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2005新版PKPM结构软件,砼结构部分,框架结构设计,概念设计,为实现抗震设防目标,钢筋混凝土框架除了必须具备有足够的承载力和刚度外,还应有良好的延性和耗能能力框架抗震设计必须遵循以下原则,才有可能形成延性耗能框架强柱弱梁。以保证塑性铰出现在梁端而不是在柱端强剪弱弯。以保证构件受弯破坏而不是受剪破坏强核心区、强锚固。强压若拉。以保证梁、柱各构件的受拉钢筋屈服早于混凝土的压溃和保证形成塑性铰局部加强。提高和加墙柱根部以及角柱、框支柱等受力不利部位的承载力和抗震构造措施限制柱轴压比,加墙柱箍筋对混凝土的约束,结构体系布置,宜设计成双向梁柱抗侧力体系,除个别部位外不应采用铰接,也不宜采用单跨框架梁柱节点的偏心不宜太大:1、不宜大于柱宽的1/4;2、按有效截面限制核心区剪压比,核心区有效计算宽度应满足高层规程C.1.2条的规定框架填充墙尽管不反映在结构施工图上,但应考虑其在地震作用下对框架的不利作用:1、楼层平面内不对称布置填充墙引起扭转作用;2、沿高度填充墙布置不连续形成软弱层;3、填充墙对梁、柱引起的附加剪力和轴力;4、柱、梁受填充墙约束形成短柱或短梁,结构体系布置,混合承重。高规规定,框架结构按抗震设计时,不应采用部分由砌体墙承重的混合形式。框架结构和砌体结构是两种截然不同的结构体系,其抗侧刚度、变形能力等相差很大,不应在同一建筑物中混合使用。在框架结构的楼、电梯间及局部出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱间等,也不应采用砌体结构承重,而应采用框架承重在框架结构中仅布置少量钢筋混凝土剪力墙时,结构分析计算应该考虑剪力墙与框架的协同工作,结构体系布置,材料的影响混凝土强度等级的影响强度等级低的混凝土,由于它与钢筋之间的握裹能力小而宜使钢筋受力后引起滑移,影响构件变形能力的增长若混凝土的强度等级过高而又无相应措施时,则混凝土的脆性明显对于C50以上的高强混凝土宜通过适当的配筋构造措施,合理的提高配筋率等办法来增大构件的延性钢筋的级别的影响钢筋的级别越高,含碳量愈大,则其延伸率愈小,延性愈差在施工中,不宜在无保证构件原有的延性条件下,以强度等级高的钢筋按其受拉承载力设计值相等的的原则去替代原设计中的纵向受力钢筋,以免降低构件的原有延性性能钢筋的极限抗拉强度实测值与其屈服强度实测值之比值,按一、二级抗震等级设计的各类框架结构中的纵向受力主筋,不应小于1.25钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值,按一、二级抗震等级设计的框架结构中的纵向受力主筋,不应大于1.3,框架横梁,框架梁的破坏主要分为两种:弯曲破坏和剪切破坏。剪切破坏属脆性破坏,应通过强剪弱弯的设计予以避免。弯曲破坏分为三种:少筋破坏、超筋破坏、适筋破坏。少筋破坏和超筋破坏都属于脆性破坏,应予以避免。框架梁的计算主要有:正截面承载力计算、斜截面受剪承载力计算。在确定梁的剪力设计值时,为保证梁端塑性铰不发生脆性破坏,按“强剪弱弯”的思想,对梁的剪力设计值乘以增大系数予以增大,梁的构造措施,梁的截面尺寸应满足三方面的要求:承载力要求、构造要求、剪压比要求。在构造方面主要控制跨高比纵向钢筋的配筋率箍筋的面积配筋率,扁梁的处理,采用扁梁时,楼板应现浇,梁中线宜于柱中线重合;当梁宽大于柱宽时,扁梁应双向布置。框架的边梁不宜采用宽度大于柱截面该方向尺寸的扁梁变量的纵向受力钢筋的最小配筋率不应小于0.3%。扁梁两侧应配置腰筋每侧的截面面积不应小于梁腹板截面面积的10%扁梁的箍筋肢距不宜大于200mm,框架柱的设计,抗震框架柱应设计成具有足够的延性和耗能能力,主要影响因素有剪跨比、轴压比和箍筋配置剪跨比。剪跨比用于区分柱的变形特征和变形能力,剪跨比大于2的柱成为长柱,其弯矩相对较大,一般容易实现压弯破坏;剪跨比不大于2但大于1.5的柱称为短柱,容易发生剪切破坏,若配置足够的箍筋,也可能实现延性较好的剪切压弯破坏;剪跨比不大于1.5的柱成为极短柱,一般会发生斜拉破坏,在设计中应尽量避免轴压比。