教學(xué)情境四：建筑結(jié)構(gòu)抗震

1、12.1.2、震級(jí)與烈度震級(jí)與烈度1. 震級(jí)：震級(jí)：衡量地震大小的等級(jí)衡量地震大小的等級(jí)2. 烈度烈度地震烈度：地震烈度：某一地區(qū)的地面和各類建筑物遭受一次地震影響某一地區(qū)的地面和各類建筑物遭受一次地震影響的強(qiáng)烈程度。的強(qiáng)烈程度?；玖叶龋夯玖叶龋耗车貐^(qū)今后一定時(shí)期內(nèi)，一般場(chǎng)地條件下可能遭某地區(qū)今后一定時(shí)期內(nèi)，一般場(chǎng)地條件下可能遭遇的最大地震烈度。遇的最大地震烈度。50年內(nèi)超越概率大于年內(nèi)超越概率大于10%的烈度的烈度多遇烈度：多遇烈度：50年內(nèi)超越概率大于年內(nèi)超越概率大于63%的烈度的烈度罕遇烈度：罕遇烈度：50年內(nèi)超越概率大于年內(nèi)超越概率大于2%3%的烈度的烈度抗震設(shè)防烈度：抗震設(shè)防烈度

2、：按國(guó)家規(guī)定權(quán)限批準(zhǔn)作為一個(gè)地區(qū)地震設(shè)防按國(guó)家規(guī)定權(quán)限批準(zhǔn)作為一個(gè)地區(qū)地震設(shè)防依據(jù)的地震烈度依據(jù)的地震烈度12.1.3、抗震設(shè)防的原則、抗震設(shè)防的原則三水準(zhǔn)三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)設(shè)防目標(biāo)1. 當(dāng)遭受當(dāng)遭受低于低于本地區(qū)本地區(qū)設(shè)防烈度設(shè)防烈度的的多遇地震多遇地震影響時(shí)，建筑物一般不受損壞影響時(shí)，建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用或不需修理仍可繼續(xù)使用（第一水準(zhǔn)）（第一水準(zhǔn)）；2. 當(dāng)遭受本地區(qū)當(dāng)遭受本地區(qū)設(shè)防烈度的地震設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，建筑物可能損壞，但經(jīng)一般修影響時(shí)，建筑物可能損壞，但經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用理或不需修理仍可繼續(xù)使用（第二水準(zhǔn)）（第二水準(zhǔn)）；3. 當(dāng)遭受當(dāng)遭受高于高于

3、本地區(qū)設(shè)防烈度預(yù)估的本地區(qū)設(shè)防烈度預(yù)估的罕遇地震罕遇地震影響時(shí)，建筑物不致倒塌影響時(shí)，建筑物不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞（第三水準(zhǔn)）。（第三水準(zhǔn)）。二階段二階段設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)法 按地區(qū)設(shè)防烈度進(jìn)行構(gòu)件截面抗震承載力計(jì)算彈性分析按地區(qū)設(shè)防烈度進(jìn)行構(gòu)件截面抗震承載力計(jì)算彈性分析 按高于本地區(qū)設(shè)防烈度的預(yù)估罕遇地震作用驗(yàn)算構(gòu)件彈塑性變形按高于本地區(qū)設(shè)防烈度的預(yù)估罕遇地震作用驗(yàn)算構(gòu)件彈塑性變形概念設(shè)計(jì)構(gòu)造措施概念設(shè)計(jì)構(gòu)造措施我國(guó)根據(jù)具體情況，提出了我國(guó)根據(jù)具體情況，提出了三水準(zhǔn)三水準(zhǔn)目標(biāo)，目標(biāo)，二階段二階段設(shè)計(jì)法。設(shè)計(jì)法。原則：原則：小震不壞、中震可修、大震不倒小震不壞、中震可

4、修、大震不倒設(shè)防范圍：設(shè)防范圍：烈度小于烈度小于6度，不設(shè)防；度，不設(shè)防；6、7、8、9度，設(shè)防度，設(shè)防；大于；大于10度度地區(qū)不進(jìn)行工程建設(shè)。地區(qū)不進(jìn)行工程建設(shè)。 有利的場(chǎng)地、地基和基礎(chǔ)有利的場(chǎng)地、地基和基礎(chǔ) 有利的建筑平面和立面有利的建筑平面和立面 合理的抗震結(jié)構(gòu)體系合理的抗震結(jié)構(gòu)體系 處理好非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和主體結(jié)構(gòu)的關(guān)系處理好非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和主體結(jié)構(gòu)的關(guān)系 材料選擇及施工質(zhì)量材料選擇及施工質(zhì)量（3 3）節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋錨固）節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋錨固 非抗震設(shè)計(jì)時(shí)框架梁縱向鋼筋的連接構(gòu)造非抗震設(shè)計(jì)時(shí)框架梁縱向鋼筋的連接構(gòu)造 v 在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，縱向受力鋼筋的錨固和搭接長(zhǎng)度要在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，縱向受力鋼筋的錨固和搭接長(zhǎng)度

