1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)地震力的確定
1.1 低地震力取值的可行性
到二十世紀(jì)八十年代，各國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范都承認(rèn)這樣一個(gè)事實(shí)，就是在地震作用下，結(jié)構(gòu)在真正失效前，有一個(gè)較大的塑性變形能力（結(jié)構(gòu)延性），即結(jié)構(gòu)在一個(gè)較小的地震下可能達(dá)到或者接近屈服狀態(tài)；而在較大的地震下，結(jié)構(gòu)的若干部位將陸續(xù)進(jìn)入屈服后的非彈性變形狀態(tài)，并且隨著地震力的增大，結(jié)構(gòu)中進(jìn)入彈塑性變形的部位增多，先進(jìn)入屈服的部位彈塑性變形也增大。結(jié)構(gòu)通過(guò)這種變形耗散較多的地震傳來(lái)的能量，將其轉(zhuǎn)換成熱能。
對(duì)于“設(shè)計(jì)地震力－延性”聯(lián)合法則，我們可以從地震力和結(jié)構(gòu)相互關(guān)系上進(jìn)行理解：一方面設(shè)計(jì)地震力低的結(jié)構(gòu)，通過(guò)更大的非彈性變形耗散掉更多的地震能量；另一方面結(jié)構(gòu)非彈性變形越大，剛度降低越嚴(yán)重，阻尼增大，周期比高設(shè)計(jì)地震力的結(jié)構(gòu)增長(zhǎng)越多，結(jié)構(gòu)受到的總地震力也降低也越多。這就使得我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中，在不降低構(gòu)件豎向承載力保證結(jié)構(gòu)延性的前提下，可以取用一個(gè)小于設(shè)防烈度地震反應(yīng)水準(zhǔn)作為設(shè)計(jì)中取用的地震作用。反過(guò)來(lái)講，若采用的設(shè)計(jì)地震力越低，結(jié)構(gòu)屈服部位在屈服后水平和豎向承載力不降低的前提下需要達(dá)到的非彈性變形就越大，也就需要結(jié)構(gòu)有更好的延性性能。
這樣，我們就需要解決如下兩個(gè)問(wèn)題：
A． 如何在設(shè)防烈度地震作用與設(shè)計(jì)地震力取值之間建立恰當(dāng)?shù)穆?lián)系；
B． 如何在設(shè)計(jì)地震力與所要求的結(jié)構(gòu)延性建立對(duì)應(yīng)關(guān)系。
對(duì)于問(wèn)題A，以N.M.Newmark為代表的眾多學(xué)者認(rèn)為，將設(shè)防烈度地震加速度通過(guò)地震力降低系數(shù)R（中，美等國(guó)）或結(jié)構(gòu)性能系數(shù)q（歐共體，新西蘭等）折減為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加速度，相當(dāng)于賦予結(jié)構(gòu)一個(gè)較小的屈服承載力，結(jié)構(gòu)在豎向承載力不降低的情況下，通過(guò)屈服后的非彈性變形來(lái)經(jīng)受更大的地震，實(shí)現(xiàn)“大震不倒”的目標(biāo)。因而，采用低設(shè)計(jì)地震力的關(guān)鍵在于保證結(jié)構(gòu)及構(gòu)件在大震下達(dá)到所需的延性。對(duì)于地震力降低系數(shù)R或結(jié)構(gòu)性能系數(shù)q，各國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范存在略為不同的處理手法，不過(guò)總體而言R或q均為設(shè)防烈度地震作用與結(jié)構(gòu)截面設(shè)計(jì)所用的地震作用的比值。 R或q越大，則要求結(jié)構(gòu)達(dá)到的延性能力越大，R或q越小，則結(jié)構(gòu)需要達(dá)到的延性能力越小。這樣均能實(shí)現(xiàn)“大震不倒”。
對(duì)于問(wèn)題B，國(guó)外一般有如下三種設(shè)計(jì)方案：（1）較高地震力——較低延性方案；（2）中等地震力——中等延性方案；（3）較低地震力——較高延性方案。高地震力方案主要保證結(jié)構(gòu)的承載力，低地震力方案主要保證結(jié)構(gòu)的延性。實(shí)際震害表明，這三種方案，從抗震效果和經(jīng)濟(jì)性來(lái)看，都能達(dá)到設(shè)防目標(biāo)。