)值計算的抗震受彎承載力所對應(yīng)的彎矩值之和

ηc為強柱系數(shù)，框架結(jié)構(gòu)一級為1.7，二級為1.5，三級為1.3，四級為1.2；其他結(jié)構(gòu)類型的框架，一級去1.4，二級取1.2，三、四級取1.1。第46頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四(2)根據(jù)“強剪弱彎”原則的調(diào)整

根據(jù)“強剪弱彎”原則進(jìn)行調(diào)整的思路是：對同一桿件，使其在地震作用組合下，剪力設(shè)計值略大于按設(shè)計彎矩或?qū)嶋H抗彎承載力及梁上荷載反算出的剪力。1）框架梁設(shè)計剪力的調(diào)整

一、二、三級的框架梁和抗震墻中的連梁，其梁瑞剪力設(shè)計值應(yīng)按下式調(diào)整：V＝ηvb（Mbl＋Mbr）/ln十VGb

9度時和一級框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合V＝1．l（Mbual＋Mbuar)/ln十VGb

(5-15)(5-16)第47頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四式中

V為梁端組合剪力設(shè)計值ln為梁的凈跨

VGb為梁在重力荷載代表值（9度時高層建筑還應(yīng)包括豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值）作用下，按簡支梁分析的梁端截面剪力設(shè)計值Mbl和Mbr分別為梁左右端反時針或順時針方向組合的彎矩設(shè)計值

Mbual和Mbuar分別為梁左右端反時針或順時針方向根據(jù)實配鋼筋面積（考慮受壓筋）和材料強度標(biāo)準(zhǔn)值計算的抗震受彎承載力所對應(yīng)的彎矩值

ηvb為梁端剪力增大系數(shù)，一級為1．3，二級為1．2，三級為1．1

第48頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四2）框架柱設(shè)計剪力的調(diào)整一、二、三級、四級的框架柱和框支柱端部組合的剪力設(shè)計值應(yīng)按下式調(diào)整：V＝ηvc(Mct＋Mcb）／Hn

9度時和一級框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合V＝l．2（Mcuat＋Mcuab）／Hn

(5-17)(5-18)V為柱端組合剪力設(shè)計值

ηvc為柱剪力增大系數(shù)，框架結(jié)構(gòu)一級為1.5，二級為1.3，三級為1.2,四級為1.1；其他結(jié)構(gòu)類型的框架，一級去1.4，二級取1.2，三、四級取1.1。Mct和Mcb分別為柱的上下端順時針或反時針方向截面組合的彎矩設(shè)計值，應(yīng)符合上述對柱端彎矩設(shè)計值的要求

Mcuat

和Mcuab分別為偏心受壓柱的上下端順時針或反時針方向根據(jù)實配鋼筋面積、材料強度標(biāo)準(zhǔn)值和軸壓力等計算的抗震承載力所對應(yīng)的彎矩值Hn為柱的凈高

第49頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四2.配筋和構(gòu)造(1)截面尺寸限制條件為了保證結(jié)構(gòu)的延性，防止發(fā)生脆性破壞，對抗震結(jié)構(gòu)往往要求更為嚴(yán)格的截面限制條件，使截面的尺寸不致過小。梁端截面的混凝土受壓區(qū)高度x，當(dāng)考慮受壓鋼筋的作用時，應(yīng)滿足下列條件：x0.25h0

（一級）

x0.35h0

（二、三級）

（5-19）

（5-20）

其中h0為截面的有效高度。第50頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的梁、柱、抗震墻和連梁，其截面組合的剪力設(shè)計值應(yīng)符合下列要求：（1）跨高比大于2.5的梁和連梁及剪跨比大于2的柱和抗震墻，考慮地震組合的剪力設(shè)計值V應(yīng)滿足：（2）跨高比不大于2.5的梁和連梁、剪跨比不大于2的柱和抗震墻、部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)的框支柱和框支梁、以及落地抗震墻底部加強部位，應(yīng)滿足：（5-21）（5-22）上述剪跨比應(yīng)按下式計算：（5-23）第51頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四(2)抗剪承載力的折減

在反復(fù)荷載作用下，梁端形成交叉剪切裂縫，混凝土所能承擔(dān)的極限剪力大大降低，故在設(shè)計時須考慮這種影響。考慮地震作用組合時，梁受剪承載力計算公式為：其中，Vc和Vs分別為不考慮地震作用時的受剪承載力設(shè)計值表達(dá)式中的混凝土項和箍筋項。上式中的系數(shù)0.6考慮了反復(fù)荷載作用下混凝土受剪承載力的降低。（5-24）

第52頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四柱剪力設(shè)計值確定后，柱的受剪承載力計算的公式與式（5-24）相類似，只須把該式中的Vb換成Vc，并考慮軸力項即可。即，柱受剪承載力計算公式為：

（5-25）其中，當(dāng)小于1時，取=1；當(dāng)大于3時，取=3。上式中N為考慮地震作用組合的框架柱的軸向壓力設(shè)計值，當(dāng)N大于0.3fcA時，取N=0.3fcA。當(dāng)框架柱出現(xiàn)拉力時，其斜截面受剪承載力計算公式則應(yīng)為：（5-26）并且當(dāng)式中方括號內(nèi)的計算值小于

時，取等于且的值不應(yīng)小于0.36ftbh0。上式中N為考慮地震作用組合的框架柱的軸向拉力設(shè)計值。第53頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四(3)構(gòu)造要求梁的截面寬度不宜小于200mm，截面高寬比不宜大于4，凈跨與截面高度之比不宜小于4。采用扁梁時，樓板應(yīng)現(xiàn)澆，梁中線宜與柱中線重合；當(dāng)梁寬大于柱寬時，扁梁應(yīng)雙向布置。扁梁的截面尺寸應(yīng)符合下列要求：bb

