清华大学出版社抗震结构与抗震设计第四章

4.2.2 结构布置
（1）合理选择结构体系。 （2）为抵抗不同的方向的地震作用，框架结构、抗震墙结构和框架-抗震墙结构中， 框架或抗震墙均宜双向设置，梁与柱或柱与抗震墙的中线宜重合，柱中线与抗震墙 中线、梁中线与柱中线之间偏心距大于柱宽的1/4时，应计入偏心对节点核心区和柱 产生扭转的不利影响。 （3）甲、乙类建筑以及高度大于24m的丙类建筑，不应采用单跨框架结构，高度不 大于24米的丙类建筑不宜采用单跨框架结构。楼梯间的布置不应导致结构平面显著 不规则，并应对楼梯构件进行抗震承载力验算。 （4）框架结构中，砌体填充墙在平面和竖向的布置宜均匀对称，避免形成薄弱层或 短柱。 （5）为使框架-抗震墙结构和抗震墙结构通过楼、屋盖有效地传递地震剪力 给抗震墙，规定楼、屋盖的长宽比不宜超过下表规定：
第四章 多高层建筑 钢筋混凝土结构抗震设计
4.1 震害分析 4.2 抗震设计的一般要求 4.3 框架内力与位移计算 4.4 框架结构构件设计 4.5 抗震墙结构抗震设计 4.6 框架一抗震墙结构的基本要求
§4.1 震害分析
多层和高层钢筋混凝土结构体系包括： 框架结构、框架-抗震墙结构、抗震墙结构、筒体结构和框架-筒
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。
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。
右图为该结构输入天津波的弹 塑性分析结果。
5、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。
6、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 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。
集集地震中，底框结构破坏（竖向不规则）。
走廊有柱，破 坏较轻。
走廊有柱，带翼墙， 震害较轻。
临街建筑，单面纵墙，刚 度偏心，倒塌。
§4.2 抗震设计的一般要求
4.2.1 结构体系选择
《抗震规范》规定：乙、丙和丁类建筑的框架结构和框架-抗震墙结构适用 的最大高度应不超过下表的规定。 甲类建筑适用的最大高度应专门研究。
层
13 13
12 11 11
10
9
9
8
7
7
6
6
5
5
4
3
3
2
1
1
(mm)
40 80 120
二、框架柱、梁和节点的震害
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。 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。
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. 筒体结构带有一部分主要承受竖向荷载的无梁楼盖时，不作为板柱抗震墙结构； 5. 不规则或Ⅳ类场地的结构，其最大适用高度一般降低20%左右； 6. 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。
此处折断。
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：
1）结构的刚度在平面上和沿竖向的分布要规则、均匀； 2）结构构件要有足够的承载力和延性； 3）重视构造，加强对混凝土的约束，防止剪切、锚固
等脆性破坏；
4）保证施工质量。
原因：单跨框架，结构冗余度不够
集集地震中， 高层建筑扭转 破坏（平面不 规则）。
三、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 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。
四、非结构构件的震害
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，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。
楼、屋盖类别
现浇、叠合梁板 装配楼盖
框支层的现浇梁板
体结构等。
本章仅介绍前三种。
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。
钢筋混凝土框架房屋层数一般在十层以下。 框架-抗震墙结构：在框架房屋中增加抗震墙构成。 抗震墙主要承受水平荷载，框架主要承受竖向荷载。
抗震墙
框架-抗震墙 抗震墙
框架房屋
一、结构平面或竖向布置不当引起的震害
高层建筑的高宽比限值
选择结构体系时层注意选择合理的基础形式及埋置深度。我国《高层规程》 规定：基础理置深度，采用天然地基时，可不小于建筑高度的1/12；采用 桩基时，可不小于建筑高度的1/15，桩的长度不计入基础埋置深度内。当 基础落在基岩上时，埋置深度可根据工程具体情况确定，可不设地下室， 但应采用地锚等措施。
框架-剪力墙结构上部较严 重，框架结构下部震害严重。
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。
五、毗邻建筑及防震缝的问题
防震缝宽度过小，地震时结构相互碰 撞造成震害。
碰撞
Ⅰ
ⅡⅡ
碰撞
防震缝两侧结构单元的碰撞
六、楼梯间的震害 由于楼梯的施工缝在踏步板1/3高处，汶川地震时楼梯普遍在
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。
2、柱底 与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。
3、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。
4、角柱
由于双向受弯、受剪,加 上扭转作用，震害比内柱重。