1、 框架結構抗震設計 彭亞萍框架結構抗震設計目標三水準設防目標具有足夠的強度足夠的剛度足夠的延性（耗能能力）框架結構抗震設計內容概念設計抗震計算構造措施概念設計（方案設計）體型簡單、對稱、規(guī)則扭轉不規(guī)則凹凸角不規(guī)則概念設計（方案設計）體型簡單、對稱、規(guī)則局部不連續(xù)大開洞錯層概念設計（方案設計）體型簡單、對稱、規(guī)則合理設置防震縫L1L2L1L2L2L160 6060 6060 60 高度（m) 一劇場,體育館等大跨度公共建筑一一二二三三四 框架 2530 3030 3030 30 高度（m)框架-抗震墻結構框架結構結 構 類 型烈 度6879三二一三二現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋的抗震等級概念設計（結構布置

2、方案）2.結構選型與結構布置 （1）結構豎向承重體系 縱向框架承重、橫向框架承重、 縱橫雙向框架承重 柱網(wǎng)布置要簡單規(guī)整貫通（2）結構水平承重體系（樓屋面結構布置） 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓屋面：肋梁樓蓋 （單向板、雙向板） 井式樓蓋 （雙向板） 梁板布置要傳力明確、簡潔，美觀經濟3.構件截面尺寸估算（以肋梁樓蓋為例） 3.1 板的厚度 （1）按施工條件控制的最小厚度 類別施工方法不埋線管埋鐵皮管埋塑料管屋蓋現(xiàn)澆60mm80mm90mm樓蓋民用建筑現(xiàn)澆7080100工業(yè)建筑現(xiàn)澆80100120陽臺、雨篷的根部 現(xiàn)澆100-概念設計（結構布置方案）（2）按工程經驗選擇 類別梁距板厚屋蓋2.0m左右60-

3、80mm樓蓋2.0m左右80-100mm整塊樓蓋3.3-4.0m左右120-180mm陽臺、雨篷懸桃1.2-2.0m左右根部120-200mm概念設計（結構布置方案）（3）按變形條件選擇 （4）注意所選擇的板厚，不得小于按施工要求及按變形控制的板厚。 類別簡支板h/l連續(xù)板h/l懸臂板h/l單向板1/351/40根部1/12雙向板1/451/50概念設計（結構布置方案）3.2 梁的截面尺寸 （1）考慮施工條件 次梁高度至少應比主梁高度小50mm。 框架縱向梁高度應比橫梁高度小50mm。 梁載面尺寸一般以50mm為模數(shù)，當大于800mm時以100mm為模數(shù)。 概念設計（結構布置方案）（2）截面尺

4、寸選擇類型類別高跨比h/l高寬比h/b整體現(xiàn)澆T形梁 （樓蓋、屋蓋）多跨連續(xù)主梁1/8-1/142-3多跨連續(xù)次梁1/12-1/18懸臂梁1/6-1/8矩形截面獨立梁1/12-1/15框架梁 整澆T形梁1/8-1/12概念設計（結構布置方案）（3）對于抗震結構，梁截面寬度不小于200mm，高寬比不宜大于4，凈跨與高度之 比不宜小于4。3.3 柱的截面尺寸 （1）框架柱截面可按軸心受壓估算。 近似地取靜荷載（10-15）kN/m2，填充墻較少時取小值。 軸力N =負荷面積層數(shù)單位面積上的荷載。 即： N = 1.2恒+1.4活 柱子的截面Ac由下式計算（Ac=bh ）： 概念設計（結構布置方案）

5、（2）對于抗震結構，應驗算柱軸壓比是否滿足下表的要求： 結構類型抗震等級一級二級三級框架結構0.70.80.9框架-抗震墻、板柱-抗震墻及筒體0.750.850.95部分框支抗震墻0.60.7-異形柱0.60.70.8概念設計（結構布置方案）4. 現(xiàn)澆樓屋面結構設計（肋梁樓蓋） 4.1 現(xiàn)澆樓面（屋面）板設計 一般樓面板可采用塑性計算方法。 屋面板采用彈性計算方法。 4.2 多跨連續(xù)次梁設計（畢業(yè)設計不要求） 樓面次梁可采用塑性計算方法。 屋面次梁采用彈性計算方法。 注意：主梁在分析框架內力時計算其內力?？拐鹩嬎阍O計（結構計算）5.梁柱剛度及計算簡圖 5.1 框架梁的抗彎剛度EIb及線剛度ib

