多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计
多高层建筑结构抗震概念的设计原则
多高层建筑结构抗震概念的设计原则多高层建筑结构抗震概念的设计原则是什么?有哪些要点?请看下文介绍。
结构的概念设计主要是重视规范及规程中有关结构概念设计的各条规定,不至于陷入只凭计算的误区。
若结构严重不规则,整体性差,则仅按目前的结构设计计算水平,难以保证结构的安全,而且十分不经济。
结构抗震概念设计的基本原则如下:(1)结构的简单性:指结构在地震及其他荷载作用下具有明确的和直接的传力途径,便于建立完整、准确的结构计算模型。
(2)结构的规则性和均匀性:建筑平面规则、平面内结构布置宜规则、对称、均匀、减少偏心,使建筑物分布质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递,并使质量分布与结构刚度分布协调,限制质量与刚度之间的偏心。
沿建筑物竖向的结构布置宜规则、均匀,避免有过大的外挑和内收,避免刚度、承载能力和传力途径的突变,以限制结构在竖向第一楼层或少数几个楼层出现薄弱层,以致在这些部位因产生应力集中和过大的变形而使结构不安全。
(3)结构的刚度和抗震能力:结构布置应使结构平面在两个主轴方向均具有足够的刚度和抗震能力,同时还应具有抗扭转刚度和抵抗扭转振动的能力。
框架结构应在纵横两个方向布置成双向刚接框架。
(4)结构的整体性:由于设计内力计算模型是建立在楼盖平面内刚度无限大的假定的基础上,设计应使楼盖系统有足够的平面内刚度和抗力,并与竖向结构有效连接,从而保证梁、板、柱、墙能共同协同工作。
(5)抗震房屋应尽可能设置多道抗震防线,并考虑第一防线被突破后,引起内力重分布的影响不至于使结构出现倒塌。
(6)结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等方面的性能。
主要耗能构件应具有较高的延性和适当的刚度,承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
(7)合理控制结构的非弹性部位(塑性铰区),掌握结构的屈服过程,实现合理的屈服机制。
多高层钢筋混凝土房屋可以归纳为两类屈服机制:一种为总体机制,另一种为楼层机制,其他机制均可由这两种机制组合而成。
高层钢筋混凝土建筑抗震结构设计研究
高层钢筋混凝土建筑抗震结构设计研究摘要:随着城市化进程的不断推进,高层建筑已经成为城市发展的重要组成部分。
高层建筑由于其自身的特点,对地震的抗性要求较高。
对高层建筑的抗震结构设计进行研究,对于确保建筑物的安全性具有非常重要的意义。
本文将从高层钢筋混凝土建筑抗震结构设计的角度进行分析和研究,以期为相关领域的研究和实践提供一定的参考和指导。
一、引言二、高层钢筋混凝土建筑抗震设计原理高层建筑的抗震设计是建筑工程设计中的一项重要内容,其设计原理是通过结构设计、材料选择和施工工艺等方面的优化,使建筑结构在地震发生时能够保持相对的稳定性,从而确保建筑物的安全性。
在高层建筑的抗震设计中,钢筋混凝土是一种常用的结构材料,其具有一定的韧性和承载能力,可以有效地提高建筑结构的抗震性能。
在高层建筑的结构设计中,通常会采用框架结构、剪力墙结构或框剪结构等形式,这些结构形式在钢筋混凝土材料的选择和结构设计方面有着独特的特点和要求。
1. 受力性能优化:通过对结构受力性能的分析和优化设计,使结构在地震作用下能够发挥出最大的抗震能力,并且在结构的荷载分布和载荷传递方面进行合理的设计。
2. 材料选择和施工工艺优化:选用高强度、高韧性的钢筋混凝土材料,并采用先进的施工工艺和技术,确保建筑结构的质量和稳定性。
3. 抗震设防和减震措施:采用合理的抗震设防措施和减震技术,如增加结构的刚度和韧性,设置减震装置等,提高结构的抗震性能。
目前,国内外对高层钢筋混凝土建筑抗震设计方面进行了大量的研究和实践,取得了许多成果和经验。
国内外学者对高层建筑的抗震设计进行了理论分析、仿真计算和工程实践等多方面的研究。
在高层钢筋混凝土建筑抗震设计的研究现状中,主要包括以下几个方面:1. 结构受力特性和性能研究:国内外学者对高层钢筋混凝土建筑结构的受力特性和性能进行了深入研究,探讨了结构在地震作用下的受力行为和性能表现,为结构设计和分析提供了理论基础和技术支持。
建筑结构抗震总复习第六章-钢筋混凝土多高层结构抗震设计
6.1 结构震害分析 6.2 钢筋混凝土结构抗震设计基本要求 6.3 钢筋混凝土框架结构抗震验算 6.4 抗震墙结构设计 6.5 框架-抗震墙结构抗震设计
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6.1 结构震害分析
一、框架结构震害 1. 结构层间屈服强度有明显薄弱楼层
框架结构在总体上设计不均匀时,将存在层间屈服强 度特别弱的楼层。强烈地震作用下,结构的薄弱层率先屈 服,并形成塑性变形集中的现象。 2. 梁、柱破坏 1)柱端破坏:框架结构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。一般发生柱端弯曲 破坏,轻者发生水平或斜向裂缝,重者混凝土压酥,主筋 外露、压屈和箍筋崩脱。 2)梁破坏:由于水平地震的反复作用,梁端产生较大变 号弯矩,当超过混凝土抗拉强度时,梁端节点附近产生周 圈竖向裂缝或斜缝。
2. 框架-抗震墙结构是具有良好性能的多道抗震防线结 构。其中抗震墙既是主要抗侧力构件又是第一道防线 。因此抗震墙应有足够的数量。
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四、 合理设计结构破坏机制 1.框架结构的破坏机制
节点基本不坏,梁比柱的屈服早发生、多发生 同一层中各柱两端的屈服历程越长越好,底层柱的塑性铰 较晚形成。 概念设计理念: 强柱弱梁,强剪弱弯,强节点弱杆件。 2 . 框架-抗震墙结构的破坏机制 破坏形态为弯剪破坏,且塑性屈服宜发生在柱底,连梁应 在梁端塑性屈服。 条件:控制各墙段高宽比不宜小于2.
