第十二章钢筋混凝土框架结构

第十二章 钢筋混凝土框架结构的 抗震设计简述
第十二章钢筋混凝土框架结构
第一节 框架结构地震破坏特点
一.框架结构地震破坏特点
结构构件破坏、非结构构件破坏、地基和基础破坏
1. 框架柱的破坏
压弯破坏 剪切破坏 弯曲破坏
第十二章钢筋混凝土框架结构
A、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。
抗震设计特点: 使用阶段或在常遇地震作用时，结构在弹性范围工作； 在基本烈度地震作用时,结构在弹塑性范围工作; 在罕遇烈度地震作用时,结构亦在弹塑性范围工作;
一、房屋的适用最大高度
《抗震规范》规定：乙、丙和丁类建筑的框架结构和 框架-抗震墙结构适用的最大高度应不超过规范的规定。
甲类建筑适用的最大高度应专门研究。
第十二章钢筋混凝土框架结构
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。
第十二章钢筋混凝土框架结构
5.其他
A、伸缩缝宽度太小，地震时发生碰撞造成震害。 B、建造在软弱地基上的高柔建筑物，因Tg=T1发生共振， 烈度不高但其破坏的例子屡见不鲜。 C、建造在软弱地基上或液化土层上的框架结构，在地震时 常因地基不均匀沉陷使上部结构倾斜甚至倒塌。
结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层
在强烈地震作用下，结构的薄
13
弱楼层率先屈服、发展弹塑性变形，
12
并形成弹塑性变形集中的现象，不
第三节 结构布置原则
一. 设置多道抗震防线 抗震设计的一个重要原则是结构应有必要的赘余度和内 力重分配的功能。
二. 结构布置原则 1. 结构平面应力求简单规则，结构的主要抗侧力构件应
对称均匀布置，尽量使结构的刚心与质心重合，避免 地震时引起结构扭转及局部应力集中。 2. 结构的竖向布置，应使其质量沿高度方向均匀布置，避免 结构刚度突变，并应尽可能降低建筑物的重心，易利结构 的整体稳定性。 第十二章钢筋混凝土框架结构
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。
第十二章钢筋混凝土框架结构
第十二章钢筋混凝土框架结构
4、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。
第十二章钢筋混凝土框架结构
现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（m)
结构类型
框架结构 框架-抗震墙结构
烈度
6
7
8
9
60 55 45 25
130 120 100 50
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.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；
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。
抗震等级与结构类第型十二、章钢房筋混屋凝土高框架度结构、地震烈度有关
下表为丙类建筑抗震等级的划分：
现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级
结构类型
高度（m)
框架 结构
框架
剧场,体育馆等大跨度公共建筑
框架 -抗 震墙 结构
高度（m) 框架 抗震墙
烈
6 ≤ 30 >30 四三
7 ≤ 30 >30 三二
三 ≤ 60 >60 四三
二 ≤ 60 >60 三二
三
二
度
8
Leabharlann Baidu
9
≤ 30 >30 ≤ 25
二一一
一 ≤ 60 >60
一
≤ 50
二一一
一一一
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.甲、乙类，6～8度时，提一度，丁类可降一度选取。
第十二章钢筋混凝土框架结构
第十二章钢筋混凝土框架结构
3. 梁柱节点的破坏
A. 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，节点内箍筋很少或没有放置箍筋时，柱纵向筋压曲 外鼓。 B. 梁筋锚固破坏。锚固长度不足，从节点内拔出，将混凝土 拉裂。 C. 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。
第十二章钢筋混凝土框架结构
二. 框架结构地震破坏原因
除场地和地基因素外，上部结构上主要原因有： 1）结构的刚度在平面上和沿竖向的分布要规则、均匀； 2）结构构件要有足够的承载力和延性； 3）重视构造，加强对混凝土的约束，防止剪切、锚固
等脆性破坏； 4）保证施工质量。
第十二章钢筋混凝土框架结构
第二节 结 构 选 型
第十二章钢筋混凝土框架结构
B、柱底
与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。
第十二章钢筋混凝土框架结构
C、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，易产生剪切破坏。
第十二章钢筋混凝土框架结构
D、角柱
由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害比内柱重。
第十二章钢筋混凝土框架结构
2. 框架梁的破坏
震害多在梁端， 有斜截面破坏、正截面破坏、锚固破坏 一般为剪切破坏。
A. 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 和交叉斜裂缝（因弯剪作用）。 B. 在梁负弯矩钢筋切断处由于抗剪能力削弱也易产生裂缝，造 成梁剪切破坏。
原因：梁端屈服后产生的剪力较大，超过梁的受剪能力，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因 素引起的。
3.平面和竖向均不规则的结构或建造在Ⅳ场地的构，使 用的最大高度应适当降低（一般降低20%左右）。
第十二章钢筋混凝土框架结构
二. 结构的抗震等级
地震作用下，钢筋混凝土结构的地震反应有下列特点： 1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高；
地震作用与烈度、场地等有关，从经济角度考虑，对 不同烈度、场地的结构的抗震要求可以有明显的差别。