6-钢筋混凝土框排架结构.ppt
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1、构筑物抗震设计规范 GB 50191- 2012介绍 钢筋混凝土框排架 李永录 中冶建筑研究总院有限公司 国家工业建构筑物质量安全监督检验中心 钢筋混凝土框排架结构 钢筋混凝土框排架结构 4 排架结构组成 1)屋面板 2)天沟板 3)天窗架 4)屋架 5)托架 6)吊车梁 7)排架柱 8)抗风柱 9)基础 10)连系梁 11)基础梁 12)天窗架垂直支撑 13)屋架下弦横向支撑 14)屋架垂直支撑 15)柱间支撑 一般规定 本章适用于钢筋混凝土框架、框架-抗震墙与排架侧向组 成的框排架结构抗震设计,其适用的最大高度应符合下表 的规定。 结构类型6度7度8度9度 0.2g0.3g 框架 55(5
2、0 ) 50(45 ) 40(35 ) 35(30) 24(19 ) 框架-抗 震墙 120( 110) 110( 100) 90(80 ) 70(60) 45(40 ) 注:1括号内的数值用于设有筒仓的框架和框架-抗震墙; 2房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋面部分) ; 3超过表中所列高度时,应进行专门研究和论证,并采取加强措施。 一般规定 框排架结构的平面和竖向布置、结构选型、选材,应符合 下列规定: 1在结构单元平面内,抗侧力构件宜对称均匀布置,并 应沿结构全高设置。在结构单元内,各柱列的侧移刚度宜 均匀。竖向抗侧力构件的截面尺寸宜自下而上逐渐减小, 并应避免抗
3、侧力构件的侧移刚度和承载力突变。 2质量大的设备等,不宜布置在结构单元边缘的平台上 ,宜设置在距结构刚度中心较近的部位;当不可避免时, 宜将平台与主体结构分开,也可在满足工艺要求的条件下 采用低位布置。 3不宜采用悬挑结构。 4围护墙宜选用轻质材料、轻型墙板、钢筋混凝土墙板 等;当结构单元的一端敞开另一端有山墙时,其山墙与主 体结构之间应采用柔性连接。 一般规定 框排架结构的防震缝,应符合下列规定: 1当符合下列情况之一时,应设置防震缝: 1)房屋贴建于框排架结构; 2)结构的平面和竖向布置不规则; 3)质量和刚度沿纵向分布有突变。 2防震缝的两侧应各自设置承重结构。 3除胶带运输机和链带设备
4、外,设备不应跨防震缝 布置。 一般规定 4防震缝的最小宽度,应符合下列规定: 1)高度不大于15m的贴建房屋与框排架结构间,6 度、7度时,不应小于100mm;8度、9度时,不应小于 110mm; 2)框排架结构(包括设置少量抗震墙的框排架结构) 单元间,结构高度不超过15m时,不应小于100mm;结构高 度超过15m时,对6度9度,分别每增高5m、4m、3m、2m ,宜加宽20mm; 3)框架-抗震墙的框排架结构的防震缝 宽度不应小于本条第2款规定数值的70%, 且不宜小于100mm。 5 8度、9度的框架结构防震缝两侧结构层高相差较 大时,防震缝两侧框架柱的箍筋应沿房屋全高加密。 一般规定
5、 框架及框架-抗震墙结构中,楼板、屋盖采用预制板时 ,应采取保证楼板、屋盖的整体性及其与框架梁(或 抗震墙)的可靠连接的措施。 排架跨屋架或屋面梁支承在框架柱上时,宜符合下列 规定: 1排架跨的屋架下弦或屋面梁底面,宜布置在与框架跨相应 楼层的同一标高处。 2排架跨的屋架或屋面梁支承在框架柱顶伸出的单柱上时( 下图),宜在柱顶(A处)设置一道纵向钢筋混凝土连梁; 当AC段柱较高时,宜在中间增设一道纵向连梁。 一般规定 屋盖天窗的配置与选材,应符合下列规定: 1天窗宜采用突出屋面较小的避风型天窗、下沉式 天窗或采光屋面板等形式。 2突出屋面的天窗宜采用钢天窗架;6度8度时, 可采用矩形截面杆件的
6、钢筋混凝土天窗架。 3宜在满足建筑功能的条件下,降低天窗架的高 度。 4天窗屋盖、端壁板和侧板,宜采用轻型板材;不 应采用端壁板代替端天窗架。 5结构单元两端的第一开间不应设置天窗;8度和9 度时,宜从第三开间开始设置天窗。 一般规定 屋盖的屋架或屋面梁的选用,应符合下列规定: 1屋盖宜选用钢屋架或重心较低的预应力混凝土、 钢筋混凝土屋架。 2跨度不大于15m时,可采用钢筋混凝土屋面梁。 3跨度大于24m,或8度III、类场地和9度时,宜 选用钢屋架。 4有突出屋面天窗架的屋盖不宜采用预应力混凝土 或钢筋混凝土屋架。 58度(0.30g)和9度时,跨度大于24m的屋盖不宜 采用大型屋面板。 一
