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1、8 建筑抗震与防火,本章提要,本章内容：地震的基本知识、建筑抗震的设防目标和设计要点，建筑变形缝的概念、设置要求和构造，以及建筑火灾概念、火灾的发展与蔓延、防火分区及划分原则。学习重点：掌握建筑变形缝的构造和建筑安全疏散要求；了解建筑抗震和建筑防火的基本知识。,本 章 内 容,8.1 建筑抗震 8.2 建筑防火,地 震：指由于地壳构造运动使岩层发生断裂、错动而引起的地面振动。震 源：地壳深处发生岩层断裂、错动的地方。震 中：震源正上方的地面。地震波：当震源岩层发生断裂、错动时，岩层所积累的变形能突然释放，以波的形式从震源向四周传播。,8.1 建筑抗震,8.1.1 地震知识简介,8.1.1.1
2、地震与地震波,地震震级：指地震的强烈程度，一般称里氏震级，取决于地震时释放能量的大小。地震烈度：指地震时某一地区地面、建(构)筑物遭受地震影响的强烈程度，它不仅与震级有关，而且与震源深度、距震中的距离、建筑场地的土质等因素有关。一次地震只有一个震级，但却有不同的地震烈度。,8.1.1.2 地震震级与地震烈度,中国地震烈度表,度； 无感，仅仪器能记录到；度； 个别敏感的人在完全静止中有感；度； 室内少数人在静止中有感，悬挂物轻微摆动；度； 室内大多数人，室外少数人有感，悬挂物摆动，不稳器皿作响；度； 室外大多数人有感，家畜不宁，门窗作响，墙壁表面出现裂纹,度； 人站立不稳，家畜外逃，器皿翻落，简
3、陋棚舍损坏，陡坎滑坡；度； 房屋轻微损坏，牌坊，烟囱损坏，地表出现裂缝及喷沙冒水；度； 房屋多有损坏，少数破坏路基塌方，地下管道破裂； 度； 房屋大多数破坏，少数倾倒，牌坊，烟囱等崩塌，铁轨弯曲；度； 房屋倾倒，道路毁坏，山石大量崩塌，水面大浪扑岸；,度； 房屋大量倒塌，路基堤岸大段崩毁，地表产生很大变化；度； 一切建筑物普遍毁坏，地形剧烈变化动植物遭毁灭；我国目前使用的震级标准，是国际上通用的里氏分级表，共分9个等级。通常把小于2.5级的地震叫小地震，2.5-4.7级地震叫有感地震，大于4.7级地震称为破坏性地震。,通常把小于2.5级的地震叫小地震，2.5-4.7级地震叫有感地震，大于4.7
4、级地震称为破坏性地震。震级每相差1.0级，能量相差大约30倍；每相差2.0级，能量相差约900多倍。按震级大小可把地震划分为以下几类： 弱震震级小于3级。 有感地震震级等于或大于3级、小于或等于4.5级。 中强震震级大于4.5级、小于6级。 强震震级等于或大于6级。其中震级大于等于8级的又称为巨大地震,唐山大地震.1976年唐山大地震.flv,1976年7月28日北京时间03时42分53.8秒，在中国河北省唐山、丰南一带（东经118.2，北纬39.6）发生了强度里氏7.8级（矩震级7.5级），震中烈度度，震源深度23千米的地震。地震持续约12秒。有感范围广达14个省、市、自治区，其中北京市和天
5、津市受到严重波及。强震产生的能量相当于400颗广岛原子弹爆炸。整个唐山市顷刻间夷为平地，全市交通、通讯、供水、供电中断。唐山地震没有小规模前震，而且发生于凌晨人们熟睡之时，使得绝大部分人毫无防备，造成24.2万人死亡，重伤16.4万人，名列20世纪世界地震史死亡人数第一 。,使建筑物经抗震设防后，当遭受到低于本地区防设烈度的地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需要修理仍能继续使用； 当遭受到本地区设防烈度影响时，建筑物可能有一定损坏，经一般修理或不需修理仍能继续使用； 当遭受高于本地区设防烈度的罕见地震时，建筑物不致倒塌或发生危及生命的破坏。即做到“小震不坏，中震可修，大震不倒”。,8.1.2
