1、大連大學建筑工程學院,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,3.1 多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析,大連大學建筑工程學院,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,3.1 多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析,結(jié)構(gòu)布置不合理而產(chǎn)生的震害,扭轉(zhuǎn)破壞,平面為L形的建筑,唐山地震時，位于天津市的一幢平面為L形的建筑由于不對稱而產(chǎn)生了強烈的扭轉(zhuǎn)反應，導致離轉(zhuǎn)動中心較遠的東南角和東北角處嚴重破壞。,旋轉(zhuǎn)軸,大連大學建筑工程學院,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,3.1 多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析,薄弱層破壞,底部框架結(jié)構(gòu)的變形,高層建筑的第5層倒塌,第五層破

2、壞,大連大學建筑工程學院,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,3.1 多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析,軟弱底層房屋倒塌形式（傾倒）,軟弱底層房屋倒塌形式 （底層完全倒塌）,具有薄弱底層的房屋，易在地震時倒塌,大連大學建筑工程學院,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,3.1 多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析,應力集中,應力集中產(chǎn)生的震害,結(jié)構(gòu)豎向布置產(chǎn)生很大的突變時，在突變處由于應力集中會產(chǎn)生嚴重震害。,大連大學建筑工程學院,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,3.1 多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析,防震縫處碰撞,防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)單元的碰撞,防震

3、縫如果寬度不夠，其兩側(cè)的結(jié)構(gòu)單元在地震時就會相互碰撞而產(chǎn)生震害,大連大學建筑工程學院,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,3.1 多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析,框架結(jié)構(gòu)的震害,整體破壞形式,框架的整體破壞形式按破壞性質(zhì)可分為延性破壞和脆性破壞，按破壞機制可分為梁鉸機制（強柱弱梁型）和柱鉸機制（強梁弱柱型）。,大連大學建筑工程學院,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,3.1 多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析,局部破壞形式,大連大學建筑工程學院,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,3.1 多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析,框架梁、柱、節(jié)點震害,（

4、1）框架梁 破壞發(fā)生在梁端，梁端縱筋屈服，出現(xiàn)上下貫通垂直裂縫和交叉斜裂縫。在梁端負彎矩鋼筋切斷處，由于抗彎能力的削弱也容易產(chǎn)生裂縫，造成梁剪切破壞。,框架梁剪切破壞的主要原因： 梁端鋼筋屈服后，裂縫的產(chǎn)生和開展使混凝土抵抗剪力的能力逐漸減小，而梁內(nèi)箍筋配置又少，以及地震反復作用使混凝土抗剪強度進一步降低。當剪力超過梁抗剪承載力時產(chǎn)生破壞。,大連大學建筑工程學院,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,3.1 多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析,（2）框架柱 破壞主要發(fā)生在接近節(jié)點處，在水平地震作用下，進入塑性階段，形成塑性鉸，發(fā)生破壞。,a、柱頂：柱頂周圍有水平裂縫、斜裂縫或交叉裂

5、縫。重者混凝土壓碎崩落，柱內(nèi)箍筋拉斷，縱筋壓曲成燈籠狀。,主要原因：節(jié)點處彎矩、剪力、軸力都較大，受力復雜，箍筋配置不足，錨固不好等。,大連大學建筑工程學院,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,3.1 多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析,b、柱底：與柱頂相似，由于箍筋較柱頂密，震害相對柱頂較輕。,c、短柱：當柱高小于4倍柱截面高度（H/b4)時形成短柱。短柱剛度大，易產(chǎn)生剪切破壞。,大連大學建筑工程學院,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,3.1 多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析,d、角柱：由于雙向受彎、受剪,加上扭轉(zhuǎn)作用，震害比內(nèi)柱重。,大連大學建筑工程學院,建

6、筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,3.1 多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析,（3） 框架節(jié)點 節(jié)點的破壞機理復雜，主要表現(xiàn)為：節(jié)點核芯產(chǎn)生斜向的X形裂縫，當節(jié)點區(qū)剪壓比較大時，箍筋未屈服混凝土就被剪、壓酥碎而破壞，導致整個框架破壞。,破壞主要原因：大都是混凝土強度不足、節(jié)點處的箍筋配置量小或節(jié)點處鋼筋太稠密，使得混凝土澆搗不密實，梁筋錨固長度不夠。,節(jié)點的破壞,大連大學建筑工程學院,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,3.1 多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析,填充墻的破壞,填充墻的震害較框架結(jié)構(gòu)嚴重。由于框架側(cè)向變形，使墻體出現(xiàn)斜裂縫或?qū)橇芽p。強震時，未采取拉

