建筑抗震设计规范：防震缝和独立结构单元

（一）合理地设置防震缝

1.“试题”回顾

〖试题2.2.17〗（1998年）

一等高框架-剪力墙高层结构，8度抗震设防，其建筑平面如图2.2.25所示。试指出平面图中拟设的四条抗震缝①、②、③、④中，哪条是正确的？

图 2.2.25

（A）① （B）② （C）③ （D）④

2.《规范》规定

《建筑抗震设计规范》规定：

3.4.5 体型复杂、平立面不规则的建筑，应根据不规则程度、地基基础条件和技术经济等因素的比较分析，确定是否设置防震缝，并分别符合下列要求：

1 当不设置防震缝时，应采用符合实际的计算模型，分析判明其应力集中、变形集中或地震扭转效应等导致的易损部位，采取相应的加强措施。

2 当在适当部位设置防震缝时，宜形成多个较规则的抗侧力结构单元。防震缝应根据抗震设防烈度、结构材料种类、结构类型、结构单元的高度和高差以及可能的地震扭转效应的情况，留有足够的宽度，其两侧的上部结构应完全分开。

3 当设置伸缩缝和沉降缝时，其宽度应符合防震缝的要求。

《建筑抗震设计规范》的“条文说明”指出：

3.4.5 体型复杂的建筑并不一概提倡设置防震缝。由于是否设置防震缝各有利弊，历来有不同的观点，总体倾向是：

1 可设缝、可不设缝时，不设缝。设置防震缝可使结构抗震分析模型较为简单，容易估计其地震作用和采取抗震措施，但需考虑扭转地震效应，并按本规范各章的规定确定缝宽，使防震缝两侧在预期的地震（如中震）下不发生碰撞或减轻碰撞引起的局部损坏。

2 当不设置防震缝时，结构分析模型复杂，连接处局部应力集中需要加强，而且需仔细估计地震扭转效应等可能导致的不利影响。

《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：

3.4.9 抗震设计时，高层建筑宜调整平面形状和结构布置，避免设置防震缝。体型复杂、平立面不规则的建筑，应根据不规则程度、地基基础条件和技术经济等因素的比较分析，确定是否设置防震缝。

合理地设置防震缝，可以将体型复杂的建筑物划分成“规则”的结构单元。如图2.2.26所示，通过防震缝将平面凸凹不规则的L形建筑划分为两个规则的矩形结构单元。设置防震缝，可以降低结构抗震设计的难度，提高各结构单元的抗震性能，但同时也会带来许多新的问题。如由于缝的两侧均须设置墙体或框架柱而使得结构复杂，特别会使基础处理较为困难，并可使得建筑使用不便，建筑立面处理困难。更为突出的问题是：地震时缝两侧的结构进入弹塑性状态，位移急剧增大而可能发生相互碰撞，产生严重的震害。轻者外装修、女儿墙、檐口损坏，重者主体结构破坏。所以，体型复杂的建筑并不一概提倡设置防震缝。应当调整平面尺寸和结构布置，采取构造措施和施工措施，能不设缝就不设缝，能少设缝就少设缝；不设防震缝时，应进行抗震分析，并采取加强延性的构造措施。如果没有采取措施或必须设缝时，则必须保证有必要的缝宽以防止震害。

图2.2.26 防震缝的设置

在遇到下列情况时，还是应设置防震缝，将整个建筑划分为若干个规则的独立结构单元。

1）平面形状属于不规则类型，或竖向属于不规则类型。

2）房屋长度超过相关《混凝土结构设计规范》规定的伸缩缝最大间距，又没有条件采取特殊措施而必须设置伸缩缝时。

3）地基土质不均匀或上部结构荷载相差较大，房屋各部分的预计沉降过大，必须设置沉降缝时。

4）房屋各部分的结构体系截然不同，质量或侧移刚度大小悬殊时。

防震缝应该在地面以上沿全高设置，缝中不能有填充物。当不作为沉降缝时，基础可以不设防震缝，但在防震缝处基础要加强构造和连接。在建筑中凡是设缝的，就要分得彻底；凡是不设缝的，就要连接牢固，保证其整体性。绝对不要将各部分设计的似分不分，似连不连，“藕断丝连”，否则连接处在地震中很容易破坏。

