第4章 多层及高层混凝土结构抗震设计知识研讨.ppt

青岛理工大学土木工程学院; 前章主要内容的回顾;第4章 多层和高层钢筋混凝土结构建筑抗震设计 ; 本章教学目标与要求 1.熟悉多层及高层钢筋混凝土结构建筑的震害特点 及原因。 2.理解和掌握多层及高层钢筋混凝土结构抗震概念设计 的要求。 3.掌握钢筋混凝土框架结构的抗震设计内容和设计方法。 4.了解抗震墙结构的抗震设计方法，熟悉多层及高层钢筋 混凝土结构的抗震构造措施。; 导入案例 1972年尼加拉瓜首都马那瓜发生的地震中，有两幢钢筋混凝土结构的高层建筑，相隔不远，一幢是15层的中央银行大厦，其结构布置上下不连续、平面不对称；另一幢是18层的美洲银行大厦，其结构布置均匀对称。地震时前者发生了严重破坏，震后拆除；而后者只受轻微损坏，经维修恢复使用。为什么两幢混凝土结构房屋会发生如此不同的破坏呢？ 我们可以通过本章的学习得到说明。; 框架结构的抗震设计内容;4.1 震害特征及原因; 从震害中汲取教训和经验 失败是成功之母;马那瓜中央银行 结构平面布置 ;马那瓜美洲银行结构平面布置 ;1; 彰化县员林镇邦富贵名门大楼座落在中山路惠明街口，为16层钢筋混凝土集合住宅大楼,底层柱子间距7至10米。地震时倾倒的原因是底层柱子数量少，间距大。;2．防震缝处碰撞;3．框架整体的震害;4．框架梁的震害;5．框架柱的震害;1)柱顶;;2)柱底;3)短柱;4)角柱;6、梁柱节点; 梁柱节点破坏;7．填充墙的震害; 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。;8．抗震墙的震害;9．抗震墙中的连梁震害;震害中的重要启示; 问 题;4.2 结构抗震概念设计;我国《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）（以下简称高层规程）将钢筋混凝土高层建筑结构按房屋高度划分为A级和B级两个级别。规定了各自的最大适用高度和高宽比的限制，提出了不同的抗震设计要求。。 ;表4-1 多层及A级高度钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度;表4-2 B级高度钢筋混凝土高层建筑结构的最大适??高度; 　A级高度和B级高度建筑的高宽比分别不宜超过表４．3和表４．4的规定限值。 ;表4-3 A级高度钢筋混凝土高层建筑结构的适用的最大高宽比;抗震等级是多层和高层钢筋混凝土结构、构件进行抗震设计的标准。同一结构体系，不同的抗震等级，具有不同的抗震设计计算（抗弯、抗剪等）和构造措施要求。; 表4-5 多层及A级高度的高层建筑结构抗震等级;;裙房与主楼的等级;4.2.3 结构布置;局部不连续;（2） 对于10层和10层以上或高度大于28m属于A级高度的高层钢筋混凝土建筑，平面布置 如图，限制见表4-7。;2．结构竖向布置;（3）结构的侧移刚度宜下大上小逐渐均匀变化，楼层侧移刚度不宜小于相邻上部楼层侧移刚度的70%或其上相邻三个楼层侧移刚度平均值的80%。;3．防震缝的设置;当设防烈度为8度、9度时的框架结构房屋防震缝两侧结构高度、刚度或层高相差较大时，可在缝两侧房屋的尽端沿全高设置垂直于防震缝的抗撞墙，每侧抗撞墙的数量不应少于两道，宜分别对称布置，墙肢的长度可不大于一个柱距。;4.2.4结构材料;回顾上节主要内容;2.抗震概念设计;4.3框架结构的抗震设计;4.3.1框架结构抗震概念设计;1.柱网布置;（a）横向框架承重方案 ;3.确定框架结构抗震设防的类别及设防烈度;4.确定框架结构的抗震等级;4.3.2 框架结构抗震计算及验算; （2）实际结构是空间体系，但对于规则的框架结构一般可以简化为平面结构进行抗震计算，即一榀框架只抵抗自身平面内的侧向地震作用，各平面结构通过楼盖（屋盖）连接而协同工作，各层楼盖平面内刚度无限大，平面外刚度很小，可忽略。 ;(a);1．水平地震作用计算及变形验算;水平荷载作用下框架的变形;反弯点法的计算步骤如下： ⑴多层多跨框架在水平荷载作用下，当梁柱线刚度之比值大于3（ib/ic≥3）时，可采用反弯点法计算杆件内力； ⑵求框架各层各柱的抗侧刚度： ； ⑶求框架各层各柱的剪力 ； ⑷求柱上下端弯矩； ⑸求梁端弯矩； ⑹绘制弯矩图； ;2.确定反弯点位置 3.根据D值,对楼层剪力进行分配 到各柱上 4.计算柱端弯矩 5.根据节点弯矩平衡