高层框架结构设计.ppt

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1、第6章钢筋混凝土框架构件设计本章介绍钢筋混凝土框架结构的设计，包括梁、柱和节点核心区三类构建。为实现抗震设防目标，钢筋混凝土框架除了必须具有足够的承载力和刚度外，还应具有良好的延性和耗能能力。延性是指强度或承载力没有大幅度下降情况下的屈服变形能力。延性框架及其概念：1.延性延性结构、构件的变形能力构件延性结构延性6.1延性耗能框架的概念设计延性框架：能维持承载能力而又具有较大的塑性变形能力的框架。2.延性设计措施1）强柱弱梁：塑性铰应尽量出现在梁端；2）强剪弱弯：避免梁柱过早剪坏，以保证构件、结构的延性；3）强节点、强锚固：避免出现节点区破坏和钢筋锚固破坏；4）局部加强5）限制柱轴压比，加强柱

2、箍筋对混凝土的约束。上述措施是通过相关构造措施满足的。6.1延性耗能框架的概念设计6.1延性耗能框架的概念设计影响梁截面延性的主要因素：1、梁的截面尺寸2、剪压比3、配箍率4、钢筋和混凝土强度等级5、纵向截面配筋率1）纵筋配筋率对框架梁受力性能的影响一般反映构件延性的指标是截面弯矩—曲率曲线，因为截面曲率和截面受压区高度成反比，因此构件截面的变形能力也可以用截面达到极限状态时的相对受压区高度来表示。根据理论分析，截面相对受压区高度越大，截面曲率越小，截面变形能力也越小。试验研究表明，当截面相对受压区高度在0.20~0.35之间时，梁的延性系数可达3~4。单筋截面梁：双筋截面梁：6.2框架梁抗震

3、设计1）纵筋配筋率对框架梁受力性能的影响6.2框架梁抗震设计试验表明：梁塑性铰区的截面剪压比对梁的延性、强度、刚度有显著影响。剪压比越大，梁的强度、刚度越差，当剪压比大于0.15时，增加箍筋配置量已经不能产生良好的效果了。控制梁截面剪压比，实际上就是控制梁的截面不能过小。2）剪压比对框架梁受力性能的影响梁截面“名义剪应力V/bh0”与混凝土轴心抗压强度设计值fc的比值6.2框架梁抗震设计试验表明：梁的跨高比对梁的抗震性能（延性）有明显的影响。当梁的跨高比小于2时，剪切变形的比重加大，极易发生以斜裂缝为主要特征的破坏，梁的延性降低。一般认为，梁的跨高比不宜小于4。当梁的设计内力较大时，若截面承载

4、力不满足要求，宜首先考虑加大梁的宽度。3）跨高比对框架梁受力性能的影响梁净跨与梁高之比6.2框架梁抗震设计在塑性铰区配置足够的封闭箍筋，对提高塑性铰的转动能力是十分有效的（在满足剪压比的前提下）。配置足够的箍筋，对防止梁受压纵筋过早压屈、提高塑性铰区内混凝土的极限压应变以及防止斜裂缝的开展都有很好的作用，可见保证一定的配箍率有利于充分发挥塑性铰的变形和耗能能力。因此，在工程设计中，在框架梁的塑性铰区范围内，箍筋必须加密。4）配箍率对框架梁受力性能的影响6.2框架梁抗震设计非抗震设计抗震设计1）正截面承载力计算6.2框架梁抗震设计梁截框架面承载力抗震设计梁截框架面承载力抗震设计梁正截面承载力计算

5、仅须考虑承载力抗震调整系数即可梁斜截面承载力计算考虑抗震承载力调整系数外，还须考虑“强剪弱弯”的延性设计要求2.框架梁的承载力计算前言：为保证框架梁在地震力作用下呈梁铰型延性机构，减少梁端发生剪切脆性破坏的可能，梁端抗剪承载力应高于梁正截面承载力，即将框架设计成“强剪弱弯”的形式。具体设计中，根据框架不同的抗震等级，通过人为增大荷载作用组合在梁端剪力设计值的方式，增大梁端斜截面的承载力，从而达到延性框架“强剪弱弯”的要求。2）斜截面承载力计算强剪弱弯6.2框架梁抗震设计一、二、三级框架梁剪力设计值；四级框架梁的剪力设计值不放大，直接采用地震作用效应组合的剪力设计值。①梁端剪力设计值、—梁左右截

6、面弯矩设计值—梁的净跨—梁剪力增大系数—重力荷载代表值作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值；一级框架梁：1.3二级框架梁：1.2三级框架梁：1.16.2框架梁抗震设计9度抗震和一级框架梁还应同时满足本式①梁端剪力设计值、—梁左右截面实配钢筋受弯承载力的设计值—重力荷载代表值作用下（9度抗震时还应该包括竖向地震作用），按简支梁分析的梁端截面剪力设计值—梁端受拉钢筋实际配置量6.2框架梁抗震设计非抗震设计均布力集中力抗震设计均布力集中力②梁斜截面受剪承载力设计值有地震作用时，考虑到地震的反复作用将使梁剪压区混凝土剪切强度、斜裂缝间混凝土咬合力以及纵筋暗梢力降低，因此在抗震设计时，将斜截面承载力

7、计算公式中混凝土一项的受剪承载力乘以0.6的系数进行折减。6.2框架梁抗震设计非抗震设计抗震设计梁跨高比大于2.5梁跨高比不大于2.5根据高层框架梁的构造要求，不允许出现薄腹梁③梁受剪截面限制条件6.2框架梁抗震设计材料强度6.2框架梁抗震设计级框架梁：大于C30二~四级框架梁一：大于C20所有框架梁：不宜大于C40梁高：跨度的1/10~1/18、不小于400mm不宜大于梁净跨的1/4梁宽：梁高的