框架結構計算實例

目錄摘要活載作用的彎矩分配12.3梁端剪力及柱軸力的計算梁端剪力可根據梁在豎向荷載作用下的簡支框架求得?？蚣茉谪Q向荷載作用下引起的剪力可由以下的公式求出：對于梯形荷載采用：對于三角形荷載〔A端固定，B端滑動〕采用：那么各樓層的梁端剪力為：AB跨在恒載作用下的梁端剪力：第6層：=1/2×5.119×6.6+1/2×31.02×6.06×(1-0.34)=64.45KN第2-5層：=1/2×17.745×6.6+1/2×25.08×6.6×(1-0.34)=93.18KN第1層：=1/2×17.745×6.6+1/2×25.08×6.6×(1-0.34)=93.18KNBC跨在恒載作用下的剪力：第6層：=1/2×3.15×2.4+1/2×11.28×2.4×1/2=10.5481KN第2-5層：=1/2×3.15×2.4+1/2×9.12×2.4×(1-0.34)=11.00KN第1層：=1/2×3.15×2.4+1/2×9.12×2.4×(1-0.34)=11.00KNAB跨在活載作用下的剪力：第6層：=1/2×3×6.6×(1-0.34)=6.53KN第2-5層：=1/2×12×6.6×(1-0.34)=20.14KN第1層：=1/2×12×6.6×(1-0.34)=20.14KNBC跨在活載作用下的剪力：第6層：=1/2×1.2×2.4×1/2=0.72KN第2-5層：=1/2×4.8×2.4×1/2=2.88KN第1層：=1/2×4.8×2.4×1/2=2.88KN各跨梁在彎矩作用下引起的剪力由下式公式求出：式中、分別是邊柱和中柱由于偏心產生的彎矩。AB跨在恒載作用下的梁端剪力：第6層：N第2-5層：第1層：AB跨在雪載作用下的梁端剪力：第6層：N第5層：第3、4層：第2層：第1層：對于BC跨，由于本工程結構和荷載是對稱關系，所以在偏心彎矩作用下產生的剪力為0.同理，在雪荷載作用下，荷載引起的剪力和偏心彎矩產生的剪力分別為：AB跨：BC跨：在偏心彎矩作用下桿端的剪力：第6層：第6層：表12-3恒荷載作用下梁端剪力及柱軸力〔KN〕層次荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力柱軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱N頂N底N頂N底664.4510.548-2.015062.43566.46510.55149.68169.52172.30192.04593.1811.000-1.58091.6094.7611.000382.542402.59435.147455.195493.1811.000-1.58091.6094.7611.000614.855634.903697.511717.559393.1811.000-1.58091.6094.7611.000847.168867.216959.875979.923293.1811.000-1.58091.60994.7611.0001079.811099.2311222.4261243.51193.1811.000-1.00092.1894.1811.0001327.7941370.4251500.1871542.15表12-4活荷載作用下梁端剪力及柱軸力〔KN〕層次荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力柱軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱N頂=N底N頂=N底67.196.530.780.72-0.194-0.16906.9966.3617.3846.6990.780.728.1348.04315.34014.573520.142.88-0.45-0.98019.6919.1620.5921.122.8843.65443.01567.14666.321420.142.88-0.472019.66820.6122.8881.4281.01120.739118.165320.142.88-0.472019.66820.6122.88118.042117.251172.038171.100220.142.88-0.45019.6920.592.88154.715153.648224.17223.62120.142.88-0.46019.6820.602.88191.725191.432276.148275.219注：加下劃線的數據為活載作用下的梁端剪力及彎矩13風荷載作用下框架的內力分析風荷載標準植式中：：風振系數：風荷載體型系數：風壓高度變化系數：根本風壓〔1〕查得0.35〔2〕體型近似為矩形，風荷載的體型系數〔迎風面〕和〔背風面〕?！?〕按C類場地計算,那么風壓高度變化系數〔內插法采用〕計算結果如下表所示：表13-1值計算離地高度4.558.1511.7515.3518.9522.55的值0.740.740.740.740.820.88〔4〕風振系數表13-2φZ值計算〔〕離地高度4.558.1511.7515.3518.9522.55φZ的值0.2020.3610.5210.6810.8401.00ξ由ω0T12=0.35×0.6162=0.1328，查得，ξ=1.41ν由/B=22.55/44.4=0.508>0.5，查得，ν=0.43表13-3βZ值計算離地高度4.558.1511.7515.3518.9522.55βZ的值1.1671.2961.4271.5581.6211.69〔5〕風荷載標準值：表13-4沿房屋高度分布風荷載標準值層號HZ(m)βZω0〔KN/㎡〕q1(KN/m)q2(KN/m)622.551.690.880.352.4981.562518.951.6210.820.352.2331.396415.351.5580.740.351.9371.211311.751.4270.740.351.7741.10928.151.2960.740.351.6111.00714.551.1670.740.351.4510.907注：ωK=βZμSω0q=6.0ωK〔6〕框架結構分析時，應按靜力等效原理將分布風荷載轉化為節(jié)點集中荷載；風荷載作用下各層樓面及屋面處的水平力：底層=(1.451+0.907)×(3.6+4.55)/2+「(1.611-1.451)+(1.009-0.907)」×3.6×0.5×1/3=9.766(KN)二層=(1.611+1.451+1.009+0.907)×3.6×0.5+「(1.611-1.451)+(1.009-0.907)」×3.6×0.5×2/3+「(1.774-1.611)+(1.109-1.009)」×3.6×0.5×1/3=10.032(KN)三層=(1.611+1.774+1.109+1.009)×3.6×0.5+「(1.937-1.774)+(1.211-1.109)」×3.6×0.5×1/3+「(1.774-1.611)+(1.109-1.009)」×3.6×0.5×2/3=10.376(KN)四層=(1.937+1.774+1.211+1.109)×3.6×0.5+「(2.233-1.937)+(1.396-1.211)」×3.6×0.5×1/3+「(1.937-1.774)+(1.211-1.109)」×3.6×0.5×2/3=11.463(KN)五層=(2.233+1.937+1.396+1.211)×3.6×0.5+「(2.498-2.233)+(1.562-1.396)」×3.6×0.5×1/3+「(2.233-1.937)+(1.396-1.211)」×3.6×0.5×2/3=13.035(KN)六層=(2.233+2.498+1.396+1.562)×3.6×0.5+「(2.498-2.233)+(1.562-1.396)」×3.6×0.5×2/3=7.437(KN)因風荷載作用小于地震力的10%，所以在內力組合計算時不考慮?！?