【正文】 2022新版 PKPM結(jié)構(gòu)軟件 砼結(jié)構(gòu)部分 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計 概念設(shè)計 ? 為實現(xiàn)抗震設(shè)防目標(biāo)，鋼筋混凝土框架除了必須具備有足夠的承載力和剛度外，還應(yīng)有良好的延性和耗能能力 ? 框架抗震設(shè)計必須遵循以下原則，才有可能形成延性耗能框架 1. 強(qiáng)柱弱梁。以保證塑性鉸出現(xiàn)在梁端而不是在柱端 2. 強(qiáng)剪弱彎。以保證構(gòu)件受彎破壞而不是受剪破壞 3. 強(qiáng)核心區(qū)、強(qiáng)錨固。 4. 強(qiáng)壓若拉。以保證梁、柱各構(gòu)件的受拉鋼筋屈服早于混凝土的壓潰和保證形成塑性鉸 5. 局部加強(qiáng)。提高和加墻柱根部以及角柱、框支柱等受力不利部位的承載力和抗震構(gòu)造措施 6. 限制柱軸壓比，加墻柱箍筋對混凝土的約束 結(jié)構(gòu)體系布置 ? 宜設(shè)計成雙向梁柱抗側(cè)力體系，除個別部位外不應(yīng)采用鉸接，也不宜采用單跨框架 ? 梁柱節(jié)點(diǎn)的偏心不宜太大： 不宜大于柱寬的1/4； 按有效截面限制核心區(qū)剪壓比，核心區(qū)有效計算寬度應(yīng)滿足 《 高層規(guī)程 》 ? 框架填充墻盡管不反映在結(jié)構(gòu)施工圖上，但應(yīng)考慮其在地震作用下對框架的不利作用： 樓層平面內(nèi)不對稱布置填充墻引起扭轉(zhuǎn)作用； 沿高度填充墻布置不連續(xù)形成軟弱層； 填充墻對梁、柱引起的附加剪力和軸力； 柱、梁受填充墻約束形成短柱或短梁 結(jié)構(gòu)體系布置 ? 混合承重。 《 高規(guī) 》 規(guī)定，框架結(jié)構(gòu)按抗震設(shè)計時，不應(yīng)采用部分由砌體墻承重的混合形式。 ? 框架結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)是兩種截然不同的結(jié)構(gòu)體系，其抗側(cè)剛度、變形能力等相差很大，不應(yīng)在同一建筑物中混合使用。在框架結(jié)構(gòu)的樓、電梯間及局部出屋頂?shù)碾娞輽C(jī)房、樓梯間、水箱間等，也不應(yīng)采用砌體結(jié)構(gòu)承重，而應(yīng)采用框架承重 ? 在框架結(jié)構(gòu)中僅布置少量鋼筋混凝土剪力墻時，結(jié)構(gòu)分析計算應(yīng)該考慮剪力墻與框架的協(xié)同工作 結(jié)構(gòu)體系布置 ? 材料的影響 1. 混凝土強(qiáng)度等級的影響 a) 強(qiáng)度等級低的混凝土，由于它與鋼筋之間的握裹能力小而宜使鋼筋受力后引起滑移，影響構(gòu)件變形能力的增長 b) 若混凝土的強(qiáng)度等級過高而又無相應(yīng)措施時，則混凝土的脆性明顯 c) 對于 C50以上的高強(qiáng)混凝土宜通過適當(dāng)?shù)呐浣顦?gòu)造措施，合理的提高配筋率等辦法來增大構(gòu)件的延性 2. 鋼筋的級別的影響 a) 鋼筋的級別越高，含碳量愈大，則其延伸率愈小，延性愈差 b) 在施工中，不宜在無保證構(gòu)件原有的延性條件下，以強(qiáng)度等級高的鋼筋按其受拉承載力設(shè)計值相等的的原則去替代原設(shè)計中的縱向受力鋼筋，以免降低構(gòu)件的原有延性性能 c) 鋼筋的極限抗拉強(qiáng)度實測值與其屈服強(qiáng)度實測值之比值，按一、二級抗震等級設(shè)計的各類框架結(jié)構(gòu)中的縱向受力主筋，不應(yīng)小于 d) 鋼筋的屈服強(qiáng)度實測值與屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的比值，按一、二級抗震等級設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)中的縱向受力主筋，不應(yīng)大于 框架橫梁 ? 