1、14-1 4-1 概述概述4-2 4-2 震害及其分析震害及其分析4-3 4-3 抗震設計一般規定抗震設計一般規定4-4 4-4 框架、抗震墻和框架框架、抗震墻和框架- -抗震墻結構水平地震作用抗震墻結構水平地震作用的計算的計算4-8 4-8 框架梁、柱與節點的抗震設計框架梁、柱與節點的抗震設計4-9 4-9 抗震墻截面設計抗震墻截面設計4-10 4-10 抗震構造措施抗震構造措施第第4 4章章 鋼筋混凝土框架、抗震墻與框架鋼筋混凝土框架、抗震墻與框架- -抗震墻房屋抗震墻房屋24-1 4-1 概述概述n 鋼筋混凝土框架結構鋼筋混凝土框架結構：鋼筋混：鋼筋混凝土梁、板、柱等構件組成承重凝土梁、

2、板、柱等構件組成承重體系的房屋。體系的房屋。特點特點：鋼筋混凝土框架房屋層數一：鋼筋混凝土框架房屋層數一般在十層以下，具有建筑平面布置般在十層以下，具有建筑平面布置靈活，可以任意分割房間的特點，靈活，可以任意分割房間的特點，但當房屋超過一定高度后，在地震但當房屋超過一定高度后，在地震作用或風荷載作用下，其側移位移作用或風荷載作用下，其側移位移較大。較大。框架房屋框架房屋 多層和高層鋼筋混凝土結構體系包括：框架結構、框架多層和高層鋼筋混凝土結構體系包括：框架結構、框架- -抗震抗震墻結構、抗震墻結構、筒體結構和框架墻結構、抗震墻結構、筒體結構和框架- -筒體結構等。筒體結構等。3v抗震墻結構：利

3、用鋼筋混凝土墻體作為豎向承重抗震墻結構：利用鋼筋混凝土墻體作為豎向承重和抵抗側向力的結構。墻體同時也作為維護及房和抵抗側向力的結構。墻體同時也作為維護及房間分隔構件。間分隔構件。4抗震墻抗震墻框架框架- -抗震墻抗震墻n 框架框架抗震墻結構抗震墻結構：在框架房屋中增加抗震墻構成。：在框架房屋中增加抗震墻構成。特點特點：抗震墻平面內的側向剛度比框架的側向剛度大得多，所以在：抗震墻平面內的側向剛度比框架的側向剛度大得多，所以在水平地震作用下產生的剪力主要由抗震墻來承受，小部分剪力由框水平地震作用下產生的剪力主要由抗震墻來承受，小部分剪力由框架承受，而框架主要承受重力荷載。架承受，而框架主要承受重力

4、荷載。5一、結構層間屈服強度有明顯的薄弱樓層一、結構層間屈服強度有明顯的薄弱樓層4-2 4-2 震害及其分析震害及其分析 在強烈地震作用下，結構的薄弱樓層率先屈服、發展彈塑性變形，在強烈地震作用下，結構的薄弱樓層率先屈服、發展彈塑性變形，并形成彈塑性變形集中的現象，不能發揮整體的抗震能力。并形成彈塑性變形集中的現象，不能發揮整體的抗震能力。某建筑物中間薄弱層破壞后情景某建筑物中間薄弱層破壞后情景6軟弱底層房屋倒塌形式之一軟弱底層房屋倒塌形式之一( (傾倒）傾倒）軟弱底層房屋倒塌形式之二軟弱底層房屋倒塌形式之二 （底層完全倒塌）（底層完全倒塌）具有薄弱底層的房屋，易在地震時倒塌。具有薄弱底層的房

5、屋，易在地震時倒塌。7二、框架梁、柱的震害二、框架梁、柱的震害 梁、柱變形能力不足，構件梁、柱變形能力不足，構件過早發生破壞。一般是梁輕柱重，過早發生破壞。一般是梁輕柱重，柱頂重于柱底，尤其是角柱和邊柱頂重于柱底，尤其是角柱和邊柱更易發生破壞。柱更易發生破壞。81.1.柱頂柱頂 柱頂周圍有水平裂縫、斜柱頂周圍有水平裂縫、斜裂縫或交叉裂縫。重者混凝土裂縫或交叉裂縫。重者混凝土壓碎崩落，柱內箍筋拉斷，縱壓碎崩落，柱內箍筋拉斷，縱筋壓曲成燈籠狀。筋壓曲成燈籠狀。主要原因主要原因：節點處彎矩、剪：節點處彎矩、剪力、軸力都較大，受力復雜，力、軸力都較大，受力復雜，箍筋配置不足，錨固不好等。箍筋配置不足，

