内蒙古科技大学：《结构抗震设计》课程电子教案（讲义，第5-8章）

非抗震设计应的 V=1.2a十1.4。 V=1.2a+1.4W V=1.2Wa+1.4.W+V V=1.35a+Va 式中，Va,Va、V分别表示由恒载，楼面活荷载及风荷载标准值在梁端藏面产生的剪力 标准值。 抗展设计 V=12V +13 4.梁跨中正弯矩组合的设计值 跨中正弯矩，取下式较大者： M中=1.3Ma+1.2Mc M=1.2MGs+1.4M0 M=1.35MCx+0.98Mo 式中M一 由地震作用在粱内产生的弯矩标准值 Ma- 由重力荷载代表值在梁内产生的弯矩标准值 MG- 由恒线在梁内产生的弯矩标准值： 由活载在梁内产生的弯矩标准值： 由地震作用在梁内产生的剪力标准值 Va- 由重力荷载代表值在梁内产生的剪力标准值： 框架柱内力组合 王的 非抗需设计 N 1.2Na 1.40 (Na +N) M 1.35Ma+Mo 抗设计 Na M 1.2M+1,3Ma 式中，MM,M为由恒我、楼面活载及风载标准值在柱端裁面产生的矩标准债 NaNa、N,为由恒载，楼面活载及风载标准值在柱端面产生的轴力标雅值，M,N 、N为由重力荷载代表值及水平地作用标准值在柱载面产生的矩，轴力标准 由于柱是偏心受力构件且一般采用对称配筋，故从上述组合中求出下列最不利内力 a)M=及相应的N

抗震设计 V VGE 3VEK 1.2 1. 4.梁跨中正弯矩组合的设计值 框架柱内力组合 柱的内力控制截面一般取柱上、下端截面,每个截面上有 M、N、V。 1. 柱端弯矩和轴力组合的设计值 由于柱是偏心受力构件且一般采用对称配筋,故从上述组合中求出下列最不利内力 (1) M max 及相应的 N

②N及相应的M )N=及相应的M 5.3.6截面设计和构造 1地震作用效应的调 剪弱弯、强节点弱构件 花架的梁柱节点处，除框支最上层的柱端，框架顶层和柱轴压比小于Q,15 外，柱端弯矩设计值应符合下式要求： ∑M.=n.∑M。 n:对于一 三级框架分别为14、12和1.1。 9度和一级框架结构尚应符合 ∑M.=1.2.∑M 二、三级框架结构的底层柱下端截面的弯矩设计值，应分别乘以增大系数1.5、125、 115。底层柱纵向钢筋宜按上下端的不利情况配置。 按两个主轴方向分别考虑地震作用时， 级框架结构的角柱，调整后的弯矩、剪力 设计值 以增大系数130，并 应满足规范的其他要求。 (2)根据 强剪弱弯 原则调整 要充分估计梁端 Vo nv Mi+Mi+Von 9度时和一级框架结构应符合： K=11M++ 刀，6一梁端剪力增大系数，一、二、三级框架分别取13、12、11 M,M一梁左右端顺时针或逆时针组合设计弯矩。对一级框架两端均为负值时，取绝对值 主设计架柱和框支柱端部组合的剪力设计应按下式调整：

(2) Nmax 及相应的 M (3) Nmin 及相应的 M 对于抗震设计的组合和非抗震设计中考虑风荷载的组合,应注意从两个方向的水平地震作用 和风荷载中确定最不利内力。 5.3.6 截面设计和构造 1.地震作用效应的调整 原则：强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件 （1）根据“强梁弱柱”原则调整 一、二、三级框架的梁柱节点处，除框支最上层的柱端，框架顶层和柱轴压比小于 0.15 外，柱端弯矩设计值应符合下式要求： Mc c Mb  c 对于一、二、三级框架分别为 1.4、1.2 和 1.1。 9 度和一级框架结构尚应符合： Mc  2Mbua 1. 一、二、三级框架结构的底层柱下端截面的弯矩设计值，应分别乘以增大系数 1.5 、1.25、 1.15。底层柱纵向钢筋宜按上下端的不利情况配置。 按两个主轴方向分别考虑地震作用时，一、二级框架结构的角柱，调整后的弯矩、剪力 设计值应乘以增大系数 1.30，并应满足规范的其他要求。 （2）根据“强剪弱弯”原则调整 ①框架梁设计剪力的调整 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。 一、二、三级框架梁和抗震墙中跨高比大于 2.5 的连梁，其梁端剪力设计值按下式调整： l r b b b vb Gb n M M V V l     9 度时和一级框架结构应符合： 1.1 l r bua bua b Gb n M M V V l    vb —梁端剪力增大系数，一、二、三级框架分别取 1.3、1.2、1.1。 , l r M Mb b —梁左右端顺时针或逆时针组合设计弯矩。对一级框架两端均为负值时，取绝对值 较小的一侧 ②框架柱设计剪力的调整 一、二、三级框架柱和框支柱端部组合的剪力设计应按下式调整： r Mb l Mb r Mb l Mb t M c u M c t M c u M c

