多层及高层钢筋混凝土房屋
• 相对侧移大,承受的扭转作用也最多。
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多层及高层钢筋混凝土房屋
• 绵竹市东方汽轮机厂材料研究中心, •绵竹市汉旺镇东汽小学教学楼
•六层框架结构,底层角柱上端开裂
•四层框架结构, •角柱节点剪切破坏
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多层及高层钢筋混凝土房屋
•安县安昌镇血站综合楼四层框架结构, •建于2001年,
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多层及高层钢筋混凝土房屋
•b 柱底柱根部的破坏率相对柱顶较低;
• c 柱身中段的震害与对柱顶和柱底对比相对较少, • 但同样存在严重震害:
• (1)柱身配箍太小引起的柱身剪切破坏。
• (2)柱身的短柱破坏
• d 角柱 框架角柱的震害常比边柱和中柱更为严重:
• (1)在双向刚接框架中,地震作用的双向偏心与重力荷载的双向偏心
•底层框架角柱节点剪切破坏
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•底层角柱上下端破坏
多层及高层钢筋混凝土房屋
•f 短柱
• (1)短柱破坏特点剪切承载力不足的震害; • (2)长短柱在同一层中同时存在时,短柱破坏严重; • (3)框架柱由于墙的嵌固出现短柱而震害加重。
•g 楼梯柱
• (1)框架中的楼梯斜梁和踏步板构成类似竖向钢筋混凝土斜撑,作用于 •楼梯柱或支承中间平台梁板的框架柱,以致这些柱承受更大的地震剪力。 • (2)有时,楼梯平台柱上下与框架梁连接,实际形成短柱而加重了震害。 • (3)在构造上应按短柱考虑,控制轴压比,加密箍筋间距是合适的。
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多层及高层钢筋混凝土房屋
•(4)钢筋混凝土抗震墙结构
• 钢筋混凝土抗震墙结构一般多用于民用建筑的住宅、宿舍, •其震害都较轻。小开间现浇抗震墙也只是出现轻微裂缝。
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多层及高层钢筋混凝土房屋
•4、竖向刚度不均匀使震害加重
•(1)底部刚度小
• 由于底层抗侧移刚度和屈服强度骤然减低,位移增大, •屈服强度系数比上面各层小的多,引起底层严重破坏甚至 •倒塌。
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多层及高层钢筋混凝土房屋
•都江堰市某六层单跨框架,部分倒塌
•都江堰市烟草公司八层单跨框架, •结构中等破坏
•填充墙破坏严重,部分倒塌
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多层及高层钢筋混凝土房屋
•台湾集集地震中彰化县林镇龙邦富贵名门大楼倒塌, •十六层单跨框架,下面八层倒塌
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多层及高层钢筋混凝土房屋
•2、单向框架
•特点:(1)仅对横向框架进行平面结构分析。
•
(2)对纵向按连续梁计算,仅考虑其承担垂直荷载,
•
在箍筋配置和纵筋的锚固上也常按一般梁考虑。
•
•
而地震作用时,实际上横向的基本周期和纵向的基本周期
• 相当接近,纵横向的总地震力也大致接近,每个柱子在
• 纵向和横向承受的地震剪力和弯矩也差不多。
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多层及高层钢筋混凝土房屋
• 绵竹市汉旺镇东方汽轮机
•厂某框架结构底部角柱节点破坏
•映秀镇漩口中学教学楼,四层框架结构, •严重破坏。底层角柱节点弯剪破坏
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多层及高层钢筋混凝土房屋
•汶川县映秀镇漩口中学教学楼 •严重破坏框架节点, •两侧梁标高不一致,
•边跨中间节点弯剪破坏
•底层柱上下端产生塑性铰,形成机构
多层及高层钢筋混凝土房屋
•都江堰施工中六层框架结构, •底层柱上下端破坏倾斜移侧
•都江堰市某框架结构底层倾斜侧移, •六层框架结构,
•底层柱上下端破坏倾斜移侧
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多层及高层钢筋混凝土房屋
•(2)中间柔弱层
• 多层和高层框架房屋的中间层,强地震时常出现异常的震害, •这些层可能是结构布置较弱的楼层,而且高层房屋的竖向地震作 •用也是破坏的原因,这些楼层也出现最大压应力或最大拉应力, •在竖向刚度突变时,刚度小的楼层在水平和竖向地震的共同作用 •下,由于抗震承载力不足而毁坏倒塌。
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多层及高层钢筋混凝土房屋
•都江堰市华夏广场某住宅楼五层框架结构, •建于2003年,底部两层完全倒塌,
•都江堰市宁江集团对面某五层框架结构,
•5层变成3层
•底部两层完全倒塌,五层变成三层
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多层及高层钢筋混凝土房屋
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•彭州市小渔洞商店底层倾斜侧移 •三层框架结构,底层柱上下端破坏倾斜移侧
b 房屋高度与高宽比。房屋愈高,受到的地震作用和倾覆力 矩愈大,破坏的可能性也愈大;
c 上部为抗震墙等刚性结构,下部为框架,出现的倾覆破坏; d 突出屋顶的收进建筑破坏严重; e 顶层空旷大房间震害严重; f 高低层毗连房屋震害加重。
