1
多层及高层钢筋混凝土
房屋构件设计
土木工程系
2
框架梁、柱的震害
梁柱变形能力不足，构件过早发生
破坏。一般是梁轻柱重，柱顶重于柱底，
尤其是角柱和边柱更易发生破坏。
1、柱顶
柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或
交叉裂缝。重者混凝土压碎崩落，柱
内箍筋拉断，纵筋压曲成灯笼状。
主要原因：节点处弯矩、剪力、
轴力都较大，受力复杂，箍筋配置不
足，锚固不好等。
破坏不易修复。
3
2、柱底
与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。
4
3、短柱
当柱高小于 4倍柱截面高度（ H/b<4)时形成短柱。
短柱刚度大，易产生剪切破坏。
5
4、角柱
由于双向受弯、受剪,加
上扭转作用，震害比内柱重。
5、梁柱节点
节点核心区产生对角方向
的斜裂缝或交叉斜裂缝，混凝
土剪碎剥落。节点内箍筋很少
或无箍筋时，柱纵向钢筋压曲
外鼓。
节点破坏的主要原因是节点的受剪承载力不足，约束箍筋太少，梁
筋锚固长度不够以及施工质量差所引起。
6、框架梁
震害多发生于梁端。在地震作用下梁端纵向钢筋屈服，出现上下贯
通的垂直裂缝和交叉裂缝。破坏的主要原因是梁端屈服后产生的剪力较
大，超过了梁的受剪承载力，梁内箍筋配置较稀，以及反复荷载作用下
混凝土抗剪强度降低等。
节点破坏将导致梁柱失去相互之间的联系。
6
填充墙的震害
砌体填充墙刚度大而承载
力低，首先承受地震作用而遭
破坏。一般 7度即出现裂缝,8
度和 8度以上地震作用下，裂缝
明显增加，甚至部分倒塌，一
般是上轻下重，空心砌体墙重
于实心砌体墙，砌快墙重于砖
墙。
框架 -剪力墙结构上部较严
重，框架结构下部震害严重。
7
填充墙破坏的主要原因是：墙体受剪承载力低，
变形能力小，墙体与框架缺乏有效的拉结，在往复变
形时墙体易发生剪切破坏和散落。
8
抗震墙的震害
在强震作用下，抗震墙的震害主要表现在墙肢之间连梁的剪切破
坏。主要是由于连梁跨度小，高度大形成深梁，在反复荷载作用下形
成 X型剪切裂缝，为剪切型脆性破坏，尤其是在房屋 1/3高度处的连梁
破坏更为明显。
9
防震缝的震害
防震缝宽度过小，地震时结构相互碰撞造成震害。
总结以上震害调查结果，除注意场地和地基因素外，
从结构上主要应注意：
1）结构的刚度在平面上和沿竖向的分布要规则、均匀；
2）结构构件要有足够的承载力和延性；
3）重视构造，加强对混凝土的约束，防止剪切、锚固
等脆性破坏；
4）保证施工质量。
10
1）框架塑性效应较多地发生在梁端，底层柱的塑性效应
较晚形成；
4、框架结构抗震设计的正确指导思想
2）梁柱在弯曲破坏前，避免发生其它形式破坏，如剪切
破坏、粘结破坏等；
3）在梁、柱破坏之前，节点应有足够的强度即变形能力；
4）重视非结构构件设计。
强柱弱梁，强剪弱弯，强节点、强锚固
11
两种破坏形式
二,,强柱弱梁, 框架的抗震设计
弱柱型 弱梁型
为了使塑性铰首先在梁中出现，同一节点柱的抗弯能
力要大于梁的抗弯能力。
12
§ 5.4.2 框架结构构件的抗震设计
§ 5.4.2.1 框架梁截面设计
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
§ 5.4.2.3 框架节点设计
13
1.截面尺寸 bb× hb
（ 1） bb≥200 mm，且 ≥ 1/2bc（加强节点区）
（ 2） hb/bb≤4( 或 hb/bb≥0.25) （薄腹梁容易发生剪切破坏）
（ 3） ln/hb≥4 （深梁容易产生剪切破坏）
（ 4） （刚度要求）
（ 5） （便于纵向、横向梁底纵筋通过）
（ 6）采用宽扁梁时,bb≤2 bc,bb≤ hc+hb,hb≥16 d
lhb )141~81(?
mmhh bb 50?? 纵横
§ 5.4.2.1 框架梁截面设计
14
2.材料
（ 1）砼强度等级 ≥ C30（一级抗震）
≥ C20（ 二, 三级抗震 ）
（ 2） 纵向受力钢筋,HRB335（ II） 级
HRB400（ III） 级
箍筋,HPB235（ I） 级
HRB335（ II） 级
§ 5.4.2.1 框架梁截面设计
15
（ 1）矩形截面或翼缘位于受拉边的 T形截面梁，其正截面受弯承载力应按下列公式验算：
)]()2([1 1 sosyoc
RE
b ahAf
xhbxfM ??????? ?
?
bfAfAfx csysy 1/)( ?????受压区高度：
性内插法确定。介于两者之间时，按线
时：当混凝土强度等级
时：当混凝土强度等级
94.080
0.150
1
1
??
??
?
?
C
C
§ 5.4.2.1 框架梁截面设计
16
混凝土受压区高度应符合下列要求：
一级 x≤ 0.25 h0
二、三级 x≤ 0.35 h0
同时 x ≥ 2 a’
§ 5.4.2.1 框架梁截面设计
17
（ 2）翼缘位于受压区的 T形截面梁，当符合下列条件时，按宽度为
当不符合上式条件时，按下式计算：
)]()2)(()2([1 11 sosyffofcoc
RE
b ahAfh
hhbbfxhbxfM ????????????? ??
?
syffcsy AfhbfAf ?????? 1?
sysyffc AfAfhbbbxf ???????? ])([1?受压区高度：
§ 5.4.2.1 框架梁截面设计
18
4.梁斜截面受剪承载力
（ 1）强剪弱弯
为了实现, 强剪弱弯,,规范规定：对于抗震等级为一、二、三级的框架梁端剪力设计值应按下式调整：
)32.5(/)( GbnrblbVb VlMMV ??? ?
)33.5(/)(1.1
9
Gbn
r
bua
l
bua VlMMV ???
符合：度和一级框架结构尚应对于
1.12.13.1,三级为，二级为级为：梁剪力增大系数，一Vb?
19
（ 2）剪压比限值
为了保证梁截面尺寸不至于太小，规范规定：对于跨高比大于 2.5的框架梁，其剪力设计值应符合下式：
对于跨高比不大于 2.5的框架梁，其剪力设计值应符合下式,)34.5()20.0(1 0bhfV ccRE ???
)35.5()15.0(1 0bhfV cc
RE
???；其间按线性插值。时，强度等级；时，，强度等级：混凝土强度影响系数
8.080
0.150
??
??
c
cc
C
C
?
??
梁斜截面受剪承载力
20
（ 3）梁斜截面受剪承载力
对于一般框架梁，斜截面受剪承载力按下式计算：
对于集中荷载作用下的框架梁，按下式计算：
)36.5()2.142.0(1 00 hSAfbhfV syyvt
RE
?? ?
)36.5()105.1(1 00 bhSAfbhfV syyvt
RE
??? ??
。时，取；时，取梁的剪跨比。：
。：取为
5.15.133
85.0
???? ?????
? RE
梁斜截面受剪承载力
21
（ 4）提高梁延性的构造措施
① 梁端截面的受压筋与受拉筋面积比：
有一定的受压钢筋可以减小受压区高度；
地震下，梁端会出现弯矩反号。
② 梁顶面和底面的通长钢筋（考虑地震弯矩的不确定性）
一、二级不应少于 2φ14,且不应少于梁端顶面和底面纵向钢筋中较大截面面积的
??
