《抗震结构设计》多媒体课件-第5章.ppt

1、5 多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计武汉理工大学出版社武汉理工大学出版社5.1 5.1 5.1 概述概述概述概述概述概述框架结构体系框架结构体系n 多层和高层钢筋混凝土结多层和高层钢筋混凝土结构体系包括：构体系包括：p框架结构框架结构;p框架框架-抗震墙结构；抗震墙结构；p抗震墙结构；抗震墙结构；p筒体结构；筒体结构；p框架框架-筒体结构。筒体结构。n 钢筋混凝土框架房屋：钢钢筋混凝土框架房屋：钢筋混凝土纵梁、横梁和柱等筋混凝土纵梁、横梁和柱等 构件组成承重体系的房屋。构件组成承重体系的房屋。钢筋混凝土框架房屋层数一钢筋混凝土框架房屋层数一般在十层以下。般在十层

2、以下。n 框架结构的震害框架结构的震害柱底的震害柱底的震害角柱的震害角柱的震害5.1 5.1 5.1 概述概述概述概述概述概述n 框架结构的震害框架结构的震害柱柱 顶顶的震害的震害5.1 5.1 5.1 概述概述概述概述概述概述n 框架结构的震害框架结构的震害短柱的震害短柱的震害5.1 5.1 5.1 概述概述概述概述概述概述当柱高小于当柱高小于4倍柱截面高度（倍柱截面高度（H/b4)时形成短柱。短柱刚度大，易产生剪时形成短柱。短柱刚度大，易产生剪切破坏。切破坏。n 框架结构的震害框架结构的震害5.1 5.1 5.1 概述概述概述概述概述概述 填充墙破坏的主要原因是：填充墙破坏的主要原因是：墙

3、体受剪承载力低，变形能力墙体受剪承载力低，变形能力小，墙体与框架缺乏有效的拉小，墙体与框架缺乏有效的拉结，在往复变形时墙体易发生结，在往复变形时墙体易发生剪切破坏和散落。剪切破坏和散落。5.2 5.2 5.2 抗震设计的一般要求抗震设计的一般要求抗震设计的一般要求抗震设计的一般要求抗震设计的一般要求抗震设计的一般要求5.2.1 结构体系选择结构体系选择p 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）结结 构构 类类 型型烈度烈度6 度度 7 度度 8 度度 9 度度 框架框架60554525框架抗震墙框架抗震墙13012010050抗震墙抗震墙14012010060

4、部分框支抗震墙部分框支抗震墙12010080不应采用不应采用框架核心筒框架核心筒15013010070筒中筒筒中筒18015012080板柱抗震墙板柱抗震墙403530不应采用不应采用5.2 5.2 5.2 抗震设计的一般要求抗震设计的一般要求抗震设计的一般要求抗震设计的一般要求抗震设计的一般要求抗震设计的一般要求5.2.1 结构体系选择结构体系选择p 房屋的高宽比限值房屋的高宽比限值 结结 构构 类类 型型设设 防防 烈烈 度度6,7度度8度度9度度框架框架,板柱板柱-抗震墙抗震墙432框架框架-抗震墙抗震墙543剪力墙剪力墙654筒体筒体6545.2 5.2 5.2 抗震设计的一般要求抗震

5、设计的一般要求抗震设计的一般要求抗震设计的一般要求抗震设计的一般要求抗震设计的一般要求5.2.3 抗震等级抗震等级结构类型结构类型烈度烈度6789框架结构框架结构高度高度（m)30303030303025框架框架四四三三三三二二二二一一一一剧场、体育馆等剧场、体育馆等大跨度公共建筑大跨度公共建筑三三二二一一一一框架抗框架抗震墙结构震墙结构高度高度（m)60606060606050框架框架四四三三三三二二二二一一一一抗震墙抗震墙三三二二一一一一一一抗震墙抗震墙结构结构高度高度（m)80808080808060抗震墙抗震墙四四三三三三二二二二一一一一部分框支部分框支抗震墙结抗震墙结构构抗震墙抗震墙

6、三三二二二二一一/框支层框架框支层框架二二二二一一一一筒体结构筒体结构框架核框架核心筒心筒框架框架三三二二一一一一核心筒核心筒二二二二一一一一筒中筒筒中筒外筒外筒三三二二一一一一内筒内筒三三二二一一一一板柱抗板柱抗震墙结构震墙结构板柱的柱板柱的柱三三二二一一/抗震墙抗震墙二二二二一一5.3 5.3 5.3 框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算5.3.1 水平地震作用计算水平地震作用计算p 一般多采用顶点位移法计算结构的基本周期一般多采用顶点位移法计算结构的基本周期TT171u.T 量纲是否一致量纲是否一致?p 利用利用Ra