〕風荷載布置如下圖：圖13-1風荷載布置圖〔KN/m〕(8)風荷載作用下的水平位移驗算：根據計算出的水平荷載，由式計算層間剪力，由上面求出的值和式與式計算各層的相對的側移剛度和絕對側移。表13-5風荷載作用下框架層間剪力及側移計算層次654321h(m)3.63.63.63.63.64.557.43713.05511.46310.37610.0329.7767.43720.47231.93542.31152.34362.10963137.4663137.4663137.4663137.4663137.4669013.720.0001180.0003240.0005060.0006700.0008290.0009000.0033470.0032290.0029050.0023990.0017290.0009001/305081/111111/71151/53731/43431/5056由上表知，風荷載作用下框架最大層間位移角，滿足標準要求。14內力組合14.1內力組合一般原理結構抗震調整系數結構的抗震等級可根據結構類型，地震烈度，房屋高度等因素，由標準確定。由標準知，對于框架結構設計，在地震烈度為7度，房屋高度小于30m時，三級抗震?？拐鹪O計時，其設計表達式為〔7-1〕式中，為承載力抗震調整系數，對于鋼筋混凝土框架結構按表14.1的規(guī)定采用。表14.1承載力抗震調整系數材料結構構件受力狀態(tài)混凝土梁受彎0.75軸壓比小于0.15的柱偏壓0.75軸壓比不小于0.15的柱偏壓0.80各類構件受剪、偏拉0.85因為地震作用屬于偶然作用，這時的目標可靠指標可以適當降低一些，在式〔7-1〕中不考慮結構構件的重要性系數。從理論上講，抗震設計中采用的材料強度設計值應高于非抗震設計時的材料強度設計值。但是，為了應用方便，在抗震設計中仍采用非抗震設計時的材料強度設計值，而是通過引入承載力抗震調整系數來提高其承載力。14.1.2現(xiàn)澆框架梁支座負彎距調幅為了便于施工及提高框架結構的延性，通常對豎向荷載作用下的梁端負彎矩進行調幅。對現(xiàn)澆框架梁，負彎距塑性調幅系數取0.8。豎向荷載作用下彎矩調幅后的結果見表7.2。梁支座負彎矩調幅后，跨中彎矩應按調幅后的支座彎矩及相應荷載用平衡條件求得。14.1.3對于一般框架、排架結構，荷載效應組合的設計值可按以下規(guī)定采用：由可變荷載效應控制的組合〔7-2〕由永久荷載效應控制的組合〔7-3〕式中，—為可變荷載的組合值系數，對于教室可取。當考慮以豎向永久效應控制的組合時，參與組合的可變荷載可僅限于豎向荷載。表14.2豎向荷載作用下梁端負彎矩調幅〔單位ken·m〕層次恒載作用活載作用彎矩調整前彎矩調整后彎矩調整前彎矩調整后AB左B右AB左B右AB左B右AB左B右6-40.37-56.29-20.67-32.296-45.032-16.563-6.04-7.32-2.01-4.832-5.856-1.608-5.63-5.76-4.66(-4.29)(-4.61)(-3.735-73.62-84.07-18.27-58.896-67.265-14.616-21.45-24.42-6.3-17.16-19.536-5.04-22.01-23.04-3.94(-17.608)(-18.432)(-3.152)4-73.73-84.07-18.27-58.896-67.265-14.616-22.83-24.65-6.15-18.24-19.72-4.923-73.73-84.07-18.27-58.896-67.265-14.616-22.83-24.65-6.15-18.24-19.72-4.922-72.45-82.87-18.66-57.96-66.296-14.928-22.47-24.78-6.23-17.976-19.824-4.9841-81.79-88.41-14.16-65.432-66.296-13.328-21.12-24.16-6.4-16.896-19.328-4.12注：表中M以梁下部受拉為正。永久荷載的分項系數按以下規(guī)定采用：當其效應對結構不利時，對由可變荷載效應控制的組合取，對由永久荷載效應控制的組合??；當其效應對結構有利時，一般情況下取?？勺兒奢d的分項系數，一般情況下取，對荷載標準值大于kN/m2的工業(yè)建筑樓面結構的活載取1.3。對于一般框架結構，當總高度不超過60m時，地震與風荷載不同時組合，也不考慮豎向地震作用。因此，一般情況下，考慮地震作用效應的組合為：〔7-4〕式中，—為按重力荷載代表值計算的荷載效應值，是結構和構配件自重標準值秘各可變荷載組合值之和，對于屋面雪荷載和民用建筑樓面均布活荷載，組合系數按取?！獮榘此降卣鹱饔脴藴手涤嬎愕牡卣鹱饔眯?；—為重力荷載分項系數，一般情況應采用，當重力荷載效應對構件承載能力有利時，可??；—為水平地震作用分項系數，可采用。14.2框架梁內力組合本設計考慮了四種內力組合，即1.2SGk+1.4SQk，1.2SGk+0.9×1.4〔SQk+SWk〕,1.35SGk+1.0SQk及1.2SGE+1.3SEk。此外，對于本設計，風荷載與豎向荷載組合內力1.2SGk+1.4SQk與考慮地震作用的組合相比一般較小，對結構設計不起控制作用，故不予考慮。各層梁的內力組合結果見表7.3中Ski、Ski兩列中的梁端彎距M為經過調幅后的彎距?？玳g最大正彎矩與梁端剪力(a)求跨間最大正彎矩抗震設計及非抗震設計時，梁跨間最大正彎矩確實定方法相同?？拐鹪O計時，梁跨間最大彎矩是水平地震作用產生的跨間彎矩與相應的重力荷載代表值產生的跨間彎矩的組合。由于水平地震作用可能來自左、右兩個方向，因而應考慮兩種可能性，分別求出跨間彎矩，然后取較大者進行截面配筋計算。AB跨：對支座負彎矩按相應的組合情況進行計算，求跨間最大正彎矩時，可根據梁端彎矩組合值及梁上荷載設計值，由平衡條件確定。由圖7.1〔a〕可得〔7-1〕〔a〕均布和梯形〔b〕均布和三角形圖14.1豎向荷載作用下的計算圖形假設跨間最大彎矩發(fā)生在梁段上時，由圖7.1〔a〕可得，跨間最大正彎矩值〔7-2a〕對上式求導，可得最大彎矩發(fā)生的位置〔7-2b〕由上式解得值，且，因此下式必須滿足：〔7-2c〕表14.3(a)框架梁內力組合表層次截面位置內力支座邊V一層AM-65.432-16.896171.94-98.32-218.32-93.84-92.00152.51V92.18119.6846.7845.384155.022138.684132.809B左M-70.728-16.303136.82-198.3860.52-108.95-103.587V94.1820.6046.78158.58948.951143.725137.794B右M-16.38-4.6274.3971.53-80.41-18.75-18.32287.53V11.002.8861.99-51.12474.84616.71616.459跨間MAB142.53108.04185.39142.59MBC65.2965.296.46.4三層AM-58.896-18.24137.5572.65-180.48-89.17-88.32140.58V91.6019.66836.5757.578142.619138.549132.695B左M-67.256-19.72103.84-159.4135.83-103.15-100.67V94.7620.61236.57146.39561.354143.860137.060B右M-14.616-4.9256.4542.31-90.32-22.109-21.5838.75V11.002.8847.04-35.95359.67416.71616.459跨間MAB128.4597.65190.11150.26MBC59.3259.326.456.42六層AM-32.296-4.832〔-4.29〕34.372.585-61.941-45.666-42.40673.87V62.4356.631〔6.699〕8.8851.78772.60683.50076.582B左M-45.032-5.865〔-4.61〕24.29-62.15-17.23-59.23-57.24V66.4656.699〔7.384〕8.8877.1756.35289.64682.218B右M-16.536-1.608〔-1.373〕13.19-0.52-29.48-20.17-17.69426.18V10.550.72〔0.78〕10.990.9680.94716.26914.861跨間MAB82.1185.62113.6986.02MBC35.1835.186.235.79注:表中MAB和MBC分別為AB跨和BC跨的跨間最大正彎矩。