教案及讲义建筑结构抗震第十五讲河北联合大学建筑工程学院
教案及讲义 建筑结构抗震 第十五讲 河北联合大学建筑工程学院
教案15课程名称《建筑结构抗震》授课专业土木工程授课内容第五章多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计5.4抗震墙结构的抗震设计5.5框架一抗震墙结构的抗震设计知识熟悉钢筋混凝土剪力墙及框架-剪力墙结构房屋抗震构造的一般规定；教目标熟悉剪力墙、连梁的抗震构造措施；学能力培养学生进行剪力墙及框架-剪力墙房屋抗震计算和抗震构造措施等方面的设计目目标能力标德育获取信息的能力；获取新知识的能力目标重点剪力墙的抗震构造措施。教材难点抗震构造措施的含义分析关键抗震设计规范教学设备多媒体、自制教学课件教教法结合规范，图表展示，以感观启发，分层次教学学方学法规范→查表→总结→思考法教学环节教学内容时间教师调控学生活动组织教学2'师生问好5'导入新课复习教师提问，学生思考，教师边演示课件内容边1、讲述剪力墙及框架-剪力墙房屋抗震构造讲叙，出现图片时，提出新授的一般规定；78'问题，让学生回答，之后2、讲述剪力墙、连梁的抗震构造措施；给出正确答案。5'课堂练习给出思考题、判断题分别让学生回答。5'课后小结抗震墙及框架-剪力墙结构抗震设计要点学生总结→教师归纳5'作业教研室主任签字通过课件教学，调动了学生学习的积极性，掌握了相关的基本知识，做到了理论与实际相结合，达到了教学目标要课堂评价求，教学效果较好。做到结合规范教学，达到了教学目标要求，教学效果较好
教案 15 课程名称 《建筑结构抗震》 授课专业 土木工程 授课内容 第五章多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计 5.4 抗震墙结构的抗震设计 5.5 框架 －抗震墙结构的抗震设计 教 学 目 标 知识 目标 熟悉钢筋混凝土剪力墙及框架-剪力墙结构房屋抗震构造的一般规定； 熟悉剪力墙、连梁的抗震构造措施； 能力 目标 培养学生进行剪力墙及框架-剪力墙房屋抗震计算和抗震构造措施等方面的设计 能力 德育 目标 获取信息的能力；获取新知识的能力 教 材 分 析 重点 剪力墙的抗震构造措施。 难点 抗震构造措施的含义 关键 抗震设计规范 教学设备 多媒体、自制教学课件 教 学 方 法 教法 结合规范，图表展示，以感观启发，分层次教学 学法 规范→查表→总结→思考 教学环节 教学内容 教师调控学生活动 时间 组织教学 师生问好 2’ 导入新课 复习 教师提问，学生思考， 5’ 新授 1、讲述剪力墙及框架-剪力墙房屋抗震构造 的一般规定； 2、讲述剪力墙、连梁的抗震构造措施； 教师边演示课件内容边 讲叙，出现图片时，提出 问题，让学生回答，之后 给出正确答案。 78’ 课堂练习 给出思考题、判断题 分别让学生回答。 5’ 课后小结 抗震墙及框架-剪力墙结构抗震设计要点 学生总结→教师归纳 5’ 作业 5’ 课堂评价 通过课件教学，调动了学生学习的积极性，掌握了相关的 基本知识，做到了理论与实际相结合，达到了教学目标要 求，教学效果较好。做到结合规范教学，达到了教学目标 要求，教学效果较好。 教研室主任签字
