第五章多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计 教学目的和要求 1.1.掌握多高层钢筋混凝土结构震害。 2.2.掌握多高层钢筋混凝土结构的选型、结构布置和设计原则。 3.3.掌握钢筋混凝土框架结构的抗震设计及抗震构造措施。 掌握抗震墙结构抗震设计要点和框架-抗震墙抗震设计要点 教学内容 。·5.1多高层钢筋混凝土结构震害及分析 ··5.2选型、结构布置和设计原则 。5.3钢筋混凝土框架结构的抗震设计 ●●5.4抗震墙结构抗震设计要点 ●●5.5框架-抗震墙抗震设计要点 §5.1多高层建筑钢筋混凝土结构的震害及其分析 5.11结构布置不合理而产生的震害 1扭转破坏 因:刚度中心与质量中心有较大不重合:竖向刚度有较大的突变 2:薄爵层成度突变,会集中在刚度薄弱的楼店 3,应力集中 4.防那缝处碰撞 防震缝宽度不够引起碰撞 5.12框架结构的震害 1整体破坏形式 分米. 按破坏性质分类:延性破坏和脆性破坏 按破坏机制分类:梁较机制(强柱弱梁型)和柱较机制(强梁弱柱型) 2.局部破坏形式 (1)构件塑性铰处的破坏(受弯和受压破坏时)
第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计 教学目的和要求 1. 1. 掌握多高层钢筋混凝土结构震害。 2. 2. 掌握多高层钢筋混凝土结构的选型、结构布置和设计原则。 3. 3. 掌握钢筋混凝土框架结构的抗震设计及抗震构造措施。 4. 4. 掌握抗震墙结构抗震设计要点和框架-抗震墙抗震设计要点。 教学内容 5.1 多高层钢筋混凝土结构震害及分析 5.2 选型、结构布置和设计原则 5.3 钢筋混凝土框架结构的抗震设计 5.4 抗震墙结构抗震设计要点 5.5 框架-抗震墙抗震设计要点 §5.1 多高层建筑钢筋混凝土结构的震害及其分析 5.1.1 结构布置不合理而产生的震害 破坏类型: 1.扭转破坏 产生原因:刚度中心与质量中心有较大不重合;竖向刚度有较大的突变 2.薄弱层破坏 竖向刚度突变,会集中在刚度薄弱的楼层 3.应力集中 4.防震缝处碰撞 防震缝宽度不够引起碰撞 5.1.2 框架结构的震害 1.整体破坏形式 分类: 按破坏性质分类:延性破坏和脆性破坏 按破坏机制分类:梁铰机制(强柱弱梁型)和柱铰机制(强梁弱柱型) 2. 局部破坏形式 (1)构件塑性铰处的破坏(受弯和受压破坏时)
图5-10柱的破坏形式之 (2)构件的剪切破坏 (3)节点的破坏 (4)短柱破坏 (5)填充墙的破坏 玉比过大(小偏压)引起的脆性破坏 (7)搭接处的破坏(钢筋搭接不合理)
(2)构件的剪切破坏 (3)节点的破坏 (4)短柱破坏 (5)填充墙的破坏 (6)轴压比过大(小偏压)引起的脆性破坏 (7)搭接处的破坏(钢筋搭接不合理)
注意:以上的产生原因和危喜的区别 5.1.3具有抗震墙的结构震害(抗震墙与框架抗震墙) 1破环类型:(抗震性能较好,震害较轻。) (1)墙的底部发生破坏 (2)培体发生剪切破坏 (3)连梁发生剪切破坏 §5.2选型、结构布置和设计原则 52选型 的结形式墙及简休、巨型框架、悬吊结构、框架一简体等结构体系 抗震墙 特点和适用范围 3不同的体系房结构的适用的最大高度《表51)
注意:以上的产生原因和危害的区别 5.1.3 具有抗震墙的结构震害(抗震墙与框架抗震墙) 1.破坏类型:(抗震性能较好,震害较轻。) (1)墙的底部发生破坏 (2)墙体发生剪切破坏 (3)连梁发生剪切破坏 §5.2 选型、结构布置和设计原则 5.2.1 选型 1.多高层建筑的结构形式: 框架、抗震墙、框架-抗震墙及筒体、巨型框架、悬吊结构、框架-简体等结构体系 2.各种结构体系的特点和适用范围 3.不同的体系房屋结构的适用的最大高度(表 5-1)
现浇混凝土房结构用的最大高度( 表5 体系 超过表内高雀的务,应行专门所克和论王,果取要的加强指饰 对平而和向均不规则的结构类场地上的结构使用的最大高度应适当降低 先选用在 荷 通过楼盖平面进行分配和传递.故优 定框架抗震墙和板柱抗震墙结构 比不宜超过表2规定的数信:超过时 震墙之间无大洞口的棱、屋盖的长宽 ,应考虑接盖平面内的变形影响】 抗 屋盖的最大长宽 设防置度 楼服盖类别 现克、是合婴版 441 3325不果用 522结构布置 1.结构布置的基本原则是: ①结构平面布置: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,避免地震时引起结构扭转及局部应力集中。 在框架和抗震墙结构中,框架和抗震墙均应双向设置,柱中线与抗震墙中线、梁中线与柱中 线之间的偏心不宜大于柱宽的1/4。 高层建筑(8层及8层以上)的平面中的尺寸应满足规范的要求。见P130表5-3 表53 冷防列资 L/B 1/ F/B 6度和7度 2 8度和9度 65 ≤4 31
