第四章 建筑抗震概念设计

第四章 Chapter IV 砼框架结构房屋 抗震设计
The Design of Resisting Earthquake for Reinforced Concrete Frame
§4 - 1
概述 summarize
多层和高层钢筋混凝土结构体系包括： 框架结构、框架-抗震墙结构、抗震墙结构、 筒体结构和框架-筒体结构等。
受剪破坏：配筋不足，间距过大，弯起筋少无 法承担地震引起附加剪力而出现靠近梁端的斜 裂缝或砼剪压破坏。 主筋锚固长度不足在反复荷载作用下被拔出。
三. 框架梁柱节点的 破坏 梁柱节点核心抗剪 强度不足引起剪切 破坏。 节点区剪压比较大 时，被剪压破碎而 破坏。 节点箍筋过稀而产 生脆破或钢筋太密 而影响砼浇筑质量 引起剪切破坏。
四. 填充墙的震害 砌体填充墙刚度大 而承载力低，首先承受 地震作用而遭破坏。一 般7度即出现裂缝，8度 和8度以上地震作用下， 裂缝明显增加，甚至部 分倒塌，一般是上轻下 重，空心砌体墙重于实 心砌体墙，砌块墙重于 砖墙。
原因：墙体受剪承载力低，变形能力小，墙体 与框架缺乏有效的拉结，在往复变形时墙体易发 生剪切破坏和散落。
二.结构抗震等级 the grades of resisting seism 砼多层房屋的抗震设计要求，不仅与建筑物 重要性，地震烈度，而且与结构本身潜在的抗震 能力（结构类型、高度）有关。 1. 根据房屋的设防烈度，结构类型、房屋高 度和场地类别，划分为四个抗震等级。 2.不同抗震等级的结构应符合相应的计算和构 造措施要求。 3.表中的设防烈度应按《规范》3.1.3条各抗 震设防类别建筑的抗震设防标准中抗震措施的要 求的设防烈度确定。 4．建造在I类场地的丙类建筑，除6度外应允 许按本地区抗震设防烈度降低一度采用。

八
三、四 五
六、七
二、三 四
五、六
二 三、四
外墙四角， 错层部位横 墙与外纵墙 交接处较大 洞口两侧， 大房间内外
墙交接处
7、8度时，楼、电梯的四角，每隔15m 左右的横墙或单元横墙与外墙交接处
隔开间横墙(轴线)与外墙交接处,山墙与 内纵墙交接处,7-9度时,楼、电梯的四角
内墙(轴线)与外墙交接处,内墙的局部较 小墙垛处,7-9度时,楼、电梯的四角,9度 时,内纵墙与横墙(轴线)交接处
抗震设计第四章1
大量震害表明传统的砌体结构抗震性能较差：
1923年日本关东大地震，东京约有砖石结构房屋7000栋，几乎全部 遭到不同程度的破坏。
1948年原苏联阿什哈巴德地震，砖石结构房屋的破坏和倒塌率达到 70%-80%。
1976年唐山地震，对烈度为10度、11度区的123栋2-8层砖混结构房 屋调查，倒塌率为63.2%，严重破坏为23.6%，尚能修复使用的4.2%，实 际破坏率达95.8%。
三、房屋高宽比的限制
房屋高宽比：房屋总高度与总宽度的最大比值。
抗震规范对多层砌体房屋不要求作整体弯曲的承载力验算。为了使 多层砌体房屋有足够的稳定性和整体抗弯能力，房屋的高宽比应满足下 表：
房屋高宽比的限值表
烈度
6
7
8
9
最大高宽比
2.5
2.5
2.0
1.5
四、抗震横墙间距的限制
横向地震作用主要由横墙承受。横墙间距较大时，楼盖 水平刚度变小，不能将横向水平地震作用有效传递到横墙， 致使纵墙发生较大出平面弯曲变形，造成纵墙倒塌。
六、结构体系要合理
1、应优先采用横墙承重或纵横墙共 同承重的结构体系；
2、纵横墙的布置宜对称，沿水平面内宜对齐，沿竖向应上下连 续；同一轴线上的窗间墙宜均匀；

