4 建筑抗震概念设计建筑抗震概念设计4.1 场地选择场地选择4.2 建筑的平立面布置建筑的平立面布置4.3 结构选型与结构布置结构选型与结构布置4.4 多道抗震防线多道抗震防线4.5 刚度、承载力和延性的匹配刚度、承载力和延性的匹配4.6 确保结构的整体性确保结构的整体性4.7 非结构部件处理非结构部件处理抗震设计：对地震区的工程结构进行的一种专业抗震设计：对地震区的工程结构进行的一种专业设计，一般包括抗震概念设计、结构抗震计算和设计，一般包括抗震概念设计、结构抗震计算和抗震构造措施三个方面。抗震构造措施三个方面。抗震概念设计：基于震害经验建立的抗震基本原抗震概念设计：基于震害经验建立的抗震基本原则和思想。包括工程结构的总体布置和细部构造。则和思想。包括工程结构的总体布置和细部构造。概念设计的基本内容：建筑场地选择；建筑选型概念设计的基本内容：建筑场地选择；建筑选型与结构布置；设置多道抗震防线；刚度、承载力与结构布置；设置多道抗震防线；刚度、承载力和延性的匹配；结构整体性的确保；非结构部件和延性的匹配；结构整体性的确保；非结构部件处理。处理。4.1 场地选择场地选择场地选择的原则场地选择的原则 挑选对建筑抗震有利的地段，对不利地段，应提挑选对建筑抗震有利的地段，对不利地段，应提出避开要求；当无法避开时应采取有效的措施。出避开要求；当无法避开时应采取有效的措施。对危险地段，严禁建造甲、乙类的建筑，不应建对危险地段，严禁建造甲、乙类的建筑，不应建造丙类的建筑。造丙类的建筑。 4.1.1 避开抗震危险地段避开抗震危险地段建筑抗震危险的地段，一般是指地震时可能发生建筑抗震危险的地段，一般是指地震时可能发生崩塌、滑坡、地陷、地裂、泥石流等地段，以及崩塌、滑坡、地陷、地裂、泥石流等地段，以及震中烈度为震中烈度为8度以上的发震段裂带在地震时可能发度以上的发震段裂带在地震时可能发生地表错位的地段。生地表错位的地段。发震断层：在过去发震断层：在过去3.5万年以内曾活动过一次，或万年以内曾活动过一次，或 在在5万年内活动过两次的地质构造上的断层。万年内活动过两次的地质构造上的断层。非发震断层：与当地的地震活动性没有成因上联非发震断层：与当地的地震活动性没有成因上联系的一般断层，在地震时一般不会发生新的错动。系的一般断层，在地震时一般不会发生新的错动。地下采空区属于危险地段。地下采空区属于危险地段。不利于抗震的地段：软弱土，液化土，条状突出不利于抗震的地段：软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，陡坡，陡坎，河岸和的山嘴，高耸孤立的山丘，陡坡，陡坎，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层（含故河道、疏松的断层破碎带、不均匀的土层（含故河道、疏松的断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基），高含水量的暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基），高含水量的可塑黄土，地表存在结构性裂缝等。可塑黄土，地表存在结构性裂缝等。 对不利地段，应提出避开要求；当无法避开时，对不利地段，应提出避开要求；当无法避开时， 应采取有效措施。应采取有效措施。4.1.2 选择有利于抗震的场地选择有利于抗震的场地有利地段：有利地段：一般是指位于开阔平坦地带的坚硬场一般是指位于开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀中硬场地土。地土或密实均匀中硬场地土。在选择高层建筑的场地时，应尽量建在基岩或薄在选择高层建筑的场地时，应尽量建在基岩或薄土层上，或应建在具有较大土层上，或应建在具有较大“平均剪切波速平均剪切波速”的的坚硬场地土上，以减少输入建筑物的地震能量，坚硬场地土上，以减少输入建筑物的地震能量，从根本上减轻地震对建筑物的破坏作用。从根本上减轻地震对建筑物的破坏作用。地基和基础设计应符合下列要求：地基和基础设计应符合下列要求：同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上；（地基上；（图图4.1）同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基；（可设沉降缝，成为两个单元）基；（可设沉降缝，成为两个单元）地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀时，应估计地震时地基不均匀沉降或其他不均匀时，应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，并采取相应措施。（图利影响，并采取相应措施。（图4.2，措施见第，措施见第2章）章）4.2 建筑的平立面布置建筑的平立面布置一幢房屋的动力性能基本上取决于它的建筑布局一幢房屋的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结构布置。和结构布置。4.2.1 建筑平面布置建筑平面布置建筑的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度建筑的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度变化均匀，避免楼层错层。变化均匀，避免楼层错层。对称的结构容易估计其地震时的反应，容易采取对称的结构容易估计其地震时的反应，容易采取构造措施和进行细部处理。构造措施和进行细部处理。“规则规则”包含了对建筑的平、立面外形尺寸，抗包含了对建筑的平、立面外形尺寸，抗侧力构件布置、质量分布，直至强度分布等诸多侧力构件布置、质量分布，直至强度分布等诸多因素的综合要求。因素的综合要求。规则对高层建筑尤为重要。规则对高层建筑尤为重要。规范规范3.4.1建筑设计应根据抗震概念设计的要求明建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性。不规则的建筑应按规定采确建筑形体的规则性。不规则的建筑应按规定采取加强措施；特别不规则的建筑应进行专门研究取加强措施；特别不规则的建筑应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施；严重不规则的建和论证，采取特别的加强措施；严重不规则的建筑不应采用。筑不应采用。 注：形体指建筑平面形状和立面、竖向剖面的变化。注：形体指建筑平面形状和立面、竖向剖面的变化。规范规范3.4.2建筑设计应重视其平面、立面和竖向剖建筑设计应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响，宜面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响，宜择优选用规则的形体，其抗侧力构件的平面布置择优选用规则的形体，其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力突变。渐减小、避免侧向刚度和承载力突变。建筑结构的规则性对抗震能力的重要影响的认识建筑结构的规则性对抗震能力的重要影响的认识始自若干现代建筑在地震中的表现。始自若干现代建筑在地震中的表现。