第五 钢筋土框架结构房晨扰爱设计
第五章 钢筋混凝土框架结构房屋抗震设计
§5-1 概述summarize 由梁、柱组成的框架结构房屋具有较好的抗震性能， 多用于10层以下的建筑，超过10层，宜采用框架-抗震 墙结构。抗震墙主要承受地震作用的水平剪力，框架 主要承受重力荷载。 框架结构和框架抗震墙结构比砌体结构承载力高， 延性和整体性好，抗震性能好。 §5-2震害及其分析analysis&seismic disaster 1.平面不对称，刚度不均匀产生的震害。 2.竖向刚度突变产生的震害。 3.防震缝处理不当产生的震害。 4. 框架柱的破坏。 1)柱中主筋不足： 2)柱中箍筋配置不当； 3)由于轴压比过大，跨比过小而导致柱子延性较差， 变形能力不足而破坏。 ◆5.框架梁的破坏
§5-1 概述summarize 由梁、柱组成的框架结构房屋具有较好的抗震性能， 多用于10层以下的建筑，超过10层，宜采用框架-抗震 墙结构。抗震墙主要承受地震作用的水平剪力，框架 主要承受重力荷载 。 框架结构和框架抗震墙结构比砌体结构承载力高， 延性和整体性好，抗震性能好。 §5-2 震害及其分析analysis & seismic disaster 1. 平面不对称，刚度不均匀产生的震害。 2. 竖向刚度突变产生的震害。 3. 防震缝处理不当产生的震害。 4. 框架柱的破坏。 1）柱中主筋不足： 2）柱中箍筋配置不当； 3）由于轴压比过大，跨比过小而导致柱子延性较差， 变形能力不足而破坏。 5. 框架梁的破坏
1)当配筋不足，间距过大，弯起筋少无法承担地震引起 附加剪力而出现靠近梁端的斜裂缝或砼剪压破坏。 2)当未考虑地震作用在梁端产生的正弯矩，使抗剪强度 不足而产生正截面破坏。 3)主筋锚固长度不足在反复荷载作用下被拔出。 6.框架梁、柱节点的破坏 1)梁柱节点核心抗剪强度不足引起剪切破坏。 2)节点区剪压比较大时，被剪压破碎而破坏。 3)节点箍筋过稀而产生脆性破坏或钢筋太密而影响砼浇 筑质量引起剪切破坏。 7.填充墙的震害在地震水平力作用下，框架水平位移较 大，填充墙支撑可减少整个结构的位移，但砌体极限变形 小，很早产生斜裂缝，甚至倒塌。 8. 其它震害 1)建筑在软弱地基上的高柔建筑物，当自振周期与卓越 周期相近时，即使烈度不高，结构破坏程度也较严重。 2)手 建筑在较弱土，可液化土层上的框架结构，因不均匀 沉陷而使上部结构倾斜倒塌
1）当配筋不足，间距过大，弯起筋少无法承担地震引起 附加剪力而出现靠近梁端的斜裂缝或砼剪压破坏。 2）当未考虑地震作用在梁端产生的正弯矩，使抗剪强度 不足而产生正截面破坏。 3）主筋锚固长度不足在反复荷载作用下被拔出。 6. 框架梁、柱节点的破坏 1）梁柱节点核心抗剪强度不足引起剪切破坏。 2）节点区剪压比较大时，被剪压破碎而破坏。 3）节点箍筋过稀而产生脆性破坏或钢筋太密而影响砼浇 筑质量引起剪切破坏。 7. 填充墙的震害在地震水平力作用下，框架水平位移较 大，填充墙支撑可减少整个结构的位移，但砌体极限变形 小，很早产生斜裂缝，甚至倒塌。 8. 其它震害 1）建筑在软弱地基上的高柔建筑物，当自振周期与卓越 周期相近时，即使烈度不高，结构破坏程度也较严重。 2）建筑在较弱土，可液化土层上的框架结构，因不均匀 沉陷而使上部结构倾斜倒塌
§5.3抗震设计的一般规定 the common provisions of seismic design: 一、房屋的适用最大高度 the limitations about building height 《抗震规范》规定：乙、丙和丁类建筑的框架结构和 框架一抗震墙结构适用的最大高度应不超过下表的规定。 甲类建筑适用的最大高度应专门研究。 现浇钢筋混疑土房屋适用的最大高度() 结构类型 烈 度 6 7 8 9 框架结构 60 55 45 25 框架抗震墙结构 130 120 100 50
§5.3 抗震设计的一般规定 一、房屋的适用最大高度 《抗震规范》规定：乙、丙和丁类建筑的框架结构和 框架-抗震墙结构适用的最大高度应不超过下表的规定。 甲类建筑适用的最大高度应专门研究。 框架-抗震墙结构 130 120 100 50 框架结构 60 55 45 25 6 7 8 9 结构类型 烈 度 现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（m) the common provisions of seismic design： the limitations about building height
