章建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)(共33頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案（編號(hào)1）年 月 日 課 題 第十三章 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)基本知識(shí)13.1 概述 13.2抗震設(shè)計(jì)的基本要求課 時(shí)教學(xué)目的 熟悉地震波、震級(jí)、烈度的概念；明確建筑抗震設(shè)防依據(jù)、目標(biāo)及分類標(biāo)準(zhǔn)；理解抗震概念設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和要求教學(xué)重點(diǎn) 抗震設(shè)防要求教學(xué)難點(diǎn) 抗震設(shè)防要求教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn) 地震波、震級(jí)、烈度的概念教具 建筑結(jié)構(gòu)教材及教案板書設(shè)計(jì) 第十三章 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)基本知識(shí)13.1 概述一、 構(gòu)造地震二、 地震波三、震級(jí)四、烈度五、抗震設(shè)防13.2抗震設(shè)計(jì)的基本要求青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充課題導(dǎo)入：地球是一個(gè)近似于球體的橢

2、球體，平均半徑約6370km，赤道半徑約6378km，兩極半徑約6357km地球內(nèi)部可分為三大部分：地殼、地幔和地核課程新授：第十三章 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)基本知識(shí)13.1 概述一、構(gòu)造地震地震按其成因劃分為四種類型：1火山地震：由于火山爆發(fā)而引起的地震；2陷落地震：由于地表或者地下巖層突然發(fā)生大規(guī)模陷落和崩塌而造成的地震；3誘發(fā)地震：由于人工爆破,礦山開采及工程活動(dòng)引發(fā)的地震； 4構(gòu)造地震：由于地球內(nèi)部巖層的構(gòu)造變動(dòng)引起的地震(約占地震發(fā)生的90%)是結(jié)構(gòu)抗震的主要研究對(duì)象震源、震中和震中距地球內(nèi)部斷層錯(cuò)動(dòng)并引起周圍介質(zhì)振動(dòng)的部位為震源；震源正上方的地面位置為震中；地面某處至震中的水平距離為震中

3、距二、地震波地震時(shí)振動(dòng)以波的形式從震源向各個(gè)方向傳播并釋放能量，這就是地震波。它包括在地球內(nèi)部傳播的體波和只限于在地球表面?zhèn)鞑サ拿娌ā?.體波體波中包括有縱波和橫波兩種形式?？v波是由震源向外傳遞的壓縮波，這種波質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向與波的前進(jìn)方向一致，其特點(diǎn)是周期短、振幅小、傳播速度快，能引起地面上下顛簸（豎向振動(dòng)）。橫波是由震源向外傳遞的剪切波，其質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向與波的前進(jìn)方向垂直，其特點(diǎn)是周期長(zhǎng)、振幅大、傳播速度較慢，能引起地面水平搖晃。2.面波面波是體波經(jīng)地層界面多次反射傳播到地面后，又沿地面?zhèn)鞑サ拇紊?。面波的特點(diǎn)是周期長(zhǎng)、振幅大，能引起地面建筑的水平振動(dòng)。面波的傳播是平面的，衰減較體波慢，故能

4、傳播到很遠(yuǎn)的地方。地震波的傳播以縱波最快，橫波次之，面波最慢。因此，地震時(shí)一般先出現(xiàn)由縱波引起的上下顛簸，而后出現(xiàn)橫波和面波造成的房屋左右搖晃和扭動(dòng)。青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充三、震級(jí)地震震級(jí)是衡量一次地震釋放能量大小的尺度，即表示地震本身大小的一種尺度，震級(jí)M常按下式確定： 震級(jí)M與震源釋放能量E的關(guān)系： M<2 微震；M=24 有感地震；M>5 破壞性地震；M=78 強(qiáng)烈地震；M>8 特大地震。四、烈度1.概念：指某一區(qū)域的地表和各類建筑物遭受某一次地震影響的平均強(qiáng)弱程度；由地面建筑的破壞程度，人的感覺，物體的振動(dòng)及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈程度而定?，F(xiàn)在主要由地

5、面震動(dòng)的速度和加速度確定。一次地震，表示地震大小的震級(jí)只有一個(gè)，但可以有多種不同的烈度。一般而言，震級(jí)越大，烈度就越大。同一次地震，震中距越小烈度就越高，反之烈度就低。影響烈度的因素，除了震級(jí)、震中距外，還與震源深度、地質(zhì)構(gòu)造和地基條件的因素有關(guān)。 中國(guó)地震烈度表見表13.1震中區(qū)的烈度稱為震中烈度；震級(jí)和震中烈度的關(guān)系： 2.多遇烈度、基本烈度、罕遇烈度一個(gè)地區(qū)在一定時(shí)期（我國(guó)取50年）內(nèi)，可能遭受的不同地震烈度的頻率是不同的。根據(jù)地震發(fā)生的概率頻度（50年發(fā)生的超越概率）將地震分為“多遇烈度”、“基本烈度”和“罕遇烈度”三種。其中，基本烈度（中震）的超越概率為10%，是一個(gè)地區(qū)進(jìn)行抗震設(shè)防

