钢筋混凝土框架结构延性设计.pdf

第 3 8 卷 第 7期 2 0 1 1 年 7月 建筑技术开发 Bui l d i ng Te c hn i q u e De v e l o p me n t Vo 1 3 8， No 7 J u 1 2 0 1 1 钢 筋 混凝 土框 架 结构延 性设 计 蔡龙 杜宏彪。 金 仁和 ( 1 广 东石 油化 工 学院建 筑 工程 学院 ， 广 东 茂名 5 2 5 0 0 0 ； 2 深圳 大 学土木 工程 学 院 ， 广 东 深 圳5 1 8 0 6 0 ) 术 摘要 介绍 了结构延性 的概念 ， 分析了结构延性的意义 ， 总 结了钢筋 混凝 土框架结 构的设计 原则 。从 梁 、 柱 以及 节 点三个方面对钢筋混凝土框架结构 的延性设计 做了较系统的综述和讨论 ， 以供工程设计参 考。 关键 词 框架结构 ； 结 构延性 ； 抗震设计 中图分类 号 T U 3 1 8 【 文献标志码 A 文章编 号 1 0 0 1 5 2 3 X( 2 0 1 1 ) 0 7 0 0 0 3 0 4 DUC1 【 】 J Y I ) 】 E I GN oF E 】 NFIDRCE CoNCI TE 蝴S RUCrl E A b s t r a c t Ke y w o r d s C a i L o n g Du Ho n g - b i a o J i n Re n - h e The c o n c e pt i o ng o f s r u c t u r a l du c t i l i t y i s pr e s e n t e d， t he i mpo r t a n t me a s u r e s r u c t u r a l d uc t i l i t y i s a n a l y z e d，a nd t h e de s i g n p r i n c i pl e o f r e i n f o r c e c on c r e t e f r a me s r uc t u r e i s s umma r i z e dI n t h i s p a p e r ，du c t i l i t y de s i g n o f r e i n f o r c e c o nc r e t e f r a me s t r u c t ur e a r e s y s t e ma t i c a l l y c o l l e c t e d， s u mma r i z e d a nd di s c us s e d ba s e d o n t h e du c t i l i t y o f f r a me c o l u mn， b e a m a n d j o i n t ， s e r v e a s r e f e r e n c e f o r p r a c t i c a l e n g i n e e r i n g d e s i g n f r a me s r uc t u r e； s r uc t u r a l d u c t i l i t y； s e i s mi c d e s i g n 框架结构 是由梁 、 柱组 成 的结 构体 系 ， 其建筑 平 面布 置 灵活 ， 易于满足建筑物 设 置大空 间 、 改变平 面使 用功 能的要 求 ， 在工业 与民用建筑 中应用广泛 ， 目前我 国多高层建 筑 中， 钢筋混凝土框架结构是最常用 的结构形式 之一 。在地震 区 ， 结构不仅应具有足 够 的承载 力和 刚度 ， 还要有 良好 的延 性 ， 即在遭遇罕遇地震作 用 时 ， 结 构进 入塑性 阶段 ， 在 塑性变 形 过 程中吸收和耗散地 震 能量 ， 以塑性 变形 抵抗 地震作 用 ， 不 致倒塌 。