建筑结构抗震设计：第5章-多层和高层钢筋混凝土结构房屋2

1、5.4 抗震设计抗震设计的一般规定的一般规定一、房屋的适用最大高度一、房屋的适用最大高度 抗震规范抗震规范规定：乙、丙和丁类建筑的框架结构和规定：乙、丙和丁类建筑的框架结构和框架框架- -抗震墙结构适用的最大高度应不超过下表的规定。抗震墙结构适用的最大高度应不超过下表的规定。甲类建筑适用的最大高度应专门研究。甲类建筑适用的最大高度应专门研究。50100120130框架框架-抗震墙结构抗震墙结构25455560框架结构框架结构9876结构类型结构类型烈烈 度度现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（m)m)注：注：1.1.房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不包

2、括局房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不包括局部突出屋顶部分）；部突出屋顶部分）； 2.2.超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效的加强措施；的加强措施； 3.3.平面和竖向均不规则的结构或建造在平面和竖向均不规则的结构或建造在场地的结构，使用场地的结构，使用的最大高度应适当降低（一般降低的最大高度应适当降低（一般降低20%20%左右）。左右）。二、结构的抗震等级二、结构的抗震等级地震作用下，钢筋混凝土结构的地震反应有下列特点：地震作用下，钢筋混凝土结构的地震反应有下列特点：1 1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高；、地震作

3、用越大，房屋的抗震要求越高；2 2、结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能；、结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能；3 3、房屋越高，地震反应越大，位移延性要求越高。、房屋越高，地震反应越大，位移延性要求越高。 地震作用与烈度、场地等有关，从经济角度考虑，对地震作用与烈度、场地等有关，从经济角度考虑，对不同烈度、场地的结构的抗震要求可以有明显的差别。不同烈度、场地的结构的抗震要求可以有明显的差别。 主、次抗侧力构件的抗震要求应有差别。主、次抗侧力构件的抗震要求应有差别。 为了体现为了体现在同样烈度情况下不同的结构体系、不同高在同样烈度情况下不同的结构体系、不同高度和不同场地有不同

4、的抗震要求度和不同场地有不同的抗震要求，抗震等级的提出。，抗震等级的提出。 抗震等级是确定结构构件抗震计算和抗震措施的标抗震等级是确定结构构件抗震计算和抗震措施的标准。根据准。根据设防烈度、房屋高度、建筑类别、结构类型确定设防烈度、房屋高度、建筑类别、结构类型确定，共分四个等级，一级最高。共分四个等级，一级最高。 下表为丙类建筑抗震等级的划分：下表为丙类建筑抗震等级的划分：一一一一一一 抗震墙抗震墙一一一一二二二二三三三三四四 框架框架 5060 6060 6060 60 高度（高度（m) 一一剧场剧场,体育馆等大跨度公共建筑体育馆等大跨度公共建筑一一一一二二二二三三三三四四 框架框架 253

5、0 3030 3030 30 高度（高度（m)框架框架-抗抗震墙震墙结构结构框架框架结构结构结结 构构 类类 型型烈烈 度度6879三三二二一一三三二二现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级注：注：1.1.建筑场地为建筑场地为类时，除类时，除6 6度外可按表内降低一度所对应的度外可按表内降低一度所对应的 抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低；抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低； 2.2.接近或等于高度分界时，应允许结合房屋不规则程度及场接近或等于高度分界时，应允许结合房屋不规则程度及场 地、地基条件确定抗震等级。地、地基条件确定抗震等级。 1 1

6、、甲、乙、丁类建筑应按抗震设防标准中的、甲、乙、丁类建筑应按抗震设防标准中的抗震措施抗震措施所要求的设防烈度所要求的设防烈度按上表确定抗震等级。按上表确定抗震等级。 2 2、当框架、当框架- -抗震墙结构有足够的抗震墙时抗震墙结构有足够的抗震墙时, ,其框架部分其框架部分是次要抗侧力构件是次要抗侧力构件, ,可按框架可按框架- -抗震墙结构中的框架确定抗震抗震墙结构中的框架确定抗震等级。否则按框架结构确定等级。区分标准是看框架部分承等级。否则按框架结构确定等级。区分标准是看框架部分承受的地震倾覆力矩是否大于结构总地震倾覆力矩的受的地震倾覆力矩是否大于结构总地震倾覆力矩的50%50%。nimji

7、ijchVM11框架承受的地震倾覆力矩可按下式计算：框架承受的地震倾覆力矩可按下式计算：cM-框架框架- -抗震墙结构在基本振型地震作用下框架部分承受的地震倾抗震墙结构在基本振型地震作用下框架部分承受的地震倾 覆力矩；覆力矩；n-结构层数；结构层数；m-框架框架i i层柱的根数；层柱的根数；ijV-第第i i层层j j根框架柱的计算地震剪力；根框架柱的计算地震剪力；ih-第第i i层层高。层层高。 3 3、裙房与主楼的等级、裙房与主楼的等级cccccc1cc裙房顶部上下各裙房顶部上下各一层应提高抗震一层应提高抗震措施措施 4 4、多层与高层建筑的地下室、多层与高层建筑的地下室 当地下室顶板作为

