第五章多高层建筑钢筋混凝土结构 抗震设计 >重点掌握内容 ·结构选型、布置和设计原则 ·D值法 ·地震作用效应的调整(三强三弱) 。轴压比
1 第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构 抗震设计 重点掌握内容 结构选型、布置和设计原则 D值法 地震作用效应的调整(三强三弱) 轴压比
第五章多高层建筑钢筋混凝土结构 抗震设计 >第一节多高层钢筋混凝土结构的震害及其分析 >第二节选型、结构布置和设计原则 > 第三节钢筋混凝土框架结构的抗震设计 > 第四节抗震墙结构的抗震设计(了解) >第五节框架抗震墙结构的抗震设计(了解) > 第六节高强混凝土结构的抗震设计要求(了解) >小结 >习 题
2 第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构 抗震设计 第一节 多高层钢筋混凝土结构的震害及其分析 第二节 选型、结构布置和设计原则 第三节 钢筋混凝土框架结构的抗震设计 第四节 抗震墙结构的抗震设计(了解) 第五节 框架-抗震墙结构的抗震设计(了解) 第六节 高强混凝土结构的抗震设计要求(了解) 小 结 习 题
第一节多高层钢筋混凝土结构的震害及其 分析 > 1.1结构布置不合理而产生的震害 1.扭转破坏 如果建筑物的平面布置不当而造成刚度中心和质 量中心有较大的不重合,或者结构沿竖向刚度有过大 的突然变化,则极易使结构在地震时产生严重破坏。 这是由于过大的扭转反应或变形集中而引起的。 2.薄弱层破坏 3.应力集中 4.防震缝处碰撞
3 第一节 多高层钢筋混凝土结构的震害及其 分析 1.1结构布置不合理而产生的震害 1.扭转破坏 如果建筑物的平面布置不当而造成刚度中心和质 量中心有较大的不重合,或者结构沿竖向刚度有过大 的突然变化,则极易使结构在地震时产生严重破坏。 这是由于过大的扭转反应或变形集中而引起的。 2.薄弱层破坏 3.应力集中 4.防震缝处碰撞
2.2框架结构的震害 1.整体破坏形式 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) 和柱较机制(强梁弱柱型)。梁铰机制即塑性铰出现在 梁端,此时结构能经受较大的变形,吸收较多的地震 能量。柱铰机制即塑性铰出现在柱端,此时结构的变 形往往集中在某一薄弱层,整个结构变形较小。 2.局部破坏形式 (1)构件塑性铰处的破坏
4 2.2框架结构的震害 1.整体破坏形式 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)。梁铰机制即塑性铰出现在 梁端,此时结构能经受较大的变形,吸收较多的地震 能量。柱铰机制即塑性铰出现在柱端,此时结构的变 形往往集中在某一薄弱层,整个结构变形较小。 2.局部破坏形式 (1)构件塑性铰处的破坏
(2)构件的剪切破坏。当构件的抗剪强度较低时,会发 生脆性的剪切破坏 > (③)节点的破坏。节点的配筋或构造不当时,会出现十 字交叉裂缝形式的剪切破坏,后果往往较严重。节点 区箍筋过少或节点区钢筋过密都会引起节点区的破坏。 (4)短柱破坏。柱子较短时,剪跨比过小,刚度较大 柱中的地震力也较大,容易导致柱的脆性剪切破坏。 (⑤)填充墙的破坏。 (6柱的轴压比过大时使柱处于小偏心受压状态,引起 柱的脆性破坏。 (钢筋的搭接不合理,造成搭接处破坏
5 (2)构件的剪切破坏。当构件的抗剪强度较低时,会发 生脆性的剪切破坏 (3)节点的破坏。节点的配筋或构造不当时,会出现十 字交叉裂缝形式的剪切破坏,后果往往较严重。节点 区箍筋过少或节点区钢筋过密都会引起节点区的破坏。 (4)短柱破坏。柱子较短时,剪跨比过小,刚度较大, 柱中的地震力也较大,容易导致柱的脆性剪切破坏。 (5)填充墙的破坏。 (6)柱的轴压比过大时使柱处于小偏心受压状态,引起 柱的脆性破坏。 (7)钢筋的搭接不合理,造成搭接处破坏
第二节选型、 结构布置和设计原则 > 2.1结构选型与特点 现浇钢筋混凝土房屋结构适用的最大高度(m) 表5-1 和纯 折 设防 烈度 结构体系 重较 转 6 7 6 9 框架 55 25 能较 60 45 框架抗震墙 130 120 100 50 全部落地 140 120 100 60 抗震墙 部分框支 120 100 80 不应采用 框架核心筒 150 筒体 130 100 70 筒中筒 180 150 120 80 板柱抗震墙 40 35 30 不应采用 注:1.房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部分): 2.框架核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构; 3,部分框支抗震墙结构指首层或底部两层框支抗震墙结构; 4.乙类建筑可按本地区抗震设烈度确定适用的最大高度; 5.超过表内高度的房屋,应进行专门研究和论证,采取必要的加强措施。 6
