建筑抗震等级【抗震设计在学校建筑中的应用分析】
时间：2020-03-25 07:38:09 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
[摘要]吸取汶川地震的经验和教训，根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。 [关键词]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宝贵经验却让我们不敢或忘，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[2009]49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别规定：
（一）合理提高抗震设防要求，是保证学校、医院等人员密集场所建设工程具备足够抗震能力的重要措施
学校、医院等人员密集场所建设工程一旦遭遇地震破坏，将会造成严重的人员伤亡；同时，在抗震救灾中，医院承担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。党中央、国务院高度重视学校等人员密集场所的地震安全，明确要求把学校建成最安全、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、坚持以人为本的具体体现。
抗震设防要求贯穿建设工程抗震设防的全过程，直接关系建设工程抗御地震的能力，合理提高学校、医院等人员密集场所建设工程的抗震设防要求，是保证建设工程具备抗御地震灾害能力的重要措施。
（二）学校、医院等人员密集场所建设工程抗震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震灾害的能力，按照《防震减灾法》防御和减轻地震灾害，保护人民生命和财产安全，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害背景、国家经济承受能力和要达到的安全目标等因素，参照国内外相关标准，以国家标准《中国地震动参数区划图》为基础，适当提高地震动峰值加速度取值，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震动峰值加速度取值。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、医技、住院等用房。提高地震动峰值加速度取值应按照以下要求：
位于地震动峰值加速度小于0.05g分区的，地震动峰值加速度提高至0.05g；
位于地震动峰值加速度0.05g分区的，地震动峰值加速度提高至0.10g;
位于地震动峰值加速度0.10g分区的，地震动峰值加速度提高至0.15g;
位于地震动峰值加速度0.15g分区的，地震动峰值加速度提高至0.20g;
位于地震动峰值加速度0.20g分区的，地震动峰值加速度提高至0.30g;
位于地震动峰值加速度0.30g分区的，地震动峰值加速度提高至0.40g;
位于地震动峰值加速度0.40g分区的，地震动峰值加速度不作调整。
二、新抗震设防分类标准中主要有关中小学校建筑的修订
新抗震设防分类标准特别加强了对未成年人在地震等突发事件中的保护，主要体现在：
（一）旧：3.0.3各抗震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，应符合相关规定。
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。
新：3.0.3各抗震设防类别建筑的抗震设防标准，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抗震措施，但抗震烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。同时，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震作用。
（二）旧：6.0.8教育建筑中，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。这类房屋采用抗震性能较好的结构类型时，可仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施
新：6.0.8教育建筑中，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（扩大了需加强的教育建筑的范围），不论大小，不管采用什么结构形式，我们均应“按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施”（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震作用”。
三、新抗震规范中主要涉及中小学校建筑的修订
根据建设部落实国务院《汶川地震灾后恢复重建条例》的要求，抗震规范共有31条文局部作了修订，其中根据汶川地震中教学楼的主要破坏特点，修订特别提出：
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采取加强措施；特别不规则的建筑方案应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施；不应采用严重不规则的建筑方案。
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、屋盖宜优先采用现浇混凝土板。当采用混凝土预制装配式楼、屋盖时，应从楼盖体系和构造上采取措施确保各预制板之间连接的整体性。
预制混凝土板在强烈地震中容易脱落导致人员伤亡的震害，因此宜优先采用现浇楼、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撑的受力状态，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，以及楼梯间的非承重墙体，应采取与主体结构可靠连接或锚固等避免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安全性要求。
3.7.4框架结构的围护墙和隔墙，应考虑其设置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。
加强围护墙、隔墙等建筑非结构构件的抗震安全性。
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用单跨框架结构，多层框架结构不宜采用单跨框架结构。
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，增强其抗震性能。
7.1.7.6教学楼、医院等横墙较少、跨度较大的房屋，宜采用现浇钢筋混凝土楼、屋盖。
砌体结构中，教学楼往往横墙较少、跨度较大，因此宜采用现浇钢筋混凝土楼、屋盖以加强其整体性。
7.3.1多层普通砖、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）：
①构造柱设置部位，一般情况下应符合表7.3.1的要求。
②外廊式和单面走廊式的多层房屋，应根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。
③教学楼、医院等横墙较少的房屋，应根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。
特别要求并扩大了构造柱的设置范围，加强楼梯间等生命通道的抗震安全性要求。
7.3.8楼梯间应符合下列要求：
①顶层楼梯间横墙和外墙应沿墙高每隔500mm设2φ6通长钢筋；7~9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2φ10.
②楼梯间及门厅内墙阳角处的大梁支承长度不应小于500mm,并应与圈梁连接。
③装配式楼梯段应与平台板的梁可靠连接；不应采用墙中悬挑式踏步或踏步竖肋插入墙体的楼梯，不应采用无筋砖砌栏板。
④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500mm设2φ6通长拉结钢筋。
楼梯间作为地震疏散通道，而且地震受力比较复杂，容易造成破坏，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安全性要求，提高对生命的保护。
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“小震不坏、中震可修、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，中小学建筑的抗震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采取加强措施；特别不规则的建筑方案应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施；不应采用严重不规则的设计方案。（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，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗恻力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗恻力结构的侧向刚度和承载力突变。（抗规3.4.2条）
3.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）
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。
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。
5.结构体系尚宜符合下列各项要求：（抗规3.5.3条）
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。
总体而言，不应采用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重分布分配功能，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载能力、良好的变形能力和消耗地震能量的能力，避免整体结构系统失效和失稳。
应用抗震缝把平面凹凸部分分割成几个规则的矩形单元结构平面；宜采用抗震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（当采用时，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，避免单跨悬挑，形成多道抗震防线；加强构造使构件具有足够的延性和变形能力，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，采用框架结构建设地为7度设防区，地震动峰值加速度0.10g，根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，框架抗震等级为二级，根据新的防震减灾法，位于地震动峰值加速度0.10g分区的，地震动峰值加速度提高至0.15g。
教学楼平面不规则，因此结合建筑使用功能和立面要求用抗震缝把平面凹凸
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，增设外廊柱以形成双跨框架结构体系，加强其整体性，避免单跨悬挑，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.GB50
223-2008.
[2]中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范,GB50011-2001,2008.
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