M以下部受拉為正，V以向上為正。Ski一項中括號內的數值表示屋面作用雪荷載時對應的內力。表14.3(b)框架梁內力組合表〔２,4，5層,僅用于計算柱的內力〕層次截面位置內力二層AM-57.96-13.311154.3396.32-207.383V91.6619.6944.9550.359149.698B左M-66.296-15.725119.42-182.1552.26V94.7620.5944.95154.5254.751B右M-14.928-3.72764.9252.27-73.49V11.002.8849.75-43.11366.834四層AM-58.896-13.523105.86-23.45-157.821V91.6019.66830.7081.58122.48B左M-67.256-15.87481.1-152.954-29.157V94.7620.61230.7123.3382.42B右M-14.616-3.68630.73-36.120-54.731V11.002.8833.79-18.3547.95五層AM-58.89-12.80274.1417.011-130.218V91.6019.1621.4576.391123.795B左M-67.256-15.37356.51-121.215-11.846V94.7621.1221.45127.58280.177B右M-14.616-3.82330.7317.28-45.157V11.002.8823.55-14.16237.883整理上式可得：〔7-2d〕因此，假設，說明，那么最大彎矩截面到A支座的距離可式〔7-2b〕求解。將值代入式〔7-2a〕即可得跨間最大正彎矩值。同理可知，假設，說明，那么〔1〕當為左方向水平荷載作用時，，可以用下面公式求最大跨中彎矩：〔7-3a〕〔7-4a〕〔2〕當為左方向水平荷載作用時，，用下面公式求最大跨中彎矩：〔7-3b〕〔7-4b〕假設，那么最大彎矩發(fā)生在截面到A支座處，〔7-5〕BC跨：同理可求得三角形分布荷載和均布荷載作用下的、和的計算公式為〔見圖7.1(b)〕：〔7-6〕假設，說明跨中最大彎矩發(fā)生在梁左端點上，這樣就必須考慮豎向重力荷載的有利組合?！?〕當為左方向水平荷載作用時，，可以用下面公式求最大跨中彎矩：〔7-7〕〔7-8〕〔2〕當為右方向水平荷載作用時，，那么用下面公式求最大跨中彎矩：〔7-9〕〔7-10〕在利用式〔7-3b〕和式〔7-9〕計算時，假設無解，說明，在右方向水平荷載作用時，已經大于，這時，可按照最大正彎矩發(fā)生在梁的右端來考慮。注意，對于最大彎矩發(fā)生在截面A〔或B、C〕處的情況，求跨間最大正彎矩時，要考慮到豎向荷載有利時的荷載組合方式，重新計算支座處正彎矩值。另外，在對屋面進行荷載組合時，地震參與的組合只能用雪荷載，其它的組合那么用活載?！瞓〕求支座端部剪力計算對支座端部剪力計算，根據水平荷載左方向或右方向作用，在荷載組合條件下按式〔7-1〕計算梁左端的剪力值，梁右端的剪力值可按下式計算〔7-11〕然后，按下式計算梁兩端凈跨邊緣處的經過荷載組合后的彎矩值?！?-12〕式中，—為梁計算長度范圍內的端部彎矩組合值；—為梁的計算軸線到支座邊緣處的凈間距；—為梁左端或右端的剪力值和。在兩個方向水平力作用下，由式〔7-11〕可求得梁凈跨兩端的組合彎矩值。再按下式計算相應的梁凈跨端部剪力值：〔7-13〕式中，—假設是由水平地震作用參與組合時，它為承載能力抗震調整系數，對于梁受剪作用時，;—為梁端剪力增大系數，一級為，二級為，三級為，本設計抗震等級為三級，?！獮榱涸谥亓奢d代表值〔在度時高層建筑還包括豎向地震作用標準值〕作用下，按簡支梁分析的梁端截面剪力設計值；、—為梁左、右端截面反時針或順時針方向組合的彎矩設計值，一級框架兩端彎矩均為負彎矩時，絕對值較小一端的彎矩取零；—為梁的凈跨。舉例跨中正彎矩算例下面以第一層梁的組合為例，說明各內力的組合方法。AB跨正彎矩〔1〕抗震組合和左震時，而，說明跨中最大彎矩發(fā)生在處，那么求x,得，，x=1.708跨間的最大正彎矩值：右震時，說明跨中最大彎矩發(fā)生在處，那么〔2〕恒載控制下的組合和對于受對稱豎向荷載作用下的梁跨中最大彎矩發(fā)生在梁中跨處，即〔4〕活載控制下的組合和對于受對稱豎向荷載作用下的梁跨中最大彎矩發(fā)生在梁中跨處，即BC跨正彎矩由于BC跨是對稱的，豎向重力荷載也是對稱的，我們可知，在左方向水平作用時，那么梁右端的彎矩就等于在右方向水平作用時在梁左端產生的彎矩值?！?〕抗震組合和左震時，可見，最大彎矩發(fā)生在梁左端處，那么根據重力荷載有利的原那么組合：右震時，對于右震動，通?？缰凶畲髲澗匕l(fā)生在梁處，那么按照式〔7-9〕可求得說明梁跨中最大正彎矩發(fā)生在梁的右端，〔2〕活載、恒載作用下的組合恒載、活載作用下的組合除了用解析法求得外，也可以用近似法求出。那么，恒荷載作用下活荷載作用下抗震組合下梁端剪力算例下面仍然以第一層梁的組合為例，說明抗震組合下梁端剪力的計算方法。B跨凈端剪力計算和左震時，那么，右震時，那么，因此，梁凈跨兩端剪力取較大值，為。BC跨凈端剪力計算由于BC跨是對稱的，豎向重力荷載也是對稱的，我們可知，在左震時，梁右端的剪力就等于在右震時在梁左端產生的剪力值。同時，我們只需要求出一個方向地震作用時的剪力就行了。和左震時，支座邊緣處的梁端彎矩從表14.3中分別選出AB跨和BC跨的跨間截面及支座截面的最不利內力，并將支座中心處的彎矩換算為支座邊緣控制截面的彎矩進行配筋計算。支座邊緣處的梁端彎矩計算結果見表14.4。表14.4框架梁支座及跨間截面彎矩設計值層次截面/m/mm支座計算中心處支座邊緣處或跨中最大彎矩發(fā)生位置/ken·m/ken/ken·m1支座A0.550.43-295.052182.379-159.64右震時支座Bal0.550.43-268.223186.575-116.21左震時支座Br0.550.12-113.20588.054-76.979右震時跨間AB188.52188.52恒載控制下組合BC0.1282.959-61.6649.1左震時,發(fā)生在左端3支座A0.450.33-246.82167.787-143.276右震時支座Bal0.450.33-222.956172.229-124.590左震時支座Br0.450.12-122.63170.205-85.655右震時跨間AB190.475190.475恒載控制下組合BC0.1277.193-43.27550.46左震時,發(fā)生在左端6支座A0.450.33-82.58885.419-38.452恒載控制下組合支座Bal0.450.33-84.23190.788-38.326恒載控制下組合支座Br0.450.12-34.8251.114-26.018右震時跨間AB0.33113.853113.853恒載控制下組合BC0.1242.279-1.432.251左震時,發(fā)生在左端注：表中V為支座計算中心處的剪力；抗震組合時，表中彎矩與剪力分別要復原成不考慮承載力抗震調整系數?，F(xiàn)在舉例說明表14.4的具體求法。對于第1層：支座端計算中心處最大負彎矩是按右震時的組合下的彎矩值，對于表14.3中彎矩與剪力，要考慮返原承載力抗震調整系數支座端計算中心處最大負彎矩是按左震時的組合下的彎矩值，AB跨梁間最大正彎矩是按恒載控制下的組合下的彎矩值，且發(fā)生在梁的跨中，因此，不做調整。