建筑结构概论课件.pptx

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1、一、地震基本知识,（一）地震与抗震1.地震是一种普遍的自然现象。地震是地球内部构造运动的产物，是一种普遍的自然现象。全世界每年发生约500万次地震。其中：无感地震约占99%，有感地震约占1%，即约5万次，破坏性的大地震平均每年约1820次。,2.地震又是一种突发的自然灾害。现代科技的发展，虽能对地震的发生进行预测，但准确地预报何时、何地将发生何种强度的地震一般是很困难的。这主要是由于地壳运动的复杂性，及现代科学技术水平的局限性。因此，破坏性地震常常是突然发生的。,3.建筑结构抗震设计 目前，科学技术上还无法控制地震的发生。每次地震都会给人类社会带来灾难。建筑技术人员的主要任务，就是研究如何减少

2、震害。在建筑结构设计和施工中根据现有技术，即在建筑抗震设计规范（GB50011-2001）的指导下，对工程结构采取防震、抗震措施，使结构具有一定的抗震能力，以尽量减轻地震造成的破坏。,（二）地震的类型构造地震 占90%，岩层构造变动引起。火山地震 占7%，岩浆猛烈冲出地面引起。陷落地震 占3%，地下溶洞或旧坑崩塌引起。后两种影响范围和破坏程度相对较小。构造地震 破坏力大，影响范围广，是工程抗震研究的重点。,（三）地震系列每次大地震，在一定时间内，在震区相继发生一系列大小地震，称为地震序列。在一个地震序列中，最大的一次地震称为称为主震。主震之前发生的地震称为前震。主震之后发生的地震称为余震。,（

3、四）主震型、多发型、单发型在一个地震序列中，若主震震级很突出，称为主震型地震。若一个地震序列是有多次震级相近的地震组成的，则称为多发型地震或震群型。若前震和余震很少，甚至没有，则称为单发型地震。三种类型地震中：主震型地震约占60%，多发型地震约占30%，单发型地震约占10%。,（五）按震源的深浅，地震可分为浅源地震，震源深度300km；占3%；破坏性小。绝大多数地震发生在地壳内，少部分发生在地幔上部。目前观测到的最深地震发生在地下700km左右。,（六）震源深浅的影响震源浅，破坏重，影响范围小。震源深，破坏轻，波及范围大。,（七）地震震级地震震级是表示某次地震本身大小的一种定量指标。国际上最早

4、采用的是里氏震级（由C.F.Richter给出），即地震震级M为：M=logA(3-1),震级公式中A的意义A为采用标准地震仪、在距震中100km处记录的以微米为单位的最大水平地动位移（单振幅）。标准地震仪是指摆的自振周期为0.8s，阻尼系数为0.8，放大倍数为2800倍的地震仪。例如：在距离震中100km处地震仪记录的最大振幅A=10mm即A=10000，则由式（15-1）得，该次地震为里氏4级。,（八）震级与地震释放能量震级表示震源释放能量的多少，也表示地震强度的大小。不同震级与地震释放能量之间的关系为：logE=1.5M+11.8(3-2),震级及其相应的能量,各级地震所释放的能量列于下

5、表。震级相差一级，能量相差32倍。一次6级地震释放的能量相当于一个2万t级的原子弹。,（九）按震级划分地震M5级，破坏性地震。M7级，强烈地震或大震。M8级，特大地震。到目前为止记录到的最大地震为8.5级（1960年5月发生在智利）。,（十）地震烈度地震烈度是指某地区的地面和各类建筑物遭受某次地震影响的强弱程度。,(十一）影响地震烈度的因素震级：愈大，烈度愈高；反之，烈度愈低。震中距：愈近，烈度愈高；反之，烈度愈低。震源深度：愈浅，烈度愈高；反之，烈度愈低。传播介质：岩层、覆盖土层等。建筑物动特性：质量、刚度、自振周期等。,(十二）震级与烈度一次地震，只有一个震级。但一次地震，在不同地点有不同

