(1) 框架结构的弹塑性位移角限值
在框架结构中，由于柱子承受弯、剪、压的复合作用，其变形能力一般比梁差。因此， 框架柱的塑性变形能力在很大程度上决定了框架结构的抗倒塌的层间位移角限值。
89规范
采用的1/50限值实际上是50个剪跨比大于2.5的柱试件的极限位移角的下限值。根据美国 UBC/EERC对大量试验数据的统计结果，剪跨比大于
2.0的柱的极限位移角也几乎都大于
1/50。即使那些具有较小剪跨比或较大轴压比的柱试件，也具有比较大的极限位移角。本次 修订中补充进行的高轴压比试验表明，即使设计轴压比增大到 1/40。国内近期有关文献中报道的 有 1/30。
框架结构的弹塑性层间位移是梁、柱、节点等部件变形的综合结果。因此，采用梁 组合试件的试验结果一般比单柱试件能更合理地反映框架结构的层间变形能力。 订中进行的6个弱梁型梁柱组合件试验测得的极限层间位移角分布区间为 均值为1/28。根据有关文献对36个梁-柱组合试件极限位移角的统计结果, 分布区间为［1/27, 1/18］，其中94%的试件的极限位移角在
1/25以上。
-柱
0.9，试件的极限位移角也有
10个试件中多数发生了剪切破坏，最小的极限位移角也
本次规范修 [1/31，1/25]，平 其极限位移角的
从上述统计数据可知，89规范所规定框架结构的层间弹塑性位移角限值是偏于安全的。 但考虑到实际工程的施工质量往往比实验室浇制的试件的质量差， 凝土结构在罕遇地震下的弹塑性变形计算方法还很不成熟，
同时也考虑到目前钢筋混
计算结果一般比实际弹塑性位移
1/50
反应值偏小，因此，本次规范修订对于框架结构的弹塑性位移角限值仍取原来规范的 限值。
在框架结构中，由于框架结构中梁、柱的受力状态不同，其端部截面的塑性铰转动角
限值应区别对待。由于试验中测量的框架柱整体位移角除了包含柱端塑性铰转动产生的位移 角外，还包含着柱端纵筋滑移转角、剪切变形以及框架柱的弹性变形。 架柱的研究结果，框架柱塑性较转动产生的位移约占总位移的 动的限值严格地讲应该比层间转动位移角小。有关文献所统计的 比大于2.0的26个试件极限位移角的分布区间为 出塑性铰极限转动能力的分布区间为 塑性铰极限转角的平均值为
根据对较高轴压比框
55%，因此框架柱塑性铰转 36个框架柱试件中，剪跨
［0.0176 , 0.0882］，按55%的比例可以估算
(9.7~48) X 10-3。另外10个剪跨比小于 2.0的框架柱的
0.010 ,最小值为9.2X 10-3。影响框架柱塑性铰转动能力的最主
轴
要因素有轴压比、配箍率以及剪跨比。为配合本次规范修订曾补充进行的试验研究表明， 压比对框架塑性铰的极限转动能力也有较大影响，
极限转动角的分布规律如图
6所示。从图
6可知，轴压比为 0.3的试件的转动能力最大(0.031)，轴压比为0.9的试件的转动能力最小， 为0.018。并且在0.9的轴压比下增加试件的配箍率可以明显改善试件的极限转动能力。
0.035 0.03 d a 0.025 r u 002 ■ ■ ■ ■ U.U2 e ■ ■ 0.015 0.01 ■ ■ i 1 图6框架柱极限转角与轴压比关系
框架梁由于轴力很小，其塑性铰的转动能力一般情况下比框架柱的转动能力好。 究表明，对框架梁塑性铰转动能力影响较大的参数主要有剪跨比和箍筋的配置。
试验研 从有关文献
所汇总的36个框架梁试件的极限位移角可以推算出其塑性铰极限转动角的分布区间为 ［0.015，0.078］。同济大学对受弯构件试验研究所测得的塑性铰的极限转角分布区间为 0.038］，平均值0.030。本次规范修订时补充进行的
［0.023，
6个弱梁型梁柱组合件试验测得的塑性
铰转角分布区间为［0.019，0.033］，则最小值为0.026，平均值为0.0296。
综合上述试验研究及分析结果， 并考虑一定的安全储备，建议取框架柱端及梁端的极限 塑性铰转动限值如表 7所示。由于计算塑性铰转动角尚未有较成熟的方法， 此项限值列入2001规范。
本次修订暂未将
表7框架结构梁和柱的塑性铰转动角限值 框架柱 构造情况 N / Acfc < 0.4 箍筋 一般 特殊 0.8? 0.9 (Rad.) 备注 框架梁 性能水平 构造情况 M / Vho 2?3 箍筋 一般 特殊 >4 < 2 一般 特殊 斜向 0.008 0.015 性能水平 可修 不倒塌 0.025 0.030 0.030 0.035 0.015 ① “一般”对柱指按规范构 造，对梁指按抗震等级三、 四级的构造。 ② “特殊”对柱指按规范上 限且全长加密或采用螺旋箍 筋等特殊措施。 ③ 表中数据允许线性插值。 可修 不倒塌 0.020 0.010 0.025 0.010 0.015 一般 特殊 特殊 0.005 >0.9 0.010 (2) 框架-抗震墙、框架-筒体等结构的弹塑性位移角限值