BC跨梁間最大正彎矩是按左震時的組合下的彎矩值，且發(fā)生在梁的左端，需要按重力荷載有利的組合重新計算端部剪力。同樣，對于第6層：支座端，由表14.3可以查得，端計算中心處最大負彎矩是按恒載控制下的組合下的彎矩值，因此，不考慮返原承載力抗震調整系數，那么得到最后A端邊緣處彎矩：14.3框架柱內力組合一般原理14.3.1取每層柱頂和柱底兩個控制截面，采用與梁的內力組合一樣的方法，也考慮了四種內力組合。由于柱是偏心受力構件且一般采用對稱配筋，故應從上述組合中求出以下最不利內力：〔1〕及相應的；〔2〕及相應的〔考慮小偏心受壓柱〕；〔3〕及相應的〔考慮柱大偏心受壓柱〕。對于抗震設計的組合，應注意從兩個方向的水平地震作用確定最不利內力?！犊拐饦藴省芬?guī)定在地震組合時，柱的承載力抗震調整系數按表7.1采用，對于軸壓比小于0.15的上層偏壓柱，組合后的彎矩和剪力同時乘以0.75；對于軸壓比大于0.15的上層偏壓柱，那么同時乘以0.8。.1柱端彎矩設計的調整〔1〕根據《抗震標準》規(guī)定：在一、二、三級框架的梁柱節(jié)點處，除框架頂層和柱軸壓比小于0.15者及框支梁與框支柱的節(jié)點外，柱端組合的彎矩設計值應符合下式要求〔7-14〕式中，—為節(jié)點上下柱端截面〔指的是柱凈高端面〕順時針〔或反時針〕方向組合的彎矩設計值之和，上下柱端的彎矩設計值可按彈性分析分配；—為節(jié)點左右梁端截面〔指的是梁凈跨端面〕反時針〔或順時針〕方向組合的彎矩設計值之和;—為柱端彎矩增大系數，一級為1.4，二級為1.2，三級為1.1?？蚣艿撞考僭O干層的柱反彎點不在樓層內時，說明假設干層的框架梁相對較弱，為了防止在豎向荷載和地震共同作用下引起變形集中，壓屈失穩(wěn)，故對柱端彎矩乘以柱端彎矩增大系數?！?〕為了防止框架柱腳過早屈服，一、二、三級框架結構的底層柱下端截面的彎矩設計值，應分別乘以增大系數1.5、1.25和1.15。此處，底層是指無地下室的根底以上或地下室以上的首層。.2柱端組合剪力設計值的調整非抗震設計時，柱端截面剪力組合設計值的表達式與梁相同，，只是此時的V應為各種荷載作用下的柱端剪力?？拐鹪O計時，一、二、三級框架柱和框支柱端部組合的剪力設計值應按下式調整：〔7-15〕式中，—為柱端截面組合的剪力設計值；—為柱的凈高；，—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計值，應符合上柱端彎矩設計值調整的要求；—為柱端剪力增大系數，一級為1.4，二級為1.2，三級為1.1。14.3..1.3框架角柱地震作用效應的調整由地震引起的建筑結構扭轉會使角柱地震作用效應明顯增大，故應對角柱的地震作用效應予以調整。一、二、三級框架的角柱，經過上述調整后的組合彎矩設計值、剪力設計值尚應乘以不小于1.1的增大系數?？蚣苤鶅攘M合計算按照上述方法對框架柱進行內力組合，結果見表14.5～14.10。注意，在考慮地震作用效應的組合中，取屋面為雪荷載時的內力進行組合。表14.8～14.10中柱端組合彎矩設計值的調整說明。14.3.2.1表14.8〔1〕柱的豎向荷載作用的彎矩和剪力設計值不考慮調幅；〔2〕地震組合時，要用雪荷載參與組合；〔3〕地震組合時，當時，M、N的抗震調整系數為；當時，M、N的抗震調整系數為，其中，為組合軸力設計值，且不考慮地震調整系數。14.5橫向框架A柱彎矩和軸力組合層次截面內力NNM活載雪載6柱頂M35.66.186.0434.37-1.2565.4248.02845.15865.42-1.2548.028N149.686.8687.5678.88130.43149.15209.486192.268149.154130.43209.486柱底M-33.1-6.495-6.49423.88-7.45-54.157-47.925-47.542-54.157-7.45-47.925N169.526.8687.5678.88147.589167.014238.15215.59167.014147.589238.155柱頂M31.4898.1588.15953.62-17.6382.3250.66850.15782.32-17.6350.668N382.54243.48744.18729.18335.17395.184561.43520.026395.184335.17561.43柱底M-31.32310.6343.8712.459-69.931-52.496-49.875-69.93112.459-52.496N402.5943.48744.18729.18354.15413.049587.459543.923413.049354.15587.4594柱頂M31.32310.6368.5-35.87494.08252.1249.52394.082-35.87452.12N614.02780.15280.85258.49530.042650.847911.365850.168650.847530.042911.365柱底M-31.323-10.6360.7428.32-85.632-52.496-49.189-85.63228.32-52.496N634.90380.15280.85258.49548.516669.025937.084875.127669.025548.516937.0843柱頂M31.32310.6376.81-44.356101.63251.75849.648101.632-44.35651.758N847.168116.817117.51795.06719.100914.0311261.5271180.024914.031719.1001261.527柱底M-31.823-7.88976.8142.573-103.445-51.897-49.232-103.44542.573-51.897N867.216116.817117.51795.06737.748932.0441288.2571205.623932.044737.7481288.2572柱頂M29.6417.485.27-53.15-107.41249.07846.625107.412-53.1549.078N1079.81153.469154.169137.7898.991183.4151612.0521510.2311183.415898.991612.052柱底M-28.233-7.14285.2754.185-105.027-46.327-42.178-105.02754.185-46.327N1099.231153.469154.169137.7919.1201200.4581638.0741535.1481200.458919.1201638.0741柱頂M31.3497.98486.67-54.573111.7551.48649.587111.75-54.57351.486N1327.974190.123190.823184.491090.7041471.5871983.8431860.2371471.5871090.7041983.843柱底M-15.675-3.992141.39120.587-149.321-27.238-24.412-149.321120.587-27.238N1370.425190.123190.823184.491125.1831507.9542035.1271904.3631507.9541125.1832035.127注:表中M以左側受拉為正，N以受壓為正；M、N的抗震調整系數為。