第4章 多层及高层混凝土结构抗震设计
建筑结构抗震随堂练习2018
答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D. 第一章绪论·1.3 地震震级与地震烈度A. B. C.答题： A. B. C. D.A. B. C.答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D. 第一章绪论·1.5 结构的抗震设防A. B. C.答题： A. B. C. D.A. B. C.答题： A. B. C. D.A. B. C.答题： A. B. C. D.A. B. C.答题： A. B. C. D.A. B. C.答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D.h=2m , vs=200m/sh=10m , vs=120m/sh=2m , vs=300m/sh=4m , vs=600m/s答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D.(GB500011答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D.第二章场地与地基·2.3 液化地基的判别与处理A. B. C.答题： A. B. C. D.A. B. C.答题： A. B. C. D. 答题：对. 错答题：对. 错答题：对. 错答题：对. 错答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D.A. B.C. D.答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D. 答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D.第四章多层砌体结构抗震设计·4.4 多层砌体结构抗震构造措施A. B. C.设置6答题： A. B. C. D.答题： A. B. C. D.答题：对. 错答题：对. 错第五章多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计·5.2选型、结构布置和设计原则随堂练习提交截止时间：2018-12-15 23:59:59当前页有3题，你已做3题，已提交3题，其中答对3题。
建筑结构抗震课程教案
建筑构造抗震课程教案【篇一：2023 版课程教学大纲：建筑构造抗震】“建筑构造抗震”课程教学大纲程编号：英文名称：resisting earthquake of the buildin课g0001033 课程性质：专业限选课学分：2.0 学时：32 面对对象：土木工程专业本科生先修课程：理论力学、构造力学、构造动力学、钢筋混凝土构造使用教材及参考书：[1] [2] [3]李国强，李杰，陈素文，陈建兵.建筑构造抗震设计〔第四版〕.北京：中国建筑工业出版社，2023 年 8 月吕西林.建筑构造抗震设计理论与实例.上海：同济大学出版社，2023 年 5 月建筑抗震设计标准 gb50011-2023. 北京：中国建筑工业出版社，2023 年 8 月一、课程简介构造抗震是减轻地震灾难的有效技术手段，建筑构造抗震是土木工程专业学生必需把握的重要专业课程，建筑构造抗震涉及到构造力学、构造动力学、混凝土构造、钢构造、砌体构造等根底及专业课程学问，涵盖的内容丰富。
通过本课程的教学，使学生能够了解地震的成因、地震带的分布以及地震惊的根本要素，把握抗震构造的主要形式、构造抗震的概念设计与构造措施以及典型常用工业、民用房屋构造的经典抗震设计方法，加强建筑物抗震防灾的意识和措施，减轻生命和财产损失。
二、课程地位和教学目的课程地位：地震是一种自然灾难，猛烈地震会造成建筑物倒塌或损坏，我国是一个地震多发频发的国家，故建筑构造抗震是土木工程专业的核心课程。
本课程主要介绍地震作用的根本原理及构造抗震的设计方法，使学生把握构造抗震的根本理论及设计方法，具有较强的有用性。
本课程的学习可以为学生从事专业工作，以及进一步争论打下确定的根底。
教学目的：本课程的教学目的是介绍地震作用的根本原理及构造抗震的设计方法，通过本门课程的学习，使学生初步理解与把握建筑构造抗震的概念、原则和方法，构造地震作用的计算原理，多层钢筋混凝土构造和砌体构造的抗震设计，为学生进展毕业设计以及今后对实际工程进展抗震设计打下根底。
建筑结构——多层及高层房屋结构
建筑结构——多层及高层房屋结构在我们生活的城市中，多层及高层房屋随处可见。
这些建筑不仅为我们提供了居住、工作和娱乐的空间，其独特的结构设计更是保障了我们的安全和舒适。
那么，什么是多层及高层房屋结构呢？它们又是如何支撑起这些高大而坚固的建筑的呢？多层房屋通常指的是四层到六层的建筑，而高层房屋一般是七层及以上。
它们的结构类型多种多样，常见的有砖混结构、框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构以及筒体结构等。
砖混结构是多层房屋中较为常见的一种。
它主要由砖砌体和混凝土构造柱、圈梁组成。
砖砌体承受竖向荷载，而构造柱和圈梁则增强了房屋的整体性和抗震性能。
这种结构施工简单，成本较低，但由于砖砌体的强度有限，所以房屋的开间和进深一般较小，而且抗震能力相对较弱。
