建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)基本知識(shí)

單元21

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)根本知識(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1、能夠?qū)拐鸬母靖拍?、抗震設(shè)防目標(biāo)和抗震設(shè)計(jì)的根本要求知識(shí)點(diǎn)掌握。

2、能夠具備砌體結(jié)構(gòu)房屋和鋼筋混凝土框架房屋、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)，從而為識(shí)讀平法03G101-1混凝土結(jié)構(gòu)施工圖中抗震局部打下根底。

【知識(shí)點(diǎn)】

構(gòu)造地震；地震波；震級(jí)；烈度；抗震設(shè)防；抗震設(shè)計(jì)的根本要求；鋼筋混凝土框架房屋的抗震規(guī)定。

【工作任務(wù)】

任務(wù)1

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)根本知識(shí)

【教學(xué)設(shè)計(jì)】通過帶著學(xué)生觀看地震災(zāi)害照片，讓學(xué)生對(duì)抗震設(shè)計(jì)的必要性有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)，從而為識(shí)讀平法03G101-1混凝土結(jié)構(gòu)施工圖中抗震局部打下根底，為今后識(shí)讀結(jié)構(gòu)施工圖、勝任施工員崗位打下根底。21.1地震根本知識(shí)21.1.1地震21.1.1.1構(gòu)造地震

地震是由于某種原因引起的地面強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)〔見圖21-1〕。是一種自然現(xiàn)象，依其成因，可分為三種類型：火山地震、塌陷地震、構(gòu)造地震。由于火山爆發(fā)，地下巖漿迅猛沖出地面時(shí)引起的地面運(yùn)動(dòng)，稱為火山地震。此類地震釋放能量小，相對(duì)而言，影響范圍和造成的破壞程度均比擬??；由于石灰?guī)r層地下溶洞或古舊礦坑的大規(guī)模崩塌引起的地面震動(dòng)，稱為塌陷地震。此類地震不僅能量小，數(shù)量也小，震源極淺，影響范圍和造成的破壞程度均較?。挥捎诘貧?gòu)造運(yùn)動(dòng)推擠巖層，使某處地下巖層的薄弱部位突然發(fā)生斷裂、錯(cuò)動(dòng)而引起地面運(yùn)動(dòng)，稱為構(gòu)造地震；構(gòu)造地震的破壞性強(qiáng)影響面廣，而且頻繁發(fā)生，約占破壞性地震總量度的95％以上。因此，在建筑抗震設(shè)計(jì)中，僅限于討論在構(gòu)造地震作用下建筑的設(shè)防問題〔見圖21-2〕。

地殼深處發(fā)生巖層斷裂、錯(cuò)動(dòng)的部位稱為震源〔見圖21-3〕。這個(gè)部位不是一個(gè)點(diǎn)，而是有一定深度和范圍的體。震源正上方的地面位置叫震中。震中附近地面震動(dòng)最厲害，也是破壞最嚴(yán)重的地區(qū)，稱為震中區(qū)。地面某處至震中的水平距離稱為震中距。把地面上破壞程度相似的點(diǎn)連成的曲線叫做等震線。震中至震源的垂直距離稱為震源深度。

根據(jù)震源深度不同，可將構(gòu)造地震分為淺源地震(震源深度不大于60km)，中源地震(震源深度60～300km)，深源地震(震源深度大于300km)三種。我國發(fā)生的絕大局部(地震都屬于淺源地震，一般深度為5～40km)。淺源地震造成的危害最大。如唐山大地震的斷裂巖層深約1lkm，屬于淺源地震，發(fā)震構(gòu)造裂縫帶總長8km多，展布范圍30m，穿過唐山市區(qū)東南部，這里就是震中，市內(nèi)鐵路兩側(cè)47km的區(qū)域?qū)儆跇O震區(qū)。21.1.1.2地震波

當(dāng)?shù)厍虻膸r層突然斷裂時(shí)，巖層積累的變形能突然釋放，這種地震能量一局部轉(zhuǎn)化為熱能，一局部以波的形式向四周傳播。這種傳播地震能量的波就是地震波?？傊?，地震波的傳播以縱波最快，橫波次之，面波最慢。在離震中較遠(yuǎn)的地方，一般先出現(xiàn)縱波造成房屋的上下顛簸，然后才出現(xiàn)橫波和面波造成房屋的左右搖晃和扭動(dòng)。在震中區(qū)，由于震源機(jī)制的原因柵地面擾動(dòng)的復(fù)雜性，上述三種波的波列：幾乎是難以區(qū)分的。

圖21-3地震波示意圖21.1.1.3震級(jí)

