5.4 抗震设计抗震设计的一般规定的一般规定一、房屋的适用最大高度一、房屋的适用最大高度 抗震规范规定：乙、丙和丁类建筑的框架结构和抗震规范规定：乙、丙和丁类建筑的框架结构和框架框架- -抗震墙结构适用的最大高度应不超过下表的规定。抗震墙结构适用的最大高度应不超过下表的规定。甲类建筑适用的最大高度应专门研究。甲类建筑适用的最大高度应专门研究。50100120130框架框架-抗震墙结构抗震墙结构25455560框架结构框架结构9876结构类型结构类型烈烈 度度现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（m)m)注：注：1.1.房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不包括局房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不包括局部突出屋顶部分）；部突出屋顶部分）； 2. 2.超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效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；的加强措施； 3. 3.平面和竖向均不规则的结构或建造在平面和竖向均不规则的结构或建造在场地的结构，使用场地的结构，使用的最大高度应适当降低（一般降低的最大高度应适当降低（一般降低20%20%左右）。左右）。二、结构的抗震等级二、结构的抗震等级地震作用下，钢筋混凝土结构的地震反应有下列特点：地震作用下，钢筋混凝土结构的地震反应有下列特点：1 1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高；、地震作用越大，房屋的抗震要求越高；2 2、结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能；、结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能；3 3、房屋越高，地震反应越大，位移延性要求越高。、房屋越高，地震反应越大，位移延性要求越高。 地震作用与烈度、场地等有关，从经济角度考虑，对地震作用与烈度、场地等有关，从经济角度考虑，对不同烈度、场地的结构的抗震要求可以有明显的差别。不同烈度、场地的结构的抗震要求可以有明显的差别。 主、次抗侧力构件的抗震要求应有差别。主、次抗侧力构件的抗震要求应有差别。 为为了了体体现现在在同同样样烈烈度度情情况况下下不不同同的的结结构构体体系系、不不同同高高度和不同场地有不同的抗震要求度和不同场地有不同的抗震要求，抗震等级的提出。，抗震等级的提出。 抗抗震震等等级级是是确确定定结结构构构构件件抗抗震震计计算算和和抗抗震震措措施施的的标标准准。根根据据设设防防烈烈度度、房房屋屋高高度度、建建筑筑类类别别、结结构构类类型型确确定定，共分四个等级，一级最高。共分四个等级，一级最高。 下表为丙类建筑抗震等级的划分：下表为丙类建筑抗震等级的划分：一一一一一一 抗震墙抗震墙一一一一二二二二三三三三四四 框架框架 5060 6060 6060 60 高度（高度（m) 一一剧场剧场,体育馆等大跨度公共建体育馆等大跨度公共建筑筑一一一一二二二二三三三三四四 框架框架 2530 3030 3030 30 高度（高度（m)框架框架-抗抗震墙震墙结构结构框架框架结构结构结结 构构 类类 型型烈烈 度度6879三三二二一一三三二二现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级注：注：1.1.建筑场地为建筑场地为类时，除类时，除6 6度外可按表内降低一度所对应的度外可按表内降低一度所对应的 抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低；抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低； 2. 