《建筑结构》模块7-建筑结构抗震设计.pptx

1、2022年11月28日灵犀地教师根据高等职业院校土建类建筑结构课程教学要求制作建筑结构抗震设计模块7地震基础知识抗震设计基础知识多(高)层钢筋混凝土结构的抗震设计及构造措施目录CATALOG多层砌体结构的抗震设计及构造措施多(高)层钢结构的抗震构造措施01了解地震的成因及类型。02理解震级及烈度的概念。03了解建筑抗震的“三个水准”设防目标。04理解概念设计的基本理念。教学目标05熟悉钢筋混凝土结构、砌体结构和钢结构抗震设计的一般要求和抗震构造措施。地震基础知识u 7.1.1 地震的成因及类型u 7.1.2 震级与烈度7.1.1 地震的成因及类型地球是一个椭圆球体，地球表面至地球中心依次是地壳

2、、地幔和地核。地壳主要由各种岩石组成，部分岩石由于风化作用成了土。地幔温度高达1 400，似岩浆一样的炽热流体。地幔物质在地核内部3 000 的高温驱动下上升，接近地表慢慢冷却后再度下沉形成缓慢的热对流。地幔对流驱动地球表面的地壳板块发生运动。1.地震成因板块之间或板块内部的某个部位经过几十年、几百年甚至几千年的板块运动，当其所积累的应力达到一定程度时突然断裂，从而引发地震。提示7.1.1 地震的成因及类型外力较小时，压应变的增加与外力的增长成正比，但随着外力的增加，变形增加的速度会快于外力增长的速度，且纵向钢筋越少，这种现象越明显。当外力增加到一定程度时，柱中开始出现细微的纵向裂缝，当临近破

3、坏荷载时，柱四周会出现明显的纵向裂缝。最后，混凝土保护层剥落，纵向钢筋因压屈而向外凸出，混凝土被压碎，即整个柱被破坏，如图所示。2.地震类型7.1.2 震级与烈度1.震级地震有大有小，震级是指地震本身释放能量的大小。与天气预报中使用几级风力来说明风力的大小一样。地震震级是衡量一次地震强弱程度的指标。震级每差一级，释放的能量相差30多倍。6级地震的能量相当于2万吨TNT炸药所释放的能量。提示7.1.2 震级与烈度2.地震烈度地震烈度是一次地震时，某一地区的地面和各类建筑物遭受地震影响的强弱程度。一个地区的地震烈度不仅与震级、震源深度、离震中的距离有关，而且与地震波传播途径中的工程地质条件和工程建

4、筑物的特性有关。7.1.2 震级与烈度3.抗震基本烈度抗震基本烈度是某地区50年内，在该地区一般场地条件下，超越概率为10%所对应的地震烈度。抗震基本烈度是该地区抗震设计的基本标准。提示7.1.2 震级与烈度4.抗震设防烈度抗震设防烈度为建筑物抗震设防时采用的烈度。我国主要城镇的抗震设防烈度可参阅建筑抗震设计规范（2016年版）（GB 500112010，以下简称抗震规范）的附录A。抗震设计基础知识u 7.2.1 抗震设防u 7.2.2 概念设计7.2.1 抗震设防（1）第一水准：当建筑遭受低于本地区设防烈度的多遇地震时，主体结构一般无损坏，或不需维修可继续使用，即“小震不坏”。（2）第二水准

5、：当建筑遭受相当于本地区设防烈度的地震时，一般有损坏，但经一般性维修后仍可以继续使用，即“中震可修”。（3）第三水准：当建筑遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震时，不致倒塌，或发生危及生命的严重破坏，即“大震不倒”。1.抗震设防的目标7.2.1 抗震设防2.抗震设防类别及标准1）抗震设防类别根据建筑遭遇地震破坏后，可能造成的人员伤亡、直接和间接经济损失及社会影响的大小等因素，建筑工程应分为以下四个抗震设防类别。（1）特殊设防类。（2）重点设防类。（3）标准设防类。（4）适度设防类。7.2.2 概念设计 1.场地的选择由静力平衡条件可得出大偏心受压时矩形截面抗压承载力设计值计算的基本公式为7.2.2

