建筑结构抗震

建筑结构抗震5.1第一部分（多层砌体房屋的抗震）5.1第一部分（多层砌体房屋的抗震）多层砌体结构是居住、办公、学校和医院等建筑中最普遍的结构形式。现阶段我国墙体中，有近80%采用砌体材料，而且这种现状近期内还难以改变。城市临街的住宅、办公楼等建筑，在底部设置商场、餐厅等到生活服务设施。这种房屋的上部几层为墙体较多的砌体承重结构，而底部因使用功能要求而设框架—抗震结构或内框架结构，形成底部框架或内框架房屋。因此，总结多层砌体房屋和底部框架房屋的震害规律，分析其受力特点和抗震性能，掌握抗震设计的一般规定和主要抗震措施，对工程技术人员来说是非常重要的。5.1多层砌体房屋的抗震5.1.1受力特点及震害5.1.1受力特点及震害（1）水平地震作用下结构的受力特点对于多层砌体房屋，一般只需考虑房屋水平方向的地震作用，并将此作用分解为沿房屋的两个主轴方向，分别由同方向的墙体来承受，计算各楼层剪力并分配到各个墙段，求得各墙段的地震剪力设计值后，取承担地震剪力设计值较大或竖向重力荷载代表值引起压应力较小的最不利墙段进行抗剪承载力验算。多层砌体房屋当质量和刚度沿高度分布比较均匀时，通常采用底部剪力法进行计算。考虑“鞭端效应”，对于突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应，宜乘以增大系数3，但此增大部分不应往下传递。

5.1.1受力特点及震害（2）抗震性能与震害特点多层砌体房屋的抗震性能试验表明对于无筋砌体房屋墙体，在竖向压应力和往复的水平力作用下，当墙体内主拉应力产生的应变超过砌体的极限拉应变时，墙体出现斜向交错裂缝。如果高宽比接近于1时，通常斜裂缝呈×形。墙体高宽比较小的矮墙，则在墙体的中部出现水平裂缝，往复水平荷载下，墙体形成四大块体。若在砌体的水平灰缝中配置水平钢筋，墙体两个对角线方向将会出现多条裂缝，随着水平钢筋体积配筋率的提高，墙体裂缝分布越均匀，其承载能力及变形能力均随之显着提高。一般其变形能力要比无筋砌体提高一倍以上，从而提高了砌体的耗能能力。

5.1.1受力特点及震害若在砌体房屋中设置构造柱和圈梁时，房屋的裂缝仍然先出现在底层墙体的中部，然后延伸至柱的上下端，出现较平缓的斜裂缝，裂缝分布为底层较为严重，上层则较轻，墙体剪切破坏时，由于圈梁和构造柱的约束作用，只要构造柱的纵筋不断裂，破碎的墙体就仍能在原来的平面内来回摩擦、滑移、变形，从而消耗大量的地震能量，防止房屋倒塌的发生。由此可见，利用构造柱和圈梁等延性构件对砌体结构形成分割、包围，必要时设置水平钢筋，对整个砌体房屋而言，虽然承载力提高不多，而变形能力和耗能能力大为增加，从而大大提高了房屋的抗倒塌的能力。因此，在房屋的适当位置设置构造柱、圈梁，配置水平钢筋，是改善砌体结构房屋抗震性能的最有效途径。5.1.1受力特点及震害2.多层砌体房屋的震害①墙体的破坏②墙角的破坏③窗间墙和墙垛的破坏④纵横墙连接处的破坏⑤楼盖、屋盖的震害⑥楼梯间的破坏⑦附属构件的破坏5.1.2多层粘土砖房抗震构造措施

5.1.2多层粘土砖房抗震构造措施

多层粘土砖房通过设置构造柱与圈梁，把墙体分割包围，构成对墙体的约束和防止墙体开裂后砖的散落，限制开裂后砌体裂缝的延伸和砌体错位，使砖墙能维持竖向承载力，并能吸收较大的地震能量，避免墙体倒塌的发生。同时通过加强楼、屋盖构件、墙体等的拉结，对房屋的薄弱部位予以加强等一系列抗震构造措施，来提高房屋的抗震能力，实现“大震不倒、中震可修、小震不坏”的设防目标。（1）钢筋混凝土构造柱1.设置部位1）多层普通砖、多孔砖房构造柱的设置部位，一般情况下应符合规范的要求。2）蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖砌体结构房屋的构造柱的设置位置应符合规范的要求。5.1.2多层粘土砖房抗震构造措施

