建筑結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計基本知識

建筑結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計基本知識第一頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日接近地球表面的巖層中彈性波傳播所引起的震動稱為地震。按其成因可分為構(gòu)造地震、火山地震和陷落地震。人類工程活動如采礦、水庫蓄水、深井注水、地下接爆炸也可誘發(fā)地震。

構(gòu)造地震是現(xiàn)代地殼運動所產(chǎn)生的一種突發(fā)事件，是地球上分布最廣、數(shù)量最多、危害最為嚴重的地震，世界上90％以上的地震和所有的強烈地震均屬構(gòu)造地震。它產(chǎn)生于板塊邊緣和板塊內(nèi)部的活動構(gòu)造帶，地殼和上地幔巖石在地球內(nèi)力作用下，產(chǎn)生構(gòu)造變形積蓄應(yīng)變能，一旦達到巖體強度極限，就會發(fā)生突然的剪切破裂(脆性破壞)或沿已有破裂面產(chǎn)生突然錯動(粘滑)，積蓄的應(yīng)變能就會以彈性波的形式突然釋放使地殼震動而發(fā)生地震。第二頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日常用術(shù)語地表建筑物震中距震源距震中震源極震區(qū)震源深度

術(shù)語解釋圖震源：地層構(gòu)造運動中，發(fā)生巖層斷裂、錯動的地方。震中：震源正上方的地面位置。震中距：建筑物到震中之間的距離。震源距：建筑物到震源之間的距離。第三頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日震源深度：震中到震源的垂直距離。淺源地震：震源深度在60km以內(nèi)，釋放能量占全年地震的85%中源地震：震源深度在60~300km，占12%深源地震：震源深度大于300km，占3%極震區(qū)：在震中附近，振動最劇烈、破壞最嚴重的地區(qū)。地表建筑物震中距震源距震中震源極震區(qū)震源深度第四頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日第五頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日第六頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日第七頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日美國加州北嶺地震（7.0級）

1994年1月17日，2400棟建筑被毀，多處高架公路橋受損，死亡61人，傷7300人，直接經(jīng)濟損失300億美元，保險損失104億美元。日本阪神地震（7.2級）

1995年11月17日，22萬棟房屋倒塌或嚴重損壞，死亡6348人，傷4萬人，經(jīng)濟損失1000億美元。第八頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日我國的地震情況我國是一個多地震國家據(jù)統(tǒng)計，我國大陸地震約占世界大陸地震的三分之一。

原因是：我國正好介于地球的兩大地震帶之間。

全世界地震主要分布于以下兩個帶：（1）環(huán)太平洋地震帶：包括南北美洲的太平洋沿岸和從阿留申群島、堪察加半島、經(jīng)千島群島日本列島南下至我國臺灣省，再經(jīng)菲律賓群島轉(zhuǎn)向東南，直到新西蘭。

（2）喜馬拉雅——地中海地震帶：從印度、尼泊爾經(jīng)緬甸至我國橫斷山脈、喜馬拉雅山區(qū)，越帕米爾高原，經(jīng)中亞細亞到地中海及其附近。第九頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日喜馬拉雅——地中海地震帶環(huán)太平洋地震帶以上兩個地震帶釋放的能量，約占全球所有地震釋放能量的98%。

第十頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日我國是一個地震災(zāi)害最嚴重的國家1920年寧夏海原地震（8.5級）死亡23.4萬人。1976年河北唐山地震（7.8級）死亡24.2萬人。

中國地震活動頻度高、強度大、震源淺，分布廣，是一個震災(zāi)嚴重的國家。1900年以來，中國死于地震的人數(shù)達55萬之多，占全球地震死亡人數(shù)的53%；1949年以來，100多次破壞性地震襲擊了22個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市），其中涉及東部地區(qū)14個省份，造成27萬余人喪生，占全國各類災(zāi)害死亡人數(shù)的54%，地震成災(zāi)面積達30多萬平方公里，房屋倒塌達700萬間。20世紀(jì)全球兩次死亡20萬人以上的大地震均發(fā)生于我國。第十一頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日我國的地震活動地區(qū)①臺灣省及其附近海域；②西南地區(qū)，主要是西藏、四川西部和云南中西部；③西北地區(qū)，主要在甘肅河西走廊、青海、寧夏、天山南北麓；④華北地區(qū)，主要在太行山兩側(cè)、汾渭河谷、陰山-燕山一帶、山東中部和渤海灣；⑤東南沿海的廣東、福建等地。

我國的地震活動主要分布在五個地區(qū)的23條地震帶上。這五個地區(qū)是：第十二頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震作用和結(jié)構(gòu)的抗震驗算地震簡介抗震設(shè)計的基本要求地震作用的計算結(jié)構(gòu)的自振周期結(jié)構(gòu)的抗震驗算第十三頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震簡介地震波

地震時震源釋放的應(yīng)變能以彈性波的形式向四面八方傳播，這種彈性被就是地震波。地震波是使建筑物在地震中破壞的原動力、也是研究地震的最主要的信息和研究地球深部構(gòu)造的有力工具。地震波包括兩種在介質(zhì)內(nèi)部傳播的體波和兩種限于界面附近傳播的面波。體波包括縱波和橫波。縱波是由震源傳出的壓縮波，質(zhì)點振動與波前進方向一致，一疏一密向前推進，它周期短、振幅小。橫波是震源向外傳播的剪切波，質(zhì)點振動方向與波前進方向相垂直，傳播時介質(zhì)體積不變但形狀改變，周期較長振幅較大。因為該波是切變波，所以它不能通過對切變沒有抵抗能力的液體。第十四頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日縱波：質(zhì)點運動方向與波傳播方向相同，又稱壓縮波。特點：周期較短，振幅較小橫波：質(zhì)點運動方向與波傳播方向垂直，又稱剪切波。特點：周期較長，振幅較大波長質(zhì)點振動方向波前進方向（a）縱波

體波質(zhì)點振動形式波前進方向質(zhì)點振動方向（b）橫波第十五頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日縱波波速為：橫波波速為：式中E——介質(zhì)的彈性模量；G——介質(zhì)的剪切模量；——介質(zhì)的密度；——介質(zhì)的泊松比。一般情況下，可以取泊松比＝0.22，則：

Vp=1.67Vs

縱波先于橫波到達地面。通常，縱波稱為P波(即初波)，橫波稱為S波(即次波)。第十六頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日面波面波：是體波經(jīng)地層界面多次反射后形成的次生波，它只沿地球表面?zhèn)鞑ァＬ攸c：振幅大，周期長，約為橫波波速的0.9倍可分為瑞雷波（R波）和樂甫波（L波）（a）

R波：在地面上呈滾動形式。（b）

L波：在地面上呈蛇形運動形式。第十七頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震波的傳播速度縱波最快，橫波次之，面波最慢。在地震記錄圖上，縱波最先到達，橫波次之，面波到達最晚。地震波記錄圖第十八頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震記錄地震記錄：在工程抗震領(lǐng)域，主要是指地震時的地面運動加速度記錄。一條完整的加速度記錄：通常包括東西、南北、上下三個方向的地面運動加速度分量。地震加速度記錄三要素：1）加速度峰值

2）頻譜特性

3）地震動持續(xù)時間第十九頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震簡介震級和烈度地震震級：是表示地震本身大小的尺度。目前，國際上通用的是里氏震級，其定義是1935年里里克特(C.F.Richter)給出的。例：在距震中100km處標(biāo)準(zhǔn)地震儀記錄的振幅為10mm，震級為

