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1、 前章主要內容的回顧抗震計算原理 水平和豎向地震作用的計算方法振型分解法反應譜法底部剪力法時程分析法(補充計算)簡化法 抗震驗算原則及方法承載力樓層剪力彈性層間變形彈塑性層間變形第5章 多高層 本章教學目標與要求1.熟悉多層及高層鋼筋混凝土結構建筑的震害特點 及原因。2.理解和掌握多層及高層鋼筋混凝土結構抗震概念設計 的要求。3.掌握鋼筋混凝土框架結構的抗震設計內容和設計方法。4.了解抗震墻結構的抗震設計方法，熟悉多層及高層鋼筋 混凝土結構的抗震構造措施。 導入案例 1972年尼加拉瓜首都馬那瓜發(fā)生的地震中，有兩幢鋼筋混凝土結構的高層建筑，相隔不遠，一幢是15層的中央銀行大廈，其結構布置上下不
2、連續(xù)、平面不對稱；另一幢是18層的美洲銀行大廈，其結構布置均勻對稱。地震時前者發(fā)生了嚴重破壞，震后拆除；而后者只受輕微損壞，經(jīng)維修恢復使用。為什么兩幢混凝土結構房屋會發(fā)生如此不同的破壞呢？ 我們可以通過本章的學習得到說明。 框架結構的抗震設計內容鋼筋混凝土建筑的震害特點及原因鋼筋混凝土建筑的抗震概念設計抗震墻結構的抗震設計方法 抗震構造措施 本章小節(jié)多層和高層鋼筋混凝土結構體系包括： 框架結構、框架-抗震墻結構、抗震墻結構、筒體結構和框架-筒體結構等。鋼筋混凝土框架房屋：鋼筋混凝土縱梁、橫梁和柱等構件組成承重體系的房屋?？蚣?抗震墻結構：在框架房屋中增加抗震墻構成。鋼筋混凝土框架房屋層數(shù)一般在
3、十層以下?？拐饓χ饕惺芩胶奢d，框架主要承受豎向荷載。概述5.1 震害特征及原因 鋼筋混凝土結構（reinforced concrete structure）具有較好的抗震性能，地震時所遭受的破壞比砌體結構的震害輕得多。但如果設計不合理、施工質量不良，多層和高層鋼筋混凝土結構建筑也會產生嚴重的震害。 從震害中汲取教訓和經(jīng)驗 失敗是成功之母馬那瓜美洲銀行大廈馬那瓜中央銀行大廈1結構布置不合理產生的震害（1）平面布置不當產生的震害震前震后馬那瓜中央銀行 結構平面布置 框架抗震墻填充墻馬那瓜美洲銀行結構平面布置 12345678910111213(mm)層13567911134080120 在強烈
4、地震作用下，結構的薄弱樓層率先屈服、發(fā)展彈塑性變形，并形成彈塑性變形集中的現(xiàn)象，不能發(fā)揮整體的抗震能力。 1976年唐山大地震中，位于天津塘沽區(qū)的天津堿廠十三層蒸吸塔框架，該結構樓層屈服強度分布不均勻，造成6層和11層的彈塑性變形集中，導致6層以上全部倒塌。天津堿廠輸入天津波的彈塑性分析結果（2）豎向不規(guī)則產生的震害(薄弱層) 彰化縣員林鎮(zhèn)富貴名門大樓座落在中山路惠明街口，為16層鋼筋混凝土集合住宅大樓,底層柱子間距7至10米。地震時傾倒的原因是底層柱子數(shù)量少，間距大。2防震縫處碰撞防震縫處碰撞破壞 防震縫寬度過小，地震時結構相互碰撞造成震害。3框架整體的震害框架的整體破壞形式按破壞性質可分為
