框架结构抗震设计

（2）柱底 与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。
（3）短柱 当柱高小于4倍柱截面高度（H/b<4)时形成短柱。
短柱刚度大，易产生剪切破坏。
（4）角柱
由于双向受弯、受剪,加 上扭转作用，震害比内柱重。
（5）梁柱节点
节点核心区产生对角方向 的斜裂缝或交叉斜裂缝，混凝 土剪碎剥落。节点内箍筋很少 或无箍筋时，柱纵向钢筋压曲 外鼓。 节点破坏将导致梁柱失去相互之间的联系。 节点破坏的主要原因是节点的受剪承载力不足，约束箍筋太少，梁 筋锚固长度不够以及施工质量差所引起。
（1）柱箍筋加密区的体积配箍率
fc V V f yv
V
——柱箍筋加密区的体积配箍率，一级不应小于0.8%，二级不应小于0.6%，三、四级 不应小于0.4%；计算复合箍的体积配箍率时，应扣除重叠部分的箍筋体积； ——混凝土轴心抗压强度设计值；强度等级低于C35时，应按C35计算； ——箍筋或拉筋抗拉强度设计值，超过360 N / mm2 时，应取360 N / mm2
0.13
0.15
0.18
0.21
普通箍、复合箍 二 螺旋箍、复合或连续复 合矩形螺旋箍
0.08
0.09
0.11
0.13
0.15
0.17
0.19
0.22
0.24
0.06
0.07
0.09
0.11
0.13
0.15
0.17
0.20
0.22
普通箍、复合箍 三 螺旋箍、复合或连续复 合矩形螺旋箍
0.06
0.07
Vb Vb
l r M bua M bua VGb 9度和一级框架结构尚应符合： Vb 1.1 ln ---梁的净跨； ---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；
l r Mb Mb VGb ln
ln VGb
fc f yv
v
——最小配箍特征值，宜按下表采用。
柱箍筋加密区的箍筋最小配箍特征值
轴压比 抗震等级 箍筋形式
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.05
普通箍、复合箍 一 螺旋箍、复合或连续复 合矩形螺旋箍
0.10
0.11
0.13
0.15
0.17
0.20
0.23
0.08
0.09
0.11
填充墙破坏的主要原因是：墙体受剪承载 力低，变形能力小，墙体与框架缺乏有效的拉 结，在往复变形时墙体易发生剪切破坏和散落。
4、震坏房屋在设计上存在的问题
1）平面或楼层有局部薄弱环节，不能发挥整体抗震能力。
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）砌体填充墙破坏； 5）其他。
l r Mb 、M b --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; l r M bua 、M bua ---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；
Vb
---梁的剪力增大系数，一级为1.3,二级为1.2,三级为1.1。

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 N / bhfc 实验表明变形能力随轴压比增大而急剧降低。 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 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。
具有延性
在水平地震作用下，梁柱的剪跨比可以直接通过梁的 跨高比和柱的高宽比表示。
设反弯点在构件中央 对于梁
lc
lb 2 1 lb 1 跨高比 Vb h0 b 2 h0 b 2 Vb
b
Mb Vb h0 b
lb
Mc Mb
对于柱
Vb
c
Mc Vc h0 c
lc 2 1 lc 1 高宽比 Vc h0 c 2 h0 c 2 Vc
b
RE
---梁的截面宽度； ---承载力抗震调整系数。
3、梁、柱的剪跨比要有所限制
剪跨比宜大于2，剪跨比按下式计算： 4、柱的轴压比不宜过大 柱轴压比不应超过下表，但Ⅳ类场地上的较高高层建筑 柱轴压比限值应适当减小。
柱轴压比限制 结构类型 框架 框架-剪力墙 抗震等级 一 0.70 0.75 二 0.80 0.85 三 0.90 0.95