一次7級地震，振幅將達107m，即10m。第二十頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震簡介震級和烈度震級與震源釋放的能量的大小有關(guān)，震級每差一級，地震釋放的能量將差32倍，可用下述關(guān)系式表達：

lgE＝11.8+1.5M

式中，M為震級；E為地震能量，單位為爾格。一般說來M<2的地震，稱為微震；M=2~4的地震，稱為有感地震；M5的地震，統(tǒng)稱為破壞性地震；M

7的地震，稱為強烈地震或大地震；M

8的地震，稱為特大地震。目前世界上已記錄到的最大地震震級為1960年5月智利發(fā)生的8.9級。第二十一頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日小震與大震小震：多遇烈度時的地震，50年超越概率63.2%中震：基本烈度時的地震，50年超越概率10%大震：罕遇烈度時的地震，50年超越概率2~3%三種烈度的超越概率示意圖地震簡介震級和烈度地震烈度的統(tǒng)計分布第二十二頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震烈度地震烈度：是指某一地區(qū)地面和各類結(jié)構(gòu)物遭受一次地震影響的強弱程度。對應(yīng)于一次地震a．震級只有一個b．烈度隨震中距離的遠近而有所不同地震烈度表地震烈度表：是評定地震烈度大小的標(biāo)準(zhǔn)和尺度。我國地震烈度：分12度地震簡介震級和烈度第二十三頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震簡介震級和烈度基本烈度和烈度區(qū)劃圖

地震基本烈度：是指某地區(qū)在今后一定時期內(nèi)，一般場地條件下可能遭遇的最大烈度。地震烈度區(qū)劃圖：是指在地圖上按地震基本烈度的差異劃分出不同區(qū)域的圖。設(shè)防烈度

設(shè)防烈度：是按國家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度。一般情況下取基本烈度。第二十四頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震簡介震級和烈度等震線等震線：烈度相同區(qū)域的外包線，又稱等烈度線。一般情況下，等震線的度數(shù)隨震中距的增大而遞減。8度7度6度等震線示意圖第二十五頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震作用和結(jié)構(gòu)的抗震驗算地震簡介抗震設(shè)計的基本要求地震作用的計算結(jié)構(gòu)的自振周期結(jié)構(gòu)的抗震驗算第二十六頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日抗震設(shè)計的基本要求建筑抗震設(shè)防分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)建筑重要性分類（抗震設(shè)防類別）甲類建筑：重大建筑工程及地震時可能發(fā)生嚴重次生災(zāi)害的建筑。如人民大會堂、核電站等。乙類建筑：地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的建筑。如城市生命線工程等。丙類建筑：甲、乙、丁類以外的一般建筑丁類建筑：抗震次要建筑抗震設(shè)防抗震設(shè)防：是指對建筑物進行抗震驗算和采取抗震構(gòu)造措施，以達到抗震的效果。第二十七頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日抗震設(shè)計的基本要求建筑抗震設(shè)防分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)甲類建筑：應(yīng)高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求，其值應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評價結(jié)果確定。乙類建筑：應(yīng)符合本地區(qū)的設(shè)防烈度的要求。丙類建筑：應(yīng)符合本地區(qū)的設(shè)防烈度的要求。丁類建筑：一般情況下，應(yīng)符合本地區(qū)的設(shè)防烈度的要求。除甲類建筑外，當(dāng)設(shè)防烈度為6度時，除規(guī)范有具體規(guī)定，其它各類建筑可不進行地震作用計算。第二十八頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日抗震設(shè)計的基本要求抗震設(shè)防目標(biāo)抗震設(shè)防的目標(biāo)：“三水準(zhǔn)”第一水準(zhǔn)：當(dāng)遭受到低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震(簡稱“小震”)影響時，建筑一般應(yīng)不受損壞或不需修理仍能繼續(xù)使用。即“小震不壞”。第二水準(zhǔn)：當(dāng)遭受到本地區(qū)設(shè)防烈度影響時，建筑物可能有一定程度的損壞，經(jīng)一般修理或不經(jīng)修理仍能繼續(xù)使用。即“中震可修”。第三水準(zhǔn)：當(dāng)遭受到高于本地區(qū)設(shè)防烈度的罕遇地震(簡稱“大震”)時，建筑不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞。即“大震不倒”。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法：“兩階段”第一階段設(shè)計：按小震作用效應(yīng)和其它荷載效應(yīng)的基本組合驗算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力，以及在小震作用下驗算結(jié)構(gòu)的彈性變形，以滿足第一水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求。第二階段設(shè)計：在大震作用下驗算結(jié)構(gòu)的彈塑性變形，以滿足第三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求。第二水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求，《規(guī)范》是以抗震構(gòu)造措施來加以保證的。第二十九頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日抗震設(shè)計的基本要求建筑抗震概念設(shè)計1.抗震設(shè)計包括不可分割的三個方面概念設(shè)計、抗震設(shè)計、構(gòu)造措施2.概念設(shè)計：是指根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗等所形成的基本原則和設(shè)計思想，進行建筑和結(jié)構(gòu)的總體布置并確定細部構(gòu)造的過程。3.概念設(shè)計在總體上把握抗震設(shè)計的基本原則。抗震設(shè)計為建筑抗震設(shè)計提供定量手段。構(gòu)造措施在保證結(jié)構(gòu)整體性、加強局部薄弱環(huán)節(jié)等意義上保證抗震計算結(jié)果的有效性。第三十頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日抗震設(shè)計的基本要求概念設(shè)計要考慮以下因素：（1）選擇利于抗震的場地（2）選擇利于抗震的地基和基礎(chǔ)（3）選擇對抗震有利的建筑平面和立面布置（4）選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)體系（5）處理好非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和主體結(jié)構(gòu)的關(guān)系（6）注意材料的選擇和施工質(zhì)量建筑抗震概念設(shè)計第三十一頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日場地概念場地：工程群體所在地，在平面上大體相當(dāng)廠區(qū)、居民點或自然村的區(qū)域范圍。場地土：場地范圍內(nèi)的地基土。場地條件對震害的影響因素：（1）場地土的剛度（堅硬程度）（2）場地覆蓋層厚度抗震設(shè)計的基本要求建筑抗震概念設(shè)計第三十二頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日場地土的類型1．對單一性質(zhì)土由場地土的剪切波速確定式中，G為土的剪切模量，為土的密度。2．多層土由多層土等效剪切波速確定抗震設(shè)計的基本要求建筑抗震概念設(shè)計第三十三頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日等效原則：地震波通過多層土的時間與通過折算土層時間相等。式中Vsi——第i層土的剪切波速，m/sdi——第i層土的厚度，md——場地土計算厚度，取地面下20m，但不深于場地覆蓋層厚度，mn——土層數(shù)目Vs2VsnVs1d1d2didndVsmd自然地面自然地面(a)原來土層(b)折算土層Vsi抗震設(shè)計的基本要求建筑抗震概念設(shè)計場地土的類型第三十四頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日抗震設(shè)計的基本要求建筑抗震概念設(shè)計場地土的類型場地類別劃分為四類，劃分依據(jù)：

（1）場地土等效剪切波速（或場地土類型）（2）場地覆蓋層厚度

3~15

30~500ⅣⅢⅡⅠ等效剪切波速（m/s）場地類型第三十五頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日抗震設(shè)計的基本要求建筑抗震概念設(shè)計場地的選擇

地段類別

地質(zhì)、地形、地貌有利地段穩(wěn)定基巖，堅硬土，開闊、平坦、密實、均勻的中硬土等不利地段軟弱土，液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，非巖質(zhì)的陡坡，河岸和邊坡的邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層（如故河道、疏松的斷破裂帶、暗埋的塘浜溝谷和半填半挖地基）等危險地段地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表錯位的部位第三十六頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地段選擇1.選擇有利地段；2.避開不利地段，當(dāng)無法避開時，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)目拐鸫胧?.不在危險地段建設(shè)。局部突出地形的影響1994年云南昭通地震，蘆家灣某村坐落于山梁上，山梁長150m，頂部最寬15m，最窄5m，高60m.距震中18km。突出端部的最大加速度為0.632g,鞍部為0.257g，大山根部為0.431g。烈度為9度烈度為8度烈度為7度抗震設(shè)計的基本要求建筑抗震概念設(shè)計場地的選擇第三十七頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日抗震設(shè)計的基本要求建筑抗震概念設(shè)計地基和基礎(chǔ)的選擇1）同一結(jié)構(gòu)單元不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基土層上；2)同一結(jié)構(gòu)單元不宜部分采用天然地基而另外部分采用樁基；3)地基有軟弱土、可液化土、新近填土或嚴重不均勻土層時，宜加強基礎(chǔ)的整體性和剛性；4)根據(jù)具體情況，選擇對抗震有利的基礎(chǔ)類型，在抗震驗算時應(yīng)盡量考慮結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基的相互作用影響，使之能反映地基基礎(chǔ)在不同階段上的工作狀態(tài)。第三十八頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日抗震設(shè)計的基本要求建筑抗震概念設(shè)計結(jié)構(gòu)的平面和立面布置不應(yīng)采取嚴重不規(guī)則的設(shè)計方案結(jié)構(gòu)體系的選擇1）應(yīng)具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑2）應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力3）應(yīng)具有必要的抗震承載力、良好的變形能力和消耗地震能量的能力4）對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震能力第三十九頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日抗震設(shè)計的基本要求建筑抗震概念設(shè)計抗震結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其連接抗震結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)盡量避免脆性破壞的發(fā)生，并應(yīng)采取措施改善其變形能力非結(jié)構(gòu)構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件有可靠的連接或錨固，避免不合理設(shè)置而導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)的破壞。材料選擇和施工第四十頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震作用和結(jié)構(gòu)的抗震驗算地震簡介抗震設(shè)計的基本要求地震作用的計算結(jié)構(gòu)的自振周期結(jié)構(gòu)的抗震驗算第四十一頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震作用的計算

