框架结构地震破坏形态.ppt

框架结构建筑在地震中的破坏形态 混凝土框架结构主要构件 柱 梁 节点和填充墙体以上构件在地震中均有不同程度的破坏 破坏形式 1 填充墙破坏2 梁 柱极其节点破坏3 楼梯间破坏4 结构局部或整体倒塌5 其他破坏 一 填充墙破坏 历次地震中 填充墙破坏最为普遍 即使在较小地震作用下 也会发生不同程度的破坏 地震时填充墙与框架共同抵抗地震荷载 由于填充墙刚度大 承担了大部分的地震能量 直至破坏 另外由于墙体受剪承载力低 墙体和框架缺乏有效地拉结 不合理的预埋管线削弱等原因 使其在高频能量的地震荷载作用下极易发生破坏 主要体现为X形斜裂缝 墙体周边开裂 角部应力破坏 局部或整体倒塌等 框架结构变形为剪切型 底部的水平位移大 使得填充墙的破坏呈现 下重上轻 现象 例如 填充墙交叉裂缝 二 梁 柱极其节点破坏 框架结构的震害主要是由于强度和延性不足引起 一般规律是 柱的震害重于梁 脚柱的震害重于下端 1 梁的破坏 梁的破坏多发生在梁端 地震荷载使纵向钢筋屈服出现上下贯通的垂直裂缝和交叉斜裂缝 在梁负弯矩钢筋切断处抗弯能力减弱也易出现裂缝 造成梁剪切破坏 部分梁在跨中处也出现了垂直裂缝 梁的剪切破坏的主要原因是两端屈服后产生的剪切应力较大 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切强度降低等因素引起的 例如 混凝土梁抗剪破坏 2 柱的破坏 框架柱的破坏按破坏类型不同分为 弯曲破坏 剪切破坏 压弯破坏 按破坏部位不同分为 脚柱破坏 短柱破坏 柱牛腿破坏 其破坏形态有柱端弯剪破坏 柱身剪切破坏 短柱破坏等 地震中柱的破坏程度较梁更为严重 更多的看到柱铰破坏机制 而不是抗震规范中要求梁铰机制 主要是由于现浇板对梁的增强 超配筋等 部分框架柱和梁产生了大量的斜裂缝 而不是受弯开裂 例如 柱上端钢筋外露 混凝土压碎 3 梁柱节点破坏 一些梁柱节点发生破坏 混凝土被压碎 这些与 强柱弱梁 强剪弱弯 强节点强锚固 相违背 柱破坏的原因是抗弯和抗剪承载力不足 箍筋太少对混凝土约束力很差 在压力 弯矩 剪力共同作用下 柱的截面承载力达到极限 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的 例如 节点出现交叉裂缝 三 楼梯间破坏 楼梯间是建筑的竖向通道 因其刚度相对较大 且强度高厚比较大 其破坏表现为梯段破裂 梯梁破坏 楼梯间横墙破坏或倒塌等 例如 楼梯混凝土剥落 与楼板连接处产生水平裂缝 四 结构局部或整体倒塌 框架结构的整体抗震性能较好 地震中发生倒塌的建筑较少 倒塌分为竖向连续倒塌和侧向变形倒塌 前者主要个别构件在地震中破坏 失去承载能力而使得局部坍塌 进而导致结构的竖向连续倒塌 后者主要是由于结构发生竖向变形过大 超过结构的极限变形能力而发生坍塌 例如 竖向连续倒塌和侧向变形倒塌 五 其他破坏 屋顶突出部位 如女儿墙 楼梯间顶等 由于鞭梢效应加大了其地震作用破坏严重 楼梯间顶横墙在屋面处出现水平裂缝 女儿墙开裂甚至塌落等 鞭梢效应 指建筑物受地震作用时 它顶部的小突出部分由于质量和刚度比