6、錨固不好等。破壞不易修復。破壞不易修復。92.2.柱底柱底與柱頂相似，由于箍筋較柱頂密，震害相對與柱頂相似，由于箍筋較柱頂密，震害相對柱頂較輕。柱頂較輕。103.3.短柱短柱當柱高小于當柱高小于4倍柱截面倍柱截面高度（高度（H/b4）時形成）時形成短柱短柱。短柱剛度大，能吸收短柱剛度大，能吸收較大的地震剪力，易較大的地震剪力，易產生剪切破壞。產生剪切破壞。114.4.梁柱節點梁柱節點 節點核心區產生對節點核心區產生對角方向的斜裂縫或交叉角方向的斜裂縫或交叉斜裂縫，混凝土剪碎剝斜裂縫，混凝土剪碎剝落。節點內箍筋很少或落。節點內箍筋很少或無箍筋時，柱縱向鋼筋無箍筋時，柱縱向鋼筋壓曲外鼓。壓曲外鼓。

7、主要原因主要原因：節點的受剪承載力不足，約束箍筋太：節點的受剪承載力不足，約束箍筋太少，梁筋錨固長度不夠以及施工質量差所引起。少，梁筋錨固長度不夠以及施工質量差所引起。節點破壞將導致梁柱失去相互之間的聯系。節點破壞將導致梁柱失去相互之間的聯系。125.5.角柱角柱 由于雙向受彎、由于雙向受彎、受剪，加上扭轉作用，受剪，加上扭轉作用，震害比內柱重。震害比內柱重。6.6.框架梁框架梁 震害多發生于梁端。在地震作用下梁端縱向鋼筋震害多發生于梁端。在地震作用下梁端縱向鋼筋屈服，出現上下貫通的垂直裂縫和交叉裂縫。破壞的屈服，出現上下貫通的垂直裂縫和交叉裂縫。破壞的主要原因是梁端屈服后產生的剪力較大，超過

8、了梁的主要原因是梁端屈服后產生的剪力較大，超過了梁的受剪承載力，梁內箍筋配置較稀，以及反復荷載作用受剪承載力，梁內箍筋配置較稀，以及反復荷載作用下混凝土抗剪強度降低等。下混凝土抗剪強度降低等。13三、填充墻的震害三、填充墻的震害 砌體填充墻剛度大砌體填充墻剛度大而承載力低，首先承受而承載力低，首先承受地震作用而遭破壞。一地震作用而遭破壞。一般般7 7度即出現裂縫，度即出現裂縫，8 8度度和和8 8度以上地震作用下，度以上地震作用下，裂縫明顯增加，甚至部裂縫明顯增加，甚至部分倒塌，一般是上輕下分倒塌，一般是上輕下重，空心砌體墻重于實重，空心砌體墻重于實心砌體墻，砌塊墻重于心砌體墻，砌塊墻重于磚墻

9、。框架磚墻。框架- -剪力墻結構剪力墻結構上部較嚴重，框架結構上部較嚴重，框架結構下部震害嚴重。下部震害嚴重。14填充墻填充墻破壞的主要原因破壞的主要原因是：墻體受剪承載力低，是：墻體受剪承載力低，變形能力小，墻體與框架缺乏有效的拉結，在變形能力小，墻體與框架缺乏有效的拉結，在往復變形時墻體易發生剪切破壞和散落。往復變形時墻體易發生剪切破壞和散落。三、填充墻的震害三、填充墻的震害15四、抗震墻的震害四、抗震墻的震害 在強震作用下，在強震作用下，抗震墻的震害主要表抗震墻的震害主要表現在墻肢之間連梁的現在墻肢之間連梁的剪切破壞。主要是由剪切破壞。主要是由于連梁跨度小，高度于連梁跨度小，高度大形成深

10、梁，在反復大形成深梁，在反復荷載作用下形成荷載作用下形成X X型型剪切裂縫，為剪切型剪切裂縫，為剪切型脆性破壞。脆性破壞。1619761976年唐山大地震中，位于天津塘沽區的天津堿廠年唐山大地震中，位于天津塘沽區的天津堿廠十三層蒸吸塔框架，由于地質條件為淤泥質軟土層，十三層蒸吸塔框架，由于地質條件為淤泥質軟土層，導致導致7 7層以上全部倒塌。層以上全部倒塌。五、地基五、地基17六、防震縫的震害六、防震縫的震害 防震縫寬度過小，地防震縫寬度過小，地震時結構相互碰撞造震時結構相互碰撞造成震害。成震害。碰撞碰撞碰撞碰撞18 總結以上震害調查結果，除注意場地和地基因總結以上震害調查結果，除注意場地和地

