鋼筋混凝土框架的抗震設(shè)計

1、15.5 鋼筋混凝土鋼筋混凝土框架的抗震設(shè)計框架的抗震設(shè)計一、一般概念一、一般概念1 1、梁與柱的彎曲延性、梁與柱的彎曲延性實驗表明變形能力隨軸壓比增大而急劇降低。實驗表明變形能力隨軸壓比增大而急劇降低。N N為組合軸壓力設(shè)計值；為組合軸壓力設(shè)計值；b b、h h為截面的短長邊；為截面的短長邊；fcfc為混為混凝土抗壓強度設(shè)計值。凝土抗壓強度設(shè)計值。軸壓比：軸壓比： 柱組合的軸壓力設(shè)計值與柱的全截面面積和混凝土柱組合的軸壓力設(shè)計值與柱的全截面面積和混凝土抗壓強度設(shè)計值乘積之比，即抗壓強度設(shè)計值乘積之比，即 它是控制偏心受拉邊鋼筋先到抗拉強度，還是受壓區(qū)它是控制偏心受拉邊鋼筋先到抗拉強度，還是受

2、壓區(qū)混凝土先達到其極限壓應(yīng)變的主要指標?；炷料冗_到其極限壓應(yīng)變的主要指標。cbhfN /2配筋率對延性影響也很大。配筋率對延性影響也很大。截面中配置受壓鋼筋可以改善構(gòu)件的彎曲延性。截面中配置受壓鋼筋可以改善構(gòu)件的彎曲延性。2 2、受剪構(gòu)件的剪跨比及破壞特征、受剪構(gòu)件的剪跨比及破壞特征h0 0為截面有效高度。為截面有效高度。剪跨比剪跨比：0/ VhM構(gòu)件在彎矩和剪力共同作用下構(gòu)件在彎矩和剪力共同作用下, ,受剪破壞與剪跨比有關(guān)受剪破壞與剪跨比有關(guān). .當當 或構(gòu)件為超配箍時或構(gòu)件為超配箍時, ,發(fā)生斜壓型破壞；發(fā)生斜壓型破壞；5.11當當 且構(gòu)件為低配箍時且構(gòu)件為低配箍時, ,發(fā)生斜拉型破壞；

3、發(fā)生斜拉型破壞；32脆性破壞脆性破壞325.11當當 且配筋箍適量時且配筋箍適量時, ,發(fā)生剪壓破壞；發(fā)生剪壓破壞；延性破壞延性破壞3 在水平地震作用下，梁柱的剪跨比可以直接通過梁的在水平地震作用下，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。跨高比和柱的高厚比表示。設(shè)反彎點在構(gòu)件中央設(shè)反彎點在構(gòu)件中央blclbVcVbMcM對于梁對于梁跨高比21212000bbbbbbbbbbhlhVlVhVM對于柱對于柱高厚比21212000cccccccccchlhVlVhVM41 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。）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 3、震壞

4、房屋在設(shè)計上存在的問題、震壞房屋在設(shè)計上存在的問題2 2）梁柱變形能力不足，構(gòu)件過早破壞；）梁柱變形能力不足，構(gòu)件過早破壞；3 3）梁柱節(jié)點箍筋不足，節(jié)點受震破壞，梁柱失去了相互）梁柱節(jié)點箍筋不足，節(jié)點受震破壞，梁柱失去了相互 之間的聯(lián)系；之間的聯(lián)系；4 4）砌體添充墻破壞；）砌體添充墻破壞；5 5）其他。）其他。51 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)）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；較晚形成；4 4、框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的正確指導思想、框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的正確指導思想2 2）梁柱在彎曲破壞前，避免發(fā)生其它形式破壞，如剪切）梁柱在彎曲破壞前，避免發(fā)生其它形

5、式破壞，如剪切 破壞、粘結(jié)破壞等；破壞、粘結(jié)破壞等；3 3）在梁、柱破壞之前，節(jié)點應(yīng)有足夠的強度即變形能力；）在梁、柱破壞之前，節(jié)點應(yīng)有足夠的強度即變形能力；4 4）重視非結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計。）重視非結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計。強柱弱梁，強剪弱彎，更強的節(jié)點強柱弱梁，強剪弱彎，更強的節(jié)點61 1、地震作用在結(jié)構(gòu)各部分的分配、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)的剛度通常假定樓屋蓋在其平面內(nèi)的剛度為無窮大?？赏频脼闊o窮大?？赏频胕 i層第層第j j柱的地震剪力柱的地震剪力為：為：二、地震作用在結(jié)構(gòu)各部分的分配和計算二、地震作用在結(jié)構(gòu)各部分的分配和計算imkikijijVDDV1ijD-第第i i層第

