钢筋混凝土多层框架结构的抗震
钢筋混凝土框架结构抗震延性设计要求
钢筋混凝土框架结构抗震延性设计要求钢筋混凝土框架结构是一种常见的建筑结构系统，其地震性能是非常关键的，而抗震延性是钢筋混凝土框架结构的一个重要设计要求。
抗震延性是指结构在地震荷载作用下，能够发挥一定的变形能力，从而将地震能量以合理的方式耗散掉，降低破坏和损伤的程度。
以下是钢筋混凝土框架结构抗震延性设计的主要要求和原则。
1.设计强度要求：在进行抗震延性设计时，首先需要满足结构的强度要求，确保结构在地震荷载作用下能够承受足够的弯矩、剪力和轴向力。
强度的设计应符合国家规范的要求，保证结构在地震作用下不发生严重的破坏。
2.延性要求：延性是指结构在地震作用下能够有一定的变形能力，从而耗散地震能量。
钢筋混凝土框架结构的抗震延性设计要求结构具有足够的延性，能够承受地震时的大位移和变形，减少结构的刚性反应，降低地震作用所引起的内力和应力。
3.抗震设计刚度：在设计过程中，需要对结构的刚度进行合理的控制。
过刚的结构容易发生脆性破坏，而过软的结构则容易发生塑性破坏。
通过控制结构的刚度，能够在一定程度上提高结构的延性和抗震性能。
4.塑性铰的形成和能量耗散：由于钢筋混凝土框架结构材料的非线性特性，设计时通常会考虑结构发生塑性变形。
为了保证结构的抗震延性，需要合理设置塑性铰，通过其形成和变形来吸收地震能量。
塑性铰的设置需要考虑材料的延性和变形能力，以及结构的布局和构造形式。
5.剪力墙的合理设置：剪力墙是一种能够提供较高延性和抗震性能的结构构件。
在设计中合理设置剪力墙，能够提高结构的抗震延性和整体稳定性。
剪力墙的位置、厚度和布局应根据地震作用的大小和方向进行确定。
6.连接节点的设计：连接节点是结构中容易形成塑性变形的部位，也是结构抗震延性的重要组成部分。
连接节点应设计合理，并采用适当的构造措施，确保其在地震作用下能够承受较大的变形和能量耗散，避免发生脆性破坏。
7.构件的延性设计：钢筋混凝土框架结构中的构件延性也是影响结构整体延性的因素之一、梁、柱和楼板等构件在设计过程中需要考虑其延性和变形能力，确保其在地震荷载下具有较好的性能。
关于多层和高层钢筋混凝土房屋抗震设计
关于多层和高层钢筋混凝土房屋抗震设计摘要：作为房屋主要的结构型式，多层和高层钢筋混凝土房屋被广泛运用到办公楼、写字楼以及广大的住宅房屋中。
本文主要论述多层和高层钢筋混凝土房屋主要震害和抗震设计两方面，为中国高层房屋的抗震工作献计献策。
关键词：多层和高层钢筋混凝土震害抗震设计地震作为人类繁衍生息过程中遇到的一种十分可怕的自然灾害，一直引起众多学者专家的研究。
中国是个地震灾害频发的国家之一，如何应对地震对于多层和高层钢筋混凝土房屋的破坏是摆在人们面前的一大难题。
强烈的地震往往给社会经济发展和人类的生存安全带来巨大破坏，它的特点是猝不及防的突发性和十分严重的破坏力。
随着我国的经济建设一步步深入发展，人们的生活水平不断提高，安全意识也逐渐增强，钢筋混凝土房屋仍然作为主要房屋结构型式而存在。
为了降低或避免地震带来的人身伤亡和巨大的经济损失，我们就需要对钢筋混凝土房屋的抗震设计进行充分而持久的研究，提高应对地震灾害的能力。
一、多层和高层钢筋混凝土房屋的震害1、场地土卓越周期导致的震害。
场地的周期特性往往对建筑震害的程度起着不可估量的作用。
比如1970年3月28日土耳其发生的其格迪兹地震，当时有一个工厂的一栋现代化钢筋混凝土结构的建筑偏偏发生了奇怪的崩塌现象。
而建立在同一工厂内的相近房屋，无论是具有较短周期（t=0．25s)的房屋还是具有较长周期(t=0．25s)的房屋都没有发生倒塌事故。
后来人们经过分析场地记录，余震加速度，最终发现在周期t=1．2s处会出现明显的反应。
那栋倒塌的房屋的基本周期就是t=1．25s，这和研究所得的数字十分接近。
后来经过了后续的理论分析和研究，证明那栋房子符合安全规定，同时属于合格建筑。
倒塌的原因就是场地土和结果周期出现了明显一致，从而产生了剧烈的共振现象。
2、抗震墙产生的震害。
在地震的强烈影响下，抗震墙的震害主要分两部分。
第一是墙肢之间连梁的剪切往往出现变形破坏的现象，第二是在底部楼层的水平施工缝处，水平错动现象容易发生。
钢筋混凝土多层框架结构的地震控制设计
钢筋混凝土多层框架结构的地震控制设计作者：吕祺铭来源：《城市建设理论研究》2013年第36期【摘要】为使钢筋砼多层框架结构达到抗震设防的总目标，除了按基本规定选择有利地段、正确确定地震作用效应和抗震承载力外，还需要重点处理好结构构件的选型和构件的延性要求；通过内力调整实现概念设计要求；通过变形验算防止整体倒塌等。
