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1、cA多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望5.1 5.1 多高层钢筋混凝土结构的震害及其分析多高层钢筋混凝土结构的震害及其分析 5.1.1 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 历次地震经验表明，通过合理抗震设计，钢筋混凝历次地震经验表明，通过合理抗震设计，钢筋混凝土多层框架及框架土多层框架及框架抗震墙结构房屋具有较好的抗震墙结构房屋具有较好的抗震性能，应用十分广泛。抗震性能，应用十分广泛。虽然
2、框架结构本身的抗震性能较好，能承受较大的虽然框架结构本身的抗震性能较好，能承受较大的变形，但是，侧向位移大了容易引起非结构构件变形，但是，侧向位移大了容易引起非结构构件(如如填充墙、装修等填充墙、装修等)破坏，有时甚至造成主体结构破坏，破坏，有时甚至造成主体结构破坏，这些破坏会造成很大经济损失，也会威胁人身安全。这些破坏会造成很大经济损失，也会威胁人身安全。所以，如果在地震区建造较高的框架结构，必须选所以，如果在地震区建造较高的框架结构，必须选择既减轻重量，又能经受较大变形的隔墙材料和构择既减轻重量，又能经受较大变形的隔墙材料和构造做法。否则，就要严格控制框架结构建造高度。造做法。否则，就要严
3、格控制框架结构建造高度。5.1.1 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 1 1、扭转破坏、扭转破坏 如果建筑物的平面布置不当而造成刚度如果建筑物的平面布置不当而造成刚度中心和质量中心有较大的不重合，或者结构中心和质量中心有较大的不重合，或者结构刚度有过大的突变，则极易使结构在地震时刚度有过大的突变，则极易使结构在地震时由于过大的扭转或变形集中而产生严重破坏。由于过大的扭转或变形集中而产生严重破坏。2 2、薄弱层破坏、薄弱层破坏 结构刚度沿高度方向的突变，使破坏集结构刚度沿高度方向的突变，使破坏集中在刚度薄弱的楼层，变形集中在薄弱层。中在刚度薄弱的楼层，变形集中在薄
4、弱层。如果薄弱层在底层，地震时容易倒塌。（如果薄弱层在底层，地震时容易倒塌。（如如图示图示）5.1.1 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 3 3、应力集中、应力集中 结构竖向布置产生很大的突变时，在突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破坏。（变处由于应力集中会产生严重破坏。（如图如图示示）4 4、防震缝处碰撞、防震缝处碰撞 防防震震缝缝如如果果宽宽度度不不够够，其其两两侧侧的的结结构构单单元在地震时就会相互碰撞产生震害。元在地震时就会相互碰撞产生震害。5.1.2 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 国内外大量震害调查表明，未经抗震
5、设防的国内外大量震害调查表明，未经抗震设防的框架结构，在框架结构，在6 6度度7 7度区主体结构基本完好，度区主体结构基本完好，填充墙有轻微裂缝；在填充墙有轻微裂缝；在8 8度度9 9度区主体结构度区主体结构局部破坏，填充墙及屋顶突出部分严重开裂局部破坏，填充墙及屋顶突出部分严重开裂或倒塌；在或倒塌；在1010度区梁柱严重破坏，少量倒塌，度区梁柱严重破坏，少量倒塌，填充墙严重破坏。考虑了抗震设防的框架结填充墙严重破坏。考虑了抗震设防的框架结构，震害则相应减轻。构，震害则相应减轻。震震害害调调查查还还表表明明，下下刚刚上上柔柔的的框框架架结结构构(下下部部填填充充墙墙较较多多)，上上部部震震害害
6、较较重重；上上刚刚下下柔柔的的框框架架结结构构(上上部部有有填填充充墙墙)，下下部部柱柱顶顶及及柱柱底底震震害较重。害较重。5.1.2 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 一、框架梁、柱的震害一、框架梁、柱的震害 框架梁、柱的震害主要反映在梁柱节点处。一般情框架梁、柱的震害主要反映在梁柱节点处。一般情况是：柱的震害重于梁；柱顶震害重于柱底；角柱震况是：柱的震害重于梁；柱顶震害重于柱底；角柱震害重于内柱；短柱震害重于一般柱。具体震害如下：害重于内柱；短柱震害重于一般柱。具体震害如下：1 1、框架柱、框架柱 (1)(1)柱顶：柱顶：柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或交叉裂柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝
