工程结构抗震：第四-六章

1、工程结构抗震第四章 多层混合结构房屋抗震设计第一节 震害分析砖房震害情况如下 1房屋倒塌 整体倒塌 上部倒塌 局部倒塌2墙体裂缝、破坏斜裂缝：底层较上部重，山墙、窗间墙易产生交叉裂缝：地震反复作用下由斜裂缝发展而成2墙体裂缝、破坏水平裂缝：外纵墙窗口的上下截面处 墙顶与楼板、梁底面连接处 2墙体裂缝、破坏竖向裂缝：纵横墙交接处，连接不好3墙角破坏约束差，扭转效应，纵横墙裂缝相遇4纵横墙连接破坏咬槎、连接差5楼梯间破坏楼梯间墙体空间刚度差6楼盖与屋盖的破坏墙体倒塌 支撑长度过小7附属构件的破坏与主体建筑连接差第二节 建筑布置与结构选型1建筑布置和结构体系（1）建筑物平面布置宜规整、对称（2）建筑

2、物体型和立面体型宜规则、对称，各部分重量和刚度均匀立面宜避免高低错落、局部突出等（3）建筑物的结构体系1）优先采用横墙承重方案，其次采用纵横墙混合承重方案，纵墙承重方案不利抗震2）大房间的布置宜上下连续，不宜使抗震墙间断3）楼梯间不宜布置在房屋尽端或转角处，否则要采取特殊措施4）烟道、风道、垃圾道等，不应削弱墙体，否则要采取相应的加强措施5）不做高门脸、长悬臂雨蓬，不采用无锚固措施的预制挑檐2房屋总高度和层数的限值房屋层数越多，高度越高，震害和破坏率越大3房屋高宽比的限值房屋的高宽比愈大，地震倾覆作用愈大4抗震横墙的间距限值房屋空间刚度对抗震性能影响很大5房屋局部尺寸的限值地震作用下房屋的薄弱

3、部位如窗间墙、尽端墙段等可能首先遭到破坏第三节 多层混合结构房屋抗震计算1计算简图1）将水平地震作用在结构的两个主轴方向分别验算2）地震作用下结构的变形为剪切型3）各抗侧力构件在同一楼层标高处侧移相同2地震作用的计算可采用底部剪力法。3楼层地震剪力在墙体间的分配当抗震横墙间距不超过限值要求时，认为横向地震作用全部由横墙承担纵向地震作用全部由纵墙承担各道墙间地震剪力的分配1）刚性楼盖房屋：横墙承受的地震剪力按各横墙的侧移刚度比例分配2）柔性楼盖房屋：横墙承受的地震剪力按各横墙从属面积上的重力荷载比例分配3）中等刚性楼盖房屋：各横墙承受的地震剪力取上述两种方法的平均值4）纵向地震剪力可按各纵墙的侧

4、移刚度比例分配4同一道墙上各墙段间地震剪力分配地震剪力按各墙段的侧移刚度比例分配5墙体抗震承载力验算（1）各类砌体的抗震抗剪强度设计值 fvEfvE =N fv式中，fv非抗震设计的砌体抗剪强度设计值 N砌体强度的正应力影响系数（2）墙体截面的抗剪强度验算选择不利墙段1）承担水平地震作用较大的墙段2）竖向压应力较小的墙段3）墙体截面被削弱较多的墙段对粘土砖、粉煤灰中砌块、混凝土中砌块墙体式中 V 墙体剪力设计值 A 墙体横截面面积 RE 承载力抗震调整系数第四节 砌体结构抗震构造措施1设置钢筋混凝土构造柱2设置钢筋混凝土圈梁3楼、屋盖与墙体的连接要求4墙体间的连接5楼梯间的抗震构造6采用同一类

5、型基础7砌块房屋的抗震构造措施第五章 多高层钢筋混凝土结构抗震设计第一节 框架结构震害分析未经抗震设计的框架震害情况如下1柱（1）柱顶震害重于柱底（2）角柱震害重于内柱（3）短柱震害重于一般柱2梁：两端节点附近产生周圈裂缝，出现塑性铰3梁柱节点4填充墙5抗震缝处第二节 抗震设计的一般规定1不同类型结构体系的适用高度及高宽比要求（1）适用高度要求（2）高宽比要求2抗震等级划分（1）先对各类建筑的设防烈度进行调整；（2）根据调整后的设防烈度、结构类型、结构高度确定抗震等级。例题：a. 某框架结构，乙类，7度设防，40m，试分别确定抗震计算、抗震措施的抗震等级。b. 试确定上题改为框-剪、剪力墙结构

6、时的抗震等级。3结构布置（1）柱网布置柱网布置：要简单规整，刚度分布均匀，满足生产工艺、使用情况下力求经济合理（2）结构平面布置 每一独立结构单元的结构布置应满足以下要求： 1）简单、规则、均匀、对称。 2）承重结构应双向布置，偏心小，构件类型少。 3）平面长度和突出部分应满足相关要求，凹角处宜采用加强措施。 4）施工简便，造价低。结构平面布置的要求（3）结构竖向布置 1）竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。结构的刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则的结构。 2）按抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70或其上相邻三层侧向刚度平均值

