建筑抗震概念设计.ppt

第第3章章 建筑抗震概念设计建筑抗震概念设计抗震概念设计：抗震概念设计：抗震概念设计：抗震概念设计：n n“ “概念设计概念设计” ”是根据实际的经验或试验研究所得到的非常是根据实际的经验或试验研究所得到的非常重要的定性设计原则或工程判断进行设计重要的定性设计原则或工程判断进行设计n n是关于设计思想，设计原则，结构体系等方面内容是关于设计思想，设计原则，结构体系等方面内容n n包括包括: : 场地选择，建筑平立面造型，结构体系的选择，非场地选择，建筑平立面造型，结构体系的选择，非结构构件的处理，材料的选用等结构构件的处理，材料的选用等n n由于对地震作用及结构性能的了解还远远不够，在某种意由于对地震作用及结构性能的了解还远远不够，在某种意义上，概念设计比计算设计更重要义上，概念设计比计算设计更重要4.1 4.1 4.1 4.1 场地选择场地选择场地选择场地选择 不同的场地上的建筑震害不同在建筑选址时，要尽不同的场地上的建筑震害不同在建筑选址时，要尽不同的场地上的建筑震害不同在建筑选址时，要尽不同的场地上的建筑震害不同在建筑选址时，要尽量选择对建筑抗震有利的地段，避开不利和危险地段。

量选择对建筑抗震有利的地段，避开不利和危险地段量选择对建筑抗震有利的地段，避开不利和危险地段量选择对建筑抗震有利的地段，避开不利和危险地段有利地段有利地段有利地段有利地段：坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土不利地段不利地段不利地段不利地段：软弱土、液化土、高耸孤立的山丘、陡坡、边：软弱土、液化土、高耸孤立的山丘、陡坡、边：软弱土、液化土、高耸孤立的山丘、陡坡、边：软弱土、液化土、高耸孤立的山丘、陡坡、边 坡、不均匀的土层等坡、不均匀的土层等坡、不均匀的土层等坡、不均匀的土层等危险地段危险地段危险地段危险地段：地震时可能滑坡、崩溃、地陷、泥石流等发：地震时可能滑坡、崩溃、地陷、泥石流等发：地震时可能滑坡、崩溃、地陷、泥石流等发：地震时可能滑坡、崩溃、地陷、泥石流等发 震断裂带附近、局部孤突的地形震断裂带附近、局部孤突的地形震断裂带附近、局部孤突的地形。

震断裂带附近、局部孤突的地形关于地基基础设计，抗震规范有如下规定：关于地基基础设计，抗震规范有如下规定：关于地基基础设计，抗震规范有如下规定：关于地基基础设计，抗震规范有如下规定：1 1、避开危险地带（如断裂带等）、避开危险地带（如断裂带等）、避开危险地带（如断裂带等）、避开危险地带（如断裂带等）2 2、同一结构单元的基础不宜设置、同一结构单元的基础不宜设置、同一结构单元的基础不宜设置、同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上在性质截然不同的地基上在性质截然不同的地基上在性质截然不同的地基上3 3、同一结构单元的基础不宜部分、同一结构单元的基础不宜部分、同一结构单元的基础不宜部分、同一结构单元的基础不宜部分采用天然地基，部分采用桩基采用天然地基，部分采用桩基采用天然地基，部分采用桩基采用天然地基，部分采用桩基4 4、软弱地基上的基础应加强其整体性和刚性软弱地基上的基础应加强其整体性和刚性软弱地基上的基础应加强其整体性和刚性软弱地基上的基础应加强其整体性和刚性 选择建筑场地时，宜选择对建筑抗震有利选择建筑场地时，宜选择对建筑抗震有利的地段，避开对建筑抗震设计不利的地段。

