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建筑结构抗震基本知识.doc

上传人:wspkg9802 文档编号:8769469 上传时间:2019-07-11 格式:DOC 页数:22 大小:254KB
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资源描述

1、建筑结构抗震基本知识 12.1 地震基本知识地震俗称地动,是一种具有突发性的自然现象。地震按其发生的原因,主要有火山地震、陷落地震、人工诱发地震以及构造地震。构造地震破坏作用大,影响范围广是房屋建筑抗震研究的主要对象。在建筑抗震设计中,所指的地震是由于地壳构造运动(岩层构造状态的变动)使岩层发生断裂、错动而引起的地面振动,这种地面振动称为构造地震,简称地震。地壳深处发生岩层断裂、错动的地方称为震源。震源正上方的地面称为震中。震中附近地面运动最激烈,也是破坏最严重的地区,叫震中区或极震区。地面上某处到震源的距离叫震源距。震源至地面的距离称为震源深度。一般把震源深度小于 60Km 的地震称为浅源地

2、震;60300Km 称为中源地震;大于 300Km 成为深源地震。中国发生的绝大部分地震均属于浅源地震。地震波地震引起的振动以波的形式从震源向四周传播,这种波就称为地震波。地震波按其在地壳传播的位置不同,分为体波和面波。体波是在地球内部由震源向四周传播的波,分为纵波(P 波)和横波(S 波) 。纵波(P 波)是由震源向四周传播的压缩波,介质质点的振动方向与波的传播方向一致,引起地面垂直振动,周期短、振幅小、波速快。横波(S 波)传播的是由震源向四周传播的剪切波,介质质点的振动方向与波的传播方向垂直,引起地面水平振动,周期长、振幅大、波速慢。面波是体波经地层界面多次放射、折射形成的次生波。面波的

3、质点振动方向比较复杂,既引起地面水平振动又引起地面垂直振动。当地震发生时,纵波首先到达,使房屋产生上下颠簸,接着横波到达,使范围产生水平摇晃,一般是当面波和横波都到达时,房屋振动最为激烈。震级地震的震级是衡量一次地震大小的等级,用符号 M 表示。地震的震级 M,一般称为里氏震级。1935 年由里希特首先提出了震级的定义。当震级相差一级,地面振动振幅增加约 10 倍,而能量增加近 32 倍。一般说来,M2 的地震,人们感觉不到,称为微震;M=24 的地震称为有感地震;M5 的地震,对建筑物就要引起不同程度的破坏,统称为破坏性地震;M7 的地震称为强烈地震或大地震;M8 的地震称为特大地震。地震烈

4、度和烈度表地震烈度是指某一地区的地面及建筑遭受到一次地震影响的强弱程度。用 I 表示。相对震源而言,地震烈度也可以把它理解为地震场的强度。地震烈度表我国曾经编制过三张烈度表,现行的为中国地震烈度表(1990) ,是在中国地震烈度表(1980) 的基础上,增补和修改了部分宏观标志,对表列以外房屋结构的震害与烈度评定在使用说明中作了规定。地震的震级与地震烈度是两个不同的概念,对于一次地震,只能有一个震级,而有多个烈度。一般来说离震中愈远地震烈度愈小,震中区的地震烈度最大,并称为“震中烈度” ,震级于震中烈度的大致关系。同一地震中,具有相同地震烈度地点连线称为等震线。可通过地震烈度表进行评定。建筑物

5、的震害及分析1地表的破坏现象(1)地裂缝(2)喷砂冒水(3)地面下沉(4)滑坡、坍方2建筑物破坏(1)结构丧失整体性(2)承重结构承载力不足而引起的破坏(3)地基失效3次生灾害抗震设计的一般规定抗震设防烈度、设计地震分组(1)抗震设防烈度抗震设防烈度是指按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。一般情况下,抗震设防烈度可采用地震基本烈度值,即1990 中国地震烈度区划图规定的地震基本烈度或新修订的2001 中国地震动参数区划图附录 D 规定的“地震动峰值加速度分区”所对应的“地震基本烈度值” (或采用与规范设计基本地震加速度对应的烈度值) 。对于已编制抗震设防区划的城市,可按批准

6、的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。一个地区的基本烈度是指该地区今后一定时间内(一般指 50 年) ,在一般场地条件下可能遭遇的超越概率为 10%的地震烈度值。2001 年国家质量技术监督局发布中国地震动参数区划图GB18306-2001 后,抗震规范 GB50011-2001 由地震基本烈度向地震动参数过度。其中中国地震动峰值加速度区划图 A1分为 0.05g,0.1g, 0.15g,0.2g,0.3g,0.4g 和不设防(0.05g)等七种情况。将近震与远震改称设计地震分组,考虑地震震级、震源机制、震中距和场地类别的影响,在中国地震动反应谱特征周期区划图 B1基础上进行了调整后给出

