建筑结构抗震第四章多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计优秀课件
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结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%
楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼 板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的 楼层错层
竖向不规则的类型
不规则类型 侧向刚度不规则
竖向抗侧力构件不连续 楼层承载力突变
定义
该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻 三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的 水平向尺寸大于相邻下一层的25%
6
框架
60
框架--抗震墙
130
抗震墙
全部落地
140
部分框支
120
设防烈度
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4.2
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) 脆性破坏。 (7) 搭接处破坏。
(1) 构件塑性铰处的破坏
图4-10 柱的破坏形式之一
图4-11 柱的破坏形式之二
(2)构件的剪切破坏
图4-12 柱的剪切破坏
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
高层建筑（8层及8层以上）的平面中L不宜过长（图4-18），突出部分长度l宜减 小，凹角处宜采取加强措施。图4-18中，L和l的限值宜满足前表4-3的要求。
表4.2 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
2.5
2.5
2
不宜采用
4.2.2 结构布置 平面不规则的类型
不规则类型 扭转不规则
凹凸不规则 楼板局部不连续
定义 平面不规则的类型 楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水 平位移（或层间位移）平均值的1.2倍
钢筋混凝土结构中的砌体填充墙：
(1)在平面和竖向的布置，均匀对称，避免薄弱层或短柱。 (2)墙顶应与框架梁密切结合。 (3)填充墙应沿框架柱全高每隔500mm设26拉筋。 (4)墙长大于5m时，墙顶与梁宜有拉结；墙高超过4m时，墙体半高处宜设置
与 柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。
1.平面布置
建筑结构抗震第四章多高层建 筑钢筋混凝土结构抗震设计
4.1 多高层钢筋混凝土结构的震害及其分析 4.2 选型、结构布置和设计原则 4.3 钢筋混凝土框架结构的抗震设计 4.4 抗震墙结构的抗震设计 4.5 框架—抗震墙结构的抗震设计
§4.1多高层钢筋混凝土结构的震害及其分析
4.1.1结构布置不合理而产生的震害
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4-8 防震缝两侧结构单元的碰撞
4.1.2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4-9 框架的破坏形式 (a)强梁弱柱型；(b)强柱弱梁型
竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平 转换构件（梁、桁架等向下传递
抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%
刚性非承重墙体的布置，应避免使结构形成刚度和强度分布上的突变。
外墙板的连接件有足够的延性和适当的转动能力，满足在设防烈度下 主体结构层间变形的要求。
砌体墙应采取措施减少对主体结构的不利影响，并应设置拉结筋、水 平系梁、圈梁、构造柱等与主体结构可靠拉结。砌体女儿墙中宜设构造柱
4）保证施工质量。
§4.2 选型、结构布置和设计原则
4.2.1 选 型
多层和高层钢筋混凝土结构体系包括： 框架结构、抗震墙结构、框架-抗震墙结构、筒体结构和框架-筒体结构 等。
抗震墙
框架-抗震墙
各种结构体系适用的最大高度见表4-1。 表4-1 现浇钢筋混凝土房屋结构适用的最大高度 (m)
结构体系
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4-1 平面为L形的建筑
图4-2 框架厂房平面和柱的破坏
2.薄弱层破坏
图4-3 底部框架结构的变形
层 13 13
12 11
11
10
9 9
8
7
7
6
6
5
5
4
3
3
2
1
1
(mm)
40 80 120
图4-15 抗震墙的破坏
图4-16 抗震墙的剪切破坏 图4-17 墙肢间连梁的破坏
总结以上震害调查结果，除注意场地和地基因素外，从 结构上主要应注意：
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；
图4-18 高层建筑平面
设防烈度 6度和7度 8度和9度
表4-3 L、l 的限值
L/B
l/b
6.0
2.0
5.0
1.5
l/Bmax 0.35 0.30
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。
为使结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4-4所 列的限值
图为该结构输入天津波的弹塑性分析结果。
第 五 层 破 坏
图4-4 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4-5 软弱底层房屋倒塌形式之一 。
（倾倒）
图4-6 软弱底层房屋倒塌形式之二 （底层完全倒塌）
3.应力集中
图4-7 应力集中产生的震害
4.防震缝处碰撞
(3)节点的破坏
图4-13 节点的破坏
(4)短柱破坏
图4-14 短柱破坏
(5)填充墙的破坏。
