建筑结构抗震基本知识

学习情境12建筑结构抗震基本知识子情境12.1地震基本知识子情景12.2钢筋混凝土房屋抗震构造措施子情境12.3砌体结构房屋的抗震措施【知识目标】了解地震的基本知识；掌握建筑抗震设防标准与设防目标；掌握框架、剪力墙、砌体结构震害分析。【能力目标】掌握框架、剪力墙、砌体结构抗震措施。学习情境12建筑结构抗震基本知识本章主要内容12.1.1地震及其破坏作用1.地震成因和类型地震按其产生的原因，主要可分为火山地震、陷落地震、人工诱发地震和构造地震。根据地震发生的部位，可将其划分为浅源地震(小于60km)、中源地震(震源深度为60~300km)和深源地震(震源深度大于300km)。震源深度越小，地震对地面造成的破坏性越大。我国发生的地震绝大多数属于浅源地震（震源深度在10~20km左右）。§12.1地震基本知识2.常用地震术语

震源：地震发生时岩层断裂或错动产生振动的部位；震源深度：震源至地面的垂直距离称为；震中：震源在地表的垂直投影点称为；震中区：地震发生时震动和破坏最大的地区称为；震中距：受地震影响地区至震中的距离称为震中距；等震线：在同一地震中，具有相同地震烈度地点连线。3.地震的破坏作用（1）地表的破坏现象1）地裂缝重力地裂缝：由于地面作剧烈震动而引起的惯性力超过了土的抗剪强度所致。构造地裂缝：与地质构造有关，是地壳深部断层错动延伸至地面的裂缝。2）喷砂冒水在地下水位较高的平原及沿海地区，地下存在埋深较浅的细砂层或粉土层时，可能发生喷砂冒水现象。地震视频(点击播放视频)3）地面下沉在强烈的地震作用下，在回填土和孔隙较大粘性土等松软而压缩性较高的土层中，往往发生震陷，使建筑物破坏，此外，在岩溶洞和采空区也常发生震陷。4）滑坡、塌方在强烈的地震下，常引起河岸、陡坡滑坡，有时规模很大，造成公路堵塞、岸边建筑物破坏。（2）建筑物破坏1）结构丧失整体性建筑物一般都是由许多构件组成，在地震作用下因构件连接不牢、支撑长度不够或作为支座的墙体倒塌、柱断裂，都会引起结构丧失整体性而破坏。2）结构承载力不足而引起的破坏作为结构主要承重的构件，墙、柱、梁等由于其强度不足，在地震发生时首先破坏，不能继续承受重力荷载从而造成房屋倒塌。3）地基失效当建筑物建在软弱的地基土上或建在液化的地基土上，而又未进行特殊处理，在地震发生时地基土的抗剪承载能力不能抵抗重力的继续作用，从而造成房屋的局部倾斜或不均匀下沉。（3）次生灾害地震除直接造成建筑物的破坏外，还会引起火灾、水灾、有毒物质污染等次生灾害，尤其在大城市，由次生灾害造成的损失有时比地震直接产生的灾害造成的损失还要大。地震次生灾害视频频(点击播放视频)12.1.2震级与烈度1.震级地震的震级是衡量量一次地震大小的的等级，用符号M表示。震级的原始定义是是：在离震中100km处的坚硬地面上，，由标准地震仪（（摆的自振周期为为0.8s，阻尼为0.8，放大倍数为2800倍）所记录的最大大水平位移A（单位为μm）的常用对数值，用用公式表示为M=lgA（12.1.1）因为这个震级的定定义是1935年里希特所给出的的，故称为里氏震震级。震级的大小直接与与震源释放的能量量大小有关，震级级M与地震释放能量E（单位erg）之间有如下关系lgE=1.5M+11.8（12.1.2）由式（12.1.1）可知，当震级级相差1级时，地面振幅幅相差10倍。由（12.1.2）可知，震级差差1级，能量相差32倍。微震：M<2的地震，人们感感觉不到。有感地震：M=2～4的地震。破坏性地震：M>5的地震，建筑物物有不同程度的的破坏。强烈地震或大地地震：M=7～8的地震。特大地震：M>8的地震。2.地震烈度地震烈度指地震震时某一地点震震动的强烈程度度，用符号Ｉ表表示。对于一次地震，，表示地震大小小的震级只有一一个，但它对不不同的地点影响响程度是不一样样的。一般说离离震中愈远，受受地震的影响就就愈小，烈度也也就愈低。对于于一次地震的影影响，随震中距距的不同，可以以划分为不同的的烈度区。目前，我国使用用的是1999年由国家地震局局颁布实施的《中国地震烈度表表》。12.1.3建筑抗震设防1.设防依据（1）基本烈度一个地区的基本本烈度是指该地地区今后50年时间内，在一一般场地条件下下可能遭遇到超超越概率为10%的地震烈度。（2）设防烈度作为一个地区建建筑抗震设防依依据的烈度称为为抗震设防烈度度。一般情况下，抗抗震设防烈度可可采用中国地震震动参数区划图图的基本烈度。。2.