框架截面設(shè)計(jì)及構(gòu)造

框架截面設(shè)計(jì)及構(gòu)造第1頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五5.3.2活荷載的不利布置1.分跨計(jì)算組合法第2頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五2.最不利荷載位置法第3頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五滿布荷載法：跨中彎矩應(yīng)乘以1.1~1.2的系數(shù).（q<5KN/mm2)分跨滿布法。分層組合法梁柱端彎矩柱軸力第4頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五5.3.3豎向荷載作用下的內(nèi)力調(diào)整彎矩調(diào)幅系數(shù)裝配整體式框架支座彎矩0.7~0.8；現(xiàn)澆框架支座彎矩0.8~0.9?？缰袕澗?.1~1.2調(diào)幅后應(yīng)滿足的條件梁端負(fù)彎矩減小后，應(yīng)滿足靜力平衡條件。彎矩調(diào)幅只對豎向荷載下的內(nèi)力進(jìn)行，水平荷載下的內(nèi)力不調(diào)幅。故應(yīng)先調(diào)幅后組合。第5頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五5.3.4內(nèi)力組合內(nèi)力組合公式

1.2.3.4.5.第6頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五梁內(nèi)力組合表第7頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五柱內(nèi)力組合表第8頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五截面恒載活載1活載2左風(fēng)左震右荷載組合AB左-Mmax+MmaxV跨中M右-Mmax+MmaxV第9頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五5.4抗震結(jié)構(gòu)的延性要求及延性框架5.4.1延性結(jié)構(gòu)及抗震構(gòu)造措施等級1.結(jié)構(gòu)、截面或構(gòu)件的延性第10頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五2.抗震構(gòu)造措施等級設(shè)防烈度6789房屋高度（m）≤30＞30≤30＞30≤30＞30＜25抗震等級四三三二二一一表內(nèi)所有的高度均指室外地面到主要屋面板板頂?shù)母叨龋ú话ň植客怀鑫蓓敳糠郑?。建筑場地為Ⅰ類時(shí)，除6度外可按表內(nèi)降低一度所對應(yīng)的抗震等級采取抗震構(gòu)造措施，但相應(yīng)的計(jì)算要求不應(yīng)降低?？拐鹪O(shè)防類別為甲、乙、丁類的建筑，應(yīng)按抗震規(guī)范第3.1.3條確定設(shè)防烈度。

第11頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五3.鋼筋混凝土延性框架的基本措施：強(qiáng)柱弱梁：塑性鉸應(yīng)盡可能地出現(xiàn)在梁兩端。強(qiáng)剪弱彎：要求框架梁柱在塑性鉸出現(xiàn)前（不會剪壞）、后（不過早剪壞），即要求延性框架梁柱的抗剪承載力大于抗彎承載力。強(qiáng)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)錨固：避免出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)區(qū)破壞及鋼筋的錨固破壞第12頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五5.5框架梁的截面計(jì)算及抗震構(gòu)造要求1.混凝土強(qiáng)度等級要求當(dāng)按一級抗震等級設(shè)計(jì)時(shí)，現(xiàn)澆框架的混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C30，按二~四級抗震等級和非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，不應(yīng)低于C20。梁柱混凝土強(qiáng)度等級相差不宜大于5MPa，如超過時(shí)，梁、柱節(jié)點(diǎn)區(qū)施工時(shí)應(yīng)作專門處理，使節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土強(qiáng)度等級與柱相同。裝配整體式框架的混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C30，其節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土強(qiáng)度等級還宜比柱的混凝土強(qiáng)度等級提高5MPa。第13頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五

2.主梁的截面尺寸主梁的截面高度可按（1/10~1/15）lb確定（lb為主梁的計(jì)算跨度），且不宜大于1/4凈跨。主梁截面的寬度bb不宜小于1/4hb

，且不應(yīng)小于200mm。框架結(jié)構(gòu)疊合主梁的預(yù)制部分截面高度hb1不宜小于1/15lb

，后澆部分的截面高度不宜小于100mm（不包括板面整澆層厚度）。第14頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五

