高层框架结构设计框架结构设计与构造.ppt

三、节点设计剪力 　　另外，试验还发现一个重要现象：梁内纵筋在节点区出现滑移。 钢筋 　　原因：在地震力作用下，通过节点的梁内纵筋应力变号：一拉一压。很容易出现粘结破坏。 　　取上部节点为隔离体，核心区剪力为： 为防止梁端出现塑性铰后，节点区发生剪切破坏，应对一、二、三级框架节点区进行抗剪计算；四级框架节点可不作计算，但应满足构造要求。 ——上柱根部剪力值。可近似计算 则有 ——柱子上下反弯点距离 从强节点角度考虑，规范规定： 2、设防烈度为9度的结构以及一级框架结构尚应符合： 1、一、二、三级框架节点，剪力设计值取： ——框架梁截面高度与有效高度。当节点两侧高度不等时，采用平均值。 ——节点剪力增大系数，一级1.35、二级1.2。 四、节点设计 1、基本公式 设防烈度为9度时 具体符号参见教材 五、节点构造要求 1、混凝土等级 　　框架节点的混凝土强度等级，宜与柱子相同。 2、节点区箍筋 2、节点核心区受剪截面限值条件 按照一级抗震等级设计时，不应低于C30；按二～四级和非抗震设计时，不应低于C20。 　　②一、二、三级框架节点核心区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10和0.08，且箍筋体积配箍率分别不宜小于0.6%、0.5%和0.4%。 　　③柱剪跨比不大于2的框架节点核心区的配箍特征值，不宜小于核心区上、下柱端配箍特征值中的较大值。 节点核心区应设置水平箍筋，并应符合： ①抗震设计时，不应少于柱端加密区的箍筋配置。 3、纵筋在节点的锚固 　　从锚固角度来看，节点类型可分为以下四种：顶层端节点、顶层中节点、中间层端节点、中间层中间节点。 思考题 1、框架的延性设计原则是什么？ 2、弹性抗震结构与延性抗震结构有什么不同？ 3、框架梁、柱的控制截面有哪些？为什么？ 4、框架梁端弯矩为什么要进行塑性调幅？应满足哪些要求？ 5、影响框架梁延性的因素是什么？ 6、框架梁端箍筋为什么要加密？有抗震要求的框架梁，为什么不能用弯起筋抗剪？ 7、框架柱的破坏形态有哪些？ 8、影响柱子延性的因素有那些？ 9、框架柱中为什么要控制体积配箍率？ 10、节点的破坏特点是什么？强节点的要求是什么？ * * * * * 　　西安框架小组柱子的试验表明，随着轴压比的增大，柱子的极限抗弯能力在提高，但是柱子的极限变形能力、耗散地震能的能力都降低，对短柱来讲尤其明显。 长柱承载力—侧移关系 短柱承载力—侧移关系 ①试验发现： 压弯构件的滞回曲线 　　轴压比越大，构件的滞回性能就越差，耗能能力也越差。为了保证柱子有一定的延性，柱子的轴压比不能过大。 　　清华大学抗震抗爆研究所的试验给出了类似结论： 6　调整后的柱子轴压比限值不应大于1.05。 　　《高层规程》规定，抗震设计时，钢筋混凝土柱子轴压比不宜超过下表的值；对Ⅳ类场地上较高的高层建筑，其轴压比限值还应适当减小。 　　注：1～5　参见规程； ②规范对轴压比的限值 3、剪压比 　　是指截面平均剪应力与混凝土轴心抗压强度之比： 　　剪压比越大时，斜裂缝出现的越早，也越容易发生剪切破坏；要求配置的箍筋也越多。而箍筋过多，当混凝土压碎时，箍筋难以达到屈服。 无地震作用组合时 有地震作用组合时 4、箍筋配置 ——框架柱的剪跨比。反弯点位于柱高中部的框架柱，可近似取柱子净高与计算方向2倍截面有效高度之比；或按下式计算： ——框架柱未经“强柱弱梁”调整（包括底层柱、角柱）的组合弯矩值，可取上下端的较大值； ——柱端截面与组合弯矩相对应的剪力组合值。 　　在钢筋混凝土柱中，箍筋起着①承担剪力、②防止纵筋压屈、③约束核心混凝土三个方面的作用。尤其是对核心混凝土的约束，是影响柱子延性的重要方面。 ①柱中箍筋的形状 （a）普通矩形箍 （b）螺旋箍 （1） （2） （3） （4） （c）复式箍 　　从对核心混凝土的约束效果来看，螺旋箍效果最好，普通矩形箍最差。复式箍约束效果，与形状有关，约束效果比普通矩形箍要好的多。尤其是轴压比较大的柱子，宜采用复式箍。 ②箍筋的体积配箍率 　　用以衡量箍筋对混凝土约束程度。 ——箍筋的体积配箍率； ——一个箍筋间距范围内，箍筋的体积和混凝土的体积； ——箍筋的单肢截面积 ——一个箍筋的总长。等于各个肢长度的和，但是复式箍中，重叠部分只计算一次。 ——箍筋间距 ——矩形截面柱的边长 如果考虑材料的强度，则引入配箍特征值： 　　清华大学的试验，反映了配箍率对混凝土和柱子延性的影响： 含箍率（普通矩形箍）对混凝土应力应变关系的影响 不同轴压比下含箍率对柱子延性的影响 三、框架柱的弯矩调整 强柱弱梁 　　框架抗震设计要求做到“强柱弱梁”，塑性铰出现在梁上而不是柱上。这要求在节点处，框架柱的极限抗弯承载力要足够大。 ——柱子的延性比，反映柱子延性； ——为箍筋形状系数。