4 多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计
工程建设标准强制性条文最新版本
工程建设标准强制性条文最新版本工程建设标准强制性条文包括建筑设计、建筑防火、建筑设备、勘察和地基基础、结构设计、房屋抗震设计等六篇内容。
在建筑设计方面，需要考虑方便残疾人、老年人的室内环境设计，以及热工与节能、照明、隔声和噪声限制等方面。
屋面防水设计需要遵循一般规定和防水要求。
不同类别的建筑需要进行专门设计，包括公共建筑、居住建筑和防空地下室。
建筑防火方面，需要考虑建筑分类、耐火等级及其构件耐火极限，以及总平面布局和平面布置。
防火和构造方面需要分别考虑防火和防烟分区、建筑构造、建筑装修、防烟和排烟、火灾自动报警装置等。
安全疏散和消防电梯方面需要遵循一般规定，包括安全疏散距离和出口宽度，疏散楼梯间、楼梯和门，以及消防电梯。
灭火设施方面需要考虑室外和室内消防给水、固定灭火设施、消防水泵房等。
建筑设备方面，需要考虑给水和排水设备，包括管道布置、水质和防回流污染、卫生设备和水处理。
燃气设备方面需要考虑室内燃气管道、瓶装液化石油气、燃气的计量、居民生活用气和公共建筑用气，以及燃烧烟气的排除。
采暧、通风和空调设备方面需要遵循一般规定，包括采暖、通风、空调、制冷、自动控制、消声和隔振等。
电气和防雷设备方面需要考虑供配电系统、变电设备、防雷等。
电梯方面需要遵循一般规定。
勘察和地基基础方面，需要考虑地基勘察，包括一般规定、特殊性土、勘察成果等。
地基设计方面需要考虑一般规定、山区地基、特殊性主。
基础设计方面需要考虑扩展基础、箱筏基础、桩基础。
基坑支护和地基处理也需要考虑。
结构设计方面，需要考虑结构安全等级、结构荷载和组合。
混凝土结构设计方面需要考虑钢筋混凝土结构、预应力和无粘结预应力混凝土结构、高层建筑混凝土结构。
钢结构设计方面需要考虑普通钢结构、薄壁型钢结构、高层建筑钢结构、钢网架结构。
砌体结构设计方面需要考虑无筋砌体结构、配筋砌体结构。
木结构设计方面需要考虑构造要求、防腐、防虫和防火。
围护结构方面需要考虑玻璃幕墙结构、玻璃屋顶结构、饰面砖。
抗震习题集
结构地震反应分析与抗震验算计算题3.1单自由度体系，结构自振周期T=0.5S,质点重量G=200kN，位于设防烈度为8度的U 类场地上，该地区的设计基本地震加速度为0. 30g,设计地震分组为第一组，试计算结构在多遇地霞作用时的水平地震作用。
3.2结构同题3. 1,位于设防烈度为8度的W类场地上，该地区的设计基本地震加速度为0.20g,设计地设分组为第二组，试计算结构在多遇地震作用时的水平地震作用。
3.3钢筋混凝土框架结构如图所示，横梁刚度为无穷大，混凝土强度等级均为C25, —层柱截面450mm X 450mm,二、三层柱截面均为400mm X 400mm,试用能量法计算结构的自振周期T i。
3.4题3. 2的框架结构位于设防烈度为8度的U类场地上，该地区的设计基本地震加速度为0.20g,设计地震分组为第二组，试用底部剪力法计算结构在多遇地震作用时的水平地震作用。
3.5三层框架结构如图所示，横梁刚度为无穷大，位于设防烈度为8度的U类场地上，该地区的设计基本地震加速为0.30g,设计地震分组为第一组。
结构各层的层间侧移刚度分别为k i=7.5X 101N/m, k2=9.1 x 105kN/m, k a=8.5X 105 kN /m,各质点的质量分别为m1=2 x 1Cf5kg, m?=2 x 106kg, m h=1.5X 105kg，结构的自震频率分别为9.62rad/s, 2=26.88 rad/s, 3=39.70 rad/s,各振型分别为：要求：①用振型分解反应谱法计算结构在多遇地震作用时各层的层间地震剪力;②用底部剪力法计算结构在多遇地震作用时各层的层间地震剪力为k i =k 2=20800kN /m ,,质点质量为 m i =m 2=50X irfkg 。
试求该体系的自振周期和振型。
3.7有一钢筋混凝土三层框架（图3-7），位于U 类场地，设计基本加速度为0.2g,设计地震组别为第一组，已知结构各阶周期和振型为T1= 0.467s , T2 =0.208s T3=0.134sQJ34l>il 0.667L000 试用振型分解反应谱法求多遇地震下框架底层地震剪力和框架顶点位移上卢245000$他7///3.8试用底部剪力法计算（图3— 8）所示三质点体系在多遇地震下的各层地 震剪力。