框架梁的破壞主要分為兩種：彎曲破壞和剪切破壞。剪切破壞屬脆性破壞，應(yīng)通過強(qiáng)剪弱彎的設(shè)計予以避免。彎曲破壞分為三種：少筋破壞、超筋破壞、適筋破壞。少筋破壞和超筋破壞都屬于脆性破壞，應(yīng)予以避免。 ? 框架梁的計算主要有：正截面承載力計算、斜截面受剪承載力計算。在確定梁的剪力設(shè)計值時，為保證梁端塑性鉸不發(fā)生脆性破壞，按 “ 強(qiáng)剪弱彎 ” 的思想，對梁的剪力設(shè)計值乘以增大系數(shù)予以增大 梁的構(gòu)造措施 ? 梁的截面尺寸應(yīng)滿足三方面的要求：承載力要求、構(gòu)造要求、剪壓比要求。在構(gòu)造方面主要控制跨高比 ? 縱向鋼筋的配筋率 ? 箍筋的面積配筋率 扁梁的處理 ? 采用扁梁時，樓板應(yīng)現(xiàn)澆，梁中線宜于柱中線重合；當(dāng)梁寬大于柱寬時，扁梁應(yīng)雙向布置。 ? 框架的邊梁不宜采用寬度大于柱截面該方向尺寸的扁梁 ? 變量的縱向受力鋼筋的最小配筋率不應(yīng)小于 %。 ? 扁梁兩側(cè)應(yīng)配置腰筋 ? 每側(cè)的截面面積不應(yīng)小于梁腹板截面面積的 10% ? 扁梁的箍筋肢距不宜大于 200mm 框架柱的設(shè)計 ? 抗震框架柱應(yīng)設(shè)計成具有足夠的延性和耗能能力，主要影響因素有剪跨比、軸壓比和箍筋配置 1. 剪跨比。剪跨比用于區(qū)分柱的變形特征和變形能力，剪跨比大于 2的柱成為長柱，其彎矩相對較大，一般容易實現(xiàn)壓彎破壞；剪跨比不大于 2但大于 ，容易發(fā)生剪切破壞，若配置足夠的箍筋，也可能實現(xiàn)延性較好的剪切壓彎破壞；剪跨比不大于 柱，一般會發(fā)生斜拉破壞，在設(shè)計中應(yīng)盡量避免 2. 軸壓比。柱的轉(zhuǎn)角延性和位移延性隨軸壓比增大而減小，為了實現(xiàn)大偏心受壓破壞，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軸壓比 3. 框架柱的箍筋有三個作用：抵抗剪力、對混凝土提供約束、防止縱筋壓屈。箍筋對混凝土的約束程度是影響住的延性和耗能能力的主要因素之一，主要的衡量指標(biāo)就是配箍特征值 剪跨比小的短柱的處理 ? 高層建筑結(jié)構(gòu)中，由于設(shè)置設(shè)備層，層高矮而柱截面大等原因，某些工程中短柱難以避免。如同一樓層均為短柱，各柱之間抗側(cè)剛度不很懸殊，這種情況按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行內(nèi)力分析和截面設(shè)計構(gòu)造，結(jié)構(gòu)安全是可以保證的。應(yīng)避免同一樓層出現(xiàn)少數(shù)短柱，因為這少數(shù)短柱的抗側(cè)剛度遠(yuǎn)大于一般柱的抗側(cè)剛度，在水平地震作用或風(fēng)荷載作用下吸收較大水平剪力，可能是少數(shù)短柱遭受嚴(yán)重破壞 ? 純框架結(jié)構(gòu)中樓梯間平臺處當(dāng)設(shè)置柱間梁時常使支撐該梁的柱形成短柱，為避免形成短柱可在平臺靠踏步處設(shè)梁，而梁兩端設(shè)置從樓層框架梁上支撐的小柱，平臺板外端不再設(shè)梁而樓梯跑步板外伸懸挑板。 ? 