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1、工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)東南大學(xué)土木學(xué)院 國(guó)家精品課程2 3建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)3.1 結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)3.2 混凝土結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)3.3 砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)3.4 鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)2.1抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震性能抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震性能3.2v 抗震墻在普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中又稱為剪力墻,它是主抗震墻在普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中又稱為剪力墻,它是主要的抗震結(jié)構(gòu)構(gòu)件之一。要的抗震結(jié)構(gòu)構(gòu)件之一。v 抗震墻結(jié)構(gòu)的剛度大,容易滿足小震作用下結(jié)構(gòu)尤其是抗震墻結(jié)構(gòu)的剛度大,容易滿足小震作用下結(jié)構(gòu)尤其是高層建筑結(jié)構(gòu)的位移限值;地震作用下抗震墻結(jié)構(gòu)的變高層建筑結(jié)構(gòu)的位移限值;地震作用下抗震墻結(jié)構(gòu)的變形小,破壞程度
2、低;可以設(shè)計(jì)成延性結(jié)構(gòu),大震時(shí)通過(guò)形小,破壞程度低;可以設(shè)計(jì)成延性結(jié)構(gòu),大震時(shí)通過(guò)連梁和墻肢底部塑性鉸范圍內(nèi)的塑性變形,耗散地震能連梁和墻肢底部塑性鉸范圍內(nèi)的塑性變形,耗散地震能量;量;v 與其他結(jié)構(gòu)(例如框架)同時(shí)使用時(shí),抗震墻結(jié)構(gòu)吸收與其他結(jié)構(gòu)(例如框架)同時(shí)使用時(shí),抗震墻結(jié)構(gòu)吸收大部分地震作用,降低其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震要求。設(shè)防大部分地震作用,降低其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震要求。設(shè)防烈度較高地區(qū)(烈度較高地區(qū)(8度及以上)的高層建筑采用抗震墻結(jié)構(gòu)度及以上)的高層建筑采用抗震墻結(jié)構(gòu),其優(yōu)點(diǎn)更為突出。,其優(yōu)點(diǎn)更為突出。2.13.2抗震墻的分類抗震墻的分類根據(jù)洞口大小和位置以及洞口對(duì)抗震墻的減弱情況根據(jù)
3、洞口大小和位置以及洞口對(duì)抗震墻的減弱情況v 墻肢(整體墻和整體小開口墻)墻肢(整體墻和整體小開口墻)v 聯(lián)肢墻聯(lián)肢墻v 壁式框架壁式框架抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震性能抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震性能2.13.2抗震墻的破壞抗震墻的破壞v 抗震墻是承受壓(拉)、彎、剪的構(gòu)件,其破壞性態(tài)可抗震墻是承受壓(拉)、彎、剪的構(gòu)件,其破壞性態(tài)可以歸納為彎曲破壞、剪切破壞和滑移破壞等幾種形態(tài)。以歸納為彎曲破壞、剪切破壞和滑移破壞等幾種形態(tài)。v 彎曲破壞又分為大偏壓破壞和小偏壓破壞,大偏壓破壞彎曲破壞又分為大偏壓破壞和小偏壓破壞,大偏壓破壞是具有延性的破壞形態(tài),小偏壓破壞的延性很小。是具有延性的破壞形態(tài),小偏壓破壞的延性很小。v
4、剪切破壞又有斜拉破壞、斜壓破壞以及剪壓破壞三種,剪切破壞又有斜拉破壞、斜壓破壞以及剪壓破壞三種,均為脆性破壞。均為脆性破壞。v 滑移破壞分為沿施工縫滑移和錨固破壞兩種,也為脆性滑移破壞分為沿施工縫滑移和錨固破壞兩種,也為脆性破壞。破壞。抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震性能抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震性能2.13.2抗震墻的設(shè)計(jì)原則抗震墻的設(shè)計(jì)原則v 在發(fā)生彎曲破壞之前,不允許發(fā)生斜拉、斜壓或剪壓等在發(fā)生彎曲破壞之前,不允許發(fā)生斜拉、斜壓或剪壓等剪切破壞形式和其他脆性破壞形式。剪切破壞形式和其他脆性破壞形式。v 采用合理的構(gòu)造措施,保證抗震墻具有良好的延性和耗采用合理的構(gòu)造措施,保證抗震墻具有良好的延性和耗能能力。能能力。
5、抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震性能抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震性能2.13.2剪跨比剪跨比:剪跨比(剪跨比( )表示截面上彎矩與剪力的相對(duì)大小,)表示截面上彎矩與剪力的相對(duì)大小,是影響抗震墻破壞形態(tài)的重要因素。是影響抗震墻破壞形態(tài)的重要因素。 時(shí),以彎矩作用為主,容易實(shí)現(xiàn)彎曲破壞,時(shí),以彎矩作用為主,容易實(shí)現(xiàn)彎曲破壞,延性較好;延性較好; 時(shí),很難避免出現(xiàn)剪切斜裂縫,視設(shè)計(jì)措時(shí),很難避免出現(xiàn)剪切斜裂縫,視設(shè)計(jì)措施是否得當(dāng)而可能彎壞,也可能剪壞,按照施是否得當(dāng)而可能彎壞,也可能剪壞,按照“強(qiáng)剪弱彎強(qiáng)剪弱彎”合理設(shè)計(jì),也可能實(shí)現(xiàn)延性尚好的彎剪破壞;合理設(shè)計(jì),也可能實(shí)現(xiàn)延性尚好的彎剪破壞;影響墻肢破壞形態(tài)的因素影響墻肢破壞形
6、態(tài)的因素0/wVhM2/0wVhM1/20wVhM墻肢的抗震設(shè)計(jì)墻肢的抗震設(shè)計(jì)2.13.2剪跨比剪跨比: 的抗震墻,一般都出現(xiàn)剪切破壞。的抗震墻,一般都出現(xiàn)剪切破壞。在一般情況下,懸臂墻的剪跨比可通過(guò)高寬比在一般情況下,懸臂墻的剪跨比可通過(guò)高寬比來(lái) 間 接 表 示 。 剪 跨 比 大 的 懸 臂 墻 表 現(xiàn) 為 高 墻來(lái) 間 接 表 示 。 剪 跨 比 大 的 懸 臂 墻 表 現(xiàn) 為 高 墻 ( ),剪跨比中等的稱為中高墻(),剪跨比中等的稱為中高墻( ),),剪跨比很小的為矮墻(剪跨比很小的為矮墻( )。)。1/0wVhMwwhH /2/wwhH1/wwhH21/wwhH墻肢的抗震設(shè)計(jì)墻肢的
