建筑抗震設(shè)計(jì)第5章

第五章多層和高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋5.1概述多層和高層鋼筋混凝土結(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。本章僅介紹前兩種。鋼筋混凝土框架房屋：鋼筋混凝土縱梁、橫梁和柱等構(gòu)件組成承重體系的房屋。鋼筋混凝土框架房屋層數(shù)一般在十層以下,具有建筑平面布置靈活，可以任意分割房間的特點(diǎn)，但當(dāng)房屋超過一定高度后，在地震作用或風(fēng)荷載作用下，其側(cè)移位移較大?？拐饓蚣芊课菘蚣?抗震墻框架-抗震墻結(jié)構(gòu)：在框架房屋中增加抗震墻構(gòu)成?？拐饓χ饕惺芩胶奢d，框架主要承受豎向荷載。一、結(jié)構(gòu)層間屈服強(qiáng)度有明顯的薄弱樓層5.2震害及其分析12345678910111213(mm)層13567911134080120在強(qiáng)烈地震作用下，結(jié)構(gòu)的薄弱樓層率先屈服、發(fā)展彈塑性變形，并形成彈塑性變形集中的現(xiàn)象，不能發(fā)揮整體的抗震能力。1976年唐山大地震中，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)樓層屈服強(qiáng)度分布不均勻，造成6層和11層的彈塑性變形集中，導(dǎo)致6層以上全部倒塌。右圖為該結(jié)構(gòu)輸入天津地震動(dòng)的彈塑性分析結(jié)果。二、框架梁、柱的震害梁柱變形能力不足，構(gòu)件過早發(fā)生破壞。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。1、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(diǎn)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。破壞不易修復(fù)。2、柱底與柱頂相似，由于箍筋較柱頂密，震害相對(duì)柱頂較輕。3、短柱當(dāng)柱高小于4倍柱截面高度（H/b<4)時(shí)形成短柱。短柱剛度大，能吸收較大的地震剪力，易產(chǎn)生剪切破壞。4、角柱由于雙向受彎、受剪,加上扭轉(zhuǎn)作用，震害比內(nèi)柱重。5、梁柱節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)產(chǎn)生對(duì)角方向的斜裂縫或交叉斜裂縫，混凝土剪碎剝落。節(jié)點(diǎn)內(nèi)箍筋很少或無(wú)箍筋時(shí)，柱縱向鋼筋壓曲外鼓。節(jié)點(diǎn)破壞的主要原因是節(jié)點(diǎn)的受剪承載力不足，約束箍筋太少，梁筋錨固長(zhǎng)度不夠以及施工質(zhì)量差所引起。6、框架梁震害多發(fā)生于梁端。在地震作用下梁端縱向鋼筋屈服，出現(xiàn)上下貫通的垂直裂縫和交叉裂縫。破壞的主要原因是梁端屈服后產(chǎn)生的剪力較大，超過了梁的受剪承載力，梁內(nèi)箍筋配置較稀，以及反復(fù)荷載作用下混凝土抗剪強(qiáng)度降低等。節(jié)點(diǎn)破壞將導(dǎo)致梁柱失去相互之間的聯(lián)系。三、填充墻的震害

