结构抗震概念设计

工程结构构抗震设设计主讲教师师：尹红红宇yhyamy@126.co木学院院4.1选择抗震震有利的的建筑场场地、地地段和地地基4.2设计有利利的房屋屋抗震体体型、进进行合理理的结构构布置4.3选择合理理的结构构材料4.4提高结构构抗震性性能的措措施4.5控制结构构变形，，确保结结构的整整体性4.6减轻房屋屋自重和和妥善处处理非结结构构件件第4章结结构抗抗震概念念设计工程结构构抗震设设计-结构抗震震计算建筑抗震震概念设设计建筑抗震震设计包包括三个个层次的的内容与与要求：：概念设计计——根据地震灾害害和工程经验验等所形成成的基本本设计原原则和设计思思想进行行建筑和和结构总总体布置置并确定定细部构构造的过程程抗震计算算——通过地震震作用的的计算进进行结构构的抗震震验算构造措施施——在保证结结构整体体性、加加强局部部薄弱环环节等意义上上保证抗抗震计算算结果的的有效性性建筑抗震震概念设设计在总总体上要要求把握握的基本本原则:注意场地地选择，，把握建建筑体型型，利用用结构延延性，设设置多道道防线，，重视非非结构因因素“重灾区里里有轻灾灾，轻灾灾区里由由重灾”1、地震破破坏作用用从破坏性性质和工工程对策策角度，，地震对对结构的的破坏作作用可分分为两种种类型：：场地、、地基的的破坏作作用和场场地的震震动作用用。场地和地地基的破破坏作用用一般是指指造成建建筑破坏坏的直接接原因是是由于场场地和地地基稳定定性引起起的。场地和地地基的破破坏作用用大致有有地面破裂裂、滑坡坡、坍塌塌等。这种破坏坏作用一一般是通过场地地选择和和地基处处理来减减轻地震震灾害的的。场地的地地震动作作用是指由于于强烈地地面运动动引起地地面建筑筑振动而而产生的的破坏作作用。减轻它所所产生的的地震灾灾害的主主要途径径是合理理的进行行抗震和和减震设设计和采采取减震震措施。。4.1选择抗震震有利的的建筑场场地、地地段和地地基映秀镇处处于龙门山山中央主主断裂带带之上，，是此次次地震的的震中中位置，，其地震震影响烈烈度高高达11度，区域范范围内的的房屋建建筑遭受受毁灭灭性破坏坏。汶川地震震，山体体滑坡形形成唐家家山堰堰塞湖砂土液化化、软土土震陷等等引起地地基承载载力丧失失，导致致房屋整整体倾斜斜或倒塌塌1.选择有利利地段；；2.避开不利利地段，，当无法法避开时时，应采采取适当当的抗震震措施；；3.不在危险险地段建建设。4.考虑孤山山效应，，局部突突出地形形的影响响1994年云南昭昭通地震震，芦家家湾某村村坐落于于山梁上上，山梁梁长150m，顶部最最宽15m，最窄5m，高60m.距震中18km。突出端部部的最大大加速度度为0.632g,鞍部为0.257g，大山根根部为0.431g。烈度为9度烈度为8度烈度为7度4.1选择抗震震有利的的建筑场场地、地地段和地地基2、地段选选择①选择择有利地地段对于危险险地段，，强调“严禁建造造甲、乙乙类的建建筑，不不应建造造丙类的的建筑”。地段类别地质、地形、地貌有利地段稳定基岩，坚硬土、开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等不利地段软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，陡坡，陡坎，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层（如故河道、疏松的断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基），高含水量的可塑黄土，地表存在结构性裂缝等危险地段地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表位错的部位②避让让主断裂裂带,最小避让让距离:建造烈度建筑抗震设防类别甲乙丙丁8专门研究200m100m—9专门研究400m200m—③液化化判别和和处理:6度乙类建建筑：按按照7度要求判判别处理理④考虑虑孤山效效应宁夏海源源地震震，位于于渭河谷谷地的姚姚庄，烈烈度为7度；而相相距仅两两公里的的牛家山山庄，因因位于高高出百米米的突出出的黄土土梁上，，烈度度竟高达达9度。