章建筑结构抗震设计基础知识

1、青岛黄海职业学院教师教案（编号1）年 月 日 课 题 第十三章 建筑结构抗震设计基本知识13.1 概述 13.2抗震设计的基本要求课 时教学目的 熟悉地震波、震级、烈度的概念；明确建筑抗震设防依据、目标及分类标准；理解抗震概念设计的基本内容和要求教学重点 抗震设防要求教学难点 抗震设防要求教学关键点 地震波、震级、烈度的概念教具 建筑结构教材及教案板书设计 第十三章 建筑结构抗震设计基本知识13.1 概述一、 构造地震二、 地震波三、震级四、烈度五、抗震设防13.2抗震设计的基本要求青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程提示与补充课题导入：地球是一个近似于球体的椭球体，平均半径约6370k

2、m，赤道半径约6378km，两极半径约6357km地球内部可分为三大部分：地壳、地幔和地核课程新授：第十三章 建筑结构抗震设计基本知识13.1 概述一、构造地震地震按其成因划分为四种类型：1火山地震：由于火山爆发而引起的地震；2陷落地震：由于地表或者地下岩层突然发生大规模陷落和崩塌而造成的地震；3诱发地震：由于人工爆破,矿山开采及工程活动引发的地震； 4构造地震：由于地球内部岩层的构造变动引起的地震(约占地震发生的90%)是结构抗震的主要研究对象震源、震中和震中距地球内部断层错动并引起周围介质振动的部位为震源；震源正上方的地面位置为震中；地面某处至震中的水平距离为震中距二、地震波地震时振动以波

3、的形式从震源向各个方向传播并释放能量，这就是地震波。它包括在地球内部传播的体波和只限于在地球表面传播的面波。1.体波体波中包括有纵波和横波两种形式。纵波是由震源向外传递的压缩波，这种波质点振动的方向与波的前进方向一致，其特点是周期短、振幅小、传播速度快，能引起地面上下颠簸（竖向振动）。横波是由震源向外传递的剪切波，其质点振动的方向与波的前进方向垂直，其特点是周期长、振幅大、传播速度较慢，能引起地面水平摇晃。2.面波面波是体波经地层界面多次反射传播到地面后，又沿地面传播的次生波。面波的特点是周期长、振幅大，能引起地面建筑的水平振动。面波的传播是平面的，衰减较体波慢，故能传播到很远的地方。地震波的

4、传播以纵波最快，横波次之，面波最慢。因此，地震时一般先出现由纵波引起的上下颠簸，而后出现横波和面波造成的房屋左右摇晃和扭动。青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程提示与补充三、震级地震震级是衡量一次地震释放能量大小的尺度，即表示地震本身大小的一种尺度，震级M常按下式确定： 震级M与震源释放能量E的关系： M<2 微震；M=24 有感地震；M>5 破坏性地震；M=78 强烈地震；M>8 特大地震。四、烈度1.概念：指某一区域的地表和各类建筑物遭受某一次地震影响的平均强弱程度；由地面建筑的破坏程度，人的感觉，物体的振动及运动强烈程度而定。现在主要由地面震动的速度和加速度确定。

5、一次地震，表示地震大小的震级只有一个，但可以有多种不同的烈度。一般而言，震级越大，烈度就越大。同一次地震，震中距越小烈度就越高，反之烈度就低。影响烈度的因素，除了震级、震中距外，还与震源深度、地质构造和地基条件的因素有关。 中国地震烈度表见表13.1震中区的烈度称为震中烈度；震级和震中烈度的关系： 2.多遇烈度、基本烈度、罕遇烈度一个地区在一定时期（我国取50年）内，可能遭受的不同地震烈度的频率是不同的。根据地震发生的概率频度（50年发生的超越概率）将地震分为“多遇烈度”、“基本烈度”和“罕遇烈度”三种。其中，基本烈度（中震）的超越概率为10%，是一个地区进行抗震设防的依据；多遇烈度（小震）出

6、现概率最多，超越概率为63.2%，比基本烈度约低1.55度；罕遇烈度（大震）的超越概率为2%3%，比基本烈度约高出1.0度。图13.2 三种烈度关系示意图青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程提示与补充3. 抗震设防烈度、设计地震分组抗震设防烈度是按国家批准权限审批或颁布的作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。一般情况下，抗震设防烈度可采用地震基本烈度。五、抗震设防1.抗震设防目标房屋结构的抗震设防目标，是对建筑结构应具有的抗震安全性能的总要求。我国抗震规范明确提出了三个水准的抗震设防要求：第一水准：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需修理可继续使用。第二水

