建筑結構抗震設計：第5章-多層和高層鋼筋混凝土結構房屋2

1、5.4 抗震設計抗震設計的一般規(guī)定的一般規(guī)定一、房屋的適用最大高度一、房屋的適用最大高度 抗震規(guī)范抗震規(guī)范規(guī)定：乙、丙和丁類建筑的框架結構和規(guī)定：乙、丙和丁類建筑的框架結構和框架框架- -抗震墻結構適用的最大高度應不超過下表的規(guī)定?？拐饓Y構適用的最大高度應不超過下表的規(guī)定。甲類建筑適用的最大高度應專門研究。甲類建筑適用的最大高度應專門研究。50100120130框架框架-抗震墻結構抗震墻結構25455560框架結構框架結構9876結構類型結構類型烈烈 度度現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋適用的最大高度（現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋適用的最大高度（m)m)注：注：1.1.房屋高度指室外地面到主要屋面板板頂?shù)母叨龋ú话?/p>

2、括局房屋高度指室外地面到主要屋面板板頂?shù)母叨龋ú话ň植客怀鑫蓓敳糠郑?；部突出屋頂部分）?2.2.超過表內高度的房屋，應進行專門研究和論證，采取有效超過表內高度的房屋，應進行專門研究和論證，采取有效的加強措施；的加強措施； 3.3.平面和豎向均不規(guī)則的結構或建造在平面和豎向均不規(guī)則的結構或建造在場地的結構，使用場地的結構，使用的最大高度應適當降低（一般降低的最大高度應適當降低（一般降低20%20%左右）。左右）。二、結構的抗震等級二、結構的抗震等級地震作用下，鋼筋混凝土結構的地震反應有下列特點：地震作用下，鋼筋混凝土結構的地震反應有下列特點：1 1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高；、地震作

3、用越大，房屋的抗震要求越高；2 2、結構的抗震能力主要取決于主要抗側力構件的性能；、結構的抗震能力主要取決于主要抗側力構件的性能；3 3、房屋越高，地震反應越大，位移延性要求越高。、房屋越高，地震反應越大，位移延性要求越高。 地震作用與烈度、場地等有關，從經濟角度考慮，對地震作用與烈度、場地等有關，從經濟角度考慮，對不同烈度、場地的結構的抗震要求可以有明顯的差別。不同烈度、場地的結構的抗震要求可以有明顯的差別。 主、次抗側力構件的抗震要求應有差別。主、次抗側力構件的抗震要求應有差別。 為了體現(xiàn)為了體現(xiàn)在同樣烈度情況下不同的結構體系、不同高在同樣烈度情況下不同的結構體系、不同高度和不同場地有不同

4、的抗震要求度和不同場地有不同的抗震要求，抗震等級的提出。，抗震等級的提出。 抗震等級是確定結構構件抗震計算和抗震措施的標抗震等級是確定結構構件抗震計算和抗震措施的標準。根據(jù)準。根據(jù)設防烈度、房屋高度、建筑類別、結構類型確定設防烈度、房屋高度、建筑類別、結構類型確定，共分四個等級，一級最高。共分四個等級，一級最高。 下表為丙類建筑抗震等級的劃分：下表為丙類建筑抗震等級的劃分：一一一一一一 抗震墻抗震墻一一一一二二二二三三三三四四 框架框架 5060 6060 6060 60 高度（高度（m) 一一劇場劇場,體育館等大跨度公共建筑體育館等大跨度公共建筑一一一一二二二二三三三三四四 框架框架 253

5、0 3030 3030 30 高度（高度（m)框架框架-抗抗震墻震墻結構結構框架框架結構結構結結 構構 類類 型型烈烈 度度6879三三二二一一三三二二現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋的抗震等級現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋的抗震等級注：注：1.1.建筑場地為建筑場地為類時，除類時，除6 6度外可按表內降低一度所對應的度外可按表內降低一度所對應的 抗震等級采取抗震構造措施，但相應的計算要求不應降低；抗震等級采取抗震構造措施，但相應的計算要求不應降低； 2.2.接近或等于高度分界時，應允許結合房屋不規(guī)則程度及場接近或等于高度分界時，應允許結合房屋不規(guī)則程度及場 地、地基條件確定抗震等級。地、地基條件確定抗震等級。 1 1