6、的地震烈度。即一次地震有多个地震烈度。震级与震中烈度的关系可有下列经验公式给出：M=0.58I0+1.5其中，I0为震中烈度,（十三）震级与震中烈度的对应关系震级与震中烈度的对应关系如下表：,（十四）地震烈度的划分我国将地震烈度划分为12度。我国1980年公布的12度的地震烈度。国际上大多数国家采用12度划分地震烈度。也有少数国家不同，如少数欧洲国家采用10度，日本采用07度划分。,（十五）地震列度的宏观描述1-2度 人无感觉 3度 在夜静时，少数人有感觉 4-5度 普遍有感觉，悬卦物摇晃 6度 器物倾倒，房屋轻微损坏 7-8度 房屋轻度或中度破坏，出现地裂 9-10度 房屋严重毁坏，地裂很多

7、 11-12度 房屋普遍倒塌，地貌剧烈变化 总之：1-5度：以人的感觉为主 6-10度：以房屋震害为主 11-12度：以地表现象为主,（十六）基本烈度（定义）原抗震规范（TJ11-78）中定义：某地区的基本烈度，是指该地区在未来100年内，一般场地条件下，可能遭遇的最大地震烈度。现行抗震规范（GB50011）中定义：某地区的基本烈度，是指在50年期限内，一般场地条件下，可能遭遇超越概率为10%的地震烈度值。,（十七）采用概率法定义基本烈度第三代地震烈度区划图中，对基本烈度采用概率法定义的：基本烈度是指某地区在50年期限内，一般场地条件下，可能遭遇超越概率为10%的烈度值。注：与原规范定义不同的

8、是，这是以概率方法来预测地震的危险性，给出某一个地区，在不同年限内，不同概率水平的地震烈度。,全国地震烈度分布的面积数量,二、地震震害,(一）地表破坏地裂 地陷 滑坡 砂土液化 喷水冒砂,（二）建筑物的破坏建筑物的震害可分为下述三类：承重结构强度不足或变形过大而造成的破坏。结构丧失整体性而造成的破坏。地基失效引起的破坏。,（三）次生灾害造成的破坏地震的次生灾害有：水灾、火灾、毒气污染、滑坡、泥石流、海啸等；及其，流行性疾病和劳力受损等。地震的次生灾害引起的破坏也很严重。例如 1923年日本东京大地震，震倒房屋13万栋，而震后火灾却烧毁45万栋。1960年智利大地震，22h后产生的海啸袭击了1.

9、7万km以外的日本，浪高m，冲毁了海港、码头和沿岸建筑。1970年秘鲁大地震，泥石流从3750m高的山上泻下，流速达320m/h，一路摧毁或淹没了村镇和建筑，死亡达2.5万人。,三、结构的抗震设防,（一）抗震设防的目标抗震设防：是指对工程结构进行抗震设计和采取抗震构造措施，使结构达到抗震的效果。抗震设防的依据：是抗震设防烈度。一般情况下是采用国家地震局颁发的地震烈度区划图中划定的各地区的基本烈度。,（二）抗震规范中规定的抗震设防目标1.在遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。2.在遭受本地区规定的设防烈度的地震影响时，建筑物可能有一定损坏，但不致危及

10、人民生命和生产设备的安全，经一般修理或不修理仍能继续使用。3.在遭受高于本地区设防烈度的预估的罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌或发生危及人民生命的严重破坏。,（三）三个地震烈度水准抗震规范提出的这三点一般目标，实质上就是对建筑物的抗震设防采用了三个烈度水准：多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度。第一水准烈度即多遇烈度：要求小震不坏，处于弹性阶段。第二水准烈度即基本烈度：要求中震可修，进入弹塑性阶段。第三水准烈度即罕遇烈度：要求大震不倒，严重破坏，但不倒塌。,四、建筑结构抗震设计方法,（一）二阶段设计方法三个水准设防目标是通过二阶段设计方法来实现的：第一阶段设计 第二阶段设计,（二）第一阶段设计满足多遇地