特征刚度比适中的框架-抗震墙结构在强烈地震作用下，抗震墙单元由于刚度大且变形 能力较差，不仅会比框架结构先进入弹塑性状态，
而且最终破坏也相对集中在抗震墙单元上。
1/5缩比模型的模拟地
日-美联合进行的七层原型框架 -抗震墙结构拟动力试验以及该原型的 震振动台试验也证实了上述观点。因此，框架 抗震墙单元的变形能力来确定。
-抗震墙结构的弹塑性位移角限值主要应根据
从上述原型试验的破坏状态可知，虽然框架 -抗震墙结构中的整体抗震墙具有较大的剪
跨比，但楼层单元的受力及破坏状态仍类似于带有周边框架的单层 RC抗震墙单元。这主要
因而
是由于框架抗震墙中较大的周边构件承担了大部分的整体弯矩而墙板主要是承担剪力， 墙板一般仍发生剪切破坏。因此，钢筋混凝土框架
-抗震墙的极限变形能力可以通过对大量
的带有边框柱(含暗柱)抗震墙的试验结果进行统计来确定。
图7为根据日本学者广泽雅也对
176个发生不同破坏形式的抗震墙试件的极限侧移角
的统计结果绘制的直方图。从该图可以总结出以下规律：①抗震墙破坏形式对其极限侧移角 的影响不明显；②所统计的抗震墙的极限侧移角主要分布在 对11个带边框低矮抗震墙试验所得到极限侧移角为
1/333?1/125之间。有关文献
1/192?1/112，平均值1/160。同济大学
80 %
曾进行过无边框带竖缝抗震墙与不带竖缝抗震墙的对比试验，测量到的承载力下降至 时的侧移角分布在 1/174?1/105之间。
20 5 O r QD 5 0
1 2 3
4 5
6 7
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Ru(1/1000)
图7日本抗震墙试件极限位移角分布图
对于纯抗震墙结构，如果按广泽雅也的统计结果并只考虑单片墙的作用，取接近墙片 极限位移角主要分布区间的下限值
1/300作为其弹塑性位移角限值， 保证率约为85%。广泽
变形 考
雅也资料的统计年代较早，抗震墙的配筋构造一般比二十世纪八十年代以来的试件差， 能力也必然较低；另外当时的试验设备往往难以记录到试件进入荷载退化后的极限变形。
虑到上述因素，图8所示的我国二十世纪八十年代以来抗震墙试验的结果对规范弹塑性位移 角限值的确定更有参考价值。
因此本次规范修订时建议取图
8中统计值的下限1/120作为抗
震墙结构的极限位移角限值。正如前面所述，实际结构中抗震墙各墙肢之间以及墙肢与连梁
2.0
之间存在着内力重分布，其整体的变形能力和稳定性一般都比单片墙的好很多， 建议值具有较高的安全度。
因此规范的
ce^T PXA Y r Qb muN 图8中国抗震墙试件极限位移角分布图
对于框架-抗震墙结构，由于存在框架结构作为第二道抗震防线和框架与抗震墙之间的 内力重分布，首先进入弹塑性状态的抗震墙作为第一道抗震防线，
可以允许其承载能力有较
大的降低。因此，框架-抗震墙结构的层间弹塑性位移角限值可以比纯抗震墙结构的限值有 一定的提高。综合上述，2001规范建议取1/100作为框架-抗震墙结构的层间弹塑性位移角 限值。
在日本学者Nakachi等人模拟一个25层框架-筒体结构在斜向地震作用下底部三层钢筋 混凝土核心筒体受力的试验中，
所测得的4个1/8比例模型试件的极限位移角分别为
1/322、
1/217、1/167和1/104,后面两个试件因为采取了增强变形能力的措施，因而具有较好的变 形能力。目前国内外对框架 -筒体结构的试验研究还很少，因此暂时建议取与抗震墙结构相 同的弹塑性位移角限值，而该限值是否合理，还有待于对筒体结构开展更多的试验研究。
各类钢筋混凝土结构的弹塑性位移角限值见表
8。
表8建议的RC结构层间弹塑性位移角限值 结构类型 框 架 【0 p] 1/50 1/100 1/100 1/120 底层框架砖房中的框架 框架-抗震墙 抗震墙、筒体 （3）钢结构的弹塑性层间位移角限值
高层钢结构具有较高的变形能力，美国
ATC-06规定，II类地区危险性建筑（容纳人数
（1997）中规定，
5,
较多），层间最大位移角限值为 1/67 ；美国AISC《房屋钢结构抗震规定》
与小震相比，大震时的位移角放大系数，对双重抗侧力体系中的框架一中心支撑结构取 对框架一偏心支撑结构取 4。如果弹性位移角限值为
1/300，则对应的弹塑性位移角限值分
别为1/60和1/75。考虑到钢结构具有较好的延性并参照美国规范，弹塑性层间位移角限值 适当放宽至 1/50 。 4. 小 结
(1) 变形指标不仅可以较好地体现结构构件的损伤程度， 而且可以用来控制非结构构件 的性能水平。从工程实用角度，采用变形指标 限状态进行量化是合适的。
(2) 弹性位移角限值的依据应随结构类型的不同而改变。对于框架结构，应以控制填充 墙不出现严重开裂为小震下层间位移控制的依据， 对以剪力墙为主要受力构件的结构， 则应 以控制剪力墙的开裂
(转角、位移角等 )来对各种性能水平的损伤极
07第七讲地震作用和抗震验算新规定 - 图文