6、的依據(jù)；多遇烈度（小震）出現(xiàn)概率最多，超越概率為63.2%，比基本烈度約低1.55度；罕遇烈度（大震）的超越概率為2%3%，比基本烈度約高出1.0度。圖13.2 三種烈度關(guān)系示意圖青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充3. 抗震設(shè)防烈度、設(shè)計(jì)地震分組抗震設(shè)防烈度是按國(guó)家批準(zhǔn)權(quán)限審批或頒布的作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度。一般情況下，抗震設(shè)防烈度可采用地震基本烈度。五、抗震設(shè)防1.抗震設(shè)防目標(biāo)房屋結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防目標(biāo)，是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有的抗震安全性能的總要求。我國(guó)抗震規(guī)范明確提出了三個(gè)水準(zhǔn)的抗震設(shè)防要求：第一水準(zhǔn)：當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí)，建筑物一般不受損壞或

7、不需修理可繼續(xù)使用。第二水準(zhǔn)：當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，建筑物可能損壞，但經(jīng)一般修理或不修理仍可繼續(xù)使用。第三水準(zhǔn)：當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震影響時(shí)，建筑物不致倒塌或發(fā)生危及生命安全的嚴(yán)重破壞。即要求建筑物在遭到多發(fā)的小震（即多遇烈度）時(shí)做到結(jié)構(gòu)上不損壞，而在遭到發(fā)生機(jī)率很小的大震（即罕遇地震）時(shí)允許結(jié)構(gòu)破壞，但在任何情況下都不應(yīng)使建筑物倒塌，不致造成人員傷亡。概括來說，抗震設(shè)防目標(biāo)為“小震不壞，中震可修，大震不倒”。建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí)，我國(guó)抗震規(guī)范采用簡(jiǎn)化的兩階段設(shè)計(jì)方法。第一階段設(shè)計(jì)：按多遇地震烈度對(duì)應(yīng)的地震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)的組合驗(yàn)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力和結(jié)構(gòu)

8、的彈性層間位移。第二階段設(shè)計(jì)：按罕遇地震烈度對(duì)應(yīng)的地震作用效應(yīng)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的彈塑性層間位移。第一階段設(shè)計(jì)保證了第一水準(zhǔn)的承載力要求和變形要求，第二階段設(shè)計(jì)則旨在保證結(jié)構(gòu)滿足第三水準(zhǔn)的抗震設(shè)防要求。而良好的抗震構(gòu)造措施則有助于第二水準(zhǔn)要求的實(shí)現(xiàn)。2.建筑抗震設(shè)防分類對(duì)于不同使用性質(zhì)的建筑物，地震破壞所造成后果的嚴(yán)重性是不一樣的。因此，對(duì)于不同用途建筑物的抗震設(shè)防不宜采用同一標(biāo)準(zhǔn)，而應(yīng)根據(jù)其破壞后果加以區(qū)別對(duì)待。為此，我國(guó)抗震規(guī)范將建筑物按其用途的重要性分為四類：甲類建筑：指重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑。這類建筑的破壞會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，其確定須經(jīng)國(guó)家規(guī)定的批準(zhǔn)權(quán)限批準(zhǔn)。乙類建筑：指地

9、震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的建筑。例如城市中生命線工程的核心建筑，一般包括供水、供電、交通、消防、通訊、救護(hù)、供氣、供熱等系統(tǒng)。丙類建筑：指一般建筑，包括除甲、乙、丁類建筑以外的一般工業(yè)與民用建筑。丁類建筑：指次要建筑，包括一般的倉(cāng)庫(kù)、人員較少的輔助建筑物等。 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充3.設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各類建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的具體規(guī)定為：甲類建筑在68度設(shè)防區(qū)應(yīng)本地區(qū)按設(shè)防烈度提高一度計(jì)算地震作用和采取抗震構(gòu)造措施，當(dāng)為9度區(qū)時(shí)，應(yīng)作專門研究。乙類建筑按本地區(qū)設(shè)防烈度進(jìn)行抗震計(jì)算，抗震構(gòu)造措施提高一度考慮。丙類建筑的抗震計(jì)算與構(gòu)造措施均按本地區(qū)設(shè)防烈度考慮。丁類建筑

10、按本地區(qū)設(shè)防烈度進(jìn)行抗震計(jì)算，抗震構(gòu)造措施可適當(dāng)降低要求（設(shè)防烈度為6度時(shí)不再降低）?？拐鹪O(shè)防烈度為6度時(shí)，除另有規(guī)定外，對(duì)乙、丙、丁類建筑可不進(jìn)行地震作用計(jì)算。課堂鞏固：思考題1、2課堂小結(jié)：熟悉地震波、震級(jí)、烈度的概念；明確建筑抗震設(shè)防依據(jù)、目標(biāo)及分類標(biāo)準(zhǔn)；理解抗震概念設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和要求作業(yè)布置： 思考題1、2青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案（編號(hào)3）年 月 日 課 題 13.3場(chǎng)地、地基和基礎(chǔ)課 時(shí)教學(xué)目的 了解場(chǎng)地地基對(duì)房屋建筑的影響；掌握?qǐng)龅仡悇e的劃分方法和地基基礎(chǔ)抗震驗(yàn)算方法；了解地基土液化的概念及抗液化措施；了解軟土地基抗震措施 教學(xué)重點(diǎn) 場(chǎng)地類別的劃分方法和地基基礎(chǔ)抗震驗(yàn)算方法；地基