7、抗震設(shè)計(jì)2.13.2軸壓比軸壓比:軸壓比定義為截面軸向平均應(yīng)力與混凝土軸向受壓強(qiáng)度軸壓比定義為截面軸向平均應(yīng)力與混凝土軸向受壓強(qiáng)度的比值(的比值( ),是影響抗震墻破壞形態(tài)的另一個(gè)重要),是影響抗震墻破壞形態(tài)的另一個(gè)重要因素。軸壓比大可能形成小偏心破壞,它的延性較小。因素。軸壓比大可能形成小偏心破壞,它的延性較小。設(shè)計(jì)時(shí)除了需要限制軸壓比數(shù)值外,還需要在抗震墻壓設(shè)計(jì)時(shí)除了需要限制軸壓比數(shù)值外,還需要在抗震墻壓應(yīng)力較大的邊緣配置箍筋,形成約束混凝土以提高混凝應(yīng)力較大的邊緣配置箍筋,形成約束混凝土以提高混凝土邊緣的極限壓應(yīng)變,改善其延性。土邊緣的極限壓應(yīng)變,改善其延性。ccfAN /墻肢的抗震設(shè)計(jì)
8、墻肢的抗震設(shè)計(jì)2.13.21 1、發(fā)生整體屈服機(jī)制、發(fā)生整體屈服機(jī)制彎矩設(shè)計(jì)值彎矩設(shè)計(jì)值為了迫使塑性鉸發(fā)生在抗震墻的底部,以增加結(jié)構(gòu)的變?yōu)榱似仁顾苄糟q發(fā)生在抗震墻的底部,以增加結(jié)構(gòu)的變形和耗能能力,應(yīng)加強(qiáng)抗震墻上部的受彎承載力,同時(shí)形和耗能能力,應(yīng)加強(qiáng)抗震墻上部的受彎承載力,同時(shí)對(duì)底部加強(qiáng)區(qū)采取提高延性的措施。為此,對(duì)底部加強(qiáng)區(qū)采取提高延性的措施。為此,抗震規(guī)范抗震規(guī)范規(guī)定,一級(jí)抗震墻中的底部加強(qiáng)部位及以上一層,應(yīng)按規(guī)定,一級(jí)抗震墻中的底部加強(qiáng)部位及以上一層,應(yīng)按墻肢底部截面組合彎矩設(shè)計(jì)值采用;其他部位,墻肢截墻肢底部截面組合彎矩設(shè)計(jì)值采用;其他部位,墻肢截面的組合彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以增大系數(shù),其
9、值可采用面的組合彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以增大系數(shù),其值可采用1.21.2。墻肢的抗震設(shè)計(jì)墻肢的抗震設(shè)計(jì)2.13.2 底部加強(qiáng)部位的高度,從地下室頂板算起。當(dāng)結(jié)構(gòu)嵌底部加強(qiáng)部位的高度,從地下室頂板算起。當(dāng)結(jié)構(gòu)嵌固于基礎(chǔ)頂時(shí),底部加強(qiáng)部位尚宜向下延伸到地下部分固于基礎(chǔ)頂時(shí),底部加強(qiáng)部位尚宜向下延伸到地下部分的嵌固端。的嵌固端。 一般抗震墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的高度可取墻肢總高度一般抗震墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的高度可取墻肢總高度的的1/101/10和底部?jī)蓪佣叩妮^大值。和底部?jī)蓪佣叩妮^大值。 房屋高度不大于房屋高度不大于24m24m時(shí),可取底部一層。時(shí),可取底部一層。墻肢的抗震設(shè)計(jì)墻肢的抗震設(shè)計(jì)v 由試驗(yàn)可知,
10、一般情況下,塑性鉸發(fā)展高度為墻底截面由試驗(yàn)可知,一般情況下,塑性鉸發(fā)展高度為墻底截面以上墻肢高度以上墻肢高度 的范圍。為安全起見,設(shè)計(jì)抗震墻時(shí)將的范圍。為安全起見,設(shè)計(jì)抗震墻時(shí)將加強(qiáng)部位適當(dāng)擴(kuò)大。因此,規(guī)范規(guī)定,抗震墻底部加強(qiáng)加強(qiáng)部位適當(dāng)擴(kuò)大。因此,規(guī)范規(guī)定,抗震墻底部加強(qiáng)部位的范圍應(yīng)符合下列規(guī)定:部位的范圍應(yīng)符合下列規(guī)定:wh2.13.22 2、強(qiáng)剪弱彎,盡量先發(fā)生剪切破壞、強(qiáng)剪弱彎,盡量先發(fā)生剪切破壞v (1 1)剪力設(shè)計(jì)值)剪力設(shè)計(jì)值 對(duì)于抗震墻底部加強(qiáng)部位,抗震規(guī)范規(guī)定,其截面組合的對(duì)于抗震墻底部加強(qiáng)部位,抗震規(guī)范規(guī)定,其截面組合的剪力設(shè)計(jì)值,當(dāng)一、二、三級(jí)抗震時(shí)應(yīng)乘以下列增大系數(shù)剪力
11、設(shè)計(jì)值,當(dāng)一、二、三級(jí)抗震時(shí)應(yīng)乘以下列增大系數(shù),以防止墻底塑性鉸區(qū)在彎曲破壞前發(fā)生剪切脆性破壞,以防止墻底塑性鉸區(qū)在彎曲破壞前發(fā)生剪切脆性破壞,即通過(guò)增大墻底剪力的方法來(lái)滿足即通過(guò)增大墻底剪力的方法來(lái)滿足“強(qiáng)剪弱彎強(qiáng)剪弱彎”的要求;的要求;四級(jí)抗震時(shí),可不乘增大系數(shù)。四級(jí)抗震時(shí),可不乘增大系數(shù)。 一、二、三級(jí)的抗震墻底部加強(qiáng)部位一、二、三級(jí)的抗震墻底部加強(qiáng)部位 墻肢的抗震設(shè)計(jì)墻肢的抗震設(shè)計(jì)wvwVV2.13.29 9度尚應(yīng)符合下式要求度尚應(yīng)符合下式要求式中式中 抗震墻底部實(shí)配的正截面抗震承載力所對(duì)應(yīng)抗震墻底部實(shí)配的正截面抗震承載力所對(duì)應(yīng) 的彎矩值,可根據(jù)實(shí)際配筋面積和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和軸向的彎矩
12、值,可根據(jù)實(shí)際配筋面積和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和軸向力并考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)等等確定;有翼墻時(shí)應(yīng)計(jì)入力并考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)等等確定;有翼墻時(shí)應(yīng)計(jì)入兩側(cè)各兩側(cè)各1 1倍翼墻厚度范圍內(nèi)的縱向鋼筋;倍翼墻厚度范圍內(nèi)的縱向鋼筋; 剪力增大系數(shù),一級(jí)取剪力增大系數(shù),一級(jí)取1.61.6,二級(jí)取,二級(jí)取1.41.4,三,三級(jí)取級(jí)取1.21.2;墻肢的抗震設(shè)計(jì)墻肢的抗震設(shè)計(jì)1.1wuawMVVMwuaMvw2.13.2v (2)剪壓比限制)剪壓比限制 墻肢截面的剪壓比是截面的平均剪應(yīng)力與混凝土軸心抗壓墻肢截面的剪壓比是截面的平均剪應(yīng)力與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度的比值。試驗(yàn)表明,墻肢的剪壓比超過(guò)一定值時(shí),將強(qiáng)度的比值。
13、試驗(yàn)表明,墻肢的剪壓比超過(guò)一定值時(shí),將較早出現(xiàn)斜裂縫,增加橫向鋼筋并不能有效提高其受剪承較早出現(xiàn)斜裂縫,增加橫向鋼筋并不能有效提高其受剪承載力,很可能在橫向鋼筋未屈服的情況下,墻肢混凝土發(fā)載力,很可能在橫向鋼筋未屈服的情況下,墻肢混凝土發(fā)生斜壓破壞,或發(fā)生受彎鋼筋屈服后的剪切破壞。為了避生斜壓破壞,或發(fā)生受彎鋼筋屈服后的剪切破壞。為了避免這些破壞,應(yīng)按下列公式限制墻肢剪壓比,剪跨比較小免這些破壞,應(yīng)按下列公式限制墻肢剪壓比,剪跨比較小的墻(矮墻),限制更加嚴(yán)格。限制剪壓比實(shí)際上是要求的墻(矮墻),限制更加嚴(yán)格。限制剪壓比實(shí)際上是要求抗震墻墻肢的截面達(dá)到一定厚度??拐饓χ慕孛孢_(dá)到一定厚度。墻