有抗震設(shè)計的框架短柱應(yīng)按要求驗算柱的剪壓比。剪跨比小于 ，可采用型鋼混凝土或芯柱 框架柱的計算 ? 柱端彎矩設(shè)計值的確定。在地震作用下，框架柱應(yīng)設(shè)計成 “ 強(qiáng)柱弱梁 ” 、 “ 強(qiáng)剪弱彎 ” ，以實現(xiàn)延性框架的目的。要做到 “ 強(qiáng)柱弱梁 ” 、梁端塑性鉸早于柱端出現(xiàn)，就要求做到在同一節(jié)點(diǎn)處的上、下柱端截面設(shè)計彎矩值大于左、右兩側(cè)梁端截面的抗彎承載力，設(shè)計中采用增大柱端彎矩設(shè)計值的方法來實現(xiàn) ? 應(yīng)注意以下幾種特殊情況： 1. 頂層框架柱、軸壓比小于 ，以及抗震等級位司機(jī)的框架柱在抗震設(shè)計時，對這些框架柱的柱端彎矩值均可直接取自考慮地震作用組合的彎矩值而不必再作調(diào)整 2. 鑒于框架結(jié)構(gòu)的底層柱下端截面以及框支柱的頂層柱上端和其底層柱下端截面的重要性，在設(shè)計中，這些柱截面的彎矩設(shè)計值，在抗震等級為一、二和三級時，應(yīng)直接取用按考慮地震作用組合的彎矩設(shè)計值分別乘以 、 ，以提高其正截面承載力 框架柱的計算 ? 框架結(jié)構(gòu)的角柱。角柱承受軸力、雙向彎矩和雙向剪力以外，有時還承受扭矩等不利影響?？拐鹪O(shè)計為一、二、三級時的框架角柱端彎矩設(shè)計值經(jīng)調(diào)整后的彎矩設(shè)計值再乘以不小于 ，但框架角柱的軸力設(shè)計值不增大?？v向鋼筋按雙向偏壓構(gòu)件考慮 框架結(jié)構(gòu)的計算 ? 框架結(jié)構(gòu)應(yīng)驗算正截面受壓承載力計算、斜截面受剪承載力計算。相應(yīng)的計算應(yīng)滿足 《 高規(guī) 》 第 ? 截面構(gòu)造措施。具體的要求參見 《 高規(guī) 》第 框架梁柱節(jié)點(diǎn) ? 框架梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計，不論是否按抗震設(shè)計，都要保證梁柱的合理傳力、變形一致及鋼筋的有效錨固。梁柱節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造設(shè)計，包括梁柱縱向受力鋼筋在節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)的合理設(shè)置和配置節(jié)點(diǎn)區(qū)的水平箍筋這兩個問題 ? 對于抗震、非抗震這兩種情況下的梁柱縱向鋼筋在梁柱節(jié)點(diǎn)處的錨固和梁柱節(jié)點(diǎn)出的水平箍筋設(shè)置都在規(guī)范里有明確規(guī)定。特別注意節(jié)點(diǎn)核心區(qū)水平截面面積的校核和受剪承載力的計算 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計 剪力墻結(jié)構(gòu)布置 ? 剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置，形成空間結(jié)構(gòu)，并宜使兩個方向剛度接近。為充分利用剪力墻的能力，減輕結(jié)構(gòu)重量，增大剪力墻結(jié)構(gòu)的可利用空間，墻不宜布置太密，使結(jié)構(gòu)具有適意的側(cè)向剛度 ? 剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)具有延性，細(xì)高的剪力墻（高寬比大于 2）容易設(shè)計成彎曲破壞的延性剪力墻，從而可避免脆性的剪切破壞。