高层建筑结构设计-第六章 RC框架结构设计

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6 框架结构设计

6 框架结构设计
【说明】
本条是原规程6.1.3 条。 未修订
1 梁的水平加腋厚度可取梁截面高度,其水平尺寸宜满足下列要求:
2 梁采用水平加腋时,框架节点有效宽度bj宜符合下式要求: 1)当x=0 时,bj按下式计算: 2)当x≠0时,bj取(6.1.7-5)和(6.1.7-6)二式计算的较大值,且 应满足公式(6.1.7-7)的要求:
本款为新增内容,对楼梯间采用砌体填充墙提出了更严格的抗 震设计要求。
6.1.6 框架结构按抗震设计时,不应采用部分由砌体墙承重之混合形 式。框架结构中的楼、电梯间及局部出屋顶的电梯机房、楼梯间、 水箱间等,应采用框架承重,不应采用砌体墙承重。
【说明:同原规程6.1.6条,删除了原规程中的6.1.7 条。在框架结构 中布置少量剪力墙时,剪力墙变形能力差,容易过早破坏,建议按 框架-剪力墙结构进行分析并限制位移,因此将相关规定移入本规程 第8 章】
式中:
【说明】 本次修订对“强柱弱梁”的要求进行了调整。提高了框架结
构的要求,对二、三级框架结构柱端弯矩增大系数由原规程的1.2、 1.1 分别提高到1.5、1.3;因本规程框架结构不含四级,故取消四级 的有关要求。
本次修订对二、三级框架结构仅提高了柱端弯矩增大系数,未 要求采用实配反算。但当框架梁是按最小配筋的构造要求配筋时, 宜采用实配反算的方法确定柱子的受弯承载力设计。此时条文 6.2.1-1 公式中的系数1.2 可适当降低。
1 一级框架结构及9 度时的框架: 2 其他情况:
【说明】
钢筋相,比包原括规有程效6翼.2缘.5增宽加度了范在围计内算的M楼b板lua钢、筋M。brua 时需考虑计入受压
6.2.6 框架梁、柱,其受剪截面应符合下列要求: 1 无地震作用组合时
2 有地震作用组合时 跨高比大于2.5 的梁及剪跨比大于2 的柱:

探讨高层建筑框架结构设计中的问题

探讨高层建筑框架结构设计中的问题

探讨高层建筑框架结构设计中的问题摘要:高层建筑采用框架结构形式,可形成内部大空间,同时也能进行灵活的建筑平面布置。

因此,框架结构体系在结构设计中应用甚广,特别是在高度不超过50m的高层建筑中,其优势更为明显、突出。

本文对高层建筑框架结构设计中所存在的若干问题进行探讨,并提出一些建议。

关键词:高层建筑;结构设计;问题随着经济的高速发展,我国高层建筑发展迅速,其设计思想在不断更新,建筑平面布置与竖向体形也越来越复杂,给高层结构设计提出更高的要求。

高层建筑结构设计是不容忽视的问题,设计工只有按相应的规范的构造要求来严格执行,才能从根本上消除设计质量的隐患。

1高层建筑框架结构设计中应注意的问题1.1结构的超高问题在抗震规范与高层建筑设计规范中,对高层建筑结构的总高度都有严格的限制,尤其是新规范中针对以前的超高问题,除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外,增加了B级高度的建筑。

因此,结构工程师必须对结构的该项控制因素严格注意,一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度,其设计方法和处理措施将有较大的变化。

在实际工程设计中,出现过由于结构类型的变更而忽略该问题,导致施工图审查时未予通过,必须重新进行设计或需要召开专家会议进行论证等工作的情况,这种现象应该引起结构工程师的高度重视。

1.2计算模型问题目前常用的框架结构空间分析计算软件都是以整幢楼的梁、柱整体参加工作进行计算分析的。

对部分梁而言,尽管相交梁截面尺寸不同,相互之间却不存在主、次梁关系,设计人员在绘制施工图时,应注意配筋形式与受力分析相匹配。

框架结构经空间分析程序电算,所有按主梁输入模型的梁是整体工作的,部分梁将产生扭转问题。

一些三维空间分析软件,虽已调整梁的抗扭刚度,但计算出来框架边梁扭矩筋仍很大,因程序不计楼板对梁的约束作用(即实际扭矩计算值那么大),实际受力与计算模型不符,可把次梁支座改为铰支座,并配以构造处理。

毕业1.3嵌固端的设置问题由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防。

高层建筑结构设计-第6章-框架结构设计

高层建筑结构设计-第6章-框架结构设计
高层建筑结构设计 广西大学土木建筑工程学院 贺盛
6.1 框架结构抗震设计概念
4、 一般部位构件破坏优于关键部位节点破坏
在往复的地震作用下,框架结构部分构件的受力不利,且其破坏 后会对结构的承载力能力产生较大削弱,故须对这些关键部位构件进 行加强。
强关键弱一般是指柱底层嵌固端、角柱、转换柱等关键构件的承 载力及抗震构造措施应强于一般构件。
强柱弱梁是指同一梁柱节点处,上下柱端在轴压力作用下,顺时 针或逆时针方向实际受弯承载力之和,须大于左右梁端截面相应方向 实际受弯承载力之和。
高层建筑结构设计 广西大学土木建筑工程学院 贺盛
6.1 框架结构抗震设计概念
2、 弯曲破坏优于剪切破坏
弯曲破坏为延性破坏,滞回曲线的捏拢现象不严重,构件的耗能 能力大;剪切破坏为脆性破坏,延性小,构件的耗能能力差。
强剪弱弯是指梁或柱的实际受剪承载力,分别大于其实际受弯承 载力对应的剪力设计值。
高层建筑结构设计 广西大学土木建筑工程学院 贺盛
6.1 框架结构抗震设计概念
3、 构件破坏优于节点破坏 核心区为连接梁与柱的关键部位,在往复地震作用下,核心区的
破坏为剪切破坏。
强节点弱构件是指节点的实际受剪承载力,大于其左右梁端截面 相应方向实际受剪承载力之和。
1、 框架梁的箍筋与延性
震害及试验研究表明,框架梁的破坏主要集中在1~2倍梁高的梁端塑性铰 区范围内。在这些塑性铰区内,既有竖向裂缝,又有斜裂缝,剪力主要靠箍筋 及纵筋销键作用进行传递。
为了使梁端塑性区有较大的延性,同时防止梁端混凝土压溃前受压钢筋过 早压屈,应在梁端加密箍筋,形成箍筋加密区。
梁端加密区箍筋应该按强剪弱弯的原则确定箍筋量,同时满足抗震构造要 求。
【例6.2-1】