不应在的地段，避开对建筑抗震设计不利的地段不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑危险地段建造甲、乙、丙类建筑 图2-1 房屋震害指数与局部地形的关系曲线图2-2 地理位置的放大作用n n地基失效引起结构整体倾斜地基失效引起结构整体倾斜4.2 4.2 建筑的平立面布置建筑的平立面布置1.建筑平面布置建筑平面布置 建建筑筑物物的的平平、、立立面面布布置置宜宜规规则则、、对对称称，，质质量量和和刚刚度度变变化均匀，避免楼层错层化均匀，避免楼层错层高层高层建筑建筑平面平面尺寸尺寸限值限值2.建筑立面布置建筑立面布置 建筑的质量、刚度的变化要均匀（竖向）防止建筑的质量、刚度的变化要均匀（竖向）防止出现：竖向收进过大出现：竖向收进过大 符合符合 B1／／B＞＞0．．75要求的建筑物，可以认为要求的建筑物，可以认为是竖向较规则的建筑物是竖向较规则的建筑物 3. 3. 房屋的高度房屋的高度 一般而言，房屋愈高，所受到的地震力和倾覆力一般而言，房屋愈高，所受到的地震力和倾覆力矩愈大，破坏的可能性也愈大矩愈大，破坏的可能性也愈大 《抗震规范》和《高层规程》，《抗震规范》和《高层规程》， 对各种结构体系对各种结构体系适用范围内建筑物的最大高度均作出了规定，超出该适用范围内建筑物的最大高度均作出了规定，超出该规定的，要进行专门研究。

规定的，要进行专门研究 4. 4. 房屋的高宽比房屋的高宽比 对房屋高宽比的要求是按对房屋高宽比的要求是按结构体系和地震烈度区分的结构体系和地震烈度区分的. . 5 5、必要时设置防震缝、必要时设置防震缝、必要时设置防震缝、必要时设置防震缝 当建筑的类型、体系、体型较复杂时，宜设置防当建筑的类型、体系、体型较复杂时，宜设置防当建筑的类型、体系、体型较复杂时，宜设置防当建筑的类型、体系、体型较复杂时，宜设置防震缝要保证缝有足够的宽度，用缝分割的单元为独震缝要保证缝有足够的宽度，用缝分割的单元为独震缝要保证缝有足够的宽度，用缝分割的单元为独震缝要保证缝有足够的宽度，用缝分割的单元为独立的简单结构单元立的简单结构单元立的简单结构单元立的简单结构单元 作业：作业：1、在什么情况下应设置防震缝？、在什么情况下应设置防震缝？ 2、防震缝的宽度要求是什么？、防震缝的宽度要求是什么？4.3 4.3 4.3 4.3 结构选型与结构布置结构选型与结构布置结构选型与结构布置结构选型与结构布置 一、结构选型一、结构选型一、结构选型一、结构选型1 1 1 1、结构材料的选择、结构材料的选择、结构材料的选择、结构材料的选择 单从抗震角度考虑，作为一种好的结构形式，应具备单从抗震角度考虑，作为一种好的结构形式，应具备单从抗震角度考虑，作为一种好的结构形式，应具备单从抗震角度考虑，作为一种好的结构形式，应具备下列性能：下列性能：下列性能：下列性能：①①①①延性系数高；延性系数高；延性系数高；延性系数高；②②②②“ “强度／重力强度／重力强度／重力强度／重力” ”比值大；比值大；比值大；比值大；③③③③匀质性好；匀质性好；匀质性好；匀质性好；④④④④正交各向同性；正交各向同性；正交各向同性；正交各向同性；⑤⑤⑤⑤构构构构件件件件的的的的连连连连接接接接具具具具有有有有整整整整体体体体性性性性、、、、连连连连续续续续性性性性和和和和较较较较好好好好的的的的延延延延性性性性，，，，并并并并能能能能发挥材料的全部强度。