14、肢的抗震設(shè)計(jì)墻肢的抗震設(shè)計(jì)2.13.2 有地震作用組合時(shí),當(dāng)剪跨比大于有地震作用組合時(shí),當(dāng)剪跨比大于2.5時(shí)。時(shí)。 當(dāng)剪跨比當(dāng)剪跨比不大于不大于2.5時(shí)時(shí))20. 0(10wwccREhbfV)15. 0(10wwccREhbfV式中,式中,V為墻肢端部截面組合的剪力設(shè)計(jì)值;為墻肢端部截面組合的剪力設(shè)計(jì)值; 為計(jì)算截面處的剪跨比為計(jì)算截面處的剪跨比; ,M和和V取未調(diào)整的彎矩和剪力計(jì)算值。取未調(diào)整的彎矩和剪力計(jì)算值。wVhM墻肢的抗震設(shè)計(jì)墻肢的抗震設(shè)計(jì)2.13.2v (3)斜截面受剪承載力計(jì)算)斜截面受剪承載力計(jì)算 抗震墻的斜截面受剪承載力包括墻肢混凝土、橫向鋼筋和抗震墻的斜截面受剪承載力包括
15、墻肢混凝土、橫向鋼筋和軸向力的影響等三方面的抗剪作用。試驗(yàn)表明,反復(fù)荷載軸向力的影響等三方面的抗剪作用。試驗(yàn)表明,反復(fù)荷載作用下,抗震墻的抗剪性能比靜載下的抗剪性能降低作用下,抗震墻的抗剪性能比靜載下的抗剪性能降低1520。 偏心受壓墻肢斜截面受剪承載力計(jì)算公式:偏心受壓墻肢斜截面受剪承載力計(jì)算公式: 偏心受拉墻肢斜截面受剪承載力計(jì)算公式:偏心受拉墻肢斜截面受剪承載力計(jì)算公式:墻肢的抗震設(shè)計(jì)墻肢的抗震設(shè)計(jì)008 . 0)1 . 04 . 0(5 . 011wshwwwtREwhsAAANhbfV008 . 0)1 . 0-4 . 0(5 . 011wshwwwtREwhsAAANhbfV2.1
16、3.2v (4)抗震墻水平施工縫的受剪承載力驗(yàn)算)抗震墻水平施工縫的受剪承載力驗(yàn)算 抗震墻的施工,是分層澆筑混凝土的,因而層間留有水平抗震墻的施工,是分層澆筑混凝土的,因而層間留有水平施工縫。唐山地震災(zāi)害調(diào)查和抗震墻結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)表明,施工縫。唐山地震災(zāi)害調(diào)查和抗震墻結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)表明,水平施工縫在地震中容易開裂,為避免墻體受剪后沿水平水平施工縫在地震中容易開裂,為避免墻體受剪后沿水平施工縫滑移,應(yīng)驗(yàn)算水平施工縫受剪承載力。施工縫滑移,應(yīng)驗(yàn)算水平施工縫受剪承載力。 按一級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)的抗震墻水平施工縫處豎向鋼筋的截按一級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)的抗震墻水平施工縫處豎向鋼筋的截面面積應(yīng)符合下列要求:面面積應(yīng)符合
17、下列要求:當(dāng)當(dāng)N為軸向壓力時(shí)為軸向壓力時(shí)當(dāng)當(dāng)N為軸向拉力時(shí)為軸向拉力時(shí)墻肢的抗震設(shè)計(jì)墻肢的抗震設(shè)計(jì))8 . 06 . 0(1NAfVsyREw)8 . 06 . 0(1NAfVsyREw2.13.23、偏心受壓承載力計(jì)算、偏心受壓承載力計(jì)算 抗震墻墻肢在豎向荷載和水平荷載作用下屬偏心受力構(gòu)件抗震墻墻肢在豎向荷載和水平荷載作用下屬偏心受力構(gòu)件,它與普通偏心受力柱的區(qū)別在于截面高度大、寬度小,它與普通偏心受力柱的區(qū)別在于截面高度大、寬度小,有均勻的分布鋼筋。因此,截面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮分布鋼筋的有均勻的分布鋼筋。因此,截面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮分布鋼筋的影響并進(jìn)行平面外的穩(wěn)定驗(yàn)算。影響并進(jìn)行平面外的穩(wěn)定驗(yàn)算。 偏
18、心受壓墻肢可分為大偏壓和小偏壓兩種情況。當(dāng)發(fā)生大偏心受壓墻肢可分為大偏壓和小偏壓兩種情況。當(dāng)發(fā)生大偏壓破壞時(shí),位于受壓區(qū)和受拉區(qū)的分布鋼筋都可能屈服偏壓破壞時(shí),位于受壓區(qū)和受拉區(qū)的分布鋼筋都可能屈服。但在受壓區(qū),考慮倒分布鋼筋直徑小,受壓易屈曲,因。但在受壓區(qū),考慮倒分布鋼筋直徑小,受壓易屈曲,因此設(shè)計(jì)中可不考慮其作用。受拉區(qū)靠近中和軸附近的分布此設(shè)計(jì)中可不考慮其作用。受拉區(qū)靠近中和軸附近的分布鋼筋,其拉應(yīng)力較小,可不考慮,而設(shè)計(jì)中僅考慮距受壓鋼筋,其拉應(yīng)力較小,可不考慮,而設(shè)計(jì)中僅考慮距受壓區(qū)邊緣區(qū)邊緣1.5x(x為截面受壓區(qū)高度)以外的受拉分布鋼筋屈為截面受壓區(qū)高度)以外的受拉分布鋼筋屈服
19、服。 墻肢的抗震設(shè)計(jì)墻肢的抗震設(shè)計(jì)2.13.2 當(dāng)發(fā)生小偏壓破壞時(shí),墻肢截面大部分或全部受壓,因此當(dāng)發(fā)生小偏壓破壞時(shí),墻肢截面大部分或全部受壓,因此可認(rèn)為所有分布鋼筋均受壓易屈曲或部分受拉但應(yīng)變很小可認(rèn)為所有分布鋼筋均受壓易屈曲或部分受拉但應(yīng)變很小而忽略其作用,故設(shè)計(jì)時(shí)可不考慮分布筋的作用,即小偏而忽略其作用,故設(shè)計(jì)時(shí)可不考慮分布筋的作用,即小偏壓墻肢的計(jì)算方法與小偏壓柱完全相同,但需驗(yàn)算墻體平壓墻肢的計(jì)算方法與小偏壓柱完全相同,但需驗(yàn)算墻體平面外的穩(wěn)定。大、小偏壓墻肢的判別可采用與大、小偏壓面外的穩(wěn)定。大、小偏壓墻肢的判別可采用與大、小偏壓柱完全相同的判別方法。柱完全相同的判別方法。墻肢的抗
20、震設(shè)計(jì)墻肢的抗震設(shè)計(jì)2.13.24、偏心受拉承載力計(jì)算、偏心受拉承載力計(jì)算 偏心受拉墻肢分為大偏拉和小偏拉兩種情況。當(dāng)發(fā)生大偏偏心受拉墻肢分為大偏拉和小偏拉兩種情況。當(dāng)發(fā)生大偏拉破壞時(shí),其受力和破壞特征同大偏壓,故可采用大偏壓拉破壞時(shí),其受力和破壞特征同大偏壓,故可采用大偏壓的計(jì)算方法;當(dāng)發(fā)生小偏拉破壞時(shí),墻肢全截面受拉,混的計(jì)算方法;當(dāng)發(fā)生小偏拉破壞時(shí),墻肢全截面受拉,混凝土不參與工作,其抗側(cè)能力和耗能能力都很差,不利于凝土不參與工作,其抗側(cè)能力和耗能能力都很差,不利于抗震,因此應(yīng)避免使用??拐?,因此應(yīng)避免使用。墻肢的抗震設(shè)計(jì)墻肢的抗震設(shè)計(jì)2.13.25限制墻肢軸壓比,保證墻肢的延性限制墻肢
21、軸壓比,保證墻肢的延性v 為了保證抗震墻的延性,避免截面上的受壓區(qū)高度過(guò)大為了保證抗震墻的延性,避免截面上的受壓區(qū)高度過(guò)大而出現(xiàn)小偏壓情況,應(yīng)當(dāng)控制抗震墻加強(qiáng)區(qū)截面的相對(duì)而出現(xiàn)小偏壓情況,應(yīng)當(dāng)控制抗震墻加強(qiáng)區(qū)截面的相對(duì)受壓區(qū)高度,抗震墻截面受壓區(qū)高度與截面形狀有關(guān),受壓區(qū)高度,抗震墻截面受壓區(qū)高度與截面形狀有關(guān),實(shí)際工程中抗震墻截面復(fù)雜,設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算受壓區(qū)高度會(huì)實(shí)際工程中抗震墻截面復(fù)雜,設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算受壓區(qū)高度會(huì)增加困難。增加困難。墻肢的抗震設(shè)計(jì)墻肢的抗震設(shè)計(jì)2.13.2v 為此,我國(guó)規(guī)范采用了簡(jiǎn)化方法,要求限制截面的平為此,我國(guó)規(guī)范采用了簡(jiǎn)化方法,要求限制截面的平均軸壓比。規(guī)范規(guī)定,一、二、三級(jí)抗