7、或交叉裂缝，重者混凝土压碎崩落，柱内箍筋拉断，纵筋压屈缝，重者混凝土压碎崩落，柱内箍筋拉断，纵筋压屈外凸呈灯笼状，上部梁、板倾斜。主要原因是节点处外凸呈灯笼状，上部梁、板倾斜。主要原因是节点处柱端处于变号弯矩、剪力和轴力复合作用之下，且三柱端处于变号弯矩、剪力和轴力复合作用之下，且三者均比较大，柱的箍筋配置不足或锚固不好，致使箍者均比较大，柱的箍筋配置不足或锚固不好，致使箍筋失效，混凝土开裂、剥落，同时纵筋压曲。（筋失效，混凝土开裂、剥落，同时纵筋压曲。（图示图示）5.1.2 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 (2)(2)柱底：柱底：常见的震害是在离地面或楼面常见的震害是在离地面或楼面
8、100mm100mm400mm400mm处有周圈水平裂缝。柱底受力状态虽与柱顶处有周圈水平裂缝。柱底受力状态虽与柱顶相似，但由于其箍筋一般较密相似，但由于其箍筋一般较密(处在柱的纵筋搭接处在柱的纵筋搭接接头加密箍筋段接头加密箍筋段)，故震害较轻。（，故震害较轻。（如图示如图示）(3)(3)柱身：柱身：当地震剪力较大而柱抗剪强度不足时，当地震剪力较大而柱抗剪强度不足时，柱身可能出现斜裂缝。（柱身可能出现斜裂缝。（如图示如图示）(4)(4)角柱角柱：在地震作用下房屋不可避免地要发生：在地震作用下房屋不可避免地要发生扭转，角柱所受的附加扭转剪力最大，同时角柱又扭转，角柱所受的附加扭转剪力最大，同时角
9、柱又受有双向弯矩作用，而其所受的横梁约束又比其它受有双向弯矩作用，而其所受的横梁约束又比其它柱小，所以震害重于内柱。（柱小，所以震害重于内柱。（如图示如图示）5.1.2 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 (5)(5)短柱短柱 当框架房屋中有错层、夹层或有半高的填充墙，当框架房屋中有错层、夹层或有半高的填充墙，或不适当地设置某些拉梁时，容易形成短柱。即：或不适当地设置某些拉梁时，容易形成短柱。即：H Hn n为柱净高，为柱净高，h hc c为柱截面长边尺寸即高度。为柱截面长边尺寸即高度。短柱的刚度大，所受的地震剪力大，易发生短柱的刚度大，所受的地震剪力大，易发生剪切破坏，形成交叉裂缝，严
10、重时产生脆性错断。剪切破坏，形成交叉裂缝，严重时产生脆性错断。(如图示如图示)5.1.2 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 通常在梁的两端节点附近产生周圈的竖通常在梁的两端节点附近产生周圈的竖向裂缝和斜裂缝。向裂缝和斜裂缝。这是由于水平地震的反复作用，在梁端这是由于水平地震的反复作用，在梁端产生较大的变号弯矩，当超过混凝土抗拉强产生较大的变号弯矩，当超过混凝土抗拉强度时，便产生周圈裂缝，严重时梁端纵向钢度时，便产生周圈裂缝，严重时梁端纵向钢筋屈服，截面曲率剧增，出现塑性铰。筋屈服，截面曲率剧增，出现塑性铰。若箍筋数量不足、间距过大或弯起钢筋若箍筋数量不足、间距过大或弯起钢筋不多，由于无
11、法承担强烈地震作用引起的附不多，由于无法承担强烈地震作用引起的附加剪力，梁端将出现斜向裂缝或混凝土剪压加剪力，梁端将出现斜向裂缝或混凝土剪压破坏。（破坏。（如图示如图示）2 2、框架梁、框架梁5.1.2 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 3 3、梁柱节点、梁柱节点 在反复地震作用下，节点的破坏机理十在反复地震作用下，节点的破坏机理十分复杂，节点主要承受剪力和压力，由节点分复杂，节点主要承受剪力和压力，由节点两侧梁端的反号弯矩引起节点核芯区两侧梁端的反号弯矩引起节点核芯区(指梁、指梁、柱交汇的部位柱交汇的部位)很大的剪力，使核芯区混凝土很大的剪力，使核芯区混凝土处于剪压复合应力状态。节点
12、核芯区在强震处于剪压复合应力状态。节点核芯区在强震作用下破坏的实例较多，主要表现为：作用下破坏的实例较多，主要表现为：节点核芯区因抗剪强度不足而引起的剪节点核芯区因抗剪强度不足而引起的剪切破坏。破坏时，核芯区产生斜向对角的通切破坏。破坏时，核芯区产生斜向对角的通长裂缝，节点区内的箍筋屈服、外鼓甚至崩长裂缝，节点区内的箍筋屈服、外鼓甚至崩断。断。5.1.2 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 3 3、梁柱节点、梁柱节点 当当节节点点区区剪剪压压比比(核核芯芯区区平平均均剪剪应应力力与与混混凝凝土土轴轴心心抗抗压压强强度度设设计计值值之之比比)较较大大时时，箍箍筋筋可可能能并并未未达达到到屈