11、震作用下的强度要求（考虑地震作用效应与其它荷载效应组合）。满足弹性变形，控制结构侧向变形不要过大。满足必要的抗震构造措施。这样，既可满足第一水准下必要的承载力可靠度，又可满足第二水准的设防要求（损坏可修），再通过概念设计和构造措施来满足第三水准的设防要求。,（三）第二阶段设计在罕遇地震作用下，满足结构弹塑性变形要求（不发生倒塌）。采取相应的抗震构造措施。这样，就保证了第三水准设防要求（大震不倒）。,（四）抗震构造措施的作用1.在承载力上加强结构的薄弱环节，推迟结构构件塑性铰的形成和发展。2.提高结构构件的延性，避免其发生脆性破坏。3.加强构造连接，以保证结构的整体性和稳定性，防止其因地震损坏而

12、发生倒塌。,五、建筑抗震概念设计,1.1 计算设计（Numerical design）计算设计按荷载计算、内力分析及组合、强度计算、构造措施等称为计算设计。1.2 概念设计（Conceptual design）概念设计立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震 经验总结的工程抗震基本概念的抗震设计。概念设计正确地解决总体方案、结构布置、材料使用和细 部构造等，以便达到合理抗震设计的目的。,1 抗震设计的内容,2 场地选择,2.1 地震造成建筑物的破坏 1）由于地震时的地面强烈运动，使建筑物在振动中，因丧失整体性或强度不足，或变形过大而破坏；2）由于水坝坍塌、海啸、火灾、爆炸等次生灾害所 造成的；3）

13、由于断层错动、山崖崩塌、河岸滑坡、地层陷落 等地面严重变形直接造成的。,2.2 避开地震危险地段 1）概念 建筑抗震危险的地段：指地震时可能发生崩塌、滑坡、地陷、地裂、泥石流等地段以及震中烈度为8度以上的 发震断裂带在地震时可能发生地表错位的地段。非发震断层：与当地的地震活动性没有成因上联系的 一般断层，在地震作用下一般不会发生新的错动。发震断层：具有潜在地震活动的断层，在过去三万五千年以内曾活动过一次，或者在五万年内活动过两次 的断层。,2）实例 1976年唐山地震，在极震区内，一条北东走向的地 表断裂，长8km，水平错位达1.45m。1932年云南东川地震，大量山石崩塌。1966年再次发生

14、的6.7级地震，震中附近的 一个山 头，一侧山体就崩塌了近8105m3。1971年云南通海地震，丘陵地区山脚下的一个土质 缓坡，连同上面有几十户人家的 一座村庄，向下滑 移了100多米，土体破裂变形，房屋大量倒塌。,2.3 选择有利于抗震的场地 1）概念 对建筑抗震有利的地段：指位于开阔平坦地的坚硬场 地上或密实均匀中硬场地土。对建筑抗震不利的地段：就地形而言，一般是指条状 突出的山嘴，孤立的山包和山梁的顶部，高差较 大的台地边缘，非岩质的陡坡，河岸和边坡的边 缘；就场地土质而言，一般是指软弱土、易液化 土，古河道、断层破碎带、暗埋塘滨沟谷或半挖 半填地基等，以及在平面分布上成因、岩性、状 态

15、明显不均匀的地段。,2）河岸上的房屋，常因切面不均匀沉降或地面裂隙穿 过而裂成数段。一般情况下宜采取避开的方案。必 须在岸边建房时，应采取可靠措施，完全消除下卧 土层的液化性，提高灵敏粘土层的抗剪强度，以增 强边坡稳定性。3）同类别的土壤，具有不同的动力特性，地震反应也 随之出现差异。一幢建筑物不宜跨在两类不同土层 上（图4.1），否则可能危及该建筑物的安全。无法 避开时，除考虑不同土层差异运动的影响外，还应 采用局部深基础，使整个建筑物的基础落在同一上 层上。,图4.l 横跨两类土层的建筑物图,4）饱和松散的砂土和粉土，在强烈地震动作用下，会 产生液化现象。液化现象后果是：建筑物下沉或整体倾