发挥材料的全部强度发挥材料的全部强度发挥材料的全部强度 结构形式依其抗震性能优劣而排列的顺序是：结构形式依其抗震性能优劣而排列的顺序是：①①钢结构；钢结构；②②型钢混凝土结构；型钢混凝土结构；③③混凝土混凝土-钢混合结构；钢混合结构；④④现浇钢筋混凝土结构；现浇钢筋混凝土结构；⑤⑤预应力混凝土结构；预应力混凝土结构；⑥⑥装配式钢筋混凝土结构；装配式钢筋混凝土结构；⑦⑦配筋砌体结构；配筋砌体结构；⑧⑧砌体结构等砌体结构等 依据对抗震结构体系的一般要求，如何提高依据对抗震结构体系的一般要求，如何提高砌砌体结构的抗震能力？体结构的抗震能力？①①延性系数高；延性系数高；②②“强强度度／／重重力力”比比值值大；大；③③匀质性好；匀质性好；④④正交各向同性；正交各向同性；⑤⑤构构件件的的连连接接具具有有整整体体性性、、连连续续性性和和较较好好的的延延性性，，并并能能发发挥挥材材料料的的全全部强度加设构造柱和圈梁加设构造柱和圈梁是提高砌体结构房是提高砌体结构房屋抗震能力的有效屋抗震能力的有效途径 作业：圈梁的主要作业：圈梁的主要作用有哪些？作用有哪些？要要求求措措施施2 2、抗震结构体系的确定、抗震结构体系的确定《抗震规范》关于抗震结构体系，有下列各项要求：《抗震规范》关于抗震结构体系，有下列各项要求： ① ①应具有明确的应具有明确的计算简图计算简图和合理的地震作用和合理的地震作用传递途径传递途径；； ② ②宜有宜有多道抗震防线多道抗震防线，应避免因部分结构或构件破坏而，应避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力；导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力； ③ ③应具备应具备必要的强度必要的强度，，良好的变形能力和耗能能力良好的变形能力和耗能能力；； ④ ④宜具有宜具有合理的刚度和强度分布合理的刚度和强度分布，避免因局部削弱或突，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中；对变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中；对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。

可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力二、二、 结构布置的一般原则结构布置的一般原则 1 1、平面布置力求对称质量，刚度，强度）、平面布置力求对称质量，刚度，强度）刚度中心刚度中心质量中心质量中心典型案例典型案例图2-3 马那瓜市美洲银行大厦（a）平面； （b）剖面六、提高结构抗震性能的措施六、提高结构抗震性能的措施马那瓜中央银行大厦马那瓜美洲银行大厦 1）平面不规则）平面不规则4个楼梯间偏置塔楼西端，西端有填充墙个楼梯间偏置塔楼西端，西端有填充墙4层以上的楼板仅为层以上的楼板仅为5cm厚，搁置在高厚，搁置在高45cm长长14m小梁上 2）竖向不规则）竖向不规则塔楼上部（塔楼上部（4层楼面以上），北、东、西三面布置了密集的小柱子，共层楼面以上），北、东、西三面布置了密集的小柱子，共64根，支承在根，支承在4层楼板水平层楼板水平处的过渡大梁上，大梁又支承在其下面的处的过渡大梁上，大梁又支承在其下面的10根根1m×× 1.55m的柱子上（间距的柱子上（间距9.4m）上下两部分严重）上下两部分严重不均匀，不连续不均匀，不连续。

主要破坏：第主要破坏：第4层与第层与第5层之间层之间(竖向刚度和承载力突变竖向刚度和承载力突变),周围柱子严重开裂，柱钢筋压屈；周围柱子严重开裂，柱钢筋压屈； 横向裂缝贯穿横向裂缝贯穿3层以上的所有楼板层以上的所有楼板(有的宽达有的宽达1cm),直至电梯井东侧；直至电梯井东侧； 塔楼西立面、其他立面窗下和电梯井处的空心砖填充墙及其它非结构构件均塔楼西立面、其他立面窗下和电梯井处的空心砖填充墙及其它非结构构件均 严重破坏或倒塌严重破坏或倒塌 震后计算分析结果震后计算分析结果:1.结构存在十分严重扭转效应结构存在十分严重扭转效应;2.塔楼塔楼3层以上北面和南面大多数柱子抗剪能层以上北面和南面大多数柱子抗剪能力大大不足力大大不足,率先破坏；水平地震作用下率先破坏；水平地震作用下,柔而长的楼板产生可观的竖向运动等柔而长的楼板产生可观的竖向运动等 马那瓜马那瓜中央银行大厦中央银行大厦 结构是均匀对称的，基本的抗侧力体系包结构是均匀对称的，基本的抗侧力体系包括括4个个L形的桶体，对称地由连梁连接起来，形的桶体，对称地由连梁连接起来，这些连梁在地震时遭到剪切破坏，是整个结这些连梁在地震时遭到剪切破坏，是整个结构能观察到的主要破坏。