7、了全国近 2900 个县级城市的设计地震分组。对于类场地,第一、二、三组的设计特征周期分别为0.35S、0.40S、0.45S 。抗震规范 GB50011-2001 附录 A 给出了全国县级及以上城镇(按民政部 2001 行政区划手册,包括地市的市辖区)的中心地区(如城关地区)的抗震设防烈度、设计基本地震加速度和所属的设计地震分组。如浙江省全省县级及县级以上设防城镇的设计地震分组均为第一组。岱山、嵊泗、舟山(2 个市辖区)抗震设防烈度为 7 度,设计基本地震加速度为0.10g。杭州(6 个市辖区) 、宁波(5 个市辖区) ,湖州、嘉兴(2 个市辖区) 、温州(3 个市辖区) 、绍兴、绍兴县、长

8、兴、安吉、临安、奉化、鄞县、象山、德清、嘉善、平湖、海盐、桐乡、余杭、海宁、萧山、上虞、慈溪、余姚、瑞安、富阳、平阳、苍南、乐清、永嘉、泰顺、景宁、云和、庆元、洞头抗震设防烈度为 6 度,设计基本地震加速度为 0.05g。建筑重要性分类、抗震设防标准、抗震设防目标1建筑物重要性分类从抗震防灾的角度,根据建筑物使用功能的重要性,按其受地震破坏时产生的后果严重程度,国家标准建筑抗震设计规范(GB500112001) (以下简称为抗震规范 ) ,将建筑物分为甲、乙、丙、丁四类。具体划分按国家标准建筑抗震设防分类标准GB50223 的规定采用。2抗震设防标准所谓建筑抗震设防是对建筑物进行抗震设计,包括

9、地震作用、抗震承载力计算和采取抗震措施,以达到抗震的效果。建筑物的抗震设防标准是衡量抗震设防要求的尺度,它是指各类工程按照规定的可靠性要求和技术经济水平所统一确定的抗震技术要求。它的依据是抗震设防烈度。抗震设防标准应符合表 1.1 的规定。建筑抗震设防分类 甲类 重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑乙类 地震时使用功能不能中断需尽快恢复的建筑丙类 除甲、乙、丁类以外的一般建筑设防分类 丁类 抗震次要建筑甲类 按地震安全性评价结果确定乙类 应符合本地区抗震设防烈度要求地震作 丙类 应符合本地区抗震设防烈度要求用 丁类 一般情况下仍应符合本地区抗震设防烈度的要求甲类 当抗震设防烈度为 6

10、8 度时,应符合本地区抗震设防烈度提高 1度的要求,当为 9 度时,应符合比 9 度抗震设防更高的要求乙类一般情况下,当抗震设防烈度为 68 度时,应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求,当为 9 度时,应符合比 9 度抗震设防更高的要求,对较小的乙类建筑*,当其结构改用抗震性能较好的结构类型时,应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施丙类 应符合本地区抗震设防烈度要求抗*震措施丁类 应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低,但抗震设防烈度为 6 度时不应降低注:1、抗震措施指除结构地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容,包括抗震构造措施;抗震构造措施指一般不需计算而对结构和非结构各部

11、分必须采取的各种细部要求。2、较小的乙类建筑指工矿企业的变电所、变压站、水泵房以及城市供水水源的泵房等当为丙类建筑时,一般可采用砖混结构,当为乙类建筑时,若改用钢筋混凝土结构或钢结构,则可按本地区设防烈度的规定采取抗震措施。抗震设防烈度为 6 度时,除规范有具体规定外,对乙、丙、丁类建筑可不作地震作用计算。3抗震设防目标抗震规范规定以“三个水准”来表达抗震设防目标,即“小震不坏,中震可修,大震不倒” 。 第一水准:当遭受到多遇的低于本地区设防烈度的地震(小震)影响时,建筑一般应不受损坏或不需修理仍能继续使用。第二水准:当遭受本地区设防烈度的地震(中震)影响时,建筑可能有一定的损坏,经一般修理和

12、不需修理仍能继续使用。第三水准:当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震(大震)影响时,不致倒塌或发生不危及生命的严重破坏。规范采用两阶段设计来实现上述目标的。第一阶段设计:按第一水准(小震)的地震动参数计算结构地震作用效应并与其他荷载效应的基本组合,进行结构构件的截面承载力验算和弹性变形验算,同时采取相应的构造措施,这样既满足第一水准“不坏”的设防要求和第二水准“损坏可修”的设防要求。第二阶段设计:对于地震时易倒塌的结构、有明显薄弱层的不规则结构以及特殊要求的建筑结构,还应进行结构的薄弱部位的弹塑性层间变形验算并采取相应的抗震构造措施,实现第三水准的设防要求。小震和大震小震应是发生机会较多的地震,