我國(guó)的抗震設(shè)計(jì)采用的是方案（3）即較低地震力——較高延性方案，即采用明顯小于設(shè)防烈度的小震地面運(yùn)動(dòng)加速度來(lái)確定結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)地震作用，并將它與其他荷載內(nèi)力進(jìn)行組合，進(jìn)行截面設(shè)計(jì)，通過(guò)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在屈服后的地震反應(yīng)過(guò)程中形成較為有利的耗能機(jī)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)主要的耗能部位具有良好的屈服后變形能力來(lái)實(shí)現(xiàn)“大震不倒”的目標(biāo)。當(dāng)然，我們還要看到一點(diǎn)，雖然這三個(gè)方案都能保證“大震不倒”，但是在改善結(jié)構(gòu)在中小地震下的性態(tài)方面，方案（3）僅僅提高結(jié)構(gòu)的延性水平而結(jié)構(gòu)的屈服水準(zhǔn)并沒(méi)有明顯提高是明顯不如方案（1）和（2）的。也就是說(shuō)，在保證“小震不壞，中震可修”方面，方案（1）和（2）是優(yōu)于方案（3）的。
地震動(dòng)以波的形式在地下及地表傳播，由于震源特點(diǎn)、斷層機(jī)制、傳播途徑等因素的不確定性，具有很大隨機(jī)性。要想得出地震動(dòng)對(duì)于不同結(jié)構(gòu)有什么不同的反應(yīng)，就需要在地震動(dòng)特性與結(jié)構(gòu)反應(yīng)架起一座橋梁。由于地震動(dòng)反應(yīng)譜的形狀特征反應(yīng)了不同類(lèi)型結(jié)構(gòu)動(dòng)力最大反應(yīng)的特點(diǎn)，所以各工程中一般采用地震影響系數(shù)
譜曲線作為計(jì)算地震作用的依據(jù)。
我國(guó)的
2.8。從而得到小震時(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)加速度，其值與重力加速度的比值即為小震時(shí)水平地震影響系數(shù)最大值。
與其他國(guó)家相比，我國(guó)的地震力降低系數(shù)R2.7~2.8，其取值與新西蘭“有限延性框架”相當(dāng)（R=3）；介于歐洲共同體低延性DC“L”（R=2.5）和中延性DC“M”（R=3.75）之間；比美國(guó)的“一般框架”（R=3.5）還要略小些。單純從R的角度來(lái)看，似乎中國(guó)規(guī)范在大震下的延性需求和其他國(guó)家相比處在“中等延性結(jié)構(gòu)”水平。但是中國(guó)設(shè)防烈度下水平地面運(yùn)動(dòng)的峰值加速度系數(shù)的取值，要比其他各個(gè)國(guó)家的低（見(jiàn)下表）。結(jié)構(gòu)動(dòng)力放大系數(shù)相差不大都在2.25附近，而且我國(guó)的譜曲線平臺(tái)段與其他國(guó)家相比很小，下降段較陡，造成反應(yīng)譜的取值較其他國(guó)家的低，實(shí)質(zhì)上中國(guó)R＝2.8相當(dāng)于歐共體的R＝5.0左右，所以實(shí)質(zhì)上，我國(guó)采用的是“較低地震力——較高延性”方案。在大震下所需要的延性需求與其他國(guó)家相比，應(yīng)該屬于高延性需求。
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各國(guó)規(guī)范 |
美國(guó)UBC 1997 |
新西蘭NZS3101 |
歐洲EC8 |
中國(guó)GB50011-2001 |
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加速度系數(shù) |
0.075~0.40 |
0.21~0.42 |
0.12~0.36 |
0.05~0.40 |
1.2 地震作用計(jì)算
隨著反應(yīng)譜理論的不斷成熟，各個(gè)國(guó)家對(duì)地震力在結(jié)構(gòu)上的作用，都接受了底部剪力法和振型分解反應(yīng)譜法等方法。我國(guó)規(guī)范規(guī)定：
底部剪力法適用于高度不超過(guò)40m，以剪切變形為主且質(zhì)量剛度沿高度分布均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似單質(zhì)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的總地震力由
確定，然后再沿高度按倒三角形分布分配，并考慮了地震中可能頂部地震力增大的頂點(diǎn)附加集中力。
振型分解反應(yīng)譜法適用于當(dāng)前現(xiàn)有大多數(shù)建筑結(jié)構(gòu)體系。通過(guò)振型組合考慮各周期不同的振型在地震反應(yīng)中的參與程度。對(duì)不進(jìn)行扭轉(zhuǎn)計(jì)算的結(jié)構(gòu)，先確定各振型在各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，在按照公式