设防目标（1）大震和小震小震：为烈度概率密度度曲线上的峰值值所对应的烈度度，即众值烈度度或称多遇烈度度，如图12.1.2所示。当基准设设计期为50年时，则50年内众值烈度的的超越概率为63.2%，这就是第一水水准的烈度。基本烈度：即第二水准烈度度，也就全国地地震烈度区划图图所规定的烈度度，它在50年内超越概率大大体为10%。大震或罕遇烈度度：俗称其为大大震，50年内超越概率为为2%~3%的烈度，也是第第三水准所对应应的烈度。由烈度概率分布布分析可知，基基本烈度和从值值烈度相差约1.55度，而基本烈度度与罕遇烈度相相差大致1度。（2）抗震设防目标标抗震设防目标总总的趋势：在建建筑物使用寿命命期间，对不同同频度和强度的的地震，要求建建筑物具有不同同的抵抗能力。。基于这一趋势，，《抗震规范》提示了“三水准准”的抗震设防防目标。第一水准：“小小震不坏”，即当遭受到多遇遇的低于本地区区设防烈度的地地震（简称“小小震）影响时，，建筑物一般应应不受损坏或不不需修理仍能继继续使用。第二水准：“中中震可修”，当遭受到相当于于本地区设防烈烈度的地震影响响时，建筑可能能损坏，经一般般修理或不需修修理仍能继续使使用。第三水准：“大大震不倒”，当遭遇受到高高于本地区设防防烈度的罕遇地地震（简称“大大震”）影响时时，建筑不致倒倒塌或发生危及及生命的严重损损坏。3.设防分类（1）建筑物重要性性分类在进行建筑设计计时，应根据建建筑物的重要性性不同，采取不不同的抗震设防防标准。《抗震规范》将建筑物按其重重要程度不同分分为四类：甲类建筑—有特殊要求的建建筑，如遇地震震破坏会导致严严重后果（如放放射性物质的污污染，剧毒气体体的扩散或引起起爆炸等）和经经济上重大损失失的建筑；政治治上重大损失的的建筑；政治上上有特殊要求的的或其它特别重重要的建筑等。。乙类建筑—国家重点抗震城城市的生命线工工程的建筑（如消防、急救救、供水、供电电等）或其它重重要建筑。丙类建筑—除甲、乙、丁类类以外的建筑，，如一般工业与与民用建筑（公公共建筑、住宅宅、旅馆、厂房房等）。丁类建筑—次要建筑，如遇遇到地震破坏不不易造成人员伤伤亡和较大经济济损失的建筑（（如一般的仓库库、人员较少的的辅助性建筑））。甲类建筑应按国国家规定的批准准权限批准执行行；乙类建筑应应按城市抗震救救灾规划或有关关部门批准执行行。4.设防标准（1）甲类建筑，地地震作用应高于于本地区抗震设设防烈度的要求求：其值应按批批准的地震安全全性评价结果确确定；抗震措施施，当抗震设防防烈度为6~8度时，应符合本本地区抗震设防防烈度提高一度度的要求，当9度时，应符合比比9度抗震设防有更更高的要求。（2）乙类建筑，地地震作用应符合合本地区抗震设设防烈度的要求求；抗震措施，，一般情况下，，当抗震设防烈烈度为6~8度时，应符合本本地区抗震设防防烈度提高一度度的要求，当9度时，应符合比比9度抗震设防有更更高的要求；地地基基础的抗震措施，，应符合有关规规定。对较小的乙类建建筑，当其结构构改用抗震性能能较好的结构类类型时，应允许许仍按本地区抗抗震设防烈度的的要求采取抗震震措施。（3）丙类建筑，地地震作用和抗震震措施均符合本本地区抗震设防防烈度的要求。。（4）丁类建筑，一一般情况下，地地震作用仍应符符合本地区抗震震设防烈度的要要求；抗震措施施应允许比本地地区抗震设防烈烈度的要求适当当降低，但抗震震设防烈度为6度时不应降低。。12.1.4抗震概念设计的的基本要求抗震设计主要包包括三个方面：：概念设计、计计算设计和构造造设计。概念设计是指正正确地解决总体体方案、材料使使用和细部构造造，以达到合理理抗震设计的目目的。1.场地选择选择建筑场地时时，应根据工程程需要，掌握地地震活动情况、、工程地质和地地震地质的有关关资料，对抗震震有利、不利和和危险地段作出出综合评价。对对不利的地段提提出避开要求；；当无法避开时时应采取有效措措施；不应在危危险地段建造甲甲、乙、丙类建建筑。2.地基和基础设计计（1）同一结构单元元不宜设置在性性质截然不同的的地基土上，也也不宜部分采用用天然地基，部部分采用桩基。。（2）地基为软弱粘粘性土、可液化化土、新填土或或严重不均匀土土层时，宜加强强基础的整体性性和刚性，以防防止地震引起的的动态和永久的的不均匀变形。。（3）在地基稳定的的条件下，还应应考虑结构与地地基的震动特性性，力求避免共共振的影响。3.建筑和结构的规规则性建筑设计应符合合抗震概念设计计的要求，不应应采用严重不规规则的设计方案案。