框架结构则在多层和高层房屋中都有应用。
它由梁、柱组成框架来承受竖向和水平荷载。
框架结构的优点是空间布置灵活，可以根据需要自由分隔房间。
但框架节点应力集中，侧向刚度较小，在地震作用下容易产生较大的水平位移。
剪力墙结构主要用于高层房屋，它利用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平荷载。
剪力墙就像一道道坚固的墙壁，具有很大的侧向刚度，能够有效地抵抗水平荷载，如风力和地震力。
不过，剪力墙结构的空间布置相对不够灵活。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点。
在框架结构中布置一定数量的剪力墙，既保证了空间的灵活性，又提高了结构的抗侧力能力。
这种结构在高层房屋中应用广泛，能够适应不同的建筑功能和造型要求。
筒体结构是一种更加高效的结构形式，适用于超高层建筑。
它可以分为框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。
筒体结构具有极大的侧向刚度和承载力，能够有效地抵抗风荷载和地震作用。
在多层及高层房屋的结构设计中，荷载的考虑至关重要。
竖向荷载包括房屋自身的重量、家具设备的重量以及人员的重量等。
而水平荷载，如风力和地震力，对于高层房屋的影响更为显著。
为了抵抗水平荷载，结构需要具备足够的侧向刚度和抗震能力。
建筑结构抗震设计课后习题答案李国强
y
设防烈度为 8 度和 9 度区的大跨度屋盖结构，长悬臂结构，烟囱及类似高耸结构和设防烈度为 9 度区的高 层建筑，应考虑竖向地震作用。 12、为什么抗震设计截面承载力可以提高？ 地震作用时间很短，快速加载时，材料强度会有所提高。 进行结构抗震设计时，对结构构件承载力加以调整（提高），主要考虑下列因素： ⑴动力荷载下材料强度比静力荷载下高； ⑵地震是偶然作用，结构的抗震可靠度要求可比承受其他荷载的可靠度要求低。 3
G E = D k + ∑ψ i Lk
。
5、什么是地震系数和地震影响系数？它们有什么关系?
F=m
g x
m g g
S T) aa( x = 中 k =
g x
m ax
g
—地震系数，通过地震系数可将地震动振幅对地震反应谱的影响分离出来，是确定地
较大的放大，因此场地固有周期 T 也将是地面运动的主要周期，称之为地震动的卓越周期。 2、为什么地基的抗震承载力大于静承载力？ 地震作用下只考虑地基土的弹性变形而不考虑永久变形。地震作用仅是附加于原有静荷载上的一种动力作 用，并且作用时间短，只能使土层产生弹性变形而来不及发生永久变形，其结果是地震作用下的地基变形 要比相同静荷载下的地基变形小得多。因此，从地基变形的角度来说，地震作用下地基土的承载力要比静 荷载下的静承载力大。另外这是考虑了地基土在有限次循环动力作用下强度一般较静强度提高和在地震作 用下结构可靠度容许有一定程度降低这两个因素。 3、影响土层液化的主要因素是什么？ 1
第 5 章 钢混结构抗震 1、什么是刚度中心？什么是质量中心？应如何处理好二者的关系？ 刚心就是指结构抗侧力构件的中心，也就是各构件的刚度乘以距离除以总的刚度； 质心就是指结构各构件质量的中心； 质心和刚心离的越近越好，最好是重合，否则会产生比较大的扭转反应。因为地震引起的惯性力作用 在楼层平面的质量中心，而楼层平面的抗力则作用在其刚度中心，二者的作用线不重合时就会产生扭矩， 其值等于二者作用线之间的距离乘以楼层惯性力的值。 2、总水平地震作用在结构中如何分配？其中用到哪些假定？ 根据各柱或各榀抗侧力平面结构的抗侧刚度进行地震作用引起的层剪力的分配。假定地震沿结构平面的 两个主轴方向作用于结构； 假定楼层屋盖在其平面内的刚度为无穷大。 3、多高层钢筋混凝土结构抗震等级划分的依据是什么？有何意义？ 根据烈度、结构类型和房屋高度将抗震等级划分为四级，一级最高。划分的目的是控制钢筋混凝土的等 级及用量，造成不必要的浪费和不足。 4、为什么要限制框架柱的轴压比？ 当 n 较小时，为大偏心受压构件，呈延性破坏；当 n 较大时，为小偏心受压构件，受压边砼先达到极限 压应变，呈脆性破坏。并且当轴压比较大时，箍筋对延性的影响变小，为保证地震时柱的延性，故限之。 5、抗震设计为什么要满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱杆件”的原则？如何满足这些原 则？ P133~ 4
结构抗震-第4章-第10讲
柱端箍筋加密区范围，应按下列规定采用： •取截面高度、柱净高的1/6和500mm三者的最大值； •底层柱的下端不小于柱净高的1/3； •刚性地面上下各500mm。 •剪跨比不大于2的柱、因设置填充墙等形成的柱净高与柱截面高度 之比不大于4的柱、框支柱、一级和二级框架的角柱，取全高。
一般情况下，柱端箍筋加密区的箍筋间距和直径：
（3）控制柱轴压比
轴压比：柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土抗压强度 设计值乘积之比，即：
N N / fcbchc
综合考虑不同抗震等级的延性要求，对于考虑地震作用组合的各 种柱轴压比限值见下表：
柱轴压比限值
结构类型
框架结构 框架-抗震墙、板柱-抗震墙、框架-核心筒、筒中筒
部分框支抗震墙
（2）强剪弱弯
①柱剪力设计值
