三.《建筑抗震设计》
1．掌握地震震级及烈度的概念、地震基本烈度、抗震设防烈度的概念、抗震设防的分类、抗震设防的标准、抗震设防的目标等内容。
1）地震震级概念：
指一次地震释放能量大小的等级，是地震本身大小的尺度。 2）地震烈度概念：
是指某一区域内的地表和各类建筑物遭受一次地震影响的平均强弱程度。 3）地震基本烈度
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。 4）抗震设防烈度
抗震设防烈度是指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。 5）抗震设防的分类：
根据建筑使用功能的重要性，按其受地震破坏时产生的后果，《抗震规范》将建筑分为甲乙丙丁四类：
①特殊设防类（甲类）：指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大后果，需进行特殊设防的建筑。
②重点设防类（乙类）：指地震时使用功能不能中断或需尽快修复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑。
③标准设防类（丙类）：除①、②、④类以外的需按标准设防的建筑，此类建筑数量最大。
④适度设防类（丁类）：指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低设防要求的建筑。 6）抗震设防标准
甲类建筑：（1）地震作用计算：应高于本地区设防烈度的要求，其值应按批准的地震安全性评价结果确定；（2）抗震构造措施：6-8度时应比设防烈度提高1度采取构造措施；9度时，应符合比9度设防更高的要求。
乙类建筑：（1）地震作用：按本地区设防烈度计算；（2）构造措施：6-8度时，比设防烈度提高1度采取构造措施； 9度时，应符合比9度设防更高的要求
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丙类建筑：地震作用及抗震构造措施均按设防烈度进行
丁类建筑：（1）地震作用：按设防烈度要求进行；（2）构造措施：比设防烈度适当降低（6度时不应降低）
7）抗震设防目标
抗震设防的“三水准”：即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。这一抗震设防目标亦为我国《抗震规范》所采纳。三水准设防的设防要求：
第一水准：在遭受低于本地区规定的设防烈度的地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需要修理仍可继续使用；
第二水准：在遭受本地区规定的设防烈度的地震影响时，建筑物（包括结构和非结构构件）可能有一定损坏，但不致危及人民生命和生产设备的安全，经一般修理或不需要修理仍可继续使用；
第三水准：在遭受高于本地区设防烈度的预估罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
2. 掌握建筑抗震概念设计的定义及基本要求。
1）建筑抗震概念设计是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，是一种基于震害经验建立的抗震基本设计原则和思想。
2）基本要求 A.选择有利场地。造成建筑物震害的原因是多方面的，场地条件是其中之一。由于场地因素引起的震害往往特别严重，而且有些情况仅仅依靠工程措施来弥补是很困难的。因此，选择工程场址时，应进行详细勘察，搞清地形、地质情况，挑选对建筑抗震有利的地段，尽可能避开对建筑抗震不利的地段，任何情况下均不得在抗震危险地段上建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。
对建筑抗震有利的地段，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。建造于这类场地上的建筑一般不会发生由于地基失效导致的震害，从而可从根本上减轻地震对建筑物的影响。对建筑抗震不利的地段，就地形而言，一般是指条状突出的山嘴、孤立的山包和山梁的顶部、高差较大的台地边缘、非岩质的陡坡、河岸和边坡的边缘；就场地土质而言，一般是指软弱土、易液化土、故河道、断层破碎带、暗埋塘浜沟谷或半挖半填地基等，以及在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。
