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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
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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—Macy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1:。0%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
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》2001《规范比8《9规范提《高了强柱弱梁的弯矩!增大系?数ηc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20《0,1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
》
—。 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】
! ,。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
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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
《。
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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λs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
》
】
? : 式中λN为轴压!比λ:SW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ρtw为】墙体受拉钢筋配筋率!
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《 2001规【范的框架柱、抗震墙!的剪力增大系数η】v,c、:ηvw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200—1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—
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《 , , 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
《
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?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200—1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
》
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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.?2.12 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
【 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《。
— 我》国20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
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: , 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
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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—
6.】2.1?4 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
【
2】00:。1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,。Ash为《。核芯区环形箍—筋的单根截面—面积去掉γRE及η!j加附?加系:数上式可写为
】
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上式!中系数?1.57来自ACI! Str《u,c,tural Jo】urnal, J】a,n-Feb.198!9,Pr《iestley和P!aul?ay的文章》Seismic s!tr:en:。g,th of cir!cular rei!nforce—d concr【。ete? column【s.
! 圆《形截面柱《。受,剪环形箍筋所承受】。的剪:力可用下式表达【
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—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;?
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— hb0一一框架!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2?。00:0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85《%说:。明此:计算公式的可—靠性有一定保证【
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