清华大学出版社抗震结构与抗震设计第四章解读.ppt

钢筋混凝土结构抗震设计 框架结构设计的过程及内容： 结构布置及构件截面尺寸确定——计算简图—— 荷载计算——重力荷载代表值计算——水平（地震）作 用计算——内力计算（竖向、水平向）——内力组合——截面强度计算——变形验算——构造措施等 一、结构水平地震作用 自振周期的计算 内力计算时，需要计算结构的基本自振周期数值。一般多采用顶点位移法计算 一般情况下可用底部剪力法 周期计算可采用顶点位移法 非结构墙体影响系数 二、 水平地震作用下框架内力的计算 1.反弯点法 　　适用于层数较少、梁柱线刚度比大于３的情况，计算比较简单。 ２.Ｄ值法（改进反弯点） 近似考虑了框架节点转动对侧移刚度和反弯点高度的影响，比较精确，应用广泛。 用 D 值法计算框架内力的步骤如下： ( 1 ）计算各层柱的侧移刚度 D ( 2 ）计算各柱所分配的剪力Vij 三、竖向荷载作用下框架内力计算 １.分层法 （１）将该层梁与上下柱组成计算单元，每单元按双层框架计算其内力，每层只承受该层竖向荷载，不考虑其他各层荷载的影响。 注意：除底层外其他各层的线刚度均乘以折减系数0.9； 　　　底层柱的弯矩传递系数由1/2改为1/3。 （２）用弯矩分配法逐层计算各单元框架的弯矩，叠加起来即为整个框架的弯矩。每一层柱的最终弯矩由上、下层单元框架所得弯矩叠加。对节点处不平衡弯矩较大的可再分配一次，但不在传递。 五、 内力组合 进行结构设计时，应根据可能出现的最不利情况确定构件内力设计值。 在框架抗震设计时，一般应考虑两种基本组合： １. 地震作用效应与重力荷载代表值效应的组合 六、 框架结构位移验算 　　框架结构构件尺寸往往决定于结构的侧移变形要求。 １.多遇地震作用下层间弹性位移的计算 对所有框架都应进行此项计算 ２.罕遇地震作用下层间弹塑性位移验算 规定：7～9度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝土框架结构应进行此项计算。 《抗震规范》规定，对于不超过12层，且刚度无突变的钢筋混凝土框架结构，可按简化方法验算框架薄弱层的弹塑性变形。 当 时，进行弹塑性位移计算。 验算步骤： ① 楼层屈服强度 的确定 　　　　　　② 薄弱层确定，一般在底层和 较小层。 　　　　　　③ 薄弱层的层间弹塑性位移验算 （1）楼层屈服强度的确定 a、 根据梁柱的实际配筋及材料的强度标准值，计算梁柱的实际极限抗弯承载力 梁: 柱: 楼层屈服强度(剪力)的确定示意 ①计算梁柱极限抗弯能力 ②计算柱截面有效受弯承载力 ③计算柱的层间受剪承载力 b、 计算柱端截面有效受弯承载力（与屈服机制有关）。 根据破坏机制 当 时，为强梁弱柱型 柱先屈服，梁后屈服 当 时，为强柱弱梁型，梁首先屈服。柱端截面有效受弯承载力由节点的弯矩平衡得出，且不大于柱的极限弯矩。 当 且一柱端先达到屈服，此时，另一端的受弯承载力按刚度求得。 上柱下端屈服 c、 计算第i层第j根柱的受剪承载力 4.4 框架结构构件设计 4.4.1 框架梁截面设计 1、设计要求及计算要点： ⑴梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力(强剪弱弯） ——设计剪力的取值。 ⑵梁筋屈服后，塑性铰区段应有较好的延性和耗能能力 ——延性设计问题。 ⑶解决好梁筋的锚固问题（强锚固）。 2、框架梁受剪承载力验算 ⑴ 梁剪力设计值 考虑柱在其层高范围内剪力值不变，及可能存在的扭转影响，为避免非加密区抗剪承载力降低过多而造成剪切破坏，在柱的非加密区，箍筋的体积配筋率不宜小于加密区配筋率的50%，箍筋间距对一、二级抗震不应大于10d，对三、四级抗震不宜大于15d，d为纵筋直径。 柱正截面受弯承载力 原则： 基本同普通钢筋混凝土梁设计； 一般按双筋截面设计； 弯距和剪力可以调幅： 完全弹性：6、7度： ×0.8， 8、9度： ×0.5， 罕遇地震下可不考虑连梁的作用 正截面抗弯： 4.设置边缘构件，改善墙肢延性 边缘构件分为构造边缘构件和约束边缘构件 规范规定，一、二、三级抗震墙底部加强部位及相邻的上一层应按规定设置约束边缘构件，以提供足够的约束，但墙肢底截面在重力荷载代表值作用下的轴压比小于表5-10的规定值时可按规定设置构造边缘构件，以提供适度约束。 0.3 0.