混凝土结构房屋的震害分析和抗震概念设计

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 混凝土结构房屋的震害分析和抗震 概念设计 摘要：本文主要对混凝土结构房 屋结构震害，重点围绕结构布置不合理 造成的震害及框架结构、框架填充墙和 抗震墙的震害进行了分析。并基于这些 震害围绕结构体系选择及最大适用高度、 抗震等级、防震缝的设置、结构布置和 抗震墙的局部加强等几点论述了抗震概 念设计。 中国论文网 /2/view-12796773.htm 关键词：混凝土结构房屋；震害 分析；抗震概念设计 Abstract: This paper mainly on concrete structure building structure seismic damage, focuses on the structural -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 layout unreasonable cause damage and frame structure, frame filled wall and wall damage were analyzed. And based on this damage around the selection of structure system and maximum suitable height, earthquake, seismic joint setting, structure and layout of shear wall and several local strengthening discusses the seismic concept design. Key words: concrete structure; seismic damage analysis; seismic concept design 中图分类号：TU973.2 文献标识 码：A 文章编号： 一、多高层钢筋混凝土建筑的主 要震害特征 1、结构布置不合理引起的震害 1）结构平面不对称造成的震害 结构平 面不对称有两种情况，一是结构平面形 状的不对称，如 L 形、Z 形平面等；二 是结构的平面形状对称但结构的刚度分 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 布不对称，这往往是楼梯间或抗震墙布 置不对称造成1。2）防震缝宽度不足 产生的震害一些高层建筑由于预留的防 震缝宽度不足，出现了房屋相互碰撞而 引起损坏的现象。 2、框架结构的震害 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，角柱的 震害重于下端。因此，可以归纳为框架 柱和节点的破坏，其主要形式如下： 1）框架柱 框架柱结构的震害主要有弯 曲破坏、剪切破坏和压弯破坏。弯曲破 坏主要表现为上下柱端出现水平裂缝和 斜裂缝（也有交叉裂缝） ，混凝土局部 压碎，柱端形成塑性铰。严重混凝土剥 落，箍筋外鼓崩断，柱筋屈曲。剪切破 坏表现为柱子在往复水平地震剪力作用 下，出现斜裂缝或交叉裂缝，裂缝宽度 比较大，箍筋屈服崩断，以修难复，属 于脆性破坏。压弯破坏表现为柱子在轴 力和变号弯矩作用下，混凝土压碎剥落， 主筋压曲成灯笼状。柱子轴压比过大， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 主筋不足，箍筋过稀等都会导致这种破 坏。破坏大多出现在梁底与柱顶交接处。 这是一种脆性破坏，较难修复2。需要 注意的是，箍筋在施工时由于端部接口 处弯曲角度不足，使箍筋端部接口仅锚 固在柱混凝土保护层中，在地震的反复 作用下，混凝土保护层剥落、箍筋迸开 失效，使柱混凝土和纵向钢筋得不到约 束，从而导致柱子破坏。从破坏的位置 分析则主要有角柱破坏、短柱破坏和柱 牛腿破坏。角柱破坏是由于双向受弯、 受剪。加上扭转作用，震害比内柱严重。 有的上、下柱身错动，钢筋由柱内拔出。 短柱破坏是当柱高小于 4 倍柱截面高度 （H/hc4）时，形成短柱。短柱刚度大， 易产生剪切破坏。柱牛腿破坏则是牛腿 外侧混凝土压碎，预埋件拔出，柱边混 凝土拉裂，其主要原因是由水平力引起 的。2）梁柱节点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。