地震作用和結(jié)構(gòu)抗震驗算是建筑抗震設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，是確定所設(shè)計的結(jié)構(gòu)滿足最低抗震設(shè)防安全要求的關(guān)鍵步驟。

由于地震作用的復(fù)雜性和地震作用發(fā)生的強度的不確定性，以及結(jié)構(gòu)和體形的差異等，地震作用的計算方法是不同的。可分為簡化方法和較復(fù)雜的精細方法。地震反應(yīng)地震在結(jié)構(gòu)中引起的振動，包括內(nèi)力、變形和位移。地震地面運動的三要素：（1）地震動強度：地面運動加速度峰值大?。?）地震動頻譜特征：地震波主要周期（3）地震動持續(xù)時間：建筑結(jié)構(gòu)動力特性（1）自振周期：質(zhì)量、剛度（2）阻尼：第四十二頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震作用的計算地震反應(yīng)的計算方法1．?dāng)M靜力法，或稱等效荷載法1）振型分解反應(yīng)譜法2）底部剪力法2．直接動力法，又稱時程分析法第四十三頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震作用的計算

永久荷載（建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)配件自重）標(biāo)準(zhǔn)值+可變荷載（雪、灰、樓面活荷載）組合值重力荷載代表值永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合值系數(shù)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值第四十四頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震作用的計算單質(zhì)點彈性體系的地震作用單質(zhì)點體系動力分析時將結(jié)構(gòu)全部質(zhì)量集中于一點，用無重量彈性桿支承的體系。（a）單層房屋及其簡化體系（b）水塔及其簡化體系單質(zhì)點體系單自由度體系單質(zhì)點體系只作單向振動時，就形成一個單自由度體系。水平地震作用的絕對最大值為

F=mSa 第四十五頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震作用的計算單質(zhì)點彈性體系的地震作用水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值FEKFEK＝m×Sa地震系數(shù)k動力系數(shù)第四十六頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震作用的計算單質(zhì)點彈性體系的地震作用《抗震規(guī)范》采用Sa/g與體系自振周期T之間的關(guān)系作為設(shè)計反應(yīng)譜。地震影響系數(shù)

=Sa/g=k

地震作用F=mSa=mg=G

實質(zhì)上是作用在單質(zhì)點彈性體系上的地震作用與結(jié)構(gòu)重力量之比?！犊拐鹨?guī)范》給出的設(shè)計反應(yīng)譜，由四部分組成

地震影響系數(shù)

譜曲線T(s)6.0Tg0.100.45max2max5Tg第四十七頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震作用的計算（1）0<T<0.1s，上升直線段：

=[0.45+(1024.5)T]max（2）0.1sTTg，水平直線段：

=2max（3）Tg<T<5Tg，下降曲線段：

（4）5Tg<T<6.0s，下降直線段：當(dāng)T>6.0s時，設(shè)計反應(yīng)譜須另行專門研究決定。曲線下降段的衰減指數(shù)直線下降段的下降斜率調(diào)整系數(shù)1

阻尼調(diào)整系數(shù)2

單質(zhì)點彈性體系的地震作用第四十八頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日《規(guī)范》規(guī)定，水平地震影響系數(shù)max如下表

抗震設(shè)計應(yīng)用（1）計算結(jié)構(gòu)自振周期T（2）根據(jù)場地類別與設(shè)計地震分組確定特征周期Tg（3）由烈度確定水平地震影響系數(shù)（4）計算地震作用FEK=G

注：括號中數(shù)值分別用于設(shè)計基本地震加速度取0.15g和0.30g的地區(qū)。設(shè)防烈度地震影響6度7度8度9度多遇地震0.040.08（0.12）0.16（0.24）0.32罕遇地震--0.50（0.72）0.90（1.20）1.40地震作用的計算單質(zhì)點彈性體系的地震作用第四十九頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震作用的計算單質(zhì)點彈性體系的地震作用自振周期第五十頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日解：例：單層單跨框架。屋蓋剛度為無窮大，質(zhì)量集中于屋蓋處。已知設(shè)防烈度為8度，設(shè)計地震分組為二組，Ⅰ類場地；屋蓋處的重力荷載代表值G=700kN，框架柱線剛度,阻尼比為0.05。試求該結(jié)構(gòu)多遇地震時的水平地震作用。

（1）求結(jié)構(gòu)體系的自振周期（2）求水平地震影響系數(shù)h=5m（3）計算結(jié)構(gòu)水平地震作用第五十一頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震作用的計算多質(zhì)點彈性體系的地震作用ii+1m1m2mimn第五十二頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震作用的計算多質(zhì)點彈性體系的地震作用多自由度彈性體系動力分析回顧1.自由振動分析m1m2運動方程設(shè)方程的特解為---振型方程---頻率方程第五十三頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日解:例.求圖示體系的頻率、振型.

已知:m1m211.61810.618第五十四頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日按振型振動時的運動規(guī)律m1m2按i振型振動時，質(zhì)點的位移為質(zhì)點的加速度為質(zhì)點上的慣性力為質(zhì)點上的慣性力與位移同頻同步。

振型可看成是將按振型振動時的慣性力幅值作為靜荷載所引起的靜位移。第五十五頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震作用的計算多質(zhì)點彈性體系的地震作用2.振型的正交性i振型j振型i振型上的慣性力i振型上的慣性力在j振型上作的虛功第五十六頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日j振型上的慣性力2.振型的正交性i振型上的慣性力在j振型上作的虛功i振型j振型j振型上的慣性力在i振型上作的虛功由虛功互等定理第五十七頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日i振型j振型由虛功互等定理振型對質(zhì)量正交性的物理意義i振型上的慣性力在j振型上作的虛功等于0振型對剛度的正交性:振型對剛度正交性的物理意義i振型上的彈性力在j振型上作的虛功等于0第五十八頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日計算水平地震作用的振型分解反應(yīng)譜法作用于i質(zhì)點上的力有m1m2mimNxixg(t)慣性力彈性恢復(fù)力阻尼力運動方程地震作用的計算多質(zhì)點彈性體系的地震作用第五十九頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日計算水平地震作用的振型分解反應(yīng)譜法m1m2mimNxixg(t)地震作用的計算多質(zhì)點彈性體系的地震作用---j振型的振型參與系數(shù)第六十頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日對于單自由度體系對于j振型折算體系（右圖）第六十一頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日i質(zhì)點相對于基礎(chǔ)的位移與加速度為i質(zhì)點t時刻的水平地震作用為---t時刻第j振型i質(zhì)點的水平地震作用第六十二頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日---體系j振型i質(zhì)點水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值---體系j振型i質(zhì)點水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計算公式---t時刻第j振型i質(zhì)點的水平地震作用對于單自由度體系第六十三頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日---相應(yīng)于j振型自振周期的地震影響系數(shù)；---j振型i質(zhì)點的水平相對位移；---j振型的振型參與系數(shù)；---i質(zhì)點的重力荷載代表值。m1m2mi1振型地震作用標(biāo)準(zhǔn)值2振型j振型n振型

