多層鋼筋混凝土框架的抗震設(shè)計(jì)

第十七章

多層鋼筋混凝土框架的抗震設(shè)計(jì)第一節(jié)框架抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定第二節(jié)框架截面的抗震設(shè)計(jì)第三節(jié)縱向鋼筋的錨固和連接第四節(jié)抗震框架的一般構(gòu)造要求第一節(jié)框架抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定一、結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)二、抗震縫設(shè)置三、結(jié)構(gòu)布置原則四、截面尺寸選擇一、結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)1.鋼筋混凝土房屋應(yīng)根據(jù)烈度、房屋高度和結(jié)構(gòu)類型采用不同的抗震等級(jí)。抗震等緞分為一、二、三、四共4級(jí)。2.丙類建筑的框架結(jié)構(gòu)其抗震等級(jí)規(guī)定如下表。3.對(duì)甲、乙、丁類建筑，按相應(yīng)的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和表確定抗震等級(jí)。4.裙房與主樓相連時(shí)，除應(yīng)按裙房本身確定抗震等級(jí)外，尚不應(yīng)低于主樓的抗筋等級(jí)；裙房與主樓分離時(shí)，按裙房本身確定抗震等級(jí)。二、抗震縫設(shè)置1.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)應(yīng)避免采用不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)方案，不設(shè)防震縫。2.當(dāng)需要設(shè)置防震縫時(shí)，框架結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度與高度有關(guān)。當(dāng)高度不超過15m時(shí)，可采用70mm；超過15m時(shí)、6、7、8、9度相應(yīng)每增加高度5、4、和2m時(shí)加寬20mm。3.對(duì)于8、9度的框架結(jié)構(gòu)房屋，當(dāng)防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)高度、剛度或?qū)痈呦嗖钶^大時(shí)，可在縫兩側(cè)房屋的盡端沿全高設(shè)置垂直于防震縫的抗撞墻（每一側(cè)抗撞墻的數(shù)量不少于兩道，并宜分別對(duì)稱布置，墻肢長(zhǎng)度可不大于一個(gè)柱距）。三、結(jié)構(gòu)布置原則1.框架結(jié)構(gòu)的平面布置和沿高度方向的布置原則應(yīng)符合“規(guī)則結(jié)構(gòu)”的規(guī)定。2.框架應(yīng)雙向設(shè)置，梁中線與柱中線之間的偏心距不宜大于柱寬的l／4。3.框架結(jié)構(gòu)中的填充墻在平面和豎向的布置宜均勻?qū)ΨQ，砌體填充墻宜與柱脫開或采用柔性連接。4.砌體砂漿強(qiáng)度不低于M5，墻頂與框架梁密切結(jié)合；墻中沿框架柱全高設(shè)置拉筋。6.墻長(zhǎng)＞5m時(shí)，墻頂宜與框架梁有拉結(jié)。7.墻長(zhǎng)超過層高2倍，宜設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱。8.墻高超過4m時(shí)，墻體半高宜設(shè)置與柱連接，且沿墻全長(zhǎng)貫通的鋼筋混凝土水平系梁。四、截面尺寸選擇1.梁的截面尺寸梁的截面寬度不宜小于200mm；截面高寬比不宜大于4；凈跨與截面高度之比不宜小于4。2.柱的截面尺寸柱的截面寬度和高度均不宜小于300mm；圓柱直徑不宜小于350mm；截面長(zhǎng)邊與短的邊長(zhǎng)比不宜大于3；剪跨比宜大于2；柱的截面尺寸需滿足柱的軸壓比的要求。（軸壓比是指柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值N與柱的全截面面積A和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc的乘積的比值，即