震級(jí)是按照地震本身強(qiáng)度而定的等級(jí)標(biāo)度，用以衡量某次地震的大小，用符號(hào)M表示。震級(jí)的大小是地震釋放能量多少的尺度，也是表示地震規(guī)模的指標(biāo)，其數(shù)值是根據(jù)地震儀記錄到的地震波圖來確定的。一次地震只有一個(gè)震級(jí)。目前國際上比擬通用的是里氏震級(jí)。它是以標(biāo)準(zhǔn)地震儀在距震中100km處記錄下來的最大水子地動(dòng)位移(即振幅A，以“μm〞計(jì))的常用對(duì)數(shù)值來表示該次地震的震級(jí)，其表達(dá)式如下：

M=lgA一般說來，M<2的地震人是感覺不到的，稱為無感地震威微震；M=2～5的地震稱為有感地震；M>5的地震，對(duì)建筑物要引起不同程度的破壞，統(tǒng)稱為破壞性地震；M>7的地震稱為強(qiáng)烈地震或夫地震；M>8的地震稱為特大地震。21.1.1.4

烈度

21.1.1.4.1地震烈度

地震烈度是指某地區(qū)的地面及建筑物遭受到一次地震影響的強(qiáng)弱程度，用符號(hào)I表示。

對(duì)于一次地震，表示地震大小的震級(jí)只有一個(gè)，但它對(duì)不同地點(diǎn)的影響是不一樣的。一般說，距震中愈遠(yuǎn)，地震影響愈小，烈度就愈低；反之，距震中愈近，烈度就愈高。此外，地震烈度還與地震大小、震源深度、、地震傳播介愿、喪土性質(zhì)、建筑物動(dòng)力特性、施工質(zhì)量等許多、因素有關(guān)。

為評(píng)定地震烈度，需要建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就稱為地震烈度表。它是以描述震謄宏觀現(xiàn)象為主并參考地面運(yùn)動(dòng)參數(shù)，即根據(jù)建筑物的損壞程度,地貌變化特征，地震時(shí)人的感覺，家具動(dòng)作反響和地面運(yùn)動(dòng)加速度峰值、速度峰值等方面進(jìn)行區(qū)分。目前國際上普遍采用的是劃分為12度的地震烈度表。21.1.1.4.2多遇烈度、根本烈度、罕遇烈度

近年來，根據(jù)我國，華北、西北和西南地區(qū)地震發(fā)生概率的統(tǒng)計(jì)分析，同時(shí)，為了工程設(shè)計(jì)需要作了如下定義：50年內(nèi)超越概率為63．2％地震烈度為多遇烈度，重現(xiàn)期為50年，并稱這種地震影響為多遇地震或小震；50年超越概率為10％的烈度即1990中國地震烈度區(qū)劃圖規(guī)定的地震根本烈度或新修訂的中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖規(guī)定的峰值加速度所對(duì)應(yīng)的烈度為根本烈度，重現(xiàn)期為475年，并稱這種地震影響為設(shè)防烈度地震或根本地震；對(duì)50年超越概率為2％～3％的烈度為罕遇烈度，重現(xiàn)期平均約2000年，其地震影響為罕遇地震或大震。21.1.1.4.3抗震設(shè)防烈度、設(shè)計(jì)地震分組

為了進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防，按國家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)審定作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度，稱為抗震設(shè)舫烈度。

一般情況下，抗震設(shè)防烈度可采用中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖的地震根本烈度?？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)同樣場(chǎng)地條件、同樣烈度的地震，按震源機(jī)制、震級(jí)大小和遠(yuǎn)近區(qū)別對(duì)待是必要的，《建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50011—2001)(以下簡(jiǎn)稱《抗震標(biāo)準(zhǔn)》)將設(shè)計(jì)地震分為三組。我國主要城鎮(zhèn)(縣級(jí)及縣級(jí)以上城鎮(zhèn))中心地區(qū)的抗震設(shè)防烈度、設(shè)計(jì)根本地震加速度值和所屬的設(shè)計(jì)地震分組見《抗震標(biāo)準(zhǔn)》附錄A。21.1.1.4.4抗震設(shè)防

抗震設(shè)防的一般目標(biāo)

抗震設(shè)防是指對(duì)房屋進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)和采取抗震措施，來到達(dá)抗震的效果?？拐鹪O(shè)防的依據(jù)是抗震設(shè)防烈度。

結(jié)合我國的具體的情況，《抗震標(biāo)準(zhǔn)》提出了"三水準(zhǔn)〞的抗震設(shè)防目標(biāo)。

第一水準(zhǔn)——小震不壞

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)，建筑物二般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。

第二水準(zhǔn)——中震可修

當(dāng)遭受到相當(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，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。

