《建筑抗震設計》 課件 張延年 第6-9章 砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設計-隔震與消能減震設計

建筑抗震設計主要內(nèi)容

第一章地震與抗震概論第二章建筑場地與地基基礎(chǔ)第三章地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗算

第五章混凝土結(jié)構(gòu)房屋抗震設計

第六章砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設計

第七章鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設計

第八章單層廠房抗震設計

第九章隔震與消能減震設計第六章砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設計6.1震害及其分析

6.2一般要求

6.3砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震設計6.4砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震構(gòu)造措施6.5砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震構(gòu)造實例6.6本章小結(jié)作業(yè)：返回砌體結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：具有容易就地取材、造價低、保溫、隔熱性能好，并且施工簡單等優(yōu)點，在一定范圍內(nèi)具有優(yōu)于其他結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟效益和使用性能。砌體結(jié)構(gòu)的缺點：抗拉、抗剪和抗彎能力很低并缺乏抗震所要求的延性。因此，砌體房屋的抗震能力較差，特別是未經(jīng)抗震設計的多層砌體房屋在地震中破壞更為嚴重。大量震害表明傳統(tǒng)的砌體結(jié)構(gòu)抗震性能較差：1923年日本關(guān)東大地震，東京約有磚石結(jié)構(gòu)房屋7000棟，幾乎全部遭到不同程度的破壞。1948年原蘇聯(lián)阿什哈巴德地震，磚石結(jié)構(gòu)房屋的破壞和倒塌率達到70%-80%。1976年唐山地震，對烈度為10度、11度區(qū)的123棟2-8層磚混結(jié)構(gòu)房屋調(diào)查，倒塌率為63.2%，嚴重破壞為23.6%，尚能修復使用的4.2%，實際破壞率達95.8%?？拐鹦阅懿畹脑颍?、剛度大、自重大，地震作用也大；2、砌體材料質(zhì)脆,抗剪、抗拉、抗彎強度低,地震作用下極易出現(xiàn)裂縫;3、受施工質(zhì)量的影響較大;如砂漿不飽滿,易出現(xiàn)裂縫,減弱抗震性能。多層磚房震害程度統(tǒng)計表(%)下表為我國20世紀60年代至90年代中期多層磚房的震害程度統(tǒng)計表。地震烈度震害程度6度7度8度9度10度基本完好45.940.837.25.80.8輕微破壞42.337.719.59.12.5中等破壞11.212.224.824.75.6嚴重破壞0.68.818.253.913.0倒塌0.50.36.578.1總計1001001001001006.1

震害及其分析一、倒塌1、全部倒塌全部倒塌可分為三種情況：結(jié)構(gòu)底部墻體不足以抵抗強烈地震所產(chǎn)生的剪力時，底部先倒而導致上部隨之塌落；上部墻體過于薄弱先倒，而將底部砸塌；上下墻體同時散碎。唐山市某機關(guān)家屬大院。共有10棟三層的單元式住宅樓，剛交付使用不久，地震后全部倒塌，基本成為平地。（右圖）唐山地震五層樓倒塌中，大樓塌毀后各層樓板疊壓在一起（左圖）映秀鎮(zhèn)大量砌體結(jié)構(gòu)房屋倒塌（右圖）青川縣城大量砌體結(jié)構(gòu)房屋倒塌（左圖）聚源中學的校舍全部倒塌，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)一根被剪斷的柱子竟然是磚柱。2、上部倒塌

易造成上部倒塌的原因：上部砌體強度不足；屋頂與墻體間連接不好；上部結(jié)構(gòu)自重大、剛度差；上部結(jié)構(gòu)整體性差等。唐山陡河電站辦公樓。五層磚混結(jié)構(gòu)，圈梁兼作窗過梁，未設在樓板平面處，造成梁破壞而甩落在地，致使頂層部分倒塌(正立面)。3、局部倒塌

易造成房屋局部倒塌的原因有：房屋地基不均勻；個別部位連接不好、整體性差、平立面處理不當?shù)?。外縱墻全部脫開橫墻而坍塌是較常見的震害。什邡市鎣華鎮(zhèn)一砌體結(jié)構(gòu)房屋，部分垮塌都江堰，新建小學，教學樓,磚預制板板端與圈梁連接尚可，估計另一端是簡支梁無拉筋。底框磚混：底框已被完全座垮損毀了二、樓板和屋蓋塌落現(xiàn)澆樓、屋蓋常因墻體倒塌而破壞；裝配式樓、屋蓋則可由于支撐長度不足或無可靠拉結(jié)而導致樓板墜落；樓、屋蓋梁也可因梁端伸進墻內(nèi)長度不足而自墻內(nèi)拔出，造成梁的塌落。破壞原因：樓板和屋蓋是地震時傳遞水平地震作用的主要構(gòu)件。右前這幢建筑屋面板、樓板全部墜落，估計板端無拉結(jié)或拉結(jié)很弱，這列房間無生存空間，樓梯間走道有生存空間。龍居中心學校，教學樓，大梁上的預制板板端未看見拉結(jié)鋼筋。唐山市開灤煤礦研究所三層宿舍樓。地震后坡項輕型瓦屋面塌落，頂層多數(shù)為12厘米隔墻搗口無圈梁。震后，頂層倒塌，屋蓋塌落。三、墻的破壞墻體破壞的部位和形式往往與布置、砌體強度和房屋構(gòu)造等因素有密切關(guān)系。結(jié)構(gòu)變形與典型破壞墻體的破壞形式主要有：斜裂縫、交叉裂縫、水平裂縫和豎向裂縫。典型的剪切斜裂縫平面外震動造成的豎向裂縫典型的磚墻X形剪切裂縫地震時引起墻體豎向裂縫的原因有：

縱橫墻體交接處的連接不好、地基不均勻沉降和豎向地震作用下梁支座處局部壓力過大等。四、墻角的破壞破壞主要原因是：墻角位于房屋的盡端，縱橫兩個方向的約束差，該處較薄弱；在墻角，地震作用的扭轉(zhuǎn)效應較為明顯，該處應力狀態(tài)較為復雜，易于產(chǎn)生應力集中。唐山市冶金機械廠家屬樓三層轉(zhuǎn)角墻體崩塌在橫縱墻交接處或變化較大的兩部體系的交接處，地震時常產(chǎn)生裂縫。為縱橫外墻轉(zhuǎn)角處的裂縫細部照片，磚被拉斷五、樓梯間的破壞主要是樓梯間墻體的破壞，樓梯本身很少破壞。破壞原因是：墻體在高度方向缺乏有力的支撐，此部位空間剛度差，特別是頂層墻體的計算高度又比其它層位的大，穩(wěn)定性差，當樓梯間位于房屋盡端或轉(zhuǎn)角處，其墻體的破壞尤為嚴重。樓梯間與弱連接處破壞六、縱橫墻連接的破壞破壞原因：由于施工時縱橫墻沒有很好的咬槎砌筑或缺乏足夠的拉結(jié)，加之此部位受力較復雜，易產(chǎn)生應力集中。因此，地震時易產(chǎn)生豎向裂縫，嚴重者外縱墻和山墻外閃，甚至倒塌。外縱墻全部脫開而坍塌突出屋面的屋頂間（電梯機房、水箱間等）、煙囪、女兒墻，由于“鞭端效應”引起破壞。房屋附屬物的破壞比下部主體結(jié)構(gòu)破壞嚴重。6度區(qū)有所破壞，7度區(qū)普遍破壞，8-9度區(qū)幾乎全部破壞或倒塌。女兒墻等墜物嚴重，建筑物間距較密，造成逃生困難七、附屬構(gòu)件的破壞漢旺鎮(zhèn)PICC大樓，屋頂塔樓2個掉落1個。在地震中，附屬構(gòu)件破壞返回6.2

一般要求1、房屋的層數(shù)和總高度的限制房屋類別最小墻厚(mm)烈度67890.05g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g高度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)多層砌體房屋普通磚多孔磚多孔磚小砌塊240240190190212121217777212118217767211815187656181815186656151512155545129-943-3底部框架-抗震墻砌體房屋普通磚多孔磚240227227196165----多孔磚190227196165134----小砌塊190227227196165----采用蒸壓灰砂磚和蒸壓粉煤灰磚砌體的房屋，當砌體的抗剪強度僅達到普通粘土磚砌體的70%時，房屋的層數(shù)應比普通磚房減少一層，高度應減少3m；當砌體的抗剪強度達到普通磚砌體的取值時，房屋的層數(shù)和高度同普通磚房屋。多層砌體承重房屋的層高，不應超過3.6m；底部框架-抗震墻砌體房屋的底部，層高不應超過4.5m。當使用功能確有需要時，采用約束砌體等加強措施的普通磚房屋，層高不應超過3.9m。丙類設防的橫墻較少的多層砌體房屋，當總高度和層數(shù)接近或達到上表規(guī)定限值，應采取下列加強措施：