建筑抗震设计规范
建筑抗震设计规范毕业设计指导书建筑抗震设计规范Code for seismic design of buildingsGB 50011-20101(0(2 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。
2(1(9 建筑抗震概念设计 seismic concept design of buildings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。
2(1(10 抗震措施 seismic measures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。
2(1(11 抗震构造措施 details of seismic design 根据抗震概念设计原则，一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。
3(3(3 建筑场地为?、?类时，对设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区，除本规范另有规定外，宜分别按抗震设防烈度8度(0.20g)和9度(0.40g)时各抗震设防类别建筑的要求采取抗震构造措施。
3(4(1 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。
Ratio-Dx,Ratio-Dy : 最大层间位移与平均层间位移的比值建筑结构的总信息--各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息--Ratx1，Raty1 : X，Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值，或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者。
建筑结构的总信息--楼层抗剪承载力、及承载力比值--Ratio_Bu: 表示本层与上一层的承载力之比。
3(5(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对重力荷载的承载能力。
建筑抗震设计规范
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场地和地基
项目
评价 选 地段 择 不利 场 地段 地 危险
地段
甲类
结构型式时可不提高
原设防烈度 原设防烈度
丙类
GBJ11-89 甲、乙、丁类以外的一般
GB50011
建筑
原设防烈度
原设防烈度
丁类 GBJ11-89 GB50011
抗震次要的建筑 抗震次要的建筑
降低一度（6度不降） 适当降低（6度不降）
原设防烈度 原设防烈度
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地震影响
项目
GBJ11-89
GB50011-2001
两阶段设计
地震影 50年超越 地震重现期
响
概率
小震 63.2%
50年
中震 10%
475年
大震 2-3% 1642-2475年
• 一般关系
– 烈度：Im=I0-1.55, Is<=I0+1 – 加速度：PGAm=PGA0*1/3
PGAs=PGAm*(4-6)
阶段 目 标 烈度 地震作用性质 受力状态
作用效应组合
条文对比及介绍
• 概述 • 总则 • 术语和符号 • 抗震设计的基本要求 • 场地、地基和基础 • 地震作用和结构抗震验算 • 多层和高层钢筋混凝土结构 • 多层砌体、底部框架、内框架 • 多层和高层钢结构 • 单层工业厂房 • 单层空旷房屋、土木石结构 • 隔震和消能减震设计 • 非结构构件
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建筑抗震设计规范GB500-200介绍
抗震规范主要修订内容
• 调整建筑抗震设防分类（GB50223） • 关于地震作用