《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

(1
hb0 Hc
as' ) hb
jb —— 强节点系数;对框架结构,一级宜取1.5,二级宜取
1.35,三级宜取1.2;对于其它结构类型中的框架,一级宜 取1.35,二级宜取1.2,三级宜取1.1。
武汉大学土木建筑工程学院
9. 楼梯间 6.1.15
6.1.15 楼梯间应符合下列要求:
本次修订增加了楼梯间的抗震设计要求。对于框架结构, 楼梯构件与主体结构整浇时,梯板起到斜支撑的作用,对结 构的刚度、承载力、规则性的影响比较大,应参与抗震计算; 当采取措施,如梯板滑动支承于平台板,楼梯构件对结构刚 度等的影响比较小,是否参与整体计算差别不大。对于楼梯 间设置刚度足够大的抗震墙的结构,楼梯构件对结构刚度等 的影响较小,也可不参与整体抗震计算。
分框支剪力墙结构中的框支柱必须提高延性,其轴压比从严。
(2)国内外试验表明,增加柱配箍率;采用复合箍螺旋箍,连续复
合螺旋箍;截面中配置芯柱,均能增加柱的位移延性,可对轴压比
适当放松,但其箍筋加密区的体积最小配筋率,应满足放松后轴压
比的箍筋配筋率要求。
(3)6度设防区,允许不进行截面抗震验算,其轴压比计算,可取
部分框支剪力墙结构
0.6 0.7


武汉大学土木建筑工程学院
增加了四级抗震等级的各类结构的框架柱、框支柱的轴 压比限值。试验表明,受压构件的位移延性随轴压比的增 加而减小。结合震害经验作如下修订:
(1)对框架结构的轴压比限制适当从严;对框剪结构、筒体结构,
框架为第二道防线,对延性要求稍松,因此轴压比适当放松;对部
框架节点核心区剪力设计值的计算公式基本与02规范 相同,仅对剪力增大系数作了部分调整。

《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

● 适用最大高度( 新增 0.30g)
结构类型 框架 框架-抗震墙 抗震墙 框支抗震墙
2001 规范
45 100 100 80
2010 规范(0.2g)
40 100 100 80
核心筒-框架
100
100
筒中筒
120
120
板柱抗震墙
30
55
竖向和水平均不规则结构,最大高度宜减少 10%
总高度指地面至主要屋面板板顶高度
框架结构
0.65 0.75 0.85 0.90
框架-剪力墙结构、筒体结构 0.75 0.85 0.90 0.95
部分框支剪力墙结构
0.6 0.7


增加了四级抗震等级的各类结构的框架柱、框支柱的轴 压比限值。试验表明,受压构件的位移延性随轴压比的增 加而减小。结合震害经验作如下修订:
第 3 部分
框架结构抗震设计
含框架结构和其他结构中的框架 不含异型柱框架
[框架结构] 设计要求提高的汇总
序 号
项目
1
高度(m)
2
跨数
2001规范 60, 55, 45, 25
无规定
3 尺寸边长(直径)
≥300mm(350)




4
轴压比
0.7 0.8 0.9 —
5
柱 纵
中柱、 边柱
1.0
0.8
二(三) 一(二) 一


≤35m
>35m




调整了混凝土抗震等级:
(1)框架结构抗震等级加严,高度以24m为界,并使各烈 度分级一致。明确规定框架结构不包括异形柱框架。 (2)与抗震规范一致,板柱 — 剪力墙结构的适用高度有 所增大,其抗震等级划分相应调整。 (3)低、多层框架 — 剪力墙结构、剪力墙结构和部分框 支剪力墙结构以24m为界,不大于24m的降低一级,但四级 和框支层框架不降低。 (4)框架 — 核心筒结构的高度低于60m,并符合框架— 剪力墙结构的有关要求时,其抗震等级按框架—剪力墙结 构确定。

RC框架结构“强柱弱梁”机制的Push-over分析

RC框架结构“强柱弱梁”机制的Push-over分析
中屈服 和屈 服后 的弹 塑性性 能在 S 2 0 AP 0 0中可 以用 离 散 的 自定 义 铰来 模 拟 , S 2 0 定 义 的 塑性 在 AP 0 0里 铰 的本 构关 系如 图 1 示 [ 是通 过 由 A、 C、 E 所 , B、 D、
下, 结构 发 生较 大 的水 平 位 移进 入 非 弹性 阶段 , 使 为 框 架仍 然有 承受 荷载 的能 力 而免于倒 塌 , 要求 实 现梁
献 。② 持 现行规 定 的柱 梁 强 度 比数 值 , 在计 算梁 而 截 面抗 弯承 载力 时 , 将板 所提供 的有 效抗 弯能 力折算 成 一定 范 围( 即有效 翼缘 宽度 ) 内的板完全 参 与受弯 , 将 框架 梁等效 为 T形 或者 I形 梁进行 设计 计算 。 1
本 文为 了反 映现浇 楼板对 框架 梁 的影响 , 立 了 建 3 对 比模 型 : 模 型 1 种 ① 。纯 框架 模 型 , 即无楼 板 的
框架模型 ; 在模型 l 的基础上加入现浇楼板 , 梁的刚
度不 修正 。
2 侧 向荷 载 的选 择

图 3 平 面 图
个 P s-vr uhoe 分析一 般需 要多 个 分 析工 况 , 由
此也 需要 添加不 同 的荷 载 , P s—vr 析 中常 用 在 uho e 分 的侧 向荷 载分 布形式 可 分 为 : 三 角形 分 布 荷 载 ; 倒 均 匀分 布荷 载 ; 级数 分 布 荷载 , 侧 向荷 载 和分 布 函 幂 其
数分 别如 图 2 示 。 所
图 4 纯 框 架 三 维 模 型 图 5 带 楼 板 的 模 型
3 2 结构基 底剪 力一 点位 移 的关 系 . 顶 ( )本 文选 取 了其 中 的 3种 工 况 结 果 进 行 了对 1

