工程结构抗震设计基本知识实用教案

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1、第一节 抗震设计(shj)的基本概念和基本要求 一、地震的初步知识一、地震的初步知识 二、地震的破坏现象二、地震的破坏现象 三、抗震设计三、抗震设计(shj)(shj)的基本原则的基本原则四、抗震设计四、抗震设计(shj)(shj)的基本要求的基本要求五、场地和地基基础五、场地和地基基础 第1页/共53页第一页,共54页。一、地震的初步一、地震的初步(chb)知知识识 地震是人类社会面临的一种自然(zrn)灾害,目前,科学技术还不能控制地震的发生。并且,地震还是一个难以预测的自然(zrn)灾害,地震对建筑物的破坏作用也没有被人们充分认识,所以,地震往往给人类社会找成不同程度的伤亡事故和经济损失

2、。抗御地震灾害,是人类征服自然(zrn)的艰巨斗争,长期时间证明了地震并不可怕,完全可以运用科学技术,来减轻和防止地震灾害。为了更有效的和地震这种灾害进行斗争,在学习建筑本身动力特性和建筑物的抗震设计之前,必须先扼要地了解关于地震的初步知识。第2页/共53页第二页,共54页。(一)几个常用地震术语(一)几个常用地震术语我我们们将将这这种种由由于于地地质质构构造造作作用用引引起起的的地地面面震震动动叫叫做做(jiozu)构造地震,简称地震。构造地震,简称地震。在在地地层层构构造造运运动动中中,由由于于发发生生比比较较剧剧烈烈的的破破坏坏性性变变动动,并并从从这这里里释释放放大大量量的的能能量量,

3、从从而而引引起起地地震震的的这这个个区区域域叫叫做做(jiozu)震源。震源。震震源源在在地地面面上上的的投投影影就就是是震震中中,震震中中与与震震源源之之间间的的距距离离叫叫做做(jiozu)震震源源深深度度。建建筑筑物物与与震震中中的的距距离离叫叫震震中中距距,建建筑筑物物与与震震源源的的距距离离叫叫做做(jiozu)震震源源距距,震震中中附附近近震震动动最最剧剧烈烈,一一般般也也就就是是破破坏坏最最严严重重的的地地区区,叫叫做做(jiozu)极极震区。震区。在在地地面面,把把震震级级相相同同的的地地区区用用线线连连起起来来,这这条条线线叫叫等等震震线。线。第3页/共53页第三页,共54页

4、。(二)地震波(二)地震波在在地地球球内内部部由由于于构构造造运运动动,当当在在某某一一部部位位所所积积累累的的能能量量达达到到一一定定极极限限时时就就在在这这个个部部位位产产生生构构造造上上的的急急剧剧变变化化。由由于于断断裂裂处处的的地地壳壳或或地地幔幔的的物物质质具具有有相相当当的的刚刚性性,所所以以发发生生断断裂裂或或错错动动时时,就就以以弹弹性性波波的的形形式式释放能量,这种波称为地震波。释放能量,这种波称为地震波。地地震震波波有有二二种种表表现现形形式式:体体波波和和面面波波,体体波波包包含含p波波和和s波波。P波波通通常常又又称称为为纵纵波波或或压压缩缩波波,它它的的传传播播方方

5、向向与与本本身身的的振振动动(zhndng)方方向向一一致致。S波波又又称称为为横横波波或或剪剪切切波波,它它的的传传播播方方向向垂垂直直于于振振动动(zhndng)方方向向。P波波使使建建筑筑物物产产生生上上下下颠颠动动,S波波使使建建筑筑物物产产生生水水平平方方向向摇摇动动,而而面面波波则则使使建建筑筑物物既既产产生生上上下下颠颠动动又又水水平平摇摇动动,一一般般是是在在S波波和和面面波波都都达到时振动达到时振动(zhndng)最为剧烈。最为剧烈。第4页/共53页第四页,共54页。(三)震级(三)震级地地震震的的大大小小与与地地震震时时释释放放的的能能量量有有密密切切关关系系。里里可可特特

6、(Richter)于于1935年年提提出出的的震震级级M常常被被用用于于表表示示地地震震的的大大小小,震震级级的的原原始始定定义义是是:在在离离震震中中100km处处由由伍伍德德-安安德德生生(Wood-Anderson)式式标标准准地地震震仪仪所所记记录录(jl)到到的的最最大大水水平平位位移移(单单振振幅幅,单单位位为为微微米米,即即10-3mm)的的常常数数对对数数值值,震震级级M可可用用下下式表示:式表示:M=logA式式中中A即即是是上上述述标标准准地地震震仪仪在在距距震震中中100km处处记记录录(jl)到到的最大振幅。的最大振幅。第5页/共53页第五页,共54页。(四四)、地地震

7、震烈烈度度(dzhn lid)、基基本本烈烈度度和和地地震震烈烈度度(dzhnlid)区划图区划图1地震烈度地震烈度(dzhnlid)地地震震烈烈度度(dzhnlid)是是指指某某一一地地区区,地地面面及及房房屋屋建建筑筑等等遭遭受到一次地震影响的强弱程度。受到一次地震影响的强弱程度。2基本烈度和地震烈度基本烈度和地震烈度(dzhnlid)区划图区划图一一个个地地区区的的基基本本烈烈度度是是指指该该地地区区在在设设计计基基准准期期50年年内内,一一般般场场地地条条件件下下,可可能能遭遭遇遇超超越越概概率率10%的的地地震震烈烈度度(dzhnlid)。国国家家地地震震局局于于1990年年颁颁布布

8、了了中中国国地地震震烈烈度度(dzhnlid)区区划划图图,该该图图给给出出了了全全国国各各地地的的基基本本烈烈度度的的分分布布,供供全全国国建建筑筑规划和中小型工程设计应用。规划和中小型工程设计应用。3.小震与大震小震与大震小小震震烈烈度度,我我们们称称为为第第一一水水准准烈烈度度;基基本本烈烈度度即即全全国国地地震震烈烈度度(dzhnlid)区区划划图图所所规规定定的的烈烈度度称称为为第第二二水水准准烈烈度度;罕罕遇遇烈度,即大震烈度作为第三水准烈度。烈度,即大震烈度作为第三水准烈度。第6页/共53页第六页,共54页。二、地震二、地震(dzhn)的破坏现的破坏现象象地震造成的破坏可归纳为以

9、下三方面(fngmin)(一)地表破坏(二)建筑结构破坏(三)地震次生灾害第7页/共53页第七页,共54页。三、抗震三、抗震(kngzhn)设计的基设计的基本原则本原则(一)建筑物的分类及抗震设防标准(一)建筑物的分类及抗震设防标准根据建筑物的重要性,抗震规范将建筑分为四类:根据建筑物的重要性,抗震规范将建筑分为四类:甲甲类类建建筑筑应应属属于于重重大大建建筑筑工工程程和和遭遭遇遇地地震震破破坏坏时时可可能能发发生生严重严重次生灾害的建筑(如产生放射性物质的污染,大爆炸等);次生灾害的建筑(如产生放射性物质的污染,大爆炸等);乙乙类类建建筑筑应应属属于于地地震震时时使使用用功功能能不不能能中中

10、断断或或需需尽尽快快恢恢复复建建筑筑,如如城城市市生生命命线线工工程程建建筑筑和和地地震震时时救救灾灾需需要要的的建建筑筑(如如供供水水、供电、交通、消防、医疗、通讯等系统的核心建筑等)。供电、交通、消防、医疗、通讯等系统的核心建筑等)。丙丙类类建建筑筑甲甲、乙乙、丁丁类类以以外外(ywi)的的一一般般建建筑筑,如如大大量量的一般工业与民用建筑等;的一般工业与民用建筑等;丁丁类类建建筑筑属属于于抗抗震震次次要要建建筑筑。如如一一般般的的仓仓库库、人人员员较较少少的的辅助建筑等。辅助建筑等。第8页/共53页第八页,共54页。(二)地震设防的一般目标(二)地震设防的一般目标抗抗震震设设防防烈烈度度