通 过合理的设计 ， 钢筋混凝 土框架结 构可 以获得 良 好 的延 性 ， 即所谓 的 “ 延性 框架 ” ， 它 具有 较好 的抗 震 性 能。 因此在 多高层建筑中 ， 钢筋混凝 土框 架结构是 一种较好 的结 构体系 。 1结构 延性的概念 结 构延性是 指结构 在承 载力无 明显降低 的前 提下发 生 非弹性变形 的能力 ， 是 结构 塑性 变形能 力大 小 的一 种性 能 。 如果结构超越弹性极 限后直至破坏 所发生 的变 形量大 ， 表 明 其 延性好 ； 如果结 构超越 弹性 极 限后随 即破坏 ， 表 明其 延性 差 ， 这种破坏称为脆性破 坏。 图 1 所 示 ， 结 构弹性状态是 指外 荷载与结构位 移成线性 关系的状态； 当结构中某些部位出现塑性铰后 ， 荷载与位移 +基金项 目： 广东石油化工学 院青年创新人才培育项 目( 2 0 0 9 y c 0 5 ) 收 稿日期 ： 2 0 1 1 0 4 0 5 作者 简介： 蔡龙 ( 1 9 7 6 ) ， 男 ， 海南万 宁人 ， 硕 士研究 生， 讲师 ， 从 事 结构 工程方 向的教学与科研工作 。 将呈现非线性关 系； 当荷载增 加很 少而 位移 迅速增加 时 ， 可 认 为结 构“ 屈服” ； 当承载能力 明显下降或者结构处 于不稳 定 状 态时 ， 认为结构 破坏 ， 达 到极 限位移 。结构延 性一般 用 顶 点 位移 比 = ,4 表示。 P f f f f f 7 J f f P P O 图 1 结构的延性 2 结构延性 的意义 图 2所示 为弹塑性 结构 和相应 的弹性结 构的荷 载 一位 移 曲线 。研究结 果表 明 ， 在 低频 结构 中 ， 同一个 地震 波作用 下 的弹性与 弹塑性 结构 的位移 反应 相近 ， 如 图 ( a ) ， 令 = ( 、 分别 为弹性结 构荷 载 P 和弹塑性 结构荷载 P 相 应 的位移 ) ， 根据 几何 比例 关系可 得 ， P P =1 g 。 ， 其 中 ， 。 = 4 是弹塑性结构塑性 位移 与屈服位 移之 比 ， 即结构 的 延性 。在 中频结构 中 ， 二者在 同一个地 震波作用下 吸收 的能 量相近 ， 如图( b ) 所示 ， 不同方向的阴影线分别表示两种结构 吸 收 的 能 量 ， 根 据 面 积 相 等 原 则 可 以 得 ， P P ： 1 、 芝 。大多数结构属于中、 低频结构。图( c ) 表示P P 与 的 函数关系 。 3 第 7期 蔡龙 ， 等 ： 钢 筋混凝 土框 架结构延性设计 第 3 8卷 P Ps 0 y T- - As A ( a 二 一 图 2地震作用与弹塑性变形 的关系 通过分析 比较 ， 可 以得 出， 在同样 的地震 作用下 ， 弹塑性 结构所受的等效 地震 力 比弹性结 构大 大降低 。这是 因为 弹 塑性结构在强震作 用下 ， 结 构某些 杆件 发生 屈服 ， 出现塑性 铰 ， 使 结构 剐度降 低 ， 周期增 大 ， 地震对结 构 的作 用力 减小 。 在罕遇地震作用 下 ， 要求结 构处 于弹 性状 态是 没有必 要 的， 也是不经济 的。因此 ， 在设 防烈 度地 震作用 下 ， 利用 结构 弹 塑性性能 吸收和耗散地震能量 ， 可 以降低对结 构承载力 的要 求 ， 减小地震反应 ， 达到节省材料的 目的 。 3 钢筋混凝土延性框架设计 的基 本原 则 震 害调 查分 析和结构试验研究结果 表明 ， 钢筋混凝 土粱 框架结 构可 以设 计成 具有 较 好塑 性 变形 能力 的延 性结 构。 