??
（二、三级）
一级）
3.0
(5.0'
s
s
A
A
梁斜截面受剪承载力
22
③ 梁中贯通中柱节点的纵筋直径 d
一级框架,d≤ hc /25
二级框架,d≤ hc /20
④ 梁端纵筋配筋率 ≤ 2.5％，且相对受压区高度一级不应大于 0.25，二、三级不应大于
防止钢筋产生滑移
梁斜截面受剪承载力
23
⑤ 梁端箍筋加密
ⅰ,作用
（ a）保证梁端塑性铰区的抗剪强度。
（ b）约束砼以便提高梁端塑性铰区变形能力。
ⅱ,梁端箍筋加密要求
（ a）加密区的长度、箍筋直径、箍筋间距（见表 5-9）。
（ b）加密区的 箍筋肢距 ≤ 200mm和 20d箍 中大者（一级）
≤ 250mm和 20d箍 中大者（二、三级）
≤ 300mm（四级）
梁斜截面受剪承载力
24
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
1,柱的设计原则
（ 1）强柱弱梁，使柱尽量不出现塑性铰。
（ 2）在弯曲破坏之前不发生剪切破坏。
（ 3）控制柱的轴压比不要太大，防止小偏心受压破坏。
（ 4）加强约束，配置必要的约束箍筋。
2,柱截面尺寸 bc× hc
（ 1）矩形柱 bc或 hc≥300mm,长边 /短边 ≤ 3，一般取正方形。
（ 2）圆形或多边形截面的内接圆直径 ≥ 350mm。
25
（ 3）剪跨比宜大于 2.0。
（ 4）柱净高 Hn /hc > 4（避免短柱）。
（ 5）偏心距。柱中线于梁中线之间的偏心距不宜大于柱截面宽度的 1/4。（偏心距过大将导致节点区受剪面积不足）
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
26
3,柱的内力设计值调整（强柱弱梁）
（ 1）强柱弱梁，使框架实现梁铰侧移机构。要求除顶层和轴压比小于 0.15
9度和一级框架尚应符合,)37.5(? ?? bcc MM ?
)38.5(2.1? ?? buac MM
。，三级为，二级为一级为：柱端弯矩增大系数。 1.12.14.1c?
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
27
（ 2）强剪弱弯。框架柱和框支柱端部组合剪力设计值应按下式调整：
9度和一级框架结构尚应符合,)39.5(/)( n
bctcVc HMMV ?? ?
)40.5(/)(2.1 nbc u atc u a HMMV ??
。，三级为，二级为一级为：柱端剪力增大系数。 1.12.14.1Vc?
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
28
（ 3）一、二、三级框架结构的底层，柱下端截面组合弯矩设计值，应分别乘以增大系数
（ 4）一、二级框架结构的角柱，按调整后的弯矩、剪力设计值，尚应乘以增大系数
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
4,柱的正截面受弯承载力计算
（ 1）矩形截面受弯承载力按下式计算
29
受压区高度 x由下式确定：
)(1 1 sssyc
RE
AAfbxfN ??? ?????
：筋的应力，按下面计算受拉边或受压较小边钢：
不考虑。偏心距增大系数，一般：
。时取，轴压比小于：一般取
s
RE
?
?
? 75.015.08.0
ysb fhx ??? ??? 时（大偏心受压）：当 0
)8.0(8.0
0
0 ????? h
xfhx
b
y
sb ???? 时（小偏心受压）：当
s
y
b
E
f
0033.0
1
1
?
? ??对于有屈服点的钢筋：
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
30
（ 2）柱的实际正截面受弯承载力按下式计算
)1(5.0)(
1
0 bhf
NhNahAfM
ck
GGsasykc u a
??????
由线性内插法确定。之间时，混凝土强度在；时，；混凝土强度时，混凝土强度
。，：受压区高度计算系数
1
11
11
8050
74.0808.050
?
??
??
CC
CC
xx n
?
????
?
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
31
5,柱的斜截面受剪承载力计算
（ 1）剪压比限值
对于一般柱，应符合
对于短柱，应符合：
)43.5()20.0(1 0bhfV c
RE?
?
)44.5()15.0(1 0bhfV c
RE?
?
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
32
（ 2）柱斜截面受剪承载力
)45.5(056.0)105.1(1 00 NhSAfbhfV syyvt
RE
c ???? ??
。时，取当
柱轴力设计值。：考虑地震作用组合的
bhfNbhfN
N
cc 3.03.0 ??
。：取为 85.0RE?
。时，取；当时，取当
。：柱的计算剪跨比，
3311
)( 0
????
?
????
?? hVM cc
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
33
6,控制柱的轴压比
（ 1）轴压比的定义
柱的组合轴压力设计值 N与柱的全截面面积 bchc和混凝土抗压强度设计值
ccc
N hbf
N??
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
34
（ 2）控制柱的轴压比的意义
? 柱的轴压比是影响柱子延性和破坏形态的主要因素之一。试验表明，柱的位移延性随轴压比增大而急剧下降。
? 轴压比不同，柱将呈现两种破坏形态：受拉钢筋首先屈服的大偏心受压破坏和受压区混凝土先压碎而受拉钢筋未屈服的小偏心受压破坏。
? 轴压比小于一定数值，为大偏心受压破坏，是延性破坏；反之则为小偏心受压破坏，是脆性破坏。
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
35
（ 3）轴压比的限值
规范中给出的轴压比的限值，是依据理论分析和试验研究确定的。轴压比的限值见表
结构类型
抗震等级
一级 二级 三级
框架结构 0.7 0.8 0.9
框架 -抗震墙、板柱 -抗震墙及筒体 0.75 0.85 0.95
部分框支抗震墙 0.6 0.7 -
表 5-10 柱轴压比的限值
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
36
7,柱纵向钢筋配置
（ 1）框架柱截面宜采用对称配筋。截面尺寸大于 400mm的柱，纵向钢筋间距不宜大于
（ 2）最大配筋率限制：总配筋率不应大于 5%；一级且剪跨比不大于 2的柱，每侧纵向钢筋配筋率不宜大于
（ 3）最小配筋率限制：柱截面最小总配筋率应符合表 5-11要求。
类别
抗震等级
一级 二级 三级 四级
中柱和边柱 1.0 0.8 0.7 0.6
角柱、框支柱 1.2 1.0 0.9 0.8
）筋率（柱纵向钢筋的最小总配 %
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
37
8,柱的箍筋配置
（ 1）柱端箍筋加密的作用
① 增加柱端截面抗剪强度。
② 约束混凝土，提高混凝土的抗压强度及变形能力。
③ 为纵向钢筋提供侧向支撑，防止纵筋压曲。
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
38
（ 2）柱箍筋加密区的范围
① 柱子两端取截面高度（圆柱直径）、柱净高的 1/6和 500mm三者的最大值。
② 底层柱，当有刚性地面时，除柱端外尚应取刚性地面上下各 500mm。
③ 剪跨比不大于 2的柱和因非结构墙的约束形成的柱净高于柱截面高度之比不大于
④ 框支柱，取全高。
⑤ 一级、二级框架柱的角柱，取全高。
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
39
（ 3）柱箍筋加密区的箍筋间距、直径和肢数
① 一般情况下，箍筋的最大间距和最小直径，应按表 5-12取用。
② 二级框架柱的箍筋直径不小于 10mm且肢距不大于 200mm时，除柱根外最大间距允许采用
③ 框支柱和剪跨比不大于 2的柱，箍筋间距不应大于 100mm。
④柱箍筋加密区的箍筋肢距，一级不宜大于 200mm，二、三级不宜大于 250mm
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
40
（ 4）柱箍筋加密区的箍筋最小配箍率和最小配箍特征值
① 约束箍筋的用量随轴压比的增大而增加，这样才能起到对混凝土的约束作用。因此，
② 为了避免配箍率过小还规定了最小配顾率：
一级为 0.8%，二级为 0.6%，三、四级为 0.4%。 )50.5(yVcVV ff?? ?