16、斜；地基不均匀下沉造成上部结构破坏；地坪下沉或隆起；地下竖管弯曲；房屋基础的钢筋混凝土桩折断。所以，当建筑地基内存在可液化土层时，应采 取有效措施，完全消除或部分消除土层液化的可能 性，并应对上部结构相关部位适当加强。,5）淤泥和淤泥质土等软土，是一种高压缩性土，抗剪强度很低。软土在强烈地震作用下，土体受到 扰动，絮状结构遭到破坏，强度显著降低，土体向 基础两侧挤出（图 4.2），造成建筑物急剧沉降和倾 斜。6）此外，在选择高层建筑的场地时，应尽量建在基岩或 薄土层上，或应建在具有较大“平均剪切波速”的坚硬 场地土上，以减少输人建筑物的地震能量，从根本上 减轻地震对建筑物的破坏作用。,图4.2

17、 软土地基上房屋的震陷,3.1 建筑平面布置 一幢房屋的动力性能基本上取决于它的建筑布局和 结构布置。建筑布局简单合理，结构布置符合抗震 原则，就能从根本上保证房屋具有良好的耐震性能。,3 建筑的平立面布置,3.2平面布置原则 1）建筑物的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度 变化均匀，避免楼层错层；2）地震区的高层建筑，平面以方形、矩形、圆形为好；正六边形、正八边形、椭圆形、扇形也可以（图 4.3）。3）有较长翼缘的L形、T形、十字形、U形、H形、Y形 平面也不宜采用。这些平面的较长翼缘，地震时容 易因发生图4.4所示的差异侧移而加重震害。,图4.3 简单的建筑平面图,图4.4 L形建筑的差

18、异侧移,4）我国钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程）（JGJ391）（简称高层规程），对地震区高层建筑的平面形状作了明确规定，如图4.5和表4.1所示；并提出对这些平面的凹角处，应采取加强措施；平面突出部分的尺寸应满足lB1、lBmax0.3。高层建筑平面形状的尺寸限值 表4.1,图4.5 关于平面形状的要求,3.2 建筑立面布置 原则：1）地震区高层建筑的立面也要求采用矩形、梯形、三 角形等均匀变化的几何形状（图 4.6），尽量避免采 用图4.7所示的带有突然变化的阶梯形立面。2）我国高层规程规定：对于有抗震设防要求的建筑 物，建筑的竖向体形应力求规则、均匀，避免有过大 的外挑和内收；立面

19、收进部分的尺寸比值，应符合 B1/B0.75的要求（图4.8）。,图4.6 良好的建筑立面,图4.7 不利的建筑立面,（a）大底盘建筑,（b）阶梯形建筑,图4.8 尺寸比值符合要求的建筑物,3.3 房屋的高度 1）“房屋愈高愈危险”的概念不是绝对的，是有条件的。于1956年建造的高181m的42层拉丁美洲大厦（图 4.9），却经受住了3次大地震的考验，几乎无损坏。2）抗震规范和高层规程，根据我国当前科研 成果和工程实际情况，对各种结构体系适用范围内 建筑物的最大高度均作出了规定。超出该规定的，要进行专门研究。抗震规范尚规定：对不规则 结构、有框支层抗震墙结构或类场地上的结构，适用的最大高度应适