B.提高结构的延性。结构的延性可定义为结构在承载力无明显降低的前提下发生非弹性变形的能力。结构的延性反映了结构的变形能力，是防止在地震作用下倒塌的关键因素之一。
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结构良好的延性有助于减小地震作用，吸收与耗散地震能量，避免结构倒塌。而结构延性和耗能的大小，取决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件，构件弯曲屈服直至破坏所消耗的地震输入能量，也远远高于构件剪切破坏所消耗的能量。因此，结构设计应力求避免构件的剪切破坏，争取更多的构件实现弯曲破坏。始终遵循“强柱弱梁，强煎弱弯、强节点、弱锚固”原则。构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外一种稳定体系，致使结构的周期发生变化，以避免地震卓越周期长时间持续作用引起的共振效应。
C.选择合理的结构形式。抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题。按结构材料分类，目前主要应用的结构体系有砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土结构等；按结构形式分类，目前常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、简体结构等。结构体系的确定受到抗震设防烈度、建筑高度、场地条件以及建筑材料、施工条件、经济条件等诸多因素影响，是一个综合的技术经济问题，需进行周密考虑确定。
D.采用合理的建筑平立面。建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则，就能从根本上保证房屋具有良好的抗震性能。 经验表明，简单、规则、对称的建筑抗震能力强，在地震时不易破坏；反之，如果房屋体形不规则，平面上凸出凹进，立面上高低错落，在地震时容易产生震害。而且，简单、规则、对称结构容易准确计算其地震反应，可以保证地震作用具有明确直接的传递途径，容易采取抗震构造措施和进行细部处理。
E.确保结构的整体性。结构是由许多构件连接组合而成的一个整体，并通过各个构件的协调工作来有效地抵抗地震作用。若结构在地震作用下丧失了整体性，则结构各构件的抗震能力不能充分发挥，这样容易使结构成为机动体而倒塌。因此，结构的整体性是保证结构各个部分在地震作用下协调工作的重要条件，确保结构的整体性是抗震概念设计的重要内容。 为了充分发挥各构件的抗震能力，确保结构的整体性，在设计的过程中应遵循以下原则： ①结构应具有连续性。结构的连续性是使结构在地震作用时能够保持整体的重要手段之一。 ②保证构件间的可靠连接。提高建筑物的抗震性能，保证各个构件充分发挥承载力，关键的是加强构件间的连接，使之能满足传递地震力时的强度要求和适应地震时大变形的延性要求。
③增强房屋的竖向刚度。在设计时，应使结构沿纵、横2个方向具有足够的整体竖向刚度，并使房屋基础具有较强的整体性，以抵抗地震时可能发生的地基不均匀沉降及地面裂隙穿过房屋时所造成的危害。
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3. 熟悉底部剪力法、振型分解反应谱法的计算方法。
4. 掌握框架结构抗震设计的一般规定，包括结构的规则性判断、防震缝的设置，框架结构抗震设计的基本原则及含义、框架梁柱及节点的抗震构造要求等内容。 1）结构的规则性判断
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。
2）防震缝的设置
高层钢筋混凝土房屋宜避免采用不规则建筑结构方案，不设防震缝；当需要设置防震缝时,应符合下列规定：
防震缝最小宽度应符合下列要求：
1）框架结构房屋的防震缝宽度，当高度不超过 15m 时可采用 70mm；超过 15m 时，6 度、7 度、8 度、和 9 度相应每增加高度 5m、4m、3m 和 2m，宜加宽20mm。
2）框架-抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用 1）项规定数值的 70％，
