钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计2

防震缝处碰撞大连大学建筑工程学院应力集中建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计§3.1多层钢筋混凝土结构的震害及其分析多层钢筋混凝土结构的震害结构布臵不合理而产生的震害框架结构的震害具有抗震墙的结构的震害薄弱层破坏扭转破坏局部破坏形式整体破坏形式建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计大连大学建筑工程学院§3.1多层钢筋混凝土结构的震害及其分析?结构布臵不合理而产生的震害扭转破坏平面为L形的建筑唐山地震时，位于天津市的一幢平面为L形的建筑由于不对称而产生了强烈的扭转反应，导致离转动中心较远的东南角和东北角处严重破坏。旋转轴建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计大连大学建筑工程学院§3.1多层钢筋混凝土结构的震害及其分析薄弱层破坏底部框架结构的变形高层建筑的第5层倒塌第五层破坏建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计大连大学建筑工程学院§3.1多层钢筋混凝土结构的震害及其分析软弱底层房屋倒塌形式（倾倒）软弱底层房屋倒塌形式（底层完全倒塌）具有薄弱底层的房屋，易在地震时倒塌建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计大连大学建筑工程学院§3.1多层钢筋混凝土结构的震害及其分析应力集中应力集中产生的震害结构竖向布臵产生很大的突变时，在突变处由于应力集中会产生严重震害。建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计大连大学建筑工程学院§3.1多层钢筋混凝土结构的震害及其分析防震缝处碰撞防震缝两侧结构单元的碰撞防震缝如果宽度不够，其两侧的结构单元在地震时就会相互碰撞而产生震害ⅠⅡⅡ碰撞碰撞大连大学建筑工程学院建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计§3.1多层钢筋混凝土结构的震害及其分析框架的破坏形式(a)强梁弱柱型；(b)强柱弱梁型?框架结构的震害整体破坏形式框架的整体破坏形式按破坏性质可分为延性破坏和脆性破坏，按破坏机制可分为梁铰机制（强柱弱梁型）和柱铰机制（强梁弱柱型）。(A (B

))建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计大连大学建筑工程学院§3.1多层钢筋混凝土结构的震害及其分析局部破坏形式构件塑性铰处的破坏节点的破坏构件的剪切破坏短柱破坏钢筋搭接处破坏填充墙的破坏小偏心受压状态引起柱的脆性破坏建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计大连大学建筑工程学院§3.1多层钢筋混凝土结构的震害及其分析框架梁、柱、节点震害（1）框架梁破坏发生在梁端，梁端纵筋屈服，出现上下贯通垂直裂缝和交叉斜

裂缝。在梁端负弯矩钢筋切断处，由于抗弯能力的削弱也容易产生裂缝，造成梁剪切破坏。框架梁剪切破坏的主要原因：梁端钢筋屈服后，裂缝的产生和开展使混凝土抵抗剪力的能力逐渐减小，而梁内箍筋配臵又少，以及地震反复作用使混凝土抗剪强度进一步降低。当剪力超过梁抗剪承载力时产生破坏。建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计大连大学建筑工程学院§3.1多层钢筋混凝土结构的震害及其分析（2）框架柱破坏主要发生在接近节点处，在水平地震作用下，进入塑性阶段，形成塑性铰，发生破坏。a、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，箍筋配臵不足，锚固不好等。建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计大连大学建筑工程学院§3.1多层钢筋混凝土结构的震害及其分析b、柱底：与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。c、短柱：当柱高小于4倍柱截面高度（

H/b<4)时形成短柱。短柱刚度大，易产生剪切破坏。建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计大连大学建筑工程学院§3.1多层钢筋混凝土结构的震害及其分析d、角柱：由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害比内柱重。建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计大连大学建筑工程学院§3.1多层钢筋混凝土结构的震害及其分析（3）

框架节点节点的破坏机理复杂，主要表现为：节点核芯产生斜向的 X

形裂缝，当节点区剪压比较大时，箍筋未屈服混凝土就被剪、压酥碎而破坏，导致整个框架破坏。破坏主要原因：大都是混凝土强度不足、节点处的箍筋配臵量小或节点处钢筋太稠密，使得混凝土浇捣不密实，梁筋锚固长度不够。节点的破坏建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计大连大学建筑工程学院§3.1多层钢筋混凝土结构的震害及其分析填充墙的破坏填充墙的震害较框架结构严重。由于框架侧向变形，使墙体出现斜裂缝或对角裂缝。强震时，未采取拉结处理措施的墙体，则有局部或整片倒塌的现象。一般地讲，非承重空心砖填充墙比普通粘土砖填充墙破坏严重。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。建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计大连大学建筑工程学院§3.1多层钢筋混凝土结构的震害及其分析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。建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计大连大学建筑工程学院§3.1多层钢筋混凝土结构的震害及其分析抗震墙的破坏抗震墙的剪切破坏墙肢间连梁的破坏?具有抗震墙的结构的震害在地震反复作用下，在连梁的梁侧形成 X