7、准：当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，建筑物可能损坏，但经一般修理或不修理仍可继续使用。第三水准：当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏。即要求建筑物在遭到多发的小震（即多遇烈度）时做到结构上不损坏，而在遭到发生机率很小的大震（即罕遇地震）时允许结构破坏，但在任何情况下都不应使建筑物倒塌，不致造成人员伤亡。概括来说，抗震设防目标为“小震不坏，中震可修，大震不倒”。建筑抗震设计时，我国抗震规范采用简化的两阶段设计方法。第一阶段设计：按多遇地震烈度对应的地震作用效应和其他荷载效应的组合验算结构构件的承载能力和结构的弹性层间位移。第二阶段设

8、计：按罕遇地震烈度对应的地震作用效应验算结构的弹塑性层间位移。第一阶段设计保证了第一水准的承载力要求和变形要求，第二阶段设计则旨在保证结构满足第三水准的抗震设防要求。而良好的抗震构造措施则有助于第二水准要求的实现。2.建筑抗震设防分类对于不同使用性质的建筑物，地震破坏所造成后果的严重性是不一样的。因此，对于不同用途建筑物的抗震设防不宜采用同一标准，而应根据其破坏后果加以区别对待。为此，我国抗震规范将建筑物按其用途的重要性分为四类：甲类建筑：指重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑。这类建筑的破坏会导致严重的后果，其确定须经国家规定的批准权限批准。乙类建筑：指地震时使用功能不能中断或需尽

9、快恢复的建筑。例如城市中生命线工程的核心建筑，一般包括供水、供电、交通、消防、通讯、救护、供气、供热等系统。丙类建筑：指一般建筑，包括除甲、乙、丁类建筑以外的一般工业与民用建筑。丁类建筑：指次要建筑，包括一般的仓库、人员较少的辅助建筑物等。 青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程提示与补充3.设防标准对各类建筑抗震设防标准的具体规定为：甲类建筑在68度设防区应本地区按设防烈度提高一度计算地震作用和采取抗震构造措施，当为9度区时，应作专门研究。乙类建筑按本地区设防烈度进行抗震计算，抗震构造措施提高一度考虑。丙类建筑的抗震计算与构造措施均按本地区设防烈度考虑。丁类建筑按本地区设防烈度进行抗震计

10、算，抗震构造措施可适当降低要求（设防烈度为6度时不再降低）。抗震设防烈度为6度时，除另有规定外，对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。课堂巩固：思考题1、2课堂小结：熟悉地震波、震级、烈度的概念；明确建筑抗震设防依据、目标及分类标准；理解抗震概念设计的基本内容和要求作业布置： 思考题1、2青岛黄海职业学院教师教案（编号3）年 月 日 课 题 13.3场地、地基和基础课 时教学目的 了解场地地基对房屋建筑的影响；掌握场地类别的划分方法和地基基础抗震验算方法；了解地基土液化的概念及抗液化措施；了解软土地基抗震措施 教学重点 场地类别的划分方法和地基基础抗震验算方法；地基土液化的概念及抗液化措施教

11、学难点 场地类别的划分方法和地基基础抗震验算方法；了解地基土液化的概念及抗液化措施教学关键点 场地地基对房屋建筑的影响教具 建筑结构教材及教案板书设计 12.2抗震设计的基本要求 12.3场地、地基和基础12.2抗震设计的基本要求一、场地二、地基基础的抗震设计三、地基抗震措施青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程提示与补充课题导入：复习提问：1.“三水准”设防要求是什么？ 2.何谓抗震的基本烈度、多遇烈度、罕遇烈度？三者之间的关系如何？课程新授：12.3抗震设计的基本要求一、场地场地：是指建筑物所在地，其范围大体相当于厂区、居民点和自然村的范围。 建筑物震害与 有关震害表明: 土层厚度越大

12、, 房屋倒塌率越大软弱场地上的建筑物震害重于坚硬场地地震动的卓越周期：振幅谱中幅值最大的频率分量所对应的周期。地表地震动的卓越周期在很大程度上取决于场地的固有周期，当建筑物的固有周期与地震动的卓越周期接近时，建筑物的振动就会加大，相应震害也会加重。多层土的地震效应主要取决于以下三个基本因素： 1覆盖土层厚度 2土层剪切波速 3岩土阻抗比其中1、2两个因素影响地震动的频谱特性；3影响共振放大效应。1. 土层剪切波速青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程提示与补充场地的类别：我国抗震规范根据把场地划分为四类。土层等效剪切波速实际上反映了土层的坚硬与软弱。土层等效剪切波速越大，土的越坚硬。 2.