06001高层建筑结构设计

06001高层建筑结构设计

课程名称:高层建筑结构设计课程代码:06001第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点本课程是土木工程专业专业课之一,课程的依据是《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002),课程中的框架结构设计方法也可用于多层钢筋混凝土结构设计中,本课程主要讲述了高层建筑常用结构形式的受力特点、内力分析方法(手算),也结合高规讲述了高层建筑结构设计中的各种规定和构造要求,框架结构设计方法(抗震)是毕业设计中要用到的知识。

二、课程目标与基本要求通过本课程的学习,使学生了解高层建筑结构布置原则、结构受力特点、内力分析方法、高规中设计规定,其中框架设计方法为重点,应掌握并能应用。

了解剪力墙结构、框-剪结构计算方法。

三、与本专业其他课程的关系本课程一般在大学四年级第一学期开设,本课程是以《钢筋混凝土结构设计》为基础,钢筋混凝土基本构件设计方法在本课程中不再详加讲述,本课程的学习要求学生有一定的数学力学基础,故本课程开设前《结构力学》应已学完。

第二部分考核内容与考核目标第一章概述一.学习目的与要求了解高层建筑的定义、常见的结构形式,了解国内外高层建筑发展的现状,及未来发展的方向。

二.课程内容第一节高层建筑和高层建筑结构定义第二节高层建筑结构的功能第三节高层建筑的结构型式第四节高层建筑结构的发展与展望三.考核知识点与考核目标识记:高层建筑的结构型式,各结构类型在实际工程的应用。

第二章高层建筑结构受力特点和结构概念设计一.学习目的与要求通过本章学习,使学生进一步了解高层建筑所受荷载种类、特点、计算方法,结构平面布置、竖向布置的注意事项,各种结构类型的特点的适用情形。

二.课程内容第一节高层建筑结构上的荷载与作用第二节高层建筑结构的受力特点和工作特点第三节高层建筑结构的结构体系和结构布置第四节高层建筑结构的概念设计三.考核知识点与考核目标识记:基本风压,风载体形系数,风压高度系数,三水准抗震设计目标,两阶段抗震设计方法,抗震设防类别,底部剪力法,反应谱曲线,特征周期,重力荷载代表值,结构基本自振周期,A级高度建筑,B级高度建筑。

《高层建筑结构设计》PPT课件

《高层建筑结构设计》PPT课件

交 错 钢 结 构
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5
竖向结构体系(抗侧力体系)的选择
•建筑使用功能 •建筑平面 •建筑高度 •抗震等级 •地质条件 •施工技术 ……
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6
水平承重体系(楼盖体系)及其选择
• 楼(屋)盖体系的作用
➢ 承受竖向荷载 ➢ 连接抗侧力构件,承受其传来的剪力和轴力
• 选择原则
Z=R-S≥0
= Z/ Z
Z= R- S
–在能规承定受的正时常间施内工,和在正规常定使的用条是件可下能,出完现成的预各定种功作能用的概率 –在正 规常 定使 的用 时时 间具 内—有良—好设的计工基作准性期能(50年) –在正 规常 定维 的护 条下 件具 下—有足—够正的常耐设久计性、能正常施工、正常使用 –在 预偶 定然 功事 能件 —发 —四生项时结及构发功生能后仍能保持必需的整体稳定性
➢ 预制板楼盖
预应力空心板楼盖——适用于高度50m以下时,但要求严格(缝内设钢筋、 设现浇 面层、加强板端连接)
预应力大楼板楼盖——与房间同尺寸,双向先张法预应力筋,板边齿槽;吊装问题
➢ 预应力叠合板楼盖
预制RC薄板(50-60mm),上现浇RC。省模板、刚度大、整体性好
➢ 组合楼盖
压型钢板上现浇RC。省模板、自重小、厚度小;用钢量大
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8
0.3结构布置原则
• 1 抗震设防结构布置原则
• (1)选择有利的场地 • (2)保证地基基础的承载力、刚度 • (3)合理设置抗震缝 • (4)应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径 • (5)多道抗震设防能力 • (6)合理选择结构体系 • (7)结构应有足够的刚度 • (8)结构应有足够的结构承载力 • (9)节点的承载力应大于构件的承载力 • (10)结构应有足够的变形能力及耗能能力

高层建筑结构设计思考题答案 (2)

高层建筑结构设计思考题答案 (2)

第二章2.1钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系?钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系?每种结构体系举1~2例。

答:钢筋混凝土房屋建筑的抗侧力结构体系有:框架结构(如主体18层、局部22层的北京长城饭店);框架剪力墙结构(如26层的上海宾馆);剪力墙结构(包括全部落地剪力墙和部分框支剪力墙);筒体结构[如芝加哥Dewitt-Chestnut公寓大厦(框筒),芝加哥John Hancock大厦(桁架筒),北京中国国际贸易大厦(筒中筒)];框架核心筒结构(如广州中信大厦);板柱-剪力墙结构。

钢结构房屋建筑的抗侧力体系有:框架结构(如北京的长富宫);框架-支撑(抗震墙板)结构(如京广中心主楼);筒体结构[芝加哥西尔斯大厦(束筒)];巨型结构(如香港中银大厦)。

2.2框架结构、剪力墙结构和框架----剪力墙结构在侧向力作用下的水平位移曲线各有什么特点?答:(1)框架结构在侧向力作用下,其侧移由两部分组成:梁和柱的弯曲变形产生的侧移,侧移曲线呈剪切型,自下而上层间位移减小;柱的轴向变形产生的侧移,侧移曲线为弯曲型,自下而上层间位移增大。

第一部分是主要的,所以框架在侧向力作用下的水平位移曲线以剪切型为主。

(2)剪力墙结构在侧向力作用下,其水平位移曲线呈弯曲型,即层间位移由下至上逐渐增大。

(3)框架-剪力墙在侧向力作用下,其水平位移曲线呈弯剪型, 层间位移上下趋于均匀。

2.3框架结构和框筒结构的结构构件平面布置有什么区别?答:(1)框架结构是平面结构,主要由与水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩,必须在两个正交的主轴方向设置框架,以抵抗各个方向的侧向力。

抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。

框筒结是由密柱深梁组成的空间结构,沿四周布置的框架都参与抵抗水平力,框筒结构的四榀框架位于建筑物的周边,形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒。

2.5中心支撑钢框架和偏心支撑钢框架的支撑斜杆是如何布置的?偏心支撑钢框架有哪些类型?为什么偏心支撑钢框架的抗震性能比中心支撑框架好?答:中心支撑框架的支撑斜杆的轴线交汇于框架梁柱轴线的交点。

高层建筑结构设计简答题

高层建筑结构设计简答题

高层建筑结构设计简答题第1章概述1、什么是高层建筑和高层建筑结构?JGJ3-2002《高层建筑混凝土结构技术规程》和JGJ99-1998《高层民用建筑钢结构技术规程》是如何规定的?联合国教科文组织所属的世界高层建筑委员会在1972年年会上建议将高层建筑为四类:第一类高层建筑 9~16层(高度不超过50m );第二类高层建筑17~25层(高度不超过75m );第三类高层建筑26~40层(高度不超过100m );第四类高层建筑 40层以上(高度超过100m 以上,即超高层建筑);JGJ3-2002《高层建筑混凝土结构技术规程》规定:将10层及10层以上或高度超过28m 的混凝土结构为高层民用建筑;JGJ99-1998《高层民用建筑钢结构技术规程》规定:10层及10层以上的住宅和约24m 以上的其他民用建筑为高层建筑。

高层建筑结构是高层建筑中的主要承重骨架。

2、高层建筑结构中结构轴力、弯矩和位移与结构高度的关系大体如何?答:高层建筑结构中:轴力和结构高度成线性关系;弯矩和结构高度成二次方关系;位移和结构高度成四次方关系。

3、按功能材料分,高层建筑结构类型主要有哪几种?答:按功能材料分:①混凝土结构②钢结构③钢和混凝土的混合结构型式.4、高层建筑的抗侧力体系主要有哪几类?各有哪些组成和承受作用特点?答:高层建筑的抗侧力类型主要有:框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构、悬臂结构及巨型框架结构。

组成和承受作用特点:①框架结构体系架结构体系有线型杆件-梁和柱作为主要构件组成的,承受竖向和水平作用;②剪力墙结构体系:混凝土墙体组成,承受全部竖向和水平作用的;③框架-剪力墙结构体系:框架结构中布置一定数量的剪力墙组成由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用;④筒体结构体系:由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用;⑤悬臂结构体系:在钢筋混凝土内筒为主要受力结构的高层建筑中,从内筒不同高度处伸出金属悬臂杆,并在其端部挂有钢吊杆与内筒共同承受各层楼板的自重与附加的活荷载;⑥巨型框架结构体系:由若干巨柱以及巨梁组成,承受主要的水平力和竖向荷载;其余的楼面截面梁柱组成二级结构,只将楼面荷载传递到巨型框架结构上去。

高层建筑试题及答案

高层建筑试题及答案

第一章 概论(一)填空题1、我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)规定:把10层及10层以上或房屋高度大于28m 的建筑物称为高层建筑,此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。

2.高层建筑设计时应该遵循的原则是安全适用,技术先进,经济合理,方便施工。

3.复杂高层结构包括带转换层的高层结构,带加强层的高层结构,错层结构,多塔楼结构。

4.8度、9度抗震烈度设计时,高层建筑中的大跨和长悬臂结构应考虑竖向地震作用。

5.高层建筑结构的竖向承重体系有框架结构体系,剪力墙结构体系,框架—剪力墙结构体系,筒体结构体系,板柱—剪力墙结构体系;水平向承重体系有现浇楼盖体系,叠合楼盖体系,预制板楼盖体系,组合楼盖体系。

6.高层结构平面布置时,应使其平面的质量中心和刚度中心尽可能靠近,以减少扭转效应。

7.《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002适用于10层及10层以上或房屋高度超过28m 的非抗震设计和抗震设防烈度为6至9度抗震设计的高层民用建筑结构。

9 三种常用的钢筋混凝土高层结构体系是指框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构。

第二章 高层建筑结构设计基本原则(一)填空题1.地基是指支承基础的土体,天然地基是指基础直接建造在未经处理的天然土层上的地基。

2.当埋置深度小于基础底面宽度或小于5m ,且可用普通开挖基坑排水方法建造的基础,一般称为浅基础。

3,为了增强基础的整体性,常在垂直于条形基础的另一个方向每隔一定距离设置拉梁,将条形基础联系起来。

4.基础的埋置深度一般不宜小于0.5m ,且基础顶面应低于设计地面100mm 以上,以免基础外露。

5.在抗震设防区,除岩石地基外,天然地基上的箱形和筏形基础,其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15;桩箱或桩筏基础的埋置深度(不计桩长)不宜小于建筑物高度的1/18—1/20。