5、要 求比非抗震設(shè)計(jì)時(shí)加大。求比非抗震設(shè)計(jì)時(shí)加大。（1 1）縱筋錨固要求）縱筋錨固要求 一、二級(jí)抗震等級(jí)一、二級(jí)抗震等級(jí) laE = 1.15la 三級(jí)抗震等級(jí)三級(jí)抗震等級(jí) laE = 1.05la 四級(jí)抗震等級(jí)四級(jí)抗震等級(jí) laE = 1.00la 式中：式中：la為非抗震設(shè)計(jì)時(shí)受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度。為非抗震設(shè)計(jì)時(shí)受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度。（2 2）縱筋搭接要求）縱筋搭接要求 搭接方法有搭接接頭、機(jī)械接頭和焊接接頭；搭接方法有搭接接頭、機(jī)械接頭和焊接接頭； 宜優(yōu)先選用焊接或機(jī)械接頭；宜優(yōu)先選用焊接或機(jī)械接頭； 當(dāng)采用搭接接頭時(shí)，其搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于：當(dāng)采用搭接接頭時(shí)，其搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于： llE = l

6、aE 鋼筋接頭面積百分率系數(shù)（鋼筋接頭面積百分率系數(shù)（ =1.21.6=1.21.6）。非抗震設(shè)計(jì)時(shí)非抗震設(shè)計(jì)時(shí)框架柱的縱向鋼筋錨固及梁柱鋼筋搭接構(gòu)造框架柱的縱向鋼筋錨固及梁柱鋼筋搭接構(gòu)造v 抗震設(shè)計(jì)時(shí)框架梁柱節(jié)點(diǎn)的鋼筋搭接構(gòu)造抗震設(shè)計(jì)時(shí)框架梁柱節(jié)點(diǎn)的鋼筋搭接構(gòu)造 12.2.3 抗震構(gòu)造措施抗震構(gòu)造措施 1、框架結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu) （1）、設(shè)計(jì)原則）、設(shè)計(jì)原則 設(shè)計(jì)遵循設(shè)計(jì)遵循“強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)柱弱梁”，“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、 強(qiáng)錨固強(qiáng)錨固”的原則的原則 （2). 抗震構(gòu)造措施抗震構(gòu)造措施 1). 2.箍筋箍筋1）箍筋加密區(qū)）箍筋加密區(qū)v框架柱上下兩端箍筋應(yīng)加密?？蚣苤舷聝啥斯拷顟?yīng)加密。v加密區(qū)長(zhǎng)度應(yīng)取柱

7、截面長(zhǎng)邊尺寸（或截面直徑、柱凈高的加密區(qū)長(zhǎng)度應(yīng)取柱截面長(zhǎng)邊尺寸（或截面直徑、柱凈高的1/6和和500mm中三者的最大值。中三者的最大值。v一、二級(jí)抗震等級(jí)的角柱應(yīng)沿柱全高加密箍筋。一、二級(jí)抗震等級(jí)的角柱應(yīng)沿柱全高加密箍筋。 v加密區(qū)的箍筋間距、直徑應(yīng)符合下表的要求。加密區(qū)的箍筋間距、直徑應(yīng)符合下表的要求。2）箍筋肢距）箍筋肢距v 加密區(qū)內(nèi)箍筋肢距，對(duì)一級(jí)抗震不宜大于加密區(qū)內(nèi)箍筋肢距，對(duì)一級(jí)抗震不宜大于200mm；二、三級(jí)；二、三級(jí)抗震不宜大于抗震不宜大于250mm；四級(jí)抗震不宜大干；四級(jí)抗震不宜大干300mm。同時(shí)每隔一。同時(shí)每隔一根縱筋宜在兩個(gè)方向有箍筋或拉筋約束。根縱筋宜在兩個(gè)方向有箍筋或

8、拉筋約束。 b400圖圖12.2.112.2.1柱常用箍筋形式柱常用箍筋形式 柱子的箍筋柱子的箍筋 柱內(nèi)常用箍筋形式：柱內(nèi)常用箍筋形式： 框架柱和框支柱上下兩端箍筋應(yīng)加密，加密區(qū)的箍筋框架柱和框支柱上下兩端箍筋應(yīng)加密，加密區(qū)的箍筋最大間距和箍筋的最小直徑應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定。最大間距和箍筋的最小直徑應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定。 抗震墻的約束邊緣構(gòu)件包括暗柱、端柱和翼墻，抗震墻的約束邊緣構(gòu)件包括暗柱、端柱和翼墻，應(yīng)符合圖應(yīng)符合圖12.2.612.2.6所示要求。所示要求。 bwL/3L3bw 抗震墻的構(gòu)造邊緣構(gòu)件的范圍如圖抗震墻的構(gòu)造邊緣構(gòu)件的范圍如圖12.2.8。 （8）洞口補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)造）洞口補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)造一、震害及