13、覆盖层厚度一般意义上的覆盖层厚度：从地表面至基岩面的距离。这种确定在技术上现在较为困难，因为该厚度可能大几百米深。抗震规范定义的覆盖层厚度：地下基岩或剪切波速500m/s的坚硬土层至地表面的距离。由于地震效应与场地有关，为了进行抗震设计，有必要对场地进行分类，以便区别对待。 建筑场地的类别与场地土的类型和场地土的覆盖层厚度有关。分为I、类。表13.5 各类场地的覆盖层厚度表（m）等效剪切波速（m/s)场 地 类 别5000500 250<55250 140<3350>50140<33151580>80二、地基及基础的抗震设计 1. 地基抗震设计原则地基是指建筑物基

14、础下面受力层范围内的土层。 一般情况下，地基发生震害的情况很少。造成上部建筑物破坏的主要是松软土地基和不均匀地基。还有较严重的是地基的液化。抗震措施：不同的土质应采用不同的抗震措施. 根据土质情况,地基分为:松软土地基,一般土地基.对地裂的危害,应采取对应措施.详见书P18-19地基土抗震验算不验算的范围：若为一般地基土抗震规范建议了不需进行抗震验算的范围。（1）砌体房屋；（2）地基主要持力层内不存在软弱粘性土层的一般单层厂房和单层空旷房屋、不超过8层且高度在25m以下的民用框架及基础荷载相当的多层框架厂房；（3）可不进行上部结构抗震验算的建筑抗震验算的范围:（1）软弱地基上采用天然地基的（2

15、）单厂、单层空旷房屋、（3）7层及以上的民用框架（4）荷载相当的多层厂房，（5）超过规范规定的不验算范围的建筑均需进行地基和基础的抗震验算。青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程提示与补充2. 地基土抗震承载力除十分软弱土之外，一般在地震作用下土的强度皆比静载作用下的强度高。地基抗震承载力:：抗震承载力调整系数 1.0根据岩土的性质不同，在11.5之间 见P20表2-4：深宽修正后的地基承载力特征值。3.地基抗震验算地基平均压力设计值 地基最大压力设计值 零应力区不大于底面积的15%  三、 地基抗震措施（一）地基土液化及危害地基土液化:处于地下水位以下的饱和松散的砂土

16、和粉土，在地震时容易发生液化现象。使地基承载能力丧失或减弱,甚至喷水冒砂的现象.1.机理：砂土和粉土的土颗粒结构受到地震作用时将趋于密实。这种趋于密实的作用使空隙水压力急剧上升，在地震作用的短暂时间内，孔隙水压力来不及消散，使土颗粒处于悬浮状态。 2.危害砂土和粉土液化时，其强度完全丧失从而导致地基失效。场地液化将使建筑整体倾斜，下沉，墙体开裂，地面喷水、冒砂、裂缝等。3. 液化导致地基失效的条件 砂土或粉土的密实度低 地振动剧烈 土的微观结构的稳定性差 地下水位高 高压水不易渗透 上覆非液化土层较薄，或者有薄弱部位（前5条是导致液化的条件，后一条是导致地基失效的条件）4.影响液化的

17、因素 土层的地质年代，古老的不易液化，新近的易液化。 土层土粒的组成和密实度，细砂较粗砂易液化，松散的较密实的易液化。 沙土的埋深和地下水位深度，埋深越深、地下水越深越不易液化。 地震烈度和地震持续时间。青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程提示与补充（二）液化的判别1、初步判别      土的年代为第四纪晚更新世及以前的且设防烈度为7、8度的土，不考虑液化。      粉土的粘粒含量。7度、8度、9度分别大于10%、13%、16%时不考虑液化。      覆盖非液化土层

