6.2 !。计算要点
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6.2—.2 ? ,框架结?构的抗地震》倒塌:。能力与其破坏—机制密切相关—试验研究表》明梁端屈服型框架】有,较大的内《。力重分布和能量【消,耗能力极限》层间位移大抗震性能!较好;柱端屈—。服型框架容易形【成,倒塌机?制
【 在》强震作用下结构构】件不存?在承载力储备—梁端:受弯承载《力即为实际可能达到!的最大?弯矩:柱端实际《可能达到《的最大?弯矩也与其偏—压,下的受弯承载力相等!这是地?震作用效应的一个特!点因此?。所谓:“强柱弱梁”指的是!。节点处梁端实—际受弯承载》力Maby》和柱端实际受弯承载!力M:。acy之《间满足下列不等【式
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这!种概念?设计由于地震的【复杂性、楼板的【影响和钢筋屈服强度!的超强?难以通?过,精确的承载力—计算真正实》现
! 本规范自89规!范以来在梁》端实配?钢筋不超《过计算配《筋10%的前提下将!梁、:。柱之间?。。的承载力不等式【转为梁、柱》的,地震组合内力设计】值,的关系?式,并使不同抗震等级】的柱端弯矩设计值有!不同程度《。的差异采用增大柱端!弯矩设计《值的:方法只?在一:定程度上《推迟柱端出》现塑性铰;研究表明!当计入楼板和钢筋超!强影响时要》实现承?载,力不等式内力—增大系数的取值往往!需,要大于2《由于地震是往复作】。用,两个方向的柱端【。弯矩设计《值均要满足要求当梁!端截面为反》时针:方向弯矩之》。和时:。柱端截面应为顺时针!方向弯矩之和;反】之亦然
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《 对于一级框架!89规范除了—用增大系数的方法外!还提:出,了采用梁端实配【钢筋面积和材料【强度标准《值计算的《抗,震受弯承《载力所对《应的弯?矩值的调《整、验算方法这里】抗震承载力即本规范!5章的RE=R/】γRE?=R/0.75【此时必须将抗震【承载力验算公式【。取等号转《换为对应《的内力即S=—。R/γRE当计【算梁端抗《震受弯?承载力时若计入楼】。板的钢筋且材料【强度标准值考虑【一定的超强系数【则可提高框架“【强柱弱?梁”:的,程度89规范规【定一级?的增大?系数:可根据工程》经验估?计节点左《右,梁端顺时针或反时针!。方,向受拉?钢,筋的实际截面—。面积与计算面积的比!值取1.1λs【作为实配增大系数的!近,似估计其《中的1.1来—。。自钢筋?材,料标准值与》设,计值的比值f—yk/fy柱—弯矩增大系数—值可参考λs的【可能变化范》围确定例如当—梁顶面为计算配【筋而梁底面》为构造配《筋时一?级的λs《不小于1《.,5于是柱弯矩增大系!数不小于《1,.1×1.5—=1:.65;二级λs不!小于1.3柱—弯矩增大《系数不小于1.【43
】 2001规!范比89规范提高】了强:柱弱梁的弯矩增【大系数η《c弯矩增大系数【ηc:。考,。虑,了一定的超配钢【筋(包括楼》板的:配筋)?和钢筋超强一—级的框架结构—及9度时《。仍应采用框》架梁的实际抗—震受:弯承载力确》定柱端组合的弯矩设!计值取二《者的:较大值
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? , 本:次修订提高了框架】结构的柱端弯矩【增大系数而其他结构!中框架的柱端弯矩】增大系数仍与—2001规范相同;!并补:充了四级框架的柱端!弯矩:增大系数对于一级】框,架结构?和9:度时的一《级框架明确只需按梁!端,实配抗震受弯承载力!确定柱端弯矩设计】值;即?使按增大系》数的:方法:比实配?方法:保守:也可不采用增大【系数:的方法?对于:二、:三级框架结构也可】按式(6.2.2-!2)的梁端实配抗】震受弯承载力确定柱!端,弯矩设计《值但式中的系数1】.2可适当降—低如取1.1—即可;这《样有可?能比按内力增大【系,数,即按式?(6:.2.2-1)调整!的,方法更经济、合理计!算梁:端实配?。。抗震受弯承》载力时还应计入梁两!侧有效翼缘范—围的楼?板因此在框架刚【度和承载力计—算时所计入的梁两侧!有效翼缘范围—应相互协调
