1、第八章 建筑抗震与防火,学习目标：,掌握：建筑变形缝的构造和建筑安全疏散要求； 了解：地震的基本知识、建筑抗震的设防目标和设计要点；建筑抗震和建筑防火的基本知识。,本 章 内 容,第一节 建筑抗震 第二节 建筑防火,地 震：指由于地壳构造运动使岩层发生断裂、错动而引起的地面振动。 震 源：地壳深处发生岩层断裂、错动的地方。 震 中：震源正上方的地面。 地震波：当震源岩层发生断裂、错动时，岩层所积累的变形能突然释放，以波的形式从震源向四周传播。,第一节 建筑抗震,一 . 地震知识介绍,（一）. 地震与地震波,地震震级：指地震的强烈程度，一般称里氏震级，取决于地震时释放能量的大小。 地震烈度：指地
2、震时某一地区地面、建(构)筑物遭受地震影响的强烈程度，它不仅与震级有关，而且与震源深度、距震中的距离、建筑场地的土质等因素有关。,（二）.地震震级与地震烈度,二 .地震灾害 （一）.地面破坏 地震造成的地面破坏有：地面裂缝、滑坡塌方、砂土液化和软土震陷等。地裂缝有两种：一种是构造裂缝，它是地下断层错层在地表留下的痕迹。另一种是重力地裂缝，是地面土体受到挤压、伸张、旋钮产生的结果。滑坡塌方多发生在山区或丘陵地区。砂土液化多发生在地下水位较高、砂层埋深较浅的沿海或平原地区。软土震陷发生于高压缩性饱和软粘土和强度较低的淤泥质土地区。,（二）.工程结构破坏 地震对建筑物的破坏按房屋破坏机理划分有承重强
3、度不足，结构丧失整体性和地基失效等原因。承重强度不足是指在地震时结构构件内力会突然的增大，而且往往会改变受力方式，使构件因强度不足而破坏。丧失整体性是因为构件连接不牢靠，支撑数量不够致使建筑丧失整体性而破坏。地基失效破坏是指地震作用下地基丧失承载力引起的结构破坏。,三 .抗震设防的目标 工程抗震设防的基本目的是在一定的经济条件下，最大限度地限制和减轻建筑物的地震破坏，为了实现这一目标，抗震设计中要以“小震不坏，中震可修，大震不倒”作为建筑抗震设计的基本准则。,四.建筑抗震设计总体要求 1 .建筑场地 地震区的建筑宜选择对抗震有利的场地，避开不利地段，不在危险地段建设。 2 .建筑体型 建筑的平
4、面布置的基本原则是规则、对称质量与刚度变化均匀。 3 .结构延性 利用构件弹塑性阶段的性能，通过结构一定限度内的塑性变形来消耗地震时输入结构的能量，在设计中，对钢筋混凝土结构，可采用强剪弱弯、强节点弱构件的设计策略。,五.建筑变形缝 （一）.变形缝的类型 变形缝是为防止建筑物在外界因素(温度变化、地基不均匀沉降及地震)作用下导致开裂，甚至破坏而预留的构造缝。按作用分可分为伸缩缝、沉降缝和抗震缝；按变形缝设置的位置分为楼地面变形缝、外墙变形缝、屋面变形缝和内墙、顶棚及吊顶变形缝。,1. 伸缩缝 伸缩缝是从建筑物基础顶面开始的沿高度方向的垂直缝隙，将墙体分隔成几个独立部分，各部分可自由胀缩。伸缩缝
5、要求把建筑物的墙体、楼板层、屋顶等地面以上部分全部断开。伸缩缝的宽度一般2030mm，伸缩缝的位置和间距设计时应根据有关规范的规定设置，见表8-1和表8-2。,表8-1 砌体建筑伸缩缝的最大间距,表8-2 钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距,2.沉降缝 沉降缝是沿建筑物高度设置垂直缝隙，一般从建筑物的基础底部断开，将建筑物划分成若干个可以自由沉降的单元，符合下列条件之一者应设置沉降缝： 当建筑物相邻两部分有高差； 相邻两部分荷载相差较大； 建筑体型复杂，连接部位较为薄弱； 结构形式不同； 基础埋置深度相差悬殊； 地基土的地耐力相差较大。 沉降缝的宽度见表8-3。,表8-3 沉降缝的宽度,3.防震缝
6、 防震缝是将建筑物分为若干个体型规整、结构刚度均匀的单元，以利于建筑物抗震，设置原则是： 建筑物立面高差在6m以上； 建筑物有错层，且楼板错层高差较大； 建筑物各部分结构刚度、质量截然不同。 防震缝的宽度见表8-4。,表8-4 防震缝的宽度,(二).变形缝的构造 变形缝除普通做法以外，目前在我国的大型公共建筑和工业建筑中越来越广泛的应用变形缝装置，变形缝装置是集实用性和装饰性于一体的工业化产品，它是遮盖和装饰建筑物变形缝的建筑配件。如果配置止水带和阻火带还可以满足防水、防火、保温等要求。,1.基础变形缝 基础在沉降缝处的构造有双墙式、交叉式和悬挑式，如图8-1所示。 2.楼地面变形缝 （1）楼
