首页 国际标准结构工程-公众号 海外工程十五年之一六七——美标钢筋混凝土特殊抗弯框架之设计(10)

海外工程十五年之一六七——美标钢筋混凝土特殊抗弯框架之设计(10)

5.设计指南

设计首先确定建筑物内特殊抗弯框架的布置。根据经验和第2.3节中介绍的约束条件选择构件初步尺寸。然后对建筑物进行分析,以确定框架构件关键截面处的设计力。特殊抗弯框架的设计承载能力设计的方法。如第3.1节所述,一般目的是设计强柱/弱梁框架,以便非弹性响应主要通过梁端的弯曲屈服实现。因此,所需强度的构件尺寸从预期屈服位置处梁的弯矩强度设计开始,然后进入其他设计要求。本节按大多数工程师认为有效的顺序介绍设计方法。

承载能力设计方法

ACI 318使用承载能力设计方法提供预期的安全水平。强度设计的基本要求可以表示为设计强度设计效应。设计强度以φSn的一般形式表示,其中φ为强度折减系数,Sn为标准强度。需求强度以设计荷载或相关内力表示。承载能力设计方法与用于其他材料设计的荷载和抗力系数法(LRFD)相同

5.1荷载和强度折减系数

ASCE 72章规定了适用于特殊抗弯框架梁和柱设计的荷载组合。荷载组合需要考虑水平地震效应、竖向地震效应、恒载、活载和其他适用荷载,如土压力、雪和流体。ASCE7§12.4.2将水平地震效应定义为Eh=ρQE,竖向地震效应定义为Ev=0.2SasD。一般来说,EhEv必须在所有正方向和负方向的组合中应用。基本地震荷载组合如下:

1.2D + Ev ± Eh + 1.0L+0.2S

0.9D -Ev ± Eh

The load factor on L ispermitted to equal 0.5 for all occupancies in which unreduced design live loadis less than or equal to 100 psf (4.79 kN/m2), with the exception of garages orareas occupied as places of public assembly. The loads are applied to thestructure either independently along orthogonal principal directions or usingorthogonal combination rules as discussed in Section 4.1.

除车库或公共集会场所外,对于未折减设计活荷载小于或等于100 psf4.79kN/m2)的所有占用,L上的荷载系数允许等于0.5。荷载沿正交主方向单独施加在结构上,或使用第4.1节中讨论的正交组合规则作用在结构上。

GoverningLoad Combinations

Theload combinations specified in IBC §1605 are based on the load combinationsfrom ASCE 7 Chapter 2. However, the IBC factors on snow load are different fromthose in ASCE 7. Where there is a discrepancy between the two documents, theIBC governs for building design in the United States.

控制荷载组合

IBC§1605中规定的荷载组合基于ASCE 72章中的荷载组合。但雪荷载的IBC系数与ASCE 7中的不同。如果两本规范之间存在差异,在美国采用IBC的规定。

对于梁和柱中的组合弯曲力和轴向力,强度折减系数φ随净拉伸应变εt而变化,定义为截面达到标称强度(即εcu=0.003)时极限抗拉钢中的净拉伸应变。如果εst≥ 0.005, φ = 0.9. 如果εt≤ εy60级钢筋取0.002),系杆柱取ε=0.65,螺旋钢筋柱取ε=0.75φ的值插值为εt的中间值。对于特殊抗弯框架梁,φ通常为0.9。例外情况是梁充当隔板的收集器或弦杆,在这种情况下,设计轴向压缩力可能会导致较低的值。

对于柱或梁受剪时,φ=0.75。对于梁柱节点受剪时,φ=0.85


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作者: ganggouren

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