柱的转角延性和位移延性随轴压比增大而减小,为了实现大偏心受压破坏,使柱有良好的延性和耗能能力,采取的措施之一就是限制柱的轴压比框架柱的箍筋有三个作用:抵抗剪力、对混凝土提供约束、防止纵筋压屈。箍筋对混凝土的约束程度是影响住的延性和耗能能力的主要因素之一,主要的衡量指标就是配箍特征值,剪跨比小的短柱的处理,高层建筑结构中,由于设置设备层,层高矮而柱截面大等原因,某些工程中短柱难以避免。如同一楼层均为短柱,各柱之间抗侧刚度不很悬殊,这种情况按有关规定进行内力分析和截面设计构造,结构安全是可以保证的。应避免同一楼层出现少数短柱,因为这少数短柱的抗侧刚度远大于一般柱的抗侧刚度,在水平地震作用或风荷载作用下吸收较大水平剪力,可能是少数短柱遭受严重破坏纯框架结构中楼梯间平台处当设置柱间梁时常使支撑该梁的柱形成短柱,为避免形成短柱可在平台靠踏步处设梁,而梁两端设置从楼层框架梁上支撑的小柱,平台板外端不再设梁而楼梯跑步板外伸悬挑板。有抗震设计的框架短柱应按要求验算柱的剪压比。剪跨比小于1.5的极短柱应采取特殊构造措施,可采用型钢混凝土或芯柱,框架柱的计算,柱端弯矩设计值的确定。在地震作用下,框架柱应设计成“强柱弱梁”、“强剪弱弯”,以实现延性框架的目的。要做到“强柱弱梁”、梁端塑性铰早于柱端出现,就要求做到在同一节点处的上、下柱端截面设计弯矩值大于左、右两侧梁端截面的抗弯承载力,设计中采用增大柱端弯矩设计值的方法来实现应注意以下几种特殊情况:顶层框架柱、轴压比小于0.15的各层框架柱,以及抗震等级位司机的框架柱在抗震设计时,对这些框架柱的柱端弯矩值均可直接取自考虑地震作用组合的弯矩值而不必再作调整鉴于框架结构的底层柱下端截面以及框支柱的顶层柱上端和其底层柱下端截面的重要性,在设计中,这些柱截面的弯矩设计值,在抗震等级为一、二和三级时,应直接取用按考虑地震作用组合的弯矩设计值分别乘以1.5、1.25和1.1.5确定,以提高其正截面承载力,框架柱的计算,框架结构的角柱。角柱承受轴力、双向弯矩和双向剪力以外,有时还承受扭矩等不利影响。抗震设计为一、二、三级时的框架角柱端弯矩设计值经调整后的弯矩设计值再乘以不小于1.1的增大系数,但框架角柱的轴力设计值不增大。纵向钢筋按双向偏压构件考虑,框架结构的计算,框架结构应验算正截面受压承载力计算、斜截面受剪承载力计算。相应的计算应满足高规第6.2中诸条的规定截面构造措施。具体的要求参见高规第6.4中诸条的要求,框架梁柱节点,框架梁柱节点设计,不论是否按抗震设计,都要保证梁柱的合理传力、变形一致及钢筋的有效锚固。梁柱节点的构造设计,包括梁柱纵向受力钢筋在节点范围内的合理设置和配置节点区的水平箍筋这两个问题对于抗震、非抗震这两种情况下的梁柱纵向钢筋在梁柱节点处的锚固和梁柱节点出的水平箍筋设置都在规范里有明确规定。特别注意节点核心区水平截面面积的校核和受剪承载力的计算,剪力墙结构设计,剪力墙结构布置,剪力墙结构应双向布置,形成空间结构,并宜使两个方向刚度接近。为充分利用剪力墙的能力,减轻结构重量,增大剪力墙结构的可利用空间,墙不宜布置太密,使结构具有适意的侧向刚度剪力墙结构应具有延性,细高的剪力墙(高宽比大于2)容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙,从而可避免脆性的剪切破坏。当墙的长度很长时,为了满足每个墙段高宽比大于2的要求,可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的联肢墙或整体墙,洞口连梁宜采用约束弯矩较小的若连梁(其跨高比宜大于6),使其可近似认为分成了独立墙段,剪力墙结构布置,剪力墙的特点是平面内刚度及承载力大,而平面外刚度及承载力都相对很小。当剪力墙与平面外方向的梁连接时,会造成墙肢平面外弯矩,而一般情况下并不验算墙的平面外的刚度及承载力。当梁高大于墙厚的2倍时,梁端弯矩对墙平面外的安全不利,因此应采取措施,以保证剪力墙平面的安全。对截面较小的楼面梁可设计成铰接或半刚接,减小墙肢平面外弯矩。