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
41
式（ 5.50）中记号的意义：
)50.5(yVcVV ff?? ?
配箍率。：柱箍筋加密区的体积V?
计算。，取，大于：箍筋或拉筋抗拉强度
计算。时，应按，低于：混凝土轴心抗压强度
22 /360/360
3535
mmNmmNf
CCf
yV
c
采用。表：最小配箍特征值，按 135 ?V?
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
42
（ 5）柱的各类箍筋参考图
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
43
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
44
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
1,框架节点抗震设计原则
（ 1）强节点弱杆件。使节点的承载力不低于与其相连的构件（梁、柱）的承载力。
（ 2）多遇地震时，节点应在弹性范围内工作。
（ 3）罕遇地震时，节点的承载力的降低不得危及竖向荷载的传递。
（ 4）梁、柱纵筋在节点区应有可靠的锚固。
（ 5）节点配筋不应使施工过分困难。
45
2,框架节点核心区剪力设计值调整
（ 1）节点核心区剪力计算公式
衡体取节点上半部分作为平
jV
上cV
2T?
1T
2C
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
46
)(0221 aCTTVV cj ??????? 上
sbo
b
ah
MCT
?????
左
22
sbo
b
ah
MT
???
右
1
)(221 bah Mah MMCTT
sbo
b
sbo
bb
?????
????? ?左右
得：由平衡条件 0?? X
jV
上cV
2T?
1T
2C
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
47
? ? 0X ccc VVV ?? 下上
? ? 0M 右左 bbbcc MMhHV ??? )(
)( chH MhH MMV
bc
b
bc
bb
c ???
?? ?右左
右bM
左bM
下cV
上cV
bc hH ?
间部分：取节点上下柱反弯点之
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
48
）得：）代入式（）和（将式（ acb
)1(
bc
sbo
sbo
b
j hH
ah
ah
MV
?
???
???
?
）值调整（强节点弱杆件）节点核心区剪力设计（ 2
)51.5()1(
bc
sbo
sbo
bjb
j hH
ah
ah
MV
?
???
???
??
符合：度和一级框架结构尚应9
)52.5()1(15.1
bc
sbo
sbo
bua
j hH
ah
ah
MV
?
???
???
?
。，二级取一级取：节点剪力增大系数。 2.135.1jb?
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
49
（ 3）剪压比限值
（ 4）节点核心区截面承载力验算（一、二级）
? 抗震等级为三、四级时，不需计算，节点箍筋按构造设置。
)53.5()3.0(1 jjcj
RE
j hbfV ???
)55.5()05.01.1(1 0
c
j
j
sb
s v jyvjjtj
RE
j b
bN
s
ahAfhbfV ??
? ?
???
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
50
上式中各记号的意义：
ch
cbb
。，其他情况采用度时采用，
时，小于主梁高度的，且正交方向梁高度不截面宽度的
不小于该侧柱合，四侧各梁截面宽度楼板现浇，梁柱中线重
数。：正交梁的约束影响系
0.125.195.1
4/32/1
?j
j
?
?
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
51
柱截面高度。度，可采用验算方向的：节点核心区的截面高 jh
算宽度。：节点核心区的截面验 jb
。时，取当梁柱轴线重合，且 cjcb bbbb ?? 5.0
较小者。
和时，取当梁柱轴线重合，且
ccj
cjcb
hbb
bbbb
5.0
5.0
??
??
的较小者。取上述值和下式计算值
可时，则不大于柱宽的偏心距当梁柱轴线不重合，且 jbe 4/1
ehbbb ccbj ???? 25.0)(5.0
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
52
（ 5）框架节点构造措施
① 框架梁柱节点核心区箍筋的最大间距和最小直径同框架柱端箍筋加密区的要求。
② 一、二、三级框架节点核心区配箍特征值分别不宜小于 0.12,0.10和
③ 柱剪跨比不大于 2的框架节点核心区配筋特征值不宜小于核心区上下柱端的较大配筋特征值。
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
53
（ 6）梁柱纵筋在节点区的锚固
① 梁柱纵筋的最小锚固长度：
②梁柱纵筋在节点区的锚固类型（见下图）
aaE
aaE
aaE
ll
ll
ll
0.1
05.1
15.1
?
?
?
四级：
三级：
一、二级：
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
54
边柱节点和中柱节点钢筋锚固：
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
55
? 顶部边柱节点钢筋锚固
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
56
框架配筋图
57
5.5 框架结构的抗震设计步骤
1.工程概况或设计资料
2.结构选型
（ 1）承重结构
纵向框架结构
横向框架结构
纵、横向框架结构
（ 2）结构平面布置（现浇、装配）
58
3.构件截面估算
3.1 板的厚度
（ 1）按施工条件控制的最小厚度
类别 施工方法 不埋线管 埋铁皮管 埋塑料管
屋盖 现浇 60mm 80mm 90mm
楼
盖
民用建筑 现浇 70 80 100
工业建筑 现浇 80 100 120
阳台、雨篷的根部 现浇 100 - -
5.5 框架结构的抗震设计步骤
59
（ 2）按工程经验选择
类别 梁距 板厚
屋盖 2.0m左右 60~80mm
楼盖 2.0m左右 80~100mm
整块楼盖 3.3~4.0m左右 120~180mm
阳台, 雨篷 悬桃 1.2~2.0m左右 根部 120~200mm
5.5 框架结构的抗震设计步骤
60
（ 3）按变形条件选择
（ 4）注意所选择的板厚，不得小于按施工要求及按变形控制的板厚。
类别 简支板 h/l 连续板 h/l 悬臂板 h/l
单向板 1/35 1/40 根部 1/12
双向板 1/45 1/50
5.5 框架结构的抗震设计步骤
61
3.2 梁的截面尺寸
（ 1）考虑施工条件
① 次梁高度至少应比主梁高度小 50mm。
② 框架纵向梁高度应比横梁高度小 50mm。
③ 梁载面尺寸一般以 50mm为模数，当大于 1m时以 100mm为模数。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
62
（ 2）截面尺寸选择
类型 类别 高跨比 h/l 高宽比 h/b
整体现浇 T形梁
（楼盖、屋盖）
多跨连续主梁 1/8~1/14
2~3
多跨连续次梁 1/12~1/18
悬臂梁 1/6~1/8
矩形截面独立梁 1/12~1/15
框架梁 整浇 T形梁 1/8~1/12
5.5 框架结构的抗震设计步骤
63
（ 3）对于抗震结构，梁截面宽度不小于 200mm，高宽比不宜大于 4，净跨与高度之比不宜小于
（ 4）初步选择截面后，可按全部荷载的 0.6-0.8作用在框架梁上，按简支梁进行抗弯、抗剪强度核算。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
64
3.3 柱的截面尺寸
（ 1）框架柱截面可按轴心受压估算。
①近似地取静荷载（ 10-15） kN/m2，填充墙较少时取小值。
②轴力 N =负荷面积 × 层数 × 单位面积上的荷载。
即,N = 1.2恒 +1.4活
③柱子的截面 Ac由下式计算（ Ac=b× h ）：
)01.0(0.1)()4.1~2.1( cyccsycc AfAfAfAfN ??????? ?
yc
c ff
NA
??? 01.0
)4.1~2.1(
5.5 框架结构的抗震设计步骤
65
（ 2）对于抗震结构，应验算柱轴压比是否满足下表的要求：
ccc
N hbf
N??