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五、 控制构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏 1. 轴压比限制(N/bhfc) (1)目的:控制偏心受拉边钢筋先达到抗压强度,防止受压 边混凝土先达到其极限压应变。 (2)轴压比对柱变形能力的影响,轴压比增加会急剧降低柱 变形能力,需进行限制,但又要符合技术水平和经济条件。 2. 剪压比限制 V / fcbh0 • 配箍率太大时,不能充分发挥强度,发生斜压破坏; • 剪压比对截面变形有影响; • 实际上是限制最小截面尺寸。
浅析高层建筑混凝土结构的抗震概念设计
浅析高层建筑混凝土结构的抗震概念设计摘要:随着现代化的多层建筑和高层建筑的不断发展,对于建筑的抗震设计要求也越来越高。
抗震设计的好坏,不仅仅关系到建筑的质量,更是直接关系到人们的生命和财产安全,因此一定要做好建筑的抗震设计工作。
关键词:抗震设计; 概念设计; 高层建筑结构Abstract: With the continuous development of modern multi-storey buildings and high-rise buildings, seismic design requirements of the building higher and higher. Seismic design is good or bad, is not only related to the quality of the building is directly related to people’s lives and property safety, so be sure to do the seismic design of the building.Keywords: seismic design; conceptual design; high-rise building structure.高层建筑钢筋混凝土结构在发展中国家应用尤为广泛,这也是由混凝土结构本身的特点所决定的。
其造价相对于钢结构较低,材料来源丰富,并且可以浇筑成各种复杂断面形状,钢材用量少,而且承载力也不低,侧向刚度大,整体浇注的连接节点可靠,抗震性能在经过合理设计之后也可获得较好的效果。
一、高层混凝土建筑结构设计更应重视概念设计在设计中,虽然分析计算是必须的,也是设计的重要依据,但仅靠此往往不能满足结构安全性、可靠性的要求,不能达到预期的设计目标,因此必须非常重视概念设计。
从某种意义上讲,概念设计甚至比分析计算更为重要,因为合理的结构方案是安全可靠的优秀设计的基本保证。
多高层建筑钢结构抗震设计
多高层建筑钢结构抗震设计多高层建筑钢结构抗震设计1. 引言在城市化进程中,高层建筑的兴起越来越多,因此高层建筑的安全性成为一个重要的议题。
钢结构是一种常用于高层建筑的结构形式,其优点在于耐震性能好、施工速度快等。
本文将详细讨论多高层建筑钢结构的抗震设计。
2. 钢结构的组成和优势2.1 钢结构的组成钢结构主要由钢柱、钢梁、钢框架和钢板等组成。
这些部件通过焊接或螺栓连接形成一个整体结构。
2.2 钢结构的优势钢结构具有以下优点:- 高强度:钢结构具有较高的抗拉强度和承载能力。
- 轻质化:相对于传统的混凝土结构,钢结构更轻,可以减少建筑物自重。
- 施工速度快:钢结构的制造和安装速度较快,可以缩短施工周期。
- 耐久性好:钢结构寿命长,不容易受到腐蚀或变形。
3. 高层建筑的抗震设计要求3.1 抗震设计阶段划分高层建筑的抗震设计包括预设计阶段、方案设计阶段、施工设计阶段和施工阶段。
3.2 抗震设计要求在钢结构的抗震设计中,应考虑以下方面:- 结构的稳定性:确保建筑物在地震中不发生倒塌或破坏。
- 刚度和强度:合理选择材料和截面形状,确保钢结构具有足够的刚度和强度。
- 钢结构的消能能力:通过合理的结构设计,将地震能量转化为结构变形,减少对主体结构的影响。
- 钢结构的耗能能力:采用适当的耗能装置,如阻尼器等,减少地震能量对结构的影响。
4. 钢结构抗震设计的方法和技术4.1 钢结构的抗震设计方法常用的钢结构抗震设计方法包括强度设计方法、位移设计方法和能力设计方法。
4.2 钢结构的抗震设计技术钢结构的抗震设计技术主要包括剪力墙设计、框架设计、隔震设计和阻尼器设计等。
5. 抗震设计的案例分析通过对一些高层建筑的抗震设计案例进行分析,可以更好地理解和应用抗震设计原理和方法。
6. 附件本所涉及的附件如下:- 附件1:高层建筑钢结构抗震设计计算表- 附件2:钢结构抗震设计示意图- 附件3:相应的结构参数表格7. 法律名词及注释本所涉及的法律名词及注释如下:- 法律名词1:注释1- 法律名词2:注释2- 法律名词3:注释3。
论述高层建筑混凝土结构抗震性设计
论述高层建筑混凝土结构抗震性设计摘要:随着社会经济的不断发展,科学技术水平的不断提高,城市用地越来越紧张,在城市建设过程中出现了很多的高层建筑。
因为我国处在地震频发区,导致地震对高层建筑的危害非常大。
所以,在高层建筑混凝土结构抗震性受到了人们的广泛关注,需要人们对其进行深入的研究,结合实际情况,展开科学、合理的抗震分析与设计,保证高层建筑混凝土结构的抗震性达到使用标准。
关键词:高层建筑;混凝土结构;抗震性随着城市发展进程的不断加快,建筑行业得到了快速的发展。
并且为了有效缓解用地紧张问题,出现了很多的高层建筑,这样不仅可以节省建筑的用地面积,还可以满足人们的实际需求,使建筑功能更加多样化。
在建设高层建筑的时候,一定要重视抗震性的分析与设计,保证其具有良好的抗震性,实现高层建筑建设的经济效益与社会效益。