最为典型的例子是最为典型的例子是1972年年2月月23日南美洲的马那瓜日南美洲的马那瓜地震。地震。马那瓜有相距不远的两幢高层建筑，一幢为十五马那瓜有相距不远的两幢高层建筑，一幢为十五层高的中央银行大厦，另一幢为层高的中央银行大厦，另一幢为18层高的美洲银层高的美洲银行大厦。行大厦。当地地震烈度估计为当地地震烈度估计为8度。一幢破坏严重，震后拆度。一幢破坏严重，震后拆除；另一幢轻微损坏，稍加修理便恢复使用。除；另一幢轻微损坏，稍加修理便恢复使用。马那瓜美洲银行大厦马那瓜美洲银行大厦马那瓜中央银行大厦马那瓜中央银行大厦 结构是均匀对称的，基本的抗侧力体系包结构是均匀对称的，基本的抗侧力体系包括括4个个L形的桶体，对称地由连梁连接起来，形的桶体，对称地由连梁连接起来，这些连梁在地震时遭到剪切破坏，是整个结这些连梁在地震时遭到剪切破坏，是整个结构能观察到的主要破坏。构能观察到的主要破坏。分析表明：分析表明：1.对称的结构布置及相对刚强的对称的结构布置及相对刚强的联肢墙，有效地限制了侧向位移，并防止了联肢墙，有效地限制了侧向位移，并防止了明显的扭转效应；明显的扭转效应；2.避免了长跨度楼板和砌避免了长跨度楼板和砌体填充墙的非结构构件的损坏；体填充墙的非结构构件的损坏；3.当连梁剪当连梁剪切破坏后，结构体系的位移虽有明显增加，切破坏后，结构体系的位移虽有明显增加，但由于抗震墙提供了较大的侧向刚度，位移但由于抗震墙提供了较大的侧向刚度，位移量得到控制。量得到控制。美洲美洲银行银行 1）平面不规则）平面不规则4个楼梯间偏置塔楼西端，西端有填充墙。个楼梯间偏置塔楼西端，西端有填充墙。4层以上的楼板仅为层以上的楼板仅为5cm厚，搁置在高厚，搁置在高45cm长长14m小梁上。小梁上。 2）竖向不规则）竖向不规则塔楼上部（塔楼上部（4层楼面以上），北、东、西三面布置了密集的小柱子，共层楼面以上），北、东、西三面布置了密集的小柱子，共64根，支承在根，支承在4层楼板水平处的层楼板水平处的过渡大梁上，大梁又支承在其下面的过渡大梁上，大梁又支承在其下面的10根根1m 1.55m的柱子上（间距的柱子上（间距9.4m）。）。上下两部分严重不均匀，上下两部分严重不均匀，不连续。不连续。 主要破坏：第主要破坏：第4层与第层与第5层之间层之间(竖向刚度和承载力突变竖向刚度和承载力突变),周围柱子严重开裂，柱钢筋压屈；周围柱子严重开裂，柱钢筋压屈； 横向裂缝贯穿横向裂缝贯穿3层以上的所有楼板层以上的所有楼板(有的宽达有的宽达1cm),直至电梯井东侧；直至电梯井东侧； 塔楼西立面、其他立面窗下和电梯井处的空心砖填充墙及其它非结构构件均塔楼西立面、其他立面窗下和电梯井处的空心砖填充墙及其它非结构构件均 严重破坏或倒塌。严重破坏或倒塌。 震后计算分析结果震后计算分析结果:1.结构存在十分严重扭转效应结构存在十分严重扭转效应;2.塔楼塔楼3层以上北面和南面大多数柱子抗剪能力层以上北面和南面大多数柱子抗剪能力大大不足大大不足,率先破坏；率先破坏；3.水平地震作用下水平地震作用下,柔而长的楼板产生可观的竖向运动等。柔而长的楼板产生可观的竖向运动等。 马那瓜马那瓜中央银行大厦中央银行大厦地震区的高层建筑，平面以方地震区的高层建筑，平面以方 形、矩形、圆形为好；正六边形、矩形、圆形为好；正六边 形、正八边形、椭圆形、扇形形、正八边形、椭圆形、扇形 也可以。也可以。不宜采用有较长翼缘的不宜采用有较长翼缘的L L形、形、T T形、形、U U形、形、H H形、形、Y Y形形等平面形状。等平面形状。 高层规程的规定：高层规程的规定：设防烈度设防烈度、度、度6.06.00.350.352.02.0、度、度5.05.00.300.301.51.5平面不规则类型平面不规则类型 定义定义扭转不规则扭转不规则楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的移（或层间位移）平均值的1.2倍倍凹凸不规则凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层，或较大的楼层错层扭转不规则扭转不规则凹凸角不规则凹凸角不规则平面不规则类型平面不规则类型 定义定义扭转不规则扭转不规则楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的移（或层间位移）平均值的1.2倍倍凹凸不规则凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层，或较大的楼层错层局部不连续局部不连续大开洞大开洞错层错层超过超过梁高梁高4.2.2 建筑立面布置建筑立面布置地震区高层建筑的立面应采用矩形、梯形、三角地震区高层建筑的立面应采用矩形、梯形、三角形等均匀变化的几何形状，尽量避免带有突然变形等均匀变化的几何形状，尽量避免带有突然变化的阶梯形立面。化的阶梯形立面。高层规程高层规程规定：建筑的竖向体形宜规则、均规定：建筑的竖向体形宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。匀，避免有过大的外挑和内收。上部收进时上部收进时,当当H/H0.2时时,B1/B0.75;当上部外挑时当上部外挑时,B/B10.9且且a4m。立面不规则类型立面不规则类型 定义定义侧向刚度不规则侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等向下传递构件（梁、桁架等向下传递楼层承载力突变楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%沿竖向的侧向刚度不规则（有柔软层）沿竖向的侧向刚度不规则（有柔软层）竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件不连续立面不规则类型立面不规则类型 定义定义侧向刚度不规则侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等向下传递构件（梁、桁架等向下传递)楼层承载力突变楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%竖向抗侧力结构屈服抗剪强度不均匀竖向抗侧力结构屈服抗剪强度不均匀 （有薄弱层）（有薄弱层） 严重不规则严重不规则是指体型复杂，是指体型复杂，多项不规则指标超过表中指标或某多项不规则指标超过表中指标或某一项大大超过规定值，具有严重的一项大大超过规定值，具有严重的抗震薄弱环节，将会导致地震破坏抗震薄弱环节，将会导致地震破坏的严重后果者。的严重后果者。注：以上规定主要针对钢筋混凝注：以上规定主要针对钢筋混凝土和钢结构的多层和高层建筑。土和钢结构的多层和高层建筑。