第 4 章 框架结构分析与设计.pdf

4 多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计 抗震结构设计 4.1 概述 4.2 抗震设计的一般要求 4.3 框架内力与位移计算 4.4 钢筋混凝土框架结构构件设计 4.5 框架结构设计例题 4.1 概述 抗震结构设计 多层和高层钢筋混凝土结构体系包括： 框架结构、框架-抗震墙结构、抗震墙结构、筒体结构 和框架-筒体结构等。 钢筋混凝土框架房屋：钢筋混凝土纵梁、横梁和柱等 构件组成承重体系的房屋。 钢筋混凝土框架房屋层数一般在十层以下。 框架-抗震墙结构：在框架房屋中增加抗震墙构成。 抗震墙主要承受水平荷载，框架主要承受竖向荷载。 抗震墙 框架-抗震墙 框架房屋 一、框架梁、柱的震害 梁柱变形能力不足，构件过早发生 破坏。一般是梁轻柱重，尤其是角柱和 边柱更易发生破坏。 1、柱顶 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，柱内箍筋拉 断，纵筋压曲成灯笼状。 主要原因：节点处弯矩、剪力、轴 力都较大，受力复杂，箍筋配置不足， 锚固不好等。 破坏不易修复。 2、柱底 与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。 3、短柱 当柱高小于4倍柱截面高度 （H/b4)时形成短柱。 短柱刚度大，易产生剪切破坏。 4、角柱 由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害比内柱重。 5 、框架梁 震害多在梁端，为剪切破坏。 在地震作用下梁端纵向钢筋屈服 ，出现上下贯通 的垂直裂缝和交叉斜裂缝 （因弯剪作用）。 在梁负弯矩钢筋切断处由于抗剪能力削弱也易产 生裂缝，造成梁剪切破坏。 原因 ：梁端屈服后产生的剪力较大，超过梁的受剪 能力，梁内箍筋配置较稀，以及反复荷载作用下 混凝土抗剪强度降低等因素引起的。 6 、梁柱节点  节点核心区产生对角方向的斜裂缝或交叉斜裂 缝，混凝土剪碎剥落，节点内箍筋很少或没有放 置箍筋时，柱纵向筋压曲外鼓。  梁筋锚固破坏。锚固长度不足 ，从节点内拔出 ， 将混凝土拉裂。  装配式框架构件连接处易发生脆断，剖口焊接钢 筋处易拉断，焊接处后浇混凝土开裂或散落。 原因 ：节点受弯承载力不足，约束混凝土太少，梁 筋锚固长度不足及施工质量引起。 二、填充墙的震害 砌体填充墙刚度大而承载 力低，首先承受地震作用而遭 破坏。一般7度即出现裂缝，8 度和8度以上地震作用下，裂缝 明显增加，甚至部分倒塌，一 般是上轻下重，空心砌体墙重 于实心砌体墙，砌块墙重于砖 墙。 框架-剪力墙结构上部较严 重，框架结构下部震害严重。 填充墙破坏的主要原因是：墙体受剪承载 力低，变形能力小，墙体与框架缺乏有效的拉 结，在往复变形时墙体易发生剪切破坏和散 落。 三、抗震墙的震害 在强震作用下，抗震墙的震害主要表现在墙肢之间连梁的剪切破 坏。主要是由于连梁跨度小，高度大形成深梁，在反复荷载作用下形 成X型剪切裂缝，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。 四、其他 1 、伸缩缝宽度太小，地震时发生碰撞造成震害。 如 ：天津友谊宾馆，东西段之间没有15cm抗震缝， 在唐山地震时 ，防震缝处不少面积因碰撞而掉 落。 2 、建造在软弱地基上的高柔建筑物，因Tg T1 发生 共振，烈度不高但其破坏的例子屡见不鲜。 如 ：1976年委内瑞拉发生6.5级地震，距震中56km 的加拉加斯冲积场地上有4 幢10 至12层钢筋混凝土 框架结构公寓倒塌。 1976年唐山发生7.8级地震，距震中70km的