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1、第五章第五章 多层和高层钢筋混凝土结构房屋多层和高层钢筋混凝土结构房屋5.1 概述概述多层和高层钢筋混凝土结构体系包括：多层和高层钢筋混凝土结构体系包括： 框架结构、框架框架结构、框架- -抗震墙结构、抗震墙结构、筒体结构抗震墙结构、抗震墙结构、筒体结构和框架和框架- -筒体结构等。筒体结构等。本章仅介绍前两种。本章仅介绍前两种。钢筋混凝土框架房屋：钢筋混凝土纵梁、横梁和柱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。构件组成承重体系的房屋。 钢钢筋筋混混凝凝土土框框架架房房屋屋层层数数一一般般在在十十层层以以下下, ,具具有有建建筑筑平平面面布布置置灵灵活活，可可
2、以以任任意意分分割割房房间间的的特特点点，但但当当房房屋屋超超过过一一定高度后，在地震作用或风荷载作用下，其侧移位移较大。定高度后，在地震作用或风荷载作用下，其侧移位移较大。抗震墙抗震墙框架房屋框架房屋框架框架- -抗震墙抗震墙 框框架架- -抗抗震震墙墙结结构构：在在框框架架房房屋屋中中增增加加抗抗震震墙墙构构成成。抗抗震墙主要承受水平荷载，框架主要承受竖向荷载。震墙主要承受水平荷载，框架主要承受竖向荷载。一、结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层一、结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层5.2 震害震害及其分析及其分析1 12 23 34 45 56 67 78 89 9101011111212131
3、3(mm)(mm)层层1 13 35 56 67 79 91111131340408080120120 在在强强烈烈地地震震作作用用下下，结结构构的的薄薄弱弱楼楼层层率率先先屈屈服服、发发展展弹弹塑塑性性变变形形，并并形形成成弹弹塑塑性性变变形形集集中中的的现现象象，不不能发挥整体的抗震能力能发挥整体的抗震能力。 19761976年年唐唐山山大大地地震震中中，位位于于天天津津塘塘沽沽区区的的天天津津碱碱厂厂十十三三层层蒸蒸吸吸塔塔框框架架，该该结结构构楼楼层层屈屈服服强强度度分分布布不不均均匀匀，造造成成6 6层层和和1111层层的的弹弹塑塑性性变变形集中，导致形集中，导致6 6层以上全部倒塌
4、。层以上全部倒塌。 右图为该结构输入天津地震动右图为该结构输入天津地震动的弹塑性分析结果。的弹塑性分析结果。二、框架梁、柱的震害二、框架梁、柱的震害 梁梁柱柱变变形形能能力力不不足足，构构件件过过早早发发生生破破坏坏。一一般般是是梁梁轻轻柱柱重重，柱柱顶顶重重于于柱柱底底，尤其是角柱和边柱更易发生破坏。尤其是角柱和边柱更易发生破坏。1 1、柱顶、柱顶 柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或交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。筋拉断，纵筋压曲成灯笼状。 主要原因：节点处弯矩、剪力、主要原因：节点处弯矩、剪力、轴力都较
5、大，受力复杂，箍筋配置不轴力都较大，受力复杂，箍筋配置不足，锚固不好等。足，锚固不好等。 破坏不易修复。破坏不易修复。2 2、柱底、柱底 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。3 3、短柱、短柱 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/b4)H/b4)时形成短柱。时形成短柱。短柱刚度大，能吸收较大的地震剪力，易产生剪切破坏。短柱刚度大，能吸收较大的地震剪力，易产生剪切破坏。4 4、角柱、角柱 由于双向受弯、受剪由于双向受弯、受剪, ,加加上扭转作用，震害比内柱重。上扭转作用，震害比内柱重。5 5、梁柱节点、梁柱节点 节
