1、大连理工大学网络教育学院第 1 页 共 8 页高层建筑结构辅导资料十六主 题：第六章 钢筋混凝土框架结构设计（第 45 节）学习时间：2014 年 7 月 14 日-7 月 20 日内 容：这周我们将学习第六章中的第 45 节，这部分主要介绍钢筋混凝土框架结构框架内力调整及框架梁的设计，下面整理出的框架供同学们学习，希望能够帮助大家更好的学习这部分知识。一、学习要求1、掌握框架内力调整方法；2、掌握框架梁的抗弯和抗剪承载力计算与构造要求。二、主要内容（一）框架内力调整进行框架结构抗震设计时，允许在梁端出现塑性铰。为了便于浇捣混凝土，也往往希望节点处梁的负钢筋放得少些。对于装配式或装配整体式框架
2、，节点并非绝对刚性，梁端实际弯矩将小于其弹性计算值。因此，在 进行框架结构设计时，一般均对梁端弯矩进行调幅，即人为地减小梁端负弯矩，减小节点附近梁顶面的配筋量。设某框架梁 在竖向荷载作用下，计算出梁端的最大负弯矩分别为 、AB AOM，梁跨中最大正弯矩为 ，则调幅后梁端弯矩如下BOMCOMAOB式中： 弯矩调幅系数。对于现浇框架，可取 ；对于装配整体式框架，由于接头焊接不牢0.89:大连理工大学网络教育学院第 2 页 共 8 页或由于节点混凝土灌筑不密实等原因，节点容易产生变形而达不到绝对刚性，框架梁端的实际弯矩比弹性计算值要小，因此，弯矩调幅系数允许取得低一些，一般取 。0.78:梁端弯矩调
3、幅后，在相应荷载作用下的跨中弯矩必将增加，这时应校核梁的静力平衡条件，如下图 1 所示。支座弯矩调幅后梁端弯矩 、 的平均值与跨AMB中调整后的正弯矩 之和不应小于按简支梁计算的跨中弯矩值 。CM002ABC图 1 支座弯矩调幅必须指出，我国有关规范规定：弯矩调幅只对竖向荷载作用下的内力进行，即水平荷载作用下产生的弯矩不参加调幅，因此，弯矩 调幅应在内力组合之前进行。同时还规定，梁截面设计时所采用的跨中正弯矩不 应小于按简支梁计算的跨中弯矩的一半。（二）框架梁的设计1、框架设计抗震等级我国建筑抗震设计规范(GB50011-2010) 采用二阶 段设计方法。第一 阶段是结构设计阶段：进行多遇地震
4、下的承载力验算和弹性变形计算；第二阶段是验算阶段：进行罕遇地震下的弹塑性变形验算。根据建筑物重要性、 设防烈度、房屋高度等因素，将框架结构抗震等 级分为四级。表 1 A 级高度框架结构的抗震等 级大连理工大学网络教育学院第 3 页 共 8 页设防烈度结构类型6 7 8 9框架结构 三 二 一 一高度 60 60 60 60 60 60 50框架 四 三 三 二 二 一 一框架、剪力墙剪力墙 三 二 一 一2、梁的抗弯设计确定梁控制截面的组合弯矩后，即可按一般钢筋混凝土结构构件的计算方法进行配筋计算。由抗弯承 载力确定截面配筋，按下式计算。（1）无地震作用组合时： 1c0sy02bbbxMfhA
5、fha s0sy0bybbAff（2）有地震作用组合时： 1c0sy0RE2bbbxMfhAfha s0sy0EbybbAff式中： 承载力抗震 调整系数，按下表取用。RE表 2 承载力抗震调整系数结构构件类别 梁轴压比小于 0.15 的柱轴压比不小于 0.15的柱剪力墙 各类构件 节点受力状态 受弯 偏压 偏压 偏压 局部承压 受剪、受拉 受剪RE0.75 0.8 0.85 0.85 0.85 1.0 1.0（3）延性要求相对受压区高度及最小配筋率一级抗震梁端 0.25bxhs.5A大连理工大学网络教育学院第 4 页 共 8 页二、三级抗震梁端 0.35bxhs.3A四级、非抗震 0b一、二
6、、三级抗震梁跨中 0bxh纵向受拉钢筋配筋率 。2.5%3、梁的抗剪验算（1）箍筋与延性梁端塑性铰区有垂直裂缝和斜裂缝。由于地震弯矩及剪力的方向会改变，垂直裂缝有可能裂通整个截面，斜裂缝还会交叉，保 护层 混凝土可能剥落，混凝土的咬合作用会逐渐丧失。主要靠箍筋和 纵筋的销栓作用传递剪力，必须加强箍筋的配置。（2）梁端剪力设计值确定为了控制框架梁弯曲破坏前不出现剪切破坏，应根据不同的抗震等级，按“强剪弱弯”的原则，对梁端剪力乘以增大系数；四级抗震及无抗震设防等级可不调整，按最不利组合剪力设计值计 算。一、二、三级的框架梁和抗震墙的连梁，其梁端截面组合的剪力设计值应按下式调整： vbbnGblrV