1966年云南东东川地震震，位于于河谷较较平坦地地带的新新村，烈烈度为8度；而邻邻近一个个孤立山山包顶部部的矽肺肺病疗养养院，从从其严重重破坏程程度来评评定，烈烈度不低低于9度。海城地震震，在大大石桥盘盘龙山高高差58m的两个测测点上收收到的强强余震加加速度记记录表明明，孤突突地形上上的地地面最大大加速度度，比坡坡脚平地地上的加加速度平平均大了了1.84倍。2008年汶川地地震中，，陕西省省宁强县县高台小小学，由由于位于于近20米高的孤孤立的土土台之上上，地震震时其破破坏程度度明显大大于附近近的平平坦地带带。《抗规》4.1.8条：建造于于“条状突突出的的山嘴嘴、高高耸孤孤立的的山丘丘、非非岩石石和强强风化化岩石石的陡陡坡、、河岸岸和边边坡边边缘等等不利利地段段的建建筑结结构，，地震震作用用应乘乘以增增大系系数1.1～1.6”。该增增大系系数的的取值值，与与突出出地形形的高高度、、平均均坡降降角度度以及及建筑筑场地地至台台地边边缘的的距离离有关关，参参见抗抗震规规范4.1.8条的条条文说说明。。4.1选择抗抗震有有利的的建筑筑场地地、地地段和和地基基选择薄薄的场场地覆覆盖层层选择坚坚实的的场地地土避免共共振采取基基础隔隔振或或消能能减震震措施3、选择择有利利的建建筑场场地液化地地基——地基失失效、、不均均匀沉沉陷、、滑坡坡等（（7-9度，6度不考考虑液液化））软土地地基——震陷、、不均均匀沉沉陷等等（7-9度；8、9度明显显）严重不不均匀匀地基基——不均匀匀沉陷陷等（（6-9度）新填土土及其其它不不稳定定地基基——不均匀匀沉陷陷、滑滑移等等（7-9度）抗震规规范规规定，，地基基为软软弱黏黏性土土、液化土土、新近近填土土或严严重不不均匀匀土时时，应应根据据地震震时地地基不不均匀匀沉降降和其其他不不利影影响，，采取取相应应的措措施。。4.1选择抗抗震有有利的的建筑筑场地地、地地段和和地基基4、不利利地基基震害害5、场地地土的的液化化地下水水位以以下的的饱和和砂土土和粉粉土的的土颗颗粒结结构受受到地地震作作用时时将趋趋于密密实，，使空空隙水水压力力急剧剧上升升，而而在地地震作作用的的短暂暂时间间内，，这种种急剧剧上升升的空空隙水水压力力来不不及消消散，，使原原有土土颗粒粒通过过接触触点传传递的的压力力减小小，当当有效效压力力完全全消失失时，，土颗颗粒处处于悬悬浮状状态之之中。。这时时，土土体完完全失失去抗抗剪强强度而而显示示出近近于液液体的的特性性。这这种现现象称称为液化。地表出出现喷喷砂冒冒水液化的的震害害：喷水冒冒砂淹淹没农农田，，淤塞塞渠道道，淘淘空路路基；；沿河河岸出出现裂裂缝、、滑移移，造造成桥桥梁破破坏，，等等等。4.1选择抗抗震有有利的的建筑筑场地地、地地段和和地基基1)液化使使建筑筑物产产生下下列震害：1.地面开开裂下下沉使使建筑筑物产产生过过渡下下沉或或整体体倾斜斜；2.不均匀匀沉降降引起起建筑筑物上上部结结构破破坏，，使梁梁板等等水平构构件及及其节节点破破坏，，使墙墙体开开裂和和建筑筑物体体形变化化处开开裂；；3.室内地地坪上上鼓、、开裂裂，设设备基基础上上浮或或下沉沉。2)影响场场地土土液化化的主主要因素：1.土层的的地质质年代代；2.土层的的土粒粒的组组成和和密实实程度度；3.砂土层层埋置置深度度和地地下水水位深深度；；4.地震烈烈度和和地震震持续续时间间。