第五章-多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计5

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1、第5章多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计5.1概述5.2抗震设计的一般要求5.3框架内力和位移计算5.4钢筋混凝土框架结构构件设计5.3框架内力与位移计算结构抗震计算的内容一般包括：结构动力特性分析，主要是结构自振周期的确定；结构地震反应计算，包括多遇烈度下的地震荷载与结构侧移；结构内力分析；截面抗震设计等。框架结构设计的过程：结构布置及构件截面尺寸确定——计算简图——荷载计算——重力荷载代表值计算——水平（地震）作用计算——内力计算（竖向、水平向）——内力组合——截面强度计算——变形验算——构造措施等。5.3.1水平地震

2、作用计算1、结构的地震作用计算方向一般可在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用，各方向的水平地震作用全部由该方向抗侧力框架结构承担。2、计算单元的选取一般应以防震缝所划分的结构单元作为计算单元，在计算单元中各楼层重力荷载代表值的集中质点Gi设在楼屋盖标高处。3、水平地震作用计算一般情况下采用底部剪力法分别求单元的总水平地震作用标准值FEK各层水平地震作用标准值Fi和顶部附加水平地震作用标准值△Fn。4、结构基本周期的计算一般多采用顶点位移法，计入的影响，框架结构的基本周期T1可按下式计算：——考虑非结构墙体刚度影响的

3、周期折减系数，当采用实砌填充砖墙时取0.6～0.7；当采用轻质墙、外挂墙板时取0.8；——假想集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi为水平荷载，按弹性方法所求得的结构顶点假想位移(m)。对于有突出于屋面的屋顶间(电梯间、水箱间)等的框架结构房屋，结构假想位移是指主体结构顶点的位移。5、地震剪力的计算及分配当已知第j层的水平地震作用标准值Fj和△Fn，第i层的地震剪力为然后，再按该层各柱的侧移刚度求其分担的水平地震剪力标准值。一般将砖填充墙仅作为非结构构件，不考虑其抗侧力作用。5.3.2水平地震作用下框架内力的计算在工程手算方

4、法中，常采用反弯点法和D值法(改进反弯点法)进行水平地震作用下框架内力的分析。反弯点法适用于层数较少、梁柱线刚度比大于3的情况，计算比较简单。反弯点位置：上部0.5H，底层0.7H。D值法（改进的反弯点法）近似地考虑了框架节点转动对侧移刚度和反弯点高度的影响，比较精确，应用比较广泛。D值法计算框架内力的步骤：(1)计算各层柱的侧移刚度D；KC——柱的线刚度；h——楼层高度；——节点转动影响系数，由梁柱线刚度，查表取用。(2)计算各柱所分配的剪力式中——第i层第j根柱所分配的地震剪力；——第i层楼层剪力；——第i层第j根柱的

5、侧移刚度；——第i层所有各柱侧移刚度之和。（3）确定反弯点高度yy0——标准反弯点高度比，查表取值；y1——上、下梁线刚度不同，对y0的修正值弯点上移，y1为正值弯点下移，y1为负值y2——上层层高与本层层高不同时，反弯点高度修正值。查表取值。y3——下层层高与本层层高不同时，反弯点高度修正值。查表取值。(4)计算柱端弯矩MC由柱剪力Vij和反弯点高度y，按下式求得：上端下端(5)计算梁端弯矩Mb梁端弯矩可按节点弯矩平衡条件，将节点上、下柱端弯矩之和按左、右梁的线刚度比例分配。（6）梁端剪力(7)计算柱轴力N柱轴力为各层柱

6、上梁端剪力之和。边柱底层柱轴力为：中柱底层柱轴力(拉力)为：N=46.6+112.7+174.7+253.1-12.2-30.2-43.7-71.8=429.2kN5.3.3竖向荷载作用下框架内力计算1、竖向荷载下框架内力近似计算可采用分层法和弯矩二次分配法。1）分层法将该层梁与上下柱组成计算单元；每层只承受该层竖向荷载，不考虑其他各层荷载的影响。由于各个单元上、下柱的远端并不是固定端，而是弹性嵌固的，故在计算简图中除底层外其他各层柱的线刚度均乘以折减系数0.9，因此柱的弯矩传递系数也相应地由l／2改为l／3。用弯矩分配法

7、逐层计算各单元框架的弯矩，叠加起来即为整个框架的弯矩。每一层柱的最终弯矩由上、下层单元框架所得弯矩叠加。对节点处不平衡弯矩较大的可再分配一次，但不再传递。2）弯矩二次分配法计算各节点固端弯矩（不平衡弯矩）；将各节点的不平衡弯矩，同时作分配（按梁柱线刚度分配固端弯矩）和传递（传递系数均为l／2）；再作一次弯矩分配即可。2、梁端弯矩的调幅由于钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布性质，在竖向荷载下可以考虑适当降低梁端弯矩，进行调幅，以减少负弯矩钢筋的拥挤现象。对于现浇框架，调幅系数可取0.8～0.9；装配整体式框架由于节点的附加变形

8、，可取0.7～0.8。将调幅后的梁端弯矩叠加简支梁的弯矩，则可得到梁的跨中弯矩。支座弯矩调幅降低后，梁跨中弯矩应相应增加，且调幅后的跨中弯矩不应小于简支情况下跨中弯矩的50％。调幅后跨中弯矩为：只有竖向荷载作用下的梁端弯矩可以调幅，水平荷载作用下的梁端弯矩不能考虑调幅。因此，必须先将竖向荷载作用下的梁端