6 第二节 选型、结构布置和设计原则 2.1 结构选型与特点 框架结构的特点是结构自身重量轻,适合于要求房屋内部 空间较大、布置灵活的场合。整体重量的减轻能有效减小 地震作用。如果设计合理,框架结构的抗震性能一般较好, 能达到很好的延性。但同时由于侧向刚度较小,地震时水 平变形较大,易造成非结构构件的破坏。 抗震墙结构的特点是侧向刚度大,强度高,空间整体性能好。 然而,由于墙体多,重量大,地震作用也大,并且内部空间 的布置和使用不够灵活。 框架一抗震墙结构的特点是在一定程度上克服了纯框架和纯 抗震墙结构的缺点,发挥了各自的长处。刚度较大,自重较 轻,平面布置较灵活,并且结构的变形较均匀。抗震性能较 好,多用于办公楼和旅馆建筑。 各种结构体系适用的最大高度如下表5-1
2.2结构布置 平面布置 ·最主要的是使结构平面的质量中心和刚度中心相重合或尽可 能靠近,以减小结构的扭转反应。结构的平面布置宜简单、 对称和规则。 >竖向布置 ·结构沿竖向(铅直方向)应尽可能均匀且少变化,使结构的刚 度沿竖向均匀。 >防震缝的设置 ·平面形状复杂时,宜用防震缝划分成较规则、简单的单元。 但对高层结构,宜尽可能不设缝。伸缩缝和沉降缝的宽度应 符合防震缝的要求
7 2.2 结构布置 平面布置 最主要的是使结构平面的质量中心和刚度中心相重合或尽可 能靠近,以减小结构的扭转反应。结构的平面布置宜简单、 对称和规则。 竖向布置 结构沿竖向(铅直方向)应尽可能均匀且少变化,使结构的刚 度沿竖向均匀。 防震缝的设置 平面形状复杂时,宜用防震缝划分成较规则、简单的单元。 但对高层结构,宜尽可能不设缝。伸缩缝和沉降缝的宽度应 符合防震缝的要求
2.3抗震等级 钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同 的抗震等级 现浇钢筋混凝土结构的抗震等级 表5-5 设防烈度 结构类型 6 7 8 9 高度(m) ≤30 >30 ≤30 >30 ≤30 >30 ≤25 框架 框架 四 三 三 二 二 剧场、体育馆等大跨度公共建筑 三 二 高度(m) ≤60 >60 ≤60 >60 ≤60 >60 ≤50 框架抗 震墙 框架 四 三 三 二 二 抗震墙 三 二 抗震墙 高度(m) ≤80>80 ≤80>80≤80 >80≤60 抗震墙 四 三 三 部分框 抗震墙 三 二 二 支抗震 8 墙结构 框支层框架 二 二
8 2.3 抗震等级 钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同 的抗震等级
第三节钢筋混凝土框架结构的 抗震设计 >3.1框架结构的设计要点 >框架柱的截面高度和宽度均不宜小于300mm。 应注意避 免形成短柱(柱净高与截面高度之比小于4的柱)。 在竖向非地震荷载作用下,可用调幅法来考虑框 架梁的塑性内力重分布。对现浇框架,调幅系数取 0.80.9;对装配整体式框架,调幅系数取0.70.8
9 第三节 钢筋混凝土框架结构的 抗震设计 3.1框架结构的设计要点 框架柱的截面高度和宽度均不宜小于300mm。应注意避 免形成短柱(柱净高与截面高度之比小于4的柱)。 在竖向非地震荷载作用下,可用调幅法来考虑框 架梁的塑性内力重分布。对现浇框架,调幅系数取 0.8~O.9;对装配整体式框架,调幅系数取0.7~0.8
>3.2D值法 。在一般情况下,柱的抗侧刚度还与梁的线刚度 有关,柱的反弯点高度也与梁柱线刚度比、上 下层梁的线刚度比、上下层等层高变化等因素 有关。 。柱的反弯点位置取决于其上下端弯矩的比值。 影响柱反弯点位置的因素有:侧向外荷载的形 式、梁柱线刚度比、结构总层数及该柱所在的 层次、柱上下横梁线刚度比、上层层高的变化、 下层层高的变化等。 10
10 3.2 D值法 在一般情况下,柱的抗侧刚度还与梁的线刚度 有关,柱的反弯点高度也与梁柱线刚度比、上 下层梁的线刚度比、上下层等层高变化等因素 有关。 柱的反弯点位置取决于其上下端弯矩的比值。 影响柱反弯点位置的因素有:侧向外荷载的形 式、梁柱线刚度比、结构总层数及该柱所在的 层次、柱上下横梁线刚度比、上层层高的变化、 下层层高的变化等