结构抗震—中震设计要点 - 图文

力。

3.1.5.4若经上述调整,仍有部分连梁不合乎要求时,可按连梁截面的最大剪压比限值确定剪力,然后按“强剪弱弯”的要求配置相应的纵筋。 3.1.5.5当连梁高度较高时,可将连梁用构造缝分成等高的两根或三根连梁,连梁的总剪切刚度不变,但抗弯刚度只有原来的1/4~1/9,可有效地解决连梁的超筋超限问题。输入时可将连梁高按其1/2或1/3输入,梁宽按其2或3倍输入。(注意梁端要加配两道整体箍) 3.1.6楼面主梁支承于墙间连梁时,应按简支梁校核连梁的截面承载力[13].

3.2 框支梁的抗震设计

3.2.1 框支梁是偏心受拉构件,应按拉弯构件设计,不能按纯弯构件设计;转换层楼面应设为弹性板,程序才能计算梁的轴力.

3.2.2 框支梁应定义为非调幅梁. 调幅是在内力计算完成后进行的,若框支梁调幅,相当梁端放松,产生一个附加转角,上部各相关构件内力全变. 3.2.3 框支梁构造要求

1)上部主筋至少50%贯通全梁;间距不大于200,不小于80;下部主筋全部入柱受拉锚固; 2) 箍筋加密区距柱边max [0.2梁净跨,1.5hb], 箍筋间距不大于100,直径不小于10;上部剪力墙门洞下方(门洞+2 hb)范围内应密箍.

3) 沿梁高布腰筋,不少于2φ16@200,入柱受拉锚固;

4) 抬墙或抬柱的框支梁,应按冲切计算附加吊筋及加密箍筋;(冲切力简化取0.6Afc,A为墙柱截面积.)

3.2.4 框支梁的剪压比应γREV/βcfcbh0≤0.15,不满足时宜优先采用水平加腋加大抗剪断面;避免采用竖向加腋,以免产生超短柱或强梁弱柱

3.2.5 框支主梁支承框支次梁情况应尽可能避免;不可避免时应进行有效的局部有限元分析. 3.2.6 框支梁不准出现超限;若出现可根据情况采用相应措施:

1) 当支座抗剪断面不足时,宜优先采用水平加腋;避免框支柱成超短柱; 2) 当剪扭断面不足超限时,宜优先采用加大梁宽,可采用宽扁梁; 3) 当断面弯曲配筋超限时,宜优先采用竖向加腋; 4) 改变梁系布置,改变传力关系.

3.3 短肢墙(包括异型柱)的抗震设计[11]

短肢剪力墙结构,墙截面高厚比hw/bw=3~8 (上海地区称为宽肢异型柱),hw/bw≤3时按 柱设计,截面形状为T、L、十、Z型. 3.3.1上海专题研究结果和各地经验汇总:

1) 由于截面不对称导致延性不对称,是此类构件的最大缺陷。当翼椽受拉时,产生小偏压脆性破坏;当翼椽受压时,产生大偏压延性破坏;

2) 在沿工程轴向荷载作用下,自由柱处于双偏压状态,约束柱处于单偏压状态;前者按双偏压进行计算正截面配筋,设计存在上述第一款的不安全隐患,后者按单偏压构件设计,不会产生安全隐患;(即短肢墙按单偏压配筋较安全)

