第十二章 钢筋混凝土框架结构的

1、第十二章钢筋混凝土框架结构的第十二章钢筋混凝土框架结构的 抗震设计简述抗震设计简述 第一节框架结构地震破坏特点第一节框架结构地震破坏特点 框架结构地震破坏特点框架结构地震破坏特点 结构构件破坏、非结构构件破坏、地基和基础破坏结构构件破坏、非结构构件破坏、地基和基础破坏 框架柱的破坏框架柱的破坏 压弯破坏剪切破坏弯曲破坏压弯破坏剪切破坏弯曲破坏 A A、柱顶、柱顶 柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或交叉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。筋拉断，纵筋压曲成灯笼状。 主要原因：主要原因：节点处弯矩、剪力、轴力节点处

2、弯矩、剪力、轴力 都较大，受力复杂，箍筋配置不足，都较大，受力复杂，箍筋配置不足， 锚固不好等。锚固不好等。 破坏不易修复。破坏不易修复。 B B、柱底、柱底 与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。 C C、短柱、短柱 当柱高小于当柱高小于4 4倍柱截面高度（倍柱截面高度（H/b4)H/b60 60 60 60 60 60 高度（高度（m) 一一剧场剧场,体育馆等大跨度公共建筑体育馆等大跨度公共建筑 一一一一二二二二三三三三四四 框架框架 25 30 30 30 30 30 30 高度（高度（m) 框架框架 -抗抗 震墙震墙 结构结构

3、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应的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；抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低； 2.2.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。地、地基条件确定抗震等级。 3.3.甲、乙类，甲、乙类，6 68 8度时，提一度，丁类可降一度

4、选取。度时，提一度，丁类可降一度选取。 第三节结构布置原则第三节结构布置原则 设置多道抗震防线设置多道抗震防线 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。和内力重分配的功能。 二二. 结构布置原则结构布置原则 结构平面应力求简单规则，结构的主要抗侧力构件应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。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，避免结构的竖

5、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。的整体稳定性。 结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1010 1111 1212 1313 (mm) (mm) 层层 1 1 3 3 5 5 6 6 7 7 9 9 1111 1313 40408080120120 在强烈地震作用下，结构的薄在强烈地震作用下，结构的薄 弱楼层率先屈服、发展弹塑性变形，弱楼层率先屈服、发展弹塑性变形， 并

6、形成弹塑性变形集中的现象，不并形成弹塑性变形集中的现象，不 能发挥整体的抗震能力。能发挥整体的抗震能力。 1976 1976年唐山大地震中，位于天年唐山大地震中，位于天 津塘沽区的天津碱厂十三层蒸吸塔津塘沽区的天津碱厂十三层蒸吸塔 框架，该结构楼层屈服强度分布不框架，该结构楼层屈服强度分布不 均匀，造成均匀，造成6 6层和层和1111层的弹塑性变层的弹塑性变 形集中，导致形集中，导致6 6层以上全部倒塌。层以上全部倒塌。 右图为该结构输入天津波的弹右图为该结构输入天津波的弹 塑性分析结果。塑性分析结果。 注意：注意： 填充墙质量分布应均匀填充墙质量分布应均匀 柱截面、砼等级、配筋柱截面、砼等级

7、、配筋 不应同时改变不应同时改变 增加构件强度不一定有利增加构件强度不一定有利 三三. 结构的破坏机制结构的破坏机制 1. 双向设置框架结构双向设置框架结构 两种破坏形式两种破坏形式 弱柱型弱柱型弱梁型弱梁型 为了使塑性铰首先在梁中出现，同一节点柱的抗弯能为了使塑性铰首先在梁中出现，同一节点柱的抗弯能 力要大于梁的抗弯能力。力要大于梁的抗弯能力。 2.2.强柱弱梁，强剪弱弯，节点更强强柱弱梁，强剪弱弯，节点更强 1 1）框架塑性效应较多地发生在梁端，底层柱的塑性效应）框架塑性效应较多地发生在梁端，底层柱的塑性效应 较晚形成；较晚形成； 2 2）梁柱在弯曲破坏前，避免发生其它形式破坏，如剪切）梁