11、基因素外，從結構上主要應注意：素外，從結構上主要應注意： 1 1）結構的剛度在平面上和沿豎向的分布要規則、）結構的剛度在平面上和沿豎向的分布要規則、均勻；均勻； 2 2）結構構件要有足夠的承載力和延性；）結構構件要有足夠的承載力和延性； 3 3）重視構造措施，加強對混凝土的約束，防止）重視構造措施，加強對混凝土的約束，防止剪切、錨固等脆性破壞；剪切、錨固等脆性破壞； 4 4）保證施工質量。）保證施工質量。194-3 抗震設計一般規定平面布置平面布置豎向布置豎向布置防震縫的設置防震縫的設置3 3 材料材料4 4 抗震等級抗震等級5 5 按抗剪要求的截面限制條件按抗剪要求的截面限制條件1 1 選型

12、選型2 2 結構布置結構布置主要內容：主要內容：20表表4-1 4-1 現澆鋼筋混凝土房屋結構適用的最大高度現澆鋼筋混凝土房屋結構適用的最大高度(m)(m)結構體系烈度67890.20g0.30g框架6050403524框架-抗震墻1301201008050抗震墻全部落地1401201008060部分框支1201008050不應采用筒體框架-核心筒1501301009070筒中筒18015012010080板柱-抗震墻80705540不應采用一、房屋適用的最大高度一、房屋適用的最大高度P11521二、結構的抗震等級二、結構的抗震等級n 地震作用下，鋼筋混凝土結構的地震反應有下列特點：地震作用下

13、，鋼筋混凝土結構的地震反應有下列特點：1 1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高。、地震作用越大，房屋的抗震要求越高。地震作用地震作用與烈度、場地等有關，從經濟角度考慮，對不同與烈度、場地等有關，從經濟角度考慮，對不同烈度、場地的結構的抗震要求可以有明顯的差別。烈度、場地的結構的抗震要求可以有明顯的差別。2 2、結構的抗震能力主要取決于主要抗側力構件的性、結構的抗震能力主要取決于主要抗側力構件的性能。主、次抗側力構件的抗震要求應有差別。能。主、次抗側力構件的抗震要求應有差別。3 3、房屋越高，地震反應越大，位移、延性要求越高。、房屋越高，地震反應越大，位移、延性要求越高。P11622n 抗震等級

14、的提出：為了體現在對抗震等級的提出：為了體現在對不同設防烈度不同設防烈度、不不同場地、不同高度的不同的結構體系有不同的抗震同場地、不同高度的不同的結構體系有不同的抗震設計要求設計要求。 表表4-2a4-2an 抗震等級是確定結構構件抗震計算和抗震措施的標抗震等級是確定結構構件抗震計算和抗震措施的標準準。根據設防烈度、房屋高度、場地類別、結構類。根據設防烈度、房屋高度、場地類別、結構類型確定，共分四個等級，一級最高。型確定，共分四個等級，一級最高。n 劃分房屋抗震等級的目的：對不同抗震等級的房屋劃分房屋抗震等級的目的：對不同抗震等級的房屋采取不同的抗震措施，包括地震作用的計算和抗力采取不同的抗震

15、措施，包括地震作用的計算和抗力計算以外的抗震設計內容，如內力調整、軸壓比確計算以外的抗震設計內容，如內力調整、軸壓比確定以及抗震構造措施等。定以及抗震構造措施等。2324P101.標準設防類：按本地區抗震設防烈度確定其標準設防類：按本地區抗震設防烈度確定其抗震措施和地震作用；抗震措施和地震作用；2.重點設防類：應按高于本地區抗震設防烈度重點設防類：應按高于本地區抗震設防烈度一度的要求加強抗震措施；但抗震設防烈度為一度的要求加強抗震措施；但抗震設防烈度為9度時應按比度時應按比9度更高的要求采取抗震措施；地基度更高的要求采取抗震措施；地基基礎的抗震措施，應符合有關規定。同時，應基礎的抗震措施，應符

