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第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 建筑结构抗震设计 第2章 建筑结构抗震概念设计 date 1 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 第二章 建筑结构抗震概念设计 2.1 选择抗震有利的建筑场地、地段和地基 2.2 设计有利的房屋抗震体形，进行合理的结构布置 2.3 选择合理的结构材料 2.4 提高结构抗震性能的措施 2.5 加强结构的整体性，控制结构变形 2.6 减轻房屋自重和妥善处理非结构部件 date 2 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 结构抗震设计存在的不确定因素主要有： 1地面运动的不确定性。 2结构分析的影响。 3材料的影响。 4阻尼的变化。 5基础差异沉降的影响。 6地基承载力。 date 3 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 1.抗震有利地段 2.1 选择抗震有利的建筑场地、地段和地基 date 4 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 date 5 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 date 6 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 2.抗震有利的建筑场地和地基 （1）选择薄的场地覆盖层。 （2）选择坚实的场地土。 （3）将建筑物的自振周期与地震动的卓越 周期错开，避免共振。 （4）采取基础隔震或消能减震措施。 date 7 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 2.2 设计有利的房屋抗震体形，进行 合理的结构布置 抗震规范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。 date 8 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 抗震规范 3.4.2 建筑及其抗侧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，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度 宜自下而上逐渐减少，避免抗侧力结构的侧向 刚度和承载力突变。 抗震规范3.4.5 体形复杂、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计防震缝，形成 多个较规 则的抗侧力结构单元。 date 9 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 1.有利的房屋抗震体形 a.平面规则性（平面宜规则） date 10 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 扭转不规则 凹凸角不规则 date 11 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 局部不连续 大开洞错层 date 12 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 竖向布置形式 b.立面规 则性： date 13 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 刚度沿高度的变化 date 14 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 oliveview医院 主楼剖面 date 15 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 沿竖向的侧向刚度不规则（有柔软层） 竖向抗侧力构件不连续 date 16 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 竖向抗侧力结构屈服抗剪强度不均匀 （有薄弱层） date 17 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 c.合适的房屋 高度 结构类型 烈 度 6789 框 架60554525 框架抗震抗震墙 全部落部分框支12010080 筒 体 框架核心 筒筒中板柱抗震墙403530 钢筋混凝土房屋适用的最大高度（m） date 18 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 结 构 类 型 6、7 度 8度9度 框架1109050 框架支撑（剪力墙板）220200140 筒体（框筒、筒中筒、桁架筒 、束筒）和巨型框架 300260180 钢结构房屋适用的最大高度（m） date 19 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 d.不大的房屋 高宽比 表2-3 钢筋混凝土房屋的最大高宽比 结构类型6度7度8度9度 框架、板柱 抗震墙 4432 框架抗震墙5543 抗震墙6654 筒体6654 date 20 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 烈度6、789 最大高宽 比 6.56.05.5 表2-4 钢结构房屋的最大高宽比 date 21 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 e.足够的基础埋深 基础应有足够的埋深，有利于上部 结构在地震动下的整体稳定性，防止倾覆 和滑移，并能减小建筑物的整体倾斜。 date 22 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 f.防震缝的合理 设置 （1）平面或立面不规则，又未在计算和构造上 采取相应措施； （2）房屋长度超过规定的伸缩缝最大间距，又 无条件采取特殊措施而必需设伸缩缝时； （3）地基土质不均匀，房屋各部分的预计沉降 量（包括地震时的沉陷）相差过大，必需设置沉降 缝时； （4）房屋各部分的质量或结构的抗推刚度悬殊 过大； date 23 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 防震缝最小宽度要求： 1框架结构房屋的防震缝宽度，当高度 不超过15m时，可采用70mm；房屋高度超过15m 时，6度、7度、8度和9度相应每增加高度5米、 4米、3米和2米，宜加宽20mm。 2框架抗震墙结构房屋的防震缝宽度 ，可采用上述规定值的70%。抗震墙结构房屋的 防震缝宽度，可采用上述规定值的50%，且不宜 小于70mm。 3防震缝两侧结构体系不同时，防震缝 宽度应按需要较宽的规定采用，并可按较低房 屋高度计算缝宽。 date 24 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 2.合理的抗震结构布置 a.结构力求对称，以避免 扭转 b.结构沿竖向要等强 date 25 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 date 26 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 date 27 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 2.3 选择合理的结构材料 选择材料的原则： w 延性系数（表示极限变形与相应屈服 变形之比）高； w “强度/重力”比值大； w 匀质性好； w 正交各项同性； w 构件的连接具有整体性、连续性和较 好的延性，并能充分发挥材料的强度。 