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1、多层钢筋混凝土房屋框架结构设计方法,表6.1.1 现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度(m),注：房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不包括 局部突出屋顶部分）。,抗震等级是确定结构构件抗震计算和抗震措施的标准。根据设防烈度、房屋高度、建筑类别、结构类型及构件在结构中的重要程度确定，共分四个等级，一级最高。建筑物重要性分类与设防标准,建筑结构安全等级划分为三个等级（一级：重要的建筑物；二级：大量的一般建筑物；三级：次要的建筑物）。建筑结构可靠度设计统一标准,6.1.2 钢筋混凝土房屋应根据设防类别、烈度、结构类型和房屋 高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措 施要求。丙类建筑的抗
2、震等级应按表6.1.2确定。,表6.1.2现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级,基础埋置深度采用天然地基-不小于建筑高度的1/12；采用桩基-不小于建筑高度的1/15。,5.2.2 结构布置,多高层钢筋混凝土结构房屋结构布置的基本原则是：结构平面应力求简单规则，结构的主要抗侧力构件应对称均匀布置，尽量使结构的刚心与质心重合，避免地震时引起结构扭转及局部应力集中。结构的竖向布置，应使其质量沿高度方向均匀分布，避免结构刚度突变，并应尽可能降低建筑物的重心，以利结构的整体稳定性。合理地设置变形缝。加强楼屋盖的整体性。尽可能做到技术先进，经济合理。,考题1,（1）框架结构布置,1、框架结构用于10层以下建筑。
3、2、常见的框架柱网形式有方格式和内廊式。3、双向设置承重框架。4、楼梯、电梯间不宜设在结构的两端及拐角处。5、框架刚度沿高度不宜突变，以避免造成薄弱层。6、避免出现错层。7、出屋面小房间不要做成砖混结构。-鞭端效应8、应设计成延性框架，遵守“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、”强 节点强锚固”等设计原则。9、框架梁的截面宽度与高度之比b/h0.25;跨高比ln/h4。,考题2,10、框架柱的截面尺寸，应符合下列要求：柱截面的宽度和高度均不宜小于300mm；柱剪跨比(见后页)宜大于2；柱截面宽高比不宜大于3。,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
4、于梁,对于柱,（2）框架-抗震墙结构布置,1、多用于10-20层房屋。2、剪力墙布置基本原则:平面内布置应对称均匀，避免结构刚心与质心有较大的偏移。应沿结构的纵横向设置，组成T形、L形、十字形提高刚度。剪力墙与柱中线宜重合。柱中线与剪力墙中线之间的偏心距 不宜大于柱宽的1/4。剪力墙应尽可能靠近房屋平面的端部，但不宜布置在外墙。剪力墙不宜开大洞口。剪力墙宜贯通全高，保证结构竖向的刚度基本均匀。,考题3,（3）剪力墙结构布置,1、多用于20-30层房屋。2、平面和竖向方向均匀。3、较长的剪力墙宜开洞口设置弱联系梁，各墙段的高宽比不应小 于2。4、剪力墙有较大洞口时，洞口位置宜上下对齐，形成明确的
5、墙肢 与联系梁。5、框支剪力墙结构要求。6、框支剪力墙结构要求。7、楼盖长宽比不应超过表5.3规定的数值。,（4）抗震缝布置,尽量避免设置抗震缝。,5.3 框架内力与位移计算,结构抗震计算的内容一般包括：结构动力特性分析，主要是结构自振周期的确定；结构地震反应计算，包括多遇烈度下的地震荷载与结构位移；结构内力分析；截面抗震设计。,5.3.1 水平地震作用计算,1.结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用。2.各方向水平地震作用全部由该方向的抗侧力框架承担。3.以防震缝所划分的结构单元作为计算单元。4.各楼层重力荷载代表值的集中质点设在楼屋盖标高处。5.对于高度不超过40m、质量和刚度沿高度分布比