11、是是一一个个地地区区作作为为抗抗震震设设防防依依据据的的地地震震烈烈度度,达达到到抗抗震的效果,抗震设防的依据是抗震设防的烈度。震的效果,抗震设防的依据是抗震设防的烈度。抗震设防烈度是:抗震设防烈度是:一一个个地地区区作作为为抗抗震震设设防防依依据据的的地地震震烈烈度度,它它是是按按国国家家规规定定权权限限审审批或颁发的文件确定的,一般情况下采用批或颁发的文件确定的,一般情况下采用(ciyng)基本烈度。基本烈度。抗震设防的一般目标是:抗震设防的一般目标是:(1)当当遭遭到到多多遇遇的的,低低于于本本地地区区设设防防烈烈度度的的地地震震影影响响时时,建建筑筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用

12、。物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。(2)当当遭遭受受到到本本地地区区设设防防烈烈度度的的地地震震影影响响时时,建建筑筑物物可可能能有有一一定损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用。定损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用。(3)当当遭遭受受到到高高于于预预估估的的本本地地区区设设防防烈烈度度的的罕罕遇遇地地震震影影响响时时,建筑物不至倒塌或发生危急人类生命的严重破坏。建筑物不至倒塌或发生危急人类生命的严重破坏。第9页/共53页第九页,共54页。四、抗震设计四、抗震设计(shj)的基本要的基本要求求(一)建筑场地(一)建筑场地(1)宜宜选选择择对对建建筑筑抗抗震震有有利利地地段段,如如开开

13、阔阔平平坦坦的的坚坚硬硬场场地地土土或密实均匀的中硬场地土等地段;或密实均匀的中硬场地土等地段;(2)宜宜避避开开对对建建筑筑抗抗震震不不利利地地段段,如如软软弱弱场场地地土土、易易液液化化土土、条条状状突突出出的的山山嘴嘴、高高耸耸孤孤立立的的三三丘丘、非非岩岩质质的的陡陡坡坡、采采空空区区、河河岸岸和和边边坡坡边边缘缘,场场地地土土在在平平面面分分布布上上的的成成因因、岩岩性性、状状态态明明显显不不均均匀匀(如如故故河河道道,断断层层破破碎碎带带.暗暗埋埋的的塘塘浜浜沟沟谷谷及及半半填填半半挖挖地地基基(dj))等地段。当无法避开时,应采取适当的抗震措施;)等地段。当无法避开时,应采取适当

14、的抗震措施;(3)不不应应在在危危险险地地段段建建造造甲甲、乙乙、丙丙建建筑筑。对对建建筑筑抗抗震震危危险险地地段段,一一般般是是指指地地震震时时可可能能发发生生滑滑坡坡、崩崩塌塌、地地陷陷、地地裂裂,泥泥石石流流等等地地段段以以及及基基本本烈烈度度8度度和和8度度以以上上的的发发震震断断裂裂带带上上,地地震震时时可可能发生地表位错的地段。能发生地表位错的地段。第10页/共53页第十页,共54页。(二)地基和基础设计(二)地基和基础设计(1)同同一一结结构构单单元元不不宜宜设设置置在在性性质质截截然然不不同同的的地地基基上上,也也不不宜部分采用天然地基,部分采用桩基。宜部分采用天然地基,部分采

15、用桩基。(2)地地基基有有软软弱弱粘粘性性土土、可可液液化化土土、严严重重(ynzhng)不不均均匀匀土层时,宜加强基础的整体和刚性。土层时,宜加强基础的整体和刚性。(三)建筑的平面、立面布置(三)建筑的平面、立面布置建建筑筑物物的的平平、立立面面布布置置宜宜规规则则、对对称称,质质量量和和刚刚度度变变化化均均匀匀,尽量避免楼盖错层。尽量避免楼盖错层。对体型复杂的建筑物应采取:对体型复杂的建筑物应采取:(1)不不设设抗抗震震逢逢,但但应应对对建建筑筑物物进进行行结结构构抗抗震震分分析析,估估计计其其局局部部应应力力和和变变形形集集中中及及扭扭转转影影响响,判判明明其其易易损损部部位位,采采取取

16、加加强强措措施或堤高变形能力的措施。施或堤高变形能力的措施。(2)设置抗震缝,将建筑物分隔成规则的结构单元。)设置抗震缝,将建筑物分隔成规则的结构单元。第11页/共53页第十一页,共54页。(四)抗震结构体系(四)抗震结构体系(1)应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。)应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。(2)宜宜有有多多道道抗抗震震设设防防,一一般般来来说说超超静静定定次次数数越越高高对对抗抗震震越越有有利利,避避免免(bmin)因因部部分分结结构构或或构构件件失失效效而而导导致致整整个个体体系系丧丧失抗震能力或丧失对重力的承载能力。失抗震能力或丧失对重力的承载能力。(3

17、)应具备必要的承载力,良好变形能力和耗能能力。)应具备必要的承载力,良好变形能力和耗能能力。(4)宜宜综综合合考考虑虑结结构构体体系系的的实实际际刚刚度度承承载载力力分分布布,避避免免(bmin)因因局局部部削削弱弱或或突突变变而而形形成成薄薄弱弱部部位位,产产生生过过大大的的应应力力集集中中或或塑塑性性变变形形集集中中,对对可可能能出出现现的的薄薄弱弱部部位位,宜宜采采取取措措施施改改善其变形能力。善其变形能力。第12页/共53页第十二页,共54页。(五)结构构件抗震结构构件应力求避免脆性破坏。对砌体结构宜采用钢筋混凝土圈梁和构造柱、芯柱、配筋砌体或钢筋混凝土和砌体组合柱。对钢筋混凝土构件,

18、应通过合理的截面选择及合理的配筋避免剪切先于弯曲破坏,避免混凝土的受压破坏先于钢筋的屈服,避免钢筋锚固失效先于构件破坏,对钢筋混凝土框架结构抗震设计中要尽量遵循强柱弱梁,强剪弱弯,强节点强锚固的设计原则,防止脆性破坏。对钢结构杆件应防止压屈破坏(杆件失去(shq)稳定)或局部失稳。加强结构各构件之间的连接,以保证构件的整体性。对抗震支撑系统应能保证地震时的结构稳定。第13页/共53页第十三页,共54页。(六)(六)非结构构件非结构构件对对非非结结构构构构件件,如如女女儿儿墙墙、围围护护墙墙、雨雨蓬蓬(ypn)、门门脸脸、封封墙墙等等,应应注注意意其其与与主主体体结结构构有有可可靠靠的的连连接接

19、和和锚锚固固,避避免免地地震震时时倒倒塌塌伤伤人人。对对围围护护墙墙和和隔隔墙墙与与主主体体结结构构的的连连接接,应应避避免免其其不不合合理理的的设设置置而而导导致致主主体体结结构构的的破破坏坏。应应避避免免吊吊顶顶在在地地震震时时塌塌落落伤伤人人。应应避避免免贴贴镶或悬吊较重的装饰物,或采取可靠的防护措施。镶或悬吊较重的装饰物,或采取可靠的防护措施。第14页/共53页第十四页,共54页。(七)(七)材料、施工质量材料、施工质量抗抗震震结结构构对对材材料料.施施工工质质量量的的要要求求应应在在设设计计文文件件上上注注明明,并并应应保保证证切切实实执执行行。对对各各类类材材料料的的强强度度等等级

20、级应应符符合合(fh)最最低低要要求求。但但在在施施工工中中,对对材材料料的的替替换换以以大大代代小小,以以强强代代弱弱时时,也也需需慎慎重重考考虑虑。对对钢钢筋筋接接头头及及焊焊接接质质量量应应满满足足规规范范要要求求。对对构构造造柱柱、芯芯柱柱及及框框架架的的施施工工,对对砌砌体体房房屋屋纵纵墙墙及及横墙的交接等应保证施工质量。横墙的交接等应保证施工质量。第15页/共53页第十五页,共54页。五、场地五、场地(chngd)和地基和地基基础基础 目前世界各国建筑抗震设计规范大部分采用反应谱理论,并重视场地条件的影响。经震害调查分析表明,这是局部地质(dzh)条件对工程影响的结果,因此,研究场