(1)房屋的最大開間尺寸不宜大于6.6m。(2)同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)橫墻錯位數(shù)量不宜超過橫墻總數(shù)的1/3，且連續(xù)錯位不宜多于兩道；錯位的墻體交接處均應增設構(gòu)造柱，且樓、屋面板應采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。

(3)橫墻和內(nèi)縱墻上洞口的寬度不宜大于1.5m；外縱墻上洞口的寬度不宜大于2.1m或開間尺寸的一半；且內(nèi)外墻上洞口位置不應影響內(nèi)外縱墻與橫墻的整體連接。(4)所有縱橫墻均應在樓、屋蓋標高處設置加強的現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁：圈梁的截面高度不宜小于150mm，上下縱筋各不應少于3Ф10，箍筋不小于Ф6，間距不大于300mm。

(5)所有縱橫墻交接處及橫墻的中部，均應增設滿足下列要求的構(gòu)造柱：在縱、橫墻內(nèi)的柱距不宜大于3.0m，最小截面尺寸不宜小于240mm×240mm(墻厚190mm時為240mm×190mm)，配筋宜符合下表的要求。

(6)同一結(jié)構(gòu)單元的樓、屋面板應設置在同一標高處。

(7)房屋底層和頂層的窗臺標高處，宜設置沿縱橫墻通長的水平現(xiàn)澆鋼筋混凝土帶；其截面高度不小于60mm，寬度不小于墻厚，縱向鋼筋不少于2Ф10，橫向分布筋不小于Ф6，間距不大于200mm。增設構(gòu)造柱的縱筋和箍筋設置要求位置縱向配筋箍筋最大配筋率(%)最小配筋率(%)最小直徑(mm)加密區(qū)范圍(mm)加密區(qū)間距(mm)最小直徑(mm)角柱1.80.814全高1006邊柱14上端700下端500中柱1.40.6122、房屋最大高寬比的限制保證房屋的穩(wěn)定性。房屋最大高寬比烈度6789最大高寬比2.52.52.01.5注：1單面走廊房屋的總寬度不包括走廊寬度；2建筑平面接近正方形時，其高寬比宜適當減小。3、房屋抗震橫墻最大間距的限制多層砌體房屋的橫向地震作用主要由橫墻承受。多層砌體房屋的抗震橫墻間距不應超過下表的要求，且在混凝土小型空心砌塊房屋中，不宜采用木樓屋蓋。

房屋抗震橫墻最大間距(m)樓屋蓋類別烈度6789多層砌體房屋現(xiàn)澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓、屋蓋裝配式鋼筋混凝土樓、屋蓋木屋蓋1511915119119474-底部框架-抗震墻砌體房屋上部各層同多層砌體房屋-底層或底部兩層181511-4、房屋的局部尺寸的限制地震時，房屋首先破壞的部位主要是窗間墻、盡端墻段及女兒墻等。在強烈地震作用下，可能因上述部位的失效而造成整棟房屋結(jié)構(gòu)的破壞甚至倒塌。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寬度1.01.01.21.5

非承重外墻盡端至門窗洞邊的最小寬度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)的最大寬度0.50.50.50.0房屋的局部尺寸限制(m)5、房屋的結(jié)構(gòu)體系及平面布置

多層砌體房屋的建筑布置和結(jié)構(gòu)體系，應符合下列要求：

(1)應優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系。不應采用砌體墻和混凝土墻混合承重的結(jié)構(gòu)體系。

(2)縱橫向砌體抗震墻的布置應符合下列要求：

①宜均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)宜對齊，沿豎向應上下連續(xù)；且縱橫向墻體的數(shù)量不宜相差過大；

②當平面輪廓凹凸尺寸超過典型尺寸25%時，轉(zhuǎn)角處應采取加強措施；③樓板局部大洞口的尺寸不宜超過樓板寬度的30%，且不應在墻體兩側(cè)同時開洞；④房屋錯層的樓板高差超過500mm時，應按兩層計算；錯層部位的墻體應采取加強措施；⑤同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻；墻面洞口的面積，6、7度時不宜大于墻面總面積的55%，8、9度時不宜大于50%；⑥橫向中部應設置內(nèi)縱墻，其累計長度不宜少于房屋總長度的60%(高寬比大于4的墻段不計入)。(3)

房屋有下列情況之一時宜設置防震縫，縫兩側(cè)均應設置墻體，縫寬應根據(jù)烈度和房屋高度確定，可采用70mm~100mm：

①房屋立面高差在6m以上； ②房屋有錯層，且樓板高差大于層高的1/4；

③

各部分結(jié)構(gòu)剛度、質(zhì)量截然不同。(4)樓梯間不宜設置在房屋的盡端或轉(zhuǎn)角處。(5)

不應在房屋轉(zhuǎn)角處設置轉(zhuǎn)角窗。(6)橫墻較少、跨度較大的房屋，宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓、屋蓋。返回6.3砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震設計一、水平地震作用計算H1G1GkHkGi二、樓層地震剪力在各墻體間的分配1.橫墻的地震剪力第i層的橫向地震剪力由第i層所有橫墻承受。（1）剛性樓蓋房屋現(xiàn)澆及裝配整體式鋼筋混凝土樓（屋）蓋等。高寬比對墻體變形的影響《建筑抗震設計規(guī)范》規(guī)定：當h/b<1時，可只考慮剪切變形，彎曲變形的影響可予以忽略。等效側(cè)移剛度為：當1≤h/b≤4時，應同時考慮剪切變形和彎曲變形的影響。當h/b>4時，由于墻體的側(cè)向剛度很小，故不考慮此墻體的側(cè)向剛度，即取K=0（a）無洞墻體（b）有洞墻體規(guī)則洞口情況對于水平實心墻帶對于窗間墻時時不規(guī)則洞口情況(c)小開口墻體層間等效側(cè)向剛度的計算對于小開口墻體，為了使計算簡單，可按不開洞的墻體毛面積計算其等效側(cè)向剛度，然后根據(jù)開洞率乘以下表中的洞口影響系數(shù)。墻體剛度的洞口影響系數(shù)開洞率0.100.200.30影響系數(shù)0.980.940.88注：1開洞率為洞口水平截面積與墻段水平毛截面積之比，相鄰洞口之間凈寬小于500mm的墻段視為洞口；2洞口中線偏離墻段中線大于墻段長度的1/4，表中影響系數(shù)值折減0.9；門洞的洞頂高度大于層高80%時，表中數(shù)據(jù)不適用；窗洞高度大于50%層高時，按門洞對待。（2）柔性樓蓋房屋柔性樓蓋：木結(jié)構(gòu)等樓（屋）蓋。第m道橫墻所分配的地震剪力，按第m道橫墻從屬面積上重力荷載代表值的比例分配。第j層第m道橫墻從屬面積上重力荷載代表值；第j層結(jié)構(gòu)總重力荷載代表值。第j層第m道橫墻所應分配地震作用的建筑面；第j層的建筑面積。當樓層單位面積上的重力荷載代表值相等時，可進一步簡化為按各墻片所承擔的地震作用的面積比進行分配：（3）中等剛度樓蓋房屋中等剛度樓蓋：介于剛度樓蓋和柔性樓蓋之間的樓（屋）蓋，如裝配式鋼筋混凝土樓蓋。它的各橫墻所分配的地震剪力，按剛性樓蓋和柔性樓蓋結(jié)果的平均值確定。3、縱向樓層地震剪力的分配由于房屋縱向尺寸明顯大于橫向尺寸，縱墻間距比較小，所以，不論采用哪種類型的樓蓋，其縱向剛度都比較大，均可按剛性樓蓋考慮。多層砌體房屋各縱墻所分配的地震剪力為：4、同一道墻各墻段地震剪力的分配第m道墻第r墻段所分配的地震剪力為：當各墻段的高寬比均小于1或各墻段的寬度相差不大時，上式可簡化為：Aiml為第i層第m道墻第l墻段的水平截面面積；Aim為第i層第m道墻在洞口高度處的水平截面面積。式中：1、各類砌體的抗震抗剪強度設計值三、墻體截面抗震承載力驗算fVE為砌體沿階梯形截面破壞的抗震抗剪強度設計值；fV為非抗震設計的砌體抗剪強度設計值，按下表采用；