初步判判别标贯判判别N63.5<N63.5——标贯锤锤击数数实测测值Ncr——标贯锤锤击数数临界界值N0——标贯锤锤击数数基准准值ds——标贯深深度pc——粘粒含含量百百分率率(>=3)3)液化判判别和和危害害性估估计方方法对一般般工程程项目目砂土土或粉粉土液液化判判别及及危害害程度度估计计可按按以下下步骤骤进行行：液化地地基的的初步步判别别地质年年代:第四纪纪晚更更新世世（Q3）及以以前时时，7、8度可判判为不不液化化；粉土粘粘粒（（粒径径<0.005mm）含量量含量愈愈高愈愈不液液化（7度10%、8度13%、9度16%）覆土厚厚度覆土厚厚度愈愈大愈愈不液液化地下水水位地下水水位愈愈深愈愈不液液化剪切波波速采用天天然地地基的的建筑筑，当当上覆覆非液液化土土层厚厚度和和地下下水位位深度度符合合下列列条件件之一一时，，可不不考虑虑液化化影响响。---上覆非液化土层厚度（m)，计算时宜将淤泥和淤泥质土层扣除；---基础埋置深度(m),不超过2m时采用2m；---地下水位深度（m)，宜按建筑使用期内年平均最高水位采用，也可按近期内年最高水位采用；---液化土特征深度（m)，按右表采用。9m8m7m砂土8m7m6m粉土987烈度饱和土类别---上覆非液化土层厚度（m)；---基础埋置深度(m)；---地下水位深度（m)；---液化土特征深度(m).上面判判别式式（db=2)亦可用用下图图表示示：1234567891012345678910dw(m)不考虑液化影响区须进一步判别区砂土1234567891012345678910dw(m)不考虑液化影响区须进一步判别区粉土7度9度8度7度8度9度db>2时，在在du、dw中减去去（db-2)后再查查图确确定。。查液化化土特特征深深度表表例1图示为为某场场地地地基剖剖面图图上上覆覆非液液化土土层厚厚度du=5.5m，其下下为砂砂土，，地下下水位位深度度为dw=6m.基础埋埋深db=2m,该场地地为8度区。。确定定是否否考虑虑液液化影影响。。解：按按判别别式确确定9m8m7m砂土8m7m6m粉土987烈度饱和土类别需要考考虑液液化影影响。。dw=6mdu=5.5mdb=2m例1图示为为某场场地地地基剖剖面图图上覆覆非液液化土土层厚厚度du=5.5m，其下下为砂砂土，，地下下水位位深度度为dw=6m.基础埋埋深db=2m,该场地地为8度区。。确定定是否否考虑虑液化化影响响。解：按按土层层液化化判别别图确确定需要考考虑液液化影影响。。dw=6mdu=5.5mdb=2m1234567891012345678910dw(m)不考虑液化影响区须进一步判别区砂土7度8度9度du=5.5mdw=6m查液化化土特特征深深度表表解：按按判别别式确确定9m8m7m砂土8m7m6m粉土987烈度饱和土类别不满足足判别别式，，需要要进一一步判判别是是否考考虑液液化影影响。。例2图示为为某场场地地地基剖剖面图图上覆覆非液液化土土层厚厚度du=5.5m其下为为沙土土，地地下水水位深深度为为dw=6m.基础埋埋深db=2.5m,该场地地为8度区。。确定定是否否考虑虑液化化影响响。dw=6mdu=5.5mdb=2.5m例2图示为为某场场地地地基剖剖面图图上覆覆非液液化土土层厚厚度du=5.5m，其下下为沙沙土，，地下下水位位深度度为dw=6m.基础埋埋深db=2.5m,该场地地为8度区。。确定定是否否考虑虑液化化影响响。解：按按土层层液化化判别别图确确定需要进进一步步判别别是否否考虑虑液化化影响响。dw=6mdu=5.5mdb=2.5m1234567891012345678910dw(m)不考虑液化影响区须进一步判别区砂土7度8度9度4）液化化场地地危害害性分分析衡量指指标——液化指指数back由液化化指数数，按按下表表确定定液化化等级级判别深度20m时的液化指标判别深度15m时的液化指标严重中等

