第十二章钢筋混凝土框架结构抗震设计研究报告.ppt

第十二章钢筋混凝土框架结构抗震设计 概述 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。 钢筋混凝土框架房屋层数一般在十层以下。 框架房屋 一、结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层 12.1 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。 12.2 结构选型 一、房屋的适用最大高度 《抗震规范》规定：乙、丙和丁类建筑的框架结构和框架-抗震墙结构适用的最大高度应不超过下表的规定。 甲类建筑适用的最大高度应专门研究。 50 100 120 130 框架-抗震墙结构 25 45 55 60 框架结构 9 8 7 6 结构类型 烈 度 现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（m) 注：1.房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不包括局部突出屋顶部分）； 2.超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效的加强措施； 3.平面和竖向均不规则的结构或建造在Ⅳ场地的构，使用的最大高度应适当降低（一般降低20%左右）。 二、结构的抗震等级 地震作用下，钢筋混凝土结构的地震反应有下列特点： 1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高； 2、结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能； 3、房屋越高，地震反应越大，抗震要求越高。 地震作用与烈度、场地等有关，从经济角度考虑，对不同烈度、场地的结构的抗震要求可以有明显的差别。 主、次抗侧力构件的抗震要求应有差别。 抗震等级是确定结构构件抗震计算和抗震措施的标准。根据设防烈度、房屋高度、建筑类别、结构类型及构件在结构中的重要程度确定，共分四个等级，一级最高。 下表为丙类建筑抗震等级的划分： 一 一 一 抗震墙 一 一 二 二 三 三 四 框架 ≤ 50 60 ≤ 60 60 ≤ 60 60 ≤ 60 高度（m) 一 剧场,体育馆等大跨度公共建筑 一 一 二 二 三 三 四 框架 ≤ 25 30 ≤ 30 30 ≤ 30 30 ≤ 30 高度（m) 框架 -抗 震墙 结构 框架 结构 结 构 类 型 烈 度 6 8 7 9 三 二 一 三 二 现浇钢筋混凝土房屋的抗震