6、点核心区产生对角方向节点核心区产生对角方向的斜裂缝或交叉斜裂缝，混凝的斜裂缝或交叉斜裂缝，混凝土剪碎剥落。节点内箍筋很少土剪碎剥落。节点内箍筋很少或无箍筋时，柱纵向钢筋压曲或无箍筋时，柱纵向钢筋压曲外鼓。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。筋锚固长度不够以及施工质量差所引起。6 6、框架梁、框架梁 震害多发生于梁端。在地震作用下梁端纵向钢筋屈服，出现上下贯震害多发生于梁端。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裂缝。破坏的主要原因是梁端屈服后产生的剪力
7、较通的垂直裂缝和交叉裂缝。破坏的主要原因是梁端屈服后产生的剪力较大，超过了梁的受剪承载力，梁内箍筋配置较稀，以及反复荷载作用下大，超过了梁的受剪承载力，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。混凝土抗剪强度降低等。 节点破坏将导致梁柱失去相互之间的联系。节点破坏将导致梁柱失去相互之间的联系。三、填充墙的震害三、填充墙的震害 砌砌体体填填充充墙墙刚刚度度大大而而承承载载力力低低，首首先先承承受受地地震震作作用用而而遭遭破破坏坏。一一般般7 7度度即即出出现现裂裂缝缝，8 8度度和和8 8度度以以上上地地震震作作用用下下，裂裂缝缝明明显显增增加加，甚甚至至部部分分倒倒塌塌，一一般
8、般是是上上轻轻下下重重，空空心心砌砌体体墙墙重重于于实实心心砌砌体体墙墙，砌砌块块墙墙重重于于砖砖墙墙。框框架架-剪剪力力墙墙结结构构上上部部较较严严重重，框框架架结构下部震害严重。结构下部震害严重。 填填充充墙墙破破坏坏的的主主要要原原因因是是：墙墙体体受受剪剪承承载载力力低低，变变形形能能力力小小，墙墙体体与与框框架架缺缺乏乏有有效效的的拉拉结结，在往复变形时墙体易发生剪切破坏和散落。在往复变形时墙体易发生剪切破坏和散落。四、抗震墙的震害四、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
9、，高度大形成深梁，在反复荷载作用下形坏。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成X X型剪切裂缝，为剪切型脆性破坏。型剪切裂缝，为剪切型脆性破坏。五、防震缝的震害五、防震缝的震害 防震缝宽度过小，地震时结构相互碰撞造成震害。防震缝宽度过小，地震时结构相互碰撞造成震害。 总结以上震害调查结果，除注意场地和地基因素外，从总结以上震害调查结果，除注意场地和地基因素外，从结构上主要应注意：结构上主要应注意： 1 1）结构的刚度在平面上和沿竖向的分布要规则、均匀；）结构的刚度在平面上和沿竖向的分布要规则、均匀； 2 2）结构构件要有足够的承载力和延性；）结构构件要有足够的承载力和延性
10、； 3 3）重视构造，加强对混凝土的约束，防止剪切、锚固）重视构造，加强对混凝土的约束，防止剪切、锚固 等脆性破坏；等脆性破坏； 4 4）保证施工质量。）保证施工质量。五、钢筋混凝土结构的概念设计五、钢筋混凝土结构的概念设计1.1.设置多道抗震防线；设置多道抗震防线；2.2.合理控制结构的弹塑区部位；合理控制结构的弹塑区部位；1 1）结构有较好的塑性内力重分布能力；）结构有较好的塑性内力重分布能力；2 2）结构有较宽的约束屈服范围及极限变形；）结构有较宽的约束屈服范围及极限变形；3 3）局部破坏不致导致整个结构失效及具有易于修复）局部破坏不致导致整个结构失效及具有易于修复 的可能性。的可能性。3.3.加强结构的整体性和构件间的连接；加强结构的整体性和构件间的连接；4.4.抗侧力构件的刚度、强度、延性应有适当的对应关系；抗侧力构件的刚度、强度、延性应有适当的对应关系；5.5.上部结构应与地基条件适应。上部结构应与地基条件适应。
