第5章砼房屋抗震设计.ppt

５.多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计 · 本章要点 　 ■ 　掌握：水平地震作用的计算；框架内力和位 移计算；框架梁、柱、节点的抗震设计。 　　 ■　 理解：多高层钢筋混凝土结构房屋抗震设计的一般 要求。 ■　 了解：多层及高层钢筋混凝土结构房屋 的主要 结构体系及震害特点。 ５.0　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。 　　框架结构体系由梁和柱组成，平面布置灵活，易于满足建筑物设置大房间的要求，在工业与民用建筑中应用广泛。 　　抗震墙也称剪力墙，这种结构体系由钢筋混凝土纵横墙组成，抗侧力性能较强，但平面布置不灵活，纯剪力墙体系一般用于住宅、旅馆和办公楼建筑。 　　筒体结构或由四周封闭的剪力墙构成单筒式的筒状结构；或以楼电梯为内筒，密排柱深梁框架为外框筒组成筒中筒结构。这种结构的空间刚度大，抗侧和抗扭刚度都很强，建筑布局亦灵活。常用于超高层公寓、办公楼和商业大厦建筑等。 　　框架-抗震墙结构：在框架房屋中增加抗震墙构成。 　　框架－筒体体系：在框架房屋中增加筒体构成。 ５.0　概述 ５.1　震害及其分析 　　设计不良或施工质量欠佳的钢筋混凝土结构房屋在地震中遭遇震害的情况，亦不鲜见。主要震害可概述如下： １.共振效应引起的震害 ２.结构平面或竖向布置不当引起的震害 ３.框架柱、梁和节点的震害 ５.1　震害及其分析 （2）柱底 　　与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。 ５.1　震害及其分析 （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。 ５.1　震害及其分析 （4）角柱 ５.1　震害及其分析 ４.框架填充墙的震害 ５.1　震害及其分析 ５.1　震害及其分析 ５.抗震墙的震害 ５.1　概述 ６.防震缝的震害 ５.２　抗震设计的一般要求 5.2.1 结构体系选择 　　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。 　　注：当有大底盘时，计算高宽比的高度从大底盘顶部算起。　　 　　选择结构体系时，要考虑建筑物刚度与场地条件的关系，要注意选择合理的基础形式及埋置深度；还必须注意经济指标。 ５.２　抗震设计的一般要求 5.2.2 结构布置 多高层钢筋混凝土结构房屋结构布置的基本原则： ①结构平面应力求简单规则，结构的主要抗侧力构件应对称均匀布置，尽量使结构的刚心与质心重合，避免地震时引起结构扭转及局部应力集中。 ② 结构的竖向布置，应使其质量沿高度方向均匀分布，避免结构刚度突变，并应尽可能降低建筑物的重心，以利结构的整体稳定性。 ③合理地设置变形缝。 ④加强楼屋盖的整体性。 ⑤尽可能做到技术先进，经济合理。 １.框架结构布置 　　框架结构主要用于 10 层以下的住宅、办公及各类公共建筑与工业建筑。常见的框架柱网形式有方格式与内廊式两类。 ５.２　抗震设计的一般要求 ５.２　抗震设计的一般要求 ２. 框架－抗震墙结构布置 　　框架－抗震墙结构是由框架和抗震墙结合而共同工作的结构体系，兼有框架和抗震墙两种结构体系的优点。既具有较大的空间，又具有较大的抗侧刚度。多用于10~20层的房屋。 ５.２　抗震设计的一般要求 ④ 抗震墙应尽可能靠近房屋平面的端部，但不宜布置在外墙。 ⑤抗震墙应设置在墙面不需要开大洞口的位置，开洞口时应上下对齐，抗震等级为一、二级的联肢墙的洞口不应采用弱连系梁。 ３.抗震墙结构布置 　　抗震墙结构是右钢筋混凝土墙体承受竖向荷载和水平荷载的结构体系。具有整体性能好、抗侧刚度大和抗震性能好等优点，该类结构无突出墙面的梁、柱，可降低建筑层高，充分利用空间，特别适合于20~30层的高层居住建筑，但该类建筑大面积的墙体限制了建筑物内部平面布置的灵活性。 ５.２　抗震设计的一般要求 ５.２　抗震设计的一般要求 ③部分框支抗震墙结构的框支层，其抗震墙的截面面积不应小于相邻上层抗震墙截面面积的 50 % ，框支层落地抗震墙间距不宜大于 24m ; ④底部两层框支抗震墙结构的布置宜对称，且宜设置抗震墙筒体