2bc

（5-27）

bb

bc+hb

（5-28）

hb

16d

（5-29）第54頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四梁的縱向鋼筋配置，應(yīng)符合下列要求：

（1）梁端截面的底面和頂面配筋量的比值，除按計算確定外，一級不應(yīng)小于0.5，二、三級不應(yīng)小于0.3。（2）沿梁全長頂面和底面的配筋，一、二級不應(yīng)少于214，且分別不應(yīng)少于梁兩端頂面和底面縱向配筋中較大截面面積的1/4；三、四級不應(yīng)少于212。（3）一、二級框架梁內(nèi)貫通中柱的每根縱向鋼筋直徑，不宜大于柱在該方向截面尺寸的1/20；對圓形截面柱，不宜大于縱向鋼筋所在位置柱截面弦長的1/20。第55頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四梁端加密區(qū)的箍筋配置，應(yīng)符合下列要求：

（1）加密區(qū)的長度、箍筋最大間距和最小直徑應(yīng)按表5-6采用；當(dāng)梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時，表中箍筋最小直徑數(shù)值應(yīng)增大2mm?？拐鸬燃壖用軈^(qū)長度（采用較大值）（mm）箍筋最大間距（采用最小值）（mm）箍筋最小直徑(mm)一2h,500h/4,6d,10010二1.5h,500h/4,8d,1008三1.5h,500h/4,8d,1508四1.5h,500h/4,8d,1506注：d為縱筋直徑，h為梁高。

（2）梁加密區(qū)箍筋肢距，一級不宜大于200mm和20倍箍筋直徑的較大值，二、三級不宜大于250mm和20倍箍筋直徑的較大值，四級不宜大于300mm。表5-6抗震框架梁端箍筋加密區(qū)的長度、箍筋最大間距和最小直徑第56頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四柱的軸力越大，其延性越差。故引入軸壓比的概念。軸壓比n定義為：（5-30）

當(dāng)n較小時，為大偏心受壓構(gòu)件，呈延性破壞

當(dāng)n較大時，為小偏心受壓構(gòu)件，呈脆性破壞

第57頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四為保證地震時柱的延性，規(guī)范規(guī)定了軸壓比的上限值如表5-7所示

框支層由于變形集中，對軸壓比的限值要嚴(yán)一些。在一定的有利條件下，柱軸壓比的限值可適當(dāng)提高，但不應(yīng)大于1.05。IV類場地上較高的高層建筑的柱軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)減小。表5-7框架柱的軸壓比限值第58頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四柱的縱向鋼筋配置應(yīng)符合下列要求：

（1）宜對稱配置。（2）截面尺寸大于400mm的柱，縱向鋼筋間距不宜大于200mm。

（3）柱縱向鋼筋的最小總配筋率應(yīng)按表5-8采用，同時每一側(cè)配筋率不應(yīng)小于0.2%。對IV類場地上較高的高層建筑，表中的數(shù)值宜增加0.1。（4）柱總配筋率不應(yīng)大于5%。（5）一級且剪跨比不大于2的柱，每側(cè)縱向鋼筋配筋率不宜大于1.2%。

（6）邊柱、角柱及抗震墻邊柱考慮地震作用組合產(chǎn)生拉力時，柱內(nèi)縱筋總截面面積計算值應(yīng)增加30%。表5-8柱截面縱向鋼筋最小配筋百分率（%）注：表中括號內(nèi)數(shù)值表示框架結(jié)構(gòu)的柱第59頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四抗震等級箍筋形式軸壓比0.30.40.50.60.70.80.91.01.05一級普通箍筋、復(fù)合箍筋0.100.110.130.150.170.200.23——螺旋箍筋、復(fù)合或連續(xù)復(fù)合螺旋箍0.080.090.110.130.150.180.21——二級普通箍筋、復(fù)合箍筋0.080.090.110.130.150.170.190.220.24螺旋箍筋、復(fù)合或連續(xù)復(fù)合螺旋箍0.060.070.090.110.130.150.170.200.22三級普通箍筋、復(fù)合箍筋0.060.070.090.110.130.150.170.200.22螺旋箍筋、復(fù)合或連續(xù)復(fù)合螺旋箍0.050.060.070.090.110.130.150.180.20注：1.普通箍筋系指單個矩形箍筋和單個圓形箍筋；復(fù)合箍筋系指由矩形、多邊形、圓形箍筋或拉筋組成的箍筋；復(fù)合螺旋箍指由螺旋箍與矩形、多邊形、圓形箍筋或拉筋組成的箍筋；連續(xù)復(fù)合螺旋箍指全部螺旋箍為同一根鋼筋加工成的箍筋；2.計算復(fù)合螺旋箍筋的配筋特征值時，非螺旋箍筋的計算配筋特征值應(yīng)乘0.8，折算成螺旋箍筋后按表內(nèi)螺旋箍一欄采用。表5-10柱箍筋加密區(qū)的箍筋最小配箍特征值v第60頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

框支柱宜采用復(fù)合螺旋箍或井字復(fù)合箍，其最小配箍特征值應(yīng)比表5-10中數(shù)值增加0.02，且體積配箍率不應(yīng)小于1.5%。剪跨比不大于2的柱，柱全高宜采用復(fù)合螺旋箍或井字復(fù)合箍，其體積配筋率不應(yīng)小于1.2%，設(shè)防烈度為9度時不應(yīng)小于1.5%。

在柱的非加密區(qū)，箍筋的體積配筋率不宜小于加密區(qū)配筋率的一半，箍筋間距對一、二級抗震不應(yīng)大于10d，對三、四級抗震不宜大于15d，d為縱筋直徑。當(dāng)柱中全部縱向受