《抗震规范》规定：对于抗震等级为一、二、三级的框架柱 端剪力设计值，应按下式进行调整：
V
vc
M
t c
M
b c
Hn
H n ——柱的净高；
M
ct、M
b c
——分别为柱上、下端逆时针或顺时针方向正截面组合的弯矩设计
值；应符合强柱弱梁和底层柱底的调整要求。
vc ——柱端弯矩增大系数，对框架结构，一、二、三、四级可分别取
ln ——梁的净跨；
VGb ——梁在重力荷载代表值作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值；
抗震设计第四章
第 4 章 钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋
4-4 框架、框架-抗震墙结构和抗震墙结构水平地震作用的计算 高度不超过 40m， 以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架、框架－剪力墙结构，可采用底部剪力法计算水平地震作用标准值。 剪力墙结构，宜采用振型分解反应谱法计算水平地震作用标准值。也可近似采用底部剪力法。
第 4 章 钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋
框架结构单独基础系梁的设置： 框架结构单独基础有下列情况之一时，宜沿两个主轴方向设置基础连系梁： 一级框架和Ⅳ类场地的二级框架： 各柱基承受的重力荷载代表值差别较大。 基础埋置较深，或各基础埋置深度差别较大， 地基主要受力层范围内存在软弱粘土层、液化土层和严重不均匀土层。 桩基承台之间。
二、填充墙的震害
第 4 章 钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋
第 4 章 钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋
三、地基和其他原因造成的震害
第 4 章 钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋
第 4 章 钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋
第 4 章 钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋
§ 4-3 抗震设计一般规定 一、房屋适用的最大高度 根据震害经验和经济合理的要求,“规范”规定了乙、丙和丁类建筑的框架结构和框架-抗震墙结构适用的最大高度,不应超过表4-1的规定：
第 4 章 钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋
两端固定柱产生 侧移时 , 柱端剪力为:
第 4 章 钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋
第 4 章 钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋
五、结构的布置 1. 框架结构和框架-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偏心距不宜大于柱宽的 1/4。 2. 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4-5的规定；超过时，应计入楼盖平面内变形的影响。
多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计框架结构部分
(略）
25
作业：假定框架构造旳办公楼全部柱截面尺寸均为 500×500mm,不考虑梁刚度对柱刚度旳影响。
1）计算1个柱（1层）旳抗侧刚度，计算1榀（1层）框架 旳抗侧刚度，计算构造旳层间抗侧刚度。
2）用顶点位移法计算该建筑旳基本自振周期。 3）计算1榀框架上旳地震作用。 4）用反弯点法计算地震作用下框架构造旳内力。
26
§5.4 钢筋混凝土框架构造构件设计 （一）、框架梁抗震设计 1、设计要求及计算要点： ⑴梁形成塑性铰后仍有足够旳受剪承载力(强剪弱弯） ——设计剪力旳取值。 ⑵梁筋屈服后，塑性铰区段应有很好旳延性和耗能能力 ——延性设计问题。 ⑶处理好梁筋旳锚固问题（强锚固）。 2、框架梁受剪承载力验算 ⑴ 梁剪力设计值
9
（1)反弯点法 反弯点法合用条件：层数较少，梁柱线刚度比不小于3
时。反弯点位置：上部 0.5H ， 底层 0.7H
10
内力计算环节： 层间剪力分配到柱——计算柱弯矩 ——根据节点平衡计算梁弯矩。
怎样分配？
11
(2)、D值法（改善反弯点法） 考虑上下梁刚度旳影响，对反弯点位置加以修正。 计算环节如下：
Vc
1
RE
(0.2c
fcbh0 )
41
短柱
Vc
1
RE
(0.15
fcb
h0 )
⑶ 柱斜截面受剪承载力
Vc
1
RE
( 1.05
1
ftbh0
f yv
Asv s
h0
0.056N )
H n 2h0
1时取1 3时取3
N 0.3 fcbh 时取N 0.3 fcbh
RE 0.85
42
4、 加强柱端约束（构造设计）
(02440)混凝土结构设计原理课程讲义
计算方法
截面惯性矩：
线刚度：
1
=
ℎ3
12
ⅈ=
ⅈ
ⅈ
刚度分配：
σ or ⅈ