6、層第j j柱的抗側(cè)剛度。柱的抗側(cè)剛度。2 2、內(nèi)力計算方法、內(nèi)力計算方法反彎點法反彎點法D D值法改進的反彎點法值法改進的反彎點法內(nèi)力計算步驟：內(nèi)力計算步驟：層間剪力分配到柱層間剪力分配到柱計算柱彎計算柱彎矩矩根據(jù)節(jié)點平衡計算梁彎矩。根據(jù)節(jié)點平衡計算梁彎矩。7（1 1）反彎點法）反彎點法: : 在水平荷載作用下，假定節(jié)點的轉(zhuǎn)角為在水平荷載作用下，假定節(jié)點的轉(zhuǎn)角為0 0cbkk3當當 時，可假定時，可假定bk2/h反彎點高度反彎點高度 在柱的在柱的12高度處截面彎矩為零，高度處截面彎矩為零，柱的彈性曲線在該處改變凹凸方向，柱的彈性曲線在該處改變凹凸方向，故此處稱為反彎點，反彎點距柱底故此處稱為反

7、彎點，反彎點距柱底的距離稱為反彎點高度。的距離稱為反彎點高度。 柱的反彎點確定后如果再求得柱的反彎點確定后如果再求得柱剪力后，即可給出框架的彎矩圖。柱剪力后，即可給出框架的彎矩圖。8柱中剪力的計算：柱中剪力的計算：假定：梁的剛度無窮大。假定：梁的剛度無窮大。mkikiVV1ikikikiikikrhiV212mkmkikiikikirrV11mkikiirV1imjijikikVrrV1柱端彎矩的計算：柱端彎矩的計算：根據(jù)反彎點高度和柱中剪力確定。根據(jù)反彎點高度和柱中剪力確定。假定底層柱的反彎點在柱高假定底層柱的反彎點在柱高2/32/3處。處。9梁端彎矩的計算：梁端彎矩的計算：邊節(jié)點：由節(jié)點平

8、衡確定。邊節(jié)點：由節(jié)點平衡確定。中節(jié)點：按梁的轉(zhuǎn)動剛度分配確定。中節(jié)點：按梁的轉(zhuǎn)動剛度分配確定。例：用反彎點法計算圖示結(jié)構(gòu)彎矩圖。例：用反彎點法計算圖示結(jié)構(gòu)彎矩圖。 （圖中括號內(nèi)數(shù)字為各桿相對線剛度值）（圖中括號內(nèi)數(shù)字為各桿相對線剛度值）解：解： 柱中剪力：柱中剪力：三層：三層：kN83VkN7.2125.15.13333131VVrrVkkN5.3125.12332VVkN8.1125.11333VV10解：解： 柱中剪力：柱中剪力：三層：三層：kN83VkN7 .231VkN5 . 332VkN8 .133V二層：二層：kN251782VkN3 .821VkN1 .1122VkN8 .12

9、3V一層：一層：kN45201781VkN1511VkN1812VkN1213V彎矩圖：彎矩圖：kN.m69. 27125 . 75 . 7kjMkN.m30.47125 .712jkM5.4kN.m7kN.m3.6kN.m2.69kN.m4.3kN.m11（2 2）改進的反彎點法）改進的反彎點法D D值法值法 反彎點法只適用于梁柱線剛度比大于反彎點法只適用于梁柱線剛度比大于 3的情形。的情形。如不滿足這個條件，柱的側(cè)移剛度和反彎點位置，都如不滿足這個條件，柱的側(cè)移剛度和反彎點位置，都將隨框架節(jié)點轉(zhuǎn)角大小而改變。這時，再采用反彎點將隨框架節(jié)點轉(zhuǎn)角大小而改變。這時，再采用反彎點法求框架內(nèi)力，就會

