多層鋼筋混凝土框架的抗震設(shè)計(jì)

第十七章

多層鋼筋混凝土框架的抗震設(shè)計(jì)第一節(jié)框架抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定第二節(jié)框架截面的抗震設(shè)計(jì)第三節(jié)縱向鋼筋的錨固和連接第四節(jié)抗震框架的一般構(gòu)造要求第一節(jié)框架抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定一、結(jié)構(gòu)抗震等級二、抗震縫設(shè)置三、結(jié)構(gòu)布置原則四、截面尺寸選擇一、結(jié)構(gòu)抗震等級1.鋼筋混凝土房屋應(yīng)根據(jù)烈度、房屋高度和結(jié)構(gòu)類型采用不同的抗震等級?？拐鸬染劮譃橐?、二、三、四共4級。2.丙類建筑的框架結(jié)構(gòu)其抗震等級規(guī)定如下表。3.對甲、乙、丁類建筑，按相應(yīng)的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和表確定抗震等級。4.裙房與主樓相連時，除應(yīng)按裙房本身確定抗震等級外，尚不應(yīng)低于主樓的抗筋等級；裙房與主樓分離時，按裙房本身確定抗震等級。二、抗震縫設(shè)置1.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)應(yīng)避免采用不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)方案，不設(shè)防震縫。2.當(dāng)需要設(shè)置防震縫時，框架結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度與高度有關(guān)。當(dāng)高度不超過15m時，可采用70mm；超過15m時、6、7、8、9度相應(yīng)每增加高度5、4、和2m時加寬20mm。3.對于8、9度的框架結(jié)構(gòu)房屋，當(dāng)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)量不少于兩道，并宜分別對稱布置，墻肢長度可不大于一個柱距）。三、結(jié)構(gòu)布置原則1.框架結(jié)構(gòu)的平面布置和沿高度方向的布置原則應(yīng)符合“規(guī)則結(jié)構(gòu)”的規(guī)定。2.框架應(yīng)雙向設(shè)置，梁中線與柱中線之間的偏心距不宜大于柱寬的l／4。3.框架結(jié)構(gòu)中的填充墻在平面和豎向的布置宜均勻?qū)ΨQ，砌體填充墻宜與柱脫開或采用柔性連接。4.砌體砂漿強(qiáng)度不低于M5，墻頂與框架梁密切結(jié)合；墻中沿框架柱全高設(shè)置拉筋。6.墻長＞5m時，墻頂宜與框架梁有拉結(jié)。7.墻長超過層高2倍，宜設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱。8.墻高超過4m時，墻體半高宜設(shè)置與柱連接，且沿墻全長貫通的鋼筋混凝土水平系梁。四、截面尺寸選擇1.梁的截面尺寸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。2.柱的截面尺寸柱的截面寬度和高度均不宜小于300mm；圓柱直徑不宜小于350mm；截面長邊與短的邊長比不宜大于3；剪跨比宜大于2；柱的截面尺寸需滿足柱的軸壓比的要求。（軸壓比是指柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值N與柱的全截面面積A和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc的乘積的比值，即

uN=N/fcA。第二節(jié)框架截面的抗震設(shè)計(jì)一、抗震框架的一般設(shè)計(jì)原則二、地震作用計(jì)算三、框架在水平地震作用下的內(nèi)力和側(cè)移四、荷載效應(yīng)基本組合五、框架截面抗震驗(yàn)算一、抗震框架的一般設(shè)計(jì)原則1.強(qiáng)柱弱梁原則梁端受拉鋼筋的屈服先于柱端受拉鋼筋的屈服；2.強(qiáng)剪弱彎原則構(gòu)件的抗剪承載能力應(yīng)高于該構(gòu)件的抗彎承載能力；3.強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固原則強(qiáng)節(jié)點(diǎn)——抗剪驗(yàn)算，在節(jié)點(diǎn)區(qū)配置足夠的箍筋，并保證混凝土的強(qiáng)度及密實(shí)性；強(qiáng)錨固——處理好縱向鋼筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)的錨固構(gòu)造。二、地震作用計(jì)算1.多層框架結(jié)構(gòu)在一般情況下應(yīng)沿兩個主軸方向分布考慮水平地震作用，各方向的水平地震作用應(yīng)全部由該方向的抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān)。2.對高度不超過40m，以剪切變形為主，且剛度與質(zhì)量沿高度分布比較均勻的框架結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法計(jì)算水平地震作用。三、框架在水平地震作用下

