第4章 多层及高层混凝土结构抗震设计 (1)VIP免费

青岛理工大学土木工程学院前章主要内容的回顾抗震计算原理水平和竖向地震作用的计算方法振型分解法反应谱法底部剪力法时程分析法(补充计算)简化法抗震验算原则及方法承载力楼层剪力弹性层间变形弹塑性层间变形第4章多层和高层钢筋混凝土结构建筑抗震设计本章教学目标与要求1.熟悉多层及高层钢筋混凝土结构建筑的震害特点及原因。2.理解和掌握多层及高层钢筋混凝土结构抗震概念设计的要求。3.掌握钢筋混凝土框架结构的抗震设计内容和设计方法。4.了解抗震墙结构的抗震设计方法，熟悉多层及高层钢筋混凝土结构的抗震构造措施。导入案例1972年尼加拉瓜首都马那瓜发生的地震中，有两幢钢筋混凝土结构的高层建筑，相隔不远，一幢是15层的中央银行大厦，其结构布置上下不连续、平面不对称；另一幢是18层的美洲银行大厦，其结构布置均匀对称。地震时前者发生了严重破坏，震后拆除；而后者只受轻微损坏，经维修恢复使用。为什么两幢混凝土结构房屋会发生如此不同的破坏呢？我们可以通过本章的学习得到说明。框架结构的抗震设计内容多层及高层钢筋混凝土建筑的震害特点及原因多层及高层钢筋混凝土建筑的抗震概念设计抗震墙结构的抗震设计方法抗震构造措施本章小节4.1震害特征及原因钢筋混凝土结构（reinforcedconcretestructure）具有较好的抗震性能，地震时所遭受的破坏比砌体结构的震害轻得多。但如果设计不合理、施工质量不良，多层和高层钢筋混凝土结构建筑也会产生严重的震害。从震害中汲取教训和经验失败是成功之母马那瓜美洲银行大厦马那瓜中央银行大厦1．结构布置不合理产生的震害（1）平面布置不当产生的震害震前震后马那瓜中央银行结构平面布置框架抗震墙填充墙马那瓜美洲银行结构平面布置12345678910111213(mm)层13567911134080120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。天津碱厂输入天津波的弹塑性分析结果（2）竖向不规则产生的震害(薄弱层)彰化县员林镇邦富贵名门大楼座落在中山路惠明街口，为16层钢筋混凝土集合住宅大楼,底层柱子间距7至10米。地震时倾倒的原因是底层柱子数量少，间距大。2．防震缝处碰撞防震缝处碰撞破坏防震缝宽度过小，地震时结构相互碰撞造成震害。3．框架整体的震害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)。(b)强柱弱梁型(a)强梁弱柱型框架的整体破坏形式4．框架梁的震害震害多发生于梁端。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。5．框架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。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)短柱当柱净高小于4倍柱截面高度（H/b<4)或剪跨比不大于2时,形成短柱。短柱刚度大，易产生剪切破坏。短柱4)角柱由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害比内柱重。角柱6、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。节点破坏将导致梁柱失去相互之间的联系。梁柱节点破坏7．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，填充墙破坏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...