①柱的箍筋加密范围除了上表规定柱端加密区长度外，底层柱根部 取不小于柱净高的1/3，当有刚性地面时，除柱端外取刚性地面上、 下各500mm；短柱、一级框架的角柱需要提高变形能力的柱，采 用全高加密。 ②为了有效约束混凝土以阻止其横向变形和防止纵筋压曲，柱加密 区的箍筋肢距，一级不宜大于200mm，二、三级不宜大于250mm和 20倍箍筋直径的较大值，四级不宜大于300mm，且每隔一个纵向钢 筋宜在两个方向有箍筋约束。箍筋末端应有135弯钩，弯钩端头直线 长度不小于10倍箍筋直径。当柱纵向钢筋根数较多时，宜采用复合 箍。
（b)梁端或任何可能屈服截面处，下部与上部配筋量的 比值，一级不应小于0.5,二三级不应小于0.3。 （c)沿梁全长顶面和底面的配筋（地震弯矩不确定性）， 214 一二级不应少于 且分别不应少于梁两端顶面和底面纵向 212 配筋中较大截面面积的1/4，三四级不应少于
对于柱： 柱的纵向配筋应符合下列要求： （a)宜对称布置； （b)截面尺寸大于400mm的柱，纵向钢筋间距不宜大于 200mm; （c)纵向钢筋的最小配筋率（%）应按下表采用：
类别
中柱和边柱 角柱
抗震等级
一 1.0 1.2 二 0.8 1.0 三 0.7 0.9 四 0.6 0.8
（d)柱的总配筋率不应大于5%。 （e)一级且剪跨比大于2的柱，每侧纵向钢筋配筋率不 宜大于1.2%。
6、梁、柱纵向钢筋的接头与锚固 梁、柱纵向钢筋的接头与锚固应符合规范规定。 7、箍筋在一定范围内应加密 加密箍筋可以约束混凝土，改善混凝土的变形性能，提 高构件的延性、防止混凝土过早地压溃及防止纵向钢筋的压 曲失稳。 加密位置、箍筋直径、箍筋间距等应符合规范规定。
加密区长度 （取较大值） 2hb，500mm 箍筋最大间距 （取三者中较小） 6d，hb/4，100mm 箍筋 最小 直径 10 8 8 6
抗震等级
（6）框架梁
震害多发生于梁端。在地震作用下梁端纵向钢筋屈服，出现上下贯 通的垂直裂缝和交叉裂缝。破坏的主要原因是梁端屈服后产生的剪力较 大，超过了梁的受剪承载力，梁内箍筋配置较稀，以及反复荷载作用下 混凝土抗剪强度降低等。
（7）填充墙的震害
砌体填充墙刚度大而承载 力低，首先承受地震作用而遭 破坏。一般7度即出现裂缝，8 度和8度以上地震作用下，裂缝 明显增加，甚至部分倒塌，一 般是上轻下重，空心砌体墙重 于实心砌体墙，砌块墙重于砖 墙。 框架-剪力墙结构上部较严 重，框架结构下部震害严重。
5、框架结构抗震设计的正确指导思想
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； 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和变形能力； 4）重视非结构构件设计。
强柱弱梁，强剪弱弯，更强的节点
二、“强柱弱梁”框架的抗震设计 两种破坏形式
bua
为了不使框架底层柱过早出现塑性铰，规范规定：一、 二、三级框架底层柱底截面组合的弯矩设计值应分别乘以增 大系数1.5、1.25、1.15。
三、梁、柱延性破坏之前不发生其它脆性破坏的抗震设计 1.梁、柱的抗剪强度要高于它的抗弯强度（强剪弱弯） （1）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
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，除顶 层和柱轴压比小于0.15者外，柱端组合弯矩设计值应符合下 列公式要求
M
c
c M b
9度和一级框架结构尚应符合：
M
M M M
c
c b
c
1.2 Mbua
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。 梁跨高比大于2.5时（柱剪跨比大于2）： 1
Vb
RE
(0.2 f c bh0 )
梁跨高比等于或小于2.5时（柱剪跨比小于或等于2 ）：
1 Vb ---梁端部截面组合的剪力设计值； Vb (0.15 f c bh0 ) RE f c ---混凝土轴心抗压强度设计值； h0 ---梁的截面有效高度；
（2）一、二、三级框架柱
Vc vc (M M ) / Hn
b c t c
1.4、1.2、1.1 一级框架及9度尚应符合
Vc 1.2(M
b cua
M ) / Hn
t cua
2、梁、柱截面的剪压比不宜过大
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 V / bh
b 0
fc
0.09
0.11
0.13
0.15
0.17
0.20
0.22
0.05
0.06
0.07
0.09
0.11
0.13
0.15
0.18
0.20
（2）柱端箍筋的加密长度、箍筋最大间距、箍筋最小直径