第十六章钢筋混凝土抗震墙结构第4章钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋框架结构特点：空间大，平面布置灵活。抗侧刚度低。抗震墙结构特点：空间小，平面布置不灵活。抗侧刚度高。框架结构－抗震墙结构特点：具有两者的优点，且变形更均匀。按照墙的几何形状及有无门洞，抗震墙又列分成不向的类型，如图16.1.1所示：它们的破坏形态和配筋构造要求既有共性，又有特殊性。例如，不开洞的墙为悬臂抗震墙；开有洞口的墙称为开洞抗震墙；根据抗震墙的高宽比，有可分为高等抗震墙、中高等抗震墙、低矮抗震搞。在框架—抗震搞结构中，抗震墙往往和梁、柱结合在一起称为带边框的抗震墙等等。悬臂抗震墙没有洞口，可以看成是一个悬臂构件，承受压力、弯距、剪力的共同作用。它应当符合钢筋混凝土压弯剪构件的基本规律。但是与柱相比，它往往高度大(一般抗震墙高度为建筑物总高）开口抗震墙与悬臂抗震墙不同．洞口将抗震墙分成墙肢及连系梁两类构件。联系梁—般跨高比都较小，抗剪承裁力较一般受弯构件突出。墙肢则和悬臂抗震墙相似，承受轴力、弯距与剪力的共同作用。在水平荷载作用下的受拉墙肢轴向压力可能较小，甚至可能是铀向拉力，此时抗弯、抗剪的承载力会降低。抗震墙结构是由纵横两方向的钢筋混凝土墙(剪力墙)组成的结构。这种墙体除抵抗水平合作和竖向荷载作用外，还对房屋起维护和分隔作用。这种结构适用于高层住宅、旅馆等建筑。因为抗震墙结构的墙体较多，侧向刚度大，所以它可以建得很高。目前，我国抗震墙结构多用于高层住宅和旅馆建筑的高的可达百米。16.1.1钢筋混凝土抗震构件的抗震性能钢筋混凝土抗震墙根据不同的高宽比一般可分为三种类型：一是高宽比大于2.0的高等抗震墙，二是高宽比不大于2.0且大于1.0的中等高抗震墙，三是高宽比小于1.0的低矮墙。对于高等抗震墙，其破坏状态一般为弯曲破坏，具有较好的变形能力；中等高抗震墙的破坏状态为弯剪破坏．具有一定的变形能力；低矮墙的破坏状态一般为剪切破坏，其变形能力比较差。对于开洞抗震墙避免墙肢的剪切破坏和尽量避免连梁的剪切破坏，能有效地提高开洞抗震墙的承载能力和变形能力。开洞抗震墙的弯曲破坏，存在下列两种情况：1）连系梁不屈服，墙肢弯曲破坏后丧失承裁能力。这种情况往往出现在联系梁刚度及承载能力都较大的开洞抗震墙中。墙的整体性能很好，其刚度和破坏情况都接近于悬臂墙。2)连系梁先屈服，然后墙肢弯曲破坏丧失承载能力。当连系梁钢筋屈服并具有延性时，它既可以吸收大量地震能量，又能继续传递弯矩与剪力，对墙肢有一定的约束作用。使抗震墙保持足够的刚度和承载力，延性较好。这种破坏形式是最理想的。图16.1.4是另一片连系梁先屈服．然后墙肢屈服的抗震墙模型在反复荷载作用下的顶点位移滞回曲线。与图16.3.3抗震墙滞回性能相比较，可以看出具有延性连系梁的开洞抗震墙滞回环稳定，抗震性能较好。在开洞抗震墙中，当连系梁端部钢筋屈服，可以形成数量众多的塑性铰时，具有较好的变形能力和耗能能力。这是最理想的。其次，如果连系梁出现剪切破坏，按照抗震结构设计的“多道设防”的原则，只要保证墙肢安全，整个结构就不致严重破坏或倒塌。因此，经过合理设计的开洞抗震墙，与悬臂抗震墙相比，可以作到裂缝分散，由连系梁端塑性铰吸收地震能量，从而保证墙肢的安全，是一种抗震性能很好的结构。按照“强墙弱梁”原则加强墙肢的承载力，绝对避免墙肢的剪切破坏，同时尽可能避免连系梁过早的剪切破坏，对于提高开洞抗震墙的承戴能力和变形能力是至关重要的。塑性铰：从钢筋屈服到混凝土被压碎，截面不断绕中和轴转动，类似于一个铰，由于此铰是在截面发生明显的塑性形变后形成的，故称其为塑性铰。结构铰：用来连接两个固体，并允许两者之间做转动的连接，传递剪力和轴力，不传递弯矩。塑性铰的存在条件是因截面上的弯矩达到塑性极限弯矩，并由此产生转动；当该截面上的弯矩小于塑性极限弯矩时，则不允许转动。因此，塑性铰可以传递一定的弯矩，而在结构铰中弯矩为零，不能传递弯矩。结构铰为双向铰，即可以在两个方向上产生相对转动，而塑性铰的转动方向必须与塑性弯矩的方向一致，不允许与塑性铰极限弯矩相反的方向转动，否则出现卸载使塑性铰消失。所以塑性铰为单向铰。塑性铰是与理想铰相比较而言，理想铰不能承受弯矩，而塑性铰能够承受弯矩，其值即为塑性铰截面的极限弯矩。对于超静定结构，由于存在多余联系，某一截面的纵向钢筋屈服，即某一截面出现塑性铰并不能使结构立即成为破坏结构，还能承受继续增加的荷载。当继续加荷时，先出现塑性铰的截面所承受的弯矩维持不变，产生转动，没有出现塑性铰的截面所承受的弯矩继续增加，直到结构形成几何可变机构。这就是塑性变形引起的结构内力重分布，塑性铰转动的过程就是内力重分布的过程。多道抗震防线指的是：一个抗震结构体系，应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结