多高层钢混结构建筑抗震设计.ppt

多、高层钢混结构建筑抗震设计 震害特征震害特征1 抗震概念设计抗震概念设计2 框架结构的抗震设计框架结构的抗震设计3 抗震墙结构的抗震设计抗震墙结构的抗震设计4 预备知识 多、高层建筑体系的分类 体系命名：取自竖向结构体系 基本抗侧力单元：框架、剪力墙、筒体 抗震墙墙结结构 框架结结构 筒体结结构 框架-抗震墙墙结结构 框架-核心筒结结构 预备知识 框架结构体系 框架：横梁、立柱组成的结构。 节点：全部或大部分为刚性连接。 预备知识 框架结构体系 框架结构体系：整幢结构都由框架作抗侧向力单元。 优点：建筑平面布置灵活，分隔方便； 构件简单； 结构自重小，造价较低。 缺点：侧向刚度小，抵抗侧向变形能力差。正是这一点，限 制了框架结构的建造高度。 预备知识 抗震墙（剪力墙）结构体系 定义：由钢筋混凝土剪力墙（抗震墙） 承受全部水平作用和竖 向荷载的结构体系。 预备知识 抗震墙（剪力墙）结构体系 优优点：整体性好、刚度大，抵抗侧向变形能力强； 抗震性能、塑性变形能力较好。 剪力墙结 构适宜的建造高度比框架结结构要高。 结结构高度：几十米到上百米，十几层到三十多层 缺点：结构自重较大； 建筑平面布置不够灵活(跨度受限)。 预备知识 框架-抗震墙结构体系 定义义：体系以框架为主，并布置一定数量的剪力墙。 结构形式扬长扬长 避短，具备了纯框架结构和纯剪力墙结 构的优 点，同时克服了纯框架结构抗侧移刚度小和纯剪力墙结 构平 面布置不够灵活的缺点。 缺点：结构设计计 算复杂、施工难度大。 一、震害特性 多、高层建筑体系常见震害 钢筋混凝土结构具有较好的抗震性能，地震时所遭受的破坏比 砌体结构轻的多，但如果设计不合理也会产生严重震害： 1、结构布置不合理产生的震害 包括平面布置不当产生的震害、竖向布置不规则产生的震害。 2、防震缝处碰撞 防震缝两侧的结构单元发生不同形式的振动，若宽度过小，两 侧单元会相互碰撞而产生震害。 一、震害特性 多、高层建筑体系常见震害 3、框架柱、梁和节点的震害 梁柱变形能力不足，构件过早发生破坏。一般是梁轻轻柱重，柱 顶顶重于柱底，尤其是角柱和边边柱更易发生破坏。 （1）柱顶顶 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。 破坏不易修复 一、震害特性 多、高层建筑体系常见震害 （2）柱底 与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻 。 一、震害特性 多、高层建筑体系常见震害 （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。 一、震害特性 多、高层建筑体系常见震害 （4）角柱 由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害比内柱重。 一、震害特性 多、高层建筑体系常见震害 （5）框架梁柱节节点 主要是节点核心区的破坏，当配筋或构造不当时，会出现交 叉斜裂缝形式的剪切破坏。 （6）框架梁 震害多发生于梁端。在竖向荷载与地震作用下，梁端承受反 复作用的剪力和弯矩，出现垂直裂缝、交叉斜裂缝。 当抗剪钢筋不足时发 生脆性剪切破坏；当抗弯钢筋不足时发 生弯曲破坏。 一、震害特性 多、高层建筑体系常见震害 4、框架填充墙的震害 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， 在往复变形时墙体易发生剪切破坏和散落。 一、震害特性 多、高层建筑体系常见震害 5、抗震墙的震害 在强震作用下，抗震墙的震害主要表现在墙肢之间连梁的剪切 破坏。主要是由于连梁跨度小，高度大形成深梁，在反复荷载作用 下形成X型剪切裂缝，为剪切型脆性破坏，尤其是在房屋1/3高度处 的连梁破坏更为明显。 一、震害特性 多、高层建筑体系常见震害 总结 以上震害调查结 果，除注意场地和地基因素外，从结构上主 要应注意： （1）结构的刚度在平面上和沿竖向的分布要规则 、均匀； （2）结构构件要有足够的承载力和延性；（P11） （3）重视构造，加强对混凝土的约束，防止剪切、锚固等脆性破 坏； （4）保证施工质量。 二、抗震概念设计 结构体系的选择 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宽比按结构体系和 地震烈度给出了不同的要求。 二、抗震概念设计 抗震等级的划分 地震作用下，钢钢筋混凝土结结构的地震反应有下列特点： 地震作用越大，房屋的抗震要求越高； 结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能； 房屋越高，地震反应越大，抗震要求越高。 我国抗震设计规 范和高层规 程综合考虑建筑重要性类别类别、设设防烈 度、结结构类类型和房屋高度等因素，对钢 筋混凝土结构划分了不同的抗 震等级。（表4-4、表4-5） 二、抗震概念设计 结构布置 多高层钢 筋混凝土结构房屋结结构布置的基本原则则： 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