6、较均匀 的框架结构，可采用底部剪力法计算地震作用。6.一般采用顶点位移法计算结构基本周期。7.通过力的平衡条件计算各层地震剪力。8.按分配系数（由侧移刚度计算)计算各柱承担的地震剪 力。,5.3.2 水平地震作用下框架内力的计算,反弯点法：层数较少、梁柱线刚度比大于3的结构。D值法：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，应该比较广泛。,你能不能计算精度很好的框架内力？你能够计算精度较高的框架计算,那我就请客!,利用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,（3）确定反弯点高度y,（4）计算柱端弯矩Mc,（5）计算梁端弯矩
7、Mb,（6）计算梁端剪力Vb,（7）计算柱轴力N,5.3.3 竖向荷载作用下框架内力的计算,分层法：弯矩二次分配法：,竖向荷载作用下的梁端弯矩调幅：,由于钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布性质，在竖向荷载下可以考虑适当降低梁端弯矩，进行调幅，以减少负弯矩钢筋的拥挤现象。,竖向荷载调幅、水平荷载不调幅、内力组合之前调幅。,重力荷载约1215KN/m2,其中活荷载约为2KN/m2左右，所占比例较小。其不利布置对结构内力的影响并不大。因此，当活荷载不很大时，可按全部满载布置。当活荷载较大时，可将跨中弯矩乘以1.11.2系数加以修正，以考虑活荷载不利布置对跨中弯矩的影响。,5.3.5 框架结构位移验算,
8、进行两个方面的侧移验算：多遇地震作用下层间弹性位移的计算罕遇地震作用下层间弹塑性位移的计算,（1）多遇地震作用下层间弹性位移的计算,考题4,进行两个方面的侧移验算：多遇地震作用下层间弹性位移的计算罕遇地震作用下层间弹塑性位移的计算,（1）罕遇地震作用下层间弹性位移的计算,考题5,5.4.1 框架梁截面设计,梁端抗震设计基本要求：梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力；梁筋屈服后，塑性铰区段应有较好的延性和耗能能力；妥善解决梁筋锚固问题。,考题6,5.4 钢筋混凝土框架结构构件设计,9度和一级框架结构尚应符合：,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
9、：,一、二、三级框架梁,（1）框架梁抗剪承载力验算 梁剪力设计值,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,剪压比限制,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：,剪跨比：,轴压比：,梁斜截面受剪承载力,V0.7 ftbh0+1.25 fyv Asv h0/s,（矩形、T型、I型截面一般受弯构件）,V1.75 fcbh0/（+1.0）+fyv Asv h0/s,（集中荷载作用下的独立梁）,（2）提高梁延性的措施（自阅）梁截面尺寸 梁纵向钢筋配筋率 梁纵向钢筋配置 梁端箍
10、筋加密,5.4.2 框架柱截面设计,柱设计原则：强柱弱梁，使柱尽量不出现塑性铰；在弯曲破坏之前不发生剪切破坏，使柱有足够的抗剪能力；控制柱的轴压比不要太大；加强约束，配置必要的约束箍筋。,考题7,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,9度和一级框架结构尚应符合：,为了不使框架底层柱过早出现塑性绞，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。,考题8,（1）强柱弱梁,（2）强剪弱弯-在弯曲破坏之前不发生剪切破坏 柱剪力设计值 一、二、三级框架柱端剪力设计值,9度和
11、一级框架柱端剪力设计值,剪压比限制,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,剪跨比大于2时：,剪跨比不大于2时：,柱斜截面受剪承载力,出现 拉力时,N为组合轴压力设计值；b、h为柱的短长边；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。,柱的变形能力随轴压比增大而急剧降低。,规范规定：,柱轴压比不应超过下表，但类场地上的较高高层建筑柱轴压比限值应适当减小。,（3）控制柱轴压比,柱的纵向配筋应符合下列要求：,（a)宜对称布置；,（b)