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(shí)心砌體墻，砌塊墻重于磚墻。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。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(shí)墻體易發(fā)生剪切破壞和散落。四、抗震墻的震害在強(qiáng)震作用下，抗震墻的震害主要表現(xiàn)在墻肢之間連梁的剪切破壞。主要是由于連梁跨度小，高度大形成深梁，在反復(fù)荷載作用下形成X型剪切裂縫，為剪切型脆性破壞。五、防震縫的震害防震縫寬度過小，地震時(shí)結(jié)構(gòu)相互碰撞造成震害?？偨Y(jié)以上震害調(diào)查結(jié)果，除注意場(chǎng)地和地基因素外，從結(jié)構(gòu)上主要應(yīng)注意：1）結(jié)構(gòu)的剛度在平面上和沿豎向的分布要規(guī)則、均勻；2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件要有足夠的承載力和延性；3）重視構(gòu)造，加強(qiáng)對(duì)混凝土的約束，防止剪切、錨固等脆性破壞；4）保證施工質(zhì)量。五、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)1.設(shè)置多道抗震防線；2.合理控制結(jié)構(gòu)的彈塑區(qū)部位；1）結(jié)構(gòu)有較好的塑性內(nèi)力重分布能力；2）結(jié)構(gòu)有較寬的約束屈服范圍及極限變形；3）局部破壞不致導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)失效及具有易于修復(fù)的可能性。3.加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性和構(gòu)件間的連接；4.抗側(cè)力構(gòu)件的剛度、強(qiáng)度、延性應(yīng)有適當(dāng)?shù)膶?duì)應(yīng)關(guān)系；5.上部結(jié)構(gòu)應(yīng)與地基條件適應(yīng)。5.4抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定一、房屋的適用最大高度《抗震規(guī)范》規(guī)定：乙、丙和丁類建筑的框架結(jié)構(gòu)和框架-抗震墻結(jié)構(gòu)適用的最大高度應(yīng)不超過下表的規(guī)定。甲類建筑適用的最大高度應(yīng)專門研究。50100120130框架-抗震墻結(jié)構(gòu)25455560框架結(jié)構(gòu)9876結(jié)構(gòu)類型烈度現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋適用的最大高度（m)注：1.房屋高度指室外地面到主要屋面板板頂?shù)母叨龋ú话ň植客怀鑫蓓敳糠郑?.超過表內(nèi)高度的房屋，應(yīng)進(jìn)行專門研究和論證，采取有效的加強(qiáng)措施；3.平面和豎向均不規(guī)則的結(jié)構(gòu)或建造在Ⅳ場(chǎng)地的結(jié)構(gòu)，使用的最大高度應(yīng)適當(dāng)降低（一般降低20%左右）。二、結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)地震作用下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)有下列特點(diǎn)：1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高；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；3、房屋越高，地震反應(yīng)越大，位移延性要求越高。地震作用與烈度、場(chǎng)地等有關(guān)，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，對(duì)不同烈度、場(chǎng)地的結(jié)構(gòu)的抗震要求可以有明顯的差別。主、次抗側(cè)力構(gòu)件的抗震要求應(yīng)有差別。為了體現(xiàn)在同樣烈度情況下不同的結(jié)構(gòu)體系、不同高度和不同場(chǎng)地有不同的抗震要求，抗震等級(jí)的提出?？拐鸬燃?jí)是確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震計(jì)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)類型確定，共分四個(gè)等級(jí)，一級(jí)最高。下表為丙類建筑抗震等級(jí)的劃分：一一一抗震墻一一二二三三四框架≤50>60≤60>60≤60>60≤60高度（m)一劇場(chǎng),體育館等大跨度公共建筑一一二二三三四框架≤25>30≤30>30≤30>30≤30高度（m)框架-抗震墻結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型烈度6879三二一三二現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋的抗震等級(jí)注：1.建筑場(chǎng)地為Ⅰ類時(shí)，除6度外可按表內(nèi)降低一度所對(duì)應(yīng)的抗震等級(jí)采取抗震構(gòu)造措施，但相應(yīng)的計(jì)算要求不應(yīng)降低；2.接近或等于高度分界時(shí)，應(yīng)允許結(jié)合房屋不規(guī)則程度及場(chǎng)地、地基條件確定抗震等級(jí)。1、甲、乙、丁類建筑應(yīng)按抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)中的抗震措施所要求的設(shè)防烈度按上表確定抗震等級(jí)。2、當(dāng)框架-抗震墻結(jié)構(gòu)有足夠的抗震墻時(shí),其框架部分是次要抗側(cè)力構(gòu)件,可按框架-抗震墻結(jié)構(gòu)中的框架確定抗震等級(jí)。否則按框架結(jié)構(gòu)確定等級(jí)。區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)是看框架部分承受的地震傾覆力矩是否大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%?？