13、因此,可将小震定义为烈度概率密度曲线上的峰值所对应的烈度,即众值烈度或称多遇烈度时的地震,50 年内众值烈度的超越概率为 63.2%,这就是第一水准的烈度。各地的基本烈度,即第二水准的烈度。50 年内的超越概率大体为 10%。大震是罕遇的地震,它所对应的烈度在 50 年内的超越概率约为 2%3% ,这个烈度又可称为罕遇烈度,作为第三水准的烈度。基本烈度与众值烈度相差约为 155 度,而基本烈度与罕遇烈度相差大致为 1 度。场地和场地土类别场地即工程群体所在地,具有相似的反应谱特征。其范围相当于厂区、居民小区和自然村或不小于 1.0km2 的平面面积。建筑场地的类别划分,应以土层等效剪切波速和场

14、地覆盖层厚度为准。土层剪切波速应由勘测设计单位测量,对于丁类建筑及层数不超过 10 层且高度不超过30m 的丙类建筑,当无实测剪切波速时,可根据岩土名称和性状,按下表划分土的类型,再按经验在下表的剪切波速范围内估计各土层的剪切波速。场地土类型土的类型 岩土名称和状态 土层剪切波速范围(m/s)坚硬土或岩石稳定岩石、密实的碎石土 us500中硬土 中密、稍密的碎石土,密实、中密的砾、粗、中砂,fK 200 的粘性土和粉土,坚硬黄土500us250中软土 稍密的砾、粗、中砂,除松散外的细、粉砂,fK 200 的粘性土和粉土,fK 130 的填土,可塑黄土250us140软弱土 淤泥和淤泥质土,松散

15、的砂,新近沉积的粘性土和粉土,fK130 的填土,流塑黄土us 140注:fK 为地基静承载力标准值(KPa ) 。建筑场地覆盖层厚度的确定,应符合下列要求:(1)一般情况下,应按地面至剪切波速大于 500m/s 的土层顶面的距离确定;(2)当地面 5m 以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速 2.5 倍的土层,且其下卧岩土的剪切波速均不小于 400m/s 时,可按地面至该土层顶面的距离确定;(3)剪切波速大于 500m/s 的孤石、透镜体,应视同周围土层;(4)土层中的火山岩硬夹层,应视为刚体,其厚度应从覆盖土层中扣除。通常覆盖土层愈厚,剪切波速愈小。等效剪切波速与场地评定用的计算深度成正比

16、,与剪切波在地表与计算深度之间传播的时间成反比。当遇不均匀的土层其等效剪切波速,可按计算深度范围内土层总厚度 d0 除以剪切波在地面至计算深度之间的传播时间 t 求得, 计算深度可取覆盖层厚度且不小于 20m。即场地类别按等效剪切波速和覆盖层厚度两个指标划分为四类,见下表 建筑场地类别划分等效剪切波速(m/s)场地类别类 类 类 类vse500 0m500vse2505m 5m250vse1403m 350m 50mvse140 3m 315m 1580m 80m抗震设计的基本要求(1)抗震概念设计的重要性所谓概念设计是指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

17、体布置并确定细部构造的过程。由于地震是随机的,具有不确定性和复杂性,单靠“数值设计”很难有效地控制结构的抗震性能。结构的抗震性能取决于良好的“概念设计” 。1地震及其影响的不确定性2地震及其影响有若干规律性(2)抗震设计的基本要求1.场地选择建筑场地的地段类别应按下表划分为建筑抗震有利、不利和危险的地段。各类地段的划分地段类别 地质、地形、地貌有利地段 稳定基岩坚硬土或开阔平坦、密实均匀的中硬性土等不利地段软弱土、液化土、条状突出的山嘴,高耸孤立的山丘,非岩质的陡坡,河岸和边坡边缘,平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层(如古河道、断层破碎带、暗埋的塘滨沟谷及半挖半填地基)等危险地段 地震

18、时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表位错的部位选择建筑场地时应选择有利地段、避开不利地段、不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。建筑场地的类别分为、四类,建筑场地为类时,甲、乙类建筑应允许仍按本地区抗震设防烈度采取抗震构造措施;丙类建筑应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施,但抗震设防烈度为 6 度时仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。建筑场地为、类时,对设计基本地震加速度为 0.15g 和 0.30g的地区,除规范有规定外,宜分别按抗震设防烈度为 8 度(0.20g)和 9 度(0.40g)时各类建筑的要求采取抗震措施。2选择对抗震有

19、利的建筑平面和立面建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案。建筑及其抗侧力结构平面布置宜均匀、对称,并具有良好的整体性;建筑的立面和剖面宜规则,抗侧力结构的侧向刚度和承载力宜均匀。不规则的建筑结构(包括平面不规则和立面不规则两种) ,应按规范要求进行水平地震作用计算和内力调整,并对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。体型复杂、平、立面特别不规则的建筑结构,可按实际需要在适当部位设置防震缝。将结构分成规则的结构单元。缝宽按规定要求,其两侧结构应完全分开。其它变形缝均应符合抗震缝的要求。3选择技术上、经济上合理的抗震结构体系a选择建筑结构体系时,应符合的要求b选择抗震结构的构件时

