单元19房屋抗震设计基本知识

单元19房屋抗震设计基本知识（1）了解抗震基本概念、抗震设防目的和抗震设计的基本要求。（2）了解多层砌体房屋和钢混框架房屋的震害。（3）掌握多层砌体房屋和钢混框架房屋设计的一般规定及抗震构造要求。1学习目标技能目标（1）在设计抗震建筑物时，能够正确选用抗震材料。（2）能够掌握框架结构抗震构造措施的要求。（3）根据自己所在地区的抗震设防烈度，会检查某多层砌体房屋是否符合抗震要求。219.1地震和抗震的一般知识19.1.1地震与成因1．地震地震是地球内部构造运动的产物，是因地球内部缓慢积累的能量突然释放而引起的地球表层的振动。地壳深处发生岩层断裂、错动的地方称为震源。震源正上方的地面位置叫震中。震中附近地面震动最厉害，也是破坏最严重的地区，称为震中区。地面某处至震中的水平距离称为震中距。把地面上破坏程度相似的点连成的线叫做等震线。震中至震源的垂直距离称为震源深度。32．构造地震地震按其成因可分为三种类型：火山地震、塌陷地震、构造地震。构造地震是由于地下深处岩层错动、破裂所造成的地震。就三种地震类型比较而言，构造地震发生次数最多（占地震发生总数的90%左右），影响范围广，是建筑抗震设防研究的对象，以下所称地震均指构造地震。构造地震根据震源深度不同分为三种：浅源地震（震源深度不大于60km）、中源地震（震源深度在60～300km范围内）和深源地震（震源深度大于300km）。419.1.2地震震级与烈度1．地震震级衡量地震大小的等级称为震级，由地震释放出能量的大小决定。震级越大，释放的能量越大，影响也越大。一般来说小于2级的地震称为微震，人们感觉不到；2～4级地震称为有感地震；5级以上地震称破坏性地震，会对建筑物造成不同程度的破坏；7～8级地震称为强烈地震或大地震；超过8级的地震称为特大地震。例如，1976年7月28日3时42分唐山发生的大地震为7.8级，2008年5月12日14时28分四川省坟川县发生的大地震为8.0级。52.地震烈度1）地震烈度地震烈度是描述某一地区地面和建筑物遭受地震影响程度的指标，显然对于距震中远近不同的地区所受震害是不同的，因而同一震级的地震引起各地区的地震烈度是不同的。一般来说，距震中越远，地震烈度就越低。62）基本烈度地震基本烈度是指一个地区今后一定时期内（我国取50年），一般场地条件下可能遭遇的最大地震烈度。各地区的基本烈度根据当地的地质、地形条件和历史地震情况等确定。73）抗震设防烈度按国家规定权限批准作为一个地区地震设防依据的地震烈度称为抗震设防烈度。它是该地区进行抗震设计的依据。抗震设防烈度一般采用该地区的地震基本烈度。表19-1为全国部分城市抗震设防烈度表。819.1.3震害反映地震造成的地面和房屋的破坏以及次生灾害主要表现有如下几个。1．地表破坏现象表现为地裂缝、地面下沉、喷水冒砂和滑坡等形式。2．房屋结构破坏（1）结构丧失整体性（2）强度破坏（3）地基失效93．次生灾害次生灾害是指地震时给排水管网、煤气管道、供电线路的破坏，以及易燃、易爆、有毒物质、核物质容器的破裂，造成的水灾、火灾、污染、瘟疫等严重灾害。这些次生灾害有时比地震造成的直接损失还大。1019.1.4建筑物的抗震设防1．抗震设防的目的抗震设防是指对建筑物进行抗震设计并采取抗震构造措施，以达到抗震的效果。我国抗震设防的范围是地震烈度为6～9度地震区。抗震设防的目的是在一定的经济条件下，最大限度地限制和减轻建筑物的地震破坏，保障人民生命财产的安全。我国《建筑抗震设计规范（附条文说明）》（GB50011—2010）中，把“小震不坏、中震可修、大震不倒”作为抗震设防的基本准则。112．建筑抗震设防分类规范将建筑物抗震设防按其使用功能的重要程度不同，分为以下4类。（1）特殊设防类。简称甲类建筑，有特殊要求的建筑，包括重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑。（2）重点设防类。简称乙类建筑，地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑，包括医疗、广播、通讯、交通、供水、供电、供气、消防、粮食等。（3）标准设防类。简称丙类建筑，除甲、乙、丁类以外的一般建筑，如公共建筑、住宅、旅馆、厂房等。（4）适度设防类。简称丁类建筑，抗震次要建筑，如一般性仓库、人员较少的辅助性建筑。123．抗震设防标准及措施对于甲类建筑，设计的地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求，其值应按批准的地震安全性评价结果确定；当抗震设防烈度为6～8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求。