第三水準(zhǔn)——大震不倒

當(dāng)遭受到高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度預(yù)估的罕遇地震影響時(shí)，建筑物不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。21.1.2抗震設(shè)計(jì)的根本要求21.1.2.1選擇對(duì)抗震有利的場(chǎng)地、地基和根底

21.1.2.2選擇有利于抗震的平面和立面布置

21.1.2.3選擇技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上合理的抗震結(jié)構(gòu)體系

21.1.2.4抗震結(jié)構(gòu)的構(gòu)件應(yīng)有利于抗震

21.1.2.5保證結(jié)構(gòu)整體性，并使結(jié)構(gòu)和連接部位具有較好的延性

21.1.2.6非結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)有可靠的連接和錨固

21.1.2.7注意材料的選擇和施工質(zhì)量

【工學(xué)結(jié)合】通過多媒體教學(xué)，參觀我國唐山、汶川大地震照片，增強(qiáng)學(xué)生的愛國主義精神，用自己的實(shí)際行動(dòng)，好好學(xué)習(xí)，能夠?qū)Φ卣鸬母局R(shí)進(jìn)行了解。

21.2抗震設(shè)計(jì)的根本要求21.2.1地基和根底抗震措施21.2.1.1地基抗震措施

可液化地基、容易產(chǎn)生震陷的軟弱黏性土地基和嚴(yán)重不均勻地基，屬于對(duì)建筑抗震不利的地基，應(yīng)分別采取不同的抗震措施，來提高它們的抗震能力。

在地下水位以下的松散的飽和砂土和飽和粉土，在受到地震作用時(shí)，土顆粒間有壓密的趨勢(shì)，使土中孔隙水壓力增高，當(dāng)孔隙水來不及排出時(shí)。，將致使土顆粒處于懸浮狀態(tài)，形成有如“液體〞一樣的現(xiàn)象，稱為液化。

飽和砂土和飽和粉土在靜載作用下，具有一定的承載能力，但在強(qiáng)烈地震作用下容易產(chǎn)生液化現(xiàn)象，土體的抗剪強(qiáng)度幾乎為零，地基承載力完全喪失。建筑物如同處于液體之上，造成下陷、浮起、傾倒、開裂等難以修復(fù)的破壞。

地震宏觀調(diào)查說明，影影響液化的因素主要是地質(zhì)年代、土中黏粒含量、上覆非液化土層厚度和地下水位、土的密實(shí)度及地震烈度。

建筑抗震以預(yù)防為主。當(dāng)建筑物地面似下5m范圍內(nèi)有飽和砂土或飽和粉土(不含黃土)時(shí)，應(yīng)經(jīng)過勘察試驗(yàn)進(jìn)行液化判別。存在液化土層的地基，應(yīng)根據(jù)建筑的抗震設(shè)防類別，地基的液化等級(jí)，結(jié)合具體情況采取相應(yīng)的措施?？挂夯胧┓譃橐韵氯N情況：21.2.1.1.1全部消除地基液化沉陷的措施

〔1)采用樁基時(shí)，樁端伸人液化深度以下穩(wěn)定土層中的長度<不包括樁尖局部)，應(yīng)按計(jì)算確定，且對(duì)碎石土，礫、粗、中砂，堅(jiān)硬粘性土和密實(shí)粉土尚不應(yīng)小于O.5m，對(duì)其他非巖石土尚不宜小于1．5m；

〔2)采用深根底時(shí)，根底底面應(yīng)埋入液化深度以下穩(wěn)定土層中的深度，不應(yīng)小于0.5m；

〔3)采用加密法(如振沖，振動(dòng)加密，擠密碎石樁，強(qiáng)夯等)，加固時(shí)，應(yīng)處理至液化深度下界，振沖或擠密碎石樁加固后，樁尖土的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)的實(shí)測(cè)值，應(yīng)大于相應(yīng)的臨界值；

〔4)用非液化土替換全部液化土層。對(duì)一般建筑此措施不經(jīng)濟(jì)。21.2.1.1.2局部消除地基液化沉陷的措施

即處理深度不一定到達(dá)液化下界而殘留局部未經(jīng)處理的液化土層。從我國目前的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)開展水平來看，此措施較適宜。具體要求是：

〔1)處理深度應(yīng)使處理后的地基液化指數(shù)減少，當(dāng)判別深度為15m時(shí)，其值不宜大于4，當(dāng)判別深度為20m時(shí)，其值不宜大于5；對(duì)獨(dú)立根底與條形根底，尚不應(yīng)小于根底底面下液化土特征深度和根底寬度的較大值；