20、当降低。,图 4.9 拉丁美洲大厦,3.4 房屋的高宽比 建筑物的高宽比例，比起其绝对高度来说更为重 要。因为建筑物的高宽比值越大，即建筑愈瘦高，地 震作用下的侧移愈大，地震引起的倾覆作用愈严重。3.5 防震缝的合理设置 合理地设置防震缝，可以将体型复杂的建筑物划 分为“规则”的建筑物，从而可降低抗震设计的难度及 提高抗震设计的可靠度。,遇到下列情况，应设置防震缝：平面形状、局部尺寸或者立面形状不符合规范的有关 规定，而又未在计算和构造上采取相应措施时；房屋长度超过表4.2中所规定的伸缩缝最大间距，又无 条件采取特殊措施而必需设置伸缩缝时；地基土质不均匀，房屋各部分的预计沉降（包括地震 时的沉

21、陷）相差过大，必须设置沉降缝时；房屋各部分的质量或结构抗侧移刚度大小悬殊时。,房屋伸缩缝的最大间距 表4.2,注：如有充分依据或可靠措施（例如每隔3040m，沿房屋全宽留出 宽800mm，60d后再浇灌的后浇带）表中数值可以适当加大,防震缝最小宽度的规定：1）对于钢筋混凝土结构房屋的防震缝最小宽度，一般情况 下应符合抗震规范所作的规定：框架房屋和框架抗震墙房屋，当高度不超过15m时，可采用70mm；当高度超过15m时，6度、7度、8度 和9度相应每增高5m、4m、3m和2m，宜加宽20mm；抗震墙房屋的防震缝宽度，可采用第条数值的70。,2）对于多层砌体结构房屋，在8度和9度且有下列情况之一

22、时宜设置防震缝，缝两侧均应设置墙体，缝宽可采用 50I00mm；房屋立面高差在6m以上；房屋有错层，且楼板高差较大；各部分结构刚度、质量截然不同。需要说明，对于抗震设防烈度为6度以上的房屋，所有伸缩缝和沉降缝，均应符合防震缝的要求。,4.1 结构选型 结构选型涉及的内容较多，应根据建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施 工等因素，通过技术、经济条件比较综合确定。,4 结构选型与结构布置,从抗震角度考虑，作为一种好的结构形式，应具备下 列性能：延性系数高；“强度重力”比值大；匀质性好；正交各向同性；构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性，并 能发挥材料的全部强度。,1）结

23、构材料的选择 常见建筑结构类型，依其抗震性能从优到劣而排列的顺序是：钢结构；型钢混凝土结构；混凝土钢混合结构；现浇钢筋混凝土结构；预应力混凝土结构；装配式钢筋混凝土结构；配筋砌体结构；砌体结构等。,2）抗震结构体系的确定 1.抗震规范关于抗震结构体系，有下列要求：应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；宜有多道抗震防线，应避免因部分结构或构件破坏而 导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力；应具备必要的强度，良好的变形能力和耗能能力；宜具有合理的刚度和强度分布，避免因局部削弱或突 变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集 中；对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能 力。,2.

24、抗震结构体系从优到劣的排列：框架剪力墙结构或者剪力墙 框架 砌体 3.在设计房屋之前，一般应首先了解场地和地基上及其卓越周期，调整结构刚度，避开共振周期。4.选择结构体系时，要注意选择合理的基础形式。对于 软弱地基宜选用桩基、筏片基础或箱形基础。岩层高低 起伏不均匀或有液化土层时最好采用桩基等。,4.2 结构布置的一般原则 l）平面布置力求对称 1.对称结构在地面平动作用下，水平地震力按构件刚 度分配，因而各构件受力比较均匀。而非对称结构，由于刚心偏在一边，质 心与刚心不重合，远离刚心 的刚度较小构件，由于侧移量很大，所分担的水平 地震剪力也显著增大，甚至导致整个结构因一侧构 件失效而倒塌。,