节点核心区产生的对角方 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 向的斜裂缝或交叉斜裂缝，混凝土剪碎 剥落，接点内箍筋很少或没有放箍筋时， 柱纵向钢筋压曲外鼓。梁筋锚固破坏是 梁纵向钢筋锚固长度不足，从节点内被 拔出，将混凝土拉裂。装配式框架构件 连接处容易发生脆性断裂，特别是用坡 口焊接钢筋处容易拉断，预制构件接缝 处后浇混凝土开裂或散落。3、框架填 充墙的震害框架中嵌砌砖填充墙，容易 发生墙面斜裂缝，并沿柱周边开裂。端 墙、窗间墙和门窗洞口边角部位破坏更 加严重。烈度较高时墙体容易倒塌。由 于框架变形属剪切型，下部层间位移大， 填充墙震害呈现“ 下重上轻 ”的现象。填 充墙破坏的主要原因是：框架与填充墙 之间没有钢筋拉结，墙面开洞过大过多， 砂浆强度等级低，施工质量差，灰缝不 饱满等因素，都会使填充墙的震害加重。 4、抗震墙的震害连梁和墙肢底层的破 坏是抗震墙的主要震害。开洞抗震墙中， 由于洞口应力集中，连梁端部在约束弯 矩下容易形成垂直的弯曲裂缝；若连梁 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 跨高比较小，梁腹还容易出现斜裂缝； 若连梁抗剪强度不足，可能发生剪切破 坏，使墙肢间失去联系，抗震墙承载力 降低。剪切破坏是脆性破坏，而弯曲破 坏延性较好。在强震作用下，抗震墙的 震害主要表现为墙肢之间连梁的剪切破 坏。这主要是由于连梁的跨度较小、高 度大形成深梁，在反复荷载作用下形成 X 形剪切裂缝，这种破坏为剪切型脆性 破坏，尤其是在房屋 1/3 高度处的连梁 破坏更为明显。 二、混凝土结构的抗震概念设计 1结构体系选择及最大适用高 度不同的结构体系，其抗震性能、使用 效果与经济指标也不同。 规范在总 结国内外大量震害和工程设计经验的基 础上，根据地震烈度、场地类别、抗震 性能，使用要求及经济效果等因素，规 定了地震区各种结构体系的最大适用高 度，要严格依照规范设计，除此外 选择结构体系时还应注意：1）结构的 自振周期避开场地的特征周期，以免发 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 生类共振而加重震害。2)选择合理的基 础形式，保证基础有足够的埋置深度， 有条件时宜设置地下室。在软弱地基土 宜选用桩基、片筏基础、箱形基础或桩 -箱、桩- 筏联合基础。 2抗震等级规 范根据房屋的设防烈度、结构类型和 房屋高度，分别采用不同的抗震等级， 即一、二、三、四级。不同抗震等级的 结构，应符合相应的计算、构造措施要 求。具体使用时，应注意以下几点： 1）建筑场地为类时，除 6 度外可按 规定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）部分框支抗震墙 结构中，抗震墙加强部位以上的一般部 位，应允许按抗震墙结构确定其抗震等 级。 4）抗震设防类别为甲、乙、丁 类的建筑，应按规定调整抗震设防烈度 后，再根据表 2 确定抗震等级。当 8 度 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 乙类建筑高度超过规定的范围时，应经 专门研究采取比一级抗震等级更有效的 抗震措施。 3防震缝的设置高层钢筋混凝 土房屋宜避免采用不规则建筑结构方案， 宜采用合理的结构方案而不设防震缝， 同时采用合适的计算方法和有效的措施， 以消除不设防震缝带来的影响。当需要 设防震缝时，可以结合沉降缝要求贯通 到地基，当无沉降问题时也可以从基础 或地下室以上贯通3。防震缝的缝宽应 不小于建筑抗震设计规范规定的最 小宽度，并且应在防震缝两侧采取抗撞 措施。4结构布置 1）为抵抗不同方向 的地震作用，框架结构和框架-抗震墙 结构中的框架和抗震墙均应双向设置； 为防止柱发生扭转，柱中线与抗震墙中 线、梁中线与柱中线之间偏心距不宜大 于柱宽的 1/4。2）为了使楼盖、屋盖有 效地将楼层地震剪力传给抗震墙，框架 -抗震墙结构和板柱- 抗震墙结构中，抗 震墙之间无大洞口的楼盖、屋盖的长宽 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 比，不宜过大。框架-抗震墙结构采用 装配式楼、屋盖时，应采取措施保证楼、 屋盖的整体性及其与抗震墙的可靠连接。 采用配筋现浇面层加强时，厚度不宜小 于 50mm。5. 抗震墙的局部加强由于在 水平荷载作用下抗震墙的弯矩和剪力均 在底部最大，故需要加强抗震墙的底部。 加强部位包括底部塑性铰范围及其上部 的一定范围，在此范围内要增加边缘构 件箍筋和墙体横向钢筋等必要的抗震加 强措施，以避免脆性的剪切破