〔2)處理深度范圍內(nèi)，采用振沖或擠密碎石樁加固后，樁間土的標(biāo)準(zhǔn)貫人錘擊數(shù)的實(shí)測(cè)值，應(yīng)大于相應(yīng)的臨界值。

(3)對(duì)根底結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)采取構(gòu)造措施。21.2.1.2鋼筋混凝土房屋抗震構(gòu)造措施

21.2.1.2.1抗震設(shè)計(jì)一般規(guī)定

1.鋼筋混凝土房屋適用的最大高度及高寬比限值

現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋適用的最大高度，甲類建筑應(yīng)進(jìn)行專門研究；乙類、丙類建筑可按附表采用，但平面和豎向均不規(guī)那么的結(jié)構(gòu)或建造于Ⅳ類場(chǎng)地的結(jié)構(gòu)，適用的最大高度一般應(yīng)降低20%左右。超過表內(nèi)高度的房屋，應(yīng)進(jìn)行專門研究和論證，采取有效的加強(qiáng)措施。

結(jié)構(gòu)高寬比系指房屋高度與結(jié)構(gòu)平面最小投影寬度的比值。高層建筑的高寬比不宜超過下表的限值，當(dāng)超過時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)有可靠依據(jù)，并采取有效措施。表21-1

現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋高寬比限值結(jié)構(gòu)類型設(shè)防烈度6度7度8度9度框架結(jié)構(gòu)4432框架-抗震墻結(jié)構(gòu)5543注：“抗震墻〞即剪力墻。2.現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋的抗震等級(jí)

同樣烈度下不同結(jié)構(gòu)體系、不同高度的建筑有不同的抗震要求，因此，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震措施，不僅要按建筑抗震設(shè)防類別區(qū)別對(duì)待，而且要根據(jù)抗震等級(jí)不同而異。

鋼筋混凝土房屋的抗震等級(jí)根據(jù)烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度確定。按建筑類別和場(chǎng)地調(diào)整后用于確定抗震等級(jí)的烈度見表。3.防震縫與抗撞墻

框架-抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用框架結(jié)構(gòu)規(guī)定數(shù)值的70％，且不宜小于70mm。

防震縫寬度不夠，相鄰結(jié)構(gòu)仍可能局部碰撞而損壞，而防震縫過寬會(huì)給建筑處理造成困難，故高層建筑宜選用合理的建筑結(jié)構(gòu)方案，不設(shè)防震縫。

對(duì)8、9度框架結(jié)構(gòu)房屋，當(dāng)防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)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，每一側(cè)抗撞墻的數(shù)量不應(yīng)少于2道，宜分別對(duì)稱布置，墻肢長度可不大于一個(gè)柱距，防震縫兩側(cè)抗撞墻的端柱和框架的邊柱，箍筋應(yīng)沿房屋全高加密。表21-2

現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋的抗震等級(jí)結(jié)構(gòu)類型烈

度6789框架結(jié)構(gòu)高度〔m〕≤30＞30≤30＞30≤30＞30≤25框

架四三三二二一一劇場(chǎng)、體育館等大跨度公共建筑三二一一框架-抗震墻結(jié)構(gòu)高度〔m〕≤60＞60≤60＞60≤60＞60≤50框

架四三三二二一一抗震墻三二一一注：1.接近或等于高度分界時(shí)，應(yīng)允許結(jié)合房屋不規(guī)那么程度及場(chǎng)地、地基條件確定抗震等級(jí)；

2.表中“框架結(jié)構(gòu)〞和“框架〞具有不同的含義。前者指純框架結(jié)構(gòu)，后者泛指框架結(jié)構(gòu)和框架-抗震墻等結(jié)構(gòu)體系中的框架局部。表21-3

用于確定抗震等級(jí)的烈度建筑類別場(chǎng)地設(shè)防烈度6789甲、乙類Ⅰ6789Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ7899+丙類Ⅰ6678Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ6789丁類Ⅰ6678Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ67-8-9-

注：7-、8-、9-表示該抗震等級(jí)的抗震構(gòu)造措施可以適當(dāng)降低，9+表示比9度一級(jí)更有效的抗震措施。4.樓蓋及屋蓋

房屋高度超過50m時(shí)，框架-抗震墻結(jié)構(gòu)應(yīng)采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)宜采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)。房屋高度不超過50m時(shí)，樓蓋結(jié)構(gòu)應(yīng)符合以下要求：

〔1〕8、9度框架-抗震墻結(jié)構(gòu)宜采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)；

