《建筑抗震设计》第五章 多层和高层钢筋混凝土结构房屋（3/3）

§5.5钢筋混凝土框架的抗震设计 般概念 1、梁与柱的弯曲延性 实验表明变形能力随轴压比增大而急剧降低。 轴压比: 柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土抗 压强度设计值乘积之比,即 N bhf N为组合轴压力设计值;b、h为截面的短长边;fc为混 凝土抗压强度设计值。 它是控制偏心受拉边钢筋先到抗拉强度,还是受压 区混凝土先达到其极限压应变的主要指标 配筋率对延性影响也很大

§5.5 钢筋混凝土框架的抗震设计 一、一般概念 1、梁与柱的弯曲延性 实验表明变形能力随轴压比增大而急剧降低。 N为组合轴压力设计值；b、h为截面的短长边；fc为混 凝土抗压强度设计值。 轴压比： 柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土抗 压强度设计值乘积之比，即 它是控制偏心受拉边钢筋先到抗拉强度，还是受压 区混凝土先达到其极限压应变的主要指标。 c N / bhf 配筋率对延性影响也很大

配筋率对延性影响也很大 配筋率增大则弯曲延性差。适当提髙混凝土强度等级, 可使配筋率减少弯曲延性改善。 截面中配置受压钢筋可以改善构件的弯曲延性 2、受剪构件的剪跨比及破坏特征 构件在弯矩和剪力共同作用下,受剪破坏与剪跨比有关 剪跨比: 元=M/Vh h为截面有效高度。 当2≤1~1.5或构件为超配箍时,发生斜压型破坏; 脆性破坏 当λ>2~3且构件为低配箍时,发生斜拉型破坏; 当1~1.5<4≤2~3且配筋箍适量时,发生剪压破坏;延性破坏

配筋率对延性影响也很大。 配筋率增大则弯曲延性差。适当提高混凝土强度等级， 可使配筋率减少弯曲延性改善。 截面中配置受压钢筋可以改善构件的弯曲延性。 2、受剪构件的剪跨比及破坏特征 h0为截面有效高度。 剪跨比： 0   M / Vh 构件在弯矩和剪力共同作用下,受剪破坏与剪跨比有关. 当   1 ~ 1 . 5 或构件为超配箍时,发生斜压型破坏； 当   2 ~ 3 且构件为低配箍时,发生斜拉型破坏； 脆性破坏 当 1 ~ 1 . 5    2 ~ 3 且配筋箍适量时,发生剪压破坏； 延性破坏

在水平地震作用下,梁柱的剪跨比可以直接通过梁的 跨高比和柱的高厚比表示。 设反弯点在构件中央 对于梁 M 跨高比 v, h 60 b 60 b 2 h 对于柱 M M 高宽比 v h

在水平地震作用下，梁柱的剪跨比可以直接通过梁的 跨高比和柱的高厚比表示。 设反弯点在构件中央 b l c l V b V c M b M c 对于梁 跨高比 2 1 2 1 2 0 0 0     b b b b b b b b b b h l V h l V V h M  对于柱 高宽比 2 1 2 1 2 0 0 0     c c c c c c c c c c h l V h l V V h M 

3、震坏房屋在设计上存在的问题 1)平面或楼层有局部薄弱环节,不能发挥整体抗震能力。 2)梁柱变形能力不足,构件过早破坏; 3)梁柱节点箍筋不足,节点受震破坏,梁柱失去了相互 之间的联系; 4)砌体添充墙破坏; 5)其他

1）平面或楼层有局部薄弱环节，不能发挥整体抗震能力。 3、震坏房屋在设计上存在的问题 2）梁柱变形能力不足，构件过早破坏； 3）梁柱节点箍筋不足，节点受震破坏，梁柱失去了相互 之间的联系； 4）砌体添充墙破坏； 5）其他

4、框架结构抗震设计的正确指导思想 1)框架塑性效应较多地发生在梁端,底层柱的塑性效应 较晚形成; 2)梁柱在弯曲破坏前,避免发生其它形式破坏,如剪切 破坏、粘结破坏等; 3)在梁、柱破坏之前,节点应有足够的强度即变形能力; 4)重视非结构构件设计。 强柱弱梁,强剪弱弯,更强的节点

1）框架塑性效应较多地发生在梁端，底层柱的塑性效应 较晚形成； 4、框架结构抗震设计的正确指导思想 2）梁柱在弯曲破坏前，避免发生其它形式破坏，如剪切 破坏、粘结破坏等； 3）在梁、柱破坏之前，节点应有足够的强度即变形能力； 4）重视非结构构件设计。 强柱弱梁，强剪弱弯，更强的节点

二、“强柱弱梁”框架的抗震设计 两种破坏形式 am 717 弱柱型 弱梁型 为了使塑性铰首先在梁中出现,同一节点柱的抗弯能 力要大于梁的抗弯能力

两种破坏形式 二、 “强柱弱梁”框架的抗震设计 弱柱型 弱梁型 为了使塑性铰首先在梁中出现，同一节点柱的抗弯能 力要大于梁的抗弯能力

抗震规范规定:一、二、三级框架的梁柱节点处,除顶 层和柱轴压比小于0.15者外,柱端组合弯矩设计值应符合下 列公式要求 ∑M 9度和一级框架结构尚应符合: ∑M。=1.2∑M bua M 节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和 M b 节点左右梁端截面逆时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和; 节点左右梁端截面逆时针或顺时针方向根据实配钢筋面积(考 虑受压筋)和材料强度标准值计算的抗弯承载力所对应的弯矩 值之和; C 柱端弯矩增大系数,一级为1.4,二级为1.2,三级为1.1。 为了不使框架底层柱过早出现塑性铰,规范规定 三级框架底层柱底截面组合的弯矩设计值应分别乘以增 大系数1.5、1.25、1.15

