框架结构讲义地震破坏形态
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例如:填充墙交叉裂缝
(二)梁、柱极其节点破坏
• 框架结构的震害主要是由于强度和延性不 足引起。
• 一般规律是:柱的震害重于梁,脚柱的震 害重于下端。
1、梁的破坏
• 梁的破坏多发生在梁端,地震荷载使纵向 钢筋屈服出现上下贯通的垂直裂缝和交叉 斜裂缝,在梁负弯矩钢筋切断处抗弯能力 减弱也易出现裂缝,造成梁剪切破坏,部 分梁在跨中处也出现了垂直裂缝。梁的剪 切破坏的主要原因是两端屈服后产生的剪 切应力较大,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 凝土抗剪切强度降低等因素引起的。
例如:节点出现交叉裂缝
(三)楼梯间破坏
• 楼梯间是建筑的竖向通道,因其刚度 相对较大,且强度高厚比较大,其破 坏表现为梯段破裂、梯梁破坏、楼梯 间横墙破坏或倒塌等
例如:楼梯混凝土剥落、 与楼板连接处产
生水Байду номын сангаас裂缝
(四)结构局部或整体倒塌
• 框架结构的整体抗震性能较好,地震中发 生倒塌的建筑较少,倒塌分为竖向连续倒 塌和侧向变形倒塌。前者主要个别构件在 地震中破坏,失去承载能力而使得局部坍 塌。进而导致结构的竖向连续倒塌;后者 主要是由于结构发生竖向变形过大,超过 结构的极限变形能力而发生坍塌。
例如:混凝土梁抗剪破坏
2、柱的破坏
• 框架柱的破坏按破坏类型不同分为:弯曲 破坏,剪切破坏,压弯破坏;按破坏部位不 同分为:脚柱破坏、短柱破坏、柱牛腿破 坏。其破坏形态有柱端弯剪破坏、柱身剪 切破坏、短柱破坏等。地震中柱的破坏程 度较梁更为严重,更多的看到柱铰破坏机 制,而不是抗震规范中要求梁铰机制,主 要是由于现浇板对梁的增强、超配筋等。 部分框架柱和梁产生了大量的斜裂缝,而 不是受弯开裂。
例如:柱上端钢筋外露、混凝土压碎
3、梁柱节点破坏
• 一些梁柱节点发生破坏,混凝土被压碎, 这些与“强柱弱梁,强剪弱弯,强节点强 锚固”相违背。柱破坏的原因是抗弯和抗 剪承载力不足,箍筋太少对混凝土约束力 很差,在压力、弯矩、剪力共同作用下, 柱的截面承载力达到极限,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 差所引起的
例如:竖向连续倒塌和侧向变形倒塌
(五)其他破坏
• 屋顶突出部位,如女儿墙,楼梯间顶等, 由于鞭梢效应加大了其地震作用破坏严重, 楼梯间顶横墙在屋面处出现水平裂缝、女 儿墙开裂甚至塌落等
鞭梢效应?
• 指建筑物受地震作用时,它顶部的小 突出部分由于质量和刚度比较小,在 每一个来回的转折瞬间,形成较大的 速度,产生较大的位移,就和鞭子的 尖一样,这种现象叫鞭梢效应
例如:屋面女儿墙破坏
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框架结构地震破坏形 态
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混凝土框架结构主要构件:
• 柱、梁、节点和填充墙体
以上构件在地震中均有不同程度的破坏
破坏形式:
• 1)填充墙破坏 • 2)梁、柱极其节点破坏 • 3)楼梯间破坏 • 4)结构局部或整体倒塌 • 5)其他破坏
(一)填充墙破坏
• 历次地震中,填充墙破坏最为普遍,即使在较小 地震作用下,也会发生不同程度的破坏。地震时 填充墙与框架共同抵抗地震荷载,由于填充墙刚 度大,承担了大部分的地震能量,直至破坏。另 外由于墙体受剪承载力低、墙体和框架缺乏有效 地拉结、不合理的预埋管线削弱等原因,使其在 高频能量的地震荷载作用下极易发生破坏,主要 体现为X形斜裂缝、墙体周边开裂、角部应力破坏、 局部或整体倒塌等。框架结构变形为剪切型,底 部的水平位移大,使得填充墙的破坏呈现“下重 上轻”现象。