蚣艹惺艿牡卣饍A覆力矩可按下式計(jì)算：--框架-抗震墻結(jié)構(gòu)在基本振型地震作用下框架部分承受的地震傾覆力矩；--結(jié)構(gòu)層數(shù)；--框架i層柱的根數(shù)；--第i層j根框架柱的計(jì)算地震剪力；--第i層層高。3、裙房與主樓的等級(jí)ccccc1cc裙房頂部上下各一層應(yīng)提高抗震措施4、多層與高層建筑的地下室當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固部位時(shí)，地下一層的抗震等級(jí)應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，一層以下根據(jù)具體情況按三級(jí)或按更低等級(jí)。9度時(shí)應(yīng)專門研究。圖中c為抗震等級(jí)裙房與主樓相連，除應(yīng)按裙房本身確定外，不應(yīng)低于主樓抗震等級(jí)；主樓結(jié)構(gòu)在群房頂層及相鄰上下各一層應(yīng)適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)抗震構(gòu)造措施。裙房與主樓分離時(shí)，應(yīng)按群房本身確定抗震等級(jí)。三、建筑結(jié)構(gòu)布置宜規(guī)則1、平面布置宜簡(jiǎn)單、對(duì)稱、規(guī)則。2、豎向布置沿豎向應(yīng)盡可能均勻少變化，使結(jié)構(gòu)的剛度沿豎向均勻。四、合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)破壞機(jī)制1、框架結(jié)構(gòu)為了充分發(fā)揮整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震能力，較合理的地震破壞機(jī)制應(yīng)為節(jié)點(diǎn)基本不破壞，梁比柱的屈服能早發(fā)生、多發(fā)生；同一層中，各柱兩端屈服歷程越長(zhǎng)越好；底層柱底的塑性鉸宜最晚發(fā)生。梁柱端的塑性鉸出現(xiàn)得盡可能分散。2、框架-抗震墻結(jié)構(gòu)抗震墻的各墻段（包括小開洞墻和聯(lián)肢墻肢）的高寬比不宜小于2，使其成彎剪破壞。連梁宜在梁端塑性屈服，且有足夠的變形能力，在墻段充分發(fā)揮抗震作用前不失效。五、構(gòu)件在極限破壞前不發(fā)生明顯的脆性破壞主要抗側(cè)力的鋼筋混凝土構(gòu)件的極限破壞應(yīng)以構(gòu)件彎曲時(shí)主筋受拉屈服破壞為主，應(yīng)避免變形性能差的混凝土首先壓潰或剪切破壞，以及鋼筋錨固失效和粘接破壞。延性破壞和脆性破壞兩者的變形性能差別很大，與其相關(guān)的因素有：抗剪和抗彎承載力之比、剪跨比、剪壓比、軸壓比、主筋率、配筋率、箍筋形式、混凝土和鋼筋材料、鋼筋連接和錨固方式等。當(dāng)建筑平面過長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)體系不同、高度和剛度相差過大以及各結(jié)構(gòu)單元的地基條件有較大差異時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)防震縫。其最小寬度應(yīng)符合下面要求：高層建筑宜選用合理的建筑結(jié)構(gòu)方案，不設(shè)防震縫。1、防震縫（1）鋼筋混凝土框架房屋的防震縫寬度，當(dāng)高度不超過15m時(shí)可采用70mm，超過15m時(shí)，6、7、8、9度相應(yīng)每增加高度5m、4m、3m、2m，宜加寬20mm。六、防震縫與抗撞墻（2）框架-抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用框架規(guī)定數(shù)值的50%，且不宜小于70mm。（3）防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時(shí)，按不利體系考慮，并按低的房屋高度計(jì)算縫寬。th框架框架-抗震墻8、9度設(shè)防的鋼筋混凝土框架房屋防震縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)，當(dāng)結(jié)構(gòu)高度、剛度或?qū)痈呦嗖钶^大時(shí)，可在防震縫兩側(cè)房屋的盡端設(shè)垂直于防震縫的抗撞墻。2、抗撞墻層高不同高度、剛度相差較大每一側(cè)的數(shù)量不應(yīng)少于兩道。宜分別對(duì)稱布置，墻肢的長(zhǎng)度可不大于一個(gè)柱距。內(nèi)力應(yīng)按考慮和不考慮抗撞墻兩種情況進(jìn)行分析，按不利情況取值?？棺矇Φ亩酥涂蚣苓呏拷顟?yīng)沿房屋全高加密。2、鋼筋混凝土框架的梁、柱構(gòu)件應(yīng)避免剪切破壞“強(qiáng)剪弱彎”構(gòu)件彎曲破壞形成的極限剪力應(yīng)小于構(gòu)件斜截面的極限剪力。七、鋼筋混凝土框架的結(jié)構(gòu)體系1、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)宜對(duì)稱布置3、鋼筋混凝土框架的梁、柱構(gòu)件之間應(yīng)設(shè)置成“強(qiáng)柱弱梁”4、梁柱節(jié)點(diǎn)的承載力宜大于梁、柱構(gòu)件的承載力?！案鼜?qiáng)的節(jié)點(diǎn)”抗震墻的一般布置原則是“均勻、分散、對(duì)稱、周邊”。八、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置1、抗震墻布置的基本原則框架-抗震墻結(jié)構(gòu)中的抗震墻宜沿主軸方向雙向布置，貫通房屋全高，且橫向與縱向抗震墻宜相連，互為翼墻，以提高其剛度和承載能力。一般情況下，宜布置在豎向荷載較大處，平面形狀變化處和樓梯間、電梯間等。2、抗震墻布置位置的選擇房屋較長(zhǎng)時(shí)，縱向抗震墻不易設(shè)置在端開間。（2）縱橫向抗震墻成組布置縱橫向抗震墻宜合并布置為L(zhǎng)形、T形和口字形。兩片墻組成聯(lián)肢墻（3）合理調(diào)整抗震墻的長(zhǎng)度為了保證抗震墻具有足夠的的延性,不發(fā)生脆性的剪切破壞，每一道抗震墻（包括單片墻、小開口墻和聯(lián)肢墻）不應(yīng)過長(zhǎng)，總高度與總長(zhǎng)度之比宜大于2。較長(zhǎng)的單片墻可以留出結(jié)構(gòu)洞口，劃分成聯(lián)肢墻的兩個(gè)墻肢。（4）抗震墻的最大間距抗震墻間距不應(yīng)過大。抗震墻之間無(wú)大洞口的樓、屋蓋的長(zhǎng)寬比宜滿足下表要求：不宜采用裝配式樓蓋現(xiàn)澆、疊合梁扳9度8度6、7度結(jié)構(gòu)