V-te 9度时和一级框架结构应符合： V=12+M H 7c一柱端剪力增大系数，一、二、三级框架分别取13、12、1.1。 2.配筋和构造 (1)截面尺寸限制条件（防止发生脆性破坏） x≤0.25h。(-级) x≤0.35h( 高大行2和连及期跨比大于2的柱和抗要 V≤10.20f.bh) ②对跨高比不大于25的梁和连梁及剪跨比不大于2的柱和抗震墙婴求 V≤10.15f.bh,) (2)抗剪承载力的折减 在反复地震荷载作用下，柔瑞形成交叉剪切裂缝，混凝土所承受的极限剪力大大降低，故要 考虑这种影响，梁受剪承载力折减计算公式： Vis-1 (0.6+') YRE 柱受剪承载力折减计算公式： g安曾风冬+06N 式中当A<1时，取入=：当A>3时，取A=3:当N>0.3fA时，取N=0.3fA 当框架柱出现拉力时，其斜截面载力折减计算公式为： V.s 1 1.05 7M+.年%-02州 式中号内的计值个子人.子么 0.36fbh (3)构造要求 框架梁主要影响因素：截面尺寸、纵筋配筋率、剪压比、配箍率、钢筋及混凝士的强度。 ①截面： b≥200mm,h≤'4，h%≤4 ②纵筋配筋率：（通过受压区高度控制） 一级框架5≤0.25， 三级框架5≤0.35，梁端受拉筋配筋率≤2.5% ③梁端受压纵筋与受拉纵筋的比半 一极架么05

n b c t c VC H M M V   9 度时和一级框架结构应符合： 1.2 l r cua cua n M M V H   vc —柱端剪力增大系数，一、二、三级框架分别取 1.3、1.2、1.1。 2.配筋和构造 （1）截面尺寸限制条件（防止发生脆性破坏） x h  0.25 0 （一级） x h  0.35 0 （二、三级） ① ① 对跨高比大于 2.5 的梁和连梁及剪跨比大于 2 的柱和抗震墙要求 (0.20 ) 1 bh0 V f c RE   ②对跨高比不大于 2.5 的梁和连梁及剪跨比不大于 2 的柱和抗震墙要求 (0.15 ) 1 bh0 V f c RE   V h0 M c c   （2）抗剪承载力的折减 在反复地震荷载作用下，梁端形成交叉剪切裂缝，混凝土所承受的极限剪力大大降低，故要 考虑这种影响，梁受剪承载力折减计算公式： 1 b (0.6 ) c s RE V V V    柱受剪承载力折减计算公式： 0 0 1 1.05 [ 0.056 ] 1 sv c t yv RE A V f bh f h N s       式中当λ <1 时，取λ ＝1；当λ >3 时，取λ ＝3；当 0.3 N f A  c 时，取 0.3 N f A  c 。 当框架柱出现拉力时，其斜截面载力折减计算公式为： 0 0 1 1.05 [ 0.2 ] 1 sv c t yv RE A V f bh f h N s       当式中括号内的计算值小于 0 sv yv A f h s 时，取等于 0 sv yv A f h s ，且 0 sv yv A f h s 的值不应小于 0 0.36 t f bh 。 （3）构造要求 框架梁主要影响因素：截面尺寸、纵筋配筋率、剪压比、配箍率、钢筋及混凝土的强度。 ①截面： , 4 4  200 ,   b l h b mm h n ②纵筋配筋率：（通过受压区高度控制） 一级框架   0.25， 二、三级框架   0.35 ，梁端受拉筋配筋率  2.5% ③梁端受压纵筋与受拉纵筋的比率 一级框架 0.5 ,  s s A A

