教材精读 · 建筑工程

抗震体系设计及抗震措施

地震是威胁建筑安全的重大自然灾害,科学的抗震体系设计与针对性的抗震措施是保障建筑与市政工程在地震中安全的核心。本文将围绕抗震体系的核心规定、抗震设计要求及各类结构的具体抗震措施展开详细解析。

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地震是威胁建筑安全的重大自然灾害,科学的抗震体系设计与针对性的抗震措施是保障建筑与市政工程在地震中安全的核心。本文将围绕抗震体系的核心规定、抗震设计要求及各类结构的具体抗震措施展开详细解析。

一、抗震体系与设计要求

1. 建筑工程抗震体系的核心规定

建筑工程的抗震体系需满足以下四项关键要求,从整体到局部保障抗震性能:

  • 结构体系应具有足够的牢固性和抗震冗余度
  • 楼、屋盖应具有足够的面内刚度和整体性;采用装配整体式楼、屋盖时,需采取措施保证其整体性及与竖向抗侧力构件的连接
  • 基础应具有良好的整体性和抗转动能力,避免地震时基础转动加重建筑震害
  • 构件连接的设计与构造应保证节点或锚固件的破坏不先于构件或连接件的破坏

2. 各类建筑与市政工程的抗震设计规定

所有建筑与市政工程结构均需完成三项核心设计工作:

  1. 进行构件截面的抗震承载力验算
  2. 进行抗震变形、变位或稳定验算
  3. 采取针对性的抗震措施

二、各类结构的抗震措施

图1

1. 一般规定

适用于各类结构的通用抗震措施包括:

  • 混凝土结构及钢-混凝土组合结构房屋中,框支梁、框支柱及抗震等级不低于二级的框架梁、柱、节点核芯区的混凝土强度等级不应低于C30
  • 框架结构房屋需考虑填充墙、围护墙和楼梯构件的刚度影响,避免不合理设置导致主体结构破坏
  • 建筑的非结构构件及附属机电设备,其自身及与结构主体的连接需进行抗震设防
  • 幕墙、围护墙、隔墙、女儿墙等非结构构件的安装部位,需采取加强措施以承受其传递的地震作用
  • 围护墙、隔墙、女儿墙等非承重墙体需满足:
  • 砌体墙需设置拉结筋、水平系梁、圈梁、构造柱等与主体结构可靠拉结
    • 墙体及其与主体结构的连接需具有足够的延性和变形能力,适应主体结构层间变形
    • 人流出入口和通道处的砌体女儿墙应与主体结构锚固,防震缝处女儿墙自由端需加强
  • 建筑装饰构件需满足:
  • 顶棚构件及连接件需能承受自重和地震附加作用,且锚固承载力大于连接件承载力
    • 悬挑构件或一端柱支承的构件需与主体结构可靠连接
    • 玻璃幕墙、预制墙板等构件的抗震构造需符合设防类别和烈度要求

2. 混凝土结构房屋抗震措施

针对混凝土结构的专项抗震要求:

  • 框架梁、柱的潜在塑性铰区需采取箍筋加密措施;抗震墙结构等的墙肢、连梁等构件的潜在塑性铰区和应力集中部位需采取延性加强措施
  • 框架-核心筒、筒中筒等筒体结构,外框架需有足够刚度,确保结构具有双重抗侧力体系特征
  • 钢筋替代需按照钢筋受拉承载力设计值相等的原则换算,并符合抗震构造要求

3. 砌体结构房屋抗震措施

砌体结构需通过构造强化提升抗震性能:

  • 需设置现浇钢筋混凝土圈梁、构造柱或芯柱
  • 多层砌体房屋楼、屋盖要求:
  • 楼板在墙或梁上需有足够支承长度,罕遇地震时不应跌落或拉脱
    • 装配式楼板或屋面板需采取拉结措施保证整体性
    • 楼、屋盖的梁或屋架需与墙、柱或圈梁可靠连接;不得采用独立砖柱;跨度不小于6m的大梁,支承构件需采用组合砌体等加强措施
  • 砌体结构楼梯间规定:
  • 不应采用悬挑式踏步或踏步竖肋插入墙体的楼梯,8度、9度时不应采用装配式楼梯段
    • 装配式楼梯段需与平台板的梁可靠连接
    • 楼梯栏板不应采用无筋砖砌体
    • 楼梯间及门厅内墙阳角处的大梁支承长度不应小于500mm,并与圈梁连接
    • 顶层及出屋面的楼梯间,构造柱需伸到顶部并与顶部圈梁连接,墙体设置通长拉结钢筋网片
    • 顶层以下楼梯间墙体需在休息平台或楼层半高处设置钢筋混凝土带或配筋砖带,并与构造柱连接
  • 其他要求:构造柱、芯柱、圈梁等构件的混凝土强度等级不应低于C25;砌体抗震墙需先砌墙后浇构造柱、框架梁柱

4. 多层和高层钢结构房屋抗震措施

钢结构房屋的抗震针对性措施:

  • 需设置防震缝时,缝宽应不小于相应钢筋混凝土结构房屋的1.5倍
  • 一、二级钢结构房屋宜设置偏心支撑、带竖缝钢筋混凝土抗震墙板等消能支撑或筒体
  • 楼盖要求:
  • 宜采用压型钢板现浇钢筋混凝土组合楼板或钢筋混凝土楼板,并与钢梁可靠连接
    • 6、7度时不超过50m的钢结构,尚可采用装配整体式、装配式楼板或其他轻型楼盖
  • 梁与柱连接要求:
  • 宜采用柱贯通型连接
    • 双向刚接柱宜采用箱形截面并设置隔板;单向刚接柱宜采用工字形截面,柱腹板置于刚接框架平面内
  • 框架柱接头距框架梁上方的距离取1.3m和柱净高一半二者的较小值,上下柱对接接头需采用全熔透焊缝

三、总结

建筑与市政工程的抗震体系设计与措施是一个系统工程,从整体结构体系到局部构件构造,从通用规定到专项要求,每一项内容都是经过科学验证的抗震安全保障。严格执行这些规定,才能最大程度降低地震对工程结构的破坏,保护生命财产安全。

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