6、、甲、乙、丁類建筑應按抗震設防標準中的、甲、乙、丁類建筑應按抗震設防標準中的抗震措施抗震措施所要求的設防烈度所要求的設防烈度按上表確定抗震等級。按上表確定抗震等級。 2 2、當框架、當框架- -抗震墻結構有足夠的抗震墻時抗震墻結構有足夠的抗震墻時, ,其框架部分其框架部分是次要抗側力構件是次要抗側力構件, ,可按框架可按框架- -抗震墻結構中的框架確定抗震抗震墻結構中的框架確定抗震等級。否則按框架結構確定等級。區(qū)分標準是看框架部分承等級。否則按框架結構確定等級。區(qū)分標準是看框架部分承受的地震傾覆力矩是否大于結構總地震傾覆力矩的受的地震傾覆力矩是否大于結構總地震傾覆力矩的50%50%。nimji

7、ijchVM11框架承受的地震傾覆力矩可按下式計算：框架承受的地震傾覆力矩可按下式計算：cM-框架框架- -抗震墻結構在基本振型地震作用下框架部分承受的地震傾抗震墻結構在基本振型地震作用下框架部分承受的地震傾 覆力矩；覆力矩；n-結構層數(shù)；結構層數(shù)；m-框架框架i i層柱的根數(shù)；層柱的根數(shù)；ijV-第第i i層層j j根框架柱的計算地震剪力；根框架柱的計算地震剪力；ih-第第i i層層高。層層高。 3 3、裙房與主樓的等級、裙房與主樓的等級cccccc1cc裙房頂部上下各裙房頂部上下各一層應提高抗震一層應提高抗震措施措施 4 4、多層與高層建筑的地下室、多層與高層建筑的地下室 當?shù)叵率翼敯遄鳛?/p>

8、上部結構嵌固部位時，地下一層當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y構嵌固部位時，地下一層的抗震等級應與上部結構相同，一層以下根據(jù)具體情況的抗震等級應與上部結構相同，一層以下根據(jù)具體情況按三級或按更低等級。按三級或按更低等級。9 9度時應專門研究。度時應專門研究。圖中圖中c c為抗震等級為抗震等級 裙房與主樓相連，除應按裙房本身確定外，不應低于主樓抗震裙房與主樓相連，除應按裙房本身確定外，不應低于主樓抗震等級；主樓結構在群房頂層及相鄰上下各一層應適當?shù)募訌娍拐饦嫷燃?；主樓結構在群房頂層及相鄰上下各一層應適當?shù)募訌娍拐饦嬙齑胧Ｈ狗颗c主樓分離時，應按群房本身確定抗震等級。造措施。裙房與主樓分離時，應按群房本身確定

9、抗震等級。三、建筑結構布置宜規(guī)則三、建筑結構布置宜規(guī)則1 1、平面布置、平面布置 宜簡單、對稱、規(guī)則。宜簡單、對稱、規(guī)則。2 2、豎向布置、豎向布置 沿豎向應盡可能均勻少變化，使結構的剛度沿豎向沿豎向應盡可能均勻少變化，使結構的剛度沿豎向均勻。均勻。四、合理設計結構破壞機制四、合理設計結構破壞機制1 1、框架結構、框架結構 為了充分發(fā)揮整個結構的抗震能力，較合理的地震為了充分發(fā)揮整個結構的抗震能力，較合理的地震破壞機制應為節(jié)點基本不破壞，梁比柱的屈服能早發(fā)生、破壞機制應為節(jié)點基本不破壞，梁比柱的屈服能早發(fā)生、多發(fā)生；同一層中，各柱兩端屈服歷程越長越好；底層多發(fā)生；同一層中，各柱兩端屈服歷程越長

10、越好；底層柱底的塑性鉸宜最晚發(fā)生。梁柱端的塑性鉸出現(xiàn)得盡可柱底的塑性鉸宜最晚發(fā)生。梁柱端的塑性鉸出現(xiàn)得盡可能分散。能分散。2 2、框架、框架- -抗震墻結構抗震墻結構 抗震墻的各墻段（包括小開洞墻和聯(lián)肢墻肢）的高抗震墻的各墻段（包括小開洞墻和聯(lián)肢墻肢）的高寬比不宜小于寬比不宜小于2 2，使其成彎剪破壞。連梁宜在梁端塑性，使其成彎剪破壞。連梁宜在梁端塑性屈服，且有足夠的變形能力，在墻段充分發(fā)揮抗震作用屈服，且有足夠的變形能力，在墻段充分發(fā)揮抗震作用前不失效。前不失效。五、構件在極限破壞前不發(fā)生明顯的脆性破壞五、構件在極限破壞前不發(fā)生明顯的脆性破壞 主要抗側力的鋼筋混凝土構件的極限破壞應以構件彎主

