高层钢筋混凝土结构设计

装配整体式框架
0.7~0.8
梁端弯矩减小，跨中弯矩相应增大，此时跨中弯矩应满足：
(M1 M 2 ) / 2 M 0 M
荷载效应组合
无震组合 S=1.2SGk+1.0×1.4SQk+0.6×1.4SWk S=1.2SGk+0.7×1.4SQk+1.0×1.4SWk S=1.35SGk+0.7×1.4SQk
②斜截面承载力计算 ③剪压比限值 剪跨比大于2的矩形截面框架柱 Vb≤（0.2βcfcbh0）/γRE 剪跨比不大于2的矩形截面框架柱
Vb≤（0.15βcfcbh0）/γRE
构造要求
①轴压比限值 μc=N/（fcA）表7.3 ②纵向钢筋配筋率 最小配筋率（表7.4）、最大配筋率、纵筋间距 ③箍筋配置 箍筋加密区范围（表7.5） 加密区体积配箍率 ρv=(asklsk)/(l1l2s) ρv≥ λvfc/fyv
注意：计算公式适用条件同大偏心受压柱。
（2）小偏心受压（ξ>ξb）
由∑N=0和∑M=0两个条件建立平衡方程
Nu 1 fcbw x f y As f y s Nu e 1 fcbw x(hw0 0.5x) f y As (hw0 a)
其余计算同小偏压柱。
7.2.2.5 控制塑性铰区域 为提高剪力墙的延性，设法使塑性铰出现在剪力墙 的底部，并加强底部范围内的抗剪能力。为此对墙肢弯 矩设计值取值规定如下： 一级剪力墙：底部加强部位及以上一层，采用墙肢底部 截面组合弯矩设计值；其他部位可按墙肢组合弯矩设计 值的1.2倍采用。 其它等级剪力墙和非抗震剪力墙：按墙肢组合弯矩设计 值采用。
已知受压钢筋，对受拉钢筋重心取矩
Asw hw0 3x M u f yv (hw0 1.5x)( a) 1 f cbw x(hw0 0.5x) hw0 2 4 f y As (hw0 a) N (hw0 c a)
其余计算步骤同对称配筋。 T形和工字形截面参照T形和工字形截面柱计算方法。
地震组合（60m以下且设防烈度9度以下） S=1.2SGE+1.3SEhk 7.1.2 非抗震框架结构的设计要点与构造 7.1.2.1 材料强度 混凝土、钢筋
7.1.2.1 构件截面尺寸
框架梁 h=（1/10~1/18）L； L0/h≥4； b≥200；h/b≤4
框架柱 ①轴压比要求
②最小尺寸要求 b、h≥200； d≥350； h/b≤3 框架梁柱应满足剪压比要求 V ≤0.25βcfcbh0 7.1.2.3 框架柱的计算长度 一般框架柱 现浇楼盖 装配式楼盖 l0=1.0H（底层） l0=1.25H（其它层） l0=1.25H（底层）l0=1.5H（其它层）
当水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值75%以 上
l0=[1+0.15(ψu+ψl)]H l0=(2+0.2ψmin)H
l0—二者中取小值
7.1.2.4 框架梁的配筋构造 纵筋、箍筋
7.1.2.5 框架柱的配筋构造
纵筋、箍筋 7.1.2.6 框架节点的构造
7.1.3 框架结构的抗震设计与构造 7.1.3.1 延性框架的概念
将第二式化简后得
Mu f yw Asw 2 hw0 (1 x N )(1 ) f y As (hw0 a) hw0 f yw Asw
令 M sw
f yw Asw 2
hw0 (1
x N )(1 ) —竖向分布筋的抵抗弯矩 hw0 f yw Asw
M 0 f y As (hw0 a)
7.2.2.2 强剪弱弯 ①墙肢剪力调整
一、二、三级剪力墙墙肢底部剪力组合值调整
V vwVw
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ9度时尚应符合
V vw
M wua Vw Mw
②连梁剪力调整 一、二、三级剪力墙的连梁剪力组合值调整
