【導(dǎo)讀】earthquake,rareYuearthquake.

　　

【正文】 on. To sum up ,。 Framed structure is to pass the design plan calculating and ing realize structure measure the ability running after beam hinge organization mainly thereby, realize the small earth—quake shocks does not but constructs in the dirty trick, big earthquakes do not fall three standards toen fortifying target39。s. References. 框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì) 地震災(zāi)害具有突發(fā)性，至今可預(yù)報(bào)性很低，給人類 社會(huì) 造成的損失嚴(yán)重，是各類 自然 災(zāi)中最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。我國(guó)根據(jù)現(xiàn)有的 科學(xué) 水平和 經(jīng)濟(jì) 條件，對(duì)建筑抗震提出了 “ 三個(gè)水準(zhǔn) ” 的設(shè)防目標(biāo)，即通常所說(shuō)的 “ 小震不壞，中震可修，大震不倒 ” 。 通常所講的小震、中震、大震分別指的是 50 年超越概率為 63%， 10%，2~3%的多遇地震、設(shè)防烈度地震、罕遇地震。 由于建筑抗震設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，在實(shí)際工程中抗震概念設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。它主要包括以下 內(nèi)容 ：建筑設(shè)計(jì)應(yīng)注意結(jié)構(gòu)的規(guī)則性；選擇合理的建筑結(jié)構(gòu)體系；抗側(cè)力結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的延性設(shè)計(jì)。 能力設(shè)計(jì)法是結(jié)構(gòu)延性設(shè)計(jì)的主要 內(nèi)容 ，包括我國(guó)規(guī)范的內(nèi)力調(diào)整和構(gòu)造兩個(gè)方面。它是二十世紀(jì) 70 年代后期，新西蘭知名學(xué)者 和 Park 提出的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)地震力取值偏低的情況下具有足夠延性的 方法 。其核心思想為：通過(guò) “ 強(qiáng)柱弱梁 ” 引導(dǎo)結(jié)構(gòu)形成 “ 梁鉸機(jī)構(gòu) ” 或者 “ 梁柱鉸機(jī)構(gòu) ” ；通過(guò)“ 強(qiáng)剪弱彎 ” 避免結(jié)構(gòu)在達(dá)到預(yù)計(jì)延性能力前發(fā)生剪切破壞；通過(guò)必要構(gòu)造措施使可能形成塑性鉸的部位具有必要的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力 和耗能能力。從以上三個(gè)方面保證使結(jié)構(gòu)具有必要的延性?？蚣芙Y(jié)構(gòu)作為常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式，當(dāng)然其延性設(shè)計(jì)也主要是從這三個(gè)方面來(lái)體現(xiàn)的。 強(qiáng)柱弱梁 結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng) 分析 表明，結(jié)構(gòu)的變形能力和破壞機(jī)制有關(guān)。常見(jiàn)有三種典型的耗能機(jī)構(gòu)， “ 梁鉸機(jī)構(gòu) ” 、 “ 柱鉸機(jī)構(gòu) ” 、 “ 梁柱鉸機(jī)構(gòu) ” 。 “ 梁鉸機(jī)構(gòu) ” 和“ 梁柱鉸機(jī)構(gòu) ” 的梁先屈服，可使整個(gè)框架有較大的內(nèi)力重分布和能量消耗能力，極限層間位移大，塑性鉸數(shù)量多，不因個(gè)別塑性鉸失效而結(jié)構(gòu)整體失效。因而抗震性能好， 是鋼筋混凝土理想的耗能機(jī)構(gòu)。我國(guó)規(guī)范采用的是允許柱子、剪力墻出鉸的梁柱鉸方案，采取相對(duì)的 “ 強(qiáng)柱弱梁 ” 措施，推遲柱子的出鉸時(shí)間。