规范规范3.4.4建筑形体及其构件布置不规则时，应按下建筑形体及其构件布置不规则时，应按下列要求进行地震作用计算和内力调整，并应对薄列要求进行地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施：弱部位采取有效的抗震构造措施：1 平面不规则而竖向规则的建筑，应采用空间结构平面不规则而竖向规则的建筑，应采用空间结构计算模型并应符合下列要求：计算模型并应符合下列要求： 1)扭转不规则时，应计入扭转影响，且楼层竖向扭转不规则时，应计入扭转影响，且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍，当最大层间位移远小于规范限值时，可适当倍，当最大层间位移远小于规范限值时，可适当放宽；放宽； 2)凹凸不规则或楼板局部不连续时，应采用符合凹凸不规则或楼板局部不连续时，应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型；高烈度或楼板平面内实际刚度变化的计算模型；高烈度或不规则程度较大时，宜计入楼板局部变形的影响不规则程度较大时，宜计入楼板局部变形的影响 3)平面不对称且凹凸不规则或局部不连续，可根平面不对称且凹凸不规则或局部不连续，可根据实际情况分块计算扭转位移比，对扭转较大的据实际情况分块计算扭转位移比，对扭转较大的部位应采用局部的内力增大系数。部位应采用局部的内力增大系数。2 平面规则而竖向不规则的建筑，应采用空间结构平面规则而竖向不规则的建筑，应采用空间结构计算模型，刚度小的楼层的地震剪力应乘以不小计算模型，刚度小的楼层的地震剪力应乘以不小于于1.15的增大系数，其薄弱层应按本规范有关规定的增大系数，其薄弱层应按本规范有关规定进行弹塑性变形分析，并应符合下列要求：进行弹塑性变形分析，并应符合下列要求： 1)竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换构件的地震内力应根据烈度高低和水平转换转换构件的地震内力应根据烈度高低和水平转换构件的类型、受力情况、几何尺寸等，乘以构件的类型、受力情况、几何尺寸等，乘以1.252.0的增大系数；的增大系数； 2)侧向刚度不规则时，相邻层的侧向刚度比应依侧向刚度不规则时，相邻层的侧向刚度比应依据其结构类型符合本规范相关章节的规定；据其结构类型符合本规范相关章节的规定； 3)楼层承载力突变时，薄弱层抗侧力结构的受剪楼层承载力突变时，薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的承载力不应小于相邻上一楼层的65%。3 平面不规则且竖向不规则的建筑，应根据不规则平面不规则且竖向不规则的建筑，应根据不规则类型的数量和程度，有针对性地采取不低于本条类型的数量和程度，有针对性地采取不低于本条1、2款要求的各项抗震措施。特别不规则的建筑，款要求的各项抗震措施。特别不规则的建筑，应经专门研究，采取更有效的加强措施或对薄弱应经专门研究，采取更有效的加强措施或对薄弱部位采用相应的抗震性能化设计方法。部位采用相应的抗震性能化设计方法。规范规范3.4.5体型复杂、平直面不规则的建筑，应根据体型复杂、平直面不规则的建筑，应根据不规则程度、地基基础条件和技术经济等因素的不规则程度、地基基础条件和技术经济等因素的比较分析，确定是否设置防震缝，并分别符合下比较分析，确定是否设置防震缝，并分别符合下列要求：列要求：1 当不设置防震缝时，应采用符合实际的计算模型，当不设置防震缝时，应采用符合实际的计算模型，分析判明其应力集中、变形集中或地震扭转效分析判明其应力集中、变形集中或地震扭转效 应等导致的易损部位，采取相应的加强措施。应等导致的易损部位，采取相应的加强措施。2 当在适当部位设置防震缝时，宜形成多个较规则当在适当部位设置防震缝时，宜形成多个较规则的抗侧力结构单元。防震缝应根据抗震设防烈度、的抗侧力结构单元。防震缝应根据抗震设防烈度、结构材料种类、结构类型、结构单元的高度和高结构材料种类、结构类型、结构单元的高度和高差以及可能的地震扭转效应的情况，留有足够的差以及可能的地震扭转效应的情况，留有足够的宽度，其两侧的上部结构应完全分开。宽度，其两侧的上部结构应完全分开。3 当设置伸缩缝和沉降缝时，其宽度应符合防震缝当设置伸缩缝和沉降缝时，其宽度应符合防震缝的要求。的要求。北川县设计方方正正，整体性好的楼房巍然不动北川县设计方方正正，整体性好的楼房巍然不动北川中学第一北川中学第一教学楼教学楼北川一中第一教学楼平面布置不规则，整体性差，倾覆力矩过大而北川一中第一教学楼平面布置不规则，整体性差，倾覆力矩过大而北川一中第一教学楼平面布置不规则，整体性差，倾覆力矩过大而北川一中第一教学楼平面布置不规则，整体性差，倾覆力矩过大而推覆，推覆，推覆，推覆，16001600师生遇难。师生遇难。师生遇难。师生遇难。建筑群由一幢建筑群由一幢L型和一型和一幢幢C型大楼组成，地震型大楼组成，地震中，中，C形大楼向内倾倒，形大楼向内倾倒，砸向砸向L形大楼。上图为形大楼。上图为C形大楼的柱网布置。形大楼的柱网布置。柱距大，柱网稀，在柱距大，柱网稀，在横向只有一跨框架，横向只有一跨框架，冗余度不足。冗余度不足。彰化县员林镇龙邦富贵名彰化县员林镇龙邦富贵名门大楼门大楼16层钢筋混凝土结层钢筋混凝土结构住宅，柱距构住宅，柱距710m ，柱，柱子数量不足，赘余度不足。子数量不足，赘余度不足。从中山国宝二期大楼的平面从中山国宝二期大楼的平面图可见，其柱距为图可见，其柱距为78m。倒。倒塌的两座塔楼在纵横两个方塌的两座塔楼在纵横两个方面均只有一跨框架。面均只有一跨框架。云林县斗六市中云林县斗六市中山国宝二期大楼，山国宝二期大楼，左侧六层以下，左侧六层以下，右侧五层以下完右侧五层以下完全倒塌。全倒塌。台湾集集大地震九层钢筋混凝土框架破坏，结构布置不合台湾集集大地震九层钢筋混凝土框架破坏，结构布置不合理，单跨框架且不封闭，传力途径隔断。理，单跨框架且不封闭，传力途径隔断。只只设设有有圈圈梁梁而而无无构构造造柱柱的的房房屋屋4.2.3 房屋的高度房屋的高度一般，房屋愈高，所受到的地震力和倾覆力矩愈一般，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，但不是绝对的，与经大，破坏的可能性也愈大，但不是绝对的，与经济有关。济有关。多层、高层混凝土结构房屋适用的最大高度见多层、高层混凝土结构房屋适用的最大高度见P100表表5.1。多层砌体房屋的高度限值见多层砌体房屋的高度限值见P140表表6.14.2.4 房屋的高宽比房屋的高宽比建筑物的高宽比值愈大，建筑物就愈瘦高，地震建筑物的高宽比值愈大，建筑物就愈瘦高，地震作用下的侧移就愈大，地震引起的倾覆作用就愈作用下的侧移就愈大，地震引起的倾覆作用就愈大。大。 见见P102表表5.2，P140表表6.24.2.5 防震缝的合理设置防震缝的合理设置变形缝包括：伸缩缝、沉降缝、防震缝，对于抗变形缝包括：伸缩缝、沉降缝、防震缝，对于抗震设防烈度为震设防烈度为6度以上的房屋，伸缩缝、沉降缝均度以上的房屋，伸缩缝、沉降缝均应符合防震缝的要求，即在抗震区，三种缝统称应符合防震缝的要求，即在抗震区，三种缝统称为防震缝。为防震缝。下列部位宜设置防震缝下列部位宜设置防震缝平面形状、局部尺寸或者立面形状不符合规范的平面形状、局部尺寸或者立面形状不符合规范的有关规定，而又未在计算和构造上采取相应措施有关规定，而又未在计算和构造上采取相应措施时；时；房屋长度超过规定的伸缩缝最大间距，又无条件房屋长度超过规定的伸缩缝最大间距，又无条件采取特殊措施而必须设置伸缩缝时；采取特殊措施而必须设置伸缩缝时；地基土质不均匀，房屋各部分的预计沉降量过大地基土质不均匀，房屋各部分的预计沉降量过大 必须设置沉降缝时；必须设置沉降缝时；房屋各部分的质量或结构抗侧移刚度大小悬殊时。房屋各部分的质量或结构抗侧移刚度大小悬殊时。对于多层砌体结构房屋，防震缝两侧均应设置墙体，对于多层砌体结构房屋，防震缝两侧均应设置墙体，缝宽应根据烈度和房屋高度确定，可采用缝宽应根据烈度和房屋高度确定，可采用50100mm。