多高层建筑钢筋混凝土结构..ppt

第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构多高层建筑钢筋混凝土结构 抗震设计抗震设计第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计 5.1 多高层钢筋混凝土结构的震害及其分析多高层钢筋混凝土结构的震害及其分析 5.2 选型、结构布置和设计原则选型、结构布置和设计原则 5.3 钢筋混凝土框架结构的抗震设计钢筋混凝土框架结构的抗震设计 5.4 抗震墙结构的抗震设计（自学）抗震墙结构的抗震设计（自学）5.5 框架框架抗震墙结构的抗震设计（自学）抗震墙结构的抗震设计（自学）5.6 高强混凝土结构的抗震设计要求（自学）高强混凝土结构的抗震设计要求（自学）主要内容主要内容第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层钢筋混凝土结构的 震害及其分析第一节第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计防震缝处碰撞防震缝处碰撞应力集中应力集中结构布置不合理而结构布置不合理而产生的震害产生的震害框架结构的震害框架结构的震害具有抗震墙的结构具有抗震墙的结构的震害的震害薄弱层破坏薄弱层破坏扭转破坏扭转破坏局部破坏形式局部破坏形式整体破坏形式整体破坏形式第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计一、结构布置不合理而产生的震害一、结构布置不合理而产生的震害扭转破坏扭转破坏平面为平面为L形的建筑形的建筑 唐山地震时，位于天津市的一幢平面为唐山地震时，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。东北角处严重破坏。旋转轴旋转轴第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计薄弱层破坏薄弱层破坏底部框架结构的变形底部框架结构的变形高层建筑的第高层建筑的第5层倒塌层倒塌第五层破坏第五层破坏第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计软弱底层房屋倒塌形式（倾倒软弱底层房屋倒塌形式（倾倒）软弱底层房屋倒塌形式软弱底层房屋倒塌形式（底层完全倒塌）（底层完全倒塌）具有薄弱底层的房屋，易在地震时倒塌具有薄弱底层的房屋，易在地震时倒塌第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计应力集中应力集中应力集中产生的震害应力集中产生的震害 结构竖向布置结构竖向布置产生很大的突变产生很大的突变时，在突变处由时，在突变处由于应力集中会产于应力集中会产生严重震害。生严重震害。第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计5.1 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及其分析防震缝处碰撞防震缝处碰撞防震缝两侧结构单元的碰撞防震缝两侧结构单元的碰撞 防震缝如果防震缝如果宽度不够，其宽度不够，其两侧的结构单两侧的结构单元在地震时就元在地震时就会相互碰撞而会相互碰撞而产生震害产生震害 碰撞碰撞碰撞碰撞第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计二、框架结构的震害二、框架结构的震害整体破坏形式整体破坏形式 框架的破坏形式框架的破坏形式(a)强梁弱柱型；强梁弱柱型；(b)强柱弱梁型强柱弱梁型(A)(B)框架的整体破坏形式按破坏性质可分为框架的整体破坏形式按破坏性质可分为延性破坏延性破坏和和脆脆性破坏性破坏，按破坏机制可分为，按破坏机制可分为梁铰机制梁铰机制（强柱弱梁型）和（强柱弱梁型）和柱柱铰机制铰机制（强梁弱柱型）。（强梁弱柱型）。第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计框架梁、柱、节点震害框架梁、柱、节点震害（1）框架梁）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。的削弱也容易产生裂缝，造成梁剪切破坏。框架梁剪切破坏的框架梁剪切破坏的主要原因主要原因：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，而梁内箍筋配置又少，以及地震反复作用的能力逐渐减小，而梁内箍筋配置又少，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。产生破坏。第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计（2）框架柱）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。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。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：主要原因：节点处弯矩、剪力、轴力都较大，受力复杂，节点处弯矩、剪力、轴力都较大，受力复杂，箍筋配置不足，锚固不好等。箍筋配置不足，锚固不好等。第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计b、柱底：与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害柱底：与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。相对柱顶较轻。c、短柱：短柱：当柱高小于当柱高小于4倍柱截面高度（倍柱截面高度（H/b4)时形时形成短柱。短柱刚度大，易产生剪切破坏。成短柱。短柱刚度大，易产生剪切破坏。