抗震等级基础知识.doc

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1、抗震等级基础知识抗震等级是设计部门依据国家有关规定，按“建筑物重要性分类与设防标准”，根据烈度、结构类型和房屋高度等，而采用不同抗震等级进行的具体设计。以钢筋混凝土框架结构为例，抗震等级划分为四级，以表示其很严重、严重、较严重及一般的四个级别。在中国建筑业中，已经开始严格执行这个等级标准。目录1 里氏震级的运用里氏震级1 缺点和改进1 震级与能量1 建筑结构抗震等级一般规定抗震等级的确定1 抗震措施的要求1 设计规范钢筋混凝土结构抗震等级1 梁端加密区1 柱加密区箍筋1 框架柱轴压比限值1 防震缝最小宽度1 抗震演算(一)免抗震承载力验算情况1 (二)天然地基抗震承载力计算1 (三）天然地基要

2、求1 （四)低承台桩基1 相关知识地震烈度1 震级1 震级与烈度的区别与关联震级与烈度的区别与关联1 中国历次大地震抗震设防等级的确定里氏震级的运用里氏震级缺点和改进震级与能量建筑结构抗震等级一般规定抗震等级的确定抗震措施的要求设计规范钢筋混凝土结构抗震等级梁端加密区柱加密区箍筋框架柱轴压比限值防震缝最小宽度抗震演算(一)免抗震承载力验算情况(二)天然地基抗震承载力计算(三）天然地基要求（四)低承台桩基相关知识地震烈度震级震级与烈度的区别与关联震级与烈度的区别与关联中国历次大地震抗震设防等级的确定里氏震级的运用里氏震级里氏震级原先仅是为了研究美国加州地区发生的地震而设计的，并 抗震等级用伍德-

3、安德森扭力式地震仪（Wood-Anderson torsion seismometer）测量。里克特设计此标度的目的是区分当时加州地区发生的大量小规模地震和少量大规模地震，而灵感则来自天文学中表示天体亮度的星等。 为了使结果不为负数，里克特定义在距离震中100千米处之观测点地震仪记录到的最大水平位移为1微米（这也是伍德-安德森扭力式地震仪的最大精度）的地震作为0级地震。按照这个定义，如果距震中100千米处的伍德-安德森扭力式地震仪测得的地震波振幅为1毫米（103微米）的话，则震级为里氏3级。里氏震级并没有规定上限或下限。现代精密的地震仪经常记录到规模为负数的地震。由于当初设计里氏震级时所使用的

4、伍德-安德森扭力式地震仪的限制，近震规模 ML 若大于约6.8或观测点距离震中超过约600千米便不适用。后来研究人员提议了一些改进，其中面波震级（MS）和体波震级（Mb）最为常用。 缺点和改进里氏震级的主要缺陷在于它与震源的物理特性没有直接的联 抗震等级系，并且由于“地震强度频谱的比例定律”（The Scaling Law of Earthquake Spectra）的限制，在8.3-8.5左右会产生饱和效应，使得一些强度明显不同的地震在用传统方法计算后得出里氏震级（如MS）数值却一样。到了21世纪初，地震学者普遍认为这些传统的震级表示方法已经过时，转而采用一种物理含义更为丰富，更能直接反应地

5、震过程物理实质的表示方法即矩震级 （Moment magnitude scale，MW）。地震矩规模是由同属加州理工学院的金森博雄（Hiroo Kanamori）教授于1977年提出的。该标度能更好的描述地震的物理特性，如地层错动的大小和地震的能量等。 震级与能量改进后的里氏震级直接反映地震释放的能量。其中级能量2.01013 抗震等级尔格（2.0106焦耳），按几何级数递加，每级相差31.6倍（准确地说是根下1000倍，即差两级能量差1000倍）。 目前世界上已测得的最大震级为里氏9.5级(1960年智利大地震)。另外引发2004年印度洋海啸的地震美国一监测机构称里氏震级为9.0级。 建筑结

