多层与高层钢筋混凝土结构房屋抗震设计.ppt

第5章 多层与高层钢筋混凝土房屋结构抗震设计5.4 抗震设计的一般规定抗震设计的一般规定一、房屋的适用最大高度一、房屋的适用最大高度 抗震规范规定：乙、丙和丁类建筑的框架结构和框抗震规范规定：乙、丙和丁类建筑的框架结构和框架架-抗震墙结构适用的最大高度应不超过下表的规定。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。甲类建筑适用的最大高度应专门研究。50100120130框架框架-抗震墙结构抗震墙结构25455560框架结构框架结构9876结构类型结构类型烈烈 度度 现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（m)注：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）；突出屋顶部分）；2.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；强措施；3.平面和竖向均不规则的结构或建造在平面和竖向均不规则的结构或建造在场地的结构，使用的最场地的结构，使用的最大高度应适当降低（一般降低大高度应适当降低（一般降低20%左右）。左右）。第5章 多层与高层钢筋混凝土房屋结构抗震设计二、结构的抗震等级二、结构的抗震等级地震作用下，钢筋混凝土结构的地震反应有下列特点：地震作用下，钢筋混凝土结构的地震反应有下列特点：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；2、结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能；、结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能；3、房屋越高，地震反应越大，抗震要求越高。、房屋越高，地震反应越大，抗震要求越高。地震作用与烈度、场地等有关，从经济角度考虑，对地震作用与烈度、场地等有关，从经济角度考虑，对不同烈度、场地的结构的抗震要求可以有明显的差别。不同烈度、场地的结构的抗震要求可以有明显的差别。主、次抗侧力构件的抗震要求应有差别。主、次抗侧力构件的抗震要求应有差别。抗震等级是确定结构构件抗震计算和抗震措施的标准。抗震等级是确定结构构件抗震计算和抗震措施的标准。根据设防烈度、房屋高度、建筑类别、结构类型及构件在根据设防烈度、房屋高度、建筑类别、结构类型及构件在结构中的重要程度确定，共分四个等级，一级最高。结构中的重要程度确定，共分四个等级，一级最高。第5章 多层与高层钢筋混凝土房屋结构抗震设计 下表为丙类建筑抗震等级的划分：下表为丙类建筑抗震等级的划分：一一一一一一 抗震墙抗震墙一一一一二二二二三三三三四四 框架框架 5060 6060 6060 60 高度（高度（m)一一剧场剧场,体育馆等大跨度公共建筑体育馆等大跨度公共建筑一一一一二二二二三三三三四四 框架框架 2530 3030 3030 30 高度（高度（m)框架框架-抗抗震墙震墙结构结构框架框架结构结构结结 构构 类类 型型烈烈 度度6879三三二二一一三三二二现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级注：注：1.建筑场地为建筑场地为类时，除类时，除6度外可按表内降低一度所对应的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；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。地、地基条件确定抗震等级。第5章 多层与高层钢筋混凝土房屋结构抗震设计 1、甲、乙、丁类建筑应按抗震设防标准中的抗震措施所、甲、乙、丁类建筑应按抗震设防标准中的抗震措施所要求的设防烈度按上表确定抗震等级。要求的设防烈度按上表确定抗震等级。2、当当框框架架-抗抗震震墙墙结结构构有有足足够够的的抗抗震震墙墙时时，其其框框架架部部分分是是次次要要抗抗侧侧力力构构件件，可可按按框框架架-抗抗震震墙墙结结构构中中的的框框架架确确定定抗抗震震等等级级。否否则则按按框框架架结结构构确确定定等等级级。区区分分标标准准是是看看框框架架部部分分承承受的地震倾覆力矩是否大于结构总地震倾覆力矩的受的地震倾覆力矩是否大于结构总地震倾覆力矩的50%。