確定水平地震作用效應(yīng)；對(duì)進(jìn)行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算的結(jié)構(gòu)，其樓層取兩個(gè)正交水平位移和轉(zhuǎn)角位移三個(gè)自由度，確定各振型在各樓層兩水平方向和轉(zhuǎn)角方向的地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，按
或
確定水平地震作用效應(yīng)。
規(guī)范同時(shí)還規(guī)定，對(duì)特別不規(guī)則的建筑，甲類(lèi)建筑，規(guī)范表5.1.2－1所列高度范圍的高層建筑，應(yīng)用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算，可取多條時(shí)程曲線計(jì)算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的較大值。另外一般彈性時(shí)程法分析的結(jié)果有利于判斷薄弱層部位。
對(duì)于9度地區(qū)高層建筑考慮豎向地震力，采取與底部剪力法類(lèi)似的方法，只是豎向地震力的取值約為水平地震力取值的0.57倍左右。
對(duì)于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)，地震作用中的地面運(yùn)動(dòng)加速度和位移可能對(duì)結(jié)構(gòu)具有更大的影響，而振型分解反應(yīng)譜法無(wú)法對(duì)此作出估計(jì)，新規(guī)范同時(shí)還增加了樓層水平地震剪力最小值的要求，見(jiàn)抗震規(guī)范5.2.5條。
2 結(jié)構(gòu)抗震變形驗(yàn)算
抗震設(shè)防三水準(zhǔn)的要求是通過(guò)兩階段設(shè)計(jì)來(lái)保證的：多遇地震下的承載力驗(yàn)算，建筑主體結(jié)構(gòu)不受損，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件沒(méi)有過(guò)重破壞保證建筑正常使用功能；罕遇地震作用下建筑主體結(jié)構(gòu)遭遇破壞，但不倒塌。結(jié)構(gòu)抗震變形驗(yàn)算是兩階段設(shè)計(jì)很重要的內(nèi)容。
第一階段設(shè)計(jì)，變形驗(yàn)算以彈性層間位移角表示。以保證結(jié)構(gòu)及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件不開(kāi)裂或開(kāi)裂不明顯，保證結(jié)構(gòu)整體抗震性能。新規(guī)范增加了變形驗(yàn)算的范圍，對(duì)以彎曲變形為主的高層建筑可以扣除結(jié)構(gòu)的整體彎曲變形，因?yàn)檫@部分位移對(duì)結(jié)構(gòu)而言是無(wú)害位移，只是人的舒適度感覺(jué)不同而已，
第二階段的變形驗(yàn)算為罕遇地震下薄弱層彈塑性變形驗(yàn)算，以彈塑性層間位移表示。根據(jù)震害經(jīng)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)研究和計(jì)算結(jié)果分析提出了構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)達(dá)到極限變形時(shí)的層間極限位移角，防止結(jié)構(gòu)薄弱層彈塑性變形過(guò)大引起結(jié)構(gòu)倒塌。規(guī)范對(duì)驗(yàn)算的范圍有明確規(guī)定，但考慮到彈塑性變形計(jì)算的復(fù)雜性和缺乏實(shí)用軟件，對(duì)不同建筑有不同要求。在以后發(fā)展中可以把驗(yàn)算范圍推廣到更大，甚至可以基于位移控制法來(lái)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，滿足某些類(lèi)型的建筑對(duì)結(jié)構(gòu)位移的特殊要求，來(lái)保證結(jié)構(gòu)的位移在可接受范圍。
需要說(shuō)明的是，現(xiàn)階段的位移控制和抗震設(shè)計(jì)還限于單一地震下結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。如何有效考慮在地震高發(fā)區(qū)及多次地震下累積損傷對(duì)結(jié)構(gòu)變形和抗震性能的影響，保證結(jié)構(gòu)整個(gè)壽命期內(nèi)的安全，需要進(jìn)一步的研究。
3 以框架結(jié)構(gòu)為例談抗震概念設(shè)計(jì)