10、產(chǎn)生較大的誤差。法求框架內(nèi)力，就會產(chǎn)生較大的誤差。 改進的反彎點法改進的反彎點法近似地考慮了框架節(jié)點轉(zhuǎn)動對柱近似地考慮了框架節(jié)點轉(zhuǎn)動對柱的側(cè)移剛度和反彎點高度的影響的側(cè)移剛度和反彎點高度的影響，改進的反彎點法是，改進的反彎點法是目前分析框架內(nèi)力比較簡單、而又比較精確的一種近目前分析框架內(nèi)力比較簡單、而又比較精確的一種近似方法。因此，在工程中廣泛采用。改進反彎點法求似方法。因此，在工程中廣泛采用。改進反彎點法求得柱的側(cè)移剛度，工程上用得柱的側(cè)移剛度，工程上用D表示，故改進反彎點法表示，故改進反彎點法又稱又稱“D值法值法”。12(2)、D值法（改進反彎點法）值法（改進反彎點法）考慮上下梁剛度的影響

11、，對反彎點位置加以修正?？紤]上下梁剛度的影響，對反彎點位置加以修正。計算步驟如下：計算步驟如下：、計算各層柱的側(cè)移剛度、計算各層柱的側(cè)移剛度D a 修正系數(shù)，由梁柱線修正系數(shù)，由梁柱線剛度比定。剛度比定。1312hEID 31 2cE IDhhEIkcc212cDkh柱線剛度柱線剛度13假定：假定：1.1.柱柱ABAB及與其相鄰各桿的桿端轉(zhuǎn)角相同；及與其相鄰各桿的桿端轉(zhuǎn)角相同；2. 柱柱AB及與其相鄰的上下柱的線剛度相同、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。柱高相同、層間位移相同。14ckkkk221ckkkkkk24321kk2ckkk3ckkkk65kk25 . 0cK

12、2K1KcK4K1K2K3K3KcK5KcK6K取值取值邊柱邊柱中柱中柱一般層一般層底層底層15、計算各柱分配剪力、計算各柱分配剪力、確定反彎點高度、確定反彎點高度yy0 標準反彎點高度比，根據(jù)框架總層數(shù)、該柱所在標準反彎點高度比，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的層數(shù)以及梁柱線剛度比確定y1 上、下梁線剛度不同，對上、下梁線剛度不同，對y0 的修正值的修正值 彎點上移，彎點上移， y1 為正值為正值 彎點下移，彎點下移， y1 為負值為負值ijjijVDDVhyyyyy)(32101K2K4K3K143211kkkk121431kkkk16y2 上層層高與本層層高不同時，反

13、上層層高與本層層高不同時，反 彎點高度修正值。彎點高度修正值。由由 和和 查表。查表。 、計算柱端彎矩、計算柱端彎矩 上端上端 下端下端hhu2k()cijMVhy上y y3 3 下層層高與本層層高不同時，反彎點高度修正值。下層層高與本層層高不同時，反彎點高度修正值。上cM下cMijVycijMVy下17、 梁端剪力梁端剪力、 計算柱軸力計算柱軸力N ， 為各層柱上梁端剪力之和為各層柱上梁端剪力之和lMMVrblbbbVlbMrbMbV、計算梁端彎矩、計算梁端彎矩1k2k112(bcckMMMkk左上下）212(bcckMMMkk右上下）18豎向荷載作用下框架內(nèi)力計算豎向荷載作用下框架內(nèi)力計算

14、 彎距分配法19內(nèi)力組合內(nèi)力組合 在進行構(gòu)件截面設(shè)計時，需求得控制截面在進行構(gòu)件截面設(shè)計時，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)。對于框上的最不利內(nèi)力組合作為配筋的依據(jù)。對于框架梁，一般選梁的兩端截面和跨中截面作為控架梁，一般選梁的兩端截面和跨中截面作為控制截面；對于柱，則選柱的上、下端作為控制制截面；對于柱，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)力截面，內(nèi)力不利組合就是控制配筋最大的內(nèi)力組合。組合。 20內(nèi)力組合內(nèi)力組合一般有兩種組合：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)的組合地震作用效應(yīng)與重力荷載代表值效應(yīng)的組合EhGESSS3.

