6-钢筋混凝土框排架结构

构筑物抗震设计规范GB50191-2019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（50）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。•58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•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、Ⅳ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Ｈ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Ⅳ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Ⅳ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0.8~0.9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）Ⅲ、Ⅳ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，在托架上的屋架可不计算该效应。•7度（0.15g）Ⅲ、Ⅳ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）Ⅲ、Ⅳ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：•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e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Ⅲ、Ⅳ类场地和9度；•2）7度I~IV类场地和8度Ⅰ、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1~3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