高层建筑一般通过调整平面形状和尺寸，并在构造高层建筑一般通过调整平面形状和尺寸，并在构造上以及施工时采取一些措施，尽量不设防震缝。当上以及施工时采取一些措施，尽量不设防震缝。当需要设置防震缝时，防震缝的最小缝宽应符合下列需要设置防震缝时，防震缝的最小缝宽应符合下列规定：规定：规范规范6.1.4框架房屋，当高度不超过框架房屋，当高度不超过15m，可采用，可采用70mm；当高；当高度超过度超过15m，6度、度、7度、度、8度、度、9度相应每增高度相应每增高5m、 4m、 3m 、2m，宜加宽，宜加宽20mm； 框架框架抗震墙房屋的防震缝宽，可采用框架数值抗震墙房屋的防震缝宽，可采用框架数值的的70%；抗震墙房屋可采用框架数值的抗震墙房屋可采用框架数值的50%，且不宜小于，且不宜小于100mm。防震缝两侧结构类型不同时，宜按需要较宽防震防震缝两侧结构类型不同时，宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽。缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽。框架结构和框架框架结构和框架-抗震墙结构中，框架和抗震墙均抗震墙结构中，框架和抗震墙均应双向设置，柱中线与墙中线、梁中线与柱中线应双向设置，柱中线与墙中线、梁中线与柱中线之间的偏心距不宜大于柱宽的之间的偏心距不宜大于柱宽的1/4。例：例：6度地区、框架结构、建筑高度度地区、框架结构、建筑高度35m，若需设防，若需设防震缝，其缝宽应为多少？建筑高度为震缝，其缝宽应为多少？建筑高度为37m，缝宽，缝宽？若高为？若高为37m剪力墙结构，其缝宽？剪力墙结构，其缝宽？4.3 结构选型与结构布置结构选型与结构布置4.3.1 结构选型结构选型4.3.1.1.结构材料的选择结构材料的选择1.从抗震角度考虑，作为一种好的结构材料，其结从抗震角度考虑，作为一种好的结构材料，其结构材料应具备：构材料应具备：延性系数高（如钢结构）；延性系数高（如钢结构）；强度强度/ /重力比值大（如轻质高强材料）；重力比值大（如轻质高强材料）；匀质性好；匀质性好；正交各向同性（变形相同）；正交各向同性（变形相同）；构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性；构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性；并能发挥材料的全部强度。并能发挥材料的全部强度。2.抗震规范对材料与施工的要求：抗震规范对材料与施工的要求：规范规范3.9.1抗震结构对材料和施工质量的特别要求，抗震结构对材料和施工质量的特别要求，应在设计文件上注明。应在设计文件上注明。规范规范3.9.2结构材料性能指标，应符合下列最低要结构材料性能指标，应符合下列最低要求：求：(1) 砌体结构材料应符合下列规定：砌体结构材料应符合下列规定： 1)普通砖和多孔砖的强度等级不应低于普通砖和多孔砖的强度等级不应低于MU10，其，其砌筑砂浆强度等级不应低于砌筑砂浆强度等级不应低于M5； 2)混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于MU7.5，其砌筑砂浆强度等级不应低于，其砌筑砂浆强度等级不应低于Mb7.5。(2) 混凝土结构材料应符合下列规定：混凝土结构材料应符合下列规定： 1)混凝土的强度等级，框支梁、框支柱及抗震等混凝土的强度等级，框支梁、框支柱及抗震等 级为一级的框架梁、柱、节点核芯区，不应低于级为一级的框架梁、柱、节点核芯区，不应低于C30；构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件不应低；构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件不应低于于C20； 2)抗震等级为一、二、三级的框架和斜撑构件（含抗震等级为一、二、三级的框架和斜撑构件（含梯段），其纵向受力钢筋采用普通钢筋时，钢筋的梯段），其纵向受力钢筋采用普通钢筋时，钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的；钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于比值不应大于1.3且钢筋在最大拉力下的总伸长且钢筋在最大拉力下的总伸长奉实测值不应小于奉实测值不应小于9%。(3) 钢结构的钢材应符合下列规定：钢结构的钢材应符合下列规定： 1)钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于不应大于0. 85；保证强柱弱梁等保证强柱弱梁等内力调整的顺利内力调整的顺利实现实现塑性铰形成后有足够塑性铰形成后有足够的耗能和转动能力的耗能和转动能力 2)钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于20%； 3)钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。3.规范规范3.9.3结构材料性能指标，尚宜符合下列要求结构材料性能指标，尚宜符合下列要求(1).普通钢筋宜优先采用延性、韧性和焊接性较好普通钢筋宜优先采用延性、韧性和焊接性较好的钢筋；普通钢筋的强度等级，纵向受力钢筋宜选的钢筋；普通钢筋的强度等级，纵向受力钢筋宜选用符合抗震性能指标的不低于用符合抗震性能指标的不低于HRB400级的热轧钢级的热轧钢筋，也可采用符合抗震性能指标的筋，也可采用符合抗震性能指标的HRB335级热轧级热轧钢筋；箍筋宜选用符合抗震性能指标的不低于钢筋；箍筋宜选用符合抗震性能指标的不低于HRB335级的热轧钢筋，也可选用级的热轧钢筋，也可选用HPB300级热轧级热轧钢筋。钢筋。 注：钢筋的检验方法应符合现行国家标准注：钢筋的检验方法应符合现行国家标准混凝混凝土结构工程施工质量验收规范土结构工程施工质量验收规范GB 50204的规定的规定规范已不推荐规范已不推荐HPB235级级(2) 混凝土结构的混凝土强度等级，抗震墙不宜超混凝土结构的混凝土强度等级，抗震墙不宜超过过C60，其他构件，其他构件，9度时不宜超过度时不宜超过C60，8度时不度时不宜超过宜超过C70。(3) 钢结构的钢材宜采用钢结构的钢材宜采用Q235等级等级B、C、D的碳素的碳素结构钢及结构钢及Q345等级等级B、C、D、E的低合金高强度的低合金高强度结构钢；当有可靠依据时，尚可采用其他钢种和钢结构钢；当有可靠依据时，尚可采用其他钢种和钢号。号。规范规范3.9.4在施工中，当需要以强度等级较高的钢筋在施工中，当需要以强度等级较高的钢筋替代原设计中的纵向受力钢筋时，应按照钢筋受拉替代原设计中的纵向受力钢筋时，应按照钢筋受拉承载力设计值相等的原则换算，并应满足最小配筋承载力设计值相等的原则换算，并应满足最小配筋率要求。率要求。规范规范3.9.5采用焊接连接的钢结构，当接头的焊接拘采用焊接连接的钢结构，当接头的焊接拘束度较大、钢板厚度不小于束度较大、钢板厚度不小于40mm且承受沿板厚且承受沿板厚高强混凝高强混凝土脆性大土脆性大 方向截面收缩率不应小于国家标准方向截面收缩率不应小于国家标准厚度方向性厚度方向性能钢板能钢板GB/T 5313关于关于215级规定的容许值。级规定的容许值。