22、震等級(jí)的抗震均軸壓比。規(guī)范規(guī)定,一、二、三級(jí)抗震等級(jí)的抗震墻,其重力荷載代表值作用下的軸壓比不宜超過(guò)下表墻,其重力荷載代表值作用下的軸壓比不宜超過(guò)下表的限值。的限值。 墻肢軸壓比限值墻肢軸壓比限值A(chǔ)fNc軸壓比軸壓比一級(jí)(一級(jí)(9度)度)一級(jí)(一級(jí)(8度)度)二、三級(jí)二、三級(jí)注:注:N為重力荷載代表值下抗震墻墻肢的軸向壓力設(shè)計(jì)值;為重力荷載代表值下抗震墻墻肢的軸向壓力設(shè)計(jì)值; A為抗震墻墻肢截面面積。為抗震墻墻肢截面面積。墻肢的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)墻肢的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)2.13.26設(shè)置邊緣構(gòu)件,改善墻肢的延性設(shè)置邊緣構(gòu)件,改善墻肢的延性 v 規(guī)范規(guī)定,抗震墻的墻肢兩端應(yīng)設(shè)置邊緣構(gòu)件,抗
23、震墻規(guī)范規(guī)定,抗震墻的墻肢兩端應(yīng)設(shè)置邊緣構(gòu)件,抗震墻截面兩端設(shè)置邊緣構(gòu)件是提高墻肢端部混凝土極限壓應(yīng)截面兩端設(shè)置邊緣構(gòu)件是提高墻肢端部混凝土極限壓應(yīng)變、改善抗震墻延性的重要措施。變、改善抗震墻延性的重要措施。v 邊緣構(gòu)件分為約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件兩類。約束邊緣構(gòu)件分為約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件兩類。約束邊緣構(gòu)件是指用箍筋約束的暗柱、端柱和翼墻,其箍筋邊緣構(gòu)件是指用箍筋約束的暗柱、端柱和翼墻,其箍筋較多,對(duì)混凝土的約束較強(qiáng);構(gòu)造邊緣構(gòu)件的箍筋較少較多,對(duì)混凝土的約束較強(qiáng);構(gòu)造邊緣構(gòu)件的箍筋較少,對(duì)混凝土約束較差或沒有約束。,對(duì)混凝土約束較差或沒有約束。墻肢的抗震設(shè)計(jì)墻肢的抗震設(shè)計(jì)2.13.2
24、v 當(dāng)軸壓比較小時(shí),即使在墻端部不設(shè)約束邊緣構(gòu)件,抗當(dāng)軸壓比較小時(shí),即使在墻端部不設(shè)約束邊緣構(gòu)件,抗震墻也具有較好的延性和耗能能力;而當(dāng)軸壓比超過(guò)一震墻也具有較好的延性和耗能能力;而當(dāng)軸壓比超過(guò)一定值時(shí),不設(shè)約束邊緣構(gòu)件的抗震墻,其延性和耗能能定值時(shí),不設(shè)約束邊緣構(gòu)件的抗震墻,其延性和耗能能力降低。因此,規(guī)范提出了根據(jù)不同的軸壓比采用不同力降低。因此,規(guī)范提出了根據(jù)不同的軸壓比采用不同邊緣構(gòu)件的規(guī)定。邊緣構(gòu)件的規(guī)定。墻肢的抗震設(shè)計(jì)墻肢的抗震設(shè)計(jì)2.13.2v 規(guī)范規(guī)定,一、二和三級(jí)抗震墻底部加強(qiáng)部位及相鄰的規(guī)范規(guī)定,一、二和三級(jí)抗震墻底部加強(qiáng)部位及相鄰的上一層應(yīng)按規(guī)定設(shè)置約束邊緣構(gòu)件,以提供足
25、夠的約束上一層應(yīng)按規(guī)定設(shè)置約束邊緣構(gòu)件,以提供足夠的約束,但墻肢底截面在重力荷載代表值作用下的軸壓比小于,但墻肢底截面在重力荷載代表值作用下的軸壓比小于下表的規(guī)定值時(shí)可按規(guī)定設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件,以提供適下表的規(guī)定值時(shí)可按規(guī)定設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件,以提供適度約束。度約束??拐饓υO(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件的最大軸壓比抗震等級(jí)(設(shè)防烈度)抗震等級(jí)(設(shè)防烈度)一級(jí)(一級(jí)(9度)度)一級(jí)(一級(jí)(7、8度)度)二、三級(jí)二、三級(jí)軸壓比軸壓比墻肢的抗震設(shè)計(jì)墻肢的抗震設(shè)計(jì)v 一、二和三級(jí)級(jí)抗震設(shè)計(jì)抗震墻的其他部位以及四級(jí)抗一、二和三級(jí)級(jí)抗震設(shè)計(jì)抗震墻的其他部位以及四級(jí)抗震設(shè)計(jì)和非抗震設(shè)計(jì)的抗震墻墻肢端部均應(yīng)按
26、要求設(shè)置震設(shè)計(jì)和非抗震設(shè)計(jì)的抗震墻墻肢端部均應(yīng)按要求設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件構(gòu)造邊緣構(gòu)件. .2.13.27控制墻肢截面尺寸,避免過(guò)早剪切破壞控制墻肢截面尺寸,避免過(guò)早剪切破壞 墻肢截面厚度,除了應(yīng)滿足承載力的要求外,還要滿足穩(wěn)墻肢截面厚度,除了應(yīng)滿足承載力的要求外,還要滿足穩(wěn)定和避免過(guò)早出現(xiàn)剪切斜裂縫的要求。通常把穩(wěn)定要求的定和避免過(guò)早出現(xiàn)剪切斜裂縫的要求。通常把穩(wěn)定要求的厚度稱為最小厚度,通過(guò)構(gòu)造要求確定。在實(shí)際結(jié)構(gòu)中,厚度稱為最小厚度,通過(guò)構(gòu)造要求確定。在實(shí)際結(jié)構(gòu)中,樓板是抗震墻的側(cè)向支承,可防止抗震墻由于側(cè)向變形而樓板是抗震墻的側(cè)向支承,可防止抗震墻由于側(cè)向變形而失穩(wěn),與抗震墻平面外相交的抗震
27、墻也是側(cè)向支承,也可失穩(wěn),與抗震墻平面外相交的抗震墻也是側(cè)向支承,也可防止抗震墻平面外失穩(wěn)。因此,一般來(lái)說(shuō),抗震墻的最小防止抗震墻平面外失穩(wěn)。因此,一般來(lái)說(shuō),抗震墻的最小厚度由樓層高度控制。厚度由樓層高度控制。墻肢的抗震設(shè)計(jì)墻肢的抗震設(shè)計(jì)2.13.2 規(guī)范規(guī)定,按一、二級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)的抗震墻的截面厚度規(guī)范規(guī)定,按一、二級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)的抗震墻的截面厚度,底部加強(qiáng)部位不宜小于層高或無(wú)支長(zhǎng)度的,底部加強(qiáng)部位不宜小于層高或無(wú)支長(zhǎng)度的1/16,且不應(yīng),且不應(yīng)小于小于200mm;其他部位不宜小于層高或無(wú)支長(zhǎng)度的;其他部位不宜小于層高或無(wú)支長(zhǎng)度的1/20,且不應(yīng)小于且不應(yīng)小于160mm;按三、四級(jí)抗震等級(jí)設(shè)