為砌體抗震抗剪強度的正應力影響系數(shù)。

非抗震設計的砌體抗剪強度設計值(MPa)砌體類別砂漿強度≥M10M7.5M5M2.5普通粘土磚小砌塊0.170.090.140.080.110.060.08為使各類砌體房屋墻體的截面抗震承載力驗算公式的表達公式相同，《規(guī)范》中采用砌體抗震抗剪強度的正應力影響系數(shù)ζN，即根據(jù)砌體的不同類別，而取用相應的ζN。砌體抗震抗剪強度的正應力影響系數(shù)σ0為對應與重力荷載代表值的砌體截面平均壓應力。砌體類別σ0/fV0.01.03.05.07.010.012.0≥16.0普通磚、多孔磚0.800.991.251.471.651.902.05-小砌塊-1.231.692.152.573.023.323.922、墻體截面抗震受剪承載力驗算(1)一般情況下，應按按下式驗算：墻體地震剪力設計值；承載力抗震調(diào)整系數(shù)，對于兩端均有構(gòu)造柱、芯柱的承重墻為0.9，其它承重墻為1，自承重墻取0.75;墻體橫截面面積，多孔磚取毛截面面積；砌體沿階梯形截面破壞的抗震抗剪設計值。墻體高寬比0.40.60.81.01.20.100.120.140.150.12(2)采用水平配筋的墻體，應按下式驗算：---水平鋼筋抗拉強度設計值；---層間墻體豎向截面的總水平鋼筋面積，其配筋率應不小于0.07%且不大于0.17%；---鋼筋參與工作系數(shù)，可按下表采用。式中：fyhAsh

ζs鋼筋參與工作系數(shù)計入設置與墻段中部、截面不小于240mm×240mm且間距不大于4m的構(gòu)造柱對承載力的提高作用，按下列簡化方法驗算：---中部構(gòu)造柱的橫截面總面積(對橫墻和內(nèi)縱墻，當Ac>0.15A時，取Ac=0.15A；對外縱墻，當Ac>0.25A時，取Ac=0.25A)；---中部構(gòu)造柱的混凝土軸心抗拉強度設計值；---中部構(gòu)造柱的縱向鋼筋截面總面積(配筋率不小于0.6%，大于1.4%時取1.4%)；---構(gòu)造柱鋼筋抗拉強度設計值；---中部構(gòu)造柱參與工作系數(shù)；居中設一根時取0.5，多于一根時取0.4；---墻體約束修正系數(shù)(當構(gòu)造柱間距大于3.0m時，取ηc＝1.0；當構(gòu)造柱間距不大于3.0m時，取ηc=1.1)；---層間墻體豎向截面的總水平鋼筋面積，無水平鋼筋時取0.0。AcftAscfycζcηcAsh式中：3、混凝土小砌塊墻體混凝土小砌塊墻體的截面抗震受剪承載力應按下式驗算：ft為芯柱的混凝土軸心抗拉強度設計值；Ac為芯柱的截面總面積；As為芯柱的鋼筋截面總面積；ζc為芯柱參與工作系數(shù)，按下表采用。芯柱參與工作系數(shù)填孔率Ρ<0.150.15≤ρ<0.250.25≤ρ<0.5ρ≥0.5ζc0.01.01.101.154、不利墻段的選擇在進行墻體的截面抗震受剪承載力驗算時，只需選擇縱橫向的不利墻段進行驗算。不利墻段為：承受地震作用較大的墻段；豎向壓應力較小的墻段；局部截面較小的墻段。返回6.4

砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震構(gòu)造措施一、多層磚房的抗震構(gòu)造措施1、構(gòu)造柱的設置(1)構(gòu)造柱的作用提高墻體的變形能力，避免墻體倒塌設置構(gòu)造柱尚能提高砌體的抗剪強度10%~30%。構(gòu)造柱位置示意圖窗間墻體破壞,如果沒有構(gòu)造柱及圈梁，估計垮塌了圈梁發(fā)揮了作用，可是沒有構(gòu)造柱一樣倒塌(2) 構(gòu)造柱的設置要求房屋層數(shù)設置部位6度7度8度9度樓、電梯間四角，樓梯段上下端對應的墻體處；外墻四角和對應轉(zhuǎn)角；錯層部位橫墻與外縱墻交接處；大房間內(nèi)外墻交接處；較大洞口兩側(cè)隔12m或單元橫墻與外縱墻交接處；樓梯間對應的另一側(cè)內(nèi)橫墻與外縱墻交接處四、五三、四二、三隔開間橫墻(軸線)與外墻交接處；山墻與內(nèi)縱墻交接處六五四二七≥六≥五≥三內(nèi)墻(軸線)與外墻交接處；內(nèi)墻的局部較小墻垛處；內(nèi)縱墻與橫墻(軸線)交接處(3)構(gòu)造柱的截面尺寸、配筋和連接(a)墻角構(gòu)造柱(b)內(nèi)墻與外墻交接構(gòu)造柱構(gòu)造柱示意圖：(c)內(nèi)墻交接構(gòu)造柱(d)洞邊構(gòu)造柱(e)墻中構(gòu)造柱

房屋抗震橫墻最大間距(m)房屋類別最小墻厚(mm)烈度67890.05g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g高度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)多層砌體房屋普通磚多孔磚多孔磚小砌塊240240190190212121217777212118217767211815187656181815186656151512155545129-943-3底部框架-抗震墻砌體房屋普通磚多孔磚240227227196196134--多孔磚190227196165165103--小砌塊190227227196196134--砌塊墻的構(gòu)造柱為了保證砌塊墻的整體剛度和穩(wěn)定性，應在外墻轉(zhuǎn)角處和必要的內(nèi)外墻交接處設置構(gòu)造柱，為增強抗震能力，構(gòu)造柱應與圈梁有完好的連接。2、現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁的設置(1)圈梁的作用對于砌體房屋，現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁可加強墻體的連接，提高樓、屋蓋的剛度，增強房屋的整體性；還可以和構(gòu)造柱共同限制墻體裂縫的開展以及抵抗或減小由于地震或其他原因引起的地基不均勻沉降而對房屋造成的不利影響。水塔破壞了，引起注意的是，原本以為那個砂漿帶是圈梁，再仔細一看開裂的地方，根本就是一層水泥砂漿裝飾帶(2)現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁的設置要求墻類烈度6、789外墻和內(nèi)縱墻屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處內(nèi)橫墻同上；屋蓋處間距不應大于4.5m；樓蓋處間距不應大于7.2m；構(gòu)造柱對應部位同上；各層所有橫墻，且間距不應大于4.5m；構(gòu)造柱對應部位同上；各層所有橫墻(3)現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁的構(gòu)造要求

①圈梁應閉合，遇有洞口圈梁應上下搭接。圈梁宜與預制板設在同一標高處或緊靠板底（見圖)圈梁示意圖砌塊墻的圈梁圈梁與過梁接近時，可合二為一。圈梁有現(xiàn)澆、預制兩種?，F(xiàn)澆圈梁整體性強，但施工麻煩。實際工程中多采用U形預制砌塊來代替模板。

②圈梁在下表要求的間距內(nèi)無橫墻時，應利用梁或板縫中配筋替代圈梁。墻類烈度6、789外墻和內(nèi)縱墻屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處內(nèi)橫墻同上；屋蓋處間距不應大于4.5m；樓蓋處間距不應大于7.2m；構(gòu)造柱對應部位同上；各層所有橫墻，且間距不應大于4.5m；構(gòu)造柱對應部位同上；各層所有橫墻多層磚砌體房屋現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁設置要求

③圈梁的截面高度不應小于120mm，配筋應符合下表的要求；當為按軟弱地基設置的基礎(chǔ)圈梁時，其截面高度不應小于180mm，縱向配筋不應小于4φ12。磚房圈梁配筋要求配筋烈度6、789最小縱筋4φ104φ124φ14最大箍筋間距(mm)250200150(1)現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板或屋面板伸進縱、橫墻內(nèi)的長度，均不宜小于120mm。3、樓、屋蓋的抗震構(gòu)造要求1.現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板或屋面板伸進縱、橫墻內(nèi)的長度，均不宜小于120mm。預制板與圈梁的拉結(jié)預制板與圈梁連接預制板與圈梁連接4、墻體間的連接

(1)對7度時長度大于7.2m的大房間及8度和9度時，在外墻轉(zhuǎn)角及內(nèi)外墻交接處，如未設構(gòu)造柱，應沿墻高每隔500mm配置2φ6拉結(jié)鋼筋，并每邊伸入墻內(nèi)不宜小于1m。墻體間的連接

(2)對后砌的非承重隔墻，應沿墻高每隔500mm配置2φ6拉結(jié)鋼筋與承重墻或柱拉結(jié)，每邊伸入墻內(nèi)不應小于500mm；8度和9度時，長度大于5m的后砌隔墻的墻頂尚應與樓板或梁拉結(jié)。后砌墻與梁的拉結(jié)5、樓梯間的抗震構(gòu)造