9、分析一、震害及分析墻體交叉裂縫墻體交叉裂縫產(chǎn)生原因：主拉應(yīng)力過(guò)大產(chǎn)生原因：主拉應(yīng)力過(guò)大裂縫形狀：傾斜階梯狀且交叉裂縫形狀：傾斜階梯狀且交叉出現(xiàn)部位：內(nèi)外縱橫墻、窗間墻出現(xiàn)部位：內(nèi)外縱橫墻、窗間墻分布規(guī)律：底層墻體比頂層嚴(yán)重分布規(guī)律：底層墻體比頂層嚴(yán)重交叉裂縫交叉裂縫空曠空間墻體的開(kāi)裂空曠空間墻體的開(kāi)裂 通長(zhǎng)水平裂縫通長(zhǎng)水平裂縫 產(chǎn)生原因：抗震墻體相距較遠(yuǎn)，墻產(chǎn)生原因：抗震墻體相距較遠(yuǎn)，墻體受彎剪或水平彎曲作用體受彎剪或水平彎曲作用裂縫形狀：通長(zhǎng)水平裂縫裂縫形狀：通長(zhǎng)水平裂縫出現(xiàn)部位：大房間房屋頂層，大開(kāi)出現(xiàn)部位：大房間房屋頂層，大開(kāi)間房屋外墻間房屋外墻分布規(guī)律：空曠房間的外縱墻或山分布規(guī)律：空

10、曠房間的外縱墻或山墻開(kāi)裂嚴(yán)重；錯(cuò)層、房屋平面凹凸墻開(kāi)裂嚴(yán)重；錯(cuò)層、房屋平面凹凸變化處、墻體在門窗洞口過(guò)分被削變化處、墻體在門窗洞口過(guò)分被削弱處開(kāi)裂嚴(yán)重。弱處開(kāi)裂嚴(yán)重。轉(zhuǎn)角墻及內(nèi)外墻連接處的破損轉(zhuǎn)角墻及內(nèi)外墻連接處的破損 豎向裂縫豎向裂縫 外縱墻倒塌外縱墻倒塌 轉(zhuǎn)角裂縫轉(zhuǎn)角裂縫 產(chǎn)生原因：轉(zhuǎn)角處分擔(dān)地震作用較多產(chǎn)生原因：轉(zhuǎn)角處分擔(dān)地震作用較多裂縫形狀：豎向裂縫、三角形或菱形裂縫形狀：豎向裂縫、三角形或菱形出現(xiàn)部位：內(nèi)外墻連接處、房屋轉(zhuǎn)角出現(xiàn)部位：內(nèi)外墻連接處、房屋轉(zhuǎn)角分布規(guī)律：縱墻承重房屋比橫墻承重房屋嚴(yán)重；分布規(guī)律：縱墻承重房屋比橫墻承重房屋嚴(yán)重；墻體布置不對(duì)稱時(shí)比規(guī)則嚴(yán)重；不設(shè)置圈梁時(shí)墻體布

11、置不對(duì)稱時(shí)比規(guī)則嚴(yán)重；不設(shè)置圈梁時(shí)比設(shè)置時(shí)嚴(yán)重；大洞口、空曠房間或樓梯間嚴(yán)比設(shè)置時(shí)嚴(yán)重；大洞口、空曠房間或樓梯間嚴(yán)重；內(nèi)外墻拉結(jié)差時(shí)嚴(yán)重。重；內(nèi)外墻拉結(jié)差時(shí)嚴(yán)重。產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：“鞭鞘效應(yīng)鞭鞘效應(yīng)”出現(xiàn)部位：房屋突出部位出現(xiàn)部位：房屋突出部位分布規(guī)律：突出部分的面積相對(duì)于下層面分布規(guī)律：突出部分的面積相對(duì)于下層面積愈小，破損愈嚴(yán)重。積愈小，破損愈嚴(yán)重。碰撞損壞碰撞損壞碰撞損壞碰撞損壞產(chǎn)生原因：墻體振動(dòng)，互相碰撞擠壓產(chǎn)生原因：墻體振動(dòng)，互相碰撞擠壓出現(xiàn)部位：伸縮縫和沉降縫兩側(cè)出現(xiàn)部位：伸縮縫和沉降縫兩側(cè)突出屋面樓梯間、電梯間、附墻煙囪、突出屋面樓梯間、電梯間、附墻煙囪、女兒墻等附屬結(jié)構(gòu)的破損