11、土液化的概念及抗液化措施教學(xué)難點(diǎn) 場(chǎng)地類別的劃分方法和地基基礎(chǔ)抗震驗(yàn)算方法；了解地基土液化的概念及抗液化措施教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn) 場(chǎng)地地基對(duì)房屋建筑的影響教具 建筑結(jié)構(gòu)教材及教案板書設(shè)計(jì) 12.2抗震設(shè)計(jì)的基本要求 12.3場(chǎng)地、地基和基礎(chǔ)12.2抗震設(shè)計(jì)的基本要求一、場(chǎng)地二、地基基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)三、地基抗震措施青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充課題導(dǎo)入：復(fù)習(xí)提問：1.“三水準(zhǔn)”設(shè)防要求是什么？ 2.何謂抗震的基本烈度、多遇烈度、罕遇烈度？三者之間的關(guān)系如何？課程新授：12.3抗震設(shè)計(jì)的基本要求一、場(chǎng)地場(chǎng)地：是指建筑物所在地，其范圍大體相當(dāng)于廠區(qū)、居民點(diǎn)和自然村的范圍。 建筑物震害與 有

12、關(guān)震害表明: 土層厚度越大, 房屋倒塌率越大軟弱場(chǎng)地上的建筑物震害重于堅(jiān)硬場(chǎng)地地震動(dòng)的卓越周期：振幅譜中幅值最大的頻率分量所對(duì)應(yīng)的周期。地表地震動(dòng)的卓越周期在很大程度上取決于場(chǎng)地的固有周期，當(dāng)建筑物的固有周期與地震動(dòng)的卓越周期接近時(shí)，建筑物的振動(dòng)就會(huì)加大，相應(yīng)震害也會(huì)加重。多層土的地震效應(yīng)主要取決于以下三個(gè)基本因素： 1覆蓋土層厚度 2土層剪切波速 3巖土阻抗比其中1、2兩個(gè)因素影響地震動(dòng)的頻譜特性；3影響共振放大效應(yīng)。1. 土層剪切波速青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充場(chǎng)地的類別：我國(guó)抗震規(guī)范根據(jù)把場(chǎng)地劃分為四類。土層等效剪切波速實(shí)際上反映了土層的堅(jiān)硬與軟弱。土層等效剪切波

13、速越大，土的越堅(jiān)硬。 2.覆蓋層厚度一般意義上的覆蓋層厚度：從地表面至基巖面的距離。這種確定在技術(shù)上現(xiàn)在較為困難，因?yàn)樵摵穸瓤赡艽髱装倜咨??？拐鹨?guī)范定義的覆蓋層厚度：地下基巖或剪切波速500m/s的堅(jiān)硬土層至地表面的距離。由于地震效應(yīng)與場(chǎng)地有關(guān)，為了進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，有必要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行分類，以便區(qū)別對(duì)待。 建筑場(chǎng)地的類別與場(chǎng)地土的類型和場(chǎng)地土的覆蓋層厚度有關(guān)。分為I、類。表13.5 各類場(chǎng)地的覆蓋層厚度表（m）等效剪切波速（m/s)場(chǎng) 地 類 別5000500 250<55250 140<3350>50140<33151580>80二、地基及基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì) 1. 地基抗

14、震設(shè)計(jì)原則地基是指建筑物基礎(chǔ)下面受力層范圍內(nèi)的土層。 一般情況下，地基發(fā)生震害的情況很少。造成上部建筑物破壞的主要是松軟土地基和不均勻地基。還有較嚴(yán)重的是地基的液化?？拐鸫胧翰煌耐临|(zhì)應(yīng)采用不同的抗震措施. 根據(jù)土質(zhì)情況,地基分為:松軟土地基,一般土地基.對(duì)地裂的危害,應(yīng)采取對(duì)應(yīng)措施.詳見書P18-19地基土抗震驗(yàn)算不驗(yàn)算的范圍：若為一般地基土抗震規(guī)范建議了不需進(jìn)行抗震驗(yàn)算的范圍。（1）砌體房屋；（2）地基主要持力層內(nèi)不存在軟弱粘性土層的一般單層廠房和單層空曠房屋、不超過8層且高度在25m以下的民用框架及基礎(chǔ)荷載相當(dāng)?shù)亩鄬涌蚣軓S房；（3）可不進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的建筑抗震驗(yàn)算的范圍:（1）軟