21、地条件对建筑震害的影响是建筑结构抗震设计中一个重要课题。 场地是指建筑物所在地,大体相当于厂区,居民和自然村的区域范围。场地土是指场地范围的地基土,场地土的自振周期称为卓越周期。由于场地土的性质和厚度不同,其卓越周期的长短也不同,一般在0.1秒至数秒内变化。震害调查表明,凡结构的自振周期与土的卓越周期相等或接近时,建筑物的震害都有加重的趋势,这是由于类似共振现象所致,因此在结构抗震设计中,应使结构自振周期避开土的卓越周期。第16页/共53页第十六页,共54页。表122场地(chngd)土类型划分场地土类型土层剪切波速(m/s)坚硬场地土中硬场地土中软场地土软弱场地土Vs50c250Vsm500

22、140Vsm250Vsm5000500Vse25014050Vse140158080第18页/共53页第十八页,共54页。一、震害及其分析 二、多层砌体(q t)房屋抗震设计的一般要求 三、砌体(q t)结构构造措施 第二节 多层砌体房屋抗震(kngzhn)设计构造要求 第19页/共53页第十九页,共54页。一、震害及其分析一、震害及其分析(fnx) 多层砌体房屋震害有二种情况,一是倒塌;二是出现不同程度(chngd)(chngd)的裂缝,使房屋发生损坏。倒塌应力求避免,一般有以下三种情况: (一)房屋(一)房屋(fngw)倒塌倒塌1全部倒塌当结构的整体性好而底层墙体又不足以抵抗强震作用下的剪

23、力时,则底层先塌,从而引起上层的倾斜;这时,倒塌后的楼板常逐层相迭。2上部倒塌当房屋的上层自重大,刚度差或当上层砖砌体的强度过弱,整体性又差时,房屋有可能发生上部倒塌的情况。3局部倒塌引起房屋局部倒塌的原因很多,大致有:房屋个别部分的整体性特差;纵墙与横墙间联系不好;平面或立面上有显著的局部突出;抗震缝处理不当等。第20页/共53页第二十页,共54页。(二)墙体开裂(二)墙体开裂裂缝出现的部位及其型态裂缝出现的部位及其型态1“X”型缝型缝凡凡与与主主震震方方向向平平行行的的墙墙体体,虽虽承承受受不不了了地地震震作作用用,但但又又尚尚未未倒倒塌塌时时,则则常常出出现现“X”形形缝缝。如如果果各各

24、层层的的砌砌体体抗抗主主拉拉应应力力强强度度不不变变,则则因因地地震震作作用用下下层层大大,而而上上层层小小的的缘缘故故,“X”形形缝缝常常下下宽宽上上窄窄。在在横横向向,房房屋屋两两端端的的山山墙墙最最易易出出现现“X”形形缝缝,这这是是因因为为山山墙墙的的刚刚性性大大而而其其压压应应力力又又比比一一般般的的横横墙墙小小的的缘缘故故。另另外外,在在纵纵向向,窗窗间间墙墙上上也也常常出出现现。如如果果主主震震方方向向既既不不与与横横墙墙,也也不不与与纵纵墙墙方方向向相相一一致致而而是是成成某某一一角角度度时时,则则常常在在房房屋屋的的角角落落,由由于于山山墙墙和和外外纵纵墙墙上上的的斜斜裂裂缝

25、相遇缝相遇(xiny)而发生房屋的局部倒塌。而发生房屋的局部倒塌。2水平裂缝水平裂缝这这种种裂裂缝缝大大都都在在外外纵纵墙墙的的窗窗口口上上、下下皮皮处处发发生生。当当房房屋屋纵纵向向承承重重、横横墙墙间间距距大大而而房房屋屋的的刚刚度度又又较较弱弱时时,则则垂垂直直于于纵纵墙墙方方向向的的地地震震力力迫迫使使纵纵墙墙在在刚刚度度小小的的方方向向发发生生横横向向弯弯曲曲,从而在窗口的上、下皮处产生水平裂缝。从而在窗口的上、下皮处产生水平裂缝。3竖向裂缝竖向裂缝这这种种裂裂缝缝大大都都在在纵纵横横墙墙交交接接处处出出现现,交交接接处处被被拉拉脱脱或或成成马马牙牙状状。有有时时因因房房屋屋结结构构

26、体体系系的的变变化化、相相邻邻部部分分的的振振幅幅不不同而产生竖向裂缝。同而产生竖向裂缝。第21页/共53页第二十一页,共54页。二、多层砌体房屋抗震二、多层砌体房屋抗震(kngzhn)设计的一般要设计的一般要求求多层砌体房屋的墙体是脆性的,纵横墙体的联结比较(bjio)弱,因此多层砌体房屋的抗震性能比较(bjio)差。为了使多层砌体房屋做到“小震不坏,设防烈度可修,大震不倒”的抗震目标,特别要注意合理的建筑结构布置。(一)平、立面布置要规则大量震害表明,房屋为简单的长方体的各部位受力比较(bjio)均匀,薄弱环节比较(bjio)少,震害程度要轻一些。因此,房屋的平面最好为矩形。L形,形等平面

27、,由于扭转的影响和变形不协调。容易产生应力集中现象。复杂的立面造成的附加震害更为严重。比如突出的小建筑,在6度区房屋的主体结构无明显破坏的情况下,有不少发生了相当严重的破坏。第22页/共53页第二十二页,共54页。(二)房屋总高度、层高及层数要限制,高度比要控制(二)房屋总高度、层高及层数要限制,高度比要控制多多层层砌砌体体房房屋屋的的抗抗震震能能力力,除除依依赖赖于于横横墙墙间间距距、砌砌体体和和砂砂浆浆强强度度等等级级等等因因素素外外,还还与与房房屋屋层层数数和和高高度度有有直直接接联联系系。大大量量震震害害表表明明,四四、五五层层砖砖房房在在不不同同烈烈度度区区的的震震害害比比二二、三三

28、层层的的震震害害严严重重得得多多,倒倒塌的百分比亦高得多,六层及六层以上砖房在地震时震害明显加重。塌的百分比亦高得多,六层及六层以上砖房在地震时震害明显加重。对对房房屋屋总总高高度度、层层数数进进行行双双控控制制,是是因因为为楼楼盖盖重重量量占占到到房房屋屋总总重重量量的的3556,房房屋屋总总高高度度相相同同,多多一一层层楼楼板板就就意意味味着着增增加加半半层层楼楼的的地地震震作作用用,相相当当于于房房屋屋增增高高了了半半层层,所所以以,根根据据震震害害经经验验的的总总结结和和对对多多层层砌砌体体结结构构抗抗震震性性能能的的分分析析研研究究,对对多多层层砌砌体体房房屋屋的的总总高高度度及及层

29、层数数要要给给以以一一定定的的限限值值,对对于于医医院院(yyun),教教学学楼楼等等横横墙墙较较少少的的砌砌体体房房屋屋,总总高高度度应应降降低低3m,总总层层数数减减少少一一层层,对对各各横横墙墙间间距距虽虽满满足足最最大大间间距距但但横横墙墙很很少少的的房房屋屋,应应根根据据具具体体情情况况再再适适当当降降低低总总高高度度和和总总层层数数。各各类类砌砌体体房房屋屋的的总总高高度度和和层层数数限限值值见见表表124。砖房的层高不宜超过砖房的层高不宜超过4m,砌块房屋的层高不宜超过,砌块房屋的层高不宜超过3.6m。第23页/共53页第二十三页,共54页。表124 房屋(fngw)的层数和高度