由于建筑抗震設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，在實(shí)際工程中抗震概念設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。它主要包括以下內(nèi)容：建筑設(shè)計(jì)應(yīng)注意結(jié)構(gòu)的規(guī)則性；選擇合理的建筑結(jié)構(gòu)體系；抗側(cè)力結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的延性設(shè)計(jì)。本文以框架為例重點(diǎn)介紹抗震概念設(shè)計(jì)中的能力設(shè)計(jì)法（capacity design）。
能力設(shè)計(jì)法是結(jié)構(gòu)延性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，包括我國(guó)規(guī)范的內(nèi)力調(diào)整和構(gòu)造兩個(gè)方面。它是二十世紀(jì)70年代后期，新西蘭知名學(xué)者T.Paulay和Park提出的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)地震力取值偏低的情況下具有足夠延性的方法。其核心思想為：通過(guò)“強(qiáng)柱弱梁”引導(dǎo)結(jié)構(gòu)形成“梁鉸機(jī)構(gòu)”或者“梁柱鉸機(jī)構(gòu)”；通過(guò)“強(qiáng)剪弱彎”避免結(jié)構(gòu)在達(dá)到預(yù)計(jì)延性能力前發(fā)生剪切破壞；通過(guò)必要構(gòu)造措施使可能形成塑性鉸的部位具有必要的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力和耗能能力。從以上三個(gè)方面保證使結(jié)構(gòu)具有必要的延性。框架結(jié)構(gòu)作為常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式，當(dāng)然其延性設(shè)計(jì)也主要是從這三個(gè)方面來(lái)體現(xiàn)的。
3.1 強(qiáng)柱弱梁
結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)分析表明，結(jié)構(gòu)的變形能力和破壞機(jī)制有關(guān)。常見(jiàn)有三種典型的耗能機(jī)構(gòu)，“梁鉸機(jī)構(gòu)”、“柱鉸機(jī)構(gòu)”、“梁柱鉸機(jī)構(gòu)”?！傲恒q機(jī)構(gòu)” 和“梁柱鉸機(jī)構(gòu)”的梁先屈服，可使整個(gè)框架有較大的內(nèi)力重分布和能量消耗能力，極限層間位移大，塑性鉸數(shù)量多，不因個(gè)別塑性鉸失效而結(jié)構(gòu)整體失效。因而抗震性能好，是鋼筋混凝土理想的耗能機(jī)構(gòu)。我國(guó)規(guī)范采用的是允許柱子、剪力墻出鉸的梁柱鉸方案，采取相對(duì)的“強(qiáng)柱弱梁”措施，推遲柱子的出鉸時(shí)間。但不能完全排除出現(xiàn)薄弱層的柱鉸機(jī)構(gòu)的可能性，因而需要限制柱子的軸壓比，必要時(shí)通過(guò)時(shí)程分析法判斷結(jié)構(gòu)的薄弱層，防止出現(xiàn)柱鉸機(jī)構(gòu)。
我們常見(jiàn)的“強(qiáng)柱弱梁”的調(diào)整措施就是要人為增大柱子的抗彎能力，誘導(dǎo)在梁端先出現(xiàn)塑性鉸。這是考慮到柱中實(shí)際彎矩在地震中的可能增大。在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塑性鉸之前，結(jié)構(gòu)構(gòu)件因拉區(qū)混凝土開(kāi)裂和壓區(qū)混凝土的非彈性性質(zhì)，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)退化，使得各構(gòu)件剛度降低。梁剛度降低較受壓的柱子相對(duì)嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)由最初的剪切型變形向剪彎形變形過(guò)渡，柱內(nèi)的彎矩較梁端的彎矩比例增大；同時(shí)結(jié)構(gòu)的周期加長(zhǎng)，影響到結(jié)構(gòu)各振型的參與系數(shù)的大?。坏卣鹆ο禂?shù)發(fā)生變化，導(dǎo)致部分柱子彎矩增大，由于構(gòu)造原因及設(shè)計(jì)中鋼筋的人為增大，使得梁的實(shí)際屈服強(qiáng)度提高，從而使得梁出現(xiàn)塑性鉸時(shí)柱內(nèi)彎矩增大。結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塑性鉸之后，同樣有上述原因的存在，而且結(jié)構(gòu)屈服后的非彈性過(guò)程就是地震力進(jìn)一步增大的過(guò)程，柱彎矩隨地震力的增大而增大。地震力引起的傾覆力矩改變了柱內(nèi)的實(shí)際軸力。我們規(guī)范中的軸壓比限值一般能保證柱子在大偏壓的范圍內(nèi)，軸力的減小也能導(dǎo)致柱子屈服能力的降低。