15、弱地基上采用天然地基的（2）單廠、單層空曠房屋、（3）7層及以上的民用框架（4）荷載相當(dāng)?shù)亩鄬訌S房，（5）超過規(guī)范規(guī)定的不驗(yàn)算范圍的建筑均需進(jìn)行地基和基礎(chǔ)的抗震驗(yàn)算。青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充2. 地基土抗震承載力除十分軟弱土之外，一般在地震作用下土的強(qiáng)度皆比靜載作用下的強(qiáng)度高。地基抗震承載力:：抗震承載力調(diào)整系數(shù) 1.0根據(jù)巖土的性質(zhì)不同，在11.5之間 見P20表2-4：深寬修正后的地基承載力特征值。3.地基抗震驗(yàn)算地基平均壓力設(shè)計(jì)值 地基最大壓力設(shè)計(jì)值 零應(yīng)力區(qū)不大于底面積的15%  三、 地基抗震措施（一）地基土液化及危害地基土液化:處于地

16、下水位以下的飽和松散的砂土和粉土，在地震時(shí)容易發(fā)生液化現(xiàn)象。使地基承載能力喪失或減弱,甚至噴水冒砂的現(xiàn)象.1.機(jī)理：砂土和粉土的土顆粒結(jié)構(gòu)受到地震作用時(shí)將趨于密實(shí)。這種趨于密實(shí)的作用使空隙水壓力急劇上升，在地震作用的短暫時(shí)間內(nèi)，孔隙水壓力來不及消散，使土顆粒處于懸浮狀態(tài)。 2.危害砂土和粉土液化時(shí)，其強(qiáng)度完全喪失從而導(dǎo)致地基失效。場(chǎng)地液化將使建筑整體傾斜，下沉，墻體開裂，地面噴水、冒砂、裂縫等。3. 液化導(dǎo)致地基失效的條件 砂土或粉土的密實(shí)度低 地振動(dòng)劇烈 土的微觀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性差 地下水位高 高壓水不易滲透 上覆非液化土層較薄，或者有薄弱部位（前5條是導(dǎo)致液化的條件，后一條是導(dǎo)致地基

17、失效的條件）4.影響液化的因素 土層的地質(zhì)年代，古老的不易液化，新近的易液化。 土層土粒的組成和密實(shí)度，細(xì)砂較粗砂易液化，松散的較密實(shí)的易液化。 沙土的埋深和地下水位深度，埋深越深、地下水越深越不易液化。 地震烈度和地震持續(xù)時(shí)間。青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充（二）液化的判別1、初步判別      土的年代為第四紀(jì)晚更新世及以前的且設(shè)防烈度為7、8度的土，不考慮液化。      粉土的粘粒含量。7度、8度、9度分別大于10%、13%、16%時(shí)不考慮液化。    &

18、#160; 覆蓋非液化土層厚度和地下水位深度滿足下列條件之一時(shí)，可不考慮液化。 地下水位深度；液化土特征深度基礎(chǔ)埋置深度，小于2m時(shí)應(yīng)取2m；上覆非液化土層深度-液化土特征深度表飽和土類別烈度678粉土6m7m8m砂土7m8m9m當(dāng)不滿足上述要求時(shí)，需進(jìn)一步判別。(若滿足上述判別條件，無須進(jìn)行下述工作)2、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別貫入試驗(yàn)判別：在地面以下15m深度范圍內(nèi)，飽和砂土或粉土液化的標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)判別公式：（滿足該式為液化） 標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)實(shí)測(cè)值（未經(jīng)桿長(zhǎng)修正） 標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值飽和砂土或粉土的標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)深度粘粒含量的百分率，小于3時(shí)取3一般情況下,只要判斷地面下15m深度范圍內(nèi)土的液化可能

19、性.而當(dāng)采用樁基或埋深大于5m的深基礎(chǔ)時(shí),尚應(yīng)判別15-20m范圍內(nèi)土的液化可能性.此時(shí),標(biāo)準(zhǔn)貫入捶擊數(shù)的臨界值為:以上兩個(gè)公式可以看出,地基液化的臨界指標(biāo)的確定,主要考慮了土層所處的深度,地下水位深度,飽和土的粘粒含量以及地震烈度等土層液化的要素.標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值設(shè)計(jì)地震分組烈度7度8度9度第一組6(8)10(13)16第二組、第三組8(10)12(15)18 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充（三）液化地基的評(píng)價(jià)1、用相對(duì)貫入錘擊數(shù)之比F來表示液化的沉降比。2、液化指數(shù) 其中：15(20)m深度范圍內(nèi)每一個(gè)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)的總數(shù),i點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)貫入捶擊數(shù)的實(shí)測(cè)值與臨界值i

20、點(diǎn)代表的土層厚度(m)，只考慮15m深。第i層土的影響權(quán)函數(shù)值根據(jù)液化指標(biāo),可將液化地基劃分為三個(gè)等級(jí).（四）液化地基的抗震措施規(guī)范將處理措施分為三個(gè)檔次，根據(jù)液化等級(jí)和建筑類別選取。這三個(gè)檔次為：全部消除地基液化沉降的措施樁基、深基礎(chǔ)、加密法、挖除液化層等。部分消除地基液化沉降的措施一定深度范圍內(nèi)處理，使錘擊數(shù)大于臨界值通過對(duì)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，減輕液化沉降的影響 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充抗液化措施的選?。寒?dāng)液化土層較平坦且均勻時(shí)，可按規(guī)范中下表選用；不應(yīng)將未經(jīng)處理的液化土層作為天然地基的持力層?？挂夯胧┙ㄖ悇e地基的液化等級(jí)輕微中等嚴(yán)重乙類或或且丙類或無或更高