– 设计基本地震加速度 – 设计特征周期分区取代设计近远震 – 延长水平地震影响系数曲线 – 修改场地划分方法
• 场地、地基和基础
– 液化判别 – 发震断裂 – 桩基抗震设计
• 结构分析
– 扭转问题 – 结构地震反应分析方法 – 楼层地震剪力控制 – 抗震变形验算
• 国内外震害经验积累——可行性（1）
– 但凡是经过抗震设防的建筑均经受住了地震的考验（经验） – 每一次地震总是提出新的问题（教训、未知）
• 科研成果及动态——可行性（2）
– 科技水平的进步 – 科研成果的积累 – 抗震设防思想的沿革
• 国外规范修订情况——可行性（3）
– 每2-3年修订一次 – 提供了借鉴
第一 阶段
小震不坏 （隐含中 震可修）
小震
可变作用
弹性（部 分弹塑性）
承载力验算采用基本组合(多层、高层钢筋混 凝土房屋层间弹性位移计算，采用短期效应组 合，即作用分项系数均取1.0)
第二 阶段
大震不倒
大震
偶然作用
弹塑性
部分建筑物的层间弹塑性位移验算，采刚短期 效应组合，即怍用分项系数均取1.0
第一阶段为弹性分析，包括截面设计和变形计算； 大部分建筑的第二阶段设计主要由概念设计和构造措施来保证。
• 概念设计
– 非规则结构 – 各类结构抗震措施
• 新增结构型式与体系
– 混凝土筒体结构 – 钢结构 – 配筋砌体 – 隔震消能结构
• 取消结构型式
– 单排柱内框架房屋 – 中型砌块房屋 – 烟囱、水塔
• 非结构构件设计
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结构抗震等级的基础知识
在结构钢筋工程量计算中，根据国家建筑规范图集受拉钢筋抗震锚固长度ℓae须参照钢筋种类与直径、砼强度等级与抗震等级取值。
以下为抗震等级的定义介绍：一、抗震等级是怎么样确定的？1、抗震等级：是设计部门依据国家有关规定，按“建筑物重要性分类与设防标准”，根据烈度、结构类型和房屋高度等，而采用不同抗震等级进行的具体设计。
以钢筋混凝土框架结构为例，抗震等级划分为四级，以表示其很严重、严重、较严重及一般的四个级别2、地震烈度：是国家主管部门根据地理、地质和历史资料，经科学勘查和验证，对我国主要城市和地区进行的抗震设防与地震分组的经验数值，是地域概念。
抗震设防类别分为甲、乙、丁类建筑，全国大部分地区的房屋抗震设防烈度一般为8度。
3、震级是表示地震强度所划分的等级，中国把地震划分为六级：小地震3级，有感地震3-4.5级，中强地震4.5-6级，强烈地震6-7级，大地震7-8级，大于8级的为巨大地震。
二、建筑结构抗震等级的一般规定(1)多高层建筑结构的抗震措施是根据抗震等级确定的，抗震等级的确定与建筑物的类别相关，不同的建筑物类别在考虑抗震等级时取用的抗震烈度与建筑场地类别有关，也就是考虑抗震等级时取用烈度与抗震计算时的设防烈度不一定相同。
(2)建筑结构应根据其使用功能的重要性分为甲、乙、丙、丁类四个抗震设防类别。
建筑的抗震设防类别划分见国家标准《建筑抗震设防分类标准》GB 50223的规定，也可见《建筑抗震设计手册》(1994年版)高层建筑没有丁类抗震设防。
各抗震设防类别的高层建筑结构，其抗震措施应符台下列要求：1)甲类、乙类建筑：当本地区的抗震设防烈度为6～8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求；当本地区的设防烈度为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求。
当建筑场地为Ⅰ类时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施；2）丙类建筑：应符合本地区抗震设防烈度的要求。
当建筑场地为I 类时，除6度外，应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施.按建筑类别及场地调整后用于确定抗震等级烈度，按调整后的抗震等级烈度。
多层及高层钢筋混凝土房屋—框架结构
2024/2/7
(1) 忽略框架在竖向荷载作用下的侧移和由它引起的侧移弯 矩；
(2) 忽略每层横梁上的荷载对其他各层横梁及其他柱内力的 影响。
2024/2/7