11、要抗側力的鋼筋混凝土構件的極限破壞應以構件彎曲時主筋受拉屈服破壞為主，應避免變形性能差的混凝土曲時主筋受拉屈服破壞為主，應避免變形性能差的混凝土首先壓潰或剪切破壞，以及鋼筋錨固失效和粘接破壞。首先壓潰或剪切破壞，以及鋼筋錨固失效和粘接破壞。 延性破壞和脆性破壞兩者的變形性能差別很大，與其延性破壞和脆性破壞兩者的變形性能差別很大，與其相關的因素有：抗剪和抗彎承載力之比、剪跨比、剪壓比、相關的因素有：抗剪和抗彎承載力之比、剪跨比、剪壓比、軸壓比、主筋率、配筋率、箍筋形式、混凝土和鋼筋材料、軸壓比、主筋率、配筋率、箍筋形式、混凝土和鋼筋材料、鋼筋連接和錨固方式等。鋼筋連接和錨固方式等。 當建筑平面過

12、長、結構單元的結構體系不同、高度和當建筑平面過長、結構單元的結構體系不同、高度和剛度相差過大以及各結構單元的地基條件有較大差異時，剛度相差過大以及各結構單元的地基條件有較大差異時，應考慮設防震縫。其最小寬度應符合下面要求：應考慮設防震縫。其最小寬度應符合下面要求：高層建筑宜選用合理的建筑結構方案，不設防震縫。高層建筑宜選用合理的建筑結構方案，不設防震縫。1 1、防震縫、防震縫（1 1）鋼筋混凝土框架房屋的防震縫寬度，當高度不超過）鋼筋混凝土框架房屋的防震縫寬度，當高度不超過15m15m時可采用時可采用70mm70mm，超過，超過15m15m時，時，6 6、7 7、8 8、9 9度相應每增加度相

13、應每增加高度高度5m5m、4m4m、3m3m、2m2m，宜加寬，宜加寬20mm20mm。六、防震縫與抗撞墻六、防震縫與抗撞墻（2 2）框架）框架- -抗震墻結構房屋的防震縫寬度抗震墻結構房屋的防震縫寬度可采用框架規(guī)定數(shù)值的可采用框架規(guī)定數(shù)值的50%50%，且不宜小于，且不宜小于70mm70mm。（3 3）防震縫兩側結構類型不）防震縫兩側結構類型不 同時，按不利體系考慮，同時，按不利體系考慮， 并按低的房屋高度計算并按低的房屋高度計算 縫寬?？p寬。t th h框架框架框架框架-抗震墻抗震墻 8 8、9 9度設防的鋼筋混凝土框架房屋防震縫兩側的結構，度設防的鋼筋混凝土框架房屋防震縫兩側的結構，當結

14、構高度、剛度或層高相差較大時，可在防震縫兩側房屋當結構高度、剛度或層高相差較大時，可在防震縫兩側房屋的盡端設垂直于防震縫的抗撞墻。的盡端設垂直于防震縫的抗撞墻。2 2、抗撞墻、抗撞墻層高不同層高不同高度、剛度相差較大高度、剛度相差較大 每一側的數(shù)量不應少于兩道。宜分別對稱布置，墻肢的每一側的數(shù)量不應少于兩道。宜分別對稱布置，墻肢的長度可不大于一個柱距。長度可不大于一個柱距。 內力應按考慮和不考慮抗撞墻兩種情況進行分析，按不內力應按考慮和不考慮抗撞墻兩種情況進行分析，按不利情況取值。利情況取值。 抗撞墻的端柱和框架邊柱箍筋應沿房屋全高加密。抗撞墻的端柱和框架邊柱箍筋應沿房屋全高加密。 2 2、鋼