(1)頂層樓梯間橫墻和外墻應沿墻高每隔500mm設2φ6通長鋼筋和4分布短鋼筋平面內(nèi)點焊組成的拉結(jié)網(wǎng)片或4點焊網(wǎng)片；7~9度時其他各層樓梯間墻體應在休息平臺或樓層半高處設置60mm厚、縱向鋼筋不應少于2φ10的鋼筋混凝土帶或配筋磚帶，配筋磚帶不少于3皮，每皮的配筋不少于2φ6，砂漿強度等級不應低于M7.5且不低于同層墻體的砂漿強度等級。

(2)樓梯間及門廳內(nèi)墻陽角處的大梁支承長度不應小于500mm，并應與圈梁連接。

(3)裝配式樓梯段應與平臺板的梁可靠連接，8、9度時不應采用裝配式樓梯段；不應采用墻中懸挑式踏步或踏步豎肋插入墻體的樓梯，不應采用無筋磚砌欄板。

(4)突出屋頂?shù)臉?、電梯間，構(gòu)造柱應伸到頂部，并與頂部圈梁連接，所有墻體應沿墻高每隔500mm設2φ6通長鋼筋和φ4分布短筋平面內(nèi)點焊組成的拉結(jié)網(wǎng)片或φ4點焊網(wǎng)片。(1)坡屋頂房屋的屋架應與頂層圈梁可靠連接，檁條或屋面板應與墻、屋架可靠連接，房屋出入口處的檐口瓦應與屋面構(gòu)件錨固。采用硬山擱檁時，頂層內(nèi)縱墻頂宜增砌支承山墻的踏步式墻垛，并設置構(gòu)造柱。(2)門窗洞處不應采用磚過梁；過梁支承長度，6~8度時不應小于240mm，9度時不應小于360mm。6、其他構(gòu)造要求

(3)預制陽臺，6、7度時應與圈梁和樓板的現(xiàn)澆板帶可靠連接，8、9度時不應采用。

(4)同一結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)(或樁承臺)，宜采用同一類型的基礎(chǔ)，底面宜埋置在同一標高上，否則應增設基礎(chǔ)圈梁并應按1:2的臺階逐步放坡。二、多層砌塊房屋的抗震構(gòu)造措施1、設置鋼筋混凝土芯柱房屋層數(shù)設置部位設置數(shù)量6度7度8度9度四、五三、四二、三外墻轉(zhuǎn)角，樓、電梯間四角；樓梯段上下端對應的墻體處；大房間內(nèi)外墻交接處；錯層部位橫墻與外縱墻交接處；隔12m或單元橫墻與外縱墻交接處外墻轉(zhuǎn)角，灌實3個孔；內(nèi)外墻交接處，灌實4個孔；樓梯段上下端對應的墻體處，灌實2個孔六五四同上；隔開間橫墻(軸線)與外縱墻交接處七六五二同上；各內(nèi)墻(軸線)與外縱墻交接處；內(nèi)縱墻與橫墻(軸線)交接處和洞口兩側(cè)外墻轉(zhuǎn)角，灌實5個孔；內(nèi)外墻交接處，灌實4個孔；內(nèi)墻交接處，灌實4~5個孔；洞口兩側(cè)各灌實1個孔七≥六≥三同上；橫墻內(nèi)芯柱間距不大于2m外墻轉(zhuǎn)角，灌實7個孔；內(nèi)外墻交接處，灌實5個孔；內(nèi)墻交接處，灌實4~5個孔：洞口兩側(cè)各灌實1個孔(2)芯柱的構(gòu)造要求

①小砌塊房屋芯柱截面不宜小于120mm×120mm。

②芯柱混凝土強度等級，不應低于Cb20。

③芯柱的豎向插筋應貫通墻身且與圈梁連接；插筋不應小于1φ12，6、7度時超過五層、8度時超過四層和9度時，插筋不應小于1φ14。

④芯柱應伸入室外地面下500mm或與埋深小于500mm的基礎(chǔ)圈梁相連。

⑤為提高墻體抗震受剪承載力而設置的芯柱，宜在墻體內(nèi)均勻布置，最大凈距不宜大于2.0m。

⑥多層小砌塊房屋墻體交接處或芯柱與墻體連接處應設置拉結(jié)鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片可采用直徑4mm的鋼筋點焊而成，沿墻高間距不大于600mm，并應沿墻體水平通長設置。6、7度時底部1/3樓層，8度時底部1/2樓層，9度時全部樓層，上述拉結(jié)鋼筋網(wǎng)片沿墻高間距不大于400mm。對于小砌塊房屋中替代芯柱的現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)造柱，應符合下列構(gòu)造要求：

①構(gòu)造柱截面不宜小于190mm×190mm，縱向鋼筋宜采用4φ12，箍筋間距不宜大于250mm，且在柱上下端宜適當加密；6、7度時超過五層、8度時超過四層和9度時，構(gòu)造柱縱向鋼筋宜采用4φ14，箍筋間距不應大于200mm；外墻轉(zhuǎn)角的構(gòu)造柱可適當加大截面及配筋。

②

構(gòu)造柱可不單獨設置基礎(chǔ)，但應伸入室外地面下500mm，或與埋深小于500mm的基礎(chǔ)圈梁相連。

③

構(gòu)造柱與砌塊墻連接處應砌成馬牙槎，與構(gòu)造柱相鄰的砌塊孔洞，6度時宜填實，7度時應填實，8、9度時應填實并插筋。構(gòu)造柱與砌塊墻之間沿墻高每隔600mm設置4點焊拉結(jié)鋼筋網(wǎng)片，并應沿墻體水平通長設置。6、7度時底部1/3樓層，8度時底部1/2樓層，9度全部樓層，上述拉結(jié)鋼筋網(wǎng)片沿墻高間距不大于400mm。

④構(gòu)造柱與圈梁連接處，構(gòu)造柱的縱筋應穿過圈梁，保證構(gòu)造柱縱筋上下貫通。

多層小砌塊房屋的現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁的設置位置應下表的多層磚砌體房屋圈梁的要求執(zhí)行，圈梁寬度不應小于190mm，配筋不應少于4φ12，箍筋間距不應大于200mm。2、設置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁墻類烈度6、789外墻和內(nèi)縱墻屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處內(nèi)橫墻同上；屋蓋處間距不應大于4.5m；樓蓋處間距不應大于7.2m；構(gòu)造柱對應部位同上；各層所有橫墻，且間距不應大于4.5m；構(gòu)造柱對應部位同上；各層所有橫墻多層磚砌體房屋現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁設置要求3、設置水平現(xiàn)澆鋼筋混凝土帶多層小砌塊房屋的層數(shù)，6度時超過五層、7度時超過四層、8度時超過三層和9度時，在底層和頂層的窗臺標高處，沿縱橫墻應設置通長的水平現(xiàn)澆鋼筋混凝土帶；其截面高度不小于60mm，縱筋不少于2φ10，并應有分布拉結(jié)鋼筋；其混凝土強度等級不應低于C20；水平現(xiàn)澆混凝土帶亦可采用槽形砌塊替代，縱筋和拉結(jié)鋼筋不變。返回6.5

砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震計算實例【例6.1】某四層磚混結(jié)構(gòu)辦公樓(見下圖）樓、屋面均采用預制鋼筋混凝土空心板，板沿房屋縱向布置，外墻厚度為370mm，內(nèi)墻厚為240mm，燒結(jié)普通磚的強度等級為MU10，砂漿強度等級為M5，內(nèi)門洞高2.5m，外門洞高3.0m，各層層高均為3.6m，室內(nèi)外高差0.6m，雪載標準值0.3kN·m-2，抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.1g，場地類別為Ⅱ類，設計地震分組為第一組，根據(jù)地基情況，在-0.80m處設有圈梁。試計算各樓層地震剪力并驗算底層墻體的截面抗震承載力。(a)平面圖(b)立面圖某四層磚混結(jié)構(gòu)辦公樓1、重力荷載代表值的計算

集中在各樓層標高處的質(zhì)點重力荷載代表值包括：樓面或屋面自重標準值，50%的樓面活荷載標準值，50%的屋面雪荷載標準值和上下各半層的墻重標準值，即 頂層屋蓋處：G4=4321kN 3層樓蓋處：G3=4932kN 2層樓蓋處：G2=4932kN 底層樓蓋處：G1=6078kN 結(jié)構(gòu)總重力荷載代表值：結(jié)構(gòu)等效總重力荷載：2、計算各樓層水平地震作用及地震剪力標準值各樓層水平地震作用和地震剪力標準值的計算見下表分項層位Gi(kN)Hi(m)GiHi