15、12.1（2）、）、 豎向荷載效應(yīng)組合豎向荷載效應(yīng)組合(非抗震組合非抗震組合) 包括全部恒載與活載的組合。包括全部恒載與活載的組合。QGSSS4.12.121 具體對于框架來說，對框架梁、框架柱的控制截面具體對于框架來說，對框架梁、框架柱的控制截面進行內(nèi)力組合。進行內(nèi)力組合。i)、框架梁、框架梁 （取不利組合）（取不利組合）QGEhGEMMMMMM4.12.13.12.1梁端正彎矩梁端正彎矩梁端負彎矩梁端負彎矩GEEhMMM2 . 13 . 1GEMEhM22跨中正彎矩跨中正彎矩取不利組合中中QGEhGEMMMMMM4 . 12 . 13 . 12 . 1取不利組合QGbEhGEbVVVVVV

16、4 .12 .13 .12 .1梁端剪力梁端剪力23ii)、 框架柱內(nèi)力不利組合框架柱內(nèi)力不利組合柱上下端為控制截面取不利組合柱上下端為控制截面取不利組合QGQGEhGEEhGEQGQGEhGEEhGEMMMNNNMMMNNNNNNMMMNNNNMMM4.12.14.12.13.12.13.12.14.12.14.12.1(3.13.12.1maxmaxmaxmax盡量?。┤?4六、位移計算六、位移計算1) 多遇地震烈度下。多遇地震烈度下。 求出多遇烈度下得各層間剪力求出多遇烈度下得各層間剪力 層間位移層間位移2) 罕遇地震作用下層間彈塑性位移計算罕遇地震作用下層間彈塑性位移計算 對于對于 大

17、于大于0.5的框架，只要彈性位移滿足要求，的框架，只要彈性位移滿足要求，可不進行彈塑性位移計算?？刹贿M行彈塑性位移計算。iVjieDVHeey(略）略）25當當 時，進行彈塑性位移計算。時，進行彈塑性位移計算。 驗算步驟：驗算步驟： 樓層屈服強度樓層屈服強度 的確定的確定 薄弱層確定，一般在底層和薄弱層確定，一般在底層和 較小層。較小層。 薄弱層的層間彈塑性位移驗算薄弱層的層間彈塑性位移驗算樓層屈服強度的確定樓層屈服強度的確定a、 根據(jù)梁柱的實際配筋及材料的強度標準值，計算梁柱的根據(jù)梁柱的實際配筋及材料的強度標準值，計算梁柱的實際極限抗彎承載力實際極限抗彎承載力梁梁:柱柱:5.0yy)(0sy

18、ksbuahfAM)1(5.0)(0ckcccsykscufhbNNhahfAMy26樓層屈服強度樓層屈服強度(剪力剪力)的確定示意的確定示意.計算梁柱極限抗彎能力計算梁柱極限抗彎能力.計算柱截面有效受彎承載力計算柱截面有效受彎承載力.計算柱的層間受剪承載力計算柱的層間受剪承載力27b、 計算柱端截面有效受彎承載力（與屈服機制有關(guān)）。計算柱端截面有效受彎承載力（與屈服機制有關(guān)）。 根據(jù)破壞機制根據(jù)破壞機制 當當 時，為強梁弱柱型時，為強梁弱柱型 柱先屈服，梁后屈服柱先屈服，梁后屈服 當當 時，為強柱弱梁型，梁首先屈服。時，為強柱弱梁型，梁首先屈服。柱端截面有效受彎承載力由節(jié)點的彎矩平衡得出，且

19、不柱端截面有效受彎承載力由節(jié)點的彎矩平衡得出，且不大于柱的極限彎矩。大于柱的極限彎矩。bucuMM11icuicMM下下icuicMM上上1icuM下icuM上cubuMM28 當當 且一柱端先達到屈服，此時，且一柱端先達到屈服，此時，另一端的受彎承載力按剛度求得。另一端的受彎承載力按剛度求得。上柱下端屈服上柱下端屈服取小下下1111icubuiiiicMMKKKM取小上上icubuiiiicMMKKKM11ikikcubuMM29取小上下上icuicuiiicMMKKM1111icuicMM下下1icuM下1iKiK下柱上端屈服取小者下上下111,icuicuiiicMMKKM1iKiKic