7、板层变形缝 普通构造：楼板层变形缝的宽度应与墙体变形缝一致，上部用金属板、预制水磨石板、硬塑料板等盖缝，以防止灰尘下落，如图8-2所示。 变形缝装置构造：如图8-3、8-4所示。,图8-1 沉降缝处基础的构造 (a)双墙式 (b)交叉式 (c)悬挑式,图8-2 楼地面变形缝 (a)楼面变形缝 (b)地面变形缝,图8-3 金属盖板型楼地面变形缝平面型,(a),(b),图8-4 金属盖板型楼地面变形缝转角型 (a)剖面图 (b)示意图,(a) (b),（2）地坪层变形缝 当地坪层采用刚性垫层时，变形缝应从垫层到面层处断开，垫层处缝内填沥青麻丝或聚苯板，面层处理同楼面，如图8-4所示。,图8-4地坪
8、层变形缝, 变形缝装置构造：抗震型变形缝构造如图8-5、8-6所示。,图8-5 抗震型楼地面变形缝平面型 剖面图 (b)示意图,(a),(b),(a),(b),图8-6 抗震型楼地面变形缝转角型 (a) 剖面图 (b)示意图,3.墙体变形缝 变形缝的构造形式与变形缝的类型和墙体的厚度有关，可做成平缝（伸缩缝）、错口缝（沉降缝）或企口缝（防震缝），如图8-7所示。,(a) (b) (c) 图8-7墙体变形缝的构造形式(a)平缝 (b)错口缝 (c)企口缝, 普通构造：内墙变形缝的构造应考虑与室内的装饰环境相协调，并满足隔声、防火要求。一般采用具有一定装饰效果的木条盖缝，如图8-8所示。外墙变形缝
9、构造要满足防水、保温和隔热等要求，如图8-9所示。 变形缝装置构造：砖墙、金属板墙、幕墙的变形缝的构造如图8-108-13所示。,(a) (b) 图8-8内墙变形缝的构造 (a)伸缩缝和沉降缝 (b)防震缝,图8-9 外墙变形缝的构造,(a) (b) 图8-10 抗震型外墙变形缝 (a) 变形缝 (b) 转角型,(a) (b) 图8-11 抗震型外墙变形缝（外墙外保温） (a)变形缝（外墙外保温） (b) 转角型（外墙外保温）,(a) (b)图8-12 金属板型墙面和顶棚变形缝 (a)变形缝 (b)转角型,图8-13 玻璃幕墙面变形缝,4.屋面变形缝 屋顶在变形缝处的构造分为等高屋面变形缝和不
10、等高屋面变形缝两种。 （1）等高屋面变形缝 普通构造：不上人屋面变形缝构造如图8-14所示；上人屋面变形缝构造如图8-15所示。 变形缝装置构造：如图8-16所示。,图8-14 不上人屋面变形缝,图8-15 上人屋面变形缝,(a) (b) 图8-16屋面变形缝平面型 (a)金属盖板型(QCC) (b) 抗震型(QTTL),（2）不等高屋面变形缝 普通构造：如图8-17所示。 变形缝装置构造：如图8-18所示。,图8-17 不等高屋面变形缝,(a) (b) 图8-18 不等高屋面变形缝 (a)金属盖板型 (b)抗震型,第二节 建筑防火,一.建筑分类和耐火等级 (一).耐火极限 耐火极限是指建筑构
11、件按时间-温度标准曲线进行耐火试验，从受到火的作用起，到失去支撑能力或完整性被破坏或失去隔火作用时止这段时间，用小时表示。承重墙的燃烧性能和耐火极限不应低于表8-5的规定，其它构件燃烧性能和耐火极限详见防火规范。,表 8-5 承重墙燃烧性能和耐火极限,(二).建筑分类 高层建筑应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救度等进行分类，并应符合表8-6的规定。,表8-6建筑分类,(三).耐火等级 高层建筑耐火等级应分为一、二级，其构件的燃烧性能和耐火极限不应低于表8-7的规定。对于玻璃幕墙要满足下列条件： （1）窗间墙、窗槛墙的填充材料应采用不燃烧体。 （2）无窗间墙、窗槛墙的玻璃幕墙，应在每层楼板
