建筑结构第十七章多层钢筋混凝土框架的抗震设计二.ppt

《建筑结构第十七章多层钢筋混凝土框架的抗震设计二.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑结构第十七章多层钢筋混凝土框架的抗震设计二.ppt（41页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、 第十七章第十七章 多层钢筋混凝土框架的抗震设计多层钢筋混凝土框架的抗震设计第一节第一节 震害及其分析震害及其分析第二节第二节 框架抗震设计的一般规定框架抗震设计的一般规定第三节第三节 框架截面的抗震设计框架截面的抗震设计第四节第四节 纵向钢筋的锚固和连接纵向钢筋的锚固和连接第五节第五节 抗震框架的一般构造要求抗震框架的一般构造要求第一节第一节 震害及其分析震害及其分析一、一、结构布置不合理产生的震害结构布置不合理产生的震害 1 1扭转破坏扭转破坏v结构的平面布置不当容易造成结构的平面布置不当容易造成刚度中心刚度中心和和质量中心质量中心的不重合，的不重合，从而地震时结构产生从而地震时结构产生过

2、大的扭转反应过大的扭转反应。2 2薄弱层破坏薄弱层破坏v地震作用下，结构地震作用下，结构抗侧移刚度沿高度方向的突然变化抗侧移刚度沿高度方向的突然变化易在抗侧易在抗侧移刚度薄弱的楼层形成移刚度薄弱的楼层形成塑性变形和破坏集中塑性变形和破坏集中，造成结构的倒塌，造成结构的倒塌。3 3应力集中应力集中v结构结构竖向布置的突变处由于应力集中竖向布置的突变处由于应力集中会产生严重震害。会产生严重震害。4 4防震缝处碰撞防震缝处碰撞v防震缝如果宽度不够，其两侧的结构单元在地震时就会相互碰防震缝如果宽度不够，其两侧的结构单元在地震时就会相互碰撞而产生震害撞而产生震害。二、二、框架结构的震害框架结构的震害1

3、1整体破坏形式整体破坏形式v框架的整体破坏形式可分为框架的整体破坏形式可分为延性破坏延性破坏和和脆性破坏脆性破坏，按破坏机制，按破坏机制可分为可分为梁铰机制梁铰机制和和柱铰机制柱铰机制。2 2钢筋混凝土柱破坏形式钢筋混凝土柱破坏形式v柱端弯剪破坏：柱端弯剪破坏：柱上、下端出现水平、斜裂缝，混凝土剥落，柱上、下端出现水平、斜裂缝，混凝土剥落，箍筋外鼓崩断，柱筋屈曲，柱端形成塑性饺箍筋外鼓崩断，柱筋屈曲，柱端形成塑性饺。v柱身剪切破坏：柱身剪切破坏：柱出现交叉或柱出现交叉或S S形裂缝，箍筋屈服。形裂缝，箍筋屈服。v角柱破坏：角柱破坏：由于受弯、剪、扭共同作用，柱身错动，钢筋由柱由于受弯、剪、扭共

4、同作用，柱身错动，钢筋由柱 内拨出，震害重。内拨出，震害重。v短柱破坏：短柱破坏：短柱刚度大，易产生剪切破坏。短柱刚度大，易产生剪切破坏。v柱破坏的原因：柱破坏的原因：抗弯和抗剪承载力不足抗弯和抗剪承载力不足；箍筋太稀箍筋太稀，对混凝土，对混凝土 约束很差；在压、弯、剪作用下，柱的截面约束很差；在压、弯、剪作用下，柱的截面 承载力达到极限。承载力达到极限。3 3梁破坏形式梁破坏形式v地震作用下，地震作用下，梁端纵向钢筋屈服梁端纵向钢筋屈服，出现上下，出现上下贯通的垂直裂缝和贯通的垂直裂缝和交叉斜裂缝交叉斜裂缝。梁负弯矩钢筋切断处由于抗弯能力削弱也容易产生。梁负弯矩钢筋切断处由于抗弯能力削弱也容

5、易产生裂缝，造成裂缝，造成梁剪切破坏梁剪切破坏。v梁剪切破坏的主要原因：梁剪切破坏的主要原因：梁端屈服后产生的梁端屈服后产生的剪力较大剪力较大；而其；而其箍箍筋较稀筋较稀；反复荷载作用下混凝土抗剪强度降低反复荷载作用下混凝土抗剪强度降低。4 4梁柱节点破坏形式梁柱节点破坏形式v节点核心区剪切破坏：节点核心区剪切破坏：产生产生对角方向的斜裂缝或交叉斜裂缝对角方向的斜裂缝或交叉斜裂缝，混凝土剪碎剥落；箍筋很少或没箍筋时，柱纵向钢筋压曲外鼓混凝土剪碎剥落；箍筋很少或没箍筋时，柱纵向钢筋压曲外鼓。v梁筋锚固破坏：梁筋锚固破坏：梁纵向钢筋梁纵向钢筋锚固长度不足锚固长度不足，从节点内拔出，将，从节点内拔出