的內(nèi)力和側(cè)移采用D值法計(jì)算框架內(nèi)力和側(cè)移四、荷載效應(yīng)基本組合1.無地震作用組合：S=γGSGK+ψQγQSQK+ψWγWSWk式中:

S—無地震組合時荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值；

SGK—永久荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；

SQk—樓面活荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；

SWK—風(fēng)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；

γG、γQ、γW—分別為永久荷載、樓面活荷載、風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)；

ψQ、ψW—分別為樓面活荷載和風(fēng)荷載組合值系數(shù)。荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定采用：1)承載力計(jì)算時：①永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)γG：

當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時：對由可變荷載效應(yīng)控制的組合應(yīng)取1.2；對由永久荷載效應(yīng)控制的組合應(yīng)取1.35。當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時，應(yīng)取1.0；②樓面活荷載的分項(xiàng)系數(shù)γQ：

一般情況下應(yīng)取1.4；③風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)γW：應(yīng)取1．4。2)位移計(jì)算時：

公式中各分項(xiàng)系數(shù)均應(yīng)取1.0。2.有地震作用組合時：；

SE=γGSGE+γEhSEhk+γEvSEvk+ψWγWSWk式中：

SE—荷載效應(yīng)和地震作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值；

SGE—重力荷載代表值的效應(yīng)[重力荷載代表值包括下列荷載：100％自重標(biāo)準(zhǔn)值，50％雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值，50％～80％樓面活荷載(在書庫及檔案庫中取80％樓面活荷載)]；

SEhk—水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)，尚應(yīng)乘以相應(yīng)的增大系數(shù)或調(diào)整系數(shù)；

SEvk—豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)，尚應(yīng)乘以相應(yīng)的增大系數(shù)或調(diào)整系數(shù)；

γG—重力荷載分項(xiàng)系數(shù)；

γW—風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)；

γEh—水平地震作用分項(xiàng)系數(shù)；

γEv—豎向地震作用分項(xiàng)系數(shù)；

ψW—風(fēng)荷載的組合值系數(shù)，應(yīng)取0.20。有地震作用效應(yīng)組合時，荷載效應(yīng)和地震作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定采用：1)承載力計(jì)算時，分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)按下表采用。當(dāng)重力荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)承載力有利時，表中γG不應(yīng)大于1.0。2)位移計(jì)算時，公式中各分項(xiàng)系數(shù)均應(yīng)取1.0。五、框架截面抗震驗(yàn)算

（一）框架梁1、框架梁的正截面受彎承載力計(jì)算1）抗震設(shè)計(jì)中的正截面承載力計(jì)算直接采用靜載作用下的承載力計(jì)算公式：ME

MuE/

RE=Mu/

RE（或

REME

Mu）2）框架梁梁端截面的底部和頂部縱向受力鋼筋截面面積的比值，除按計(jì)算確定外。一級抗震等級As/As≥0.5；

二、三級抗震等級As/As≥0.3。

∴框架梁兩端（支座截面）必須是雙筋截面。3）承載力計(jì)算公式得到名義壓區(qū)高度為：

由平衡條件X=0：由另一極限狀態(tài)平衡條件M|As=0：不考慮地震作用時：

考慮地震作用時：

1——等效矩形應(yīng)力圖形系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級不超過C50時，取為1.0；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C80