在分层计算时，均假定上、下柱的远端为固定端，而实际的 框架柱除在底层基础处为固定端外，其余各柱的远端均有转角产 生，介于铰支承与固定支承之间。为消除由此所引起的误差，分 层法计算时应做如下修正：
对于现浇整体式框架，将各节点视为刚接节点，认为框架 柱在基础顶面处为固定支座。横向框架和纵向框架的计算简图， 分别如图9.8(c)、(d)所示。
2024/2/7
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图9.8 框架结构的计算简图
2．框架结构的内力计算
多层多跨框架结构的内力(M、V、N)和位移计算，目前多采 用电算求解。而手算是设计人员的基本功，内力分析时，一般采 用近似计算方法。如计算竖向荷载作用下的内力时，通常有弯矩 一次分配法和分层法等；在计算水平荷载作用下的内力时，有反 弯点法和修正反弯点法(D值法)。这些方法采用的假设不同，计 算结果有所差异，但一般都能满足工程设计要求 柱例布置应满足建筑平面布置的要求 (3) 柱网布置要使结构受力合理 (4) 柱网布置应便于施工
2024/2/7
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图9.6 框架结构的柱网布置
(a) 内廊式； (b) 跨度组合式
3) 承重框架的布置 (1) 横向框架承重方案 主要承重框架由横向主梁与柱构成，楼板沿纵向布置，支 承在主梁上，纵向连系梁将横向框架连成一空间结构体系，如 图9.7(a)所示。
图9.12 框架结构在水平荷载作用下的变形
(a) 计算简图；(b) 总体剪切变形；(c) 总体弯曲变形
建筑结构 第8章 多层与高层钢筋混凝土结构
土木工程学院1第八章多层与高层钢筋混凝土结构一、框架结构二、剪力墙结构三、多高层建筑结构基础类型土木工程学院2§8.2框架结构《高层建筑混凝土结构技术规程》（高规）JGJ3-2002、J186-2002规定10层及10层以上或高度超过28m 的建筑，称为高层建筑。
多层及高层建筑的大致范围：多层建筑：2-9层且高度不大于28m；高层建筑：>9层；习惯上，对其中10-18层的建筑又称为小髙层建筑，18-40层的建筑称为高层建筑，>40层的建筑称为超高层建筑。
土木工程学院3高层建筑的特点A.高层建筑中，水平荷载和地震作用对结构设计起着决定性的作用。
B.动力反应不可低估；C.结构轴向变形、剪切变形以及温度、沉降的影响加剧；D.材料用量、工程造价呈抛物线关系增长。
土木工程学院4荷载效应的最大值(轴力N、弯矩M和位移Δ)可用下列式子表达：•N=WH=f(H)•M=qH 2/2= f(H 2)•Δ=qH 4/8EI =f(H 4)高层建筑中，水平荷载和地震作用对结构设计起着决定性的作用。
土木工程学院5内力或位移=f(H 4)M=f(H 2)N=f(H)H结构内力、位移与高度H 的关系土木工程学院6多层及高层建筑常用的结构体系：框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构、框架-筒体结构。
土木工程学院7框架结构：采用梁、柱等杆件刚接组成空间体系作为建筑物承重骨架的结构。
一、特点及类型框架结构组成：由梁、柱、节点及基础组成，节点构造十分重要。
土木工程学院8土木工程学院9适用范围：10层以下住宅、办公及各类公共建筑与工业建筑。
有方格式及内廊式两类。
土木工程学院10土木工程学院11在复杂的建筑平面体型上进行简单的框架柱网布置土木工程学院12土木工程学院13土木工程学院14特点：1、空间布置灵活，能形成较大空间；2、构件简单，施工简单，较经济；3、侧移刚度小，侧移较大；房屋高度不宜过高。
4、对支座不均匀沉降比较敏感。
抗震习题
结构地震反应分析与抗震验算计算题3.1 单自由度体系，结构自振周期T=0.5S，质点重量G=200kN，位于设防烈度为8 度的Ⅱ类场地上，该地区的设计基本地震加速度为0．30g，设计地震分组为第一组，试计算结构在多遇地霞作用时的水平地震作用。
3.2 结构同题3．1，位于设防烈度为8度的Ⅳ类场地上，该地区的设计基本地震加速度为0.20g，设计地设分组为第二组，试计算结构在多遇地震作用时的水平地震作用。
3.3 钢筋混凝土框架结构如图所示，横梁刚度为无穷大，混凝土强度等级均为C25，一层柱截面450mm×450mm，二、三层柱截面均为 400mm×400mm，试用能量法计算结构的自振周期 T1。