结构类型
抗震等级
一级 二级 三级
框架结构 0.7 0.8 0.9
框架 -抗震墙、板柱 -抗震墙及筒体 0.75 0.85 0.95
部分框支抗震墙 0.6 0.7 -
异形柱 0.6 0.7 0.8
5.5 框架结构的抗震设计步骤
66
3.4 柱下基础的截面高度
钢筋砼锥形独立基础高度 h可先按构造要求估算：
（ 1）柱子下端纵向钢筋锚固要求,h0≥ laE
（ 2）基础底板边缘厚度 h1≥200mm 且 h/4。
锥形独立基础的坡度 ≤ 1/2.5。
（ 3）混凝土保护层：有垫层时 35mm，无垫层时 70mm。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
67
4,现浇楼面结构设计
4.1 现浇楼面（屋面）板设计
一般楼面板可采用塑性计算方法。
屋面板采用弹性计算方法。
4.2 多跨连续次梁设计
楼面次梁可采用塑性计算方法。
屋面次梁采用弹性计算方法。
注意：主梁在分析框架内力时计算其内力。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
68
5.梁柱刚度及计算简图
5.1 框架梁的抗弯刚度 EIb
混凝土的弹性模量,E
中框架梁,Ib=2I0(I0为主梁矩形截面的惯性矩 )
边框架梁,Ib=1.5I0
5.2 框架柱的抗弯刚度 EIc
混凝土的弹性模量,E
柱截面的惯性矩为,Ic
5.5 框架结构的抗震设计步骤
69
5.3 框架柱的侧移刚度 Dij
32
1212
h
EIK
hDji ccji ???? ??根柱子的刚度：层第第
?
?
? m
j
jii DDi
1
层层间侧移刚度：框架第
6.竖向荷载下的内力计算
6.1 计算简图（纵向、横向）
计算竖向荷载，并标注在计算简图上。
活荷载、恒载分开计算，只计算标准值。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
70
6.2 按分层法计算内力
活荷载、恒载分别计算。
6.3 叠合成整体框架弯矩图。
6.4 计算梁端剪力，及剪力图
6.5 柱子轴力，及轴力图
5.5 框架结构的抗震设计步骤
71
7.水平地震作用下的内力计算
7.1 计算单元（纵向、横向）
每个抗震缝区段取为一个计算单元。
7.2 选择计算方法
一般规则的多层框架结构采用底部剪力法。
以下按底部剪力法说明计算步骤。
7.3 计算各层重力荷载代表值 Gi
Gi =自重的标准值 +活荷载的组合值
（具体计算如下）
5.5 框架结构的抗震设计步骤
72
各层重力荷载代表值计算时考虑以下因素：
（ 1）每层划分：上、下层各一半；
（ 2）外墙重：墙、窗分别考虑；
（ 3）内墙重：不考虑扣除门洞；
（ 4）楼梯间：近似按 10kN/m2(包括恒 +活 )；
（ 5） 活荷载组合值：屋面不考虑；楼面取 0.5活。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
73
7.4 等效重力荷载代表值 Geq
结构总重力荷载代表值：
结构等效总重力荷载代表值：
?
?
? n
i
iGG
1
?
?
?? n
i
ieq GGG
1
85.085.0
5.5 框架结构的抗震设计步骤
74
7.5 计算结构自振周期（基本周期）
结构的基本周期可采用能量法或顶点位移法计算。
两种方法都要考虑填充墙的影响。
7.6 确定地震参数
（ 1）确定结构抗震等级
根据设防烈度、结构类型和结构高度，确定结构抗震等级。
（ 2）确定特征周期 Tg
根据建筑场地类别和地震分组，查表得特征周期 Tg。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
75
（ 3）取结构阻尼系数 ζ= 0.05
（ 4）确定水平地震影响系数 δ
根据设防烈度，查表得,α max
按照反应谱确定水平地震影响系数,α 1
5.5 框架结构的抗震设计步骤
76
7.7 计算底部总剪力
7.8 是否考虑顶部附加地震作用
eqEk GF ?? 1?
04.11 ?? ngTT ?，则如果
。查表，则如果 434.11 ?? ngTT ?
Eknn FF ??? 为：顶部附加地震作用 nF?
5.5 框架结构的抗震设计步骤
77
7.9 计算各层质点上的水平地震作用
7.10 层间地震剪力
)-(1 n
1
?Ekn
j
jj
ii
i F
GH
GHF
?
?
?
),,2,1( ni ??
?
?
? n
ik
ki FV ),,2,1( ni ??
5.5 框架结构的抗震设计步骤
78
7.11 计算梁、柱内力
（ 1）按柱子刚度 Dij分配得到各根柱的地震剪力。
（ 2）计算柱端弯矩。
（ 3）计算梁端弯矩、剪力。
（ 4）计算柱子轴力。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
79
8.多遇地震作用下层间弹性位移验算
（ 1）第 i层层间地震剪力：
（ 2）第 i层层间刚度：
（ 3）第 i层层间弹性位移：
（ 4）层间弹性位移验算：
??? mj jii DD 1
?
?
?? m
j
ji
i
e
D
Vu
1
? ? hu ee ??? ?
??? n ik ki FV
5.5 框架结构的抗震设计步骤
80
9.框架内力组合
9.1 内力组合方式
（ 1） 1.2恒 +1.4活
（ 2） 1.35恒 +0.98活
（ 3） 1.2（恒 +0.5活） +1.3震
9.2 框架梁截面内力组合
（ 1） 控制截面
每跨梁的两端及跨中三个截面。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
81
（ 2）组合目标
最大正弯距 Mmax(支座、跨中 )
最大负弯矩 -M（支座、跨中也有可能）
最大剪力 Vmax (支座 )
（ 3）活荷载布置形式同连续梁的最不利布置。
（因为荷载只对计算层起作用）
5.5 框架结构的抗震设计步骤
82
（ 4）水平荷载
风荷载有向左、向右两个方向。但由于风荷载是反对称的，故内力计算只需进行一次，反向作用不必计算，只需改变内力符号。
同样，地震作用也有向左向右。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
83
9.3 框架柱截面内力组合
（ 1） 控制截面
每层柱的上下端。弯矩最大值在柱的两端，剪力和轴力在同一层无变化或变化很小。
（ 2） 内力组合（基本同单厂柱）
框架柱通常对称配筋，取三种情况：
① |M|max及相应的 N,V
② Nmax及相应的 M,V
③ Nmin 及相应的 M,V
5.5 框架结构的抗震设计步骤
84
（ 3）活荷载的影响
① 对于柱端弯矩，只须考虑该层柱上、下两层的活荷载。
② 对于柱轴力，则考虑该柱以上各层所有活荷载。
（按承受荷载的面积计算）
（ 4）水平荷载：风、地震作用同上。
（ 5）竖向荷载作用下的梁端弯矩可以调幅。
注意：内力组合可采用表格的形式。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
85
10,构件截面设计
10.1 框架梁截面（受弯、受剪配筋）
（ 1）设计梁截面时，应取柱边缘处的内力值。
（ 2）受弯：负弯矩按矩形截面；正弯矩按 T形截面计算配筋。
（ 3）受剪：考虑, 强剪弱弯, 。
（ 4）梁截面还应考虑抗震构造要求。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
86
10.2 框架柱截面（偏心受压构件纵筋、抗剪箍筋）
（ 1）采用对称配筋。
（ 2）纵向配筋考虑, 强柱弱梁, 要求。
（ 3）抗剪箍筋考虑, 强剪弱弯, 要求。
