建筑结构与抗震

建筑结构与抗震

一、名词术语涵义

1.地震

由于地下岩层构造状态突然破裂、或由于局部岩层塌落、火山喷发、核爆炸等原因产生振动，并以波的形式传到地面引起地面颠簸和摇晃，这种地面运动就叫做地震。在建筑抗震设计中所指的地震是由于岩层构造状态突然发生破裂引起的地震。

2.震级是衡量一次地震大小的等级。用符号“m”表示，一般称为里氏震级。

(1)m=2~4的地震为有感地震。

(2)m>5的地震，对建筑物有不同程度的破坏。

(3)m>7的地震，称为强烈地震或大地震。

3.地震烈度

指地震时某一地区地面和各类建筑物遭受地震影响的强弱程度。

4.多遇地震烈度

设计基准期50年内，超越概率为63.2%的地震烈度。

5.基本烈度

指中国地震烈度区划图标明的地震烈度。1990年颁布的地震烈度区划图标明的基本烈度为50年期限内，一般场地条件下，可能遭遇超越概率为10%的地震烈度。

6.罕遇地震烈度

设计基准期50年内，超越概率为2%一3%的地震烈度。

7.抗震设防烈度

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，一般情况可采用中国地震烈度区划图标明的基本烈度。

8.地震作用

地震作用是地震动影响结构后，结构产生的动态反应(如速度，加速度，变形)。地震作用不是直接的外力作用，而是结构的地震时的动力反应，是一种间接作用。地震作用的大小与地震动的性质和工程结构的周期、阻尼等动力特性有关;地震作用分为水平地震作用、竖向地震作用和扭转地震作用。

9.超越概率

一定地区范围和时间范围内，发生的地震烈度超过给定地震烈度的概率。

10.抗震设防标准

衡量抗震设防要求的尺度，由抗震设防烈度和建筑使用功能的重要性确定。

11.设计地震动参数

抗震设计用的地震加速度(速度、位移)时程曲线，加速度反应谱和峰值加速度。

12.设计基本地震加速度

50年设计基准期内超越概率为10%的地震加速度的设计取值。

13.抗震概念设计

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，进行建筑和结构总体布置，并确定细部构造的过程。

14.抗震措施

除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。

15.抗震构造措施

根据抗震概念设计原则，一般不需要计算而结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。

16.设计特征周期

抗震设计用地震影响系数曲线中，反应地震震级、震中距和场地类别等因素的下降段起始点对应的周期值。

17.场地

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1.0k㎡的平面面积。

建设工程设计合同

2000年版本的建设工程设计合同包含如下条款：

第一条：合同依据

第二条：设计项目内容

第三条：发包人应向设计人提交的有关资料及文件

第四条：设计人应向发包人交付的设计资料及文件

第五条：设计费

第六条：双方责任

第七条：违约责任

第八条：其他

关于第一条合同的依据，文本中列出了三条：

1.1合同法、建筑法、建设工程勘察设计市场管理规定。

1.2国家及地方有关建设工程勘察设计管理法规和规章。

1.3建设工程批准文件。

关于设计收费，在文本中特意注明第一次要付20%的定金。

关于第六条双方责任：

发包人责任：按时提供资料，不得要求设计人违反国家有关标准进行设计。

发包方作出重大修改，造成设计人设计需要返工时需另订补充协议。

发包方要求提前交付设计文件时，应支付赶工费。

设计人责任：按合同规定提交合格的资料。

关于第七条违约责任：

合同履行期间，发包人要求终止或解除合同的不退还定金，已开始设计工作，但完成工作量不足一半的，按该阶段设计费的一半支付，超过一半的支付全部设计费。逾期不付

费的应支付违约金。

设计人应负责对设计文件中的错误和遗漏做出补充及修改。

因设计方错误造成工程质量事故损失的，设计人负责采取补救措施外，还应免收直接受损部分的设计费，损失严重的，设计人应向发包人支付赔偿金，赔偿金占实际损失的比例由双方在合同中事先约定。

设计人延误交图时间，每延一天应减收设计费的千分之二。

合同生效后，设计人要求终止合同的，设计人应双倍返还定金。

在其他条款中，特意指出设计人不得制定生产厂家和供应商，双方发生争议时如何解决应在合同中明确。

外商投资建设工程设计企业管理规定

《外商投资建设工程设计企业管理规定》已经2002年9月9日建设部第63次常务会议和2002年9月17日对外贸易经济合作部第i0次部长办公会议审议通过，自2002年12月1日起施行。