18、厚度和地下水位深度满足下列条件之一时，可不考虑液化。 地下水位深度；液化土特征深度基础埋置深度，小于2m时应取2m；上覆非液化土层深度-液化土特征深度表饱和土类别烈度678粉土6m7m8m砂土7m8m9m当不满足上述要求时，需进一步判别。(若满足上述判别条件，无须进行下述工作)2、标准贯入试验判别贯入试验判别：在地面以下15m深度范围内，饱和砂土或粉土液化的标准贯入实验判别公式：（满足该式为液化） 标准贯入锤击数实测值（未经杆长修正） 标准贯入锤击数基准值饱和砂土或粉土的标准贯入点深度粘粒含量的百分率，小于3时取3一般情况下,只要判断地面下15m深度范围内土的液化可能性.而当采用桩基或埋深大于

19、5m的深基础时,尚应判别15-20m范围内土的液化可能性.此时,标准贯入捶击数的临界值为:以上两个公式可以看出,地基液化的临界指标的确定,主要考虑了土层所处的深度,地下水位深度,饱和土的粘粒含量以及地震烈度等土层液化的要素.标准贯入锤击数基准值设计地震分组烈度7度8度9度第一组6(8)10(13)16第二组、第三组8(10)12(15)18 青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程提示与补充（三）液化地基的评价1、用相对贯入锤击数之比F来表示液化的沉降比。2、液化指数 其中：15(20)m深度范围内每一个钻孔标准贯入试验点的总数,i点标准贯入捶击数的实测值与临界值i点代表的土层厚度(m)，只

20、考虑15m深。第i层土的影响权函数值根据液化指标,可将液化地基划分为三个等级.（四）液化地基的抗震措施规范将处理措施分为三个档次，根据液化等级和建筑类别选取。这三个档次为：全部消除地基液化沉降的措施桩基、深基础、加密法、挖除液化层等。部分消除地基液化沉降的措施一定深度范围内处理，使锤击数大于临界值通过对基础和上部结构处理，减轻液化沉降的影响 青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程提示与补充抗液化措施的选取：当液化土层较平坦且均匀时，可按规范中下表选用；不应将未经处理的液化土层作为天然地基的持力层。抗液化措施建筑类别地基的液化等级轻微中等严重乙类或或且丙类或无或更高或且丁类可不采取措施可不采

21、取措施或其他 课堂巩固：思考题3、4、5课堂小结：了解场地地基对房屋建筑的影响；掌握场地类别的划分方法和地基基础抗震验算方法；了解地基土液化的概念及抗液化措施；了解软土地基抗震措施作业布置： 思考题3青岛黄海职业学院教师教案（编号3）年 月 日 课 题 13.4多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋的抗震规定课 时教学目的 了解多层砌体结构震害特点；掌握砌体结构选型与布置；掌握砌体结构抗震构造措施教学重点 砌体结构抗震构造措施教学难点 砌体结构抗震构造措施教学关键点 砌体结构抗震构造措施教具 建筑结构教材及教案板书设计 10.4多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋的抗震规定一、砌体结构震害

22、特点 二、砌体结构选型与布置三、砌体结构抗震构造措施青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程提示与补充课题导入：多层砌体房屋是我国目前房屋建筑中的主要结构类型之一，它数量大、分布广，具有构造简单、施工方便、可就地取材，因此在今后相当长的一段时期内，这类建筑仍将是城镇民用建筑的主要结构类型。但是这类结构所用材料脆性大、抗拉、抗剪、抗弯能力很低。因此提高多层砌体结构房屋的抗震性能，有着十分重要的现实意义。课程新授： 10.4多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋的抗震规定一、砌体结构震害特点 1宏观灾害统计对历次大地震的灾害调查结果的统计分析表明:6度区 主体结构基本完好, 女儿墙、小烟囱严重破坏。

23、7度区 主体结构轻微损坏，小部分中等损坏。 8度区 多数出现震害，近半数达到中等破坏。9度区 房屋普遍遭到破坏，多数达到严重破坏。10度区 少数严重破坏，大多数倒塌。事实说明：多数砖房的抗破坏能力较低，但仍具有较高的抗倒塌能力。仅在10度11度才有大量砖房倒塌。 经过抗震设计并且施工质量得到保证的砌体结构，其平均震害程度可比未经抗震设计的砌体结构的震害减轻12个等级。 通过抗震设计，可以保证砌体结构在8度区内不出现中等以上破坏，在10度区内不出现倒塌。2震害现象 震害的发生是由外部条件和内在因素两方面原因促成的。外部条件主要是指地震动。其中：与水平地震作用走向一致的墙体,会出现斜裂缝,多次往复

