房屋高宽比：建筑结构抗震设计的要点

建筑物的高宽比对结构地震反应的影响，要比起其绝对高度来说更为重要。建筑物的高宽比愈大，地震作用的侧移愈大，水平地震力引起的倾覆作用愈严重。我国对房屋高宽比的要求是根据结构体系和地震烈度区分的。表4-5钢结构房屋的最大高宽比注：当有大底盘时，计算高宽比的高度应从大底盘顶部算起。

理论教育 2023-09-26

建筑结构抗震设计|构件破坏与分析

图7-5支撑杆件的断裂当支撑构件的组成板件宽厚比较大时，往往伴随着整体失稳出现板件的局部失稳现象，进而引发低周疲劳和断裂破坏，这在以往的震害中并不少见。试验研究表明，要防止板件在往复塑性应变作用下发生局部失稳，进而引发低周疲劳破坏，必须对支撑板件的宽厚比进行限制，且应比塑性设计的还要严格。

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钢框架结构抗震构造设计

1）框架梁柱的长细比长细比和轴压比均较大的柱，其延性较小，且容易发生整体失稳。工字形柱（绕强轴）和箱形柱与梁刚接时，应符合下列要求：图7-14框架梁与柱的现场连接梁翼缘与柱翼缘间应采用全熔透坡口焊缝；一级抗震时，应检验焊缝的V形切口冲击韧性，其夏比冲击韧性在-20℃时不低于27J。图7-15框架柱与梁悬臂段的连接箱形柱在与梁翼缘对应位置设置的隔板，应采用全熔透对接焊缝与壁板相连。

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建筑附属机电设备支架的抗震措施

建筑附属机电设备的支架应具有足够的刚度和强度，其与结构体系应有可靠的连接和锚固；对丙类建筑，应使设备在遭遇设防烈度地震影响后能迅速恢复运转。结构体系中，用以固定建筑附属机电设备预埋件、锚固件的部位，应采取加强措施，以承受附属机电设备传给结构体系的地震作用。

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地基土液化及危害—建筑结构抗震设计

1）地基土的液化的概念饱和松散的砂土或粉土，地震时易发生液化现象，使地基承载力丧失或减弱，甚至喷水冒砂，这种现象一般称为砂土液化或地基土液化。3）地基土液化的危害液化使土体的抗震强度丧失，引起地基不均匀沉陷并引发建筑物的破坏甚至倒塌。发生于1964年的美国阿拉斯加地震和日本新潟地震，都出现了因大面积砂土液化而造成的建筑物的严重破坏，从而引起了人们对地基土液化及其防治问题的关注。

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建筑结构抗震设计-房屋总高度和层数

震害调查资料表明：砌体结构房屋随层数的增多，高度的加大，破坏程度也随之加重，倒塌率随房屋的层数近似成正比增加。因此，对房屋的高度与层数作出限制是必要的。我国《建筑抗震设计规范》对砌体结构房屋的总高度与层数的限值见表6-1。室内外高差大于0.6m时，房屋总高度应允许比表中数据适当增加，但增加量应少于1.0m。多层砌体承重房屋的层高，不应超过3.6m。

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建筑结构抗震设计：隔震原理及效果分析

图9-1结构基底隔震示意图图9-2隔震结构计算简图我们知道，当结构体系总水平惯性力超过结构基底滑动摩擦力时，体系就会发生滑动，反之，体系不发生滑动。Vs/V0≥1时，表示结构虽然采用了隔震措施，但未发生滑动，隔震措施不产生效果，等同于传统的非隔震体系。因此，隔震措施起作用的条件是Vs/V0＜1。隔震装置的充分变形，可以降低隔震结构自振频率，从而使结构地震反应有较大衰减。

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建筑结构抗震设计目标

抗震设防是指对建筑物进行抗震设计并采取一定的抗震构造措施，以达到结构抗震的效果和目的。工程抗震设防的基本目的是在一定的经济条件下，最大限度地限制和减轻建筑物的地震破坏，保障人民生命财产的安全。图1-21 地震烈度概率密度函数曲线对应于前述设计准则，我国《建筑抗震设计规范》明确提出了3个水准的抗震设防目标。