建筑及其抗侧力力结构的平面布布置宜规则、对对称，并应具有有良好的整体性性；建筑立面和和竖向剖面宜规规则，结构的侧侧向刚度宜均匀匀变化，竖向抗抗侧力构件的截截面尺寸和材料料的强度宜自下下而上逐渐减小小，避免抗侧力力结构的侧向刚刚度和承载力突突变。根据建筑物的类类型和结构体系系设置防震缝，，可将建筑从平平面上分成规则则的结构单元。。防震缝应根据据烈度、场地类类别、房屋类型型等留有足够的的宽度。同时，，伸缩缝、沉降降缝应符合防震震缝的要求。4.结构体系（1）选择抗震结构构体系应符合下下列各项规定：：1）应具有明确的的计算简图和合合理的地震作用用传递途径。2）应避免因部分分结构或构件破破坏而导致整个个结构丧失抗震震能力或对重力力的承载能力。。3）应具备必要的抗抗震承载力，良好好的变形能力和消消耗地震能量的能能力。4）对可能出现的薄薄弱部位，应采取取措施提高抗震能能力。5）宜具有多道抗震震防线，宜具有合合理的刚度和承载载力分布，避免局局部削弱或突变形形成薄弱部位，产产生过大的应力集集中或塑性变形集集中。结构在两个个主轴方向的动力力特征宜相近。（2）选择抗震结构构构件时应符合的要要求1）砌体结构应按规规定设置钢筋混凝凝土圈梁和构造柱柱、芯柱或采用钢钢筋砌体等以改善善变形能力。2）混凝土结构构件件，应合理选择尺尺寸，配置纵向钢钢筋和箍筋，避免免剪切破坏先于弯弯曲破坏，混凝土土的压溃先于钢筋筋的屈服，钢筋的的锚固粘结破坏先先于构件破坏。3）预应力混凝土的的抗侧力构件，应应配有足够的非预预应力钢筋。（3）结构各构件之间间的连接1）构件节点的破坏坏，不应先于其连连接的构件。2）预埋件的锚固破破坏，不应先于连连接件。3）装配式结构构件件的连接，应能保保证结构的整体性性。4）预应力混凝土构构件的预应力钢筋筋，宜在节点核心心区外锚固。（4）非结构构件主要有下列三种类类型：①附属构件，如女儿儿墙、雨蓬、厂房房高低跨封墙等。。这类构件的抗震震措施是加强本身身的整体性，并与与主体有可靠的连连接或锚固，防止止倒塌伤人。②装饰物，如建筑贴贴画、装饰、吊顶顶和悬吊重物等。。这类构件的抗震震措施是加强同主主体结构的连接。。对重要的贴画和和装饰，要柔性连连接，即保证主体体结构变形不致损损坏贴面和装饰，，应避免吊顶塌落落伤人和贴镶或悬悬吊较重的装饰物，当不可避免免时应有可靠的防防护措施。③非结构墙体，如围围护墙、内隔墙和和框架填充墙等。。应考虑这类构件件对结构抗震的不不利影响或有利影影响，应避免不合合理的设置而导致致主体结构的破坏坏，如框架或厂房房柱间填充墙不到到顶、使这些柱子子形成短柱，地震震时这些短柱极易易发生脆性破坏。。5.材料与施工（1）结构材料的性能能应符合的最低要要求1）烧结普通粘土砖砖和烧结多孔粘土土砖的强度等级不不应低于MU10，其砌体砂浆强度等等级不应低于M5；2）小型砌块的强度等等级不应低于M7.5，其砌筑砂浆强度等等级不应低于M7.5；3)混凝土的强度等级级，框支梁、框支支柱及抗震等级为为一级的框架梁、、柱、节点核心区区，不应低于C30，构造柱、芯柱、圈圈梁及其它构件不不应低于C20；4)抗震等级为一、二二级的框架结构，，其纵向受力钢筋筋采用普通钢筋时时，钢筋的抗拉强强度实测值与屈服服强度实测值的比比值不应小于1.25；且钢筋的屈服强强度实测值与强度度标准值的比值不不应大于1.3。（2）抗震结构施工中中应符合的要求1)在钢筋混凝土结构构的施工中，需要要进行钢筋代换时时，对主要受力钢钢筋不宜以强度等等级比原设计高的的钢筋代替。当需需要替换时应按照照构件截面实际屈屈服强度进行换算算，并注意替代后后的构件截面屈服服强度不应高于截截面原设计的屈服服强度。这样，可可以避免人为造成成薄弱部位，和构构件在有影响的部部位混凝土发生脆脆性破坏。2)钢筋混凝土构造柱柱、芯柱和底部框框架-抗震墙砖房中砖抗抗震墙的施工，应应先砌墙后浇构造造柱、芯柱和框架架柱。3)砌体结构的纵、横横墙交接处应同时时咬槎砌筑或采取取拉接措施，以避避免地震时开裂或或外闪倒塌。第十二章建筑结结构抗震基本知识识1.了解多层及高层钢钢筋混凝土房屋的的抗震措施；了解解框架结构以及抗震震墙结构的抗震构构造措施；2.掌握抗震设计的一一般规定。第二讲教学目标：重点多层及高层钢筋混混凝土房屋的抗震震措施。难点多层及高层钢筋混混凝土房屋的抗震震措施。12.2.1震害特点1.框架梁、柱及节点点的震害（1）框架梁震害多发生在梁端端。梁发生剪切破破坏的主要原因是是，梁端钢筋屈服服后，裂缝的产生生和开展使混凝土土抵抗剪力的能力力逐渐减小，而梁梁内箍筋配置又少少，以及地震的反反复作用使混凝土土的抗剪强度进一一步降低。