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多层及高层钢筋混凝土房屋
•都江堰市基督教堂框架结构, •底部结构轻微破坏,
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•汶川县映秀镇漩口中学教学楼 •严重破坏,
•角柱节点弯剪破坏
多层及高层钢筋混凝土房屋
•5、钢筋混凝土抗震墙
•a 现浇钢筋混凝土抗震墙结构体系,多次地震的调害表明,
• 破坏程度均较轻;
•
现浇抗震墙的空间整体性强,水平荷载下的侧向变形小,
• 承载能力富裕很大,地震时剪力墙即使严重开裂,强度衰减,
•(2)填充墙框架
• 这种结构形式主要在上世纪八十年代前应用较多。 •特点:
➢嵌砌于框架间的填充砖墙在地震时与钢筋混凝土框架 • 共同承受地震水平作用,在一定程度上约束了填充墙框架 • 的侧移; ➢填充墙的破坏是最为普遍; ➢框架平面内嵌砌砖填充墙时,柱上端易发生剪切破坏。 ➢外墙框架柱在窗洞处因受窗下墙的约束而发生短柱型剪切 • 破坏。
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多层及高层钢筋混凝土房屋
•3、框架梁
• a 梁端:斜裂缝裂缝正八字形、竖裂缝; • b 梁的跨中在中部1/3跨度范围内出现竖向裂缝; • c 短梁出现斜裂缝,且斜裂缝延伸很长。
•4、梁柱节点
• 梁柱节点在水平地震作用下,左、右梁顺时针绕节点的同方向弯矩 •和上、下柱逆时针绕节点的反方向弯矩的作用,在节点处引起的剪力 •比柱子的剪力大得多。并使节点域受到一个对角方向的压力和 •另一对角方向的拉力,当节点域的主拉应力超过混凝土抗拉强度时, •即产生剪切型的斜向裂缝。 • 地震作用反向时,将在另一方面产生斜裂缝,地震作用的往复作用, •节点域可能产生多条交叉裂缝,混凝土剥落、酥裂,梁、柱纵筋在节点区 •的锚固失效。
•(3)顶部柔弱层
•(4)上下两端柔弱层
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• 阪神地震中某医院中间五层
•薄弱层倒塌,一层完好无损
多层及高层钢筋混凝土房屋
•(二)、建筑体型布置
•1、平面布置
➢ 刚度不均匀; ➢ L形等不对称平面的建筑; ➢ 开口房屋由于刚度极不均匀,破坏率显著增高; ➢ 电梯间布置上存在较大偏心也将使震害加重; ➢ 带有较长翼缘或凸出的T形、十字形、U形、H形、 • Y形平面由于地震时侧移差异而使震害加重。
•
叠加,使角柱的地震承载力更显不足。
• (2)多层和高层建筑中,水平地震作用引起较大倾复力矩,在框架整体
•
斜向弯曲时,使角柱受到的附加轴力最大。
• (3)结构体系或重力荷载分布不均匀时,各楼层的质心与刚心间偏心
•
使在地震平动作用下出现扭转振动,同时地震动还存在扭转分量,
•
它加剧了结构的扭转振动,角柱在扭转振动过程中比其他框架柱
• 的双重结构体系。总体耐震性能好,延性较好,震害很轻,。
•都江堰市公安局大楼中等破坏, •11层框架-抗震墙结构
•抗震墙连梁X形裂缝
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多层及高层钢筋混凝土房屋
•抗震墙底部混凝土 •压碎主筋压屈
•都江堰市岷江国际大厦轻微破坏
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•抗震墙连梁X形裂缝
多层及高层钢筋混凝土房屋
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多层及高层钢筋混凝土房屋
•都江堰市华夏广场商住楼, •五层框架结构,底层柱上端破坏
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•绵竹市汉旺镇某商住楼框架结构, •底层柱上端面呈灯笼状破坏, •箍筋弯钩进开
•都江堰市金叶宾馆六层框架结构, •严重破坏。
•底层柱上端混凝土压碎主筋压曲
•6、钢筋混凝土房屋中的砌体填充墙
•a 砌体填充墙体局部或全部平面外倒塌;
•b 砌体填充墙的斜裂缝和交叉裂缝是常见的震害;
•c 填充墙的做法对震害有很大影响:
• (1)现浇抗震带的震害较轻; • (2)设有与柱拉结钢筋的填充墙震害次之; • (3)嵌砌于框架内的砌体填充墙施工时未与周边框架柱、 • 梁、板顶紧者震害最重,因其实际上成为平面外独立悬臂墙, • 平面外全部倒塌或顶部倒塌;
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•(三)、各类结构构件破坏形态 •1、框架结构整体倒塌
•都江堰市某五层框架结构, •整体叠压式倒塌
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•汶川县映秀镇漩口 •中学某框架结构, •建筑整体退台式倒塌
多层及高层钢筋混凝土房屋
•2、框架柱
• a 柱顶部破坏是现浇混凝土框架柱最多见的震害:
•出屋面塔楼严重破坏。
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•都江堰市天地仁商务酒店, •五层框架结构,建于2007年,
•屋顶小塔楼倾倒。
多层及高层钢筋混凝土房屋
•3、防震缝和变形缝的震害
• a 缝宽不足; • b 缝内落入物造成破坏; • c 防震缝两侧相邻建筑物楼层高度不同发生互撞时, • 缝两侧为不同材料建造时由于结构动力特性不同, • 地震反应不同可能有相位差,地震时碰撞的震害加重; • d 防震缝未彻底断开造成震害.
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