uN=N/fcA。第二節(jié)框架截面的抗震設(shè)計(jì)一、抗震框架的一般設(shè)計(jì)原則二、地震作用計(jì)算三、框架在水平地震作用下的內(nèi)力和側(cè)移四、荷載效應(yīng)基本組合五、框架截面抗震驗(yàn)算一、抗震框架的一般設(shè)計(jì)原則1.強(qiáng)柱弱梁原則梁端受拉鋼筋的屈服先于柱端受拉鋼筋的屈服；2.強(qiáng)剪弱彎原則構(gòu)件的抗剪承載能力應(yīng)高于該構(gòu)件的抗彎承載能力；3.強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固原則強(qiáng)節(jié)點(diǎn)——抗剪驗(yàn)算，在節(jié)點(diǎn)區(qū)配置足夠的箍筋，并保證混凝土的強(qiáng)度及密實(shí)性；強(qiáng)錨固——處理好縱向鋼筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)的錨固構(gòu)造。二、地震作用計(jì)算1.多層框架結(jié)構(gòu)在一般情況下應(yīng)沿兩個(gè)主軸方向分布考慮水平地震作用，各方向的水平地震作用應(yīng)全部由該方向的抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān)。2.對(duì)高度不超過40m，以剪切變形為主，且剛度與質(zhì)量沿高度分布比較均勻的框架結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法計(jì)算水平地震作用。三、框架在水平地震作用下

的內(nèi)力和側(cè)移采用D值法計(jì)算框架內(nèi)力和側(cè)移四、荷載效應(yīng)基本組合合1.無地震作用用組合：S=γGSGK+ψQγQSQK+ψWγWSWk式中:S—無地震組合時(shí)荷載載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)計(jì)值；SGK—永久荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值；SQk—樓面活荷載效應(yīng)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值；SWK—風(fēng)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值值；γG、γQ、γW—分別為永久荷載、、樓面活荷載、風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)；；ψQ、ψW—分別為樓面活荷載載和風(fēng)荷載組合值值系數(shù)。荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)按按下列規(guī)定采用：：1)承載力計(jì)算時(shí)：①永久荷載的分項(xiàng)系系數(shù)γG：當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不不利時(shí)：對(duì)由可變荷載效應(yīng)應(yīng)控制的組合應(yīng)取取1.2；對(duì)由永久荷載效應(yīng)應(yīng)控制的組合應(yīng)取取1.35。當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有有利時(shí)，應(yīng)取1.0；②樓面活荷載的分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)γQ：一般情況下應(yīng)取1.4；③風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)數(shù)γW：應(yīng)取1．4。2)位移計(jì)算時(shí)：：公式中各分項(xiàng)系數(shù)數(shù)均應(yīng)取1.0。。2.有地震作用用組合時(shí)：；SE=γGSGE+γEhSEhk+γEvSEvk+ψWγWSWk式中：SE—荷載效應(yīng)應(yīng)和地震震作用效效應(yīng)組合合的設(shè)計(jì)計(jì)值；SGE—重力荷載載代表值值的效應(yīng)應(yīng)[重力力荷載代代表值包包括下列列荷載：：100％自重重標(biāo)準(zhǔn)值值，50％雪荷荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值，50％～～80％％樓面活活荷載(在書庫(kù)庫(kù)及檔案案庫(kù)中取取80％％樓面活活荷載)]；SEhk—水平地震震作用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值的的效應(yīng)，，尚應(yīng)乘乘以相應(yīng)應(yīng)的增大大系數(shù)或或調(diào)整系系數(shù)；SEvk—豎向地震震作用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值的的效應(yīng)，，尚應(yīng)乘乘以相應(yīng)應(yīng)的增大大系數(shù)或或調(diào)整系系數(shù)；γG—重力荷載載分項(xiàng)系系數(shù)；γW—風(fēng)荷載分分項(xiàng)系數(shù)數(shù)；γEh—水平地震震作用分分項(xiàng)系數(shù)數(shù)；γEv—豎向地震震作用分分項(xiàng)系數(shù)數(shù)；ψW—風(fēng)荷載的的組合值值系數(shù)，，應(yīng)取0.20。有地震作作用效應(yīng)應(yīng)組合時(shí)時(shí)，荷載載效應(yīng)和和地震作作用效應(yīng)應(yīng)的分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)應(yīng)應(yīng)按下列列規(guī)定采采用：1)承載力計(jì)計(jì)算時(shí)，分項(xiàng)系數(shù)數(shù)應(yīng)按下下表采用用。當(dāng)重重力荷載載效應(yīng)對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)承承載力有有利時(shí)，，表中γG不應(yīng)大于于1.0。2)位移計(jì)算算時(shí)，公式中各各分項(xiàng)系系數(shù)均應(yīng)應(yīng)取1.0。五、框架截截面抗震震驗(yàn)算（一）框框架梁1、框架架梁的正正截面受受彎承載載力計(jì)算算1）抗震設(shè)計(jì)計(jì)中的正正截面承承載力計(jì)算直接接采用靜靜載作用用下的承載載力計(jì)算算公式：：MEMuE/RE=Mu/RE（或REMEMu）2）框架梁梁梁端截面面的底部部和頂部部縱向受受力鋼筋筋截面面積的比比值，除除按計(jì)算算確定外外。一級(jí)抗震震等級(jí)As/As≥0.5；；二、三級(jí)級(jí)抗震等等級(jí)As/As≥0.3。?！嗫蚣芰簝蓛啥耍ㄖеё孛婷妫┍仨氻毷请p筋筋截面。。3）承載力計(jì)計(jì)算公式式得到名義壓區(qū)高度為：

