二级建筑师建筑结构与设备：建筑结构抗震讲义

(一)有关抗震设计的若干概念

( 1 )为了保证结构的抗震安全，根据具体情况，结构单元之间应遵守牢固连接或有效分离的方法。高层建筑的结构单元宜采取加强连接的方法。

( 2 )尽可能设置多道抗震防线，强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，在首次破坏后在遭受余震、结构将会因损伤积累而导致倒塌。适当处理结构构件的强弱关系，使其在强震作用下形成多道防线，并考虑某一防线被突破后，引起内力重分布的影响，是提高结构抗震性能，避免大震倒塌的有效措施。

( 3 )合理布置抗侧力构件，减少地震作用下的扭转效应。结构刚度、承载力沿房屋高度宜均匀、连续分布、避免造成结构的软弱或薄弱部位。

( 4 )结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等方面的性能。主要耗能构件应有较高的延性和适当的刚度，承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。

( 5 )合理控制结构的非弹性(塑性铰区)，掌握结构的屈服过程，实现合理的屈服机制。

( 6 )框架抗震设计应遵守“强柱、弱梁、节点更强”的原则(柱子不先于梁破坏，因为梁破坏属于构件破坏，是局部性的，柱子破坏将危及整个结构的安全---可能会整体倒塌，后果严重)，当构件屈服、刚度退化时，结点应能保持承载力和刚度不变。

( 7 )采取有效措施，防止钢筋滑移、混凝土过早的剪切破坏和压碎等脆性破坏。

( 8 )考虑上部结构嵌固于基础结构或地下室结构之上时，基础结构或地下室机构应保持弹性工作。

( 9 )高层建筑的地基主要受力范围内存在较厚的软弱黏性土层时，不宜采用天然地基。采用天然地基的高层建筑应考虑地震作用下地基变形对上部结构的影响。

(二)抗震设计一般规定

( 1 )多层和高层现浇钢筋混凝土房屋的结构类型和适用的最大高度应符合表(见规范)的要求。平面和竖向均不规则的结构，适用的最大高度应适当降低。

( 2 )钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。丙类建筑的抗震等级应按表(见规范)确定。

( 3 )钢筋混凝土房屋抗震等级的确定，尚应符合下列要求：

l )设置少量抗震墙的框架结构，在规定的水平力作用下，底层框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的 50 % ，其框架部分的抗震等级应按框架结构确定，抗震墙的抗震等级可与其框架的抗震等级相同。

2 )裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定外，不应低于主楼的抗震等级;主楼结构在裙房顶层及相邻上下各一层应适当加强抗震构造措施。裙房与主楼分离时，应按裙房本身确定抗震等级。

3 )当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下的抗震等级逐级降低一级，但不应低于四级。地下室中无上部结构的部分，可根据具体情况采用三级或更低等级。

4 )抗震设防类别为甲、乙类的建筑按规定应提高1度确定抗震等级而房屋的高度超过体系的最大适用高度的上界时，经采取比一级更有效的的抗震构造措施。

( 4 )钢筋混凝土房屋需要设置防震缝时，应符合下列规定：

1 )防震缝最小宽度应符合下列要求：

① 框架结构房屋的防震缝宽度，当高度不超过 15m 时不应小于100mm ;超过 15m 时， 6 度、 7 度、 8 度和 9 度相应每增加高度5m 、 4m 、 3m 和 2m ，宜加宽 20mm 。

② 框架一抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用 ① 项规定数值的 70 % ，抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用 ① 项规定数值的 50 % ;且均不宜小于 100mm 。

③ 防震缝两侧结构类型不同时，宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽。地下部分可不设防震缝;有设防要求时，伸缩缝及沉降缝应满足防震缝的要求。

2 ) 8 、 9 度框架结构房屋防震缝两侧结构高度、刚度或层高相差较大时，防震缝两侧框架柱的箍筋应沿房屋全高加密，并根据需要在缝两侧沿房屋全高各设置不少于两道垂直于防震缝的抗撞墙，每一侧抗撞墙的数量不应少于两道，宜分别对称布置，其长度可不大于1/2的层高，抗震等级可同框架结构。

( 5 )框架结构和框架一抗震墙结构中，框架和抗震墙均应双向布置，柱中线与抗震墙中线、梁中线与柱中线之间偏心距不宜大于柱宽的 1 / 4 。 甲、乙类建筑以及高度大于24m的丙类建筑不应采用单跨框架结构;高度不大于24m的丙类建筑不宜采用单跨框架结构。

( 6 )框架一抗震墙和板柱一抗震墙结构中，抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比，不宜超过表8-11的规定;超过时，应计人楼盖平面内变形的影响。