抗震墻之間樓、屋蓋的長(zhǎng)寬比抗震墻之間的樓、屋蓋有較大開洞時(shí)，長(zhǎng)寬比還應(yīng)減小。當(dāng)超過上述要求時(shí)，應(yīng)計(jì)入樓蓋平面內(nèi)的變形影響?？拐饓Φ亩瞬夸摻钆渲迷谥孛鎯?nèi)。4、抗震墻的邊框梁、柱框架梁應(yīng)保留，當(dāng)無(wú)法設(shè)置明梁時(shí)應(yīng)設(shè)置暗梁。暗梁的高度、縱筋、箍筋與明梁相同，配置在墻身內(nèi)。九、材料按抗震要求設(shè)計(jì)的混凝土結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)符合規(guī)范要求。（詳見規(guī)范）對(duì)于高度不超過40m的以剪切變形為主且質(zhì)量與剛度沿高度分布較均勻的框架、框架-抗震墻結(jié)構(gòu)的水平地震作用可采用底部剪力法。5.5框架和框架-抗震墻結(jié)構(gòu)水平地震作用計(jì)算結(jié)構(gòu)基本周期的計(jì)算：多層框架結(jié)構(gòu)可采用能量法--考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，0.6-0.7高層框架、框架-抗震墻結(jié)構(gòu)可采用頂點(diǎn)位移法--考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，0.7-0.8實(shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)公式H---主體高度（m）B---振動(dòng)方向長(zhǎng)度?？蚣芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程及內(nèi)容：結(jié)構(gòu)布置及構(gòu)件截面尺寸確定——計(jì)算簡(jiǎn)圖——荷載計(jì)算——重力荷載代表值計(jì)算——水平（地震）作用計(jì)算——內(nèi)力計(jì)算（豎向、水平向）——內(nèi)力組合——截面強(qiáng)度計(jì)算——變形驗(yàn)算——構(gòu)造措施等5.5鋼筋混凝土框架的抗震設(shè)計(jì)一、一般概念1、梁與柱的彎曲延性實(shí)驗(yàn)表明變形能力隨軸壓比增大而急劇降低。N為組合軸壓力設(shè)計(jì)值；b、h為截面的短長(zhǎng)邊；fc為混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。軸壓比：柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值與柱的全截面面積和混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積之比，即它是控制偏心受拉邊鋼筋先到抗拉強(qiáng)度，還是受壓區(qū)混凝土先達(dá)到其極限壓應(yīng)變的主要指標(biāo)。配筋率對(duì)延性影響也很大。截面中配置受壓鋼筋可以改善構(gòu)件的彎曲延性。2、受剪構(gòu)件的剪跨比及破壞特征h0為截面有效高度。剪跨比：構(gòu)件在彎矩和剪力共同作用下,受剪破壞與剪跨比有關(guān).當(dāng)或構(gòu)件為超配箍時(shí),發(fā)生斜壓型破壞；當(dāng)且構(gòu)件為低配箍時(shí),發(fā)生斜拉型破壞；脆性破壞當(dāng)且配筋箍適量時(shí),發(fā)生剪壓破壞；延性破壞在水平地震作用下，梁柱的剪跨比可以直接通過梁的跨高比和柱的高厚比表示。設(shè)反彎點(diǎn)在構(gòu)件中央對(duì)于梁對(duì)于柱1）平面或樓層有局部薄弱環(huán)節(jié)，不能發(fā)揮整體抗震能力。3、震壞房屋在設(shè)計(jì)上存在的問題2）梁柱變形能力不足，構(gòu)件過早破壞；3）梁柱節(jié)點(diǎn)箍筋不足，節(jié)點(diǎn)受震破壞，梁柱失去了相互之間的聯(lián)系；4）砌體添充墻破壞；5）其他。1）框架塑性效應(yīng)較多地發(fā)生在梁端，底層柱的塑性效應(yīng)較晚形成；4、框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的正確指導(dǎo)思想2）梁柱在彎曲破壞前，避免發(fā)生其它形式破壞，如剪切破壞、粘結(jié)破壞等；3）在梁、柱破壞之前，節(jié)點(diǎn)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度即變形能力；4）重視非結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)。強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，更強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)1、地震作用在結(jié)構(gòu)各部分的分配通常假定樓屋蓋在其平面內(nèi)的剛度為無(wú)窮大?？赏频胕層第j柱的地震剪力為：二、地震作用在結(jié)構(gòu)各部分的分配和計(jì)算---第i層第j柱的抗側(cè)剛度。2、內(nèi)力計(jì)算方法反彎點(diǎn)法D值法－改進(jìn)的反彎點(diǎn)法內(nèi)力計(jì)算步驟：層間剪力分配到柱——計(jì)算柱彎矩——根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡計(jì)算梁彎矩。（1）反彎點(diǎn)法:在水平荷載作用下，假定節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)角為0當(dāng)時(shí)，可假定反彎點(diǎn)高度在柱的1／2高度處截面彎矩為零，柱的彈性曲線在該處改變凹凸方向，故此處稱為反彎點(diǎn)，反彎點(diǎn)距柱底的距離稱為反彎點(diǎn)高度。柱的反彎點(diǎn)確定后．如果再求得柱剪力后，即可給出框架的彎矩圖。柱中剪力的計(jì)算：假定：梁的剛度無(wú)窮大。柱端彎矩的計(jì)算：根據(jù)反彎點(diǎn)高度和柱中剪力確定。假定底層柱的反彎點(diǎn)在柱高2/3處。梁端彎矩的計(jì)算：邊節(jié)點(diǎn)：由節(jié)點(diǎn)平衡確定。中節(jié)點(diǎn)：按梁的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度分配確定。例：用反彎點(diǎn)法計(jì)算圖示結(jié)構(gòu)彎矩圖。