13、屈服服，而而是是混混凝凝土土被剪压酥碎成块而发生破坏。被剪压酥碎成块而发生破坏。由于构造措施不当或因图施工方便，由于构造措施不当或因图施工方便，致使节点区的箍筋过稀而产生脆性破坏，致使节点区的箍筋过稀而产生脆性破坏，或由于交于节点核芯区的钢筋过密而影响或由于交于节点核芯区的钢筋过密而影响混凝土浇筑质量引起剪切破坏。混凝土浇筑质量引起剪切破坏。(如图示如图示)5.1.2 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 1 1、在水平地震作用下，填充墙与框架是共同、在水平地震作用下，填充墙与框架是共同工作的，一方面墙体受到框架的约束，另一工作的，一方面墙体受到框架的约束，另一方面框架受到填充墙的支撑。方
14、面框架受到填充墙的支撑。由于填充墙框架侧向刚度大，故受到的由于填充墙框架侧向刚度大，故受到的地震作用较大，而砖填充墙的抗剪强度又较地震作用较大，而砖填充墙的抗剪强度又较低，变形能力小，所以填充墙的震害重于框低，变形能力小，所以填充墙的震害重于框架，其破坏较早也较严重。填充墙在地震发架，其破坏较早也较严重。填充墙在地震发生时就可能出现斜裂缝，在随后的反复地震生时就可能出现斜裂缝，在随后的反复地震作用下，将在墙面形成交叉裂缝，端墙、窗作用下，将在墙面形成交叉裂缝，端墙、窗间墙及门窗洞口边角部位的破坏更为严重。间墙及门窗洞口边角部位的破坏更为严重。二、填充墙和抗震墙的震害二、填充墙和抗震墙的震害5.
15、1.2 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 烈烈度度在在9 9度度以以上上时时，填填充充墙墙大大部部分分倒倒塌塌，空空心心砖砖填填充充墙墙尤尤为为严严重重。由由于于框框架架变变形形一一般般属属于于剪剪切切型型，下下部部层层间间位位移移较较大大，故故填填充充墙墙的震害呈现的震害呈现“下重上轻下重上轻”的现象。的现象。填填充充墙墙的的破破坏坏程程度度，一一方方面面与与地地震震烈烈度度有有关关，另另一一方方面面也也与与设设计计或或构构造造是是否否合合理理有有关关。例例如如，填填充充墙墙没没有有钢钢筋筋与与框框架架拉拉结结，或或拉拉结结不不能能满满足足强强地地震震时时的的要要求求；墙墙体体施施工
16、工质质量量差差，砂砂浆浆强强度度等等级级过过低低，灰灰缝缝不不饱饱满满；墙墙上上的的门门窗窗孔孔洞洞过过大大或或开开孔孔过过多多等等，都都将将加加重重填充墙的震害。（填充墙的震害。（如图示如图示）二、填充墙和抗震墙的震害二、填充墙和抗震墙的震害5.1.2 5.1.2 框架结构的震害框架结构的震害 (1)(1)墙墙的的底底部部发发生生破破坏坏，表表现现为为受受压压区区混混凝土的大片压碎剥落，钢筋压屈。凝土的大片压碎剥落，钢筋压屈。(2)(2)墙体发生剪切破坏。墙体发生剪切破坏。(3)(3)抗震墙墙肢之间的连梁产生剪切破坏。抗震墙墙肢之间的连梁产生剪切破坏。抗震墙的破坏形式抗震墙的破坏形式二、填充
17、墙和抗震墙的震害二、填充墙和抗震墙的震害2 2、抗震墙的破坏形式有：、抗震墙的破坏形式有：弹性范围弹性范围有约束屈有约束屈服范围服范围无约束屈无约束屈服范围服范围钢筋混凝土结构的抗震设计特点钢筋混凝土结构的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；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在基本烈度地震作用时,结构在弹塑性范围工作结构在弹塑性范围工作;在罕遇烈度地震作用时在罕遇烈度地震作用时,结构亦在弹塑性范围工作结构亦在弹塑性范围工作;程度不同程度不同5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定多层与高层钢筋混凝土房屋的抗震设计多层与高层钢筋混
18、凝土房屋的抗震设计包括按抗震设防标准进行结构选型、总体布置、包括按抗震设防标准进行结构选型、总体布置、抗震计算和构造措施等。抗震计算和构造措施等。现主要就钢筋混凝土框架及框架现主要就钢筋混凝土框架及框架-抗震抗震墙房屋的抗震设计一般规定叙述如下：墙房屋的抗震设计一般规定叙述如下：5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定 一、结构体系的选择一、结构体系的选择 不不同同的的结结构构体体系系具具有有不不同同的的抗抗震震性性能能、使使用用效效果和经济指标，其适用范围也就不同。果和经济指标，其适用范围也就不同。抗抗震震规规范范在在考考虑虑了了地地震