（ 4）考虑柱的抗震构造要求。
10.3 框架梁柱节点设计
一、二级框架节点同时考虑抗震设计和构造要求；
三、四级框架节点仅考虑抗震构造要求。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
87
10.4 柱下基础设计
（ 1）基础选型
柱下独立基础
柱下条型基础
柱下十字型基础
柱下片筏（筏板）基础
（ 2）根据不同类型基础，采用不同的设计方法。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
多层及高层钢筋混凝土
房屋构件设计
土木工程系
2
框架梁、柱的震害
梁柱变形能力不足，构件过早发生
破坏。一般是梁轻柱重，柱顶重于柱底，
尤其是角柱和边柱更易发生破坏。
1、柱顶
柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或
交叉裂缝。重者混凝土压碎崩落，柱
内箍筋拉断，纵筋压曲成灯笼状。
主要原因：节点处弯矩、剪力、
轴力都较大，受力复杂，箍筋配置不
足，锚固不好等。
破坏不易修复。
3
2、柱底
与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。
4
3、短柱
当柱高小于 4倍柱截面高度（ H/b<4)时形成短柱。
短柱刚度大，易产生剪切破坏。
5
4、角柱
由于双向受弯、受剪,加
上扭转作用，震害比内柱重。
5、梁柱节点
节点核心区产生对角方向
的斜裂缝或交叉斜裂缝，混凝
土剪碎剥落。节点内箍筋很少
或无箍筋时，柱纵向钢筋压曲
外鼓。
节点破坏的主要原因是节点的受剪承载力不足，约束箍筋太少，梁
筋锚固长度不够以及施工质量差所引起。
6、框架梁
震害多发生于梁端。在地震作用下梁端纵向钢筋屈服，出现上下贯
通的垂直裂缝和交叉裂缝。破坏的主要原因是梁端屈服后产生的剪力较
大，超过了梁的受剪承载力，梁内箍筋配置较稀，以及反复荷载作用下
混凝土抗剪强度降低等。
节点破坏将导致梁柱失去相互之间的联系。
6
填充墙的震害
砌体填充墙刚度大而承载
力低，首先承受地震作用而遭
破坏。一般 7度即出现裂缝,8
度和 8度以上地震作用下，裂缝
明显增加，甚至部分倒塌，一
般是上轻下重，空心砌体墙重
于实心砌体墙，砌快墙重于砖
墙。
框架 -剪力墙结构上部较严
重，框架结构下部震害严重。
7
填充墙破坏的主要原因是：墙体受剪承载力低，
变形能力小，墙体与框架缺乏有效的拉结，在往复变
形时墙体易发生剪切破坏和散落。
8
抗震墙的震害
在强震作用下，抗震墙的震害主要表现在墙肢之间连梁的剪切破
坏。主要是由于连梁跨度小，高度大形成深梁，在反复荷载作用下形
成 X型剪切裂缝，为剪切型脆性破坏，尤其是在房屋 1/3高度处的连梁
破坏更为明显。
9
防震缝的震害
防震缝宽度过小，地震时结构相互碰撞造成震害。
总结以上震害调查结果，除注意场地和地基因素外，
从结构上主要应注意：
1）结构的刚度在平面上和沿竖向的分布要规则、均匀；
2）结构构件要有足够的承载力和延性；
3）重视构造，加强对混凝土的约束，防止剪切、锚固
等脆性破坏；
4）保证施工质量。
10
1）框架塑性效应较多地发生在梁端，底层柱的塑性效应
较晚形成；
4、框架结构抗震设计的正确指导思想
2）梁柱在弯曲破坏前，避免发生其它形式破坏，如剪切
破坏、粘结破坏等；
3）在梁、柱破坏之前，节点应有足够的强度即变形能力；
4）重视非结构构件设计。
强柱弱梁，强剪弱弯，强节点、强锚固
11
两种破坏形式
二,,强柱弱梁, 框架的抗震设计
弱柱型 弱梁型
为了使塑性铰首先在梁中出现，同一节点柱的抗弯能
力要大于梁的抗弯能力。
12
§ 5.4.2 框架结构构件的抗震设计
§ 5.4.2.1 框架梁截面设计
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
§ 5.4.2.3 框架节点设计
13
1.截面尺寸 bb× hb
（ 1） bb≥200 mm，且 ≥ 1/2bc（加强节点区）
（ 2） hb/bb≤4( 或 hb/bb≥0.25) （薄腹梁容易发生剪切破坏）
（ 3） ln/hb≥4 （深梁容易产生剪切破坏）
（ 4） （刚度要求）
（ 5） （便于纵向、横向梁底纵筋通过）
（ 6）采用宽扁梁时,bb≤2 bc,bb≤ hc+hb,hb≥16 d
lhb )141~81(?
mmhh bb 50?? 纵横
§ 5.4.2.1 框架梁截面设计
14
2.材料
（ 1）砼强度等级 ≥ C30（一级抗震）
≥ C20（ 二, 三级抗震 ）
（ 2） 纵向受力钢筋,HRB335（ II） 级
HRB400（ III） 级
箍筋,HPB235（ I） 级
HRB335（ II） 级
§ 5.4.2.1 框架梁截面设计
15
（ 1）矩形截面或翼缘位于受拉边的 T形截面梁，其正截面受弯承载力应按下列公式验算：
)]()2([1 1 sosyoc
RE
b ahAf
xhbxfM ??????? ?
?
bfAfAfx csysy 1/)( ?????受压区高度：
性内插法确定。介于两者之间时，按线
时：当混凝土强度等级
时：当混凝土强度等级
94.080
0.150
1
1
??
??
?
?
C
C
§ 5.4.2.1 框架梁截面设计
16
混凝土受压区高度应符合下列要求：
一级 x≤ 0.25 h0
二、三级 x≤ 0.35 h0
同时 x ≥ 2 a’
§ 5.4.2.1 框架梁截面设计
17
（ 2）翼缘位于受压区的 T形截面梁，当符合下列条件时，按宽度为
当不符合上式条件时，按下式计算：
)]()2)(()2([1 11 sosyffofcoc
RE
b ahAfh
hhbbfxhbxfM ????????????? ??
?
syffcsy AfhbfAf ?????? 1?
sysyffc AfAfhbbbxf ???????? ])([1?受压区高度：
§ 5.4.2.1 框架梁截面设计
18
4.梁斜截面受剪承载力
（ 1）强剪弱弯
为了实现, 强剪弱弯,,规范规定：对于抗震等级为一、二、三级的框架梁端剪力设计值应按下式调整：
)32.5(/)( GbnrblbVb VlMMV ??? ?
)33.5(/)(1.1
9
Gbn
r
bua
l
bua VlMMV ???
符合：度和一级框架结构尚应对于
1.12.13.1,三级为，二级为级为：梁剪力增大系数，一Vb?
19
（ 2）剪压比限值
为了保证梁截面尺寸不至于太小，规范规定：对于跨高比大于 2.5的框架梁，其剪力设计值应符合下式：
对于跨高比不大于 2.5的框架梁，其剪力设计值应符合下式,)34.5()20.0(1 0bhfV ccRE ???
)35.5()15.0(1 0bhfV cc
RE
???；其间按线性插值。时，强度等级；时，，强度等级：混凝土强度影响系数
8.080
0.150
??
??
c
cc
C
C
?
??
梁斜截面受剪承载力
20
（ 3）梁斜截面受剪承载力
对于一般框架梁，斜截面受剪承载力按下式计算：
对于集中荷载作用下的框架梁，按下式计算：
)36.5()2.142.0(1 00 hSAfbhfV syyvt
RE
?? ?
)36.5()105.1(1 00 bhSAfbhfV syyvt
RE
??? ??
。时，取；时，取梁的剪跨比。：
。：取为
5.15.133
85.0
???? ?????
? RE
梁斜截面受剪承载力
21
（ 4）提高梁延性的构造措施
① 梁端截面的受压筋与受拉筋面积比：
有一定的受压钢筋可以减小受压区高度；
地震下，梁端会出现弯矩反号。
② 梁顶面和底面的通长钢筋（考虑地震弯矩的不确定性）
一、二级不应少于 2φ14,且不应少于梁端顶面和底面纵向钢筋中较大截面面积的
??
??