2.接近或等于高度分界时，应允许结合房屋不规则程度及场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。地、地基条件确定抗震等级。 1 1、甲、乙、丁类建筑应按抗震设防标准中的、甲、乙、丁类建筑应按抗震设防标准中的抗震措施抗震措施所要求的设防烈度所要求的设防烈度按上表确定抗震等级。按上表确定抗震等级。 2 2、当当框框架架- -抗抗震震墙墙结结构构有有足足够够的的抗抗震震墙墙时时, ,其其框框架架部部分分是是次次要要抗抗侧侧力力构构件件, ,可可按按框框架架- -抗抗震震墙墙结结构构中中的的框框架架确确定定抗抗震震等等级级。否否则则按按框框架架结结构构确确定定等等级级。区区分分标标准准是是看看框框架架部部分分承承受的地震倾覆力矩是否大于结构总地震倾覆力矩的受的地震倾覆力矩是否大于结构总地震倾覆力矩的50%50%。框架承受的地震倾覆力矩可按下式计算：框架承受的地震倾覆力矩可按下式计算：-框架框架- -抗震墙结构在基本振型地震作用下框架部分承受的地震倾抗震墙结构在基本振型地震作用下框架部分承受的地震倾 覆力矩；覆力矩；-结构层数；结构层数；-框架框架i i层柱的根数；层柱的根数；-第第i i层层j j根框架柱的计算地震剪力；根框架柱的计算地震剪力；-第第i i层层高。层层高。 3 3、裙房与主楼的等级、裙房与主楼的等级ccccc1cc裙房顶部上下各裙房顶部上下各一层应提高抗震一层应提高抗震措施措施 4 4、多层与高层建筑的地下室、多层与高层建筑的地下室 当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下一层当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，一层以下根据具体情况的抗震等级应与上部结构相同，一层以下根据具体情况按三级或按更低等级。按三级或按更低等级。9 9度时应专门研究。度时应专门研究。图中图中c c为抗震等级为抗震等级 裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定外，不应低于主楼抗震裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定外，不应低于主楼抗震等级；主楼结构在群房顶层及相邻上下各一层应适当的加强抗震构等级；主楼结构在群房顶层及相邻上下各一层应适当的加强抗震构造措施。裙房与主楼分离时，应按群房本身确定抗震等级。造措施。裙房与主楼分离时，应按群房本身确定抗震等级。三、建筑结构布置宜规则三、建筑结构布置宜规则1 1、平面布置、平面布置 宜简单、对称、规则。宜简单、对称、规则。2 2、竖向布置、竖向布置 沿竖向应尽可能均匀少变化，使结构的刚度沿竖向沿竖向应尽可能均匀少变化，使结构的刚度沿竖向均匀。均匀。四、合理设计结构破坏机制四、合理设计结构破坏机制1 1、框架结构、框架结构 为为了了充充分分发发挥挥整整个个结结构构的的抗抗震震能能力力，较较合合理理的的地地震震破破坏坏机机制制应应为为节节点点基基本本不不破破坏坏，梁梁比比柱柱的的屈屈服服能能早早发发生生、多多发发生生；同同一一层层中中，各各柱柱两两端端屈屈服服历历程程越越长长越越好好；底底层层柱柱底底的的塑塑性性铰铰宜宜最最晚晚发发生生。梁梁柱柱端端的的塑塑性性铰铰出出现现得得尽尽可可能分散。能分散。2 2、框架、框架- -抗震墙结构抗震墙结构 抗抗震震墙墙的的各各墙墙段段（包包括括小小开开洞洞墙墙和和联联肢肢墙墙肢肢）的的高高宽宽比比不不宜宜小小于于2 2，使使其其成成弯弯剪剪破破坏坏。连连梁梁宜宜在在梁梁端端塑塑性性屈屈服服，且且有有足足够够的的变变形形能能力力，在在墙墙段段充充分分发发挥挥抗抗震震作作用用前前不失效。不失效。