6.当高层建筑与相连的裙房之间设置沉降缝时,高层建筑的基础埋深应大于裙房基础的埋深至少2m 。

高层建筑结构框架结构设计

高层建筑结构框架结构设计
框架结构设计
1 框架结构的受力特点
一般情况下,框架底部柱M、N、V最大,往上逐渐减小,底部 柱多属于小偏心受压构件,顶部几层可能为大偏心受压构件。
当荷载条件大致相同时,各层框架梁M、V较为接近,变化不大。
框架结构的水平侧移由两部分组成: 剪切变形:这是由框架整体受剪,梁柱杆件发生弯曲变形 而产生的水平位移,一般底层层间变形最大,向上逐渐减小。 弯曲变形:这是由框架在抵抗倾覆弯矩时发生的整体弯曲, 由柱子的拉伸和压缩而产生的水平位移。 当框架结构高宽比不大于4时,框架水平侧移中弯曲变形部 分所占比例很小,位移曲线一般呈剪切型。
框架梁箍筋构造规定(抗震设计) 延性要求
抗震设计时,计入受压钢筋作用的梁端截面混凝土受压区高 度与有效高度之比值,一级不应大于0.25,二、三级不应大于 0.35; 抗震设计时,梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%;
框架梁沿梁全长箍筋的面积配筋率应符合下列要求:
抗震设计时,梁端箍筋的加密区长度、箍筋最大间距和最 小直径应符合表6.3.2-2的要求;当梁端纵向钢筋配筋率大于 2%时,表中箍筋最小直径应增大2mm。
单跨框架的规定
抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。因为单跨框架 的耗能能力较弱,超静定次数少,一旦柱子出现塑性铰 (在强震时不可避免),出现连续倒塌的可能性很大。
框架结构砌体填充墙
《高层规程》规定,框架结构的填充墙及隔墙宜选用轻 质墙体。抗震设计时,框架结构如采用砌体填充墙,其 布置应符合下列要求: 1 避免形成上下层刚度变化过大 2 避免形成短柱 3 减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。
纵向受拉钢筋的最小配筋百分率ρmin(%),非抗 震设计时,不应小于0.2和45ft/fy二者的较大值;抗震 设计时,不应小于表6.3.2-1规定的数值;

高层钢筋混凝土结构设计

高层钢筋混凝土结构设计

6.2 高层建筑结构设计的基本要求
6.2 高层建筑结构设计的基本要求
6.2 高层建筑结构设计的基本要求
6.2.3 高层建筑结构的总体布局
考虑到高层建筑水平作用方向的不确定性,其结构的平面布置和 竖向布置除应符合抗震结构设计的要求(详见本书3.5节)外,还应满 足以下要求:
(1)在高层建筑的一个独立结构单元内,结构平面形状宜简单、 规则,质量、刚度和承载力分布宜均匀,不应采用严重不规则的平面 布置。
6.2 高层建筑结构设计的基ห้องสมุดไป่ตู้要求
(3)转换层楼板、转换梁、转换柱、箱形转换 结构及转换厚板的混凝土强度等级均不应低于C30。
(4)预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低 于C40且不应低于C30,现浇非预应力混凝土楼盖结构 的混凝土强度等级不宜高于C40。
6.2 高层建筑结构设计的基本要求
2. 钢筋
6.2 高层建筑结构设计的基本要求
2. 计算假定
1)弹性工作状态假定
在竖向荷载和风荷载的作用下,高层建筑结构应保持正常的使用 状态,即结构处于不裂、不坏的弹性阶段。当结构基本处于弹性工作 状态时,高层建筑结构的内力和位移按弹性方法进行计算。由于属于 弹性计算,因而计算时可以利用叠加原理,不同荷载作用时,可以进 行内力组合。但对于某些局部构件,由于按弹性计算所得的内力过大, 将出现截面设计困难、配筋不合理的情况,这时可以考虑局部构件的 塑性内力重分布,对内力适当予以调整,如剪力墙结构中的连梁,允 许考虑连梁的塑性变形来降低连梁的刚度,但考虑到连梁的塑性变形 能力十分有限,连梁刚度的折减系数不宜小于0.50。
对于抗震设计时混合结构中的钢材,其钢材的屈服强度实测值与抗 拉强度实测值的比值不应大于0.85;钢材不但应有良好的焊接性和合格 的冲击韧性,而且还应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%。

高层建筑结构分析与设计理论

高层建筑结构分析与设计理论

高层建筑结构分析与设计理论摘要:文章就针对高层建筑的结构以及设计的这一问题,进行了详细的分析,并对于相应的设计理念分析以及设计进行了相关探讨。

关键词:高层建筑;结构;设计理论中图分类号:tu318文献标识码: a 文章编号:一、常见高层建筑结构设计特点1、建筑框架结构设计对于高层建筑来说必须有一个整体的严谨的框架结构,所以对于框架结构的设计可以说是重中之重,对于框架结构来说,他的主要组成部分有建筑结构基础、结构楼板、柱以及建筑梁体这几种重要的承重部件构成,而对于建筑结构基础、柱子以及建筑梁体来说,这三者主要是建筑平面框架的重要承重部件,建筑框架整体布置上比较灵活,能够在很大程度上流出建筑的空间,而另一方面对于立面的处理也是比较简单灵活的,但是重要的是建筑框架结构的侧向的刚度比较小,所以一旦建筑体本身过于高的时候,整体来说就会出现比较大程度上的侧移,这就会限制整体的高度。

2、决定性因素对于高层建筑的结构设计来说,有很多的影响因素,但是决定性的因素是水平的荷载。

讲到高层建筑的水平荷载在结构设计中的作用首先是因为高层建筑本身的重量以及建筑体面本身使用的载荷在建筑竖构建中能勾起的轴力以及弯矩只是和建筑的高度成正比,但是水平荷载对于建筑本身结构产生的力是和本身高度的平方成正比关系;另外对于一个建筑体本身来说,竖向上的载荷力一般情况下都是一定的,但是水平的荷载是伴随着很多因素的变化产生相应的变化的。

3、剪力墙结构的设计特点对于高层建筑来说剪力墙本身也是框架的组成部分,在高层建筑结构的设计中一般情况下使用的都是这种框架形式,也就是剪力墙结构,而剪力墙设计结构就是将建筑的整体框架和剪力墙本身按照规定进行一种巧妙地结构结合,形成一个整体的结构,所以这种情况下上面我们提到的决定性因素水平的荷载就由剪力墙本身来承担的,因为剪力墙按照这样的设计结构的情况下具有很大的刚度,能够抗拒很大的建筑测力,另一方面竖向上的荷载就有剪力墙和整体的框架来进行承担,所以我们看到剪力墙会受到来自于竖向以及水平方向上的压力,所以对于剪力墙结构的设计是至关重要的。

RC框架结构设计解析

RC框架结构设计解析

弯曲破坏:
• 少筋破坏—脆性破坏,延性小,耗能差 • 超筋破坏—脆性破坏,延性小,耗能差 • 适筋破坏—延性破坏

高 层 建 筑 结 构 设 计 土 木 系 结 构 一
6.2 框架梁抗震设计 6.2.2 梁截面抗弯设计 1 )梁纵向配筋与延性的关系 影响适筋梁延性大小的因素之一: 相对压区高度
应变分布1 应变分布2
6.2.3 梁截面抗剪验算
1)剪力设计值 确定剪力设计值的原则: •
• 一、二、三级框架梁端箍筋加密区: 强剪弱弯 四级和非抗震框架梁: 取最不利组合得到的剪力