轻微液化等级液化等等级与与相应应的震震害液化等级

地面喷水冒砂情况

对建筑物的危害情况轻微地面无喷水冒砂，或仅在洼地、诃边有零星的喷水冒砂点危害性小，一般不致引起明显的震害中等喷水冒砂可能性大，从轻微到严重均有，多数属中等危害性较大，可造成不均匀沉陷和开裂，有时不均匀沉陷可达200mm严重一般喷水冒砂都很严重，地面变形很明显危害性大，不均匀沉陷可能大于200mm，高重心结构可能产生不允许的倾斜5、抗液液化措措施及及选择择地基和上部结构处理，或其它经济的措施可不采取措施可不采取措施丁类全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且对地基和上部结构处理基础和上部结构处理，或更高要求的措施基础和上部结构处理，亦可不采取措施丙类全部消除液化沉陷全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且对地基和上部结构处理部分消除液化沉陷，或对地基和上部结构处理乙类严重中等轻微地基的液化等级建筑类别探明液液化土土层的的深度度与厚厚度，，计算算液化化指数数ILE，按ILE划分液液化等等级，，然后后根据据建筑筑物重重要性性、液液化等等级采采用相相应的的抗液液化措措施工程结结构抗抗震设设计-结构抗抗震计计算一、把把握建建筑体体型建筑物物平、、立面面布置置的基基本原原则：：结构对对称——有利于于减轻轻结构构的地地震扭扭转效效应形状规规则——在地震震时应应力集集中现现象较较少，，有利利于抗抗震质量与与刚度度变化化均匀匀——平面内内使结结构刚刚度中中心与与质量量中心相一一致，，避免免扭转转效应应高度方向向均匀变变化，避避免薄弱弱层，减小变形形集中、、鞭梢效效应对称、规则、质量与刚刚度变化化均匀4.2有利的抗抗震体型型、合理理的结构构布置29马那瓜中中央银行行大厦试问：那一幢破破坏严重重呢？马那瓜美美洲银行行大厦4.2有利的抗抗震体型型、合理理的结构构布置301）平面不规则4个楼梯间偏置塔楼西端，西端有填充墙。4层以上的楼板仅为5cm厚，搁置在高45cm长14m小梁上。

2）竖向不规则塔楼上部（4层楼面以上），北、东、西三面布置了密集的小柱子，共64根，支承在4层楼板水平处的过渡大梁上，大梁又支承在其下面的10根1m×1.55m的柱子上（间距9.4m）。上下两部分严重不均匀，不连续。主要破坏：第4层与第5层之间(竖向刚度和承载力突变),周围柱子严重开裂，柱钢筋压屈；横向裂缝贯穿3层以上的所有楼板(有的宽达1cm),直至电梯井东侧；塔楼西立面、其他立面窗下和电梯井处的空心砖填充墙及其它非结构构件均严重破坏或倒塌。震后计算分析结果:1.结构存在十分严重扭转效应;2.塔楼3层以上北面和南面大多数柱子抗剪能力大大不足,率先破坏；3.水平地震作用下,柔而长的楼板产生可观的竖向运动等。