6、构抗震等级一般规定抗震等级的确定(1)多高层建筑结构的抗震措施是根据抗震等级确定的，抗震等级的确定与建筑物的类别相关，不同的建筑物类别在考虑抗震等级时取用的抗震烈度与建筑场地类别有关，也就是考虑抗震等级时取用烈度与抗震计算时的设防烈度不一定相同。 (2)建筑结构应根据其使用功能的重要性分为甲、乙、丙、丁类四个抗震设防类别。 建筑的抗震设防类别划分见国家标准建筑抗震设防分类标准GB 50223的规定，也可见建筑抗震设计手册(1994年版)高层建筑没有丁类抗震设防。 抗震措施的要求各抗震设防类别的高层建筑结构，其抗震措施应符台下列要求： 1)甲类、乙类建筑：当本地区的抗震设防烈度为68度时，应符合

7、本地区抗震设防烈度提高一度的要求；当本地区的设防烈度为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求。 抗震等级当建筑场地为类时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施； 2)丙类建筑：应符合本地区抗震设防烈度的要求。当建筑场地为I类时，除6度外，应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施.按建筑类别及场地调整后用于确定抗震等级烈度，按调整后的抗震等级烈度。 3)抗震设计时，多高层建筑钢筋混凝土结构构件应根据设防烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。A级高度丙类建筑钢筋混凝土结构的抗震等级应按表3.11确定。当本地区的设防烈度为9度时，

8、A级高度乙类建筑的抗震等级应按本节第9条规定的特一级采用，甲类建筑应采取更有效的抗震措施。 注：本规程“特一级和一、二、三、四级”即“抗震等级为特一级和一、二、三、四级”的简称。 4)抗震设计时，B级高度丙类建筑钢筋混凝土结构的抗震等级应按表3-12确定。 5)建筑场地为、类时，对设计基本地震加速度为0 15G和O.30G的地区，宜分别按抗震设防烈度8度(0.20G)和9度(0.40G)时各类建筑的要求采取抗震构造措施。 6)抗震设计的多高层建筑，当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下一层的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级，地下室柱截而每侧的纵

9、向钢筋面积除应符合计算要求外，不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍；地下室中超出上部主楼范围且无上部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。9度抗震设计时地下室结构的抗震等级不应低于二级。 7)抗震设计时、与主楼连为整体的裙楼的抗震等级不应低于主楼的抗震等级；主楼结构在裙房顶部上、下各一层应适当加强抗震构造措施。 8)房屋高度大、柱距较大而柱中轴力较大时，宜采用型钢混凝土柱、钢管混凝土柱，或采用高强度混凝土柱。 9)高层建筑结构中，抗震等级为特一级的钢筋混凝土构件，除应符合一级抗震等级的基本要求外，尚应符台下列规定： 框架柱应符合下列要求： 宜采用型钢混凝土柱或钢管混凝

10、土柱； 柱端弯矩增大系数_C、柱端剪力增大系数_VC.应增大20%； 钢筋混凝土柱柱端加密区最小配箍特征值_V，应按表5-13的数值增大O.02采用；全部纵向钢筋最小构造配筋百分率，中、边柱取1.4%，角柱取1.6%。 框架梁应符合下列要求： 梁端剪力增大系数“应增大20%； 梁端加密区箍筋构造最小配箍率应增大10%。 框支柱应符合下列要求： 宜采用型钢混凝士柱或钢管混凝土柱； 底层柱下端及与转换层相连的柱上端的弯矩增大系数取L.8，其余层柱端弯矩增大系数_R应增大20%；柱端剪力增大系数_VR应增大2U%；地震作用产生的柱剪力增大系数取1.8，但计算柱轴压比时可不计该项增大； 钢筋混凝土柱柱