6、 I0為主梁矩形截面的慣性矩 中框架梁：Ib=2I0 邊框架梁：Ib=1.5I0 5.2 框架柱的抗彎剛度EIc及線剛度ic 柱截面的慣性矩為：Ic抗震計算設計（框架內力計算）選取一榀代表框架5.3 框架柱的側移剛度 （混P177）6.豎向荷載下的內力計算 6.1 計算簡圖 計算豎向荷載，并標注在計算簡圖上； 活荷載滿布，梁跨中彎矩擴大1.1-1.2倍； 活荷載、恒載分開計算，只計算標準值?？拐鹩嬎阍O計（框架內力計算）6.2 按分層法或彎矩二次分配法計算內力 活荷載、恒載分別計算6.3 疊合成整體框架彎矩圖，不平衡彎矩再 分配一次6.4 計算梁端剪力，及剪力圖 6.5 柱子軸力，及軸力圖抗震計

7、算設計（框架內力計算）抗震計算設計（框架內力計算）豎向荷載作用下的梁端彎矩調幅 調幅系數(shù)：0.8-0.85M0:按簡支梁計算的跨中彎矩7.水平地震作用下的內力計算 7.1 計算單元（縱向、橫向） 每個抗震縫區(qū)段取為一個結構計算單元。 7.2 選擇計算方法 一般規(guī)則的多層框架結構采用底部剪力法。 以下按底部剪力法說明計算步驟。 抗震計算設計（框架內力計算）7.3 計算各層重力荷載代表值Gi Gi =自重的標準值+活荷載的組合值 （1）每層劃分：上、下層各一半； （2）外墻重：墻、窗分別考慮； （3）內墻重：不考慮扣除門洞； （4）樓梯間：近似按10kN/m2(包括恒+活)； （5） 活荷載組合值

8、：屋面活荷不考慮；樓面取0.5活。抗震計算設計（框架內力計算）7.4 等效重力荷載代表值Geq 結構總重力荷載代表值： 結構等效總重力荷載代表值： 抗震計算設計（框架內力計算）7.5 計算結構自振周期（基本周期） 結構的基本周期可采用能量法或頂點位移法計算。 兩種方法都要考慮填充墻的影響。 頂點位移法： 抗震計算設計（框架內力計算）7.6 確定地震參數(shù) （P40)（1）確定特征周期Tg 根據(jù)建筑場地類別和地震分組，查表3-2得特征周期Tg。 （2）取結構阻尼系數(shù)=0.05 （3）確定水平地震影響系數(shù) 根據(jù)設防烈度，查表3-3得：max 按照反應譜確定水平地震影響系數(shù)：1 抗震計算設計（框架內力

9、計算）7.7 計算底部總剪力 7.8 是否考慮頂部附加地震作用 抗震計算設計（框架內力計算）7.9 計算各層質點上的水平地震作用 7.10 層間地震剪力抗震計算設計（框架內力計算）7.11 計算梁、柱內力 （1）按柱子剛度Dij分配得到各根柱的地震剪力。 （2）計算柱端彎矩。 抗震計算設計（框架內力計算）上端彎矩：下端彎矩：（3）計算梁端彎矩、剪力。 （4）計算柱子軸力。例題抗震計算設計（框架內力計算）左梁端彎矩：右梁端彎矩：8.多遇地震作用下層間彈性位移驗算 （1）第i層層間地震剪力： （2）第i層層間剛度： （3）第i層層間彈性位移： （4）層間彈性位移驗算：例題抗震計算設計（框架彈性側移

10、驗算）9.框架內力組合 9.1 內力組合方式 無地震作用組合：（1） 1.2恒+1.4活 （2） 1.2恒+0.91.4（活+風） （3） 1.35恒+0.71.4活 地震作用組合： （4） 1.2（恒+0.5活）+1.3震 抗震計算設計（框架內力組合）可變荷載控制永久荷載控制9.2 框架梁截面內力組合 （1） 控制截面 每跨梁的兩端及跨中三個截面。 （2）組合目標 最大正彎距Mmax(支座、跨中) 最大負彎矩-M（支座、跨中也有可能） 最大剪力Vmax (支座) 注意：左風右風、左震右震參與組合抗震計算設計（框架內力組合） 9.3 框架柱截面內力組合 （1） 控制截面 每層柱的上下端。（2）