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多层砌体房屋抗震设计实例：建筑结构抗震设计

抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.10 g。试验算该楼房墙体的抗震承载力。计算结果如下：屋顶间顶盖处G5＝198.6kN四层G4＝3957.4kN三层G3＝4579.5kN二层G2＝4579.5kN一层G1＝4920.3kN计算结构底部的总水平地震作用抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10 g，所以αmax＝0.08。各楼层水平地震剪力按计算。

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多层高层钢结构布置原则

1）钢结构房屋适用最大高度和最大高宽比结构类型的选择关系到结构的安全性、实用性和经济性，可根据结构总体高度和抗震设防烈度确定结构类型和最大使用高度见表4-3。影响结构宏观性能的另一个尺度是结构高宽比，即房屋总高度与结构平面最小宽度的比值，这一参数对结构刚度、侧移、振动模态有直接影响。超过50m的钢结构房屋应设置地下室。

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建筑结构抗震设计：节点连接的破坏分析

图7-1是诺斯里奇地震时，H形截面的梁柱节点的典型破坏形式。图7-1诺斯里奇地震中的梁柱节点破坏图7-2诺斯里奇地震中梁柱焊接连接处的失效模式图7-3是阪神地震中带有外伸横隔板的箱形柱与H形钢梁刚性节点的破坏形式。上述连接破坏时，梁翼缘已有显著的屈服或局部屈曲现象。图7-3阪神地震中梁柱焊接连接的破坏模式2）支撑连接的破坏在多次地震中都出现过支撑与节点板连接的破坏或支撑与柱的连接的破坏。

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单层钢结构厂房设计-建筑结构抗震设计

板件宽厚比目前大量单层钢结构厂房采用压型钢板轻型屋盖，即使在设防烈度的地震动参数作用下，也经常出现由非地震组合控制厂房框架受力的实例。由于柱脚锚栓破坏，使钢结构倾斜，严重者导致厂房坍塌，而外包式柱脚表现为顶部箍筋不足的破坏。3）构件连接一般的单层厂房结构所采用的板件厚度，大都可采用高强度螺栓摩擦型连接。

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剪力墙墙体破坏、楼梯震害

图5-1柱端破坏图5-2短柱的破坏角柱由于位置特殊，为双向偏压状态，受地震作用产生的扭转较大，受力复杂，受梁的约束相对较弱，其震害比内柱和边柱要严重。图5-5剪力墙施工缝处破坏图5-6剪力墙墙体破坏6）楼梯震害楼梯属于跃层构件，其交叉梯段形成的斜撑结构导致房屋局部刚度增大，地震时受到较大地震作用。

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非结构构件震害及原因分析-建筑结构抗震设计

非结构构件在地震时的破坏主要有两个原因：惯性力作用和结构系统变形。因此，只有在设计时考虑到这种惯性力的作用，才有可能保障非结构构件的地震安全。地震作用下结构发生变形，如果嵌固于结构构件内的非结构构件不能适应结构变形，也要遭到破坏或功能丧失。

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防震缝的合理设置-建筑结构抗震设计

防震缝的设置主要是为了避免在地震作用下体形复杂的结构产生过大的扭转、应力集中、局部严重破坏等。为防止建筑物在地震中相碰，防震缝必须留有足够的宽度。在国内外历次地震中，一再发生相邻建筑物碰撞的事例。天津友谊宾馆，东段为8层，高37.4m，西段为11层，高47.3m，东西段之间防震缝的宽度为150mm。抗震墙结构房屋的防震缝宽度，可采用上述规定值的50%，且不宜小于100mm。

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合理设置圈梁以提升建筑结构抗震设计效果

震害调查表明，凡合理设置圈梁的房屋，其震害都较轻；否则，震害要重得多。表6-12多层砖砌体房屋现浇钢筋混凝土圈梁设置要求现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖与墙体有可靠连接的房屋，应允许不另设圈梁，但楼板沿抗震墙体周边均应加强配筋并应与相应的构造柱钢筋可靠连接。③圈梁的截面高度不应小于120mm，配筋应符合表6-13的要求；按要求增设的基础圈梁，截面高度不应小于180mm，配筋不应小于4φ12。

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