【关键词】多层框架结构；抗震设防；构件的延性；强柱弱梁。
中图分类号：TU318 文献标识码：A1房屋建筑抗震设计的基本要求房屋建筑的抗震设计，是在现有建筑技术和经济水平的条件下，科学处理地震风险与建筑结构安全之间的关系。
由于地震作用具有间接性、复杂性、随机性等特点，与一般的荷载（如结构自重、设备、家具等）不同，因而经过抗震设计的房屋建筑，一般都能够减轻地震的损坏或破坏，但尚不能完全避免损坏或破坏。
在工业现代化和信息化快速发展的今天，建筑科技和建筑结构设计、施工技术管理等部门的科技人员意识到，单纯强调建筑结构在地震作用下不严重破坏和不倒塌，已经不是一种完善的建筑结构抗震设计思想，已不能适应高新科技发展对现代工程结构抗震性能的需求了。
事实上我国现行的建筑结构抗震设计规范（GB50011-2010）采用的“小震不坏、中震可修、大震不倒” 的三水准抗震设防目标和两阶段抗震设计方法，与《建筑结构可靠度设计统一标准》提出的“结构在规定的时间内、在规定的条件下，完成预定功能的概率称为结构的可靠度”的原则是一致的。
为了达到建筑抗震设防的减震目标，在建筑抗震设计中需要重点控制的是：1.1房屋建筑地基在强烈地震下保持稳定，并能承受上部结构传来的荷载。
重点是防止边坡滑移和控制砂性土壤液化程度。
1.2房屋建筑的平面布置和结构选型不出现在地震作用下的安全薄弱环节。
重点是控制房屋建筑各种几何尺寸、刚度和强度不连续性的程度。
1.3正确确定建筑结构承受的地震作用效应和结构构件的抗震承载能力。
重点是控制结构构件的抗震承载能力与建筑结构承受的地震作用效应之间具有规定的比值。
钢筋混凝土框架结构的抗震设计原则
钢筋混凝土框架结构的抗震设计原则钢筋混凝土框架结构是一种常用的抗震结构形式，具有较好的抗震性能。
在设计过程中，需要遵循一些抗震设计原则，以确保结构在地震中的安全性和稳定性。
本文将从结构的整体设计、构件的设计以及施工过程等方面介绍钢筋混凝土框架结构的抗震设计原则。
一、结构的整体设计钢筋混凝土框架结构的抗震设计首先需要确定结构的整体布局和尺寸。
在选择结构形式时，应根据地震烈度、场地条件和建筑用途等因素综合考虑，选择适当的结构形式。
一般情况下，多层建筑采用刚性钢筋混凝土框架结构，高层建筑则采用刚性钢筋混凝土剪力墙结构或框架-剪力墙结构。
在确定结构尺寸时，应考虑到结构的刚度和强度要求，以及地震荷载的影响。
结构的刚度和强度需满足相关规范的要求，以确保结构在地震中具有足够的抗震能力。
同时，还需考虑结构的减震和消能设计，采用合适的减震措施和消能装置，提高结构的抗震性能。
二、构件的设计钢筋混凝土框架结构的构件设计是抗震设计的关键。
首先，梁柱等构件的截面尺寸应满足强度和刚度要求，以承受地震力的作用。
同时，还需考虑构件的延性，即在地震中能够产生适度的变形能力，吸收和耗散地震能量。
构件的配筋设计也十分重要。
配筋应满足强度和延性的要求，同时还需考虑钢筋的粘结性能和混凝土的抗压性能。
在配筋布置时，应合理分布钢筋，避免出现集中破坏，提高结构的整体抗震性能。
三、施工过程的控制在钢筋混凝土框架结构的施工过程中，需要严格控制施工质量，以确保结构的抗震性能。
首先，需要合理选择建筑材料，并进行质量检验。
钢筋的质量应符合规范要求，混凝土的配合比应合理，以保证结构的强度和耐久性。
施工过程中还需注意钢筋的加工和安装。
钢筋的加工应满足规范要求，避免出现钢筋损伤、弯曲或错位等问题。
在钢筋的安装过程中，应按照设计要求进行布置，保证钢筋的覆盖层和间距等参数符合规范要求。
施工过程中还需进行质量检验和监控。
对结构的关键部位和节点应进行质量检验，以确保施工质量。
多层和高层钢结构抗震规范
6多层和高层钢筋混凝土房屋6.1一般规定6.1.1本章适用的现浇钢筋混凝土房屋的结构类型和最大高度应符合表6.1.1的要求。
平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构，适用的最大高度应适当降低。
注：本章的“抗震墙”即国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中的剪力墙。
注： 1 房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不包括局部突出屋顶部分）；2 框架-核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构；3 部分框支抗震墙结构指首层或底部两层框支抗震墙结构；4 乙类建筑可按本地区抗震设防烈度确定适用的最大高度；5 超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效的加强措施。