一、高层建筑混凝土结构抗震性分析现阶段在高层建筑抗震规范中,主要设计了三项标准:小震不坏、中震可修、大震不倒。
在此基础上,高层建筑抗震性指标设计根据当地今后50年内,可以遭受超过10%的地震烈度是基本烈度,通过反应谱理论对地震作用进行计算,进而设计高层建筑的极限状态,并且完成两个阶段的设计。
第一阶段:按照小震状态作用与有关荷载作用,进行建筑结构承载力的试验,保证建筑结构在此状态下的弹性变形,达到小震不坏的抗震要求。
第二阶段:根据大震或者罕见地震作用下的建筑结构弹性变形展开计算,使建筑结构达到大震不倒的抗震要求。
因为经济发展水平与设计理念的差异,在高层建筑中对结构安全度的掌握程度也不同,只有在经济发展快速、设计理念先进的基础上,进行科学、严谨的设计,对不确定因素加以控制,才可以有效提高高层建筑的抗震性,满足人们的使用要求。
二、加强高层建筑混凝土结构抗震性设计的原则(一)结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能1)结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。
高层建筑中的建筑结构与抗震设计
高层建筑中的建筑结构与抗震设计一、引言高层建筑是现代城市发展的重要标志之一,它不仅改善了土地利用效率,还提供了更多的居住和商业空间。
然而,由于其高度和体量的特殊性,高层建筑在面临地震等自然灾害时更容易受到影响。
因此,高层建筑的建筑结构与抗震设计至关重要。
本文将讨论高层建筑中的建筑结构和抗震设计的关键问题。
二、高层建筑的建筑结构高层建筑的建筑结构是指为了满足建筑物的功能和快速建设的需求,所采用的构件和结构组成。
常见的高层建筑结构有以下几种:1. 钢结构钢结构由钢材构成,具有高强度、轻质、施工快速等优点。
在高层建筑中,钢结构常用于悬挑结构、屋顶结构和大跨度空间结构,如钢框架结构、钢筋混凝土柱和钢板混凝土结构等。
2. 钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构是将钢筋与混凝土相组合,形成刚性整体结构。
这种结构具有良好的抗震性能和耐久性,广泛应用于高层建筑的柱和梁等承重构件。
3. 预应力混凝土结构预应力混凝土结构通过施加预应力,在构件上引入压应力,从而提高混凝土的抗压性能。
这种结构具有较好的抗震性能和耐久性,在高层建筑中被广泛应用于楼板和框架结构等。
三、高层建筑的抗震设计高层建筑的抗震设计是指为了提高建筑物在地震中的稳定性和安全性,采取的一系列措施和设计原则。
以下是高层建筑抗震设计的重点内容:1. 建筑结构的合理布局合理的布局可以减少结构的不均匀性和不对称性,降低地震作用对结构的影响。
同时,将重要的承重墙和剪力墙等放置在适当位置,能够有效提高建筑物的抗震性能。
2. 结构的刚度和韧性设计结构的刚度和韧性是保证建筑物在地震中不发生严重破坏的关键。
通过提高结构的刚度和韧性,可以减小地震力对结构的冲击,并使结构在地震后能够恢复到正常状态。
3. 断层和隔震设计在地震带区域,结构的断层和隔震设计起到了重要的作用。
断层设计通过设置强大的构件和连接件来承担地震力,从而减小地震对结构的影响。
隔震设计则是通过增加减震层,将地震能量转移或分散,从而减小地震对结构的冲击。
多高层建筑钢结构抗震设计
多高层建筑钢结构抗震设计在当今的建筑领域,多高层建筑的钢结构设计中,抗震性能是至关重要的考量因素。
地震作为一种不可预测且具有巨大破坏力的自然灾害,对建筑物的安全构成了严重威胁。
因此,为了保障人们的生命财产安全,确保多高层建筑在地震作用下能够保持结构的稳定性和完整性,合理的抗震设计显得尤为关键。
钢结构具有强度高、重量轻、施工速度快等优点,使其在多高层建筑中得到了广泛的应用。
然而,在地震作用下,钢结构也面临着一系列的挑战。
例如,钢结构的柔性较大,容易产生较大的变形;节点连接的可靠性对结构的整体性能影响显著;以及钢材在反复荷载作用下的疲劳问题等。
在进行多高层建筑钢结构抗震设计时,首先要明确设计的基本要求和目标。
其核心目标是“小震不坏,中震可修,大震不倒”。
也就是说,在较小的地震作用下,建筑物应基本保持完好,不影响正常使用;在中等强度的地震作用下,建筑物可能会出现一定程度的损坏,但经过修复后仍可继续使用;在强烈地震作用下,建筑物虽然会遭受严重破坏,但不应发生整体倒塌,以保障人员的生命安全。
为了实现这些目标,需要对地震作用进行准确的分析和计算。
目前,常用的地震分析方法包括反应谱法、时程分析法等。
反应谱法是一种基于大量地震记录统计分析得到的设计方法,具有计算简单、结果较为可靠的优点,适用于大多数常规结构的设计。
时程分析法则通过直接输入地震波,对结构在地震过程中的动力响应进行模拟,可以更准确地反映结构的非线性行为,但计算量较大,通常用于复杂结构或重要建筑的设计。
结构体系的选择对于抗震性能有着决定性的影响。
常见的多高层建筑钢结构体系包括框架结构、框架支撑结构、筒体结构等。
框架结构具有布置灵活、空间利用率高的优点,但抗侧刚度相对较小,适用于层数较低、地震烈度较小的地区。
框架支撑结构通过在框架中设置支撑,有效地提高了结构的抗侧刚度,适用于中高层建筑。
筒体结构则具有极好的抗侧性能,适用于超高层建筑。
在构件设计方面,要确保钢材的强度和延性满足要求。
多层和高层钢结构抗震规范
6多层和高层钢筋混凝土房屋6.1一般规定6.1.1本章适用的现浇钢筋混凝土房屋的结构类型和最大高度应符合表6.1.1的要求。
平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构,适用的最大高度应适当降低。
注:本章的“抗震墙”即国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中的剪力墙。