6、 概念设计 2.建筑形体的确定7.2.2 概念设计 3.结构材料的选择（1）砌体结构材料应符合下列规定。普通砖和多孔砖的强度等级不应低于MU10，其砌筑砂浆强度等级不应低于M5。混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于MU7.5，其砌筑砂浆强度等级不应低于Mb7.5。7.2.2 概念设计 3.结构材料的选择2）混凝土结构材料应符合下列规定。混凝土的强度等级，框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核芯区，不应低于C30；构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件不应低于C20。抗震等级为一、二、三级的框架和斜撑构件（含梯段），其纵向受力钢筋采用普通钢筋时，钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不

7、应小于1.25；钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.3，且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。7.2.2 概念设计 3.结构材料的选择（3）钢结构的钢材应符合下列规定。钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85。钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于20%。钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。多(高)层钢筋混凝土结构的抗震设计及构造措施u 7.3.1 抗震设计的一般规定u 7.3.2 框架结构的抗震构造措施u 7.3.3 抗震墙结构的抗震构造措施7.3.1 抗震设计的一般规定u 1.最大高度7.3.1 抗震设计的一般规定u 2.抗震等级7.3.1

8、 抗震设计的一般规定u 2.抗震等级7.3.2 框架结构的抗震构造措施 1.梁的构造措施7.3.2 框架结构的抗震构造措施 1.梁的构造措施（5）梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，除按计算确定外，抗震等级为一级时不应小于0.5，抗震等级为二、三级时不应小于0.3。（6）梁端箍筋加密区的长度、箍筋的最大间距和最小直径应按表采用；当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2时，表中箍筋最小直径应增大2 mm。（7）梁端加密区的箍筋肢距，抗震等级为一级时不宜大于200 mm和20倍箍筋直径的较大值，抗震等级为二、三级时不宜大于250 mm和20倍箍筋直径的较大值，抗震等级为四级时不宜大于300 mm。7.

9、3.2 框架结构的抗震构造措施 2.柱的构造措施（1）柱截面的宽度和高度，抗震等级为四级或不超过2层时不宜小于300 mm，抗震等级为一、二、三级且超过2层时不宜小于400 mm。（2）柱的纵向钢筋宜对称配置。截面边长大于400 mm的柱，纵向钢筋间距不宜大于200 mm。（3）柱的箍筋加密范围应按下列规定采用。（4）柱箍筋在规定的范围内应加密，加密区的箍筋间距和直径应符合要求。（5）柱箍筋加密区的箍筋肢距，一级不宜大于200 mm，二、三级不宜大于250 mm，四级不宜大于300 mm。（6）柱箍筋非加密区的箍筋间距，一、二级框架柱不应大于10倍纵向钢筋直径，三、四级框架柱不应大于15倍纵向

10、钢筋直径。体积配箍率不宜小于加密区的50。7.3.3 抗震墙结构的抗震构造措施（1）抗震墙的厚度，一、二级不应小于160 mm且不宜小于层高的1/20，三、四级不应小于140 mm且不宜小于层高的1/25；无端柱或翼墙时，一、二级不宜小于层高的1/16，三、四级不宜小于层高的1/20。底部加强部位的墙厚，一、二级不应小于200 mm且不宜小于层高的1/16，三、四级不应小于160 mm且不宜小于层高的1/20；无端柱或翼墙时，一、二级不宜小于层高的1/12，三、四级不宜小于层高的1/16。（2）抗震墙竖向和横向分布钢筋的配置，应符合下列规定。抗震墙的竖向和横向分布钢筋的间距不宜大于300 mm

11、；部分框支抗震墙结构的落地抗震墙底部加强部位，竖向和横向分布钢筋的间距不宜大于200 mm。抗震墙厚度大于140 mm时，其竖向和横向分布钢筋应双排布置，双排分布钢筋间拉筋的间距不宜大于600 mm，直径不应小于6 mm。抗震墙竖向和横向分布钢筋的直径均不宜大于墙厚的1/10且不应小于8 mm；竖向钢筋直径不宜小于10 mm。7.3.3 抗震墙结构的抗震构造措施（3）一、二、三级抗震墙的竖向和横向分布钢筋的最小配筋率均不应小于0.25，四级抗震墙分布钢筋最小配筋率不应小于0.20。高度小于24 m且剪压比很小的四级抗震墙，其竖向分布钢筋的最小配筋率应允许按0.15采用。部分框支抗震墙结构的落地

