第6章 鋼筋混凝土框架構(gòu)件設(shè)計(jì)

1、 為了使鋼筋混凝土框架成為延性耗能框架，應(yīng)采用哪些抗震概念設(shè)計(jì)？

答：1、強(qiáng)柱弱梁2、強(qiáng)剪弱彎3、強(qiáng)核芯區(qū)、強(qiáng)錨固4、局部加強(qiáng)5、限制柱軸壓比，加強(qiáng)柱箍筋對(duì)混凝土的約束。

2、 為什么梁鉸機(jī)制比柱鉸機(jī)制對(duì)抗震有利？

答：梁鉸機(jī)制是指塑性鉸出在梁端，除柱腳外，柱端無(wú)塑性鉸；柱鉸機(jī)制是指在同一層所有柱的上、下端形成塑性鉸。梁鉸機(jī)制之所以?xún)?yōu)于柱鉸機(jī)制是因?yàn)椋毫恒q分散在各層，即塑性變形分散在各層，不至于形成倒塌機(jī)構(gòu)，而柱鉸集中在某一層，塑性變形集中在該層，該層為柔軟層或薄弱層，形成倒塌機(jī)構(gòu)；梁鉸的數(shù)量遠(yuǎn)多于柱鉸的數(shù)量，在同樣大小的塑性變形和耗能要求下，對(duì)梁鉸的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力要求低，對(duì)柱鉸的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力要求高；梁是受彎構(gòu)件，容易實(shí)現(xiàn)大的延性和耗能能力，柱是壓彎構(gòu)件，尤其是軸壓比大的柱，不容易實(shí)現(xiàn)大的延性和耗能能力。

6.3為什么減小梁端相對(duì)受壓區(qū)高度可以增大梁的延性？設(shè)計(jì)中   采用什么措施減小梁端相對(duì)受壓區(qū)高度？  梁端相對(duì)受壓區(qū)高度的限值是多少？

答：(1)混凝土相對(duì)受壓區(qū)高度大的截面曲率延性??；反之，相對(duì)受壓區(qū)高度小，則延性大。對(duì)于矩形截面混凝土適筋梁，由于縱向配筋不同，受壓區(qū)邊緣混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變cuε時(shí)的壓區(qū)高度不同，截面的極限曲率分別用11/ucuxφε=和22/ucuxφε=計(jì)算，顯然，21uuφφ>，即相對(duì)受壓區(qū)高度小，截面的極限曲率大。

6.4 什么是強(qiáng)剪弱彎？

答：柱、梁的受剪承載力應(yīng)分別大于其受彎承載力對(duì)應(yīng)的剪力，推遲或避免其剪切破壞，實(shí)現(xiàn)延性的彎曲破壞。

6.5 影響框架柱延性和耗能的主要因素有哪些？這些因素是如何影響框架柱的延性和耗能能力的？

答：混凝土強(qiáng)度等級(jí)、縱向鋼筋配筋率等是影響框架柱延性和耗能的因素，主要影響因素可歸納為剪跨比、軸壓比和箍筋配置。

6.6 什么是強(qiáng)柱弱梁？如何實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁？

答： (1)強(qiáng)柱弱梁是指匯交在同一節(jié)點(diǎn)的上、下柱端截面在軸壓力作用下的受彎承載力之和應(yīng)大于兩側(cè)梁端截面受彎承載力之和，實(shí)現(xiàn)塑性鉸先出在梁端，推遲或避免柱端形成塑性鉸。    (2)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁的途徑：框架柱設(shè)計(jì)時(shí)彎矩設(shè)計(jì)值乘上一個(gè)柱端彎矩增大系數(shù)。

 6.7除了通過(guò)強(qiáng)柱弱梁調(diào)整柱的彎矩設(shè)計(jì)值外，還有哪些情況需要調(diào)整柱的彎矩設(shè)計(jì)值？為什么在這些情況下要調(diào)整柱的彎矩設(shè)計(jì)值？