当剪力力超过了梁的抗剪剪承载能力时产生生破坏。12.2多层及高层钢筋混混凝土房屋（2）框架柱框架柱的破坏主要要发生在接近节点点处，在水平地震震作用下，每层柱柱的上下端将产生生较大的弯矩，当当柱的正截面抗弯弯强度不足时，在在柱的上下端产生生水平裂缝。由于反复的震动，，裂缝会贯通整个个截面，在强烈地地震作用下，柱顶顶端混凝土被压碎碎直致剥落，柱主主筋被压曲呈灯笼笼状突出。当柱的净高与其截截面长边的比值小小于或接近4时，此时柱的抗侧侧移刚度很大，所所以受到的地震剪剪力也大，柱身会会出现交叉的X形斜裂缝，严重时时箍筋屈服崩断，，柱断裂，造成房屋屋倒塌。框架的角柱，由于于是双向受弯构件件，再加上扭转的的作用，而其所受受的约束又比其它它柱少，强震作用用时，更容易破坏坏。（3）框架节点在地震的反复作用用下，节点的破坏坏机理很复杂，主主要表现为：节点点核芯区产生斜向向的X形裂缝，当节点区区剪压比较大时，，箍筋未屈服混凝凝土就被剪压酥碎碎而破坏，导致整整个框架破坏。破坏的主要原因大大都是混凝土强度度不足、节点处的的箍筋配置量小。。2.抗震墙的震害在强烈地震作用下下，抗震墙的震害害主要表现为连梁梁的剪切破坏，在在地震反复作用下下，在连梁的梁侧侧形成X的裂缝，其主要原原因是，由剪力和和弯矩产生的主拉拉应力超过连梁混混凝土的抗拉强度度所致。3.填充墙的震害多层框架柱间的填填充墙，地震时,梁下的填充墙出现现水平裂缝，如果果墙和柱拉结不好好则会产生竖向裂裂缝，强烈地震作作用时会产生X形裂缝，甚至外倾倾或倒塌。12.2.2抗震设计的一般规规定1.抗震等级级抗震等级级是确定定结构和和构件抗抗震计算算与采用用抗震措措施的标标准。《抗震规范范》在综合考考虑了设设防烈度度、建筑筑物高度度、建筑筑物的结结构类型型、建筑筑物的类类别及构构件在结结构的重重要性程程度等因因素后，，将结构构划分为为四个等等级，它它体现了了不同的的抗震要要求。高层建筑筑结构的的抗震等等级划分分为五级级：特级级、一级级、二级级、三级级、四级级。确定结构构抗震等等级时，，应按建建筑类别别和场地地类别对对抗震设设防烈度度进行调调整。调调整后用用于确定定抗震等等级的烈烈度。2.房屋的高高度及高高宽比限限值《抗震规范范》规定，较较规则的的多高层层现浇钢钢筋混凝凝土房屋屋的最大大适用高高度不超超过规范范的规定定。对平面和和竖向不不规则的的结构或或建造在在Ⅳ类场地上上的结构构，适用用最大高高度应适适当降低低。当设设防烈度度为6度、7度、8度且房屋屋高度分分别超过过120m、100m、和80m时，不宜宜采用有有框支层层的现浇浇抗震墙墙结构；；9度时，则则不应采采用。对于窄而而高的建建筑，在在水平荷荷载作用用下会产产生较大大的水平平位移，，当地基基软弱时时会造成成整个建建筑的倾倾覆。为为了满足足整体稳稳定的要要求，高高层钢筋筋混凝土土结构的的高宽比比不宜超超过规范范规定的限值。。3.建筑设计计和建筑筑结构的的规则性性建筑设计计应符合合抗震概概念设计计的要求求,不应采用用严重不不规则的的设计方方案。4.防震缝用防震缝缝进行结结构平面面分段，，是把平平面上不不规则的的结构分分割成若若干个规规则结构构的有效效办法。。一般应应选用合合理的结结构方案案尽量不不设防震震缝。只只有当建建筑平面面突出部部分较长长，结构构刚度以以及荷载载相差悬悬殊或房房屋有较较大错层层时，才才设置防防震缝。。必须设置置防震缝缝时，缝缝的最小小宽度应应符合下下列要求求：（1）框架结结构房屋屋的防震震缝宽度度，当高高度不超超过15m时，可采采用70mm；超过15m时，6度、7度、8度和9度相应每每增加高高度5m、4m、3m和2m，宜加宽20mm。（2）框架—抗震墙结结构房屋屋的防震震缝宽度度可采用用（（1）项规定定数值的的70%，抗震墙墙结构房房屋的的的防震缝缝宽度可可采用（（1）项规定定数值的的50%；且均不不宜小于于70mm。（3）防震缝两两侧结构构类型不不同时，，宜按需需要较宽宽防震缝缝的结构构类型和和较低房房屋高度度确定缝缝宽。5.钢筋的锚锚固和接接头纵向受拉拉钢筋的的抗震锚锚固长度度laE应按下式式计算：：laE=ηla（1.2.1）式中η—系数，一一、二级级抗震等等级取1.15，三级取取1.05，四级取取1.0；la—纵向受拉拉钢筋的的锚固长长度，按按3.1节的规定定采用。。现浇钢筋筋混凝土土框架梁梁连接方方法：二、三、、四级框框架梁可可采用绑绑扎搭接接或焊接接接头。。