6.2 框架梁抗震设计
高 层 建 筑 结 构 设 计 土 木 系 结 构 一
一、二、三级框架梁端箍筋加密区 剪力设计值V b

6.2 框架梁抗震设计

6.2 框架梁抗震设计
高 层 建 筑 结 构 设 计 土 木 系 结 构 一
双筋矩形截面适筋梁的相对受压区高度
s f y 's f ' y 1 f c 1 f c
ρs,ρ’s -分别为受拉钢筋和受压钢
筋的配筋率 1 —与混凝土强度等级有关的等效矩形 应力图形系数

6.2 框架梁抗震设计
高 层 建 筑 结 构 设 计 土 木 系 结 构 一
s f y 's f ' y 1 f c 1 f c
增大受拉钢筋的配筋率,相 对受压区高度增大; 增大受压钢筋的配筋率,相 对受压区高度减小。

6.2 框架梁抗震设计
高 层 建 筑 结 构 设 计 土 木 系 结 构 一
s f y 's f ' y 1 f c 1 f c
构造要求
梁宽度不宜小于200mm 截面高宽比不宜大于4 净跨与截面高度之比不宜小于4

RC框架结构基于性能的优化分析

RC框架结构基于性能的优化分析

RC 框架结构基于性能的优化分析概述RC 框架结构是一种常用的建筑结构体系,其性能优化分析可以帮助设计师在设计过程中更好地控制和优化结构的性能。

本文旨在探讨RC 框架结构的性能优化分析,以及如何在设计过程中实现最佳性能。

RC 框架结构概述RC 框架结构指的是钢筋混凝土框架结构,主要包括梁、柱、楼板等组成部分。

其主要特点是抗弯刚度高,耐久性强,可以承受较大的重力和水平荷载。

在现代建筑领域,RC 框架结构被广泛应用于住宅、商业和工业建筑等多种建筑类型。

RC 框架结构性能优化分析RC 框架结构的性能可以从多个方面进行优化分析,包括静力分析、动力分析、稳定性分析、疲劳分析等。

下面分别介绍这些分析方法。

静力分析静力分析是RC 框架结构最常用的性能分析方法之一,它可以用来确定结构的初始刚度和强度。

静力分析的基本原理是通过结构受力平衡方程求解结构的内力和支反力,进而得出结构的刚度和强度。

静力分析的结果既可以用来优化结构的设计方案,也可以用来指导结构的施工和维护。

动力分析动力分析是一种用于评估结构在地震等自然灾害作用下的性能的方法,它可以评估结构的应力、变形和破坏状况。

动力分析通常采用地震波模拟程序进行,该程序可以模拟不同类型地震波作用下结构的响应,进而评估结构的稳定性和安全性。

稳定性分析稳定性分析是一种用来评估结构在受外部稳定性荷载作用下的破坏形式和临界荷载的方法。

稳定性分析通常采用线性或非线性稳定分析模型进行,其结果可以帮助设计师评估结构的稳定性,指导结构的优化设计和施工。

疲劳分析疲劳分析是一种用来评估结构在长期应力作用下的性能的方法,其主要应用于大型桥梁和高层建筑等结构。

疲劳分析可以帮助设计师评估结构的寿命和耐久性,指导结构的维护和增强。

RC 框架结构的性能优化方法在设计过程中,设计师可以采用多种方法对RC 框架结构的性能进行优化,主要包括结构减重、材料选用、局部增强等方面。

结构减重在RC 框架结构的设计中,结构减重是一种常用的性能优化手段,可以在不影响结构强度的前提下减小结构的重量和成本。

RC框架结构超强系数与地震经济损失风险分析

RC框架结构超强系数与地震经济损失风险分析

Vol. 37,No. 7Jan. 4271第37卷,第。

期2271年1月世界地震工程WORLDEARTHQUAKEENGENEERENG文章编号:107 -6969(2921)91 -0719 -09RC 框架结构超强系数与地震经济损失风险分析李锡明,王树和(北京科技大学土木与资源工程学院,北京10083)摘要:基于现行的中国抗震设计规范,设计了 6个不同参数的钢筋混凝土框架结构模型,利用静力 弹塑性(PusUner)分析方法求得各个框架结构的超强系数;同时,利用基于性能的抗震设计(PBSD ) 的方法,通过增量动力分析(IDA )、易损性分析和地震损失风险分析等,定量的求出各个框架结构的 经济损失风险,并比较了不同框架结构超强系数和经济损失风险的变化情况。

结果表明:在层高相 同的情况下,当抗震设防烈度逐渐增大时,超强系数减小,经济损失风险逐渐增大;在抗震设防烈度相同的情况下,当层高增大时,超强系数减小,经济损失风险逐渐增大。

关键词:经济损失风险;PBEE ;超强系数;PusUner 分析;钢筋混凝土框架中图分类号:P315.7; TU375.2 文献标识码:AAnalysis on overstrength factor and earthquake economic loss risk ofreinforced concrete frrmr structrrrsLI Ximinp , WANG SSuha(School of Civil and Environmental Enginee/ng , Univeoity of Science and TechnoDgy Beping , Beping 190083 , China)Abstruct : Based on the chpext seismic desigu code , siv reinforced coucmU frame stoicturas with dihemnt paramv-Uws were desigueX. The overstrexpth factar of each stoictura was ceDhlaW by static elastoplastic method ( PusP-ovar Analysis) . Mennwhila , accordinp ta the peOomiauco -hasep seismic desigu ( PBSD + method , the economicloss VsP of each frame stoictura is quantihed thmupU incremental —0X111- analysis (IDA) , fagilby analysis and seismic loss analysis. . The vv/atiox of overstrexpth factar and economic loss in dihemut frame structures was ana ­lyzed. The resulSs indicUa tOat the economic loss VsC increvsas and oversOexpth factar Uecrevsas with the increnso of fovificatiox inOnsity Ou stvicturas with the sama hUght, and the economic loss VsU increvsas and overstrexpthfactar Uecrevsas with the increnso of the height far the sama fovificatiox inUnsity.Key worts :scoxom1c loss VsP , PBEE , overstrexpth factar, PusPovar analysis , reinforced concrete frame stvicturas引言大量的结构试验以及研究表明[1-2]:严格按照我国抗震规范设计的建筑结构的实际抗震承载力一般情况下会大于其设计抗震承载力,这种现象称为超强现象。

