建筑结构抗设计第五章多层和高层钢筋混凝土结构房屋.pptVIP

* 第五章多层和高层钢筋混凝土结构房屋 5.1 概述 多层和高层钢筋混凝土结构体系包括： 框架结构、框架-抗震墙结构、抗震墙结构、筒体结构和框架-筒体结构等。 本章仅介绍前两种。 钢筋混凝土框架房屋：钢筋混凝土纵梁、横梁和柱等 构件组成承重体系的房屋。 框架-抗震墙结构：在框架房屋中增加抗震墙构成。 钢筋混凝土框架房屋层数一般在十层以下。 抗震墙主要承受水平荷载，框架主要承受竖向荷载。 抗震墙 框架房屋 框架-抗震墙 一、结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层 5.2 震害及其分析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (mm) 层 1 3 5 6 7 9 11 13 40 80 120 在强烈地震作用下，结构的薄弱楼层率先屈服、发展弹塑性变形，并形成弹塑性变形集中的现象，不能发挥整体的抗震能力。 1976年唐山大地震中，位于天津塘沽区的天津碱厂十三层蒸吸塔框架，该结构楼层屈服强度分布不均匀，造成6层和11层的弹塑性变形集中，导致6层以上全部倒塌。 右图为该结构输入天津波的弹塑性分析结果。 二、框架梁、柱的震害 梁柱变形能力不足，构件过早发生破坏。一般是梁轻柱重，柱顶重于柱底，尤其是角柱和边柱更易发生破坏。 1、柱顶 柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或交叉裂缝。重者混凝土压碎崩落，柱内箍筋拉断，纵筋压曲成灯笼状。 主要原因：节点处弯矩、剪力、轴力都较大，受力复杂，箍筋配置不足，锚固不好等。 破坏不易修复。 2、柱底 与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。 3、短柱 当柱高小于4倍柱截面高度（H/b4)时形成短柱。 短柱刚度大，易产生剪切破坏。 4、角柱 由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害比内柱重。 5、梁柱节点 节点核心区产生对角方向 的斜裂缝或交叉斜裂缝，混凝 土剪碎剥落。节点内箍筋很少 或无箍筋时，柱纵向钢筋压曲 外鼓。 节点破坏的主要原因是节点的受剪承载力不足，约束箍筋太少，梁筋锚固长度不够以及施工质量差所引起。 6、框架梁 震害多发生于梁端。在地震作用下梁端纵向钢筋屈服，出现上下贯通的垂直裂缝和交叉裂缝。破坏的主要原因是梁端屈服后产生的剪力较大，超过了梁的受剪承载力，梁内箍筋配置较稀，以及反复荷载作用下混凝土抗剪强度降低等。 节点破坏将导致梁柱失去相互之间的联系。 三、填充墙的震害 砌体填充墙刚度大而承载力低，首先承受地震作用而遭破坏。一般7度即出现裂缝，8度和8度以上地震作用下，裂缝明显增加，甚至部分倒塌，一般是上轻下重，空心砌体墙重于实心砌体墙，砌快墙重于砖 墙。 框架-剪力墙结构上部较严重，框架结构下部震害严重。 填充墙破坏的主要原因是：墙体受剪承载力低，变形能力小，墙体与框架缺乏有效的拉结，在往复变形时墙体易发生剪切破坏和散落。 四、抗震墙的震害 在强震作用下，抗震墙的震害主要表现在墙肢之间连梁的剪切破坏。主要是由于连梁跨度小，高度大形成深梁，在反复荷载作用下形成X型剪切裂缝，为剪切型脆性破坏，尤其是在房屋1/3高度处的连梁破坏更为明显。 五、防震缝的震害 防震缝宽度过小，地震时结构相互碰撞造成震害。 总结以上震害调查结果，除注意场地和地基因素外，从结构上主要应注意： 1）结构的刚度在平面上和沿竖向的分布要规则、均匀； 2）结构构件要有足够的承载力和延性； 3）重视构造，加强对混凝土的约束，防止剪切、锚固 等脆性破坏； 4）保证施工质量。 5.3 钢筋混凝土结构房屋设计特点及概念设计 一、单柱及群柱的 曲线 ---位移延性比 弹性范围 有约束屈服范围 无约束屈服范围 二、钢筋混凝土结构的抗震设计特点 使用阶段或在常遇地震作用时，结构在弹性范围工作； 在基本烈度地震作用时,结构在弹塑性范围工作; 在罕遇烈度地震作用时,结构亦在弹塑性范围工作; 程度不同