美标钢筋混凝土特殊抗弯框架之设计(2)
钢筋混凝土特殊抗弯框架,类似国标的一二级框架结构。但也有不同的地方。如该框架可以做为一种抗侧力体系,与另外非抗侧力体系结合布置。确实也是抗震设计的一种思路。
2.特殊抗弯框架的使用
2.1历史发展
钢筋混凝土特殊抗弯框架概念于1960年左右开始引入美国(Blume et al.1961)。当时它们的使用基本上由设计师自行决定,因为直到1973年《统一建筑规范》(ICBO 1973)才首次要求在地震活动性最高的区域使用特殊框架构造。最早的构造要求与今天的要求有许多相似之处。
在大多数早期应用中,建筑物的所有框架都使用了特殊抗弯框架。20世纪90年代发展起来的一种趋势是在建筑物较少的框架中使用特殊抗弯框架,其余部分为重力框架,未指定其为抗震系统的一部分(图1-1)。在1994年的北岭地震中,一些重力框架表现不佳,导致对这些框架的配置和构造提出了更严格的要求。ACI 318§18.14中对未指定为抗震体系一部分的构件的规定适用于ASCE 7中定义的抗震设计类别D、E或F特殊抗弯框架中的重力框架。仅重力构件的构造要求可能接近特殊抗弯框架的要求,因此,在许多情况下,如果能够使这些构件满足所有适用要求,则将其作为抗震体系的一部分可能更为经济。
特殊抗弯框架还可用于将特殊抗弯框架与结构(剪力)墙相结合的双重系统。在当前使用中,要求抗弯框架能够抵抗至少25%的设计地震力,而总抗震能力由抗弯框架和剪力墙的组合提供,并与其相对刚度成比例。使用特殊抗弯框架来创建双重体系允许使用更大的响应修正系数R,从而可能降低整体抗震强度要求。但与仅使用剪力墙的体系相比,建造特殊抗弯框架所需的额外模板和构造可能会增加施工成本。
2.2何时使用特殊抗弯框架
当建筑空间规划需要灵活性时,通常选择抗弯框架作为抗震体系。对于许多抗震体系,如特殊钢筋混凝土剪力墙,ASCE7§12.2.1限制了建筑高度。这些高度限制不适用于单独使用或与剪力墙结合使用以创建双重体系的特殊抗弯框架。
当为抗震设计类别为D、E或F的建筑物选择混凝土抗弯框架时,要求将其构造为特殊钢筋混凝土抗弯框架。特殊抗弯框架也可用于抗震设计类别A、B和C,尽管这可能不会导致最经济的设计。如果选择特殊抗弯框架作为抗震体系,则必须满足框架的所有要求,以确保其延性性能,无论抗震设计类别如何。