12、抗震墙底部加强部位，竖向和横向分布钢筋配筋率均不应小于0.3。（4）抗震墙两端和洞口两侧应设置边缘构件，边缘构件包括暗柱、端柱和翼墙。多层砌体结构的抗震设计及构造措施u 7.4.1 多层砌体结构的平面与立面设计u 7.4.2 多层砌体结构的抗震构造措施7.4.1 多层砌体结构的平面与立面设计（1）多层砌体房屋应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系，不应采用砌体墙和混凝土墙混合承重的结构体系。（2）纵横向砌体抗震墙的布置应符合要求。（3）房屋有下列情况之一时宜设置防震缝，缝两侧均应设置墙体，缝宽应根据烈度和房屋高度确定，可采用70100 mm。（4）楼梯间不宜设置在房屋的尽端或转角处。（5

13、）不应在房屋转角处设置转角窗。（6）横墙较少、跨度较大的房屋，宜采用现浇钢筋混凝土楼、屋盖。1.建筑布置和结构体系7.4.1 多层砌体结构的平面与立面设计2.砌体房屋的总高度和层数7.4.1 多层砌体结构的平面与立面设计3.房屋的最大高宽比房屋总高度和总宽度的比值称为房屋的高宽比。如果房屋的高宽比较大，地震时，房屋易发生整体弯曲破坏。一般情况下，多层砌体房屋不做整体弯曲验算，但为了保证房屋的稳定性，砌体结构房屋的最大高宽比宜符合表的要求。7.4.1 多层砌体结构的平面与立面设计4.抗震横墙的最大间距抗震横墙的间距越大，横墙的数量就越少，结构的空间刚度也就越小，抗震性能也就越差。抗震横墙的间距不

14、应超过表的要求。7.4.1 多层砌体结构的平面与立面设计5.房屋局部尺寸限值7.4.2 多层砌体结构的抗震构造措施 1.多层砖砌体房屋的抗震构造措施1）构造柱的设置构造柱是指先砌筑墙体，而后在墙体两端或纵横墙交接处现浇的钢筋混凝土柱。构造柱可以明显提高房屋的变形能力，增加建筑物的延性，提高建筑物的抗侧力能力，防止或延缓建筑物在地震影响下发生突然倒塌，或减轻建筑物的损坏程度。应根据房屋的用途、结构部位的重要性、设防烈度等条件，将构造柱设置在震害较重、连接比较薄弱、易产生应力集中的部位。提示7.4.2 多层砌体结构的抗震构造措施 1.多层砖砌体房屋的抗震构造措施2）圈梁的设置圈梁的设置能有效增强房

15、屋的整体性和空间刚度，防止地基不均匀沉降或较大振动作用等对房屋产生的不利影响。设置在基础顶面部位和檐口部位的圈梁对抵抗不均匀沉降作用最为有效。当房屋中部的沉降比房屋两端大时，位于檐口部位的圈梁的作用较大。7.4.2 多层砌体结构的抗震构造措施 1.多层砖砌体房屋的抗震构造措施3）楼（屋）盖的构造措施（1）多层砖砌体房屋的楼（屋）盖应符合要求。（2）楼（屋）盖的钢筋混凝土梁或屋架应与墙、柱（包括构造柱）或圈梁可靠连接；不得采用独立砖柱。（3）6、7度时长度大于7.2 m的大房间，以及8、9度时外墙转角及内外墙交接处，应沿墙高每隔500 mm配置26的通长钢筋和分布短筋平面内点焊组成的拉结网片或4

16、点焊网片。7.4.2 多层砌体结构的抗震构造措施 1.多层砖砌体房屋的抗震构造措施4）楼梯间的构造措施7.4.2 多层砌体结构的抗震构造措施 2.多层砌块房屋的抗震构造措施续表续表多(高)层钢结构的抗震构造措施u 7.5.1 多（高）层钢结构的一般规定u 7.5.2 多（高）层钢框架结构的抗震构造措施7.5.1 多（高）层钢结构的一般规定1.最大高度7.5.1 多（高）层钢结构的一般规定2.最大高宽比7.5.1 多（高）层钢结构的一般规定3.抗震等级7.5.2 多（高）层钢框架结构的抗震构造措施1.钢结构框架柱的长细比7.5.2 多（高）层钢框架结构的抗震构造措施2.砌体房屋的总高度和层数7.