对于乙类建筑，设计的地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求；一般情况下，当抗震设防烈度为6～8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求；地震基础的抗震措施，应符合有关规定。对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结构类型时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施。对于丙类建筑，设计的地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求。对于丁类建筑，一般情况下，设计的地震作用仍应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施应允许比本地抗震设防烈度的要求适当降低，但抗震设防烈度为6度时不应降低。抗震设防烈度为6度时，除本规范有具体规定外，对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。144．抗震设计的3个方面建筑结构的抗震设计分为概念设计、计算设计和构造措施3个方面。所谓建筑抗震概念设计指根据基本设计原则和设计思想，进行建筑结构总体布置并确定细部构造的过程；计算设计是对地震作用效应进行定量分析计算，为建筑抗震设计提供定量手段；构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。1519.2多层砌体房屋的抗震设计19.2.1多层砌体房屋的震害特点简要说明多层砌体房屋最常见的震害及其造成的原因：1.墙体的破坏2.墙体转角处的破坏3.楼梯间墙体的破坏4.内外墙连接处的破坏5.楼盖预制板的破坏6.突出屋面的附属结构的破坏1619.2.2多层砌体房屋的抗震概念设计1．建筑平面及结构布置2．多层砌体房屋的基本尺寸限值1）总高度和层数限值2）高宽比、抗震横墙的间距及房屋局部尺寸的限值1719.2.3多层砌体房屋的抗震构造措施抗震构造措施主要包括设置钢筋混凝土构造柱、设置钢筋混凝土圈梁和加强构件间连接等几个方面。1．设置钢筋混凝土构造柱（1）多层普通黏土砖、多孔黏土砖房屋的现浇钢筋混凝土构造柱（以下简称构造柱）设置，应符合下列要求。2）多层普通黏土砖、多孔黏土砖房屋构造柱截面尺寸、配筋和连接的要求182.设置钢筋混凝土圈梁（1）装配式钢筋混凝土楼盖、屋盖或木楼盖、屋盖的砖房，横墙承重时应按表19-7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混凝土楼盖、屋盖与墙体可靠连接的房屋可不另设圈梁，但楼板沿墙体周边应加强配筋，并应与相应的构造柱钢筋可靠连接。（3）圈梁应闭合，遇有洞口应上下搭接，圈梁宜与预制板设在同一标高处或紧靠板底。（4）圈梁在表19-7要求的间距内无横墙时，应利用梁或板缝中配筋替代圈梁。193．楼盖、屋盖构件具有足够的搭接长度和可靠的连接（1）现浇钢筋混凝土楼板或屋面板伸进纵、横墙内的长度，均不宜小于120mm。（2）装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，并应与梁、墙或圈梁拉结。2019.3多层与高层框架结构房屋抗震设计19.3.1框架结构房屋抗震设计基本要求1.框架房屋适用高度和高宽比限值2．结构布置3．基础形式与埋深2119.3.2延性框架的设计原则地震区的框架结构应设计成延性框架，遵守“强柱弱梁”“强剪弱弯”“强节点强锚固”等设计原则，以保证框架在强震下形成如图19-1（a）所示的预期整体机制，避免形成如图19-1（b）所示的楼层机制，使框架在罕遇地震作用下有良好的抗震性能，不致严重倒塌破坏。2219.3.3框架结构构件抗震设计1.抗震等级2．控制截面与最不利内力组合3．梁端截面受剪承载力调整4．梁端箍筋加密5．柱内力调整6.加强柱端约束7．节点抗震设计2319.3.4框架结构房屋抗震构造措施抗震构造措施包括节点构造、构件本体构造以及其他细部设计。1．节点构造1）节点2）节点具备的两个要素3）节点构造内容4）节点宽度的三种情况242．构件本体构造关于抗震构造的共性方面包括以下几个方面。（1）纵向受拉钢筋的抗震锚固及抗震锚固长度。抗震锚固分为直锚和弯锚，其锚固长度及构造是有区别的，详见各类构件的构造详图。（2）纵向受拉钢筋的机械锚固构造。（3）纵向受力钢筋的抗震连接，包括绑扎连接、机械连接（如挤压套筒接头、锥螺纹套筒接头、墩粗直螺纹套筒接头等）和焊接连接（如闪光对焊、电渣压力焊、气压焊等）。25aEl（4）箍筋与拉筋构造。封闭箍筋应有135°弯钩，弯钩末端平直段长度不小于10倍箍筋直径，并锚人核心区混凝土内。箍筋的无支承长度不得大于350mm。（5）构造钢筋、分布钢筋的规定。26