构能观察到的主要破坏分析表明：分析表明：1.对称的结构布置及相对刚强的对称的结构布置及相对刚强的联肢墙，有效地限制了侧向位移，并防止了联肢墙，有效地限制了侧向位移，并防止了明显的扭转效应；明显的扭转效应；2.避免了长跨度楼板和砌避免了长跨度楼板和砌体填充墙的非结构构件的损坏；当连梁剪切体填充墙的非结构构件的损坏；当连梁剪切破坏后，结构体系的位移虽有明显增加，但破坏后，结构体系的位移虽有明显增加，但由于抗震墙提供了较大的侧向刚度，位移量由于抗震墙提供了较大的侧向刚度，位移量得到控制得到控制美洲美洲银行银行 平面布置除了要求各向对称外，还希望能具有较平面布置除了要求各向对称外，还希望能具有较大的抗扭刚度大的抗扭刚度 注意：虚假的对称注意：虚假的对称伸缩缝伸缩缝2 2、竖向布置力求均匀、竖向布置力求均匀 结构竖向布置的关键在于，尽可能使其竖向刚度、结构竖向布置的关键在于，尽可能使其竖向刚度、强度变化均匀，避免出现薄弱层，并应尽可能降低房强度变化均匀，避免出现薄弱层，并应尽可能降低房屋的重心屋的重心 （（1）注意上刚下柔的结构的处理）注意上刚下柔的结构的处理框支剪力墙框支剪力墙底部框架底部框架 应保证下部结构的抗侧应保证下部结构的抗侧刚度不能小于上部抗侧刚度刚度不能小于上部抗侧刚度的一定比例。

的一定比例（（2）） 同一楼层的框架柱，应该具有大致相同的刚度、同一楼层的框架柱，应该具有大致相同的刚度、强度和延性强度和延性 有利有利不利不利（（3）、防止短柱的出现）、防止短柱的出现错误的作法错误的作法正确的作法正确的作法 抗震结构除了承担水平地震作用外，更重要的是承担抗震结构除了承担水平地震作用外，更重要的是承担抗震结构除了承担水平地震作用外，更重要的是承担抗震结构除了承担水平地震作用外，更重要的是承担竖向荷载作用一旦竖向承载能力不足，就会导致建筑竖向荷载作用一旦竖向承载能力不足，就会导致建筑竖向荷载作用一旦竖向承载能力不足，就会导致建筑竖向荷载作用一旦竖向承载能力不足，就会导致建筑的倒塌 多道抗震防线的意义多道抗震防线的意义多道抗震防线的意义多道抗震防线的意义 ①①①①一个抗震结构体系，应由若干个延性较好的分体系一个抗震结构体系，应由若干个延性较好的分体系一个抗震结构体系，应由若干个延性较好的分体系一个抗震结构体系，应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作。

组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作如如如如框框框框架架架架- - - -抗抗抗抗震震震震墙墙墙墙体体体体系系系系是是是是由由由由延延延延性性性性框框框框架架架架和和和和抗抗抗抗震震震震墙墙墙墙两两两两个个个个系系系系统统统统组组组组成成成成；；；；双肢或多肢抗震墙体系双肢或多肢抗震墙体系双肢或多肢抗震墙体系双肢或多肢抗震墙体系由若干个单肢墙分系统组成由若干个单肢墙分系统组成由若干个单肢墙分系统组成由若干个单肢墙分系统组成②②②②抗抗抗抗震震震震结结结结构构构构体体体体系系系系应应应应有有有有最最最最大大大大可可可可能能能能数数数数量量量量的的的的内内内内部部部部、、、、外外外外部部部部赘赘赘赘余余余余度度度度，，，，有有有有意意意意识识识识地地地地建建建建立立立立起起起起一一一一系系系系列列列列分分分分布布布布的的的的屈屈屈屈服服服服区区区区，，，，以以以以使使使使结结结结构构构构能能能能够够够够吸吸吸吸收收收收和和和和耗散大量的地震能量，一旦破坏也易于修复耗散大量的地震能量，一旦破坏也易于修复耗散大量的地震能量，一旦破坏也易于修复。