7、的80。 3）抗震设计时，结构竖向抗侧力结构宜上下连续贯通。4）抗震设计时， (a)(b)中，H1/H0.2时，B1不宜小于0.75B； (c)(d)中，B不宜小于0.9 B1 ，外挑尺寸a不宜大于4m4抗震缝布置当建筑平面突出部分较长，结构刚度及荷载相差悬殊或房屋有较大错层时，可设置。最小缝宽满足规范要求： （1）框架结构，高度不超过15m可取100mm；超过15m 时，6度、7度、8度和9度相应每增加高度5m 、4m、3m和2m，宜加宽20mm； （2）框架剪力墙结构按框架规定数值的70%采用，剪力墙结构按框架规定数值的50%采用，但二者均不宜小于100mm。注：防震缝两侧结构体系不同时，

8、缝宽应按不利的结构确定；缝两侧的房屋高度不同时，缝宽应按较低的高度确定。 5延性框架设计设计原则：1）强柱弱梁2）强剪弱弯3）强节点强锚固6其他问题尽量减轻建筑自重并降低重心位置，减小地震作用；避免出现错层和夹层，以免造成短柱破坏；刚度沿高度不宜突变，以免造成薄弱层；楼电梯间不宜设在结构单元的两端及拐角处。强梁弱柱型强柱弱梁型第三节 框架结构抗震计算1竖向荷载作用下框架内力计算分层法，弯矩分配法2水平荷载作用下框架内力计算反弯点法，D值法（即改进的反弯点法）第四节 框架结构抗震构造措施1框架梁2框架柱3梁柱节点区4砌体填充墙第六章 钢结构抗震设计 第一节 震害现象及其分析 一、结构倒塌 主要原

9、因是出现薄弱层。 二、构件的破坏 1框架柱 翼缘的屈曲、拼接处的裂缝、节点焊缝处裂缝引起的柱翼缘层状撕裂、框架柱的脆性断裂， 2框架梁 翼缘屈曲、腹板屈曲和裂缝、截面扭转屈曲 二、构件的破坏 1框架柱 翼缘的屈曲、拼接处的裂缝、节点焊缝处裂缝引起的柱翼缘层状撕裂、框架柱的脆性断裂， 第六章 钢结构抗震设计 第一节 震害现象及其分析 一、结构倒塌 主要原因是出现薄弱层。 二、构件的破坏 1框架柱 翼缘的屈曲、拼接处的裂缝、节点焊缝处裂缝引起的柱翼缘层状撕裂、框架柱的脆性断裂， 2框架梁 翼缘屈曲、腹板屈曲和裂缝、截面扭转屈曲 第六章 钢结构抗震设计 第一节 震害现象及其分析 一、结构倒塌 主要原

10、因是出现薄弱层。 二、构件的破坏 1框架柱 翼缘的屈曲、拼接处的裂缝、节点焊缝处裂缝引起的柱翼缘层状撕裂、框架柱的脆性断裂， 2框架梁 翼缘屈曲、腹板屈曲和裂缝、截面扭转屈曲 3框架柱和梁的破坏原因框架梁或柱的局部屈曲是因为梁或柱在地震作用下反复受弯，以及构件的截面尺寸和局部构造如长细比、板件宽厚比设计不合理造成的；柱的水平断裂是因为地震动造成的倾覆拉力较大、动应变速率较高、材性变脆 4支撑 破坏形式主要是轴向受压失稳。主要原因是支撑构件为结构提供了较大的侧向刚度，当地震强度较大时，承受的轴向力（反复拉压）增加，如果支撑的长度、局部加劲板构造与主体结构的连接构造等出现问题，就会出现破坏或失稳。

11、 三、节点破坏 1. 节点破坏是地震中发生最多的一种破坏。 原因：由于节点传力集中、构造复杂，施工难度大，容易造成应力集中、强度不均衡现象，再加上可能出现的焊缝缺陷、构造缺陷，就更容易出现节点破坏。2. 节点域的破坏形式比较复杂，主要有加劲板的屈曲和开裂、加劲板焊缝出现裂缝、腹板的屈曲和裂缝。四、基础锚固破坏 钢构件与基础的连接锚固破坏主要有螺栓拉断、混凝土锚固失效、连接板断裂等。主要是设计构造、材料质量、施工质量等方面出现问题所致。 第二节 钢结构的抗震概念设计 一、钢结构房屋的结构体系 常用的钢结构体系有1. 框架结构2. 框架-支撑结构3. 框架-抗震墙板结构4. 筒体结构5. 巨型框架结构二、钢结构房屋抗震设计的一般规定 1. 钢结构房屋的结构类型与最大适用高度 2. 钢结构房屋适用的最大高宽比 3. 结构平、立面布置以及防震缝的设置 4. 支撑、加强层的设置要求 5钢结构房屋中楼盖 6钢结构房屋的地下室 第三节 多层和高层钢结构抗震设计简介 一