8、柱在弯曲破坏前，避免发生其它形式破坏，如剪切 破坏、粘结破坏等；破坏、粘结破坏等； 3 3）在梁、柱破坏之前，节点应有足够的强度即变形能力；）在梁、柱破坏之前，节点应有足够的强度即变形能力； 四四. 结构的延性结构的延性 避免脆性破坏避免脆性破坏 强剪弱弯、控制轴压比、剪跨比、剪压比、配筋率等强剪弱弯、控制轴压比、剪跨比、剪压比、配筋率等 轴压比：轴压比： 柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土抗压强度设计值柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土抗压强度设计值 乘积之比，即乘积之比，即 c bhfN / 剪跨比：剪跨比： 0 / VhM 0.90 0.95 0.80 0.85 0.

9、70 0.75 框架框架 框架框架-剪力墙剪力墙 三三二二一一 结构类型结构类型 抗震等级抗震等级 柱轴压比限制柱轴压比限制 当建筑平面过长、结构单元的结构体系不同、高度和刚度相差当建筑平面过长、结构单元的结构体系不同、高度和刚度相差 过大以及各结构单元的地基条件有较大差异时，应考虑设防震缝。其过大以及各结构单元的地基条件有较大差异时，应考虑设防震缝。其 最小宽度应符合下面要求：最小宽度应符合下面要求： 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。 1 1、防震缝、防震缝 （1 1）钢筋混凝土框架房屋的防震缝宽度，当高度不超过）钢筋混凝土框架房屋

10、的防震缝宽度，当高度不超过 15m15m时可采用时可采用70mm70mm，超过，超过15m15m时，时，6 6、7 7、8 8、9 9度相应每增加度相应每增加 高度高度5m5m、4m4m、3m3m、2m2m，宜加宽，宜加宽20mm20mm。 五、防震缝与抗撞墙五、防震缝与抗撞墙 （2 2）框架）框架- -抗震墙结构房屋的防震缝宽度抗震墙结构房屋的防震缝宽度 可采用框架规定数值的可采用框架规定数值的50%50%，且不宜小于，且不宜小于 70mm70mm。 （3 3）防震缝两侧结构类型不）防震缝两侧结构类型不 同时，按不利体系考虑，同时，按不利体系考虑， 并按低的房屋高度计算缝宽。并按低的房屋高度

11、计算缝宽。 t t h h 8 8、9 9度设防的钢筋混凝土框架房屋防震缝两侧的结构，度设防的钢筋混凝土框架房屋防震缝两侧的结构， 当结构高度、刚度或层高相差较大时，可在防震缝两侧房屋当结构高度、刚度或层高相差较大时，可在防震缝两侧房屋 的尽端设垂直于防震缝的抗撞墙。的尽端设垂直于防震缝的抗撞墙。 2 2、抗撞墙、抗撞墙 层高不同层高不同高度、刚度相差较大高度、刚度相差较大 每一侧的数量不应少于两道。宜分别对称布置，墙肢的每一侧的数量不应少于两道。宜分别对称布置，墙肢的 长度可不大于一个柱距。长度可不大于一个柱距。 内力应按考虑和不考虑抗撞墙两种情况进行分析，按不内力应按考虑和不考虑抗撞墙两种

12、情况进行分析，按不 利情况取值。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。 1 1）平面或楼层有局部薄弱环节，不能发挥整体抗震能力。）平面或楼层有局部薄弱环节，不能发挥整体抗震能力。 震坏房屋在设计上存在的问题震坏房屋在设计上存在的问题 2 2）梁柱变形能力不足，构件过早破坏；）梁柱变形能力不足，构件过早破坏； 3 3）梁柱节点箍筋不足，节点受震破坏，梁柱失去了相互）梁柱节点箍筋不足，节点受震破坏，梁柱失去了相互 之间的联系；之间的联系； 4 4）砌体添充墙破坏；）砌体添充墙破坏； 六六. 其它问题其它问题 楼电梯间楼电梯间 屋顶局部