二、结构的扰震等级the grades of resisting seism 地震作用下，钢筋混凝土结构的地震反应有下列特点： 1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高； 地震作用与烈度、场地等有关，从经济角度考虑， 对 不同烈度、场地的结构的抗震要求可以有明显的差别。 2、结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能； 主、次抗侧力构件的抗震要求应有差别。 3、房屋越高，地震反应越大，抗震要求越高。 抗震等级是确定结构构件扰震计算和抗震措施的标 准。根据设防烈度、房屋高度、建致类别、结构类型及 构件在结构中的重要程度确定，共分四个等级，一级最 高
二、结构的抗震等级the grades of resisting seism 地震作用下，钢筋混凝土结构的地震反应有下列特点： 1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高； 2、结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能； 3、房屋越高，地震反应越大，抗震要求越高。 地震作用与烈度、场地等有关，从经济角度考虑，对 不同烈度、场地的结构的抗震要求可以有明显的差别。 主、次抗侧力构件的抗震要求应有差别。 抗震等级是确定结构构件抗震计算和抗震措施的标 准。根据设防烈度、房屋高度、建筑类别、结构类型及 构件在结构中的重要程度确定，共分四个等级，一级最 高
下表为丙类建筑抗震等级的划分： 现浇钢筋混疑土房屋的扰震等级 结构类型 烈 度 6 > 8 9 高度(m ≤30 >30 ≤30 >30 ≤30 >30 ≤25 框架 结构 框架 四 三 三 二 二 剧场，体育馆等大跨度公共建筑 三 二 框架 高度(m) ≤60 >60 ≤60 >60 ≤60 >60 ≤50 抗 框架 四 三 三 二 结构 抗震墙 三 注：1.建筑场地为I类时，除6度外可按表内降低一度 所对应的抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要 求不应降低： 2.接近或等于高度分界时，应允许结合房屋不规则 程度及场地、地基条件确定抗震等级。 3.甲、乙、丁类建筑应按抗震设防标准中的抗震措 施所要求的设防烈度按上表确定抗震等级
下表为丙类建筑抗震等级的划分： 抗震墙 一 一 一 框架 四 三 三 二 二 一 一 高度（m) ≤ 60 >60 ≤ 60 >60 ≤ 60 >60 ≤ 50 剧场,体育馆等大跨度公共建筑 一 框架 四 三 三 二 二 一 一 高度（m) ≤ 30 >30 ≤ 30 >30 ≤ 30 >30 ≤ 25 框架 -抗 震墙 结构 框架 结构 结 构 类 型 烈 度 6 7 8 9 三 二 一 三 二 现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级 注：1.建筑场地为Ⅰ类时，除6度外可按表内降低一度 所对应的抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要 求不应降低； 2.接近或等于高度分界时，应允许结合房屋不规则 程度及场地、地基条件确定抗震等级。 3.甲、乙、丁类建筑应按抗震设防标准中的抗震措 施所要求的设防烈度按上表确定抗震等级
三。 框架一一抗震墙结构中抗震墙之间搂盖长宽比 楼盖在平面内的刚度应足够大，以使水平地震力能 通过楼盖平面进行分配和传递。因此，应优先选用现 浇楼盖，其次是装配整体式楼盖，最后才是装配式楼 盖。抗震规范规定房屋的长宽比不易超过P129表5-2规 定的数值。 抗震墙之间楼（屋）盖长宽比 表45 烈度 楼（屋）盖类别 6 7 8 现浇或选合梁板 4.0 4.0 3.0 2.0 装配式楼盖 3.0 3.0 2.5 不宜采用 四、结构布置disposal of structure: A.柱网布置及规则建筑 regulation buildings disposal of column web 建筑平面和立面不规则常是造成震害的主要原因，因 此在满足使用功能前提下，柱网布置要简单规整，平 面宜设计成规则结构
三. 框架-抗震墙结构中抗震墙之间搂盖长宽比 楼盖在平面内的刚度应足够大，以使水平地震力能 通过楼盖平面进行分配和传递。因此，应优先选用现 浇楼盖，其次是装配整体式楼盖，最后才是装配式楼 盖。抗震规范规定房屋的长宽比不易超过P129表5-2规 定的数值。 四、结构布置disposal of structure ： A. 柱网布置及规则建筑 regulation buildings & disposal of column web 建筑平面和立面不规则常是造成震害的主要原因，因 此在满足使用功能前提下，柱网布置要简单规整，平 面宜设计成规则结构