形裂缝，主要是由于剪力和弯矩产生的主拉应力超过连梁混凝土抗拉强度所致抗震墙的破坏，一般不会导致房屋倒塌，可消耗地震能力，小震是应保证不出现裂缝。建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计大连大学建筑工程学院§3.1多层钢筋混凝土结构的震害及其分析§3.2选型、结构布臵和设计原则大连大学建筑工程学院建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计框架-抗震墙?

结构选型多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。抗震墙§3.2选型、结构布臵和设计原则大连大学建筑工程学院建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计楼屋盖类别6789现浇、迭合梁板4432装配式楼盖332.5不宜采用框支层和板柱-抗震墙的现浇梁板2.52.52不宜采用房屋高度及限值抗震墙之间楼屋盖的最大长宽比烈度§3.2选型、结构布臵和设计原则大连大学建筑工程学院建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计现浇钢筋混凝土房屋结构适用的最大高度

(m)结构体系烈度6789框架60554525框架--抗震震墙筒体全部落分框支12010080不应采用框架--核心中柱--抗震墙

40对平面和竖向均不规则的结构或建造于35

30

不应采用Ⅳ类场地上的结

构，其适用的最大高度尚应适当降低。当设防烈度为6、7、8度，且房屋高度分别超过120m、100m、

80m时，不宜采用框支层现浇抗震墙结构。§3.2选型、结构布臵和设计原则大连大学建筑工程学院建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计结构的抗震等级1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高；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。2、结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能；主、次抗侧力构件的抗震要求应有差别。3、房屋越高，地震反应越大，抗震要求越高。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。§3.2选型、结构布臵和设计原则大连大学建筑工程学院建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计?结构布臵原则和设计原则结构布臵的原则

1、平面布臵结构的平面布臵是指在结构平面图上布臵柱和墙的位臵以及楼盖的传力方式。从抗震的角度看，最主要的是使结构平面的质量中心和刚度中心相重合或尽可能靠近，以减小结构的扭转反应。结构的平面布臵宜简单、对称和规则§3.2选型、结构布臵和设计原则大连大学建筑工程学院建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计结构类型6度7度8度9度框架，板柱—抗震墙4432框架—抗震墙5543筒体，抗震墙66542、竖向布臵结构沿竖向（铅直方向）应尽可能均匀而少变化，使结构的刚度沿竖向均匀。适用的房屋最大高宽比§3.2选型、结构布臵和设计原则大连大学建筑工程学院建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计结构的破坏机制1、框架结构为了充分发挥整个结构的抗震能力，较合理的地震破坏机制应为节点基本不破坏，梁比柱的屈服能早发生、多发生；同一层中，各柱两端屈服历程越长越好；底层柱底的塑性铰宜最晚发生。梁柱端的塑性铰出现得尽可能分散。2、框架—剪力墙结构抗震墙的各墙段（包括小开洞墙和联肢墙肢）的高宽比不宜小于

2，使其成弯剪破坏。连梁宜在梁端塑性屈服，且有足够的变形能力，在墙段充分发挥抗震作用前不失效。§3.2选型、结构布臵和设计原则大连大学建筑工程学院建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计结构的延性延性破坏和脆性破坏两者的变形性能差别很大，与其相关的因素有：抗剪和抗弯承载力之比、剪跨比、剪压比、轴压比、主筋率、配筋率、箍筋形式、混凝土和钢筋材料、钢筋连接和锚固方式等。§3.2选型、结构布臵和设计原则大连大学建筑工程学院建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计防震缝的设臵框架结构房屋的防震缝宽度，当高度不超过15m时可采用70mm；超过15m时，6度、7度、8度和9度相应每增加高度5m、4m、3m和2m，宜加宽20mm。框架—抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用上述对框架规定数值的70%，抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用上述对框架规定数值的50%；且均不宜小于