8、上部结构嵌固部位时，地下一层当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，一层以下根据具体情况的抗震等级应与上部结构相同，一层以下根据具体情况按三级或按更低等级。按三级或按更低等级。9 9度时应专门研究。度时应专门研究。图中图中c c为抗震等级为抗震等级 裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定外，不应低于主楼抗震裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定外，不应低于主楼抗震等级；主楼结构在群房顶层及相邻上下各一层应适当的加强抗震构等级；主楼结构在群房顶层及相邻上下各一层应适当的加强抗震构造措施。裙房与主楼分离时，应按群房本身确定抗震等级。造措施。裙房与主楼分离时，应按群房本身确定

9、抗震等级。三、建筑结构布置宜规则三、建筑结构布置宜规则1 1、平面布置、平面布置 宜简单、对称、规则。宜简单、对称、规则。2 2、竖向布置、竖向布置 沿竖向应尽可能均匀少变化，使结构的刚度沿竖向沿竖向应尽可能均匀少变化，使结构的刚度沿竖向均匀。均匀。四、合理设计结构破坏机制四、合理设计结构破坏机制1 1、框架结构、框架结构 为了充分发挥整个结构的抗震能力，较合理的地震为了充分发挥整个结构的抗震能力，较合理的地震破坏机制应为节点基本不破坏，梁比柱的屈服能早发生、破坏机制应为节点基本不破坏，梁比柱的屈服能早发生、多发生；同一层中，各柱两端屈服历程越长越好；底层多发生；同一层中，各柱两端屈服历程越长

10、越好；底层柱底的塑性铰宜最晚发生。梁柱端的塑性铰出现得尽可柱底的塑性铰宜最晚发生。梁柱端的塑性铰出现得尽可能分散。能分散。2 2、框架、框架- -抗震墙结构抗震墙结构 抗震墙的各墙段（包括小开洞墙和联肢墙肢）的高抗震墙的各墙段（包括小开洞墙和联肢墙肢）的高宽比不宜小于宽比不宜小于2 2，使其成弯剪破坏。连梁宜在梁端塑性，使其成弯剪破坏。连梁宜在梁端塑性屈服，且有足够的变形能力，在墙段充分发挥抗震作用屈服，且有足够的变形能力，在墙段充分发挥抗震作用前不失效。前不失效。五、构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏五、构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏 主要抗侧力的钢筋混凝土构件的极限破坏应以构件弯主

11、要抗侧力的钢筋混凝土构件的极限破坏应以构件弯曲时主筋受拉屈服破坏为主，应避免变形性能差的混凝土曲时主筋受拉屈服破坏为主，应避免变形性能差的混凝土首先压溃或剪切破坏，以及钢筋锚固失效和粘接破坏。首先压溃或剪切破坏，以及钢筋锚固失效和粘接破坏。 延性破坏和脆性破坏两者的变形性能差别很大，与其延性破坏和脆性破坏两者的变形性能差别很大，与其相关的因素有：抗剪和抗弯承载力之比、剪跨比、剪压比、相关的因素有：抗剪和抗弯承载力之比、剪跨比、剪压比、轴压比、主筋率、配筋率、箍筋形式、混凝土和钢筋材料、轴压比、主筋率、配筋率、箍筋形式、混凝土和钢筋材料、钢筋连接和锚固方式等。钢筋连接和锚固方式等。 当建筑平面过

12、长、结构单元的结构体系不同、高度和当建筑平面过长、结构单元的结构体系不同、高度和刚度相差过大以及各结构单元的地基条件有较大差异时，刚度相差过大以及各结构单元的地基条件有较大差异时，应考虑设防震缝。其最小宽度应符合下面要求：应考虑设防震缝。其最小宽度应符合下面要求：高层建筑宜选用合理的建筑结构方案，不设防震缝。高层建筑宜选用合理的建筑结构方案，不设防震缝。1 1、防震缝、防震缝（1 1）钢筋混凝土框架房屋的防震缝宽度，当高度不超过）钢筋混凝土框架房屋的防震缝宽度，当高度不超过15m15m时可采用时可采用70mm70mm，超过，超过15m15m时，时，6 6、7 7、8 8、9 9度相应每增加度相

13、应每增加高度高度5m5m、4m4m、3m3m、2m2m，宜加宽，宜加宽20mm20mm。六、防震缝与抗撞墙六、防震缝与抗撞墙（2 2）框架）框架- -抗震墙结构房屋的防震缝宽度抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用框架规定数值的可采用框架规定数值的50%50%，且不宜小于，且不宜小于70mm70mm。（3 3）防震缝两侧结构类型不）防震缝两侧结构类型不 同时，按不利体系考虑，同时，按不利体系考虑， 并按低的房屋高度计算并按低的房屋高度计算 缝宽。缝宽。t th h框架框架框架框架-抗震墙抗震墙 8 8、9 9度设防的钢筋混凝土框架房屋防震缝两侧的结构，度设防的钢筋混凝土框架房屋防震缝两侧的结构，当结

