混凝土房屋抗震设计

二、房屋的抗震等级
2010《抗震规范》：一、二、三、四级 抗震等级的确定：烈度、结构类型以及房屋高度
注：表为2010年 版《抗规》数据
三、结构抗震概念设计

根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和 设计思想进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的
过程称为概念设计。

抗震概念设计是根据实际的经验或试验研究所得到的 非常重要的定性设计原则或工程判断进行设计。是关
抗震墙
二.震害及其分析
1、结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层
在强烈地震作用下，结构的薄 弱楼层率先屈服、发展弹塑性变形， 并形成弹塑性变形集中的现象，不 能发挥整体的抗震能力。
13 12 11 11 10 9 8 7 6 5 4 3 7 9 13
层
1976年唐山大地震中，位于天 津塘沽区的天津碱厂十三层蒸吸塔 框架，该结构楼层屈服强度分布不 均匀，造成6层和11层的弹塑性变 形集中，导致6层以上全部倒塌。
f、框架梁
震害多发生于梁端。在地震作用下梁端纵向钢筋屈服， 出现上下贯通的垂直裂缝和交叉裂缝。破坏的主要原因是 梁端屈服后产生的剪力较大，超过了梁的受剪承载力，梁 内箍筋配置较稀，以及反复荷载作用下混凝土抗剪强度降 低等。
3、填充墙的震害
砌体填充墙刚度大而 承载力低，首先承受地震 作用而遭破坏。一般7度 即出现裂缝，8度和8度以 上地震作用下，裂缝明显 增加，甚至部分倒塌，一 般是上轻下重，空心砌体 墙重于实心砌体墙，砌快 墙重于砖 墙。
框架-剪力墙结构上部 较严重，框架结构下部震 害严重。
填充墙破坏的主要原因是：墙体受剪承载力低， 变形能力小，墙体与框架缺乏有效的拉结，在往复 变形时墙体易发生剪切破坏和散落。
4、抗震墙的震害
在强震作用下，抗震墙的震 害主要表现在墙肢之间连梁的 剪切破坏。主要是由于连梁跨 度小，高度大形成深梁，在反 复荷载作用下形成X型剪切裂缝， 为剪切型脆性破坏，尤其是在 房屋1/3高度处的连梁破坏更为 明显。


关于地基基础设计，抗震规范有如下规定：

避开危险地带（如断裂带等）
同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基 上

同一结构单元的基础不宜部分采用天然地基，部分采 用桩基。

软弱地基上的基础应加强其整体性和刚性。
2 . 建筑物的体型和平立面
(1)建筑平面布置

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。
建筑结构抗震设计
第 5 章
混凝土房屋结构抗震设计
土木工程专业
§5.1
概述
一.多高层建筑的结构形式
框架：梁、柱、节点；平面布置灵活，抗侧刚度小， 抗 震较差，适于多层建筑。
抗震墙：剪力墙；抗侧刚度大，抗震能力较好，平面
布置不灵活，自重大。
框架－抗震墙：框架、抗震墙优势互补。
抗震墙
框架-抗震墙
框架结构
右图为该结构输入天津波的弹 塑性分析结果。
6
5 3 1 40 80
2
1
(mm) 120
2、框架梁、柱的震害
梁柱变形能力不足，构件过早发生 破坏。一般是梁轻柱重，柱顶重于柱底， 尤其是角柱和边柱更易发生破坏。
a、柱顶
柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或 交叉裂缝。重者混凝土压碎崩落，柱 内箍筋拉断，纵筋压曲成灯笼状。 主要原因：节点处弯矩、剪力、 轴力都较大，受力复杂，箍筋配置不 足，锚固不好等。 破坏不易修复。
(2)wenku.baidu.com筑立面布置

建筑的质量、刚度的变化要均匀（竖向）防止出现： 竖向收进过大
(3) 房屋的高度

一般而言，房屋愈高，所受到的地震力和倾覆力矩愈
大，破坏的可能性也愈大。《抗震规范》和《高层规
程》， 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。 (4) 房屋的高宽比
5、防震缝的震害
防震缝宽度过小，地震时结构相互碰撞造成震害。
总结以上震害调查结果，除注意场地和地基因素外，从 结构上主要应注意： a）结构的刚度在平面上和沿竖向的分布要规则、均匀；
b）结构构件要有足够的承载力和延性； c）重视构造，加强对混凝土的约束，防止剪切、锚固 等脆性破坏； d）保证施工质量。

对房屋高宽比的要求是按
结构体系和地震烈度区分的。
(5) 必要时设置防震缝

当建筑的类型、体系、体型较复杂时，宜设置防震缝。要保证缝
有足够的宽度，用缝分割的单元为独立的简单结构单元。
2010年《抗震规范》 6.1.4 1）框架结构房屋防震缝宽度，当高度不超过15m时不应小于 100mm；…… 2）框架-抗震墙结构房屋防震缝宽度……均不宜小于100mm；
b、柱底
与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。
c、短柱
当柱高小于4倍柱截面高度（H/b<4)时形成短柱。 短柱刚度大，易产生剪切破坏。
d、角柱
由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害比内柱重。
e、梁柱节点
节点核心区产生对角方向的斜裂缝或交叉斜裂缝， 混凝土剪碎剥落。节点内箍筋很少或无箍筋时，柱纵向 钢筋压曲外鼓。 节点破坏将导致梁柱失去相互之间的联系。 节点破坏的主要原因是节点的受剪承载力不足，约束箍 筋太少，梁筋锚固长度不够以及施工质量差所引起。
于设计思想，设计原则，结构体系等方面内容。

包括: 场地选择，建筑平立面造型，结构体系的选择， 合理使用材料和非结构构件的处理等。 由于对地震作用及结构性能的了解还远远不够，在某 种意义上，概念设计比计算设计更重要。

1. 场地选择和地基基础
不同的场地上的建筑震害不同在建筑选址时，要尽量
选择对建筑抗震有利的地段，避开不利和危险地段。 有利地段：坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土。 不利地段：软弱土、液化土、高耸孤立的山丘、陡坡、 边坡、不均匀的土层等。 危险地段：地震时可能滑坡、崩溃、地陷、泥石流等。 发震断裂带附近、局部孤突的地形。
§5.2
多层和高层钢筋混凝土房屋 抗震设计的一般规定
抗震设计的主要内容 抗震概念设计：结构体系选择 ，结构布置， 一般规定等。 抗震计算设计：内力，强度，变形等。 抗震的构造措施设计
一、房屋的最大适用高度
多高层钢筋混凝土房屋的结构体系有：框架、抗震 墙、框架－抗震墙及框架－简体等结构体系 。根据房 屋的高度等可选择不同的体系（表5.1）。