但不能完全排除出現(xiàn)薄弱層的柱鉸機(jī)構(gòu)的可能性，因而需要限制柱子的軸壓比，必要時(shí)通過(guò)時(shí)程 分析 法判斷結(jié)構(gòu)的薄弱層，防止出現(xiàn)柱鉸機(jī)構(gòu)。 我們常見(jiàn)的 “ 強(qiáng)柱弱梁 ” 的調(diào)整措施就是要人為增大柱子的抗彎能力，誘導(dǎo)在梁端先出現(xiàn)塑性鉸。這是考慮到柱中實(shí)際彎矩在地震中的可能增大。在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塑性鉸之前，結(jié)構(gòu)構(gòu)件因拉區(qū)混凝土開(kāi)裂 和壓區(qū)混凝土的非彈性性質(zhì)，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)退化，使得各構(gòu)件剛度降低。梁剛度降低較受壓的柱子相對(duì)嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)由最初的剪切型變形向剪彎形變形過(guò)渡，柱內(nèi)的彎矩較梁端的彎矩比例增大；同時(shí)結(jié)構(gòu)的周期加長(zhǎng)， 影響 到結(jié)構(gòu)各振型的參與系數(shù)的大?。坏卣鹆ο禂?shù)發(fā)生變化，導(dǎo)致部分柱子彎矩增大，由于構(gòu)造原因及設(shè)計(jì)中鋼筋的人為增大，使得梁的實(shí)際屈服強(qiáng)度提高，從而使得梁出現(xiàn)塑性鉸時(shí)柱內(nèi)彎矩增大。結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塑性鉸之后，同樣有上述原因的存在，而且結(jié)構(gòu)屈服后的非 彈性過(guò)程就是地震力進(jìn)一步增大的過(guò)程，柱彎矩隨地震力的增大而增大。地震力引起的傾覆力矩改變了柱內(nèi)的實(shí)際軸力。我們規(guī)范中的軸壓比限值一般能保證柱子在大偏壓的范圍內(nèi)，軸力的減小也能導(dǎo)致柱子屈服能力的降低?？拐鹨?guī)范規(guī)定：除框架頂層和柱軸壓比小于 者及框支梁與框支柱以外，柱端彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合 分別為一級(jí)取 ，二級(jí)取 ，三級(jí)取 。 9 度及一級(jí)框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合 ， 根據(jù)實(shí)配鋼筋面積及材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定。底層柱軸力大，塑性轉(zhuǎn)的能力差，為避免柱腳出鉸后壓潰，一、二、三級(jí) 框架結(jié)構(gòu)底層，柱端截面組合彎矩設(shè)計(jì)值分別乘以增大系數(shù) ， 和。角柱的調(diào)整后的組合彎矩尚應(yīng)乘以不小于 的系數(shù)。對(duì)一級(jí)抗震等級(jí)的剪力墻肢截面組合彎矩設(shè)計(jì)值進(jìn)行調(diào)整，迫使塑性鉸出現(xiàn)在墻肢底部加強(qiáng)部位，底部加強(qiáng)部位及以上一層彎矩設(shè)計(jì)值取墻肢底部截面組合彎矩設(shè)計(jì)值，其它部位乘以 的增大系數(shù)。對(duì)部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)，一、二級(jí)框支柱的柱上端和底層柱下端，其組合彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)分別乘以增大系數(shù) 和 。 以上 “ 強(qiáng)柱弱梁 ” 的調(diào)整措施，經(jīng)過(guò)非線性動(dòng)力反應(yīng) 分析 表明，基本滿足大震不倒地要求。在 7 度區(qū)，梁的鋼筋由重力荷載控制，柱的鋼筋基本由最小配筋率控制。全面增大了柱梁相對(duì)抗彎能力。同時(shí)， 7 度區(qū)很難出現(xiàn)正彎矩塑性鉸，對(duì)抵抗大震起到有利作用。在 9 度區(qū)，采用實(shí)配鋼筋面積和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 計(jì)算柱內(nèi)彎矩，構(gòu)造上梁鋼筋的增大同樣導(dǎo)致柱內(nèi)彎矩設(shè)計(jì)值的增大，在多波輸入下，梁端塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)大， 發(fā)展 較充分，柱端塑性鉸 發(fā)展 不充分，轉(zhuǎn)動(dòng)較小。塑性變形更多集中與梁端，滿足抗震能力設(shè)計(jì)要求。