19、震烈烈度度、场场地地土土、抗抗震震性性能能、使使用用要要求求及及经经济济效效果果等等因因素素和和总总结结地地震震经经验验的的基基础础上上，对对地地震震区区多多、高高层层房房屋屋适适用用的的最最大大高高度度给出了规定，给出了规定，如下表如下表。50100120130框架框架-抗震墙结构抗震墙结构25455560框架结构框架结构9876结构类型结构类型烈烈 度度现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（m)m)5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定 一、结构体系的选择一、结构体系的选择 注：注：1、房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度、房屋高度指室外地面到主
20、要屋面板板顶的高度（不包括局部突出屋顶部分）；（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，、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；采取有效的加强措施；3、平面和竖向均不规则的结构或建造在、平面和竖向均不规则的结构或建造在场地的场地的结构，使用的最大高度应适当降低（一般降低结构，使用的最大高度应适当降低（一般降低 20%左右）。左右）。50100120130框架框架-抗震墙结构抗震墙结构25455560框架结构框架结构9876结构类型结构类型烈烈 度度现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（m)m)5-2 5-2
21、抗震设计一般规定抗震设计一般规定 一、结构体系的选择一、结构体系的选择 应应当当指指出出，表表中中数数值值并并非非是是房房屋屋高高度度的的限限值值，而而只只是是我我国国规规范范适适用用的的高高度度范范围围，即即按按规规范范规规定定设设计计可可以以满满足足抗抗震震要要求求的的高高度度限限值值；当当超超过过表表中中限限值值时时，必必须须进进行行专专门门研研究究，应应有有可可靠靠的的理理论论和和试试验验依依据据并并采采取取有有效效措措施施，这在工程中也是有先例的。这在工程中也是有先例的。50100120130框架框架-抗震墙结构抗震墙结构25455560框架结构框架结构9876结构类型结构类型烈烈
22、度度现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（m)m)二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分1 1、地地震震作作用用越越大大，房房屋屋的的抗抗震震要要求求越越高高。不不同同设设防防烈烈度度和和场场地地上上，结结构构所所具具有有的的实实际际抗抗震震能能力力会会有有较较大大的的差差别别，结结构构可可能能进进入入弹弹塑塑性性状状态态的的程程度度也也是是不不同同的的。从从经经济济角角度度考考虑虑，对对不不同同设设防防烈烈度度和和场地的结构抗震要求可以有明显的差别。场地的结构抗震要求可以有明显的差别。2 2、结结构构的的抗抗震震
23、能能力力主主要要取取决决于于主主要要抗抗侧侧力力构构件件的的性性能能，主主、次次要要抗抗侧侧力力构构件件的的抗抗震震要要求求可可以以有有所所区区别别。框框架架结结构构中中的的框框架架抗抗震震要要求求应应高高于于框框架架抗抗震震墙墙结结构构中中的的框框架架，框框支支层层框框架架抗抗震震要要求求更更高高。框框架架抗抗震震墙墙结结构构中中抗抗震震墙墙抗抗震震要要求求应应高高于于抗抗震震墙墙结结构中的抗震墙。构中的抗震墙。5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分3 3、房房屋屋越越高高，地地震震反反应应越越
24、大大，其其抗抗震震要要求应越高。求应越高。因因此此，综综合合考考虑虑地地震震作作用用(包包括括区区分分设设防防烈烈度度、场场地地类类别别)，结结构构类类型型(包包括括区区分分主主、次次抗抗侧侧力力构构件件)和和房房屋屋高高度度等等主主要要因因素素，划划分分抗抗震震等等级级进进行行抗抗震震设设计计，是是比比较较经经济济合合理理的的。这这样样，可可以以对对同同一一设设防防烈烈度度的的不不同同高高度度的的房房屋屋采采用用不不同同抗抗震震等等级级设设计计；同同一一建建筑筑物物中中不不同同结结构构部部分分也也可可以以采采用用不不同同抗抗震震等等级级设设计计。下下表表是是规规范规定的丙类建筑抗震等级划分。
25、范规定的丙类建筑抗震等级划分。5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分 抗震等级是确定结构构件抗震计算和抗震措施的标准。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。结构中的重要程度确定，共分四个等级，一级最高。5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定 下表为丙类建筑抗震等级的划分：下表为丙类建筑抗震等级的划分：一一一一一一 抗震墙抗震墙一一一一