20、uM上icuM上icM上30c、 計算第計算第i層第層第j根柱的受剪承載力根柱的受剪承載力yijVnicijcijyijHMMV下上上cijM下cijMnHd d、 第第i i層各柱總的屈服強度層各柱總的屈服強度niyijyiVV1VeVyiy 薄弱層的層間彈塑性位移計算薄弱層的層間彈塑性位移計算 層間彈塑性位移驗算層間彈塑性位移驗算eppuuHupp31框架計算步驟框架計算步驟 確定計算簡圖、幾何參數(shù)計算、靜力荷載統(tǒng)計。確定計算簡圖、幾何參數(shù)計算、靜力荷載統(tǒng)計。 地震作用計算：用底部剪力法計算水平地震作用及層地震作用計算：用底部剪力法計算水平地震作用及層間剪力間剪力 內(nèi)力計算：用內(nèi)力計算：用

21、D值法計算水平作用下的內(nèi)力（并同時值法計算水平作用下的內(nèi)力（并同時進行彈性層間位移驗算）；用分層法或彎矩二次分配法進行彈性層間位移驗算）；用分層法或彎矩二次分配法計算重力荷載代表值作用下的內(nèi)力。計算重力荷載代表值作用下的內(nèi)力。計算各項非地震荷載作用下的內(nèi)力。計算各項非地震荷載作用下的內(nèi)力。 內(nèi)力組合：包括地震作用組合及非地震作用組合。內(nèi)力組合：包括地震作用組合及非地震作用組合。 截面及節(jié)點設(shè)計（配筋計算）：截面及節(jié)點設(shè)計（配筋計算）： 彈塑性位移驗算：彈塑性位移驗算：32三、框架柱、梁、節(jié)點抗震設(shè)計三、框架柱、梁、節(jié)點抗震設(shè)計1.框架柱的抗震設(shè)計框架柱的抗震設(shè)計設(shè)計原則：設(shè)計原則：（1）強柱弱

22、梁，使柱盡量不出現(xiàn)塑性鉸；）強柱弱梁，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；）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；）控制柱的軸壓比不要太大；（4）加強約束，設(shè)置必要的約束箍筋。）加強約束，設(shè)置必要的約束箍筋。（1）強柱弱梁）強柱弱梁 為了使塑性鉸首先在梁中出現(xiàn)，同一節(jié)點柱的抗彎能力要大于為了使塑性鉸首先在梁中出現(xiàn)，同一節(jié)點柱的抗彎能力要大于梁的抗彎能力。梁的抗彎能力。33 抗震規(guī)范規(guī)定：一、二、三級框架的梁柱節(jié)點處，除頂層和柱軸壓抗震規(guī)范規(guī)定：一、二、三級框架的梁柱節(jié)點處，除頂層和柱軸壓比小于比小于0.150.

23、15者外，柱端組合彎矩設(shè)計值應(yīng)符合下列公式要求者外，柱端組合彎矩設(shè)計值應(yīng)符合下列公式要求bccMM9 9度和一級框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合：度和一級框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合：buacMM2.1cM-節(jié)點上下柱端截面順時針或逆時針方向組合的彎矩設(shè)計值之和節(jié)點上下柱端截面順時針或逆時針方向組合的彎矩設(shè)計值之和; ;bM-節(jié)點左右梁端截面逆時針或順時針方向組合的彎矩設(shè)計值之和；節(jié)點左右梁端截面逆時針或順時針方向組合的彎矩設(shè)計值之和；buaM-節(jié)點左右梁端截面逆時針或順時針方向根據(jù)實配鋼筋面積（考節(jié)點左右梁端截面逆時針或順時針方向根據(jù)實配鋼筋面積（考 慮受壓筋）和材料強度標準值計算的抗彎承載力所對應(yīng)的彎矩慮受壓筋）和材

24、料強度標準值計算的抗彎承載力所對應(yīng)的彎矩 值之和；值之和；c-柱端彎矩增大系數(shù)，一級為柱端彎矩增大系數(shù)，一級為1.4,1.4,二級為二級為1.2,1.2,三級為三級為1.11.1。 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、三級框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、三級框架底層柱底截面組合的彎矩設(shè)計值應(yīng)分別乘以增大系數(shù)架底層柱底截面組合的彎矩設(shè)計值應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.5、1.25、1.15。34（2）在彎曲破壞前不發(fā)生剪切破壞）在彎曲破壞前不發(fā)生剪切破壞（a）柱剪力設(shè)計值的調(diào)整）柱剪力設(shè)計值的調(diào)整9度時和一級框架尚應(yīng)符合度時和一級框架尚應(yīng)符合nbctcVcHMMV/