抗震規(guī)范規(guī)定：除框架頂層和柱軸壓比小于0.15者及框支梁與框支柱以外，柱端彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合
， 
根據(jù)實(shí)配鋼筋面積及材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定。底層柱軸力大，塑性轉(zhuǎn)的能力差，為避免柱腳出鉸后壓潰，一、二、三級(jí)框架結(jié)構(gòu)底層，柱端截面組合彎矩設(shè)計(jì)值分別乘以增大系數(shù)1.5，1.25和1.15。角柱的調(diào)整后的組合彎矩尚應(yīng)乘以不小于1.10的系數(shù)。對(duì)一級(jí)抗震等級(jí)的剪力墻肢截面組合彎矩設(shè)計(jì)值進(jìn)行調(diào)整，迫使塑性鉸出現(xiàn)在墻肢底部加強(qiáng)部位，底部加強(qiáng)部位及以上一層彎矩設(shè)計(jì)值取墻肢底部截面組合彎矩設(shè)計(jì)值，其它部位乘以1.2的增大系數(shù)。對(duì)部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)，一、二級(jí)框支柱的柱上端和底層柱下端，其組合彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.5和1.25。
以上“強(qiáng)柱弱梁”的調(diào)整措施，經(jīng)過(guò)非線性動(dòng)力反應(yīng)分析表明，基本滿足大震不倒地要求。在7度區(qū)，梁的鋼筋由重力荷載控制，柱的鋼筋基本由最小配筋率控制。全面增大了柱梁相對(duì)抗彎能力。同時(shí)，7度區(qū)很難出現(xiàn)正彎矩塑性鉸，對(duì)抵抗大震起到有利作用。在9度區(qū)，采用實(shí)配鋼筋面積和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算柱內(nèi)彎矩，構(gòu)造上梁鋼筋的增大同樣導(dǎo)致柱內(nèi)彎矩設(shè)計(jì)值的增大，在多波輸入下，梁端塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)大，發(fā)展較充分，柱端塑性鉸發(fā)展不充分，轉(zhuǎn)動(dòng)較小。塑性變形更多集中與梁端，滿足抗震能力設(shè)計(jì)要求。對(duì)8度區(qū)，其大震位移反應(yīng)同9度差不多，但柱端塑性鉸較9度多，轉(zhuǎn)動(dòng)大，梁端塑性鉸出現(xiàn)充分但轉(zhuǎn)動(dòng)小，因而“強(qiáng)柱弱梁”效果不明顯，有關(guān)專(zhuān)家建議8度二級(jí)抗震等級(jí)時(shí)，彎矩增大系數(shù)宜取1.35，這有待進(jìn)一步的完善。
3.2 強(qiáng)剪弱彎
“強(qiáng)剪弱彎”是為了保證塑性鉸截面在達(dá)到預(yù)期非彈性變形之前不發(fā)生剪切破壞。就常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)而言，主要表現(xiàn)在梁端、柱端、剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)、剪力墻洞口連梁端部、梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)。與非抗震相比，增強(qiáng)措施主要表現(xiàn)在提高作用剪力；調(diào)整抗剪承載力兩個(gè)方面。
3.2.1 作用剪力
一、二、三級(jí)框架梁和抗震墻中跨高比大于2.5的連梁，剪力設(shè)計(jì)值
其中，
一級(jí)取1.3，二級(jí)取1.2，三級(jí)取1.1，一級(jí)框架結(jié)構(gòu)及9度尚應(yīng)符合
。一、二、三級(jí)框架柱和框支柱，剪力設(shè)計(jì)值
一級(jí)取1.4，二級(jí)取1.2，三級(jí)取1.1，一級(jí)框架結(jié)構(gòu)及9度尚應(yīng)符合
。一、二、三級(jí)抗震墻底部加強(qiáng)部位，剪力設(shè)計(jì)值
一級(jí)取1.6，二級(jí)取1.4，三級(jí)取1.2， 9度尚應(yīng)符合