3.算例

【例2.2.15】 防震缝的设置

条件：一等高框架剪力墙结构，8度抗震设防，其建筑平面如图2.2.27所示。拟设四条防震缝①、②、③、④。

问题：哪条防震缝是必须设置的？

答案：根据《建筑抗震设计规范》第3.4.3条的“条文说明”图3.4.3-2给出的典型示例知：

防震缝①：B/B_max=3/（3+16+2）=0.14＜0.3不必设置。

防震缝②、防震缝③不必设置。

防震缝④：B/B_max=15/（15+16+3）=0.44＞0.3，是必须设置的。

图2.2.27 建筑平面

【例2.2.16】 在一栋有抗震设防要求的建筑中，防震缝的设置正确的是（ ）。

（A）防震缝应将其两侧房屋的上部结构完全分开

（B）防震缝应将其两侧房屋的上部结构连同基础完全分开

（C）只有在设地下室的情况下，防震缝才可以将其两侧房屋的上部结构分开

（D）只有在不设地下室的情况下，防震缝才可只将其两侧房屋的上部结构分开

答案：（A）

根据《建筑抗震设计规范》第3.4.5条规定防震缝应根据抗震设防烈度、结构材料种类、结构类型、结构单元的高度和高差以及可能的地震扭转效应情况，留有足够的宽度，其两侧的上部结构应完全分开。当设置伸缩缝和沉降缝时，其宽度应符合防震缝的要求。

（二）防震缝宽度

1.“试题”回顾

〖试题2.2.18〗防震缝宽度（1999年）

贴近已有三层框架结构的建筑一侧拟建20层框架结构的建筑，原有建筑层高为4m，新的建筑层高均为3m，两者之间须设防震缝，该地区为7度抗震设防，试选用符合规定的防震缝最小宽度，以下何项为正确？

（A）60mm （B）70mm

（C）80mm （D）90mm

〖试题2.2.19〗防震缝宽度（1999年）

图2.2.28所示钢筋混凝土房屋，抗震设防烈度为8度，计算防震缝的最小宽度δ（mm），并指出下何项为正确？

（A）δ=60 （B）δ=275

（C）δ=70 （D）δ=49。

〖试题2.2.20〗防震缝宽度（2001年）

已有一幢高12.0m的框架结构房屋，拟在其紧邻处建一座高50.0m的框架-剪力墙结构房屋，当抗震设防烈度为8度时，其防震缝的最小宽度δ（mm）最接近于下列何项数值？

图 2.2.28

1—框架结构 2—剪力墙结构

（A）50 （B）70

（C）100 （D）270

〖试题2.2.21〗防震缝宽度（2001年）

图2.2.29所示钢筋混凝土房屋，抗震设防烈度为8度，其防震缝的最小宽度δ（mm）最接近于下列何项数值？

（A）70 （B）50

（C）60 （D）275

〖试题2.2.22〗防震缝宽度（2004年）

在某设防烈度为7度的大城市市区，拟建一高层商住综合楼。其中，商用楼采用框剪结构，高度30m；住宅楼高度50m，采用剪力墙结构；两幢楼的地下室不设沉降缝，只在上部结构用防震缝划分为独立抗震单元。试问，该防震缝的最小宽度δ（mm）最接近于下列何项数值？

（A）105 （B）135

（C）145 （D）270

〖试题2.2.23〗防震缝宽度（2007年）

某混凝土框架-剪力墙结构，安全等级为二级，抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为8度，建筑场地类别为Ⅱ类。其主楼结构高度为35m。裙楼结构高度为18m，采用钢筋混凝土框架结构。设计时需要在主、裙楼间设置防震缝。试问，该防震缝的最小宽度δ（mm）取下列何项数值最为合适？

（A）90 （B）110 （C）120 （D）140

〖试题2.2.24〗防震缝宽度（2010年）

在8度抗震设防区，有两栋相邻房屋：一栋是12层现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构，其主要屋面板板顶至室外地面的高度H₁=48m，另一栋是钢筋混凝土框架结构，其主要屋面板板顶至室外地面的高度H₂=30m。试问，两栋楼之间防震缝的最小缝宽（mm），与下列何项数值最为接近？