抗震 结构设计 中， 不是简单加大截面或增强 配筋就 一定能取 得可靠 的效果 ， 相反地 ， 有 时花了代 价还得 到坏 的结 局 ， 这点 要 比结构静力设计 突出得 多。因此 ， 设计 时应该 具有正 确的 指导原则 。 3 1 强 柱 弱 梁 通 过增大 柱截 面的考虑 地震作 用的设计 弯矩 组合值 和 合理 的配筋构造 ， 以推迟柱 端在 强震 下塑性 铰 的出现 ， 并 控 制柱端塑性 转动量不超出其塑性转动能 力 ， 使 塑性铰尽 可能 出现在 梁的两端 ， 形成具有较高延性 能力 的“ 梁铰机构 ” 。 因 为柱是 框架结 构 中最 重要 的承 重 构件 ， 即使 是个 别 柱 的失 效 ， 也可能导致整个结构倒塌 。 3 2 强剪弱 弯 通过适度增大梁 、 柱 的作用剪力和采 用可 以反 映构件在 纵筋屈服后 的不 同延 性状 态下抗 剪 能力变 化规 律 的抗 剪公 式 ， 避 免梁 、 柱 在弯 曲破 坏之 前发生剪 切破坏 ， 使 梁 、 柱的 抗 剪承载能力 大于抗弯 承载能力。因为梁 、 柱 的剪切破坏是 脆 性 的 。 3 3强 节 点 ， 强 锚 固 框架节 点是 框架梁 、 柱 构件 的公共 部分 ， 节 点 的破坏 意 味着与之相连 的梁与柱 同时 破坏 ， 梁 、 柱 构件也 就不 再能 形 成抗侧力 的框架结构 了。震 害调查 表 明， 钢筋 混凝土框架 节 点 区破坏 的主要形式 是 由于节 点核 芯区箍 筋 配置不 够发 生 剪切破坏 以及 由于梁 、 柱纵 向钢筋在节点 区 内的滑移发生 钢 筋锚 固破坏 。因此在设计 过程 中 ， 应通 过抗剪 验算在节 点 区 配置足够 的箍筋 ， 并保 证混 凝 土的强 度及 密实性 ， 实现强 节 点 ； 通过处理好 梁 、 柱 纵 向钢 筋在 节 点 区的 锚 固构 造 ， 保 证 梁 、 柱纵 向钢筋在节点 区应有可靠 的锚 固 ， 实现强锚 固。 4 3 4其 他 的 构 造 措 施 通过构件塑性变形 区域 的构造措施 ， 例 如限制梁端 受压 区高度 、 柱 的剪跨 比和轴 压 比、 梁 柱截 面剪压 比以及 柱 受压 纵筋及受压混凝土 的约束措施等 ， 保证相应 塑性铰 区能够具 备所需要 的延性能力 。 4 提 高钢筋混凝土框架延性的具体措施心 对结构延性 的要求 具体 体现在对构件延 性的要求 上 ， 特 别是要提 高结构 中关键 构件 和 构 件 中的关 键 部位 的延 性 。 框架结构 是由梁、 柱构件组成 的， 节点是框架 梁 、 柱构件 的公 共部 分。因此 提高框架结构延性具体体 现在提高框架 柱 、 框 架梁 以及 节点的延性要求上。 4 1 钢 筋 混 凝 土 框 架柱 4 1 1 遵 循强柱弱梁的设计原则 为 了使梁端塑性铰先 于柱端塑性 铰 出现 ， 实现强 柱弱梁 的设计原则 ， 应适 当提高柱 端截 面抗 弯承载 力 ， 使 在一 个节 点 的上下柱端截 面的抗弯 承载 力之 和大 于该节 点左右 梁端 截面 的抗弯 承载 力 之和 。为 此 ， 我 国规 范规 定 ， 一 、 二 、 三级 框架 的梁柱节点处 ， 除框架顶层 和柱轴压 比小于 0 1 5外 ， 柱 端组合 的弯矩设计值应符合 下式要 求 ： M = 7 Mb 一 级框架结构及 9度 的一级框架 可不符合 上式要求 ， 但应 符 合下式要求 ： 肘 =1 2Mb 式 中肘 节点 上下 柱端截面顺 时针 或反 时针方 向组合 的 弯矩设 计值之和 ； 一节点左右梁端截 面反时针 或顺 时针 方向组合的弯矩设计 值之 和； M 一节 点左右梁 端截 面反 时针或顺时针根据实配钢 筋面 积 ( 考虑受压 钢筋 ) 和 材料强 度标准值计算 的受弯 承载力所 对应 的弯矩值之 和 ； 一框架 柱端弯矩增 大 系数 ； 对 框架 结 构 ， 一 、 二 、 三、 四级 可 分 别取 1 7 、 1 5 、 1 3 、 1 2 ； 其他结 构类型中的框架 ， 一级 可取 1 4 ， 二 级可取 1 2 ， 三 、 四级可取 1 1 。 