5.1.2多层粘土砖房抗震构造措施

多层粘土砖房通过设置构造柱与圈梁，把墙体分割包围，构成对墙体的约束和防止墙体开裂后砖的散落，限制开裂后砌体裂缝的延伸和砌体错位，使砖墙能维持竖向承载力，并能吸收较大的地震能量，避免墙体倒塌的发生。同时通过加强楼、屋盖构件、墙体等的拉结，对房屋的薄弱部位予以加强等一系列抗震构造措施，来提高房屋的抗震能力，实现“大震不倒、中震可修、小震不坏”的设防目标。（1）钢筋混凝土构造柱1.设置部位1）多层普通砖、多孔砖房构造柱的设置部位，一般情况下应符合规范的要求。2）蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖砌体结构房屋的构造柱的设置位置应符合规范的要求。5.1.2多层粘土砖房抗震构造措施3）外廊式和单面走廊式的多层房屋，应根据房屋增加一层后的层数，按要求设置构造柱，且单面走廊两侧的纵墙均应按外墙处理。4）教学楼、医学等横墙较少的房屋，应根据房屋增加一层后的层数，按要求设置构造柱；当教学楼、医院等横墙较少的房屋为外廊式或单面走廊式时，应按上一条要求设置构造柱，但6度不超过四层、7度不超过三层和8度不超过二层时应按增加二层后的层数对待。5.1.2多层粘土砖房抗震构造措施2.构造要求