对平面和竖向均不规则的结构或Ⅳ类场地上的结构,使用的最大高度应适当降低. 楼盖在其平面内的刚度应足够大,以使水平地震荷载通过楼盖平面进行分配和传递.故优 先选用现浇楼盖,其次装配式整体楼盖,最后才是装配式楼盖. 抗震规范规定:框架-抗震墙和板柱抗震墙结构中,抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽 比不宜超过表 5-2 规定的数值;超过时,应考虑楼盖平面内的变形影响。 5.2.2 结构布置 1.结构布置的基本原则是: ①结构平面布置: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,避免地震时引起结构扭转及局部应力集中。 在框架和抗震墙结构中,框架和抗震墙均应双向设置,柱中线与抗震墙中线、梁中线与柱中 线之间的偏心不宜大于柱宽的 1/4。 高层建筑(8 层及 8 层以上)的平面中的尺寸应满足规范的要求。见 P130 表 5-3
1型 b) 图518高层建筑平面 L、1的限值 设到度L/B/B ②结构的竖向布置,应使其质量沿高度方向均匀分布,避免结构刚度突变,并应尽可能降低 律筑物的重,以利结物的整体稳定性。 适用的房星量大离宽比 泰54 数格类型6健度度线酒 限菜,板柱装成地 4 3中 额美断境 543 筒非,故成墙 654 ③合理地设置防震缝:平面形状复杂时,宜防震缝划分为较规则、简单的单元。但对高层结 构,宜尽量可能不设置缝。伸缩缝和沉降缝的宽度应符合防震缝的要求。 当需要设防震缝时,其最小宽度应符合以下要求: 框架结构:当高度不超过15m是可采用70mm:超过15m时,6度、7度、8度和9度相应 每增加高度5m、4m、3m、2m,宜加宽20mm。 框架-抗震墙:防震缝宽度可采用上述框架规定数值的70%,且不宜小于70mm。 抗震墙 可米用 8、9度框架房屋防震缝两的结构的高庄刚度成是商相差垃太时可在缝两侧房屋的尽 的抗 523材 于防 有关抗撞墙的% 见P131。 构件不应低于C20。并且, 2.普通钢筋的强度等级,纵向受力钢筋宜采用HRB335和HRB4O0:箍筋宜采用HPB235 HRB335和HRB4O0。普通钢筋优先采用延性、韧性和可焊性较好的钢筋。对 等级的框架,其普通纵向受力钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于 125:屈服强度实测值与强度的标准值得比值不应大于1.3
②结构的竖向布置,应使其质量沿高度方向均匀分布,避免结构刚度突变,并应尽可能降低 建筑物的重心,以利结构的整体稳定性。 ③合理地设置防震缝:平面形状复杂时,宜防震缝划分为较规则、简单的单元。但对高层结 构,宜尽量可能不设置缝。伸缩缝和沉降缝的宽度应符合防震缝的要求。 当需要设防震缝时,其最小宽度应符合以下要求: 框架结构:当高度不超过 15m 是可采用 70mm;超过 15m 时,6 度、7 度、8 度和 9 度相应 每增加高度 5m、4m、3m、2m,宜加宽 20mm。 框架-抗震墙:防震缝宽度可采用上述框架规定数值的 70%,且不宜小于 70mm。 抗震墙:防震缝宽度可采用上述框架规定数值的 50%且不宜小于 70mm。 防震缝两侧的结构体系不同时,防震缝的宽度应按需要较宽的规定采用,并可按较低房屋高 度计算缝宽。 8、9 度框架房屋防震缝两侧的结构的高度、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。有关抗撞墙的要求详见 P131。 5.2.3 材料 1.混凝土的强度等级,抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核心区、框支梁、框支柱不 应低 C30;构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件不应低于 C20。并且,混凝土结构的强度等 级,在 9 度时不宜超过 C60,在 8 度时不宜超过 C70。 2.普通钢筋的强度等级,纵向受力钢筋宜采用 HRB335 和 HRB400;箍筋宜采用 HPB235、 HRB335 和 HRB400。普通钢筋优先采用延性、韧性和可焊性较好的钢筋。对一、二级抗震 等级的框架,其普通纵向受力钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于 1.25;屈服强度实测值与强度的标准值得比值不应大于 1.3。 3.在施工中,当需要以强度等级较高的钢筋代替原设计中纵向受力钢筋时,应按钢筋受 拉承载力相等的原则换算,并应满足正常使用极限状态和抗震构造要求