7、結(jié)處理措施的墻體，則有局部或整片倒塌的現(xiàn)象。一般地講，非承重空心磚填充墻比普通粘土磚填充墻破壞嚴重。,填充墻破壞的主要原因是：墻體受剪承載力低，變形能力小，墻體與框架缺乏有效的拉結(jié)，在往復變形時墻體易發(fā)生剪切破壞和散落。,大連大學建筑工程學院,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,3.1 多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析,砌體填充墻剛度大而承載力低，首先承受地震作用而遭破壞。一般7度即出現(xiàn)裂縫，8度和8度以上地震作用下，裂縫明顯增加，甚至部分倒塌，一般是上輕下重，空心砌體墻重于實心砌體墻，砌快墻重于磚墻。,框架-剪力墻結(jié)構(gòu)上部較嚴重，框架結(jié)構(gòu)下部震害嚴重。,大連大學建筑工程學院,

8、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,3.1 多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析,具有抗震墻的結(jié)構(gòu)的震害,抗震墻的破壞,抗震墻的剪切破壞,墻肢間連梁的破壞,在地震反復作用下，在連梁的梁側(cè)形成X形裂縫，主要是由于剪力和彎矩產(chǎn)生的主拉應力超過連梁混凝土抗拉強度所致抗震墻的破壞，一般不會導致房屋倒塌，可消耗地震能力，小震是應保證不出現(xiàn)裂縫。,大連大學建筑工程學院,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,3.1 多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析,大連大學建筑工程學院,3.2 選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計原則,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,結(jié)構(gòu)選型,多層鋼筋混凝土結(jié)

9、構(gòu)體系包括： 框架結(jié)構(gòu)、框架-抗震墻結(jié)構(gòu)、抗震墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和框架-筒體結(jié)構(gòu)等。,抗震墻,大連大學建筑工程學院,3.2 選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計原則,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,房屋高度及限值,抗震墻之間樓屋蓋的最大長寬比,大連大學建筑工程學院,3.2 選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計原則,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)適用的最大高度 (m),對平面和豎向均不規(guī)則的結(jié)構(gòu)或建造于類場地上的結(jié) 構(gòu)，其適用的最大高度尚應適當降低。當設(shè)防烈度為6、7、8度，且房屋高度分別超過120m、100m、80m時，不宜采用框支層現(xiàn)澆抗震墻結(jié)構(gòu)。,大連大學建筑

10、工程學院,3.2 選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計原則,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,結(jié)構(gòu)的抗震等級,1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高； 地震作用與烈度、場地等有關(guān)，從經(jīng)濟角度考慮，對不同烈度、場地的結(jié)構(gòu)的抗震要求可以有明顯的差別。,2、結(jié)構(gòu)的抗震能力主要取決于主要抗側(cè)力構(gòu)件的性能； 主、次抗側(cè)力構(gòu)件的抗震要求應有差別。,3、房屋越高，地震反應越大，抗震要求越高。 抗震等級是確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震計算和抗震措施的標準。根據(jù)設(shè)防烈度、房屋高度、建筑類別、結(jié)構(gòu)類型及構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中的重要程度確定，共分四個等級，一級最高。,大連大學建筑工程學院,3.2 選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計原則,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

11、-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,結(jié)構(gòu)布置原則和設(shè)計原則,結(jié)構(gòu)布置的原則,1、平面布置 結(jié)構(gòu)的平面布置是指在結(jié)構(gòu)平面圖上布置柱和墻的位置以及樓蓋的傳力方式。從抗震的角度看，最主要的是使結(jié)構(gòu)平面的質(zhì)量中心和剛度中心相重合或盡可能靠近，以減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)反應。,結(jié)構(gòu)的平面布置宜簡單、對稱和規(guī)則,大連大學建筑工程學院,3.2 選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計原則,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,2、豎向布置 結(jié)構(gòu)沿豎向（鉛直方向）應盡可能均勻而少變化，使結(jié)構(gòu)的剛度沿豎向均勻。,適用的房屋最大高寬比,大連大學建筑工程學院,3.2 選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計原則,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)

12、構(gòu)的抗震設(shè)計,結(jié)構(gòu)的破壞機制,1、框架結(jié)構(gòu) 為了充分發(fā)揮整個結(jié)構(gòu)的抗震能力，較合理的地震破壞機制應為節(jié)點基本不破壞，梁比柱的屈服能早發(fā)生、多發(fā)生；同一層中，各柱兩端屈服歷程越長越好；底層柱底的塑性鉸宜最晚發(fā)生。梁柱端的塑性鉸出現(xiàn)得盡可能分散。,2、框架剪力墻結(jié)構(gòu) 抗震墻的各墻段（包括小開洞墻和聯(lián)肢墻肢）的高寬比不宜小于2，使其成彎剪破壞。連梁宜在梁端塑性屈服，且有足夠的變形能力，在墻段充分發(fā)揮抗震作用前不失效。,大連大學建筑工程學院,3.2 選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計原則,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,結(jié)構(gòu)的延性,延性破壞和脆性破壞兩者的變形性能差別很大，與其相關(guān)的因素有：抗剪