6、抗震设防的目标,宜选择对抗震有利的场地。建筑的平面布置宜规则、对称，形心和重心尽可能接近，并应具有良好的整体性。建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的倾向刚度宜均匀变化，建筑的质量分布均匀。选择技术上、经济上合理的抗震结构体系。加强构造处理。,8.1.3 建筑抗震设计要点,变形缝：为防止建筑物在外界因素(温度变化、地基不均匀沉降及地震)作用下产生变形，导致开裂，甚至破坏而预留的构造缝。 变形缝分三种类型：伸缩缝、沉降缝和防震缝。,8.1.4 建筑变形缝,8.1.4.1 变形缝类型及要求,(1)伸缩缝通常沿建筑物高度方向设置垂直缝隙，将建筑物断开，使建筑物分隔成几个独立部分，各部分可自由胀缩，这种构
7、造缝称为伸缩缝。伸缩缝要求把建筑物的墙体、楼板层、屋顶等地面以上部分全部断开。伸缩缝的位置和间距与建筑物的结构类型、材料、施工条件及当地温度变化情况有关。设计时应根据有关规范的规定设置(表8.1、表8.2)。,表8.1 砌体建筑伸缩缝的最大间距,表8.2 钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距,(2)沉降缝 沿建筑物高度设置垂直缝隙，将建筑物划分成若干个可以自由沉降的单元，这种垂直缝称为沉降缝。 符合下列条件之一者应设置沉降缝：当建筑物相邻两部分有高差；相邻两部分荷载相差较大；建筑体型复杂，连接部位较为薄弱；结构形式不同；基础埋置深度相差悬殊；地基土的地耐力相差较大。,沉降缝的宽度与地基的性质和建筑物
8、的高度有关，地基越软弱，建筑的高度越大，沉降缝的宽度也越大(表8.3)。,表8.3 沉降缝的宽度,(3)防震缝 在变形敏感部位设缝，将建筑物分为若干个体型规整、结构单一的单元，防止在地震波的作用下互相挤压、拉伸，造成变形破坏，这种缝隙叫防震缝。 地震设防烈度为8度、9度地区的多层砌体建筑物，有下列情况之一时应设防震缝：建筑物立面高差在6m以上；建筑物有错层，且楼板错层高差较大；建筑物各部分结构刚度、质量截然不同。,防震缝的宽度，在多层砖混结构中按设防烈度的不同取50100mm；在多层钢筋混凝土框架结构建筑中，建筑物的高度不超过15m时为70mm，当建筑物高度超过15m时，缝宽见表8.4。,表8
9、.4 防震缝的宽度,(1)基础变形缝 基础在沉降缝处的构造有双墙式、交叉式和悬挑式。 双墙式的基础 (图8.1(a) 交叉式的基础 (图8.1(b) 悬挑式的基础 (图8.1(c),8.1.4.2 变形缝的构造,(2)墙体变形缝 变形缝的构造形式与变形缝的类型和墙体的厚度有关，可做成平缝、错口缝或企口缝(图8.2)。, 伸缩缝 (图8.3(a) 沉降缝 (图8.3(b) 防震缝 (图8.3(c) 内墙变形缝的构造应考虑与室内的装饰环境相协调，并满足隔声、防火要求。一般采用具有一定装饰效果的木条盖缝(图8.4)。,(3)楼地层变形缝 楼板层变形缝 楼板层变形缝的宽度应与墙体变形缝一致，上部用金属