焊接或绑绑扎接头头均不宜宜位于构构件最大大弯矩处处，且宜宜避开梁梁端、柱柱端的箍箍筋加密密区。当当无法避避免时，，应采用用机械连连接接头头，且钢钢筋接头头面积百百分率不不应超过过50%。当采用绑绑扎搭接接接头时时，其搭搭接长度度不应小小于下式式的计算算值：llE=ζlaE（12.2.2）llE—抗震设计计时受拉拉钢筋的的搭接长长度；ζ—受拉钢筋筋搭接长长度修正正值，按按3.1节之规定定采用。。箍筋末端端应作135゜的弯钩钩，弯钩钩的平直直部份的的长度不不应小于于10d（d为箍筋直直径），，高层建建筑中尚尚不应小小于75mm。12.2多层及高高层钢筋筋混凝土土房屋(2)抗震构造造措施1)框架梁①截面尺寸寸梁的截面面宽度不不宜小于于200mm，梁的宽度度不应小小于柱宽宽的1/2，也不应应小于梁梁高的1/4。②梁的纵向向钢筋梁端纵向向受拉钢钢筋的配配筋率不不应大于于2.5%，且计入入受压钢钢筋的梁梁端混凝凝土受压压区高度度和有效效高度之之比，一一级不应应大于0.25，二三级级不应大大于0.35。梁端截截面的底底面和顶顶面纵向向钢筋配筋量量的比值值，除按按计算确确定外，，一级不不小于0.5，二、三三级不小小于0.3。考虑到地地震弯矩矩的不确确定性，，梁底和和梁顶应应配置通通长的贯贯通钢筋筋，一、、二级框框架不少少于2φ14且不应少少于梁两两端顶面面和底面面纵向配配筋中较较大截面面面积的的1/4，三、四四级框架架不少于于2φ12。在中柱部部位，框框架梁上上部钢筋筋应贯穿穿中柱节节点。一一、二级级框架内内，贯通通中柱的的每根纵纵向钢筋筋直径，，对矩形形截面柱柱不宜大大于在该该方向截截面尺寸寸的1/20；对圆形形柱不宜宜大于纵纵向钢筋筋所在弦弦长的1/20。梁内纵向向钢筋的的锚固方方式一般般有两种种，即直直线锚固固和弯折折锚固。。在中柱常常用直线线锚固，，在边柱柱常用90度弯折锚锚固。弯弯折锚固固可分为为水平锚锚固段和和弯折锚锚固段两两部分，，弯折段段长度不不能太短短，一般般应保证证15d（d为钢筋直直径）。。③梁的箍筋筋在梁端纵纵向钢筋筋屈服范范围内，，加密封封闭式箍箍筋，可可以加强强对节点点核芯区区混凝土土的约束束作用，，提高塑塑性铰区区内混凝凝土的极极限应变变值，防防止在塑塑性铰区区内发生生斜裂缝缝破坏，，从而保保证框架架梁有足足够的延延性。同同时还为为纵向受受压钢筋筋提供侧侧向支撑撑，防止止纵筋压压曲。《抗震规范范》对梁端箍箍筋加密密区的范范围和构构造做出出强制性性规定。2）框架柱柱①截面尺寸寸柱截面尺尺寸不宜宜小于300mm，高层房屋屋柱截面面宽度不不宜小于于350mm。柱净高与与柱截面面长边的的比值不不应小于于4，否则将将形成短短柱，地地震时易易发生脆脆性的剪剪切破坏坏。为保证强强柱弱梁梁和增加加柱的延延性，在在确定柱柱的截面面尺寸时时应首先先保证柱柱的轴压压比限值值。②柱的纵向向钢筋柱的纵向向钢筋宜宜对称配配置。为为了保证证柱有足足够的延延性，框框架柱和和框支柱柱中全部部纵向受受力钢筋筋的配筋筋百分率率不应小小于规范范规定的的数值，，同时，，每一侧侧的配筋筋百分率率不应小小于0.2；对Ⅲ类场地土土上较高高的高层层建筑，，最小配配筋百分分率应按按规范规规定的数数值增加加0.1采用。对框架柱柱来说，，柱总的的配筋率率不应大大于5%；对截面面边长大大于400mm的柱纵向向钢筋间间距不宜宜大于200，对截面面边长不不大于400mm时纵向筋筋可用4根，任何何情况下下纵向受受力钢筋筋的净距距均不小小于50mm。图12.2.1柱常用箍筋形式

③柱子的箍箍筋柱内常用用箍筋形形式：框架柱和和框支柱柱上下两两端箍筋筋应加密密，加密密区的箍箍筋最大间距距和箍筋筋的最小小直径应应符合规规范的规规定。一般情况况下，框框架柱箍箍筋加密密区长度度，应取取柱截面面长边尺尺寸（或或圆形截截面直径径）、柱柱净高的的1/6和500mm的最大值值。一、二二级框架架的角柱柱应沿柱柱全高加加密箍筋筋。柱的的非加密密区箍筋筋量不宜宜小于加加密区的的50%，且箍筋筋间距，，一、、二级不不应大于于10倍纵向钢钢筋直径径，三级级不应大大于15倍纵向钢钢筋直径径。当柱的纵纵向受力力钢筋总总配筋率率大于3%时，箍筋筋直径不不宜小于于φ8，且应焊成成封闭式式，单面面焊缝不不小于5倍箍筋直直径。箍箍筋间距距不应大大于200mm及10倍纵筋最最小直径径。在纵向钢钢筋搭接接接头处处，箍筋筋间距不不大于5倍纵向钢钢筋最小小直径及及100mm，箍筋弯钩钩要绕过过两根纵纵筋，弯弯钩平直直部分不不小于10倍纵筋直直径，见见图12.2.2。图12.2.2箍筋端部构造