为进一步扩大对外开放，规范对外商投资建设工程设计企业的管理，根据《中华人民共和国建筑法》、《中华人民共和国中外合资经营企业法》、《中华人民共和国中外合作经营企业法》、《中华人民共和国外资企业法》、《建设工程质量管理条例》、《建设工程勘察设计管理条例》等法律、行政法规，制定本规定。

外国投资者在中华人民共和国境内设立外商投资建设工程设计企业，并从事建设工程设计恬动.应当依法取得对外贸易经济行政主管部门颁发的外商投资企业批准证书，在国家工商行政管理总局或者其授权的地方工商行政管理局注册登记，并取得建设行政主管部。

门颁发的建设工程设计企业资质证书。

申请设立建筑工程设计甲级资质及其他建设工程设计甲、乙级资质外商投资建设工程设计企业的，其设立由国务院对外贸易经济行政主管部门审批，其资质由国务院建设行政主管部门审批;申请设立建筑工程设计乙级资质、其他建设工程设计丙级及以下等级资质外商投资建设工程设计企业的，其设立由省、自治区、直辖市人民政府对外贸易经济行政主管部门审批，其资质由省、自治区、直辖市人民政府建设行政主管部门审批。

外商投资建设工程设计企业申请建设工程设计企业资质，应当符合建设工程设计企业资质分级标准要求的条件。

外资建设工程设计企业申请建设工程设计企业资质，其取得中国注册建筑师、注册工程师资格的外国服务提供者人数应当各不少于资质分级标准规定的注册执业人员总数的1/4;具有相关专业设计经历的外国服务提供者人数应当不少于资质分极标准规定的技术骨干总人数的1/4。

中外台资经营、中外合作经营建设工程设计企业申请建设工程设计企业资质，其取得中国注册建筑师、注册工程师资格的外国服务提供者人数应当各不少于资质分级标准规定的注册执业人员总数的1/8;具有相关专业设计经历的外国服务提供者人数应当不少于资质分级标准规定的技术骨干总人数的1/8。

外商投资建设工程设计企业中，外国服务提供者在中国注册的建筑师、工程师及技术骨干，每人每年在中华人民共和国境内累计居住时间应当不少于6个月。

抗震设计标准

抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计，抗震规范适用于抗震设防烈度为6、7、8和9度地区建筑的抗震设计和隔震、消能减震设计。设防烈度高于9度地区的建筑，其抗震设计应按专门规定进行抗震设计。

建筑抗震设计包括：满足抗震概念设计的结构布置、地震作用计算、构件截面计算和采取相应的抗震构造措施。

各类别建筑的抗震设防标准，应符合下列要求：

(1)甲类建筑，地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求，其值应按批准的地震安全性评价结果确定;抗震措施，当抗震设防烈度为6～8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。

(2)乙类建筑，地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求;抗震措施，一般情况下，当抗震设防烈度为6～8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;地基基础的抗震措施，应符合有关规定。

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。

(3)丙类建筑，地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求。

(4)丁类建筑，一般情况下，地震作用仍应符合本地区抗震设防烈度的要求;抗震措施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。

抗震设防烈度为6度时，除抗震规范有具体规定外，对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用训算。

抗震设计的基本要求

(一)选择对抗震有利的场地和地基

(1)应根据工程需要掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利、不利和危险地段作出综合评价。应选择有利地段，避开不利地段。当无法避开时应采取有效措施。不应在危险地段上建筑甲、乙、丙类建筑。

有利地段是指：坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土地段。

不利地段是指：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、故河道、断层破碎带等。

危险地段是指：地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流以及发震断裂带上可能发生地表错位的部位等地段。

(2)同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土上，也不宜部分采用天然地基、部分采用桩基。当地基有软弱砧性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层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。

(二)建筑设计和建筑结构的规则性

(1)建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采取严重不规则的设计方案。

(2)建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性;建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。

当存在表8-1所列举的平面不规则类型或表8-2所列举的竖向不规则类型时，应符合下面第3条的有关规定。

(3)不规则的建筑结构，应按下列要求进行水平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：

1)平面不规则而竖向规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型，并应符合下列要求：

①扭转不规则时，应计及扭转影响，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于楼层两端弹性水平位移和层间位移水平值的1.5倍;

②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，当平面不对称时尚应计及扭转影响。

2)平面规则而竖向不规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型，其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数，应按抗震规范有关规定进行罕遇地震作用下的弹塑性变形分析，并应符合下列要求：

①竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以1.25～1.5的增大系数;

②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层的65%.

