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混凝土框架结构房屋抗震设计第1页/共95页 南京工业大学土木工程学院第四章 钢筋混凝土框架结构的抗震设计目录 第一章 地震工程学概论 第二章 场地与地基基础抗震 第三章 工程结构的地震反应分析 第四章 钢筋混凝土框架结构的抗震设计 第五章 砌体结构的抗震设计 第六章 工程结构隔震与消能减震简介第2页/共95页 南京工业大学土木工程学院第四章 钢筋混凝土框架结构的抗震设计4.1 概述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-筒体结构等。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 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。第四章 钢筋混凝土框架结构的抗震设计第3页/共95页 南京工业大学土木工程学院第四章 钢筋混凝土框架结构的抗震设计抗震墙框架房屋框架-抗震墙第4页/共95页 南京工业大学土木工程学院第四章 钢筋混凝土框架结构的抗震设计一、框架结构的整体破坏形式4.2 震害及其分析按破坏性质：延性破坏和脆性破坏；按破坏机制：强柱弱梁和强梁弱柱 《规范》通过增大柱端弯矩来实现强柱弱梁，但汶川震害表明，框架结构破坏基本为强梁弱柱。所以规范规定的方法还有待进一步改进。强柱弱梁强梁弱柱第5页/共95页 南京工业大学土木工程学院第四章 钢筋混凝土框架结构的抗震设计二、框架梁、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。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。 破坏不易修复。第6页/共95页 南京工业大学土木工程学院第四章 钢筋混凝土框架结构的抗震设计2、柱底 与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。第7页/共95页 南京工业大学土木工程学院第四章 钢筋混凝土框架结构的抗震设计3、短柱 当柱高小于4倍柱截面高度（H/b4)时形成短柱。短柱刚度大，易产生剪切破坏。第8页/共95页 南京工业大学土木工程学院第四章 钢筋混凝土框架结构的抗震设计4、角柱 由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害比内柱重。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。 节点破坏将导致梁柱失去相互之间的联系。第9页/共95页 南京工业大学土木工程学院第四章 钢筋混凝土框架结构的抗震设计三、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，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。 框架-剪力墙结构上部较严重（弯曲变形），框架结构下部震害严重（剪切变形）。第10页/共95页 南京工业大学土木工程学院第四章 钢筋混凝土框架结构的抗震设计 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。第11页/共95页 南京工业大学土木工程学院第四章 钢筋混凝土框架结构的抗震设计四、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。第12页/共95页 南京工业大学土木工程学院第四章 钢筋混凝土框架结构的抗震设计五、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。 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