30、限值注:1.房屋的总高度指室外地面到檐口或屋面板顶的高度。2.士内外高差大于0.6m时,房屋的总高度可比表中数据增加1m.建筑抗震设计规范对多层砌体房屋不要作整体弯曲的承载力验算,但多层砌体房屋整体弯曲破坏的震害是存在(cnzi)的。为了使多层砌体房屋有足够的稳定性和整体抗弯能力,所以对房屋高宽比也应有一定的限值,具体见表125。125房屋最大高宽比烈度6789最大高宽比2.52.52.01.5注:1.单面走廊房屋(fngw)的总宽度部不包括走廊宽度2.建筑平面接近正方形时,宜高宽比适当减小第24页/共53页第二十四页,共54页。(三)抗震横墙间距要限制(三)抗震横墙间距要限制一一般般纵纵向向

31、长长于于横横向向的的砌砌体体房房屋屋,其其纵纵向向的的抗抗震震能能力力优优于于横横向向,横横向向抗抗侧侧力力构构件件主主要要(zhyo)依依靠靠横横墙墙。因因此此,横横墙墙间间距距不不能能过过大大。同同时时,纵纵墙墙在在平平面面处处需需要要支支撑撑,一一定定距距离离内内的的横横墙墙就就是是纵纵墙墙的的侧侧向向支支撑撑,因因此此间间距距也也不不能能过过远远,不能超过表不能超过表12-6的要求。的要求。表表126房屋抗震横墙最大间距(房屋抗震横墙最大间距(m)注:1.多层砌体房屋的顶层,最大横墙间距应允许适当放宽(fnkun)2.表中木楼屋盖的规定,不适用于混凝土小砌块砌体房屋。第25页/共53页

32、第二十五页,共54页。(四)局部尺寸要控制(四)局部尺寸要控制房房屋屋局局部部尺尺寸寸的的影影响响,有有时时仅仅是是造造成成局局部部破破坏坏而而不不妨妨碍碍结结构构的的整整体体安安全全(nqun),但但有有时时某某些些特特别别的的局局部部破破坏坏,也也能能牵牵动动全全局局,造造成成整整栋栋结结构构的的破破坏坏或或引引起起局局部部坍坍落落。控控制制局局部部尺尺寸寸有有三三个个目目的的:其其一一是是使使各各墙墙体体受受力力分分布布协协调调,避避免免强强弱弱不不匀匀时时“各各个个击击破破”;其其二二是是防防止止非非承承重重构构件件失失稳稳;其其三三是是避避免免附附属属构构件件脱脱落落伤伤人人。因因此

33、此规规范范对对局局部部尺尺寸寸作作了了必必要要的的限限制制,具体见表具体见表127。实实际际设设计计中中,外外墙墙尽尽端端至至门门窗窗洞洞边边的的最最小小距距离离,往往往往不不能能满满足足要要求求,此此时时可可采采用用加加强强的的构构造造或或增增加加横横向配筋措施,以适当放宽限制。向配筋措施,以适当放宽限制。第26页/共53页第二十六页,共54页。(五)结构体系要合理(五)结构体系要合理多层砌体房屋结构体系,应符合下列要求:多层砌体房屋结构体系,应符合下列要求:1应应优优先先采采用用横横墙墙承承重重或或纵纵横横墙墙共共同同(gngtng)承承重重的的结构体系;结构体系;2.纵纵、横横墙墙的的布

34、布置置宜宜均均匀匀对对称称,沿沿水水平平面面内内宜宜对对齐齐,沿沿竖竖向应上下连续,同一轴线上的窗间墙宜均匀;向应上下连续,同一轴线上的窗间墙宜均匀;38度度9度度宜宜有有下下列列情情况况之之一一时时宜宜设设置置防防震震缝缝,缝缝两两侧侧均均应设置墙体,应设置墙体,缝宽可采用缝宽可采用50100mm。(1)房屋高差在)房屋高差在6m以上。以上。(2)房屋有错层,且楼板高差较大。)房屋有错层,且楼板高差较大。(3)各部分结构刚度,质量截然不同。)各部分结构刚度,质量截然不同。4楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处;楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处;5烟烟道道、风风道道、垃垃圾圾道道等等不不应应削

35、削弱弱墙墙体体,当当墙墙体体被被削削弱弱时时,应应对对墙墙体体采采取取加加强强措措施施不不宜宜采采用用无无竖竖向向配配筋筋的的附附墙墙烟烟囱囱及及出出屋屋面面的的烟烟囱囱;不不宜宜采采用用无无锚锚固固的的钢钢筋筋混混凝凝土土予予制制挑挑檐。檐。第27页/共53页第二十七页,共54页。三、砌体结构三、砌体结构(jigu)构造措施构造措施(一)(一)钢筋混凝土构造柱钢筋混凝土构造柱多多层层砖砖房房的的抗抗震震构构造造措措施施对对于于抵抵御御罕罕遇遇大大震震,防防止止结结构构倒倒塌塌起起关关键键作作用用。钢钢筋筋混混凝凝土土构构造造柱柱可可以以提提高高砌砌体体的的变变形形能能力力和和结结构构的的延延

36、性性,使使结结构构遭遭到到强强烈烈地地震震时时,虽虽有有严严重重开开裂裂而而不不突突然然倒倒塌塌。这这种种对对砌砌体体抗抗震震性性能改善的有效措施,已被广泛运用在多层砌体房屋中。能改善的有效措施,已被广泛运用在多层砌体房屋中。构构造造柱柱的的做做法法,通通常常是是先先砌砌内内、外外墙墙,在在纵纵、横横墙墙交交接接处处留留出出马马牙牙槎槎并并在在墙墙内内甩甩出出水水平平锚锚固固钢钢筋筋,当当一一层层墙墙体体砌砌筑筑完完后后,再再浇浇注注配配筋筋构构造造柱柱。这这样样(zhyng),墙墙柱柱联联结结成成整整体体,加加上上柱柱与与层层间间圈圈梁梁或或水水平平钢钢筋筋砖砖带带相相连连,在在纵纵横横两两

37、个个方方向向将将墙墙体体箍箍住住,从从而提高了墙体的延性和结构的整体性。(图而提高了墙体的延性和结构的整体性。(图12-5)第28页/共53页第二十八页,共54页。(二)圈梁(二)圈梁圈圈梁梁是是砖砖墙墙承承重重房房屋屋的的一一种种经经济济有有效效的的抗抗震震措措施施,圈圈梁梁在在抗抗震方面有如下几项功能:震方面有如下几项功能:1.增增强强房房屋屋的的整整体体性性。由由于于圈圈梁梁的的约约束束,预预制制板板散散开开以以及及砖砖墙墙出出平平面面倒倒塌塌的的危危险险性性大大大大减减小小了了。使使纵纵、横横墙墙能能保保持持一一个个整整体体的的箱箱形形结结构构,充充分分地地发发挥挥各各片片砖砖墙墙的的

38、平平面面内内抗抗剪剪强强度度,有效地抵抗来自任何方向的水平地震作用。有效地抵抗来自任何方向的水平地震作用。2.作作为为楼楼盖盖的的边边缘缘构构件件,提提高高了了楼楼盖盖的的水水平平刚刚度度,使使局局部部地地震震作作用用能能够够均均分分给给较较多多的的砖砖墙墙来来承承担担,也也减减轻轻大大房房间间纵纵、横墙平面外破坏的危险性。横墙平面外破坏的危险性。3.限限制制墙墙体体斜斜裂裂缝缝的的开开展展和和延延伸伸,使使砖砖墙墙裂裂缝缝仅仅在在两两道道圈圈梁梁之之间间的的墙墙段段内内发发生生,斜斜裂裂缝缝的的水水平平夹夹角角减减小小,砖砖墙墙抗抗剪剪承承载力得以更充分地发挥和提高。载力得以更充分地发挥和提