3）梁柱钢钢筋的锚锚固与连连接梁柱钢筋筋在节点点内的锚锚固参见见第8章，但锚锚固长度度la应改为抗抗震锚固固长度laE。柱内纵向向钢筋不不应在中中间各层层节点内内截断，，柱内钢钢筋接头头的位置置应避开开柱的箍箍筋加密密区。图12.2.3柱纵向钢筋的接头

4）框架节节点为保证节节点核心心区的抗抗剪承载载力，使使框架梁梁、柱纵纵向钢筋筋有可靠靠的锚固固条件，，对节点点核心区区混凝土土应进行行有效地地约束，，节点区区内配箍箍特征值值λν，对于一一、二、、三级框框架分别别不小于于0.12、0.10、0.08，其箍筋筋体积配配筋率分分别不宜宜小于0.6%、0.5%和0.4%。5）填充墙墙填充墙一一般采用用轻质材材料的板板材或砌砌块组砌砌。与抗抗震砌体体墙的区区别在于于前者不不考虑其其抗侧力力的作用用，后者者则被用用来抵抗抗水平地地震作用用。砌体填充充墙宜与与柱脱开开或采用用柔性连连接。在平面和和竖向的的布置，，要均匀匀对称。。应避免免填充墙墙不到顶顶而造成成短柱。。为防止止填充墙墙的破坏坏，砌体体的砂浆浆等级不低低于M5，并沿框架架全高每每隔500mm设2φ6拉筋，拉拉筋伸入入墙内的的长度，，在6、7度时不小小于墙长长的1/5且不小于于700mm，8、9度时一般沿沿墙全长贯贯通。当墙长大于于5m时,墙顶与梁宜宜有拉接；；当墙长超超过层高的的2倍时，应在在墙的中部部设置构造造柱。当墙高超过过4m时，在墙的的半高处宜宜设置与柱柱连接并沿沿墙全长贯贯通的钢筋筋混凝土现现浇带（图图12.2.4）。填充墙构造造填充墙构造造2.抗震墙结构构（1）抗震墙结结构混凝土土强度等级级不应低于于C20。（2）抗震墙的截截面尺寸应应规范的规定定；（3）抗震墙，，竖向、横横向分布钢钢筋的配筋筋，应符合合下列要求求：①一、二、三三级抗震墙墙的竖向和和横向分布布筋最小配配筋率均不不应小于0.25%；四级抗震震墙不应小小于0.2%；钢筋间距距不应大于于300mm,直径不应小小于8mm。②抗震墙竖向向和横向分分布筋的直直径不宜大大于墙厚的的1/10。（4）房屋顶层层抗震墙以以及矩形平平面房屋的的楼梯间和和电梯间抗抗震墙，端端开间的纵纵向抗震墙墙、端山墙墙的水平和和竖向分布布钢筋的最最小配筋率率不应小于于0.25%，钢筋间距距不应大于于200mm，钢筋直径不不应小于8mm且不应大于于墙肢截面面厚度的1/10。（5）抗震墙两两端和洞口口两侧应设设置边缘构构件，并应应符合下列列要求：①抗震墙结构构，一、二二级抗震墙墙底部加强强部位及相邻的上上一层，应应设置约束束边缘构件件，但墙肢肢底截面的的轴压比较较小时可设设置构造边边缘构件。。②一、二级抗抗震墙的其其它部位和和三、四级级抗震墙，，均应按图图12.2.5阴影线部位位设置边缘缘构件。抗震墙的约约束边缘构构件包括暗暗柱、端柱柱和翼墙，，应符合图图12.2.6所示要求。。为了发挥约约束边缘构构件的作用用,每个箍筋的的长边不大大于短边的的3倍,当约束边缘缘构件沿墙墙肢的长度度lC较长而设两两个箍筋时时，相邻两两个箍筋应应至少相互互搭接1/3长边的距离离如右图。。抗震墙的构构造边缘构构件的范围围如图12.2.8。（6）抗震墙墙墙肢长度大大于墙厚的的3倍时，箍筋筋应沿全高高加密。（7）一、二级级抗震墙跨跨高比不大大于2的连梁，除除普通箍筋筋外宜另设设斜向交叉叉构造钢筋筋。顶层连连梁的纵向向钢筋锚固固范围内，，应设置箍箍筋。（8）洞口补强强构造3.钢筋混凝土土框架—抗震墙结构构（1）抗震墙的的布置一般情况下下，抗震墙墙布置在竖竖向荷载较较大处，平平面形状变变化处以及及楼梯间和和电梯间。。考虑到施施工时支模模的困难，，一般不在在抗震缝两两侧同时设设置抗震墙墙。纵横向抗震震墙，宜合合并布置为为L形、T形、口字形形，使纵墙墙可以做为为横墙的翼翼缘，或横横墙做为纵纵墙的翼缘缘，从而提提高其强度度和刚度。。抗震墙的间间距不应过过大，以防防止楼板在在自身平面面内变形过过大。抗震震墙之间楼楼（屋）盖盖的长宽比比应符合规范的规定定。（2）抗震墙的的构造抗震墙的截截面厚度应应符合规范范的规定。。抗震墙的配配筋率，一一、二、三三级应≥0.25%，四级应≥0.2%。钢筋直径径≥8mm，同时≤墙厚/10，间距应≤300mm。小结：1.抗震墙的布布置；2.抗震墙的构构造。作业布置：：预习：§12.3；思考题：12.10。