当反弯点不在柱的层高范围内时， 柱端截面组合的弯矩 设计值可乘 以上 柱端 弯矩增 大系 数。为 了增加框 架结 构底 层柱柱脚处截 面抗 弯承 载力 ， 推迟 柱脚 处塑 性铰 的出现 ， 抗 震设计时 ， 一 、 二 、 三 、 四级框架结构 的底层 ， 柱 下端截面组合 的弯矩设计值 ， 应分别乘 以增大系数 1 7 、 1 5 、 1 3和 1 2 。 4 1 2 遵循强剪弱弯 的设计原则 为 了防止框架柱在弯 曲破坏之 前发生剪 切破坏 ， 实现强 第 3 8卷 蔡龙 ， 等 ： 钢筋混凝土框架结构延性设计 第 7期 剪 弱弯的设 计 原则 ， 应 适 当提 高柱 端 塑性 铰 区的抗 剪 承 载 力 。为此 ， 我 国规范规定 ， 一、 二 、 三、 四级 框架柱组 合的剪力 设计值应按下 面要求调 整 ： V=叩 ( + M ) H 一 级框架结构及 9度 的一级框架 可不符合上式 要求 ， 但应符 合下式要求 ： V=1 2 ( + ) H 式 中 日 一 柱的净高 ； 7 1 。 一柱剪力增 大系数 ， 对框架结 构 ， 一 、 二 、 三 、 四级 可分别 取 1 5 、 1 3 、 1 2 、 1 1 ； 对 其他结 构 类型 中 的框架 ， 一级 可 取 1 4 ， 二 级 可 取 1 2 ， 三、 四级取 1 1 ； M 、 肘 一分别为柱 的上下端顺 时针或 反时针 方 向截 面组 合 的弯 矩设计 值 ， 应 考 虑 强 柱 弱 梁 调 整 后 的 弯 矩 设 计 值 ； M 、 一 分 别为柱的上下端顺时针或反时针方 向根据实配钢筋 面积 、 材料强度标准值和轴压力等计算 的偏压承载 力所对应 的弯矩设计值 。 4 1 3 控制框架柱截面 的剪压 比 剪压 比是指 截面上 平均剪应 力与 混凝土轴 心抗压 强度 设 计值的 比值 ， 以 ( 卢 b h ) 表示 ， 用来 说明截 面承受 名义 剪应 力的大小。试验 结果 表 明， 如果 柱截 面剪压 比过 大 ， 在 剪力作用 下混凝土会过早发生脆性破坏 ， 使箍 筋不能充 分发 挥作用 。因此在设计 时 ， 有必要 限制 柱 的剪 压 比 ， 防止 当截 面尺寸过小 时 ， 避免 在剪力 作用 下发 生脆性 的斜 压破 坏 ， 我 国规范对框 架柱 的剪 压 比做如下规定 ： 1 剪跨 比大 于 2时 ， ( 0 2 o # b f o h 。 ) y R E 1 剪跨 比不大 于 2时 ， ( 0 1 5 卢 b f o h 。 ) yR E 4 1 4 控制框架柱 的剪跨 比 剪跨 比是反 映柱截 面所 承受 的弯 矩与剪 力相对 大小 的 一 个参数 ， 以 A=M ( V h ) 表示 ， 研究结 果表 明， 剪跨 比是影 响混凝土柱破坏形态 的主要 因素之 一。剪跨 比 A 2时 ， 称 为长柱 ， 多 数发 生弯 曲破 坏 ， 但 仍然需 要配 置足够 的抗 剪箍 筋 ； 1 5 A2时 ， 称 为短 柱 ， 多数会 出现 剪切破 坏 ， 但 当提 高混凝 土等级并配有足够的抗剪箍筋后 ， 可 能出现少有延 性 的剪 压破坏 ； 剪跨 比 A 4时 ， 为长柱 ； 3 h 4时 ， 为 短柱 ， h 3时 ， 为极 短柱( 其 中 为柱净高 ) 。 为 了避免框架 柱出现短柱 ， 特别是 避免在 同一层 中同时 出现长柱 和短 柱 的现 象。