〔2〕6、7度框架-抗震墻結(jié)構(gòu)可采用裝配整體式樓蓋結(jié)構(gòu)，但應(yīng)每層設(shè)置鋼筋混凝土現(xiàn)澆層?，F(xiàn)澆層厚度不應(yīng)小于50mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20，但也不宜高于C40，并應(yīng)雙向配置直徑6~8mm，間距150~200mm的鋼筋網(wǎng)，鋼筋應(yīng)錨固在剪力墻內(nèi)。樓蓋的預(yù)制板縫寬度不宜小于40mm。板縫大于40mm時(shí)應(yīng)在板縫內(nèi)配置鋼筋。

〔3〕框架結(jié)構(gòu)可采用裝配式樓蓋，但應(yīng)采取措施保證樓蓋的整體性及其與框架梁的可靠連接?？蚣?抗震墻結(jié)構(gòu)中，抗震墻之間無大洞口的樓、屋蓋的長寬比，不宜超過下表的規(guī)定，否那么，應(yīng)考慮樓蓋平面內(nèi)變形的影響。表21-4

抗震墻之間樓、屋蓋長寬比樓、屋蓋類別烈

度6、7度8度9度現(xiàn)澆或疊合梁板4.03.02.0裝配式樓蓋3.02.5不宜采用5.結(jié)構(gòu)布置

〔1〕框架結(jié)構(gòu)和框架-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偏心距不宜大于柱寬的1/4。

〔2〕框架-抗震墻結(jié)構(gòu)中的抗震墻設(shè)置，宜符合以下要求：

1〕抗震墻宜貫穿房屋全高，且橫向與縱向的抗震墻宜相連；

2〕抗震墻宜設(shè)置在墻面不需要開大洞口的位置；

3〕房屋較長時(shí)，剛度較大的縱向抗震墻不宜設(shè)置在房屋的端開間；

4〕抗震墻洞口宜上下對(duì)齊，洞邊距端柱不宜小于300mm；

5〕一、二級(jí)抗震墻的洞口連梁，跨高比不宜大于5，且梁截面高度不宜小于400mm。

〔3〕框架單獨(dú)柱基有以下情況之一時(shí)，宜沿兩個(gè)主軸方向設(shè)置根底系梁：

1〕一級(jí)框架和Ⅳ類場(chǎng)地的二級(jí)框架；

2〕各柱基承受的重力荷載代表值差異較大；

3〕根底埋置較深，或各根底埋置深度差異較大；

4〕地基主要受力層范圍內(nèi)存在軟弱粘性土層、液化土層和嚴(yán)重不均勻土層；

5〕樁基承臺(tái)之間。

〔4〕地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí)，應(yīng)防止在地下室頂板開設(shè)大洞口，并應(yīng)采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)，其樓板厚度不宜小于180mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜小于C30，應(yīng)采用雙層雙向配筋，且每層每個(gè)方向的配筋率不宜小于0.25％；地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的2倍，地下室柱截面每側(cè)的縱向鋼筋面積，不應(yīng)少于地上一層對(duì)應(yīng)柱每側(cè)縱筋面積的1.1倍。

〔5〕框架的砌體填充墻應(yīng)具有自身穩(wěn)定性，并應(yīng)符合以下要求：

1〕填充墻在平面和豎向的布置宜均勻?qū)ΨQ，宜防止形成薄弱層和短柱；

2〕砌體的砂漿強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M5，墻頂應(yīng)與框架梁密切結(jié)合；

3〕填充墻應(yīng)沿框架柱全高每隔500mm設(shè)2Φ6拉筋，其伸入墻內(nèi)的長度，6、7度時(shí)不應(yīng)小于墻長的1/5，且不小于700mm，8、9度時(shí)宜沿墻全長貫穿。

4〕墻長大于5m時(shí)，墻頂與梁〔板〕宜有鋼筋拉結(jié)；墻長超過層高的2倍時(shí)，宜設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱；墻高超過4m時(shí)，墻體半高處〔或門洞上皮〕宜設(shè)置與柱連接且沿墻全長貫穿的鋼筋混凝土水平系梁。

(6).結(jié)構(gòu)材料

抗震結(jié)構(gòu)宜采用較高強(qiáng)度的混凝土，以減小梁柱剪壓比和柱、剪力墻肢軸壓比。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，一級(jí)框架梁、柱、節(jié)點(diǎn)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低C30，其他各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20。但混凝土強(qiáng)度等級(jí)也不宜過高，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，設(shè)防烈度為9度時(shí)不宜超過C60，8度時(shí)不宜超過C70。

為保證結(jié)構(gòu)的延性，結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的鋼筋應(yīng)選用有屈服點(diǎn)的鋼筋。普通縱向受力鋼筋宜選用HRB400、HRB335級(jí)鋼筋，箍筋宜選用HRB335、HRB400、HPB235級(jí)鋼筋。