14、构高度、刚度或层高相差较大时，可在防震缝两侧房屋当结构高度、刚度或层高相差较大时，可在防震缝两侧房屋的尽端设垂直于防震缝的抗撞墙。的尽端设垂直于防震缝的抗撞墙。2 2、抗撞墙、抗撞墙层高不同层高不同高度、刚度相差较大高度、刚度相差较大 每一侧的数量不应少于两道。宜分别对称布置，墙肢的每一侧的数量不应少于两道。宜分别对称布置，墙肢的长度可不大于一个柱距。长度可不大于一个柱距。 内力应按考虑和不考虑抗撞墙两种情况进行分析，按不内力应按考虑和不考虑抗撞墙两种情况进行分析，按不利情况取值。利情况取值。 抗撞墙的端柱和框架边柱箍筋应沿房屋全高加密。抗撞墙的端柱和框架边柱箍筋应沿房屋全高加密。 2 2、钢

15、筋混凝土框架的梁、柱构件应避免剪切破坏、钢筋混凝土框架的梁、柱构件应避免剪切破坏 “ “强剪弱弯强剪弱弯” 构件弯曲破坏形成的极限剪力应小于构件斜截面的极构件弯曲破坏形成的极限剪力应小于构件斜截面的极限剪力。限剪力。七、钢筋混凝土框架的结构体系七、钢筋混凝土框架的结构体系1 1、钢筋混凝土框架结构宜对称布置、钢筋混凝土框架结构宜对称布置 3 3、钢筋混凝土框架的梁、柱构、钢筋混凝土框架的梁、柱构 件之间应设置成件之间应设置成“强柱弱梁强柱弱梁” 4 4、梁柱节点的承载力宜大于梁、柱构件的承载力。、梁柱节点的承载力宜大于梁、柱构件的承载力。 “ “更强的节点更强的节点” 抗震墙的一般布置原则是抗

16、震墙的一般布置原则是“均匀、分散、对称、周边均匀、分散、对称、周边”。八、框架八、框架- -剪力墙结构的结构布置剪力墙结构的结构布置1 1、抗震墙布置的基本原则、抗震墙布置的基本原则 框架框架- -抗震墙结构中的抗震墙宜沿主轴方向双向布抗震墙结构中的抗震墙宜沿主轴方向双向布置，贯通房屋全高，且横向与纵向抗震墙宜相连，互为置，贯通房屋全高，且横向与纵向抗震墙宜相连，互为翼墙，以提高其刚度和承载能力。翼墙，以提高其刚度和承载能力。 一般情况下，宜布置在竖向荷载较大处，平面形一般情况下，宜布置在竖向荷载较大处，平面形状变化处和楼梯间、电梯间等。状变化处和楼梯间、电梯间等。2 2、抗震墙布置位置的选择

17、、抗震墙布置位置的选择 房屋较长时，纵向抗震墙不易设置在端开间。房屋较长时，纵向抗震墙不易设置在端开间。（2 2）纵横向抗震墙成组布置）纵横向抗震墙成组布置纵横向抗震墙宜合并布置为纵横向抗震墙宜合并布置为L L形、形、T T形和口字形。形和口字形。两片墙组成联肢墙两片墙组成联肢墙（3 3）合理调整抗震墙的长度）合理调整抗震墙的长度 为了保证抗震墙具有足够的的延性为了保证抗震墙具有足够的的延性, ,不发生脆性的不发生脆性的剪切破坏，每一道抗震墙（包括单片墙、小开口墙和联剪切破坏，每一道抗震墙（包括单片墙、小开口墙和联肢墙）不应过长，总高度与总长度之比宜大于肢墙）不应过长，总高度与总长度之比宜大于

18、2 2。 较长的单片墙可以留出结构洞口，划分成联肢墙的较长的单片墙可以留出结构洞口，划分成联肢墙的两个墙肢。两个墙肢。（4 4）抗震墙的最大间距）抗震墙的最大间距抗震墙间距不应过大。抗震墙间距不应过大。 抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比宜满足下抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比宜满足下表要求：表要求：不宜采用不宜采用装配式楼盖装配式楼盖现浇、叠合梁扳现浇、叠合梁扳9度度8度度6、7度度结构结构4335.22 抗震墙之间楼、屋盖的长宽比抗震墙之间楼、屋盖的长宽比 抗震墙之间的楼、屋盖有较大开洞时，长宽比还应减小。抗震墙之间的楼、屋盖有较大开洞时，长宽比还应减小。 当超过上述要求时，应计入楼盖平面内的变形影响。当超过上述要求时，应计入楼盖平面内的变形影响。抗震墙的端部钢筋配置在柱截面内。抗震墙的端部钢筋配置在柱截面内。4 4、抗震墙的边框梁、柱、抗震墙的边框梁、柱框架梁应保留，当无法设置明梁时应设置暗梁。框架梁应保留，当无法设置明梁时应设置暗梁。暗梁的高度、纵筋、箍筋与明梁相同，配置在墙身内。暗梁的高度、纵筋、箍筋与明梁相同，配置在墙身内。九、材料九、材料按抗震要求设计的混凝土结构的材料应符合规范要求。按抗震要求设计的混凝土结构的材料应符合规范要求。（详见规范）（详见