地震作用效應(yīng)（彎矩、位移等）--j振型地震作用產(chǎn)生的地震效應(yīng)；m

--選取振型數(shù)---體系j振型i質(zhì)點水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計算公式

一般只取2-3個振型，當(dāng)基本自振周期大于1.5s或房屋高寬比大于5時，振型個數(shù)可適當(dāng)增加。第六十四頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日例：試用振型分解反應(yīng)譜法計算圖示框架多遇地震時的層間剪力。抗震設(shè)防烈度為8度，Ⅱ類場地，設(shè)計地震分組為第二組。解：（1）求體系的自振周期和振型（2）計算各振型的地震影響系數(shù)1.400.90(1.20)0.50(0.72)-----罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震9876地震影響烈度地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為0.05）查表得地震特征周期分組的特征周期值（s）0.900.650.450.35第三組0.750.550.400.30第二組0.650.450.350.25第一組ⅣⅢⅡⅠ場地類別第一振型第二振型第三振型第六十五頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日（3）計算各振型的振型參與系數(shù)第一振型第二振型第三振型第六十六頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日（4）計算各振型各樓層的水平地震作用第一振型第一振型第二振型第二振型第三振型第三振型第六十七頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日（5）計算各振型的地震作用效應(yīng)（層間剪力）1振型第一振型第二振型2振型第三振型3振型（6）計算地震作用效應(yīng)（層間剪力）組合后各層地震剪力第六十八頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日一、底部剪力的計算第j振型j振型的底部剪力為G—結(jié)構(gòu)的總重力荷載代表值組合后的結(jié)構(gòu)底部剪力—高振型影響系數(shù)(規(guī)范取0.85)Geq—結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值，0.85G地震作用的計算計算水平地震作用的底部剪力法第六十九頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日二、各質(zhì)點的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的計算H1G1GkHk地震作用下各樓層水平地震層間剪力為第七十頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日三、頂部附加地震作用的計算

當(dāng)結(jié)構(gòu)層數(shù)較多時，按上式計算出的水平地震作用比振型分解反應(yīng)譜法小。

為了修正，在頂部附加一個集中力。H1G1GkHk---結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；---相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本周期的水平地震影響系數(shù)；多層砌體房屋、底部框架和多層內(nèi)框架磚房，宜取水平地震影響系數(shù)最大值；---結(jié)構(gòu)等效總重力荷載；---i質(zhì)點水平地震作用；---i質(zhì)點重力荷載代表值；---i質(zhì)點的計算高度；---頂部附加地震作用系數(shù)，多層內(nèi)框架磚房0.2,多層剛混、鋼結(jié)構(gòu)房屋按下表,其它可不考慮。頂部附加地震作用系數(shù)第七十一頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日四、底部剪力法適用范圍

底部剪力法適用于一般的多層磚房等砌體結(jié)構(gòu)、內(nèi)框架和底部框架抗震墻磚房、單層空曠房屋、單層工業(yè)廠房及多層框架結(jié)構(gòu)等低于40m以剪切變形為主的規(guī)則房屋。以“剪切變形”為主：

在結(jié)構(gòu)側(cè)移曲線中，樓蓋出平面轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的側(cè)移所占的比例較小?！耙?guī)則房屋”：1.相鄰層質(zhì)量的變化不宜過大。2.避免采用層高特別高或特別矮的樓層，相鄰層和連續(xù)三層的剛度變化平緩。第七十二頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日3.出屋面小建筑的尺寸不宜過大（寬度b大于高度h且出屋面高度與總高度之比滿足h/H<1/5），局部縮進的尺寸也不宜大（縮進后的寬度B1與總寬度B之比滿足）；bhHB4.樓層內(nèi)抗側(cè)力構(gòu)件的布置和質(zhì)量的分布要基本對稱；5.抗側(cè)力構(gòu)件在平面內(nèi)呈正交（夾角大于75度）分布，以便在兩個主軸方向分別進行抗震分析；第七十三頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日6.平面局部突出的尺寸不大（局部伸出部分在長度方向的尺寸l大于寬度方向的尺寸b，且寬度b與總寬度B之比滿足b/B<1/5-1/4）；

對于不滿足規(guī)則要求的建筑結(jié)構(gòu)，則不宜將底部剪力法作為設(shè)計依據(jù)。否則，要采取相應(yīng)的調(diào)整，使計算結(jié)果合理化。bBlbBlbBllbBl第七十四頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日底部剪力法應(yīng)用舉例例1：試用底部剪力法計算圖示框架多遇地震時的層間剪力。已知結(jié)構(gòu)的基本周期T1=0.467s,抗震設(shè)防烈度為8度,Ⅱ類場地,設(shè)計地震分組為第二組。解：（1）計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值10.5m7.0m3.5m（2）計算水平地震影響系數(shù)查表得1.400.90(1.20)0.50(0.72)-----罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震9876地震影響烈度地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為0.05）第七十五頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日（2）計算水平地震影響系數(shù)地震特征周期分組的特征周期值（s）0.900.650.450.35第三組0.750.550.400.30第二組0.650.450.350.25第一組ⅣⅢⅡⅠ場地類別（3）計算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值第七十六頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日（4）頂部附加水平地震作用頂部附加地震作用系數(shù)（5）計算各層的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值第七十七頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日例1：試用底部剪力法計算圖示框架多遇地震時的層間剪力。已知結(jié)構(gòu)的基本周期T1=0.467s,抗震設(shè)防烈度為8度,Ⅱ類場地,設(shè)計地震分組為第二組。解：（1）計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值10.5m7.0m3.5m（2）計算水平地震影響系數(shù)（3）計算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值（4）頂部附加水平地震作用（5）計算各層的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值（6）計算各層的層間剪力振型分解反應(yīng)譜法結(jié)果第七十八頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震作用的計算計算水平地震作用的時程分析法時程分析法－直接動力法：采用該方法時，按建筑場地類別和地震設(shè)計分組選用不少于兩組的實際強震記錄和一組人工模擬的加速度時程曲線，將其對質(zhì)點體系的運動方程積分，從初始狀態(tài)一步步積分至地震波終止，從而得到對應(yīng)地震波的結(jié)構(gòu)反應(yīng)時程曲線。第七十九頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震作用和結(jié)構(gòu)的抗震驗算地震簡介抗震設(shè)計的基本要求地震作用的計算結(jié)構(gòu)的自振周期結(jié)構(gòu)的抗震驗算第八十頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日一、能量法計算基本周期設(shè)體系按i振型作自由振動。速度為

應(yīng)用抗震設(shè)計反應(yīng)譜計算地震作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)，除砌體結(jié)構(gòu)、底部框架抗震墻磚房和內(nèi)框架房屋采用底部剪力法不需要計算自振周期外，其余均需計算自振周期。計算方法：矩陣位移法解特征問題、近似公式、經(jīng)驗公式。t時刻的位移為結(jié)構(gòu)的自振周期第八十一頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日一、能量法計算基本周期設(shè)體系按i振型作自由振動。速度為t時刻的位移為動能為勢能為第八十二頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日一、能量法計算基本周期設(shè)體系按i振型作自由振動。速度為t時刻的位移為動能為勢能為最大動能為最大勢能為由能量守恒，有