39、高。4.可可以以减减轻轻地地震震时时地地基基不不均均匀匀沉沉降降对对房房屋屋的的影影响响。各各层层圈圈梁梁,特特别别是是屋屋盖盖处处和和基基础础处处的的圈圈梁梁,能能提提高高房房屋屋的的竖竖向向刚刚度度和抗御不均匀沉陷的能力。和抗御不均匀沉陷的能力。5.可以减轻和防止地震时的地表裂隙将房屋撕裂。可以减轻和防止地震时的地表裂隙将房屋撕裂。规规范范规规定定,当当采采用用现现浇浇钢钢筋筋混混凝凝土土或或有有配配筋筋现现浇浇层层的的装装配配整整体体式式楼楼(屋屋)盖盖与与墙墙体体及及相相应应构构造造柱柱可可靠靠连连接接,可可不不设设圈圈梁梁外外,横横墙墙承承重重的的装装配配式式钢钢筋筋混混凝凝土土及及

40、木木楼楼(屋屋)盖盖的的砖砖房房应应按按表表1210的的要要求求适适当当加加密密。所所设设圈圈梁梁平平面面内内应应呈呈闭闭合合状状,宜宜与与预预制制版版同同一一标标高高或或紧紧靠靠板板底底设设置置,遇遇有有洞洞口口应应上上下下(shngxi)搭搭接接。若若遇遇表表129要要求求的的间间距距内内无无横横墙墙时时,应应利利用用梁梁或或板板缝缝中中配配筋筋替替代代圈圈梁梁。此此外外,规规范范还还对对圈圈梁梁的的截截面面高高度度与与配配筋筋提提出出要要求求:一一般般情情况况下下,圈圈梁梁截截面面高高度度不不应应小小于于120mm,配配筋筋应应符符合合表表129要要求求,基基础础圈圈梁梁截截面面高高度度

41、不不小小于于180mm,配筋不应小于,配筋不应小于412。第29页/共53页第二十九页,共54页。(三)墙体间的拉接(三)墙体间的拉接多多层层砌砌体体房房屋屋的的墙墙体体,必必须须加加强强相相互互间间的的拉拉接接,以以增增强强结结构构墙墙体体的的整整体体性性。震震害害宏宏观观调调查查结结果果表表明明,由由于于墙墙间间无无拉拉接接或或虽虽有有拉拉接接但但咬咬接接较较差差,均均能能加加重重震震害害。为为了了从从构构造造上上保保证证(bozhng)墙墙间间拉拉接接,规规范范规规定定,在在设设防防烈烈度度为为7度度时时,层层高高超超过过3.6m或或长长度度大大于于7.2m的的大大房房间间,及及8度度和

42、和9度度时时外外墙墙砖砖角角及及内内外外墙墙交交接接处处,当当未未设设构构造造柱柱时时,应应沿沿墙墙高高每每隔隔500mm配配置置拉拉结结筋筋,并并每每边边伸伸入入墙墙内内不不宜宜小小于于1m,如如图图126所所示示构构造造。后后砌砌非非承承重重砌砌体体隔隔墙墙也也应应沿沿墙墙高每高每500mm配置拉结筋,并每边伸入墙内不宜小于配置拉结筋,并每边伸入墙内不宜小于1m。第30页/共53页第三十页,共54页。(四)楼(屋)盖的整体性(四)楼(屋)盖的整体性多多层层砌砌体体房房屋屋的的楼楼(屋屋)盖盖是是墙墙体体的的水水平平联联系系构构件件。其其整整体体性性的的好好坏坏直直接接关关系系到到水水平平地

43、地震震作作用用的的有有效效传传递递,这这种种传传递递是是依依靠靠楼楼板板与与墙墙体体接接触触面面的的摩摩擦擦力力和和粘粘结结力力,楼楼盖盖整整体体性性差差,致致使使地地震震作作用用不不能能有有效效的的传传向向承承侧侧力力墙墙,而而使使非非承承侧侧力力墙墙发发生生出出平平面面外外的的推推力力外外闪闪而而倾倾斜斜;另另一一方方面面楼楼板板的的散散落落,易易造造成成整整栋栋结结构构的的倒倒塌塌。在在这这方方面面,现现浇浇钢钢筋筋混混凝凝土土楼楼(屋屋)盖盖较较装装配配式式楼楼面要好,震害会有所减轻。面要好,震害会有所减轻。规范中加强楼(屋)盖整体性的措施有以下几方面。规范中加强楼(屋)盖整体性的措施

44、有以下几方面。1.保证楼(屋)盖板伸进墙(梁)上的长度保证楼(屋)盖板伸进墙(梁)上的长度现现浇浇板板支支承承端端伸伸入入纵纵、横横墙墙内内长长度度不不宜宜少少于于120mm。预预制制板板在在梁梁上上的的支支承承长长度度不不宜宜少少于于80mm,当当圈圈梁梁未未设设在在板板的的同同一一标标高高时时,板板伸伸入入外外墙墙不不应应小小于于120mm,搁搁入入内内墙墙长长度度不不宜宜少少于于100mm且且在在梁梁上上不不宜宜少少于于80mm.。板板吊吊装装前前应应清清扫扫墙墙顶顶、洒洒水水,然然后后边边座座浆浆边边安安装装,不不应应干干摆摆。预预制制板板在在墙墙、梁梁上上支支承承要要求求及及构造示意

45、见图构造示意见图127。2.加强板的整体拉结加强板的整体拉结与与外外墙墙平平行行的的长长向向板板,当当跨跨度度大大于于4.8m时时,紧紧靠靠外外墙墙的的侧侧边边,应应与与墙墙或或圈圈梁梁拉拉结结,其其构构造造参参见见图图128。房房屋屋端端部部大大房房间间的的楼楼盖盖、8度度时时房房屋屋的的屋屋盖盖和和9度度时时房房屋屋的的楼楼(屋屋)盖盖,圈圈梁梁在在板板底底时时,钢钢筋筋混混凝凝土土预预制制板板应应相相互互拉拉结结,并并应应与与梁梁、墙墙或或圈圈梁梁拉拉结结。板板底底的的拉拉结结宜宜利利用用板板甩甩出出的的锚锚固固筋筋弯弯起起成成交交叉叉状状,并并与与板板端端附附加加的的通通长长(tnch

46、n)筋筋,梁梁或或圈圈梁梁的的预预埋埋锚锚拉拉筋筋绑绑扎扎后后整整浇浇(见图(见图129)第31页/共53页第三十一页,共54页。(五)楼梯间的抗震要求(五)楼梯间的抗震要求楼楼梯梯间间是是地地震震时时的的疏疏散散要要道道,历历次次地地震震震震害害现现象象表表明明,楼楼梯梯间间由由于于空空敞敞,为为此此往往往往破破坏坏较较为为严严重重,在在9度度及及9度度以以下下地地区区也也曾曾出出现现过过楼楼梯梯间间的的局局部部倒倒塌塌现现象象。为为了了加加强强楼楼梯梯间间墙墙体体的的整整体体性性,在在一一定定程程度度上上限限制制墙墙体体裂裂缝缝的的延延伸伸和和扩扩展展,除除在在平平面面布布局局上上不不宜宜

47、将将楼楼梯梯间间布布设设在在第第一一开开间间外外,楼楼梯间还应符合下列要求。梯间还应符合下列要求。8度度和和9度度时时,顶顶层层楼楼梯梯间间横横墙墙及及外外墙墙宜宜沿沿墙墙高高每每隔隔500mm设设26通通长长钢钢筋筋(gngjn),9度度时时其其它它楼楼梯梯间间可可在在休休息息平平台台或或楼楼层层半半高高处处设设置置60mm厚厚的的配配筋筋砂砂浆浆带带,砂砂浆浆强强度度等级不宜低于等级不宜低于M7.5,钢筋钢筋(gngjn)不少于不少于210。8度度、9度度时时,楼楼梯梯间间及及门门厅厅内内墙墙阳阳角角处处的的大大梁梁支支承承长长度度不应小于不应小于500mm,并应与圈梁连接。并应与圈梁连接