1）构造柱最小截面可采用240mm×180mm，纵向钢筋宜采用4φ12，箍筋间距不宜大于250mm，且在柱上下端宜适当加密；7度时超过六层、8度时超过五屋和9度时，构造柱纵向钢筋宜采用4φ14，箍筋间距不应大于200mm；房屋四角的构造柱可适当加大截面及配筋。2）构造柱与墙连接处应砌成马牙槎，并应沿墙高每中500mm设2φ6拉结筋，每边伸入墙内不宜小于1m。3）构造柱与圈梁连接处，构造柱的纵筋应穿过圈梁，保证构造柱纵筋上下贯通。4）构造柱可有单独设置基础，但应伸入室外地面下500mm，或与埋深小于500mm的基础圈梁相连。5)房屋高度和层数接近限值时，纵、横墙内构造柱间距尚应符合下列要求：①横墙内的构造柱间距不宜大于层高的二倍；下部1/3楼层的构造柱间距适当减小；②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4.2m。5.1.2多层粘土砖房抗震构造措施（2）钢筋混凝土圈梁1.设置要求1）多层普通砖、多孔砖房屋的现浇钢筋混凝土圈梁设置应符合下列要求：①装配式钢筋钢筋混凝土楼、屋盖或木楼、屋盖的砖房，横墙承重时应按规范的要求设置圈梁；纵墙承重时每层均应设置圈梁，且抗震横墙上的圈梁间距应比表内要求适当加密。②现浇或装配整体式钢筋钢筋混凝土楼、屋盖与墙体有可靠连接的房屋，应允许不另设圈梁，但楼板沿墙体周边应加强配筋并与相应的构造柱钢筋可靠连接。2)蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖砌体房屋的圈梁，设置要求同普通砖房，但当6度8层、7度7层、8度6层时，应在所有楼、屋盖处的纵横墙上设置钢筋混凝土圈梁。5.1.2多层粘土砖房抗震构造措施2.构造要求1）多层普通砖、多孔砖房屋的现浇钢筋混凝土圈梁构造应符合下列要求：①圈梁应闭合，遇有洞口圈梁应上下搭接。圈梁宜与预制板设在同一标高处或紧靠板底；②圈梁在设置要求规定的间距内无横墙时，应利用梁或板缝中配筋替代圈梁；③圈梁的截面高度不应小于120mm，配筋应符合要求；当房屋地基为软弱土、液化土层时要求增设的基础圈梁，截面高度不应小于180mm，配筋不应少于4φ12。2）蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体房屋圈梁的截面尺寸除满足普通砖房要求之外，当6度8层、7度7层和8度6层时，圈梁的截面尺寸不应240mm×180mm，圈梁主筋不应少于4φ12，箍筋φ6、间距200mm。5.1.2多层粘土砖房抗震构造措施（3）多层砖房楼、屋盖多层砖房楼、屋盖构件与墙、柱、圈梁的连接应符合下列要求：1）浇钢筋混凝土楼板或屋面板伸进纵、横墙内的长度，均不应小于120mm。2）配式钢筋混凝土楼板或屋面板，当圈梁未设在板的同一标高时，板端伸进外墙的长度不应小于120mm，伸进内墙的长度不应小于100mm，在梁上不应小于80mm。3）当板的跨度大于4.8m并与外墙平行时，靠外墙的预制板侧边应与墙或圈梁拉结。4）房屋端部大房间的楼盖，8度时房屋的屋盖和9度时房屋的楼、屋盖，当圈梁设在板底时，钢筋混凝土预制板应相互拉结，并与梁、墙或圈梁拉结。5）楼、屋盖的钢筋混凝土梁或屋架应与墙、柱（包括构造柱）或圈梁可靠连接，梁与砖柱的连接不应削弱柱截面，各层独立砖柱顶部应在两个方向均有可靠连接。5.1.2多层粘土砖房抗震构造措施（4）楼梯间为防止地震中楼梯间的破坏，保证人员的安全疏散，楼梯间应符合下列要求：1）8度和9度时，顶层楼梯间横墙和外墙应沿墙高每隔500mm设2φ6通长钢筋；9度时其它各层楼梯间墙体应休息平台或楼层半高处设置60mm厚的钢筋混凝土带或配筋砖带，其砂浆强度等级不应低于M7.5，纵向钢筋不应少于2φ10。2）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500mm，并应与圈梁连接。3）装配式楼梯段应与平台板的梁可靠连接；不应采用墙中悬挑式踏步或踏步竖肋插入墙体的楼梯，不应采用无筋砖砌栏板。4）突出屋顶的楼、电梯间，构造柱应伸至顶部，并与顶部圈梁连接，内外墙交接处应沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋，且每边伸入墙内不宜小于1m。5.1.2多层粘土砖房抗震构造措施（5）墙体1）7度时长度大于7.2m的大房间，及8度和9度时，外墙转角及内外墙交接处，应沿墙高每隔500mm配置2φ6拉结钢筋，并每边伸入墙内不宜小于1m。2）后砌的非承重砌体隔墙应沿墙高每隔500mm配置2φ6钢筋与承重墙或柱拉结，并每边伸入墙内不宜小于500mm，8度和9度时长度大于5.0m的后砌非承重砌体隔墙的墙顶部应与楼板或梁拉结。5.1.2多层粘土砖房抗震构造措施（6）基础同一单元的基础（或桩承台），宜采用同一类型的基础，底面宜埋置在同一标高上，否则应增设基础圈梁并应按1:2的台阶逐步放坡。（7）总层数和总高度接近限值且横墙较少的砖砌体住宅楼对于横墙较少的多层普通砖、多孔砖住宅楼的总高度和层数接近或达到规定的限值，应采取下列加强措施：1）屋的最大开间尺寸不宜大于6.6m。2）一结构单元内横墙错位数量不宜超过横墙总数的1/3，且连续错位不宜多于两道；错位的墙体交接处均应增设构造柱，且楼、屋面板应采用现浇钢筋混凝土板。5.1.2多层粘土砖房抗震构造措施3）横墙和内纵墙上洞口宽度不宜大于1.5m；外纵墙上洞口宽度不宜大于2.1m或开间尺寸的一半；且内外墙上洞口位置不应影响内外纵墙与横墙的整体连接。4）所有纵横墙均应在楼、屋盖标高处设置加强的现浇钢筋混凝土圈梁：圈梁的截面高度不宜小于150mm，上下纵筋各不应少于3φ10，箍筋不小于φ6，间距不大于300mm。5）所有纵横墙交接处及横墙的中部，均应增设满足下列要求的构造柱：在横墙内的柱距不宜大于层高，在纵墙内的柱距不宜大于4.2m，最小截面尺寸不宜小于240mm×240mm，配筋宜符合要求。5.1.2多层粘土砖房抗震构造措施8.房屋底层和顶层的窗台标高处宜设置沿纵横墙通长的水平现浇钢筋混凝土带；其截面高度不小于60mm，宽度不小于240mm，纵向钢筋不少于3φ6。5.2第二部分（现浇框架的抗震)现浇框架结构的抗震设计要求：（1）概念设计（2）计算设计原则：1.强柱弱梁2.墙剪弱弯3.强节点弱构件（3）构造设计通过以上三方面的设计达到：“大震不倒、设防烈度可修、小震不坏”的抗震设防目标5.2现浇框架的构造要求5.2现浇框架的构造要求5.2.1一般要求11.5现浇框架的构造要求11.5.1一般要求