表14.6橫向框架A柱剪力組合〔kn〕層次活載雪載Hun(m)6-18.272-2.99-2.98716.18-2.01-38.124-27.525-26.3222.9534.7125-18.276-4.426-4.26727.088.314-49.638-29.112-28.4342.9544.0424-18.178-4.321-4.32135.9018.342-59.712-28.813-27.0922.9553.2213-18.369-4.352-4.35242.6725.124-66.011-29.710-27.1422.9555.8732-17.846-4.039-4.03947.3733.256-69.453-27.120-25.4232.9565.1981-11.288-2.612-2.61250.1242.189-66.345-18.012-17.3293.964.562注:表中V以繞柱端順時針為正；剪力的抗震調整系數為；為相應于本層柱凈高上、下兩端的剪力設計值。表14.7橫向框架A柱柱端組合彎矩設計值的調整層次654321截面柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底54.34354.37563.82575.57376.11193.15783.782110.32788.12117.38896.154171.477149.154167.014395.184413.049650.025669.025914.031932.441183.4151200.4581471.5871507.954注:表中M為相應于本層柱凈高上、下兩端的彎矩設計值；由于只有第1，2兩層的柱的軸壓比大于0.15，所以對這兩層不僅要求凈高端點彎矩，還要進行了抗震的調整。表14.8橫向框架B柱彎矩和軸力組合層次截面內力NMM活載雪載6柱頂M-31.79-3.501-3.48537.46-64.28711.47-41.32-39.28511.4711.47-41.32N172.3013.11914.4180.69163.273163.688247.533227.12163.688163.688247.533柱底M29.335.455.44530.6559.012-4.13542.67340.902-4.135-4.13542.673N192.0413.11914.4180.69179.455181.011274.499248.735181.001181.001274.4995柱頂M-29.33-6.773-6.77556.59-83.4428.324-44.275-42.21528.32428.324-44.275N435.14765.44566.7442.79419.998424.773652.207614.239424.773424.773652.207柱底M29.136.5152.2479.55-24.65244.17843.544-24.652-24.65244.178N455.19565.44566.7442.79436.78444.011679.523636.807444.001444.001679.5234柱頂M-29.13-6.5172.95-97.23247.556-44.333-41.59347.55647.556-44.333N697.511117.726119.0255.88675.00688.1741060.1211002.70688.174688.1741060.121柱底M29.136.5172.9596.46-47.44344.17841.500-47.443-47.44344.522N717.559117.726119.0255.88693.844706.1481087.6751024.837706.148706.1481087.6753柱頂M-29.13-6.5187.34-109.51662.493-45.172-41.59362.49362.493-45.172N959.875170.007171.50610.67931.22952.4391464.6571340.00952.439952.4391464.657柱底M29.136.58887.34109.80-61.12143.58342.108-61.121-61.12143.583N979.923170.007171.50610.67948.112969.221493.0721414.212969.22969.221493.0722柱頂M-29.68-6.19597-118.5272.333-42.053-40.52172.33372.333-42.053N1222.426222.301223.3615.471186.7121215.5961872.3481777.0041215.5961215.5961872.348柱底M27.25.82797111.224-71.21840.29737.045-71.218-71.21840.297N1243.51222.301223.3615.471203.3231233.331899.0321800.9901233.331233.331899.0321柱頂M-37.67-6.699114.21-138.3388.102-44.55-42.32288.10288.102-44.55N1500.187274.593275.65222.861451.4831497.2652299.1332185.2181497.2651497.2652299.133柱底M25.003.35139.59149.344-126.02422.27421.162-126.024-126.02422.274N1542.15274.593275.65222.861483.2211532.3362353.6632231.001532.3361532.3362353.663注:表中M以左側受拉為正，N以受壓為正；M、N的抗震調整系數為。表14.9橫向框架B柱剪力組合〔ken〕層次活載雪載Hun/m614.7982.4862.48119.6937.265-4.54622.46321.2382.9534.158515.0813.693.6932.9650.670-16.14124.04923.2632.9543.472415.0373.6173.61743.7049.426-15.06123.91723.1082.9556.655315.1313.6383.63851.9470.906-36.32824.06523.2502.9565.347213.8283.3393.33957.6775.355-43.74022.00721.2682.9564.78419.0512.2092.20958.8471.996-51.27814.42813.9543.972.645注:表中V以繞柱端順時針為正；剪力的抗震調整系數為；為相應于本層柱凈高上、下兩端的剪力設計值。表14.10橫向框架B柱柱端組合彎矩設計值的調整層次654321截面柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底49.11258.52362.01273.35773.128103.55788.124118.10595.349120.047113.364171.75163.273179.455419.998436.78675.00693.844931.22948.1121186.7121203.2331451.4831483.211注:表中M為相應于本層柱凈高上、下兩端的彎矩設計值；由于只有第1，2兩層的柱的軸壓比大于0.15，所以對這兩層不僅要求凈高端點彎矩，還要進行了抗震的調整?！?〕在后面的柱的受壓正截面設計時，要同時考慮抗震組合〔，〕和非抗震組合〔，〕兩種組合。14.3.2.2表14.9〔1〕柱的剪力標準值求法如下：〔7-16〕式中，—分別為本層柱上、下端計算中心處的彎矩標準值；—為本層的層高。例如，〔2〕為本層柱凈高上、下端斜截面設計時的剪力設計值，其中、分別為本層柱凈高低、上端處的彎矩，通常是用抗震組合中經過柱端彎矩調整過的值，但要考慮去除抗震調整系數；為本層柱的凈高。