D值法：
= 1 − 0 ℎ1
剪力分配法
D值法
门架法
ⅈ
剪力分配： ⋅
ⅈ
底层柱反弯点修正弯矩
第
一
类
T
型
截
面
主梁不进行荷载折算
单
≤ 0.9( + ′ ′ )
= +
=1
=1
2024年讲义
= + 1 1 1 +
=1
=2
参考教材： 《混凝土结构设计》课程代码02440（2016年版）
（4）结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）；
（5）地基丧失承载能力而破坏（如失稳等）。
连续梁最不利内力组合
控制截面框架梁的控制截面通常是梁端支座截面和跨中截面。在竖向荷载作用
下，支截面可产生最大负弯矩和最大剪力:在水平荷载作用下，支座截面还会出现
正弯矩，跨中截面一般产生最大正弯矩，有时可能出现负弯矩。框架梁的控制截
平地
震反
应
多质
点弹
性体
系水
平地
震反
应
结构
自振
周期
底部
剪力
法
核心梳理
承载力极限状态
当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了承载能力极
限状态：
（1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）；
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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)。
(a)强梁弱柱型
(b)强柱弱梁型
pp框t课件架的整体破坏形式
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4．框架梁的震害
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混凝土 抗剪强度降低等。
2.理解和掌握多层及高层钢筋混凝土结构抗震概念设计 的要求。
3.掌握钢筋混凝土框架结构的抗震设计内容和设计方法。 4.了解抗震墙结构的抗震设计方法，熟悉多层及高层钢筋
混凝土结构的抗震构造措施。
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导入案例
1972年尼加拉瓜首都马那瓜发生的地震中，有两幢 钢筋混凝土结构的高层建筑，相隔不远，一幢是15层的中 央银行大厦，其结构布置上下不连续、平面不对称；另一 幢是18层的美洲银行大厦，其结构布置均匀对称。地震时 前者发生了严重破坏，震后拆除；而后者只受轻微损坏， 经维修恢复使用。为什么两幢混凝土结构房屋会发生如此 不同的破坏呢？ 我们可以通过本章的学习得到说明。
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多层及高层钢筋混凝土建筑的震害特点及原因 多层及高层钢筋混凝土建筑的抗震概念设计
框架结构的抗震设计内容 抗震墙结构的抗震设计方法 抗震构造措施 本章小节
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4.1 震害特征及原因
钢筋混凝土结构 （reinforced concrete structure）具有较好的抗 震性能，地震时所遭受的破坏比砌体结构的震害 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。
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2)柱底
与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱 顶较轻。
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3)短柱
当柱净高小于4倍柱截面高度（H/b<4)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
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4)角柱
由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震 害比内柱重。
角柱
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抗震墙破坏
(交叉裂缝)
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震害中的重要启示
•抗震概念设计是非常重要的 •重视局部的加强措施
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问题
•何谓抗震概念设计？
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4.2 结构抗震概念设计
4.2.1 结构体系的选择及相关要求
①框架结构体系的特点是自重轻，地震作用小，但侧向 刚度较小，地震时水平位移较大，会造成非结构构件的 破坏。框架结构适用于高度不很大的建筑。 ②抗震墙结构体系的特点是自重大，侧向刚度大，地震 作用大。 ③框架-抗震墙结构体系的特点是克服了纯框架结构刚度 小和纯抗震墙结构自重大的缺点，发挥了各自的优点长 处。具有抗侧刚度较大，自重较轻，结构的水平位移较 小的优点，抗震性能较好。此外，还有筒体结构、巨型 框架结构等。