答：除了通過(guò)強(qiáng)柱弱梁調(diào)整柱的彎矩設(shè)計(jì)值外，還有以下三種情況需要調(diào)整柱的彎矩設(shè)計(jì)值：(1)框架結(jié)構(gòu)柱固定端彎矩增大。為了推遲框架結(jié)構(gòu)底層柱固定端截面屈服，一、二、三級(jí)框架結(jié)構(gòu)的底層柱固定端截面組合的彎矩設(shè)計(jì)值，應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.5、1.25、1.15。     (2)框支柱。為了避免框支柱過(guò)早破壞，部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的框支柱設(shè)計(jì)內(nèi)力要調(diào)整。     (3)角柱。調(diào)整后的組合彎矩設(shè)計(jì)值再乘以不小于1.10的增大系數(shù)。

 6.8 框架柱的箍筋有哪些作用框架柱的箍筋有哪些作用框架柱的箍筋有哪些作用框架柱的箍筋有哪些作用？？？？為什么軸壓比大的柱配箍特征值也大為什么軸壓比大的柱配箍特征值也大為什么軸壓比大的柱配箍特征值也大為什么軸壓比大的柱配箍特征值也大？？？？如何計(jì)算體積配箍率如何計(jì)算體積配箍率如何計(jì)算體積配箍率如何計(jì)算體積配箍率？？？？   

答： (1)框架柱的箍筋有三個(gè)作用：抵抗剪力、對(duì)混凝土提供約束、防止縱筋壓屈。 (2)體積配箍率：vcvyvffλρ≥  其中：vλ-最小配箍特征值 ；cf-砼軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值強(qiáng)度等級(jí)，低于C35時(shí)，應(yīng)按C35計(jì)算 ；yvf-箍筋或拉筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，超過(guò)360N/mm2時(shí)，應(yīng)取360N/mm2計(jì)算。 （3）矩形柱加密區(qū)的普通箍、復(fù)合箍筋的體積配箍率可按下式計(jì)算： ()()%10022???=sAchcblsvccnvρ        式中：   ln—不計(jì)重疊部分的箍筋長(zhǎng)度； Asv—一根箍筋的截面面積； bc、hc—矩形截面柱的寬度、高度； s—箍筋間距。 

6.9為什么限制框架梁、柱和核芯區(qū)的剪壓比？為什么跨高比不大于2.5的梁、剪跨比不大于2的柱的剪壓比限制要嚴(yán)一些？

答： (1)限制框架梁、柱和核芯區(qū)剪壓比是為了防止由于柱截面過(guò)小、配筋過(guò)多而產(chǎn)生斜壓破壞。                 (2)對(duì)于跨度高比不大于2.5的梁、剪跨比不大于2的柱，它們的截面剪應(yīng)力都較大，從而導(dǎo)致剪壓比較大，所以剪壓比限制要嚴(yán)一些。

 6.10梁柱核芯區(qū)的可能破壞形態(tài)是什么？如何避免核芯區(qū)破壞？                        答：(1)在豎向荷載和地震作用下，梁柱核芯區(qū)受力比較復(fù)雜，但主要是壓力和剪力，若核芯區(qū)的受剪承載力不足，在剪壓作用下出現(xiàn)斜裂縫，在反復(fù)荷載作用下形成交叉裂縫，混凝土擠壓破碎，縱向鋼筋壓屈成燈籠狀。 (2)保證核芯區(qū)不過(guò)早發(fā)生剪切破壞的主要措施是配置足夠的箍筋?？蚣芰骸⒅捎貌煌瑥?qiáng)度等級(jí)的混凝土?xí)r，核芯區(qū)的混凝土等級(jí)宜與柱的混凝土等級(jí)相同，也可以略低，施工中要采取措施保證核芯區(qū)的混凝土強(qiáng)度和密實(shí)性