7、MlV一级的框架结构和 9 度的一级框架梁、连梁可不按上式调整，但应符合下式要求： buaanGb1.lrl式中： 梁端截面组合的剪力设计值；V梁的净跨；nl梁在重力荷载代表值（9 度时高层建筑还应包括竖向地震作用标Gb大连理工大学网络教育学院第 5 页 共 8 页准值）作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值；、 分别为梁左右端反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值，blMr一级框架两端弯矩均为负弯矩时，绝对值较小的弯矩应取零；、 分别为梁左右端反时针或顺时针方向实配的正截面抗震bualar受弯承载力所对应的弯矩值，根据实配钢筋面积（计入受压筋和相关楼板钢筋）和材料强度标准值确定；梁端剪力增大系
8、数，一级可取 1.3，二级可取 1.2，三级可取 1.1。vb（3）受剪承载力验算无地震作用时 00.71.25svtbybAVfhfh有地震作用时试验表明反复荷载作用梁的斜截面受剪承载力降低。将非抗震设计时梁的斜截面受剪承载力计算公式第一项乘以 0.6 的折减系数，得出地震作用下框架梁的斜截面受剪承载力公式。矩形、 T 形和 I 形截面的一般框架梁，其斜截面受剪承载力公式： 00RE1.421.5svbtyAVfbhfh对集中荷载作用下的框架梁(包括集中荷载剪力值占 75以上)其斜截面受剪承载力： 00RE1.5svbtyAVfbh0a4、构造措施大连理工大学网络教育学院第 6 页 共 8
9、页（1）梁最小截面尺寸 如果梁截面尺寸太小，则截面上剪应力将很高，此 时， 仅用增加箍筋的方法不能有效地限制斜裂缝过早出现及混凝土碎裂。无地震组合时 0.25cbVfh式中： 砼强度影响系数 C50 取 1.0，C80 取 0.8。c有地震作用组合时跨高比大于 2.5： 0RE1.2bcbVfh跨高比不大于 2.5： 0E.bcbf（2）纵筋最小配筋率抗震时，梁端塑性铰区顶面拉筋 宜2.5%，不 应大于 2.75%，若 2.5%，受压钢筋 不应小于受拉的一半。框架梁 纵向受拉钢筋的配筋率不应小于下表3 所示数值。表 3 框架梁 纵向受拉钢筋最小配筋百分率（ %）截面位置抗震等级 支座（取较大值
10、） 跨中（取较大值）一级 和0.4ty8f 和0.3ty65f二级 和3t65和2t三、四级 和.2tyf 和.ty4f非抗震设计 和0t4和0t5梁纵筋要求：沿梁长顶、底面的配筋，一、二级抗震设计不少于 214，且分别不应少于梁两端顶面和底面纵向钢筋中较大截面面积的 1/4，三、四级抗震设计大连理工大学网络教育学院第 7 页 共 8 页和非抗震设计不应小于 212；为了防止粘结破坏，梁内纵筋直径不大于 1/20 柱截面高或 1/20 弦长。（3）梁端箍筋加密区要求当纵筋配筋率大于 2%时，箍筋直径比表增加 2mm。加密区长度：一级抗震 且 ；二、三、四级抗震 且 。2bh50m1.5bh0m
11、表 4 框架梁端箍筋加密区的构造要求抗震等级 箍筋最大间距（mm） 箍筋最小直径（mm）一 ， ，bh6d1010，d4二 ， ，48m8，三 ， ，b58，四 ， ，hd108，d4非加密区间距不大于加密区 2 倍。纵筋搭接范围内箍筋间距：纵筋受拉：不应大于搭接钢筋较小直径的 5 倍，且不应小于 100mm；纵筋受压：不应大于搭接钢筋较小直径的 10 倍，且不应小于 200mm。（4）箍筋构造加密区箍筋肢距：一级时不宜大于 200mm 及 20d(箍筋直径较大者)；二、三级时不宜大于 250mm 及 20d，四 级时不宜大于 300mm。箍筋形式：箍筋应有 135弯 钩；弯钩端直段不应小于
12、10d 和 75mm 的较大值；必须做成封闭箍筋。箍筋的面积配箍率：一级抗震： ；二级抗震： ；三、tsvyv0.3ftsvyv0.28f四级抗震： 。面积配箍率 是指在垂直箍筋的截面 （ 梁宽， 间tsvyv0.26fsv bs距）中，箍筋面积所占的比率（ 钢箍面积为肢数乘每根面积）。它的计算公式为大连理工大学网络教育学院第 8 页 共 8 页。面积配箍率体现抗剪要求，框架梁沿梁全长的面积配筋率svs1Anb。svmin、 典型习题（一）简答题1简述框架设计中进行内力调整的原因。答：进行框架结构抗震设计时，允许在梁端出现塑性铰。为了便于浇捣混凝土，也往往希望节点处梁的负钢筋放得少些。对于装配式或装配整体式框架，节点并非绝对刚性，梁端实际弯矩将小于其弹性计算值。因此，在 进行框架结构设计时，一般均对梁端弯矩进行调幅，即人为地减小梁端负弯矩，减小节点附近梁顶面的配筋量。