24、受力作用后多形成交叉裂缝；与水平地震作用走向垂直的墙体(纵墙)会因平面的弯曲破坏造成大面积墙体甩落；受地震垂直力的作用,墙体会出现水平裂缝；受地震扭转力的作用,房屋的端部(尤其是墙角处)易产生严重的震害。内在因素主要是指结构特征。在受力复杂、约束减弱、附属结构等部位常常易于发生较为严重的震害。纵横墙连接处，地震时易于出现竖向裂缝、拉脱,甚至造成纵墙整片倒塌；楼梯间墙体，由于在高度方向缺乏有力支撑，约束作用减弱，空间刚度小，易于破坏；预制钢筋混凝土楼屋盖，楼板端部往往会在地震种受拉裂开，甚至出现倒塌；附属物如女儿墙、出屋面烟囱、垃圾道、屋顶小间，鞭梢效应的影响，地震中常常破坏。青岛黄海职业学院教

25、师教案教案内容及教学过程提示与补充3震害规律 砌体房屋的震害，大体存在以下规律:    刚性楼盖房屋,上层破坏轻,下层破坏重,柔性楼盖则恰好相反; 横墙承重房屋的震害轻于纵墙承重房屋; 坚实地基上的房屋震害轻于软弱地基和非均匀地基上的房屋震害; 外廊式房屋往往地震破坏较重; 预制楼板结构比现浇楼板结构破坏重; 房屋两端、转角、楼梯间及附属结构的震害较重.二、砌体结构选型与布置 1.结构布置基本要求：规则、均匀、对称，避免质量和刚度发生突变，避免楼层错层砌体房屋对结构布置的基本要求是：1.优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系2.纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿

26、竖向应上下连续；3.对8度、9度区且有下列情况之一时宜设防震缝立面高差在6m以上房屋有错层，且楼板高差较大结构的刚度、质量截然不同4. 楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角5. 烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体2.房屋的总高度和层数为什么限制？砌体房屋的震害与其总高度和层数有密切关系，随层数增加，震害随之加重，特别是房屋的倒塌率与房屋的层数成正比率增加；对砌体房屋的总高度及层数要予以限制，这也是一种最经济的抗震措施。抗震规范对砌体房屋的限值如表13.10所示 对医院、教学楼等横墙较少的房屋，总高度应比表4.1规定的相应降低3m，层数相应减少一层；各层横墙很少的房屋，应根据具体情况再适当降低总高度和

27、减少层数房屋的层数和总高度限值（m） 表13.10房屋类别最小墙厚烈度6789高度层数高度层数高度层数高度层数多层砌体粘土砖240248217186124多孔砖240217217186124多孔砖190217186155小砌块190217217186青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程提示与补充3.房屋的高宽比抗震规范通过限制房屋高宽比的规定来确保砌体房屋不发生整体弯曲破坏，而在抗震强度验算时只验算墙片的抗剪强度，不再进行整体弯曲强度验算。表13.11为抗震规范对房屋高宽比的限值。其中，单面走廊房屋的总宽度不包括走廊宽度；建筑平面接近正方形时，其高宽比宜适当减小。表13.11房屋最大高宽

28、比烈 度6789最大高宽比2.52.52.01.54抗震横墙的间距表13.12房屋抗震横墙最大间距（m）房 屋 类 别 烈 度6789多层砌体现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖18181511装配式钢筋混凝土楼、屋盖1515117木楼、屋盖111174底部框架-抗震墙上部各层同多层砌体房屋5.房屋的局部尺寸部 位6度7度8度9度承重窗间墙最小宽度1.01.01.21.5承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离1.01.01.21.5非承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离1.01.01.01.0内墙阳角至门窗洞边的最小距离1.01.01.52.0无锚固女儿墙(非出入口处)的最大高度0.50.50.