7、yleigh法求自振周期的原理法求自振周期的原理:Tmax=Umax,d21022maxlxymT lxyEIU02maxd21 llxymxyEI02022dd5.3 5.3 5.3 框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算5.3.1 水平地震作用计算水平地震作用计算gmq 223422312mgl xlxxyEI32322xlxxlEIgmy2222xlxlEIgmy llxxlxxlgmmxxlxlgmEI02432202222d12322EId22EIl,mq对于一作弯对于一作弯曲变形的梁曲变形的梁解解:EImlTmE

8、Ilb2277.12,55.3444888glEImEIglmEIqlbbbb.EIml.T6177125.3 5.3 5.3 框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算5.3.1 水平地震作用计算水平地震作用计算l,mqgmq 123224322xlxxlEIgmy32322xlxxlEIgmy2222xlxlEIgmy 对于一作剪对于一作剪切变形的梁切变形的梁解解:GAmlTs42222222glGAmGAglmGAqlssss.T81ss.T81bb.T61bs.T71TTu.T7115.3 5.3 5.3 框架内力与位移

9、计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算5.3.2 水平地震作用下框架内力的计算水平地震作用下框架内力的计算多层框架结构建筑多层框架结构建筑1ijijinijjDVVDVij5.3 5.3 5.3 框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算5.3.4 内力组合内力组合p 什么是内力组合什么是内力组合p 如何进行内力组合如何进行内力组合左震、右震左震、右震恒载、活载恒载、活载GQ1.21.4SSS基本组合基本组合地震组合地震组合GQ1.350.7 1.4SSSGEEh1.21.

10、4SSS5.3 5.3 5.3 框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算框架内力与位移计算5.3.5 框架结构位移验算框架结构位移验算p 多遇地震作用下层间弹性位移的计算多遇地震作用下层间弹性位移的计算p 罕遇地震作用下层间弹塑性位移验算罕遇地震作用下层间弹塑性位移验算 eeuh1ieinijjVuD1/550ppuh1/50eppuu5.4 5.4 5.4 钢筋混凝土框架结构构件设计钢筋混凝土框架结构构件设计钢筋混凝土框架结构构件设计钢筋混凝土框架结构构件设计钢筋混凝土框架结构构件设计钢筋混凝土框架结构构件设计5.4.1 框架梁截面设计框架梁

11、截面设计p 梁抗震设计的基本要求：梁抗震设计的基本要求：p“强剪弱弯强剪弱弯”的原则的原则p 剪压比的限值剪压比的限值l 剪压比剪压比是截面上平均剪应力与混凝土轴心抗压强度设是截面上平均剪应力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值，以计值的比值，以V/(fcbh0)表示。表示。p 提高梁延性的措施提高梁延性的措施l 梁截面尺寸的要求梁截面尺寸的要求l 纵筋配筋率的要求纵筋配筋率的要求l 梁端箍筋加密的要求梁端箍筋加密的要求5.4 5.4 5.4 钢筋混凝土框架结构构件设计钢筋混凝土框架结构构件设计钢筋混凝土框架结构构件设计钢筋混凝土框架结构构件设计钢筋混凝土框架结构构件设计钢筋混凝土框架结构构件设计

12、5.4.2 框架柱截面设计框架柱截面设计p 柱抗震设计的基本要求：柱抗震设计的基本要求：p“强柱弱梁强柱弱梁”的原则。的原则。p“强剪弱弯强剪弱弯”的原则。的原则。p 剪压比的限值。剪压比的限值。p 控制柱的轴压比。控制柱的轴压比。l 轴压比轴压比是指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积是指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值，以和混凝土抗压强度设计值乘积之比值，以N/fcbchc表示表示。p 提高柱延性的措施。提高柱延性的措施。l 柱截面尺寸的要求；柱截面尺寸的要求；l 柱筋配筋率的要求；柱筋配筋率的要求；l 柱端箍筋加密的要求。柱端箍筋加密的要求。5.4 5.4 5.4 钢筋混凝土框架结构构件设计钢筋混凝土框架结构构件设计钢筋混凝土框架结构构件设计钢筋混凝土框架结构构件设计钢筋混凝土框架结构构件设计钢筋混凝土框架结构构件设计5.4.3 框架节点抗震设计框架节点抗震设计p“强节点弱构件强节点弱构件”的设计原则的设计原则p 剪力设计值剪力设计值VjHcVc上上Mc上上Vc下下Mc下下hbhb0asVjMb右右Mb左左0bbbscbMMhaHhjbcVVV001bbsbscbMhahaHhbcsbsbbjjhHahahMV001p 对一、二级框架，有：对一、二级框架，有：框架节点核心区受力示意图框架节点核心区受力示意图