4.1.3 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4-15）。 （2）墙体发生剪切破坏（图4-16）。 （3）抗震墙墙肢之间的连梁产生剪切破坏（图4-17）
楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼 板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的 楼层错层
竖向不规则的类型
不规则类型 侧向刚度不规则
竖向抗侧力构件不连续 楼层承载力突变
定义
该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻 三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的 水平向尺寸大于相邻下一层的25%
6
框架
60
框架--抗震墙
130
抗震墙
全部落地
140
部分框支
120
设防烈度
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4.2
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) 脆性破坏。 (7) 搭接处破坏。
(1) 构件塑性铰处的破坏
图4-10 柱的破坏形式之一
图4-11 柱的破坏形式之二
(2)构件的剪切破坏
图4-12 柱的剪切破坏
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
高层建筑（8层及8层以上）的平面中L不宜过长（图4-18），突出部分长度l宜减 小，凹角处宜采取加强措施。图4-18中，L和l的限值宜满足前表4-3的要求。
表4.2 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
2.5
2.5
2
不宜采用
4.2.2 结构布置 平面不规则的类型
不规则类型 扭转不规则
凹凸不规则 楼板局部不连续
定义 平面不规则的类型 楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水 平位移（或层间位移）平均值的1.2倍
钢筋混凝土结构中的砌体填充墙：
(1)在平面和竖向的布置，均匀对称，避免薄弱层或短柱。 (2)墙顶应与框架梁密切结合。 (3)填充墙应沿框架柱全高每隔500mm设26拉筋。 (4)墙长大于5m时，墙顶与梁宜有拉结；墙高超过4m时，墙体半高处宜设置
与 柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。
1.平面布置
建筑结构抗震第四章多高层建 筑钢筋混凝土结构抗震设计
4.1 多高层钢筋混凝土结构的震害及其分析 4.2 选型、结构布置和设计原则 4.3 钢筋混凝土框架结构的抗震设计 4.4 抗震墙结构的抗震设计 4.5 框架—抗震墙结构的抗震设计
§4.1多高层钢筋混凝土结构的震害及其分析
4.1.1结构布置不合理而产生的震害
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4-8 防震缝两侧结构单元的碰撞
4.1.2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4-9 框架的破坏形式 (a)强梁弱柱型；(b)强柱弱梁型
竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平 转换构件（梁、桁架等向下传递
抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%
刚性非承重墙体的布置，应避免使结构形成刚度和强度分布上的突变。
外墙板的连接件有足够的延性和适当的转动能力，满足在设防烈度下 主体结构层间变形的要求。
砌体墙应采取措施减少对主体结构的不利影响，并应设置拉结筋、水 平系梁、圈梁、构造柱等与主体结构可靠拉结。砌体女儿墙中宜设构造柱
4）保证施工质量。
§4.2 选型、结构布置和设计原则
4.2.1 选 型
多层和高层钢筋混凝土结构体系包括： 框架结构、抗震墙结构、框架-抗震墙结构、筒体结构和框架-筒体结构 等。
抗震墙
框架-抗震墙
各种结构体系适用的最大高度见表4-1。 表4-1 现浇钢筋混凝土房屋结构适用的最大高度 (m)
结构体系
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4-1 平面为L形的建筑
图4-2 框架厂房平面和柱的破坏
2.薄弱层破坏
图4-3 底部框架结构的变形
层 13 13
12 11
11
10
9 9
8
7
7
6
6
5
5
4
3
3
2
1
1
(mm)
40 80 120
图4-15 抗震墙的破坏
图4-16 抗震墙的剪切破坏 图4-17 墙肢间连梁的破坏
总结以上震害调查结果，除注意场地和地基因素外，从 结构上主要应注意：
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；
图4-18 高层建筑平面
设防烈度 6度和7度 8度和9度
表4-3 L、l 的限值
L/B
l/b
6.0
2.0
5.0
1.5
l/Bmax 0.35 0.30
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。
为使结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4-4所 列的限值
图为该结构输入天津波的弹塑性分析结果。
第 五 层 破 坏
图4-4 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4-5 软弱底层房屋倒塌形式之一 。
（倾倒）
图4-6 软弱底层房屋倒塌形式之二 （底层完全倒塌）
3.应力集中
图4-7 应力集中产生的震害
4.防震缝处碰撞
(3)节点的破坏
图4-13 节点的破坏
(4)短柱破坏
图4-14 短柱破坏
(5)填充墙的破坏。
4.1.3 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4-15）。 （2）墙体发生剪切破坏（图4-16）。 （3）抗震墙墙肢之间的连梁产生剪切破坏（图4-17）