(kN)(kN)4321432149324932607815.511.98.34.7669765869140936285671951700.3430.3000.2100.1471.000472.65413.40289.38202.571378472.65886.051175.431378(a)計算簡圖(b)地震作用分布圖(c)地震剪力分布圖Fi和Vi的分布圖如圖：3、底層墻體截面抗震承載力驗算(1)橫墻驗算?、圯S

C~D墻和⑤軸C~C墻驗算。

1)計算底層各橫墻的等效側(cè)向剛度和橫墻總的側(cè)向剛度：橫墻按是否開洞和墻體長度、厚度分為以下三種：①無洞內(nèi)橫墻(共9片)如右圖所示②開洞內(nèi)橫墻(共1片)如右圖所示開洞率：洞口影響系數(shù)為：0.98則③無洞山墻(共2片)如右圖所示④橫墻總的側(cè)向剛度

2)計算底層建筑面積和所驗算墻段分擔地震作用的建筑面積和：3)計算所驗算墻段分配的地震剪力4)計算砌體截面平均壓應力取1m墻段計算，各種荷載標準值取值如下： 樓面恒載3kN·m-2，活載2kN·m-2，屋面恒載5.2kN·m-2，雪荷載0.3kN·m-2，240mm厚墻體自重5.33kN·m-2(雙面抹灰)。5)驗算墻體截面抗震承載力墻體截面抗震承載力驗算見下表可以看出，橫墻抗震承載力滿足要求。墻體截面抗震承載力驗算分項墻段A(mm2)σ0(N·mm-2)σ0/fvζNfVE(N·mm-2)V(N)γEhV(N)fVEA/γEh(N)③軸⑤軸113040014568000.520.544.734.911.471.490.1620.16480530126410104689164333183125238915(2)縱墻驗算1)取A軸驗算，計算底層各縱墻的等效側(cè)向剛度和底層縱墻總的側(cè)向剛度。由于D軸縱墻和A軸縱墻開洞情況相差不大，故以A軸縱墻的等效側(cè)向剛度代替D軸縱墻的等效側(cè)向剛度。這樣，縱墻也可分為三種。①外縱墻(共2片)，如下圖所示開洞率洞口影響系數(shù)為0.925則②內(nèi)縱墻①~④軸(共2片)如圖右所示：開洞率：洞口影響系數(shù)為0.98則③內(nèi)縱墻⑤~⑨軸(共2片)如圖右所示：開洞率：洞口影響系數(shù)為0.97則④底層縱墻總的側(cè)向剛度2)計算外縱墻分配的地震剪力3)計算外縱墻②軸窗間墻分配的地震剪力近似地認為外縱墻的地震剪力按其各墻段的橫截面面積分配，則有4)驗算窗間墻截面抗震承載力

窗間墻在底層半高處的截面平均壓應力：抗震承載力滿足要求。這里雖然驗算的是自承重窗間墻，但由于有大梁擱置在縱墻上，整個縱墻仍可看作是承重墻，故取。因：返回重點1、多層砌體房屋高度、層數(shù)、高寬比、局部尺寸的限值；2、多層砌體房屋水平地震作用計算；3、多層砌體房屋圈梁、構(gòu)造柱的抗震構(gòu)造措施；4、多層砌體房屋抗震設計實例。難點

1、理解多層砌體房屋高度、層數(shù)、高寬比、局部尺寸的限值；2、多層砌體房屋地震剪力在墻體間的分配；3、如何把握抗震設計規(guī)范，合理的進行圈梁、構(gòu)造柱的布置，達到安全可靠、經(jīng)濟合理的目的；4、底部框架-抗震墻房屋、多排柱內(nèi)框架房屋設計思路。關(guān)鍵

1、抗震設計規(guī)范；2、底部剪力法；3、多層砌體房屋地震剪力在墻體間的分配；4、抗震設計規(guī)范；5、設計思路。6.6本章小結(jié)一、砌體結(jié)構(gòu)、圈梁、構(gòu)造柱二、了解砌體結(jié)構(gòu)震害現(xiàn)象及原因三、熟練掌握砌體結(jié)構(gòu)抗震設計的步驟和內(nèi)容四、深刻理解提高砌體結(jié)構(gòu)抗震性能的總體要求和規(guī)定。砌體結(jié)構(gòu)主要抗震構(gòu)造措施。返回第七章鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設計7.1震害及其分析7.2一般要求7.3鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設計7.4鋼結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施7.5

本章小結(jié)作業(yè)：返回鋼結(jié)構(gòu)具有優(yōu)越的強度、韌性或延性、強度重量比，總體上看抗震性能好、抗震能力強。在地震作用下，鋼結(jié)構(gòu)房屋由于鋼材的材質(zhì)均勻，強度易于保證，因而結(jié)構(gòu)的可靠性大；輕質(zhì)高強的特點，使鋼結(jié)構(gòu)房屋的自重輕，從而結(jié)構(gòu)所受的地震作用減??；良好的延性性能，使鋼結(jié)構(gòu)具有很大的變形能力，即使在很大的變形下仍不致倒塌，從而保證結(jié)構(gòu)的抗震安全性。鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：右圖是日本阪神地震中在極震區(qū)(日本烈度Ⅶ度，相當于我國Ⅹ度)中，按日本新規(guī)范設計的高層或超高層建筑安然無恙，玻璃一塊都沒破壞。2008年汶川地震某車間(Ⅶ度)；門式剛架完好。汶川地震中體育館空間結(jié)構(gòu)保持完好返回7.1震害及其分析1995年日本阪神地震中，鋼結(jié)構(gòu)大量出現(xiàn)局部破壞，日本建筑學會對神戶988幢鋼結(jié)構(gòu)房屋進行了調(diào)查。破壞程度倒塌嚴重破壞中等破壞小破壞幢數(shù)90332266300所占比例(%)9.133.626.930.4988幢鋼結(jié)構(gòu)房屋破壞情況一、節(jié)點破壞(a)焊縫-柱交界處完全斷開；(b)焊縫-柱交界處部分斷開；(c)沿柱翼緣向上擴展，完全斷開；(d)沿柱翼緣向上擴展，部分斷開；(e)焊趾處梁翼緣裂通；(f)柱翼緣層狀撕裂；(g)柱翼緣裂通；(h)裂縫穿過柱翼緣和部分腹板。美國北嶺地震節(jié)點破壞形式有(見下圖)：

美國北嶺地震節(jié)點破壞形式美國北嶺地震節(jié)點的破壞特點是下翼緣焊縫根部裂縫多向柱段范圍擴展。(a)從工藝孔下方的翼緣斷裂；(b)焊接熱影響區(qū)母材斷裂；(c)焊縫金屬斷裂；(d)由焊接引弧板至熱影響區(qū)隔板一側(cè)的開裂；(e)由引弧板到隔板內(nèi)部的裂縫。日本阪神地震節(jié)點破壞形式有(見下圖)：

阪神地震節(jié)點破壞形式日本阪神地震節(jié)點破壞特點是裂縫從扇形角部向梁段內(nèi)發(fā)展。(1)焊縫金屬沖擊韌性低。(2)焊縫存在缺陷，特別是下翼緣梁端現(xiàn)場焊縫中部，因腹板妨礙焊接和檢查，出現(xiàn)不連續(xù)。(3)梁翼緣端部全熔透坡口焊的襯板邊緣形成人工縫，在彎矩作用下擴大。(4)梁端焊縫通過孔邊緣出現(xiàn)應力集中，引發(fā)裂縫，向平材擴展。(5)裂縫主要出現(xiàn)在下翼緣，是因為梁上翼緣有樓板加強，且上翼緣焊縫無腹板妨礙施焊。節(jié)點破壞原因有：節(jié)點破壞的典型破壞形式主要表現(xiàn)為：焊縫斷裂、螺栓破壞、鉚接斷裂、加勁板斷裂、屈曲和腹板斷裂等。

柱焊縫斷裂梁焊縫斷裂螺栓破壞美國在調(diào)查的1000多幢中破壞100多幢。破壞的特點是：梁下翼緣裂縫(見下圖a和下圖b)占80%~95%，上翼緣裂縫15%~20%；裂縫起源于焊縫的占90%~99%，起源于母材的只占1%~10%；不少裂縫向柱子擴展，嚴重的將柱裂穿(見下圖c)，有的向梁擴展(見下圖d)，有的沿連接螺栓線擴展。圖a下翼緣的裂縫擴展到柱翼緣中圖b下翼緣焊縫與柱翼緣完全脫離圖c裂紋擴展至柱腹板內(nèi)圖d裂紋擴展至梁腹板內(nèi)二、構(gòu)件破壞1、柱震害柱的破壞多發(fā)生在梁柱連接處附。柱身破壞主要有翼緣屈曲、拼接處裂縫、翼緣層狀撕裂和脆性斷裂等。