1.了解多层砌砌体房屋的的震害特点点；2.掌握砌体房房屋抗震设设计的一般般规定。第十二章建建筑结结构抗震基基本知识教学目标：第四讲多层砌体结结构房屋和和底部框架架—抗震墙房屋屋的抗震措措施。重点难点底部框架—抗震墙房屋屋的抗震措措施。12.3.1多层砌体房房屋的震害害特点1.墙体的破坏坏在砌体房屋屋中，与水水平地震作作用方向平平行的墙体体由于水平平地震的反反复作用，，两个方向向的斜裂缝缝组成交叉叉的X形裂缝，这这种裂缝在在多层砌体体房屋中一一般规律是是下重上轻轻。2.墙角转角处处的破坏尤其当房屋屋在地震中中发生扭转转时，墙角角处位移反反应最大。。12.3多层砌体房房屋和底层层框架房屋屋3.楼梯间墙体体的破坏楼梯间一般般层的墙体体计算高度度较房屋的的其它部位位小，其刚刚度较大，，因而该处处分配的地地震剪力也也大，楼梯梯间顶层的的墙体计算算高度又较较房屋的其其它部位大大，稳定性性差，所以以容易发生生破坏。4.内外墙连接接处的破坏坏内外墙连接接处是房屋屋的薄弱部部位，特别别时有些建建筑内外墙墙分别砌筑筑，以直槎槎或马牙槎槎连接，这这些部位在在地震中极极易被拉开开。5.楼盖预制板板的破坏6.突出屋面的的屋顶间等等附属结构构的破坏在房屋中，，突出的屋屋面和电梯梯机房、水水箱房、烟烟囱、女儿儿墙等附属属结构，由由于地震““鞭端效应应”的影响响，所以在在地震中一一般较下部部主体结构构破坏严重重。12.3.2抗震设计的的一般规定定1.多层房屋的的层数和高高度应符合合下列要求求：1）一般情况况下，房屋屋的层数和和总高度不不应超过表表12.3.1的规定。2）医院、教教学楼等及及横墙较少少的多层砌砌体房屋，，总高度比比表12.3.1中的规定降降低3m层数相应减减少一层；；各层横墙墙很少的多多层砌体房房屋，还应应根据具体体情况再适适当降低总总高度和减减少层数。。3）横墙较少少的多层砖砖砌体住宅宅楼，当按按规定采取取加强措施施并满足抗抗震承载力力要求时，，其高度和和层数允许许仍按表12.3.1中的规定采采用。横墙较少是是指同一楼楼层内,开向大于4.2m的房间占该该层总面积积的40%以上；各层层横墙很少少。2.多层砌体房房屋的最大大高宽比限限制多层房屋的的最大高宽宽比应符合合表12.3.2的规定。3.房屋抗震墙墙的间距房屋抗震墙墙的间距不不应超过表12.3.3的规定。4.房屋的局部部尺寸限制制见表12.3.4。5.多层砌体房房屋的结构构布置应优先采用用横墙或纵纵横墙共同同承重的结结构体系，，并且，多多层砌体房房屋的结构构布置宜符符合以下要要求：(1)在平面布置置时，纵横横墙宜均匀匀对称，沿沿竖向应上上下连续；；同时应避避免墙体的的高度不一一致而造成成错层；(2)楼梯间不应应布置在房房屋尽端和和转角处；；(3)烟道、风道道、垃圾道道的设置不不应削弱墙墙体，当墙墙体被削弱弱时应对墙墙体采取加加强措施，，不宜采用用无竖向配配筋的附墙墙烟囱及出出屋面的烟烟囱；(4)当房屋立面面高差大于于6m时、房屋有有错层且楼楼板高差较较大、或房房屋的结构构刚度，质质量截然不不同时，应应设置防震震缝将其划划分为规则则均匀对称称的抗震单单元。12.3.3抗震构造措措施1.多层砖房的的抗震构造造措施构造柱和圈圈梁是多层层砖房所采采用的主要要抗震措施施，它可以以加强砌体体结构的整整体性，并并增加砌体体结构的变变形能力。。同时设置置构造柱和和圈梁能使使墙体在严严重开裂后后不突然倒倒塌，是保保证“大震震不倒”的的主要措施施。（1）构造柱的的设置构造柱应设设置在墙体体的两端或或墙体的交交接部位。。多层普通砖砖、多孔砖砖房应按下下列要求设设置钢筋混混凝土构造造柱：1）构造柱设设置部位，，一般情况况下应符合合表12.3.4的要求。2）外廊式和和单面走廊廊式的多层层房屋，应应根据房屋屋增加一层层后的层数数，按表12.3.4的要求设置置构造柱,且单面走廊廊两侧的纵纵墙均应按按外墙处理理。3）教学楼、、医院等横横墙较少的的房屋，应应根据房屋屋增加一层层后的层数数，按表12.3.4的要求设置置构造柱；；当教学楼、、医院等横横墙较少的的房屋为外外廊式或单单面走廊式式时，应按按第2）条要求设设置构造柱柱，但6度不超过四四层、7度不超过三三层和8度不超过二二层时应按按增加二层层后的层数数对待。当房屋的高高度和层数数接近表12.3.4限值时，纵纵横墙内构构造柱间距距尚应符合合下列要求求：①横墙内的构构造柱间距距不宜大于于层高的二二倍，下部部1/3楼层的构造造柱间距适适当减小。。