结构抗震第五章多层和高层钢筋混凝土结构房屋

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1、第五章多层和高层钢筋混凝土结构房屋§5.1概述5.2震害及其分析5.3结构选型与结构布置5.4框架结构的抗震计算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。（１）钢筋混凝土框架结构:仅由梁、柱组成的结构，其是抗震性能较好的一种结构形式。它的优点是平面布置灵活，自身重量较轻，因而产生的地震作用也小，如果设计合理，它具有很好的延伸性能，能耗散地震输入到结构的能量；缺点是侧向刚度较小，地震时会产生较大的水平变形，易引起非结构构件的破坏，有时甚至造成主体结构的破坏。抗震墙框架房屋框架-抗震墙纯框架结构用于１２层４０m以下的建筑。（２）

2、钢筋混凝土框架——剪力墙结构:是剪力墙和框架共同工作的结构体系。为克服框架体系和剪力墙体系各自的缺点，发挥其长处，在框架结构中设置一定数量的剪力墙，便形成框架——剪力墙结构体系。它的优点是平面布置灵活，自重较剪力墙结构轻，而刚度又较框架结构大，因而能较为有效地控制结构在地震时产生的地震作用和变形。另外，框架结构为剪切变形，结构上部层间变形小，下部层间变形大；而剪力墙结构为弯曲型变形，结构上部层间变形大，下部层间变形小，而当框架和剪力墙两种结结构共同工作时，相互之间有所协调，结果是框架下部层间变形和剪力墙上部层间变形减小，因而使结构的变形均匀合理。钢筋混凝土框架——剪力墙结构适用于１０

3、～２０层（３）钢筋混凝土剪力墙结构:包括整体剪力墙、联肢剪力墙和预制墙板等结构，由墙体组成的剪力墙结构其抗震性能较好。优点是整体性能好、侧向刚度大，无论是强度或变形都易满足抗震设计的要求；缺点是大面积墙体的使用限制了建筑物内部平面布置的灵活性，另外，刚度大产生的地震作用也大，因此在设计中如对配筋和构造处理不当，可能会在受力大的部位产生严重破坏。剪力墙结构适用于２０～３０层（４）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。目

4、前，我国在工业与民用建筑中，特别在地震区，大量采用多层框架和框架——剪力墙体系。本章主要介绍钢筋砼框架结构房屋的抗震设计。5.2震害及其分析钢筋砼框架结构的震害情况，据国内外大量震害调查结果：未经抗震设防的结构，在6～7度区主体结构基完好，填充墙有轻微裂缝；在8～9度区主体结构局部破坏填充墙严重毁坏。考虑抗震设防的框架结构，震害则相应减轻。震害调查还表明，下刚上柔的框架房屋（下部填充墙较多），上部震害较重；上刚下柔的框架房屋（上部有填充墙），下部震害较重。一、结构方案不当引起的震害1、平面不对称、刚度不均匀产生的震害建筑平面布置不规则----质量中心和刚度中心不重合----扭转效应-

5、--破坏严重（尤其是角柱）2、竖向刚度突变产生的震害在强烈地震作用下，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。竖向的质量或刚度有突变------突变处应力集中，形成薄弱层----较大的塑性变形---结构破坏、甚至倒塌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。1971年2月9日美国圣费尔南多的6.6级地震中，Olive—View医院主楼（六层，一、二层是框架，以上为框－剪结构）因上下部分刚度相差高达10倍，造成底层塑性变形集中

6、，底层框架柱严重酥裂，钢筋压曲，整个建筑倾斜。3、防震缝处碰撞防震缝两侧结构单元的振动特性不同------发生不同形式的振动----防震缝缝宽不够或构造不当------发生碰撞二、结构构件的震害未经抗震设计的框架的震害主要反映在梁柱节点区。特点：柱的震害重于梁；柱顶震害重于柱底；角柱震害重于内柱；短柱震害重于一般柱。具体情况如下：1、框架柱的震害1）长柱的破坏-----弯压破坏破坏一般发生在柱的上下两端，特别是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。柱底破坏与柱顶相似，常见是在离地面10～40m处有周圈水平裂缝，但因箍筋较柱顶密，

7、震害相对柱顶较轻。柱顶破坏主要原因：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。柱底与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻2）短柱------剪切破坏短柱：H/b<4的柱，H:柱高;b:柱截面高度短柱刚度大，将吸引较大的地震力而易产生剪切破坏当框架房屋中有错层、夹层或有半高填充墙，或不适当地设置某些拉梁时，容易形成短柱3）角柱由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，该处横梁约束作用又小，故震害比内柱重。由于抗剪强度不足