页数:20页文件大小:325.3 KB来源: 建筑结构ppt课件
本课件围绕模块10 多高层钢筋混凝土房屋计算(四)展开,依次讲解课题6 框架房屋的抗震规定等内容,结合现行规范条文与工程算例说明设计要点与计算步骤,帮助学习者建立系统的结构分析与设计思路。
模块10 多高层钢筋混凝土:房屋计算能力训练【教学目标】能力目标:通过本模块的学习,能初步掌握框架结构的布置、荷载简化与内力计算要点,以及柱、梁、板设计要点和构造要求(抗震和非抗震),能了解剪力墙和框架剪力墙结构设计要点,能熟练进行钢筋混凝土结构施工图的识读。
知识目标:学习框架结构平面计算单元的选取、计算模型的确定、荷载的简化和节点的简化处理方法,会使用分层法、反弯点法和D值法计算框架结构内力,以及框架结构侧移的计算方法,了解多层框架柱、梁、板设计要点与构造要求,剪力墙、框架剪力墙结构设计要点与构造要求,钢筋混凝土结构施工图的基本内容与识读要点。态度养成目标:培养学生对框架结构设计计算原理的认识,为以后从事设计、施工或管理奠定理论基础。
课题1多层框架的类型与结构布置课题2荷载的简化与计算课题3框架内力计算课题4侧移计算课题5多层框架非抗震设计课题6钢筋混凝土框架房屋抗震规定课题7剪力墙结构课题8框架剪力墙结构课题9识读钢筋混凝土结构施工图
课题6 框架房屋的抗震规定:10.6.1钢筋混凝土框架房屋的震害特点钢筋混凝土框架结构房屋发生的破坏主要出现在梁端、柱端及梁柱节点处1.框架梁框架结构的震害多发生在梁端。
在强烈地震作用下,梁端纵向钢筋屈服,出现上下贯通的垂直裂缝和交叉斜裂缝。在梁端负弯矩钢筋切断处,由于抗弯能力削弱也容易产生裂缝,造成梁的剪切破坏。梁剪切破坏的主要原因是,梁端钢筋屈服后,裂缝的产生和发展使混凝土抵抗剪力的能力逐渐减小,而梁内箍筋配置又少,以及地震的反复作用时混凝土的抗剪强度进一步降低。
当剪力超过了梁的抗剪承载力时产生破坏。
2.框架柱框架柱:2.框架柱框架柱的破坏主要发生在接近节点处,在水平地震作用下,每层柱的上下端将产生较大的弯矩,当柱的正截面抗弯强度不足时,在柱的上下端产生水平裂缝。
由于反复的震动,裂缝会贯通整个截面,在强烈地震作用下,柱顶端混凝土被压碎直至剥落,柱主筋被压曲呈灯笼状突出。另外,当柱的净高与截面长边的比值小于或接近4时(通常为“短柱”),此时柱的抗侧移刚度很大,所以受到的地震剪力也大,柱身会出现交叉的X行斜裂缝,严重时箍筋屈服崩断,柱断裂,造成房屋倒塌。
3.框架节点:3.框架节点在地震的反复作用下,节点的破坏机理很复杂,主要表现为:节点核芯区产生斜向的X行裂缝,当节点区剪压比较大时,箍筋未屈服混凝土就被剪压酥碎而破坏,导致整个框架破坏。
破坏的主要原因大都是混凝土强度不足、节点处的箍筋配置量小,或由于节点处钢筋太稠密使得混凝土浇捣不密实所致。
表10-8确定:本页为表格内容,源文件表格文字提取后行列粘连,暂以文字呈现,建议对照原课件图片还原真表格。
10.6.2抗震设计的一般规定1.抗震等级抗震等级是确定结构和构件抗震计算与采用抗震措施的标准,分为四个等级。GB50011-2010《建筑抗震设计规范》规定,房屋建筑混凝土结构构件的抗震设计,应根据设防类别、烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。框架结构丙类建筑的抗震等级应按表10-8确定。
表10-9的规定:本页为表格内容,源文件表格文字提取后行列粘连,暂以文字呈现,建议对照原课件图片还原真表格。
2.房屋的高度控制根据国内外有关资料和工程实际经验,为了达到安全、经济、合理的要求,GB50011-2010《建筑抗震设计规范》规定,较规则的多高层现浇钢筋混凝土房屋的最大适用高度不超过表10-9的规定。平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构,适用的最大高度应适当降低。
3.材料:3.材料
10.6.3抗震构造措施:10.6.3抗震构造措施1.设计原则为了使框架具有必要的承载能力、良好的变形能力和耗能能力,应使塑性铰首先在梁的根部出现,此时结构仍能继续承受重力荷载,保证框架不倒。