为此 ， 我 国规 范规定 ， 框 架柱 的剪 跨 比宜大于 2或框架柱 的净高与截面 高度 比宜 大于 4 。否则 柱箍筋加 密区的范围应取全 高。 4 1 5 控制框架柱的轴压 比 轴压 比是指 柱的轴 向压应 力与混凝 土轴 心抗压 强度 的 比值 ， 以 N I ( L, 4 ) 表 示。研究 结果 表 明 ， 轴压 比是 影 响钢筋 混凝 土柱 的主要 因素 之一 ， 随着 轴压 比的增 大 ， 柱的极 限抗 弯承载力 提高 ， 但极 限变形 能力 、 耗 散地震 能量 的能力 都会 降低。对于长柱 ， 轴 压 比愈大 ， 混凝土受压 区高度 愈大 ， 压 弯 构件会从 大偏压破坏状态 向小偏压破坏 过渡 ， 而小偏压破 坏 的延性很 小或没 有延 性 ； 对于 短柱 ， 轴压 比加大 也会 改变 柱 的破坏形态 ， 会从剪 压破坏 变成 脆性 的剪拉 破坏 ， 破坏 时 承 载 能力 突然 丧失 。因此 ， 我 国规 范规 定 ， 抗 震等 级 为一 、 二 、 三 和 四 级 的 钢筋 混 凝 土框 架 柱 轴 压 比限制 分 别 为 0 ， 6 5 、 0 7 5 、 0 8 5和 0 9。 4 1 6 保证框架柱 的最小体积配箍率 体积配箍率是用来表示框架柱 中箍筋含量 多少 ， 衡 量箍 筋对混凝土 的约束 程度 的 ， 以 P =A 。 Z ( z Z ： s ) 表示 。试 验 研究结果表明 ， 配置箍 筋是提 高柱延 性很 有效 的措施 ， 足 够 的箍筋约束了混凝土 的横 向变形 ， 提高 了混 凝土的极 限变形 能力 和轴心抗压强度 ， 从 而降低 了柱 的轴 压 比， 因此 提高 了 柱的延性 。由于在体积配箍率相同 的情 况下 ， 各 种不 同箍筋 形式 对混凝土核芯 区的约 束作用 是不 同的 ， 因此 ， 我 国规 范 规定 ， 框架柱箍筋加密 区的体 积配箍 率应 满足 p A ， 式 中 A ， 为最小 配箍 特征 值 ， 其值 是根据结构 的抗震等 级、 箍 筋 的形式 以及 柱 的轴压 比确定 的 。同时 ， 对 于一 、 二 、 三、 四 级框架柱 ， 其箍筋加密区范围 内箍筋 的体 积配箍率 尚分别不 应小于 0 8 、 0 6 、 0 4 和 0 4 。而且 ， 保证框架柱 的最 小体积配箍率 ， 也防止因箍筋过小 ， 在剪力 的作 用下 ， 柱截面 发生脆性的斜拉破坏 。 4 2钢 筋 混 凝 土框 架 粱 4 2 1 控制框架梁截面的受压 区相对高度 框架梁在弯矩作 用下 ， 可 能发生 三种 破坏形 态 ， 即少 筋 梁 、 超筋梁 以及适 筋梁 。其 中， 少筋 梁 由于受拉 钢筋 配置 过 少 ， 在钢筋屈服后立 即被拉 断 ， 从而发 生断裂破坏 ， 这是一 种 脆性 的破 坏形 态 ； 超 筋梁 由于 受拉钢 筋配 置过 多 ， 在 钢筋 未 屈服之前混凝 土被压 碎而 丧失 承载 能力 ， 破坏事 先无 预告 ， 也是一种脆性 的破坏形 态 ； 而适 筋梁 是在 钢筋屈 服后 ， 由于 钢筋流塑形成 塑性 铰 ， 在受压 区混凝 土被压碎之前 具有塑性 变形能力 ， 因此具有延性 。 试验研究结果表 明 ， 受压 区相对 高度 =x h 。 是 影响混 凝土梁延性 的主要 因素 ， 随着 的增大 ， 虽然 截面 的抵抗 弯 矩增大 ， 但 延性 减小 。 因此 ， 在 设计 时 ， 应 根 据所 要 求 的延 性 ， 调整 配筋 以控 制截 面受压区相对 高度。为 了保证 梁端塑 性铰的延性 ， 应在 梁端 截面配 置一 定 比例 的受 压钢 筋 ， 并控 制其 受压区的相对 高度 。