②当外纵墙开开间大于3.9m时，应另设设加强措施施，内纵墙的构造造柱间距不不宜大于4.2m。表12.3.4中的大洞口一般般指洞口宽度≥2.1m时，大房间指开间≥4.2m的情况。（2）圈梁的设置多层普通砖、多多孔砖房屋的现现浇钢筋混凝圈圈梁设置应符合下列要求求：1）装配式钢筋混混凝土楼、屋盖盖或木楼、屋盖盖的砖房。2）现浇或装配整整体式钢筋混凝凝土楼盖、屋盖盖与墙体有可靠连接的的房屋，应允许许不另设圈梁，，但楼板沿墙周边应加强配筋筋并应与相应的的构造柱钢筋可可靠连接。圈梁宜与预制板板在同一标高或或紧靠板底，圈圈梁应闭合，遇有洞口应应上下搭接。（3）对横墙较少房房屋的加强措施施横墙较少的多层层普通砖、多孔孔砖住宅楼的总总高度和层数接近或达到到表12.3.4规定限值,应采取下列加强强措施:1)房屋的最大开间间尺寸不宜大于于6.6m。2)同一结构单元内内横墙错位数量量不宜超过横墙墙总数的1/3，且连续错位不不宜多于两道；；错位墙体交接接处均应增设构构造柱，且楼（（屋）面板应采采用现浇钢筋混混凝土板。3)横墙和内纵墙上上洞口的宽度不不宜大于1.5m；外纵墙上洞口的的宽度不宜大于于2.1m或开间尺寸的一一半；且内外墙墙上洞口位置不不应影响内外纵纵墙与横墙的整整体连接。4)所有纵横墙均应应在楼、屋盖标标高处设置加强强的现浇钢筋混混凝土圈梁；圈圈梁的截面高度度不宜小于150mm上下纵筋各不应应少于3φ10，箍筋不小于φ6，间距不大于300mm。5)所有纵横墙交接接处及横墙的中中部，均应增设设满足下列要求求的构造柱：在在横墙内的柱距距不宜大于层高高，在纵墙内的的柱距不宜大于于4.2m，最小截面尺寸不不宜小于240mmx240mm，配筋宜符合表12.3.6的要求。6）同一结构单元元的楼、屋面板板应设置在同一一标高处。圈梁7）房屋底层和和顶层的窗台处处，宜设置沿纵纵横墙通长的水水平现浇钢筋混混凝土带；其截截面高度不小于于60mm，宽度不小于240mm，纵向钢筋不少于于3φ6。（4）其它方面的抗震震构造1）顶层楼梯间由由于其墙体高度度较大，在8、9度时规范要求在在顶层楼梯间的的横墙和外墙沿沿墙高每隔500mm设2φ6通长钢筋；9度时在其它各层层楼梯间的休息息平台处或楼层层半高处设置60mm厚钢筋混凝土现现浇带或配筋砖砖带，配筋砖带带的砂浆强度等等级不应低于M7.5，纵向钢筋不应小小于2φ10。2）构造柱的最小截截面可采用240×180mm，纵向钢筋宜采用用4φ12，箍筋间距不宜大大于250mm，柱上下两端各500处加密至间距100mm。构造柱的构造构造柱及过梁构造柱3）8、9度时梁端伸入内内墙阳角的支撑撑长度不小于500mm，并应与圈梁连接接。突出屋面的的楼、电梯间，，构造柱应伸至至顶部并与顶部部的圈梁相连。。无构造柱的内内外墙交接处，，沿高每500mm设2φ6的拉结钢筋。且且每边伸入墙内内不应小于1m。构造柱22.多层砌块房屋的的抗震构造措施施（1）芯柱的设置小砌块房屋应按按表12.3.7的要求设置钢筋筋混凝土芯柱,对医院、教学楼楼等横墙较少的的房屋，应根据据房屋增加一层层后的层数，按按表12.3.7的要求设置芯柱柱。小砌块房屋的芯芯柱截面不宜小小于120×120mm；混凝土强度等级级不应低于C20；芯柱内竖向插筋筋应贯通墙身且且与圈梁连接；；插筋不应小于于1φ12，7度时超过五层、、8度时超过四层和和9度时，插筋不应应小于1φ14。入室外地面以下下500mm或与埋深小于500mm的基础圈梁相连连。为提高墙体抗震震受剪承载力而而设置的芯柱，，宜在墙体内均匀布置，，最大净距不宜宜大于2m。（2）圈梁的设置小砌块房屋的现现浇钢筋混凝土土圈梁应按表12.3.8的要求设置，圈梁梁宽度不应小于于190mm，配筋不应小于4φ12，箍筋间距不应大大于200mm。12.3.4底部框架结构砖砖房底部框架结构砖砖房是指底部为为钢筋混凝土框框架或框架-抗震墙结构，上上部为多层砖砌砌体结构的房屋屋。底部框架砖房的的破坏相当严重重，破坏部位都都发生在底部框框架部分。底部框架砖房震震害加重的原因因:上部纵横墙较密密，不仅重量大大而且侧向刚度度比下部框架大大得多，形成柱柱下柔上刚的结结构体系。1.震害特点2.抗震设计的一般般规定（1）底部框架-抗震墙房屋的结结构布置，应符符合下列要求：1）上部的砌体抗抗震墙与底部的的框架或抗震墙墙应对齐或基本对齐。2）房屋的底部，，应沿纵横两个个方向设置一定定数量的抗震墙墙，并应均匀对对称布置或基本本均匀对称布