25、图 4.10 马那瓜中央银行结构平面（非对称结构）,图 4.11 美洲银行结构平面(对称结构),2.当建筑层数很多时，除了要求各向对称外，还希望能 具有较大的抗扭刚度。因此，图 4.12（a）、（b）所 示的抗震墙沿房屋周边布置的方案，就优于图4.12（c）、（d）所示在房屋内部布置的方案。3.对于多层砌体房屋，应优先采用纵横墙混合承重的结 构布置方案，其次采用横墙承重的结构布置方案。,图 4.12 抗震墙的布置方案,图 4.12 抗震墙的布置方案,（2）竖向布置力求均匀 结构竖向布置的关键在于，尽可能使其竖向刚 度、强度变化均匀，避免出现薄弱层，并应尽可能 降低房屋的重心。但由于商业的需要，

26、底部几层往往需要设置大 空间，上部各层为全墙体系或框架一抗震墙体系，而底层或底部两三层则为框架体系，整个结构属“框 托墙”体系。这便是工程上称之为“框支剪力墙”或“底 部框架”的结构。这种体系很不利于抗震，如图4.13，图4.14。同一楼层的框架柱，应该具有大致相同的刚度、强度和延性。,图 4.13 OliveView医院主楼剖面,图4.14 OliveView医院主楼纵向恻移,要改善带有柔弱底层的建筑的抗震性能，应对柔弱底 层采取补强措施：使底层的抗侧移刚度，不小于2层抗侧移刚度的13（6度）或12（7度或8度），并使基本烈度下的底层 层服强度系数y 不小于0.5；加厚转换层的现浇楼板，使其

27、在传力过程中不产生较 大的水平变形。9度时，不宜再采用“框托墙”体系，宜将所有抗震墙直 接到基础。还有一种情况值得注意，就是在采用纯框架结构的高 层建筑中，如果将楼梯踏步斜梁和平台梁直接与框架相 连，就会使该柱变成短柱，地震时容易发生剪切破坏，应 予避免或采取相关措施。,5.1 多道抗震防线的必要性 多道抗震防线指的是：一个抗震结构体系，应由若干个延性较好的分体系 组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作，如框架抗震墙体系是由延性框架和抗震墙两个系 统组成；双肢或多肢抗震墙体系由若干个单肢墙分 系统组成。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部赘余 度，有意识地建立起一系列分布的屈服区，以

28、使结 构能够吸收和耗散大量的地震能量，一旦破坏也易 于修复。,5 多道抗震防线,多道抗震防线的优越性：如果建筑物采用的是多重抗侧力体系，第一道防线的抗 侧力构件在强烈地震袭击下遭到破坏后，后备的第二道 乃至第三道防线的抗侧力构件立即接替，抵挡住后续的 地震动的冲击，可保证建筑物最低限度的安全，免于倒 塌。在遇到建筑物基本周期与地震动卓越周期相同或接近的 情况时，当第一道抗侧力防线因共振而破坏，第二道防 线接替后，建筑物自振周期将出现较大幅度的变动，与 地震动卓越周期错开，使建筑物的共振现象得以缓解，减轻地震的破坏作用。,5.2 第一道防线的构件选择 原则上说，应优先选择不负担或少负担重力荷载的

29、 竖向支撑或填充墙，或者选用轴压比值较小的抗震墙、实墙筒体之类构件，作为第一道抗震防线的抗侧力构件。一般情况下，不宜采用轴压比很大的框架柱兼作第一道 防线的抗侧力构件。如因条件所限，只能采用单一的框架体系，框架 就成为整个体系中唯一的抗侧力构件，那就应该采用“强柱弱梁”型延性框架。,5.3 利用赘余构件增多抗震防线 高层建筑采用的框架抗震墙、框架支撑、芯筒框架、内墙筒外框筒等双重抗侧力体系，在水平 地震等侧力作用下，通过各层楼盖进行协同工作（图 4.15）。这种体系在抵御地震时，具有两道防线，一 道是支撑或墙体，一道是框架。为了进一步增加这种双重体系的抗震防线，可以 在位于同一轴线上置设一根具