28、計(jì)的抗震墻的;按三、四級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)的抗震墻的截面厚度,底部加強(qiáng)部位不宜小于層高或無(wú)支長(zhǎng)度的截面厚度,底部加強(qiáng)部位不宜小于層高或無(wú)支長(zhǎng)度的1/20,且不應(yīng)小于,且不應(yīng)小于160mm;其他部位不宜小于層高或無(wú)支長(zhǎng)度;其他部位不宜小于層高或無(wú)支長(zhǎng)度的的1/25,且不應(yīng)小于,且不應(yīng)小于140mm。墻肢的抗震設(shè)計(jì)墻肢的抗震設(shè)計(jì)2.13.28配置分布鋼筋,提高墻肢的受力性能配置分布鋼筋,提高墻肢的受力性能 v 墻肢應(yīng)配置豎向和橫向分布鋼筋,分布鋼筋的作用是多方墻肢應(yīng)配置豎向和橫向分布鋼筋,分布鋼筋的作用是多方面的:抗剪、抗彎、減少收縮裂縫等。試驗(yàn)表明,當(dāng)分布面的:抗剪、抗彎、減少收縮裂縫等。試驗(yàn)表明,當(dāng)
29、分布鋼筋配筋率低于鋼筋配筋率低于0.1時(shí),抗震墻出現(xiàn)脆性破壞;配筋率低時(shí),抗震墻出現(xiàn)脆性破壞;配筋率低于于0.25時(shí),抗震墻會(huì)產(chǎn)生明顯的溫度裂縫。故分布鋼筋除時(shí),抗震墻會(huì)產(chǎn)生明顯的溫度裂縫。故分布鋼筋除應(yīng)滿足承載力計(jì)算要求外,還必須滿足最小配筋率要求。應(yīng)滿足承載力計(jì)算要求外,還必須滿足最小配筋率要求。墻肢的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)墻肢的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)2.13.2聯(lián)肢抗震墻的抗震性能聯(lián)肢抗震墻的抗震性能v 聯(lián)肢抗震墻的抗震性能取決于墻肢的延性、連梁的延性聯(lián)肢抗震墻的抗震性能取決于墻肢的延性、連梁的延性及連梁的剛度和強(qiáng)度。最理想的情況是連梁先于墻肢屈及連梁的剛度和強(qiáng)度。最理想的情況是連梁先于墻肢屈服,且連梁具有
30、足夠的延性,待墻肢底部出鉸以后形成服,且連梁具有足夠的延性,待墻肢底部出鉸以后形成機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。v 數(shù)量眾多的連梁端部塑性鉸既可較多地吸收地震能量,數(shù)量眾多的連梁端部塑性鉸既可較多地吸收地震能量,又能繼續(xù)傳遞彎矩與剪力,而且對(duì)墻肢形成約束彎矩,又能繼續(xù)傳遞彎矩與剪力,而且對(duì)墻肢形成約束彎矩,使其保持足夠的剛度和承載力。墻肢底部的塑性鉸也具使其保持足夠的剛度和承載力。墻肢底部的塑性鉸也具有延性,這樣的聯(lián)肢抗震墻延性最好。有延性,這樣的聯(lián)肢抗震墻延性最好。聯(lián)肢墻的抗震設(shè)計(jì)聯(lián)肢墻的抗震設(shè)計(jì)2.13.2聯(lián)肢抗震墻的抗震性能聯(lián)肢抗震墻的抗震性能v 若連梁的剛度及抗彎承載力較高時(shí),連梁可能不屈服,若連梁的剛
31、度及抗彎承載力較高時(shí),連梁可能不屈服,這使聯(lián)肢墻與墻肢類似,首先在墻底出現(xiàn)塑性鉸并形成這使聯(lián)肢墻與墻肢類似,首先在墻底出現(xiàn)塑性鉸并形成機(jī)構(gòu)。只要墻肢不過(guò)早剪壞,這種破壞仍然屬于有延性機(jī)構(gòu)。只要墻肢不過(guò)早剪壞,這種破壞仍然屬于有延性的彎曲破壞。的彎曲破壞。v 但是與前者相比,耗能集中在墻肢底部鉸上。這種破壞但是與前者相比,耗能集中在墻肢底部鉸上。這種破壞結(jié)構(gòu)不如前者多鉸破壞機(jī)構(gòu)好。結(jié)構(gòu)不如前者多鉸破壞機(jī)構(gòu)好。聯(lián)肢墻的抗震設(shè)計(jì)聯(lián)肢墻的抗震設(shè)計(jì)2.13.2聯(lián)肢抗震墻的抗震性能聯(lián)肢抗震墻的抗震性能v 當(dāng)連梁先遭剪切破壞時(shí),會(huì)使墻肢喪失約束而形成單獨(dú)當(dāng)連梁先遭剪切破壞時(shí),會(huì)使墻肢喪失約束而形成單獨(dú)墻肢。
32、此時(shí),墻肢中的軸力減小,彎矩加大,墻的側(cè)向墻肢。此時(shí),墻肢中的軸力減小,彎矩加大,墻的側(cè)向剛度大大降低。剛度大大降低。v 但是,如果能保持墻肢處于良好的工作狀態(tài),那么結(jié)構(gòu)但是,如果能保持墻肢處于良好的工作狀態(tài),那么結(jié)構(gòu)仍可繼續(xù)承載,直到墻肢屈服形成機(jī)構(gòu)。只要墻肢塑性仍可繼續(xù)承載,直到墻肢屈服形成機(jī)構(gòu)。只要墻肢塑性鉸具有延性,則這種破壞也是屬于延性的彎曲破壞,但鉸具有延性,則這種破壞也是屬于延性的彎曲破壞,但同樣沒有多鉸破壞機(jī)構(gòu)好。同樣沒有多鉸破壞機(jī)構(gòu)好。聯(lián)肢墻的抗震設(shè)計(jì)聯(lián)肢墻的抗震設(shè)計(jì)2.13.2聯(lián)肢抗震墻的抗震性能聯(lián)肢抗震墻的抗震性能v 墻肢剪壞是一種脆性破壞,因而沒有延性或者延性很小,墻肢
33、剪壞是一種脆性破壞,因而沒有延性或者延性很小,應(yīng)予避免。值得注意的是,設(shè)計(jì)中往往由于疏忽,將連梁應(yīng)予避免。值得注意的是,設(shè)計(jì)中往往由于疏忽,將連梁設(shè)計(jì)過(guò)強(qiáng)而引起墻肢破壞。應(yīng)注意,如果連梁較強(qiáng)而形成設(shè)計(jì)過(guò)強(qiáng)而引起墻肢破壞。應(yīng)注意,如果連梁較強(qiáng)而形成整體墻,則應(yīng)與墻肢相類似加強(qiáng)塑性鉸區(qū)的設(shè)計(jì)。整體墻,則應(yīng)與墻肢相類似加強(qiáng)塑性鉸區(qū)的設(shè)計(jì)。v 按按“強(qiáng)墻弱梁強(qiáng)墻弱梁”原則設(shè)計(jì)聯(lián)肢墻,并按原則設(shè)計(jì)聯(lián)肢墻,并按“強(qiáng)剪弱彎強(qiáng)剪弱彎”原則原則設(shè)計(jì)墻肢和連梁,可以得到較為理想的延性聯(lián)肢墻結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)墻肢和連梁,可以得到較為理想的延性聯(lián)肢墻結(jié)構(gòu)。聯(lián)肢墻的抗震設(shè)計(jì)聯(lián)肢墻的抗震設(shè)計(jì)2.13.2雙肢抗震墻的抗震設(shè)計(jì)雙肢抗
34、震墻的抗震設(shè)計(jì)v 通常,雙肢抗震墻在豎向荷載和水平荷載作用下,一個(gè)墻通常,雙肢抗震墻在豎向荷載和水平荷載作用下,一個(gè)墻肢處于偏心受壓狀態(tài),而另一墻肢則處于偏心受拉狀態(tài)。肢處于偏心受壓狀態(tài),而另一墻肢則處于偏心受拉狀態(tài)。試驗(yàn)表明,受拉墻肢開裂后,其剛度降低將導(dǎo)致發(fā)生內(nèi)力試驗(yàn)表明,受拉墻肢開裂后,其剛度降低將導(dǎo)致發(fā)生內(nèi)力重分布,即偏拉墻肢的抗剪能力迅速降低,而偏壓墻肢的重分布,即偏拉墻肢的抗剪能力迅速降低,而偏壓墻肢的內(nèi)力有所加大。為保證墻肢有足夠的承載力,內(nèi)力有所加大。為保證墻肢有足夠的承載力,抗震規(guī)范抗震規(guī)范規(guī)定,當(dāng)任一墻肢全截面平均出現(xiàn)拉應(yīng)力且處于大偏心規(guī)定,當(dāng)任一墻肢全截面平均出現(xiàn)拉應(yīng)力且