（二、三级）
一级）
3.0
(5.0'
s
s
A
A
梁斜截面受剪承载力
22
③ 梁中贯通中柱节点的纵筋直径 d
一级框架,d≤ hc /25
二级框架,d≤ hc /20
④ 梁端纵筋配筋率 ≤ 2.5％，且相对受压区高度一级不应大于 0.25，二、三级不应大于
防止钢筋产生滑移
梁斜截面受剪承载力
23
⑤ 梁端箍筋加密
ⅰ,作用
（ a）保证梁端塑性铰区的抗剪强度。
（ b）约束砼以便提高梁端塑性铰区变形能力。
ⅱ,梁端箍筋加密要求
（ a）加密区的长度、箍筋直径、箍筋间距（见表 5-9）。
（ b）加密区的 箍筋肢距 ≤ 200mm和 20d箍 中大者（一级）
≤ 250mm和 20d箍 中大者（二、三级）
≤ 300mm（四级）
梁斜截面受剪承载力
24
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
1,柱的设计原则
（ 1）强柱弱梁，使柱尽量不出现塑性铰。
（ 2）在弯曲破坏之前不发生剪切破坏。
（ 3）控制柱的轴压比不要太大，防止小偏心受压破坏。
（ 4）加强约束，配置必要的约束箍筋。
2,柱截面尺寸 bc× hc
（ 1）矩形柱 bc或 hc≥300mm,长边 /短边 ≤ 3，一般取正方形。
（ 2）圆形或多边形截面的内接圆直径 ≥ 350mm。
25
（ 3）剪跨比宜大于 2.0。
（ 4）柱净高 Hn /hc > 4（避免短柱）。
（ 5）偏心距。柱中线于梁中线之间的偏心距不宜大于柱截面宽度的 1/4。（偏心距过大将导致节点区受剪面积不足）
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
26
3,柱的内力设计值调整（强柱弱梁）
（ 1）强柱弱梁，使框架实现梁铰侧移机构。要求除顶层和轴压比小于 0.15
9度和一级框架尚应符合,)37.5(? ?? bcc MM ?
)38.5(2.1? ?? buac MM
。，三级为，二级为一级为：柱端弯矩增大系数。 1.12.14.1c?
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
27
（ 2）强剪弱弯。框架柱和框支柱端部组合剪力设计值应按下式调整：
9度和一级框架结构尚应符合,)39.5(/)( n
bctcVc HMMV ?? ?
)40.5(/)(2.1 nbc u atc u a HMMV ??
。，三级为，二级为一级为：柱端剪力增大系数。 1.12.14.1Vc?
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
28
（ 3）一、二、三级框架结构的底层，柱下端截面组合弯矩设计值，应分别乘以增大系数
（ 4）一、二级框架结构的角柱，按调整后的弯矩、剪力设计值，尚应乘以增大系数
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
4,柱的正截面受弯承载力计算
（ 1）矩形截面受弯承载力按下式计算
29
受压区高度 x由下式确定：
)(1 1 sssyc
RE
AAfbxfN ??? ?????
：筋的应力，按下面计算受拉边或受压较小边钢：
不考虑。偏心距增大系数，一般：
。时取，轴压比小于：一般取
s
RE
?
?
? 75.015.08.0
ysb fhx ??? ??? 时（大偏心受压）：当 0
)8.0(8.0
0
0 ????? h
xfhx
b
y
sb ???? 时（小偏心受压）：当
s
y
b
E
f
0033.0
1
1
?
? ??对于有屈服点的钢筋：
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
30
（ 2）柱的实际正截面受弯承载力按下式计算
)1(5.0)(
1
0 bhf
NhNahAfM
ck
GGsasykc u a
??????
由线性内插法确定。之间时，混凝土强度在；时，；混凝土强度时，混凝土强度
。，：受压区高度计算系数
1
11
11
8050
74.0808.050
?
??
??
CC
CC
xx n
?
????
?
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
31
5,柱的斜截面受剪承载力计算
（ 1）剪压比限值
对于一般柱，应符合
对于短柱，应符合：
)43.5()20.0(1 0bhfV c
RE?
?
)44.5()15.0(1 0bhfV c
RE?
?
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
32
（ 2）柱斜截面受剪承载力
)45.5(056.0)105.1(1 00 NhSAfbhfV syyvt
RE
c ???? ??
。时，取当
柱轴力设计值。：考虑地震作用组合的
bhfNbhfN
N
cc 3.03.0 ??
。：取为 85.0RE?
。时，取；当时，取当
。：柱的计算剪跨比，
3311
)( 0
????
?
????
?? hVM cc
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
33
6,控制柱的轴压比
（ 1）轴压比的定义
柱的组合轴压力设计值 N与柱的全截面面积 bchc和混凝土抗压强度设计值
ccc
N hbf
N??
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
34
（ 2）控制柱的轴压比的意义
? 柱的轴压比是影响柱子延性和破坏形态的主要因素之一。试验表明，柱的位移延性随轴压比增大而急剧下降。
? 轴压比不同，柱将呈现两种破坏形态：受拉钢筋首先屈服的大偏心受压破坏和受压区混凝土先压碎而受拉钢筋未屈服的小偏心受压破坏。
? 轴压比小于一定数值，为大偏心受压破坏，是延性破坏；反之则为小偏心受压破坏，是脆性破坏。
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
35
（ 3）轴压比的限值
规范中给出的轴压比的限值，是依据理论分析和试验研究确定的。轴压比的限值见表
结构类型
抗震等级
一级 二级 三级
框架结构 0.7 0.8 0.9
框架 -抗震墙、板柱 -抗震墙及筒体 0.75 0.85 0.95
部分框支抗震墙 0.6 0.7 -
表 5-10 柱轴压比的限值
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
36
7,柱纵向钢筋配置
（ 1）框架柱截面宜采用对称配筋。截面尺寸大于 400mm的柱，纵向钢筋间距不宜大于
（ 2）最大配筋率限制：总配筋率不应大于 5%；一级且剪跨比不大于 2的柱，每侧纵向钢筋配筋率不宜大于
（ 3）最小配筋率限制：柱截面最小总配筋率应符合表 5-11要求。
类别
抗震等级
一级 二级 三级 四级
中柱和边柱 1.0 0.8 0.7 0.6
角柱、框支柱 1.2 1.0 0.9 0.8
）筋率（柱纵向钢筋的最小总配 %
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
37
8,柱的箍筋配置
（ 1）柱端箍筋加密的作用
① 增加柱端截面抗剪强度。
② 约束混凝土，提高混凝土的抗压强度及变形能力。
③ 为纵向钢筋提供侧向支撑，防止纵筋压曲。
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
38
（ 2）柱箍筋加密区的范围
① 柱子两端取截面高度（圆柱直径）、柱净高的 1/6和 500mm三者的最大值。
② 底层柱，当有刚性地面时，除柱端外尚应取刚性地面上下各 500mm。
③ 剪跨比不大于 2的柱和因非结构墙的约束形成的柱净高于柱截面高度之比不大于
④ 框支柱，取全高。
⑤ 一级、二级框架柱的角柱，取全高。
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
39
（ 3）柱箍筋加密区的箍筋间距、直径和肢数
① 一般情况下，箍筋的最大间距和最小直径，应按表 5-12取用。
② 二级框架柱的箍筋直径不小于 10mm且肢距不大于 200mm时，除柱根外最大间距允许采用
③ 框支柱和剪跨比不大于 2的柱，箍筋间距不应大于 100mm。
④柱箍筋加密区的箍筋肢距，一级不宜大于 200mm，二、三级不宜大于 250mm
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
40
（ 4）柱箍筋加密区的箍筋最小配箍率和最小配箍特征值
① 约束箍筋的用量随轴压比的增大而增加，这样才能起到对混凝土的约束作用。因此，
② 为了避免配箍率过小还规定了最小配顾率：
一级为 0.8%，二级为 0.6%，三、四级为 0.4%。 )50.5(yVcVV ff?? ?