20、,应符合的要求c抗震结构各构件之间的连接应符合的要求d非结构构件非结构构件包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备,自身及其与结构主体的连接,应进行抗震设计。包括附属构件、装饰物、非结构墙体。e材料的选择与施工:结构材料的性能指标应符合的最低要求抗震结构的施工宜符合的要求12.2 钢筋混凝土房屋抗震构造措施抗震设计一般规定1.钢筋混凝土房屋适用的最大高度及高宽比限值现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度,甲类建筑应进行专门研究;乙类、丙类建筑可按附表采用,但平面和竖向均不规则的结构或建造于类场地的结构,适用的最大高度一般应降低 20%左右。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。结

21、构高宽比系指房屋高度与结构平面最小投影宽度的比值。高层建筑的高宽比不宜超过下表的限值,当超过时,结构设计应有可靠依据,并采取有效措施。现浇钢筋混凝土房屋高宽比限值 设防烈度结构类型6 度 7 度 8 度 9 度框架结构 4 4 3 2框架-抗震墙结构 5 5 4 3注: “抗震墙”即剪力墙。2.现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级同样烈度下不同结构体系、不同高度的建筑有不同的抗震要求,因此,钢筋混凝土结构的抗震措施,不仅要按建筑抗震设防类别区别对待,而且要根据抗震等级不同而异。钢筋混凝土房屋的抗震等级根据烈度、结构类型和房屋高度确定。按建筑类别和场地调整后用于确定抗震等级的烈度见表。3.防震缝与抗撞墙

22、框架-抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用框架结构规定数值的 70,且不宜小于70mm。防震缝宽度不够,相邻结构仍可能局部碰撞而损坏,而防震缝过宽会给建筑处理造成困难,故高层建筑宜选用合理的建筑结构方案,不设防震缝。对 8、9 度框架结构房屋,当防震缝两侧结构高度、刚度或层高相差较大时,可在缝两侧房屋的尽端沿全高设置垂直于防震缝的抗撞墙,每一侧抗撞墙的数量不应少于 2 道,宜分别对称布置,墙肢长度可不大于一个柱距,防震缝两侧抗撞墙的端柱和框架的边柱,箍筋应沿房屋全高加密。现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级 烈 度结 构 类 型6 7 8 9高 度(m) 30 30 30 30 30 30 25框 架 四

23、 三 三 二 二 一 一框架结构剧场、体育馆等大跨度公共建筑 三 二 一 一高 度(m) 60 60 60 60 60 60 50框 架 四 三 三 二 二 一 一框架-抗震墙结构 抗 震 墙 三 二 一 一注:1.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;2.表中“框架结构”和“框架”具有不同的含义。前者指纯框架结构,后者泛指框架结构和框架-抗震墙等结构体系中的框架部分。用于确定抗震等级的烈度设防烈度建筑类别 场地 6 7 8 9 6 7 8 9甲、乙类 、 7 8 9 9+ 6 6 7 8丙类 、 6 7 8 9 6 6 7 8丁类 、 6 7- 8- 9

24、-注:7-、8- 、9-表示该抗震等级的抗震构造措施可以适当降低,9+表示比 9 度一级更有效的抗震措施。4.楼盖及屋盖房屋高度超过 50m 时,框架 -抗震墙结构应采用现浇楼盖结构,框架结构宜采用现浇楼盖结构。房屋高度不超过 50m 时,楼盖结构应符合下列要求:(1)8、9 度框架-抗震墙结构宜采用现浇楼盖结构;(2)6、7 度框架-抗震墙结构可采用装配整体式楼盖结构,但应每层设置钢筋混凝土现浇层。现浇层厚度不应小于 50mm,混凝土强度等级不应低于 C20,但也不宜高于C40,并应双向配置直径 68mm,间距 150200mm 的钢筋网,钢筋应锚固在剪力墙内。楼盖的预制板缝宽度不宜小于 4

25、0mm。板缝大于 40mm 时应在板缝内配置钢筋。(3)框架结构可采用装配式楼盖,但应采取措施保证楼盖的整体性及其与框架梁的可靠连接。框架-抗震墙结构中,抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比,不宜超过下表的规定,否则,应考虑楼盖平面内变形的影响。抗震墙之间楼、屋盖长宽比 烈 度楼、屋盖类别6、7 度 8 度 9 度现浇或叠合梁板 4.0 3.0 2.0装配式楼盖 3.0 2.5 不宜采用5.结构布置(1)框架结构和框架-抗震墙结构中,框架和抗震墙均应双向设置,柱中线与抗震墙中线、梁中线与柱中线之间偏心距不宜大于柱宽的 1/4。(2)框架-抗震墙结构中的抗震墙设置,宜符合下列要求:1)抗震墙宜贯