6、，将混凝土拉裂。混凝土拉裂。v节点连接破坏：节点连接破坏：装配式框架构件连接处容易发生坡口焊接钢筋装配式框架构件连接处容易发生坡口焊接钢筋拉断。预制构件接缝处后浇混凝土开裂或散落拉断。预制构件接缝处后浇混凝土开裂或散落。v节点破坏的主要原因：节点破坏的主要原因：节点的节点的受剪承载力不足受剪承载力不足；箍筋太少箍筋太少；梁筋锚固长度不够梁筋锚固长度不够；施工质量差。；施工质量差。5 5框架填充墙破坏形式框架填充墙破坏形式v嵌砌砖填充墙容易产生斜裂缝，特殊部位的墙体破坏会更加嵌砌砖填充墙容易产生斜裂缝，特殊部位的墙体破坏会更加严重。烈度较高时墙体容易倒塌。由于框架变形属剪切型，下严重。烈度较高时

7、墙体容易倒塌。由于框架变形属剪切型，下部层间位移大，填充墙震害呈现部层间位移大，填充墙震害呈现“下重上轻下重上轻”的现象。的现象。v填充墙破坏的主要原因填充墙破坏的主要原因：墙体：墙体受剪承载力低受剪承载力低，变形能力小变形能力小；墙体与框架墙体与框架缺乏有效的拉结缺乏有效的拉结。6 6钢筋的搭接不合理，造成搭接处破坏。钢筋的搭接不合理，造成搭接处破坏。第二节第二节 框架抗震设计的一般规定框架抗震设计的一般规定一、一、结构抗震等级结构抗震等级二、二、抗震缝设置抗震缝设置三、三、结构布置原则结构布置原则四、四、截面尺寸选择截面尺寸选择一、一、结构抗震等级结构抗震等级1.钢筋混凝土房屋应根据烈度、

8、房屋高度和结构类型钢筋混凝土房屋应根据烈度、房屋高度和结构类型 采用不同的抗震等级。抗震等级分为一采用不同的抗震等级。抗震等级分为一、二、三、二、三、四共四共4级。级。2.丙类建筑的框架结构其抗震等级规定如下表丙类建筑的框架结构其抗震等级规定如下表。3.对甲、乙、丁类建筑，按相应的抗震设防标准和表对甲、乙、丁类建筑，按相应的抗震设防标准和表 确定抗震等级。确定抗震等级。4.裙房与主楼相连时，除应按裙房本身确定抗震等级裙房与主楼相连时，除应按裙房本身确定抗震等级 外，尚不应低于主楼的抗震等级；裙房与主楼分离外，尚不应低于主楼的抗震等级；裙房与主楼分离 时，按裙房本身确定抗震等级。时，按裙房本身确

9、定抗震等级。5.地下结构的抗震等级的确定。地下结构的抗震等级的确定。二、二、抗震缝设置抗震缝设置1.钢筋混凝土框架结构应避免采用不规则的建筑结构钢筋混凝土框架结构应避免采用不规则的建筑结构方案，不设防震缝。方案，不设防震缝。2.当需要设置防震缝时，框架结构房屋的防震缝宽度当需要设置防震缝时，框架结构房屋的防震缝宽度与高度有关。当高度不超过与高度有关。当高度不超过15m时，可采用时，可采用70mm；超过超过15m时，时，6、7、8、9度相应每增加高度度相应每增加高度5、4、3和和2m时加宽时加宽20mm。3.对于对于8、9度的框架结构房屋，当防震缝两侧结构高度的框架结构房屋，当防震缝两侧结构高度

10、、刚度或层高相差较大时，可在缝两侧房屋的尽端度、刚度或层高相差较大时，可在缝两侧房屋的尽端沿全高设置垂直于防震缝的抗撞墙（每一侧抗撞墙的沿全高设置垂直于防震缝的抗撞墙（每一侧抗撞墙的数量不少于两道，并宜分别对称布置，墙肢长度可不数量不少于两道，并宜分别对称布置，墙肢长度可不大于一个柱距）。大于一个柱距）。三、三、结构布置原则结构布置原则1.框架结构的平面布置和沿高度方向的布置原则应符框架结构的平面布置和沿高度方向的布置原则应符合合“规则结构规则结构”的规定。的规定。2.框架应双向设置，梁中线与柱中线之间的偏心距不框架应双向设置，梁中线与柱中线之间的偏心距不宜大于柱宽的宜大于柱宽的l/4。3.框

11、架结构中的填充墙在平面和竖向的布置宜均匀对框架结构中的填充墙在平面和竖向的布置宜均匀对称，砌体填充墙宜与柱脱开或采用柔性连接。称，砌体填充墙宜与柱脱开或采用柔性连接。4.砌体砂浆强度不低于砌体砂浆强度不低于M5，墙顶与框架梁密切结合；墙顶与框架梁密切结合；墙中沿框架柱全高设置拉筋。墙中沿框架柱全高设置拉筋。6.墙长墙长5m时，墙顶宜与框架梁有拉结。时，墙顶宜与框架梁有拉结。7.墙长超过层高墙长超过层高2倍，宜设钢筋混凝土构造柱。倍，宜设钢筋混凝土构造柱。8.墙高超过墙高超过4m时，墙体半高宜设置与柱连接，且沿墙时，墙体半高宜设置与柱连接，且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。全长贯通的钢筋混凝土