3
2
集中，导致6层以上全部倒塌。
1 1
(mm)
40 80 120
天津碱厂输入天津波的
ppt课件 弹塑性分析结果
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彰化县员林镇邦富贵名门大楼座落在中山路惠明街口，
为16层钢筋混凝土集合住宅大楼,底层柱子间距7至10米。地
震时倾倒的原因是底层柱子数量少，间距大。
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2．防震缝处碰撞
防震缝宽度 过小，地震时 结构相互碰撞 造成震害。
青岛理工大学土木工程学院
前章主要内容的回顾
抗震计算原理
水平和竖向 地震作用的计算方法
振型分解法反应谱法 底部剪力法 时程分析法(补充计算) 简化法
抗震验算原则及方法
承载力 楼层剪力 弹性层间变形 弹塑性层间变形
第4章 多层和高层钢筋混凝土结构建 筑抗震设计
本章教学目标与要求
1.熟悉多层及高层钢筋混凝土结构建筑的震害特点 及原因。
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8．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)
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9．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。
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我 国 《 高 层 建 筑 混 凝 土 结 构 技 术 规 程 》 （ JGJ32002）（以下简称高层规程）将钢筋混凝土高层 建筑结构按房屋高度划分为A级和B级两个级别。 规定A了级各高自度的的最建大筑是适目用前高应度用和最高广宽泛比的的建限筑制，，B提 出级了高不度同的的建抗筑震的设最计大要适求用。高。度和高宽比可较A级适
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6、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 少或无箍筋时，柱纵向钢筋压曲外鼓。
节点破坏将导致梁柱失去相互之间的联系。
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。
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梁柱节点破坏
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5．框架柱的震害
梁柱变形能力不足，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。
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1)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。
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从震害中汲取教训和经验
失败是成功之母
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1．结构布置不合理产生的震害
（1）平面布置不当产生的震害
震前
马那瓜中央银行大厦
震后
马那瓜美洲银行大厦
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框架
填充墙 抗震墙
马那瓜中央银行
结构平面布置
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马那瓜美洲银行
结构平面布置
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（2）竖向不规则产生的震害(薄弱层)
在强烈地震作用下，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。
层 13 13 12 11 11
10 9
9
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
8 7
7 6
6 5
5
楼层屈服强度分布不均匀，
4 3
造成6层和11层的弹塑性变形
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7．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
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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，
在往复变形时墙体易发生剪切破坏和散落。