讲义155.4抗展墙结构的抗囊设计5.4.1抗震墙结构设计注意的问题（1）较长的抗震墙宜开设洞口，洞口连梁的跨高比宜大于6，各墙段的高宽比不应小于2；（2）墙肢截面的高度沿结构全高不应有突变，洞口较大及一、二级抗震时宜上下对齐：（3）部分框支抗震墙结构的框支层的抗震墙的截面面积不应小于相邻非框支层抗震墙截面的50%且抗震墙间距不宜大于24m；（4）房屋顶层、梯间等抗震墙的配筋应加强。5.4.2地震作用的计算1.抗展墙的分类（1）几个系数的概念①洞口系数P=墙面洞口面积/墙面不计洞口的总面积②整体系数mIc24α=H>m!aj-lIth>j=1L③惯性比（1）4--21Ij=lT—轴向变形系数，3~4肢取0.8：5~7肢取0.85：8肢以上取0.95：m一孔洞列数；h一层高：Is一第j孔洞连梁的折算惯性矩；a,一第j孔洞连梁的计算跨度的一半；C,一第j孔洞两边墙肢轴线距离的一半：I,一第j墙肢的惯性矩；1一抗震墙对组合截面形心的惯性矩。(2）分类①整体墙，无开口或开口很小，P≤15，IAsS②小开口整体墙，p>15且S见表5-12P151
讲义 15 5.4 抗震墙结构的抗震设计 5.4.1 抗震墙结构设计注意的问题 （1）较长的抗震墙宜开设洞口，洞口连梁的跨高比宜大于 6，各墙段的高宽比不应小于 2； （2）墙肢截面的高度沿结构全高不应有突变，洞口较大及一、二级抗震时宜上下对齐； （3）部分框支抗震墙结构的框支层的抗震墙的截面面积不应小于相邻非框支层抗震墙截面 的 50％且抗震墙间距不宜大于 24m； （4）房屋顶层、梯间等抗震墙的配筋应加强。 5.4.2 地震作用的计算 1.抗震墙的分类 （1）几个系数的概念 ①洞口系数 ＝墙面洞口面积/墙面不计洞口的总面积 ②整体系数 2 1 1 3 1 1 24 m bj j m j j j j I c H a h I + + = = = ③惯性比（ A I I ） 1 1 m A j j I I I + = = − —轴向变形系数，3～4 肢取 0.8；5～7 肢取 0.85：8 肢以上取 0.95； m—孔洞列数； h—层高； bj I —第 j 孔洞连梁的折算惯性矩； j a —第 j 孔洞连梁的计算跨度的一半； j c —第 j 孔洞两边墙肢轴线距离的一半： j I —第 j 墙肢的惯性矩； I —抗震墙对组合截面形心的惯性矩。 （2）分类 ①整体墙，无开口或开口很小， 15 ； ②小开口整体墙， 15 且 A I I ， 见表 5-12 P151
IA≤C③联肢墙，p>15,1<α<10，且71475①壁式框架，洞口很大，α>10，且「2.总体计算（1）计算机程序（2）其它近似方法，如振型分解法、时程分析法等3.等效刚度单片墙的抗弯刚度采用下式100,PL+f,f'1。一单片墙的等效惯性矩Ig一墙的毛截面惯性矩Pa一墙的轴压力（1）整体墙EJE.I.e09ul1+-A.H?E。一混凝土的弹性模量leg一等效惯性矩H一抗震墙的总高度μ一截面形状系数，矩形截面取1.2，【型截面μ=全面积/腹板面积，T型截面的μ值见表5-13，P153I一抗震墙的惯性矩，取有洞口和无洞口截面的惯性矩沿竖向的加权平均值Zi,h,I=EhA一抗震墙折算截面面积（2）整体小开口墙0.8E,1Eea=9ul1+AH?A一墙肢面积之和I一组合截面惯性矩（3）单片联肢墙、壁式框架和框架一剪力墙qH4(均布荷载)E.I.Teq9U,11qmax H4Eeq（倒三角形分布荷载）120U2
③联肢墙， 15， ，且 A I I ④壁式框架，洞口很大， ，且 A I I 2.总体计算 （1）计算机程序 （2）其它近似方法，如振型分解法、时程分析法等 3.