26、通房屋全高,且横向与纵向的抗震墙宜相连;2)抗震墙宜设置在墙面不需要开大洞口的位置;3)房屋较长时,刚度较大的纵向抗震墙不宜设置在房屋的端开间;4)抗震墙洞口宜上下对齐,洞边距端柱不宜小于 300mm;5)一、二级抗震墙的洞口连梁,跨高比不宜大于 5,且梁截面高度不宜小于400mm。(3)框架单独柱基有下列情况之一时,宜沿两个主轴方向设置基础系梁:1)一级框架和类场地的二级框架;2)各柱基承受的重力荷载代表值差别较大;3)基础埋置较深,或各基础埋置深度差别较大;4)地基主要受力层范围内存在软弱粘性土层、液化土层和严重不均匀土层;5)桩基承台之间。(4)地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,应避免

27、在地下室顶板开设大洞口,并应采用现浇梁板结构,其楼板厚度不宜小于 180mm,混凝土强度等级不宜小于 C30,应采用双层双向配筋,且每层每个方向的配筋率不宜小于 0.25;地下室结构的楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的 2 倍,地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积,不应少于地上一层对应柱每侧纵筋面积的 1.1 倍。(5)框架的砌体填充墙应具有自身稳定性,并应符合下列要求:1)填充墙在平面和竖向的布置宜均匀对称,宜避免形成薄弱层和短柱;2)砌体的砂浆强度等级不应低于 M5,墙顶应与框架梁密切结合;3)填充墙应沿框架柱全高每隔 500mm 设 26 拉筋,其伸入墙内的长度, 6、7 度时不应小于

28、墙长的 1/5,且不小于 700mm,8、9 度时宜沿墙全长贯通。4)墙长大于 5m 时,墙顶与梁(板)宜有钢筋拉结;墙长超过层高的 2 倍时,宜设置钢筋混凝土构造柱;墙高超过 4m 时,墙体半高处(或门洞上皮)宜设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。6.结构材料抗震结构宜采用较高强度的混凝土,以减小梁柱剪压比和柱、剪力墙肢轴压比。规范规定,一级框架梁、柱、节点,混凝土强度等级不应低 C30,其他各类结构构件的混凝土强度等级不应低于 C20。但混凝土强度等级也不宜过高,规范规定,设防烈度为 9 度时不宜超过 C60,8 度时不宜超过 C70。 为保证结构的延性,结构构件中的钢筋应选用

29、有屈服点的钢筋。普通纵向受力钢筋宜选用 HRB400、 HRB335 级钢筋,箍筋宜选用 HRB335、 HRB400、HPB235 级钢筋。7.钢筋的锚固和接头纵向受拉钢筋的抗震锚固长度 laE 应按下式计算:laE = la (6.2)式中 系数,一、二级抗震等级取 1.15,三级取 1.05,四级取 1.0;la纵向受拉钢筋的锚固长度。现浇钢筋混凝土框架梁、柱的纵向受力钢筋的连接方法,一、二级框架柱的各部位及三级框架柱的底层宜采用机械连接接头,也可采用绑扎搭接或焊接接头;三级框架柱的其他部位和四级框架柱可采用绑扎搭接或焊接接头。一级框架梁宜采用机械连接接头,二、三、四级框架梁可采用绑扎搭

30、接或焊接接头。焊接或绑扎接头均不宜位于构件最大弯矩处,且宜避开梁端、柱端的箍筋加密区。当无法避免时,应采用机械连接接头,且钢筋接头面积百分率不应超过 50%。当采用绑扎搭接接头时,其搭接长度不应小于下式的计算值:llE =laE (6.3)llE抗震设计时受拉钢筋的搭接长度;受拉钢筋搭接长度修正值。箍筋末端应作 135 的弯钩,弯钩的平直部份的长度不应小于 10d(d 为箍筋直径) ,高层建筑中尚不应小于 75mm, 。在纵向受力钢筋搭接长度范围内的箍筋直径不应小于搭接钢筋较大直径的 0.25 倍,间距不应大于搭接钢筋较小直径的 5 倍,且不应大于 100mm。 框架结构抗震构造措施1.现浇框

31、架梁(1)框架梁的截面普通框架梁的截面尺寸要求见钢筋混凝土。采用扁梁时,楼板应现浇,梁中线宜与柱中线重合,扁梁应双向布置。一级框架结构不宜采用扁梁。(2)梁纵向钢筋配置构造!)梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于 2.5。2)梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值,一级不应小于 0.5,二、三级不应小于 0.3。3)沿梁全长顶面和底面的配筋,一、二级不应少于 214,且分别不应少于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的 1/4,三、四级不应少于 212。4)一、二级框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋直径,对矩形截面柱,不宜大于柱在该方向截面尺寸的 1/20;对圆形截面柱,不宜大于纵向钢筋所在位置柱

32、截面弦长的 1/20。(3)梁端箍筋构造1)梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按下表采用,当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于 2时,表中箍筋最小直径数值应增大 2mm。梁端箍筋加密区的长度、箍筋的最大间距和最小直径 抗 震 等 级加密区长度(取较大值) (mm)箍筋最大间距(取最小值) (mm)箍筋最小直径(mm)一 2hb,500 hb/4,6d,100 10二 1.5 hb,500 hb/4,8d,100 8三 1.5 hb,500 hb/4,8d,150 8四 1.5 hb,500 hb/4,8d,150 6注:d 为纵向钢筋直径,hb 为梁截面高度。2)加密区的箍筋肢距,一级不宜