3) 暗柱不仅能减少配筋的不对称影响,增加构件的延性,且暗柱能抑制斜裂缝的生成和发展。

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梁铰破坏机制实现的设计步骤和内容:表3.3-1 步骤 1 主要内容 控制墙梁刚度比 公式参数 ∑ic≥λ∑ib 参数说明 ∑ic、∑ib分别为同一节点处柱和梁的线刚度之和。计算时取层高和梁净跨,λ≥3 2 控制墙梁承载能力比(强度比) ∑Mcu≥1.25∑Mbu∑Mcu/∑Mc≥ ∑Mbu/∑Mb 3 控制梁跨高比和强剪弱弯系数εb 考虑因素 墙梁线刚度如果存在一定级差,可以控制梁先开裂,较易保证整体结构达理想的破坏形态。 ∑Mcu(∑Mc),∑Mbu(∑Mb) 保证节点处梁的屈服先于竖向分别为同一节点处柱端和梁端实配(计算)承载力之和。 Lb:梁净跨 hb:梁高 电梯井连梁Lb/hb≤4时进行刚度折减 保证梁发生弯曲破坏(延性破坏),避免梁剪切破坏(脆性破坏)。 为保证梁铰充分发挥耗能作用,必须延迟底层墙柱根部的屈服时间,因此必须提高底层墙柱的承载能力。 构件的屈服,让水平构件耗能。 Lb/hb≥4 εb≥1.25 4 底层柱内力增大 1.弯矩增大系数ε2.剪力增大系数εcm cv εεcm≥1.25 cv≥1.4 εcv是在考虑弯矩增大实配后再按放大剪力实配抗剪箍筋 5 控制梁铰出现次序 理想屈服顺序是先支座,后跨中;先底部后中上部。 6 构造要求 梁墙柱节点,暗柱配筋等。 4) 设计的关键是保证墙柱在地震力作用下处于梁铰破坏机制。因为钢筋砼构件的性能不仅

取决于单构件的性能,更重要取决于各构件之间的组合关系;

5) 梁铰破坏机制实现的关键是梁墙刚度比和强度比均要控制在一定级差范围内(即双控);台湾震害调查说明,单纯的强度级差不能保证梁铰破坏机制的出现; 3.3.2短肢剪力墙延性构造要求:

1) 保证梁端有效宽度不削弱,即端部梁箍的宽度不能因梁纵筋转入墙竖筋内侧而减少; 2) 墙柱腹板水平筋两端应锚固于暗柱核心区内;

3) 暗柱箍筋的弯钩应设置在柱的内侧,不宜设置在柱的外侧; 4) 墙肢轴压比控制在0.5以下。 3.3.3短肢剪力墙配筋

1) 短肢剪力墙约束边缘构件配箍特征值λV宜按相同轴压比的框架柱提高一级取对轴压比小于0.3的短肢剪力墙及非加强部位的短肢剪力墙,其构造边缘构件的构造设置应较一般剪力墙高,宜按下表配置:

表3.3-2短肢剪力墙构造边缘构件最小配箍特征值λV

抗震 等级 一级 二级 三级 墙轴压比 ≤0.3 0.11 0.09 0.07 0.4 0.13 0.11 0.09 0.5 0.15 0.13 0.11 0.6 0.6 0.15 0.13 2) 短肢剪力墙的截面高度一般在1200~2000之间,其约束边缘构件长度LC可统一取450; 3) 短肢剪力墙的边缘构件的纵向配筋除满足规范要求外,其纵向钢筋最小配筋率宜按框架柱要求设置;

4) 短肢剪力墙的水平竖向分布筋,除按计算确定外,其构造最小配筋宜按下表要求;

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短肢剪力墙分布筋要求

抗震 等级 一二级 三四级 非抗震 最小配筋率(%) 竖筋 0.50 0.40 0.30 水平筋 0.30 0.25 0.20 最大间距(mm) 竖筋 200 250 300 水平筋 200 250 300 最小直径(mm) 竖筋 φ12 φ10 φ10 水平筋 φ10 φ8 φ8 5) 短肢剪力墙应采用双排布筋,水平筋在外,竖向筋在内,两排筋间拉结,控筋梅花形布置,间距不宜大于400×400,每根竖筋均有拉筋连结;

6) 肢长大于3倍小于等于4倍墙厚的墙肢按柱要求配筋,其外套箍兼作水平筋。

3.3.4短肢剪力墙体系的楼板设计

1) 考虑弹性楼板,侧向位移较刚性楼板减少10%左右;

2) 结构单元与核心筒间,应尽量加大楼板连结尺寸,加大板厚,加强配筋,拉通正负筋; 3) 注意竖向构件的不均匀的温差变形造成向阳角楼板开裂;和由于刚性角板存在,板负弯矩范围外移,而负筋过短造成开裂。向阳角开间的楼板宜双层双向配筋,且负筋伸出长度应从刚性角板边(虚线所示)算起.