架柱主要破壞形式日本阪神地震某住宅小區(qū)，53根立柱全部脆斷(銹蝕發(fā)生在斷裂后)。2、梁破壞框架梁主要破壞形式有翼緣屈曲、腹板屈曲、腹板裂縫和截面扭轉(zhuǎn)屈曲。梁主要破壞形式汶川地震某輕鋼門式剛架梁腹板屈曲3、支撐破壞斜撐主要破壞形式有受拉斷裂、受壓屈曲、節(jié)點板拉斷和節(jié)點板壓屈等。日本阪神地震出現(xiàn)的斜撐在節(jié)點處受拉斷裂和斜撐受壓屈曲汶川地震某廠房柱間支撐屈曲柱間支撐受壓屈曲細部圖

柱間支撐節(jié)點板破壞屋架支撐嚴重破壞3、基礎(chǔ)錨固破壞鋼構(gòu)件與基礎(chǔ)的錨固破壞主要表現(xiàn)為柱腳處的地腳螺栓脫開、混凝土破碎導致錨固失效、連接板斷裂等，

例如有一幢11層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)柱腳的4根地腳螺栓全部斷開，柱腳水平移動25cm，但建筑未倒塌。柱腳破壞的主要原因，可能是設計中未預料到地震時柱將產(chǎn)生相當大的拉力，以及地震開始時會出現(xiàn)豎向振動。返回7.2

一般要求一、結(jié)構(gòu)尺度與抗震等級結(jié)構(gòu)類型的選擇關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全性、實用性和經(jīng)濟性。可根據(jù)結(jié)構(gòu)總體高度和抗震設防烈度確定結(jié)構(gòu)類型和最大使用高度。結(jié)構(gòu)類型6、7度(0.10g)7度(0.15g)8度9度(0.40g)(0.20g)(0.30g)框架11090907050框架-中心支撐220200180150120框架-偏心支撐(延性墻板)240220200180160筒體(框筒，筒中筒，桁架筒，束筒)和巨型框架300280260240180注：1房屋高度指室外地面到主要屋面板板頂?shù)母叨?不包括局部突出屋頂部分)；2超過表內(nèi)高度的房屋，應進行專門研究和論證，采取有效的加強措施；3表內(nèi)的筒體不包括混凝土筒。鋼結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高度(m)

多層鋼結(jié)構(gòu)民用房屋使用的最大高度為：結(jié)構(gòu)高寬比，即房屋總高度與結(jié)構(gòu)平面最小寬度的比值。結(jié)構(gòu)的高寬比是影響結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性和抗震性能的重要參數(shù)，它對結(jié)構(gòu)剛度、側(cè)移和振動形式有直接影響。結(jié)構(gòu)高寬比烈度6、7度8度9度最大高寬比6.56.05.5注：塔形建筑的底部有大底盤時，高寬比可按大底盤以上計算。鋼結(jié)構(gòu)民用房屋適用的最大高寬比鋼結(jié)構(gòu)房屋應根據(jù)設防分類、烈度和房屋高度采用不同的抗震等級，并應符合相應的計算和構(gòu)造措施要求。丙類建筑的抗震等級應按下表確定。房屋高度烈度6789≤50m-四三二＞50m四三二一注：1高度接近或等于高度分界時，應允許結(jié)合房屋不規(guī)則程度和場地、地基條件確定抗震等級；2一般情況，構(gòu)件的抗震等級應與結(jié)構(gòu)相同；當某個部位各構(gòu)件的承載力均滿足2倍地震作用組合下的內(nèi)力要求時，7~9度的構(gòu)件抗震等級應允許按降低一度確定；3本章“一、二、三、四級”即“抗震等級為一、二、三、四級”的簡稱。鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震等級二、結(jié)構(gòu)布置與支撐設計要求采用框架結(jié)構(gòu)時，高層的框架結(jié)構(gòu)以及甲、乙類建筑的多層框架結(jié)構(gòu)，不應采用單跨框架結(jié)構(gòu)，其余多層框架結(jié)構(gòu)不宜采用單跨框架結(jié)構(gòu)。多層鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)平面布置、豎向布置應遵守抗震概念設計中結(jié)構(gòu)布置規(guī)則性的原則。設計中如出現(xiàn)平面不規(guī)則或者豎向不規(guī)則的情況，應按規(guī)范要求進行水平地震作用計算和內(nèi)力調(diào)整，并對薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施，不應采用嚴重不規(guī)則的設計方案。由于鋼結(jié)構(gòu)可承受的結(jié)構(gòu)變形比混凝土結(jié)構(gòu)大，一般不宜設防震縫。需要設置防震縫時，縫的寬度應不小于相應鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的1.5倍。在選擇結(jié)構(gòu)類型時，除考慮結(jié)構(gòu)總高度和高寬比之外，還要根據(jù)各結(jié)構(gòu)類型抗震性能的差異及設計需求加以選擇。一般情況下，不超過50m的鋼結(jié)構(gòu)房屋可采用框架結(jié)構(gòu)、框架-支撐結(jié)構(gòu)或其它結(jié)構(gòu)類型；超過50m的鋼結(jié)構(gòu)房屋，一、二級抗震結(jié)構(gòu)宜采用偏心支撐、帶豎縫鋼筋混凝土抗震墻板、內(nèi)藏鋼支撐鋼筋混凝土墻板或屈曲約束支撐等消能支撐及筒體結(jié)構(gòu)。多層鋼結(jié)構(gòu)一般采用框架結(jié)構(gòu)、框架-支撐結(jié)構(gòu)。采用框架-支撐結(jié)構(gòu)時，應符合下列規(guī)定：

(1)

支撐框架在兩個方向的布置均宜基本對稱，支撐框架之間樓蓋的長寬比不宜大于3。

(2)

不超過50m的鋼結(jié)構(gòu)宜采用中心支撐，必要時也可采用偏心支撐、屈曲約束支撐等消能支撐。(3)

中心支撐框架宜采用交叉支撐，也可采用人字支撐或單斜桿支撐，不宜采用K形支撐；支撐的軸線宜交匯于梁柱構(gòu)件軸線的交點，若偏離交點，其偏心距不應超過支撐桿件寬度，并應計入由此產(chǎn)生的附加彎矩。當中心支撐采用只能受拉的單斜桿體系時，應同時設置不同傾斜方向的兩組斜桿，且每組中不同方向單斜桿的截面面積與在水平方向的投影面積之差不得大于10%。(4)偏心支撐框架的每根支撐應至少有一端與框架梁連接，并在支撐與梁交點和柱之間或同一跨內(nèi)另一支撐與梁交點之間形成消能梁段。

偏心支撐具有彈性階段剛度接近中心支撐框架，彈塑性階段的延性和消能能力接近于延性框架的特點，是一種良好的抗震結(jié)構(gòu)。常用的偏心支撐形式如下圖所示。(a-柱；b-支撐；c-消能梁段；d-其他梁段)偏心支撐示意圖偏心支撐框架的設計原則：

強柱、強支撐和弱消能梁段，即在大震時消能梁段屈服形成塑性鉸，且具有穩(wěn)定的滯回性能，即使消能梁段進入應變硬化階段，支撐斜桿、柱和其余梁段仍保持彈性。

鋼結(jié)構(gòu)的樓蓋宜采用壓型鋼板現(xiàn)澆鋼筋混凝土組合樓板或鋼筋混凝土樓板。對不超過50m的鋼結(jié)構(gòu)尚可采用裝配整體式鋼筋混凝土樓板，亦可采用裝配式樓板或其它輕型樓蓋；對超過50m的鋼結(jié)構(gòu)，必要時可設置水平支撐。鋼結(jié)構(gòu)的樓蓋設計：采用壓型鋼板鋼筋混凝土組合樓板和現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板時，應與鋼梁有可靠連接。采用裝配式、裝配整體式或輕型樓板時，應將樓板預埋件與鋼梁焊接，或采取其它保證樓蓋整體性的措施。鋼結(jié)構(gòu)房屋的地下室設計：設置地下室時，框架-支撐結(jié)構(gòu)中豎向布置的支撐應延伸至基礎(chǔ)；框架柱應至少延伸至地下一層。支撐在地下室是否改為混凝土抗震墻形式，與是否設計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層有關(guān)。設置鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層時采用混凝土墻段協(xié)調(diào)。該抗震墻是否由鋼支撐外包混凝土構(gòu)成還是采用混凝土墻，由設計確定。設置地下室的鋼結(jié)構(gòu)房屋的基礎(chǔ)埋置深度，當采用天然地基時不宜小于房屋總高度的1/15；當采用樁基時，樁承臺埋深不宜小于房屋總高度的1/20。返回7.3

鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設計一、一般計算原則確定多高層鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震計算模型時，一般可假定樓板在自身平面內(nèi)為絕對剛性；當結(jié)構(gòu)布置規(guī)則、質(zhì)量及剛度沿高度分布均勻、且不計扭轉(zhuǎn)時，可采用平面結(jié)構(gòu)計算模型；當結(jié)構(gòu)平面或立面不規(guī)則、體型復雜，無法劃分平面抗側(cè)力單元的結(jié)構(gòu)，以及為筒體結(jié)構(gòu)時，應采用空間結(jié)構(gòu)計算模型。鋼結(jié)構(gòu)在多遇地震計算時，阻尼比宜按下列規(guī)定采用：

(1)高度不大于50m時，可取0.04；高度大于50m且小于200m時，可取0.03；高度不小于200m時，宜取0.02。

(2)當偏心支撐框架部分承擔的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%時，其阻尼比可比(1)款相應增加0.005。

(3)在罕遇地震下的彈塑性分析，阻尼比可取0.05。鋼結(jié)構(gòu)在地震作用下的內(nèi)力和變形分析，應符合下列規(guī)定：

(1)

鋼結(jié)構(gòu)應計入重力二階效應。進行二階效應的彈性分析時，應按現(xiàn)行國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，在每層柱頂附加假想水平力。

(2)對框架梁，可不按柱軸線處的內(nèi)力而按梁端內(nèi)力設計。對工字形截面柱，宜計入梁柱節(jié)點域剪切變形對結(jié)構(gòu)側(cè)移的影響；對箱形柱框架、中心支撐框架和不超過50m的鋼結(jié)構(gòu)，其層間位移計算可不計入梁柱節(jié)點域剪切變形的影響，近似按框架軸線進行分析。

(3)

鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)的斜桿可按端部鉸接桿計算；框架部分按剛度分配計算得到的地震層剪力應乘以增大系數(shù)，其值不小于1.15且不小于結(jié)構(gòu)總地震剪力的25%和框架部分計算最大層剪力1.8倍的較小值。

(4)中心支撐框架的斜桿軸線偏離梁柱軸線交點不超過支撐桿件的寬度時，仍可按中心支撐框架分析，但應計及由此產(chǎn)生的附加彎矩。(5)偏心支撐框架中，與消能梁段相連構(gòu)件的內(nèi)力設計值，應按下列要求調(diào)整：

①

支撐斜桿的軸力設計值，應取與支撐斜桿相連接的消能梁段達到受剪承載力時支撐斜桿軸力與增大系數(shù)的乘積；其增大系數(shù)，一級不應小于1.4，二級不應小于1.3；

②

位于消能梁段同一跨的框架梁內(nèi)力設計值，應取消能梁段達到受剪承載力時框架梁內(nèi)力與增大系數(shù)的乘積；其增大系數(shù)，一級不應小于1.3，二級不應小于1.2；

③

框架柱的內(nèi)力設計值，應取消能梁段達到受剪承載力時柱內(nèi)力與增大系數(shù)的乘積；其增大系數(shù)，一級不應小于1.3，二級不應小于1.2。(6)內(nèi)藏鋼支撐鋼筋混凝土墻板和帶豎縫鋼筋混凝土墻板應按有關(guān)規(guī)定計算，帶豎縫鋼筋混凝土墻板可僅承受水平荷載產(chǎn)生的剪力，不承受豎向荷載產(chǎn)生的壓力。

(7)

鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換構(gòu)件下的鋼框架柱，地震內(nèi)力應乘以增大系數(shù)，其值可采用1.5。二、鋼框架構(gòu)件及節(jié)點的抗震承載力驗算鋼框架構(gòu)件及節(jié)點的抗震承載力驗算，應符合下列規(guī)定：

(1)除下列情況之一外，節(jié)點左右梁端和上下柱端的全塑性承載力應符合下式要求：

①柱所在樓層的受剪承載力比相鄰上一層的受剪承載力高出25%；

②柱軸壓比不超過0.4；

③柱軸力符合時(為地震作用加倍時的柱地震組合軸力設計值)；

④與支撐斜桿相連的節(jié)點。等截面梁與柱連接時：梁端擴大、加蓋板或采用RBS(骨形)的梁與柱連接時：---計算平面內(nèi)交匯于節(jié)點的柱和梁的塑性截面模量；---框架梁塑性鉸所在截面的梁全塑性截面模量；---按設計地震作用組合得出的柱軸力；---柱截面面積；---為柱和梁鋼材的屈服強度；---強柱系數(shù)，抗震等級為一級取1.15，二級取1.10，三級取1.05；---梁塑性鉸剪力對柱面產(chǎn)生的附加彎矩，Mv=Vp·x；---塑性鉸剪力；---塑性鉸至柱面的矩離，RBS連接取(0.5~0.75)bf+(0.65~0.85)hf/2，其中，bf，hf為梁翼緣寬度和梁截面高度，梁端擴大型和加蓋板時，取凈跨的1/10和梁高二者的較大值。Wpc,Wpb

W'pb

NAcfyc,fybηMv

VPx

(2)為了保證在大地震作用下，使柱和梁連接的節(jié)點域腹板不致局部失穩(wěn)，以利于吸收和耗散地震能量，在柱與梁連接處，柱應設置與梁上下翼緣位置對應的加勁肋，使之與柱翼緣相包圍處形成梁柱節(jié)點域。節(jié)點域既不能太厚，也不能太薄，太厚了使節(jié)點域不能發(fā)揮耗能作用，太薄了將使框架的側(cè)向位移太大。節(jié)點域的屈服承載力應滿足下式的要求：工字形截面柱箱形截面柱圓管截面柱---分別為節(jié)點域兩側(cè)梁的全塑性受彎承載力；---節(jié)點域的體積；---鋼材的屈服抗剪強度，取為鋼材的屈服強度；---折減系數(shù)，抗震等級為三、四級取0.6，一、二級取0.7；---梁翼緣厚度中點間的距離和柱翼緣(或鋼管直徑線上管壁)厚度中點間的距離；---柱在節(jié)點域的腹板厚度。Mpb1,Mpb2Vpfyvψhb1，hc1tw上式中：(3)

為保證工字形截面柱和箱形截面柱的節(jié)點域的穩(wěn)定，節(jié)點域腹板的厚度應滿足下式的要求：節(jié)點域的受剪承載力應滿足下式的要求：Mb1，Mb2分別為節(jié)點域兩側(cè)梁的彎矩設計值；γRE為節(jié)點域承載力抗震調(diào)整系數(shù)，取0.75。式中：三、框架鋼梁1、抗彎強度驗算框架梁的抗彎強度驗算按下式進行：---梁對x軸的彎矩設計值；---梁對x軸的凈截面抵抗矩；---鋼材抗拉強度設計值；---框架梁承載力抗震調(diào)整系數(shù)，取0.75。MxWnxfγRE式中：梁端部截面的抗剪強度還需滿足下式要求：2、抗剪強度驗算框架梁的抗剪強度驗算按下式進行：---計算截面沿腹板平面作用的剪力；---計算點處的截面面積矩；---截面的毛截面面積；---梁腹板厚度；---鋼材抗剪強度設計值。VSItwfv式中：3、整體穩(wěn)定驗算Mx為梁對x軸的毛截面抵抗矩；φb為均勻彎曲的受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)，按國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》取值。式中：

為了避免板件的局部失穩(wěn)，應限制板件的寬厚比?！督ㄖ拐鹪O計規(guī)范》對框架梁可能出現(xiàn)塑性鉸的區(qū)段，規(guī)定板件寬厚比的限值如下表所示。板件名稱抗震等級一級二級三級四級柱工字形截面翼緣外伸部分10111213工字形截面腹板43454852箱形截面壁板33363840梁工字形截面和箱形截面翼緣伸部分991011箱形截面翼緣在兩腹板之間部分30303236工字形截面和箱形截面腹板72-12072-10080-11085-120注：1表列數(shù)值適用于Q235鋼，采用其他牌號鋼材時，應乘以；2工字形梁和箱形梁的腹板寬厚比，對一、二、三、四級分別不宜大于。梁、柱板件寬厚比限值