抗震规范规定：一、二、三级框架的梁柱节点处，除顶 层和柱轴压比小于0.15者外，柱端组合弯矩设计值应符合下 列公式要求  M c   c  M b 9度和一级框架结构尚应符合：  M c   M bua 1 .2  M c ---节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和;  M b ---节点左右梁端截面逆时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和；  M bua ---节点左右梁端截面逆时针或顺时针方向根据实配钢筋面积（考 虑受压筋）和材料强度标准值计算的抗弯承载力所对应的弯矩 值之和；  c ---柱端弯矩增大系数，一级为1.4,二级为1.2,三级为1.1。 为了不使框架底层柱过早出现塑性铰，规范规定：一、 二、三级框架底层柱底截面组合的弯矩设计值应分别乘以增 大系数1.5、1.25、1.15

梁、柱延性破坏之前不发生其它脆性破坏的抗震设计 1.梁、柱的抗剪强度要高于它的抗弯强度(强剪弱弯) 为了避免梁在弯曲破坏前发生剪切破坏,应按‘强剪 弱弯’的原则调整框架梁端部截面组合的剪力设计值: 、二、三级框架梁 M+M 7 9度和一级框架结构尚应符合:V M +M + v Gh 梁的净跨; 梁在重力荷载代表值(9度时高层建筑还应包括竖向地震作用标 准值)作用下,按简支梁分析的梁端截面剪力设计值; M、M-分别为梁左、右端逆时针或顺时针方向正截面组合的弯矩设计值; Mb、Mb-—分别为梁左、右端逆时针或顺时针方向根据实配钢筋面积(考 虑受压筋)和材料强度标准值计算的抗弯承载力所对应的弯矩值 71梁的剪力增大系数,一级为1.3,二级为1.2,三级为1.1

1.梁、柱的抗剪强度要高于它的抗弯强度（强剪弱弯） Gb n r b l b b Vb V l M M V     9度和一级框架结构尚应符合： 三、梁、柱延性破坏之前不发生其它脆性破坏的抗震设计 为了避免梁在弯曲破坏前发生剪切破坏，应按‘强剪 弱弯’的原则调整框架梁端部截面组合的剪力设计值： 一、二、三级框架梁 Gb n r bua l bua b V l M M V    1 .1 V Gb ---梁在重力荷载代表值（9度时高层建筑还应包括竖向地震作用标 准值）作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值； r b l M b、 M --分别为梁左、右端逆时针或顺时针方向正截面组合的弯矩设计值;  Vb ---梁的剪力增大系数，一级为1.3,二级为1.2,三级为1.1。 n l ---梁的净跨； r bua l M bua 、 M ---分别为梁左、右端逆时针或顺时针方向根据实配钢筋面积(考 虑受压筋)和材料强度标准值计算的抗弯承载力所对应的弯矩值；

2.梁、柱截面的剪压比不宜过大 剪压比:截面内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之 比,即 v,/ bh 剪压比过大,混凝土会过早发生斜压破坏,箍筋不能充分 发挥作用,它对构件的变形能力也有显著影响。因此应控制。 跨高比大于2.5时: (0.2Jbh0) y 跨高比等于或小于2.5时 (0,15fbho) Vb一梁端部截面组合的剪力设计值; f。一混凝土轴心抗压强度设计值; h。一梁的截面有效高度; 梁的截面宽度; γε——承载力抗震调整系数

c b f V bh 0 / 跨高比大于2.5时： 剪压比：截面内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之 比，即 ( 0 .2 ) 1 0 V f bh c RE b   2.梁、柱截面的剪压比不宜过大 剪压比过大,混凝土会过早发生斜压破坏,箍筋不能充分 发挥作用,它对构件的变形能力也有显著影响。因此应控制。 跨高比等于或小于2.5时： ( 0 .15 ) 1 0 V f bh c RE b   V b ---梁端部截面组合的剪力设计值； 0 h ---梁的截面有效高度； c f ---混凝土轴心抗压强度设计值； b ---梁的截面宽度； RE  ---承载力抗震调整系数

3.梁、柱的剪跨比要有所限制 剪跨比宜大于2,剪跨比按下式计算: M ych 0 剪跨比,取两端计算结果的较大值; M一-端截面组合弯矩计算值 c一-端截面组合剪力计算值; ho一截面有效高度。 反弯点位于中部时,可按构件净长与2倍截面高度之比 计算

0 V h M c c   剪跨比宜大于2，剪跨比按下式计算： 3.梁、柱的剪跨比要有所限制  ---剪跨比，取两端计算结果的较大值； c V ---端截面组合剪力计算值； c M ---端截面组合弯矩计算值； 0 h ---截面有效高度。 反弯点位于中部时，可按构件净长与2倍截面高度之比 计算