不考慮地震作用組合：考慮地震作用組合：矩形、T形和I形截面的框架梁，其截面尚應(yīng)符合下列要求：第15頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五3.梁的混凝土受壓區(qū)高度有地震荷載組合的梁端箍筋加密區(qū)：一級二、三級其它情況第16頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五4.抗震設(shè)計(jì)的框架梁中縱向受力鋼筋的配置要求縱向受拉鋼筋的最小配筋率，梁端不應(yīng)大于2.5%?？拐鸬燃壷ё缰幸?.400.30二0.300.25三、四0.250.20框架梁不宜采用彎起鋼筋抗剪梁端箍筋加密區(qū)縱向受壓和受拉鋼筋的比值一級二、三級第17頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五框架梁縱向鋼筋應(yīng)伸過邊柱節(jié)點(diǎn)中心線。當(dāng)縱向鋼筋在節(jié)點(diǎn)內(nèi)水平錨固長度不夠時(shí)，應(yīng)沿柱節(jié)點(diǎn)外邊向下彎折，彎折前的水平錨固長度不應(yīng)小于0.45，彎折后的垂直長度不應(yīng)小于15d。5.抗震設(shè)計(jì)的框架梁中縱筋的錨固長度及縱筋伸入中間節(jié)點(diǎn)的錨固要求縱筋的錨固長度一、二級三、四級第18頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五第19頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五6.非抗震設(shè)計(jì)框架梁中縱向受力鋼筋的配置要求縱向受拉鋼筋的最小配筋百分率，支座不應(yīng)小于0.25%，跨中不應(yīng)小于0.20%在梁的跨中上部，至少應(yīng)配2φ12的鋼筋與梁支座的負(fù)筋搭接，搭接長度不宜小于框架梁端節(jié)點(diǎn)處的負(fù)筋應(yīng)伸入邊柱內(nèi)，伸入柱內(nèi)的水平段及垂直段投影長度分別不應(yīng)小于及15d。梁支座截面下部至少應(yīng)有兩根縱向鋼筋伸入柱中，深入支座的總長度不應(yīng)小于，如需向上彎時(shí)，則鋼筋自柱邊到上彎點(diǎn)的水平長度，不應(yīng)小于10d。梁支座截面的負(fù)鋼筋自柱邊緣算起的長度不應(yīng)小于ln/4（ln為該跨主梁的凈跨）第20頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五7.框架梁的剪力設(shè)計(jì)值非抗震設(shè)計(jì)的框架梁及抗震設(shè)計(jì)時(shí)梁端箍筋加密區(qū)以外的梁截面，取考慮水平荷載或地震作用組合的剪力設(shè)計(jì)值。抗震設(shè)計(jì)時(shí)梁端箍筋加密區(qū)的梁截面：9度設(shè)防的各類框架和抗震等級一級

梁支座截面的負(fù)鋼筋自柱邊緣算起的長度不應(yīng)小于ln/4（ln為該跨主梁的凈跨）第21頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五