25、)(nbcuatcuaHMMV/)(2.1V-柱端組合剪力設(shè)計值；柱端組合剪力設(shè)計值；bctcMM 、-分別為柱上下端順時針或逆時針方向截面組合的彎分別為柱上下端順時針或逆時針方向截面組合的彎矩設(shè)計值矩設(shè)計值; ;Vc-柱的剪力增大系數(shù)，一級為柱的剪力增大系數(shù)，一級為1.4,1.4,二級為二級為1.2,1.2,三級為三級為1.11.1。nH-柱梁的凈高；柱梁的凈高；bcuatcuaMM、-分別為偏心受壓柱上下端順時針或逆時針方向根分別為偏心受壓柱上下端順時針或逆時針方向根據(jù)實配鋼筋面積和材料強度標準值和軸壓力等計算的據(jù)實配鋼筋面積和材料強度標準值和軸壓力等計算的抗震承載力所對應(yīng)的彎矩值；抗震承

26、載力所對應(yīng)的彎矩值；35（b）剪壓比限值）剪壓比限值cbfbhV0/剪跨比大于剪跨比大于2.52.5時：時： 剪壓比：截面內(nèi)平均剪應(yīng)力與混凝土抗壓強度設(shè)計值之比，即剪壓比：截面內(nèi)平均剪應(yīng)力與混凝土抗壓強度設(shè)計值之比，即)2.0(10bhfVcREc 剪壓比過大剪壓比過大, ,混凝土會過早發(fā)生斜壓破壞混凝土會過早發(fā)生斜壓破壞, ,箍筋不能充分發(fā)揮作用箍筋不能充分發(fā)揮作用, ,它它對構(gòu)件的變形能力也有顯著影響，因此應(yīng)控制。對構(gòu)件的變形能力也有顯著影響，因此應(yīng)控制。cV-柱端部截面組合的剪力設(shè)計值；柱端部截面組合的剪力設(shè)計值；0h-截面有效高度；截面有效高度；cf-混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值；混凝土軸

27、心抗壓強度設(shè)計值；b-截面寬度；截面寬度；RE-承載力抗震調(diào)整系數(shù)。承載力抗震調(diào)整系數(shù)。36（c）柱斜截面受剪承載力）柱斜截面受剪承載力 在反復荷載作用下，混凝土所能承受的極限剪力大大降低，設(shè)在反復荷載作用下，混凝土所能承受的極限剪力大大降低，設(shè)計時需考慮這種影響。驗算采用與非抗震時的承載力驗算形式，但計時需考慮這種影響。驗算采用與非抗震時的承載力驗算形式，但須除以承載力抗震調(diào)整系數(shù)。須除以承載力抗震調(diào)整系數(shù)。)056.0105.1(100NhsAfbhfVsvyvtREc-剪跨比，反彎點位于柱高中部的框架柱，取剪跨比，反彎點位于柱高中部的框架柱，取02 hHn當當 時，取時，取 ，當，當 時

28、，取時，取1133svA-配置在柱的同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積；配置在柱的同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積；yvf-箍筋抗拉強度設(shè)計值；箍筋抗拉強度設(shè)計值；s-沿柱高方向箍筋的間距；沿柱高方向箍筋的間距；N-考慮地震作用組合下框架柱的軸向壓力設(shè)計值，考慮地震作用組合下框架柱的軸向壓力設(shè)計值， 當當 時，取時，取 AfNc3.0AfNc3.0A-柱的橫截面面積柱的橫截面面積37N N為組合軸壓力設(shè)計值；為組合軸壓力設(shè)計值；b b、h h為柱的短長邊；為柱的短長邊；f fc c為混凝土抗壓強度設(shè)計值。為混凝土抗壓強度設(shè)計值。軸壓比：柱組合的軸壓力設(shè)計值與柱的全截面面積和混凝土抗壓軸壓比：柱組