對(duì) 8 度區(qū)，其大震位移反應(yīng)同 9 度差不多，但柱端塑性鉸較 9 度多，轉(zhuǎn)動(dòng)大，梁端塑性鉸出現(xiàn)充分但轉(zhuǎn)動(dòng)小，因而 “ 強(qiáng)柱弱梁 ” 效果不明顯，有關(guān)專家建議 8 度二級(jí)抗震等級(jí)時(shí)，彎矩增大系數(shù)宜取，這有待進(jìn)一步的完善。 強(qiáng)剪弱彎 “ 強(qiáng)剪弱彎 ” 是為了保證塑性鉸截面在達(dá)到預(yù)期非彈性變形之前不發(fā)生剪切破壞。就常見(jiàn)的結(jié) 構(gòu)而言，主要表現(xiàn)在梁端、柱端、剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)、剪力墻洞口連梁端部、梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)。與非抗震相比，增強(qiáng)措施主要表現(xiàn)在提高作用剪力；調(diào)整抗剪承載力兩個(gè)方面。 （ 1） 作用剪力 一、二、三級(jí)框架梁和抗震墻中跨高比大于 的連梁，剪力設(shè)計(jì)值 其中， 一級(jí)取 ，二級(jí)取 ，三級(jí)取 ，一級(jí)框架結(jié)構(gòu)及 9 度尚應(yīng)符合 。一、二、三級(jí)框架柱和框支柱，剪力設(shè)計(jì)值 其中， 一級(jí)取 ，二級(jí)取 ，三級(jí)取 ，一級(jí)框架結(jié)構(gòu)及 9 度尚應(yīng)符合 。一、二、三級(jí)抗震墻底部加強(qiáng)部位，剪力設(shè)計(jì)值 其中， 一級(jí)取 ，二級(jí)取 ，三級(jí)取 ， 9 度尚應(yīng)符合 。梁柱節(jié)點(diǎn)，一、二級(jí)抗震等級(jí)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗震受剪承載力驗(yàn)算，三四級(jí)應(yīng)符合抗震構(gòu)造措施，對(duì) 9 度設(shè)防及一級(jí)抗震等級(jí)的框架結(jié)構(gòu)，考慮到梁端已出現(xiàn)塑性鉸，節(jié)點(diǎn)的剪力完全由梁端實(shí)際屈服彎矩決定，按梁端實(shí)配鋼筋面積和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 計(jì)算 ，同時(shí)乘以 的增大系數(shù)。其它一級(jí)按 梁端彎矩設(shè)計(jì)值 計(jì)算 ，剪力增大系數(shù)為 ，二級(jí)為。 （ 2） 抗剪公式 國(guó)內(nèi)外低周反復(fù)荷載作用下鋼筋混凝土連續(xù)梁及懸臂梁受剪承載力實(shí)驗(yàn)表明，混凝土剪壓區(qū)剪切強(qiáng)度的降低、斜裂縫間骨料咬合力及縱筋暗銷力的降低是梁受剪承載力降低的主要原因。規(guī)范對(duì)混凝土的受剪承載力降為非抗震的 60％，鋼筋項(xiàng)沒(méi)有降低。同樣，對(duì)偏壓柱受剪承載力實(shí)驗(yàn)表明，反復(fù)加載使柱受剪承載力降低 10％ ~30%，主要由混凝土項(xiàng)引起，采取與梁相同的作法。對(duì)剪力墻 的實(shí)驗(yàn)表明，其反復(fù)加載比單調(diào)加載受剪承載力降低 15％ ~20%，采用非抗震受剪承載力乘以 的折減系數(shù)。梁柱節(jié)點(diǎn)的抗震受剪承載力由混凝土斜壓桿和水平箍筋兩部分受剪承載力組成，有關(guān)專家給出了相關(guān)公式。 為了防止梁、柱、連梁、剪力墻、節(jié)點(diǎn)發(fā)生斜壓破壞，我們對(duì)受剪截面規(guī)定了受剪承載力上限，即規(guī)定了配箍率的上限值。 通過(guò)非彈性動(dòng)力反應(yīng) 分析 表明，以上措施基本滿足強(qiáng)剪弱彎的要求。由于二級(jí)抗震等級(jí)梁柱在大震下塑性轉(zhuǎn)動(dòng)仍很大，有關(guān)專家建 議剪力增大系數(shù)不宜比一級(jí)相差過(guò)大，對(duì)梁取 較好，對(duì)柱宜取 ~。其取值的合理性有待于進(jìn)一步完善。 需要說(shuō)明的是，梁柱節(jié)點(diǎn)受力非常復(fù)雜，要保證梁柱鋼筋在節(jié)點(diǎn)中的可靠錨固，同時(shí)在梁柱端發(fā)生抗彎破壞前，節(jié)點(diǎn)不發(fā)生剪切破壞，其實(shí)質(zhì)應(yīng)屬于 “ 強(qiáng)剪弱彎 ” 的范疇。而且，節(jié)點(diǎn)僅對(duì)一、二級(jí)抗震等級(jí)的剪力進(jìn)行調(diào)整，其增大系數(shù)比柱的要小，構(gòu)造措施也比柱端弱些。因而， “ 更強(qiáng)節(jié)點(diǎn) ” 的說(shuō)法，不值得提倡。 （ 3） 構(gòu)造措施 構(gòu)造措施是梁、柱、剪力墻塑性鉸區(qū)要達(dá)到實(shí)際需要的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力和耗能能力的保證。它與 “ 強(qiáng)剪弱彎 ” 、 “ 強(qiáng)柱弱梁 ” 相互關(guān)聯(lián)，一起保證結(jié)構(gòu)的延性。 “ 強(qiáng)剪弱彎 ” 是保證塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)能力和耗能能力的前提； “ 強(qiáng)柱弱梁 ” 的嚴(yán)格程度，影響 相應(yīng)的構(gòu)造措施，若實(shí)行嚴(yán)格的 “ 強(qiáng)柱弱梁 ” ，保證柱子除底部外不出現(xiàn)塑性鉸，相應(yīng)的軸壓比等構(gòu)造措施就要松些。我國(guó)采取相對(duì)的 “ 強(qiáng)柱弱梁 ” ，延緩柱子出鉸的時(shí)間，所以需要采取較嚴(yán)的構(gòu)造措施。 ① 梁的構(gòu)造措施 梁塑性鉸截面的延性與很多因素有關(guān)，截面延性隨受拉鋼筋配筋率及屈服強(qiáng)度的提高而降低；隨受壓鋼筋配筋率和混凝土強(qiáng)度提高 而提高，隨截面寬度增大而增大；塑性鉸區(qū)的箍筋可以防止縱筋的壓屈、提高混凝土極限壓應(yīng)變、阻止斜裂縫的開(kāi)展、抵抗剪力，充分發(fā)揮塑性鉸的變形和耗能能力；梁高跨比越小，剪切變形比例越大，易發(fā)生斜裂縫破壞，使延性降低。梁縱筋配箍率過(guò)低，梁開(kāi)裂后鋼筋可能屈服甚至拉斷。因而，規(guī)范對(duì)于梁縱筋最大配筋率和最小配筋率、箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度、最大間距、最小直徑、最大肢距、體積配箍率都有嚴(yán)格規(guī)定。為了抵抗梁端可能的正彎矩，保證截面延性，對(duì)梁端拉壓鋼筋面積比作出了限制。同時(shí)，還對(duì)梁的最小寬度、跨高比、高寬比做了規(guī)定。 ② 柱的構(gòu)造措施 我 們柱為壓彎型受力構(gòu)件，軸壓比對(duì)延性及耗能性 影響 較大。軸壓比小時(shí)，柱子發(fā)生大偏壓破壞，構(gòu)件變形大，延性好，但耗能性降低；隨軸壓比的增大，耗能性增大，但是延性急劇下降，而且箍筋對(duì)延性的幫助減小。對(duì)于采用低地震力設(shè)計(jì)的柱子，主要保證其延性，而耗能性放到第二位。規(guī)范對(duì)軸壓比作出了限制，一般能保證在大偏壓的范圍內(nèi)。箍筋同樣也對(duì)延性起到很大的作用，約束縱筋、提高混凝土壓應(yīng)變、阻止斜裂縫 發(fā)展 。柱一般為對(duì)稱配筋，其縱筋配筋率越大，柱子屈服時(shí)變形越大，延性越好。因而對(duì)柱子的縱筋最小配筋率、箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度、最大間距、最小直徑、最大肢距、體積配箍率做出了嚴(yán)格規(guī)定。同時(shí)對(duì)柱子的高寬比、剪跨比、截面最小高度、寬度做出了規(guī)定，以提高抗震性能。 ③ 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造措施 節(jié)點(diǎn)作為梁柱鋼筋的錨固區(qū)，對(duì)結(jié)構(gòu)性能 影響 很大。為保證在地震和豎向荷載作用下，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)剪壓比偏低時(shí)為節(jié)點(diǎn)核心區(qū)提供必要的約束，保 持節(jié)點(diǎn)在不利情況下的基本抗剪能力，使梁柱縱筋可靠錨固，對(duì)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的箍筋最大間距、最小直徑、體積配箍率做出了規(guī)定。梁柱縱筋在節(jié)點(diǎn)的可靠錨固是節(jié)點(diǎn)構(gòu)造措施的主要 內(nèi)容 。規(guī)范對(duì)梁筋過(guò)中節(jié)點(diǎn)的直徑；對(duì)梁柱縱筋錨固長(zhǎng)度；錨固方式都 有詳細(xì)的規(guī)定。 綜上所述；框架結(jié)構(gòu)主要就是通過(guò) 計(jì)算 和構(gòu)造措施來(lái)實(shí)現(xiàn) “ 追求梁鉸機(jī)構(gòu)的能力設(shè)計(jì)方案 ” 從而，進(jìn)而實(shí)現(xiàn) “ 小震不壞，中震 可修，大震不倒 ” 的三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)的。