框架承受的地震倾覆力矩可按下式计算：框架承受的地震倾覆力矩可按下式计算：-框架框架-抗震墙结构在基本振型地震作用下框架部分承受的地震倾抗震墙结构在基本振型地震作用下框架部分承受的地震倾 覆力矩；覆力矩；-结构层数；结构层数；-框架框架i层柱的根数；层柱的根数；-第第i层层j根框架柱的计算地震剪力；根框架柱的计算地震剪力；-第第i层层高。层层高。第5章 多层与高层钢筋混凝土房屋结构抗震设计三、建筑结构布置宜规则三、建筑结构布置宜规则四、合理设计结构破坏机制四、合理设计结构破坏机制1、框架结构、框架结构 为为了了充充分分发发挥挥整整个个结结构构的的抗抗震震能能力力，较较合合理理的的地地震震破破坏坏机机制制应应为为节节点点基基本本不不破破坏坏，梁梁比比柱柱的的屈屈服服能能早早发发生生、多多发发生生；同同一一层层中中，各各柱柱两两端端屈屈服服历历程程越越长长越越好好；底底层层柱柱底底的的塑塑性性铰铰宜宜最最晚晚发发生生。梁梁柱柱端端的的塑塑性性铰铰出出现现得得尽尽可可能分散。能分散。2、框架、框架-抗震墙结构抗震墙结构 抗抗震震墙墙的的各各墙墙段段（包包括括小小开开洞洞墙墙和和联联肢肢墙墙肢肢）的的高高宽宽比比不不宜宜小小于于2，使使其其成成弯弯剪剪破破坏坏。连连梁梁宜宜在在梁梁端端塑塑性性屈屈服服，且且有有足足够够的的变变形形能能力力，在在墙墙段段充充分分发发挥挥抗抗震震作作用用前前不不失失效。效。第5章 多层与高层钢筋混凝土房屋结构抗震设计五、构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏五、构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏 主主要要抗抗侧侧力力的的钢钢筋筋混混凝凝土土构构件件的的极极限限破破坏坏应应以以构构件件弯弯曲曲时时主主筋筋受受拉拉屈屈服服破破坏坏为为主主，应应避避免免变变形形性性能能差差的的混混凝凝土土首首先压溃或剪切破坏，以及钢筋锚固失效和粘接破坏。先压溃或剪切破坏，以及钢筋锚固失效和粘接破坏。延延性性破破坏坏和和脆脆性性破破坏坏两两者者的的变变形形性性能能差差别别很很大大，与与其其相相关关的的因因素素有有：抗抗剪剪和和抗抗弯弯承承载载力力之之比比、剪剪跨跨比比、剪剪压压比比、轴轴压压比比、主主筋筋率率、配配筋筋率率、箍箍筋筋形形式式、混混凝凝土土和和钢钢筋筋材材料料、钢筋连接和锚固方式等。钢筋连接和锚固方式等。规范中许多规定都属于这方面的要求。规范中许多规定都属于这方面的要求。第5章 多层与高层钢筋混凝土房屋结构抗震设计 当建筑平面过长、结构单元的结构体系不同、高度和刚当建筑平面过长、结构单元的结构体系不同、高度和刚度相差过大以及各结构单元的地基条件有较大差异时，应度相差过大以及各结构单元的地基条件有较大差异时，应考虑设防震缝。其最小宽度应符合下面要求：考虑设防震缝。其最小宽度应符合下面要求：高层建筑宜选用合理的建筑结构方案，不设防震缝。高层建筑宜选用合理的建筑结构方案，不设防震缝。1、防震缝、防震缝（1）钢筋混凝土框架房屋的防震缝宽度，当高度不超过）钢筋混凝土框架房屋的防震缝宽度，当高度不超过15m时可采用时可采用70mm，超过，超过15m时，时，6、7、8、9度相应每度相应每增加高度增加高度5m、4m、3m、2m，宜加宽，宜加宽20mm。六、防震缝与抗撞墙六、防震缝与抗撞墙（2）框架）框架-抗震墙结构房屋的防震缝宽度抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用框架规定数值的可采用框架规定数值的50%，且不宜小于，且不宜小于70mm。（3）防震缝两侧结构类型不）防震缝两侧结构类型不 同同时时，按按不不利利体体系系考考虑虑，并按低的房屋高度计算缝宽。并按低的房屋高度计算缝宽。th框架框架框架框架-抗震墙抗震墙第5章 多层与高层钢筋混凝土房屋结构抗震设计 8、9度设防的钢筋混凝土框架房屋防震缝两侧的结构，当度设防的钢筋混凝土框架房屋防震缝两侧的结构，当结构高度、刚度或层高相差较大时，可在防震缝两侧房屋的结构高度、刚度或层高相差较大时，可在防震缝两侧房屋的尽端设垂直于防震缝的抗撞墙。尽端设垂直于防震缝的抗撞墙。2、抗撞墙、抗撞墙层高不同层高不同高度、刚度相差较大高度、刚度相差较大 每一侧的数量不应少于两道。