33、大于 200mm,也不宜大于 20d;二、三级不宜大于250mm,也不宜大于 20d;四级不宜大于 300mm。其中 d 为箍筋直径。2.现浇框架柱(1)框架柱的截面框架柱的截面宽度和高度均不宜小于 300mm,圆形直径不宜小于 350mm;剪跨比 宜大于 2;截面长边与短边的边长之比不宜大于 3。其中 = Hn /(2 h0) ,Hn 为柱净高,h0 为柱截面有效高度。(2)柱轴压比轴压比 N 是指柱的组合轴压力设计值 N 与柱的全截面面积 A 和混凝土轴心抗压强度设计值 fc 乘积之比值,N=N /( fcA)。它是影响柱的破坏形态(大偏心受压破坏或小偏心受压破坏)和变形能力的重要因素。为

34、了保证框架柱有一定延性,其轴压比不宜超过下表的规定,并不应大于 1.05。建造于类场地且较高的高层建筑,柱轴压比限值应适当减少。(3)柱纵向钢筋配置构造柱纵向钢筋宜对称配置。截面尺寸大于 400mm 的柱,纵向钢筋间距不宜大于200mm。柱总配筋率不应大于 5。一级且剪跨比不大于 2 的柱,每侧纵向钢筋配筋率不宜大于 1.2。边柱、角柱及抗震墙端柱在地震作用组合产生小偏心受拉时,柱内纵筋总截面面积应比计算值增加 25。柱纵向钢筋的最小总配筋率应按下表采用,同时每一侧配筋率不应小于 0.2。 柱轴压比限值 抗 震 等 级结 构 类 型一 二 三框 架 结 构 0.7 0.8 0.9框架-抗震墙

35、0.75 0.85 0.95注: 1.表内限值适用于剪跨比大于 2,混凝土强度等级不高于 C60 的柱;剪跨比不大于 2 的柱轴压比限值应降低 0.05;剪跨比小于 1.5 的柱,轴压比限值应专门研究并采取特殊构造要求。2.沿柱全高采用井字复合箍且箍筋肢距不大于 200mm、间距不大于 100mm、直径不小于 12mm,或沿柱全高采用复合螺旋箍,螺旋间距不大于 100mm、箍筋肢距不大于200mm、直径不小于 12mm,或沿柱全高采用连续复合矩形螺旋箍、螺旋净距不大于80mm、箍筋肢距不大于 200mm、直径不小于 10mm,轴压比限值均可增加 0.10;上述三种箍筋的配箍特征值均应按增大的轴

36、压比由表确定。3.在柱的截面中部附加芯柱,其中另加的纵向钢筋的总面积不少于柱截面面积的0.8,轴压比限值可增加 0.05;此项措施与注 2 的措施共同采用时,轴压比限制可增加0.15,但箍筋的配箍特征值仍可按轴压比增加 0.10 的要求确定。(2)柱箍筋配置1)柱箍筋加密范围柱端取截面高度(圆柱直径) ,柱净高的 1/6 和 500mm 三者的最大值。底层柱,柱根 11不小于柱净高的 1/3;当有刚性地面时,除柱端外尚应取刚性地面上下各 500mm。剪跨比不大于 2 的柱和柱净高与柱截面高度之比不大于 4 的柱、框支柱、一级及二级框架的角柱,取全高。柱截面纵向钢筋的最小总配筋率(%) 抗 震

37、等 级类 别一 二 三 四中柱和边柱 1.0 0.8 0.7 0.6角柱、框支柱 1.2 1.0 0.9 0.8注:1.采用 HRB400 级热轧钢筋时,柱截面纵向钢筋的最小总配筋率允许较表中值减少 0.1,混凝土强度等级高于 C60 时应增加 0.1;2.对建造于类场地且较高的高层建筑,表中数值应增加 0.1。2)加密区箍筋间距和直径一般情况下,箍筋的最大间距和最小直径应按下表采用。二级框架柱的箍筋直径不小于 10mm 且箍筋肢距不大于 200mm 时,除柱根外最大间距允许采用 150mm;三级框架柱的截面尺寸不大于 400mm 时,箍筋最小直径允许采用6mm;四级框架柱剪跨比不大于 2 时

38、,箍筋直径不应小于 8mm。框支柱和剪跨比不大于 2 的柱,箍筋间距不应大于 100mm。柱箍筋加密区的箍筋最大间距和最小直径 抗震等级 箍筋最大间距(采用较小值,mm) 箍筋最小直径(mm)一 6d,100 10二 8 d,100 8三 8 d,150(柱根 100) 8四 8 d,150(柱根 100) 6(柱根 8)注:d 为柱纵筋最小直径。3)加密区箍筋肢距柱箍筋加密区箍筋肢距,一级不宜大于 200mm,二、三级不宜大于 250mm 和 20 倍箍筋直径的较大值,四级不宜大于 300mm。至少每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋或柱筋约束;采用拉筋复合箍时,拉筋宜紧靠纵向钢筋并钩住箍筋。