48、。装装配配式式楼楼梯梯段段应应与与平平台台板板的的梁梁有有可可靠靠连连接接,不不应应采采用用锚锚在在墙墙中中的的悬悬挑挑式式楼楼梯梯,楼楼梯梯踏踏步步竖竖肋肋插插入入墙墙体体的的预预制制楼楼梯梯踏步,也不应采用无筋砖砌拦板。踏步,也不应采用无筋砖砌拦板。突突出出屋屋顶顶的的楼楼梯梯、电电梯梯间间的的内内外外墙墙连连接接处处,应应沿沿墙墙高高每每500mm设设26拉拉结结钢钢筋筋(gngjn),每每边边伸伸入入墙墙内内不不小小于于1m。钢钢筋筋(gngjn)混混凝凝土土构构造造柱柱应应伸伸到到顶顶部部,并并与与顶顶部部圈圈梁梁连接。连接。第32页/共53页第三十二页,共54页。(六)施工质量要求

49、(六)施工质量要求历历次次震震害害调调查查表表明明,由由于于施施工工质质量量低低劣劣造造成成的的震震害害屡见不鲜。屡见不鲜。如如墙墙体体砌砌筑筑中中,由由于于气气候候干干燥燥砖砖未未浇浇水水,造造成成砂砂浆浆的的严严重重失失水水而而强强度度降降低低。震震后后可可发发现现砂砂浆浆呈呈末末状状、砖砖面面光光滑滑而而与与砂砂浆浆无无粘粘结结的的散散落落砖砖堆堆。此此外外,墙墙体体砌砌筑筑中中,任任留留大大马马牙牙槎槎,甚甚至至直直槎槎且且接接槎槎处处无无灰灰浆浆也也是是造造成成地地震震时时内内外外墙墙脱脱离离、外外墙墙外外闪闪倾倾倒倒的的原原因因。所所以以在在墙墙体体施施工工时时,应应注注意意提提高

50、高砂砂浆浆与与砖砖的的粘粘结结力力,除除保保证证砖砖表表面面清清洁洁外外,砌砌筑筑前前应应浇浇水水,砂砂浆浆的的和和易易性性与与保保水水性性要要好好,优优先先采采用用混混合合砂砂浆浆,不不用用过过期期水水泥泥。冬冬季季施施工工时时,必必须须按按冬冬季季施施工工严严格格规规定定的的措措施施,提提高高砌砌筑筑时时砂浆等级及采取热水砂浆等级及采取热水(rshu)拌制、砌体保温等措施。拌制、砌体保温等措施。第33页/共53页第三十三页,共54页。一、框架结构抗震设计一般要求(yoqi) (yoqi) 二、混凝土框架结构构造措施 第三节 钢筋混凝土框架结构抗震(kngzhn)设计构造要求 第34页/共5

51、3页第三十四页,共54页。一、框架结构抗震一、框架结构抗震(kngzhn)设计一般设计一般要求要求(一)抗震等级(一)抗震等级抗抗震震等等级级是是确确定定抗抗震震分分析析及及抗抗震震措措施施的的标标准准,理理论论分分析析和和震震害害表表明明,在在相相同同烈烈度度和和相相近近的的场场地地条条件件下下,房房屋屋越越高高,其其地地震震反反应应增增大大,相相应应的的抗抗震震要要求求应应该该有有所所区区别别。例例如如,框框架架结结构构的的框框架架抗抗震震要要求求,应应高高于于抗抗震震墙墙结结构构的的框框架架,而而框框支支结结构构框框架架抗抗震震要要求求更更高高,框框架架抗抗震震墙墙结结构构的的抗抗震震要

52、要求求,应应高高于于抗抗震震墙墙。因因此此,按按照照地地震震烈烈度度,房房屋屋高高度度和和结结构构类类型型(包包括括区区分分主主次次(zhc)要要抗抗侧侧力力构构件件)不不同同采采用用不不同同的的计计算算和和构构造造要要求求,使使房房屋屋的的抗抗震震设设计计更更经经济济合合理理。规规范范将将钢钢筋筋混混凝凝土土多多层层与与高高层层房房屋屋的的抗抗震震等等级级分分为为四四级级,见见表表1210,其其中中一一级级代代表表最最高高要求的抗震等级。要求的抗震等级。表表1210是是按按照照丙丙类类建建筑筑来来划划分分的的抗抗震震等等级级,对对于于其其他他建建筑筑类类别别可可根根据据具具体体情情况况给给予

53、予调调整整。乙乙类类建建筑筑按按提提高高一一度度考考虑虑,9度度不不提提高高,但但均均按按一一级级。丁丁类类建建筑筑降降低低一一度度考考虑虑,6度度不不降降低低。当当建建筑筑场场地地为为I类类场场地地时时,可可按按减减低低一一度度考考虑虑抗抗震震等等级级,6度度时时不不降降低低。填填充充墙墙框框架架结结构构按按框框架架结结构构考考虑虑。房房屋屋高高度度指指地地面面以以上上高高度度,不不包包括括局局部部突突出部分。出部分。第35页/共53页第三十五页,共54页。表12-10现浇钢筋混凝土房屋(fngw)的抗震等级注:1.建筑场地为类时,除6度外(dwi)可按表内降低一度所对应的抗震等级采取抗震结

54、构措施,但相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。第36页/共53页第三十六页,共54页。(二)房屋高度及房屋高宽比(二)房屋高度及房屋高宽比规规范范根根据据(gnj)各各种种类类型型钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构体体系系房房屋屋的的抗抗震震性性能能(承承载载能能力力、刚刚度度、稳稳定定性性、延延性性等等)和和考考虑虑经经济济效效果果.使使用用合合理理和和地地基基条条件件等等因因素素以以及及总总结结国国内内外外震震害害的的经经验验,对对地地震震区区多多层层与与高高层层发发房屋使用的最大高度给出了规定,如表房屋使用的最大高度给出了规定

55、,如表1211。表表1211 现现浇浇钢钢筋筋混混凝凝土土房房屋屋适适用用的的最最大大高高度度(m)注:1.房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括(boku)局部突出屋顶部分)2.超过表内高度的房屋,应进行专门研究和论证,采取有效的加强措施。3.平面和竖向均不规则的结构或建造在类场地的结构,适用的最大高度应适当降低(一般降低20%左右)。第37页/共53页第三十七页,共54页。(三)规则结构与不规则结构(三)规则结构与不规则结构结结构构规规则则与与否否是是影影响响结结构构抗抗震震性性能能的的重重要要因因素素,由由于于建建筑筑设设计计的的多多样样性性,不不规规则则结结构构是是难难以以避

56、避免免的的。此此外外,由于结构本身的复杂性,也不可能作到完全规则。由于结构本身的复杂性,也不可能作到完全规则。结结构构的的不不规规则则程程度度主主要要根根据据体体型型(平平面面和和立立面面)、质质量量、刚刚度度及及承承载载力力沿沿高高度度的的分分布布等等因因素素进进行行判判别别。满满足足以下条件可按较规则结构考虑。以下条件可按较规则结构考虑。(1)平面对称简单门突出部分较短(图平面对称简单门突出部分较短(图1210a)。)。(2)立立面面轮轮廓廓简简单单,阶阶梯梯变变化化不不超超过过一一定定比比例例(图图1210b),但局部突出的楼电梯间不在此限。),但局部突出的楼电梯间不在此限。(3)质质量

57、量、刚刚度度及及承承载载力力沿沿高高度度无无突突变变(图图1211)。)。相相邻邻楼楼层层质质量量差差别别不不大大于于50%(顶顶层层不不在在此此限);限);层刚度不小于相邻上层刚度的层刚度不小于相邻上层刚度的70%;连续三层总的刚度降低,不超过连续三层总的刚度降低,不超过50%;各层平面内质量、刚度分布基本对称。各层平面内质量、刚度分布基本对称。不满足上述各项要求不满足上述各项要求(yoqi)的结构属于不规则结构。的结构属于不规则结构。第38页/共53页第三十八页,共54页。(四)结构防震缝(四)结构防震缝不不规规则则(guz)结结构构在在地地震震过过程程中中,将将会会产产生生复复杂杂的的动