29、50三、砌体结构抗震构造措施 结构抗震构造措施的主要目的在于加强结构的整体性、保证抗震计算目的的实现，弥补抗震计算的不足。尤其对于砌体结构，采取合理的构造措施显的尤为重要。常常包括以下几个方面：l l       加强结构的连接l l       设置钢筋混凝土构造柱l l       合理布置圈梁l l       重视楼梯间的设置1.加强结构的连接（1）

30、纵横墙的连接当未设构造柱时，应沿墙高每隔0.5m配置拉结钢筋（2）楼板搁置长度现浇楼板预制楼板:外墙 内墙 梁上青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程提示与补充（3）楼板与圈梁、墙体的拉结（4）屋架（屋面梁）与墙柱的锚拉2.设置钢筋混凝土构造柱（1）构造柱的作用构造柱可以部分提高墙体的抗剪强度，可以大大增强房屋的变形能力。墙体开裂后，构造柱与圈梁形成的约束体系可以有效的限制墙体散落，使墙体以滑移等方式大量消耗地震能量，保证房屋不致倒塌。（2）构造柱和芯柱的设置要求(1)钢筋混凝土构造柱(2)钢筋混凝土芯柱表4.5砖房构造柱设置要求 表4.6混凝土小砌块房屋芯柱设置要求 合理布置圈梁作用：与

31、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。 青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程提示与补充（4）.重视楼梯设计8度和9度时，顶层楼梯间横墙和外墙宜沿墙高每隔0.5m设通长钢筋。8度和9度时，楼梯间及门厅内墙阳角处的大梁支承长度不应小于0.5m ，并应与圈梁连接。装配式楼梯段应与平台板的梁可靠连接。突出屋顶的楼、电梯间，构造柱应伸到顶部，并与顶部圈梁连接。 课堂巩固：思考题4、5、6课堂小结：多层砌体结构震害特点；砌体结构选型与布置；砌体结构抗震构造措施作业布置： 思考题4、5、6青岛黄海职业学院教师教案（编号4）年 月 日 课

32、 题 13.5多、高层钢筋混凝土房屋的抗震规定课 时教学目的   掌握多高层钢筋混凝土结构震害。 掌握多高层钢筋混凝土结构的选型、结构布置和设计原则。掌握钢筋混凝土框架结构的抗震构造措施教学重点 多高层钢筋混凝土结构的选型、结构布置和设计原则；钢筋混凝土框架结构的抗震构造措施教学难点 钢筋混凝土框架结构的抗震构造措施教学关键点 钢筋混凝土框架结构的抗震构造措施教具 建筑结构教材及教案板书设计 13.5多、高层钢筋混凝土房屋的抗震规定一、多高层钢筋混凝土结构震害及分析二、选型、结构布置和设计原则三、钢筋混凝土框架结构的抗震构造措施青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程提示与补充课题

33、导入：多层和高层钢筋混凝土房屋的抗震性能比混合结构好，结构的整体性较好，在地震时，能达到小震不坏，大震不倒的抗震要求，因此被广泛用于工业与民用建筑。课程新授：13.5多、高层钢筋混凝土房屋的抗震规定一、多高层钢筋混凝土结构震害及分析（一）结构布置不合理而产生的震害破坏类型：1.扭转破坏产生原因:刚度中心与质量中心有较大不重合；竖向刚度有较大的突变2.薄弱层破坏 竖向刚度突变，会集中在刚度薄弱的楼层3.应力集中 4.防震缝处碰撞防震缝宽度不够引起碰撞（二）框架结构的震害1.整体破坏形式分类：按破坏性质分类：延性破坏和脆性破坏按破坏机制分类：梁铰机制（强柱弱梁型）和柱铰机制（强梁弱柱型）2. 局部

34、破坏形式（1）构件塑性铰处的破坏（受弯和受压破坏时）青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程提示与补充（2）构件的剪切破坏（3）节点的破坏 （4）短柱破坏 （5）填充墙的破坏 （6）轴压比过大（小偏压）引起的脆性破坏（7）搭接处的破坏（钢筋搭接不合理）注意：以上的产生原因和危害的区别 青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程提示与补充（三）具有抗震墙的结构震害（抗震墙与框架抗震墙）1.破坏类型：(抗震性能较好，震害较轻。)（1）墙的底部发生破坏（2）墙体发生剪切破坏（3）连梁发生剪切破坏 二、选型、结构布置和设计原则（一）选型1.多高层建筑的结构形式：框架、抗震墙、框架抗震墙及筒

35、体、巨型框架、悬吊结构、框架简体等结构体系 2.各种结构体系的特点和适用范围3.不同的体系房屋结构的适用的最大高度（表5-1）。 青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程提示与补充对平面和竖向均不规则的结构或类场地上的结构,使用的最大高度应适当降低. 楼盖在其平面内的刚度应足够大,以使水平地震荷载通过楼盖平面进行分配和传递.故优先选用现浇楼盖,其次装配式整体楼盖,最后才是装配式楼盖. 抗震规范规定:框架-抗震墙和板柱抗震墙结构中,抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比不宜超过表5-2规定的数值；超过时，应考虑楼盖平面内的变形影响。（二）结构布置1.结构布置的基本原则是：结构平面布置：力求简单规