10、板、预制水磨石板、硬塑料板等盖缝，以防止灰尘下落。 (图8.5(a) 地坪层变形缝 当地坪层采用刚性垫层时，变形缝应从垫层到面层处断开，垫层处缝内填沥青麻丝或聚苯板，面层处理同楼面(图8.5(b)。,(4)屋顶变形缝 屋顶在变形缝处的构造分为等高屋面变形缝和不等高屋面变形缝两种。 等高屋面变形缝 a）不上人屋面变形缝 (图8.6) b）上人屋面变形缝 (图8.7) 不等高屋面变形缝 (图8.8),变形缝怎样套定额,(1)可燃物质 凡能与空气中的氧或其他氧化剂起剧烈反应的物质，一般都称为可燃物质。(2)助燃物质 凡能帮助和支持燃烧的氧气或氧化剂叫助燃物质(3)火源 凡能引起可燃物质燃烧的热能源称
11、为火源。,8.2 建筑防火,8.2.1 建筑火灾简介,8.2.1.1 建筑物起火的条件,火源一般分为直接火源和间接火源两大类。直接火源主要有四种： 明火、电火花、雷击起火、地震和战争火灾间接火源主要有两种： 加热自燃起火 物品本身自燃起火,建筑火灾的发展分为三个过程(图8.9)： 火灾初起阶段 火灾猛烈燃烧阶段 火灾衰减阶段,8.2.1.2 火灾发展的过程,(1)建筑火灾的蔓延方式 热传导 指物体一端受热时，通过物体分子的运动，将热量传至另一端的传热方式。 热辐射 指热量通过空气为媒介，以电磁波的形式向周围传递的传热方式。 热对流 指炽热的烟气与冷空气之间相互流动，使热量得以传递的传热方式。,
12、8.2.1.3 建筑火灾的蔓延方式与途径,(2)建筑火灾的蔓延途径 由外墙门窗洞口向上层蔓延 (图8.10(b) 为了防止火灾向上层蔓延，可加大上下层门窗洞口之间的墙体高度，或利用外墙挑出的阳台板、窗楣板、雨篷等，使火焰偏离上层门窗洞口，阻止火灾向上层蔓延(图8.10(a)、(c)。 火灾的横向蔓延 火灾通过竖井或竖向空隙蔓延 火灾由通风管道蔓延,一是选择耐火时间较长的建筑结构，结合建筑物的耐火等级，合理选择建筑构配件的材料和构造做法。 二是根据建筑物的耐火等级和层数，限制建筑物内疏散走道的长度；或对建筑物内部进行防火分区。,8.2.2 建筑防火设计,8.2.2.1 建筑防火设计的任务,防火分
13、区：在分析建筑火灾蔓延途径的基础上，利用建筑物的原有构件或在建筑物内设置专门的防火分隔物，采用“堵截包围、穿插分割”的方法，在一定时间内把火灾控制在限定的区域空间，阻止火势快速蔓延，以赢得宝贵的救援时间。,8.2.2.2 建筑防火分区,建筑防火分区分为水平防火分区和垂直防火分区。 每个防火分区的大小取决于建筑物的耐火等级和层数，我国建筑设计防火规范GBJ1687中对防火分区的划分见表8.5。 高层民用建筑设计防火规范GB5004595中对防火分区的划分见表8.6。,表8.5 民用建筑的耐火等级、层数、长度和建筑面积,表8.6 高层民用建筑的分类、耐火等级及防火分区,(1)防火分区间应采用防火墙
14、分隔，如有困难时，可采用防火卷帘和水幕分隔。(2)建筑物内如设有上下层相连通的走廊、自动扶梯等开口部位时，应按上下连通层作为一个防火分区，其建筑面积之和不宜超过表8.5的规定。(3)地下、半地下建筑内的防火分区间应采用防火墙分隔，每个防火分区的建筑面积不应大于500m2。,8.2.2.3 建筑防火分区的划分原则,(4)当高层建筑与其裙房之间设有防火墙等防火分隔设施时，其裙房的防火分区允许最大建筑面积不应大于2500m2。(5)高层建筑内设有上下层相连通的走廊、敞开楼梯、自动扶梯、传送带等开口部位时，应将上下连通层作为一个防火分区，其允许最大建筑面积之和不应超过表8.6的规定。(6)高层建筑中庭防火分区面积应按上下层连通的面积叠加计算。,