3）抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用1)项规定数值的50％；且均不宜小于 70mm。 4）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。
8、9 度框架结构房屋防震缝两侧结构高度、刚度或层高相差较大时，可在缝两侧房屋的尽端沿全高设置垂直于防震缝的抗撞墙，每一侧抗撞墙的数量不应少于两道，宜分别对称布置，墙肢长度可不大于一个柱距，框架和抗撞墙的内力应按设置和不设置抗撞墙两种情况分别进行分析，并按不利情况取值。防震缝两侧抗撞墙的端柱和框架的边柱，箍筋应沿房屋全高加密。
3）框架结构抗震设计的基本原则
抗震框架结构抗震设计应符合强柱弱梁、强剪弱弯、强结点弱构件、强锚固等原则. 强柱弱梁：调整放大柱端弯矩设计值；控制梁端受拉钢筋的配筋率或相对受压区高度； 强剪弱弯：调整放大梁端、柱端的剪力设计值，并加密箍筋；
强节点强锚固：节点配置足够数量的箍筋；加大受力钢筋的锚固长度并在节点区域合理锚固；
4）框架梁的设计
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1．梁的截面尺寸
（1）截面宽度不宜小于200mm。 （2）截面高宽比不宜大于4。
（3）框架梁净跨宜大于梁截面高度的4倍。
（4）当采用梁宽大于柱宽的扁梁时，楼板应现浇，梁中线宜与柱中线重合，扁梁应双向布置，且不宜用于一级框架结构。 2．梁的纵向钢筋配置
（1）梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%，且计入受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比，一级不应大于0.25，二、三级不应大于0.35。
（2）梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，除按计算确定外，一级不应小于0.5，二、三级不应小于0.3。
（3）沿梁全长顶面和底面的钢筋，一、二级不应少于2φl4，且分别不应少于梁两端顶面和底面纵向钢筋中较大截面面积的1/4，三、四级不应少于2φ12。
（4）一、二级框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋直径，对矩形截面柱，不宜大于柱在该方向的截面尺寸的1/20。 3．梁的箍筋配置
为了避免地震作用下梁端塑性铰区产生剪切破坏，防止梁纵向钢筋压屈， 同时利用箍筋约束混凝土，要求在梁端部一定范围内设置加密箍筋：
（1）梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按表8.1采用，当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时，表中箍筋最小直径数值应增大2mm。
（2）梁端加密区的箍筋肢距，一级不宜大于200mm和20倍箍筋直径的较大值；二、三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值；四级不应大于300mm。 5）框架柱设计
框架柱是框架结构的主要抗侧力构件。因此，柱应具有较高的承载力和变形与耗能能力。影响柱延性的主要因素有：柱的剪跨比、轴压比、截面高宽比、截面配筋率和配箍率等。 1．柱的截面尺寸
(1)柱的截面宽度和高度均不应小于300mm，圆柱直径不宜小350 mm。 (2)剪跨比宜大于2.0。
(3)截面的长边与短边的边长比不宜大于3。
(4)为避免发生剪切破坏，柱的净高与截面高度比宜大于4。
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(5)框架柱中线与框架梁中线之间的偏心距不宜大于柱截面宽度的1/4。 2．框架柱的轴压比
框架柱组合的轴向压力设计值与柱的全截面面积和混凝土抗压强度设计值乘积之比，即N/Afc，称为轴压比。
轴压比是影响柱的破坏状态和变形能力的重要因素。轴压比不同，柱将呈现两种破坏状态，即受拉钢筋首先屈服的大偏心受压破坏和混凝土受压区压碎而受拉钢筋尚未屈服的小偏心受压破坏。框架柱的抗震设计一般应在大偏心受压破坏范围，以保证柱有一定的延性。试验研究表明，柱的延性随轴压比的增大急剧下降，尤其在高轴压比条件下箍筋对柱变形能力的影响很小。因此在框架抗震设计中，必须限制轴压比，以保证柱具有一定的延性。 3．柱的纵向钢筋配置
(1)框架柱截面纵向钢筋宜对称配置。