36、则，结构的主要抗侧力构件应对称均匀布置，尽量使结构的刚心与质心重合，避免地震时引起结构扭转及局部应力集中。在框架和抗震墙结构中，框架和抗震墙均应双向设置，柱中线与抗震墙中线、梁中线与柱中线之间的偏心不宜大于柱宽的1/4。高层建筑（8层及8层以上）的平面中的尺寸应满足规范的要求。见P130表5-3 青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程提示与补充结构的竖向布置，应使其质量沿高度方向均匀分布，避免结构刚度突变，并应尽可能降低建筑物的重心，以利结构的整体稳定性。合理地设置防震缝：平面形状复杂时，宜防震缝划分为较规则、简单的单元。但对高层结构，宜尽量可能不设置缝。伸缩缝和沉降缝的宽度应符合防震缝的

37、要求。当需要设防震缝时，其最小宽度应符合以下要求：框架结构：当高度不超过15m是可采用70mm；超过15m时，6度、7度、8度和9度相应每增加高度5m、4m、3m、2m，宜加宽20mm。框架-抗震墙：防震缝宽度可采用上述框架规定数值的70%，且不宜小于70mm。抗震墙：防震缝宽度可采用上述框架规定数值的50%且不宜小于70mm。防震缝两侧的结构体系不同时，防震缝的宽度应按需要较宽的规定采用，并可按较低房屋高度计算缝宽。8、9度框架房屋防震缝两侧的结构的高度、刚度或层高相差较大时，可在缝两侧房屋的尽端沿全高设置垂直于防震缝的抗撞墙。 （三）材料1.混凝土的强度等级，抗震等级为一级的框架梁、柱、节

38、点核心区、框支梁、框支柱不应低C30;构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件不应低于C20。并且，混凝土结构的强度等级，在9度时不宜超过C60,在8度时不宜超过C70。2.普通钢筋的强度等级，纵向受力钢筋宜采用HRB335和HRB400；箍筋宜采用HPB235、HRB335和HRB400。普通钢筋优先采用延性、韧性和可焊性较好的钢筋。对一、二级抗震等级的框架，其普通纵向受力钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；屈服强度实测值与强度的标准值得比值不应大于1.3。3.在施工中，当需要以强度等级较高的钢筋代替原设计中纵向受力钢筋时，应按钢筋受拉承载力相等的原则换算，并应满足正常使用极

39、限状态和抗震构造要求。4抗震等级1.划分依据：烈度、结构类型和房屋高度体现在同样地震烈度下不同结构类型的钢筋混凝土房屋不同的抗震要求。如：次要的抗侧力结构单元的抗震要求可以低于主要的抗侧力结构单元。2.抗震等级分为四级，结构的抗震等级越高，抗震措施越高。青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程提示与补充三、钢筋混凝土框架结构的抗震构造措施 1.地震作用效应的调整 原则：强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件框架梁主要影响因素：截面尺寸、纵筋配筋率、剪压比、配箍率、钢筋及混凝土的强度。截面：纵筋配筋率：（通过受压区高度控制）一级框架， 二、三级框架，梁端受拉筋配筋率梁端受压纵筋与受拉纵筋的比率一级框

40、架二、三级框架梁端加密箍筋：抗震等级加密区长度最大间距（取小）最小直径一2,500 mm6d, /4,100mm10二1.5,500 mm8d, /4,100mm8三1.5,500 mm8d, /4,100mm8四1.5,500 mm8d, /4,100mm6通长纵筋：一、二级框架不小于214且不小于受力纵筋面积的1/4， 三四级框架不少于212 。框架柱主要影响因素：截面尺寸、轴压比、纵筋配筋率、箍筋型式、钢筋及混凝土的强度。截面：，圆柱直径不宜小于350mm；剪跨比宜大于2；轴压比 概念：名义轴向压应力与砼抗压强度之比 轴压比是影响柱子破坏形态和延性的主要因素之一。轴压比越大，柱子的延性越差。柱子的破坏形态也随轴压比的增大，由大偏心破坏向小偏心破坏过渡。抗震结构要求柱子有足够的延性且为大偏心破坏，故控制轴压比的限值。青岛黄海职业学院教