21、或且丁類可不采取措施可不采取措施或其他 課堂鞏固：思考題3、4、5課堂小結(jié)：了解場(chǎng)地地基對(duì)房屋建筑的影響；掌握?qǐng)龅仡悇e的劃分方法和地基基礎(chǔ)抗震驗(yàn)算方法；了解地基土液化的概念及抗液化措施；了解軟土地基抗震措施作業(yè)布置： 思考題3青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案（編號(hào)3）年 月 日 課 題 13.4多層砌體房屋和底部框架、內(nèi)框架房屋的抗震規(guī)定課 時(shí)教學(xué)目的 了解多層砌體結(jié)構(gòu)震害特點(diǎn)；掌握砌體結(jié)構(gòu)選型與布置；掌握砌體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施教學(xué)重點(diǎn) 砌體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施教學(xué)難點(diǎn) 砌體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn) 砌體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施教具 建筑結(jié)構(gòu)教材及教案板書設(shè)計(jì) 10.4多層砌體房屋和底部框架、內(nèi)框架房屋

22、的抗震規(guī)定一、砌體結(jié)構(gòu)震害特點(diǎn) 二、砌體結(jié)構(gòu)選型與布置三、砌體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充課題導(dǎo)入：多層砌體房屋是我國(guó)目前房屋建筑中的主要結(jié)構(gòu)類型之一，它數(shù)量大、分布廣，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便、可就地取材，因此在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)，這類建筑仍將是城鎮(zhèn)民用建筑的主要結(jié)構(gòu)類型。但是這類結(jié)構(gòu)所用材料脆性大、抗拉、抗剪、抗彎能力很低。因此提高多層砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能，有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。課程新授： 10.4多層砌體房屋和底部框架、內(nèi)框架房屋的抗震規(guī)定一、砌體結(jié)構(gòu)震害特點(diǎn) 1宏觀災(zāi)害統(tǒng)計(jì)對(duì)歷次大地震的災(zāi)害調(diào)查結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析表明:6度區(qū) 主體結(jié)構(gòu)基本完好,

23、 女兒墻、小煙囪嚴(yán)重破壞。7度區(qū) 主體結(jié)構(gòu)輕微損壞，小部分中等損壞。 8度區(qū) 多數(shù)出現(xiàn)震害，近半數(shù)達(dá)到中等破壞。9度區(qū) 房屋普遍遭到破壞，多數(shù)達(dá)到嚴(yán)重破壞。10度區(qū) 少數(shù)嚴(yán)重破壞，大多數(shù)倒塌。事實(shí)說明：多數(shù)磚房的抗破壞能力較低，但仍具有較高的抗倒塌能力。僅在10度11度才有大量磚房倒塌。 經(jīng)過抗震設(shè)計(jì)并且施工質(zhì)量得到保證的砌體結(jié)構(gòu)，其平均震害程度可比未經(jīng)抗震設(shè)計(jì)的砌體結(jié)構(gòu)的震害減輕12個(gè)等級(jí)。 通過抗震設(shè)計(jì)，可以保證砌體結(jié)構(gòu)在8度區(qū)內(nèi)不出現(xiàn)中等以上破壞，在10度區(qū)內(nèi)不出現(xiàn)倒塌。2震害現(xiàn)象 震害的發(fā)生是由外部條件和內(nèi)在因素兩方面原因促成的。外部條件主要是指地震動(dòng)。其中：與水平地震作用走向一致的墻

24、體,會(huì)出現(xiàn)斜裂縫,多次往復(fù)受力作用后多形成交叉裂縫；與水平地震作用走向垂直的墻體(縱墻)會(huì)因平面的彎曲破壞造成大面積墻體甩落；受地震垂直力的作用,墻體會(huì)出現(xiàn)水平裂縫；受地震扭轉(zhuǎn)力的作用,房屋的端部(尤其是墻角處)易產(chǎn)生嚴(yán)重的震害。內(nèi)在因素主要是指結(jié)構(gòu)特征。在受力復(fù)雜、約束減弱、附屬結(jié)構(gòu)等部位常常易于發(fā)生較為嚴(yán)重的震害?？v橫墻連接處，地震時(shí)易于出現(xiàn)豎向裂縫、拉脫,甚至造成縱墻整片倒塌；樓梯間墻體，由于在高度方向缺乏有力支撐，約束作用減弱，空間剛度小，易于破壞；預(yù)制鋼筋混凝土樓屋蓋，樓板端部往往會(huì)在地震種受拉裂開，甚至出現(xiàn)倒塌；附屬物如女兒墻、出屋面煙囪、垃圾道、屋頂小間，鞭梢效應(yīng)的影響，地震中常