7.鋼筋的錨固和接頭

縱向受拉鋼筋的抗震錨固長度laE應(yīng)按下式計(jì)算：

laE=ηla

式中η——系數(shù)，一、二級(jí)抗震等級(jí)取1.15，三級(jí)取1.05，四級(jí)取1.0；

la——縱向受拉鋼筋的錨固長度。

現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架梁、柱的縱向受力鋼筋的連接方法，一、二級(jí)框架柱的各部位及三級(jí)框架柱的底層宜采用機(jī)械連接接頭，也可采用綁扎搭接或焊接接頭；三級(jí)框架柱的其他部位和四級(jí)框架柱可采用綁扎搭接或焊接接頭。一級(jí)框架梁宜采用機(jī)械連接接頭，二、三、四級(jí)框架梁可采用綁扎搭接或焊接接頭。

焊接或綁扎接頭均不宜位于構(gòu)件最大彎矩處，且宜避開梁端、柱端的箍筋加密區(qū)。當(dāng)無法防止時(shí)，應(yīng)采用機(jī)械連接接頭，且鋼筋接頭面積百分率不應(yīng)超過50%。

當(dāng)采用綁扎搭接接頭時(shí)，其搭接長度不應(yīng)小于下式的計(jì)

llE=ζlaE

llE——抗震設(shè)計(jì)時(shí)受拉鋼筋的搭接長度；

ζ——受拉鋼筋搭接長度修正值。箍筋末端應(yīng)作135゜的彎鉤，彎鉤的平直部份的長度不應(yīng)小于10d〔d為箍筋直徑〕，高層建筑中尚不應(yīng)小于75mm，。在縱向受力鋼筋搭接長度范圍內(nèi)的箍筋直徑不應(yīng)小于搭接鋼筋較大直徑的0.25倍，間距不應(yīng)大于搭接鋼筋較小直徑的5倍，且不應(yīng)大于100mm。21.2.1.2.2框架結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施

1.現(xiàn)澆框架梁

〔1〕框架梁的截面

普通框架梁的截面尺寸要求見鋼筋混凝土。采用扁梁時(shí)，樓板應(yīng)現(xiàn)澆，梁中線宜與柱中線重合，扁梁應(yīng)雙向布置。一級(jí)框架結(jié)構(gòu)不宜采用扁梁。〔2〕梁縱向鋼筋配置構(gòu)造1〕梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不應(yīng)大于2.5％。

2〕梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值，一級(jí)不應(yīng)小于0.5，二、三級(jí)不應(yīng)小于0.3。

3〕沿梁全長頂面和底面的配筋，一、二級(jí)不應(yīng)少于2Φ14，且分別不應(yīng)少于梁兩端頂面和底面縱向配筋中較大截面面積的1/4，三、四級(jí)不應(yīng)少于2Φ12。

4〕一、二級(jí)框架梁內(nèi)貫穿中柱的每根縱向鋼筋直徑，對(duì)矩形截面柱，不宜大于柱在該方向截面尺寸的1/20；對(duì)圓形截面柱，不宜大于縱向鋼筋所在位置柱截面弦長的1/20?！?〕梁端箍筋構(gòu)造

1〕梁端箍筋加密區(qū)的長度、箍筋最大間距和最小直徑應(yīng)按下表采用，當(dāng)梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2％時(shí)，表中箍筋最小直徑數(shù)值應(yīng)增大2mm。表21-5

梁端箍筋加密區(qū)的長度、箍筋的最大間距和最小直徑抗震等級(jí)加密區(qū)長度〔取較大值〕〔mm〕箍筋最大間距〔取最小值〕〔mm〕箍筋最小直徑〔mm〕一2hb，500hb/4，6d，10010二1.5hb，500hb/4，8d，1008三1.5hb，500hb/4，8d，1508四1.5hb，500hb/4，8d，1506注：d為縱向鋼筋直徑，hb為梁截面高度。

2〕加密區(qū)的箍筋肢距，一級(jí)不宜大于200mm，也不宜大于20d；二、三級(jí)不宜大于250mm，也不宜大于20d；四級(jí)不宜大于300mm。其中d為箍筋直徑。2.現(xiàn)澆框架柱

〔1〕框架柱的截面

框架柱的截面寬度和高度均不宜小于300mm，圓形直徑不宜小于350mm；剪跨比λ宜大于2；截面長邊與短邊的邊長之比不宜大于3。其中λ=Hn/〔2h0〕，Hn為柱凈高，h0為柱截面有效高度。〔2〕柱軸壓比

