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1、主讲 四川建筑职业技术学院工学博士,框架结构震害分析,陈文元,2015.11,钢筋混凝土结构:柔性结构，具有较好的抗震性能，地震时所遭受的破坏比砌体结构（刚性结构）的震害轻得多。 但如果设计不合理、施工质量不良，多层和高层钢筋混凝土结构建筑也会产生严重的震害。,框架结构震害分析,马那瓜美洲银行大厦,1972年南美洲马那瓜地震 中央银行大厦,1结构布置不合理产生的震害,震前,震后,框架结构震害分析,马那瓜中央银行 结构平面布置,框架,抗震墙,填充墙,框架结构震害分析,平面不规则、竖向不规则 严重扭转,马那瓜美洲银行结构平面布置,结构对称均匀 抗侧包括4个L行筒体,框架结构震害分析,在强烈地震作用
2、下，结构的薄弱楼层率先屈服、发展弹塑性变形，并形成弹塑性变形集中的现象，不能发挥整体的抗震能力。,1976年唐山大地震中，位于天津塘沽区的天津碱厂十三层蒸吸塔框架，该结构楼层屈服强度分布不均匀，造成6层和11层的弹塑性变形集中，导致6层以上全部倒塌。,天津碱厂输入天津波的 弹塑性分析结果,（2）竖向不规则产生的震害(薄弱层),框架结构震害分析,框架结构震害分析,地震时倾倒的原因是底层柱子数量少，间距大。,3框架整体的震害,框架的整体破坏形式按破坏性质可分为延性破坏和脆性破坏，按破坏机制可分为梁铰机制(强柱弱梁型)和柱铰机制(强梁弱柱型)。,框架结构震害分析,一、框架梁、柱的震害,梁柱变形能力不
3、足，构件过早发生破坏。一般是梁轻柱重，柱顶重于柱底，尤其是角柱和边柱更易发生破坏。,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。,框架结构震害分析,柱底,与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。,框架结构震害分析,短柱,当柱净高小于4倍柱截面高度（H/b4)或剪跨比不大于2时,形成短柱。,短柱刚度大，易产生剪切破坏。,短柱,框架结构震害分析,角柱,由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害比内柱重。,角柱,框架结构震害分析,梁柱节点,节点核心区产
4、生对角方向的斜裂缝或交叉斜裂缝，混凝土剪碎剥落。节点内箍筋很少或无箍筋时，柱纵向钢筋压曲外鼓。,节点破坏的主要原因是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所引起。,节点破坏将导致梁柱失去相互之间的联系。,梁柱节点破坏,框架结构震害分析,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
5、。,框架结构震害分析,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，,填充墙 破坏,框架结构震害分析,抗震墙的震害,在强震作用下，抗震墙在反复荷载作用下形成X型剪切裂缝。,抗震墙破坏(交叉裂缝),框架结构震害分析,抗震墙中的连梁震害,在强震作用下还表现在连梁上，其跨度小，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。,抗震墙破坏(交叉裂缝),框架结构震害分析,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
6、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。,框架结构震害分析,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。,框架结构震害分析,地震前北川,地震后北川,Rebuild Beichuan,新建北川,reasonable,Construction quality guaranteed,supervise,third-party,谢 谢,2015.11,
