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1、第十三章 建筑结构抗震构造措施,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,1,第一节 地震基本知识,一、地震震级,地震震级是根据地震时释放的能量的大小而定的。一次地震释放的能量越多，地震级别越大。目前人类有记录的震级最大的地震是1960年5月21日智利发生的9.5级地震，所释放的能量相当于一颗1800万吨炸药量的氢弹，或者相当于一个100万千瓦的发电厂40年的发电量。这次汶川地震所释放的能量大约相当于90万吨炸药量的氢弹，或100万千瓦的发电厂2年的发电量。 小于里氏规模2.5的地震，人们一般不易感觉到，称为小震或者是微震；里氏规模2.5-5.0的地震，震中附近的人会有不同程度的感觉，称为有感地震，
2、全世界每年大约发生十几万次；大于里氏规模5.0的地震，会造成建筑物不同程度的损坏，称为破坏性地震。里氏规模4.5以上的地震可以在全球范围内监测到。有记录以来，历史上最大的地震是发生在1960年5月22日19时11分南美洲的智利，根据美国地质调查所，里氏规模竟达9.5。,二、地震烈度,同样大小的地震，造成的破坏不一定是相同的；同一次地震，在不同的地方造成的破坏也不一样。为了衡量地震的破坏程度，科学家又“制作”了另一把“尺子”一一地震烈度。在中国地震烈度表上，对人的感觉、一般房屋震害程度和其他现象作了描述，可以作为确定烈度的基本依据。影响烈度的因素有震级、震源深度、距震源的远近、地面状况和地层构造
3、等。 一般情况下仅就烈度和震源、震级间的关系来说，震级越大震源越浅、烈度也越大。一般来讲，一次地震发生后，震中区的破坏最重，烈度最高；这个烈度称为震中烈度。从震中向四周扩展，地震烈度逐渐减小。所以，一次地震只有一个震级，但它所造成的破坏，在不同的地区是不同的。也就是说，一次地震，可以划分出好几个烈度不同的地区。这与一颗炸弹爆后，近处与远处破坏程度不同道理一样。炸弹的炸药量，好比是震级；炸弹对不同地点的破坏程度，好比是烈度。,地震烈度表,1度：无感仅仪器能记录到 2度：微有感特别敏感的人在完全静止中有感 3度：少有感室内少数人在静止中有感，悬挂物轻微摆动 4度：多有感室内大多数人，室外少数人有感
4、，悬挂物摆动，不稳器皿作响 5度：惊醒室外大多数人有感，家畜不宁，门窗作响，墙壁表面出现裂纹 6度：惊慌人站立不稳，家畜外逃，器皿翻落，简陋棚舍损坏，陡坎滑坡 7度：房屋损坏房屋轻微损坏，牌坊，烟囱损坏，地表出现裂缝及喷沙冒水 8度：建筑物破坏房屋多有损坏，少数破坏路基塌方，地下管道破裂 9度：建筑物普遍破坏房屋大多数破坏，少数倾倒，牌坊，烟囱等崩塌，铁轨10度：建筑物普遍摧毁房屋倾倒，道路毁坏，山石大量崩塌，水面大浪扑岸 11度：毁灭房屋大量倒塌，路基堤岸大段崩毁，地表产生很大变化 12度：山川易景一切建筑物普遍毁坏，地形剧烈变化动植物遭毁灭。,一、结构的抗震等级,地震作用下，钢筋混凝土结构
5、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；,2、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。,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。,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。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。,第二节 钢筋混凝土框架结构抗震构造措施,下表为丙类建筑抗震等级的划分：,注：1.建筑场地为类时，除6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
6、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 地、地基条件确定抗震等级。,1、框架梁的构造措施,截面尺寸： 截面宽度不宜小于200mm，不应小于梁高的1/4。 纵向钢筋： 纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%， 且计入受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比，一级不应大于0.25，二、三级不应大于0.35。 梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，除按计算确定外，一级不小于0.5，二、三级不小于0.3。,二、抗震构造措施,（1）一般要求,梁纵筋端支座直锚构造,直锚长度=max,0.5hc+5d,hc柱子沿梁长度方向的截面尺寸,（2）框架梁纵筋锚固与截断的
7、构造要求,laE,12.3 框架结构抗震构造措施,（3）框架梁纵筋锚固与截断的构造要求,弯锚长度=max,hc-C+15d,Ln1、ln2净跨长 Ln左右净跨的较大值,支座负筋向跨内的延伸长度：第一排ln/3，第二排ln/4,12.3 框架结构抗震构造措施,（4）框架梁箍筋设置与加密的构造措施,箍筋： 地震作用下，梁端塑性较区纵向钢筋屈服的范围一般可达1.5Hb左右。（Hb为梁的截面高度） 在梁端纵向钢筋屈服范围内，箍筋加密，且必须做成封闭式。,梁端箍筋加密区长度、箍筋间距及直径的要求,2、框架柱的构造措施,纵向钢筋： 宜对称配置，为保证柱有足够的延性，框架柱（KZ）和框支柱（KZZ）中全部纵
8、向受力钢筋的配筋率不要小于下表的规定，每侧配筋率不应小于0.2%； 建造于IV类场地且较高的高层建筑，最小配筋率为表中数值的基础上增加0.1%。,柱全部纵向受力钢筋最小配筋率,（1）柱筋配筋率要求,12.3框架结构抗震构造措施,（2）框架柱纵筋搭接,12.3框架结构抗震构造措施,（3）框架柱的箍筋,箍筋： 必须做成封闭式，常用形式有以下几种。,12.3框架结构抗震构造措施,箍筋加密： 框架柱和框支柱上下两端箍筋应加密，加密区的箍筋最大间距和最小直径应符合下表。d为柱纵筋最小直径,柱上下端箍筋加密区的构造要求,12.3框架结构抗震构造措施,框架柱的 构造措施：,箍筋加密区范围： 柱端应取 柱截面