軸壓比μN(yùn)是指柱的組合軸壓力設(shè)計(jì)值N與柱的全截面面積A和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc乘積之比值，μN(yùn)=N/(fcA)。它是影響柱的破壞形態(tài)〔大偏心受壓破壞或小偏心受壓破壞〕和變形能力的重要因素。為了保證框架柱有一定延性，其軸壓比不宜超過下表的規(guī)定，并不應(yīng)大于1.05。建造于Ⅳ類場(chǎng)地且較高的高層建筑，柱軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)減少?！?〕柱縱向鋼筋配置構(gòu)造

柱縱向鋼筋宜對(duì)稱配置。截面尺寸大于400mm的柱，縱向鋼筋間距不宜大于200mm。柱總配筋率不應(yīng)大于5％。一級(jí)且剪跨比不大于2的柱，每側(cè)縱向鋼筋配筋率不宜大于1.2％。邊柱、角柱及抗震墻端柱在地震作用組合產(chǎn)生小偏心受拉時(shí)，柱內(nèi)縱筋總截面面積應(yīng)比計(jì)算值增加25％。柱縱向鋼筋的最小總配筋率應(yīng)按下表采用，同時(shí)每一側(cè)配筋率不應(yīng)小于0.2％。表21-6

柱軸壓比限值結(jié)

構(gòu)

類

型抗

震

等

級(jí)一二三框

架

結(jié)

構(gòu)0.70.80.9框架-抗震墻0.750.850.95

注：1.表內(nèi)限值適用于剪跨比大于2，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不高于C60的柱；剪跨比不大于2的柱軸壓比限值應(yīng)降低0.05；剪跨比小于1.5的柱，軸壓比限值應(yīng)專門研究并采取特殊構(gòu)造要求。

2.沿柱全高采用井字復(fù)合箍且箍筋肢距不大于200mm、間距不大于100mm、直徑不小于12mm，或沿柱全高采用復(fù)合螺旋箍，螺旋間距不大于100mm、箍筋肢距不大于200mm、直徑不小于12mm，或沿柱全高采用連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍、螺旋凈距不大于80mm、箍筋肢距不大于200mm、直徑不小于10mm，軸壓比限值均可增加0.10；上述三種箍筋的配箍特征值均應(yīng)按增大的軸壓比由表確定。

3.在柱的截面中部附加芯柱，其中另加的縱向鋼筋的總面積不少于柱截面面積的0.8％，軸壓比限值可增加0.05；此項(xiàng)措施與注2的措施共同采用時(shí)，軸壓比限制可增加0.15，但箍筋的配箍特征值仍可按軸壓比增加0.10的要求確定。(2)柱箍筋配置

1〕柱箍筋加密范圍

柱端取截面高度〔圓柱直徑〕，柱凈高的1/6和500mm三者的最大值。底層柱，柱根不小于柱凈高的1/3；當(dāng)有剛性地面時(shí)，除柱端外尚應(yīng)取剛性地面上下各500mm。剪跨比不大于2的柱和柱凈高與柱截面高度之比不大于4的柱、框支柱、一級(jí)及二級(jí)框架的角柱，取全高。表21-7

柱截面縱向鋼筋的最小總配筋率〔%)類

別抗

震

等

級(jí)一二三四中柱和邊柱1.00.80.70.6角柱、框支柱1.21.00.90.8

注：1.采用HRB400級(jí)熱軋鋼筋時(shí)，柱截面縱向鋼筋的最小總配筋率允許較表中值減少0.1，混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于C60時(shí)應(yīng)增加0.1；

2.對(duì)建造于Ⅳ類場(chǎng)地且較高的高層建筑，表中數(shù)值應(yīng)增加0.1。2〕加密區(qū)箍筋間距和直徑

一般情況下，箍筋的最大間距和最小直徑應(yīng)按下表采用。

二級(jí)框架柱的箍筋直徑不小于10mm且箍筋肢距不大于200mm時(shí)，除柱根外最大間距允許采用150mm；三級(jí)框架柱的截面尺寸不大于400mm時(shí)，箍筋最小直徑允許采用6mm；四級(jí)框架柱剪跨比不大于2時(shí)，箍筋直徑不應(yīng)小于8mm?？蛑е图艨绫炔淮笥?的柱，箍筋間距不應(yīng)大于100mm。表21-8

柱箍筋加密區(qū)的箍筋最大間距和最小直徑抗震等級(jí)箍筋最大間距〔采用較小值，mm〕箍筋最小直徑〔mm〕一6d，10010二8d，1008三8d，150〔柱根100〕8四8d，150〔柱根100〕6〔柱根8〕