,

3.3.5 一般短肢墙不许超筋超限.若超筋超限较小时可按柱构造要求配足或加配竖向交叉斜筋;(后者目前只有试验成果,无计算方法和规范)

[25]

3.3.6 关于短肢剪力墙补充说明

● 短肢剪力墙是一个构件概念.SATWE程序将单肢或两肢墙且2肢均符合5≤hw/dw≤8时定义为短肢墙;

● 短肢剪力墙结构是一个结构概念.(必须带墙筒或一般剪力) 1) 规范规定:

(1) 短肢剪力墙结构必须带一般剪力墙或墙筒;不应设计仅有短肢剪力墙的高层建筑.

(2) 短肢剪力墙结构的短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩应≥40%且<50%的地震底部总倾覆力矩.

2)《北京市建筑设计技术细则—结构专业》规定:高层中短肢墙受荷面积与总楼面面积之比大于50%,多层中短肢墙受荷面积与总楼面面积之比大于60%时,定为短肢墙结构。 3)文献[27]经实际工程验证,建议对小高层剪力墙结构(H≤45m),在其它各项指标满足规范的前提下,只要短肢墙承受的底部地震倾覆力矩≤底部总倾覆力矩的70%,是可以的。 3) 高规7.1.2条的2~8款,只对定义为短肢剪力墙结构中的短肢剪力墙执行.

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4) 对非短肢剪力墙结构中的短肢剪力墙,按一般剪力墙处理.

[16]

5) 3≤断面长宽比≤5的弱短肢剪力墙配筋问题

(1) 对断面长宽比<3的短墙,SATWE依规范规定按柱要求对称配筋, 受压筋中心至近边距离aa=40; (2) 3≤断面长宽比≤5的弱短肢剪力墙, SATWE取aa=200或b计算配筋不合理.建议按约束边椽构件长度=受压区长度的思路取aa值作配筋验算。 断面高厚比hw/dw 3<hw/dw 3≤ hw/dw <5 5≤ hw/dw aa 40 100 max [200,bw] 配筋计算方法 按柱算 按柱算 按墙算 6) 当非矩形截面剪力墙不符合平截面假定时,目前还只能按矩形截面计算配筋;

3.4 转角窗的抗震设计[11]

3.4.1 不能用剪力墙开边洞方法输入转角窗,应按梁输入; 3.4.2 转角窗梁配筋验算:

负弯矩=0.5qL2 (q为窗过梁竖向线荷载设计值,考虑地震时再乘1.3~1.5)

正弯矩=0.091 qL2 (L为角窗过梁跨度,过梁角点简支失效,靠墙端固结调幅) 构造筋底筋不少于2φ20,腰筋间距不大于@200;

L

3.4.3 转角窗板厚宜≥150,且设置斜向拉结暗梁;

3.4.4 斜向拉结暗梁截面不小于500×板厚,主筋上下各4φ16,均锚入角窗相连墙的暗柱内45d,箍筋φ10@200,暗梁底筋在板底筋下;当板厚小于150不能形成暗梁时,应在暗梁位置设置构造拉梁,配置不少于4φ16的拉结底筋,锚入角窗相连墙的暗柱内45d;

3.4.5角窗相连的墙肢厚度宜按1/12层高控制;暗柱设计:暗柱截面高应≥600;小于30层的剪力墙结构,当角窗墙肢截面高度≥2000时,其暗柱可按下表配筋:

加强区范围内角窗墙肢暗柱配筋表

暗柱主筋 墙厚(mm) 200~300 300~400 400~600 3φ22 10φ22 12φ22 暗柱箍筋 φ8@100 φ8@150 φ8@200 一级 二级 三级 全部主筋 抗震等级 3.4.6设置转角窗的高层住宅剪力墙结构,不宜再设置跃层单元; 3.4.7转角窗应上下对齐,相关墙肢不宜采用一字墙,且不论在加强区与否,均应设置约束边缘构件;

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