13、突出屋顶局部突出 1. 基础联系梁基础联系梁 抗震墙的一般布置抗震墙的一般布置原则是原则是“均匀、分散、对称、周边均匀、分散、对称、周边”。 七、框架七、框架- -剪力墙结构的结构布置剪力墙结构的结构布置 1 1、抗震墙布置的基本原则、抗震墙布置的基本原则 框架框架- -抗震墙结构中的抗震墙宜沿主轴方向双向布抗震墙结构中的抗震墙宜沿主轴方向双向布 置，贯通房屋全高，且横向与纵向抗震墙宜相连，互为置，贯通房屋全高，且横向与纵向抗震墙宜相连，互为 翼墙，以提高其刚度和承载能力。翼墙，以提高其刚度和承载能力。 一般情况下，宜布置在竖向荷载较大处，平面形一般情况下，宜布置在竖向荷载较大处，平面形 状变

14、化处和楼梯间、电梯间等。状变化处和楼梯间、电梯间等。 2 2、抗震墙布置位置的选择、抗震墙布置位置的选择 房屋较长时，纵向抗震墙不易设置在端开间。房屋较长时，纵向抗震墙不易设置在端开间。 3 3、抗震墙布置的具体要求、抗震墙布置的具体要求 （1 1）楼（电）梯间、竖井等使楼面开洞的竖向通道，不）楼（电）梯间、竖井等使楼面开洞的竖向通道，不 宜设在结构单元端部角区及凹角处；宜设在结构单元端部角区及凹角处； 这种竖向通道不宜独立设在柱网之外的中间位置。这种竖向通道不宜独立设在柱网之外的中间位置。 （2 2）纵横向抗震墙成组布置）纵横向抗震墙成组布置 纵横向抗震墙宜合并布置为纵横向抗震墙宜合并布置为

15、L L形、形、T T形和口字形。形和口字形。 两片墙组成联肢墙两片墙组成联肢墙 （3 3）合理调整抗震墙的长度）合理调整抗震墙的长度 为了保证抗震墙具有足够的的延性为了保证抗震墙具有足够的的延性, ,不发生脆性的不发生脆性的 剪切破坏，每一道抗震墙（包括单片墙、小开口墙和联剪切破坏，每一道抗震墙（包括单片墙、小开口墙和联 肢墙）不应过长，总高度与总长度之比宜大于肢墙）不应过长，总高度与总长度之比宜大于2 2。 较长的单片墙可以留出结构洞口，划分成联肢墙的较长的单片墙可以留出结构洞口，划分成联肢墙的 两个墙肢。两个墙肢。 （4 4）抗震墙的最大间距）抗震墙的最大间距 抗震墙间距不应过大。抗震墙间

16、距不应过大。 抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比宜满足下抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比宜满足下 表要求：表要求： 不宜采用不宜采用装配式楼盖装配式楼盖 现浇、叠合梁扳现浇、叠合梁扳 9度度8度度6、7度度结构结构 4 3 3 5.2 2 抗震墙之间楼、屋盖的长宽比抗震墙之间楼、屋盖的长宽比 抗震墙之间的楼、屋盖有较大开洞时，长宽比还应减小。抗震墙之间的楼、屋盖有较大开洞时，长宽比还应减小。 当超过上述要求时，应计入楼盖平面内的变形影响。当超过上述要求时，应计入楼盖平面内的变形影响。 抗震墙的端部钢筋配置在柱截面内。抗震墙的端部钢筋配置在柱截面内。 4 4、抗震墙的边框梁、柱、抗震墙的边框梁、柱 框架梁应保留