3)平面不规则且竖向不规则的建筑结构，应同时符合本条1)、2)款的要求。

(4)砌体结构和单层工业厂房的平面不规则性和竖向不规则性，应分别符合《抗震规范》有关章节的规定。

(5)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，形成多个较规则的抗侧力结构单元。

(6)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差情况，留有足够的宽度，其两侧的上部结构应完全分开。

当设置伸缩缝和沉降缝时，其宽度应符合防震缝的要求。

结构体系

(1)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、结构材料和施工等因素，经技术、经济和使用条件综合比较确定。

(2)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。

2)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丧失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，应采取措施提高抗震能力。

(3)结构体系尚宜符合下列各项要求：

1)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。

3)结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。

(4)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、芯柱，或采取配筋砌体等。

2)混凝土结构构件应合理地选择尺寸、配置纵向受力钢筋和箍筋，避免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构件破坏。

3)预应力混凝土的抗侧力构件，应配有足够的非预应力钢筋。

4)钢结构构件应合理控制尺寸，避免局部失稳或整个构件失稳。

(5)结构各构件之间的连接，应符合下列要求：

1)构件结点的破坏，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。

3)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，宜在结点核心区以外锚固。

(6)装配式单层厂房的各种抗震支撑系统，应保证地震时结构的稳定性。

非结构构件

(1)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。

(2)非结构构件的抗震设计，应由相关专业人员分别负责进行。

(3)附着于楼、屋面结构上的非结构构件，应与主体结构有可靠的连接或锚固，避免地震时倒塌伤人或砸坏重要设备。

(4)围护墙和隔墙应考虑对结构抗震的不利影响，避免不合理设置而导致主体结构的破坏。

(5)幕墙、装饰贴面与主体结构应有可靠连接，避免地震时脱落伤人。

(6)安装在建筑上的附属机械、电气设备系统的支座和连接，应符合地震时使用功能的要求，且不应导致相关部件的损坏。

(五)隔震和消能减震设计

(1)隔震和消能减震设计应主要应用于使用功能有特殊要求的建筑及抗震设防烈度为8、9度的建筑。

(2)采用隔震或消能减震设计的建筑，当遭遇到本地区的多遇地震影响、抗震设防烈度地震的影响和罕遇烈度地震的影响时，其抗震设防目标应高于《抗震规范》第1.0.1条的规定。

(六)结构材料与施工

(1)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。

(2)结构材料性能指标，应符合下列最低要求：

1)砌体结构材料应符合下列规定：

①烧结普通砧土砖和烧结多孔翻土砖的强度等级不应低于mu10，其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mu7.5，其砌筑砂浆强度等级不应低于m7.5.

2)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、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核心区，不应低于c30;构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件不应低于c20;

②抗震等级为一、二级的框架结构，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1.25;且钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3.

3)钢结构的钢材应符合下列规定：

①钢材的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.2;

②钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率应大于20%;

③钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。

(3)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、韧性和可焊性较好的钢筋;普通钢筋的强度等级，纵向受力钢筋宜选用hrb400级和hrb335级热轧钢筋，箍筋宜选用hrb335、hrb400和hpb235级热轧钢筋。

注：钢筋的检验方法应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(gb50204-2002)的规定。

2)混凝土结构的混凝土强度等级，9度时不宜超过c60，8度时不宜超过c70.

3)钢结构的钢材宜采用q235等级b、c、d的碳素结构钢及q345等级b、c、d、e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号。

(4)在施工中，当需要以强度较高的钢筋代替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，并应满足正常使用极限转台和抗震构造措施的要求。

(5)采用焊接连接的钢结构，当钢板厚度不小于40mm且承受沿板厚方向的拉力时，受拉试件板厚方向截面收缩率，不应小于国家标准《厚度方向性能钢板》cb5313-85关于z15级规定的容许值。

(6)钢筋混凝土构造柱、芯柱和底部框架一抗震墙砖房中砖抗震墙的施工，应先砌墙后浇构造柱、芯柱和框架梁柱。

(7)建筑的地震反应观测系统抗震设防烈度为7、8、9度时，高度分别超过160m、120m、80m的高层建筑，应设置建筑结构的地震反应观测系统，建筑设计应留有观测仪器和线路的位置。