l M b M br Vb vb VGb ln
9度时尚应符合
l r M bua M bua Vb 1.1 VGb ln
高层建筑结构设计
Designing Structures of High-rise Building
7 The Design of High-rise Buildings for Renforced Concrete Structure
7 高层钢筋混凝土结构设计
Wan Shengwu
Department of Civil Engineering ,WUST 2010.9
—端部钢筋的抵抗弯矩
由此得简化形式： M M u M sw M 0 计算步骤：①先给定竖向分布筋Asw，
N f yw Asw x 1.5 f yw Asw ②按第一式求出受压区高度x 1 f cbw hw0 ③求M
sw
④求As
As As
M M sw f y (hw0 a)
7.2.2.3 限制墙肢的轴压比和墙肢设置边缘构件 限制墙肢的轴压比和墙肢设置边缘构件是提高剪力墙抗震性 能的重要措施。 7.2.2.4 加强重点部位 剪力墙重点加强部位即剪力墙结构中的塑性铰和墙肢 底部。塑性铰出现都有一定范围，在这个范围内适当加强 构造措施，以提高剪力墙的抗剪破坏能力。 一般剪力墙底部加强部位的高度：1/8墙肢总高度或底部二 层高度二者较大值。 剪力墙高度超过150m时： 1/10墙肢总高度。
一、二、三、四级框架柱还应分别对应满足
ρv ≥0.8%、 0.6%、 0.4%、 0.4%。 箍筋的形式
7.1.3.4 框架节点的抗震设计与构造 节点抗震承载力计算 为什么要进行节点抗震节点抗震承载力计算？ 节点抗剪承载力步骤 a.节点核心区剪力设计值 一、二级框架 V jb M b 1 hb0 a
7.2.3.3 墙肢偏心受拉承载力计算 按近似公式计算
无地震组合
1 N Nu 1 / N 0u e0 / M wu
有震组合
其中
N Nu
1
RE
1 ( ) 1 / N 0u e0 / M wu
N0u 2 f y As f yw Asw M wu f y As (hw0 a ) f yw Asw (hw0 a ) / 2 s s
7.2.3 墙肢设计 7.2.3.1 剪力墙的破坏形态 弯曲破坏、弯剪破坏、剪切破坏和滑移破坏 设计内容：正截面偏心受压（拉）、斜截面和施工缝处抗 滑移验算。 7.2.3.2 墙肢偏心受压承载力计算 （1）大偏心受压（ξ≤ξb） 基本假定：除与混凝土结构受弯构件基本假定一致外， 对剪力墙，尚有：
①墙肢端部纵向受拉、受压钢筋屈服 ②受拉区hw-1.5x范围内受拉竖向钢筋参与工作并屈服，以外区 域竖向分布筋计算不考虑 ③计算不考虑水平分布筋的作用
j
hb 0 a
H c hb
一级框架结构和9度抗震设防还应满足
1.15 M bua Vj hb 0 a hb 0 a 1 H h c b
三、四级框架无需计算，按构造要求设置。
b.承载力计算 现浇框架的节点受剪承载力
hb0 a V j (1.1 j f t b j h j 0.05 j N f yv Asvj ) / RE bc s bj
②斜截面承载力计算 ③剪压比限值
跨高比大于2.5的梁
跨高比不大于2.5的梁
Vb≤（0.2βcfcbh0）/γRE
Vb≤（0.15βcfcbh0）/γRE
注意：截面计算时一定要考虑抗震承载力调整系数。
构造要求
①受压区高度及纵筋配筋率 《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）规定: 计入受压钢筋作用的梁端截面相对受压区高度ξ，一级
7.2.3.4 墙肢斜截面受剪承载力计算 （1）斜截面破坏形态：斜拉、斜压和剪压破坏
②正截面承载力计算 按偏心受压构件对称配筋计算 注意：截面计算时一定要考虑抗震承载力调整系数。 斜截面计算 ①柱端剪力设计值 M ct M cb 一、二、三级框架柱 Vc vc
