第五章-1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的房屋抗震設(shè)計(jì)

1、第5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的房屋抗震設(shè)計(jì),5.1 概述,多層和高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系包括： 框架結(jié)構(gòu)、框架-抗震墻結(jié)構(gòu)、抗震墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和框架-筒體結(jié)構(gòu)等。,本章僅介紹前兩種。,鋼筋混凝土框架房屋：鋼筋混凝土縱梁、橫梁和柱等 構(gòu)件組成承重體系的房屋。,框架-抗震墻結(jié)構(gòu)：在框架房屋中增加抗震墻構(gòu)成。,鋼筋混凝土框架房屋層數(shù)一般在十層以下。,抗震墻主要承受水平荷載，框架主要承受豎向荷載。,抗

2、震墻,框架房屋,框架-抗震墻,一、結(jié)構(gòu)層間屈服強(qiáng)度有明顯的薄弱樓層,5.2 震害及其分析,在強(qiáng)烈地震作用下，結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)樓層屈服強(qiáng)度分布不均勻，造成6層和11層的彈塑性變形集中，導(dǎo)致6層以上全部倒塌。,右圖為該結(jié)構(gòu)輸入天津波的彈塑性分析結(jié)果。,二、框架梁、柱的震害,梁柱變形能力不足，構(gòu)

3、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(nèi)箍筋拉斷，縱筋壓曲成燈籠狀。,主要原因：節(jié)點(diǎn)處彎矩、剪力、軸力都較大，受力復(fù)雜，箍筋配置不足，錨固不好等。,破壞不易修復(fù)。,2、柱底,與柱頂相似，由于箍筋較柱頂密，震害相對(duì)柱頂較輕。,3、短柱,當(dāng)柱高小于4倍柱截面高度（H/b<4)時(shí)形成短柱。,短柱剛度大，易產(chǎn)生剪切破壞。,4、角柱

4、,由于雙向受彎、受剪,加上扭轉(zhuǎn)作用，震害比內(nèi)柱重。,5、梁柱節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)核心區(qū)產(chǎn)生對(duì)角方向的斜裂縫或交叉斜裂縫，混凝土剪碎剝落。節(jié)點(diǎn)內(nèi)箍筋很少或無箍筋時(shí)，柱縱向鋼筋壓曲外鼓。,節(jié)點(diǎn)破壞的主要原因是節(jié)點(diǎn)的受剪承載力不足，約束箍筋太少，梁筋錨固長度不夠以及施工質(zhì)量差所引起。,6、框架梁,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(chǎn)生的剪力較大，超過了梁的受剪承載力，梁內(nèi)

5、箍筋配置較稀，以及反復(fù)荷載作用下混凝土抗剪強(qiáng)度降低等。,節(jié)點(diǎn)破壞將導(dǎo)致梁柱失去相互之間的聯(lián)系。,三、填充墻的震害,砌體填充墻剛度大而承載力低，首先承受地震作用而遭破壞。一般7度即出現(xiàn)裂縫，8度和8度以上地震作用下，裂縫明顯增加，甚至部分倒塌，一般是上輕下重，空心砌體墻重于實(shí)心砌體墻，砌快墻重于磚墻。,框架-剪力墻結(jié)構(gòu)上部較嚴(yán)重，框架結(jié)構(gòu)下部震害嚴(yán)重。,填充墻破壞的主要原因是：墻體受剪承載力低，變形能力小，墻體與框架缺乏有效的拉結(jié)，在往

6、復(fù)變形時(shí)墻體易發(fā)生剪切破壞和散落。,四、抗震墻的震害,在強(qiáng)震作用下，抗震墻的震害主要表現(xiàn)在墻肢之間連梁的剪切破壞。主要是由于連梁跨度小，高度大形成深梁，在反復(fù)荷載作用下形成X型剪切裂縫，為剪切型脆性破壞，尤其是在房屋1/3高度處的連梁破壞更為明顯。,五、防震縫的震害,防震縫寬度過小，地震時(shí)結(jié)構(gòu)相互碰撞造成震害。,總結(jié)以上震害調(diào)查結(jié)果，除注意場地和地基因素外，從結(jié)構(gòu)上主要應(yīng)注意：,1）結(jié)構(gòu)的剛度在平面上和沿豎向的分布要規(guī)則、均勻；,2）結(jié)

7、構(gòu)構(gòu)件要有足夠的承載力和延性；,3）重視構(gòu)造，加強(qiáng)對(duì)混凝土的約束，防止剪切、錨固 等脆性破壞；,4）保證施工質(zhì)量。,5.3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)特點(diǎn)及概念設(shè)計(jì),一、單柱及群柱的 曲線,---位移延性比,二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)特點(diǎn),使用階段或在常遇地震作用時(shí)，結(jié)構(gòu)在彈性范圍工作；,在基本烈度地震作用時(shí),結(jié)構(gòu)在彈塑性范圍工作;,在罕遇烈度地震作用時(shí),結(jié)構(gòu)亦在彈塑性范圍工作;,,程度不同,三、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的概念設(shè)