抗震设计在学校建筑中的应用分析.docx

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1、抗震设计在学校建筑中的应用分析抗震设计在学校建筑中的应用分析摘要吸取汶川地震的阅历和教训，依据新修订的防震减灾法、抗震设计规范以及抗震设防分类标准的要求加强学校建筑的抗震设计。关键闻新：提高：抗震要求；学校建筑汶川地震虽已过去一年多，但其留给我们工程界的惨痛教训及珍贵阅历却让我们不敢或忘，现笔者就结合新的中华人民共和国防震减灾法、新的建筑抗震设计规范以及新的建筑工程抗震设防分类标准来谈谈中小学校建筑的抗震设计。一、中国地震局文件-中震防发200949号修订的中华人民共和国防震减灾法对新建、改建、扩建一般建设工程中的学校、医院等人员密集场所建设工程的抗震设防要求作出了特殊规定：（一）合理提高抗震

2、设防要求，是保证学校、医院等人员密集场所建设工程具备足够抗震实力的重要措施学校、医院等人员密集场所建设工程旦遭受地震破坏，将会造成严峻的人员伤亡；同时，在抗震救灾中，医院担当着救死扶伤的重要职责，学校可作为应急避险安置的重要场所。党中心、国务院高度重视学校等人员密集场所的地震平安，明确要求把学校建成最平安、家长最放心的地方。做好学校、医院等人员密集场所建设工程的抗震设防是落实科学发展观、坚持以人为本的详细体现。抗震设防要求贯穿建设工程抗震设防的全过程，干脆关系建设工程抗御地震的实力，合理提高学校、医院等人员密集场所建设工程的抗爱设防要求，是保证建设工程具备抗御地震灾难实力的重要措施。（二）学校

3、、医院等人员密集场所建设工程抗爱设防要求的确定原则为了保证学校、医院等人员密集场所建设工程具备足够的抗御地选灾难的实力，依据防震减灾法防卫和减轻地徙灾难，爱护人民生命和财产平安，促进经济社会可持续发展的总体要求，综合考虑我国地震灾难背兔、国家经济承受实力和要达到的平安目标等因素，参照国内外相关标准，以国家标准中国地振动参数区划图为基研;，适当提高地振动峰值加速度取值，特征周期分区值不作调整，作为此类建设工程的抗震设防要求。学校、医院等人员密集场所建设工程的主要建筑应按上述原则提高地振动峰值加速度取值。其中，学校主要建筑包括幼儿园、小学、中学的教学用房以及学生宿舍和食堂，医院主要建筑包括门诊、医

4、技、住院等用房。提高地振动峰值加速度取值应依据以下要求：位于地振动峰值加速度小于005g分区的，地振动峰值加速度提高至0.05g：位于地振动峰值加速度0.05g分区的，地振动峰值加速度提高至0.10g;位于地振动峰值加速度OJOg分区的，地振动峰值加速度提高至0.15g;位于地振动峰值加速度0.15g分区的，地振动峰值加速度提高至0.20g;位于地振动峰值加速度020g分区的，地振动峰值加速度提高至0.30g;位于地振动峰值加速度030g分区的，地振动峰值加速度提高至0.40g;位于地振动峰值加速度040g分区的，地振动峰值加速度不作调整。二、新抗废设防分类标准中主要有关中小学校建筑的修订新抗

5、震设防分类标准特殊加强了对未成年人在地震等突发事务中的爱护，主要体现在：(一)10：3. 0.3各抗选设防类别建筑的抗震设防标准，应符合下列要求：1 .乙类建筑：地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求：抗族措施，一般状况下，当抗震设防烈度为68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度抗族设防更高的要求；地基基础的抗震措施，应符合相关规定。对较小的乙类建筑，当其结构改用抗宸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实行抗震措施。新：3. 0.3各抗震设防类别建筑的抗宸设防标准，应符合下列要求：2 .重点设防类：应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其