耗散大量的地震能量，一旦破坏也易于修复4.4 4.4 4.4 4.4 多道抗震防线多道抗震防线多道抗震防线多道抗震防线多道防线举例：框架抗震墙结构多道防线举例：框架抗震墙结构多道防线举例：框架抗震墙结构多道防线举例：框架抗震墙结构纯框架结构的刚度较小，可以增设部分抗震墙，纯框架结构的刚度较小，可以增设部分抗震墙，形成框架形成框架-抗震墙体系抗震墙的主要作用是提抗震墙体系抗震墙的主要作用是提高结构的抗侧刚度，增加结构的抗震能力高结构的抗侧刚度，增加结构的抗震能力多道防线举例：框架抗震墙结构多道防线举例：框架抗震墙结构多道防线举例：框架抗震墙结构多道防线举例：框架抗震墙结构=+第一道防线第一道防线第二道防线第二道防线竖向荷载：主要由框架承担竖向荷载：主要由框架承担水平地震荷载：主要由抗震墙承担，保护框架承担竖水平地震荷载：主要由抗震墙承担，保护框架承担竖 向荷载向荷载双肢剪力墙结构双肢剪力墙结构双肢剪力墙结构双肢剪力墙结构第一道防线第一道防线第二道防线，连梁屈服第二道防线，连梁屈服双肢剪力墙整体的刚度大，双肢剪力墙整体的刚度大，联梁起约束作用，在地震联梁起约束作用，在地震作用下变形小。

作用下变形小联梁屈服后，结构为两联梁屈服后，结构为两个并联的单肢墙，刚度个并联的单肢墙，刚度减小，继续抵抗地震减小，继续抵抗地震框架框架框架框架--------筒体结构筒体结构筒体结构筒体结构第一道防线：大筒第一道防线：大筒第二道防线：小筒第二道防线：小筒第三道防线：框架第三道防线：框架框架结构框架结构框架结构框架结构第一道防线：梁第一道防线：梁第二道防线：柱第二道防线：柱梁首先屈服，保护结构不倒塌梁首先屈服，保护结构不倒塌框架破坏机制框架破坏机制 梁铰机制梁铰机制 柱铰机制柱铰机制作业：哪种破坏机制有利于抗震？为什么？你认作业：哪种破坏机制有利于抗震？为什么？你认为怎样才能保证该破坏机制为怎样才能保证该破坏机制框架框架框架框架--------支撑结构支撑结构支撑结构支撑结构 框架框架框架框架--------消能支撑结构消能支撑结构消能支撑结构消能支撑结构第一道防线：支撑第一道防线：支撑第二道防线：框架第二道防线：框架作业：抗震结构体系第一作业：抗震结构体系第一道防线构件选择的原则是道防线构件选择的原则是什么？什么？ 4.5 4.5 4.5 4.5 刚度、承载力和延性的匹配刚度、承载力和延性的匹配刚度、承载力和延性的匹配刚度、承载力和延性的匹配结构刚度的分布结构刚度的分布结构刚度的分布结构刚度的分布：关系到结构的内力分配，某些部位：关系到结构的内力分配，某些部位：关系到结构的内力分配，某些部位：关系到结构的内力分配，某些部位刚度过大会导致该处的内力（或应力）集中。

刚度过大会导致该处的内力（或应力）集中刚度过大会导致该处的内力（或应力）集中刚度过大会导致该处的内力（或应力）集中承载力分布：承载力分布：承载力分布：承载力分布：在大地震下结构不存在强度的储备设在大地震下结构不存在强度的储备设在大地震下结构不存在强度的储备设在大地震下结构不存在强度的储备设计者要作的是保证结构的计者要作的是保证结构的计者要作的是保证结构的计者要作的是保证结构的强度分布均匀强度分布均匀强度分布均匀强度分布均匀即结构实际即结构实际即结构实际即结构实际强度的分布与地震作用的分布相一致否则就会出现强度的分布与地震作用的分布相一致否则就会出现强度的分布与地震作用的分布相一致否则就会出现强度的分布与地震作用的分布相一致否则就会出现薄弱层必要的强度、延性、耗能能力必要的强度、延性、耗能能力必要的强度、延性、耗能能力必要的强度、延性、耗能能力 延性的概念延性的概念1 1、、 结构的延性定义为：结构承载能力无明显降低的前结构的延性定义为：结构承载能力无明显降低的前提下，结构发生非弹性变形的能力提下，结构发生非弹性变形的能力 这里这里““无明显降低无明显降低””比较认同的指标是，不低于比较认同的指标是，不低于其极限承载力的其极限承载力的8585％。