35、處于大偏心受拉狀態(tài)時(shí),另一墻肢組合的剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以增大系數(shù)受拉狀態(tài)時(shí),另一墻肢組合的剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以增大系數(shù)1.25。聯(lián)肢墻的抗震設(shè)計(jì)聯(lián)肢墻的抗震設(shè)計(jì)2.13.2連梁的抗震性能連梁的抗震性能v 為了能使聯(lián)肢墻形成理想的多鉸機(jī)構(gòu),具有較大的延性為了能使聯(lián)肢墻形成理想的多鉸機(jī)構(gòu),具有較大的延性,連梁應(yīng)具有良好的抗震性能。連梁與普通梁在截面尺,連梁應(yīng)具有良好的抗震性能。連梁與普通梁在截面尺寸和受力變形等方面有所不同。寸和受力變形等方面有所不同。v 連梁通常是跨度小而梁高大(接近深梁),同時(shí)豎向荷連梁通常是跨度小而梁高大(接近深梁),同時(shí)豎向荷載產(chǎn)生的彎矩和剪力不大,而在水平荷載下與墻肢相互載產(chǎn)生的
36、彎矩和剪力不大,而在水平荷載下與墻肢相互作用產(chǎn)生的約束彎矩與剪力較大,對(duì)剪應(yīng)力十分敏感,作用產(chǎn)生的約束彎矩與剪力較大,對(duì)剪應(yīng)力十分敏感,容易出現(xiàn)斜裂縫。在反復(fù)荷載作用下,連梁易形成交叉容易出現(xiàn)斜裂縫。在反復(fù)荷載作用下,連梁易形成交叉斜裂縫,使混凝土酥裂,延性較差。斜裂縫,使混凝土酥裂,延性較差。聯(lián)肢墻的抗震設(shè)計(jì)聯(lián)肢墻的抗震設(shè)計(jì)2.13.2連梁的抗震性能連梁的抗震性能v 改善連梁延性的主要措施是限制剪壓比和提高配箍數(shù)量改善連梁延性的主要措施是限制剪壓比和提高配箍數(shù)量。限制連梁的平均剪應(yīng)力,實(shí)際上是限制連梁縱筋的配。限制連梁的平均剪應(yīng)力,實(shí)際上是限制連梁縱筋的配筋數(shù)量??绺弑扔。拗朴鷩?yán)格,有時(shí)
37、甚至不能滿足筋數(shù)量??绺弑扔?,限制愈嚴(yán)格,有時(shí)甚至不能滿足彈性計(jì)算所得設(shè)計(jì)彎矩的要求。此時(shí),用加高連梁斷面彈性計(jì)算所得設(shè)計(jì)彎矩的要求。此時(shí),用加高連梁斷面尺寸的做法是不明智的,應(yīng)當(dāng)設(shè)法降低連梁的彎矩,減尺寸的做法是不明智的,應(yīng)當(dāng)設(shè)法降低連梁的彎矩,減小連梁截面高度或提高混凝土等級(jí)。小連梁截面高度或提高混凝土等級(jí)。聯(lián)肢墻的抗震設(shè)計(jì)聯(lián)肢墻的抗震設(shè)計(jì)2.13.2連梁的抗震性能連梁的抗震性能v 連梁降低彎矩后進(jìn)行配筋可以使連梁抗彎承載力降低,連梁降低彎矩后進(jìn)行配筋可以使連梁抗彎承載力降低,較早地出現(xiàn)塑性鉸,并且可以降低梁中的平均剪應(yīng)力,較早地出現(xiàn)塑性鉸,并且可以降低梁中的平均剪應(yīng)力,改善其延性。連梁
38、彎矩降低得愈多,就愈早出現(xiàn)塑性鉸改善其延性。連梁彎矩降低得愈多,就愈早出現(xiàn)塑性鉸,塑性轉(zhuǎn)動(dòng)也會(huì)愈大,對(duì)連梁的延性要求就愈高。所以,塑性轉(zhuǎn)動(dòng)也會(huì)愈大,對(duì)連梁的延性要求就愈高。所以,連梁的彎矩調(diào)幅要適當(dāng),且應(yīng)注意連梁在正常使用荷,連梁的彎矩調(diào)幅要適當(dāng),且應(yīng)注意連梁在正常使用荷載作用下,鋼筋不能屈服。載作用下,鋼筋不能屈服。聯(lián)肢墻的抗震設(shè)計(jì)聯(lián)肢墻的抗震設(shè)計(jì)2.1連梁的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)連梁的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.21 1按強(qiáng)剪弱彎設(shè)計(jì),盡量避免剪切破壞按強(qiáng)剪弱彎設(shè)計(jì),盡量避免剪切破壞 為了實(shí)現(xiàn)連梁的強(qiáng)剪弱彎、推遲剪切破壞,連梁要求按為了實(shí)現(xiàn)連梁的強(qiáng)剪弱彎、推遲剪切破壞,連梁要求按“強(qiáng)剪弱彎強(qiáng)剪弱彎”進(jìn)行設(shè)計(jì)。規(guī)
39、范規(guī)定,有地震作用組合的一、進(jìn)行設(shè)計(jì)。規(guī)范規(guī)定,有地震作用組合的一、二、三級(jí)抗震等級(jí)時(shí),跨高比大于二、三級(jí)抗震等級(jí)時(shí),跨高比大于2.5的連梁的剪力設(shè)計(jì)值的連梁的剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式進(jìn)行調(diào)整:應(yīng)按下式進(jìn)行調(diào)整:GbnrblbvbbVlMMV)( 9度抗震設(shè)計(jì)時(shí)尚應(yīng)符合:度抗震設(shè)計(jì)時(shí)尚應(yīng)符合:GbnrbualbuabVlMMV)( 1 . 12.1連梁的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)連梁的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.22 2控制連梁截面尺寸,避免過(guò)早剪切破壞控制連梁截面尺寸,避免過(guò)早剪切破壞 雖然可以通過(guò)強(qiáng)剪弱彎設(shè)計(jì)使連梁的受彎鋼筋先屈服,但雖然可以通過(guò)強(qiáng)剪弱彎設(shè)計(jì)使連梁的受彎鋼筋先屈服,但是如果截面平均剪應(yīng)力過(guò)大,在受彎鋼筋屈
40、服之后,連梁是如果截面平均剪應(yīng)力過(guò)大,在受彎鋼筋屈服之后,連梁仍會(huì)發(fā)生剪切破壞。此時(shí),箍筋并沒有充分發(fā)揮作用。這仍會(huì)發(fā)生剪切破壞。此時(shí),箍筋并沒有充分發(fā)揮作用。這種剪切破壞可稱為剪切變形破壞,因?yàn)樗⒉皇鞘芗舫休d種剪切破壞可稱為剪切變形破壞,因?yàn)樗⒉皇鞘芗舫休d力不足,而是剪切變形超過(guò)了混凝土變形極限而出現(xiàn)的剪力不足,而是剪切變形超過(guò)了混凝土變形極限而出現(xiàn)的剪壞,有一定延性,屬于彎曲屈服后的剪壞。壞,有一定延性,屬于彎曲屈服后的剪壞。 因此,規(guī)范對(duì)連梁的截面尺寸提出了剪壓比的限制要求,因此,規(guī)范對(duì)連梁的截面尺寸提出了剪壓比的限制要求,對(duì)小跨高比的連梁限制更加嚴(yán)格。對(duì)小跨高比的連梁限制更加嚴(yán)格。
41、2.1連梁的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)連梁的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.22 2控制連梁截面尺寸,避免過(guò)早剪切破壞控制連梁截面尺寸,避免過(guò)早剪切破壞 規(guī)范對(duì)有地震作用組合時(shí),連梁的截面尺寸應(yīng)滿足下列要規(guī)范對(duì)有地震作用組合時(shí),連梁的截面尺寸應(yīng)滿足下列要求:求: 跨高比大于跨高比大于2.5時(shí):時(shí):02 . 01bbccREbhbfV 跨高比不大于跨高比不大于2.5時(shí):時(shí):015. 01bbccREbhbfV式中,式中,Vb為連梁剪力設(shè)計(jì)值;為連梁剪力設(shè)計(jì)值;c為混凝土強(qiáng)度影響系數(shù);為混凝土強(qiáng)度影響系數(shù);bb為連梁截面寬為連梁截面寬度;度;hbo為連梁截面有效高度。為連梁截面有效高度。2.1連梁的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)連梁的抗震設(shè)計(jì)要