6、抗震措施，但抗震烈度为9度时应按比9度更高的要求实行抗震措施：地基基础的抗震措施，应符合有关规定。同时，应按本地区抗废设防烈度确定其抗震作用。()IB：6.0.8教化建筑中，人数较多的幼儿园、小学的低层教学楼，抗震设防类别应划为乙类。这类房屋采纳抗震性能较好的结构类型时，可仍按本地区抗装设防烈度的要求实行抗震措施新：6.0.8教化建筑中，幼儿园、小学、中学的教学用房以及学生宿舍和食堂，抗震设防类别应不低于重点设防类。因此，在幼儿园、小学、中学的教学用房以及学生宿舍和食堂等的设计中（扩大了需加强的教化建筑的范围，不论大小，不管采纳什么结构形式，我们均应按高于本地区抗废设防烈度一度的要求加强其抗震

7、措施（即应按提高一度设防烈度后对应选用抗震等级和构造措施等），应按本地区抗震设防烈度确定其抗施作用。三、新抗震规范中主要涉及中小学校建筑的修订依据建设部落实国务院汶川地震灾后复原重建条例的要求，抗选规范共有31条文局部作了修订，其中依据汶川地震中教学楼的主要破坏特点，修订特殊提出：3.4.1建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不规则的建筑方案应按规定实行加强措施：特殊不规则的建筑方案应进行特地探讨和论证，实行特殊的加强措施；不应采纳严峻不规则的建筑方案。提高建筑设计和结构设计的协调性。3.5.4.5多、高层的混凝土楼、屋盖宜优先采纳现浇混凝土板。当采纳混凝土预制装配式楼、屋盖时，应从楼盖体系和构

8、造上实行措施确保各预制板之间连接的整体性。预制混凝土板在剧烈地震中筒单脱落导致人员伤亡的震害，因此宜优先采纳现浇楼、屋盖并应加强装配式楼、屋盖的整体性。3.6.6.1计算模型的建立、必要的简化计算与处理，应符合结构的实际工作状况：计算中应考虑楼梯构件的影响。楼梯的梯板等具有斜撵的受力状态，对结构的整体刚度有较明显的影响，宜在结构计算中予以适当考虑，新版PKPM中增加了楼梯布置设计菜单。3.7.3附着于楼、屋面结构上的非结构构件，以及楼梯间的M承重墙体，应实行与主体结构牢靠连接或锚固等避开地震时倒塌伤人或砸坏重要设备的措施。加强非结构构件的抗震平安性要求。3.7.4框架结构的围护堵和隔墙，应考虑

9、其设置对结构抗爱的不利影响，避开不合理设置而导致主体结构的破坏。加强闱护墙、隔墙等建筑非结构构件的抗震平安性。6.1.5框架结构和框架-抗震墙结构中，框架和抗震墙均应双向设置，柱中线与抗震墙中线、梁中线与柱中线之间偏心距大于柱宽的1/4时,应计入偏心的影响。高层的框架结构不应采纳单跨框架结构，多层框架结构不宜采纳单跨框架结构。目前教学楼多为单跨悬挑结构，整体结构没有赘余的空间体系，抗震设防起不到多道设防目的，因此宜增设悬挑外廊柱，使结构体系改为双跨结构，增加其抗震性能。7.1.7.6教学楼、医院等横墙较少、跨度较大的房屋，宜采纳现浇钢筋混凝土楼、屋盖。砌体结构中，教学楼往往横墙较少、跨度较大，

10、因此宜采纳现浇钢筋混凝土楼、屋盖以加强其整体性。7.3.1多层一般砖、多孔砖房，应按下列要求设置现浇钢筋混凝土构造柱（以下简称构造柱）：构造柱设置部位，一般状况下应符合表7.3.1的要求。外廊式和单面走廊式的多层房屋，应依据房屋增加一层后的层数，按表7.3.1的要求设置构造柱，且单面走廊两侧的纵墙均按外墙处理。教学楼、医院等横墙较少的房屋，应依据房屋增加一层后的层数，按表7.3.1的要求设置构造柱；当教学楼、医院等横墙较少的房屋为外廊式或单面走廊式时，应按2款要求设置构造柱，但6度不超过四层、7度不超过三层和8度不超过二层时，应按增加二层后的层数对待。特殊要求并扩大了构造柱的设置范围，加强楼梯