由平衡條件X=0：由另一極極限狀態(tài)態(tài)平衡條條件M|As=0：不考慮地地震作用用時(shí)：考慮地震震作用時(shí)時(shí)：1——等效矩形形應(yīng)力圖圖形系數(shù)數(shù)，當(dāng)混混凝土強(qiáng)強(qiáng)度等級(jí)級(jí)不超過C50時(shí)，取為為1.0；當(dāng)混混凝土強(qiáng)強(qiáng)度等級(jí)級(jí)為C80時(shí)，取為為0.94，其其間按線線性內(nèi)插插；RE——承載力抗抗震調(diào)整整系數(shù)，，由表2—15選用；；Mbmax——由荷載效效應(yīng)組合合得到的的最大彎彎矩設(shè)計(jì)計(jì)值。2、框架架梁斜截截面受剪剪承載力力計(jì)算1）抗震設(shè)計(jì)計(jì)中采用用與非抗抗震設(shè)計(jì)計(jì)中不同同的斜截截面受剪剪承載力計(jì)計(jì)算公式式（R=Vu=Vc+Vs；RE=VuE=0.6Vc+Vs)即：VbVuE/RE=（0.6Vc+Vs)/RE或REVb(0.6Vc+Vs)2）承載力計(jì)計(jì)算（抗抗震設(shè)計(jì)計(jì)）一般框架架梁：REVb≤0.42ftbh0+1.25fyvAsvh0/s集中荷載載作用下下(包括括有多種種荷載，，其中集集中荷載載對(duì)節(jié)點(diǎn)邊邊緣產(chǎn)生生的剪力力值占總總剪力值值的75%以上上的情況)的的框架梁梁：REVb≤1.05ftbh0/(+1)+fyvAsvh0/s（二）框框架柱1、柱的的正截面面承載力力計(jì)算公公式：（NENuE/RE=Nu/RE）（對(duì)大偏心心受壓柱柱）2、柱端端彎矩調(diào)調(diào)整——計(jì)算算偏心距距e0時(shí)1）按“強(qiáng)柱弱弱梁”要求調(diào)整整“強(qiáng)柱弱梁”要求：柱端彎矩放大Mc倍靜力平衡條件：Muc0+Mdc0=Mbl+Mbr