（圖中括號(hào)內(nèi)數(shù)字為各桿相對(duì)線剛度值）解：柱中剪力：三層：解：柱中剪力：三層：二層：一層：彎矩圖：5.4kN.m7kN.m3.6kN.m2.69kN.m4.3kN.m（2）改進(jìn)的反彎點(diǎn)法－D值法反彎點(diǎn)法只適用于梁柱線剛度比大于3的情形。如不滿足這個(gè)條件，柱的側(cè)移剛度和反彎點(diǎn)位置，都將隨框架節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角大小而改變。這時(shí)，再采用反彎點(diǎn)法求框架內(nèi)力，就會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。改進(jìn)的反彎點(diǎn)法近似地考慮了框架節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)柱的側(cè)移剛度和反彎點(diǎn)高度的影響，改進(jìn)的反彎點(diǎn)法是目前分析框架內(nèi)力比較簡(jiǎn)單、而又比較精確的一種近似方法。因此，在工程中廣泛采用。改進(jìn)反彎點(diǎn)法求得柱的側(cè)移剛度，工程上用D表示，故改進(jìn)反彎點(diǎn)法又稱“D值法”。(2)、D值法（改進(jìn)反彎點(diǎn)法）

考慮上下梁剛度的影響，對(duì)反彎點(diǎn)位置加以修正。

計(jì)算步驟如下：

①、計(jì)算各層柱的側(cè)移剛度D

a——修正系數(shù)，由梁柱線剛度比定。柱線剛度假定：1.柱AB及與其相鄰各桿的桿端轉(zhuǎn)角相同；2.柱AB及與其相鄰的上下柱的線剛度相同、柱高相同、層間位移相同。α取值邊柱中柱一般層底層②、計(jì)算各柱分配剪力③、確定反彎點(diǎn)高度yy0——標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比，根據(jù)框架總層數(shù)、該柱所在的層數(shù)以及梁柱線剛度比確定y1——上、下梁線剛度不同，對(duì)y0的修正值彎點(diǎn)上移，y1為正值彎點(diǎn)下移，y1為負(fù)值y2——上層層高與本層層高不同時(shí)，反彎點(diǎn)高度修正值。由和查表。④、計(jì)算柱端彎矩上端下端y3——下層層高與本層層高不同時(shí)，反彎點(diǎn)高度修正值。⑥、梁端剪力⑦、計(jì)算柱軸力N，為各層柱上梁端剪力之和⑤、計(jì)算梁端彎矩豎向荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算彎距分配法內(nèi)力組合