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防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,采取有效的加强措施。
6.1.2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,并应符合相应的计算和构造措施要求。
丙类建筑抗震等级应按表6.1.2确定。
6.1.3 钢筋混凝土房屋抗震等级的确定,尚应符合下列要求:1框架-抗震墙结构,在基本振型地震作用下,若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%,其框架部分的抗震等级应按框架结构确定,最大适用高度可比框架结构适当增加。
2裙房与主楼相连,除应按裙房本身确定外,不应低于主楼的抗震等级;主楼结构在裙房顶层及相邻上下各一层应适当加强抗震构造措施。
裙房与主楼分离时,应按裙房本身确定抗震等级。
3当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下一层的抗震等级应与上部结构相同,地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。
地下室中无上部结构的部分,可根据具体情况采用三级或更低等级。
4 抗震设防类别为甲、乙、丁类的建筑,应按本规范3.1.3条规定和表6.1.2确定抗震等级;其中,8度乙类建筑高度超过表6.1.2规定的范围时,应经专门研究采取比一级更有效的抗震措施。
注:本章“一、二、三、四级”即“抗震等级为一、二、三、四级”的简称。
注:1建筑场地为Ⅰ类时,除6度外可按表内降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施,但相应的计算要求不应降低;2接近或等于高度分界时,应允许结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级;3 部分框支抗震墙结构中,抗震墙加强部位以上的一般部位,应允许按抗震墙结构确定其抗震等级。
多、高层钢筋砼房屋的抗震规定
多、高层钢筋砼房屋的抗震规定一、震害及其分析(一)、钢筋砼框架房屋的震害钢筋砼框架房屋是我国工业与民用建筑较常用的结构形式,层数一般在10层以下,多数为5~6层。
震害调查表明,框架结构震害的严重部位多发生在框架梁柱节点和填充墙处。
1、框架梁、柱节点的震害未经抗震设计的框架的震害主要反映在梁柱节点区。
一般是柱的震害重于梁;柱顶的震害重于柱底;角柱的震害重于内柱,短柱的震害重于一般柱。
具体情况如下:1)柱顶地震作用后,柱顶周围出现水平裂缝、斜裂缝或交叉裂缝,重者砼压碎崩落,柱内箍筋拉脱,纵筋压屈呈灯笼状,上部梁板倾斜。
主要原因是节点处柱端的弯矩、剪力、轴力都比较大,柱头箍筋配置不足或锚固不好,在弯、剪、压共同作用下先使柱头保护层剥落,箍筋失效,而后纵筋压屈。
这种现象在高烈度区较为普遍,很难修复。
2)柱底柱底常见的震害是在离地面10~40㎝处有周围水平裂缝,虽受力情况与柱顶相同,但由于纵筋一般在此搭接,《砼结构设计规范》要求钢筋搭接区箍筋要加密,在客观上起到了抗震措施的作用,故震害轻于柱顶。
3)施工缝处地震发生后,柱的施工缝处常有一圈水平缝,其主要原因是砼的结合面处理不好所致。
4)短柱当框架中有错层、夹层或有半高的填充墙时,或不适当的设置了某些连系梁时,容易形成短柱(柱子的净高不大于柱截面长边的4倍)。
短柱的刚度大,能吸收较多的地震能量,但短柱在剪力作用下常发生剪切破坏,形成交叉裂缝甚至脆断。
5)角柱在地震作用下房屋不可避免的要发生扭转,而角柱所受扭转剪力最大,同时角柱又受双向弯矩作用,而此处横梁的约束作用又小,所以震害重于内柱。
6)梁端地震发生后,往往在梁的两端,即节点附近产生周围的竖向裂缝或斜裂缝。
这是因为在地震的往复作用下,梁端产生较大的变号弯矩,当地震作用效应超过砼的抗拉强度时,便产生周圈裂缝。
7)梁柱节点在地震的往复作用和重力荷载作用下,节点核心区砼处于剪压复合应力状态。
当节点区箍筋不足时,在剪压作用下,节点核心区砼将出现交叉斜向贯通裂缝甚至挤压破碎。
第五章-多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计5
9度和一级框架结构尚应符合:
l r M M bua V 1 . 1 bua V b Gb l n
l n ——梁的净跨;
V Gb
——梁在重力荷载代表值(9度时高层建筑还应包括竖 向地震作用标准值)作用下,按简支梁分析的梁端截 面剪力设计值; 截面组合的弯矩设计值;一级框架两端弯矩均 为负弯矩时,绝对值较小一端的弯矩取零;
5.3.4
内力组合
1、两种基本组合 通过内力计算,获得了在不同荷载作用下产生的构件 内力标准值。根据可能出现的最不利情况进行构件的内力 组合所得设计内力值,进行截面设计. 在框架抗震设计时一般有两种组合: (1)地震作用效应与重力荷载代表值效应的组合
S 1 . 2 S 1 . 3 S GE Eh
多层及高层钢筋混凝土房屋 抗震设计
概述 抗震设计的一般要求 框架内力和位移计算 钢筋混凝土框架结构构件设计
5.1 5.2 5.3 5.4
5.3
框架内力与位移计算
结构抗震计算的内容一般包括: • 结构动力特性分析,主要是结构自振周期的确定; • 结构地震反应计算,包括多遇烈度下的地震荷载与结构 侧移; • 结构内力分析; • 截面抗震设计等。 框架结构设计的过程: 结构布置及构件截面尺寸确定——计算简图——荷载计算 ——重力荷载代表值计算——水平(地震)作用计算—— 内力计算(竖向、水平向)——内力组合——截面强度计 算——变形验算——构造措施等。