25、常破壞。青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充3震害規(guī)律 砌體房屋的震害，大體存在以下規(guī)律:    剛性樓蓋房屋,上層破壞輕,下層破壞重,柔性樓蓋則恰好相反; 橫墻承重房屋的震害輕于縱墻承重房屋; 堅(jiān)實(shí)地基上的房屋震害輕于軟弱地基和非均勻地基上的房屋震害; 外廊式房屋往往地震破壞較重; 預(yù)制樓板結(jié)構(gòu)比現(xiàn)澆樓板結(jié)構(gòu)破壞重; 房屋兩端、轉(zhuǎn)角、樓梯間及附屬結(jié)構(gòu)的震害較重.二、砌體結(jié)構(gòu)選型與布置 1.結(jié)構(gòu)布置基本要求：規(guī)則、均勻、對(duì)稱，避免質(zhì)量和剛度發(fā)生突變，避免樓層錯(cuò)層砌體房屋對(duì)結(jié)構(gòu)布置的基本要求是：1.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.縱橫墻的布置宜均

26、勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)宜對(duì)齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)；3.對(duì)8度、9度區(qū)且有下列情況之一時(shí)宜設(shè)防震縫立面高差在6m以上房屋有錯(cuò)層，且樓板高差較大結(jié)構(gòu)的剛度、質(zhì)量截然不同4. 樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角5. 煙道、風(fēng)道、垃圾道等不應(yīng)削弱墻體2.房屋的總高度和層數(shù)為什么限制？砌體房屋的震害與其總高度和層數(shù)有密切關(guān)系，隨層數(shù)增加，震害隨之加重，特別是房屋的倒塌率與房屋的層數(shù)成正比率增加；對(duì)砌體房屋的總高度及層數(shù)要予以限制，這也是一種最經(jīng)濟(jì)的抗震措施。抗震規(guī)范對(duì)砌體房屋的限值如表13.10所示 對(duì)醫(yī)院、教學(xué)樓等橫墻較少的房屋，總高度應(yīng)比表4.1規(guī)定的相應(yīng)降低3m，層數(shù)相應(yīng)減少一層；各層橫墻很少的房屋，應(yīng)根據(jù)

27、具體情況再適當(dāng)降低總高度和減少層數(shù)房屋的層數(shù)和總高度限值（m） 表13.10房屋類別最小墻厚烈度6789高度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)多層砌體粘土磚240248217186124多孔磚240217217186124多孔磚190217186155小砌塊190217217186青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充3.房屋的高寬比抗震規(guī)范通過限制房屋高寬比的規(guī)定來確保砌體房屋不發(fā)生整體彎曲破壞，而在抗震強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)只驗(yàn)算墻片的抗剪強(qiáng)度，不再進(jìn)行整體彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算。表13.11為抗震規(guī)范對(duì)房屋高寬比的限值。其中，單面走廊房屋的總寬度不包括走廊寬度；建筑平面接近正方形時(shí)，其高寬比宜適當(dāng)減小

28、。表13.11房屋最大高寬比烈 度6789最大高寬比2.52.52.01.54抗震橫墻的間距表13.12房屋抗震橫墻最大間距（m）房 屋 類 別 烈 度6789多層砌體現(xiàn)澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓、屋蓋18181511裝配式鋼筋混凝土樓、屋蓋1515117木樓、屋蓋111174底部框架-抗震墻上部各層同多層砌體房屋5.房屋的局部尺寸部 位6度7度8度9度承重窗間墻最小寬度1.01.01.21.5承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離1.01.01.21.5非承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離1.01.01.01.0內(nèi)墻陽角至門窗洞邊的最小距離1.01.01.52.0無錨固女兒墻(非出入口處)

29、的最大高度0.50.50.50三、砌體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施 結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施的主要目的在于加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性、保證抗震計(jì)算目的的實(shí)現(xiàn)，彌補(bǔ)抗震計(jì)算的不足。尤其對(duì)于砌體結(jié)構(gòu)，采取合理的構(gòu)造措施顯的尤為重要。常常包括以下幾個(gè)方面：l l       加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的連接l l       設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱l l       合理布置圈梁l l       重視樓梯間的設(shè)

30、置1.加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的連接（1）縱橫墻的連接當(dāng)未設(shè)構(gòu)造柱時(shí)，應(yīng)沿墻高每隔0.5m配置拉結(jié)鋼筋（2）樓板擱置長(zhǎng)度現(xiàn)澆樓板預(yù)制樓板:外墻 內(nèi)墻 梁上青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充（3）樓板與圈梁、墻體的拉結(jié)（4）屋架（屋面梁）與墻柱的錨拉2.設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱（1）構(gòu)造柱的作用構(gòu)造柱可以部分提高墻體的抗剪強(qiáng)度，可以大大增強(qiáng)房屋的變形能力。墻體開裂后，構(gòu)造柱與圈梁形成的約束體系可以有效的限制墻體散落，使墻體以滑移等方式大量消耗地震能量，保證房屋不致倒塌。（2）構(gòu)造柱和芯柱的設(shè)置要求(1)鋼筋混凝土構(gòu)造柱(2)鋼筋混凝土芯柱表4.5磚房構(gòu)造柱設(shè)置要求 表4.6混凝土小砌塊房屋芯柱設(shè)置