例如，B柱二層的剪力14.3.2.3表7.10〔1〕對于底層柱，三級抗震等級下，乘以增大系數1.15，即B柱底層〔2〕除了框架頂層和軸壓比的層，要求對柱端彎矩調整，本例中，1，2兩層要求出支座邊緣處的彎矩并作為抗震的調整，三級抗震時，；其它層僅計算支座邊緣處的彎矩?！?〕項是對應彎矩M項的軸壓力設計值，即在B柱中取左震的M時，也取左震方向時的軸力?！?〕舉例：對B柱3層節(jié)點上、下柱端彎矩抗震調整。根據B柱內力組合表14.8，將支座中心處的彎矩換算至支座邊緣，并與柱端組合彎矩的調整值比擬后，選出最不利內力，進行配筋計算。B節(jié)點左、右梁端彎矩左震B(yǎng)al，Br，B節(jié)點上、下柱端彎矩左震B(yǎng)上柱，B下柱，那么梁與柱的各自合力為，說明需要對柱的彎矩設計值進行調整，防止強梁弱柱出現(xiàn)。在節(jié)點處將其按彈性彎矩分配給上、下柱端，即15截面設計15.1截面設計及構造措施15.1.1一般原那么通過內力組合求得梁、柱構件各控制截面的最不利內力設計值，并進行必要的調整后，即可對其進行截面配筋計算和采取構件措施?！?〕從抗震設計及非抗震設計的內力組合設計值中，選取最不利的內力設計值進行截面配筋計算?！?〕構件的抗震承載力計算方法。〔a〕正截面承載力〔M，N〕。試驗研究說明，在低周反復荷載作用下，構件的正截面承載力與一次加載時的正截面承載力沒有太多差異。因此，對框架梁、柱，其正截面承載力仍可用非抗震設計的相應公式計算，但應考慮相應的承載力抗震調整系數?！瞓〕斜截面受剪承載力。試驗研究說明，在低周反復荷載作用下，構件上出現(xiàn)兩個不同方向的交叉斜裂縫，直接承受剪力的混凝土受壓區(qū)因有斜裂縫通過，其受剪承載力比一次加載時的受剪承載力要低，因此，抗震設計時，框架梁、柱等構件的斜截面受剪承載力取比非抗震設計時低，且應考慮相應的承載力抗震調整系數?！?〕抗震設計時，構件除應具有足夠的承載力和適當的剛度外，還應具有良好的延性，為此，截面設計應遵循以下原那么：〔a〕強柱比弱梁。指設計框架時應保證框架柱的受彎承載力大于梁的受彎承載力，防止柱中出現(xiàn)塑性鉸而形成柱鉸型破壞機構。因為梁鉸機構的抗震性能優(yōu)于柱鉸機構?！瞓〕強剪弱彎。指框架梁、柱、剪力墻及連梁等構件的斜截面受剪承載力宜大于構件彎曲屈服時實際到達的剪力，防止構件發(fā)生脆性剪切破壞?！瞔〕強節(jié)點、強錨固。強節(jié)點是指梁柱節(jié)點的承載力應高于相鄰構件的承載力，強錨固是指構件在到達極限承載力之前，不應發(fā)生錨固失效。這是為了防止節(jié)點破壞或錨固失效發(fā)生在塑性鉸充分發(fā)揮作用之前，以確?？蚣芙Y構的延性要求?！瞕〕抗震設計時，為保證結構構件具有良好的抗震性能，應選用適宜的結構材料。試驗說明，強度等級偏低的混凝土，鋼筋與混凝土之間的粘結強度較差，鋼筋受力后容易發(fā)生滑移?；炷翉姸冗^高，那么脆性明顯，影響結構的延性。因此，混凝土的強度等級，對一級抗震等級的框架梁、柱和節(jié)點不應低于C30；設防烈度8度時，不宜超過C70，9度時，不宜超過C60。對于三級抗震，混凝土易取C30左右。由于鋼筋的塑性指標隨鋼筋級別的提高而降低，故構件的延性了隨著鋼筋級別的提高而降低。為了使結構構件滿足一定的延性要求，縱向受力鋼筋宜選用HRB400、HRB335級熱軋鋼筋；箍筋宜選用HRB335、HRB400、HPB235級熱軋鋼筋。為了使塑性鉸具有足夠的轉動能力，防止鋼筋過早被拉斷，對一、二級抗震等級的框架結構，其縱向受拉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1.25。另外，在抗震結構中，如果鋼筋實際的屈服強度比標準值高出太多，那么有可能導致構件的破壞形態(tài)改變，如在梁中可能導致應該出現(xiàn)塑性鉸的位置不出現(xiàn)塑性鉸的不利后果。因此，鋼筋的屈服強度實測值與強度標準值相比，當按一、二級抗震等級設計時不應大于1.3。15.1.2框架梁15.1.2.1梁的受彎承載力的設計表達式可寫為：非抗震設計〔8-1〕抗震設計〔8-2〕式中，、—分別為非抗震及抗震設計時梁截面組合的彎矩設計值；—為梁截面承載力設計值。設計時，將與進行比擬，然后取大者進行配筋計算。對于樓面現(xiàn)澆的框架結構，梁支座負彎矩按矩形截面計算縱筋數量；跨中正彎矩按T形截面計算縱筋數量，跨中截面的計算彎矩，應取該跨的跨間最大正彎矩或支座正彎矩與1/2簡支梁彎矩之和的較大值。按式〔8-1〕計算時，梁截面受壓區(qū)相對高度應滿足；按式〔8-2〕計算時，梁端截面受壓區(qū)相對高度，一級抗震等級不應大于0.25，二、三級不應大于0.35。設計時可先按跨中彎矩計算梁下部的縱向受拉鋼筋面積，然后將其伸入支座，作為支座截面承受負彎矩的受壓鋼筋面積，再按雙筋矩形截面計算梁上部縱筋面積。15.1.2.2〔1〕抗震設計時，梁斜截面受剪承載力按下式計算：對于矩形、T和工字形截面一般梁〔8-3〕集中荷載對梁端產生的剪力占總剪力值的75%以上的矩形截面梁〔8-4〕式中，、—分別為梁截面寬度和有效高度；—為箍筋抗拉強度設計值；—為混凝土抗拉強度設計值；—為配置在同一截面內箍筋各肢的全部截面面積；—為箍筋間距；—為計算截面的剪跨比，可取，當小于1.5時，取，當大于3時，取?！?〕框架梁、柱截面組合的剪力設計值應滿足截面尺寸的要求：跨高比大于2.5的梁和剪跨比大于2的柱和抗震墻〔8-5〕跨高比不大于2.5的梁和剪跨比不大于2的柱〔8-6〕式中，—為混凝土軸心抗壓強度設計值。對于非集中荷載作用的構件，剪跨比按下式計算：〔8-7〕式中，、—分別為柱端截面組合的彎矩計算值和剪力計算值，取柱上、下凈端彎矩的較大值?？蚣芙Y構的中間層可按柱凈高與2倍柱截面有效高度之比〔〕計算剪跨比。15.1.2.3〔1〕縱向受拉鋼筋為了保證梁有足夠的受彎承載力，以耗散地震能量，防止脆斷，《混凝土標準》規(guī)定，其縱向受拉鋼筋的配筋率不應小于表8.1規(guī)定的數值，非抗震設計時最小配筋率百分率按表三、四級采用。同時，梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不應大于2.5%。表15.1框架梁縱向受拉鋼筋最小配筋百分率〔%〕抗震等級梁中位置支座跨中一0.40和80ft/f0.30和65ft/f二0.30和65ft/f0.25和55ft/f三、四0.25和55ft/f0.20和45ft/f框架梁的兩羰箍筋加密區(qū)范圍內，縱向受壓鋼筋與縱向受拉鋼筋的截面面積的比值除按計算確定外，應符合以下要求：一級抗震等級〔8-8〕二、三級抗震等級〔8-9〕這是因為梁端配置一定數量的縱向受壓鋼筋可以減小混凝土受壓區(qū)高度，提高梁端塑性鉸區(qū)的延性。在地震作用效應與豎向荷載效應組合下，框架梁的彎矩分布和反彎點位置可能發(fā)生較大變化，故需要配置一定數量貫穿全長的縱向鋼筋。梁頂面和底面的通長鋼筋在一、二級抗震等級不應小于2ф14，且分別不應少于梁端頂面和底面縱向配筋中較大截面面積的1/4，三、四級不應少于2ф12?？蚣芰荷喜靠v向鋼筋應貫穿中間節(jié)點，下部縱向鋼筋伸入中間節(jié)點的錨固長度不應小于，且伸過中心線不應小于5d。梁的縱筋在端節(jié)點內和錨固長度除應不小于外，并應通過節(jié)點中心線；當在端節(jié)點內的水平錨固長度不夠時，應沿柱節(jié)點外邊向下彎折，但彎折前的水平投影長度不應小于，垂直投影長度不應小于15d?？紤]地震作用效應組合時，縱向受力鋼筋的最小錨固長度應按以下公式采用：〔8-10〕式中，—為縱向受拉鋼筋的錨固長度，，為鋼筋外形系數，對于帶肋鋼筋是0.14；—為系數，一、二級抗震等級取1.15，三級時取1.05?！?〕框架梁中箍筋的構造要求為了保證在豎向荷載及水平地震作用下框架梁端的塑性鉸區(qū)有足夠的受剪承載力，也為了增加箍筋對混凝土的約束作用，以保證梁鉸型延性機構的實現(xiàn)，梁中箍筋的配置應符合以下規(guī)定：梁端箍筋的加密區(qū)長度，箍筋最大間距和最小直徑應按表8.2采用，當梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時，表中箍筋最小直徑數值應增大2mm。