12、水平系梁。四、四、截面尺寸选择截面尺寸选择1.梁的截面尺寸梁的截面尺寸v 梁的截面宽度不宜小于梁的截面宽度不宜小于200mm；v 截面高宽比不宜大于截面高宽比不宜大于4；v 净跨与截面高度之比不宜小于净跨与截面高度之比不宜小于4。2.柱的截面尺寸柱的截面尺寸v 柱的截面宽度和高度均不宜小于柱的截面宽度和高度均不宜小于300mm；圆柱直径不宜小圆柱直径不宜小于于350mm；v 截面长边与短的边长比不宜大于截面长边与短的边长比不宜大于3；v 剪跨比宜大于剪跨比宜大于2；v 柱的截面尺寸需满足柱的轴压比的要求。（轴压比是指柱柱的截面尺寸需满足柱的轴压比的要求。（轴压比是指柱组合的轴压力设计值组合的轴

13、压力设计值N与柱的全截面面积与柱的全截面面积A和混凝土轴心和混凝土轴心抗压强度设计值抗压强度设计值fc的乘积的比值，即的乘积的比值，即 uN=N/fc A。第三节第三节 框架截面的抗震设计框架截面的抗震设计一、一、抗震框架的一般设计原则抗震框架的一般设计原则二、二、地震作用计算地震作用计算三、三、框架在水平地震作用下的内力和侧移框架在水平地震作用下的内力和侧移四、四、荷载效应基本组合荷载效应基本组合五、框架截面抗震验算五、框架截面抗震验算一、一、抗震框架的一般设计原则抗震框架的一般设计原则1.1.强柱弱梁原则强柱弱梁原则v 梁端受拉钢筋的屈服先于柱端受拉钢筋的屈服。梁端受拉钢筋的屈服先于柱端受

14、拉钢筋的屈服。2.2.强剪弱弯原则强剪弱弯原则v 构件的抗剪承载能力应高于该构件的抗弯承载能力。构件的抗剪承载能力应高于该构件的抗弯承载能力。3.3.强节点、强锚固原则强节点、强锚固原则v 强节点强节点抗剪验算，在节点区配置足够的箍筋，抗剪验算，在节点区配置足够的箍筋，并保证混凝土的强度及密实性。并保证混凝土的强度及密实性。v 强锚固强锚固处理好纵向钢筋在节点区的锚固构造。处理好纵向钢筋在节点区的锚固构造。二、二、地震作用计算地震作用计算1.多层框架结构在一般情况下应沿两个主轴方向分多层框架结构在一般情况下应沿两个主轴方向分布考虑水平地震作用，各方向的水平地震作用应布考虑水平地震作用，各方向的

15、水平地震作用应全部由该方向的抗侧力构件承担。全部由该方向的抗侧力构件承担。2.对高度不超过对高度不超过40m，以剪切变形为主，且刚度与以剪切变形为主，且刚度与质量沿高度分布比较均匀的框架结构，可采用底质量沿高度分布比较均匀的框架结构，可采用底部剪力法计算水平地震作用。部剪力法计算水平地震作用。三、三、框架在水平地震作用下的内力和侧移框架在水平地震作用下的内力和侧移v 采用采用D值法计算框架内力和侧移值法计算框架内力和侧移四、四、荷载效应基本组合荷载效应基本组合 SE=GSGEGE+EhEhS SEhkEhk+EvEvS SEvkEvk+WWWWS SWkWk式中：式中：S SE E荷载效应和地

16、震作用效应组合的设计值；荷载效应和地震作用效应组合的设计值；S SGEGE重力荷载代表值的效应；重力荷载代表值的效应；S SEhkEhk水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或 调整系数；调整系数；S SEvkEvk竖向地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或竖向地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或 调整系数；调整系数；G G重力荷载分项系数；重力荷载分项系数；WW风荷载分项系数；风荷载分项系数；EhEh水平地震作用分项系数；水平地震作用分项系数；EvEv竖向地震作用分项系数；竖向地震作用分项系数；WW风荷载的组合值系数，应取风荷载的组合值系数，应取0.200.20。五五、框架截面抗震验算、框架截面抗震验算（一）框架梁（一）框架梁 1 1、框架梁的正截面受弯承载力计算、框架梁的正截面受弯承载力计算（1 1）抗震设计中的正截面承载力计算直接采用静载作用下的承计算直接采用静载作用下的承 载力计算公式：载力计算公式：ME MuE/RE=Mu/RE （或或 RE ME Mu）（2）除按计算确定外，框架梁梁端截面的底部和