29、合的軸壓力設(shè)計值與柱的全截面面積和混凝土抗壓強度設(shè)計值乘積之比強度設(shè)計值乘積之比, ,即：即： 它是控制偏心受拉邊鋼筋先到抗拉強度，還是受壓區(qū)混凝土先它是控制偏心受拉邊鋼筋先到抗拉強度，還是受壓區(qū)混凝土先達到其極限壓應(yīng)變的主要指標。達到其極限壓應(yīng)變的主要指標。柱的變形能力隨軸壓比增大而急柱的變形能力隨軸壓比增大而急劇降低。劇降低。cbhfN / 規(guī)范規(guī)定：規(guī)范規(guī)定：柱軸壓比不應(yīng)超過下表，但柱軸壓比不應(yīng)超過下表，但類場地上的較高高層類場地上的較高高層建筑柱軸壓比限值應(yīng)適當減小。建筑柱軸壓比限值應(yīng)適當減小。0.900.950.800.850.700.75框架框架框架框架-剪力墻剪力墻三三二二一一結(jié)

30、構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型抗震等級抗震等級柱軸壓比限制柱軸壓比限制（3）控制柱的軸壓比）控制柱的軸壓比38 框架柱的破壞主要集中在柱端框架柱的破壞主要集中在柱端1.01.5倍柱截面高度范圍內(nèi)。倍柱截面高度范圍內(nèi)。（a) a) 承擔柱子剪力；承擔柱子剪力；（b) b) 約束混凝土，提高混凝土抗壓強度，提高變形能力；約束混凝土，提高混凝土抗壓強度，提高變形能力；（c) c) 為縱向鋼筋提供側(cè)向支承，防止縱筋壓曲。為縱向鋼筋提供側(cè)向支承，防止縱筋壓曲。（4）加強柱端約束）加強柱端約束加密箍筋的作用：加密箍筋的作用：6（柱根8）8d，150(柱根100)四88d,150(柱根100）三88d,100二10 6d,

31、100一箍筋加密區(qū)長度（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h(或D) Hn/6500mm柱加密區(qū)的箍筋最大間距和最小直徑柱加密區(qū)的箍筋最大間距和最小直徑 H H為矩形截面長邊尺寸，為矩形截面長邊尺寸，D D為圓形截面直徑，為圓形截面直徑，HnHn為柱凈高，為柱凈高，d d為為縱向鋼筋最小直徑?？v向鋼筋最小直徑。39 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?yōu)榱吮苊獾卣鹱饔孟驴蚣苤倪^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。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）柱縱向鋼筋的配置例：例：框架柱抗震設(shè)計。已知某

32、框架中柱，抗震等級二級。軸向壓力組合框架柱抗震設(shè)計。已知某框架中柱，抗震等級二級。軸向壓力組合 設(shè)計值設(shè)計值N=2710kN,柱端組合彎矩設(shè)計值分別為柱端組合彎矩設(shè)計值分別為 和和 。梁端組合彎矩設(shè)計值之和。梁端組合彎矩設(shè)計值之和 ， 選用柱截面選用柱截面 ,采用對稱配筋，經(jīng)配筋計算后每側(cè)采用對稱配筋，經(jīng)配筋計算后每側(cè) 。梁截面。梁截面 ，層高，層高4.2m?；炷翉姸鹊燃?。混凝土強度等級C30， 主筋主筋級鋼筋，箍筋級鋼筋，箍筋級鋼筋。級鋼筋。 kN.m730ucMkN.m770lcMkN.m900bMmm600mm500255mm750mm300解：解：1.強柱弱梁驗算強柱弱梁驗算抗震等級

33、二級，要求節(jié)點處梁柱端組合彎矩設(shè)計值應(yīng)符合抗震等級二級，要求節(jié)點處梁柱端組合彎矩設(shè)計值應(yīng)符合近似假定：已知的近似假定：已知的 亦分別是節(jié)點上下柱端截亦分別是節(jié)點上下柱端截面組合彎矩設(shè)計值和節(jié)點左右梁端截面組合彎矩設(shè)計值之和面組合彎矩設(shè)計值和節(jié)點左右梁端截面組合彎矩設(shè)計值之和 ucMlcMbMbcMM2 . 140例：例：框架柱抗震設(shè)計。已知某框架中柱，抗震等級二級。軸向壓力組合框架柱抗震設(shè)計。已知某框架中柱，抗震等級二級。軸向壓力組合 設(shè)計值設(shè)計值N=2710kN,柱端組合彎矩設(shè)計值分別為柱端組合彎矩設(shè)計值分別為 和和 。梁端組合彎矩設(shè)計值之和。梁端組合彎矩設(shè)計值之和 ， 選用柱截面選用柱截面