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—。。即使:按“强柱《弱梁”?设计:的框架在强》震作用?下柱:端仍:有可能出现塑性铰】保证:柱的抗地震》倒,塌,能力是框架抗震设】计的关键本规范通过!柱的抗震构造措【施,使柱具?有大的弹塑性变形能!力和耗能能力达到在!大震作用下即使【柱端出铰也不会引】起框架?。倒塌的目标》。
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— 当框架底部】若干层的《柱,。反,。弯点不在楼层内时】说明这些层的—框架梁相对较弱为】避免在?竖向荷载和地震共同!。作用下变形集中压】屈,失稳柱?端弯矩?也应乘以《增,大系数
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对于【轴压:比小于0《.15的柱》包括顶层柱在—内,因其:具有比较《。大的变?形能力可不满足【上述要求《;,对框:支柱在本规》。范第6.2.1【0条另有《。。规定
【。。
6.?。。2.3 框架结】构计算嵌固端所在层!即底层的柱下—。端过早出现塑—。性屈服将影响整个】结构:的抗地?震倒塌能《力嵌固?端截面乘以弯矩增】大系数是《为了避免框架结构柱!下端过早屈服对其他!结构中的框架—其主要抗侧力构【件为:抗,震墙对其框架部分】的嵌固端截面可【不作要求
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:。 当》仅用插筋满足柱嵌固!端截面弯《矩,增,大的要求时可—能,造,成塑性铰向》底层柱的上》部转:移对:抗震不利规范提【。出按柱上下端不【利情况配置纵—向钢筋的要》求
6.!2.4、6.2.5!。、6.2.8 【 防止梁、柱和抗】震墙底部在弯曲屈服!前,出,。现剪:切破坏是抗震概【念,设,计的:。要求它意味着—构件的受剪承—载力要大《于构件弯曲时—实际达到的剪—力即按实际配筋【面,积和材料强度—标准值?计算:的承载?力之间满足下列不】等式
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规范在!纵向受力钢筋不【超过计算配》筋10%的》前提:下将承载力不等式】转为内力设计值表】达式:不同抗?震等级采用不—。同的:。。剪力增?大系数?使“强剪弱弯”的程!度有所差《别该系?数同:样考虑了材》料,实际强度和》。钢筋实际面积这两个!因素的影响对柱和】墙还考虑了轴向【力的:影响并简化计算【
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》。 一级的剪》力增大系《数,需从上述不》等式:中导出直接取—实配钢筋面积与计】算实配筋《面,积之比λ《s的:1.1倍是ηv最】简单的近似》对梁和节《点的“强剪”—能,满足:工程的要求对柱和墙!偏于保?守89规范在条文说!明中给出较》为复杂?的,近似计算公式如下】
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《。 式中λN—为轴压比《λSW为墙体实际】。受拉钢筋(分布筋和!集中筋)截面面【积与计算面积—之比ζ为考虑墙体】边缘构件影响的系】数,ρt:w为墙体受》拉钢筋配筋率
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】 200【1规范的《框架柱、抗》震,墙的剪力增大—。系数ηvc、η【v,w即参考上述—近似公式确》定,此次修?订框:架梁、框《架结构以外框架【的,柱、连梁《和抗震?墙的剪力增》大系数与2001规!范相同?框架结构的柱的【剪力增大系数—随柱端弯矩增大【。系数:的提高?而提高;同时明【确,一级的?框架结构及9度【的一:级框架只需满足实配!。要求而?即使增大系数为偏保!守也可不满足同样二!、三:、四级框《架结构的框》架柱也可采用实【配方法而不采用【增大系数《的方法使《之较为经济》又合理?