70mm

。防震缝两侧结构体系不同时，防震缝宽度应按需要较宽的规定采用，并可按较低房屋高度计算缝宽。（4）8、9度框架结构房屋防震缝两侧结构高度、刚度或层高相差较大时，可在缝两侧房屋的尽端沿全高设臵垂直于防震缝的抗撞墙，每一侧抗撞墙的数量不应少于两道，宜分别对称布臵，墙肢长度可不大于一个柱距。§3.2选型、结构布臵和设计原则大连大学建筑工程学院建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计抗震墙8、9度设防的钢筋混凝土框架房屋防震缝两侧的结构，当结构高度、刚度或层高相差较大时，可在防震缝两侧房屋的尽端设垂直于防震缝的

抗撞墙。层高不同高度、刚度相差较大§3.2选型、结构布臵和设计原则大连大学建筑工程学院建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计框架-抗震墙结构的结构布臵1、抗震墙布臵的基本原则框架-抗震墙结构中的抗震墙宜沿主轴方向双向布臵，贯通房屋全高，且横向与纵向抗震墙宜相连，互为翼墙，以提高其刚度和承载能力。抗震墙的一般布臵原则是“均匀、分散、对称、周边”2、抗震墙布臵位臵的选择一般情况下，宜布臵在竖向荷载较大处，平面形状变化处和楼梯间、电梯间等。房屋较长时，纵向抗震墙不易设臵在端开间。§3.2选型、结构布臵和设计原则大连大学建筑工程学院建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计3、抗震墙布臵的具体要求（1）楼（电）梯间、竖井等使楼面开洞的竖向通道，不宜设在结构单

元端部角区及凹角处；这种竖向通道不宜独立设在柱网之外的中间位臵。§3.2选型、结构布臵和设计原则大连大学建筑工程学院建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计L形、T形和（2）纵横向抗震墙成组布臵：纵横向抗震墙宜合并布臵为口字形。两片墙组成联肢墙（3）合理调整抗震墙的长度：为了保证抗震墙具有足够的的延性

,不发生脆性的剪切破坏，每一道抗震墙（包括单片墙、小开口墙和联肢墙）不应过长，总高度与总长度之比宜大于

2。较长的单片墙可以留出结构洞口，划分成联肢墙的两个墙肢。§3.2选型、结构布臵和设计原则大连大学建筑工程学院建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计（4）抗震墙的最大间距抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比宜满足下表要求：结构现浇、叠合梁扳装配式楼盖6、7度?

4?

38度?

3?

2

.59度?

2不宜采用抗震墙之间楼、屋盖的长宽比抗震墙之间的楼、屋盖有较大开洞时，长宽比还应减小。当超过上述要求时，应计入楼盖平面内的变形影响。§3.3多层框架结构的构造措施大连大学建筑工程学院建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计1、框架梁（

KL

）的构造措施设计原则：“强柱弱梁”“强剪弱弯”“强节点、强锚固”截面尺寸：不宜小于200mm

，梁宽不应小于柱宽的

1/2，不应小于梁高的

1/4。纵向钢筋：纵向受拉钢筋的配筋率不应大于

2.5%

，且计入受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比

ξ，一级不应大于0.25，二、三级不应大于

0.35。梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，除按计算确定外，一级不小于0.5，二、三级不小于0.3。§3.3多层框架结构的构造措施大连大学建筑工程学院建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计框架梁纵筋锚固与截断的构造要求§3.3多层框架结构的构造措施大连大学建筑工程学院建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计框架梁箍筋设臵与加密的构造措施：1.5hb左右。箍筋：地震作用下，梁端塑性较区纵向钢筋屈服的范围一般可达在梁端纵向钢筋屈服范围内，箍筋加密，且必须做成封闭式。抗震梁端箍筋加密区长度、箍筋间距及直径的要求加密区长度

mm

箍筋加密最大间距

mm箍筋最小直径等级（取大值）（取小值）mm一级2hb

，500hb

/4，6d

，10010二级1.5hb，500hb

/4，8d

，1008三级1.5hb，500hb

/4，8d

，1508四级1.5hb，500hb

/4，8d

，1506§3.3多层框架结构的构造措施大连大学建筑工程学院建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计框架梁箍筋设臵与加密的构造措施：§3.3多层框架结构的构造措施大连大学建筑工程学院建筑结构抗震设计-钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计2、框架柱的构造措施：纵向钢筋：宜对称配臵，为保证柱有足够的延性，框架柱（ KZ

）和框支柱（

KZZ）中全部纵向受力钢筋的配筋率不要小于下表的规定，每侧配筋率不应小于

0.2%

；建造于IV类场地且较高的高层建筑，最小配筋率为表中数值的基础上增加0.1%。柱全部纵向受力钢筋最小配筋率抗震等级柱类型框架中柱、边柱框架角柱、框支柱一级