宜分别对称布置，墙肢的长每一侧的数量不应少于两道。宜分别对称布置，墙肢的长度可不大于一个柱距。度可不大于一个柱距。内力应按考虑和不考虑抗撞墙两种情况进行分析，按不利内力应按考虑和不考虑抗撞墙两种情况进行分析，按不利情况取值。情况取值。抗撞墙的端柱和框架边柱箍筋应沿房屋全高加密。抗撞墙的端柱和框架边柱箍筋应沿房屋全高加密。第5章 多层与高层钢筋混凝土房屋结构抗震设计 2、钢筋混凝土框架的梁、柱构件应避免剪切破坏、钢筋混凝土框架的梁、柱构件应避免剪切破坏 “强剪弱弯强剪弱弯”构件弯曲破坏形成的极限剪力应小于构件斜截面的极限构件弯曲破坏形成的极限剪力应小于构件斜截面的极限剪力。剪力。七、钢筋混凝土框架的结构体系七、钢筋混凝土框架的结构体系1、钢筋混凝土框架结构宜对称布置；、钢筋混凝土框架结构宜对称布置；3、钢筋混凝土框架的梁、柱构、钢筋混凝土框架的梁、柱构 件之间应设置成件之间应设置成“强柱弱梁强柱弱梁”4、梁柱节点的承载力宜大于梁、柱构件的承载力。、梁柱节点的承载力宜大于梁、柱构件的承载力。“更强的节点更强的节点”第5章 多层与高层钢筋混凝土房屋结构抗震设计 抗震墙的一般布置原则是抗震墙的一般布置原则是“均匀、分散、对称、周边均匀、分散、对称、周边”。八、框架八、框架-剪力墙结构的结构布置剪力墙结构的结构布置1、抗震墙布置的基本原则、抗震墙布置的基本原则 框架框架-抗震墙结构中的抗震墙宜沿主轴方向双向布置，抗震墙结构中的抗震墙宜沿主轴方向双向布置，贯通房屋全高，且横向与纵向抗震墙宜相连，互为翼墙，贯通房屋全高，且横向与纵向抗震墙宜相连，互为翼墙，以提高其刚度和承载能力。以提高其刚度和承载能力。一般情况下，宜布置在竖向荷载较大处，平面形状变一般情况下，宜布置在竖向荷载较大处，平面形状变化处和楼梯间、电梯间等。化处和楼梯间、电梯间等。2、抗震墙布置位置的选择、抗震墙布置位置的选择 房屋较长时，纵向抗震墙不易设置在端开间。房屋较长时，纵向抗震墙不易设置在端开间。第5章 多层与高层钢筋混凝土房屋结构抗震设计3、抗震墙布置的具体要求、抗震墙布置的具体要求（1）楼（电）梯间、竖井等使楼面开洞的竖向通道，不）楼（电）梯间、竖井等使楼面开洞的竖向通道，不 宜设在结构单元端部角区及凹角处；宜设在结构单元端部角区及凹角处；这种竖向通道不宜独立设在柱网之外的中间位置。这种竖向通道不宜独立设在柱网之外的中间位置。第5章 多层与高层钢筋混凝土房屋结构抗震设计（2）纵横向抗震墙成组布置）纵横向抗震墙成组布置纵横向抗震墙宜合并布置为纵横向抗震墙宜合并布置为L形、形、T形和口字形。形和口字形。两片墙组成联肢墙两片墙组成联肢墙第5章 多层与高层钢筋混凝土房屋结构抗震设计（3）合理调整抗震墙的长度）合理调整抗震墙的长度 为了保证抗震墙具有足够的的延性，不发生脆性的剪为了保证抗震墙具有足够的的延性，不发生脆性的剪切破坏，每一道抗震墙（包括单片墙、小开口墙和联肢切破坏，每一道抗震墙（包括单片墙、小开口墙和联肢墙）不应过长，总高度与总长度之比宜大于墙）不应过长，总高度与总长度之比宜大于2。较长的单片墙可以留出结构洞口，划分成联肢墙的两较长的单片墙可以留出结构洞口，划分成联肢墙的两个墙肢。个墙肢。第5章 多层与高层钢筋混凝土房屋结构抗震设计（4）抗震墙的最大间距）抗震墙的最大间距抗震墙间距不应过大。抗震墙间距不应过大。抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比宜满足下表抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比宜满足下表要求：要求：不宜采用不宜采用装配式楼盖装配式楼盖现浇、叠合梁扳现浇、叠合梁扳9度度8度度6、7度度结构结构 抗震墙之间楼、屋盖的长宽比抗震墙之间楼、屋盖的长宽比 抗震墙之间的楼、屋盖有较大开洞时，长宽比还应减小。抗震墙之间的楼、屋盖有较大开洞时，长宽比还应减小。当超过上述要求时，应计入楼盖平面内的变形影响。当超过上述要求时，应计入楼盖平面内的变形影响。第5章 多层与高层钢筋混凝土房屋结构抗震设计抗震墙的端部钢筋配置在柱截面内。抗震墙的端部钢筋配置在柱截面内。4、抗震墙的边框梁、柱、抗震墙的边框梁、柱框架梁应保留，当无法设置明梁时应设置暗梁。框架梁应保留，当无法设置明梁时应设置暗梁。暗梁的高度、纵筋、箍筋与明梁相同，配置在墙身内。暗梁的高度、纵筋、箍筋与明梁相同，配置在墙身内。