注：d為柱縱筋最小直徑。3〕加密區(qū)箍筋肢距

柱箍筋加密區(qū)箍筋肢距，一級(jí)不宜大于200mm，二、三級(jí)不宜大于250mm和20倍箍筋直徑的較大值，四級(jí)不宜大于300mm。至少每隔一根縱向鋼筋宜在兩個(gè)方向有箍筋或柱筋約束；采用拉筋復(fù)合箍時(shí)，拉筋宜緊靠縱向鋼筋并鉤住箍筋。4〕柱箍筋加密區(qū)的體積配筋率

柱箍筋加密區(qū)的體積配筋率，應(yīng)符合以下要求：

ρv=Asvl/〔sA0〕≥λvfc/fy

〔6.4〕

式中ρv——柱箍筋加密區(qū)的體積配筋率，一級(jí)不應(yīng)小于0.8％，二級(jí)不應(yīng)小于0.6％，三、四級(jí)不應(yīng)小于0.4％；計(jì)算復(fù)合箍筋的體積配筋率時(shí)，應(yīng)扣除重疊局部的箍筋體積；

Asv——箍筋截面面積；

l——箍筋長度，重疊部份不計(jì)；

s——箍筋間距；

A0——核心區(qū)截面面積；

fc——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；強(qiáng)度等級(jí)低于C35時(shí)，應(yīng)按C35計(jì)算；

fyv——箍筋或拉筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，超過360N/mm2時(shí)，取360N/mm2計(jì)算；

λv——的最小配箍特征值。5〕柱箍筋非加密區(qū)的體積配筋率及箍筋間距

柱箍筋非加密區(qū)的體積配筋率不宜小于加密區(qū)的50％；箍筋間距，一、二級(jí)框架柱不應(yīng)大于10倍縱向鋼筋直徑，三、四級(jí)框架柱不應(yīng)大于15倍縱向鋼筋直徑。6〕框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋的最大間距和最小直徑

框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋的最大間距和最小直徑宜按柱箍筋加密區(qū)要求采用。一、二、三級(jí)框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)配箍特征值分別不宜小于0.12、0.10和0.08，且體積配箍率分別不宜小于0.6％、0.5％和0.4％。柱剪跨比不大于2的框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)配箍特征值不宜小于核心區(qū)上、下柱端的較大配箍特征值。3.框架梁、柱縱向鋼筋在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的錨固和搭接

〔1〕框架在框架中間層中間節(jié)點(diǎn)的上部縱向鋼筋應(yīng)貫穿中間節(jié)點(diǎn)。

一、二級(jí)梁的下部縱向鋼筋伸入中間節(jié)點(diǎn)的錨固長度不應(yīng)小于laE，且伸過中心線不應(yīng)小于5d。梁內(nèi)貫穿中柱的每根縱向鋼筋直徑，對(duì)于一、二級(jí)抗震等級(jí)，不宜大于柱在該方向截面尺寸的1/20。對(duì)于圓柱截面，梁最外側(cè)貫穿節(jié)點(diǎn)的鋼筋直徑，不宜大于縱向鋼筋所在位置柱截面弦長的1/20。表21-9

柱箍筋加密區(qū)的箍筋最小配箍特征值λv抗震等級(jí)箍筋形式柱

軸

壓

比≤0.30.40.50.60.70.80.91.01.05一普通箍、復(fù)合箍0.100.110.130.150.170.200.23

螺旋箍、復(fù)合或連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍0.080.090.110.130.150.180.21

二普通箍、復(fù)合箍0.080.090.110.130.150.170.190.220.24螺旋箍、復(fù)合或連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍0.060.070.090.110.130.150.170.200.22三普通箍、復(fù)合箍0.060.070.090.110.130.150.170.200.22螺旋箍、復(fù)合或連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍0.050.060.070.090.110.130.150.180.20

注：1.普通箍指單個(gè)矩形箍和單個(gè)圓形箍；復(fù)合箍指由矩形、多邊形、圓形或拉筋組成的箍筋；復(fù)合螺旋箍指由螺旋箍與矩形、多邊形、圓形箍或拉筋組成的箍筋；連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍指全部螺旋箍為同一根鋼筋加工而成的箍筋。

2.框支柱宜采用復(fù)合螺旋箍或井字復(fù)合箍，其最小配箍特征值應(yīng)比表內(nèi)數(shù)值增加0.02，且體積配箍率不應(yīng)小于1.5％

3.剪跨比不大于2的柱宜采用復(fù)合螺旋箍或井字復(fù)合箍，其體積配箍率不應(yīng)小于1.2％，9度時(shí)不應(yīng)小于1.5％。

4.計(jì)算復(fù)合螺旋箍的體積配箍率時(shí)，其非螺旋箍的箍筋體積應(yīng)乘以換算系數(shù)0.8。

〔2〕中間層端節(jié)點(diǎn)內(nèi)的上部縱向鋼筋錨固長度除應(yīng)符合la