58、动力力效效应应。在在这这种种情情况况下下,在在平平面面布布置置时时应应当当设设置置防防震震缝缝,将将整整体体结结构构分分为为若若干干个个平平面面形形状状简简单单,刚刚度度分分布布均均匀匀以以及及沿沿高高度度方方向向质质量量分分布布均匀的规则均匀的规则(guz)结构如图结构如图1212所示。所示。已已有有的的震震害害表表明明,由由于于缝缝宽宽不不足足而而发发生生碰碰撞撞破破坏坏,或或者者由由于于设设缝缝造造成成部部分分结结构构过过柔柔,再再加加上上碰碰撞撞而而导导致致失失稳稳破破坏坏。因因此此,多多层层与与高高层层建建筑筑的的抗抗震震缝缝设设应应该该根根据据具具体体情情况况认认真真处处理理设设缝

59、缝位位置置及及宽宽度度,图图1213表表示示一一般般框框架架结结构构防防震震缝缝宽宽度度的的最最小小值值。防防震震缝缝沿沿房房全全高高设设置置,基基础础可可不不分分开开。一一般般情情况况下下,伸伸缩缩缝缝、沉沉降降缝缝和和防防震震缝缝尽尽可可能能合合并并布置。布置。第39页/共53页第三十九页,共54页。(五)材料要求(五)材料要求钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构的的延延性性与与许许多多因因素素有有关关,其其中中(qzhng)最最重重要要的的因因素素之之一一是是材材料料的的性性能能。混混凝凝土土最最低低等级按表等级按表1213采用。采用。表表1213混凝土最低强度等级混凝土最低强度等级结构部位抗震

60、等级一二、三梁、柱、框架节点C30C20具体地讲。钢筋混凝土结构的某一特定部位(如框架梁端部),在地震作用下,不发生剪切破坏。允许纵向受力钢筋屈服,形成的塑性铰的转动性能。显然(xinrn),钢筋的级别愈低,其屈服台阶的长度愈长,塑性铰的转角接越大,框架的延性愈好,因此,纵向受力钢筋宜选用HRB335、HRB400级,箍筋宜选用HPB235、HRB335级。第40页/共53页第四十页,共54页。二、混凝土框架结构构造二、混凝土框架结构构造(guzo)措措施施(一一)框架梁框架梁1.梁截面尺寸梁截面尺寸抗抗震震实实验验表表明明,对对截截面面面面积积相相同同的的梁梁,当当梁梁的的高高宽宽比比h/b

61、较较大大时时,混混凝凝土土能能承承担担的的剪剪力力有有较较大大降降低低,例例如如h/b4的的无无箍箍筋筋梁梁,约约比比方方形形截截面面降降低低40%左左右右,跨跨高高比比小小于于4的的梁梁极极易易发发生生斜斜裂裂缝缝破破坏坏。在在这这种种梁梁上上,一一旦旦形形成成主主斜斜裂裂缝缝后后,构构件件承承载载力力急急剧剧下下降降,呈呈现现(chngxin)极极差差的的延延性性性性能能。为为此此框框架架梁梁的的截截面面高高度度与宽度之比应符合以下要求:与宽度之比应符合以下要求:h/b4且且b不宜小于不宜小于200mm,同时应满足跨高比同时应满足跨高比Ln/h4第41页/共53页第四十一页,共54页。2.

62、纵向(znxin)配筋率为了提高梁的延性,其纵向(znxin)钢筋配置,应符合下列各项要求。(1)纵向(znxin)受拉钢筋配筋率,不宜小于表1214规定的数值。表1214梁最小配筋百分率抗震等级支座跨中一二三四0.40,80ft/fy0.30,65ft/fy0.25,55ft/fy0.30,65ft/fy0.25,55ft/fy0.20,45ft/fy(2)梁端纵向钢筋的配筋率不应(byn)大于2.5%,梁端截面的低面与顶面配筋量的比值不宜小于0.5(一级),不宜小于0.3(二级、三极),受压区高度不应(byn)大于0.25(一级)、0.35(二、三级)。(3)梁顶面和底面的通长钢筋,一二级

63、不应(byn)小于214且不应(byn)小于梁顶面和底面纵向钢筋中的较大截面面积的1/4,三、四级不应(byn)小于212。(4)梁上部贯通中柱的纵向钢筋直径,一二级不宜大于柱截面高度的1/20,梁下部纵向钢筋伸入中柱锚固长度不应(byn)小于Lae,且伸过中心不应(byn)小于5d。第42页/共53页第四十二页,共54页。3.梁的箍筋(参见图12-16)框架梁配置箍经的构造要求,是按强剪弱弯原则确定的,在地震往复作用下,框架梁端部区将出现交叉斜裂缝(图1214),随着地震往复次数的增加,剪切变形逐渐加大,这将影响梁的延性.为了保证梁的延性,保证梁在塑性铰区的抗剪能力,提高塑性铰转动能力的有效

64、途径是应该在塑性铰区长度内加密箍筋;箍筋加密的范围称为箍筋加密区,通过试验知道,箍筋加密区长度不得小于2h(一级框架),或1.5h(其他),同时不得小于500mm。在塑性铰区主要依靠箍筋的销键作用传递(chund)剪力见图12-14这是十分不利的,因此在加密区配筋还要注意。(1)不能用弯起钢筋抗剪;(2)箍筋数量不能太少,钢筋的最小直径和最大间距都有一定的要求如表1215;(3)加密区箍筋肢距,一级不应大于200mm和20倍箍筋直径的较大值,二、三级不应大于250mm:和20倍箍筋直径的较大值,四级不宜大于300mm;(4)钢筋必须作成封闭箍筋,并加135度弯钩见图1215;(5)保证施工质量

65、,钢筋和纵向钢筋应粘贴紧,混凝土应密实;(6)做好纵向钢筋的锚固。第43页/共53页第四十三页,共54页。(二)框架柱(二)框架柱虽虽然然在在框框架架抗抗震震时时,强强调调“强强柱柱弱弱梁梁”的的设设计计原原则则,尽尽可可能能使使柱柱子子处处于于弹弹性性阶阶段段,但但实实际际上上地地震震作作用用具具有有不不确确定定性性,同同时时也也不不可可能能绝绝对对防防止止在在柱柱中中出出现现塑塑性性铰铰,为为了了使使柱柱子子具具有有安安全全贮贮备备,还还是要采取必要的构造是要采取必要的构造(guzo)措施来保证框架柱有一定的延性措施来保证框架柱有一定的延性.1.截面尺寸截面尺寸柱的截面尺寸应符合下列要求柱

66、的截面尺寸应符合下列要求(1)剪剪跨跨比比限限制制为为了了避避免免形形成成短短柱柱,过过早早地地发发生生剪剪切切破破坏坏,柱净高与截面高度之比不宜小于柱净高与截面高度之比不宜小于4,即:,即:。柱截面的宽度不宜小于柱截面的宽度不宜小于300mm。(2)轴压比限制轴压比限制轴轴压压比比是是指指柱柱组组合合的的轴轴压压力力设设计计值值与与柱柱的的全全截截面面面面积积和和混混凝凝土土抗抗压压强强度度设设计计值值乘乘积积之之比比即即,其其中中N为为柱柱组组合合轴轴压压力设计值力设计值,b、h为柱的短边、长边;为柱的短边、长边;为混凝土抗压强度设计值。为混凝土抗压强度设计值。轴轴压压比比是是影影响响柱柱

67、的的延延性性重重要要因因素素之之一一,实实验验研研究究表表明明,柱柱的的延延性性随随轴轴压压比比的的增增加加急急剧剧下下降降,尤尤其其在在高高轴轴压压比比条条件件下下,箍箍筋筋对对柱柱的的变变形形能能力力影影响响很很小小,因因此此,在在框框架架抗抗震震设设计计中中,必必须须限限制轴压比,以保证柱具有一定的延性。制轴压比,以保证柱具有一定的延性。规规定定,柱柱轴轴压压比比不不应应超超过过表表1216规规定定,但但柱柱净净高高与与截截面面高高度度(或或圆圆柱柱直直径径)之之比比小小于于4,变变形形能能力力要要求求高高和和N类类场地上较高的高层建筑的柱轴压比限值适当减小。场地上较高的高层建筑的柱轴压