三級二級一級第22頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五第23頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五符號的含義、框架梁左端或右端按實(shí)配鋼筋面積計(jì)算的正截面抗震承載力所對應(yīng)的彎矩值；應(yīng)分別按順時(shí)針與逆時(shí)針兩方向計(jì)算，并取其較大值。、有地震作用組合時(shí)框架梁左端或右端彎矩設(shè)計(jì)值，應(yīng)取順時(shí)針與逆時(shí)針兩個(gè)方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值之和的較大值；考慮地震作用組合時(shí)的重力荷載代表值產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值，可按簡支梁計(jì)算確定第24頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五8.抗震設(shè)計(jì)時(shí)梁中箍筋的構(gòu)造要求箍筋加密區(qū)范圍：一級框架梁端2倍梁高范圍內(nèi)和二~四級框架梁端1.5倍梁高范圍內(nèi)，箍筋應(yīng)加密，且加密區(qū)長度不應(yīng)小于500mm。加密區(qū)箍筋的數(shù)量：除按受剪承載力計(jì)算外，尚應(yīng)表5-9的要求。第一個(gè)箍筋與節(jié)點(diǎn)邊緣的距離應(yīng)小于或等于50mm。箍筋應(yīng)有135°彎鉤，彎鉤端頭直段長度不應(yīng)小于10d，d為箍筋直徑在箍筋加密范圍內(nèi)的箍筋肢距：一級不宜大于200mm，二、三級不宜大于250mm，四級不宜大于300mm。第25頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五承受地震荷載為主的框架梁一級二級三、四級其它情況沿梁全長箍筋的面積配箍率第26頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五5.6框架柱的截面設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求5.6.1.框架柱的破壞現(xiàn)象地震時(shí)，鋼筋混凝土短柱和角柱破壞嚴(yán)重彎曲破壞：柱頂或柱底產(chǎn)生水平裂縫，受拉鋼筋屈服，受壓區(qū)混凝土壓碎，受壓主筋壓屈。剪切受壓破壞：水平彎曲裂縫斜向發(fā)展形成斜裂縫，如箍筋較強(qiáng)，彎剪壓力作用下壓曲混凝土剪切錯(cuò)動，混凝土擠碎而喪失承載力剪切受拉破壞：剪跨比較小且配箍率較低的構(gòu)件，出現(xiàn)一條寬度較大的主斜裂縫，箍筋屈服，柱子很快被剪壞剪切斜拉破壞：在短柱中，沿對角線出現(xiàn)斜裂縫，箍筋屈服甚至被拉斷，但主筋未屈服粘結(jié)開裂破壞：第27頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五5.6.2.影響框架柱延性的幾個(gè)重要因素剪跨比是影響鋼筋混凝土柱破壞形態(tài)最重要的因素。長柱發(fā)生彎曲破壞、短柱發(fā)生剪切破壞、極短柱發(fā)生剪切斜拉破壞。軸壓比影響鋼筋混凝土柱承載力和延性的一個(gè)重要參數(shù)，軸壓比越大，延性越差剪壓比較大可能較早的發(fā)生剪切破壞。箍筋下一頁第28頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五剪跨比返回第29頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五體積配箍率和含箍特征值螺旋箍方箍返回第30頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五5.6.3框架柱的截面計(jì)算軸壓比要求柱端彎矩框架柱的剪力設(shè)計(jì)值斜截面受剪承載力計(jì)算公式第31頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五1.框架柱的截面尺寸1）框架柱的截面高度hc不宜小于400mm，柱截面的寬度bc不宜小于350mm，(bchc≥350*400).柱凈高與長邊尺寸之比宜大于4。2）矩形截面的框架柱，其截面尺寸應(yīng)符合下列要求：無地震作用組合框架柱的剪力設(shè)計(jì)值有地震作用組合第32頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五剪跨比一級二級三級0.70.80.90.650.750.85λ=1.50.60.70.83）軸壓比要求抗震設(shè)計(jì)時(shí)，框架柱在豎向荷載與地震作用組合下的軸壓比宜滿足表5-10的規(guī)定。第33頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五2.柱端彎矩和軸力設(shè)計(jì)值一級二級三級四級，柱端彎矩設(shè)計(jì)值取地震作用組合下的彎矩設(shè)計(jì)值。9度設(shè)防的各類框架和抗震等級一級第34頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五同一節(jié)點(diǎn)左、右梁端按實(shí)配鋼筋面積計(jì)算的正截面抗震受彎承載力所對應(yīng)的彎矩值；應(yīng)分別按順時(shí)針與逆時(shí)針兩方向計(jì)算，并取其較大值。同一節(jié)點(diǎn)左右梁端有地震作用組合的設(shè)計(jì)值，應(yīng)取順時(shí)針與逆時(shí)針兩個(gè)方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值之和的較大值；考慮抗震等級的節(jié)點(diǎn)上下柱端彎矩設(shè)計(jì)值之和，在一般情況下，可將公式計(jì)算所得按上、下柱端彈性分析所得彎矩之比分配到上、下柱端。第35頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五

