多高层钢混结构建筑抗震设计.ppt

多、高层钢混结构建筑抗震设计 震害特征 1 抗震概念设计 2 框架结构的抗震设计 3 抗震墙结构的抗震设计 4 预备知识 多、高层建筑体系的分类 体系命名：取自竖向结构体系 基本抗侧力单元：框架、剪力墙、筒体 框架-抗震墙结构 框架-核心筒结构 预备知识 框架结构体系 框架：横梁、立柱组成的结构。 节点：全部或大部分为刚性连接。 预备知识 框架结构体系 框架结构体系：整幢结构都由框架作抗侧向力单元。 优点：建筑平面布置灵活，分隔方便； 构件简单； 　　　 结构自重小，造价较低。 缺点：侧向刚度小，抵抗侧向变形能力差。正是这一点，限制了框架结构的建造高度。 预备知识 抗震墙（剪力墙）结构体系 定义：由钢筋混凝土剪力墙（抗震墙） 承受全部水平作用和竖向荷载的结构体系。 预备知识 抗震墙（剪力墙）结构体系 优点：整体性好、刚度大，抵抗侧向变形能力强； 抗震性能、塑性变形能力较好。 剪力墙结构适宜的建造高度比框架结构要高。 结构高度：几十米到上百米，十几层到三十多层 缺点：结构自重较大； 建筑平面布置不够灵活(跨度受限)。 预备知识 框架-抗震墙结构体系 定义：体系以框架为主，并布置一定数量的剪力墙。 结构形式扬长避短，具备了纯框架结构和纯剪力墙结构的优点，同时克服了纯框架结构抗侧移刚度小和纯剪力墙结构平面布置不够灵活的缺点。 缺点：结构设计计算复杂、施工难度大。 一、震害特性 多、高层建筑体系常见震害 钢筋混凝土结构具有较好的抗震性能，地震时所遭受的破坏比砌体结构轻的多，但如果设计不合理也会产生严重震害： 1、结构布置不合理产生的震害 包括平面布置不当产生的震害、竖向布置不规则产生的震害。 2、防震缝处碰撞 防震缝两侧的结构单元发生不同形式的振动，若宽度过小，两侧单元会相互碰撞而产生震害。 一、震害特性 多、高层建筑体系常见震害 3、框架柱、梁和节点的震害 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。 破坏不易修复 一、震害特性 多、高层建筑体系常见震害 （2）柱底 与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。 一、震害特性 多、高层建筑体系常见震害 （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。 一、震害特性 多、高层建筑体系常见震害 （4）角柱 由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害比内柱重。 一、震害特性 多、高层建筑体系常见震害 （5）框架梁柱节点 主要是节点核心区的破坏，当配筋或构造不当时，会出现交叉斜裂缝形式的剪切破坏。 （6）框架梁 震害多发生于梁端。在竖向荷载与地震作用下，梁端承受反复作用的剪力和弯矩，出现垂直裂缝、交叉斜裂缝。 当抗剪钢筋不足时发生脆性剪切破坏；当抗弯钢筋不足时发生弯曲破坏。 一、震害特性 多、高层建筑体系常见震害 4、框架填充墙的震害 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，在往复变形时墙体易发生剪切破坏和散落。 一、震害特性 多、高层建筑体系常见震害 5、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。 一、震害特性 多、高层建筑体系常见震害 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；（P11） （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。 二、抗震概念设计 结构体系的选择 不同的结构体系，其抗震性能、使用效果和经济指标亦不同。 《抗震规范》在考虑地震烈度、场地土、抗震性能、使用要求及经济效果等因素和总结地震经验的基础上，对地震区多高层房屋适用的最大高度给出了规定。 房屋的高宽比值愈大，即建筑愈瘦高，地震作用下的侧移愈大，地震引起的倾覆作用愈严重。故《规范》对房屋的高宽比按结构体系和地震烈度给出了不同的要求。 二、抗震概念设计 抗震等级的划分 地震作用下，钢筋混凝土结构的地震反应有下列特点： 地震作用越大，房屋的抗震要求越高； 结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能； 房屋越高，地震反应越大，抗震要求越高。 我国抗震设计规范和高层规程综合考虑建筑重要性类别、设防烈度、结构类型和房屋高