68、比限值适当减小。第44页/共53页第四十四页,共54页。2,柱的纵向钢筋为了抵抗地震的往复作用(zuyng),为了使柱有足够的延性,柱的纵向钢筋配置,应符合下列各项要求。表1216框架柱轴压比N/(fcbchc)的限值抗震等级一二三框架柱0.700.800.90(1)宜对称配置(2)截面尺寸400mm的柱,纵向钢筋间距不宜大于200mm。(3)柱纵向钢筋的最小总配筋率按表1217采用(ciyng),对类场地上较高的高层建筑,表中的数值应增加0.1。表1217柱最小总配筋百分率抗震等级一二三四中柱、边柱角柱1.01.20.81.00.70.90.60.8第45页/共53页第四十五页,共54页。3

69、.柱的箍筋(参见图1216)箍筋的配置较有效地改善柱的延性,约束混凝土以延迟构件破坏的发生,对框架柱的箍筋构造提出以下要求:(1)柱的箍筋加密范围,应按下列规定采用(A)柱端,取截面(jimin)高度(或圆柱直径)、柱净高的1/6和500mm三者的最大值(B)底层柱,取刚性地面上下各500mm以及不于柱净高1/3的范围。(C)对框支柱、剪跨比不大于2的柱和一、二级抗震等级的角柱,均应在柱全高范围内进行加密。(2)加密区箍筋的最大间距及最小直径,应按表1218规定徝采用。表1218柱加密区的箍筋最大间距和最小直径抗震等级箍筋最大间距(采用较小值)箍筋最小直径(mm)一二三四6d,100mm8d,

70、100mm8d,150mm(柱根100mm)8d,150mm(柱根100mm)10886(柱根8)第46页/共53页第四十六页,共54页。(3)柱箍筋加密区体积配筋率应符合下列要求:式中柱箍筋加密区的体积配筋率,一、二、三、四级分别不应小于0.8%、0.6%、0.4%和0.4%;计算复合箍筋的体积配箍率时,应扣除重叠部分的箍筋体积;混凝土轴心抗压强度设计(shj)值,强度等级低于C35时,应按C35计算;箍筋抗拉强度设计(shj)值,超过360N/mm2时,应取360N/mm2计算;最小配箍特征值,按表1219采用。柱箍筋非加密区的体积配箍率:不宜小于加密区的50%;箍筋间距,一、二级框架柱不

71、应大于10倍纵向钢筋直径,三、四级框架柱不应大于15倍纵向钢筋直径。第47页/共53页第四十七页,共54页。(三)框架节点(三)框架节点(jidin)核心区箍筋的最大间距和最小直径核心区箍筋的最大间距和最小直径宜宜按按柱柱箍箍筋筋加加密密区区的的要要求求采采用用。一一、二二、三三级级框框架架节节点点(jidin)核核芯芯区区配配箍箍征征特特值值分分别别不不宜宜小小于于0.12、0.10、0.08且且体体积积配配箍箍率率分分别别不不宜宜小小于于0.6%、0.5%和和0.4%。柱柱剪剪跨跨比比不不大大于于2的的框框架架节节点点(jidin)核核芯芯区区配配箍箍特特征征值值不不宜宜小小于于核核芯芯区

72、区上上、下柱端的较大配箍特征值。下柱端的较大配箍特征值。柱中的纵向受力钢筋,不宜在节点柱中的纵向受力钢筋,不宜在节点(jidin)中切断。中切断。表1219 柱箍筋加密(ji m)区的箍筋最小配箍特征值 注:1.普通箍指单个矩形箍和单个圆形箍;复合箍指矩形、多边形、圆形箍或拉筋组成的箍筋;复合螺旋箍指 由螺旋箍与矩形、多边形、圆形箍或拉筋组成的箍筋;连续复合矩形螺旋指全部螺旋箍指全部螺旋箍为同一根(yn)钢筋加工而成的箍。2.剪跨比不大于2的柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍,其体积配箍率不应小于1.2%;9度时不应小于1.5%;3.计算复合螺旋箍体积配箍率时,其非螺旋的箍筋的箍筋体积应乘以换算系

73、数0.8。第48页/共53页第四十八页,共54页。(四)钢筋锚固及搭接(四)钢筋锚固及搭接框框架架抗抗震震设设计计时时,框框架架中中纵纵向向钢钢筋筋的的搭搭接接及及纵纵向向钢钢筋筋在在柱柱脚脚和和节节点点处处的的锚锚固固都都需需仔仔细细设设计计,并并注注意意施施工工质质量量(zhling),它它们们往往往往是是容容易易被被忽忽视视而而造造成成事事故故的的部部位位,这这是是因因为为地地震震是是短短时时间间内内的的反反复复作作用用,钢钢筋筋和和混混凝凝土土的的粘粘结结力力容容易易退退化化,另另外外,因因为为在在梁梁端端和和柱柱端端是是塑塑性性铰铰可可能能出出现现的的部部位位;由由图图129可可见见

74、,梁梁的的塑塑性性铰铰区区有有竖竖向向裂裂缝缝,也也有有斜斜裂裂缝缝,如如果果纵纵向向钢钢筋筋锚锚固固、搭搭接接不不好好,裂裂缝缝宽宽度度便便会会加加大大而而使使混混凝凝土土更更易易碎碎裂裂,因因此此,在在抗抗震震设设计计时时,锚锚固固长长度要比非抗震设计时加大,抗震时锚固长度度要比非抗震设计时加大,抗震时锚固长度要求为要求为一、二级一、二级三级三级四级四级式式中中纵纵向向钢钢筋筋的的锚锚固固长长度度,按按混混凝凝土土结结构构设设计规范确定。计规范确定。第49页/共53页第四十九页,共54页。 测试题1.什么是地震震级、地震烈度、基本烈度和抗震设防烈度。2.我国规范依据使用功能重要性将建筑分为

75、几类?分类作用(zuyng)是什么?3.什么是三水准设防目标和二阶段设计方法?4.建筑场地类别与场地土类类型是否相同?它们有何区别?5.为什么要限制多层砌体房屋高度和层数?为什么要控制抗震墙间距和房屋最大高宽比的数值?6.多层粘土砖房屋现浇钢筋混凝土构造柱和圈梁应符合哪些要求?7.框架结构抗震等级根据什么原则划分的?有什么意义?8.框架结构构造措施有哪些方面的要求?第50页/共53页第五十页,共54页。 习 题1.某一钢筋混凝土框架一剪力墙结构为丙类建筑,高度为60m,设防烈度为8度,类场地,其剪力的抗震等级为A.一级B.二级C.三级D.四级2.我国建筑抗震设计规范的抗震设防标准时下列哪一条?

76、A.“ 二水准”,小震不坏,大震不倒B.“ 二水准”,中震可修,大震不倒C.“三水准”,小震不坏,中震可修,大震不倒D.“ 三水准”,小震不坏,中震可修,大震不倒且可修3.建筑抗震设计规范中规定的框架梁截面的宽度和高度均不宜(by)小于:A.300mmB.250mmC.350mmD.400mm4.抗震等级为二级框架结构,一般情况下柱的轴压比限值为:A.0.7B.0.8C.0.75D.0.855.高度为24m的框架结构,抗震设防烈度为8度时,防震缝的最小宽度为:A.70mmB.130mmC.90mmD.110mm第51页/共53页第五十一页,共54页。同济大学(tnjdxu)出版社第52页/共53页第五十二页,共54页。谢谢大家(dji)观赏!第53页/共53页第五十三页,共54页。内容(nirng)总结第一节 抗震设计的基本概念和基本要求。这种裂缝大都在纵横墙交接处出现,交接处被拉脱或成马牙状。注:1. 单面走廊房屋的总宽度部不包括走廊宽度。1应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。震后可发现(fxin)砂浆呈末状、砖面光滑而与砂浆无粘结的散落砖堆。柱剪跨比不大于2的框架节点核芯区配箍特征值不宜小于核芯区上、下柱端的较大配箍特征值。谢谢大家观赏第五十四页,共54页。

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