39、4)柱箍筋加密区的体积配筋率柱箍筋加密区的体积配筋率,应符合下列要求:v=Asvl/(sA0)vfc/fy (6.4)式中 v柱箍筋加密区的体积配筋率,一级不应小于 0.8,二级不应小于0.6,三、四级不应小于 0.4;计算复合箍筋的体积配筋率时,应扣除重叠部分的箍筋体积;Asv箍筋截面面积;l箍筋长度,重叠部份不计;s箍筋间距;A0核心区截面面积;fc混凝土轴心抗压强度设计值;强度等级低于 C35 时,应按 C35 计算;fyv箍筋或拉筋抗拉强度设计值,超过 360N/mm2 时,取 360N/mm2 计算;v的最小配箍特征值。5)柱箍筋非加密区的体积配筋率及箍筋间距柱箍筋非加密区的体积配筋

40、率不宜小于加密区的 50;箍筋间距,一、二级框架柱不应大于 10 倍纵向钢筋直径,三、四级框架柱不应大于 15 倍纵向钢筋直径。6)框架节点核心区箍筋的最大间距和最小直径框架节点核心区箍筋的最大间距和最小直径宜按柱箍筋加密区要求采用。一、二、三级框架节点核心区配箍特征值分别不宜小于 0.12、0.10 和 0.08,且体积配箍率分别不宜小于 0.6、0.5和 0.4。柱剪跨比不大于 2 的框架节点核心区配箍特征值不宜小于核心区上、下柱端的较大配箍特征值。3.框架梁、柱纵向钢筋在节点核心区的锚固和搭接(1)框架在框架中间层中间节点的上部纵向钢筋应贯穿中间节点。一、二级梁的下部纵向钢筋伸入中间节点

41、的锚固长度不应小于 laE,且伸过中心线不应小于 5d。梁内贯穿中柱的每根纵向钢筋直径,对于一、二级抗震等级,不宜大于柱在该方向截面尺寸的 1/20。对于圆柱截面,梁最外侧贯穿节点的钢筋直径,不宜大于纵向钢筋所在位置柱截面弦长的 1/20。柱箍筋加密区的箍筋最小配箍特征值 v 柱 轴 压 比抗震等级箍筋形式 0.30.40.50.60.70.80.91.01.05普通箍、复合箍 0.10 0.11 0.13 0.15 0.17 0.20 0.23一 螺旋箍、复合或连续复合矩形螺旋箍0.080.090.110.130.150.180.21普通箍、复合箍 0.08 0.09 0.11 0.13 0

42、.15 0.17 0.19 0.22 0.24二 螺旋箍、复合或连续复合矩形螺旋箍0.060.070.090.110.130.150.170.200.22普通箍、复合箍 0.06 0.07 0.09 0.11 0.13 0.15 0.17 0.20 0.22三 螺旋箍、复合或连续复合矩形螺旋箍0.050.060.070.090.110.130.150.180.20注:1.普通箍指单个矩形箍和单个圆形箍;复合箍指由矩形、多边形、圆形或拉筋组成的箍筋;复合螺旋箍指由螺旋箍与矩形、多边形、圆形箍或拉筋组成的箍筋;连续复合矩形螺旋箍指全部螺旋箍为同一根钢筋加工而成的箍筋。2.框支柱宜采用复合螺旋箍或井

43、字复合箍,其最小配箍特征值应比表内数值增加0.02,且体积配箍率不应小于 1.53.剪跨比不大于 2 的柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍,其体积配箍率不应小于1.2,9 度时不应小于 1.5。4.计算复合螺旋箍的体积配箍率时,其非螺旋箍的箍筋体积应乘以换算系数 0.8。(2)中间层端节点内的上部纵向钢筋锚固长度除应符合 laE 的规定外,并应伸过节点中心线不小于 5d。当纵向钢筋在端节点内的水平锚固长度不够时,沿柱节点外边向下弯折,经弯折后的水平投影长度,不应小于 0.4 laE,垂直投影长度取 15 d。梁下部纵向钢筋在中间层端节点中的锚固措施与梁上部纵向钢筋相同,但竖直段应向上弯入节点。(3

44、)在顶层中间节点处,框架柱的纵向钢筋自梁底边算起的锚固长度不应小于 laE,并应伸到柱顶。当柱纵向钢筋在节点内的竖向锚固长度不够时,应伸至柱顶后向内水平弯折,弯折前的锚固段竖向投影长度不应小于 0.5 laE,弯折后的水平投影长度取 12d。当楼盖为现浇混凝土,且板的混凝土强度不低于 C20、板厚不小于 80mm 时,也可向外弯折,弯折后的水平投影长度取 12d。对一、二级抗震等级,贯穿顶层中间节点的梁上部纵向钢筋的直径,不宜大于柱在该方向截面尺寸 1/25。梁下部纵向钢筋在顶层中间节点中的锚固措施与梁下部纵向钢筋在中间层中间节点处的锚固措施相同。(4)框架顶层端节点处,柱外侧纵向钢筋可沿节点