第六章RC框架结构设计

第六章RC框架结构设计

6.3.2 柱正截面承载力验算
一、二级框支柱由地震作用产生的轴 力应分别乘以增大系数1.5、1.2。
计算轴压比时,附加轴力不乘以增大 系数。
一、二级框支柱的顶层柱上端和底层 柱下端,其组合的弯矩设计值应分别乘 以增大系数1.5和1.25。
6.3.2 柱正截面承载力验算
d) 角柱
按上述方法调整后的组合弯矩 设计值再乘以不小于1.10的增 大系数 。
6.2 框架梁设计
震害
6.2 框架梁抗震设计
6.2.1 框架梁的破坏形态与延性
破坏形态: 剪切破坏 弯曲破坏
剪切破坏:脆性破坏,延性小,耗能差
6.2 框架梁抗震设计
弯曲破坏:
• 少筋破坏—脆性破坏,延性小,耗能差 • 超筋破坏—脆性破坏,延性小,耗能差 • 适筋破坏—延性破坏
6.2 框架梁抗震设计 6.2.2 梁截面抗弯设计 1 )梁纵向配筋与延性的关系
大家好
1
第6章 钢筋混凝土框架构件设计
6.1 延性框架的概念设计 6.2 框架梁设计 6.3 框架柱设计 6.4 梁柱节点核芯区抗震设计 6.5 钢筋的连接和锚固
6.1 延性耗能框架的概念设计
延性是指强度或承载力没有大幅度 下降情况下的屈服后变形能力;
耗能能力是构件或结构耗散地震能 量的能力,用往复荷载作用下构件或 结构的力-变形滞回曲线包含的面积 度量。
0.4 和 0.3 和 0.25 和
0.2 和 80ft/fy
65ft/fy
55ft/fy
45ft/fy
0.3 和 0.25 和 0.2 和
65ft/fy
55ft/fy
45ft/fy
6.2.4 构造措施
沿全长顶面和底面至少两根纵筋

建筑框架结构体系

建筑框架结构体系

框架(框-剪)结构我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2002)将l0层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物定义为高层建筑,2~9层且高度不大于28m为多层建筑。

目前,多层与高层建筑最常用的结构体系有框架体系、剪力墙体系、框架-剪力墙体系和筒体体系等。

(一)框架结构的组成与特点框架结构.主要由楼板、梁、柱及基础等承重构件组成。

由框架梁、柱与基础形成平面框架,作为主要的承重结构。

各平面框架再由连系梁联系起来,形成一个空间结构体系.框架结构具有建筑平面布置灵活,能获得较大空间,承受竖向荷载作用合理、结构自重较轻的特点。

但由于框架其侧向刚度小、水平位移较大,因此使用高度受到限制。

在高度不大的多高层建筑中,框架结构是一种较好的结构体系。

从受力合理和控制造价的角度,现浇钢筋混凝土框架高度一般不超过45m;广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房。

(二)框架结构材料强度等级(1)混凝土强度等级非抗震设计时,现浇框架的混凝土强度等级不应低于C20。

抗震设计时,当按一级抗震设计时,现浇框架的混凝土强度等级不宜低于C30,当按二至四级抗震等级设计时,不成低于C20。

为减小柱子的轴压比和截面,提高承载能力,宜在荷载较大的柱子中采用较高强度的混凝土。

(2)钢筋级别一般情况下,框架梁、柱内纵筋采用HRB 335级、HRB 400级或RRB 400级,箍筋采用HPB 235级HRB 335级。

(3)梁柱节点混凝土梁的混凝土强度等级宜与柱相同或不低于柱混凝土强度等级5MPa以上。

二、钢筋混凝土框架结构的构造要求节点设计是框架结构设计中极其重要的内容。

通过构造措施来保证。

(一)一般构造(1)框架梁在非抗震设防区,框架节点的承载力是经济合理且便于施工的原则。

框架梁除应满足一般梁的有关构造规定外,在跨中上部至少应配置2根12的钢筋与横梁支座的负弯矩钢筋搭接,搭接长度不应小于1.2z。

(z。

为纵向受拉钢筋的最小锚固长度)。

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层 建
2)弯曲(压弯)破坏优于剪切破坏









构 一
弯曲破坏
剪切破坏
6.1 延性耗能框架的概念设计


强剪弱弯










构 一
弯曲破坏
剪切破坏
6.1 延性耗能框架的概念设计
高 对钢筋混凝土框架抗震性能的认识
层 建
3)大偏压破坏优于小偏压破坏









小偏压构件的相对受压区高度大,

不大于柱在该方向截面尺寸的1/20


6.2.4 构造措施
高 抗震设计时(强制)
层 建
梁端顶面受拉钢筋的配筋率:
筑 结
不应大于2.5%
构 设
梁端底面受压钢筋面积A’s与顶面受
计 拉钢筋面积As的比值:
土 木 系 结
一级 二、三级
A’s/As≥0.5 A’s/As≥0.3


6.2.4 构造措施

4)箍筋

建 筑
梁端箍筋加密区的箍筋配置:
结 构
• 加密区长度
设 • 箍筋最大间距限值

• 箍筋最小直径
土 木 系
梁端箍筋加密的作用:
约束混凝土,增大塑性变形能力,

防止纵向钢筋过早压屈


6.2.4 构造措施
高 梁端箍筋加密区的长度、箍筋的最大间距和最小直径(强制)
层 抗震等级 加 密 区 长 度 箍 筋 最 大 间 距 箍筋最小
土 木 系 结 构 一
6.3 框架柱抗震设计
高 层
箍筋形式对约束效果的影响