在進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計(jì)時(shí)，需求得控制截面上的最不利內(nèi)力組合作為配筋的依據(jù)。對(duì)于框架梁，一般選梁的兩端截面和跨中截面作為控制截面；對(duì)于柱，則選柱的上、下端作為控制截面，內(nèi)力不利組合就是控制配筋最大的內(nèi)力組合。

內(nèi)力組合一般有兩種組合：（1）、地震作用效應(yīng)與重力荷載代表值效應(yīng)的組合（2）、豎向荷載效應(yīng)組合(非抗震組合)

包括全部恒載與活載的組合。具體對(duì)于框架來說，對(duì)框架梁、框架柱的控制截面進(jìn)行內(nèi)力組合。i)、框架梁（取不利組合）梁端正彎矩梁端負(fù)彎矩跨中正彎矩梁端剪力ii)、框架柱內(nèi)力不利組合柱上下端為控制截面取不利組合六、位移計(jì)算1)多遇地震烈度下。求出多遇烈度下得各層間剪力層間位移2)罕遇地震作用下層間彈塑性位移計(jì)算對(duì)于大于0.5的框架，只要彈性位移滿足要求，可不進(jìn)行彈塑性位移計(jì)算。(略）當(dāng)時(shí)，進(jìn)行彈塑性位移計(jì)算。驗(yàn)算步驟：①樓層屈服強(qiáng)度的確定②薄弱層確定，一般在底層和較小層。③薄弱層的層間彈塑性位移驗(yàn)算⑴樓層屈服強(qiáng)度的確定a、根據(jù)梁柱的實(shí)際配筋及材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算梁柱的實(shí)際極限抗彎承載力梁:柱:樓層屈服強(qiáng)度(剪力)的確定示意①.計(jì)算梁柱極限抗彎能力②.計(jì)算柱截面有效受彎承載力③.計(jì)算柱的層間受剪承載力b、計(jì)算柱端截面有效受彎承載力（與屈服機(jī)制有關(guān)）。

根據(jù)破壞機(jī)制當(dāng)時(shí)，為強(qiáng)梁弱柱型柱先屈服，梁后屈服當(dāng)時(shí)，為強(qiáng)柱弱梁型，梁首先屈服。柱端截面有效受彎承載力由節(jié)點(diǎn)的彎矩平衡得出，且不大于柱的極限彎矩。

當(dāng)且一柱端先達(dá)到屈服，此時(shí)，另一端的受彎承載力按剛度求得。上柱下端屈服下柱上端屈服c、計(jì)算第i層第j根柱的受剪承載力d、第i層各柱總的屈服強(qiáng)度⑶薄弱層的層間彈塑性位移計(jì)算⑷層間彈塑性位移驗(yàn)算框架計(jì)算步驟①確定計(jì)算簡(jiǎn)圖、幾何參數(shù)計(jì)算、靜力荷載統(tǒng)計(jì)。②地震作用計(jì)算：用底部剪力法計(jì)算水平地震作用及層間剪力③內(nèi)力計(jì)算：用D值法計(jì)算水平作用下的內(nèi)力（并同時(shí)進(jìn)行彈性層間位移驗(yàn)算）；用分層法或彎矩二次分配法計(jì)算重力荷載代表值作用下的內(nèi)力。 ④計(jì)算各項(xiàng)非地震荷載作用下的內(nèi)力。⑤內(nèi)力組合：包括地震作用組合及非地震作用組合。⑥截面及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)（配筋計(jì)算）：⑦彈塑性位移驗(yàn)算：三、框架柱、梁、節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)1.框架柱的抗震設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則：（1）強(qiáng)柱弱梁，使柱盡量不出現(xiàn)塑性鉸；（2）在彎曲破壞前不發(fā)生剪切破壞，使柱有足夠的抗剪能力；（3）控制柱的軸壓比不要太大；（4）加強(qiáng)約束，設(shè)置必要的約束箍筋。（1）強(qiáng)柱弱梁為了使塑性鉸首先在梁中出現(xiàn)，同一節(jié)點(diǎn)柱的抗彎能力要大于梁的抗彎能力?？拐鹨?guī)范規(guī)定：一、二、三級(jí)框架的梁柱節(jié)點(diǎn)處，除頂層和柱軸壓比小于0.15者外，柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下列公式要求9度和一級(jí)框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合：---節(jié)點(diǎn)上下柱端截面順時(shí)針或逆時(shí)針方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值之和;---節(jié)點(diǎn)左右梁端截面逆時(shí)針或順時(shí)針方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值之和；---節(jié)點(diǎn)左右梁端截面逆時(shí)針或順時(shí)針方向根據(jù)實(shí)配鋼筋面積（考慮受壓筋）和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的抗彎承載力所對(duì)應(yīng)的彎矩值之和；---柱端彎矩增大系數(shù)，一級(jí)為1.4,二級(jí)為1.2,三級(jí)為1.1。