為了避免構(gòu)件的側(cè)向扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)，除了按一般要求設置側(cè)向支撐外，尚應在塑性鉸處設側(cè)向支撐?！督ㄖ拐鹪O計規(guī)范》提出，梁柱構(gòu)件在出現(xiàn)塑性鉸的截面處，其上下翼緣均應設置側(cè)向支撐。由于地震方向的改變，塑性彎矩的方向也在改變。相鄰支撐點間的構(gòu)件長細比應符合《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》關(guān)于塑性設計的有關(guān)規(guī)定。四、鋼柱1、截面強度驗算截面強度驗算按下式進行：---構(gòu)件的軸向力和對z軸、y軸的彎矩設計值；---構(gòu)件凈截面面積；---對x軸、y軸的凈截面抵抗矩；---構(gòu)件截面塑性發(fā)展系數(shù)，按國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》取值；---鋼材抗拉強度設計值；---框架柱承載力抗震調(diào)整系數(shù)，取0.75。N，Mx，MxAnWnx，Wnyγx，γy

fγRE式中：2、平面內(nèi)整體穩(wěn)定驗算框架柱平面內(nèi)整體穩(wěn)定性驗算按下式進行：---構(gòu)件毛截面面積；---彎矩作用平面內(nèi)軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)；---平面內(nèi)等效彎矩系數(shù)，按國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》取值；---彎矩作用平面內(nèi)較大受壓纖維的毛截面抵抗矩，按國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》計算；---構(gòu)件的歐拉臨界力。AφxβmxWlxNEx式中：3、平面外整體穩(wěn)定驗算框架柱平面外整體穩(wěn)定驗算按下式進行：---平面外等效彎矩系數(shù)，按國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》取值；---彎矩作用平面外軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)；---均勻彎曲的受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)，按國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》取值。式中：βlxφyφb當柱所在樓層的受剪承載力比上一層受剪承載力高出25%，或軸壓比小于0.4，或地震作用加大一倍時的柱地震組合軸向力(f為鋼材抗拉強度設計值)時，可不按上式驗算。為了實現(xiàn)強柱弱梁的設計原則，使塑性鉸出現(xiàn)在梁端而不是出現(xiàn)在柱端，柱的塑性截面模量宜滿足下列關(guān)系：---交匯于節(jié)點的柱和梁的塑性截面模量；---柱和梁鋼材的屈服強度；---軸力引起的柱平均軸向應力，，其中按多遇地震作用的荷截效應組合計算；---柱截面面積；---強柱系數(shù)，一級取1.15，二級取1.10，三級取1.05。Wpc,Wpbfyc,fybσa

Acη式中：鋼柱在軸壓比較大時，在反復荷載下強度的折減十分顯著，與鋼梁的設計相似，在柱可能出現(xiàn)塑性鉸的區(qū)域內(nèi)，板件的寬厚比及側(cè)向支承的間距應加以限制。為了保證塑性鉸的轉(zhuǎn)動能力，在塑性鉸區(qū)域內(nèi)，應按下表來確定板件寬厚比的限值?？蚣苤拈L細比：一級不應大于二級不應大于三級不應大于四級不應大于五、中心支撐交叉支撐中拉桿內(nèi)力Nt可按下式計算：---支撐架節(jié)間的地震剪力；---支撐斜桿的軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)；---壓桿卸載系數(shù)；---支撐斜桿與水平所成的角度。Vφψcα式中：支撐斜桿的受壓承載力應按下式驗算：---受循環(huán)荷載時的強度折減系數(shù)；---軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)；---鋼材屈服強度；---載力抗震調(diào)整系數(shù)，取0.85；---鋼材強度設計值和屈服強度；---支撐斜桿鋼材的彈性模量；---支撐斜桿的軸向力設計值；---支撐斜桿的截面面積；---支撐斜桿的長細比和正則長細比。ψφfayγREf，fayENAbvλ,λn式中：人字支撐和V形支撐的橫梁在支撐連接處應保持連續(xù)，該橫梁應承受支撐斜桿傳來的內(nèi)力，并按不計入支撐支點作用的梁驗算重力荷載和支撐屈曲時不平衡力下的承載力。不平衡力應按受拉支撐的最小屈服承載力和受壓支撐最大屈曲承載力的0.3倍計算。必要時，可將人字和V形支撐沿豎向交替設置或采用拉鏈柱，以減小支撐橫梁的截面。

支撐桿件的長細比，按壓桿設計時，不宜大于；中心支撐桿一、二、三級時不得采用拉桿，四級時可采用拉桿，其長細比不宜大于。

鋼結(jié)構(gòu)中心支撐板件寬厚比的限值見下表構(gòu)件名稱抗震等級一級二級三級四級翼緣外伸部分891013工字形截面腹板25262733箱形截面腹板18202530圓管外徑與壁厚比38404042注：表列數(shù)值適用于Q235鋼，采用其他牌號鋼材時，應乘以。六、偏心支撐1、消能段梁設計偏心支撐框架設計概念是使耗能梁段進入塑性狀態(tài)，而其他構(gòu)件仍處于彈性狀態(tài)。當消能梁段的軸力設計值N與截面受拉承載力時，可不考慮軸力的影響，此時，消能梁段的剪力設計值V應按下式驗算：---系數(shù)，可取0.9；---抗震調(diào)整系數(shù)，取1.0，0.75；---消能梁段受剪承載力，取腹板屈服時的剪力值及梁段兩端形成塑性鉸時剪力兩者的較小值；---消能段腹板截面積；Aw=(h-2tf)tw，其中h、tf、tw分別為消能梁段的界面高度，翼緣厚度和腹板厚度；---消能梁段鋼材的屈服強度；---消能梁段的全塑性受彎承載力，Mlp=Wpf，其中Wp為消能梁段全塑性截面模量，f為鋼材的抗拉強度設計值；---消能梁段的長度。φγREV1

Aw

fayMlp

a式中：當消能梁段的時，應考慮軸力的影響，此時消能梁段的剪力設計值V應按下式驗算：式中，VK---消能梁段考慮軸力影響的承載力，取兩式的較小值；A---消能梁段截面面積。消能梁段的長度a

當時，當時，軸應力與剪應力之比偏心支撐框架中，梁的板件寬厚比的要求比一般框架梁的嚴一些，翼緣外伸部分為：腹板為當時，當時，消能梁段的腹板上應設置加勁肋，以防止腹板過早屈曲，使腹板充分發(fā)揮抗剪作用，同時減少由于腹板反復屈曲變形而引起的剛度退化。加勁肋應在支撐斜桿連接處的腹板兩側(cè)配置，中間加勁肋的間距對于剪切屈服型梁段不得超過30tw-h0/5(為腹板厚度，為腹板計算高度)。2、支撐斜桿及框架梁、柱設計在確定支撐軸力設計值時，考慮到耗能梁段上的加勁肋將會提高梁段的極限抗剪強度，為了保證梁段進入非彈性變形階段而支撐不屈曲，支撐的設計抗軸壓能力應大于耗能梁段達屈服強度時支撐軸力，《建筑抗震設計規(guī)范》規(guī)定，這一增大系數(shù)在8度及以下時應不小于1.4，9度時應不小于1.5。同理，為了使偏心支撐框架僅在消能梁段屈服而非消能梁段及柱保持彈性，梁柱內(nèi)力的增大系數(shù)在8度及以下時應不小于1.5，9度時應不小于1.6。七、梁與柱的連接梁與柱連接時應使梁能充分發(fā)揮其強度與延性。當確定梁的抗彎抗剪能力時：1、梁柱連接強度驗算應考慮鋼材強度的變異，即考慮其實際強度可能超過設計強度；應考慮應變硬化的影響分別增強20%及30%。梁柱節(jié)點連接的承載能力應滿足下式要求：且---節(jié)點連接的極限抗彎承載力；---節(jié)點連接的極限抗剪承載力；---梁的全塑性彎矩；---梁的凈跨；---腹板的高度和厚度。MuVuMplnhw,tw式中：2、節(jié)點域強度驗算①柱腹板在梁受壓翼緣的推壓下發(fā)生局部失穩(wěn)，或柱翼緣在梁受拉翼緣的拉力下發(fā)生過大的彎曲變形，導致柱腹板處連接焊縫的破壞；②當節(jié)點域存在很大的剪力時，該區(qū)域?qū)⑹芗羟蚴Х€(wěn)而破壞；梁柱節(jié)點域的破壞形式有：（1）節(jié)點區(qū)的拉、壓強度驗算梁彎矩對柱的作用可以近似地以作用于梁翼緣的力偶表示，而不計腹板內(nèi)力。此作用力T=fayAy(其中fay及Ay各為翼緣屈服強度及截面積)。設T以1：2.5的斜率向腹板深處分散，則在工字鋼翼緣填角盡端腹板應力為式中，tw---柱腹板厚度；tb---梁翼緣厚度；Kc---柱翼緣外邊至翼緣填角端的距離。