为此设计时应遵循“强柱弱梁”原则。在选择构件尺寸、配筋及构造处理时,要保证构件有足够延性,也必须保证构件的抗剪承载能力大于抗弯承载能力,保证在构件出现塑性铰前不会发生剪切破坏,称之为“强剪弱弯”。“强剪弱弯”也是框架抗震设计应遵循的原则之一。另外,在梁的塑性铰充分发挥作用前,框架节点和钢筋锚固不应发生破坏,要做到“强节点,强锚固”。
“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点,强锚固”的设计原则不仅适用于框架,也适用于其他钢筋混凝土延性结构。
2.抗震构造措施:2.抗震构造措施(1)框架梁1)截面尺寸框架梁的截面宽度不宜小于200mm,截面高宽比不宜大于4,净跨与截面高度之比不宜小于4。
在地震作用下,梁端节点易出现塑性铰,导致混凝土保护层剥落而造成梁截面过于薄弱,影响抗剪承载能力及节点核心区的约束能力。采用梁宽大于柱宽的扁梁时,楼板应现浇梁中线宜与柱中线重合,扁梁应双向布置,且不宜用于一级框架结构。扁梁的截面尺寸应符合下列要求,并应满足现行有关规范对挠度和裂缝宽度的规定,即
表10-12采用,同时每一侧配筋率不应小0.:本页为表格内容,源文件表格文字提取后行列粘连,暂以文字呈现,建议对照原课件图片还原真表格。
(2)框架柱1)截面尺寸截面的宽度和高度,四级或不超过2层时,不宜小于300mm,一、二、三级且超过2层时不宜小于350mm;圆柱直径,四级或不超过2层时不宜小于350mm,一、二、三级且超过2层时不宜小于450mm。剪跨比宜大于2。截面长边与短边的边长比不宜大于3。2)柱的纵向钢筋①框架柱和框支柱中全部纵向钢筋的最小总配筋率应按表10-12采用,同时每一侧配筋率不应小0.2%;对建造于Ⅳ类场地且较高的高层建筑,表中的数值应增加0.1。
表10-13一级抗震等级的要求:本页为表格内容,源文件表格文字提取后行列粘连,暂以文字呈现,建议对照原课件图片还原真表格。
④一级框架柱的箍筋直径大于12mm且箍筋肢距不大于150mm及二级框架柱的箍筋直径不小于10mm且箍筋肢距不大于200mm时,除柱根外最大间距应允许采用150mm;三级框架柱的截面尺寸不大于400mm时,箍筋最小直径应允许采用6mm;四级框架柱剪跨比不大于2时,箍筋直径不应小于8mm;框支柱和剪跨比不大于2的柱,箍筋间距不应大于100mm。⑤框架边柱、角柱及剪力墙端柱在地震组合下处于小偏心受拉时,柱内纵向受力钢筋总截面面积应比计算值增加25%。框架柱、框支柱中全部纵向受力钢筋配筋率不应大于干5%。柱的纵向钢筋宜对称配置。截面尺寸大于400mm的拄,纵向钢筋的间距不宜大于200mm。当按一级抗震等级设计,且柱的剪跨比不大于2时,柱每侧纵向钢筋的配筋率不宜大于1.2%。⑥框架柱的箍筋加密区长度,应取柱截面长边尺寸(或圆形截面直径)、柱净高的1/6和500mm中的较大值;一、二级抗震等级的角柱应沿柱全高加密箍筋。底层柱根箍筋加密区长度应取不小于该层柱净高的1/3;当有刚性地面时,除柱端箍筋加密区外尚应在刚性地面上、下各500mm的高度范围内加密箍筋。框支柱和剪跨比不大于2的框架柱应在柱全高范围内加密箍筋,且箍筋间距应符合表10-13一级抗震等级的要求。
二、三级抗震等级
表10-15规定:本页为表格内容,源文件表格文字提取后行列粘连,暂以文字呈现,建议对照原课件图片还原真表格。
3)轴压比限制轴压比是指受压柱考虑地震作用组合后的轴向压力设计值与柱全截面面积与混凝土轴心抗压强度设计值的乘积的比值,即。框架柱的轴压比不宜大于表10-15规定的数值。
(3)节点区钢筋锚固:(3)节点区钢筋锚固和搭接JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》规定:抗震设计时,框架梁、柱的纵向钢筋在框架节点区的锚固和搭接,应符合下列要求(见图10.33):图10.33抗震设计时框架梁、柱纵向钢筋在节点区的锚固要求
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