7、般规定 框排架结构的排架柱选型,应符合下列规定: 1应根据截面高度不同采用矩形、工字形截面柱或 斜腹杆双肢柱,不应采用薄壁工字形柱、腹板开孔工 字形柱或预制腹板的工字形柱。 2采用工字形截面柱时,柱底至室内地坪以上 500mm高度范围内、阶形柱的上柱和牛腿处的各柱段 ,均应采用矩形截面。 3山墙抗风柱可采用矩形、工字形截面钢筋混凝土 柱,亦可采用形钢柱。当排架跨较高时,宜设置山 墙抗风梁。 一般规定 上下吊车的钢梯布置,应符合下列规定: 1在结构单元内一端有山墙另一端无山墙时,应在 靠近山墙的端部设置钢梯。 2在结构单元内两端均有山墙或均无山墙时,应在 单元中部设置钢梯。 3多跨时,可按本条第
8、1、2款的规定分散布置钢 梯。 框排架结构中的框架、抗震墙均应双向设置,且柱中 线与抗震墙中线、梁中线与柱中线之间的偏心距不宜 大于柱宽的1/4;大于柱宽的1/4时,应计入偏心的影 响。 框排架结构中框架部分,高度大于24m时,不宜 采用单跨框架结构。 一般规定 框架-抗震墙中,抗震墙之间无大洞口的楼板、屋盖的 长宽比,不宜超过下表的规定;超过时,应计入楼 板、屋盖平面变形的影响。 楼板、屋盖类型6度7度8度9度 现浇楼板、屋盖4432 装配整体式楼板、 屋盖 332不宜采用 一般规定 框架-抗震墙中抗震墙的设置,宜符合下列规定: 1抗震墙宜贯通房屋全高。 2结构较长时,侧移刚度较大的纵向抗震
9、墙不宜设 置在结构的端开间。 3抗震墙洞口宜上下对齐,且洞边距端柱不宜小于 300mm。 4楼梯间宜设置抗震墙,但不宜造成较大的扭转效 应。 5在抗震墙的两端(不包括洞口两侧),宜设置端 柱或与另一方向的抗震墙相连。 一般规定 采用框架-抗震墙时,抗震墙底部加强部位的范围,应 符合下列要求: 1底部加强部位的高度,应从地下室顶板算起。 2房屋高度大于24m时,底部加强部位的高度可取 底部两层和墙体总高度的1/10的较大值;房屋高度不 大于24m时,底部加强部位可取底部一层。 3当结构计算嵌固端位于地下一层底板或以下时, 底部加强部位尚应向下延伸到计算嵌固端。 一般规定 框排架结构柱的独立基础有
10、下列情况之一时,宜沿两 个主轴方向(排架柱仅在纵向)设置基础系梁: 1一级框架和类场地的二级框架。 2各柱基承受的重力荷载代表值作用下的压应力差 别较大。 3基础埋置较深或各基础埋置深度差别较大。 4地基主要受力层范围内存在软弱粘性土层、液化 土层或严重不均匀土层。 5桩基承台之间。 一般规定 框架-抗震墙中的抗震墙基础,应有良好的整体性和抗 转动的能力。 楼梯间应符合下列规定: 1宜采用现浇钢筋混凝土楼梯。 2对于框排架结构,楼梯间的布置不应导致结构平 面特别不规则;楼梯构件与主体结构整浇时,应计入 楼梯构件对地震作用及其效应的影响,应进行楼梯构 件的抗震承载力验算;宜采取减少楼梯构件对主体
11、结 构刚度影响的构造措施。 3楼梯间两侧填充墙与柱之间应加强拉结。 计算 以下只将规范中精简出来讲解,具体的公 式及计算请详见构筑物抗震设计规范 第六章第二节。 计算 6度时,不规则、建造于类场地上较高的以及7度9 度时的框排架结构,应按构筑物抗震设计规范第 5章多遇地震的规定进行水平、竖向地震作用和地震 作用效应计算。 框排架结构应按空间结构模型计算地震作用,且应符 合下列要求: 1复杂框排架结构进行多遇地震作用下的内力和变 形分析时,应采用不少于两个不同的力学模型,并应 对其计算结果进行分析比较。 2框排架结构不规则时,应符合构筑物抗震设计 规范第3.4.6、3.4.7条的规定。 计算 3
12、抗震验算时,结构任一楼层的水平地震剪力应符 合构筑物抗震设计规范第5.2.5条的规定。 4设有天窗且不计入框排架结构计算模型时,地震 作用计算时可将天窗的质量集中在天窗架下部屋架或 屋面梁处。 5设有筒仓的框排架结构,筒仓设有横向和纵向竖 壁时,贮料荷载应分配给纵向和横向竖壁上;当仅设 有纵向竖壁(横向为梁)时,贮料荷载应仅分配给纵 向竖壁上。 6采用振型分解反应谱法计算时,其振型数不宜少 于12个。 7计算的结构自振周期应乘以0.80.9的周期调整系 数。 计算 一、二、三、四级框架的底层,柱下端(设有筒仓的 框架尚应包括支承筒仓竖壁的框架柱的上端)截面组 合的弯矩设计值,应分别乘以增大系数