。梁柱節(jié)點(diǎn)，一、二級(jí)抗震等級(jí)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗震受剪承載力驗(yàn)算，三四級(jí)應(yīng)符合抗震構(gòu)造措施，對(duì)9度設(shè)防及一級(jí)抗震等級(jí)的框架結(jié)構(gòu)，考慮到梁端已出現(xiàn)塑性鉸，節(jié)點(diǎn)的剪力完全由梁端實(shí)際屈服彎矩決定，按梁端實(shí)配鋼筋面積和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，同時(shí)乘以1.15的增大系數(shù)。其它一級(jí)按梁端彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算，剪力增大系數(shù)為1.35，二級(jí)為1.2。
3.2.2 抗剪公式
國(guó)內(nèi)外低周反復(fù)荷載作用下鋼筋混凝土連續(xù)梁及懸臂梁受剪承載力實(shí)驗(yàn)表明，混凝土剪壓區(qū)剪切強(qiáng)度的降低、斜裂縫間骨料咬合力及縱筋暗銷(xiāo)力的降低是梁受剪承載力降低的主要原因。規(guī)范對(duì)混凝土的受剪承載力降為非抗震的60％，鋼筋項(xiàng)沒(méi)有降低。同樣，對(duì)偏壓柱受剪承載力實(shí)驗(yàn)表明，反復(fù)加載使柱受剪承載力降低10％~30%，主要由混凝土項(xiàng)引起，采取與梁相同的作法。對(duì)剪力墻的實(shí)驗(yàn)表明，其反復(fù)加載比單調(diào)加載受剪承載力降低15％~20%，采用非抗震受剪承載力乘以0.8的折減系數(shù)。梁柱節(jié)點(diǎn)的抗震受剪承載力由混凝土斜壓桿和水平箍筋兩部分受剪承載力組成，有關(guān)專(zhuān)家給出了相關(guān)公式。
為了防止梁、柱、連梁、剪力墻、節(jié)點(diǎn)發(fā)生斜壓破壞，我們對(duì)受剪截面規(guī)定了受剪承載力上限，即規(guī)定了配箍率的上限值。
通過(guò)非彈性動(dòng)力反應(yīng)分析表明，以上措施基本滿足強(qiáng)剪弱彎的要求。由于二級(jí)抗震等級(jí)梁柱在大震下塑性轉(zhuǎn)動(dòng)仍很大，有關(guān)專(zhuān)家建議剪力增大系數(shù)不宜比一級(jí)相差過(guò)大，對(duì)梁取1.25較好，對(duì)柱宜取1.3~1.35。其取值的合理性有待于進(jìn)一步完善。
需要說(shuō)明的是，梁柱節(jié)點(diǎn)受力非常復(fù)雜，要保證梁柱鋼筋在節(jié)點(diǎn)中的可靠錨固，同時(shí)在梁柱端發(fā)生抗彎破壞前，節(jié)點(diǎn)不發(fā)生剪切破壞，其實(shí)質(zhì)應(yīng)屬于“強(qiáng)剪弱彎”的范疇。而且，節(jié)點(diǎn)僅對(duì)一、二級(jí)抗震等級(jí)的剪力進(jìn)行調(diào)整，其增大系數(shù)比柱的要小，構(gòu)造措施也比柱端弱些。因而，“更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”的說(shuō)法，不值得提倡。
3.3 構(gòu)造措施
構(gòu)造措施是梁、柱、剪力墻塑性鉸區(qū)要達(dá)到實(shí)際需要的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力和耗能能力的保證。它與“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)柱弱梁”相互關(guān)聯(lián)，一起保證結(jié)構(gòu)的延性。“強(qiáng)剪弱彎”是保證塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)能力和耗能能力的前提；“強(qiáng)柱弱梁”的嚴(yán)格程度，影響相應(yīng)的構(gòu)造措施，若實(shí)行嚴(yán)格的“強(qiáng)柱弱梁”，保證柱子除底部外不出現(xiàn)塑性鉸，相應(yīng)的軸壓比等構(gòu)造措施就要松些。我國(guó)采取相對(duì)的“強(qiáng)柱弱梁”，延緩柱子出鉸的時(shí)間，所以需要采取較嚴(yán)的構(gòu)造措施。
3.3.1 梁的構(gòu)造措施
梁塑性鉸截面的延性與很多因素有關(guān)，截面延性隨受拉鋼筋配筋率及屈服強(qiáng)度的提高而降低；隨受壓鋼筋配筋率和混凝土強(qiáng)度提高而提高，隨截面寬度增大而增大；塑性鉸區(qū)的箍筋可以防止縱筋的壓屈、提高混凝土極限壓應(yīng)變、阻止斜裂縫的開(kāi)展、抵抗剪力，充分發(fā)揮塑性鉸的變形和耗能能力；梁高跨比越小，剪切變形比例越大，易發(fā)生斜裂縫破壞，使延性降低。梁縱筋配箍率過(guò)低，梁開(kāi)裂后鋼筋可能屈服甚至拉斷。因而，規(guī)范對(duì)于梁縱筋最大配筋率和最小配筋率、箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度、最大間距、最小直徑、最大肢距、體積配箍率都有嚴(yán)格規(guī)定。為了抵抗梁端可能的正彎矩，保證截面延性，對(duì)梁端拉壓鋼筋面積比作出了限制。同時(shí)，還對(duì)梁的最小寬度、跨高比、高寬比做了規(guī)定。