12、截面尺寸大于400mm的柱，纵向钢筋间距不宜大于200mm;,（c)纵向钢筋的最小配筋率应按下表采用。,（d)柱的总配筋率不应大于5%。,（e)一级且剪跨比大于2的柱，每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%。,（4）柱内纵向钢筋配置,（5）加强柱端约束（自阅）,框架节点破坏的主要形式是节点核心区剪切破坏和钢筋锚固破坏。,节点主要受剪力和压力的组合作用，节点核心区未开裂前，箍筋应力很小，基本上是混凝土承受剪力。约当剪力达到核心区极限抗剪能力6070%时，混凝土突然发生对角贯通裂缝，节点刚度明显降低，箍筋应力也突然增大，个别甚至屈服，此后斜裂缝增多赠宽，箍筋陆续达到屈服。,节点区的破坏与交于节点的梁、
13、柱破坏顺序有关，弱柱强梁型的节点区破坏严重。,直交梁对节点核心区有明显约束作用。满足一定条件的四边有梁的节点，核心区混凝土抗剪强度可提高50100%。节点区的破坏与交于节点的梁、柱破坏顺序有关，弱柱强梁型的节点区破坏严重。,5.4.3 框架节点抗震设计,框架节点的设计准则：节点的承载力不应低于其连接构件（梁、柱）的承载力；多遇地震时，节点应在弹性范围内工作；罕遇地震时，节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递；梁柱纵筋在节点区应有可靠的锚固；节点配筋不应使施工过分困难。,考题9,1.节点核心区受剪承载力的验算,（1）节点核心区组合的剪力设计值（地震作用和竖向荷载）,9度和一级框架尚应符合,（2）
14、框架节点核心区截面受剪承载力的验算,一、二级框架：,9度时,三、四级框架节点核心区可不进行抗震验算，但应符合构造措施的要求。,楼面荷载近似值,C30 混凝土,0.7,0.8,0.9,内力组合,地震区的建筑结构一般要考虑两种内力组合1.考虑地震作用效应的组合要求计算地震作用产生的内力要求计算“恒载+0.5楼面活荷载”（重力荷载代表值）产生的内力屋面活荷载=雪荷载2.不考虑地震作用效应的组合要求计算“恒载+楼面活荷载”（重力设计值）产生的内力屋面活荷载=MAX（屋面活荷载，雪荷载）因此，竖向荷载作用下框架内力分析时，应分别计算“恒载”、“楼面活荷载（屋面取活荷载）”及“楼面活荷载（屋面取雪荷载）”
15、三种荷载作用下的框架内力。3+1,两种基本内力组合,（1）地震作用效应与重力荷载代表值效应的组合,（2）竖向荷载效应，包括全部恒荷载与活荷载的组合,5.5 框架结构设计例题,5.1.3 计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。各可变荷载的组合值系数，应按表5.1.3采用。,表5.1.3组合值系数,活载,重力荷载代表值,50,4层,3层,2层,1层,整理思路,qianguyu,水平地震作用计算,恒载代表值 活载代表值重力荷载代表值,主体高度,右地震,恒载,活载-1,活载-2,竖向荷载作用下的梁端弯矩调幅：,由于钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布性质，在
16、竖向荷载下可以考虑适当降低梁端弯矩，进行调幅，以减少负弯矩钢筋的拥挤现象。,竖向荷载调幅、水平荷载不调幅、内力组合之前调幅。,设计值是梁端内力，而不是轴线处的内力,地震区的建筑结构一般要考虑两种内力组合1.考虑地震作用效应的组合要求计算地震作用产生的内力要求计算“恒载+0.5楼面活荷载”（重力荷载代表值）产生的内力屋面活荷载=雪荷载2.不考虑地震作用效应的组合要求计算“恒载+楼面活荷载”（重力设计值）产生的内力屋面活荷载=MAX（屋面活荷载，雪荷载）因此，竖向荷载作用下框架内力分析时，应分别计算“恒载”、“楼面活荷载（屋面取活荷载）”及“楼面活荷载（屋面取雪荷载）”三种荷载作用下的框架内力。3+1,两种基本内力组合,（1）地震作用效应与重力荷载代表值效应的组合,（2）竖向荷载效应，包括全部恒荷载与活荷载的组合,5.5 框架结构设计例题,