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
41
式（ 5.50）中记号的意义：
)50.5(yVcVV ff?? ?
配箍率。：柱箍筋加密区的体积V?
计算。，取，大于：箍筋或拉筋抗拉强度
计算。时，应按，低于：混凝土轴心抗压强度
22 /360/360
3535
mmNmmNf
CCf
yV
c
采用。表：最小配箍特征值，按 135 ?V?
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
42
（ 5）柱的各类箍筋参考图
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
43
§ 5.4.2.2 框架柱截面设计
44
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
1,框架节点抗震设计原则
（ 1）强节点弱杆件。使节点的承载力不低于与其相连的构件（梁、柱）的承载力。
（ 2）多遇地震时，节点应在弹性范围内工作。
（ 3）罕遇地震时，节点的承载力的降低不得危及竖向荷载的传递。
（ 4）梁、柱纵筋在节点区应有可靠的锚固。
（ 5）节点配筋不应使施工过分困难。
45
2,框架节点核心区剪力设计值调整
（ 1）节点核心区剪力计算公式
衡体取节点上半部分作为平
jV
上cV
2T?
1T
2C
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
46
)(0221 aCTTVV cj ??????? 上
sbo
b
ah
MCT
?????
左
22
sbo
b
ah
MT
???
右
1
)(221 bah Mah MMCTT
sbo
b
sbo
bb
?????
????? ?左右
得：由平衡条件 0?? X
jV
上cV
2T?
1T
2C
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
47
? ? 0X ccc VVV ?? 下上
? ? 0M 右左 bbbcc MMhHV ??? )(
)( chH MhH MMV
bc
b
bc
bb
c ???
?? ?右左
右bM
左bM
下cV
上cV
bc hH ?
间部分：取节点上下柱反弯点之
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
48
）得：）代入式（）和（将式（ acb
)1(
bc
sbo
sbo
b
j hH
ah
ah
MV
?
???
???
?
）值调整（强节点弱杆件）节点核心区剪力设计（ 2
)51.5()1(
bc
sbo
sbo
bjb
j hH
ah
ah
MV
?
???
???
??
符合：度和一级框架结构尚应9
)52.5()1(15.1
bc
sbo
sbo
bua
j hH
ah
ah
MV
?
???
???
?
。，二级取一级取：节点剪力增大系数。 2.135.1jb?
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
49
（ 3）剪压比限值
（ 4）节点核心区截面承载力验算（一、二级）
? 抗震等级为三、四级时，不需计算，节点箍筋按构造设置。
)53.5()3.0(1 jjcj
RE
j hbfV ???
)55.5()05.01.1(1 0
c
j
j
sb
s v jyvjjtj
RE
j b
bN
s
ahAfhbfV ??
? ?
???
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
50
上式中各记号的意义：
ch
cbb
。，其他情况采用度时采用，
时，小于主梁高度的，且正交方向梁高度不截面宽度的
不小于该侧柱合，四侧各梁截面宽度楼板现浇，梁柱中线重
数。：正交梁的约束影响系
0.125.195.1
4/32/1
?j
j
?
?
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
51
柱截面高度。度，可采用验算方向的：节点核心区的截面高 jh
算宽度。：节点核心区的截面验 jb
。时，取当梁柱轴线重合，且 cjcb bbbb ?? 5.0
较小者。
和时，取当梁柱轴线重合，且
ccj
cjcb
hbb
bbbb
5.0
5.0
??
??
的较小者。取上述值和下式计算值
可时，则不大于柱宽的偏心距当梁柱轴线不重合，且 jbe 4/1
ehbbb ccbj ???? 25.0)(5.0
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
52
（ 5）框架节点构造措施
① 框架梁柱节点核心区箍筋的最大间距和最小直径同框架柱端箍筋加密区的要求。
② 一、二、三级框架节点核心区配箍特征值分别不宜小于 0.12,0.10和
③ 柱剪跨比不大于 2的框架节点核心区配筋特征值不宜小于核心区上下柱端的较大配筋特征值。
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
53
（ 6）梁柱纵筋在节点区的锚固
① 梁柱纵筋的最小锚固长度：
②梁柱纵筋在节点区的锚固类型（见下图）
aaE
aaE
aaE
ll
ll
ll
0.1
05.1
15.1
?
?
?
四级：
三级：
一、二级：
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
54
边柱节点和中柱节点钢筋锚固：
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
55
? 顶部边柱节点钢筋锚固
§ 5.4.2.3 框架节点抗震设计
56
框架配筋图
57
5.5 框架结构的抗震设计步骤
1.工程概况或设计资料
2.结构选型
（ 1）承重结构
纵向框架结构
横向框架结构
纵、横向框架结构
（ 2）结构平面布置（现浇、装配）
58
3.构件截面估算
3.1 板的厚度
（ 1）按施工条件控制的最小厚度
类别 施工方法 不埋线管 埋铁皮管 埋塑料管
屋盖 现浇 60mm 80mm 90mm
楼
盖
民用建筑 现浇 70 80 100
工业建筑 现浇 80 100 120
阳台、雨篷的根部 现浇 100 - -
5.5 框架结构的抗震设计步骤
59
（ 2）按工程经验选择
类别 梁距 板厚
屋盖 2.0m左右 60~80mm
楼盖 2.0m左右 80~100mm
整块楼盖 3.3~4.0m左右 120~180mm
阳台, 雨篷 悬桃 1.2~2.0m左右 根部 120~200mm
5.5 框架结构的抗震设计步骤
60
（ 3）按变形条件选择
（ 4）注意所选择的板厚，不得小于按施工要求及按变形控制的板厚。
类别 简支板 h/l 连续板 h/l 悬臂板 h/l
单向板 1/35 1/40 根部 1/12
双向板 1/45 1/50
5.5 框架结构的抗震设计步骤
61
3.2 梁的截面尺寸
（ 1）考虑施工条件
① 次梁高度至少应比主梁高度小 50mm。
② 框架纵向梁高度应比横梁高度小 50mm。
③ 梁载面尺寸一般以 50mm为模数，当大于 1m时以 100mm为模数。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
62
（ 2）截面尺寸选择
类型 类别 高跨比 h/l 高宽比 h/b
整体现浇 T形梁
（楼盖、屋盖）
多跨连续主梁 1/8~1/14
2~3
多跨连续次梁 1/12~1/18
悬臂梁 1/6~1/8
矩形截面独立梁 1/12~1/15
框架梁 整浇 T形梁 1/8~1/12
5.5 框架结构的抗震设计步骤
63
（ 3）对于抗震结构，梁截面宽度不小于 200mm，高宽比不宜大于 4，净跨与高度之比不宜小于
（ 4）初步选择截面后，可按全部荷载的 0.6-0.8作用在框架梁上，按简支梁进行抗弯、抗剪强度核算。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
64
3.3 柱的截面尺寸
（ 1）框架柱截面可按轴心受压估算。
①近似地取静荷载（ 10-15） kN/m2，填充墙较少时取小值。
②轴力 N =负荷面积 × 层数 × 单位面积上的荷载。
即,N = 1.2恒 +1.4活
③柱子的截面 Ac由下式计算（ Ac=b× h ）：
)01.0(0.1)()4.1~2.1( cyccsycc AfAfAfAfN ??????? ?
yc
c ff
NA
??? 01.0
)4.1~2.1(
5.5 框架结构的抗震设计步骤
65
（ 2）对于抗震结构，应验算柱轴压比是否满足下表的要求：
ccc
N hbf
N??