11、端加密区最小配箍特征值_R应按表5-13的数值增大0.03采用，且箍筋体积配箍率不应小于1.6%；全部纵向钢筋最小构造配筋百分率取1.6%。 筒体、剪力墙应符合下列要求： 底部加强部位及其上一层的弯矩设计值应按墙底截面组合弯矩计算值的1.L倍采用，其他部位可按墙肢组合弯矩计算值的L.3倍采用；底部加强部位的剪力设计值，应按考虑地震作用组合的剪力计算值的1.9倍采用，其他部位的剪力设计值，应按考虑地震作用组合的剪力计算值的L.2倍采用； 一般部位的水平和竖向分布钢筋最小配筋率应取为0.35%，底部加强部位的水平和竖向分布钢筋的最小配筋率应取为0.4%； 抗震等级约束边缘构件纵向钢筋最小构造配筋率

12、应取为1.4%配箍特征值宜增大20%；构造边缘构件纵向钢筋的配筋率不应小于1.2%；框支剪力墙结构的落地剪力墙底部加强部位边缘构件宜配置型钢，型钢宜向上、下 各延伸一层。 剪力墙和简体的连梁应符合下列要求： 当跨高比不大于2时，应配置交叉暗撑； 当跨高比不大于1时，宜配置交叉暗撑； 交叉暗撑的计算和构造宜符合本书第10章10.7条的规定。 设计规范钢筋混凝土结构抗震等级钢筋混凝土结构构件的抗震设计，应根据结构类型、房屋高度、设防烈度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造要求。 注：设防烈度为6度的建筑（建造于类场地上较高的高层建筑除外）可不进行截面抗震验算，但应符合本章有关的抗震构造要求

13、； 框架剪力墙结构中，当剪力墙部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的50%时，其框架部分应按框架结构的抗震等级采用； 有框支层的剪力墙结构，除落地剪力墙底部加强区外，均可按一般剪力墙结构的抗震等级取用； 房屋高度指室外地面至檐口的高度； 抗震等级设防烈度为8度的丙类建造且房屋高度不超过12m的规则的一般民用框架结构（体育馆和影剧院除外）和类似的工业框架结构，抗震等级可采用三级； 对设防烈度为6度、7度的地区，当采用有框支层的剪力墙结构时，其房屋高度分别不宜超过120m、100m。 本表所列结构，除铰接排架外，均为现浇钢筋混凝土结构；剪力墙即为现行国家标准建筑抗震设计规范中的现浇剪力墙

14、。 梁端加密区梁端加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按表6.3.4采用。当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时，表中箍筋最小直径数值应增大2mm。 抗震等级加密区长度（采用较大值）（mm）箍筋最大间距（采用最小值）（mm）箍筋最小直径一2hb，500hb/4，6d，10010二1.5hb，500hb/4，8d，1008三1.5hb，500hb/4，8d，1508四1.5hb，500hb/4，8d，1506注：d为纵向钢筋直径；hb为梁高。 柱加密区箍筋柱加密区的箍筋最大间距和最小直径应符合下列要求： 一、一般情况下，箍筋的最大间距和最小直径，应按表6.3.9采用；抗震等级箍筋最大间距（采用最小

15、值）（mm）箍筋最小直径一6d，10010二8d，1008三8d，1508四8d，1506二、三级框架柱中，截面尺寸不大于400mm时，箍筋最小直径可采用?6；二级框架的框架直径不小于?10时，最大间距可采用150mm； 三、框支柱的净高与截面高度之比不大于4的柱，箍筋间距不应大于100mm。 框架柱轴压比限值根据建筑抗震设计规范GB50011-2010 考虑地震作用组合的框架柱的轴压比N/（fcA)，不宜大于表8.4.8规定的限值。 抗震等级一级二级三级四级框架柱0.650.750.850.90框支层柱0.750.850.900.95注：对Hn/h（或Hn/d）4或变形要求高或类场地土上较高的高层建筑的框架柱，其轴压比限值应适当加严，此处，h、d分