12、外沿设置耐火极限不低于1小时的不燃烧实体裙墙。 （3）玻璃幕墙与每层楼板、隔墙处的缝隙，应采用不燃烧材料严密填实。,表8-7建筑构件的燃烧和耐火极限,二.建筑防火设计 (一).平面布置 （1）在进行总平面设计时，应根据城市规划，合理确定建筑物的位置、防火间距、消防车道和消防水源等。 （2）燃油、燃气锅炉等宜设置在高层建筑物外的专用房间内。 （3）消防控制室宜设置在高层建筑物的首层或地下一层，且应采用耐火极限不低于2小时的隔墙和1.5小时的楼板与其他部位隔开，并应设置直接通室外的安全出口。,（4）高层家建筑物的观众厅、会议厅、多功能厅等人员密集的场所，应设置在首层或二、三层。高层建筑物的底边至少
13、有一个长边或周边长度的1/4且不小于一个长边长度，不应布置高度大于5M、进深大于4m的裙房，且此范围有直通室外的楼梯或直通楼梯间出口。 （5）高层建筑之间及高层建筑与其他民用建筑之间的防火间距不应低于表8-8的规定。,表8-8高层建筑之间及高层建筑与其他民用建筑之间的防火间距,（6）相邻两座高层建筑，较低一座的屋顶不设天窗，屋顶承重构件的耐火极限不低于1小时。 （7）相邻两座高层建筑，当相邻较高一面外墙耐火极限不低于2小时，墙上开口部位设有甲级防火门、窗或防火卷帘时，其防火间距可适当减小，但不宜小于4m。 （8）高层建的周围应设置环形消防车道，当设环形消防车道有困难时，可沿高层建筑物的两个长边
14、设置消防车道，当高层建筑沿街长度超过150m或建筑物总长度超过220m时，应在适中位置穿过高层建筑物的消防通道。,（9）消防车道的宽度不要小于4m，消防车道距高层建筑物外墙宜大于5m，消防车道上空4m以下范围内不应设有障碍物。 （10）高层建筑要采用防火墙等划分防火分区，每个防火分区允许最大建筑面积，不应超过表8-9的规定。,表8-9防火分区允许最大建筑面积,(二).建筑构造 （1）防火墙不宜设置在U、L形等高层建筑的内转角处。当设置在转角处时，内转角两侧墙上的门、窗、洞口之间最近边缘之间的水平距离不应小于4m，当相邻一侧有固定一级防火窗时，距离不限。 （2）紧靠防火墙两侧的门窗洞口之间最近边
15、缘的水平距离不应小于2m，当水平间距小于2m时，应设置乙级防火门窗。管道穿过隔墙、楼板时，应采用不燃烧材料将其周围的缝隙填塞密实。,（3）高层建筑内的隔墙应砌至梁板底部，且不宜留有缝隙。 （4）电梯井一个单独设置，井内严禁敷设可燃气体和甲、乙、丙类液体管道，并不应敷设与电梯无关的电缆、电线等。电梯井井壁除开设电梯门洞和通气孔洞外，不应开设其它门洞。 （5）电缆井、管道井、排烟井、排气井、垃圾道等竖向管道井，应分别独立设置，其井壁应为耐火极限不低于1小时的不燃烧体。,（6）防火门、防火窗应划分成甲、乙、丙三级，甲级为1.2小时，乙级为0.9小时，丙级为0.6小时。 （7）设置在变形缝处附近的防火
16、门，应设置在楼层数较多的一侧，且门开启后不应跨越变形缝。 （8）屋顶采用金属结构承重时，其吊顶、望板、保温材料等均应采用不燃烧材料，屋顶金属承重构件应采用外包敷不燃烧材料或喷涂防火材料等措施。,(三).安全疏散 （1）高层建筑的每个防火区的安全出口一般不应少于两个。 （2）塔式高层建筑，两座疏散楼梯宜单独设置，当确实有困难时，可设置剪刀楼梯。 （3）高层间的安全出口应分散布置，两个安全出口之间的距离不应小于5m，高层建内的观众厅、展览厅、餐厅、营业厅等，其室内任何一点至最近疏散出口的直线距离，不宜超过30m，其它房间内最远点到房门的直线距离不宜超过15m。,（4）位于两个安全出口之间的房间，当面积不超过60m2，可设置一个门，门的净宽不应小于0.9m，位于走道尽头的房间，当面积不超过75 m2，可设置一个门，门的净宽不应小于1.4m。 （5）高层建筑内走道净宽，应按通过人数每100人不小于1m计算，高层建筑首层疏散外门总宽度，应按人数最多的一层每100人不小于1m计算。 （6）疏散楼梯间和前室门的净宽应按通过人数每100人不小于1m计算，但最小净宽度不应小于0.9m。,