通常將重力作為荷載所引起的位移代入上式求基本頻率的近似值。第八十三頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日第八十四頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日解:例.已知：求結(jié)構(gòu)的基本周期。G2G1（1）計算各層層間剪力（2）計算各樓層處的水平位移（3）計算基本周期第八十五頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日二、等效質(zhì)量法（折算質(zhì)量法）將多質(zhì)點體系用單質(zhì)點體系代替。多質(zhì)點體系的最大動能為單質(zhì)點體系的最大動能為---體系按第一振型振動時，相應(yīng)于折算質(zhì)點處的最大位移；---單位水平力作用下頂點位移。第八十六頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日解:例.已知：求結(jié)構(gòu)的基本周期。G2G1能量法的結(jié)果為T1=0.508s第八十七頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日三、頂點位移法對于頂點位移容易估算的建筑結(jié)構(gòu)，可直接由頂點位移估計基本周期。(1)體系按彎曲振動時抗震墻結(jié)構(gòu)可視為彎曲型桿。無限自由度體系，彎曲振動的運動方程為懸臂桿的特解為振型基本周期為重力作為水平荷載所引起的位移為第八十八頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日(2)體系按剪切振動時框架結(jié)構(gòu)可近似視為剪切型桿。無限自由度體系，剪切桿的的運動方程為懸臂桿的特解為振型基本周期為重力作為水平荷載所引起的位移為第八十九頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日(3)體系按剪彎振動時框架-抗震墻結(jié)構(gòu)可近似視為剪彎型桿。基本周期為第九十頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日四、自振周期的經(jīng)驗公式

根據(jù)實測統(tǒng)計，忽略填充墻布置、質(zhì)量分布差異等，初步設(shè)計時可按下列公式估算（1）高度低于25m且有較多的填充墻框架辦公樓、旅館的基本周期（2）高度低于50m的鋼筋混凝土框架-抗震墻結(jié)構(gòu)的基本周期H---房屋總高度；B---所考慮方向房屋總寬度。（3）高度低于50m的規(guī)則鋼筋混凝土抗震墻結(jié)構(gòu)的基本周期（4）高度低于35m的化工煤炭工業(yè)系統(tǒng)鋼筋混凝土框架廠房的基本周期第九十一頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日

在實測統(tǒng)計基礎(chǔ)上，再忽略房屋寬度和層高的影響等，有下列更粗略的公式（1）鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)（2）鋼筋混凝土框架-抗震墻或鋼筋混凝土框架-筒體結(jié)構(gòu)N---結(jié)構(gòu)總層數(shù)。（3）鋼筋混凝土抗震墻或筒中筒結(jié)構(gòu)（4）鋼-鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)（5）高層鋼結(jié)構(gòu)第九十二頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日地震作用和結(jié)構(gòu)的抗震驗算地震簡介抗震設(shè)計的基本要求地震作用的計算結(jié)構(gòu)的自振周期結(jié)構(gòu)的抗震驗算第九十三頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日結(jié)構(gòu)的抗震驗算一、建筑結(jié)構(gòu)地震作用計算的一般規(guī)定1、一般情況下，可在建筑結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向分別考慮水平地震作用進行抗震驗算；2、有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，宜分別考慮各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用；3、質(zhì)量和剛度明顯不均勻、不對稱的結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮水平地震作用的扭轉(zhuǎn)影響；4、8度和9度時的大跨度結(jié)構(gòu)、長懸臂結(jié)構(gòu)、煙囪和類似的高聳結(jié)構(gòu)、9度時的高層建筑，應(yīng)考慮豎向地震作用。二、各類建筑結(jié)構(gòu)的抗震計算方法1、高度不超過40m、以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點體系的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法；2、除上述以外建筑結(jié)構(gòu)，宜采用振型分解反應(yīng)譜法；3、特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑和下表所列的高層建筑，宜采用時程分析法進行補充驗算。采用時程分析法計算的高層建筑第九十四頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日結(jié)構(gòu)的抗震驗算荷載效應(yīng)的基本組合

結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面的抗震承載力驗算結(jié)構(gòu)抗震變形驗算層間彈性位移應(yīng)滿足下式要求Ue

多遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的層間彈性位移；[e]

層間彈性位移角限值；h

層高。內(nèi)力基本組合設(shè)計值抗震承載力設(shè)計值承載力調(diào)整系數(shù)第九十五頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日多層砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計一般規(guī)定多層粘土磚房的抗震構(gòu)造措施多層砌體房屋抗震計算要點第九十六頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日多層砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計多層砌體房屋：由粘土磚、燒結(jié)多孔粘土磚、粉煤灰中型實心砌塊和混凝土中小型砌塊砌體通過砂漿砌筑而成的房屋。

多層砌體房屋是我國當(dāng)前建筑業(yè)中使用最廣泛的一種建筑形式。在民用建筑中約占90%以上，在整個建筑業(yè)中約占80%。

傳統(tǒng)的砌體結(jié)構(gòu)多采用粘土實心磚和混合砂漿砌筑，通過內(nèi)外墻的咬砌達到具有一定整體性連接。樓板多采用預(yù)制鋼筋混凝土空心板，梁和其他構(gòu)件亦多用預(yù)制裝配構(gòu)件。第九十七頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日

大量震害表明傳統(tǒng)的砌體結(jié)構(gòu)抗震性能較差：1923年日本關(guān)東大地震，東京約有磚石結(jié)構(gòu)房屋7000棟，幾乎全部遭到不同程度的破壞。

1948年原蘇聯(lián)阿什哈巴德地震，磚石結(jié)構(gòu)房屋的破壞和倒塌率達到70%-80%。

1976年唐山地震，對烈度為10度、11度區(qū)的123棟2-8層磚混結(jié)構(gòu)房屋調(diào)查，倒塌率為63.2%，嚴重破壞為23.6%，尚能修復(fù)使用的4.2%，實際破壞率達95.8%。

抗震性能差的原因：

1、剛度大、自重大，地震作用也大；

2、砌體材料質(zhì)脆,抗剪、抗拉、抗彎強度低,地震作用下極易出現(xiàn)裂縫;

3、受施工質(zhì)量的影響較大;如砂漿不飽滿,易出現(xiàn)裂縫,減弱抗震性能。第九十八頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日

若能針對砌體結(jié)構(gòu)的弱點進行合理設(shè)計，采用適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施，確保施工質(zhì)量，砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能是能夠得到改善的。

從震害調(diào)查可見：經(jīng)抗震設(shè)防可減輕砌體結(jié)構(gòu)的震害，減少嚴重破壞和倒塌率。0.00.09.819.570.7倒塌嚴重破壞中等破壞輕微破壞基本完好0.023.529.435.311.8倒塌嚴重破壞中等破壞輕微破壞基本完好

天津市8度區(qū)經(jīng)7度設(shè)防的74年通用住宅震害統(tǒng)計（%）

唐山地區(qū)8度區(qū)多層磚房的震害統(tǒng)計（%）第九十九頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日震害及其分析一、倒塌1、全部倒塌房屋整體性好，而底層強度不足時；房屋整體性不好，而上層墻體過于弱時；2、上部倒塌房屋上層自重大，剛度差；上層砌體強度過弱，整體性差時；3、局部倒塌個別部位的整體性特別差，縱墻與橫墻間聯(lián)系不好，平面或立面有顯著的局部突出，抗震縫處理不當(dāng)?shù)龋?/p>

外縱墻全部脫開橫墻而坍塌是較常見的震害。第一百頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日二、裂縫抗剪承載力不足,產(chǎn)生裂縫,主要有“X”形、水平和豎向三種類型。1、“X”形裂縫

墻體在豎向壓力和反復(fù)水平剪力作用產(chǎn)生的裂縫。常出現(xiàn)“X”形裂縫的位置：與主震方向平行的墻體；在橫向，房屋兩端的山墻；在縱向，窗間墻。若主震方向與橫縱墻成某一角度時，常在房屋的角部出現(xiàn)局部倒塌。第一百零一頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日2、水平裂縫

大都發(fā)生于外縱墻窗口的上下皮處。

當(dāng)房屋縱向承重，橫墻間距大而屋蓋剛度弱時，縱墻出平面受彎產(chǎn)生水平裂縫。3、豎向裂縫

大都發(fā)生于橫縱墻交接處或變化較大的兩部體系的交接處。第一百零二頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日第一百零三頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日三、其它破壞

樓梯間的墻體一般震害較重。橫墻間距小，抗剪剛度大；1、樓梯間破壞

原因是：空間剛度較??；墻體有削弱等；

突出屋面的屋頂間（電梯機房、水箱間等）、煙囪、女兒墻，由于“鞭端效應(yīng)”引起破壞。2、房屋附屬物

房屋附屬物的破壞比下部主體結(jié)構(gòu)破壞嚴重。6度區(qū)有所破壞，7度區(qū)普遍破壞，8-9度區(qū)幾乎全部破壞或倒塌。3、樓板和屋蓋樓板和屋蓋是地震時傳遞水平地震作用的主要構(gòu)件。