％  在在结结构构抗抗震震设设计计中中，，““结结构构延延性性””这这个个术术语语实实际际上上有有以下以下5 5层含义：层含义： ①①结结构构总总体体延延性性：： 一一般般用用结结构构的的““顶顶点点侧侧移移比比””或或结结构的构的““平均层间侧移比平均层间侧移比””来表达；来表达； ② ②结构楼层延性：结构楼层延性： 以一个楼层的层间侧移比来表达；以一个楼层的层间侧移比来表达； ③③构构件件延延性性：： 指指整整个个结结构构中中某某一一构构件件（（一一根根框框架架或或一一片墙体）的延性；片墙体）的延性； ④④杆杆件件延延性性：： 指指一一个个构构件件中中某某一一杆杆件件（（框框架架中中的的梁梁或或柱，墙片中的连梁或墙肢）的延性柱，墙片中的连梁或墙肢）的延性 ⑤ ⑤杆件截面的延性杆件截面的延性 2 2、延性设计的原则、延性设计的原则 对结构中对结构中重要构件重要构件的延性要求，高于对结构总体的延性要求，高于对结构总体的延性要求；的延性要求； 对构件中对构件中关键杆件或部位关键杆件或部位的延性要求，又高于对的延性要求，又高于对整个构件的延性要求。

整个构件的延性要求 比比较较经经济济有有效效的的办办法法是是，，有有选选择择地地重重点点提提高高结结构构中中的的重重要要构构件件以以及及某某些些构构件件中中关关键键杆杆件件或或关关键键部部位的延性其原则是：位的延性其原则是： （（1 1）在结构的竖向，应该）在结构的竖向，应该重点提高楼房中可能出现塑重点提高楼房中可能出现塑性变形集中的相对柔弱楼层性变形集中的相对柔弱楼层的构件延性一般是底层）的构件延性一般是底层） （（2 2））在在平平面面位位置置上上，，应应该该着着重重提提高高房房屋屋周周边边转转角角处处、、平平面面突突变变处处以以及及复复杂杂平平面面各各翼翼相相接接处处的的构构件件延延性性对对于于偏偏心心结结构构，，应应加加大大房房屋屋周周边边特特别别是是刚刚度度较较弱弱一一端端构构件的延性件的延性3 3））对对于于具具有有多多道道抗抗震震防防线线的的抗抗侧侧力力体体系系，，应应着着重重提提高高第第一一道道防防线线中中构构件件的延性 （（4 4）在同一构件中，应着重提高关键杆件的延性在同一构件中，应着重提高关键杆件的延性例如，对于例如，对于框架和框架筒体框架和框架筒体，应优先提高，应优先提高柱柱的延性；的延性；对于对于联肢墙联肢墙，应特别注意加大各层，应特别注意加大各层窗裙梁窗裙梁的延性；的延性； （（5 5）在同一杆件中，重点提）在同一杆件中，重点提高延性的部位应该是预期该高延性的部位应该是预期该构件地震时首先屈服的部位。

构件地震时首先屈服的部位例如例如梁的两端梁的两端、、柱的上下端柱的上下端、、抗震墙墙肢的根部抗震墙墙肢的根部等3、、 改善构件及结构延性的途径改善构件及结构延性的途径（（1 1）控制构件的破坏形态）控制构件的破坏形态 弯曲破坏弯曲破坏的延性远远大于的延性远远大于剪切破坏剪切破坏的延性 称为：称为：““强剪弱弯强剪弱弯””设计原则设计原则（（2）控制框架结构的破坏机制）控制框架结构的破坏机制 使梁的弯曲破坏先于柱的弯曲破坏使梁的弯曲破坏先于柱的弯曲破坏 称为：称为：““强柱弱梁强柱弱梁””设计原则设计原则（（3）结构构件破坏与节点破坏的关系）结构构件破坏与节点破坏的关系 使构件的破坏先于节点的破坏使构件的破坏先于节点的破坏 称为：称为：““强节点弱构件强节点弱构件””设计原则设计原则（（6））高强混凝土的应用范围高强混凝土的应用范围 规范规定：规范规定：9度时不宜超过度时不宜超过C60，，8度时不宜超过度时不宜超过C707 7）钢纤维混凝土的应用）钢纤维混凝土的应用 良好的抗冲击韧性和抗地震延性。