④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 2h。,500mm 6d.h/4.100mm 910 1.5h.500mm 8dh,4.100mm 68 1.5hs.500mm 8d,h。/4,100mm 中8 四 15h500mm 8d.h.4.100mm 96 通长纵筋：一、二级框架不小于2单14且不小于受力织筋面积的/4， 三四级框架不少于 15 框架柱主要影响因素：截面尺十、轴压比、纵筋配筋率、箍筋型式、钢筋及混凝土的强度 ①截面：，6，h≥30mm,圆柱直径不宜小于350mm:剪跨比宜大于2，%≤3 ②轴压比 概念：名义轴向压应力与砼抗压强度之比 n= 轴压比是影响柱子破坏形态和延性的主要因素之 。轴压比越大，柱子的延性越差。柱子的 心破红的增 向小偏心破坏过渡。抗震结构要求柱子有足够的 抗震等级 一级 一级 三级 框架柱 0.7 0.8 0.9 框支层柱 06 07 框一墙。板柱墙及筒体 075 0.95 ③纵筋配置要求： 宜对称布置， 总配筋不应大于 截面尺寸大于400mm的柱，纵筋间距不宜大 200mm,柱 最小配筋率符合下表 柱类型 抗震等级 一 二级 四级 中柱、边柱 1.0 0 06 角柱、框支柱 1.2 1.0 0.9 0.8 ④柱端加密箍筋： 抗震 最大间距（取最小值） 最小直径 加密区长度（取最大值） 等级 6d.100mm p10 h(或D), 8d,100mm 8 8d,150mm(柱根100mm) H.6 四 8d,150mm(柱根100mm) 6(柱根8) 500mm 加密箍筋的作用：承担剪力：约束混凝土：提高抗压强度：提高变形能力：防止纵向压曲 短柱、角柱全高加密 ⑤箍筋型式：普通箍、复合箍、螺旋箍 5.3.7框架节点核心区的设计 节点设计准则： (1)节点承载力不应低于连接构件

二、三级框架 0.3 ,  s s A A ④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 2 b h ,500 mm 6d, b h /4,100mm  10 二 1.5 b h ,500 mm 8d, b h /4,100mm  8 三 1.5 b h ,500 mm 8d, b h /4,100mm  8 四 1.5 b h ,500 mm 8d, b h /4,100mm  6 通长纵筋：一、二级框架不小于 2  14 且不小于受力纵筋面积的 1/4， 三四级框架不少于 2  12 。 框架柱主要影响因素：截面尺寸、轴压比、纵筋配筋率、箍筋型式、钢筋及混凝土的强度。 ①截面： b,h  300mm ，圆柱直径不宜小于 350mm；剪跨比宜大于 2；  3 b h ②轴压比 概念：名义轴向压应力与砼抗压强度之比 c c c b h f N n  轴压比是影响柱子破坏形态和延性的主要因素之一。轴压比越大，柱子的延性越差。柱子的 破坏形态也随轴压比的增大，由大偏心破坏向小偏心破坏过渡。抗震结构要求柱子有足够的 延性且为大偏心破坏，故控制轴压比的限值。 抗震等级 一级 二级 三级 框架柱 0.7 0.8 0.9 框支层柱 0.6 0.7 — 框－墙、板柱墙及筒体 0.75 0.85 0.95 ③纵筋配置要求：宜对称布置，截面尺寸大于 400mm 的柱，纵筋间距不宜大于 200mm，柱 总配筋率不应大于 5％，最小配筋率符合下表 柱类型 抗震等级 一级 二级 三级 四级 中柱、边柱 1.0 0.8 0.7 0.6 角柱、框支柱 1.2 1.0 0.9 0.8 ④柱端加密箍筋： 抗震 等级 最大间距（取最小值） 最小直径 加密区长度（取最大值） 一 6d,100mm  10 h （或 D）， 6 Hn , 500mm 二 8d,100mm  8 三 8d, 150mm（柱根 100mm）  8 四 8d,150mm（柱根 100mm）  6（柱根  8） 加密箍筋的作用：承担剪力；约束混凝土；提高抗压强度；提高变形能力；防止纵向压曲 短柱、角柱全高加密。 ⑤箍筋型式：普通箍、复合箍、螺旋箍 5.3.7 框架节点核心区的设计 节点设计准则： （1）节点承载力不应低于连接构件

