多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计.ppt

第5章多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计（框架结构）§5.1概述§5.2抗震设计的一般要求（概念设计）二.结构布置1.结构布置的基本原则是：①结构平面应力求简单规则，结构的主要抗侧力构件应对称均匀布置，尽量使结构的刚心与质心重合，避免地震时引起结构扭转及局部应力集中。②结构的竖向布置，应使其质量沿高度方向均匀分布，避免结构刚度突变，并应尽可能降低建筑物的重心，以利结构的整体稳定性。③合理地设置变形缝。⑤尽可能做到技术先进，经济合理。3、抗震等级体现在同样地震烈度下不同结构类型的钢筋砼房屋不同的抗震要求。如：次要的抗侧力结构单元的抗震要求可以低于主要的抗侧力结构单元。抗震等级分为四级，结构的抗震等级越高，抗震措施越高。框架结构设计的过程及内容：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——构造措施等一、水平地震作用的计算（一）、水平地震作用的计算二、水平地震作用下框架内力计算内力计算步骤：层间剪力分配到柱——计算柱弯矩——根据节点平衡计算梁弯矩。(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D②、计算各柱分配剪力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。⑥、梁端剪力三、框架结构设计例题某综合服务楼，主体为8层钢筋混凝土框架结构，空心砖填充墙，局部9层，梁板柱均为现浇。柱网布置、建筑层高及横剖面简图见图，底层柱截面尺寸；中柱650mm×650mm，边柱550×550mm。柱混凝土1～3层C40，4～~9层C30。楼板采用双向连续板。纵横向框架梁截面400mm×650mm，梁混凝土C30。设防烈度8度，设计基本地震加速度为0.20g，I类场地土，设计地震分组为二组，抗震等级为二级。要求进行横向框架设计。【解］（1）．重力荷载计算恒荷载取全部，活荷载取50％，各层重力荷载集中于楼屋盖标高处，其代表值为；9层1800kN，8层11570kN，2～7层9597kN，底层9623kN。（2）．梁柱刚度计算（为计算框架的自振周期）①梁的线刚度如表5．14。注意区分不同位置的框架柱刚度②柱的侧移刚度D值如表515及表5．16。②将各层柱的总刚度汇总（3）.自振周期计算按顶点位移法计算，考虑填充墙对框架刚度的影响，取基本周期调整系数a0=0.6。计算公式为V（4）．横向地震作用计算地震作用按8度设计基本地震加速度0.2g，Ⅰ类场地，设计地震分组按二组，则Tg=0.3s，amax=0.16，采用底部剪力法计算。由于T=0.715＞1.4Tg=0.425，故应考虑顶点附加地震作用，取顶点附加地震作用注意：第9层考虑鞭梢作用。第8层考虑顶点附加地震作用。（5）弹性层间变形验算（6）．地震作用下框架的内力分析作为例题，此处取横向框架KJ－4为例，KJ－4柱端弯矩计算结果详见表5．20.y为反弯点高度；地震作用下框架梁端弯矩：将柱端弯矩在梁端分配，使梁端弯矩与柱端弯矩相等。地震作用下的梁端剪力及柱轴力：四、竖向荷载作用下框架内力计算特点：3)弯矩调幅例题续（7）．竖向荷载作用下框架内力分析内力分析采用弯矩分配法。在竖向荷载作用下梁端可以考虑塑性内力重分布，取弯矩调幅系数0.8，楼面竖向荷载分别按恒荷载及全部活荷载计算。竖向荷载下梁端剪力和柱轴力计算计算五、内力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）跨中正弯矩用平衡求出或ii)、框架柱内力不利组合六、位移计算当时，进行弹塑性位移计算。楼层屈服强度(剪力)的确定示意b、计算柱端截面有效受弯承载力（与屈服机制有关）。根据破坏机制当且一柱端先达到屈服，此时，另一端的受弯承载力按刚度求得。上柱下端屈服下柱上端屈服c、计算第i层第j根柱的受剪承载力框架计算步骤§5.4钢筋混凝土框架结构构件设计要充分估计梁端实际配筋屈服并产生超强时有可能产生的最大剪力。3、提高梁延性的措施⑷梁端加密箍筋：抗震等级加密区长度最大间距（取小）最小直径一2hb,500mm6d,hb/4,100mmφ10二1.5hb,500mm8d,hb/4,100mmφ8三1.5hb,500mm8d,hb/4,150mmφ8四1.5hb,500mm8d,hb/4,150mmφ6⑸通长纵筋：⑴梁筋锚固方式：直线型和弯折型⑵反复荷载下：5、控制塑性铰位置：（二）、框架柱抗震设计设计原则及要点：⑴强柱弱梁，使柱尽量不出现塑性铰——柱设计弯矩的取值及计算。⑵在弯曲破坏之前不发生剪切破坏，使柱有足够的抗剪能力——柱设计剪力的取值及计算。⑶控制柱的轴压比不要太大——轴压比的限值。⑷加强约束，配置必要的约束箍筋——构造要