(1)材料尺寸要求①钢筋混凝土框架的混凝土强度等级不低于C20，纵向钢筋采用HPB235级、HRB335，HRB400级钢筋，箍筋采用HPB235级钢筋。②梁柱混凝土保护层最小厚度应根据框架所处环境条件确定。③框架梁柱的截面尺寸最终应根据房屋的侧移验算是否满足规范要求来确定。④框架梁柱应分别满足受弯构件和受压构件的构造要求，地震区的框架还应满足抗震设计的要求。⑤框架柱一般采用对称配筋，柱中全部纵向受力钢筋的配筋率在有抗震设防要求时不宜超过3％；无抗震设防要求时不应超过5％、不小于0．4％；纵向钢筋的间距不应大于350mm。5.2.1一般要求

(2)房屋最大高度5.2.1一般要求(3)抗震等级要求《抗震规范》综合考虑了建筑场地的地震设防烈度、结构类型和房屋高度等因素后，将结构划分为四个等级。5.2.2框架梁抗震构造要求11.5.2框架梁抗震构造要求对于承受地震作用的框架梁，除必须满足计算要求外，还必须满足如下的构造要求：（1）截面尺寸一般框架梁宽度不宜小于200mm。为了防止梁刚度降低后引起侧向失稳，梁截面的高宽比不宜大于4。当梁的跨高比小于4时，属于短梁，在反复弯剪作用下，斜裂缝将沿梁全长发展，从而使梁的延性及承载力急剧降低。因此，梁净跨与截面高度之比不宜小于4。否则应采取更为有效的构造措施。（2）纵向钢筋1.纵向受拉钢筋的配筋率不小于下表规定的最小配筋率。同时，沿梁全长顶面和底面至少应各配置两根纵向钢筋，对一、二级抗震等级，钢筋直径不应小于14mm，且其截面面积分别不应少于梁两端顶面和底面纵向受力钢筋中较大截面面积的1/4；对三、四级抗震等级，钢筋直径不应小于12mm。5.2.2框架梁抗震构造要求框架粱纵向受拉钢筋最小配筋百分率(％)

2.在框架梁中，框架梁的端部可能会出现正弯矩，如果梁底面钢筋过少，梁的下部破坏将较严重，也会使梁的承载力和变形能力降低。所以，框架梁的两端箍筋加密区范围内，纵向受压钢筋与纵向受拉钢筋的截面面积的比值(As’／As)应符合一定的要求。新《规范》规定，对一级抗震等级，不应小于0.5；对二、三级抗震等级，不应小于0.3。此外，框架梁中的纵向钢筋在节点中应有可靠的锚固。5.2.2框架梁抗震构造要求(3)箍筋1.在框架梁两端的箍筋应加密。新《规范》规定，梁端加密区的范围、箍筋最大间距、箍筋最小直径及箍筋肢距应按下表的规定取用；当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2％时，表中箍筋最小直径应增大2mm。2.梁箍筋加密区长度内的箍筋肢距：对一级抗震等级，不宜大于200mm和20倍箍筋直径的较大值；对二、三级抗震等级，不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值；对四级抗震等级，不大于300mm。5.2.2框架梁抗震构造要求(3)箍筋1.在框架梁两端的箍筋应加密。新《规范》规定，梁端加密区的范围、箍筋最大间距、箍筋最小直径及箍筋肢距应按下表的规定取用；当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2％时，表中箍筋最小直径应增大2mm。2.梁箍筋加密区长度内的箍筋肢距：对一级抗震等级，不宜大于200mm和20倍箍筋直径的较大值；对二、三级抗震等级，不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值；对四级抗震等级，不大于300mm。5.2.2框架梁抗震构造要求3.梁端设置的第一个箍筋距节点边缘不应大于50mm。非加密区的箍筋间距不宜大于加密区箍筋间距的2倍。4.沿梁全长箍筋的配筋率ρsv。应符合下列规定：一级抗震等级:ρsv≥0.3ft/fyv