铰接端或半刚接端可通过弯矩调幅活两便截面来实现,此时应相应加大梁跨中弯矩,剪力墙结构的分类,按截面墙肢的高度与厚度之比进行分类:柱:H/B 8。(不限)当有大于两肢的短肢剪力墙或异型柱时,尽管各肢的长宽比满足要求,也宜按墙输入、设计,钢筋混凝土剪力墙设计要求,在正常使用荷载及小震(或风载)作用下,结构应处于弹性工作阶段,裂缝宽度不能过大在中等强度地震作用下(设防烈度),允许进入弹塑性状态,但应具有足够的承载能力、延性及良好吸收地震能量的能力在强烈地震作用(罕遇烈度)下,剪力墙不允许倒塌,还应保证剪力墙结构的稳定,剪力墙结构的计算,剪力墙结构的设计分为两部分:墙肢和连梁剪力墙截面的计算按高规规定,应进行平面内的斜截面受剪、偏心受压或偏心受拉、平面外轴心受压承载力计算,在集中荷载作用下,墙内无暗柱时还应进行局部受压承载力计算,按一级抗震等级设计的剪力墙,在水平施工缝处应进行抗滑移验算现有软件可以进行剪力墙平面内斜截面受剪、偏心受压或偏心受拉配筋的计算,没有其他的内容,需要进行人工计算,一般剪力墙结构设计要点,具体规定详见高规第7.2诸条的规定,连梁的设计,由连梁形成的连肢剪力墙的延性取决于墙肢的延性、连梁的延性及连梁的刚度。连梁设计得过强而形成整体墙,破坏时会造成墙肢剪坏的脆性破坏,因而没有延性或延性很小。所以,按“强墙若梁”原则设计连肢墙,并按“强剪弱弯”原则设计墙肢和连梁,可以得到较为理想的延性连肢墙结构,连梁的设计,连梁按壳元进行划分单元方式的有限元分析模型,如果单元划分可以很细,则连梁跨高比再大,计算结果也是正确的。当单元划分受到限制,对跨高比较大的连梁,由于单元划分不够细,将造成较大的分析误差。为此,可以按以下方式处理:当跨高比大于5时,连梁按框架梁输入、分析。当跨高比小于2.5时,连梁按壳元(洞口)输入、分析。当跨高比介于5和2.5之间时,按壳元(洞口)分析,应细化单元划分;按框架梁分析,结构刚度将偏柔。,连梁的单元划分,连梁与墙的协调节点,框架梁与墙的协调节点,连梁的超筋,剪力墙结构设计中连梁超筋是常见现象。其实质是连梁剪力不满足高规公式7.2.23-1及7.2.23-3剪压比要求。连梁一般有书香荷载产生的剪力值较小,剪力主要由约束弯矩产生连梁宜超筋的部位。竖向楼层在一般剪力墙结构中总高度的1/3左右的楼层;平面中,当墙段较长时其中部的连梁,在某墙段中墙肢截面高度(即平面中的长度)大小悬殊不均匀时,在大墙肢中的连梁宜超筋,连梁超筋的处理,减小连梁截面高度抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可以进行塑性调幅,以降低其剪力设计值。但已进行了刚度折减的连梁,其调幅范围应当限制或不再调幅。当部分连梁降低弯矩设计值后,其余部位连梁和墙肢的弯矩设计值应相应提高当连梁破坏对承受竖向荷载无大影响时,可考虑在大震作用下该连肢墙的连梁不参与工作,按独立墙肢进行第二次结构内力分析(第二道防线),墙肢应按两次计算所得的较大内力配筋可在工程宜超筋部位连梁按铰接处理进行整体计算,但应注意按此种处理后计算结果结构层间位移比尚需满足规范要求。连梁按铰接处理后,主要承受竖向荷载,施工时仍为现浇,上部钢筋按构造设置,剪力墙边缘构件的设置要求,高规的7.2.15条规定:抗震设计时,一、二级剪力墙结构底部加强部位及以上一层的墙肢设置约束边缘构件,一、二级剪力墙的其它部位以及三、四级和非抗震设计的剪力墙墙肢均应设置构造边缘构件。对于这两类边缘构件,程序都可以通过自动搜索确定。边缘构件的一些特征尺寸、主筋面积、箍筋面积或者配箍率,用户都可以在边缘构件简图中看到。,约束边缘构件的规范的要求,边缘构件的配筋,新规范程序对于剪力墙配筋结果的表示提供两张图,一张是配筋简图中对于各个直线剪力墙段的配筋结果,另一张是边缘构件配筋结果。值得注意的是:直线剪力墙段的暗柱主筋给出的是计算值,如果计算值小于零则取零,并不考虑构造要求;而边缘构件简图中的配筋结果则同时考虑了钢筋计算值和构造值,也即二者当中取大。简言之,剪力墙的配筋结果以边缘构件简图为准,直线剪力墙段的配筋图仅供校核之用。,
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