對于預(yù)制板樓板、樓蓋，由于整體性較差、板縫偏小混凝土灌縫不夠密實，地震時易于拉裂。9度以上地區(qū)，由于墻體開裂、錯位、倒塌引起樓板、樓蓋掉落。預(yù)制板端部擱置長度過短或無可靠的板與板及板與墻的拉接措施，也造成震害。第一百零四頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日四、不同烈度地震作用下多層磚房的震害

唐山地區(qū)多層磚房的震害統(tǒng)計（%）81.868.025.10.0倒塌11.719.932.523.5嚴重破壞4.76.534.329.4中等破壞1.55.06.835.3輕微破壞0.30.61.311.8基本完好111098破壞程度烈度未經(jīng)抗震設(shè)防的多層磚房在高烈度區(qū)的倒塌率非常高。第一百零五頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日抗震設(shè)計的一般規(guī)定一、平立面布置要規(guī)則二、房屋高度、層數(shù)、層高要限制房屋平面最好為矩形。1.一般情況下，層數(shù)和總高度不應(yīng)超過下表------618721721190混凝土小砌塊------5156187211904126187217212404126187821824240普通粘土磚層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)高度6789烈度最小(mm)房屋類別多孔粘土磚2.對醫(yī)院、教學(xué)樓等及橫墻較少的多層砌體房屋，總高度應(yīng)比前表的規(guī)定降低3m,層數(shù)相應(yīng)減少一層；各層橫墻很少的多層砌體房屋，還應(yīng)根據(jù)具體情況再適當(dāng)降低總高度和減少層數(shù)。第一百零六頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日3.橫墻較少的多層砌體住宅樓，當(dāng)按規(guī)定采取加強措施并滿足抗震承載力要求時，其高度和層數(shù)可按上表采用。4.磚和砌快承重房屋的層高不應(yīng)超過3.6m。三、房屋高寬比的限制

抗震規(guī)范對多層砌體房屋不要求作整體彎曲的承載力驗算。為了使多層砌體房屋有足夠的穩(wěn)定性和整體抗彎能力，房屋的高寬比應(yīng)滿足下表：

房屋高寬比：房屋總高度與總寬度的最大比值。烈度6789最大高寬比2.52.52.01.5房屋高寬比的限值表第一百零七頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日四、抗震橫墻間距的限制

橫向地震作用主要由橫墻承受。橫墻間距較大時，樓蓋水平剛度變小，不能將橫向水平地震作用有效傳遞到橫墻，致使縱墻發(fā)生較大出平面彎曲變形，造成縱墻倒塌。471111木樓、屋蓋7111515裝配式鋼筋混凝土樓、屋蓋11151818現(xiàn)澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓、屋蓋9876烈度房屋類型房屋抗震橫墻最大間距(m)第一百零八頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日五、房屋局部尺寸的限制

在強烈地震作用下，房屋首先在薄弱部位破壞，這些薄弱部位一般是，窗間墻、盡端墻段、突出屋頂?shù)呐畠簤Φ取?.51.51.02.00.01.21.21.01.50.51.01.01.01.00.51.01.01.01.00.5承重窗間墻最小寬度承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離非承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離內(nèi)墻陽角至門窗洞邊的最小距離無錨固女兒墻(非出入口處)的最大高度9876烈度部位房屋局部尺寸限值(m)第一百零九頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日六、結(jié)構(gòu)體系要合理1、應(yīng)優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系；2、縱橫墻的布置宜對稱，沿水平面內(nèi)宜對齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)；同一軸線上的窗間墻宜均勻；第一百一十頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日4、樓梯間的位置不宜設(shè)在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處。5、煙道、風(fēng)道、垃圾道等不應(yīng)削弱墻體，當(dāng)墻體被削弱時，應(yīng)對墻體采取加強措施，不宜采用無豎向配筋的附墻煙囪及出墻面的煙囪。6、不宜采用無錨固的鋼筋混凝土預(yù)制挑檐。3、防震縫有下列情況之一時宜設(shè)置防震縫（1）房屋立面高差在6m以上；（2）房屋有錯層，且樓板高差較大；（3）各部分結(jié)構(gòu)剛度、質(zhì)量截然不同。

體形不對稱的結(jié)構(gòu)較體形均勻?qū)ΨQ的結(jié)構(gòu)破壞更嚴重一些。加防震縫可以將體形復(fù)雜的結(jié)構(gòu)劃成體形對稱均勻的結(jié)構(gòu)。

加防震縫亦有一些弊端。第一百一十一頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日多層砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計一般規(guī)定多層粘土磚房的抗震構(gòu)造措施多層砌體房屋抗震計算要點第一百一十二頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日多層粘土磚房的抗震構(gòu)造措施

對于多層砌體結(jié)構(gòu)，抗震構(gòu)造措施對于提高房屋的抗震性能，作到大震不倒有重要意義。

各種構(gòu)造措施的目的只有一個:即加強房屋的整體性，使之具有一定的變形能力(延性）。一、多層磚房的抗震構(gòu)造措施(一)設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱第一百一十三頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日1、鋼筋混凝土構(gòu)造柱的主要功能約束墻體，使之有較高的變形能力。2、設(shè)置位置和要求（1）構(gòu)造柱設(shè)置部位一般情況下應(yīng)符合下表要求內(nèi)墻(軸線)與外墻交接處,內(nèi)墻的局部較小墻垛處,7-9度時,樓、電梯的四角,9度時,內(nèi)縱墻與橫墻(軸線)交接處三、四五、六六、七八隔開間橫墻(軸線)與外墻交接處,山墻與內(nèi)縱墻交接處,7-9度時,樓、電梯的四角二四五六、七7、8度時，樓、電梯的四角，每隔15m左右的橫墻或單元橫墻與外墻交接處二、三三、四四、五9度8度7度6度房屋層數(shù)設(shè)置部位外墻四角，錯層部位橫墻與外縱墻交接處較大洞口兩側(cè)，大房間內(nèi)外墻交接處（2）外廊式和單面走廊式的多層房屋，應(yīng)根據(jù)房屋增加一層后的層數(shù)，按前表設(shè)置構(gòu)造柱，且單面走廊兩側(cè)的縱墻均應(yīng)按外墻處理。（3）教學(xué)樓、醫(yī)院等橫墻較少的房屋，應(yīng)根據(jù)房屋增加一層后的層數(shù)，按上表設(shè)置構(gòu)造柱；當(dāng)教學(xué)樓、醫(yī)院等橫墻較少的房屋為外廊式或單面走廊式時，應(yīng)按前款要求設(shè)置構(gòu)造柱，但6度不超過四層、7度不超過三層和8度不超過二層時，應(yīng)按增加二層后的層數(shù)考慮。第一百一十四頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日3、截面尺寸、配筋和連接的要求（1）截面與配筋

構(gòu)造柱最小截面可采用240×180mm，縱向鋼筋宜采用，箍筋間距不宜大于250mm，且在柱上下端適當(dāng)加密；7度時超過六層、8度時超過五層和九度時，構(gòu)造柱縱向鋼筋宜采用，箍筋間距不應(yīng)大于200mm；房屋四角的構(gòu)造柱可適當(dāng)加大截面及配筋。（2）構(gòu)造柱與墻體的連接

構(gòu)造柱與墻體連接處應(yīng)砌成馬牙槎，并應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)拉結(jié)鋼筋，每邊深入墻內(nèi)不宜小于1m。

構(gòu)造柱與圈梁連接處，構(gòu)造柱的縱筋應(yīng)穿過圈梁，保證構(gòu)造柱縱筋上下貫通。（3）構(gòu)造柱與圈梁的連接第一百一十五頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日