规范规范3.9.6钢筋混凝土构造柱和底部框架钢筋混凝土构造柱和底部框架-抗震墙房抗震墙房屋中的砌体抗震墙，其施工应先砌墙后浇构造柱和屋中的砌体抗震墙，其施工应先砌墙后浇构造柱和框架梁柱。框架梁柱。规范规范3.9.7混凝土墙体、框架柱的水平施工缝，应采混凝土墙体、框架柱的水平施工缝，应采取措施加强混凝土的结合性能。对于抗震等级一级取措施加强混凝土的结合性能。对于抗震等级一级的墙体和转换层楼板与落地混凝土墙体的交接处，的墙体和转换层楼板与落地混凝土墙体的交接处，宜验算水平施工缝截面的受剪承载力。宜验算水平施工缝截面的受剪承载力。例题：某六层营业面积为例题：某六层营业面积为10000m2的钢筋混凝土框架结构，高的钢筋混凝土框架结构，高度度24m，设防烈度，设防烈度7度，度，类场地，框架柱原设计的纵筋为类场地，框架柱原设计的纵筋为822，在施工过程中，因现场原材料供应延误，拟采用下在施工过程中，因现场原材料供应延误，拟采用下表中的钢筋进行代换，各代换方案均满足强剪弱弯要求，表中的钢筋进行代换，各代换方案均满足强剪弱弯要求，试确定下列何种代换方案最为合适。试确定下列何种代换方案最为合适。 钢筋强度及伸长率表钢筋强度及伸长率表A 820(编号编号3） B 420（编号（编号3）+425（编号（编号4）C 825(编号编号2） D 825（编号（编号4）解：按解：按建筑工程抗震设防建筑工程抗震设防 分类标准分类标准6.0.5知知，该建筑为乙，该建筑为乙类建筑，应按类建筑，应按7+1=8度考虑抗震措施。度考虑抗震措施。查表查表6.1.2，高度，高度24m，8度，该框架为二级框架。度，该框架为二级框架。编号编号2的钢筋，其总伸长率为的钢筋，其总伸长率为8%9%，不符合要求。，不符合要求。对其它钢筋，计算如下表：对其它钢筋，计算如下表：825（编号（编号4）满足要求。）满足要求。编号编号钢筋钢筋屈服强度实测屈服强度实测N/mm2抗拉强度实测抗拉强度实测N/mm2总伸长率实测值总伸长率实测值1202043854012%225253805208%3202044055511%4252537051010%编号编号钢筋钢筋抗拉强度实测值抗拉强度实测值/屈服强度实测值屈服强度实测值屈服强度实测值屈服强度实测值/强度标准值强度标准值120540/438=1.2331.25,不符合不符合438/335=1.307, 1.3,不满足不满足320555/440=1.2611.25,满足满足440/335=1.313, 1.3,不满足不满足425510/370=1.378, 1.25,满足满足370/335=1.104 1.3,满足满足4.按照上述标准，常见结构类型，按其抗震性能的按照上述标准，常见结构类型，按其抗震性能的优劣排序为：优劣排序为： 钢结构钢结构 型钢混凝土结构型钢混凝土结构 混凝土混凝土钢组合钢组合结构结构 现浇钢筋混凝土结构现浇钢筋混凝土结构 预应力混凝土预应力混凝土结构结构 装配式钢筋混凝土结构装配式钢筋混凝土结构 配筋砌体结配筋砌体结构构 砌体结构。砌体结构。5.混凝土结构的优点混凝土结构的优点现场浇筑，整体性好；现场浇筑，整体性好；就地取材；就地取材；造价较低；造价较低；有较好的抗侧移刚度，保护非结构构件；有较好的抗侧移刚度，保护非结构构件；良好的设计可保证结构的延性。良好的设计可保证结构的延性。6.混凝土结构的缺点混凝土结构的缺点在周期性往复荷载作用下，刚度因裂缝而降低；在周期性往复荷载作用下，刚度因裂缝而降低；构件开裂处钢筋的塑性拉伸，使裂缝不能闭合；构件开裂处钢筋的塑性拉伸，使裂缝不能闭合；在低往复荷载下，杆件塑性铰区混凝土产生反向在低往复荷载下，杆件塑性铰区混凝土产生反向裂缝导致混凝土破碎，产生永久性的剪切滑移。裂缝导致混凝土破碎，产生永久性的剪切滑移。4.3.1.2抗震结构体系的确定抗震结构体系的确定1.规范规范3.5.1结构体系应根据建筑的抗震设防类别、抗结构体系应根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等因素，经技术、经济和使用条件综合比料和施工等因素，经技术、经济和使用条件综合比较确定。较确定。2.规范规范3.5.2结构体系应符合下列各项要求：结构体系应符合下列各项要求：(1)应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。径。2.抗震结构体系的确定抗震结构体系的确定规范规范3.5.1结构体系应根据建筑的抗震设防类别、抗结构体系应根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等因素，经技术、经济和使用条件综合比料和施工等因素，经技术、经济和使用条件综合比较确定。较确定。规范规范3.5.2结构体系应符合下列各项要求：结构体系应符合下列各项要求：1 应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径2 应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。抗震能力或对重力荷载的承载能力。3 应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。地震能量的能力。4 对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力。力。规范规范3.5.3结构体系尚宜符合下列各项要求：结构体系尚宜符合下列各项要求：1 宜有多道抗震防线。宜有多道抗震防线。2 宜具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部削弱宜具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中。变形集中。3 结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。规范规范3.5.4结构构件应符合下列要求：结构构件应符合下列要求：1 砌体结构应按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱、砌体结构应按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱、芯柱，或采用约束砌体、配筋砌体等。芯柱，或采用约束砌体、配筋砌体等。2 混凝土结构构件应控制截面尺寸和受力钢筋、箍筋混凝土结构构件应控制截面尺寸和受力钢筋、箍筋的设置，防止剪切破坏先于弯曲破坏、混凝土的压的设置，防止剪切破坏先于弯曲破坏、混凝土的压溃先于钢筋的屈服、钢筋的锚固粘结破坏先于钢筋溃先于钢筋的屈服、钢筋的锚固粘结破坏先于钢筋破坏。破坏。3 预应力混凝土的构件，应配有足够的非预应力钢筋预应力混凝土的构件，应配有足够的非预应力钢筋4 钢结构构件的尺寸应合理控制，避免局部失稳或整钢结构构件的尺寸应合理控制，避免局部失稳或整个构件失稳。个构件失稳。5 多、高层的混凝土楼、屋盖宜优先采用现浇混凝土多、高层的混凝土楼、屋盖宜优先采用现浇混凝土板。当采用预制装配式混凝土楼、屋盖时，应从楼板。当采用预制装配式混凝土楼、屋盖时，应从楼盖体系和构造上采取措施确保各预制板之间连接的盖体系和构造上采取措施确保各预制板之间连接的整体性。整体性。规范规范3.5.5结构各构件之间的连接，应符合下列要求结构各构件之间的连接，应符合下列要求l 构件节点的破坏，不应先于其连接的构件。