13、和抗彎承載力之比、剪跨比、剪壓比、軸壓比、主筋率、配筋率、箍筋形式、混凝土和鋼筋材料、鋼筋連接和錨固方式等。,大連大學建筑工程學院,3.2 選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計原則,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,防震縫的設(shè)置,（1）框架結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度，當高度不超過15m時可采用70mm；超過15m時，6度、7度、8度和9度相應每增加高度5m、4m、3m和2m，宜加寬20mm。 （2）框架抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用上述對框架規(guī)定數(shù)值的70%，抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用上述對框架規(guī)定數(shù)值的50%；且均不宜小于70mm。 （3）防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)體系不同時，防震縫寬度應按需要較寬

14、的規(guī)定采用，并可按較低房屋高度計算縫寬。 （4）8、9度框架結(jié)構(gòu)房屋防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)高度、剛度或?qū)痈呦嗖钶^大時，可在縫兩側(cè)房屋的盡端沿全高設(shè)置垂直于防震縫的抗撞墻，每一側(cè)抗撞墻的數(shù)量不應少于兩道，宜分別對稱布置，墻肢長度可不大于一個柱距。,大連大學建筑工程學院,3.2 選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計原則,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,抗震墻,8、9度設(shè)防的鋼筋混凝土框架房屋防震縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)，當結(jié)構(gòu)高度、剛度或?qū)痈呦嗖钶^大時，可在防震縫兩側(cè)房屋的盡端設(shè)垂直于防震縫的抗撞墻。,大連大學建筑工程學院,3.2 選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計原則,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,框架

15、-抗震墻結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置,1、抗震墻布置的基本原則 框架-抗震墻結(jié)構(gòu)中的抗震墻宜沿主軸方向雙向布置，貫通房屋全高，且橫向與縱向抗震墻宜相連，互為翼墻，以提高其剛度和承載能力。,2、抗震墻布置位置的選擇 一般情況下，宜布置在豎向荷載較大處，平面形狀變化處和樓梯間、電梯間等。 房屋較長時，縱向抗震墻不易設(shè)置在端開間。,抗震墻的一般布置原則是“均勻、分散、對稱、周邊”,大連大學建筑工程學院,3.2 選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計原則,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,3、抗震墻布置的具體要求 （1）樓（電）梯間、豎井等使樓面開洞的豎向通道，不宜設(shè)在結(jié)構(gòu)單元端部角區(qū)及凹角處；這種豎向通道不宜獨立

16、設(shè)在柱網(wǎng)之外的中間位置。,大連大學建筑工程學院,3.2 選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計原則,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,（2）縱橫向抗震墻成組布置：縱橫向抗震墻宜合并布置為L形、T形和口字形。,（3）合理調(diào)整抗震墻的長度：為了保證抗震墻具有足夠的的延性,不發(fā)生脆性的剪切破壞，每一道抗震墻（包括單片墻、小開口墻和聯(lián)肢墻）不應過長，總高度與總長度之比宜大于2。 較長的單片墻可以留出結(jié)構(gòu)洞口，劃分成聯(lián)肢墻的兩個墻肢。,大連大學建筑工程學院,3.2 選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計原則,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,（4）抗震墻的最大間距,抗震墻之間無大洞口的樓、屋蓋的長寬比宜

17、滿足下表要求：,抗震墻之間的樓、屋蓋有較大開洞時，長寬比還應減小。當超過上述要求時，應計入樓蓋平面內(nèi)的變形影響。,大連大學建筑工程學院,3.3 多層框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,1、框架梁（KL）的構(gòu)造措施,設(shè)計原則：“強柱弱梁”“強剪弱彎”“強節(jié)點、強錨固”,截面尺寸：不宜小于200mm，梁寬不應小于柱寬的1/2，不應小于梁高的1/4。 縱向鋼筋：縱向受拉鋼筋的配筋率不應大于2.5%，且計入受壓鋼筋的梁端混凝土受壓區(qū)高度和有效高度之比，一級不應大于0.25，二、三級不應大于0.35。梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值，除按計算確定外，一級不小于

18、0.5，二、三級不小于0.3。,大連大學建筑工程學院,3.3 多層框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,框架梁縱筋錨固與截斷的構(gòu)造要求,大連大學建筑工程學院,3.3 多層框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,框架梁箍筋設(shè)置與加密的構(gòu)造措施：,箍筋： 地震作用下，梁端塑性較區(qū)縱向鋼筋屈服的范圍一般可達1.5hb左右。在梁端縱向鋼筋屈服范圍內(nèi)，箍筋加密，且必須做成封閉式。,梁端箍筋加密區(qū)長度、箍筋間距及直徑的要求,大連大學建筑工程學院,3.3 多層框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,框架梁箍筋設(shè)置與加密的構(gòu)造措施：,大連大學建筑工程學院,3.3 多層框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,2、框架柱的構(gòu)造措施：,縱向鋼筋： 宜對稱配置，為保證柱有足夠的延性，框架柱（KZ）和框支柱（KZZ）中全部縱向受力鋼筋的配筋率不要小于下