為了不使框架底層柱過早出現(xiàn)塑性鉸，規(guī)范規(guī)定：一、二、三級(jí)框架底層柱底截面組合的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.5、1.25、1.15。（2）在彎曲破壞前不發(fā)生剪切破壞（a）柱剪力設(shè)計(jì)值的調(diào)整9度時(shí)和一級(jí)框架尚應(yīng)符合V---柱端組合剪力設(shè)計(jì)值；--分別為柱上下端順時(shí)針或逆時(shí)針方向截面組合的彎矩設(shè)計(jì)值;---柱的剪力增大系數(shù)，一級(jí)為1.4,二級(jí)為1.2,三級(jí)為1.1。---柱梁的凈高；---分別為偏心受壓柱上下端順時(shí)針或逆時(shí)針方向根據(jù)實(shí)配鋼筋面積和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和軸壓力等計(jì)算的抗震承載力所對(duì)應(yīng)的彎矩值；（b）剪壓比限值剪跨比大于2.5時(shí)：剪壓比：截面內(nèi)平均剪應(yīng)力與混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值之比，即剪壓比過大,混凝土?xí)^早發(fā)生斜壓破壞,箍筋不能充分發(fā)揮作用,它對(duì)構(gòu)件的變形能力也有顯著影響，因此應(yīng)控制。---柱端部截面組合的剪力設(shè)計(jì)值；---截面有效高度；---混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；---截面寬度；---承載力抗震調(diào)整系數(shù)。（c）柱斜截面受剪承載力在反復(fù)荷載作用下，混凝土所能承受的極限剪力大大降低，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮這種影響。驗(yàn)算采用與非抗震時(shí)的承載力驗(yàn)算形式，但須除以承載力抗震調(diào)整系數(shù)。---剪跨比，反彎點(diǎn)位于柱高中部的框架柱，取當(dāng)時(shí)，取，當(dāng)時(shí)，取---配置在柱的同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積；---箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；---沿柱高方向箍筋的間距；---考慮地震作用組合下框架柱的軸向壓力設(shè)計(jì)值，當(dāng)時(shí)，取---柱的橫截面面積N為組合軸壓力設(shè)計(jì)值；b、h為柱的短長(zhǎng)邊；fc為混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。軸壓比：柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值與柱的全截面面積和混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積之比,即：

它是控制偏心受拉邊鋼筋先到抗拉強(qiáng)度，還是受壓區(qū)混凝土先達(dá)到其極限壓應(yīng)變的主要指標(biāo)。柱的變形能力隨軸壓比增大而急劇降低。

規(guī)范規(guī)定：柱軸壓比不應(yīng)超過下表，但Ⅳ類場(chǎng)地上的較高高層建筑柱軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)減小。0.900.950.800.850.700.75框架框架-剪力墻三二一結(jié)構(gòu)類型抗震等級(jí)柱軸壓比限制（3）控制柱的軸壓比框架柱的破壞主要集中在柱端1.0—1.5倍柱截面高度范圍內(nèi)。（a)承擔(dān)柱子剪力；（b)約束混凝土，提高混凝土抗壓強(qiáng)度，提高變形能力；（c)為縱向鋼筋提供側(cè)向支承，防止縱筋壓曲。（4）加強(qiáng)柱端約束加密箍筋的作用：Ф6（柱根ф8）8d，150(柱根100)四ф88d,150(柱根100）三ф88d,100二ф10

6d,100一箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度（采用較大者）箍筋最小直徑箍筋最大間距（采用較小者）(mm)抗震等級(jí)h(或D)Hn/6500mm柱加密區(qū)的箍筋最大間距和最小直徑H為矩形截面長(zhǎng)邊尺寸，D為圓形截面直徑，Hn為柱凈高，d為縱向鋼筋最小直徑。為了避免地震作用下框架柱的過早屈服，并獲得較大的屈服變形，必須滿足縱向鋼筋的最小總配筋率。（5）柱縱向鋼筋的配置例：框架柱抗震設(shè)計(jì)。已知某框架中柱，抗震等級(jí)二級(jí)。軸向壓力組合設(shè)計(jì)值N=2710kN,柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值分別為和。梁端組合彎矩設(shè)計(jì)值之和，選用柱截面,采用對(duì)稱配筋，經(jīng)配筋計(jì)算后每側(cè)。梁截面，層高4.2m?；炷翉?qiáng)度等級(jí)C30，主筋Ⅱ級(jí)鋼筋，箍筋Ⅰ級(jí)鋼筋。