11、间等生命通道的抗震平安性要求。7. 3.8楼梯间应符合下列要求：顶层楼梯间横墙和外墙应沿墙高每隔500mm设26通长钢筋：79度时其它各层楼梯间墙体应在休息平台或楼层半高处设置60mm厚的钢筋混凝土带或配筋砖带，其砂浆强度等级不应低于M7.5,纵向钢筋不应少于210.楼梯间及门厅内增阳角处的大梁支承长度不应小于50Omm,并应与圈梁连接。装配式楼梯段应与平台板的梁牢靠连接：不应采纳境中悬挑式踏步或踏步竖肋插入墙体的楼梯，不应采纳无筋砖砌栏板。突出屋顶的楼、电梯间，构造柱应伸到顶部，并与顶部圈梁连接，内外墙交接处应沿墙高每隔50Omm设26通长拉结钢筋。楼梯间作为地族疏散通道，而且地赛受力比较困

12、难，简单造成破坏，因此应提高砌体结构楼梯间的构造要求，加强楼梯间生命通道的抗震平安性要求，提高对生命的爱护。四、中小学建筑的抗震概念设计我国实行的是三水准设防目标，即小废不坏、中族可修、大震不倒，按这个前提，我们设计首先做的就应是保证大震不倒。为此，中小学建筑的抗蔻在概念设计上就应做到：1 .建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不规则的建筑方案应按规定实行加强措施；特殊不规则的建筑方案应进行特地探讨和论证，实行特殊的加强措施：不应采纳严峻不规则的设计方案。（抗规3.4.1条）2.建筑及其抗恻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，结构的侧向刚度宜匀称改变，

13、竖向抗恻力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上渐渐减小，避开抗恻力结构的侧向刚度和承载力突变。（抗规3.4.2条）3.体型困难、平立面特殊不规则的建筑结构，可按实际须要在适当部位设置防震缝，形成多个较规则的抗恻力结构单元。（抗规3.4.5条）4.结构体系应符合下列各项要求：（抗规3.5.2条）应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。应避开因部分结构或构件破坏而导致整个结构丢失抗震实力或对重力荷载的承载实力。应具备必要的抗族承载力，良好的变形实力和消耗地族能量的实力。对可能出现的薄弱部位，应实行措施提高抗震实力。5.结构体系尚宜符合下列各项要求：（抗规3.5.3条）宜有多道抗震防线。宜具有合

14、理的刚度和承载力分布，避开因局部减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。结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。总体而言，不应采纳平面及竖向不规则的方案，建筑结构体系应具有必要的赘余度和内力市分布安排功能，即使地震中部分构件破坏退出工作后其余构件仍能承受竖向荷载，结构体系还有必要的承我实力、良好的变形实力和消耗地震能量的实力，避开整体结构系统失效和失稔。应用抗震健把F面凹凸部分分割成几个规则的矩形单元结构平面；宜采纳抗族性能较好的框架或框剪结构形式，不发达地区宜逐步取消砌体结构及预制板的运用（当采纳时，应加强构造措施，提高其整体性）：增设外廊柱以形成多跨结构体系，避开单跨悬挑，形

15、成多道抗震防线；加强构造使构件具有足够的延性和变形实力，做到强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强构造等等。五、设计实例某小学五层教学综合楼，总高19.5米，采纳框架结构建设地为7度设防区，地振动峰值加速度O.10g,依据新的抗震设防分类标准，为重点设防类，查新抗规，7度设防（提高一度）高度不大于30米，框架抗族等级为二级，依据新的防族减灾法,位于地振动峰值加速度OJOg分区的，地振动峰值加速度提高至0.15go教学楼平面不规则，因此结合建筑运用功能和立面要求用抗赛缝把平面凹凸部分分割成几个规则的矩形抗恻力结构单元，使其具有良好的整体性能。走廊悬挑2.1米，增设外麻柱以形成双跨框架结构体系，加强其整体性，避开单跨悬挑，增加抗震防线。参考文献1中华人民共和国国家标准.建筑工程抗震设防分类标准GB50223-2008.2中华人民共和国国家标准.建筑抗废设计规范,GB50011-2001,2008.