26、二二二二三三三三四四 框架框架 5060 6060 6060 60 高度（高度（m)一一剧场剧场,体育馆等大跨度公共建体育馆等大跨度公共建筑筑一一一一二二二二三三三三四四 框架框架 2530 3030 3030 30 高度（高度（m)框架框架-抗抗震墙震墙结构结构框架框架结构结构结结 构构 类类 型型烈烈 度度6879三三二二一一三三二二现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定一一一一一一 抗震墙抗震墙一一一一二二二二三三三三四四 框架框架 5
27、060 6060 6060 60 高度（高度（m)一一剧场剧场,体育馆等大跨度公共建体育馆等大跨度公共建筑筑一一一一二二二二三三三三四四 框架框架 2530 3030 3030 30 高度（高度（m)框架框架-抗抗震墙震墙结构结构框架框架结构结构结结 构构 类类 型型烈烈 度度6879三三二二一一三三二二现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级注：注：1.1.建筑场地为建筑场地为类时，除类时，除6 6度外可按表内降低一度所对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；低；2.2.接近或等于高
28、度分界时，应允许结合房屋不规则程度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。及场地、地基条件确定抗震等级。二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定裙房与主楼的抗震等级：裙房与主楼的抗震等级：ccccc1图中图中c c为抗震等级为抗震等级裙房与主楼分离时，应按裙房本身确裙房与主楼分离时，应按裙房本身确定抗震等级。定抗震等级。裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定外，不应低于主楼的抗震等级；主楼结外，不应低于主楼的抗震等级；主楼结构在裙房顶
29、层及相邻上下各一层应适当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。加强抗震构造措施。二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定cc图中图中c c为抗震等级为抗震等级当地下室顶层作为上部结构的嵌固端当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下一层的抗震等级应按上部结时，地下一层的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下结构的抗震等构采用，地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级；级可根据具体情况采用三级或四级；地下室中超出上部主楼范围且无上部地下室中超出上部主楼范围且无上部结构的部分，
30、其抗震等级可根据具体结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。情况采用三级或四级。9 9度抗震设计度抗震设计时地下室结构的抗震等级不应低于时地下室结构的抗震等级不应低于二级。二级。多层与高层建筑的地下室：多层与高层建筑的地下室：三、抗震结构宜有多道抗震防线三、抗震结构宜有多道抗震防线1 1、框框架架填填充充墙墙结结构构一一般般是是性性能能较较差差的的多多道道抗抗震震防防线线结结构构，其其中中刚刚度度大大而而承承载载力力低低的的砌砌体体填填充充墙墙实实际际上上是是与与框框架架共共同同工工作作，但但却却是是抗抗震震性性能能差差的的第第一一道道防防线线，一一旦旦它它达达到到极极限限承承载载
31、力力，刚刚度度退退化化较较快快，将将把把较较多多的的地地震震作作用用转转移移到到框框架架部部分分。一一般般情情况况下下，有有砌砌体体填填充充墙墙框框架架的的抗抗震震设设计计只只考考虑虑填填充充墙墙重重量量和和刚刚度度对对框框架架的的不利影响，而不计其承载力有利作用。不利影响，而不计其承载力有利作用。5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定三、抗震结构宜有多道抗震防线三、抗震结构宜有多道抗震防线2 2、框框架架-抗抗震震墙墙结结构构是是具具有有良良好好性性能能的的多多道道防防线线的的抗抗震震结结构构，其其中中抗抗震震墙墙既既是是主主要要抗抗侧侧力力构构件件又又是是第第一一道道抗抗震震防防