時，取為0.94，其間按線性內(nèi)插；RE——承載力抗震調(diào)整系數(shù)，由表2—15選用；Mbmax——由荷載效應(yīng)組合得到的最大彎矩設(shè)計(jì)值。

2、框架梁斜截面受剪承載力計(jì)算1）抗震設(shè)計(jì)中采用與非抗震設(shè)計(jì)中不同的斜截面受剪承載力計(jì)算公式（R=Vu=Vc+Vs；RE=VuE=0.6Vc+Vs)

即：

VbVuE/RE=（0.6Vc+Vs)/RE

或

REVb(0.6Vc+Vs)2）承載力計(jì)算（抗震設(shè)計(jì)）一般框架梁：

REVb≤0.42ftbh0+1.25fyvAsvh0/s

集中荷載作用下(包括有多種荷載，其中集中荷載對節(jié)點(diǎn)邊緣產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的75%以上的情況)的框架梁：

REVb≤1.05ftbh0/(+1)+fyvAsvh0/s（二）框架柱1、柱的正截面承載力計(jì)算公式：

（NE

NuE/

RE=Nu/

RE）（對大偏心受壓柱）2、柱端彎矩調(diào)整——計(jì)算偏心距e0時

1）按“強(qiáng)柱弱梁”要求調(diào)整“強(qiáng)柱弱梁”要求：柱端彎矩放大Mc倍靜力平衡條件：Muc0+Mdc0=Mbl+Mbr

9度和一級框架尚應(yīng)滿足：Mc

1.2Mbu

∑Mc——同一節(jié)點(diǎn)上下柱端截面設(shè)計(jì)彎矩之和；∑Mb——同一節(jié)點(diǎn)左右梁端截面設(shè)計(jì)彎矩之和；∑Mbu——同一節(jié)點(diǎn)左右梁端截面抗彎承載力之和。

mc——強(qiáng)柱系數(shù)；對一、二、三級抗震等級，

M分別為1.4、1.2、1.1。頂層柱及軸壓比小于0.15的柱，彎矩可以不調(diào)整。

2）按“強(qiáng)三底層三柱”要求三調(diào)整抗震三設(shè)計(jì)三時，三一、三二、三三級三框架三結(jié)構(gòu)三底層三柱下三端截面彎三矩設(shè)三計(jì)值三，應(yīng)三按考三慮地三震作三用組三合的三彎矩三設(shè)計(jì)值分三別乘三以增三大系三數(shù)1三.5三、1三.2三5和三1.三15三。計(jì)算三偏心三距e0=M三/N時，三采用三按“三強(qiáng)柱三弱梁三”、三“強(qiáng)三底層柱”三要求三調(diào)整三后的三柱端三彎矩Mc。3、三柱正三截面三構(gòu)造三規(guī)定抗震三結(jié)構(gòu)三中柱三截面三最小三含鋼三率（三%）柱類型抗震等級非抗震一級二級三級四級框架中柱、邊柱1.00.80.70.60.6框架角柱、框支柱1.21.00.90.80.64、三柱的三斜截三面承三載力1）三計(jì)算三公式：（VEVuE/RE，VuE=0三.6Vc+Vs)即：Vb=VuE/RE=（三0.三6Vc+Vs)/RE軸力為壓力：軸力為拉力：Vc——設(shè)計(jì)三剪力三（取三按以三下要三求調(diào)三整后三的值三）；——三框架三柱的三剪跨三比，＝M／三(Vhc0)；設(shè)計(jì)三時可三近似三取=Hc0／(三2hc)，三(Hc0為柱三凈高三)，當(dāng)>3三時，三取=3三，當(dāng)<1三時取=1三。N三——為與三設(shè)計(jì)三剪力三相應(yīng)三的軸三向壓三力；對極三短柱三(Hc0／hc<3三)，驗(yàn)算三時要三求：當(dāng)N>三0.三3fcbchc0時，三取N=三0.三3fcbchc0。當(dāng)N為拉三力時三，公三式右三端不三小于三(fyvAsvhc0／s三)/Re，且此三值不小于三0.三36fcbchc0。2）三剪力三調(diào)整（1三）按柱“強(qiáng)三剪弱三彎”要求三調(diào)整平衡條件：強(qiáng)剪弱彎要求——剪力Vc0放大vc倍，對一、二、三級抗震等級，cv分別為1.4、1.2、1.1。9度和一級框架尚應(yīng)符合：Mtc、Mbc——由內(nèi)三力組三合得三到的三柱上三、下三端的三最不三利設(shè)三計(jì)彎三矩；Mtcu、Mbcu——柱上三、下三端截三面的三抗彎三承載三力，三可按實(shí)際三配筋三面積三和材三料強(qiáng)三度標(biāo)三準(zhǔn)值三確定三；（2三)“三角柱三”剪力三調(diào)整一、三二、三三級三抗震三等級三的框三架角三柱，三經(jīng)前三述調(diào)三整后三的剪力設(shè)三計(jì)值三尚應(yīng)三乘以三不小三于1三.1三的增三大系三數(shù)。3）三柱的三構(gòu)斜三截面三構(gòu)造三要求（1三）截面三尺寸三和混三凝土三強(qiáng)度三：地震三作用三時：剪跨三比大三于2三的柱Vc0.三25cfcbchc0剪跨三比不三大于三2的三柱Vc0.三20cfcbchc0地震三作用三時：剪跨三比大三于2三的柱Vc(0三.2三0cfcbchc0)RE剪跨三比不三大于三2的三柱Vc(0三.1三5cfcbchc0)RE（2三）柱的三軸壓三比限三制：結(jié)構(gòu)類型抗震等級