提示：不考虑基础沉降差的影响。

（A）120（B）170（C）210（D）290

2.《规范》规定

《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：

图 2.2.29

1—框架结构 2—剪力墙结构

3.4.10 设置防震缝时，应符合下列规定：

1 防震缝宽度应符合下列规定：

1）框架结构房屋，高度不超过15m时不应小于100mm；超过15m时，6度、7度、8度和9度分别每增加高度5m、4m、3m和2m，宜加宽20mm。

2）框架-剪力墙结构房屋不应小于本款1）项规定数值的70%，剪力墙结构房屋不应小于本款1）项规定数值的50%，且二者均不宜小于100mm。

2 防震缝两侧结构体系不同时，防震缝宽度应按不利的结构类型确定。(www.xing528.com)

3 防震缝两侧的房屋高度不同时，防震缝宽度可按较低的房屋高度确定。

4 8度、9度抗震设计的框架结构房屋，防震缝两侧结构层高相差较大时，防震缝两侧框架柱的箍筋应沿房屋全高加密，并可根据需要沿房屋全高在缝两侧各设置不少于两道垂直于防震缝的抗撞墙。

5 当相邻结构的基础存在较大沉降差时，宜增大防震缝的宽度。

6 防震缝宜沿房屋全高设置，地下室、基础可不设防震缝，但在与上部防震缝对应处应加强构造和连接。

7 结构单元之间或主楼与裙房之间不宜采用牛腿托梁的做法设置防震缝，否则应采取可靠措施。

3.算例

【例2.2.17】 框架结构的防震缝宽度

条件：贴近已有三层框架结构的建筑一侧拟建10层框架结构的建筑，原有建筑层高为4m，新的建筑层高均为3m，两者之间须设防震缝，该地区为7度抗震设防。

要求：试选用符合规定的防震缝最小宽度。

答案：原框架结构高度为3×4m=12m，拟建框架高度为10×3m=30m，按较低房屋高度确定缝宽，因高度低于15m，采用缝宽100mm。

【例2.2.18】 防震缝宽

条件：在7度抗震设防区，一幢高为60m（即自室外地坪至屋顶的距离）的框架-剪力墙结构大楼。房顶上还有高4.50m的电梯机房一个。紧临的另一幢为高20m的框架结构大厅。两楼的室内外标高差均为0.60m。

要求：试确定防震缝宽度。

答案：根据《高层建筑混凝土结构技术规程》3.4.10条，防震缝两侧结构体系不同时，缝宽应按不利的结构类型确定，按较低的房屋高度确定。本题中应按20m的框架结构确立防震缝宽度。设防烈度为7度，缝宽为

【例2.2.19】 防震缝的最小宽度

条件：在某设防烈度为7度的大城市市区，拟建一高层商住综合楼。其中，商用楼采用框-剪结构，高度30m；住宅楼高度50m，采用剪力墙结构；两幢楼的地下室不设沉降缝，只在上部结构用防震缝划分为独立抗震单元。

要求：确定防震缝的最小宽度。

答案：根据《高层建筑混凝土结构技术规程》3.4.10条，防震缝宽度由较低的框剪结构部分确定：H=30m。框架时：

框-剪时：δ′=0.7×175mm=123mm

（三）防震缝间距

1.“试题”回顾

〖试题2.2.25〗防震缝间距（1998年）

混凝土房屋进行结构设计布置时，以下考虑何项有错误？

（A）加强屋顶屋面刚度对增大房屋伸缩缝间距有效

（B）在温度变化影响大的部位提高配筋率对增大伸缩缝间距有效

（C）温度伸缩缝宽度应满足防震缝宽度要求

（D）对有抗震要求的影剧院在主体与侧边附属房间可不设置防震缝

〖试题2.2.26〗沉降缝、防震缝（2000年）

关于高层建筑设沉降缝的要求，下述何项是错误的？

（A）高层建筑与裙房之间，经计算基础后期沉降差在允许范围内并采取措施时，可不设沉降缝

（B）设防震缝部位应同时设沉降缝

（C）沉降缝应符合防震缝宽度要求

（D）高层建筑与裙房之间设沉降缝时，如两者的基础埋深相等或高差较小，则应采取措施保证高层部分基础的侧向约束

2.《规范》规定

当高层建筑未采取任何可靠措施时，其伸缩缝的最大间距见《高层建筑混凝土结构技术规程》3.4.12条的规定。伸缩缝的最大间距，应理解为房屋平面两端点之间的直线距离而非弧线或曲线的周长。如图2.2.30所示的房屋平面呈弓形或环形时，伸缩缝的最大间距应以其两端点之间的直线距离l来衡量。