42、點(diǎn)3.23 3調(diào)整連梁內(nèi)力,滿足抗震性能要求調(diào)整連梁內(nèi)力,滿足抗震性能要求v 抗震墻在水平荷載作用下,其連梁內(nèi)通常產(chǎn)生很大的剪力抗震墻在水平荷載作用下,其連梁內(nèi)通常產(chǎn)生很大的剪力和彎矩。由于連梁的寬度往往較?。ㄍǔEc墻厚相同),和彎矩。由于連梁的寬度往往較?。ㄍǔEc墻厚相同),這使得連梁的截面尺寸和配筋往往難以滿足設(shè)計(jì)要求,即這使得連梁的截面尺寸和配筋往往難以滿足設(shè)計(jì)要求,即存在連梁截面尺寸不能滿足剪壓比限值、縱向受拉鋼筋超存在連梁截面尺寸不能滿足剪壓比限值、縱向受拉鋼筋超筋、不滿足斜截面受剪承載力要求等問(wèn)題。筋、不滿足斜截面受剪承載力要求等問(wèn)題。v 若加大連梁截面尺寸,則因連梁剛度的增加而導(dǎo)
43、致其內(nèi)力若加大連梁截面尺寸,則因連梁剛度的增加而導(dǎo)致其內(nèi)力也增加。規(guī)范規(guī)定,當(dāng)連梁不滿足剪壓比的限制要求時(shí),也增加。規(guī)范規(guī)定,當(dāng)連梁不滿足剪壓比的限制要求時(shí),可采用下列方法來(lái)處理:可采用下列方法來(lái)處理:2.1連梁的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)連梁的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.2 (1)減小連梁截面高度。)減小連梁截面高度。 (2)加大洞口寬度。)加大洞口寬度。 (2)抗震設(shè)計(jì)的剪力墻中連梁彎矩及剪力可進(jìn)行塑性調(diào))抗震設(shè)計(jì)的剪力墻中連梁彎矩及剪力可進(jìn)行塑性調(diào)幅,以降低其剪力設(shè)計(jì)值。但在內(nèi)力計(jì)算時(shí)已經(jīng)將連梁剛幅,以降低其剪力設(shè)計(jì)值。但在內(nèi)力計(jì)算時(shí)已經(jīng)將連梁剛度進(jìn)行了折減,其調(diào)幅范圍應(yīng)當(dāng)限制或不再繼續(xù)調(diào)幅。當(dāng)度進(jìn)行了折減,其調(diào)
44、幅范圍應(yīng)當(dāng)限制或不再繼續(xù)調(diào)幅。當(dāng)部分連梁降低彎矩設(shè)計(jì)值后,其余部位連梁和墻肢的彎矩部分連梁降低彎矩設(shè)計(jì)值后,其余部位連梁和墻肢的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)相應(yīng)提高。設(shè)計(jì)值應(yīng)相應(yīng)提高。 2.1連梁的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)連梁的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.2 連梁塑性調(diào)幅可采用兩種方法,一是在內(nèi)力計(jì)算前就將連連梁塑性調(diào)幅可采用兩種方法,一是在內(nèi)力計(jì)算前就將連梁剛度進(jìn)行折減(規(guī)范規(guī)定折減系數(shù)不宜小于梁剛度進(jìn)行折減(規(guī)范規(guī)定折減系數(shù)不宜小于0.5);二是);二是在內(nèi)力計(jì)算之后,將連梁彎矩和剪力組合值直接乘以折減在內(nèi)力計(jì)算之后,將連梁彎矩和剪力組合值直接乘以折減系數(shù)。建議一般情況下,連梁調(diào)幅后的彎矩不小于調(diào)幅前系數(shù)。建議一般情況下,連梁調(diào)
45、幅后的彎矩不小于調(diào)幅前彎矩(完全彈性)的彎矩(完全彈性)的 0.8 倍(倍(67 度)和度)和 0.5 倍倍 (89 度度)。在一些由風(fēng)荷載控制設(shè)計(jì)的抗震墻結(jié)構(gòu)中,連梁彎矩)。在一些由風(fēng)荷載控制設(shè)計(jì)的抗震墻結(jié)構(gòu)中,連梁彎矩不宜折減。不宜折減。2.1連梁的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)連梁的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.2 (4)為保證抗震墻)為保證抗震墻“強(qiáng)墻弱梁強(qiáng)墻弱梁”的延的延性要求,當(dāng)聯(lián)肢抗震墻中某幾層連梁的性要求,當(dāng)聯(lián)肢抗震墻中某幾層連梁的彎矩設(shè)計(jì)值超過(guò)其最大受彎承載力時(shí),彎矩設(shè)計(jì)值超過(guò)其最大受彎承載力時(shí),可降低這些部位的連梁彎矩設(shè)計(jì)值,并可降低這些部位的連梁彎矩設(shè)計(jì)值,并將其余部位的連梁彎矩設(shè)計(jì)值相應(yīng)提高將其余部位
46、的連梁彎矩設(shè)計(jì)值相應(yīng)提高,以滿足平衡條件。經(jīng)調(diào)整的連梁彎矩,以滿足平衡條件。經(jīng)調(diào)整的連梁彎矩設(shè)計(jì)值,可均取為最大彎矩連梁調(diào)整前設(shè)計(jì)值,可均取為最大彎矩連梁調(diào)整前彎矩設(shè)計(jì)值的彎矩設(shè)計(jì)值的80,見右圖,必要時(shí)可,見右圖,必要時(shí)可提高墻肢的配筋,以滿足極限平衡條件提高墻肢的配筋,以滿足極限平衡條件。 聯(lián)肢抗震墻聯(lián)肢抗震墻連梁的彎距設(shè)計(jì)值連梁的彎距設(shè)計(jì)值2.1框架框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.21 1框架框架抗震墻的共同工作特性抗震墻的共同工作特性:框架框架抗震墻結(jié)構(gòu)是通過(guò)剛性樓蓋使鋼筋混凝土框架和抗震墻結(jié)構(gòu)是通過(guò)剛性樓蓋使鋼筋混凝土框架和抗震墻協(xié)調(diào)變形共同工作的。抗震
47、墻協(xié)調(diào)變形共同工作的。對(duì)于純框架結(jié)構(gòu),柱軸向變形所引起的傾覆狀的變形影對(duì)于純框架結(jié)構(gòu),柱軸向變形所引起的傾覆狀的變形影響是次要的。由響是次要的。由D D值法可知,框架結(jié)構(gòu)的層間位移與層間值法可知,框架結(jié)構(gòu)的層間位移與層間總剪力成正比,因?qū)娱g剪力自上而下越來(lái)越大,故層間總剪力成正比,因?qū)娱g剪力自上而下越來(lái)越大,故層間位移也是自上而下越來(lái)越大,這與懸臂梁的剪切變形相位移也是自上而下越來(lái)越大,這與懸臂梁的剪切變形相一致,故稱為剪切型變形。一致,故稱為剪切型變形。2.1框架框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.21 1框架框架抗震墻的共同工作特性抗震墻的共同工作特性:對(duì)于純抗震
48、墻結(jié)構(gòu),其在各樓層處的彎矩等于外荷載在對(duì)于純抗震墻結(jié)構(gòu),其在各樓層處的彎矩等于外荷載在該樓面標(biāo)高處的傾覆力矩,該力矩與抗震墻縱向變形的該樓面標(biāo)高處的傾覆力矩,該力矩與抗震墻縱向變形的曲率成正比,其變形曲線凸向原始位移,這與懸臂梁的曲率成正比,其變形曲線凸向原始位移,這與懸臂梁的彎曲變形相一致,故稱為彎曲型變形。彎曲變形相一致,故稱為彎曲型變形。2.1框架框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.21 1框架框架抗震墻的共同工作特性抗震墻的共同工作特性:當(dāng)框架與抗震墻共同作用時(shí),二者變形必須協(xié)調(diào)一致,當(dāng)框架與抗震墻共同作用時(shí),二者變形必須協(xié)調(diào)一致,在下部樓層,抗震墻位移較小;