3.3.2 柱的構(gòu)造措施
柱為壓彎型受力構(gòu)件，軸壓比對(duì)延性及耗能性影響較大。軸壓比小時(shí)，柱子發(fā)生大偏壓破壞，構(gòu)件變形大，延性好，但耗能性降低；隨軸壓比的增大，耗能性增大，但是延性急劇下降，而且箍筋對(duì)延性的幫助減小。我們對(duì)于采用低地震力設(shè)計(jì)的柱子，主要保證其延性，而耗能性放到第二位。規(guī)范對(duì)軸壓比作出了限制，一般能保證在大偏壓的范圍內(nèi)。箍筋同樣也對(duì)延性起到很大的作用，約束縱筋、提高混凝土壓應(yīng)變、阻止斜裂縫發(fā)展。柱一般為對(duì)稱配筋，其縱筋配筋率越大，柱子屈服時(shí)變形越大，延性越好。因而對(duì)柱子的縱筋最小配筋率、箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度、最大間距、最小直徑、最大肢距、體積配箍率做出了嚴(yán)格規(guī)定。同時(shí)對(duì)柱子的高寬比、剪跨比、截面最小高度、寬度做出了規(guī)定，以提高抗震性能。
3.3.3 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造措施
節(jié)點(diǎn)作為梁柱鋼筋的錨固區(qū)，對(duì)結(jié)構(gòu)性能影響很大。為保證在地震和豎向荷載作用下，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)剪壓比偏低時(shí)為節(jié)點(diǎn)核心區(qū)提供必要的約束，保持節(jié)點(diǎn)在不利情況下的基本抗剪能力，使梁柱縱筋可靠錨固，對(duì)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的箍筋最大間距、最小直徑、體積配箍率做出了規(guī)定。梁柱縱筋在節(jié)點(diǎn)的可靠錨固是節(jié)點(diǎn)構(gòu)造措施的主要內(nèi)容。規(guī)范對(duì)梁筋過(guò)中節(jié)點(diǎn)的直徑；對(duì)梁柱縱筋錨固長(zhǎng)度；錨固方式都有詳細(xì)的規(guī)定。
3.3.4 剪力墻構(gòu)造措施
為保證剪力墻的延性和耗能能力，為墻肢提供約束，防止出現(xiàn)大的裂縫，規(guī)范對(duì)剪力墻的邊緣構(gòu)件做出了詳細(xì)規(guī)定；同時(shí)也對(duì)剪力墻的軸壓比作出了限制；為保證剪力墻的承載力和側(cè)向剛度，對(duì)剪力墻提出了最小墻厚的要求；為防止斜拉剪切破壞，限制斜裂縫的發(fā)展，減小溫度收縮裂縫，對(duì)剪力墻的水平、豎向分布筋的最小配筋率、最大間距、最小直徑做出了規(guī)定。
綜上所述；框架結(jié)構(gòu)主要就是通過(guò)計(jì)算和構(gòu)造措施來(lái)實(shí)現(xiàn)“追求梁鉸機(jī)構(gòu)的能力設(shè)計(jì)方案”從而，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“小震不壞，中震可修，大震不倒”的三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)的。
參考文獻(xiàn)：
1 白紹良等. 從各國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)比看我國(guó)鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震能力設(shè)計(jì)措施的有效性（一、二） 重慶大學(xué)土木工程學(xué)院，2001
2 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50010-2002 中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002
3 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50011-2001 中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2001
4 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ3-2002 中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002