不规则结构类型abnormity styles of structure: l.建筑平面不规则abnormity plane about buildings: 建筑平面不规则的类型 表4.3 不规喇类型 定 义 楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位 扣转不规则 移)平均值的1.2倍（图4-3） 四片不规则 结构平面叫进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%（图44） 楼板的尺寸和平面喇度急制变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的 楼板局部不连续 50%,或开制面积大于该层楼板面积的30%，或较大的楼层错松 2.建筑立面不规则abnormity elevation about buildings 建筑竖向不规则的类型 不规则类型 定义 侧向喇度不规则 该层的侧向例度小于相邻上：一层的0%，或小于其「和邻三个楼层侧向 刚度半均值的80%（图4-5）：除顶层外，局部收进的水半向尺寸人于相邻下 一层的20% 移向抗侧力构件 竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震艾撑）的内力由水半转换构件（梁 不连续 朴架等)向下传递 楼层承我力突变 抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%
不规则结构类型abnormity styles of structure : 1.建筑平面不规则 abnormity plane about buildings ： 2.建筑立面不规则abnormity elevation about buildings
B.平面布置：最主要的是使结构平面的质量中心和刚度 中心相重合或尽可能靠近，以减小结构的扭转反应。因此 结构的平面布置宜简单、对称和规则。高层建筑(8层及8 层以上)的平面中L,1,1” 值宜满足下表要求： L、【、r的限值 表53 设防烈度 L/B L/B 1/b [/B 6度和7度 ≤6 ≤5 ≤2 ≥1 8度和9度 ≤5 ≤4 ≤1.5 ≥1 C. 竖向布置： 结构沿竖向应尽可能均匀且少变化，使结 构的刚度沿竖向均匀。如结构沿竖向需变化，则宜均匀变 化，避免沿竖向刚度的突变。 为了使结构有较好的整体刚 度， 结构高度H和宽度B的比值不宜超过下表限值。 适用的房屋最大高宽比 表54 结构类型 6度 7度 8度 9度 框架，板柱抗震墙 4 3 2 框架抗震墙 5 3 筒体，抗震墙 6 6 5 4 注：L,当有大底盘时，计算高宽比的高度从大底盘的顶部算起： 2.超过表内高宽比的体型复杂的房屋，应进行专门研究
B. 平面布置：最主要的是使结构平面的质量中心和刚度 中心相重合或尽可能靠近，以减小结构的扭转反应。因此 结构的平面布置宜简单、对称和规则。高层建筑（8层及8 层以上）的平面中L,l,l’ 值宜满足下表要求： l l C. 竖向布置： 结构沿竖向应尽可能均匀且少变化，使结 构的刚度沿竖向均匀。如结构沿竖向需变化，则宜均匀变 化，避免沿竖向刚度的突变。为了使结构有较好的整体刚 度，结构高度H和宽度B的比值不宜超过下表限值
D. 抗震缝的设置setting the slots of resisting seism 当建筑平面突出部分较长，结构刚度及荷载相差悬殊 房屋有较大错层时，必须设置抗震缝。 ◆1)抗震缝最小宽度要求： a.当框架结构高度不超过15m时可采用70mm,超过15m 时的6度，7度，8度，9度相应每增加高度5m,4m,3m,2m,宜 加宽20mm。 b.框架一剪力墙结构其抗震缝宽度可采用框架结构规 定的70%，但不宜小于70mmo ◆2).抗震缝两侧结构体系不同时，抗震缝宽度按不利体 系考虑， 并按低的房屋高度计算缝宽
D. 抗震缝的设置setting the slots of resisting seism 当建筑平面突出部分较长，结构刚度及荷载相差悬殊， 房屋有较大错层时，必须设置抗震缝。 1）抗震缝最小宽度要求: a.当框架结构高度不超过15m时可采用70mm，超过15m 时的6度，7度，8度，9度相应每增加高度5m,4m,3m,2m,宜 加宽20mm。 b.框架一剪力墙结构其抗震缝宽度可采用框架结构规 定的70%，但不宜小于70 mm。 2). 抗震缝两侧结构体系不同时，抗震缝宽度按不利体 系考虑，并按低的房屋高度计算缝宽