當(dāng)墻的長度很長時，為了滿足每個墻段高寬比大于 2的要求，可通過開設(shè)洞口將長墻分成長度較小、較均勻的聯(lián)肢墻或整體墻，洞口連梁宜采用約束彎矩較小的若連梁（其跨高比宜大于 6），使其可近似認(rèn)為分成了獨(dú)立墻段 剪力墻結(jié)構(gòu)布置 ? 剪力墻的特點(diǎn)是平面內(nèi)剛度及承載力大，而平面外剛度及承載力都相對很小。當(dāng)剪力墻與平面外方向的梁連接時，會造成墻肢平面外彎矩，而一般情況下并不驗算墻的平面外的剛度及承載力。當(dāng)梁高大于墻厚的 2倍時，梁端彎矩對墻平面外的安全不利，因此應(yīng)采取措施，以保證剪力墻平面的安全。對截面較小的樓面梁可設(shè)計成鉸接或半剛接，減小墻肢平面外彎矩。鉸接端或半剛接端可通過彎矩調(diào)幅活兩便截面來實現(xiàn)，此時應(yīng)相應(yīng)加大梁跨中彎矩 剪力墻結(jié)構(gòu)的分類 ? 按截面墻肢的高度與厚度之比進(jìn)行分類： ? 柱 ： H/B 3； （ 單肢 ） ? 異形柱 ： H/B 5； （ 一般柱肢數(shù) ≤兩肢 ） ? 短肢剪力墻 ： 5 H/B 8； （ 墻肢數(shù) ≤兩肢 ） ? 剪力墻 ： H/B 8。 （ 不限 ） ? 當(dāng)有大于兩肢的短肢剪力墻或異型柱時，盡管各肢的長寬比滿足要求，也宜按墻輸入、設(shè)計 鋼筋混凝土剪力墻設(shè)計要求 ? 在正常使用荷載及小震（或風(fēng)載）作用下，結(jié)構(gòu)應(yīng)處于彈性工作階段，裂縫寬度不能過大 ? 在中等強(qiáng)度地震作用下（設(shè)防烈度），允許進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，但應(yīng)具有足夠的承載能力、延性及良好吸收地震能量的能力 ? 在強(qiáng)烈地震作用（罕遇烈度）下，剪力墻不允許倒塌，還應(yīng)保證剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定 剪力墻結(jié)構(gòu)的計算 ? 剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計分為兩部分：墻肢和連梁 ? 剪力墻截面的計算按 《 高規(guī) 》 規(guī)定，應(yīng)進(jìn)行平面內(nèi)的斜截面受剪、偏心受壓或偏心受拉、平面外軸心受壓承載力計算，在集中荷載作用下，墻內(nèi)無暗柱時還應(yīng)進(jìn)行局部受壓承載力計算，按一級抗震等級設(shè)計的剪力墻，在水平施工縫處應(yīng)進(jìn)行抗滑移驗算 ? 現(xiàn)有軟件可以進(jìn)行剪力墻平面內(nèi)斜截面受剪、偏心受壓或偏心受拉配筋的計算，沒有其他的內(nèi)容，需要進(jìn)行人工計算 一般剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn) ? 具體規(guī)定詳見 《 高規(guī) 》 第 連梁的設(shè)計 ? 由連梁形成的連肢剪力墻的延性取決于墻肢的延性、連梁的延性及連梁的剛度。連梁設(shè)計得過強(qiáng)而形成整體墻，破壞時會造成墻肢剪壞的脆性破壞，因而沒有延性或延性很小。所以，按 “ 強(qiáng)墻若梁 ” 原則設(shè)計連肢墻，并按 “ 強(qiáng)剪弱彎 ” 原則設(shè)計墻肢和連梁，可以得到較為理想的延性連肢墻結(jié)構(gòu) 連梁的設(shè)計 ? 連梁按殼元進(jìn)行劃分單元方式的有限元分析模型，如果單元劃分可以 很細(xì) ，則連梁跨高比再大，計算結(jié)果也是正確的。 ? 