32、线线。因因此此，抗抗震震墙墙应应有有相相当当数数量量，其其承承受受的的结结构构底底部部地地震震倾倾覆覆力力矩矩不不应应小小于于底底部部总总地地震震倾倾覆覆力力矩矩的的5050，否否则则这这种种结结构构的的特特性性不不能能很很好好发发挥挥，框框架架部部分分仍仍应应按按主主要要抗抗侧侧力力构构件件进进行行抗抗震震设设计。计。3 3、抗抗震震墙墙结结构构中中抗抗震震墙墙可可以以通通过过合合理理设设置置连连梁梁(包包括括非非建建筑筑功功能能需需要要的的开开洞洞)组组成成多多肢肢联联肢肢墙墙，使其具有优良的多道抗震防线性能。使其具有优良的多道抗震防线性能。5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定
33、三、抗震结构宜有多道抗震防线三、抗震结构宜有多道抗震防线 当框架当框架-抗震墙结构有足够的抗震墙时抗震墙结构有足够的抗震墙时,其框架部分是次其框架部分是次要抗侧力构件要抗侧力构件,可按框架可按框架-抗震墙结构中的框架确定抗震等级。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震倾覆力矩是否大于结构总地震倾覆力矩的50%50%。框架承受的地震倾覆力矩可按下式计算：框架承受的地震倾覆力矩可按下式计算：-框架框架-抗震墙结构在基本振型地震作用下框架部分承受的地震倾抗震墙结构
34、在基本振型地震作用下框架部分承受的地震倾 覆力矩；覆力矩；-结构层数；结构层数；-框架框架i i层柱的根数；层柱的根数；-第第i i层层j j根框架柱的计算地震剪力；根框架柱的计算地震剪力；-第第i i层层高。层层高。5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定四、建筑结构布置宜规则四、建筑结构布置宜规则由于地震作用的复杂性，建筑结构的地震反由于地震作用的复杂性，建筑结构的地震反应还不能充分通过计算分析了解清楚，因此建筑应还不能充分通过计算分析了解清楚，因此建筑结构的合理布置能起到重要的作用。近年来提出结构的合理布置能起到重要的作用。近年来提出的的“规则建筑规则建筑”的概念，包括了建筑的平
35、、立面的概念，包括了建筑的平、立面形状和结构刚度、屈服强度分布等方面的综合要形状和结构刚度、屈服强度分布等方面的综合要求。求。1 1、建筑的平、立面、建筑的平、立面为为了了减减小小地地震震作作用用对对建建筑筑结结构构的的整整体体和和局局部部的的不不利利影影响响，如如扭扭转转和和应应力力集集中中效效应应，建建筑筑平平面面形形状状宜宜规规正正，避避免免过过大大的的外外伸伸或或内内收收。规规范范规规定定若若房房屋屋平平、立立面面符符合合下下图图的的限限制制，可可以以认认为为建建筑筑外形是规则的，否则为不规则。外形是规则的，否则为不规则。5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定四、建筑结构布置
36、宜规则四、建筑结构布置宜规则2 2、沿沿房房屋屋高高度度的的层层间间刚刚度度和和层层间间屈屈服服强强度度的的分布宜均匀分布宜均匀 水水平平地地震震作作用用下下，结结构构处处于于弹弹性性阶阶段段时时，其其层层间间弹弹性性位位移移分分布布主主要要取取决决于于层层间间刚刚度度分分布布；在在弹弹塑塑性性阶阶段段，层层间间刚刚度度分分布布同同样样有有影影响响，但但层层间间弹弹塑塑性性位位移移分分布布主主要要取取决决于于层层间间屈屈服服强强度度相相对对值值，即即层层间间屈屈服服强强度度系系y y。y y分分布布越越不不均均匀匀，y y的的最最小小值值越越小，层间弹塑性变形集中现象越严重。小，层间弹塑性变形
37、集中现象越严重。结构的层间刚度不小于其相邻上层刚度结构的层间刚度不小于其相邻上层刚度7070，且不小于其上部相邻三层刚度平均值且不小于其上部相邻三层刚度平均值8080；层间屈；层间屈服强度系数不小于其相邻层屈服强度系数平均值的服强度系数不小于其相邻层屈服强度系数平均值的8080，可认为是较均匀的结构。（，可认为是较均匀的结构。（如下图如下图）5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定四、建筑结构布置宜规则四、建筑结构布置宜规则 为为了了减减轻轻薄薄弱弱层层的的变变形形集集中中现现象象，钢钢筋筋混混凝土结构抗震设计应注意以下一些问题：凝土结构抗震设计应注意以下一些问题：(1)(1)框架结构
38、的各楼层中砌体填充墙尽量相同。框架结构的各楼层中砌体填充墙尽量相同。(2)(2)主主要要抗抗侧侧力力竖竖向向构构件件，特特别别是是框框架架柱柱，其其截截面面尺尺寸寸、混混凝凝土土强强度度等等级级和和配配筋筋量量的的改改变变不不宜宜集集中在同一楼层内。中在同一楼层内。(3)(3)框框支支层层的的刚刚度度不不应应小小于于相相邻邻上上层层刚刚度度的的50%50%，框框支层落地抗震墙间距不宜大于支层落地抗震墙间距不宜大于24m24m。(4)(4)应应纠纠正正“增增加加构构件件强强度度总总是是有有利利无无害害”的的非非抗抗震震设设计计概概念念，在在设设计计和和施施工工中中不不宜宜盲盲目目改改变变混混凝土