构件节点的破坏，不应先于其连接的构件。2 预埋件的锚固破坏，不应先于连接件。预埋件的锚固破坏，不应先于连接件。3 装配式结构构件的连接，应能保证结构的整体性。装配式结构构件的连接，应能保证结构的整体性。4 预应力混凝土构件的预应力钢筋，宜在节点核心区预应力混凝土构件的预应力钢筋，宜在节点核心区以外锚固。以外锚固。4.3.2 结构布置的一般原则结构布置的一般原则1.平面布置力求对称平面布置力求对称不对称的震害重。不对称的震害重。当建筑层数很多时，上面各层偏心引起的扭转效当建筑层数很多时，上面各层偏心引起的扭转效应对下层的积累，对下面几层更不利。应对下层的积累，对下面几层更不利。对于多层砌体房屋，应优先采用横墙承重的结构对于多层砌体房屋，应优先采用横墙承重的结构布置方案，其次采用纵横墙混合承重的结构布置布置方案，其次采用纵横墙混合承重的结构布置方案。方案。2.竖向布置力求均匀竖向布置力求均匀结构竖向布置的关键在于，尽可能使其竖向刚度、结构竖向布置的关键在于，尽可能使其竖向刚度、强度变化均匀，避免出现薄弱层，并应尽可能降强度变化均匀，避免出现薄弱层，并应尽可能降低房屋的重心。低房屋的重心。1971年美国圣费南多地震，年美国圣费南多地震，Olive-View医院位于医院位于度区。它是柔弱底层建筑的典型震例，其教训度区。它是柔弱底层建筑的典型震例，其教训是值得借鉴的。是值得借鉴的。 该大楼共该大楼共6层，层，1、2层为框架结构，层为框架结构，3层以上为框层以上为框剪结构。二层有较多的砖隔墙，导致与首层的刚剪结构。二层有较多的砖隔墙，导致与首层的刚度相差约度相差约10倍，地震后，上部结构震害很轻，而倍，地震后，上部结构震害很轻，而底层严重倾斜，纵、横向侧移约底层严重倾斜，纵、横向侧移约600mm。同一楼层的框架柱，应该具有大致相同的刚度、同一楼层的框架柱，应该具有大致相同的刚度、强度和延性，否则，地震时很容易因受力大小悬强度和延性，否则，地震时很容易因受力大小悬殊而被各个击破。殊而被各个击破。纯框架结构的高层建筑中，如果将楼梯踏步斜梁纯框架结构的高层建筑中，如果将楼梯踏步斜梁和平台梁直接与框架柱相连，就会使该柱变成短和平台梁直接与框架柱相连，就会使该柱变成短柱，地震时容易发生剪切破坏。柱，地震时容易发生剪切破坏。4.4 多道抗震防线多道抗震防线4.4.1 多道抗震防线的必要性多道抗震防线的必要性1.多道防线的含义多道防线的含义一抗震结构体系，应有若干个延性较好的分体系一抗震结构体系，应有若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作。作。 如：框架如：框架抗震墙体系是由延性框架和抗震墙两抗震墙体系是由延性框架和抗震墙两个系统组成；双肢或多肢抗震墙体系由若干个单个系统组成；双肢或多肢抗震墙体系由若干个单肢墙分系统组成。肢墙分系统组成。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部赘抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部赘余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，以使余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，以使结构能够吸收和耗散大量的地震能量，一旦破坏结构能够吸收和耗散大量的地震能量，一旦破坏 也易于修复。也易于修复。2.多道防线的必要性多道防线的必要性多道抗震防线对抗震结构是必要的，一次大震产多道抗震防线对抗震结构是必要的，一次大震产生的地震动，是一种强脉冲的往复式冲击，建筑生的地震动，是一种强脉冲的往复式冲击，建筑物易产生积累式破坏。物易产生积累式破坏。当第一道防线的抗侧力构件在强烈地震袭击下遭当第一道防线的抗侧力构件在强烈地震袭击下遭到破坏后，后备的第二道至第三道防线的抗侧力到破坏后，后备的第二道至第三道防线的抗侧力构件立即接替，抵挡住后续的地震动的冲击，可构件立即接替，抵挡住后续的地震动的冲击，可保证建筑物最低限度的安全，免于倒塌。保证建筑物最低限度的安全，免于倒塌。当共振时，多道设防的优越性更为明显，当第一当共振时，多道设防的优越性更为明显，当第一道防线破坏，第二道防线接替后，建筑物的自振道防线破坏，第二道防线接替后，建筑物的自振周期变化较大，共振现象缓解。周期变化较大，共振现象缓解。4.4.2 第一道防线的构件选择第一道防线的构件选择原则：应优先选择不负担或少负担重力荷载的竖原则：应优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或选用轴压比值较小的抗震墙、向支撑或填充墙，或选用轴压比值较小的抗震墙、实体筒体之类构件，作为第一道抗震防线的抗侧实体筒体之类构件，作为第一道抗震防线的抗侧力构件。力构件。一般情况，不宜采用轴压比很大的框架柱兼作第一般情况，不宜采用轴压比很大的框架柱兼作第一道防线的抗侧力构件。一道防线的抗侧力构件。如因条件有限，只能采用单一的框架体系，框架如因条件有限，只能采用单一的框架体系，框架就成为整个体系中唯一的抗侧力构件，此时应采就成为整个体系中唯一的抗侧力构件，此时应采用用“强柱弱梁强柱弱梁”型延性框架。（即梁为第一道，型延性框架。（即梁为第一道，柱为第二道）。柱为第二道）。强柱弱梁：使框架结构塑性铰出现在梁端的设计强柱弱梁：使框架结构塑性铰出现在梁端的设计 要求。用以提高结构的变形能力，防止在强烈地要求。用以提高结构的变形能力，防止在强烈地震作用下倒塌。震作用下倒塌。强剪弱弯：使钢筋混凝土构件中与正截面受弯承强剪弱弯：使钢筋混凝土构件中与正截面受弯承载力对应的剪力低于该构件斜截面受剪承载力的载力对应的剪力低于该构件斜截面受剪承载力的设计要求，用以改善构件自身的抗震性能（利用设计要求，用以改善构件自身的抗震性能（利用塑性铰的转动来耗能）。塑性铰的转动来耗能）。4.4.3 利用赘余构件增多抗震防线利用赘余构件增多抗震防线双重抗侧力体系双重抗侧力体系 在抗御地震时，具有在抗御地震时，具有 两道防线，一道是支两道防线，一道是支 撑或墙体，一道是框撑或墙体，一道是框 架。架。当结构遭遇地震时，可以利用这些连系梁首先承当结构遭遇地震时，可以利用这些连系梁首先承担地震前期脉冲的冲击，以达到保护主体结构的担地震前期脉冲的冲击，以达到保护主体结构的目的。目的。当建筑物受到强烈地震动主脉冲卓越周期的作用当建筑物受到强烈地震动主脉冲卓越周期的作用时，一方面利用结构中增设的赘余杆件的屈服和时，一方面利用结构中增设的赘余杆件的屈服和变形，来耗散输入的地震能量；另一方面利用赘变形，来耗散输入的地震能量；另一方面利用赘余杆件的破坏和退出工作，使整个结构从一种稳余杆件的破坏和退出工作，使整个结构从一种稳定体系过渡到另一种稳定体系，实现结构周期的定体系过渡到另一种稳定体系，实现结构周期的 变化，以避开地震动卓越周期长时间持续作用所变化，以避开地震动卓越周期长时间持续作用所引起的共振效应。引起的共振效应。4.5 刚度、承载力和延性的匹配刚度、承载力和延性的匹配4.5.1 刚度与承载力刚度与承载力1.钢筋混凝土剪力墙体系钢筋混凝土剪力墙体系其特点为抗侧移刚度大，自振周期较短，地震作其特点为抗侧移刚度大，自振周期较短，地震作用较大。用较大。若增加墙厚和数量、减小横墙间距，则刚度增加，若增加墙厚和数量、减小横墙间距，则刚度增加，但地震反应加大。