15、筋混凝土框架的梁、柱構件應避免剪切破壞、鋼筋混凝土框架的梁、柱構件應避免剪切破壞 “ “強剪弱彎強剪弱彎” 構件彎曲破壞形成的極限剪力應小于構件斜截面的極構件彎曲破壞形成的極限剪力應小于構件斜截面的極限剪力。限剪力。七、鋼筋混凝土框架的結構體系七、鋼筋混凝土框架的結構體系1 1、鋼筋混凝土框架結構宜對稱布置、鋼筋混凝土框架結構宜對稱布置 3 3、鋼筋混凝土框架的梁、柱構、鋼筋混凝土框架的梁、柱構 件之間應設置成件之間應設置成“強柱弱梁強柱弱梁” 4 4、梁柱節(jié)點的承載力宜大于梁、柱構件的承載力。、梁柱節(jié)點的承載力宜大于梁、柱構件的承載力。 “ “更強的節(jié)點更強的節(jié)點” 抗震墻的一般布置原則是抗

16、震墻的一般布置原則是“均勻、分散、對稱、周邊均勻、分散、對稱、周邊”。八、框架八、框架- -剪力墻結構的結構布置剪力墻結構的結構布置1 1、抗震墻布置的基本原則、抗震墻布置的基本原則 框架框架- -抗震墻結構中的抗震墻宜沿主軸方向雙向布抗震墻結構中的抗震墻宜沿主軸方向雙向布置，貫通房屋全高，且橫向與縱向抗震墻宜相連，互為置，貫通房屋全高，且橫向與縱向抗震墻宜相連，互為翼墻，以提高其剛度和承載能力。翼墻，以提高其剛度和承載能力。 一般情況下，宜布置在豎向荷載較大處，平面形一般情況下，宜布置在豎向荷載較大處，平面形狀變化處和樓梯間、電梯間等。狀變化處和樓梯間、電梯間等。2 2、抗震墻布置位置的選擇

17、、抗震墻布置位置的選擇 房屋較長時，縱向抗震墻不易設置在端開間。房屋較長時，縱向抗震墻不易設置在端開間。（2 2）縱橫向抗震墻成組布置）縱橫向抗震墻成組布置縱橫向抗震墻宜合并布置為縱橫向抗震墻宜合并布置為L L形、形、T T形和口字形。形和口字形。兩片墻組成聯(lián)肢墻兩片墻組成聯(lián)肢墻（3 3）合理調整抗震墻的長度）合理調整抗震墻的長度 為了保證抗震墻具有足夠的的延性為了保證抗震墻具有足夠的的延性, ,不發(fā)生脆性的不發(fā)生脆性的剪切破壞，每一道抗震墻（包括單片墻、小開口墻和聯(lián)剪切破壞，每一道抗震墻（包括單片墻、小開口墻和聯(lián)肢墻）不應過長，總高度與總長度之比宜大于肢墻）不應過長，總高度與總長度之比宜大于

18、2 2。 較長的單片墻可以留出結構洞口，劃分成聯(lián)肢墻的較長的單片墻可以留出結構洞口，劃分成聯(lián)肢墻的兩個墻肢。兩個墻肢。（4 4）抗震墻的最大間距）抗震墻的最大間距抗震墻間距不應過大?？拐饓﹂g距不應過大。 抗震墻之間無大洞口的樓、屋蓋的長寬比宜滿足下抗震墻之間無大洞口的樓、屋蓋的長寬比宜滿足下表要求：表要求：不宜采用不宜采用裝配式樓蓋裝配式樓蓋現(xiàn)澆、疊合梁扳現(xiàn)澆、疊合梁扳9度度8度度6、7度度結構結構4335.22 抗震墻之間樓、屋蓋的長寬比抗震墻之間樓、屋蓋的長寬比 抗震墻之間的樓、屋蓋有較大開洞時，長寬比還應減小?？拐饓χg的樓、屋蓋有較大開洞時，長寬比還應減小。 當超過上述要求時，應計入樓蓋平面內的變形影響。當超過上述要求時，應計入樓蓋平面內的變形影響?？拐饓Φ亩瞬夸摻钆渲迷谥孛鎯取？拐饓Φ亩瞬夸摻钆渲迷谥孛鎯取? 4、抗震墻的邊框梁、柱、抗震墻的邊框梁、柱框架梁應保留，當無法設置明梁時應設置暗梁?？蚣芰簯Ａ?，當無法設置明梁時應設置暗梁。暗梁的高度、縱筋、箍筋與明梁相同，配置在墻身內。暗梁的高度、縱筋、箍筋與明梁相同，配置在墻身內。九、材料九、材料按抗震要求設計的混凝土結構的材料應符合規(guī)范要求。按抗震要求設計的混凝土結構的材料應符合規(guī)范要求。（詳見規(guī)范）（詳見