39、强度等级和钢筋等级以及配筋量。凝土强度等级和钢筋等级以及配筋量。5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定五、合理设计结构破坏机制五、合理设计结构破坏机制钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构具具有有良良好好的的塑塑性性内内力力重重分分布布能能力力，能能较较充充分分地地发发挥挥吸吸收收和和耗耗散散地地震震量量的的作作用用。强烈地震作用下，合理的结构破坏机制应该是：强烈地震作用下，合理的结构破坏机制应该是：1 1、框框架架结结构构的的梁梁柱柱节节点点是是保保证证框框架架有有效效地地抗抗御御地地震震作作用用的的关关键键部部件件，较较合合理理的的框框架架地地震震破破坏坏机机制制，应应该该是是节节点点基基
40、本本不不破破坏坏，梁梁比比柱柱的的屈屈服服可可能能早早发发生生、多多发发生生，同同一一层层中中各各柱柱两两端端的的屈屈服服历历程程越越长长越越好好，底底层层柱柱底底的的塑塑性性铰铰宜宜最最晚晚形形成成。总总之之，框框架架的的抗抗震震设设计计应应使使梁梁、柱柱端端的的塑塑性性铰铰出出现现得得尽尽可可能能分分散，充分发挥整个结构的抗震能力。散，充分发挥整个结构的抗震能力。5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定五、合理设计结构破坏机制五、合理设计结构破坏机制2 2、框架、框架抗震墙结构和抗震墙结构中抗震墙抗震墙结构和抗震墙结构中抗震墙的各墙段的各墙段(包括小开洞墙和联肢墙肢包括小开洞墙和联
41、肢墙肢)的高宽比不宜的高宽比不宜小于小于2 2，使其呈弯剪破坏；且塑性屈服也宜产生在墙，使其呈弯剪破坏；且塑性屈服也宜产生在墙的底部。连梁宜在粱端塑性屈服，且有足够的变形的底部。连梁宜在粱端塑性屈服，且有足够的变形能力，在墙段充分发挥抗震作用前不失效。能力，在墙段充分发挥抗震作用前不失效。5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定六、六、构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏 主主要要抗抗侧侧力力的的钢钢筋筋混混凝凝土土构构件件的的极极限限破破坏坏应应以以构构件件弯弯曲曲时时主主筋筋受受拉拉屈屈服服破破坏坏
42、为为主主，应应避避免免变变形形性性能能差差的的混混凝凝土土首首先先压压溃溃或或剪剪切切破坏，以及钢筋锚固失效和粘结破坏。破坏，以及钢筋锚固失效和粘结破坏。延延性性破破坏坏和和脆脆性性破破坏坏两两者者的的变变形形性性能能差差别别很很大大，这这与与很很多多因因素素有有关关，诸诸如如构构件件的的抗抗剪剪和和抗抗弯弯承承载载力力比比、剪剪跨跨比比、剪剪压压比比、轴轴压压比比、主主筋筋率率、配配箍箍率率和和箍箍筋筋型型式式、混混凝凝土土和和钢钢筋筋材材料料、钢钢筋筋连连接接和和锚锚固固方方式式等等。抗抗震震规规范中许多规定都是属于这方面的要求，如：范中许多规定都是属于这方面的要求，如：5-2 5-2 抗
43、震设计一般规定抗震设计一般规定六、六、构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏 轴轴压压比比：轴轴压压比比是是控控制制偏偏心心受受拉拉边边钢钢筋筋先先到到抗抗拉拉强强度度，还还是是受受压压区区混混凝凝土土边边缘缘先先达达到到其其极极限限压压应应变的主要指标。变的主要指标。试试验验研研究究表表明明，柱柱的的变变形形能能力力随随轴轴压压比比增增大大而而急急剧剧降降低低，尤尤其其在在高高轴轴压压比比下下，增增加加箍箍筋筋对对改改善善柱柱变变形形能能力力的的作作用用并并不不甚甚明明显显。所所以以，抗抗震震结结构构应应限限制制偏偏心心受受压压构构件件的的轴轴压压比比，特特
44、别别是是框框架架柱柱和和框框支支柱柱，但但是是轴轴压压比比又又是是影影响响构构件件截截面面尺尺寸寸从从而而提提高高造造价价的的重重要要因因素素，这这种种限限制制必必须须符符合合我我国国目目前前技技术术水水平平和和经经济济条条件件。规规范范参参考考了了界界限限轴轴压压比比和和地地震震震震害害实实际际情况，分不同抗震等级取用于不同的限值。情况，分不同抗震等级取用于不同的限值。5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定七、防震缝的设计七、防震缝的设计震震害害表表明明，在在强强烈烈地地震震作作用用下下由由于于地地面面运运动动变变化化、结结构构扭扭转转、地地震震变变形形等等复复杂杂因因素素，相相邻