5.4.1
框架梁截面设计
框架结构的合理屈服机制是在梁上出现塑性铰。 对框架梁端抗震设计的基本要求: ①梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力(强剪弱 弯) ——设计剪力的取值; ②梁筋屈服后,塑性铰区段应有较好的延性和耗能能 力——延性设计问题;
多高层建筑钢结构抗震设计
为保证钢框架为强柱弱梁型,框架的任一梁柱节点处 需满足下列要求:
4. 框筒结构体系
(1)实际上是密柱框架结构
(2)框架结构的梁柱节点宜采用刚接 (3)由于梁跨小,刚度大,使周圈柱
近似构成一个整体受弯的薄壁筒体
(4)具有较大的抗侧刚度和承载力
因而框筒结构多用于高层建筑
各种钢结构体系建筑的适用高度
适用的钢结构房屋最大高度(m)
结构体系
设 6、7
防烈 8
框架
110
应计算结构扭转影响
4. 高层建筑钢结构不宜设置防震缝,但薄弱部位应注意采 取措施提高抗震能力。
如结构平面不规则,可设置防震缝,将平面不规则的结 构,分解为几个结构平面较规则的部分。
三、结构竖向布置
多高层钢结构的 竖向布置 应尽量满足下列要求:
1. 楼层刚度大于其相邻上层刚度的70%,且连续三层总的刚度降低不超过50% 2. 相邻楼层质量之比不超过1.5
第六章 多高层建筑钢结构抗震设计
主要内容
6.1 多高层钢结构的主要震害特征 6.2 多高层钢结构的选型与结构布置 6.3 多高层钢结构的抗震概念设计 6.4 多高层钢结构的抗震计算要求 6.5 多高层钢结构抗震构造要求
§6.1 多高层钢结构的主要震害特征
钢结构特性:
强度高、延性好、重量轻、抗震性能好 总体来说,在同等场地、烈度条件下, 钢结构房屋的震害较钢筋混凝土结构房屋的震害要小
但钢支撑或混凝土芯筒(剪力墙)的延性较差
为发挥钢框架部分延性好的作用,承担起第二道结构抗震 防线的责任,要求钢框架的抗震承载力不能太小
框架部分按计算得到的地震剪力应乘以调整系数 达到不小于 min {结构底部总地震剪力的25% ;框架部分地震剪 力最大值1.8倍}
建筑结构抗震等级划分一般规定
建筑结构抗震等级划分一般规定抗震等级:是设计部门依据国家有关规定,按“建筑物重要性分类与设防标准”,根据烈度、结构类型和房屋高度等,而采用不同抗震等级进行的具体设计。
以钢筋混凝土框架结构为例,抗震等级划分为四级,以表示其很严重、严重、较严重及一般的四个级别。
在我国建筑业中,已经开始严格执行这个等级标准。
建筑结构抗震等级一般规定(1)多高层建筑结构的抗震措施是根据抗震等级确定的,抗震等级的确定与建筑物的类别相关,不同的建筑物类别在考虑抗震等级时取用的抗震烈度与建筑场地类别有关,也就是考虑抗震等级时取用烈度与抗震计算时的设防烈度不一定相同。
(2)建筑结构应根据其使用功能的重要性分为甲、乙、丙、丁类四个抗震设防类别。
建筑的抗震设防类别划分见国家标准《建筑抗震设防分类标准》GB 50223的规定,也可见《建筑抗震设计手册》(1994年版)高层建筑没有丁类抗震设防。
各抗震设防类别的高层建筑结构,其抗震措施应符台下列要求:1)甲类、乙类建筑:当本地区的抗震设防烈度为6~8度时,应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求;当本地区的设防烈度为9度时,应符合比9度抗震设防更高的要求。
当建筑场地为Ⅰ类时,应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施;2)丙类建筑:应符合本地区抗震设防烈度的要求。
当建筑场地为I类时,除6度外,应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施.按建筑类别及场地调整后用于确定抗震等级烈度,按调整后的抗震等级烈度。
3)抗震设计时,多高层建筑钢筋混凝土结构构件应根据设防烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。
A级高度丙类建筑钢筋混凝土结构的抗震等级应按表3.11确定。
当本地区的设防烈度为9度时,A级高度乙类建筑的抗震等级应按本节第9条规定的特一级采用,甲类建筑应采取更有效的抗震措施。
注:本规程“特一级和一、二、三、四级”即“抗震等级为特一级和一、二、三、四级”的简称。
抗震结构设计--多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计
放置箍筋时,柱纵向筋压曲外鼓。 梁筋锚固破坏。锚固长度不足,从节点内拔出, 将混凝土拉裂。 装配式框架构件连接处易发生脆断,剖口焊接钢 筋处易拉断,焊接处后浇混凝土开裂或散落。 原因:节点受弯承载力不 足,约束混凝土太少,梁 筋锚固长度不足及施工质 量引起。
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,砌快 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。
5.1 概述
多层和高层钢筋混凝土结构体系包括: 框架结构体系由梁和柱组成,平面布置灵活,易 于满足建筑物设置大房间的要求,应用广泛。 抗震墙也称剪力墙,这种结构体系由钢筋混凝土 纵横墙组成,抗侧力性能较强,但平面布置不灵 活,纯剪力墙体系一般用于住宅、旅馆和办公楼 建筑。
筒体结构或由四周封闭的剪力墙构成单筒式的筒 状结构;或以楼电梯为内筒,密排柱深梁框架为 外框筒组成筒中筒结构。这种结构的空间刚度大, 抗侧和抗扭刚度都很强,建筑布局亦灵活。
钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计
钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计引言:在地震带地区,多层框架结构是一种常见的建筑形式。
钢筋混凝土多层框架结构具有较高的刚度和强度,能够很好地承受地震荷载,因此被广泛应用于地震易发区的建筑物中。
本文将详细介绍钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计方法和主要措施。
一、抗震设计参数钢筋混凝土多层框架结构的抗震设计需要确定一系列参数,包括设计地震烈度、地震作用时间历程和地震影响系数等。
设计地震烈度是指工程所在地区最大重现期地震烈度。
地震作用时间历程是指代表地震波动过程的时间变化曲线。
地震影响系数是地震作用对结构的几何约束影响的系数。
二、抗震设计方法1.确定性强法:该方法根据钢筋混凝土多层框架结构的几何形状和约束条件,直接计算结构的刚度和强度。
常见的方法有弹性静力法和弹塑性静力法。
其中,弹性静力法适用于低层框架结构,而弹塑性静力法适用于高层框架结构。
2.统计能量原理法:该方法通过统计结构在地震中所释放的能量,从而预测结构的破坏程度。
通过对结构的滞回性能分析,可以估计结构的抗震性能,进而优化设计。
三、抗震设计措施1.提高结构的整体刚度:通过增加墙体、剪力墙、受压构件的刚度,能够提高结构对地震作用的抵抗能力。
2.控制结构的位移:通过设置合理的设计位移限值,可以控制结构在地震中的位移响应,减少结构的破坏。
3.采用抗震支撑系统:通过设置抗震支撑系统,如设立剪力墙和剪力筋等,能够提高结构的整体刚度和抗震性能。
4.加强节点连接:节点连接是结构中易发生破坏的部位,通过采用加劲、加大节点和增加连接钢筋等措施,可以提高节点连接的抗震性能。
5.结构的抗震设计应符合相关抗震设计规范的要求,如《建筑结构抗震设计规范》等。
结论:钢筋混凝土多层框架结构作为一种常见的建筑形式,其抗震设计至关重要。
在抗震设计中,需要确定设计参数,采用适当的设计方法,并采取一系列措施来提高结构的抗震性能。
通过合理的抗震设计,可以保证钢筋混凝土多层框架结构在地震中具有较高的安全性和可靠性。
高层混凝土建筑抗震结构设计
高层混凝土建筑抗震结构设计近年来,我国建筑行业得到前所未有的发展,并且建筑领域逐渐地向高层方向发展,众多高层混凝土建筑工程如雨后春笋般出现。
高层混凝土建筑结构设计中抗震结构设计是非常重要的环节,同时也是结构设计的难点。
主要是因为高层混凝土建筑的人口相对密集,一旦发生地震灾害,高层混凝土建筑抗震性能较低而发生坍塌,将会造成严重的人员伤亡与经济损失,同时造成恶劣的社会影响,这对建筑行业的健康、可持续发展是非常不利的。
因此,在进行高层混凝土结构设计时,应该充分的认识到抗震结构设计的重要性,为高层建筑居民的生命和财产安全提供可靠的保障。
1高层混凝土建筑抗震结构设计的要求分析①在进行高层混凝土建筑抗震结构规划与设计时,应该经过精确的计算与分析,合理的掌握结构刚度,充分的了解施工现场的地质条件、所有设备的运行参数、建材的性能以及物理力学知识,以此确定高层混凝土建筑结构的整体高度大小,并设置科学的连接,以此实现对刚度的合理调整。
为了提高高层混凝土建筑的抗震能力,应该尽可能的将建筑波动受力控制在地质支撑范围以内,即当高层混凝土建筑基础结构出现变形之后,抗震结构通过自身的调节,能够尽可能的降低整体结构的变形幅度,然后通过有效的维护工作,保证高层混凝土建筑的安全和使用价值。
②在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时,设计人员应该正确的分析关键部位或者重要部件和其他部件之间连接点的受力状况,通过合理的计算,采取有效的措施进行调整,以此提高高层混凝土建筑的抗震能力,当地震灾害发生之后,能够最大限度的降低地震给建筑物带来的损失。
此外,通过对当地历年的地震灾害进行分析,如果高层混凝土建筑采用柔和刚度设计,当地震灾害发生之后,将会导致主体内部结构遭到损坏,在余震的作用下,会导致建筑结构发生连锁反应,对建筑结构造成持续破坏,最终导致建筑倒塌。
对此,在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时,应该充分的研究与分析混凝土抗震结构,以此保证高层建筑的结构刚度满足相关的设计规范,同时强化建筑结构的延伸性,进而提高高层建筑的抗震性能,最大限度的降低地震灾害给建筑造成的损失。
多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计(1)
2、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。
3、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。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。
2、框架-抗震墙结构
抗震墙的各墙段(包括小开洞墙和联肢墙肢)的高宽比不宜小于2, 使其成弯剪破坏。连梁宜在梁端塑性屈服,且有足够的变形能力,在墙段 充分发挥抗震作用前不失效。
五、构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏
主要抗侧力的钢筋混凝土构件的极限破坏应以构件弯曲时主筋受拉屈服 破坏为主,应避免变形性能差的混凝土首先压溃或剪切破坏,以及钢筋锚固 失效和粘接破坏。
③合理地设置变形缝。 ④加强楼屋盖的整体性。使结构受力均匀。
⑤尽可能做到技术先进,经济合理。 2.框架结构布置 A,一般的柱网形式。