( 7 )采用装配式楼、屋盖时，应采取措施保证楼、屋盖的整体性及其与抗震墙的可靠连接。采用配筋现浇面层加强时，厚度不宜小于 50mm 。

( 8 )框架一抗震墙结构中的抗震墙设置，宜符合下列要求：

1 )抗震墙宜贯通房屋全高，且横向与纵向的抗震墙宜相连。

2 )抗震墙宜的两端(不包括洞口两侧)宜设置端柱或与另一方向的抗震墙连接。

3 )房屋较长时，刚度较大的纵向抗震墙不宜设置在房屋的端开间。

4 )抗震墙洞口宜上下对齐，洞边距端柱不宜小于 300mm 。

5)楼梯间宜设抗震墙，但不宜造成较大的扭转效应。

( 9 )抗震墙结构和部分框支抗震墙结构中的抗震墙设置，应符合下列要求：

1 )抗震墙的两端(不包括洞口两侧)宜设置端柱或与另一方向的抗震墙相连;框支部分落地墙的两端(不包括洞口两侧)宜设置端柱或与另一方向的抗震墙相连;

2 )较长的抗震墙宜设置跨高比大于 6 的连梁形成洞口，将一道抗震墙分成长度较均匀的若干墙段，各墙段的高宽比不宜小于 3 ;

3 )墙肢的长度沿结构全高不宜有突变;抗震墙有较大洞口时，以及一、二级抗震墙的底部加强部位，洞口宜上下对齐;

4 )矩形平面的部分框支抗震墙结构，其框支层的楼层侧向刚度不应小于相邻非框支层楼层侧向刚度的 50 % ;框支层落地抗震墙间距不宜大于 24m ，框支层的平面布置尚宜对称，且宜设置抗震筒体;底层框架部分承担的地震倾覆力矩，不应大于结构总地震倾覆力矩的 50 %。

( 10 )抗震墙的底部加强部位的范围，应符合下列规定：

1 )底部加强部位的高度应从地下室顶板算起;

2 )部分框支抗震墙结构的抗震墙，其底部加强部位的高度，可取框支层加框支层以上二层的高度及落地抗震墙总高度的 1 / 10 二者的较大值;其他结构的抗震墙，房屋高度大于24m时，底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高度的 1 /10二者的较大值，房屋高度不大于24m时，底部加强部位可取底部一层。

( 11 )框架单独柱基有下列情况之一时，宜沿两个主轴方向设置基础系梁：

1 )一级框架和IV类场地的二级框架;

2 )各柱基承受的重力荷载代表值差别较大;

3 )基础埋置较深，或各基础埋置深度差别较大;

4 )地基主要受力层范围内存在软弱黏性土层、液化土层和严重不均匀土层;

5 )桩基承台之间。

( 12 )框架一抗震墙结构中的抗震墙基础和部分框支抗震墙结构的落地抗震墙基础，应有良好的整体性和抗转动的能力。

( 13 )主楼与裙房相连且采用天然地基，除应符合第一节五、(二) ( 4 )的规定外，在多遇地震作用下主楼基础底面不宜出现零应力区。

( 14 )地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，应符合下列要求：

1 )地下室顶板应避免开设大洞口;地下室在地上结构的相关范围的顶板应采用现浇梁板结构，相关范围以外的地下室顶板宜采用现浇梁板结构;其楼板厚度不宜小于 180mm ，混凝土强度等级不宜小于 C30 ，应采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25 % ;

2 )结构地上一层的侧向刚度不宜大于相关范围地下一层侧向刚度的0. 5 倍;地下室周边宜有与其顶板相连的抗震墙;

3 )地下室顶板对应于地上框架柱的梁柱节点除应满足抗震计算外，尚应符合下列规定之一：

① 地下一层柱截面每侧纵向钢筋不应小于地上一层柱对应纵向钢筋的 1 . 1 倍，且地下一层柱上端和节点左右梁端实配抗震受弯承载力之和应大于地上一层柱下端实配的抗震受弯承载力的 1 . 3 倍;

② 地下一层梁刚度较大时，柱截面每侧的纵向钢筋面积应大于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的 1 . 1 倍;同时梁端顶面和底面的纵向钢筋面积应比计算增大 10 %以上;

4 )地下一层抗震墙墙肢端部边缘构件纵向钢筋的截面面积，不应少于地上一层对应肢端部边缘构件纵向钢筋的截面面积。

(15)楼梯间应符合下列要求：

1)宜采用现浇钢筋混凝土楼梯;

2)对于框架结构，楼梯间的布置不应导致结构平面特别不规则;宜采取构造措施，减少楼梯构件对主体结构刚度的影响。应计入楼梯间对地震及其效应的影响，应进行楼梯构件的抗震承载力验算;宜采用构造措施，减少楼梯构件对主体结构刚度的影响。

3)楼梯间两侧填充墙与柱之间应加强连接。