3.4 题3．2的框架结构位于设防烈度为8度的Ⅱ类场地上，该地区的设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组为第二组，试用底部剪力法计算结构在多遇地震作用时的水平地震作用。
3.5 三层框架结构如图所示，横梁刚度为无穷大，位于设防烈度为8度的Ⅱ类场地上，该地区的设计基本地震加速为0.30g, 设计地震分组为第一组。
结构各层的层间侧移刚度分别为k1=7.5×105kN／m，k2=9.1×105kN／m，k3=8.5×105kN／m，各质点的质量分别为m1=2×106kg, m2=2×106kg, m3=1.5×105kg，结构的自震频率分别为ω1＝9.62rad/s, ω2=26.88 rad/s, ω3=39.70 rad/s, 各振型分别为：要求：①用振型分解反应谱法计算结构在多遇地震作用时各层的层间地震剪力；②用底部剪力法计算结构在多遇地震作用时各层的层间地震剪力。
3.6 已知某两个质点的弹性体系（图3-6），其层间刚度为k1=k2=20800kN／m，，质点质量为m1=m2=50×103kg。
试求该体系的自振周期和振型。
多高层房屋结构抗震设计 ( 第2次 )
第2次作业一、单项选择题（本大题共90分，共 30 小题，每小题 3 分）1. 多遇地震作用下结构层间弹性变形验算的主要目的是：（）A. 防止结构倒塌B. 防止结构发生破坏C. 防止非结构部分发生过重的破坏D. 防止人们惊慌2. 罕遇地震作用下框架结构薄弱层的层间弹塑性变形验算不满足要求时，宜优先采用的一项改进措施是：（）。
A. 柱采用高强混凝土B. 增加薄弱层各柱的纵向钢筋C. 该薄弱层柱全高加密箍筋D. 加大薄弱层柱子的截面尺寸3. 关于多层砌体房屋中构造柱的作用，下述何项见解错误：（）。
A. 有助于防止房屋在罕遇地震中发生突然倒塌B. 明显提高墙体在地震中的初裂抗剪能力C. 按规范的规定设置时，可使墙体的受剪承载力提高20％左右D. 可以消耗地震能量4. 关于预应力混凝土结构用于抗震结构，下述提法中不正确的是：（）。
A. 采用配置一定数量非预应力钢筋的混合配筋方式B. 预应力混凝土框架柱的内力也要按“强柱弱梁”原则进行调整C. 预应力混凝土框架的节点内力也要按“强节点”原则进行调整D. 应适当采用低强度等级混凝土，可以改善构件的延性5. 对于8度和9度地区，防震缝设置的说法错误的是（）A. 立面高差在6m以上，宜设防震缝B. 有错层，且楼板高差较大，宜设防震缝C. 各部分结构刚度、质量截然不同，宜设防震缝D. 防震缝宽度一5般取100~150mm。
6. 有关楼层地震剪力在抗震墙间的分配的以下说法中，何项正确：（）。
A. 现浇钢筋混凝土楼盖房屋中，若各墙体厚度相同，按各墙体的长度分配B. 预制钢筋混凝土楼板的楼盖中，按各抗震墙体的从属面积分配C. 现浇钢筋混凝土楼盖房屋中，按各墙体层间等效侧移刚度分配D. 按抗震墙的截面面积分配上最安全的7. 多层砌体结构房屋，地震作用下结构的变形为（）A. 剪切型B. 弯曲型C. 剪弯型D. 弯剪型8. 对建筑场地为I类的框架结构，下列叙述中何项正确：（）A. 可按比设防烈度降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施，但是相应的计算要求不应降低B. 可按比设防烈度降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施，相应计算要求也降低C. 若设防烈度为7度，可按6度对应的抗震等级采取抗震构造措施，但是相应计算要求不变D. 9度时，计算要求和抗震构造措施都不能降低要求9. 下列关于抗震建筑结构材料的叙述中，何项正确：（）A. 框架梁、柱、节点核心区的混凝土强度等级不应低于C30B. 混凝土结构中，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1:2C. 混凝土结构中，钢筋的抗拉强度实测值与强度标准值的比值不应小于1.25D. 框支柱的混凝土强度等级不应低于C3010. 有关在多层砌块房屋中设置芯柱的下列叙述，错误的是：（）。