建筑抗震设计第5章节.ppt

第五章多层和高层钢筋混凝土结构房屋
概述
多层和高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。
本章仅介绍前两种。
钢筋混凝土框架房屋:钢筋混凝土纵梁、横梁和柱等
构件组成承重体系的房屋。
钢筋混凝土框架房屋层数一般在十层以下,具有建筑平面布置灵活,可以任意分割房间的特点,但当房屋超过一定高度后,在地震作用或风荷载作用下,其侧移位移较大。
抗震墙
框架房屋
框架-抗震墙
框架-抗震墙结构:在框架房屋中增加抗震墙构成。抗震墙主要承受水平荷载,框架主要承受竖向荷载。
一、结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层
震害及其分析
1
2
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4
5
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(mm)
层
1
3
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9
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40
80
120
在强烈地震作用下,结构的薄弱楼层率先屈服、发展弹塑性变形,并形成弹塑性变形集中的现象,不能发挥整体的抗震能力。
1976年唐山大地震中,位于天津塘沽区的天津碱厂十三层蒸吸塔框架,该结构楼层屈服强度分布不均匀,造成6层和11层的弹塑性变形集中,导致6层以上全部倒塌。
右图为该结构输入天津地震动的弹塑性分析结果。
二、框架梁、柱的震害
梁柱变形能力不足,构件过早发生破坏。一般是梁轻柱重,柱顶重于柱底,尤其是角柱和边柱更易发生破坏。
1、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,箍筋配置不足,锚固不好等。
破坏不易修复。
2、柱底
与柱顶相似,由于箍筋较柱顶密,震害相对柱顶较轻。
3、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,能吸收较大的地震剪力,易产生剪切破坏。
4、角柱
由于双向受弯、受剪,加上扭转作用,震害比内柱重。
5、梁柱节点
节点核心区产生对角方向
的斜裂缝或交叉斜裂缝,混凝
土剪碎剥落。节点内箍筋很少
或无箍筋时,柱纵向钢筋压曲
外鼓。
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。
6、框架梁
震害多发生于梁端。在地震作用下梁端纵向钢筋屈服,出现上下贯通的垂直裂缝和交叉裂缝。破坏的主要原因是梁端屈服后产生的剪力较大,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强度降低等。
节点破坏将导致梁柱失去相互之间的联系。
三、填充墙的震害
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,砌块墙重于砖墙。框架-剪力墙结构上部较严重,框架结构下部震害严重。
四、抗震墙的震害
在强震作用下,抗震墙的震害主要表现在墙肢之间连梁的剪切破坏。主要是由于连梁跨度小,高度大形成深梁,在反复荷载作用下形成X型剪切裂缝,为剪切型脆性破坏。