承重框架宜双向设置。楼电梯间不宜设在结构单元的两端及拐角处。
B 地震区的框架结构,应设计成延性框架, 遵守“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、强节点、强锚固等设计原则。
四、合理设计结构破坏机制 1、框架结构 为了充分发挥整个结构的抗震能力,较合理的地震破坏机制应为节点 基本不破坏,梁比柱的屈服能早发生、多发生;同一层中,各柱两端屈服 历程越长越好;底层柱底的塑性铰宜最晚发生。梁柱端的塑性铰出现得尽 可能分散。
2、当框架-抗震墙结构有足够的抗震墙时,其框架部分是次要抗侧力构件, 可按框架-抗震墙结构中的框架确定抗震等级。否则按框架结构确定等级。区分 标准是看框架部分承受的地震倾覆力矩是否大于结构总地震倾覆力矩的50%。
框架承受的地震倾覆力矩可按下式计算:
钢筋混凝土结构抗震概念设计
学校建筑,纵向无 墙走廊大悬臂,严 重破坏。
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走廊有柱,破坏 较轻。
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走廊有柱,带翼墙,震害 较轻。
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临街建筑,单面纵墙,刚度偏心, 倒塌。
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§4.3 钢筋混凝土结构房屋设计特点及概念设计
一、单柱及群柱的 P曲线
P
P
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填充墙破坏的主要原因是:墙体受剪承载力 低,变形能力小,墙体与框架缺乏有效的拉结, 在往复变形时墙体易发生剪切破坏和散落。
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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,尤其是在房屋1/3高度处的连梁 破坏更为明显。
节点破坏将导致梁柱失去相互之间的联系。
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
23.混08凝.20土21抗剪强度降低等。
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8
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,砌快墙重于砖 墙。
多高层建筑钢结构抗震设计
多高层建筑钢结构抗震设计在当今的建筑领域,多高层建筑如雨后春笋般涌现,而钢结构因其高强度、轻质、施工速度快等优点,在多高层建筑中得到了广泛的应用。
然而,地震作为一种不可预测的自然灾害,对建筑物的破坏往往是巨大的。
因此,多高层建筑钢结构的抗震设计至关重要,它关系到人们的生命财产安全和社会的稳定。
一、多高层建筑钢结构抗震设计的重要性地震是一种突发的、破坏性极大的自然灾害,它会给建筑物带来水平和竖向的振动,导致结构的变形、破坏甚至倒塌。
多高层建筑由于其高度较高、自重较大,在地震作用下受到的影响更为显著。
钢结构虽然具有良好的强度和韧性,但如果设计不合理,也难以抵御地震的破坏。
因此,进行科学合理的抗震设计,是确保多高层建筑钢结构在地震中安全可靠的关键。
二、地震作用对多高层建筑钢结构的影响地震作用会使多高层建筑钢结构产生水平和竖向的加速度,从而引起结构的内力和变形。
水平地震作用是主要的影响因素,它会使结构产生水平位移和弯矩,导致梁柱节点的破坏、柱的屈曲、支撑的失效等。
竖向地震作用虽然相对较小,但对于高层和大跨度结构来说,也不能忽视。
它可能会导致柱的轴向压力增大,节点的连接破坏等。
三、多高层建筑钢结构抗震设计的原则1、强柱弱梁原则在设计中,应使柱子的抗弯能力大于梁的抗弯能力,这样在地震作用下,梁先于柱发生屈服,形成塑性铰,从而消耗地震能量,保护柱子不发生破坏。
2、强节点弱构件原则节点是结构中连接各个构件的关键部位,其承载能力和变形能力直接影响整个结构的性能。
因此,节点的设计应比构件更强,以保证在地震作用下节点不先于构件破坏。
3、多道抗震防线原则在结构体系中,应设置多道抗震防线,如框架支撑结构、框架剪力墙结构等。
当第一道防线破坏后,后续的防线能够继续抵抗地震作用,从而提高结构的抗震性能。
4、合理的刚度和强度分布原则结构的刚度和强度分布应均匀合理,避免出现薄弱部位。
在平面和立面上,结构的质量和刚度中心应尽量重合,以减少地震作用下的扭转效应。
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(1)框架结构房屋的防震缝宽度,当高度不超过15m时可采用70mm; 超过15m时,6度、7度、8度和9度相应每增加高度5m、4m、3m和2m, 宜加宽20mm。
(2)框架---抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用上述对框架规定数值的 70%,抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用上述对框架规定数值的50%; 且均不宜小于70mm。
抗震墙
框架-抗震墙
各种结构体系适用的最大高度见表5-1。 表5-1 现浇钢筋混凝土房屋结构适用的最大高度 (m)
结构体系
6
框架
60
框架--抗震墙
130
抗震墙
全部落地
140
部分框支
120
烈度
7
8
55
45
