地震震級和基本烈度 地震的強烈程度用震級表示,震級是根據震源(地殼斷層錯動處)釋放出的能量來確定的。國際上普遍應用里氏震級。受地震影響地區的地面和各類建筑物受地震影響的程度稱為地震烈度。震中(震源正上方的地面)處的地震烈度量大;離它越遠,影響越小,烈度也越低。中國把地震烈度分為12度來表示。在1~6度時,一般的建筑物不受損失或損失很小;而在10~12度時,對建筑物的破壞性甚大,即使采用重大防震措施,也難確保安全。因此,建筑的防震措施主要應用于 6~10度地區。各國都編制有本國的地震烈度區劃圖。區劃圖上所標明的烈度為基本烈度,是指該地區今后一定時期內,一般場合可能遭遇的最大地震烈度。
防震設計所采用的烈度稱為設防烈度。中國《工業與民用建筑抗震設計規范》(TJ11―78)的修訂本(以下簡稱《規范》),適用于設防烈度為6~10度地區的防震設計。《規范》規定:建筑物的設防烈度,一般按基本烈度并根據建筑物的重要性酌情增減一度。
一般要求 建筑物的防震設計應盡量符合下列要求:①選擇對防震有利的場地和地基;②合理規劃,避免地震時發生次生災害(如火災、爆炸等);③選擇技術上先進、經濟上合理的防震結構方案,務使建筑物體型簡單,重量、剛度對稱和均勻分布,避免立面、平面上的突然變化和不規則形狀;④保證結構的整體性,并使結構和連接部分有一定的延性;⑤減輕建筑物自重,降低其重心位置;⑥不作或少作地震時易倒、易脫落的裝飾物,對女兒墻、挑檐等應采取加固措施;⑦在設計中提出保證施工質量的要求。
多層磚房的構造措施 多層磚房的垂直承重構件是磚墻。磚墻容重大,強度低,對防震不利。在構造設計上宜采取下述防震措施:
防震縫 在地震烈度定為8度和9度地區的多層磚房,其平面要求規整,以矩形為宜。如因建筑設計的要求而采用較復雜平面,則各部分剛度不一,連接部位應力集中,容易遭受破壞,須用防震縫將建筑物斷開,分為若干獨立單元。如平面雖為矩形,但高度不一,高差在6米以上,或房屋有錯層,且樓板高差較大,也應設防震縫將它分為若干個體形簡單、結構剛度均勻的獨立單元。
構造柱 《規范》規定房屋總高度的限值,設防烈度6度地區為24米,7度地區為21米,8度地區為18米,9度地區為12米。房屋應在內外墻交接處、外墻垛處和外墻轉角處加設鋼筋混凝土構造柱。構造柱須先砌墻后澆柱,截面根據設防烈度和房屋層數而定,但不應小于24×12厘米,墻身須預埋鋼筋和柱拉結。構造柱還應同圈梁連結。構造柱不單獨設基礎,一般從室外地坪下50厘米或基礎圈梁處開始設置。
墻體布置 房屋抵抗水平地震力的能力,同墻體斷面有關,故要求窗間墻的寬度不宜過窄,窗間距相等并均勻布置;承重外墻盡端和內墻陽角至門窗洞邊的距離均應不小于《規范》規定的限值,但在墻角設鋼筋混凝土構造柱時,不受此限。在橫向地震力作用下,橫墻能起保護縱墻的作用,故橫墻間距也不得超過《規范》限值。樓梯間由于沒有完整的樓蓋,整體性較差,墻體易被破壞。因此,樓梯間須有加強的構造措施,其位置也不要設在防震力弱的房屋盡端或轉角處。
連結要求 房屋各部分的連結是保證結構整體性的關鍵。多層磚房的連結要注意下列幾個方面:①墻和墻的連結。墻體在交接處均應交錯砌筑。設防烈度為 7度的高大房間和設防烈度為8度、9度(不論房間大小)的房屋外墻轉角處和內外墻交接處,均應沿墻高每50厘米配置兩根φ6鋼筋,每邊伸入墻內不應少于1米。②樓蓋和墻體的連結。樓蓋要有足夠的支承長度。③樓蓋本身的連接。房屋端部大房間的樓板以及設防烈度為 8~10度的房屋的屋頂,當圈梁設在板底時應加強預制板相互間以及板與梁墻和圈梁的連結。④鋼筋混凝土梁或屋架必須和墻或柱(包括構造柱)以及圈梁連結牢固。⑤預制樓梯段應和平臺板的梁連結牢固。
圈梁 圈梁的設置可以有效地加強裝配式鋼筋混凝土樓蓋房屋的整體性,屋頂處必須采用現澆鋼筋混凝土圈梁,并應設在和樓(屋)蓋同一標高處,或緊貼樓(屋)蓋的下皮。沿外墻和內縱墻以及一部分內橫墻均應設置圈梁,作成交圈封閉狀。設防烈度為 6和7度地區,除屋頂處設一道外,樓層處可隔層設置;8~10度地區,屋頂和每層樓蓋處均須設置。軟弱地基上或10度區的房屋應沿外墻及所有承重內墻增設基礎圈梁一道,現澆鋼筋混凝土樓(屋)蓋處可不再另設圈梁。
框架結構和磚結構組合房屋的構造措施 這類房屋由于兩種結構的剛度相差很大,故防震能力不如磚結構,更不如全框架結構。《規范》對這類房屋的高度、各局部尺寸的限值、圈梁和構造柱的布置等,規定有更嚴格的措施,以加強其防震能力。
單層鋼筋混凝土廠房的構造措施 廠房的平面布置,應力求簡單規整。如果生產工藝要求布置復雜的平面、立面,或在廠房側邊貼建生活用房、變電所等,則應用防震縫將它們分開。廠房屋頂和天窗均宜選用輕型結構,如預應力鋼筋混凝土屋架或鋼屋架、天窗架,在上設天窗兩端的屋架上弦設橫向支撐一道。在9度地區,可采用重心低的下沉式天窗。圍護墻宜采用輕質或鋼筋混凝土大型墻板。如采用磚圍護墻,須增設圈梁,上密下疏。圈梁、墻梁和墻身均須同相關的柱、屋架、屋面板連接牢固。
多層和高層鋼筋混凝土結構房屋的構造措施 多層和高層鋼筋混凝土防震結構有框架結構體系和框架-防震墻結構體系等幾種。如果建筑的體型比較規整,布置比較均勻,層數不多,采用框架結構體系比較經濟合理。層數較多、樓層高、荷載較大的建筑,宜采用框架-防震墻結構體系。這種結構體系是用防震墻來承受大部分地震荷載。防震墻應采用現澆鋼筋混凝土墻,貫通全高,并采用橫向和縱向防震墻相連的布置方案,但各防震墻間的剛度差別不宜過大。在框架房屋中,如果平面或立面形狀較復雜或房屋各部分的結構剛度相差較大,須設防震縫將房屋分成若干獨立單元。框架的填充墻應盡量采用輕質材料,宜嵌砌在框架平面內,砌體要同框架柱、梁緊密連接。