钢筋混凝土框架构件设计.ppt

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1、钢筋混凝土框架构件设计延性耗能框架的概念设计框架梁抗震设计框架柱抗震设计梁柱节点核芯区抗震设计钢筋的连接和锚固主要内容6.1延性耗能框架的概念设计一、延性结构1、延性结构(截面)能维持承载能力而又具有较大的塑性变形的能力截面开始屈服——My、y、fy、y截面破坏——Mu、u、fu、u2、截面和构件的塑性变形能力常常用延性比来衡量,延性比越大，延性越好——构件位移延性比：f=fu/fy——截面曲率延性比：=u/y——顶点位移延性比:=u/y二、延性框架设计基本措施1、钢筋混凝土结构的“塑性铰控制”理论基本要点允许某些截面出现塑性铰，吸收、耗散地震能量控制塑

2、性铰出现部位——选择合理截面形式及配筋构造塑性铰本身有较好的塑性变形能力和吸收耗散能量的能力塑性铰能使结构具有较大的延性塑性铰：适筋截面在钢筋屈服到混凝土压碎过程中形成的“铰”特点：塑性铰理想铰承受基本不变的弯矩不能承受弯矩具有一定的长度集中于一点只能沿弯矩方向转动任意转动塑性铰对结构的影响使超静定结构发生内力重分布塑性铰出现后，只要结构不产生机动，任然可以承受荷载，直到足够多的塑性铰形成后，结构机动，才产生破坏主要影响因素：塑性铰的转动能力（配筋率，混凝土极限压应变）斜截面承载力正常使用极限状态（不出现塑性铰）2、钢筋混凝土延性框架的基本措施是：强柱弱梁强剪弱弯强结点、弱杆件(强

3、结点、强锚固)强底层柱(局部加强)框架屈服机制(a)梁铰机制(b)柱铰机制(c)混合铰机制6.2框架梁抗震设计一、梁的破坏形态与延性1、在抗震框架中，应设计具有良好延性的框架梁弯曲破坏：少筋梁——脆性破坏；超筋梁——脆性破坏适筋梁——延性破坏，具有塑性变形能力剪切破坏：斜拉或斜压破坏——脆性剪压破坏——延性很小不同弯曲破坏形态的梁2、对于抗震的框架，不仅要求梁在塑性铰出现之前不被剪坏，而且还要要求在塑性铰出现之后也不要过早剪坏，要求延性梁的抗剪承载能力大于抗弯承载能力，即强剪弱弯二、影响梁延性的因素及改善延性的措施1、影响梁延性的因素ξ值：ξ↓，延性好2、改善梁延性的措施减小x(ξ

4、)梁端塑性铰区箍筋加密梁端塑性铰区裂缝三、框架梁的截面设计1、梁的正截面承载力计算（1）梁的正截面承载力计算公式：不考虑地震作用的组合时：γ0S≤R→γ0M≤Mu考虑地震作用的组合时：SE≤RE/γRE→ME≤MuE/γRE抗震设计中的正截面承载力直接采用静载作用下的承载力计算公式，即：RE=R（MuE=Mu）ME≤MuE/γRE=Mu/γRE（或γREME≤Mu）（2）框架梁梁端截面的底部和顶部纵向受力钢筋截面面积的比值，除按计算确定外，另一级抗震等级：A's/As≥0.5二、三级抗震等级：A's/As≥0.3框架梁两端(支座截面)必须是双筋截面（3）承载力计算公式由平衡条件X

5、=0：得到名义压区高度为：由另一极限状态平衡条件M

6、As=0得不考虑地震作用时：考虑地震作用时：（4）正截面构造要求计入纵向受压钢筋的梁端混凝土受压区高度：非抗震：x≤ξbh0一级抗震等级：x≤0.25h0二、三级抗震等级：x≤0.35h0抗震设计时，梁端纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于2.5%，不应大于2.75%；当梁端受拉钢筋的配筋率大于2.5％时，受压钢筋的配筋率不应小于受拉钢筋的一半抗震设计时，纵向受拉钢筋的最小配筋率（%）非抗震设计框架的要求同一般钢筋混凝土结构抗震等级一二三、四支座0.40，80ft/fy0.30，65ft/fy0.25，55ft/fy跨中0.30，65f

7、t/fy0.25，55ft/fy0.20，45ft/fy2、梁的斜截面承载力计算（1）按照“强剪弱弯”的要求调整剪力设计值Vb调整前的最大剪力：按“强剪弱弯”要求，将由弯矩产生的剪力放大vb倍：9度和一级抗震时尚应符合以下要求：vb——梁剪力增大系数。一、二、三级抗震时，vb分别为1.3、1.2、1.1。Mlbu、Mrbu——框架梁左、右端的极限抗弯承载力。按梁的实际配筋计算。计算时取钢筋抗拉强度标准值fyk。可按下列简化公式计算Mbu：Mbu=Asfyk(hb0－a)Mlb、Mrb——组合得到的梁左、右端计算弯矩。VGb——梁在本跨竖向荷载作用下产生的简支支座反力设计值（2

8、）梁斜截面计算公式考虑地震作用时VE≤VuE/REVuE=0.6Vc+Vs（3）梁斜截面有关构造规定截面尺寸和混凝土强度：考虑地震作用组合时，当跨高比l0/h≥2.5时，Vb≤(0.20βcfcbh0)/γRE；当跨高比l0/h<2.5时，Vb≤(0.15βcfcbh0)/γRE在强柱弱梁和强剪弱弯的情况下，不宜采用加大梁高度的作法；常常采用截面高宽比较小的扁梁不利用弯起钢筋抗剪沿梁全长箍筋的面积配筋率ρsv：一级抗震等级ρsv≥0.30ft/fyv二级抗震等级ρs