11、 內力組合（基本同單廠柱） 框架柱通常對稱配筋，取三種情況： |M|max及相應的N，V Nmax及相應的M，V Nmin 及相應的M，V 抗震計算設計（框架內力組合）例題10. 構件截面設計 10.1 框架梁截面（受彎、受剪配筋） （1）設計梁截面時，應取柱邊緣處的內力值。 （2）受彎：負彎矩按矩形截面；正彎矩按T形截面計算配筋。 抗震計算與構造措施非抗震設計抗震設計抗震計算與構造措施非抗震設計抗震設計 一級框架： 二、三級框架： （3）受剪：1)考慮“強剪弱彎”進行內力調整(P188)2)對跨高比大于2.5的梁，應滿足： 抗震計算與構造措施 （3）受剪：3)承載力計算抗震計算與構造措施 （

12、4）梁截面還應考慮抗震構造要求（二級框架梁為例）抗震構造措施 抗震構造措施腰筋與拉筋當梁的腹板高度大于等于450mm時，在梁的兩個側面應沿高度配置縱向構造鋼筋（俗稱腰筋)，其間距應小于等于200mm。梁兩側對應的縱向構造鋼筋之間須設拉筋,當梁寬小于等于350mm時，拉筋直徑為6mm，當梁寬大于350mm時，拉筋直徑為8mm。拉筋間距為非加密區(qū)箍筋間距的兩倍。當設有多排拉筋時，上下兩排拉筋豎向錯開設置?？拐饦嬙齑胧┲鞔瘟合嘟惶幵O附加橫向筋（混P26-27)例題10.2 框架柱截面（偏心受壓構件縱筋、抗剪箍筋） （1）采用對稱配筋。 （2）縱向配筋考慮“強柱弱梁”要求。 （3）抗剪箍筋考慮“強剪弱

13、彎”要求。 （4）考慮柱的抗震構造要求。 抗震計算與構造措施抗震計算與構造措施柱正截面設計1）“強柱弱梁”內力調整 為了推遲框架結構底層柱下端截面出現(xiàn)塑性鉸，當抗震等級分別為一、二、三級時，底層柱下端截面組合的彎矩設計值，應分別乘以增大系數(shù)1.5 、1.25、 1.15。按兩個主軸方向分別考慮地震作用時，一、二、三級框架結構的角柱，按上述原則調整后的組合彎矩設計值應乘以不小于1.0的增大系數(shù)，最大取為1.30。 抗震計算與構造措施柱正截面設計 2）柱軸壓比驗算 二、三級框架柱允許軸壓比為0.8、0.9抗震計算與構造措施柱正截面設計 3）正截面承載力計算抗震設計：非抗震設計：抗震計算與構造措施柱

14、斜截面設計1）“強剪弱彎”內力調整 一、二、三級框架結構的角柱，按上述原則調整后的組合剪力設計值應乘以不小于1.0的增大系數(shù)?？拐鹩嬎闩c構造措施柱斜截面設計2）剪跨比限值驗算 對于剪跨比大于2的柱： 框架柱的剪跨比，反彎點位于柱高中部的框架柱可按柱凈高與2倍柱截面 高度之比計算?？拐鹩嬎闩c構造措施柱斜截面設計3）承載力計算偏壓柱：偏拉柱：框架柱的剪跨比，反彎點位于柱高中部的框架柱可按柱凈高與2倍柱截面 高度之比計算。 例題抗震構造措施柱箍筋加密區(qū)范圍抗震構造措施柱箍筋加密區(qū)箍筋要求抗震構造措施柱的最小配箍特征值入V及體積配箍率V抗震構造措施柱非加密區(qū)的配筋要求 箍筋的體積配筋率不宜小于加密區(qū)配筋率的50%； 箍筋間距對一、二級抗震不應大于10d，對三、四級不應大于15d； 柱中縱筋總配筋率超過3%時，箍筋應焊成封閉形式?？拐饦嬙齑胧┲拷钚问?a)(b)(c)框架柱加密區(qū)的箍筋最大肢距： 一級： 200mm二、三級： max(250mm,20d) 四級： 300mm10.3 框架梁柱節(jié)點設計 一