12、女兒墻等附屬結(jié)構(gòu)的破損突出部位震害突出部位震害砌體結(jié)構(gòu)房屋樓蓋的破損砌體結(jié)構(gòu)房屋樓蓋的破損產(chǎn)生原因：板、梁墻上支承長(zhǎng)度不夠或無(wú)可靠拉結(jié)產(chǎn)生原因：板、梁墻上支承長(zhǎng)度不夠或無(wú)可靠拉結(jié)出現(xiàn)部位：預(yù)制板和承重墻連接處出現(xiàn)部位：預(yù)制板和承重墻連接處分布規(guī)律：無(wú)圈梁房屋較有圈梁房屋嚴(yán)重；現(xiàn)澆樓蓋的抗震性能優(yōu)于分布規(guī)律：無(wú)圈梁房屋較有圈梁房屋嚴(yán)重；現(xiàn)澆樓蓋的抗震性能優(yōu)于預(yù)制樓蓋預(yù)制樓蓋二、一般規(guī)定二、一般規(guī)定砌體房屋抗震性能與砌體房屋抗震性能與建筑平面布置、結(jié)構(gòu)選型、抗震計(jì)算、構(gòu)造建筑平面布置、結(jié)構(gòu)選型、抗震計(jì)算、構(gòu)造措施和施工質(zhì)量相關(guān)。措施和施工質(zhì)量相關(guān)。砌體房屋抗震設(shè)計(jì)原則：砌體房屋抗震設(shè)計(jì)原則：“小震

13、不壞、中震可修、大震不倒小震不壞、中震可修、大震不倒”抗震概念設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：抗震概念設(shè)計(jì)主要內(nèi)容： 建筑總體布置：建筑總體布置：平面布置宜規(guī)則、對(duì)稱平面布置宜規(guī)則、對(duì)稱 ；立面布置宜規(guī)則；立面布置宜規(guī)則 ，應(yīng)避免局部的突出和錯(cuò)層；樓梯間布置合理，不宜設(shè)在房屋端應(yīng)避免局部的突出和錯(cuò)層；樓梯間布置合理，不宜設(shè)在房屋端部的第一開(kāi)間及轉(zhuǎn)角處，不宜突出或開(kāi)設(shè)過(guò)大的窗洞。部的第一開(kāi)間及轉(zhuǎn)角處，不宜突出或開(kāi)設(shè)過(guò)大的窗洞。 結(jié)構(gòu)選型：結(jié)構(gòu)選型：砌體結(jié)構(gòu)房屋高度、層高、高寬比限制砌體結(jié)構(gòu)房屋高度、層高、高寬比限制 ；承重；承重方案的選擇；防震縫的設(shè)置方案的選擇；防震縫的設(shè)置 ；抗震橫墻最大間距限制；抗震橫墻最大

14、間距限制 ；墻體；墻體局部尺寸限制局部尺寸限制 ；地下室與基礎(chǔ)；地下室與基礎(chǔ) 抗震構(gòu)造措施：抗震構(gòu)造措施：鋼筋混凝土構(gòu)造柱鋼筋混凝土構(gòu)造柱 ；鋼筋混凝土圈梁；鋼筋混凝土圈梁 ；墻；墻體間的拉結(jié)體間的拉結(jié) ；樓；樓(屋屋)蓋梁板與墻柱間的連接蓋梁板與墻柱間的連接 A. 構(gòu)造柱設(shè)置規(guī)定構(gòu)造柱設(shè)置規(guī)定 構(gòu)造柱最小截面尺寸構(gòu)造柱最小截面尺寸240mm180mm； 混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C20； 縱筋采用縱筋采用412(角柱用角柱用414)，箍筋，箍筋6250，柱上、下端各柱上、下端各700mm(600mm)箍筋加箍筋加密至密至100mm 。 構(gòu)造柱應(yīng)先砌墻后澆筑混構(gòu)造柱應(yīng)先砌墻后澆筑混凝土，應(yīng)砌成馬牙槎；凝土，應(yīng)砌成馬牙槎； 構(gòu)造柱沿墻高每隔構(gòu)造柱沿墻高每隔500mm設(shè)設(shè)26拉結(jié)鋼筋，拉結(jié)鋼筋，每邊伸入墻內(nèi)不宜小于每邊伸入墻內(nèi)不宜小于1000mm。B. 圈梁設(shè)置規(guī)定圈梁設(shè)置規(guī)定 圈梁高度不應(yīng)小于圈梁高度不應(yīng)小于120mm； 圈梁在平面上應(yīng)封閉，當(dāng)遇有洞口被切斷時(shí)應(yīng)上下搭接