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场地的选择
3.3.1 选择建筑场地时应根据工程需要掌握地震活动情况 工程地质和地震地 质的有关资料对抗震有利不利和危险地段作出综合评价对 不利地段应提出 避开要求当无法避开时应采取有效措施不应在危险地段建 造甲乙丙类建筑 3.3.2 建筑场地为I 类时甲乙类建筑应允许仍按本地区抗 震设防烈度的要求采 取抗震构造措施丙类建筑应允许按本地区抗震设防烈度降 低一度的要求采取抗震 构造措施但抗震设防烈度为6 度时仍应按本地区抗震设防 烈度的要求采取抗震构 造措施

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建筑设计和建筑结构的规则性
3.4.1 建筑设计应符合抗震概念设计的要求不应 采用严重不规则的设计方案 3.4.2 建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则对 称并应具有良好的整体性建筑的立面和竖向剖面 宜规则结构的侧向刚度宜均匀变化竖向抗侧力构 件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小避 免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。 当存在表3.4.2-所列举的平面不规则类型或 表3.4.2-2 所列举的竖向不规则类型时应符合本 章第3.4.3 条的有关规定

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结构体系
3.5.1 结构体系应根据建筑的抗震设防类别抗震设防烈 度建筑高度场地条件地基结构材料和施工等因素经技术 经济和使用条件综合比较确定 3.5.2 结构体系应符合下列各项要求: 1 应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径 2 应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗 震能力或对重力荷载的承载能力 3 应具备必要的抗震承载力良好的变形能力和消耗地震 能量的能力 4 对可能出现的薄弱部位应采取措施提高抗震能力
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② 房屋长度超过规范规定的伸缩缝最大间距，又无条 件采取特殊措施而必需设置伸缩缝时；
③ 地基土质不均匀，房屋各部分的预计沉降（包括地 震时的沉陷）相差过大，必须设置沉降缝时；
④ 房屋各部分的质量或结构抗侧移刚度大小悬殊时。
工程结构抗震与减灾
Seismic joints: (a) irregular plan, (b) irregular elevation
构体系、刚度分布、构件延性等几个主要方面，从根 本上消除建筑中的抗震薄弱环节； ➢ 辅以必要的计算和构造措施，有可能使房屋建筑具有 良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。
由于对地震作用及结构性能的了解还远远不够，在 某种意义上，概念设计比计算设计更重要。
工程结构抗震与减灾
建筑抗震概念设计
1 场地选择 2 建筑的平立面布置 3 结构选型与结构布置 4 多道抗震防线 5 刚度、承载力和延性的匹配 6 确保结构的整体性 7 非结构部件处理
工程结构抗震与减灾
2.4 房屋的高度(Height)
➢ 一般而言，房屋愈高，所受到的地震力和倾覆力矩愈 大，破坏的可能性也愈大。
➢ 《抗震规范》和《高层规程》，根据我国当前科研成 果和工程实际情况，对各种结构体系适用范围内建筑 物的最大高度均作出了规定。超出该规定的，要进行 专门研究。《抗震规范》尚规定：对不规则结构、有 框支层抗震墙结构或Ⅳ类场地上的结构，适用的最大 高度应适当降低。
收进和外挑尺寸要求（宜）：
➢ 当结构上部楼层收进部位到 室外地面的高度H1与房屋高 度H之比大于0.2时，上部楼 层收进后的水平尺寸B1不宜 小于下部楼层水平尺寸B的 0.75倍；
➢ 当上部结构楼层相对于下部 楼层外挑时，下部楼层的水 平尺寸B不宜小于上部楼层水 平尺寸B1的0.9倍，且水平外 挑尺寸a不宜大于4m。