一

二

三框架0.70.80.9框架一剪力墻框架一核芯筒0.750.850.95框支結(jié)構(gòu)0.60.7—第三三節(jié)三縱三向鋼三筋的三錨固三和連三接一、縱向三受拉三鋼筋三的抗三震錨三固長三度二、縱向三受力三鋼筋三的連三接三、鋼筋三在梁三柱節(jié)三點(diǎn)區(qū)三的錨三固和三連接梁、三柱鋼三筋錨三固及三搭接在抗三震設(shè)三計(jì)時三，縱三向受三力鋼三筋的三錨固三和搭三接長三度要求比三非抗三震設(shè)三計(jì)時三加大三。（1三）縱三筋錨三固要三求一、三二級三抗震三等級laE=三1.三15la三級三抗震三等級laE=三1.三05la四級三抗震三等級laE=三1.三00la式中三：la為非三抗震三設(shè)計(jì)三時受三拉鋼三筋的三錨固三長度三。（2三）縱三筋搭三接要三求搭接三方法三有搭三接接三頭、三機(jī)械三接頭三和焊三接接三頭；宜優(yōu)三先選三用焊三接或三機(jī)械三接頭三；當(dāng)采三用搭三接接三頭時三，其三搭接三長度三應(yīng)不三小于三：llE=laE——鋼筋三接頭三面積三百分三率系三數(shù)（=1三.2三~1三.6三）。（3三）節(jié)三點(diǎn)區(qū)三鋼筋三錨固非抗三震設(shè)三計(jì)時三框架三梁縱三向鋼三筋的三連接三構(gòu)造非抗三震設(shè)三計(jì)時框架三柱的三縱向三鋼筋三錨固三及梁三柱鋼三筋搭三接構(gòu)三造抗震三設(shè)計(jì)三時框三架梁三柱節(jié)三點(diǎn)的三鋼筋三搭接三構(gòu)造第四三節(jié)三抗三震框三架的三一般三構(gòu)造三要求一、材料二、框架三梁的三配筋三、框架三柱的三配筋一、三材料1.三混凝三土混凝三土強(qiáng)三度等三級不三應(yīng)低三于C2三0；對于三一級三抗震三等級三的框三架梁三、柱三、節(jié)三點(diǎn)不三應(yīng)低三于C3三0；設(shè)防三烈度三為8三度時三，混三凝土三強(qiáng)度三等級三不宜三超過C7三0；設(shè)防三烈度三為9三度時三，不三宜超三過C6三0。2.三鋼三筋普通三縱向三受力三鋼筋三宜選三用HR三B4三00級、HR三B3三35級鋼三筋；三箍筋三宜選三用HR三B3三35級、HP三B2三35、HR三B4三00級鋼三筋三；對一三、二三級抗三震等三級設(shè)三計(jì)的三各類三框架三中的三縱向三受力三鋼筋三，在三采用三上述三普通三鋼筋三時，三要求三鋼筋三的抗三拉強(qiáng)三度實(shí)三測值三對屈三服強(qiáng)三度實(shí)三測值三的比三不應(yīng)三小于三1.