Hn
一级框架和9度抗震尚应满足
t b M cua M cua Vc 1.2 Hn
注意：考虑地震扭转效应，一、二、三级框架的角柱，经 上述调整后的柱端设计剪力还应乘以不小于1.1的系数。
9度时
V j (0.9 j f t b j h j f yv Asvj hb 0 a ) / RE s
节点核心区剪压比
V j (0.30 fcbj hj ) / RE
构造要求 a.节点核心区箍筋的构造 最大间距和最小直径、体积配箍率 b.节点核心区钢筋的锚固 一、二级 laE=1.15la；三级 laE=1.05la；四级 laE=la。
7.2 钢筋混凝土剪力墙设计
7.2.1 影响剪力墙延性的主要因素 （1）竖向配筋率及配筋形式 （2）轴向力 （3）截面形式 （4）混凝土强度等级 （5）开洞影响 7.2.2 剪力墙的延性设计 7.2.2.1 强墙弱梁 连梁屈服先于墙肢，使塑性变形和耗能分散于连梁 中，避免因墙肢过早屈服使塑性变形集中在某一层而形成 软弱层或薄弱层。
三个原则：强柱弱梁、强剪弱弯和强节点、强锚固
7.1.3.2 框架梁的截面设计与构造要点 正截面计算
支座截面、跨中截面
斜截面计算 ①剪力设计值
l M b M br Vb vb VGb ln
一级框架和9度抗震尚应满足：
l r M bua M bua Vb 1.1 VGb ln
7.1 钢筋混凝土框架结构的设计与构造
7.1.1 荷载效应组合 7.1.1.1 控制截面以及最不利内力类型
7.1.1.2 荷载的最不利布置
竖向荷载 水平荷载
7.1.1.3 内力调整
控制截面的内力取值 梁端弯矩的调幅 减小支座处配筋，允许考虑塑性变形内力重分布，适 当调整支座弯矩。
调幅系数： 现浇框架 0.8~0.9
不对称配筋计算：
Nu 1 f cbw x f y As f y As f yv Asw (hw0 1.5 x) hw0
已知受拉钢筋，对受压钢筋重心取矩
Asw hw0 3x M u f yv (hw0 1.5x)( a) 1 f cbw x(0.5x a) hw0 2 4 f y As (hw0 a) N (c a)
7.1.3.3 框架柱的截面设计与构造要点 正截面计算 ①柱端弯矩、轴力设计值确定 除顶层和轴压比小于0.15的柱外，一、二、三级框架柱： ∑Mc=ηc ∑Mb 一级框架结构和9度抗震设防还应满足 ∑Mc=1.2 ∑Mbua 注意：顶层和轴压比小于0.15、四级框架的柱按内力组合 值作为设计值；考虑扭转效应，一、二、三级框架的角柱， 设计弯矩值经上述调整后还应乘以不小于1.1的系数。
墙肢大偏心受压应力分布
根据上述假定，由∑N=0和∑M=0两个条件建立平衡 方程，并考虑对称配筋条件
Nu 1 f cbw x f yv Asw (hw0 1.5 x) hw0
Asw hw0 x hw0 x M u f yv (hw0 1.5x)( ) N f y As (hw0 a) hw0 2 4 2
连梁弯矩调幅法有两种 (1)小震作用下连梁刚度折减
设防烈度6、7度，折减系数≥0.7；设防烈度8、9度， 折减系数≥0.5。不能过小，以保证连梁具有足够的承受 竖向荷载的能力。 (2)按连梁弹性刚度计算时，将弯矩组合值折减
设防烈度6、7度，折减系数≥0.8；设防烈度8、9 度，折减系数≥0.5。采用这种方法时，应适当增加其它 连梁的弯矩设计值，以补偿静力平衡。
≤ 0.25，二、三级≤ 0.35；梁端纵筋配筋率≤ 2.5%;梁端截 面的底面和顶面纵筋截面积之比，一级≥0.5，二、三级 ≥0.3。 纵向受拉钢筋最小配筋率要求 表7.1 纵筋的配置
②箍筋的构造
加密区的长度、箍筋的最大间距和最小直径； 箍筋肢数肢距；
配箍率；
箍筋弯钩和纵筋搭接范围内箍筋间距和直径要求。