良好的抗冲击韧性和抗地震延性 （（8 8）型钢混凝土的应用）型钢混凝土的应用（（5 5）减小杆件轴压比）减小杆件轴压比（（N/bchcfc）） 轴压比是影响钢筋混凝土柱延性的一个关键性因素轴压比是影响钢筋混凝土柱延性的一个关键性因素 （（4）避免构件的锚固破坏）避免构件的锚固破坏 称为：称为：“强锚固强锚固”设计原则设计原则变形能力和耗能能力变形能力和耗能能力变形能力和耗能能力变形能力和耗能能力n n只有强度无较好的耐受变形的能力，在地震作用下很容只有强度无较好的耐受变形的能力，在地震作用下很容只有强度无较好的耐受变形的能力，在地震作用下很容只有强度无较好的耐受变形的能力，在地震作用下很容易发生脆性破坏易发生脆性破坏易发生脆性破坏易发生脆性破坏n n只有变形能力，而抗侧强度和刚度不足，在较小的地震只有变形能力，而抗侧强度和刚度不足，在较小的地震只有变形能力，而抗侧强度和刚度不足，在较小的地震只有变形能力，而抗侧强度和刚度不足，在较小的地震下就会产生较大的变形下就会产生较大的变形下就会产生较大的变形下就会产生较大的变形n n耗能能力：耗能能力：耗能能力：耗能能力：抗侧强度抗侧强度抗侧强度抗侧强度   变形能力变形能力变形能力变形能力n n抗震的有效措施：抗震的有效措施：抗震的有效措施：抗震的有效措施：提高抗水平作用强度提高抗水平作用强度提高抗水平作用强度提高抗水平作用强度 + 提高变形能力提高变形能力提高变形能力提高变形能力例如：砖砌体结构加构造柱和圈梁例如：砖砌体结构加构造柱和圈梁例如：砖砌体结构加构造柱和圈梁例如：砖砌体结构加构造柱和圈梁 框架结构加剪力墙或支撑框架结构加剪力墙或支撑框架结构加剪力墙或支撑框架结构加剪力墙或支撑4.64.64.64.6 确保结构的整体性确保结构的整体性确保结构的整体性确保结构的整体性n n结构具有连续性，避免散架。

结构具有连续性，避免散架结构具有连续性，避免散架结构具有连续性，避免散架n n加强结构构件的延性，避免脆性破坏加强结构构件的延性，避免脆性破坏加强结构构件的延性，避免脆性破坏加强结构构件的延性，避免脆性破坏n n保证结构的节点的强度和延性，使节点的强度、连接、保证结构的节点的强度和延性，使节点的强度、连接、保证结构的节点的强度和延性，使节点的强度、连接、保证结构的节点的强度和延性，使节点的强度、连接、及锚固等强于构件及锚固等强于构件及锚固等强于构件及锚固等强于构件4.7 4.7 4.7 4.7 非结构部件处理非结构部件处理非结构部件处理非结构部件处理 1 1、如隔墙、雨棚、挑檐、广告牌等应加强锚固和连接，、如隔墙、雨棚、挑檐、广告牌等应加强锚固和连接，、如隔墙、雨棚、挑檐、广告牌等应加强锚固和连接，、如隔墙、雨棚、挑檐、广告牌等应加强锚固和连接，防止倒塌防止倒塌防止倒塌防止倒塌 2 2、围护墙、填充墙的连接围护墙、填充墙的连接围护墙、填充墙的连接围护墙、填充墙的连接n n刚度的重新分布问题：填充墙的刚度大，布置时应注意刚刚度的重新分布问题：填充墙的刚度大，布置时应注意刚刚度的重新分布问题：填充墙的刚度大，布置时应注意刚刚度的重新分布问题：填充墙的刚度大，布置时应注意刚 度的均匀。