解：1.強(qiáng)柱弱梁驗(yàn)算抗震等級(jí)二級(jí)，要求節(jié)點(diǎn)處梁柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合近似假定：已知的亦分別是節(jié)點(diǎn)上下柱端截面組合彎矩設(shè)計(jì)值和節(jié)點(diǎn)左右梁端截面組合彎矩設(shè)計(jì)值之和例：框架柱抗震設(shè)計(jì)。已知某框架中柱，抗震等級(jí)二級(jí)。軸向壓力組合設(shè)計(jì)值N=2710kN,柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值分別為和。梁端組合彎矩設(shè)計(jì)值之和，選用柱截面,采用對(duì)稱配筋，經(jīng)配筋計(jì)算后每側(cè)。梁截面，層高4.2m?；炷翉?qiáng)度等級(jí)C30，主筋Ⅱ級(jí)鋼筋，箍筋Ⅰ級(jí)鋼筋。

解：1.強(qiáng)柱弱梁驗(yàn)算抗震等級(jí)二級(jí)，要求節(jié)點(diǎn)處梁柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合近似假定：已知的亦分別是節(jié)點(diǎn)上下柱端截面組合彎矩設(shè)計(jì)值和節(jié)點(diǎn)左右梁端截面組合彎矩設(shè)計(jì)值之和。則滿足。例：框架柱抗震設(shè)計(jì)。已知某框架中柱，抗震等級(jí)二級(jí)。軸向壓力組合設(shè)計(jì)值N=2710kN,柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值分別為和。梁端組合彎矩設(shè)計(jì)值之和，選用柱截面,采用對(duì)稱配筋，經(jīng)配筋計(jì)算后每側(cè)。梁截面，層高4.2m?；炷翉?qiáng)度等級(jí)C30，主筋Ⅱ級(jí)鋼筋，箍筋Ⅰ級(jí)鋼筋。

解：2.斜截面受剪承載力（1）剪力設(shè)計(jì)值（2）剪壓比應(yīng)滿足滿足。例：框架柱抗震設(shè)計(jì)。已知某框架中柱，抗震等級(jí)二級(jí)。軸向壓力組合設(shè)計(jì)值N=2710kN,柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值分別為和。梁端組合彎矩設(shè)計(jì)值之和，選用柱截面,采用對(duì)稱配筋，經(jīng)配筋計(jì)算后每側(cè)。梁截面，層高4.2m?；炷翉?qiáng)度等級(jí)C30，主筋Ⅱ級(jí)鋼筋，箍筋Ⅰ級(jí)鋼筋。

解：2.斜截面受剪承載力（3）混凝土受剪承載力其中取取例：框架柱抗震設(shè)計(jì)。已知某框架中柱，抗震等級(jí)二級(jí)。軸向壓力組合設(shè)計(jì)值N=2710kN,柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值分別為和。梁端組合彎矩設(shè)計(jì)值之和，選用柱截面,采用對(duì)稱配筋，經(jīng)配筋計(jì)算后每側(cè)。梁截面，層高4.2m?；炷翉?qiáng)度等級(jí)C30，主筋Ⅱ級(jí)鋼筋，箍筋Ⅰ級(jí)鋼筋。

解：2.斜截面受剪承載力（3）混凝土受剪承載力（4）所需箍筋例：框架柱抗震設(shè)計(jì)。已知某框架中柱，抗震等級(jí)二級(jí)。軸向壓力組合設(shè)計(jì)值N=2710kN,柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值分別為和。梁端組合彎矩設(shè)計(jì)值之和，選用柱截面,采用對(duì)稱配筋，經(jīng)配筋計(jì)算后每側(cè)。梁截面，層高4.2m。混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，主筋Ⅱ級(jí)鋼筋，箍筋Ⅰ級(jí)鋼筋。

解：2.斜截面受剪承載力（4）所需箍筋對(duì)柱端加密區(qū)尚應(yīng)滿足：取較小者選用ф10，4肢箍，得（可）例：框架柱抗震設(shè)計(jì)。已知某框架中柱，抗震等級(jí)二級(jí)。軸向壓力組合設(shè)計(jì)值N=2710kN,柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值分別為和。梁端組合彎矩設(shè)計(jì)值之和