剪力墙可能会因承载力不足而但地震反应加大。剪力墙可能会因承载力不足而破坏。破坏。建筑并不是愈刚愈好，二者应相互匹配。建筑并不是愈刚愈好，二者应相互匹配。2.框架剪力墙体系框架剪力墙体系其自振周期的大小决定于抗震墙的数量。数量少其自振周期的大小决定于抗震墙的数量。数量少 而薄，刚度低，周期就长，地震剪力就小，但抗而薄，刚度低，周期就长，地震剪力就小，但抗侧移能力也低。侧移能力也低。3.框架体系框架体系其特点为抗侧移刚度小，水平侧移大，结构周期其特点为抗侧移刚度小，水平侧移大，结构周期较长，地震反应也小。较长，地震反应也小。由于水平侧移大，由于水平侧移大， 效应增大并随高度增加而效应增大并随高度增加而累积，会造成承载力不足而破坏。累积，会造成承载力不足而破坏。4.5.2 刚度与延性刚度与延性对于有框架和抗震墙或由框架和支撑组成的双重对于有框架和抗震墙或由框架和支撑组成的双重体系中；体系中；框架刚度小，承担的地震剪力小，而弹性极限变框架刚度小，承担的地震剪力小，而弹性极限变 形大；墙体或竖向支承刚度大，承担的地震剪力形大；墙体或竖向支承刚度大，承担的地震剪力大，而弹性极限变形小；大，而弹性极限变形小；在往复地震动的作用下，墙体和支承由于弹性变在往复地震动的作用下，墙体和支承由于弹性变形能力差而出现裂缝、杆件屈曲，水平抗力降低，形能力差而出现裂缝、杆件屈曲，水平抗力降低，而此时的结构层间位移角远小于框架的弹性极限而此时的结构层间位移角远小于框架的弹性极限变形值，框架的水平抗力未得到发挥；变形值，框架的水平抗力未得到发挥；由于体系中各抗侧力构件的刚度与延性的不匹配，由于体系中各抗侧力构件的刚度与延性的不匹配，造成各构件不能同步协调地发挥水平抗力，出现造成各构件不能同步协调地发挥水平抗力，出现先后破坏的各个击破情况。先后破坏的各个击破情况。4.5.3 结构不同部位的延性要求结构不同部位的延性要求延性定义为：结构承载能力无明显降低的前提下，延性定义为：结构承载能力无明显降低的前提下，结构发生非弹性变形的能力。结构发生非弹性变形的能力。有四个方面的含义：有四个方面的含义： 总体延性：用结构的总体延性：用结构的“顶点侧移比顶点侧移比”或结构的或结构的“平均侧移比平均侧移比”表达。表达。 楼层延性：以一个楼层的层间侧移比表达。楼层延性：以一个楼层的层间侧移比表达。 构件延性：指整个结构中某一构件（如一榀框构件延性：指整个结构中某一构件（如一榀框架或一片墙体）的延性。架或一片墙体）的延性。 杆件延性：指一个构件中某一杆件（框架的梁、杆件延性：指一个构件中某一杆件（框架的梁、柱，墙中的连梁或墙肢）的延性。柱，墙中的连梁或墙肢）的延性。对延性的要求对延性的要求 对结构中重要构件的延性要求，高于对结构总体对结构中重要构件的延性要求，高于对结构总体的延性要求；对构件中关键杆件或部位的延性要的延性要求；对构件中关键杆件或部位的延性要求，又高于对整个构件的延性要求求，又高于对整个构件的延性要求 。提高结构延性的原则：提高结构延性的原则：在结构竖向：重点提高可能出现塑性变形集中的在结构竖向：重点提高可能出现塑性变形集中的相对柔弱楼层的构件延性。相对柔弱楼层的构件延性。在结构平面：着重提高房屋周边转角处、平面突在结构平面：着重提高房屋周边转角处、平面突变处及复杂平面各翼相接处的构件延性。变处及复杂平面各翼相接处的构件延性。对多道抗震防线的抗侧力体系，着重提高第一道对多道抗震防线的抗侧力体系，着重提高第一道 防线中构件的延性。防线中构件的延性。在同一构件中，着重提高关键杆件的延性。在同一构件中，着重提高关键杆件的延性。同一构件中，着重提高延性的部位应是预期构件同一构件中，着重提高延性的部位应是预期构件首先屈服的部位。首先屈服的部位。4.5.4 改善构件延性的途径改善构件延性的途径1.控制构件的破坏形态控制构件的破坏形态结构延性和耗能的大小，决定于构件的破坏形态结构延性和耗能的大小，决定于构件的破坏形态及其塑化过程。弯曲构件的延性远远大于剪切构及其塑化过程。弯曲构件的延性远远大于剪切构件的延性。件的延性。2.减小杆件轴压比减小杆件轴压比柱的延性对于耗散输入的地震能量，防止框架的柱的延性对于耗散输入的地震能量，防止框架的 倒塌，起着十分重要的作用，而轴压比又是影响倒塌，起着十分重要的作用，而轴压比又是影响钢筋混凝土柱延性的一个关键性因素。钢筋混凝土柱延性的一个关键性因素。轴压比轴压比 ， 过大过大延性降低延性降低小偏心受压小偏心受压破坏（混凝土压碎，纵筋不屈服）。破坏（混凝土压碎，纵筋不屈服）。3.高强混凝土的应用高强混凝土的应用设计中应该注意，采用高强混凝土时，还应适当设计中应该注意，采用高强混凝土时，还应适当降低剪压比。降低剪压比。剪压比剪压比 ，过大，易发生脆性斜压破坏。，过大，易发生脆性斜压破坏。4.钢纤维混凝土的应用钢纤维混凝土的应用5.型钢混凝土的应用型钢混凝土的应用4.6 确保结构的整体性确保结构的整体性4.6.1 结构应具有连续性结构应具有连续性1.现浇钢筋混凝土结构现浇钢筋混凝土结构整体性和连续性较好，薄弱部位整体性和连续性较好，薄弱部位施工缝。施工缝。2.半预制钢筋混凝土结构半预制钢筋混凝土结构预制楼板端部做成齿预制楼板端部做成齿 槽状，将少数肋伸入槽状，将少数肋伸入 混凝土墙内，保证整混凝土墙内，保证整 体性。体性。4.6.2 构件间的可靠连接构件间的可靠连接抗震设计思想：强节点，强锚固。抗震设计思想：强节点，强锚固。1.装配式框架的节点装配式框架的节点节点处钢筋密集，箍筋设置困难，混凝土不易振捣节点处钢筋密集，箍筋设置困难，混凝土不易振捣接头整体性差接头整体性差高烈度地区不易采用。高烈度地区不易采用。2.装配式楼板的接头装配式楼板的接头楼板需要承担和传递地震剪力的作用。楼板需要承担和传递地震剪力的作用。预制半端部应伸出钢筋预制半端部应伸出钢筋接缝处搭接接缝处搭接现浇接头。现浇接头。为提高整体性为提高整体性预制叠合梁。预制叠合梁。4.7 非结构部件处理非结构部件处理非结构构件包括持久性的建筑非结构构件和支承非结构构件包括持久性的建筑非结构构件和支承于建筑结构的附属机电设备。于建筑结构的附属机电设备。 注：注：1建筑非结构构件指建筑中除承重骨架体系以外的固建筑非结构构件指建筑中除承重骨架体系以外的固定构件和部件，主要包括非承重墙体，附着于楼面和屋面定构件和部件，主要包括非承重墙体，附着于楼面和屋面结构的构件、装饰构件和部件、固定于楼面的大型储物架结构的构件、装饰构件和部件、固定于楼面的大型储物架等。等。 2建筑附属机电设备指为现代建筑使用功能服务的附建筑附属机电设备指为现代建筑使用功能服务的附属机械、电气构件、部件和系统，主要包括电梯、照明和属机械、电气构件、部件和系统，主要包括电梯、照明和应急电源、通信设备，管道系统，采暖和空气调节系统，应急电源、通信设备，管道系统，采暖和空气调节系统，烟火监测和消防系统，公用天线等。烟火监测和消防系统，公用天线等。4.7.1建筑非结构构件的基本抗震措施建筑非结构构件的基本抗震措施 规范规范13.3.1 建筑结构中，设置连接幕墙，围护墙、建筑结构中，设置连接幕墙，围护墙、隔墙、女儿墙、雨篷、商标、广告牌、顶篷支架、隔墙、女儿墙、雨篷、商标、广告牌、顶篷支架、大型储物架等建筑非结构构件的预埋件、锚固件大型储物架等建筑非结构构件的预埋件、锚固件的部位，应采取加强措施，以承受建筑非结构构的部位，应采取加强措施，以承受建筑非结构构件传给主体结构的地震作用。