13、1.7、1.5、1.3 和1.2。底层柱的纵向钢筋应按上下端的不利情况配 置。 抗震墙各墙肢截面组合的内力设计值,应按下列要求 采用: 1一级抗震墙的底部加强部位以上部位,墙肢的组 合弯矩设计值应乘以增大系数,其值可采用1.2,剪力 应相应调整。 2双肢抗震墙中,墙肢不宜出现小偏心受拉;当任 一墙肢为偏心受拉时,另一墙肢的剪力设计值、弯矩 设计值均应乘以增大系数1.25。 计算 框排架结构抗震计算时,尚应符合下列规定: 1侧移刚度沿竖向分布基本均匀的框架-抗震墙结构 ,任一层框架部分承担的剪力值,不应小于框排架结 构底部总地震剪力的20%和框架部分各楼层地震剪力 最大值1.5倍中的较小值。 2
14、抗震墙地震内力计算时,连梁的刚度可折减,折 减系数不宜小于0.5。 3设置少量抗震墙的框架结构,其框架部分的地震 剪力值,宜采用框架结构模型和框架-抗震墙结构模型 中计算结果的较大值。 4框架-抗震墙结构计算内力和变形时,其抗震墙应 计入端部翼墙的共同工作。 计算 框架节点核芯区的抗震验算,应符合下列规定: 1一、二、三级框架的节点核芯区应进行抗震验算 ;四级框架节点核芯区可不进行抗震验算,但应符合 抗震构造措施的要求。 2核芯区截面抗震验算方法应符合构筑物抗震设 计规范附录D的规定。 7度(0.15g)、类场地和8度、9度时,应计算横 向水平地震作用对排架跨的屋架下弦产生的拉、压效 应,在托
15、架上的屋架可不计算该效应。 7度(0.15g)、类场地和8度、9度时,排架跨屋 架或屋面梁与柱顶(或牛腿)的连接,应进行抗震验 算。 计算 8度和9度时,钢结构仓斗与其钢筋混凝土竖壁之间的 连接焊缝计算,应计入竖向地震作用;竖向地震作用 可分别采用仓斗及其贮料重力荷载代表值的10%和 20%,设计基本地震加速度为0.3g时,可取重力荷载 代表值的15%。 7度(0.15g)、类场地和8度、9度时,排架跨设 置屋架横向水平支撑的跨间,宜计入由于纵向水平地 震作用产生的两柱列位移差对屋架弦杆和支撑腹杆的 不利影响。 计算 框排架结构中突出屋面的天窗架及其两侧垂直支撑的抗震 计算,应符合下列规定:
16、1应将天窗架及其两侧垂直支撑作为框排架结构的组成 部分,纳入结构的计算模型,进行框排架结构的横向(对 天窗架)和纵向(对垂直支撑)地震作用计算。 2天窗架横向和纵向的简化抗震计算时,应符合下列规 定: 1)天窗架横向抗震计算,采用有斜腹杆的钢筋混凝土天 窗架和钢天窗架,可采用底部剪力法进行抗震计算;9度或天窗 架跨度大于9m时,天窗架的地震作用效应应乘以增大系数,增 大系数可采用1.5; 2)天窗架纵向抗震计算,可采用双质点体系即屋盖和天 窗架分别设置质点的底部剪力法,其地震作用效应应乘以增大 系数2.5; 3)采用底部剪力法计算时,地震作用效应的增大部分可 不往下传递。 计算 计算 结构类型
17、 无筒仓钢筋混凝土框架1/550 有筒仓钢筋混凝土框架1/650 钢筋混凝土框架-抗震墙1/800 计算 框排架结构在罕遇地震作用下薄弱层的弹塑性变形验 算,应符合下列规定: 1符合下列条件时,应进行弹塑性变形验算: 1)8度、类场地和9度; 2)7度IIV类场地和8度、II类场地的楼层屈 服强度系数小于0.5。 2薄弱层(部位)弹塑性变形计算,可采用静力弹 塑性分析方法和弹塑性时程分析方法进行计算。 构造措施 规范中,将框排架结构细分为框架部分、 框架-抗震墙部分、排架部分,三个部分分 别解释构造措施 框架部分 梁的截面尺寸,宜符合下列规定: 1截面宽度不宜小于200mm。 2截面高宽比不宜
18、大于4。 3净跨与截面高度之比不宜小于4。 4框架梁附属于筒仓的竖壁时,可不受本条第13 款的限制。 梁的钢筋配置,应符合下列规定: 1梁端计入受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有 效高度之比,一级不应大于0.25,二、三级不应大于 0.35。 2梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值, 除应按计算确定外,一级不应小于0.5,二、三级不应 小于0.3。 框架部分 3梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直 径应按下表采用,当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2% 时,箍筋最小直径应增大2mm。 抗震等级 加密区长度 (采用较大值) (mm) 箍筋最大间距 (采用最小值) (mm) 箍筋最小直径 (m
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