45、邻结结构构仍仍可可能能局局部部碰碰撞撞而而损损坏坏。防防震震缝缝宽宽度度过过大大，会会给给建建筑筑处处理理造造成成困困难难，因因此此，高高层层建建筑筑宜宜选选用用合合理理的的建建筑筑结结构构方方案案，不不设设防防震震缝缝，同同时时采采用用合合理理的的计计算算方方法法和和有有效效的的措措施施，以以解解决决不不设设防防震震缝缝带带来来的的不不利利影影响响，如如差差异异沉沉降降、偏偏心心扭扭转转、温度变形等。温度变形等。高层建筑宜选用合理的建筑结构方案，不设防震缝。高层建筑宜选用合理的建筑结构方案，不设防震缝。t th h框架框架框架框架-抗震墙抗震墙5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定
46、七、防震缝的设计七、防震缝的设计1 1、防震缝、防震缝 当当建建筑筑平平面面过过长长、结结构构单单元元的的结结构构体体系系不不同同、高高度度和和刚刚度度相相差差过过大大以以及及各各结结构构单单元元的的地地基基条条件件有有较较大大差差异时，应考虑设防震缝，其最小宽度应符合以下要求：异时，应考虑设防震缝，其最小宽度应符合以下要求：(1)(1)钢钢筋筋混混凝凝土土框框架架结结构构房房屋屋的的防防震震缝缝宽宽度度，当当高高度度不不超超过过15m15m时时可可采采用用70mm70mm；超超过过15m15m时时，6 6度度、7 7度度、8 8度和度和9 9度相应每增加高度度相应每增加高度5m5m、4m4m
47、、3m3m和和2m2m，宜加宽，宜加宽20mm20mm。(2)(2)钢筋混凝土框架钢筋混凝土框架抗震墙结构房屋的防震缝宽抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用框架结构规定数值的度可采用框架结构规定数值的7070，抗震墙结构房屋的，抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用框架结构规定数值的防震缝宽度可采用框架结构规定数值的5050，且均不宜，且均不宜小于小于70mm70mm。5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定七、防震缝的设计七、防震缝的设计(3)(3)防防震震缝缝两两侧侧结结构构类类型型不不同同时时，宜宜按按照照需需较较宽宽防防震震缝缝的的结结构构类类型型和和较较低低房房屋屋高高度度确确定缝宽。
48、定缝宽。(4)(4)防防震震缝缝可可以以结结合合沉沉降降缝缝要要求求贯贯通通到到地地基。基。当无沉降问题时也可以从地基或地下室以上贯通。当无沉降问题时也可以从地基或地下室以上贯通。当有多层地下室形成大底盘，上部结构为带裙房的单当有多层地下室形成大底盘，上部结构为带裙房的单塔或多塔结构时，可将裙房用防震缝自地下室以上分塔或多塔结构时，可将裙房用防震缝自地下室以上分隔，地下室顶板应有良好的整体性和刚度，能将上部隔，地下室顶板应有良好的整体性和刚度，能将上部结构的地震作用分布到地下室结构。结构的地震作用分布到地下室结构。5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定七、防震缝的设计七、防震缝的设计
49、2 2、防震缝与抗撞墙、防震缝与抗撞墙 震震害害和和试试验验研研究究表表明明钢钢筋筋混混凝凝土土框框架架结结构构的的碰碰撞撞将将造造成成较较严严重重的的破破坏坏，特特别别是是防防震震缝缝两两侧侧的的构构件件。新新的的建建筑筑抗抗震震设设计计规规范范参参考考希希腊腊抗抗震震规规范范，对对按按8 8、9 9度度设设防防的的钢钢筋筋混混凝凝土土框框架架结结构构房房屋屋防防震震缝缝两两侧侧结结构构高高度度、刚刚度度或或层层高高相相差差较较大大时时，在在防防震震缝缝两两侧侧房房屋屋的的尽尽端端沿沿全全高高设设置置垂垂直直于于防防震震缝缝的的抗抗撞撞墙墙，每每一一侧侧抗抗撞撞墙墙的的数数量量不不应应少少于
50、于两两道道，宜宜分分别别对对称称布布置置，墙墙肢肢长长度度可可不不大于一个柱距。（大于一个柱距。（如下图如下图）5-2 5-2 抗震设计一般规定抗震设计一般规定 内力应按考虑和不考虑抗撞墙两种情况进行分析，内力应按考虑和不考虑抗撞墙两种情况进行分析，按不利情况取值。按不利情况取值。抗撞墙的端柱和框架边柱箍筋应沿房屋全高加密。抗撞墙的端柱和框架边柱箍筋应沿房屋全高加密。八、八、钢筋混凝土框架的结构体系钢筋混凝土框架的结构体系1 1、钢筋混凝土框架结构均宜双向设置、钢筋混凝土框架结构均宜双向设置 由由于于水水平平地地震震是是由由两两个个相相互互垂垂直直的的地地震震作作用用构构成成的的，所所以以钢钢