件传给主体结构的地震作用。规范规范13.3.2 非承重墙体的材料、选型和布置，应非承重墙体的材料、选型和布置，应根据烈度、房屋高度、建筑体型、结构层间变形、根据烈度、房屋高度、建筑体型、结构层间变形、墙体自身抗侧力性能的利用等因素，经综合分析墙体自身抗侧力性能的利用等因素，经综合分析后确定，并应符合下列要求：后确定，并应符合下列要求： 1 非承重墙体宜优先采用轻质墙体材料；采用砌体非承重墙体宜优先采用轻质墙体材料；采用砌体墙时，应采取措施减少对主体结构的不利影响，墙时，应采取措施减少对主体结构的不利影响，并应设置拉结筋、水平系梁、圈梁、构造柱等与并应设置拉结筋、水平系梁、圈梁、构造柱等与主体结构可靠拉结。主体结构可靠拉结。2 刚性非承重墙体的布置，应避免使结构形成刚度刚性非承重墙体的布置，应避免使结构形成刚度和强度分布上的突变；当围护墙非对称均匀布置和强度分布上的突变；当围护墙非对称均匀布置时，应考虑质量和刚度的差异对主体结构抗震不时，应考虑质量和刚度的差异对主体结构抗震不利的影响。利的影响。3 墙体与主体结构应有可靠的拉结，应能适应主体墙体与主体结构应有可靠的拉结，应能适应主体结构不同方向的层间位移；结构不同方向的层间位移；8、9度时应具有满足度时应具有满足层间变位的变形能力，与悬挑构件相连接时，尚层间变位的变形能力，与悬挑构件相连接时，尚应具有满足节点转动引起的竖向变形的能力。应具有满足节点转动引起的竖向变形的能力。4 外墙板的连接件应具有足够的延性和适当的转动外墙板的连接件应具有足够的延性和适当的转动能力，宜满足在设防地震下主体结构层间变形的能力，宜满足在设防地震下主体结构层间变形的要求。要求。5 砌体女儿墙在人流出入口和通道处应与主体结构砌体女儿墙在人流出入口和通道处应与主体结构 锚固；非出入口无锚固的女儿墙高度，锚固；非出入口无锚固的女儿墙高度，68度时度时不宜超过不宜超过0.5m，9度时应有锚固。防震缝处女儿度时应有锚固。防震缝处女儿墙应留有足够的宽度，缝两侧的自由端应予以加墙应留有足够的宽度，缝两侧的自由端应予以加强。强。规范规范13.3.3 多层砌体结构中，非承重墙体等建筑多层砌体结构中，非承重墙体等建筑菲结构构件应符合下列要求：菲结构构件应符合下列要求：1. 后砌的非承重隔墙应沿墙高每隔后砌的非承重隔墙应沿墙高每隔500mm600mm配置配置26拉结钢筋与承重墙或柱拉结，每边伸入拉结钢筋与承重墙或柱拉结，每边伸入墙内不应少于墙内不应少于500mm；8度和度和9度时，长度大于度时，长度大于5m的后砌隔墙，墙顶尚应与楼板或梁拉结，独立的后砌隔墙，墙顶尚应与楼板或梁拉结，独立墙肢端部及大门洞选宜设钢筋混凝土构造柱。墙肢端部及大门洞选宜设钢筋混凝土构造柱。2 烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体；当墙体被烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体；当墙体被削弱时，应对墙体采取加强措施；不宜采用无竖削弱时，应对墙体采取加强措施；不宜采用无竖向配筋的附墙烟囱或出屋面的烟囱。向配筋的附墙烟囱或出屋面的烟囱。3 不应采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。不应采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。4.7.2 考虑填充墙对框架结构的影响考虑填充墙对框架结构的影响1.填充墙对框架结构的影响填充墙对框架结构的影响使结构抗侧移刚度增大，自振周期减短，从而使使结构抗侧移刚度增大，自振周期减短，从而使作用于整个建筑上的水平地震力增大。作用于整个建筑上的水平地震力增大。改变了结构的地震剪力分布。改变了结构的地震剪力分布。限制了框架的变形，减少了整个结构的地震侧移限制了框架的变形，减少了整个结构的地震侧移幅值。幅值。填充墙充当了第一道抗震防线的主力构件，使框填充墙充当了第一道抗震防线的主力构件，使框架退居为第二道防线。架退居为第二道防线。2.填充墙的布置填充墙的布置砌体填充墙不同于轻型隔墙，尽管均为非承重构砌体填充墙不同于轻型隔墙，尽管均为非承重构件，但它具有较大的抗侧移刚度，所以不能随意件，但它具有较大的抗侧移刚度，所以不能随意布置。布置。在建筑平面上，填充墙的布置力求对称均匀，以在建筑平面上，填充墙的布置力求对称均匀，以免造成结构偏心。沿房屋竖向，填充墙应连续贯免造成结构偏心。沿房屋竖向，填充墙应连续贯通，以避免在填充墙中断的楼层出现框架剪力的通，以避免在填充墙中断的楼层出现框架剪力的骤增。骤增。在框架结构中当必须采用砌体填充墙作维护墙时，在框架结构中当必须采用砌体填充墙作维护墙时，应采用有效的措施防止床裙墙对框架柱产生的嵌应采用有效的措施防止床裙墙对框架柱产生的嵌固作用，防止短柱的出现。固作用，防止短柱的出现。短柱：短柱：柱的剪跨比柱的剪跨比 ,剪跨比剪跨比2时，为长柱，时，为长柱，2时为短柱，时为短柱，1.5时为超短柱。长柱的破坏形式时为超短柱。长柱的破坏形式多为弯曲破坏，短柱多为剪切破坏，超短柱发生多为弯曲破坏，短柱多为剪切破坏，超短柱发生剪切斜拉破坏。剪切斜拉破坏。同一楼层各柱之间的抗侧刚度不是很悬殊，但是同一楼层各柱之间的抗侧刚度不是很悬殊，但是一旦存在少数短柱，它们的抗侧刚度远大于一般一旦存在少数短柱，它们的抗侧刚度远大于一般柱子的抗侧刚度，短柱将吸收较大水平地震剪力，柱子的抗侧刚度，短柱将吸收较大水平地震剪力，尤其是框架结构中的少数短柱。尤其是框架结构中的少数短柱。容易出现短柱的部位：窗间墙处的柱、楼梯间柱容易出现短柱的部位：窗间墙处的柱、楼梯间柱（与平台梁连接）。（与平台梁连接）。规范规范13.3.4钢筋混凝土结构中的砌体填充墙，尚应钢筋混凝土结构中的砌体填充墙，尚应符合下列要求：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，宜避免形成薄弱层或短柱。免形成薄弱层或短柱。2 砌体的砂浆强度等级不应低于砌体的砂浆强度等级不应低于M5;实心块体的强实心块体的强度等级不宜低于度等级不宜低于MU2.5，空心块体的强度等级不，空心块体的强度等级不宜低于宜低于MU3.5；墙顶应与框架梁密切结合。；墙顶应与框架梁密切结合。3 填充墙应沿框架柱全高每隔填充墙应沿框架柱全高每隔500mm600mm设设26拉筋，拉筋伸入墙内的长度，拉筋，拉筋伸入墙内的长度，6、7度时宜沿墙度时宜沿墙全长贯通，全长贯通，8、9度时应全长贯通。度时应全长贯通。4 墙长大于墙长大于5m时，墙顶与梁宜有拉结；墙长超过时，墙顶与梁宜有拉结；墙长超过8m或层高或层高2倍时，宜设置钢筋混凝土构造柱；墙倍时，宜设置钢筋混凝土构造柱；墙高超过高超过4m时，墙体半高宜设置与柱连接且沿墙全时，墙体半高宜设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。长贯通的钢筋混凝土水平系梁。5 楼梯间和人流通道的填充墙，尚应采用钢丝网砂楼梯间和人流通道的填充墙，尚应采用钢丝网砂浆面层加强。浆面层加强。4.7.3 外墙板的连接外墙板的连接 外墙板与主体结构的连接方案选择使应考虑：外墙板与主体结构的连接方案选择使应考虑：结构抗震分析中是否要求外墙板受力；结构抗震分析中是否要求外墙板受力；结构抗侧移刚度的大小；结构抗侧移刚度的大小；抗震设防烈度的高低。抗震设防烈度的高低。