date 28 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 w 按照上述标准，常见结构类型，按其抗震 性能的优劣排序为： w 钢结构 w 型钢混凝土结构 w 混凝土钢组合结构 w 现浇钢筋混凝土结构 w 预应力混凝土结构 w 装配式钢筋混凝土结构 w 配筋砌体结构 w 砌体结构 date 29 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 对材料的质量要求 1.钢筋 (1)不希望在抗震结构中使用高强钢筋，一般 用中强钢筋，即、级钢筋。不希望超 过级。延伸率4%6%。 (2)钢筋的实际屈服强度不能太高，对于级 钢筋，实际值与标准值比值1.25，对于级 钢筋，实际值与标准值比值1.4。 (3)钢筋的实际极限强度与实际屈服强度之比 值不能太小，以保证有足够的强度储备，一般 为1.25。 date 30 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 (4)不能使用冷加工钢筋。 (5)应检测钢筋的应变老化脆裂（重复弯曲试 验）、可焊性（检查化学成分）、低温抗脆裂 （采用v形槽口的韧性试验）。 2.混凝土：强度不能太低，否则锚固不好。 date 31 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 3.型钢 (1)足够的延性。 (2)力学性能的一致性。 (3)好的切口延性。 (4)无分层现象。 (5)对片状撕裂的抵抗能力。 (6)良好的可焊性。 date 32 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 2.4 提高结构抗震性能的措施 1、设置多道抗震设防 （1）第一道防线的构件选择 （2）结构体系的多道设防 框架抗震墙结构体系中，剪力墙是第一 道防线，框架部分起到第二道防线的作用。 单层厂房纵向体系中，柱间支撑是第一道 防线，柱是第二道防线。 date 33 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 （3）结构构件的多道设防 联肢抗震墙中，连系梁是第一道防线 。 “强柱弱梁”型的延性框架，梁处于 第一道防线，柱为第二道防线。 在超静定结构构件中，赘余构件为第 一道防线。 date 34 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 （4）工程实例 date 35 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 r 强柱弱梁：使框架结构塑性铰出现在梁 端的设计要求。用以提高结构的变形能力， 防止在强烈地震作用下倒塌。 r 强剪弱弯：使钢筋混凝土构件中与正截 面受弯承载力对应的剪力低于该构件斜截面 受剪承载力的设计要求。用以改善构件自身 的抗震性能。 r 柔性底层：用变形能力大的延性框架代 替房屋底层的抗震墙，以减少地震震动向上 部各层传递的一种抗震设计思想。 date 36 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 2、提高结构的延性 （1）结构总体延性用结构的“顶点侧 移比”或结构的“平均侧移比”表达。 （2）结构楼层延性以一个楼层的层间 侧移比表达。 （3）构件延性指整个结构中某一构件 （如一榀框架或一片墙体）的延性。 （4）杆件延性指一个构件中某一杆件 （框架的梁、柱，墙中的连梁或墙肢）的延 性。 date 37 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 提高结构延性的原则： 在结构竖向：重点提高可能出现塑性变 形集中的相对柔弱楼层的构件延性。 在结构平面：着重提高房屋周边转角处 、平面突变处及复杂平面各翼相接处的构件延 性。 对多道抗震防线的抗侧力体系，着重提 高第一道防线中构件的延性。 在同一构件中，着重提高关键杆件的延 性。 同一杆件中，着重提高延性的部位应是 预期构件首先屈服的部位。 date 38 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 改善延性的途径 （1）控制构件的破坏形态。 弯曲构件的延性远大于剪切 构件的延性，所以争取更多 的构件实现弯曲破坏。 （2）减小构件的轴压比。 （3）高强混凝土的应用。 （4）钢纤维混凝土的应用。 （5）型钢混凝土的应用。 轴压比： date 39 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 （1）提高结构阻 尼 3、采用减震方法 结构类型阻尼比（%） 焊接钢框架体系，内外墙均为柔性连接2 焊接或栓接钢框架体系， （1）刚性维护墙，柔性内墙 （2）混凝土剪力墙 5 7 钢筋混凝土框架体系， （1）内外墙均为柔性连接 （2）刚性围护墙，柔性内墙 （3）混凝土剪力墙 5 7 10 钢筋混凝土全墙体系10 几类结构的阻尼比标准值 （2）采用高延性构件 date 40 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 4、优选耗能杆件 （1）弯曲耗能优于剪切耗能 （2）弯曲耗能优于轴变耗能 date 41 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 2.5 加强结构的整体性，控制结构变形 1、控制结构变形 地震时建筑物的破坏程度，主要取决 于主体结构变形的大小。 date 42 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 a结构体系的变形性质 （a）弯曲杆系； （b）轴力杆系 线性杆件系统的变形特点 date 43 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 结构类型e 框 架1/550 框架抗震墙、板柱抗震墙 、框架核心筒 1/800 抗震墙、筒中筒 1/1000 框支层1/1000 多、高层钢结构1/300 表9 弹性层间位移角限值 b结构变形的限值 date 44 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 结构类型p 单层钢筋混凝土柱排架1/30 框 架1/50 底部框架砖房中的框架抗 震墙 1/100 框架抗震墙、板柱抗震 墙、框架核心筒 1/100 抗震墙、筒中筒1/120 多、高层钢结构1/50 表10 弹塑性层间位移角限值 date 45 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑 构构 抗抗 震震 设设 计计 结构体系 层间侧移角 （ue/h） 顶点侧移角 （ue/h） 框 架 轻质隔墙 1/4001/500 砌体填充墙1/4501/550 框架剪力 墙 一般装修标 准 1/6501/700 框架筒体 较高装修标 准 1/8001/850 筒中筒 一般装修标 准 1/700 1/800 较高装修标 准 1/8501/950 剪力墙 一般装修标 准 1/8001/900 较高装修标 准 1/10001/1100 表11 小震时高层建筑的结构弹性变形限值 date 46 第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计 建建 筑筑