表15.2梁端箍筋加密區(qū)的長度、箍筋的最大間距和最小直徑抗震等級加密區(qū)長度〔采用較大值〕/mm箍筋最大間距〔采用較小值〕/mm箍筋最小直徑/mm一,500,,10010二,500,,1008三,500,,1508四,500,,1506注:：為縱向鋼筋直徑，為梁截面高度。2)第一個箍筋應設置在距節(jié)點邊緣50mm以內。3)梁箍筋加密區(qū)長度內的箍筋肢距：二、三級抗震等級不宜大于250mm及20倍箍筋直徑的較大值。4〕沿梁全長箍筋的配箍率應符合以下規(guī)定：二級抗震等級〔8-11〕三、四級抗震等級〔8-12〕5〕非加密區(qū)的箍筋最大間距不宜大于加密區(qū)箍筋間距的2倍?？砂凑毡?.3采用。15.1.3框架柱15.1.3.1柱截面尺寸宜滿足剪跨比及軸壓比的要求。柱的剪跨比按式〔8-7〕確定，其值宜大于2，同時，柱端截面組合的剪力設計值應滿足式〔8-5〕或〔8-6〕的要求，以防止柱發(fā)生脆性剪切破壞。柱的軸壓比是指柱組合的軸壓力設計值與柱的全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設計值乘積之比值。軸壓比擬小時，在水平地震作用下，柱將發(fā)生大偏心受壓的彎曲型破壞，柱具有較好的位移延性；軸壓比擬大時，柱將發(fā)生小偏心受壓的壓潰型破壞，柱幾乎沒有位移延性。因此，必須合理確定柱的截面尺寸，使框架柱處于大偏心受壓狀態(tài)，保證柱具有一定的延性?！犊拐饦藴省芬?guī)定，三級抗震等級下的框架結構的柱軸壓比限值為0.9。15.1.3.2根據柱端截面組合的內力設計值及其調整值,按正截面偏心受壓(或受拉)計算柱的縱向受力鋼筋。一般可采用對稱配筋,抗震設計與非抗震設計采用相同的承載力計算公式，但抗震設計時計算公式右端項應除以承載力抗震調整系數。計算中采用的柱計算長度可按以下規(guī)定取用：〔1〕一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結構的各層柱段，其計算長度可按表8.3的規(guī)定取用。表15.3框架結構各層柱的計算長度樓蓋類型柱的類別計算長度現(xiàn)澆樓蓋底層柱1.0H其余各層柱1.25H注:表中H對底層柱為從根底頂面到一層樓蓋頂面的高度,對其余各層柱為上、下兩層樓蓋頂面之間的高度?！?〕水平荷載產生的彎矩設計值占總彎矩設計值的75%以上時，框架柱的計算長度可按以下兩個公式計算，并取其中較小值：〔8-13〕ic1icic1ic2ic3ib22b5ib3ib4ib12b5式中，、—分別為柱的上端、下端節(jié)點處交匯的各柱線剛度之和，與交匯的各梁線剛度之和的比值；—為、中的較小值；—為柱的高度，按表8.3采用。15.1.3.3《混凝土標準》規(guī)定，偏心受壓柱斜截面受剪承載力按以下公式計算：〔8-15〕式中，—為內力調整后柱端組合的剪力設計值；—為考慮地震作用效應組合的柱軸向壓力設計值，當大于時，??；—為框架柱的計算剪跨比，其值取上、下端彎矩較大值與對應的剪力和柱截面有效高度的比值[即]，當框架柱的反彎點在柱層高范圍時，也可取〔其中為柱凈高〕，當小于1時，取1，當大于3時，取3。15.1.3.4〔1〕縱向受力鋼筋的構造要求為了改善框架柱的延性，使柱的屈服彎矩大于其開裂彎矩，保證框架在柱屈服時具有較大的變形能力，柱縱向鋼筋的最小總配筋率應按表8.4采用，同時柱截面每一側配筋率不應小于0.2%，對建造于Ⅳ類場地上較高的高層建筑表中的數值應加0.1。表15.4柱截面縱向鋼筋的最小總配筋率〔%〕類別抗震等級一二三四中柱和邊柱1.00.80.70.6角柱、框支柱1.21.00.90.8框架柱中全部縱向受力鋼筋配筋率不應大于5%；截面尺寸大于400mm的柱，縱向鋼筋的間距不宜大于200mm。〔2〕箍筋的構造要求柱箍筋加密區(qū)范圍：柱端，取截面高度〔圓柱直徑〕、柱凈高的1/6和500mm三者最大值；底層柱，柱根不小于柱凈高的1/3；當有剛性地面時，除柱端外尚應取剛性地面上下各500mm；剪跨比不大于2的柱、框支柱、一級二級抗震等級框架的角柱以及需要提高變形能力的柱，取全高。柱箍筋加密區(qū)的箍筋間距和直徑；一般情況下，按表8.5采用；三級框架柱的截面尺寸不大于400mm時，箍筋最小直徑可采用ф6。表15.5柱箍筋加密區(qū)的箍筋最大間距和最小直徑類別箍筋最大間距/mm〔采用較小值〕箍筋最小直徑/mm一10二8三8柱箍筋的體積配筋率可按以下公式計算：〔8-16〕式中，、—分別為第I根箍筋的截面面積和長度；—為箍筋包裹范圍內混凝土核芯面積，從最外側箍筋的邊緣算起；—為箍筋的間距。柱箍筋加密區(qū)箍筋的最小體積配筋率應符合以下要求：〔8-17〕式中，—為柱的箍筋加密區(qū)的配箍率，一、二、三級分別不應小于0.8%、0.6%、0.4%，計算復合箍的體積配箍率時應扣除重疊局部的箍筋體積；—超過360N/mm2時，取360N/mm2?！獮榛炷量箟簭姸仍O計值，強度等級低于C35時，應按C35計算；—為最小配箍特征值，按表8.6采用。柱箍筋非加密區(qū)的箍筋體積配筋率不宜小于加密區(qū)的50%，且箍筋間距在三、四級不應大于15d，d為縱向鋼筋直徑?！?〕柱縱向鋼筋的接頭與錨固框架柱的縱向鋼筋：一、二級抗震等級及三級抗震等級的底層，宜采用機械接頭；三級抗震等級的其它部位和四級抗震等級，也可采用搭接或焊接接頭。表15.6柱箍筋加密區(qū)的箍筋最大間距和最小直徑抗震等級箍筋形式柱軸壓比≤0.30.40.50.60.70.80.91.01.05三普通箍、復合箍0.060.070.090.110.130.150.170.200.22螺旋箍0.050.060.070.090.110.130.150.180.2015.1.4框架梁柱節(jié)點根據地震震害分析，不同烈度地震作用下鋼筋混凝土框架節(jié)點的破壞程度不同,7度地震時，未按抗震設計的多層框架結構節(jié)點較少破壞，在8度地震時，局部節(jié)點，尤其是角柱節(jié)點發(fā)生程度不同的破壞，在9度以上地震作用下，多數框架節(jié)點，產生嚴重震害，因此，對不同的框架，應有不同的節(jié)點承載力和延性要求?！督ㄖY構抗震標準》規(guī)定，對一、二級抗震等級的框架節(jié)點必須進行受剪承載力計算，而三級抗震等級的框架節(jié)點，僅按構造要求配筋，不再進行受剪承載力計算。15.2截面設計15.2.1框架梁這里僅以第一層AB跨梁，說明計算方法和過程，其它層梁的配筋計算結果見表15.7和15.8。表15.7框架梁縱向鋼筋計算層次截面M/KN·m/mm2/mm2實配鋼筋/%6支座A-38.4520.0230.987218(509)224.1216(402)10.29Bal-38.3260.0230.987218(509)223.5216(402)10.29AB跨間113.8530.0150.995608.8316(603)0.32支座Br-26.0180.0470.976216(402)243.5216(402)10.37BC跨間32.2510.00860.996289.9216(402)0.373支座A-143.2760.090.954218(509)815.8418(1018)0.50.55Bal-123.480.0820.958218(509)704.9318(763)0.670.41AB跨間190.4750.01760.9911038.8420(1256)0.68支座Br-85.6550.1630.91218(509)859.6320(942)0.540.86BC跨間53.8790.0130.993495.5220(628)0.471支座A-159.640.1040.944220(628)932.8418(1018)0.670.51Bal-116.210.0910.954220(628)801.06320(942)0.670.51AB跨間188.520.01590.9921019.0420(1256)0.68支座Br-76.9790.1460.921220(628)763.3320(942)0.670.86BC跨間49.10.0120.993520.5220(628)0.57注：混凝土界限相對受壓區(qū)高度，對非抗震設計，C50混凝土以下時，Ⅱ級鋼取0.55；對抗震設計，三級抗震等級時，它取0.35。