《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：

图2.2.30 标准层平面

a）弓形 b）环形（底层有入内的开口）

3.4.12 高层建筑结构伸缩缝的最大间距宜符合表3.4.12的规定。

表3.4.12 伸缩缝的最大间距

注：1.框架-剪力墙的伸缩缝间距可根据结构的具体布置情况取表中框架结构与剪力墙结构之间的数值。

2.当屋面无保温或隔热措施、混凝土的收缩较大或室内结构因施工外露时间较长时，伸缩缝间距应适当减小。

3.位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构，伸缩缝的间距宜适当减小。

欲增大伸缩缝最大间距、甚至不设伸缩缝时，其关键在于如何减少温度应力和混凝土收缩应力，以及如何提高混凝土构件的抗裂能力。《高层建筑混凝土结构技术规程》所给出的规定具体体现了这两条要求。

3.4.13 当采用有效的构造措施和施工措施减小温度和混凝土收缩对结构的影响时，可适当放宽伸缩缝的间距。这些措施可包括但不限于下列方面：

1 顶层、底层、山墙和纵墙端开间等受温度变化影响较大的部位提高配筋率。

2 顶层加强保温隔热措施，外墙设置外保温层。

3 每30～40m间距留出施工后浇带，带宽800～1000mm钢筋采用搭接接头，后浇带混凝土宜在45d后浇筑。

4 采用收缩小的水泥，减少水泥用量，在混凝土中加入适宜的外加剂。

5 提高每层楼板的构造配筋率或采用部分预应力结构。

【例2.2.20】 增大伸缩缝间距的措施

条件：对钢筋混凝土建筑欲增大其伸缩缝间距时，可采用下列哪些措施？

①顶层加强保温隔热措施；②屋面结构采用高强混凝土；

③适当部位提高配筋率；④增加施工缝；⑤设施工后浇带。

要求：从下列四个组合中选择正确的答案。

（A）①、②、③ （B）①、③、⑤ （C）①、④、⑤ （D）①、②、④、⑤

答案：由《高层建筑混凝土结构技术规程》3.4.13条1款，可知③正确

由《高层建筑混凝土结构技术规程》3.4.13条，2款，可知①正确；

由《高层建筑混凝土结构技术规程》3.4.13条，3款，可知⑤正确；

其余不对。故正确答案是（B）。

（四）抗撞墙设置

1.“试题”回顾

〖试题2.2.27〗抗撞墙设置（2011年）

某钢筋混凝土框架结构办公楼，柱距均为8.4m。由于两侧结构层高相差较大且有错层，设计时拟设置防震缝，并在缝两侧设置抗撞墙，如图2.2.31所示。已知：该房屋抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为8度，建筑场地类别为Ⅱ类，建筑安全等级为二级。A栋房屋高度为21m，B栋房屋高度为27m。

图 2.2.31

a）平面图 b）剖面图

关于抗撞墙的布置及设计，下列所述何项正确？

（A）在缝两侧沿房屋全高各设置不少于一道垂直于防震缝的抗撞墙

（B）抗撞墙的布置宜避免加大扭转效应，其长度应大于1/2层高

（C）抗撞墙的抗震等级应比其框架结构提高一级

（D）框架构件的内力应按设置和不设置抗撞墙两种计算模型的不利情况取值

2.《规范》规定：

《建筑抗震设计规范》6.1.4条规定和“条文说明”指出：

6.1.4

2 8度、9度框架结构房屋防震缝两侧结构层高相差较大时，防震缝两侧框架柱的箍筋应沿房屋全高加密，并可根据需要在缝两侧沿房屋全高各设置不少于两道垂直于防震缝的抗撞墙。抗撞墙的布置宜避免加大扭转效应，其长度可不大于1/2层高，抗震等级可同框架结构；框架构件的内力应按设置和不设置抗撞墙两种计算模型的不利情况取值。

6.1.4（条文说明） 8度、9度框架结构房屋防震缝两侧层高相差较大时，可在防震缝两侧房屋的尽端沿全高设置垂直于防震缝的抗撞墙，通过抗撞墙的损坏减少防震缝两侧碰撞时框架的破坏。结构单元较长时，抗撞墙可能引起较大温度内力，也可能有较大扭转效应。故设置时应综合分析（见图12）。

图12 抗撞墙示意图

3.算例

【例2.2.21】 题干见〖试题2.2.26〗

答案：（D）

根据《建筑抗震设计规范》第6.1.4条第2款，知（D）正确。