土 木 系 结 构 一
6.3 框架柱抗震设计
高 层
普通箍


结 构
复合箍






连续复合
构 一
螺旋箍 复合螺旋箍
矩形螺旋箍
6.3 框架柱抗震设计
高 层
6.3.2 柱正截面承载力验算

筑 结
1)轴力、弯矩设计值
高 层
柱的延性与截面混凝土相对受
建 筑
压区高度有关,相对受压区高度与
结 构
轴压比有关,因此,柱的延性与轴
设 计
压比有关。
限制柱的轴压比,实现大偏心
土 木
受压破坏。




6.3 框架柱抗震设计
高 3)箍筋配置

建 筑
箍筋的作用:抵抗剪力,约束混凝
结 构
土,防止纵筋压屈
设 计
箍筋约束程度的度量 :配箍特征值
构 下降情况下的屈服后变形能力;

计 耗能能力是构件或结构耗散地震能
土 量的能力,用往复荷载作用下构件或
木 系
结构的力-变形滞回曲线包含的面积
结 构
度量。

6.1 延性耗能框架的概念设计
高 对钢筋混凝土框架抗震性能的认识
层 建 筑 结 构 设 计

木 1)梁铰机制(整体机制)优于柱铰机
系 结
制(局部机制)

Golcuk
6.3 框架柱抗震设计
高 6.3.1 影响柱延性耗能的主要因素

建 筑
1)剪跨比




土 MC、VC—柱端截面组合的弯矩计算值
木 系
和组合的剪力计算值;
结 构
hc0—计算方向柱截面的有效高度。

6.3 框架柱抗震设计
高 剪跨比对破坏形态的影响



结 构

剪跨比大于2,长柱:压弯破坏;

计 截面高宽比不宜大于4 土 净跨与截面高度之比不宜小于4
木 系 结 构 一
6.2.4 构造措施
高 剪压比限值



截面平均剪应力与混凝土轴心抗压
结 构
强度的比值

计 无地震作用组合时:
土 木
V≤0.25βcfcbbhb0
系 结
βc —混凝土强度影响系数


6.2.4 构造措施
高 剪压比限值
层 建
高 层
a)按强柱弱梁要求调整柱端弯矩设计值


结 构
强柱弱梁:
设 节点上下柱端截面在轴力作用下的实际受

弯承载力之和应大于节点左右梁端截面实际
土 木
受弯承载力之和




6.3.2 柱正截面承载力验算
高 层
一~四级框架




Mc c Mb



木 系
ηc-柱端弯矩增大系数,一级取1.7,二级
土 木
(强制)
系 结
其他


x≤ξbhb0
6.2.4 构造措施
高 3)纵向钢筋
层 建
梁纵向受拉钢筋的最小配筋百分率(%)(强制)

截面 非抗震

抗震等级


一级
二级 三、四级

土 木 系 结
支座 (取较
大值)
跨中
0.4 和 0.3 和 0.25 和
0.2 和 80ft/fy
65ft/fy
55ft/fy
筑 无地震作用组合时:




土 有地震作用组合时 :
木 系 结 构 一
6.2 框架梁抗震设计
高 6.2.3 梁截面抗剪验算
层 建
1)剪力设计值

结 确定剪力设计值的原则:

设 计

一、二、三级框架梁端箍筋加密区:
强剪弱弯
土 木

非加密区以及四级和非抗震框架梁:
系 结
取最不利组合得到的剪力


6.2 框架梁抗震设计
高 层
6.2.1 框架梁的破坏形态与延性



破坏形态:


剪切破坏

弯曲破坏


系 结
剪切破坏:脆性破坏,延性小,耗能差


6.2 框架梁抗震设计
高 弯曲破坏:
层 建
• 少筋破坏—脆性破坏,延性小,耗能差
筑 结
• 超筋破坏—脆性破坏,延性小,耗能差
构 设
• 适筋破坏—延性破坏

土 木 系 结 构 一
设 • 剪跨比1.5—2,短柱:剪切破坏,
计 若箍筋足够,也可能为剪压破坏;
土 木

剪跨比不大于1.5,极短柱:一般为
系 结
剪切斜压破坏,工程中应尽量避免。


6.3 框架柱抗震设计
高 2)轴压比



柱的平均轴向压应力与混凝土轴

构 心抗压强度设计值的比值


土 木 系 结 构 一
6.3 框架柱抗震设计
系 结
间位移。


6.1 延性耗能框架的概念设计
高 钢筋混凝土延性耗能框架抗震设计

建 筑 结
1)强柱弱梁 2)强剪弱弯
构 设
3)强核心区、强锚固
计 4)局部加强
土 5)限制轴压比,加强柱箍筋约束
木 系 结 构 一
高 6.2 框架梁设计
层 建 筑 结 构 设 计






震害
6.2 框架梁抗震设计
高 一、二、三级框架梁端箍筋加密区
层 建
剪力设计值V b





土 木 系 结 构 一
6.2 框架梁抗震设计
高 Mbl、Mbr-分别为梁左右端截面反时针或
层 建
顺时针方向组合的弯矩设计值,一级框架
筑 结
两端均为负弯矩时,绝对值较小的弯矩应
构 取零;


土 木 系 结 构 一
6.2 框架梁抗震设计
6


6.2.4 构造措施
高 非加密区:
层 箍筋最大间距不宜大于加密区箍筋间
建 筑
距的2倍
结 加密区箍筋肢距:
构 设
一级:不大于200mm和20倍箍筋直径
计 的较大者
土 木
二、三级:不大于250mm和20倍箍筋
系 结
直径的较大者
构 一
四级:不大于300mm






设 计
抗震框架梁:
封闭箍, 135o弯钩
6.2 框架梁抗震设计
高 Mbual、Mbuar-分别为梁左右端截面反时针
层 建
或顺时针方向实配的正截面抗震受弯承载
筑 结 构
力,Mbua= Mbu/γRE,Mbu为根据实配钢筋面
积(计入受压钢筋)和材料强度标准值计
设 计
算所得梁端截面的实际受弯承载力,γRE
取0.75;
土 木 系



6.2 框架梁抗震设计
构 一
延性和耗能能力降低
6.1 延性耗能框架的概念设计

控制轴压比
层 建
配置箍筋




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