120
100
120
100
100
80
筒体
框架--核心筒
150
筒中筒
180
板柱--抗震墙
40
140
100
160
120
35
30
9 25 50 60 不应采用
70 80 不应采用
楼盖应优先选用现浇楼盖,其次是装配整体式楼盖,最后才是装配式楼盖。 抗震墙之间楼屋盖的最大长宽比见表5.2
表5.2 抗震墙之间楼屋盖的最大长宽比
楼屋盖类别
烈度
6
7
8
9
现浇、迭合梁板
4
4
3
2
装配式楼盖
3
3
2.5
不宜采用
框支层和板柱-抗震墙的现浇梁板
(3)防震缝两侧结构体系不同时,防震缝宽度应按需要较宽的规定采用, 并可按较低房屋高度计算缝宽。
(4)8、9度框架结构房屋防震缝两侧结构高度、刚度或层高相差较大时, 可在缝两侧房屋的尽端沿全高设置垂直于防震缝的抗撞墙,每一侧抗撞墙 的数量不应少于两道,宜分别对称布置,墙肢长度可不大于一个柱距。
5.2.3 材 料
唐山地震时,一个平面如图(图5-2) 所示的框架厂房产生了强烈的扭转反 应,导致第二层的十一根柱产生严重的 破坏(图5-2)。
图5-2 框架厂房平面和柱的破坏
2.薄弱层破坏
图5-3 底部框架结构的变形
第 五 层 破 坏
图5-4 高层建筑的第5层倒塌
具 有 薄 弱 底 层 的 房 屋 , 易 在 地 震 时 倒 塌 图5-5 软弱底层房屋倒塌形式之一 。
5.1.1结构布置不合理而产生的震害
结构布置不合理而产生的震害主要有:
1.扭转破坏 2.薄弱层破坏 3.应力集中 4.防震缝处碰撞
1.扭转破坏
旋转轴
图5-1 平面为L形的建筑
唐山地震时,位于天津市的一幢平面为L形的建筑(图5-1)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东北角处严重破坏
l/Bmax
6度和7度
6.0
2.0
0.35
8度和9度
5.0
1.5
0.30
高层建筑(8层及8层以上)的平面中L不宜过长(图5-18),突出部分长度l宜减 小,凹角处宜采取加强措施。图5-18中,L、l和l‘的值宜满足前表5-3的要求。
图5-18 高层建筑平面
2.竖向布置
结构沿竖向(铅直方向)应尽可能均匀而少变化,使结构的刚度沿竖向均匀。
5.1.2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)。
(A)
(B)
图5-9 框架的破坏形式 (a)强梁弱柱型;(b)强柱弱梁型
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 (3) 节点的破坏 (4) 短柱破坏 (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。
第五章 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
❑5.2 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 ❑5.4 抗震墙结构的抗震设计 ❑5.5 框架—抗震墙结构的抗震设计 ❑5.6 高强混凝土结构的抗震设计要求
§5.1多高层钢筋混凝土结构的震害及其分析
(倾倒)
图5-6 软弱底层房屋倒塌形式之二 (底层完全倒塌)
3.应力集中
结构竖向布置产生 很大的突变时,在突变 处由于应力集中会产生 严重震害。
图5-7 应力集中产生的震害
4.防震缝处碰撞
碰撞
Ⅰ
ⅡⅡ
防震缝如果宽度不够,其
两侧的结构单元在地震时就会
相互碰撞而产生震害
碰撞
图5-8 防震缝两侧结构单元的碰撞
按抗震要求设计的混凝土结构的材料应符合下列要求:
(1)混凝土的强度等级,抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核 心区、框支梁、框支柱不应低于C30;构造柱、芯柱、圈梁及其他各 类构件不应低于C20。并且,混凝土结构的强度等级,在9度时不宜 超过C60,在8度时不宜超过C70。
2.5
2.5
2
不宜采用
1. 平面布置
5.2.2 结构布置
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
表5-3 L、l 的限值
设防烈度
L/Bl/b为使来自构有较好的整体刚度和稳定性,结构高度H和宽度B的比值不宜超过表5-4所 列的限值
表5-4 适用的房屋最大高宽比
结构类型
6度
7度
8度
9度
框架,板柱—抗震
4
4
3
2
墙
框架—抗震墙
5
5
4
3
筒体,抗震墙
6
6
5
4
3. 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。
图5-15 抗震墙的破坏
图5-16 抗震墙的剪切破坏 图5-17 墙肢间连梁的破坏
§5.2 选型、结构布置和设计原则
主要内容
1选 型 2 结构布置 3材 料
平面布置 竖向布置 防震缝的设置
4 抗震等级
5 按抗剪要求的截面限制条件
5.2.1 选 型
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。
(1) 构件塑性铰处的破坏
图5-10 柱的破坏形式之一
图5-11 柱的破坏形式之二
(2)构件的剪切破坏
图5-12 柱的剪切破坏
(3)节点的破坏
图5-13 节点的破坏
(4)短柱破坏
图5-14 短柱破坏
(5)填充墙的破坏。
5.1.3 具有抗震墙的结构的震害
高层结构抗震墙的破坏有以下一些类型: (1)墙的底部发生破坏,表现为受压区混凝土的大片压碎剥落,钢筋压屈(图5-15)。 (2)墙体发生剪切破坏(图5-16)。 (3)抗震墙墙肢之间的连梁产生剪切破坏(图5-17)