因此 ， 我 国规范 规定 ， 计入 受压 钢 筋的梁端混凝土受压区相对 高度 ， 一级 不应 大于 0 2 5 ， 二 、 三级不应大于 0 3 5 。梁端截 面的底 面和顶 面纵 向钢筋配 筋 量 ， 除 按 计 算 确定 外 ， 一 级 不 应 小 于 0 5 ， 二 、 三 级 不应 小 于 0 3 。 为了防止 框架 梁发生脆性的超筋 梁和少筋梁 的破坏 ， 我 国规范还规定了， 梁端纵向受拉钢筋的最大配筋率， 即配筋 率不应 大于 2 5 以及与抗震等级相应 的最小 配筋率 。 4 2 2 遵循 强剪 弱弯的设计原则 为了防止框架 梁在弯曲破坏之前 发生剪切破坏 ， 实现 强 剪 弱弯的设 计原则 ， 则应适 当提高梁端塑性铰 区的抗剪承 载 5 第 7期 蔡龙 ， 等 ： 钢 筋混凝土框架结构延性设计 第 3 8卷 力 。因此 。 我国规范规 定 ： 一 、 二 、 三级框 架柱 组合 的 剪力设 计值应按下面要求调整 ： V=,rI ( + M： ) l + b 一 级框架结构及 9度 的一级 框架梁可不按 上式调 整 ， 但 应符 合下式要求 ： V：I 1 ( M I + ) f + G b 式 中， 一梁 端剪 力增大 系数 ， 一级取 1 3 ， 二 级 ， 取 1 2， 三 级取 1 1 ； z 一 梁的净跨 ； V c b 一梁 的重力 荷载代 表值 ( 9度时 高层 建筑还应包括竖 向地震作 用标 准值 ) 作 用下 ， 按简 支梁 分析的梁端截面剪力设计值； M： 、 一分别为梁左右端截面 反时针或顺时针方 向组合 的弯矩设 计值 ， 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 ； 肘 肘： 一分别 为梁左右端截面反时针或顺 时针方向根 据实配钢筋 面积 ( 计 入受压筋 ) 、 材料强度标 准值计 算 的正截 面抗震 受弯 承 载力 所对应 的弯矩设计值 。 4 2 3 控制框架梁截 面的剪 压比 与框架 柱一 样 ， 如果梁 截面 剪压 比过大 ， 在 剪力 作 用下 混凝土会过早发 生脆 性破 坏 ， 使 箍筋不能充 分发挥 作用 。因 此在设计 时 ， 有必要 限制 梁 的剪压 比 ， 防止 当截面 尺寸 过小 时 ， 在剪力作用 下发生 斜压 破坏 。因此 ， 我 国规范 对框 架梁 的剪压 比做 如下规定 ： 跨 高 比大于 2 5时 ， ( 0 2 0 fl 。 h 0 ) 跨 高 比不大于 2 5时 ， ( 0 1 5 卢 h 。 ) 4 3钢 筋 混凝 土框 架 节 点 4 3 1 遵循强节点 的设计原则 为 了防止 由于节点核 芯区箍筋配置不够 发生剪 切破坏 ， 实现强节点 的设计原则 ， 应适当提高节点 核芯 区的抗剪 承载 力 ， 因此 ， 我 国规 范规定 ， 一 、 二 、 三级框架 梁柱节点 核芯区组 合 的剪力设计值 ， 应按下面要求调整 ： = 省h a ( 一 崧 ) h0 一 。 、 一 b ， 一 级框架结构及 9度 的一级框 架可不按 上式确定 ， 但应 符合 下 式 ： = h ( - 一 跨 ) b0 一 。 、 爿 一 b 式 中 ， 一节 点 剪 力 增 大 系 数 ， 一 级 宜 取 1 5 ， 二 级 宜 取 1 3 5 ， 三级宜取 1 2 ； 对 于其他结 构中的框架 ， 一级宜取 1 3 5 ， 二 级 宜 取 1 2， 三 级 宜 取 1 1 。 4 3 2 控 制框架梁柱节点 区的剪压 比 与框架梁 、 柱 一样 ， 如果节点 区剪压 比过大 ， 在剪力作用 下 混凝土会过早发 生脆性 破 坏 ， 使 箍筋 不能 充分 发挥作 用 。 因此在设计时 ， 有 必要 限制 梁的剪 压 比 ， 防止 当截面 尺寸 过 小 时 ， 在剪力作 用下 发生脆 性 的斜压 破坏 。