有两幢钢筋混凝土结构的高层建筑-青岛理工大学
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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。
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，墙体与框架缺乏有效的拉结， 在往复变形时墙体易发生剪切破坏和散落。
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。
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 框架结构的抗震设计内容 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 （reinforced concrete structure）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。
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。
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。
从震害中汲取教训和经验
失败是成功之母
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
马那瓜中央银行大厦
震后
马那瓜美洲银行大厦
框架
填充墙 抗震墙
马那瓜中央银行 结构平面布置
马那瓜美洲银行 结构平面布置
（2）竖向不规则产生的震害(薄弱层)
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。
8．抗震墙的震害
在强震作用下，抗震墙在反复荷载作用下形成X型剪 切裂缝。
抗震墙破坏 (交叉裂缝)
9．抗震墙中的连梁震害
在强震作用下还表现在连梁上，其跨度小，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。
抗震墙破坏 (交叉裂缝)
震害中的重要启示
•抗震概念设计是非常重要的 •重视局部的加强措施
问题
•何谓抗震概念设计？
4.2 结构抗震概念设计
4.2.1 结构体系的选择及相关要求
①框架结构体系的特点是自重轻，地震作用小，但侧向 刚度较小，地震时水平位移较大，会造成非结构构件的 破坏。框架结构适用于高度不很大的建筑。 ②抗震墙结构体系的特点是自重大，侧向刚度大，地震 作用大。 ③框架-抗震墙结构体系的特点是克服了纯框架结构刚度 小和纯抗震墙结构自重大的缺点，发挥了各自的优点长 处。具有抗侧刚度较大，自重较轻，结构的水平位移较 小的优点，抗震性能较好。此外，还有筒体结构、巨型 框架结构等。
层 13 13 12 11 11
10 9
9
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
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7 6
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楼层屈服强度分布不均匀，
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造成6层和11层的弹塑性变形
3
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集中，导致6层以上全部倒塌。
1 1
(mm)
40 80 120
天津碱厂输入天津波的 弹塑性分析结果
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
防震缝宽度 过小，地震时 结构相互碰撞 造成震害。
防震缝 处碰撞 破坏
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)。
(a)强梁弱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ型
(b)强柱弱梁型
框架的整体破坏形式
4．框架梁的震害
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。
我国《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-
2002）（以下简称高层规程）将钢筋混凝土高层
建筑结构按房屋高度划分为A级和B级两个级别。 规定A了级各高自度的的最建大筑适是用目高前度应和用高最宽广比泛的的限建制筑，，提B出 了级不高同度的抗建震筑设的计最要大求适。用。高度和高宽比可较A级适 当放宽，但其结构抗震等级、抗震计算及构造措 施等要求更加严格。参见相关表格。
表4-1 多层及A级高度钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度
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。
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，墙体与框架缺乏有效的拉结， 在往复变形时墙体易发生剪切破坏和散落。
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。
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 框架结构的抗震设计内容 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 （reinforced concrete structure）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。
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。
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。
从震害中汲取教训和经验
失败是成功之母
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
马那瓜中央银行大厦
震后
马那瓜美洲银行大厦
框架
填充墙 抗震墙
马那瓜中央银行 结构平面布置
马那瓜美洲银行 结构平面布置
（2）竖向不规则产生的震害(薄弱层)
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。
8．抗震墙的震害
在强震作用下，抗震墙在反复荷载作用下形成X型剪 切裂缝。
抗震墙破坏 (交叉裂缝)
9．抗震墙中的连梁震害
在强震作用下还表现在连梁上，其跨度小，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。
抗震墙破坏 (交叉裂缝)
震害中的重要启示
•抗震概念设计是非常重要的 •重视局部的加强措施
问题
•何谓抗震概念设计？
4.2 结构抗震概念设计
4.2.1 结构体系的选择及相关要求
①框架结构体系的特点是自重轻，地震作用小，但侧向 刚度较小，地震时水平位移较大，会造成非结构构件的 破坏。框架结构适用于高度不很大的建筑。 ②抗震墙结构体系的特点是自重大，侧向刚度大，地震 作用大。 ③框架-抗震墙结构体系的特点是克服了纯框架结构刚度 小和纯抗震墙结构自重大的缺点，发挥了各自的优点长 处。具有抗侧刚度较大，自重较轻，结构的水平位移较 小的优点，抗震性能较好。此外，还有筒体结构、巨型 框架结构等。
层 13 13 12 11 11
10 9
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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
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楼层屈服强度分布不均匀，
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造成6层和11层的弹塑性变形
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集中，导致6层以上全部倒塌。
1 1
(mm)
40 80 120
天津碱厂输入天津波的 弹塑性分析结果
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
防震缝宽度 过小，地震时 结构相互碰撞 造成震害。
防震缝 处碰撞 破坏
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)。
(a)强梁弱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ型
(b)强柱弱梁型
框架的整体破坏形式
4．框架梁的震害
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。
我国《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-
2002）（以下简称高层规程）将钢筋混凝土高层
建筑结构按房屋高度划分为A级和B级两个级别。 规定A了级各高自度的的最建大筑适是用目高前度应和用高最宽广比泛的的限建制筑，，提B出 了级不高同度的抗建震筑设的计最要大求适。用。高度和高宽比可较A级适 当放宽，但其结构抗震等级、抗震计算及构造措 施等要求更加严格。参见相关表格。
表4-1 多层及A级高度钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度