17、5.2 多（高）层钢框架结构的抗震构造措施3.房屋的最大高宽比（1）梁与柱的连接宜采用柱贯通型。（2）柱在两个互相垂直的方向都与梁刚接时宜采用箱形截面，并在梁翼缘连接处设置隔板。当柱仅在一个方向与梁刚接时，宜采用工字形截面，并将柱腹板置于刚接框架平面内。（3）梁与柱刚性连接时，柱在梁翼缘上下各500 mm的范围内，柱翼缘与柱腹板间或箱形柱壁板间的连接焊缝应采用全熔透坡口焊缝。7.5.2 多（高）层钢框架结构的抗震构造措施4.柱与柱的连接框架柱的接头距框架梁上方的距离，可取1.3 m和柱净高一半两者的较小值。上下柱的对接接头应采用全熔透焊缝，柱拼接接头上下各100 mm范围内，工字形柱翼缘与腹板

18、间及箱形柱角部壁板间的焊缝，应采用全熔透焊缝。7.5.2 多（高）层钢框架结构的抗震构造措施5.刚接柱脚钢结构的柱脚主要有埋入式、外包式和外露式三种。抗震规范规定，钢结构的刚接柱脚宜采用埋入式，也可采用外包式；6、7度且高度不超过50 m时也可采用外露式。思考与练习1.思考题（1）什么是地震烈度、震级、抗震设防烈度？（2）我国建筑抗震设防的目标是什么？（3）抗震概念设计主要包括哪些内容？（4）为什么要限制多层砌体房屋的总高度和层数？（5）砌体房屋中设置构造柱和圈梁的作用分别是什么？思考与练习2.判断题（1）建筑抗震设计规范（2016年版）规定，建筑抗震设防从7度开始。（）（2）抗震设计中的理论

19、计算很重要，概念设计无足轻重。（）（3）震级和烈度都表示震源释放出来的能量多少，能量越大，震级越大，烈度也越大。（）（4）多层砌体房屋抗震构造措施中最有效的是构造柱与圈梁的设置。（）（5）砌体房屋中，满足一定高宽比要求的构造柱可不单独设置基础。（）思考与练习3.单项选择题（1）在抗震设防中，小震对应的是（）。A.小型地震 B.多遇地震 C.偶遇地震 D.罕遇地震（2）下列结构形式中对抗震最有利的是（）。A.框架结构 B.剪力墙结构 C.框架剪力墙结构 D.钢结构（3）下列结构布置中对抗震不利的是（）。A.结构不对称 B.各楼层屈服强度按层高变化 C.同一楼层的各柱等刚度 D.采用变截面抗震墙思

20、考与练习3.单项选择题（6）底部框架-抗震墙砌体房屋底部层高的限值是（）。A.3.6 m B.3.9 m C.4.5 m D.4.8m（7）位于7度设防区的多层砌体房屋，其最大高宽比限值是（）。A.3.0 B.2.5 C.2.0 D.1.5思考与练习3.多项选择题（1）多层砌体房屋的主要抗震措施有（）。A.限制高度和层数 B.限制房屋的高宽比 C.设置构造柱和圈梁 D.限制墙段的最小尺寸，并规定横墙的最大间距（2）关于抗震设防的多层砌体房屋的结构体系和结构布置，下列说法正确的是（）。A.优先采用横墙承重的结构体系 B.房屋宽度方向中部内横墙累计长度一般不宜小于房屋总长度的50%C.不应采用砌体墙和混凝土墙混合承重的结构体系 D.可在房屋转角处设置转角窗（3）多层砌体房屋应优先选用的结构体系是（）。A.纵墙承重 B.横墙承重 C.纵横墙混合承重 D.砌体墙与混凝土墙共同承重谢谢观赏 敬请指正2022年11月28日灵犀地教师