31、要求 合理布置圈梁作用：與構(gòu)造柱整澆在一起，形成鋼筋砼框架，共同約束墻體，提高房屋的整體性及延性，增強(qiáng)房屋的抗倒塌能力。 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充（4）.重視樓梯設(shè)計(jì)8度和9度時(shí)，頂層樓梯間橫墻和外墻宜沿墻高每隔0.5m設(shè)通長(zhǎng)鋼筋。8度和9度時(shí)，樓梯間及門廳內(nèi)墻陽角處的大梁支承長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.5m ，并應(yīng)與圈梁連接。裝配式樓梯段應(yīng)與平臺(tái)板的梁可靠連接。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。 課堂鞏固：思考題4、5、6課堂小結(jié)：多層砌體結(jié)構(gòu)震害特點(diǎn)；砌體結(jié)構(gòu)選型與布置；砌體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施作業(yè)布置： 思考題4、5、6青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教

32、案（編號(hào)4）年 月 日 課 題 13.5多、高層鋼筋混凝土房屋的抗震規(guī)定課 時(shí)教學(xué)目的   掌握多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)震害。 掌握多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計(jì)原則。掌握鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施教學(xué)重點(diǎn) 多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計(jì)原則；鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施教學(xué)難點(diǎn) 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn) 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施教具 建筑結(jié)構(gòu)教材及教案板書設(shè)計(jì) 13.5多、高層鋼筋混凝土房屋的抗震規(guī)定一、多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)震害及分析二、選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計(jì)原則三、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)

33、容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充課題導(dǎo)入：多層和高層鋼筋混凝土房屋的抗震性能比混合結(jié)構(gòu)好，結(jié)構(gòu)的整體性較好，在地震時(shí)，能達(dá)到小震不壞，大震不倒的抗震要求，因此被廣泛用于工業(yè)與民用建筑。課程新授：13.5多、高層鋼筋混凝土房屋的抗震規(guī)定一、多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)震害及分析（一）結(jié)構(gòu)布置不合理而產(chǎn)生的震害破壞類型：1.扭轉(zhuǎn)破壞產(chǎn)生原因:剛度中心與質(zhì)量中心有較大不重合；豎向剛度有較大的突變2.薄弱層破壞 豎向剛度突變，會(huì)集中在剛度薄弱的樓層3.應(yīng)力集中 4.防震縫處碰撞防震縫寬度不夠引起碰撞（二）框架結(jié)構(gòu)的震害1.整體破壞形式分類：按破壞性質(zhì)分類：延性破壞和脆性破壞按破壞機(jī)制分類：梁鉸機(jī)制（強(qiáng)柱弱梁型）和柱鉸機(jī)

34、制（強(qiáng)梁弱柱型）2. 局部破壞形式（1）構(gòu)件塑性鉸處的破壞（受彎和受壓破壞時(shí)）青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充（2）構(gòu)件的剪切破壞（3）節(jié)點(diǎn)的破壞 （4）短柱破壞 （5）填充墻的破壞 （6）軸壓比過大（小偏壓）引起的脆性破壞（7）搭接處的破壞（鋼筋搭接不合理）注意：以上的產(chǎn)生原因和危害的區(qū)別 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充（三）具有抗震墻的結(jié)構(gòu)震害（抗震墻與框架抗震墻）1.破壞類型：(抗震性能較好，震害較輕。)（1）墻的底部發(fā)生破壞（2）墻體發(fā)生剪切破壞（3）連梁發(fā)生剪切破壞 二、選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計(jì)原則（一）選型1.多高層建筑的結(jié)構(gòu)形式：框

35、架、抗震墻、框架抗震墻及筒體、巨型框架、懸吊結(jié)構(gòu)、框架簡(jiǎn)體等結(jié)構(gòu)體系 2.各種結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和適用范圍3.不同的體系房屋結(jié)構(gòu)的適用的最大高度（表5-1）。 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充對(duì)平面和豎向均不規(guī)則的結(jié)構(gòu)或類場(chǎng)地上的結(jié)構(gòu),使用的最大高度應(yīng)適當(dāng)降低. 樓蓋在其平面內(nèi)的剛度應(yīng)足夠大,以使水平地震荷載通過樓蓋平面進(jìn)行分配和傳遞.故優(yōu)先選用現(xiàn)澆樓蓋,其次裝配式整體樓蓋,最后才是裝配式樓蓋. 抗震規(guī)范規(guī)定:框架-抗震墻和板柱抗震墻結(jié)構(gòu)中,抗震墻之間無大洞口的樓、屋蓋的長(zhǎng)寬比不宜超過表5-2規(guī)定的數(shù)值；超過時(shí)，應(yīng)考慮樓蓋平面內(nèi)的變形影響。（二）結(jié)構(gòu)布置1.結(jié)構(gòu)布置的基本原則是