(2)截面大于400mm的柱，纵向钢筋间距不宜大于200mm。
(3)柱的纵向钢筋总配筋率不应大于5%；一级且剪跨比不大于2的柱，每 侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%。
(4)不同抗震等级的柱截面纵向钢筋的最小总配筋率要求列于表8.3；同时每一侧配筋率不应小于0.2%。
(5)边柱、角柱考虑地震作用组合产生小偏心受拉及抗震墙端柱产生全 截面受拉时，柱内纵筋总截面面积计算值应增加25%。 4．柱的箍筋配置 1）柱箍筋加密区的范围
(1)柱端，取截面高度(圆柱直径)、柱净高的1/6、和500mm三者的最大值。
(2)底层柱嵌固部位的箍筋加密范围不小于柱净高的1/3；当有刚性地面时，除柱端外尚应取刚性地面上、下各500mm。
(3)剪跨比不大于2的柱和柱的净高与柱截面高度之比不大于4的柱，取全高。 (4)框支柱，取全高。
(5)一级及二级框架的角柱，取全高。 2）柱的加密箍筋间距、直径和肢距
(1)一般情况下，箍筋的最大间距和最小直径，应按表8.4采用。
(2)二级框架柱的箍筋直径不小于10mm，且箍筋肢距不大于200mm时，除柱根外最大间距应允许采用150mm；三级框架柱的截面尺寸不大于400mm时，箍筋最小直径应允许采
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用6mm；四级框架柱剪跨比不大于2时，箍筋直径不应小于8mm。
(3)框支柱和剪跨比不大于2的柱，箍筋间距不应大于100mm。
(4)柱箍筋加密区箍筋肢距，一级不宜大于200mm，二、三级不宜大于250mm 和20倍箍筋直径的较大值，四级不宜大于300mm。至少每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋或拉筋约束；当采用拉筋复合箍时，拉筋宜紧靠纵向钢筋并钩住箍筋。
3）柱的箍筋形式 柱箍筋形式有普通箍、复合箍、螺旋箍和连续复合螺旋箍
4）柱箍筋非加密区的最小箍筋量 考虑到框架柱在层高范围内的剪力不变和避免框架柱非加密区的受剪能力突然降低很多导致柱的破坏，对柱箍筋非加密区的最小箍筋量做出了如下规定：柱箍筋非加密区的体积配箍率不宜小于加密区的50%；箍筋间距，一、二级框架柱不应大于10倍纵向钢筋直径，三、四级框架柱不应大于15倍纵向钢筋直径。 6）框架柱节点的抗震构造
1）框架节点内梁、柱纵向钢筋的锚固和搭接构造详见平法101国标图集中构造节点做法。 2）为保证框架梁柱节点核心区的混凝土应具有良好的约束，《抗震规范》给出了梁柱节点核芯区内箍筋的设置要求：
(1)框架梁柱节点核芯区箍筋的最大间距和最小直径宜同框架柱端箍筋加密区的要求。 (2)一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10和0.08， 且体积配箍率分别不宜小于0.6%、0.5%和0.4%。
(3)柱剪跨比不大于2的框架节点核芯区配箍特征值不宜小于核芯区上、下柱端的较大配箍特征值（抗震验算要求）。
5. 掌握抗震墙设计的原则及布置、构造要求等内容。
抗震墙的布置原则： 作为主要的抗侧力构件，合理的布置是构建良好抗震性能的基 础。应遵循 “八字方针”即“对称、均匀、周边、连续”外，还须注意：
一、将长墙分成墙段 对于抗震墙结构和部分框支抗震墙结构，若内纵墙很长，且连梁的跨高比小，刚度大，则墙的整体性好，在水平地震作用下，墙的剪切变形较大，墙肢的破坏高度可能超过底部加强部位的高度，2001规范规定将将长墙分成墙段，使墙的高宽比大于2。墙段由墙肢和连梁组成。89规范也有相同的规定区别在于：连梁。89规范为弱连梁2001规范为跨高比不小于6的连梁其目的是：设置刚度和承载力较小的连梁，在地震作用下可能先破坏，屈服。使墙段成为抗侧力单元，且墙段以弯曲变形为主。
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二、避免墙肢长度突变，抗震墙和部分框支抗震墙结构的墙肢的截面长度，沿高度不宜有突变，当抗震墙的洞口比较大时，以及一二级抗震墙的底部加强区，不宜有错洞布置的剪力墙。
6. 掌握砌体结构抗震设计的相关构造要求。 （1）加强结构的连接；
（2）设置钢筋混凝土构造柱； （3）合理布置圈梁；
（4）重视楼梯间的抗震构造措施设计。
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