五、构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏五、构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏 主要抗侧力的钢筋混凝土构件的极限破坏应以构件弯主要抗侧力的钢筋混凝土构件的极限破坏应以构件弯曲时主筋受拉屈服破坏为主，应避免变形性能差的混凝土曲时主筋受拉屈服破坏为主，应避免变形性能差的混凝土首先压溃或剪切破坏，以及钢筋锚固失效和粘接破坏。首先压溃或剪切破坏，以及钢筋锚固失效和粘接破坏。 延延性性破破坏坏和和脆脆性性破破坏坏两两者者的的变变形形性性能能差差别别很很大大，与与其其相相关关的的因因素素有有：抗抗剪剪和和抗抗弯弯承承载载力力之之比比、剪剪跨跨比比、剪剪压压比比、轴轴压压比比、主主筋筋率率、配配筋筋率率、箍箍筋筋形形式式、混混凝凝土土和和钢钢筋筋材材料料、钢筋连接和锚固方式等。钢筋连接和锚固方式等。 当当建建筑筑平平面面过过长长、结结构构单单元元的的结结构构体体系系不不同同、高高度度和和刚刚度度相相差差过过大大以以及及各各结结构构单单元元的的地地基基条条件件有有较较大大差差异异时时，应考虑设防震缝。其最小宽度应符合下面要求：应考虑设防震缝。其最小宽度应符合下面要求：高层建筑宜选用合理的建筑结构方案，不设防震缝。高层建筑宜选用合理的建筑结构方案，不设防震缝。1 1、防震缝、防震缝（1 1）钢钢筋筋混混凝凝土土框框架架房房屋屋的的防防震震缝缝宽宽度度，当当高高度度不不超超过过15m15m时时可可采采用用70mm70mm，超超过过15m15m时时，6 6、7 7、8 8、9 9度度相相应应每每增增加加高度高度5m5m、4m4m、3m3m、2m2m，宜加宽，宜加宽20mm20mm。六、防震缝与抗撞墙六、防震缝与抗撞墙（2 2）框框架架- -抗抗震震墙墙结结构构房房屋屋的的防防震震缝缝宽宽度度可可采采用用框框架架规规定定数数值值的的50%50%，且且不不宜宜小小于于70mm70mm。（3 3）防震缝两侧结构类型不）防震缝两侧结构类型不 同时，按不利体系考虑，同时，按不利体系考虑， 并按低的房屋高度计算并按低的房屋高度计算 缝宽。缝宽。t th h框架框架框架框架-抗震墙抗震墙 8 8、9 9度设防的钢筋混凝土框架房屋防震缝两侧的结构，度设防的钢筋混凝土框架房屋防震缝两侧的结构，当结构高度、刚度或层高相差较大时，可在防震缝两侧房屋当结构高度、刚度或层高相差较大时，可在防震缝两侧房屋的尽端设垂直于防震缝的抗撞墙。的尽端设垂直于防震缝的抗撞墙。2 2、抗撞墙、抗撞墙层高不同层高不同高度、刚度相差较大高度、刚度相差较大 每一侧的数量不应少于两道。宜分别对称布置，墙肢的每一侧的数量不应少于两道。宜分别对称布置，墙肢的长度可不大于一个柱距。长度可不大于一个柱距。 内力应按考虑和不考虑抗撞墙两种情况进行分析，按不内力应按考虑和不考虑抗撞墙两种情况进行分析，按不利情况取值。利情况取值。 抗撞墙的端柱和框架边柱箍筋应沿房屋全高加密。抗撞墙的端柱和框架边柱箍筋应沿房屋全高加密。 2 2、钢筋混凝土框架的梁、柱构件应避免剪切破坏、钢筋混凝土框架的梁、柱构件应避免剪切破坏 “ “强剪弱弯强剪弱弯” 构件弯曲破坏形成的极限剪力应小于构件斜截面的极构件弯曲破坏形成的极限剪力应小于构件斜截面的极限剪力。限剪力。七、钢筋混凝土框架的结构体系七、钢筋混凝土框架的结构体系1 1、钢筋混凝土框架结构宜对称布置、钢筋混凝土框架结构宜对称布置 3 3、钢筋混凝土框架的梁、柱构、钢筋混凝土框架的梁、柱构 件之间应设置成件之间应设置成“强柱弱梁强柱弱梁” 4 4、梁柱节点的承载力宜大于梁、柱构件的承载力。、梁柱节点的承载力宜大于梁、柱构件的承载力。 “ “更强的节点更强的节点” 抗震墙的一般布置原则是抗震墙的一般布置原则是“均匀、分散、对称、周边均匀、分散、对称、周边”。