構(gòu)造柱可不單獨設(shè)置基礎(chǔ)，但應(yīng)深入室外地面下500mm，或與埋深小于500mm的基礎(chǔ)圈梁相連。（4）構(gòu)造柱的基礎(chǔ)（5）房屋高度和層數(shù)接近限值時的構(gòu)

造柱間距

房屋高度和層數(shù)限值時，縱橫墻內(nèi)的構(gòu)造柱間距尚應(yīng)符合下列要求：

1）橫墻內(nèi)構(gòu)造柱間距不宜大于層高的二倍，下部1/3的樓層的構(gòu)造柱間距適當(dāng)減小；

2）外墻的構(gòu)造柱間距應(yīng)每開間設(shè)置一柱；當(dāng)開間大于3.9m時，應(yīng)令設(shè)加強措施。內(nèi)縱墻的構(gòu)造柱間距不宜大于4.2m。第一百一十六頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日(二)設(shè)置鋼筋混凝土圈梁1、鋼筋混凝土圈梁的主要功能

增加縱橫墻體的連接，加強整個房屋的整體性；圈梁可箍住樓蓋，增強其整體剛度；減小墻體的自由長度，增強墻體的穩(wěn)定性；可提高房屋的抗剪強度，約束墻體裂縫的開展；抵抗地基不均勻沉降，減小構(gòu)造柱計算長度。

（1）裝配式鋼筋混凝土樓蓋、屋蓋或木樓蓋、屋蓋的磚房，橫墻承重時應(yīng)按下表的要求設(shè)值圈梁，縱墻承重時每層均應(yīng)設(shè)置圈梁，且抗震墻上的圈梁間距應(yīng)比表內(nèi)要求適當(dāng)加密。2、鋼筋混凝土圈梁的設(shè)置部位及構(gòu)造要求

圈梁與構(gòu)造柱一起,形成砌體房屋的箍，使其抗震性能大大改善。同上;各層所有橫墻同上;屋蓋處沿所有橫墻，且間距不應(yīng)大于7m；樓蓋處間距不應(yīng)大于7m,構(gòu)造柱對應(yīng)部位同上;屋蓋處間距不應(yīng)大于7m，樓蓋處間距不應(yīng)大于15m,構(gòu)造柱對應(yīng)部位內(nèi)橫墻屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處外墻及內(nèi)縱墻986、7墻類烈度第一百一十七頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日

（2）現(xiàn)澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓蓋、屋蓋與墻體可靠連接的房屋可不另設(shè)圈梁，但樓板沿墻體周邊應(yīng)加強配筋，并應(yīng)與相應(yīng)的構(gòu)造柱鋼筋可靠連接。

（3）圈梁應(yīng)閉合，遇有洞口應(yīng)上下搭接，圈梁宜與預(yù)制板設(shè)在同一標(biāo)高處或緊靠板底。第一百一十八頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日

（4）圈梁在前表要求的間距內(nèi)無橫墻時，應(yīng)利用梁或板縫中配筋替代圈梁。3、圈梁的截面尺寸及配筋

圈梁的截面高度一般不應(yīng)小于180mm，配筋應(yīng)符合右表要求，但在軟弱粘性土、液化土、新近填土或嚴重不均勻土層上的砌體房屋的基礎(chǔ)圈梁，截面高度不應(yīng)小于180mm，配筋不應(yīng)少于。150200250最大箍筋間距(mm)最小縱筋986、7配筋烈度第一百一十九頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日(三)樓蓋、屋蓋構(gòu)件具有足夠的搭接長度和可靠的連接1.現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板或屋面板伸進縱、橫墻內(nèi)的長度，均不宜小于120mm。2.裝配式鋼筋混凝土樓板或屋面板，當(dāng)圈梁未設(shè)在板的同一標(biāo)高時，板端伸進外墻的長度不應(yīng)小于120mm，伸進內(nèi)墻的長度不應(yīng)小于100mm，在梁上不應(yīng)小于80mm。3.當(dāng)板的跨度大于4m并與外墻平行時，靠外墻的預(yù)制板側(cè)邊與墻或圈梁拉接。第一百二十頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日4.房屋端部大房間的樓蓋，8度時房屋的屋蓋和9度時房屋的樓蓋、屋蓋，圈梁設(shè)在板底時，鋼筋混凝土預(yù)制板應(yīng)相互拉結(jié)，并應(yīng)與梁、墻或圈梁拉結(jié)。5.樓、屋蓋的鋼筋混凝土梁或物價，應(yīng)與墻、柱（包括構(gòu)造柱）或圈梁可靠連接，梁與磚柱的連接不應(yīng)削弱柱截面，各層獨立磚柱頂部應(yīng)在兩個方向均有可靠連接。6.坡屋頂房屋的屋架應(yīng)與頂層圈梁可靠連接，檁條或屋面板應(yīng)與墻及屋架可靠連接，房屋出入口的檐口瓦應(yīng)與屋面構(gòu)件錨固；8度和9度時，頂層內(nèi)縱墻頂宜增砌支撐端山墻的踏步式墻垛。7.門窗洞口不應(yīng)采用無筋磚過梁，過梁支撐長度，6～8度時不應(yīng)小于240mm；9度時不應(yīng)小于360mm。第一百二十一頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日(四)橫墻較少磚房的有關(guān)規(guī)定與加強措施

橫墻較少的多層普通粘土磚、多孔粘土磚房的總高度和層數(shù)接近或達到規(guī)定限制，應(yīng)采取下列加強措施：

1.房屋的最大開間尺寸不宜大于6.6m。

2.同一個結(jié)構(gòu)單元內(nèi)橫墻錯位數(shù)量不宜超過橫墻總數(shù)的1/3，且連續(xù)錯位不宜多于兩道；錯位的墻體交接處均應(yīng)增設(shè)構(gòu)造柱，且樓、屋面板應(yīng)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。

3.橫墻和內(nèi)縱墻上洞口的寬度不宜大于1.5m；外縱墻上洞口的寬度不宜大于2.1m或開間尺寸的一半；內(nèi)外墻上洞口位置不應(yīng)影響外縱墻和橫墻的整體連接。

4.所有縱橫墻均應(yīng)在樓、屋蓋標(biāo)高處設(shè)置加強的現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁，圈梁的截面高度不小于150mm，上下縱筋各不應(yīng)少于，箍筋不小于，間距不大于300mm。第一百二十二頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日

5.所有縱橫墻交界處及橫墻的中部，均應(yīng)設(shè)置加強柱；該加強柱在橫墻內(nèi)的柱距不宜大于層高，在縱墻內(nèi)的柱距不宜大于4.2m，最小截面尺寸不宜小于240mm×240mm，配筋宜符合下表的要求。最大配筋率(%)最小配筋率(%)最小直徑加密區(qū)范圍(mm)加密區(qū)間距(mm)最小直徑角柱1.80.8全高邊柱1.80.8上端700中柱1.40.4下端500位置縱向鋼筋箍筋100

6.同一結(jié)構(gòu)單元的樓、屋面板應(yīng)設(shè)在同一標(biāo)高處。

7.房屋的底層和頂層，在窗臺標(biāo)高處宜設(shè)置沿縱橫墻通長的水平現(xiàn)澆鋼筋混凝土帶，其截面高度不小于60mm，寬度不小于240mm，縱向鋼筋不少于。第一百二十三頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日(五)墻體之間的連接

1.7度時長度大于7.2m的大房間及8度和9度時，外墻轉(zhuǎn)角及內(nèi)外墻交接處，應(yīng)沿墻高每隔500mm配置拉結(jié)鋼筋，并每邊深入墻內(nèi)不宜小于1m。

2.后砌的非承重砌體隔墻應(yīng)沿墻高每隔500mm配置拉結(jié)鋼筋與承重墻或柱拉結(jié)，并每邊深入墻內(nèi)不宜小于500mm；8度和9度時長度大于5m的后砌非承重砌體隔墻的墻頂，尚應(yīng)與樓板或梁拉結(jié)。第一百二十四頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日(六)加強樓梯間的整體性

