框架结构抗震设计讲解

抗震计算设计（框架内力计算）
5.梁柱刚度及计算简图
5.1 框架梁的抗弯刚度EIb及线刚度ib
I0为主梁矩形截面的惯性矩
中框架梁：Ib=2I0 边框架梁：Ib=1.5I0
ib
Eb I b l
5.2 框架柱的抗弯刚度EIc及线刚度ic
柱截面的惯性矩为：Ic
ic
Ec Ic h
选取一榀代表框架
抗震计算设计（框架内力计算）
抗震计算设计（框架内力计算）
6.2 按分层法或弯矩二次分配法计算内力 活荷载、恒载分别计算
6.3 叠合成整体框架弯矩图，不平衡弯矩再 分配一次 6.4 计算梁端剪力，及剪力图 6.5 柱子轴力，及轴力图
抗震计算设计（框架内力计算）
• 竖向荷载作用下的梁端弯矩调幅
调幅系数：0.8-0.85
M0:按简支 梁计算的跨
埋塑料管 90mm 100 120 -
概念设计（结构布置方案）
（2）按工程经验选择
类别 屋盖 楼盖 整块楼盖 阳台、雨篷
梁距 2.0m左右 2.0m左右 3.3-4.0m左右 悬桃1.2-2.0m左右
板厚 60-80mm 80-100mm 120-180mm 根部120-200mm
概念设计（结构布置方案）
框架结构抗震设计
彭亚萍
框架结构抗震设计目标
• 三水准设防目标
具有 • 足够的强度 • 足够的刚度 • 足够的延性（耗能能力）
框架结构抗震设计内容
• 概念设计 • 抗震计算 • 构造措施
概念设计（方案设计）
• 体型简单、对称、规则
2 1 2
1
2
1.2
2
1 2
扭转不规则
2
Bm ax
Bm ax
B 0.3Bmax
三级 0.9 0.95 0.8
抗震计算设计（结构计算）
4. 现浇楼屋面结构设计（肋梁楼盖）
4.1 现浇楼面（屋面）板设计 一般楼面板可采用塑性计算方法。 屋面板采用弹性计算方法。
4.2 多跨连续次梁设计（毕业设计不要求） 楼面次梁可采用塑性计算方法。 屋面次梁采用弹性计算方法。
注意：主梁在分析框架内力时计算其内力。
概念设计（结构布置方案）
（2）截面尺寸选择
类型
整体现浇T形梁 （楼盖、屋盖）
矩形截面独立梁 框架梁
类别 多跨连续主梁 多跨连续次梁
悬臂梁
整浇T形梁
高跨比h/l
1/8-1/14 1/12-1/18 1/6-1/8 1/12-1/15 1/8-1/12
高宽比h/b
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3
（3）对于抗震结构，梁截面宽度不小于200mm，高宽比不宜大于4，净跨与高度之 比不宜小于4。
中弯矩
M 0.85Me
M
1.02M0
1（M l 2
M
r)
且不小于0.5M 0
抗震计算设计（框架内力计算）
7.水平地震作用下的内力计算
7.1 计算单元（纵向、横向） 每个抗震缝区段取为一个结构计算单元。
7.2 选择计算方法 一般规则的多层框架结构采用底部剪力法。 以下按底部剪力法说明计算步骤。
抗震计算设计（框架内力计算）
（3）按变形条件选择
类别 单向板 双向板
简支板h/l
1/35 1/45
连续板h/l
1/40 1/50
悬臂板h/l
根部1/12
（4）注意所选择的板厚，不得小于按施工要求及按变形控制的板厚。
概念设计（结构布置方案）
3.2 梁的截面尺寸
（1）考虑施工条件 ① 次梁高度至少应比主梁高度小50mm。 ② 框架纵向梁高度应比横梁高度小50mm。 ③ 梁载面尺寸一般以50mm为模数，当大于800mm时以100mm为模数。
三
二
三 ≤ 60 >60 四三
三
二
≤ 60 >60
三
二
二
度
8 ≤ 30 >30 二一
一 ≤ 60 >60
9
≤ 25
一 一
≤ 50
二一一
一一一
概念设计（结构布置方案）
2.结构选型与结构布置 （1）结构竖向承重体系
纵向框架承重、横向框架承重、 纵横双向框架承重
柱网布置要简单规整贯通
（2）结构水平承重体系（楼屋面结构布置） 现浇钢筋混凝土楼屋面：肋梁楼盖 （单向板、双向板） 井式楼盖 （双向板）
概念设计（结构布置方案）
3.3 柱的截面尺寸
（1）框架柱截面可按轴心受压估算。 ①近似地取静荷载（10-15）kN/m2，填充墙较少时取小值。
②轴力N =负荷面积×层数×单位面积上的荷载。 即： N = 1.2恒+1.4活
③柱子的截面Ac由下式计算（Ac=b×h ）：
(1.2 ~ 1.4)N ( fc Ac f yAs) 1.0( fc Ac 0.01 f yAc )
5.3 框架柱的侧移刚度 Dij （混P177）
第i层第j根柱子的刚度： Di
j
12 h2
ic
m
框架第i层层间侧移刚度：Di Di j
j 1
6.竖向荷载下的内力计算
6.1 计算简图
计算竖向荷载，并标注在计算简图上；
活荷载满布，梁跨中弯矩扩大1.1-1.2倍；
活荷载、恒载分开计算，只计算标准值。
概念设计（方案设计）
• 体型简单、对称、规则 • 合理设置防震缝
基础
概念设计（结构布置方案）
1.工程概况或设计资料
抗震等级：
现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级
结构类型
高度（m)
框架 结构
框架
剧场,体育馆等大跨度公共建筑
框架 -抗 震墙 结构
高度（m) 框架 抗震墙
烈
6 ≤ 30 >30 四三
7 ≤ 30 >30
B 0.3Bmax
B 0.3Bmax
B 0.3Bmax
凹凸角不规则
Bm ax Bm ax
概念设计（方案设计）
• 体型简单、对称、规则
b 0.5B B
大开洞
错层
B
A0 0.3A
A Bl
l
局部不连续
概念设计（方案设计）
• 体型简单、对称、规则 • 合理设置防震缝
L1
L2 L1
L1 L2
L2 L1<4L2
梁板布置要传力明确、简洁，美观经济
概念设计（结构布置方案）
3.构件截面尺寸估算（以肋梁楼盖为例）
3.1 板的厚度 （1）按施工条件控制的最小厚度
类别 屋盖 楼盖 民用建筑 工业建筑 阳台、雨篷的根部
施工方法 现浇 现浇 现浇 现浇
不埋线管 60mm 70 80 100
埋铁皮管 80mm 80 100 -
(1.2 ~ 1.4)N Ac fc 0.01 f y
概念设计（结构布置方案）
（2）对于抗震结构，应验算柱轴压比是否满足下表的要求：
n N [n] fc Ac
结构类型
框架结构 框架-抗震墙、板柱-抗震墙及筒体
部分框支抗震墙 异形柱
一级 0.7 0.75 0.6 0.6
抗震等级 二级 0.8 0.85 0.7 0.7