(2)在多遇烈度下，节点处于弹性工作范围 (3)罕遇烈度下，节点承载力的降低不能危及荷载的传递 (4)不应使施工过分困难 1框架节点的破环形态 (多条交叉斜裂缝) 的因素 1) 四边有梁且带有 刀浇楼板的中柱节点抗剪强度明显提高 (2)轴压力对节点区混凝土抗剪强度和节点延性的影响 轴压力较小时，节点区混凝土的抗剪强度随若轴压力的增加而增加，但是当轴压比大于 0.6~0.8时，节点区混凝士的抗剪强度反而随着轴压力的增加而降低。 轴压力的存在使节点区的延性降低 (3)剪压比和配箍率对节点区混凝土抗剪强度的影响 剪压比大于0.35时，增加箍筋的作用不明显。 (1)核芯区混凝士强度等级与柱混凝土强度等级相同时 一级框塑的节占核芯风应讲 行抗震验算，三、四级框架的节点核芯区可不进行抗震验算 (2)9度时及一级混凝土强度的核芯区混凝士强度等级不应低于柱的混凝土强度等级，其 它不官低干 4.核芯区抗展验算方法 (1)节点剪力设计值 Vcol T 2( T2 col ①设防烈度为9度时和抗震等级为一级时，对于顶层中间节点和端节点取为： V=1.15f4(4+4) 其它层的中间节点和端节点，取为： 5《+6-0 ②对于其它情况，直接按节点两侧梁端设计弯矩计算，对于顶层中间节点和端节点取为： V=m M+M hin-a. 其它层的中间节点和端节点，取为： 男%-会引 ho-a:

（2）在多遇烈度下，节点处于弹性工作范围 （3）罕遇烈度下，节点承载力的降低不能危及荷载的传递 （4）不应使施工过分困难 1.框架节点的破坏形态 主来应力引起的剪切破坏（多条交叉斜裂缝） 2.影响框架节点承载力和延性的因素 （1）梁板对节点区的约束作用 四边有梁且带有现浇楼板的中柱节点抗剪强度明显提高 （2）轴压力对节点区混凝土抗剪强度和节点延性的影响 轴压力较小时，节点区混凝土的抗剪强度随着轴压力的增加而增加，但是当轴压比大于 0.6～0.8 时，节点区混凝土的抗剪强度反而随着轴压力的增加而降低。 轴压力的存在使节点区的延性降低 （3）剪压比和配箍率对节点区混凝土抗剪强度的影响 剪压比大于 0.35 时，增加箍筋的作用不明显。 （4）梁纵筋滑移对结构延性的影响 梁纵筋滑移会使节点区受剪承载力下降，延性降低，节点的刚度和耗能能力明显下降。 要求 d<h/25 3.框架节点核芯区的抗震验算要求 （1）核芯区混凝土强度等级与柱混凝土强度等级相同时，一、二级框架的节点核芯区应进 行抗震验算，三、四级框架的节点核芯区可不进行抗震验算 （2）9 度时及一级混凝土强度的核芯区混凝土强度等级不应低于柱的混凝土强度等级，其 它不宜低于。 4.核芯区抗震验算方法 （1）节点剪力设计值 ①设防烈度为 9 度时和抗震等级为一级时，对于顶层中间节点和端节点取为： 1.15   b t V f A A j yk s s   其它层的中间节点和端节点，取为：   0 1.15 1 b t b s j yk s s c b h a V f A A H h             ②对于其它情况，直接按节点两侧梁端设计弯矩计算，对于顶层中间节点和端节点取为： 0 l r b b j b b s M M V h a      其它层的中间节点和端节点，取为： 0 0 1 l r b b b s j b b s c b M M h a V h a H h              