49、它使得框架必須按彎曲在下部樓層,抗震墻位移較小;它使得框架必須按彎曲型曲線變形,使之趨于減少變形,抗震墻協(xié)助框架工作,型曲線變形,使之趨于減少變形,抗震墻協(xié)助框架工作,外荷載在結(jié)構(gòu)中引起的總剪力將大部分由抗震墻承受;外荷載在結(jié)構(gòu)中引起的總剪力將大部分由抗震墻承受;在上部樓層,抗震墻外傾,而框架內(nèi)收,協(xié)調(diào)變形的結(jié)在上部樓層,抗震墻外傾,而框架內(nèi)收,協(xié)調(diào)變形的結(jié)果是框架協(xié)助抗震墻工作,頂部較小的總剪力主要由框果是框架協(xié)助抗震墻工作,頂部較小的總剪力主要由框架承擔(dān),而抗震墻僅承受來(lái)自框架的負(fù)剪力。架承擔(dān),而抗震墻僅承受來(lái)自框架的負(fù)剪力。2.1框架框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)
50、要點(diǎn)3.21 1框架框架抗震墻的共同工作特性抗震墻的共同工作特性:2.1框架框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.22 2抗震墻的合理數(shù)量:抗震墻的合理數(shù)量:當(dāng)一般來(lái)講,多設(shè)抗震墻可以提高建筑物的抗震性能,當(dāng)一般來(lái)講,多設(shè)抗震墻可以提高建筑物的抗震性能,減輕震害。但是,如果抗震墻超過(guò)了合理的數(shù)量,就會(huì)減輕震害。但是,如果抗震墻超過(guò)了合理的數(shù)量,就會(huì)增加建筑物的造價(jià)。這是因?yàn)殡S著抗震墻的增加,結(jié)構(gòu)增加建筑物的造價(jià)。這是因?yàn)殡S著抗震墻的增加,結(jié)構(gòu)剛度也隨之增大,周期縮短,于是作用于結(jié)構(gòu)的地震力剛度也隨之增大,周期縮短,于是作用于結(jié)構(gòu)的地震力也加大所造成的。這樣,必有一個(gè)合理
51、的抗震墻數(shù)量,也加大所造成的。這樣,必有一個(gè)合理的抗震墻數(shù)量,能兼顧抗震性能和經(jīng)濟(jì)性兩方面的要求。能兼顧抗震性能和經(jīng)濟(jì)性兩方面的要求。2.1框架框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.22 2抗震墻的合理數(shù)量:抗震墻的合理數(shù)量:基于國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),表基于國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),表1 1列出了底層結(jié)構(gòu)截面面積列出了底層結(jié)構(gòu)截面面積(即抗震墻截面面積(即抗震墻截面面積A Aw w和柱截面面積和柱截面面積A Ac c之和)與樓面面積之和)與樓面面積之比之比A Af f、抗震墻截面面積、抗震墻截面面積A Aw w與樓面面積與樓面面積A Af f之比的合理范圍。之比的合理范圍。設(shè)計(jì)條件設(shè)計(jì)
52、條件7度,度,類場(chǎng)地類場(chǎng)地3%5%2%3%8度,度,類場(chǎng)地類場(chǎng)地4%6%3%4%fcwAAA fwAA表表1 底層結(jié)構(gòu)截面面積與樓面面積之比底層結(jié)構(gòu)截面面積與樓面面積之比2.1框架框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.23 3水平地震作用計(jì)算:水平地震作用計(jì)算:對(duì)于規(guī)則的框架對(duì)于規(guī)則的框架抗震墻結(jié)構(gòu),與框架結(jié)構(gòu)相同,作為抗震墻結(jié)構(gòu),與框架結(jié)構(gòu)相同,作為一種近似計(jì)算,本書仍建議采用底部剪力法來(lái)確定計(jì)算一種近似計(jì)算,本書仍建議采用底部剪力法來(lái)確定計(jì)算單元的總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值單元的總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值F FEk、各層的水平地震作用、各層的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值FiFi和頂
53、部附加水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值和頂部附加水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值F Fn。采用頂。采用頂點(diǎn)位移法公式來(lái)計(jì)算框架點(diǎn)位移法公式來(lái)計(jì)算框架抗震墻結(jié)構(gòu)的基本周期,其抗震墻結(jié)構(gòu)的基本周期,其中:結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想位移中:結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想位移u uT(m(m) )應(yīng)為,假想地把集中各層樓應(yīng)為,假想地把集中各層樓層處的重力荷載代表值層處的重力荷載代表值G Gi按等效原則化為均勻水平荷載按等效原則化為均勻水平荷載(q)(q);考慮非結(jié)構(gòu)墻體剛度影響的周期折減系數(shù)采用;考慮非結(jié)構(gòu)墻體剛度影響的周期折減系數(shù)采用0.8。2.1框架框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.24 4內(nèi)力與位移計(jì)算:內(nèi)力
54、與位移計(jì)算:框架框架抗震墻結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的內(nèi)力與位移計(jì)算抗震墻結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的內(nèi)力與位移計(jì)算方法可分為電算法和手算法。采用電算法時(shí),先將框方法可分為電算法和手算法。采用電算法時(shí),先將框架架抗震墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為壁式框架結(jié)構(gòu),然后采用矩振位抗震墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為壁式框架結(jié)構(gòu),然后采用矩振位移法借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算,其計(jì)算結(jié)果較為準(zhǔn)確。手算移法借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算,其計(jì)算結(jié)果較為準(zhǔn)確。手算法,即微分方程法,該方法將所有框架等效為綜合框架,法,即微分方程法,該方法將所有框架等效為綜合框架,所有抗震墻等效為綜合抗震墻,所有連梁等效為綜合連所有抗震墻等效為綜合抗震墻,所有連梁等效為綜合連梁,并把它們移到同一平面內(nèi),通過(guò)自身平面內(nèi)剛度為梁,并把它們移到同一平面內(nèi),通過(guò)自身平面內(nèi)剛度為無(wú)窮大的樓蓋的連結(jié)作用而協(xié)調(diào)變形共同工作。無(wú)窮大的樓蓋的連結(jié)作用而協(xié)調(diào)變形共同工作。2.1框架框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震
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