第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计d、角柱角柱：由于双向受弯、受剪：由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害加上扭转作用，震害比内柱重比内柱重。第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计（3）框架节点框架节点 节点的破坏机理复杂，主要表现为：节点核芯产生斜向节点的破坏机理复杂，主要表现为：节点核芯产生斜向的的X形裂缝，当节点区剪压比较大时，箍筋未屈服混凝土就形裂缝，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。被剪、压酥碎而破坏，导致整个框架破坏。破坏主要原因破坏主要原因：大都是混凝土强度不足、节点处的箍筋：大都是混凝土强度不足、节点处的箍筋配置量小或节点处钢筋太稠密，使得混凝土浇捣不密实，梁配置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。筋锚固长度不够。节点的破坏节点的破坏 第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计填充墙的破坏填充墙的破坏 填充墙的震害较框填充墙的震害较框架结构严重。由于框架结构严重。由于框架侧向变形，使墙体架侧向变形，使墙体出现斜裂缝或对角裂出现斜裂缝或对角裂缝。强震时，未采取缝。强震时，未采取拉结处理措施的墙体，拉结处理措施的墙体，则有局部或整片倒塌则有局部或整片倒塌的现象。一般地讲，的现象。一般地讲，非承重空心砖填充墙非承重空心砖填充墙比普通粘土砖填充墙比普通粘土砖填充墙破坏严重。破坏严重。填充墙破坏的填充墙破坏的主要原因主要原因是：墙体受剪承载是：墙体受剪承载力低，变形能力小，墙体与框架缺乏有效的力低，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拉结，在往复变形时墙体易发生剪切破坏和散落。散落。第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计 砌体填充墙刚度大而承砌体填充墙刚度大而承载力低，首先承受地震作用载力低，首先承受地震作用而遭破坏。一般而遭破坏。一般7度即出现度即出现裂缝，裂缝，8度和度和8度以上地震作度以上地震作用下，裂缝明显增加，甚至用下，裂缝明显增加，甚至部分倒塌，一般是上轻下重，部分倒塌，一般是上轻下重，空心砌体墙重于实心砌体墙，空心砌体墙重于实心砌体墙，砌快墙重于砖墙。砌快墙重于砖墙。框架框架-剪力墙结构上部较剪力墙结构上部较严重，框架结构下部震害严重，框架结构下部震害严重。严重。第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计三、具有抗震墙的结构的震害三、具有抗震墙的结构的震害抗震墙的破坏抗震墙的破坏抗震墙的剪切破坏抗震墙的剪切破坏墙肢间连梁的破坏墙肢间连梁的破坏 在地震反复作用下，在连梁的梁侧形成在地震反复作用下，在连梁的梁侧形成X形裂缝，主要形裂缝，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。震能力，小震是应保证不出现裂缝。第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计选型、结构布置和设计原则第二节第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计一、结构选型一、结构选型多层钢筋混凝土结构体系包括：多层钢筋混凝土结构体系包括：框架结构、框架框架结构、框架-抗震墙结构、抗震墙结构、筒体结构抗震墙结构、抗震墙结构、筒体结构和框架和框架-筒体结构等。筒体结构等。框架框架-抗震墙抗震墙抗震墙抗震墙第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计房屋高度及限值房屋高度及限值抗震墙之间楼屋盖的最大长宽比抗震墙之间楼屋盖的最大长宽比楼盖应优先选用现浇楼盖现浇楼盖，其次是装配整体式楼盖装配整体式楼盖，最后才是装配式楼盖装配式楼盖。第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计现浇钢筋混凝土房屋结构适用的最大高度现浇钢筋混凝土房屋结构适用的最大高度(m)对平面和竖向均不规则的结构或建造于对平面和竖向均不规则的结构或建造于类场地上的结类场地上的结 构，其适用的最大高构，其适用的最大高度尚应适当降低。当设防烈度为度尚应适当降低。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。时，不宜采用框支层现浇抗震墙结构。第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计结构的抗震等级结构的抗震等级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。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；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。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。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。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。结构中的重要程度确定，共分四个等级，一级最高。第五章第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计 结构的平面布置是指在结构平面图上布置柱和墙的位置以结构的平面布置是指在结构平面图上布置柱和墙的位置以及楼盖的传力方式。从抗震的角度看，最主要的