9度和一一級(jí)框架架尚應(yīng)滿滿足：Mc1.2Mbu∑Mc——同一節(jié)點(diǎn)上下下柱端截面設(shè)設(shè)計(jì)彎矩之和和；∑Mb——同一節(jié)點(diǎn)左右右梁端截面設(shè)計(jì)彎矩矩之和；∑Mbu——同一節(jié)點(diǎn)左右右梁端截面抗抗彎承載力之之和。mc——強(qiáng)柱系數(shù)；對(duì)一、二、三三級(jí)抗震等級(jí)級(jí)，M分別為1.4、1.2、1.1。頂層柱及軸壓壓比小于0.15的柱，彎矩可可以不調(diào)整。。2）按“強(qiáng)底層柱””要求調(diào)整抗震設(shè)計(jì)時(shí)，，一、二、三三級(jí)框架結(jié)構(gòu)構(gòu)底層柱下端端截面彎矩設(shè)計(jì)值值，應(yīng)按考慮慮地震作用組組合的彎矩設(shè)設(shè)計(jì)值分別乘以增增大系數(shù)1.5、1.25和1.15。計(jì)算偏心距e0=M/N時(shí)，采用按““強(qiáng)柱弱梁””、“強(qiáng)底層層柱”要求調(diào)整整后的柱端彎彎矩Mc。3、柱正截面面構(gòu)造規(guī)定抗震結(jié)構(gòu)中柱柱截面最小含含鋼率（%））柱類型抗震等級(jí)非抗震一級(jí)二級(jí)三級(jí)四級(jí)框架中柱、邊柱1.00.80.70.60.6框架角柱、框支柱1.21.00.90.80.64、柱的斜截截面承載力1）計(jì)算公式式：（VEVuE/RE，VuE=0.6Vc+Vs)即：Vb=VuE/RE=（0.6Vc+Vs)/RE軸力為壓力：軸力為拉力：Vc——設(shè)計(jì)剪力（取取按以下要求求調(diào)整后的值值）；——框架架柱的剪跨比比，＝M／(Vhc0)；設(shè)計(jì)時(shí)可近似似取=Hc0／(2hc)，(Hc0為柱凈高)，，當(dāng)>3時(shí)，取=3，當(dāng)<1時(shí)取=1。N——為與設(shè)計(jì)剪力力相應(yīng)的軸向向壓力；對(duì)極短柱(Hc0／hc<3)，驗(yàn)算時(shí)要求：：當(dāng)N>0.3fcbchc0時(shí)，取N=0.3fcbchc0。當(dāng)N為拉力時(shí)，公公式右端不小小于(fyvAsvhc0／s)/Re，且此值不小于0.36fcbchc0。2）剪力調(diào)整整（1）按柱“強(qiáng)剪弱彎””要求調(diào)整平衡條件：強(qiáng)剪弱彎要求——剪力Vc0放大vc倍，對(duì)一、二、三級(jí)抗震等級(jí)，cv分別為1.4、1.2、1.1。9度和一級(jí)框架尚應(yīng)符合：Mtc、Mbc——由內(nèi)力組合得得到的柱上、、下端的最不不利設(shè)計(jì)彎矩矩；Mtcu、Mbcu——柱上、下端截截面的抗彎承承載力，可按按實(shí)際配筋面積積和材料強(qiáng)度度標(biāo)準(zhǔn)值確定定；（2)“角柱柱”剪力調(diào)整一、二、三級(jí)級(jí)抗震等級(jí)的的框架角柱，，經(jīng)前述調(diào)整整后的剪力設(shè)計(jì)值尚應(yīng)應(yīng)乘以不小于于1.1的增增大系數(shù)。3）柱的構(gòu)斜斜截面構(gòu)造要要求（1）截面尺寸和混混凝土強(qiáng)度：：地震作用時(shí)：：剪跨比大于2的柱Vc0.25cfcbchc0剪跨比不大于于2的柱Vc0.20cfcbchc0地震作用時(shí)：：剪跨比大于2的柱Vc(0.20cfcbchc0)RE剪跨比不大于于2的柱Vc(0.15cfcbchc0)RE（2）柱的軸壓比限限制：結(jié)構(gòu)類型抗震等級(jí)