6.1.2钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。
丙类建筑抗震等级应按表6.1.2确定。
6.1.3 钢筋混凝土房屋抗震等级的确定，尚应符合下列要求：1框架-抗震墙结构，在基本振型地震作用下，若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%，其框架部分的抗震等级应按框架结构确定，最大适用高度可比框架结构适当增加。
2裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定外，不应低于主楼的抗震等级；主楼结构在裙房顶层及相邻上下各一层应适当加强抗震构造措施。
裙房与主楼分离时，应按裙房本身确定抗震等级。
3当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。
地下室中无上部结构的部分，可根据具体情况采用三级或更低等级。
4 抗震设防类别为甲、乙、丁类的建筑，应按本规范3.1.3条规定和表6.1.2确定抗震等级；其中，8度乙类建筑高度超过表6.1.2规定的范围时，应经专门研究采取比一级更有效的抗震措施。
注：本章“一、二、三、四级”即“抗震等级为一、二、三、四级”的简称。
注：1建筑场地为Ⅰ类时，除6度外可按表内降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低；2接近或等于高度分界时，应允许结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级；3 部分框支抗震墙结构中，抗震墙加强部位以上的一般部位，应允许按抗震墙结构确定其抗震等级。
多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计
一
度 ， 证 了建 筑构 造 的整 体 性 ， 性 的增 加也 就 提 高 了变 形 能 保 延 力 ， 样 可 以 减少 地震 的破 坏 性 ， 高 了 建筑 的抗 震 能力 。 这 提
在 结 构 布 置 上 ， 扩 大 了 的 柱端 抗 弯 承 载 力 进 行 设 计 ， 按 理 论 上可 将 柱 屈 服 的可 能 性 减 少 ， 证 “ 柱 弱 梁 ” 设 计 原 则 。 保 强 的
要求 。
高 的砌 体 填 充墙 紧 密嵌 砌 时 ， 项 剪 切 破 坏 严 重 ， 坏 部 位 还 柱 破
可 能 转 移 至 窗 洞上 下处 ， 至 出现 短 柱 的剪 切 破 坏 。 甚
３砌 体 填 充墙 ．
② 限制 约 束 配 筋 和 配 筋 形 式 。加 密 塑性 铰 区 内 的 ห้องสมุดไป่ตู้ 筋 间
① 限制 轴 压 比与 纵 筋 最 大 配 筋 率 合 理 的受 力 过 程 可 明 显
提 高构 件 延 性 ，为 实 现 受 拉 钢 筋 的屈 服 先 与受 压 区 混 凝 土 压
剪 切 破 坏 外 ， 般 是 柱 端 发 生 弯 曲破 坏 ， 者 发 生 水 平 或 斜 向 一 轻 断 裂 ； 者 混 凝 土 压 酥 ， 筋 外 露 、 屈 和箍 筋 崩 脱 。 节 点核 重 主 压 当
从 用 楼 层 水 平 地震 剪力 与层 间 位 移 关 系 来 描 述 楼 层 破 坏 的全 过 程 可 反 映 出 ， 抗 震 设 防 的 第 二 、 水 准 时 ， 架 结 构 在 三 框 构 件 已进 入 弹 塑性 阶段 ，构 件 在 保 持 一 定 承 载 力 条 件 下 主要
是 困难 的 ， 时为 实 现 “ 剪 弱 弯 ” 同 强 的要 求 ， 证 塑 性 铰 区 域 的 保
钢筋混凝土框架结构抗震设计原则
钢筋混凝土框架结构抗震设计原则
钢筋混凝土框架结构抗震设计的原则主要包括以下几点：
1.合理布置结构：在设计过程中，要合理布置结构的位置、形状和选取适当的间距，以保证结构的整体稳定性和均匀性。
2.增强结构刚度：通过增加结构的刚度，可以减小结构在地震作用下的变形，提高结构的抗震能力。
可以采用适当的加强措施，如增加梁柱截面尺寸、设置剪力墙等。
3.提高结构的耗能能力：结构在地震作用下会发生能量耗散，减小地震作用对结构的影响。
可以采用适当的抗震构造形式，如柔性铰接和弹性支承等，以提高结构的耗能能力。
4.加强连接节点的设计：连接节点是结构的薄弱环节，容易发生破坏。
