钢筋混凝土框架抗震设计.ppt

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。
配筋率对延性影响也很大。
配筋率增大则弯曲延性差。适当提高混凝土强度等级,可使配筋率减少弯曲延性改善。
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
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。
强柱弱梁,强剪弱弯,更强的节点
两种破坏形式
二、“强柱弱梁”框架的抗震设计
弱柱型
弱梁型
为了使塑性铰首先在梁中出现,同一节点柱的抗弯能力要大于梁的抗弯能力。
抗震规范规定:一、二、三级框架的梁柱节点处,,柱端组合弯矩设计值应符合下列公式要求
9度和一级框架结构尚应符合:
---节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和;
---节点左右梁端截面逆时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和;
---节点左右梁端截面逆时针或顺时针方向根据实配钢筋面积(考
虑受压筋)和材料强度标准值计算的抗弯承载力所对应的弯矩
值之和;
---柱端弯矩增大系数,,,。
为了不使框架底层柱过早出现塑性铰,规范规定:一、二、、、。
、柱的抗剪强度要高于它的抗弯强度(强剪弱弯)
9度和一级框架结构尚应符合:
三、梁、柱延性破坏之前不发生其它脆性破坏的抗震设计
为了避免梁在弯曲破坏前发生剪切破坏,应按‘强剪弱弯’的原则调整框架梁端部截面组合的剪力设计值:
一、二、三级框架梁
---梁在重力荷载代表值(9度时高层建筑还应包括竖向地震作用标
准值)作用下,按简支梁分析的梁端截面剪力设计值;
--分别为梁左、右端逆时针或顺时针方向正截面组合的弯矩设计值;
---梁的剪力增大系数,,,。
---梁的净跨;
---分别为梁左、右端逆时针或顺时针方向根据实配钢筋面积(考虑受压筋)和材料强度标准值计算的抗弯承载力所对应的弯矩值;
:
剪压比:截面内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之比,即
、柱截面的剪压比不宜过大
剪压比过大,混凝土会过早发生斜压破坏,箍筋不能充分发挥作用,它对构件的变形能力也有显著影响。因此应控制。
:
---梁端部截面组合的剪力设计值;
---梁的截面有效高度;
---混凝土轴心抗压强度设计值;
---梁的截面宽度;
---承载力抗震调整系数。
剪跨比宜大于2,剪跨比按下式计算:
、柱的剪跨比要有所限制
---剪跨比,取两端计算结果的较大值;
---端截面组合剪力计算值;
---端截面组合弯矩计算值;
---截面有效高度。
反弯点位于中部时,可按构件净长与2倍截面高度之比计算。