1.8度和9度時，頂層樓梯間橫墻和外墻應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)通長鋼筋；9度時其它各層樓梯間可在休息板平臺或樓層半高處設(shè)置60mm厚的鋼筋混凝土帶或配筋砂漿帶，砂漿強度等級不應(yīng)低于M7.5，鋼筋不宜少于。樓梯間應(yīng)符合下列要求：

2.8度和9度時，樓梯間及門廳內(nèi)墻陽角處的大梁支承長度不應(yīng)小于500mm，并應(yīng)與圈梁連接。

3.裝配式樓梯段應(yīng)與平臺板的梁可靠連接，不應(yīng)采用墻中懸挑式踏步或踏步豎肋插入墻體的樓梯，不應(yīng)采用無筋磚砌欄板。

4.突出屋頂?shù)臉恰㈦娞蓍g，構(gòu)造柱應(yīng)伸到頂部，并與頂部圈梁連接，內(nèi)外墻交接處應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)拉結(jié)鋼筋，且每邊伸入墻內(nèi)不應(yīng)小于1m。(七)采用同一類型的基礎(chǔ)

同一結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)（或樁承臺），宜采用同一類型的基礎(chǔ)，底面宜埋在同一標(biāo)高上，否則應(yīng)增設(shè)基礎(chǔ)圈梁并應(yīng)按1：2的臺階逐步放坡。第一百二十五頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日多層砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計一般規(guī)定多層粘土磚房的抗震構(gòu)造措施多層砌體房屋抗震計算要點第一百二十六頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日多層砌體房屋抗震計算要點一、水平地震作用H1G1GkHk二、樓層地震剪力Gi第一百二十七頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日三、每片墻的地震剪力1.橫墻的地震剪力

第i層的橫向地震剪力由第i層所有橫墻承受。

（1）剛性樓蓋房屋剛性樓蓋房屋：對于現(xiàn)澆及裝配整體式鋼筋混凝土樓（屋）蓋等。第一百二十八頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日

（2）柔性樓蓋房屋柔性樓蓋：木結(jié)構(gòu)等樓（屋）蓋。

第m道橫墻所分配的地震剪力，按第m道橫墻從屬面積上重力荷載代表值的比例分配。第j層第m道橫墻從屬面積上重力荷載代表值；第j層結(jié)構(gòu)總重力荷載代表值。第一百二十九頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日第j層第m道橫墻所應(yīng)分配地震作用的建筑面；第j層的建筑面積。

當(dāng)樓層單位面積上的重力荷載代表值相等時，可進一步簡化為按各墻片所承擔(dān)的地震作用的面積比進行分配：第一百三十頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日

（3）中等剛度樓蓋房屋中等剛度樓蓋：介于剛度樓蓋和柔性樓蓋之間的樓（屋）蓋，如裝配式鋼筋混凝土樓蓋。

它的各橫墻所分配的地震剪力，按剛性樓蓋和柔性樓蓋結(jié)果的平均值確定。第一百三十一頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日四、墻體截面抗震承載力驗算1.各類砌體沿階梯形截面破壞的抗剪強度設(shè)計值非抗震設(shè)計的砌體抗剪強度設(shè)計值，按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》采用；砌體強度正應(yīng)力影響系數(shù)，按下表確定：0.01.03.05.07.010.015.020.0普通粘土磚,多孔粘土磚0.801.001.281.501.701.952.32混凝土小砌塊1.251.752.252.603.103.954.80砌體類別砌體強度的正應(yīng)力影響系數(shù)為對應(yīng)與重力荷載代表值的砌體截面平均壓應(yīng)力。第一百三十二頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日2.粘土磚、多孔磚墻體的截面抗震承載力驗算驗算公式：墻體地震剪力設(shè)計值；承載力抗震調(diào)整系數(shù)，對于兩端均有構(gòu)造柱、芯柱的承重墻為0.9，其它承重墻為1，自承重墻取0.75;墻體橫截面面積，多孔磚取毛截面面積；砌體沿階梯形截面破壞的抗震抗剪設(shè)計值。

當(dāng)按上式驗算不能滿足時，除采用配筋砌體的提高承載力外，尚可采用在墻段中部增設(shè)構(gòu)造柱的方法。第一百三十三頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日多層鋼筋混凝土框架的抗震設(shè)計框架抗震設(shè)計的一般規(guī)定框架截面的抗震設(shè)計縱向鋼筋的錨固和連接抗震框架的一般構(gòu)造要求第一百三十四頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日多層鋼筋混凝土框架的抗震設(shè)計鋼筋混凝土框架房屋：鋼筋混凝土縱梁、橫梁和柱等構(gòu)件組成承重體系的房屋?？蚣?抗震墻結(jié)構(gòu)：在框架房屋中增加抗震墻構(gòu)成。鋼筋混凝土框架房屋層數(shù)一般在十層以下?？拐饓χ饕惺芩胶奢d，框架主要承受豎向荷載。第一百三十五頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日抗震墻框架房屋框架-抗震墻第一百三十六頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日一、結(jié)構(gòu)層間屈服強度有明顯的薄弱樓層震害及其分析12345678910111213(mm)層13567911134080120

在強烈地震作用下，結(jié)構(gòu)的薄弱樓層率先屈服、發(fā)展彈塑性變形，并形成彈塑性變形集中的現(xiàn)象，不能發(fā)揮整體的抗震能力。1976年唐山大地震中，位于天津塘沽區(qū)的天津堿廠十三層蒸吸塔框架，該結(jié)構(gòu)樓層屈服強度分布不均勻，造成6層和11層的彈塑性變形集中，導(dǎo)致6層以上全部倒塌。

右圖為該結(jié)構(gòu)輸入天津波的彈塑性分析結(jié)果。第一百三十七頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日二、框架梁、柱的震害

梁柱變形能力不足，構(gòu)件過早發(fā)生破壞。一般是梁輕柱重，柱頂重于柱底，尤其是角柱和邊柱更易發(fā)生破壞。1、柱頂

柱頂周圍有水平裂縫、斜裂縫或交叉裂縫。重者混凝土壓碎崩落，柱內(nèi)箍筋拉斷，縱筋壓曲成燈籠狀。

主要原因：節(jié)點處彎矩、剪力、軸力都較大，受力復(fù)雜，箍筋配置不足，錨固不好等。

破壞不易修復(fù)。第一百三十八頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日2、柱底

與柱頂相似，由于箍筋較柱頂密，震害相對柱頂較輕。第一百三十九頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日3、短柱

當(dāng)柱高小于4倍柱截面高度（H/b<4)時形成短柱。短柱剛度大，易產(chǎn)生剪切破壞。第一百四十頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日4、角柱

由于雙向受彎、受剪,加上扭轉(zhuǎn)作用，震害比內(nèi)柱重。5、梁柱節(jié)點

節(jié)點核心區(qū)產(chǎn)生對角方向的斜裂縫或交叉斜裂縫，混凝土剪碎剝落。節(jié)點內(nèi)箍筋很少或無箍筋時，柱縱向鋼筋壓曲外鼓。

節(jié)點破壞的主要原因是節(jié)點的受剪承載力不足，約束箍筋太少，梁筋錨固長度不夠以及施工質(zhì)量差所引起。6、框架梁

震害多發(fā)生于梁端。在地震作用下梁端縱向鋼筋屈服，出現(xiàn)上下貫通的垂直裂縫和交叉裂縫。破壞的主要原因是梁端屈服后產(chǎn)生的剪力較大，超過了梁的受剪承載力，梁內(nèi)箍筋配置較稀，以及反復(fù)荷載作用下混凝土抗剪強度降低等。

節(jié)點破壞將導(dǎo)致梁柱失去相互之間的聯(lián)系。第一百四十一頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日三、填充墻的震害

砌體填充墻剛度大而承載力低，首先承受地震作用而遭破壞。一般7度即出現(xiàn)裂縫，8度和8度以上地震作用下，裂縫明顯增加，甚至部分倒塌，一般是上輕下重，空心砌體墻重于實心砌體墻，砌快墻重于磚墻。

框架-剪力墻結(jié)構(gòu)上部較嚴重，框架結(jié)構(gòu)下部震害嚴重。第一百四十二頁，共一百八十七頁，2022年，8月28日

填充墻破壞的