9、长边尺寸 （或圆形柱截面直径）、 柱净高的1/6(Hn/6)、 500mm三者中取大值； 框支柱及一、二级抗等的角柱，全高加密； 柱根加密区长度不应小于该柱净高的1/3(Hn/3)。,第三节多层砌体房屋抗震规定及构造措施,（1）一般情况下，随层数增多，房屋的破坏程度随之加重，倒塌率与房屋的层数成正比。因此，限制砌体房屋的高度及层数是主要的抗震措施。抗震规范对不同类型的砌体房屋的总高度和层数的限值见表4.1。,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,1多层砌体房屋高度、层数限值,一、多层砌体房屋抗震设计的一般规定,多层砌体房屋高度、层数限值,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,2 多层砌体房屋高宽比
10、限值,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,房屋横墙的间距 多层砖房所承受的横向水平地震作用是通过楼（屋）盖传到横墙上的，因此，横墙必须具有足够的承受横向水平地震作用的能力，还必须使所取的横墙间距能满足楼盖传递水平地震作用时所需的水平刚度的要求，即横墙间距必须根据楼盖水平刚度给予一定的限值。抗震规范规定房屋抗震横墙的间距不应超过表4.3的规定。,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,3多层砌体房屋横墙间距限制,多层砌体房屋横墙间距限制,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,4.房屋的局部尺寸限制 在强烈地震作用下，房屋破坏往往是从薄弱部位开始，如窗间墙、尽端墙段、女儿墙等部位。为了保证在地震时，不因
11、局部墙段的首先破坏，而造成整片墙体连续破坏，导致整体结构倒塌,必须对墙体的局部尺寸加以限制,见表4.4。,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,4 多层砌体房屋局部尺寸限制,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,多层砌体房屋局部尺寸限制,优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。 纵横墙布置均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向上下连续。 楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。 烟道、风道、垃圾道等不宜削弱墙体。 教学楼、医院等横墙较少、跨度较大的房屋，宜采用现浇钢筋混凝土楼、屋盖。,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,5多层砌体房屋的结构布置,4.3.1多层砖房抗震构造措施 （1）构造柱 试验表明，设
12、置钢筋混凝土构造柱（以下简称构造柱），对于抵制墙体的初裂缝无明显作用，但它对墙体的抗剪强度却可以提高15%20%。构造柱的主要功能是在竖向，起约束墙体的作用。当墙体在地震作用时开裂后，构造柱的作用明显发挥。因此，构造柱应设置在墙体的两端或墙体的交接部位。在交接部位设置构造柱，可以用一根柱作为两个方向墙体的约束构件，更有利于构造柱作用的发挥。,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,27,构造柱,构造柱2,构造柱的设置部位和要求,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,当房屋的高度和层数接近表4.1限值时，纵横墙内构造柱间距尚应符合下列要求： 横墙内的构造柱间距不宜大
13、于层高的二倍，下部1/3楼层的构造柱间距适当减小。 当外纵墙开间大于3.9m时，应另设加强措施，内纵墙的构造柱间距不宜大于4.2 m。 表4.5中的大洞口一般指洞口宽度2.1m时，大房间指开间4.2m的情况。,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,构造柱的设置部位和要求,2）构造柱的截面 构造柱最小截面为240mm180mm，纵筋宜采用412，箍筋间距不宜大于250mm，且柱上下端适当加密；7度超过六层、8度时超过五层和9度时，纵筋宜采用414，箍筋间距不宜大于200mm；房屋四角的构造柱可适当加大截面及配筋，见表4.6。,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,构造柱的设置部位和要求,构造柱的设置
14、部位和要求 表4.6 构造柱的纵筋和箍筋设置要求,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,3）构造柱与墙体的连接构造柱与墙连接处应砌成马牙槎，并应沿墙高每隔500mm设26拉结钢筋，每边介入墙内不宜小于1m。图4.9分别给出了构造柱不同部4.9 构造柱与墙体的连接构造柱立面位和不同墙厚拉接钢筋的平面布置。,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,构造柱的设置部位和要求,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,楼梯间圈梁构造柱,（2） 圈梁,作用：与构造柱整浇在一起，形成钢筋砼框架，共同约束墙体，提高房屋的整体性及延性，增强房屋的抗倒塌能力。 1)圈梁设置的要求,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,37,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,砖房圈梁的配筋要求,2)圈梁的构造要求,圈梁应封闭，圈梁宜与预制板设在同一标高处，圈梁截面高度不宜小于120mm，配筋符合表4-11,2019/1/6,多层砌体房屋抗震,