5、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)。(b)強柱弱梁型(a)強梁弱柱型框架的整體破壞形式4框架梁的震害 震害多發(fā)生于梁端。在地震作用下梁端縱向鋼筋屈服，出現(xiàn)上下貫通的垂直裂縫和交叉裂縫。破壞的主要原因是梁端屈服后產生的剪力較大，超過了梁的受剪承載力，梁內箍筋配置較稀，以及反復荷載作用下混凝土抗剪強度降低等。5框架柱的震害 梁柱變形能力不足，構件過早發(fā)生破壞。一般是梁輕柱重，柱頂重于柱底，尤其是角柱和邊柱更易發(fā)生破壞。1)柱頂 柱頂周圍有水平裂縫、斜裂縫或交叉裂縫。重者混凝土壓碎崩落，柱內箍筋拉斷，縱筋壓曲成燈籠狀。 主要原因：節(jié)點處彎矩、剪力、軸力
6、都較大，受力復雜，箍筋配置不足，錨固不好等。2)柱底 與柱頂相似，由于箍筋較柱頂密，震害相對柱頂較輕。3)短柱 當柱凈高小于4倍柱截面高度（H/b155m4m3m2m宜加寬宜加寬20mm?？蚣芸蚣?抗震墻結構抗震墻結構70%框架結構框架結構不能小于不能小于70mm抗震墻結構抗震墻結構50%框架結構框架結構 防震縫兩側結構類型不同時，宜按需要較寬防震縫的結構類型采用，并按較低房屋高度確定縫寬。防震縫最小寬度要求當設防烈度為8度、9度時的框架結構房屋防震縫兩側結構高度、剛度或層高相差較大時，可在縫兩側房屋的盡端沿全高設置垂直于防震縫的抗撞墻，每側抗撞墻的數(shù)量不應少于兩道，宜分別對稱布置，墻肢的長度
7、可不大于一個柱距。層高不同高度、剛度相差較大 內力應按考慮和不考慮抗撞墻兩種情況進行分析，按不利情況取值。 抗撞墻的端柱和框架邊柱箍筋應沿房屋全高加密?？棺矇?、結構材料（1）混凝土的強度等級，框支梁、框支柱及抗震等級為一級的框架梁、柱、節(jié)點核心區(qū)，不應低于C30；構造柱、芯柱、圈梁及其他各類構件不應低于C20；8度、9度時分別不宜超過C70和C60。（2）普通鋼筋宜優(yōu)先采用延性、韌性和可焊性較好的鋼筋；普通鋼筋的強度等級，縱向受力鋼筋宜選用HRB400級和HRB335級熱軋鋼筋，箍筋宜選用HRB335、HRB400和HPB235級熱軋鋼筋。（3）抗震等級為一、二級的框架結構，其縱向受力鋼筋采
8、用普通鋼筋時，鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應小于1.25；且鋼筋的屈服強度實測值與強度標準值的比值不應大于 1.3。 砌體墻應采取措施減少其對主體結構的不利影響，并應設置拉結筋、水平系梁、圈梁、構造柱等與主體結構可靠拉結。5、其他要求剛性非承重墻體的布置，應避免使結構形成剛度和強度分布上的突變。墻體與主體結構應有可靠的拉結，應能適應主體結構不同方向的層間位移；8、9度時應具有滿足層間變位的變形能力，與懸挑構件相連時，尚應具有滿足節(jié)點轉動引起的豎向變形的能力。外墻板的連接件應具有足夠的延性和適當?shù)霓D動能力，并宜滿足在設防烈度下主體結構層間變形的要求。鋼筋混凝土結構中的砌體填充墻，宜與柱脫開或采用柔性連接，并應符合下列要求。 (1) 填充墻在平面和豎向的布置，宜均勻對稱，避免形成薄弱層或短柱。 (2) 砌體的砂漿強度等級不應低于M5，墻頂應與框架梁密切結合。 (3) 填充墻應沿框架柱全高每隔500 mm，設26拉筋，拉筋伸入墻內的長度，6、7度時不應小于墻長的1/5且不小于700 mm，8、9度時宜沿墻全長貫通，如圖5.12所示。 (4) 墻長大于5 m時，墻頂與梁宜有拉結；墻高超過4m時，墻體半高處宜設置與柱連接且沿墻全長貫通的鋼筋混凝土水平系梁。
鋼筋混凝土框架、抗震墻與框架抗震墻 經(jīng)典講義