二级抗震等级:ρsv≥0.28ft/fyv

三、四级抗震等级:ρsv≥0.26ft/fyv

5.2.2框架梁抗震构造要5.2.3框架柱抗震构造要求11.5.3框架柱抗震构造要求（1）截面尺寸新《规范》规定，框架柱的截面尺寸宜符合下列规定：1.框架柱的截面宽度和高度均不宜小于300mm；圆柱的截面直径不宜小于350mm(以保证地震时柱有必要的刚度及承载力)。2.框架柱的剪跨比宜大于2(框架柱的净高与柱截面高度之比小于4时将形成短柱，此时柱会过早发生剪切破坏，变形和耗能能力较差)。3.框架柱的截面高宽比不宜大于3。5.2.3框架柱抗震构造要求(2)纵向钢筋的配置新《规范》规定，框架柱中全部纵向受力钢筋的配筋百分率不应小于下表中规定的数值，同时，每一侧配筋率不应小于0．2％；对IV类场地上较高的高层建筑，最小配筋率应较表中数值增加0.1。新《规范》规定，框架柱中全部纵向受力钢筋配筋率，不应大于5％；当按一级抗震等级设计，且剪跨比λ≤2时，柱每侧纵向受力钢筋的配筋率不宜大于1．2％，并应沿柱全长采用复合箍筋。此外，对于截面尺寸大于400mm的柱，纵向钢筋的间距不宜大于200mm；框架柱的纵向钢筋宜对称布置。框架柱纵向钢筋最小配筋率5.2.3框架柱抗震构造要求

(3)箍筋的配置框架柱的破坏主要集中在柱端1.0～1.5倍柱截面高度范围内。当将柱端箍筋加密时，既提高了柱端的受剪承载力，又加强了对混凝土的约束作用，并对纵向钢筋提供侧向支承，可提高混凝土的变形能力和防止纵向钢筋的压屈，因而有效地改善了框架柱的延性。1.箍筋的加密区长度、最大间距和最小直径：框架柱两端箍筋加密区构造要求柱：底层柱柱根加密区长度为柱净高的1/35.2.3框架柱抗震构造要求2.箍筋加密区柱的最小体积配筋率框架柱箍筋加密区柱的体积配筋率最小配箍特征值，按查用即可箍筋或拉筋抗拉强度设计值5.2.3框架柱抗震构造要求1．柱相邻纵向钢筋连接接头相互错开．在同一截面内钢筋接头面积百分率不应大于50％．2．框架柱纵向钢筋直径d>28时．以及偏心受拉柱内的纵筋．不宜采用绑扎搭接接头．设计者应在柱平法结构施工图中注明偏心受拉柱的平面位置及所在层数。3．机械连接和焊接接头的类型及质量应符合国家现行有关标准的规定．4．图中hc为柱截面长边尺寸(圆柱为截面直径)．Hn为所在楼层的柱净高。5.2.3框架柱抗震构造要求1.除具体工程设计注有全高加密箍筋的柱之外．一至四级抗震等级的柱箍筋按本图所示加密区范围加密。2.当柱纵筋采用搭接连接时．应在柱纵筋搭接长度范围内均按≤5d(d为搭接钢筋较小直径)及≤100的间距加密箍筋。3.本图所包含的柱箍筋加密区范围及构造适用于抗震框架柱，剪力墙上柱和梁上柱。图中梁顶标高亦为剪力墙上柱根部位置的墙顶标高．4.Hn为所在楼层的柱净高。5.2.4框架节点抗震构造要求11.5.4框架节点抗震构造要求（1）箍筋框架节点中的箍筋不仅直接承受剪力，而且起着约束混凝土的作用。试验表明，当节点内无箍筋时，节点的延性较差，在混凝土出现裂缝后，经过几次反复荷载循环后，节点即失去承载力。因此，为保证节点有必要的承载力和延性，使框架梁、柱纵向钢筋有可靠的锚固条件，使节点核心区混凝土受到有效约束，新《规范》规定，框架节点区箍筋的最大间距、最小直径按柱加密区的要求取用。5.2.4框架节点抗震构造要求（2）纵向钢筋1.框架中间层的中节点和端节点在低周期反复荷载作用下，节点核心区梁的纵向钢筋易发生锚固破坏。当梁端截面的下部钢筋截面面积比上部钢筋截面面积相差较多时，下部钢筋更容易发生锚固破坏。锚固破坏将大大降低梁截面后期受弯承载力和节点刚度。因此，应采取合理的构造措施，以使梁的纵向钢筋在节点核心区有可靠的锚固。5.2.4框架节点抗震构造要求2.框架顶层的中间节点

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