當(dāng)單元劃分受到限制， 對跨高比較大的連梁，由于單元劃分不夠細(xì)，將造成較大的分析誤差 。為此，可以按以下方式處理： ? 當(dāng)跨高比大于 5時 ，連梁按框架梁輸入、分析。 ? 當(dāng)跨高比小于 ，連梁按殼元（洞口）輸入、分析。 ? 當(dāng)跨高比介于 5和 ，按殼元（洞口）分析，應(yīng)細(xì)化單元劃分；按框架梁分析，結(jié)構(gòu)剛度將偏柔。 連梁的單元劃分 連梁與墻的協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn) 框架梁與墻的協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn) 連梁的超筋 ? 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中連梁超筋是常見現(xiàn)象。其實質(zhì)是連梁剪力不滿足 《 高規(guī) 》 公式 剪壓比要求。連梁一般有書香荷載產(chǎn)生的剪力值較小，剪力主要由約束彎矩產(chǎn)生 ? 連梁宜超筋的部位。豎向樓層在一般剪力墻結(jié)構(gòu)中總高度的 1/3左右的樓層；平面中，當(dāng)墻段較長時其中部的連梁，在某墻段中墻肢截面高度（即平面中的長度）大小懸殊不均勻時，在大墻肢中的連梁宜超筋 連梁超筋的處理 ? 減小連梁截面高度 ? 抗震設(shè)計的剪力墻中連梁彎矩及剪力可以進(jìn)行塑性調(diào)幅，以降低其剪力設(shè)計值。但已進(jìn)行了剛度折減的連梁，其調(diào)幅范圍應(yīng)當(dāng)限制或不再調(diào)幅。當(dāng)部分連梁降低彎矩設(shè)計值后，其余部位連梁和墻肢的彎矩設(shè)計值應(yīng)相應(yīng)提高 ? 當(dāng)連梁破壞對承受豎向荷載無大影響時，可考慮在大震作用下該連肢墻的連梁不參與工作，按獨(dú)立墻肢進(jìn)行第二次結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析（第二道防線），墻肢應(yīng)按兩次計算所得的較大內(nèi)力配筋 ? 可在工程宜超筋部位連梁按鉸接處理進(jìn)行整體計算，但應(yīng)注意按此種處理后計算結(jié)果結(jié)構(gòu)層間位移比尚需滿足規(guī)范要求。連梁按鉸接處理后，主要承受豎向荷載，施工時仍為現(xiàn)澆，上部鋼筋按構(gòu)造設(shè)置 剪力墻邊緣構(gòu)件的設(shè)臵要求 ? 高規(guī)的 ： 抗震設(shè)計時 ， 一 、 二級剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位及以上一層的墻肢設(shè)臵 約束邊緣構(gòu)件 ， 一 、 二級剪力墻的其它部位以及三 、 四級和非抗震設(shè)計的剪力墻墻肢均應(yīng)設(shè)臵 構(gòu)造邊緣構(gòu)件 。 ? 對于這兩類邊緣構(gòu)件 ， 程序都可以通過 自動搜索 確定 。 邊緣構(gòu)件的一些特征尺寸 、 主筋面積 、 箍筋面積或者配箍率 ， 用戶都可以在邊緣構(gòu)件簡圖中看到 。 約束邊緣構(gòu)件的規(guī)范的要求 邊緣構(gòu)件的配筋 ? 新規(guī)范程序?qū)τ诩袅ε浣罱Y(jié)果的表示提供兩張圖 ， 一張是配筋簡圖中對于各個直線剪力墻段的配筋結(jié)果 ， 另一張是邊緣構(gòu)件配筋結(jié)果 。 值得注意的是：直線剪力墻段的暗柱主筋給出的是計算值 ， 如果 計算值小于零則取零 ， 并不考慮構(gòu)造要求 ； 而邊緣構(gòu)件簡圖中的配筋結(jié)果則同時考慮了鋼筋計算