30、有较好的延性抗弯梁（图4.16），利用这些连系梁首先承担地震前期脉冲的 冲击，以达到保护主体结构的目的。,图 4.15 双重体系的结构并联体,（b）框架一支撑体系,（a）框架一抗震墙体系,图 4.16 带赘余杆件的耗能结构,（a）双肢墙,（b）墙和框架,图 4.16 带赘余杆件的耗能结构,（c）并列斜撑,（d）芯简和框架柱,6.1 刚度与承载力 1）现浇钢筋混凝土剪力墙体系 1.特点：具有很大的抗侧移刚度，因而自振周期短，所 受水平地震力较大。2.震害：墙面上出现斜向裂缝 底部楼层的水平施工缝发生水平错动。,6 刚度、承载力和延性的匹配,3.改善的措施：在保证墙体压曲稳定的前提下，应尽量减薄纵

31、、横墙 体的厚度，或采用“主次结构”，加大墙体的间距，减 少墙体的数量，以降低结构抗侧刚度，减小墙体的水 平地震剪力和弯矩；应通过恰当的配筋，提高墙体抗主拉应力的强度。对 于层数较多的房屋，为防止墙体的水平施工缝在巨大 地震剪力作用下发生水平错动，可在房屋下部几层的 水平施工缝处配置一些外向钢筋（图4.17），以提高 其水平抗剪能力。此外，钢筋混凝土抗震墙的根部截面，当轴向压应 力较小，而剪应力较大时，也应配置交叉斜筋，以提高 其抗剪承载能力，避免地震时出现剪切滑移。,图4.17 钢筋混凝土墙体水平施工缝处的斜筋,2）框架一抗震墙体系 其自振周期的长短主要决定于抗震墙的数量。抗震 墙的数量多、

32、厚度大，自振周期就短，总水平地震作用 就大；抗震墙少而薄，自振周期就长，总水平地震作用 就小。抗震墙过厚，对结构抗震并非有利。原因：厚墙使建筑自振周期变短，水平地震作用增大；墙体的延性难达到对一般结构所要求的延性指标；延性较低的钢筋混凝土墙体，在地震作用下发生剪 切破坏的可能性以及斜裂缝的开展宽度均增大；厚墙开裂后的刚度退化幅度加大，由此引起的框架 剪力增值也加大。,3）框架体系 采用钢、钢筋混凝土或型钢混凝土纯框架体系的高 层建筑，其特点是抗侧移刚度小，地震作用下的侧移大。设计时要应该充分注意到这一点，以防框架因侧移过大 发生侧向失稳而倒塌。房屋震害情况还指出，当钢筋混凝土框架体系的同 一楼

33、层中存在着刚度悬殊的长柱和短柱时，短柱的柱身 往往发生很宽的斜裂缝，表明其较小的受剪承载力与较 大的刚度不匹配。遇到这一情况，就应该在短柱柱身内 配置斜向钢筋或足够多的水平箍筋，以提供较大的抗剪 承载能力。,6.2 刚度与延性 结构的抗侧力构件有框架、墙体、竖向支撑等。框架抗侧移刚度较小，但配筋恰当时具有较好的延性。墙体抗侧移刚度较大，延性较差。竖向支撑具有较大的抗侧移刚度，延性较差。协调抗侧力体系中各构件的刚度与延性，使之相 互匹配，是工程设计中应该努力做到的一条重要抗震 设计原则。,图 4.18 提高延性的重点楼层,（a）大底盘建筑,（b）框托墙结构体系,7.1 结构应具有连续性 1）现浇