36、：結(jié)構(gòu)平面布置：力求簡(jiǎn)單規(guī)則，結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)對(duì)稱均勻布置，盡量使結(jié)構(gòu)的剛心與質(zhì)心重合，避免地震時(shí)引起結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)及局部應(yīng)力集中。在框架和抗震墻結(jié)構(gòu)中，框架和抗震墻均應(yīng)雙向設(shè)置，柱中線與抗震墻中線、梁中線與柱中線之間的偏心不宜大于柱寬的1/4。高層建筑（8層及8層以上）的平面中的尺寸應(yīng)滿足規(guī)范的要求。見P130表5-3 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充結(jié)構(gòu)的豎向布置，應(yīng)使其質(zhì)量沿高度方向均勻分布，避免結(jié)構(gòu)剛度突變，并應(yīng)盡可能降低建筑物的重心，以利結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。合理地設(shè)置防震縫：平面形狀復(fù)雜時(shí)，宜防震縫劃分為較規(guī)則、簡(jiǎn)單的單元。但對(duì)高層結(jié)構(gòu)，宜盡量可能不設(shè)置縫。伸縮縫和

37、沉降縫的寬度應(yīng)符合防震縫的要求。當(dāng)需要設(shè)防震縫時(shí)，其最小寬度應(yīng)符合以下要求：框架結(jié)構(gòu)：當(dāng)高度不超過15m是可采用70mm；超過15m時(shí)，6度、7度、8度和9度相應(yīng)每增加高度5m、4m、3m、2m，宜加寬20mm?？蚣?抗震墻：防震縫寬度可采用上述框架規(guī)定數(shù)值的70%，且不宜小于70mm?？拐饓Γ悍勒鹂p寬度可采用上述框架規(guī)定數(shù)值的50%且不宜小于70mm。防震縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)體系不同時(shí)，防震縫的寬度應(yīng)按需要較寬的規(guī)定采用，并可按較低房屋高度計(jì)算縫寬。8、9度框架房屋防震縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)的高度、剛度或?qū)痈呦嗖钶^大時(shí)，可在縫兩側(cè)房屋的盡端沿全高設(shè)置垂直于防震縫的抗撞墻。 （三）材料1.混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，抗震

38、等級(jí)為一級(jí)的框架梁、柱、節(jié)點(diǎn)核心區(qū)、框支梁、框支柱不應(yīng)低C30;構(gòu)造柱、芯柱、圈梁及其他各類構(gòu)件不應(yīng)低于C20。并且，混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度等級(jí)，在9度時(shí)不宜超過C60,在8度時(shí)不宜超過C70。2.普通鋼筋的強(qiáng)度等級(jí)，縱向受力鋼筋宜采用HRB335和HRB400；箍筋宜采用HPB235、HRB335和HRB400。普通鋼筋優(yōu)先采用延性、韌性和可焊性較好的鋼筋。對(duì)一、二級(jí)抗震等級(jí)的框架，其普通縱向受力鋼筋的抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的比值不應(yīng)小于1.25；屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值得比值不應(yīng)大于1.3。3.在施工中，當(dāng)需要以強(qiáng)度等級(jí)較高的鋼筋代替原設(shè)計(jì)中縱向受力鋼筋時(shí)，應(yīng)按鋼筋受拉承載力相等的原

39、則換算，并應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)和抗震構(gòu)造要求。4抗震等級(jí)1.劃分依據(jù)：烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度體現(xiàn)在同樣地震烈度下不同結(jié)構(gòu)類型的鋼筋混凝土房屋不同的抗震要求。如：次要的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元的抗震要求可以低于主要的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元。2.抗震等級(jí)分為四級(jí)，結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)越高，抗震措施越高。青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補(bǔ)充三、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施 1.地震作用效應(yīng)的調(diào)整 原則：強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件框架梁主要影響因素：截面尺寸、縱筋配筋率、剪壓比、配箍率、鋼筋及混凝土的強(qiáng)度。截面：縱筋配筋率：（通過受壓區(qū)高度控制）一級(jí)框架， 二、三級(jí)框架，梁端受拉筋配筋率梁端受壓

40、縱筋與受拉縱筋的比率一級(jí)框架二、三級(jí)框架梁端加密箍筋：抗震等級(jí)加密區(qū)長(zhǎng)度最大間距（取?。┳钚≈睆揭?,500 mm6d, /4,100mm10二1.5,500 mm8d, /4,100mm8三1.5,500 mm8d, /4,100mm8四1.5,500 mm8d, /4,100mm6通長(zhǎng)縱筋：一、二級(jí)框架不小于214且不小于受力縱筋面積的1/4， 三四級(jí)框架不少于212 ?？蚣苤饕绊懸蛩兀航孛娉叽?、軸壓比、縱筋配筋率、箍筋型式、鋼筋及混凝土的強(qiáng)度。截面：，圓柱直徑不宜小于350mm；剪跨比宜大于2；軸壓比 概念：名義軸向壓應(yīng)力與砼抗壓強(qiáng)度之比 軸壓比是影響柱子破壞形態(tài)和延性的主要因素之一。軸壓比越大，柱子的延性越差。柱子的破壞形態(tài)也隨軸壓比的增大，由大偏心破壞向小偏心破壞過渡?？拐鸾Y(jié)構(gòu)要求柱子有足夠的延性且為大偏心破壞，故控制軸壓比的限值。青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)