— 《注意柱和《。抗,震墙的弯《矩设计值系》经,本节有关《。规定调整后的取值】;梁端、柱端弯矩】设,计值之?和须取顺时针—方向之和以及反时针!方向之和两者的较大!值;梁?端纵向受拉钢筋【也按顺时针及反时针!方向考?虑
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6.【2,.,6 地震时角柱处!于复杂的受力状态其!弯矩:和剪力设计值—的增大?系,数,比其他柱略有增【加以提高抗震—能力
6!.2.?。7, :对一级抗震墙—规定调整截面的【组合弯矩设》计值目?的,是,通,过,配筋方式迫使塑性铰!区位于墙肢的底【部加强部位89【。规范要求底部—加强部位的》组合弯矩设计值均按!墙底截?面的设计《值采用以上一—般部位的组合弯矩】。设计值按线》性变化对于较—高的房屋会导致与加!强部位相邻一般部】位的弯矩取值过【大2001规—范改为底部加—强部位?的弯矩设计值均【取墙底部截面—的组合弯矩设—计值底部加强部位以!上均:采用各墙肢》截面:的组合弯矩》设计值乘以增大【系数但增大后—与加强部位紧—。。邻一般部位的弯【矩有可能小于相邻加!强部位的组》合弯矩本次修订改】为仅:加强部位以》上乘以增大系—数主要有两个目的】一是使?墙肢的塑性》铰在底部加强部【位,。的范围内得到—。发展不是将塑性铰】集中在底层甚至【集中在底截面—以上不大《的范围内《从而减轻墙肢底【截面附?近的:破,坏程度使墙肢有较】大的塑性变形能力】;,二是避?免底部?加强部位紧》邻的上层墙肢屈【服而底部加强部位不!屈服
】。 当抗震【墙的墙肢在多—遇地震下《。出现小偏《心,。受拉时在设》防地震?、,罕遇地震下的抗震】能力可能大大丧【失,;而且即使多遇地】震,下为偏压的墙肢【而设防地震下转为偏!。拉则:其抗震能力》有实:质性的改《变也需要采取—相应的加《强措施
! ? 双肢?抗震:墙的某个《墙肢为偏心受拉【时一旦出现全截面】受拉开裂则其刚【度退化?。严重大部分地震作用!将转移到《受压墙?肢因此受压肢需【适,当增:大弯矩和《剪力:。设,计值:以,提高承载能力注【意到地?震,是往复的作用—实际上双肢墙—的两个墙肢都—可能要按增大后【的内:力配筋
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6?.2.9 框架柱!。。和,抗震墙的剪跨比可】按图15及公式【进,行计算
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6.2.10!~6.2.1—2 ?这几:条规定了部分框支】结构设计计算的注意!事,。项
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》 , 第6.2.10】条1款的规》。。定适用于本章6.】1,.,1条所指的框支层不!超,过2:层的情况本》次修订将本》层地震?剪力改为底层—。地震剪力《即基底剪力但主【楼,与裙房?相连时不含裙房部】分,的地震剪力框支【柱也不含裙房的【框架柱
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》 : 框?支结构的落地墙在】转换层以下的部位】。是保证框支结构【抗震性能的关键部位!这部位的《剪力传递还可能存】在矮:墙效应为了》保证抗震墙在大震】时的受剪承载—力只:考虑有拉筋》约,束,部分:的混凝土受剪承【载力
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无!地下室的部分—框支抗震墙结构的】落地墙特别》是联肢或《双肢墙当考虑不利】。荷载组合出现—。。偏心受拉时为了防】止墙与基础交—接处产生滑》移宜按总剪》力的30%设置【45°?交,。叉防滑斜筋》斜筋可按单排—设,在墙截面《中部并?应满足锚固》要求
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6.2.13】 本条规定了在】结构整体分析中【的内力调整
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《 1 按照框墙!。结构(不《包括:少墙框架体系和【。少框:架的抗震墙体—系)中框架和墙体】协同工作的分析结果!在一定高度以上【框架按侧向刚度分】配,的剪力与墙体—的剪:。力反号二者相减【等于楼层的地震【剪力此时框架承担】。的剪:力与:底部总地震剪力【的比值基本保持某个!比例;按多》道防:线的概?念设计要求墙体是第!一道防?。线在:设防地震、罕遇地震!。下先于框架》破坏由于塑性内力重!分布框架部》分,按侧:。向刚度?分配的剪力会比多】遇地震?下加大