2）當(dāng)反彎點(diǎn)不在柱的層高范圍之內(nèi)時(shí)，一、二、三級抗震等級的框架柱端彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)按考慮地震作用組合的彎矩設(shè)計(jì)值分別直接乘以系數(shù)1.4、1.2、1.1確定。3）框架頂層柱、軸壓比小于0.15的柱，柱端彎矩設(shè)計(jì)值可取地震作用組合下的彎矩設(shè)計(jì)值。4）考慮地震作用組合的框架結(jié)構(gòu)底層柱下端截面的彎矩設(shè)計(jì)值，對一、二、三抗震等級應(yīng)按考慮地震作用組合的彎矩設(shè)計(jì)值分別直接乘以系數(shù)1.5、1.25、1.15確定。底層柱縱向鋼筋宜按上、下端的不利情況配置。底層是指無地下室的基礎(chǔ)以上或地下室以上的首層。5）對于一、二、三抗震等級的框架角柱，其彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)取經(jīng)調(diào)整后的彎矩設(shè)計(jì)值乘以不小于1.1的增大系數(shù)。第36頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五3.框架柱的剪力設(shè)計(jì)值1）非抗震設(shè)計(jì)的框架柱、四級及抗震設(shè)計(jì)時(shí)柱箍筋的非加密區(qū)，應(yīng)取考慮水平荷載或地震作用組合的剪力設(shè)計(jì)值。2）抗震設(shè)計(jì)時(shí)柱箍筋加密區(qū)：一級二級三級9度設(shè)防的各類框架和抗震等級一級第37頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五、柱上端或下端按實(shí)配鋼筋面積計(jì)算的正截面抗震承載力所對應(yīng)的彎矩值，對稱配筋的框架柱可按下式計(jì)算。應(yīng)分別按順時(shí)針與逆時(shí)針兩方向計(jì)算，并取其較大值。、考慮地震作用組合，且經(jīng)調(diào)整后的彎矩設(shè)計(jì)值3）對于一、二、三級抗震等級的框架角柱，其剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)按上述調(diào)整后的值乘以不小于1.1的增大系數(shù)

第38頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五4.斜截面受剪承載力計(jì)算公式1）當(dāng)柱受壓時(shí)無地震作用組合有地震作用組合2）當(dāng)柱受拉時(shí)無地震作用組合有地震作用組合第39頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五思考題抗震設(shè)計(jì)時(shí)，框架為何要設(shè)計(jì)成強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎？如何設(shè)計(jì)成強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎？第40頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五5.6.4柱中縱筋的構(gòu)造要求1.配筋率宜采用對稱配筋；全部縱筋的配筋率，不應(yīng)大于5%；按一級抗震等級設(shè)計(jì)的短柱，其縱向受拉鋼筋每側(cè)配筋率不宜大于1.2%；非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，縱向受壓鋼筋單邊配筋率不應(yīng)小于0.2%；抗震設(shè)計(jì)時(shí)，全部縱向受力鋼筋配筋率不應(yīng)小于表5-11的規(guī)定，同時(shí)還應(yīng)滿足每一側(cè)配筋率不應(yīng)小于0.2%的規(guī)定。計(jì)算單邊或每側(cè)配筋率時(shí)，包括角部鋼筋。第41頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五2.柱中箍筋加密區(qū)范圍柱兩端在高度等于矩形截面長邊尺寸或圓柱截面直徑、柱凈高的1/6、500mm三者中的最大值范圍內(nèi)底層剛性地坪上、下各500mm范圍內(nèi)柱凈高與截面長邊尺寸之比小于或等于4的柱（短柱）全高范圍內(nèi)一級、二級抗震等級框架角柱的全高范圍內(nèi)第42頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五3.加密區(qū)箍筋的構(gòu)造要求抗震框架柱加密區(qū)箍筋不應(yīng)小于受剪承載力計(jì)算值，也不應(yīng)小于最小體積配箍率及表5-12的要求柱箍筋加密區(qū)內(nèi)配置的普通箍、復(fù)合箍、螺旋箍其體積配箍率不宜小于表5-13的規(guī)定加密區(qū)箍筋肢距應(yīng)符合以下要求一級：不宜大于200mm；二、三級：不宜大于250mm和20倍箍筋直徑的較大值；四級：不宜大于300mm。第43頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五4.非加密區(qū)箍筋的構(gòu)造要求

抗震設(shè)計(jì)時(shí)，非加密區(qū)的箍筋不宜少于加密區(qū)箍筋的50%。箍筋的間距：一、二級不應(yīng)大于10倍縱筋的直徑；三、四級不應(yīng)大于15倍縱筋的直徑。第44頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五5.7框架節(jié)點(diǎn)的抗震設(shè)計(jì)5.7.1.概述節(jié)點(diǎn)區(qū)設(shè)計(jì)的重要性：節(jié)點(diǎn)區(qū)破壞或變形過大，梁、柱構(gòu)件就不能形成抗側(cè)力的框架結(jié)構(gòu)。節(jié)點(diǎn)區(qū)的破壞形態(tài)：剪切破壞和梁內(nèi)縱筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)的滑移。第45頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五防止節(jié)點(diǎn)區(qū)發(fā)生剪切破壞的措施：通過抗剪計(jì)算，在節(jié)點(diǎn)區(qū)配置足夠數(shù)量的箍筋，并保證混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)性，以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)