5.5 钢筋混凝土框架的抗震设计

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1、5.5钢筋混凝土框架的抗震设计一、一般概念1、梁与柱的弯曲延性实验表明变形能力随轴压比增大而急剧降低。N为组合轴压力设计值；b、h为截面的短长边；fc为混凝土抗压强度设计值。轴压比：柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土抗压强度设计值乘积之比，即它是控制偏心受拉边钢筋先到抗拉强度，还是受压区混凝土先达到其极限压应变的主要指标。配筋率对延性影响也很大。截面中配置受压钢筋可以改善构件的弯曲延性。2、受剪构件的剪跨比及破坏特征h0为截面有效高度。剪跨比：构件在弯矩和剪力共同作用下,受剪破坏与剪跨比有关.当或构件为超配箍时,发生斜压型破坏；当且构件为低配箍时,发生斜拉型破坏；脆性破坏

2、当且配筋箍适量时,发生剪压破坏；延性破坏在水平地震作用下，梁柱的剪跨比可以直接通过梁的跨高比和柱的高厚比表示。设反弯点在构件中央对于梁对于柱1）平面或楼层有局部薄弱环节，不能发挥整体抗震能力。3、震坏房屋在设计上存在的问题2）梁柱变形能力不足，构件过早破坏；3）梁柱节点箍筋不足，节点受震破坏，梁柱失去了相互之间的联系；4）砌体添充墙破坏；5）其他。1）框架塑性效应较多地发生在梁端，底层柱的塑性效应较晚形成；4、框架结构抗震设计的正确指导思想2）梁柱在弯曲破坏前，避免发生其它形式破坏，如剪切破坏、粘结破坏等；3）在梁、柱破坏之前，节点应有足够的强度即变形能力；4）重视非结构构件设计。

3、强柱弱梁，强剪弱弯，更强的节点1、地震作用在结构各部分的分配通常假定楼屋盖在其平面内的刚度为无穷大。可推得i层第j柱的地震剪力为：二、地震作用在结构各部分的分配和计算---第i层第j柱的抗侧刚度。2、内力计算方法反弯点法D值法－改进的反弯点法内力计算步骤：层间剪力分配到柱——计算柱弯矩——根据节点平衡计算梁弯矩。（1）反弯点法:在水平荷载作用下，假定节点的转角为0当时，可假定反弯点高度在柱的1／2高度处截面弯矩为零，柱的弹性曲线在该处改变凹凸方向，故此处称为反弯点，反弯点距柱底的距离称为反弯点高度。柱的反弯点确定后．如果再求得柱剪力后，即可给出框架的弯矩图。柱中剪力的计算：假定：梁

4、的刚度无穷大。柱端弯矩的计算：根据反弯点高度和柱中剪力确定。假定底层柱的反弯点在柱高2/3处。梁端弯矩的计算：边节点：由节点平衡确定。中节点：按梁的转动刚度分配确定。例：用反弯点法计算图示结构弯矩图。（图中括号内数字为各杆相对线刚度值）解：柱中剪力：三层：解：柱中剪力：三层：二层：一层：弯矩图：5.4kN.m7kN.m3.6kN.m2.69kN.m4.3kN.m（2）改进的反弯点法－D值法反弯点法只适用于梁柱线刚度比大于3的情形。如不满足这个条件，柱的侧移刚度和反弯点位置，都将随框架节点转角大小而改变。这时，再采用反弯点法求框架内力，就会产生较大的误差。改进的反弯点法近似地考虑了框

5、架节点转动对柱的侧移刚度和反弯点高度的影响，改进的反弯点法是目前分析框架内力比较简单、而又比较精确的一种近似方法。因此，在工程中广泛采用。改进反弯点法求得柱的侧移刚度，工程上用D表示，故改进反弯点法又称“D值法”。(2)、D值法（改进反弯点法）考虑上下梁刚度的影响，对反弯点位置加以修正。计算步骤如下：①、计算各层柱的侧移刚度Da——修正系数，由梁柱线刚度比定。柱线刚度假定：1.柱AB及与其相邻各杆的杆端转角相同；2.柱AB及与其相邻的上下柱的线刚度相同、柱高相同、层间位移相同。α取值边柱中柱一般层底层②、计算各柱分配剪力③、确定反弯点高度yy0——标准反弯点高度比，根据框架总层

6、数、该柱所在的层数以及梁柱线刚度比确定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。由和查表。④、计算柱端弯矩上端下端y3——下层层高与本层层高不同时，反弯点高度修正值。⑥、梁端剪力⑦、计算柱轴力N，为各层柱上梁端剪力之和⑤、计算梁端弯矩竖向荷载作用下框架内力计算弯距分配法内力组合在进行构件截面设计时，需求得控制截面上的最不利内力组合作为配筋的依据。对于框架梁，一般选梁的两端截面和跨中截面作为控制截面；对于柱，则选柱的上、下端作为控制截面，内力不利组合就是控制配筋最大的内力组合。内力组合一般有两

7、种组合：（1）、地震作用效应与重力荷载代表值效应的组合（2）、竖向荷载效应组合(非抗震组合)包括全部恒载与活载的组合。具体对于框架来说，对框架梁、框架柱的控制截面进行内力组合。i)、框架梁（取不利组合）梁端正弯矩梁端负弯矩跨中正弯矩梁端剪力ii)、框架柱内力不利组合柱上下端为控制截面取不利组合六、位移计算1)多遇地震烈度下。求出多遇烈度下得各层间剪力层间位移2)罕遇地震作用下层间弹塑性位移计算对于大于0.5的框架，只要弹性位移满足要求，可不进行弹塑性位移计算。(略）当