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— 我国2《0世纪80年—代,1/3比例的空间】框墙结?。。。构模型反复荷载试】验及该试验模型的弹!塑性:分析表明保持楼【层侧向?位移协调《的情况下弹性阶【段底部的《框架仅承担不—到5%?的总剪?力;随着墙体开裂】框架承担的剪力【逐步增大;当墙体】端部的纵向钢筋【开始受拉屈服—时框架承担大—于20%总剪—力;墙体压坏时框】架承担大《于33%的总—剪力本规范》规,定的取值既体现了】多道抗震设》。防的原则又》考虑了当前的经济】。条件对于《框架-核心》筒结构?尚应符合本规范6.!7,。.,1条:1款:的,规定
【
》此项规定适》用于竖向结构—布置基本均》。匀的情况;对塔类】结构出现分段规则的!情况可分段》调整;对有加强层】的结构不含》加,强层及相邻上下【层,的调整此项规—定不适用《于部分?框架柱不到顶使【上部框架《柱,数量较?少的楼层
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2 】计算地震《内力:时抗震墙连梁刚【。度可折减;计算位】移时连梁刚度—可不折减抗震墙【的连梁刚度》折减后?如部分连《梁尚不能《满,足剪压比限值可采用!双,连梁、多连梁的布置!还可按剪压比—要求降低连梁剪力】设计值及弯矩并【。相应调整抗震墙的墙!。肢内力
》
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3 】 ,抗震墙?应计入腹板与翼【墙共同工作对于【翼墙的有《效长度89规范和】。2001规范有不】同的具体规定本次】修订不再给出—具,体规定?2001规范规【。定“每侧由墙面算起!可取相?邻抗震墙净间距的】一半:、至:门窗洞口的墙长【度及:抗震墙总高度的15!%三者的最小—值”:可供参?考,
— 《4 : 对于少墙框架结构!框架部分的地震剪】力取两种计算模型】的较大值较为妥当
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6.2.!14 节点核芯】区是保证框》架承载力和抗倒塌】。能,力的关键《部位本?次修订增加了—三级框?架的:节点核芯区进行抗震!验算的规定》
】 2001规范】提供了梁宽大于柱】宽的框架和圆—柱,框架的节点核芯【区验算?方法梁宽大》于柱宽时按柱—宽范:围内和范围外—分别计算《圆柱的?计算公?式依:据国外资料和—国内试验结果—提出
】
【 : 上式?中 Aj为圆柱截】面,面积A?sh为核《芯区环形箍筋的单】。根截面面积去掉【γRE?及ηj加附》加系数上式可—写为
?
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】 : 上式中系数【1.57来》自ACI S—tructur【a,l Jou》rnal《, J?an-Feb—.1989,Pri!estl《ey和Pau—lay的文章Se】is:mic str【。engt《h of 》circul—a,。r rein—forc《e,d c?oncret—e col》um:。ns.
》
:。
》 ,圆形截面《。柱受剪环形箍筋所承!受,的剪力可用下—式表达
【
式!中Ash环》形箍单肢截》面面积;《。
,
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》 D'—一一纵向钢》筋,所在圆周的直径;】
— —h,b,0,一一框架《梁截面有《效高度;
》。
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— s一?一,环形箍筋间距
【
【 根据重庆—。建筑大?学2000年完成】的4个圆柱梁柱节点!试验:对比了计算》。和试验的节点核芯区!受,剪承:载力计算《。值与试验之》比约为8《5%说明《此计算?公式的?可靠性有一定保证】
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