等效刚度 单片墙的抗弯刚度采用下式 100 u c g y c P I I f f = + c I —单片墙的等效惯性矩 g I —墙的毛截面惯性矩 P u —墙的轴压力 （1）整体墙 2 9 1 c w c eq w w E I E I I A H = + E c —混凝土的弹性模量 eq I —等效惯性矩 H —抗震墙的总高度 —截面形状系数，矩形截面取 1.2， I 型截面 =全面积/腹板面积，T 型截面的 值见表 5-13，P153 w I —抗震墙的惯性矩，取有洞口和无洞口截面的惯性矩沿竖向的加权平均值 = i i i w h I h I A w —抗震墙折算截面面积 （2）整体小开口墙 2 0.8 9 1 c w c eq E I E I I AH = + A—墙肢面积之和 I—组合截面惯性矩 （3）单片联肢墙、壁式框架和框架—剪力墙 4 1 ( ) 9 c eq qH E I U = 均布荷载 4 max 2 11 ( ) 120 c eq q H E I U = 倒三角形分布荷载
U.U2分别外分布荷载产生的结构项点水平位移。5.4.3地震作用在各剪力墙之间的分配及内力计算I.I_VIM-FF =FV=M, =ZIZIZI1,一第i片墙的等效惯性矩1—该层墙的等效惯性矩之和（1）整体墙竖向悬臂构件按材料力学公式计算（2）小开口整体墙1M,=0.85M4+0.15M-111一整个剪力墙截面对组合形心的惯性矩（3）联肢墙对双肢墙和多肢墙，微分方程求解；开洞规则且较大时，简化为壁式框架求解。5.4.4截面设计和构造1.体现“强剪弱弯”的要求一、二、三级抗震强加强部位，其截面组合的剪力设计值按下式调整：V=n...9度时尚应符合：MwaVV =1.1-M..nm一抗震墙剪力增大系数，一级为1.6，二级为1.4，三级为1.2Mwia一实际配筋的抗震承载力所对应的弯矩值M一底部截面组合的弯矩设计值2.抗震墙结构构造措施(1)墙厚、二级墙厚不应低于160mm且不应小于层高的1/20，底部加强时墙厚不应低于200mm且不应小于层高的1/16：三、四级墙厚不应低于140mm且不应小于层高的1/20。（2）钢筋配置①最小配筋率：一、二、三级不应小于0.25%，四级不应小于0.2%；底部加强时，最小配筋率不应小于0.3%，间距不应大于200mm：②直径不应小于8mm且不宜大于墙厚的1/10，宜双排布置，间距不应大于300mm；（3）轴压比
U1 ， U2 分别外分布荷载产生的结构顶点水平位移。 5.4.3 地震作用在各剪力墙之间的分配及内力计算 F F i i i I I = ； V V i i i I I = ； M M i i i I I = i I —第 i 片墙的等效惯性矩 i I —该层墙的等效惯性矩之和 （1）整体墙 竖向悬臂构件按材料力学公式计算 （2）小开口整体墙 M 0.85M 0.15M i i i i I I I I = + I —整个剪力墙截面对组合形心的惯性矩 （3）联肢墙 对双肢墙和多肢墙，微分方程求解； 开洞规则且较大时，简化为壁式框架求解。 5.4.4 截面设计和构造 1.体现“强剪弱弯”的要求 一、二、三级抗震强加强部位，其截面组合的剪力设计值按下式调整： V V = vw w 9 度时尚应符合： 1.1 wua w w M V V M = vw—抗震墙剪力增大系数，一级为 1.6，二级为 1.4，三级为 1.2 M wua —实际配筋的抗震承载力所对应的弯矩值 M w—底部截面组合的弯矩设计值 2.抗震墙结构构造措施 （1）墙厚 一、二级墙厚不应低于 160mm 且不应小于层高的 1/20，底部加强时墙厚不应低于 200mm 且不应小于层高的 1/16； 三、四级墙厚不应低于 140mm 且不应小于层高的 1/20。 （2）钢筋配置 ①最小配筋率：一、二、三级不应小于 0.25％，四级不应小于 0.2％；底部加强时，最小配 筋率不应小于 0.3％，间距不应大于 200mm； ②直径不应小于 8mm 且不宜大于墙厚的 1/10，宜双排布置，间距不应大于 300mm； （3）轴压比