34、 ,采用對稱配筋，經(jīng)配筋計算后每側(cè)采用對稱配筋，經(jīng)配筋計算后每側(cè) 。梁截面。梁截面 ，層高，層高4.2m。混凝土強度等級?；炷翉姸鹊燃塁30， 主筋主筋級鋼筋，箍筋級鋼筋，箍筋級鋼筋。級鋼筋。 kN.m730ucMkN.m770lcMkN.m900bMmm600mm500255mm750mm300解：解：1.強柱弱梁驗算強柱弱梁驗算抗震等級二級，要求節(jié)點處梁柱端組合彎矩設(shè)計值應(yīng)符合抗震等級二級，要求節(jié)點處梁柱端組合彎矩設(shè)計值應(yīng)符合bcMM2.1近似假定：已知的近似假定：已知的 亦分別是節(jié)點上下柱端截亦分別是節(jié)點上下柱端截面組合彎矩設(shè)計值和節(jié)點左右梁端截面組合彎矩設(shè)計值之和。面組合彎矩設(shè)計值和

35、節(jié)點左右梁端截面組合彎矩設(shè)計值之和。 ucMlcMbM則則kN.m1500730770lcuccMMMkN.m10809002.12.1bM滿足。滿足。41例：例：框架柱抗震設(shè)計。已知某框架中柱，抗震等級二級。軸向壓力組合框架柱抗震設(shè)計。已知某框架中柱，抗震等級二級。軸向壓力組合 設(shè)計值設(shè)計值N=2710kN,柱端組合彎矩設(shè)計值分別為柱端組合彎矩設(shè)計值分別為 和和 。梁端組合彎矩設(shè)計值之和。梁端組合彎矩設(shè)計值之和 ， 選用柱截面選用柱截面 ,采用對稱配筋，經(jīng)配筋計算后每側(cè)采用對稱配筋，經(jīng)配筋計算后每側(cè) 。梁截面。梁截面 ，層高，層高4.2m?；炷翉姸鹊燃??；炷翉姸鹊燃塁30， 主筋主筋級鋼

36、筋，箍筋級鋼筋，箍筋級鋼筋。級鋼筋。 kN.m730ucMkN.m770lcMkN.m900bMmm600mm500255mm750mm300解：解：2.斜截面受剪承載力斜截面受剪承載力（1）剪力設(shè)計值）剪力設(shè)計值nlcucHMMV/)(2.1kN52275.02.47307702.1（2）剪壓比應(yīng)滿足）剪壓比應(yīng)滿足kN997)565500152.0(85.01)2.0(10bhfcREkN522滿足。滿足。)2.0(10bhfVcRE42例：例：框架柱抗震設(shè)計。已知某框架中柱，抗震等級二級。軸向壓力組合框架柱抗震設(shè)計。已知某框架中柱，抗震等級二級。軸向壓力組合 設(shè)計值設(shè)計值N=2710kN,

37、柱端組合彎矩設(shè)計值分別為柱端組合彎矩設(shè)計值分別為 和和 。梁端組合彎矩設(shè)計值之和。梁端組合彎矩設(shè)計值之和 ， 選用柱截面選用柱截面 ,采用對稱配筋，經(jīng)配筋計算后每側(cè)采用對稱配筋，經(jīng)配筋計算后每側(cè) 。梁截面。梁截面 ，層高，層高4.2m?；炷翉姸鹊燃墶；炷翉姸鹊燃塁30， 主筋主筋級鋼筋，箍筋級鋼筋，箍筋級鋼筋。級鋼筋。 kN.m730ucMkN.m770lcMkN.m900bMmm600mm500255mm750mm300解：解：2.斜截面受剪承載力斜截面受剪承載力（3）混凝土受剪承載力）混凝土受剪承載力kN2211271250056. 056550001. 21305. 1cVNbhfVtc056.0105.10其中其中0.305.3565.0245.320hHn取取0.3N1271250565500153 .00.3N27100000hbfNcc取取1271.25kNN1271250N43例：例：框架柱抗震設(shè)計。已知某框架中柱，抗震等級二級。軸向壓力組合框架柱抗震設(shè)計。已知某框架中柱，抗震等級二級。軸向壓力組合 設(shè)計值設(shè)計值N=2710kN,柱端組合彎矩設(shè)計值分別為柱端組合彎矩設(shè)計值