一

二

三框架0.70.80.9框架一剪力墻框架一核芯筒0.750.850.95框支結(jié)構(gòu)0.60.7—第三節(jié)縱縱向鋼筋的錨錨固和連接一、縱向受拉鋼筋筋的抗震錨固固長(zhǎng)度二、縱向受力鋼筋筋的連接三、鋼筋在梁柱節(jié)節(jié)點(diǎn)區(qū)的錨固固和連接梁、柱鋼筋錨錨固及搭接在抗震設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)，縱向受力力鋼筋的錨固固和搭接長(zhǎng)度度要求比非抗震設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)加大。。（1）縱筋錨錨固要求一、二級(jí)抗抗震等級(jí)laE=1.15la三級(jí)抗震等等級(jí)laE=1.05la四級(jí)抗震等等級(jí)laE=1.00la式中：la為非抗震設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)受拉拉鋼筋的錨錨固長(zhǎng)度。。（2）縱筋筋搭接要求求搭接方法有有搭接接頭頭、機(jī)械接接頭和焊接接接頭；宜優(yōu)先選用用焊接或機(jī)機(jī)械接頭；；當(dāng)采用搭接接接頭時(shí)，，其搭接長(zhǎng)長(zhǎng)度應(yīng)不小小于：llE=laE——鋼筋接頭面積百百分率系數(shù)（=1.2~1.6）。（3）節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼鋼筋錨固非抗震設(shè)計(jì)時(shí)框框架梁縱向鋼筋筋的連接構(gòu)造非抗震設(shè)計(jì)時(shí)框架柱的縱向鋼鋼筋錨固及梁柱柱鋼筋搭接構(gòu)造造抗震設(shè)計(jì)時(shí)框架架梁柱節(jié)點(diǎn)的鋼鋼筋搭接構(gòu)造第四節(jié)抗震震框架的一般構(gòu)構(gòu)造要求一、材料二、框架梁的配筋三、框架柱的配筋一、材料1.混凝土混凝土強(qiáng)度等級(jí)級(jí)不應(yīng)低于C20；對(duì)于一級(jí)抗震等等級(jí)的框架梁、、柱、節(jié)點(diǎn)不應(yīng)應(yīng)低于C30；設(shè)防烈度為8度度時(shí)，混凝土強(qiáng)強(qiáng)度等級(jí)不宜超超過C70；設(shè)防烈度為9度度時(shí)，不宜超過過C60。2.鋼筋普通縱向受力鋼鋼筋宜選用HRB400級(jí)、HRB335級(jí)鋼筋；箍筋宜宜選用HRB335級(jí)、HPB235、HRB400級(jí)鋼筋；對(duì)一、二級(jí)抗震震等級(jí)設(shè)計(jì)的各各類框架中的縱縱向受力鋼筋，，在采用上述普普通鋼筋時(shí)，要要求鋼筋的抗拉拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值對(duì)對(duì)屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)測(cè)值的比不應(yīng)小小于1.25，，屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)測(cè)值對(duì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值的比不應(yīng)大大于1.3。二、框架梁的配筋1.縱向鋼筋筋的配置1）框架梁的縱縱向受拉鋼筋最最小配筋率：縱向受拉鋼筋配配筋率不應(yīng)小于于下表規(guī)定的數(shù)數(shù)值。2）梁端鋼筋：：梁端截面的底部部和頂部縱向受受力鋼筋截面而而積，除滿足計(jì)計(jì)算要求外，其其比值對(duì)一級(jí)抗抗震不小于0.5，二、三級(jí)級(jí)抗震不小于0.3。3）通長(zhǎng)鋼筋：：沿梁全長(zhǎng)頂面和和底面至少應(yīng)各各配置兩根通長(zhǎng)長(zhǎng)的縱向鋼筋。。對(duì)一、二級(jí)抗震震等級(jí)鋼筋直徑徑不應(yīng)小于14mm，且分別不少于梁梁端頂面和底面面縱向受力鋼筋筋中較大截面面面積的l／4；對(duì)三、四級(jí)抗震震等級(jí)，鋼筋直直徑不小于12mm。2.箍筋1）梁端箍筋加加密區(qū)在框架梁梁端應(yīng)應(yīng)設(shè)置箍筋加密密區(qū)。加密區(qū)長(zhǎng)長(zhǎng)度、箍筋間距距、直徑應(yīng)滿足足上表的要求求、當(dāng)梁端縱向向受拉鋼筋配筋筋率超過2％時(shí)時(shí)，表中箍筋直直徑應(yīng)增大2mm。第一個(gè)箍筋距框框架節(jié)點(diǎn)邊緣不不應(yīng)大于50mm。加密區(qū)長(zhǎng)度內(nèi)的的箍筋肢距：對(duì)對(duì)一級(jí)抗震不宜宜大于200mm和箍筋直徑20倍中較大值；；對(duì)二、三級(jí)抗抗震，不宜大于于250mm和箍筋直徑20倍中較大值；；對(duì)四級(jí)抗震，，不宜大于300mm。2）非加密區(qū)非加密區(qū)的箍筋筋間距不宜大于于加密區(qū)箍筋間間距的2倍。沿梁全長(zhǎng)箍筋的的配筋率不應(yīng)小小于0.3ft/fyv（一級(jí)抗震）、