因此，在设计中要特别关注连接节点的强度和刚度，采用合适的节点形式和连接方式，提高节点的抗震性能。
5.考虑结构的地震荷载：在抗震设计中，要合理考虑结构的地震荷载，包括重力荷载、地震作用荷载和风荷载等。
通过合理的荷载计算和结构布置，保证结构在地震作用下的安全性。
6.进行抗震分析：在设计过程中，要进行抗震各种工况的强度验算和位移限值验算等抗震分析。
在分析中要考虑结构的整体受力性能，通过合理的分析和验算，找出结构的薄弱环节，采取相应的措施进行加固。
7.施工质量控制：在钢筋混凝土框架结构抗震设计中，施工质量直接影响结构的抗震性能。
因此，在施工过程中要严格控制质量，确保钢筋布置、混凝土浇注质量和施工工艺的合理性，提高结构的抗震能力。
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）
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软弱底层房屋倒塌形式 （底层完全倒塌）
应力集中
结构竖向布置产生很 大的突变时，在突变处 由于应力集中会产生严 重震害。
应力集中产生的震害
防震缝处碰撞
防震缝如果宽度 不够，其两侧的结 构单元在地震时就 会相互碰撞而产生 震害
防震缝两侧结构单元的碰撞 碰撞
Ⅰ
ⅡⅡ
碰撞
整框体架破坏结形构的震害
式
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)
(B)
框架的破坏形式 (a)强梁弱柱型；(b)强柱弱梁型
局部破坏形式
构件塑性铰 处的柱破坏
填充墙的 破坏
小偏心受 压状态引 起柱的脆 性破坏
钢筋搭接处 破坏
框架梁、柱、节点震害
（1）框架梁 破坏发生在梁端，梁端纵筋屈服，出现上下贯通垂直裂缝和交叉斜裂
缝。在梁端负弯矩钢筋切断处，由于抗弯能力的削弱也容易产生裂缝， 造成梁剪切破坏。
框架梁剪切破坏的主要原因： 梁端钢筋屈服后，裂缝的产生和开展使混凝土抵抗剪力的能力逐渐减
小，而梁内箍筋配置又少，以及地震反复作用使混凝土抗剪强度进一步 降低。当剪力超过梁抗剪承载力时产生破坏。
（2）框架柱 破坏主要发生在接近节点处，在水平地震作用下，进入塑性阶段，
形成塑性铰，发生破坏。
a、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。
结构布置不合理而产生的震害
扭转破坏
旋转轴
平面为L形的建筑
唐山地震时，位于天津市的一幢平面为L形的建筑由于不对称而产生了强烈 的扭转反应，导致离转动中心较远的东南角和东北角处严重破坏。
薄弱层破坏
底部框架结构的变形
第 五 层 破 坏
高层建筑的第5层倒塌
具 有 薄 弱 底 层 的 房 屋 ， 易 在 地 震 时 倒 塌 软弱底层房屋倒塌形式（倾倒）
当节点区剪压比较大时，箍筋未屈服混凝土就被剪、压酥碎而破坏，导 致整个框架破坏。
破坏主要原因：大都是混凝土强度不足、节点处的箍筋配置量小或节 点处钢筋太稠密，使得混凝土浇捣不密实，梁筋锚固长度不够。
节点的破坏
填充墙的破坏
填充墙的震害较框架结构
严重。由于框架侧向变形，
使墙体出现斜裂缝或对角裂
缝。强震时，未采取拉结处
框架-剪力墙结构上部较严重， 框架结构下部震害严重。
具有抗震墙的结构的震害
在地震反复作用下，在连梁的梁侧形成X形裂缝，主要是由于剪力 和弯矩产生的主拉应力超过连梁混凝土抗拉强度所致抗震墙的破坏，一 般不会导致房屋倒塌，可消耗地震能力，小震是应保证不出现裂缝。
抗震墙的破坏
抗震墙的剪切破坏
墙肢间连梁的破坏
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。
b、柱底：与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。
c、短柱：当柱高小于4倍柱截面高度（H/b<4)时形成短柱。短柱刚度大， 易产生剪切破坏。
d、角柱：由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害比内柱重。
（3） 框架节点 节点的破坏机理复杂，主要表现为：节点核芯产生斜向的X形裂缝，
理措施的墙体，则有局部或
整片倒塌的现象。一般地讲，
非承重空心砖填充墙比普通
粘土砖填充墙破坏严重。
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。
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，一般是上轻下重， 空心砌体墙重于实心砌体墙，砌 快墙重于砖墙。