16、合有關規定。同時，應按本地區抗震設防烈度確定其地震作用。按本地區抗震設防烈度確定其地震作用。25v3.特殊設防類：應按高于本地區抗震設防烈特殊設防類：應按高于本地區抗震設防烈度一度的要求采取抗震措施；但抗震設防烈度一度的要求采取抗震措施；但抗震設防烈度為度為9度時應按比度時應按比9度更高的要求采取抗震措度更高的要求采取抗震措施。同時，應按批準的地震安全性評價的結施。同時，應按批準的地震安全性評價的結果且高于本地區抗震設防烈度確定其地震作果且高于本地區抗震設防烈度確定其地震作用。用。v4.適度設防類：允許比本地區抗震設防烈度適度設防類：允許比本地區抗震設防烈度的要求適當降低其抗震措施，但抗震設防

17、烈的要求適當降低其抗震措施，但抗震設防烈度為度為6度時不應降低。度時不應降低。26p建筑場地為建筑場地為I I類時，對甲、乙類的建筑應允許仍按本類時，對甲、乙類的建筑應允許仍按本地區抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施；對丙類地區抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施；對丙類的建筑應允許按本地區抗震設防烈度降低一度的要求的建筑應允許按本地區抗震設防烈度降低一度的要求采取抗震構造措施，但抗震設防烈度為采取抗震構造措施，但抗震設防烈度為6 6度時仍應按度時仍應按本地區抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施。本地區抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施。p建筑場地為建筑場地為、類時，對設計基本地震加速度為類時，對

18、設計基本地震加速度為0.15g0.15g和和0.30g0.30g的地區，除的地區，除抗震規范抗震規范另有規定外，另有規定外，宜分別按抗震設防烈度為宜分別按抗震設防烈度為8 8度度(0.20g)(0.20g)和和9 9度（度（0.40g0.40g）時各類建筑的要求采取構造措施。時各類建筑的要求采取構造措施。2728其它要求其它要求v1.框架結構中設置少量抗震墻，在規定的水平力作框架結構中設置少量抗震墻，在規定的水平力作用下，底層框架部分所承擔的地震傾覆力矩大于結用下，底層框架部分所承擔的地震傾覆力矩大于結構地震總傾覆力矩的構地震總傾覆力矩的50%時，其框架的抗震等級仍時，其框架的抗震等級仍應按框

19、架結構確定。抗震墻的抗震等級可與其中框應按框架結構確定。抗震墻的抗震等級可與其中框架結構抗震等級相同。架結構抗震等級相同。v底層：計算嵌固端所在的樓層。底層：計算嵌固端所在的樓層。v規定的水平力：一般指采用振型組合后的樓層地震規定的水平力：一般指采用振型組合后的樓層地震剪力換算的水平作用力。剪力換算的水平作用力。2930v2.裙房與主樓相連，除應按裙房本身確定抗震等級裙房與主樓相連，除應按裙房本身確定抗震等級外，與主樓的相關范圍不應低于主樓的抗震等級。外，與主樓的相關范圍不應低于主樓的抗震等級。v與主樓相關范圍：距主樓與主樓相關范圍：距主樓3跨且不小于跨且不小于20m的范圍。的范圍。v主樓結構

20、在裙房頂板對應的相鄰上下各一層應加強主樓結構在裙房頂板對應的相鄰上下各一層應加強抗震構造措施。抗震構造措施。v裙房與主樓分離時，應按裙房本身確定抗震等級。裙房與主樓分離時，應按裙房本身確定抗震等級。31v3.當地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時，地下當地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時，地下一層的抗震等級應與上部結構相同，地下一層以下一層的抗震等級應與上部結構相同，地下一層以下抗震構造措施的抗震等級可逐層降低一級，但不應抗震構造措施的抗震等級可逐層降低一級，但不應低于四級。地下室中無上部結構的部分，抗震構造低于四級。地下室中無上部結構的部分，抗震構造措施的抗震等級可根據具體情況采用三級或四級。措施的抗震等級可根據具體情況采用三級或四級。v4.當甲類、乙類建筑按規定提高當甲類、乙類建筑按規定提高1度確定其抗震等級度確定其抗震等級而房屋的高度超出表而房屋的高度超出表4-2a相應規定的上界時，應采相應規定的上界時，應采取比一級更有效的抗震構造措施。取比一級更有效的抗震構造措施。32 平面布置平面布置 結構的平面布置是指在結構平面圖上布置柱和墻結構的平面布置是指在結構平面圖上布置柱和墻的位置以及樓蓋的傳力方式。的位置以及樓蓋的傳力方式。 從抗震的角