度的均匀度的均匀度的均匀n n短柱的出现问题：短柱的出现问题：短柱的出现问题：短柱的出现问题： 框架填充墙框架填充墙框架填充墙框架填充墙材料采用和施工质量问题材料采用和施工质量问题材料采用和施工质量问题材料采用和施工质量问题n n砖的强度等级不低于砖的强度等级不低于砖的强度等级不低于砖的强度等级不低于MU10MU10，砂浆的强度等级不低于，砂浆的强度等级不低于，砂浆的强度等级不低于，砂浆的强度等级不低于M5M5n n砼的强度等级：一级框架不低于砼的强度等级：一级框架不低于砼的强度等级：一级框架不低于砼的强度等级：一级框架不低于C30C30，其他不低于，其他不低于，其他不低于，其他不低于C20C20n n纵向钢筋宜为纵向钢筋宜为纵向钢筋宜为纵向钢筋宜为HRB400 HRB400 、、、、HRB335HRB335级，箍筋宜为级，箍筋宜为级，箍筋宜为级，箍筋宜为HRB335HRB335、、、、HRB400HRB400、、、、HPB235HPB235级钢筋 一、震害及其分析一、震害及其分析 4.8 钢筋混凝土建筑的主要震害钢筋混凝土建筑的主要震害1 1、、共振效应引起的震害共振效应引起的震害 2 2、、结构平面或竖向布置不当引起的震害结构平面或竖向布置不当引起的震害1 1、框架柱、梁和节点的震害、框架柱、梁和节点的震害、框架柱、梁和节点的震害、框架柱、梁和节点的震害 框架柱、梁和节点的破坏形态：框架柱、梁和节点的破坏形态：（（1 1）框架柱）框架柱柱端弯剪破坏柱端弯剪破坏 柱身剪切破坏柱身剪切破坏角柱破坏角柱破坏 短柱破坏短柱破坏柱牛腿破坏柱牛腿破坏（（2 2）框架梁）框架梁 剪切破坏剪切破坏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 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/b<4)H/b<4)时形成短柱。

时形成短柱短柱刚度大，易产生剪切破坏短柱刚度大，易产生剪切破坏 角柱由于双向受弯、受剪角柱由于双向受弯、受剪, ,加上扭转作用，加上扭转作用，震害比内柱重震害比内柱重3、框架柱、梁和节点的震害、框架柱、梁和节点的震害图图5-2 梁柱节点震害梁柱节点震害节点破坏主要是由节点的受剪承载力不足、约束箍筋太少、节点破坏主要是由节点的受剪承载力不足、约束箍筋太少、梁筋锚固长度不够以及施工质量差等因素引起的梁筋锚固长度不够以及施工质量差等因素引起的4、框架填充墙的震害、框架填充墙的震害2、、砌体填充墙破坏砌体填充墙破坏 砌体填充墙刚度大而承载力低，首先承受地震作用而砌体填充墙刚度大而承载力低，首先承受地震作用而遭受破坏，在高烈度地震作用下，填充墙的裂缝明显遭受破坏，在高烈度地震作用下，填充墙的裂缝明显加重，甚至倒塌，震害规律一般是上轻下重加重，甚至倒塌，震害规律一般是上轻下重 填充墙破坏的主要原因是墙体受剪承载力低、变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，因此在往复形能力小、墙体与框架缺乏有效的拉结，因此在往复变形时墙体容易发生剪切破坏和散落。

变形时墙体容易发生剪切破坏和散落4、框架填充墙的震害、框架填充墙的震害4、框架填充墙的震害、框架填充墙的震害5、抗震墙的震害、抗震墙的震害3 3、抗震墙的震害、抗震墙的震害在强震作用下，抗震墙的震害主要表现为墙肢之间在强震作用下，抗震墙的震害主要表现为墙肢之间连梁的剪切破坏连梁的剪切破坏 这主要是由于连梁跨度较小、高这主要是由于连梁跨度较小、高度大形成深梁，在反复荷载作用下形成度大形成深梁，在反复荷载作用下形成X X形剪切裂缝，形剪切裂缝，这种破坏为剪切型脆性破坏，尤其是在房屋这种破坏为剪切型脆性破坏，尤其是在房屋1/31/3高度高度处的连梁破坏更为明显处的连梁破坏更为明显 5、抗震墙的震害、抗震墙的震害。