结构类型
抗震等级
一级 二级 三级
框架结构 0.7 0.8 0.9
框架 -抗震墙、板柱 -抗震墙及筒体 0.75 0.85 0.95
部分框支抗震墙 0.6 0.7 -
异形柱 0.6 0.7 0.8
5.5 框架结构的抗震设计步骤
66
3.4 柱下基础的截面高度
钢筋砼锥形独立基础高度 h可先按构造要求估算：
（ 1）柱子下端纵向钢筋锚固要求,h0≥ laE
（ 2）基础底板边缘厚度 h1≥200mm 且 h/4。
锥形独立基础的坡度 ≤ 1/2.5。
（ 3）混凝土保护层：有垫层时 35mm，无垫层时 70mm。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
67
4,现浇楼面结构设计
4.1 现浇楼面（屋面）板设计
一般楼面板可采用塑性计算方法。
屋面板采用弹性计算方法。
4.2 多跨连续次梁设计
楼面次梁可采用塑性计算方法。
屋面次梁采用弹性计算方法。
注意：主梁在分析框架内力时计算其内力。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
68
5.梁柱刚度及计算简图
5.1 框架梁的抗弯刚度 EIb
混凝土的弹性模量,E
中框架梁,Ib=2I0(I0为主梁矩形截面的惯性矩 )
边框架梁,Ib=1.5I0
5.2 框架柱的抗弯刚度 EIc
混凝土的弹性模量,E
柱截面的惯性矩为,Ic
5.5 框架结构的抗震设计步骤
69
5.3 框架柱的侧移刚度 Dij
32
1212
h
EIK
hDji ccji ???? ??根柱子的刚度：层第第
?
?
? m
j
jii DDi
1
层层间侧移刚度：框架第
6.竖向荷载下的内力计算
6.1 计算简图（纵向、横向）
计算竖向荷载，并标注在计算简图上。
活荷载、恒载分开计算，只计算标准值。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
70
6.2 按分层法计算内力
活荷载、恒载分别计算。
6.3 叠合成整体框架弯矩图。
6.4 计算梁端剪力，及剪力图
6.5 柱子轴力，及轴力图
5.5 框架结构的抗震设计步骤
71
7.水平地震作用下的内力计算
7.1 计算单元（纵向、横向）
每个抗震缝区段取为一个计算单元。
7.2 选择计算方法
一般规则的多层框架结构采用底部剪力法。
以下按底部剪力法说明计算步骤。
7.3 计算各层重力荷载代表值 Gi
Gi =自重的标准值 +活荷载的组合值
（具体计算如下）
5.5 框架结构的抗震设计步骤
72
各层重力荷载代表值计算时考虑以下因素：
（ 1）每层划分：上、下层各一半；
（ 2）外墙重：墙、窗分别考虑；
（ 3）内墙重：不考虑扣除门洞；
（ 4）楼梯间：近似按 10kN/m2(包括恒 +活 )；
（ 5） 活荷载组合值：屋面不考虑；楼面取 0.5活。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
73
7.4 等效重力荷载代表值 Geq
结构总重力荷载代表值：
结构等效总重力荷载代表值：
?
?
? n
i
iGG
1
?
?
?? n
i
ieq GGG
1
85.085.0
5.5 框架结构的抗震设计步骤
74
7.5 计算结构自振周期（基本周期）
结构的基本周期可采用能量法或顶点位移法计算。
两种方法都要考虑填充墙的影响。
7.6 确定地震参数
（ 1）确定结构抗震等级
根据设防烈度、结构类型和结构高度，确定结构抗震等级。
（ 2）确定特征周期 Tg
根据建筑场地类别和地震分组，查表得特征周期 Tg。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
75
（ 3）取结构阻尼系数 ζ= 0.05
（ 4）确定水平地震影响系数 δ
根据设防烈度，查表得,α max
按照反应谱确定水平地震影响系数,α 1
5.5 框架结构的抗震设计步骤
76
7.7 计算底部总剪力
7.8 是否考虑顶部附加地震作用
eqEk GF ?? 1?
04.11 ?? ngTT ?，则如果
。查表，则如果 434.11 ?? ngTT ?
Eknn FF ??? 为：顶部附加地震作用 nF?
5.5 框架结构的抗震设计步骤
77
7.9 计算各层质点上的水平地震作用
7.10 层间地震剪力
)-(1 n
1
?Ekn
j
jj
ii
i F
GH
GHF
?
?
?
),,2,1( ni ??
?
?
? n
ik
ki FV ),,2,1( ni ??
5.5 框架结构的抗震设计步骤
78
7.11 计算梁、柱内力
（ 1）按柱子刚度 Dij分配得到各根柱的地震剪力。
（ 2）计算柱端弯矩。
（ 3）计算梁端弯矩、剪力。
（ 4）计算柱子轴力。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
79
8.多遇地震作用下层间弹性位移验算
（ 1）第 i层层间地震剪力：
（ 2）第 i层层间刚度：
（ 3）第 i层层间弹性位移：
（ 4）层间弹性位移验算：
??? mj jii DD 1
?
?
?? m
j
ji
i
e
D
Vu
1
? ? hu ee ??? ?
??? n ik ki FV
5.5 框架结构的抗震设计步骤
80
9.框架内力组合
9.1 内力组合方式
（ 1） 1.2恒 +1.4活
（ 2） 1.35恒 +0.98活
（ 3） 1.2（恒 +0.5活） +1.3震
9.2 框架梁截面内力组合
（ 1） 控制截面
每跨梁的两端及跨中三个截面。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
81
（ 2）组合目标
最大正弯距 Mmax(支座、跨中 )
最大负弯矩 -M（支座、跨中也有可能）
最大剪力 Vmax (支座 )
（ 3）活荷载布置形式同连续梁的最不利布置。
（因为荷载只对计算层起作用）
5.5 框架结构的抗震设计步骤
82
（ 4）水平荷载
风荷载有向左、向右两个方向。但由于风荷载是反对称的，故内力计算只需进行一次，反向作用不必计算，只需改变内力符号。
同样，地震作用也有向左向右。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
83
9.3 框架柱截面内力组合
（ 1） 控制截面
每层柱的上下端。弯矩最大值在柱的两端，剪力和轴力在同一层无变化或变化很小。
（ 2） 内力组合（基本同单厂柱）
框架柱通常对称配筋，取三种情况：
① |M|max及相应的 N,V
② Nmax及相应的 M,V
③ Nmin 及相应的 M,V
5.5 框架结构的抗震设计步骤
84
（ 3）活荷载的影响
① 对于柱端弯矩，只须考虑该层柱上、下两层的活荷载。
② 对于柱轴力，则考虑该柱以上各层所有活荷载。
（按承受荷载的面积计算）
（ 4）水平荷载：风、地震作用同上。
（ 5）竖向荷载作用下的梁端弯矩可以调幅。
注意：内力组合可采用表格的形式。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
85
10,构件截面设计
10.1 框架梁截面（受弯、受剪配筋）
（ 1）设计梁截面时，应取柱边缘处的内力值。
（ 2）受弯：负弯矩按矩形截面；正弯矩按 T形截面计算配筋。
（ 3）受剪：考虑, 强剪弱弯, 。
（ 4）梁截面还应考虑抗震构造要求。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
86
10.2 框架柱截面（偏心受压构件纵筋、抗剪箍筋）
（ 1）采用对称配筋。
（ 2）纵向配筋考虑, 强柱弱梁, 要求。
（ 3）抗剪箍筋考虑, 强剪弱弯, 要求。
（ 4）考虑柱的抗震构造要求。
10.3 框架梁柱节点设计
一、二级框架节点同时考虑抗震设计和构造要求；
三、四级框架节点仅考虑抗震构造要求。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
87
10.4 柱下基础设计
（ 1）基础选型
柱下独立基础
柱下条型基础
柱下十字型基础
柱下片筏（筏板）基础
（ 2）根据不同类型基础，采用不同的设计方法。
5.5 框架结构的抗震设计步骤