表15.8框架梁箍筋數量計算表層次截面/KN/KN梁端加密區(qū)非加密區(qū)實配箍筋長度/m實配鋼筋()6A、Bal72.607-0.166雙肢8@150(0.67)975雙肢8@200(0.17)Br25.512-0.294雙肢8@150(0.67)600雙肢8@200(0.17)3A、Bal141.0360.131雙肢8@100(1.01)975雙肢8@150(0.17)Br37.625-0.206雙肢8@150(0.67)600雙肢8@200(0.17)1A、Bal148.4090.163雙肢8@100(1.01)975雙肢8@150(0.17)Br86.4740.151雙肢8@100(1.01)600雙肢8@150(0.17)注：表中V為換算至支座邊緣處的梁端剪力；非加密區(qū)?！?〕梁的正截面受彎承載力計算當梁下拉時，按T形截面設計，當梁上部受拉時，按矩形截面設計。在AB梁段，翼緣計算寬度當按跨度考慮時，；按梁間距考慮時，；按翼緣厚度考慮時，，，《混凝土標準》規(guī)定，翼緣厚度不起控制作用，故取梁內縱向鋼筋選用HRB335級鋼〔〕，。下部跨間截面按單筋T形截面計算。因為屬于第一類T形截面和實配鋼筋420〔〕，，滿足《混凝土標準》關于三級抗震最小配筋率要求。將下部跨間截面的420鋼筋伸入支座，作為支座負彎矩作用下的受壓鋼筋〔〕，再計算相應的受拉鋼筋，即支座A上部說明，富裕，且達不到屈服?？山迫嵢?20()，，滿足。支座上部，同理實取320()，，且滿足《混凝土標準》中要求端部底部受壓鋼筋面積不小于截面頂部受拉鋼筋面積的0.3倍?！?〕梁的斜截面受剪承載力計算AB跨：故截面尺寸滿足要求。根據《混凝土標準》規(guī)定，梁端加密區(qū)取2肢8@100，箍筋用HPB235級鋼筋〔〕，那么由得加密區(qū)長度取，即0.975m。非加密區(qū)2肢8@150，箍筋設置滿足要求。BC跨：假設梁端加密區(qū)取2肢8@100，那么其承載力為加密區(qū)長度取，即0.6m。非加密區(qū)2肢8@150，箍筋設置滿足要求。15.2.2框架柱〔1〕柱的剪跨比和軸壓比驗算《抗震標準》規(guī)定，框架柱各層的剪跨比大2，以保證柱發(fā)生延性較好的彎剪破壞。因為，剪跨比小于2時，發(fā)生較危險的斜壓型脆性破壞?！犊拐饦藴省吠瑫r規(guī)定，柱軸壓比，在三級抗震等級下，取0.9。表15.9給出了框架柱各層剪跨比和軸壓比計算結果，其中剪跨比也可取。注意，表中的、和都不應考慮承載力抗震調整系數。由表可見，各柱的剪跨比和軸壓比均滿足標準要求。表15.9框架柱的剪跨比和軸壓比驗算柱號層次/mm/m/(N/mm2)/kN·m/kN/kNA柱645041014.387.2344.852220.1034.744>20.088545041014.3109.7656.487548.7584.74>20.214445041014.3125.4467.635889.4424.524>20.365345041014.3135.50976.4121240.5944.325>20.501245041014.3143.21680.4241599.3684.343>20.632155051014.3149.0077.1492005.6783.78>20.528B柱645041014.385.71643.841239.9174.74>20.101545041014.3111.25359.612588.8574.56>20.231445041014.3129.64358.1451081.625.34>20.374345041014.3146.02183.4191211.654.36>20.512245041014.3158.02788.6531541.664.43>20.648155051014.3184.4485.4751915.424.231>20.531注:M是左、右地震組合下柱底和柱項計算中心處彎矩的最大絕對值；在取V時,地震方向要與M值一致；N是左、右地震組合下的最大壓力值。舉例：A柱第6層的內力計算：〔右震〕〔右震〕B柱第1層的內力計算：〔左震〕〔左震〕〔2〕柱的正截面承載力計算柱的正截面承載力計算，主要考慮兩個方面，即地震組合下的〔，N〕作用下截面設計和非地震組合下的〔，M〕作用下的截面設計。地震組合下的〔，N〕作用下截面設計計算結果見表15.10(a)和表15.10(b)；非地震組合下的〔，M〕作用下截面設計計算結果見表15.11(a)和表15.11(b)，在小偏心受壓柱計算中，要注意根據的不同的取值范圍，按相應的力和彎矩平衡公式進行截面的設計。通常地震烈度8、9度時，才利用公式〔15-13〕和式〔15-14〕求柱的計算長度，因此，對于地震烈度為7度地區(qū)，可以直接利用表15.3求值。表15.10(a)地震組合下計算參數與1層次/kN·m/kNh/mm/mml0/mm/mmA柱654.375167.014450322.6172045008.77111.085373.014575.573413.049450178.2452045003.51811.148228.563493.157669.025450138.4702045002.17011.186187.1543110.327932.44450119.0112045001.55611.214167.3242117.3881200.45845094.5212045001.20711.252146.2141171.4771507.954550114.1412045501.43811.187159.028B柱658.523179.455450321.3672045008.10711.086371.312573.357436.78450168.5242045003.31911.157218.6144103.557693.844450149.5412045002.09011.174198.4233118.105948.112450124.2142045001.52711.204173.7842120.0471203.32345099.1452045001.20411.246149.6141172.6141483.221550116.0152045501.45611.185160.947注：M是柱支座邊緣處的彎矩，且M、N是該層柱底部內力；。注：Ⅱ級鋼筋。以第一層B軸柱為例說明?！?〕計算地震組合下對稱配筋的截面設計。計算柱的計算長度，按表15.3確定，因為，故應考慮偏心增大系數。計算偏心增大系數；；表15.11(a)非地震組合下計算參數與柱號層次/kN/kN·mc/kN/kN·mh/mm/mml0/mm/mm/m/mmA柱6238.1549.9250.1226.59244.835450204.112045006.17511.147254.2115587.49552.4950.1228.03546.69945085.6212045002.33311.314136.0524937.08452.4950.1227.81446.72545053.6952045001.58811.401103.69931288.25751.8970.1228.03247.48645039.6212045001.21411.51289.47321638.07446.3270.1225.74242.16845027.3242045000.89411.56374.52112035.12727.2380.1216.56423.1