34、钢筋混凝土结构 结构的连续性是使结构在地震时能够保持整体 性的重要手段之一。要使结构具有连续性，首先应从 结构类型的选择上着手。事实证明，施工质量良好的 现浇钢筋混凝土结构和型钢混凝土结构具备较好的连 续性和抗震整体性。,7 确保结构的整体性,2）半预制钢筋混凝土结构 对于采用预制楼板和现浇墙体的全墙体系及框架 抗震墙体系楼房，为了避免预制楼板搁进墙内后将现浇 钢筋混凝土墙体分隔开，而在新旧混凝士接合面形成水 平通缝，破坏墙体沿竖向的连续性，应将预制板端部做 成槽齿形，按支承端的抗剪强度需要，将少数肋伸进墙 内（图 4.19）。3）砌体结构 震害调查及研究表明，圈梁及构造柱对房屋抗震有 较重要

35、的作用，地震区的房屋，应按规定设置圈梁及构 造柱。,图 4.19 预制楼板进墙节点,7.2 构件间的可靠连接 1）装配式框架的节点 用预制梁、柱的装配式钢筋混凝土框架，节点四面 大梁的顶面和底面钢筋，均需弯折锚入现浇混凝土节点 区内。高烈度地震区不宜采用全装配式钢筋混凝土框架。2）装配式楼板的接头 为使楼盖在地震作用下所产生的水平挠度不超过允 许值，预制板接头的强度能满足传力要求，预制板端头 应伸出钢筋，在接缝处相互搭接，并用细石混凝土填灌 密实（图 4.20），从而使整个楼盖形成一个比较刚强的 整体。,图 4.20 预制板的配筋接头,在采用预制多孔楼板的同时，若结合采用预制叠合 梁，不仅可以

36、避免增加楼层高度，还由于梁的上半部分 利用现浇混凝土将梁的钢筋和板端伸出的纵向搭接钢筋 浇筑为一个整体（图4.21），更增强了整个楼盖以至整 个结构的整体性。在砌体结构中，对房屋端部大房间的楼板，以及8度 时房屋的屋盖和9度时房屋的楼盖。屋盖，当圈梁设在板 底时，应加强钢筋混凝土预制板相互间的拉结，以及板 与梁、墙和圈梁的拉结。,图4.21 预制叠合梁的板梁连接,8.1 概念 非结构部件：一般是指在结构分析中不考虑承受重力荷 载以及风、地震等侧力荷载的部件，如内 隔墙、楼梯踏步板、框架填充墙、建筑外 围墙板等。,8 非结构部件处理,8.2 考虑填充墙的影响 1.填充墙对结构抗震性能的影响：（l

37、）使结构抗恻移刚度增大，自振周期减短，从而反作用 于整个建筑上的水平地震力增大，增加的幅度可达 3050。（2）改变了结构的地震剪力分布状况。由于砌体填充墙参 与抗震，分担了很大一部分水平地震剪力，反而使框 架所承担的楼层地震剪力减小。（3）由于砌体填充墙具有较大的抗侧移刚度，限制了框架 的变形，从而减小了整个结构的地震侧移幅值。（4）相对于框架而言，砌体填充墙具有很大的初期刚度，建筑物遭受地震前几个较大加速度脉冲时，填充墙 承担了大部分地震力，并用它自身的变形及墙面裂 缝的出现和开展，消耗输人建筑物的地震能量。,2.剪切破坏 采用钢筋混凝土框架的建筑，围护墙采用砖砌填充墙时，由于每开间墙面上均开有较宽的窗洞，剩余的窗间墙很窄，由于窗裙墙对框架柱的刚性约束，减短了柱的有效长度，使它变成了短柱，承担的地震剪力大增，因而往往发生剪切破坏。图4.22所示。3.措施 采用贴砌围护墙方案或墙、柱柔性连接方案都是可行的途径之一。,图4.22 填充墙引起的短柱剪切型破坏,8.2 外墙板的连接 在高层建筑中，预制钢筋混凝土墙板或加气混凝 土墙板与主体结构的连接，有刚性方案和柔性方案两 种，应根据以下3方面情况来确定：结构抗震分析中是否要求外墙板参与受力；结构抗侧移刚度的大小；抗震设防烈度的高低。,