三25三，屈三服強(qiáng)三度實(shí)三測值三對強(qiáng)三度標(biāo)三準(zhǔn)值三的比三不應(yīng)三大于三1.三3。二、框架三梁的三配筋1.三縱三向鋼三筋的三配置1）三框架三梁的三縱向三受拉三鋼筋三最小三配筋三率：縱向三受拉三鋼筋三配筋三率不三應(yīng)小三于下三表規(guī)三定的三數(shù)值。2）三梁端三鋼筋三：梁端三截面三的底三部和三頂部三縱向三受力三鋼筋三截面三而積三，除三滿足三計(jì)算三要求三外，三其比三值對三一級三抗震三不小三于0三.5三，二三、三三級抗三震不三小于0.三3。3）三通長三鋼筋三：沿梁三全長三頂面三和底三面至三少應(yīng)三各配三置兩三根通三長的三縱向三鋼筋三。對一三、二三級抗三震等三級鋼三筋直三徑不三應(yīng)小三于1三4mm三，且分三別不三少于三梁端三頂面三和底三面縱三向受三力鋼三筋中三較大三截面三面積三的l／三4；對三三、四三級抗三震等三級，三鋼筋三直徑三不小三于1三2mm三。2.三箍筋1）三梁端三箍筋三加密三區(qū)在框三架梁三梁端三應(yīng)設(shè)三置箍三筋加三密區(qū)三。加三密區(qū)三長度三、箍三筋間三距、三直徑三應(yīng)滿三足上三表三的要三求、三當(dāng)梁三端縱三向受三拉鋼三筋配三筋率三超過三2％三時，三表中三箍筋三直徑三應(yīng)增三大2mm。第一三個箍三筋距三框架三節(jié)點(diǎn)三邊緣三不應(yīng)三大于三50mm三。加密三區(qū)長三度內(nèi)三的箍三筋肢三距：三對一三級抗三震不三宜大三于2三00mm和箍三筋直三徑2三0倍三中較三大值三；對三二、三三級三抗震三，不三宜大三于2三50mm和箍三筋直三徑2三0倍三中較三大值三；對三四級三抗震三，不三宜大三于3三00mm三。2）三非加三密區(qū)非加三密區(qū)三的箍三筋間三距不三宜大三于加三密區(qū)三箍筋三間距三的2三倍。沿梁三全長三箍筋三的配三筋率三不應(yīng)三小于三0.三3ft三/fy三v（一級三抗震三）、0三.2三8f三t/fy三v（二、三三級三抗震三）和三0.三26ft三/fy三v（四三級抗三震）三。三、框架三柱的三配筋1.三縱三向鋼三筋框架三柱的三縱向三鋼筋三宜對三稱配三置。全部三縱向三受力三鋼筋三配筋三率不三應(yīng)大三于5三％；三當(dāng)按三一級三抗震三等級三設(shè)計(jì)三且柱三的剪三跨比≤2時，三柱每三側(cè)縱三向鋼三筋的三配筋三率不三宜大三于1三2％三。三；截面三尺寸三大于三40三0mm的柱三，縱三向鋼三筋的三間距三不宜三大于三20三0mm三?？蚣苋?/p>