45、外边和梁上边与梁上部纵向钢筋搭接连接,搭接长度不应小于 1.5laE,且伸入梁内的柱外侧纵向钢筋截面面积不宜少于柱外侧全部柱纵向钢筋截面面积的 65,其中不能伸入梁内的外侧柱纵向钢筋,宜沿柱顶伸至柱内边;当该柱筋位于顶部第一层时,伸至柱内边后,宜向下弯折不小于 8 d(d 为外侧柱纵向钢筋直径)后截断;当该柱筋位于顶部第二层时,可伸至柱内边后截断;当有现浇板时,且现浇板混凝土强度等级不低于 C20、板厚不小于 80mm 时,梁宽范围外的柱纵向钢筋可伸入板内,其伸入长度与伸入梁内的柱纵向钢筋相同。梁上部纵向钢筋应伸至柱外边并向下弯折到梁底标高。当柱外侧纵向钢筋配筋率大于 1.2时,伸入梁内的柱纵

46、向钢筋应满足以上规定,且宜分两批截断,其截断点之间的距离不宜小于 20d(d 为梁上部纵向钢筋的直径) 。当梁、柱配筋率较高时,顶层端节点处的梁上部纵向钢筋和柱外侧纵向钢筋的搭接连接也可沿柱外边设置,搭接长度不应小于 1.7laE,其中,柱外侧纵向钢筋应伸至柱顶,并向内弯折,弯折段的水平投影长度不宜小于 12d。梁上部纵向钢筋及柱外侧纵向钢筋在顶层端节点上角处的弯弧内半径,当钢筋直径d25mm 时,不宜小于 6d;当钢筋直径 d25mm 时,不宜小于 8d。当梁上部纵向钢筋配筋率大于 1.2时,弯入柱外侧的梁上部纵向钢筋除应满足以上搭接长度外,且宜分两批截断,其截断点之间的距离不宜小于 20d

47、,d 为梁上部纵向钢筋直径。梁下部纵向钢筋在顶层端节点中的锚固措施与中间层端节点处梁上部纵向钢筋的锚固措施相同。柱内侧纵向钢筋在顶层端节点中的锚固措施与顶层中间节点处柱纵向钢筋的锚固措施相同。当柱为对称配筋时,柱内侧纵向钢筋在顶层端节点中的锚固要求可适当放宽,但柱内侧纵向钢筋应伸至柱顶。(5)柱纵向钢筋不应在中间各层节点内截断。高层框架梁、柱纵向钢筋在节点核心区的锚固和搭接见图。框架-抗震墙结构的抗震构造措施1.框架框架-抗震墙结构中框架柱的轴压比限值见表 6.8,其他构造措施与框架结构相同。2.抗震墙(1)抗震墙的厚度抗震墙的厚度不应小于 160mm,且不应小于层高的 1/20,底部加强部位

48、的抗震墙厚度不应小于 200mm,且不应小于层高的 1/6。抗震墙的周边应设置梁(或暗梁)和端柱组成的边框;端柱截面宜与同层框架柱相同,配筋应满足对框架柱的抗震构造要求;抗震墙底部加强部位的端柱和紧靠抗震墙洞口端柱宜按柱箍筋加密区的要求沿全高加密布置。(2)抗震墙的轴压比限值各种结构类型的抗震墙墙肢轴压比限值为:9 度一级墙 0.4;8 度一级墙 0.5;二级墙0.6。当抗震墙的墙肢长度小于墙厚的 3 倍时,在重力荷载代表值作用下的轴压比限值,一、二级仍按上述要求,三级为 0.6,箍筋应沿全高加密。(3)抗震墙的分布钢筋抗震墙的分布钢筋包括竖向和横向分布钢筋,起着抗剪、抗弯、减少收缩裂缝等作用

49、。分布筋过少,抗震墙会因纵向钢筋拉断而破坏,故应配置足够的分布钢筋。规范规定,竖向和横向分布钢筋配筋率均不应小于 0.25,且不宜小于 8300,并应双排布置,拉筋间距不应大于 600mm,直径不应小于 6mm。带边框抗震墙的水平钢筋应全部锚入边框内,且锚入长度不小于 laE。(4)抗震墙的边缘构件抗震墙墙肢两端和洞口两侧应设置边缘构件。抗震墙的边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件两类。约束边缘构件是指用箍筋约束的暗柱、端柱和翼墙,其混凝土用箍筋约束,有比较大的变形能力;构造边缘构件的混凝土约束较差。1)抗震墙边缘构件的设置部位一级、二级抗震墙的底部加强部位及相邻的上一层应设置约束边缘构件,但墙肢底截面在重力荷载代表值作用下的轴压比较小时可设置成构造边缘构件。一、二级抗震墙的其他部位

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