因此 ， 我 国规 范 对框架节点的剪压比做如下规定 ： ( o 3 O , do b j h ) 。 4 3 3 遵循 强锚固的设计原则 6 为了防止 由于梁 、 柱纵向钢筋在节点 区内的滑移 发生钢 筋锚固破坏 ， 实现强锚 固的设 计原则 ， 在设计 中， 应通 过非抗 震设计时纵 向受拉 钢筋 的锚 固长度乘 以相应 的增 大 系数作 为抗震时纵 向受拉钢筋 的锚 固长度。我 国规范规定 ， 纵 向受 拉钢筋 的最小锚 固长度 按下 列公式 计算 ， 一 、 二 级抗 震等 级 时 ， f =1 1 5 1； 三级抗 震等级时 ， z 。 E=1 0 5 l ； 四级抗 震等 级 Z =1 0 0 1 ( 其中 f z 分别 为抗震 设计 时受 拉 钢筋 的锚 固 长度 和非抗 震设计 时受拉钢筋的最小锚 固长度 ) 。 4 3 4 满 足钢筋搭接 要求 当钢筋长度不够而需要进行搭接 时 ， 为 了保证两 根相 向 受力钢筋分别锚 固在 搭接 连接 区段 的混 凝 土中而 将力 传递 给混凝土 ， 从而 实现钢筋 之 间应力 的传递 ， 需 要 足够 的搭接 长度 。绑扎搭接传力 的本质是锚 固， 但 由于两根钢筋 之间拼 缝处混凝土受力不 利 ， 握裹 力受 到削 弱， 搭 接传 力 比锚 固受 力差 ， 因此搭接长度应 大于锚 固长度 。因此 ， 我 国规范规定 ， 受力钢筋 的连接接头宜设置在构件 受力较小 部位 ； 抗 震设计 时， 宜避开梁端 、 柱端 箍筋 加密 区范 围。当采用 绑扎 搭接 接 头 时， 其搭 接长 度 不 应 小 于下 式 的计 算 值 ： f = 。 ， 其 中 z 。 、 分别 为抗震设计 时受拉 钢筋 的搭 接长 度和受 拉钢筋 搭 接长度修正 系数。而且 ， 在纵 向受力 钢筋搭 接长度范 围内应 按有 关规定配置箍筋 。 另外 ， 为 了提高 框架结 构 的承载 力和延 性 ， 还应 满 足其 他构造要求。 5 结 语 在地震 区， 结构 不仅 应具有 足够 的承 载力 和 刚度 ， 还要 有 良好的抗震性能 ， 这要 求结 构应具有 良好的延性 。结 构延 性的要求具体体 现在对 构件延 性 的要求 上。框 架结构 是 由 梁 、 柱 构件 组成 的， 节点是框架梁 、 柱构件 的公 共部分 。钢筋 混凝土框架结构设计应严格遵循强 柱弱梁 、 强剪弱 弯以及强 节点 、 强锚 固等 设 计原 则 ， 采 用合 理 的抗 震措 施 ， 通 过 提 高 梁 、 柱以及节点的延性 ， 保证 整个结 构 的塑性 变形能 力 ， 以达 到三水准 的设计 目标 。 参 考文献 1 王社 良 抗震 结构设 计 M 武汉 ： 武汉 理工 大学 出版社 ， 2 0 0 7： 9 2， 1 1 31 1 6 2 包世华 ， 张铜生 高层建 筑结构设计和计 算 M 北京 ： 清华 大学 出版社 ， 2 0 0 5 ： 2 3 9 2 4 4 3 傅剑平 钢筋混凝土框架节点抗震 性能与设计 方法研 究 D 重 庆 ： 重庆大学 ， 2 0 0 2 4 G B 5 0 0 1 12 0 1 0， 建筑抗震设 计规范 S 北京 ： 中 国建筑 工业 出 版社 ， 2 0 1 0 5 G B 5 0 0 1 02 0 0 2， 混凝 土结 构设计规范 S 北京 ： 中国建筑工业 出版社 ， 2 0 0 2 6 J G J -2 0 0 2， 高层建筑 混凝 土结构技 术规程 s 北 京 ： 中国建筑 工业出版社 ， 2 0 0 2 7 徐有邻 ， 程志军 混凝土结构中钢筋 的连接 J 建筑 结构 ， 2 0 0 3， 3 3 ( 4 ) ： 6 8