八、框架八、框架- -剪力墙结构的结构布置剪力墙结构的结构布置1 1、抗震墙布置的基本原则、抗震墙布置的基本原则 框框架架- -抗抗震震墙墙结结构构中中的的抗抗震震墙墙宜宜沿沿主主轴轴方方向向双双向向布布置置，贯贯通通房房屋屋全全高高，且且横横向向与与纵纵向向抗抗震震墙墙宜宜相相连连，互互为为翼墙，以提高其刚度和承载能力。翼墙，以提高其刚度和承载能力。 一般情况下，宜布置在竖向荷载较大处，平面形状一般情况下，宜布置在竖向荷载较大处，平面形状变化处和楼梯间、电梯间等。变化处和楼梯间、电梯间等。2 2、抗震墙布置位置的选择、抗震墙布置位置的选择 房屋较长时，纵向抗震墙不易设置在端开间。房屋较长时，纵向抗震墙不易设置在端开间。（2 2）纵横向抗震墙成组布置）纵横向抗震墙成组布置纵横向抗震墙宜合并布置为纵横向抗震墙宜合并布置为L L形、形、T T形和口字形。形和口字形。两片墙组成联肢墙两片墙组成联肢墙（3 3）合理调整抗震墙的长度）合理调整抗震墙的长度 为为了了保保证证抗抗震震墙墙具具有有足足够够的的的的延延性性, ,不不发发生生脆脆性性的的剪剪切切破破坏坏，每每一一道道抗抗震震墙墙（包包括括单单片片墙墙、小小开开口口墙墙和和联联肢墙）不应过长，总高度与总长度之比宜大于肢墙）不应过长，总高度与总长度之比宜大于2 2。 较长的单片墙可以留出结构洞口，划分成联肢墙的较长的单片墙可以留出结构洞口，划分成联肢墙的两个墙肢。两个墙肢。（4 4）抗震墙的最大间距）抗震墙的最大间距抗震墙间距不应过大。抗震墙间距不应过大。 抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比宜满足下抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比宜满足下表要求：表要求：不宜采用不宜采用装配式楼盖装配式楼盖现浇、叠合梁扳现浇、叠合梁扳9度度8度度6、7度度结构结构 抗震墙之间楼、屋盖的长宽比抗震墙之间楼、屋盖的长宽比 抗震墙之间的楼、屋盖有较大开洞时，长宽比还应减小。抗震墙之间的楼、屋盖有较大开洞时，长宽比还应减小。 当超过上述要求时，应计入楼盖平面内的变形影响。当超过上述要求时，应计入楼盖平面内的变形影响。抗震墙的端部钢筋配置在柱截面内。抗震墙的端部钢筋配置在柱截面内。4 4、抗震墙的边框梁、柱、抗震墙的边框梁、柱框架梁应保留，当无法设置明梁时应设置暗梁。框架梁应保留，当无法设置明梁时应设置暗梁。暗梁的高度、纵筋、箍筋与明梁相同，配置在墙身内。暗梁的高度、纵筋、箍筋与明梁相同，配置在墙身内。九、材料九、材料按抗震要求设计的混凝土结构的材料应符合规范要求。按抗震要求设计的混凝土结构的材料应符合规范要求。（详见规范）（详见规范） 对于高度不超过对于高度不超过40m40m的以剪切变形为主且质量与刚度沿的以剪切变形为主且质量与刚度沿高度分布较均匀的框架、框架高度分布较均匀的框架、框架- -抗震墙结构的水平地震作用抗震墙结构的水平地震作用可采用可采用底部剪力法底部剪力法。5.5 框架和框架框架和框架- -抗震墙结构水平地震作用计算抗震墙结构水平地震作用计算结构基本周期的计算：结构基本周期的计算：多层框架结构可采用能量法多层框架结构可采用能量法-考虑非承重砖墙影响的折减考虑非承重砖墙影响的折减系数，系数，0.6-0.7高层框架、框架高层框架、框架- -抗震墙结构可采用顶点位移法抗震墙结构可采用顶点位移法-考虑非承重砖墙影响的折减系数，考虑非承重砖墙影响的折减系数，0.7-0.80.7-0.8实测经验公式实测经验公式H-H-主体高度（主体高度（m m）B-B-振动方向长度。振动方向长度。框架结构设计的过程及内容：框架结构设计的过程及内容：结构布置及构件截面尺寸确定结构布置及构件截面尺寸确定计算简图计算简图荷荷载载计计算算重重力力荷荷载载代代表表值值计计算算水水平平（地地震震）作作用用计计算算内内力力计计算算（竖竖向向、水水平平向向）内内力力组组合合截截面面强强度度计计算算变变形形验验算算构造措施等构造措施等