马那瓜中央银行大厦

结构是均匀对称的，基本的抗侧力体系包括4个L形的桶体，对称地由连梁连接起来，这些连梁在地震时遭到剪切破坏，是整个结构能观察到的主要破坏。分析表明：1.对称的结构布置及相对刚强的联肢墙，有效地限制了侧向位移，并防止了明显的扭转效应；2.避免了长跨度楼板和砌体填充墙的非结构构件的损坏；3.当连梁剪切破坏后，结构体系的位移虽有明显增加，但由于抗震墙提供了较大的侧向刚度，位移量得到控制。美洲银行31建筑平面面不对称称建筑立面面不对称称刚度不对对称质量不对对称建筑物的的体型平面布置置规则、对对称，整整体性好好平面不规规则类型型A扭转不规规则B凹凸不规规则C楼板局部部不连续续立面布置置规则、避避免刚度度和强度度突变立面不规规则类型型A侧向刚度度不规则则（柔软软层）B竖向抗侧侧力构件件不连续续C承载力突突变（薄薄弱层））考虑扭转楼板模型空间模型，地震剪力放大空间模型水平支撑构件内力放大限制最小承载力33不规则类型

定义扭转不规则楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层平面不规规则的类类型扭转不规则凹凸角不规则34局部不连续大开洞错层不规则类型

定义扭转不规则楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层平面不规规则的类类型35不规则类型

定义侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等向下传递楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%竖向不规规则的类类型沿竖向的侧向刚度不规则（有柔软层）４.２建筑筑的平立立面布置置36不规则类型

定义侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等向下传递楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%竖向不规规则的类类型竖向抗侧力构件不连续４.２建筑筑的平立立面布置置37竖向抗侧力结构屈服抗剪强度不均匀（有薄弱层）

严重不规则是指体型复杂，多项不规则指标超过表中指标或某一项大大超过规定值，具有严重的抗震薄弱环节，将会导致地震破坏的严重后果者。注：以上规定主要针对钢筋混凝土和钢结构的多层和高层建筑。不规则类型

定义侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等向下传递)楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%竖向不规规则的类类型38房屋的高高度一般而言言，房屋屋愈高，，所受到到的地震震力和倾倾覆力矩矩愈大，，破坏的的可能性性也愈大大。就技术经经济方面面而言。。各种结结构体系系都有它它自己的的最佳适适用高度度。39４.２建筑筑的平立立面布置置房屋的高高宽比房屋的高高宽比值值愈大，，即建筑筑愈瘦高高，地震震作用下下的侧移移愈大，，地震引引起的倾倾覆作用用愈严重重。世界各国国对房屋屋的高宽宽比都有有比较严严格的限限制。40４.２建筑筑的平立立面布置置4.2.5防震缝的的合理设设置合理设置置防震缝缝，可以以将体型型复杂的的建筑物物划分为为“规则”的建筑物物，从而而可降低低抗震设设计的难难度及提提高抗震震设计的的可靠度度。防震缝宽宽度应分分别符合合下列要要求：1)框架结构构(包括设置置少量抗抗震墙的的框架结结构)房屋的防防震缝宽宽度，当当高度不不超过15m时不应小小于100mm；高度超超过15m时，6度、7度、8度和9度分别每每增加高高度5m、4m、3m和2m，宜加宽宽20mm；2)框架-抗震墙结结构房屋的防防震缝宽宽度不应应小于本本款1)项规定数数值的70％，抗震震墙结构构房屋的的防震缝缝宽度不不应小于于本款1)项规定数数值的50％；且均均不宜小小于100mm；3)防震缝两两侧结构构类型不不同时，，宜按需需要较宽防震震缝的结结构类型型和较低房屋屋高度确定缝宽宽。41４.３结构构选型与与结构布布置从抗震角角度考虑虑，作为为一种好好的结构构形式，，应具备备下列性性能：①①延性系系数高；；②“强度／重重力”比值大；；③匀质质性好；；④正交交各向同同性；⑤⑤构件的的连接具具有整体体性、连连续性和和较好的的延性，，并能发发挥材料料的全部部强度。。按照上述述标准来来衡量，，常见建建筑结构构类型，，依其抗抗震性能能优劣而而排列的的顺序是是：①①钢结结构；②②型型钢混凝凝土结构构；③③混凝凝土一钢钢混合结结构；④④现现浇钢筋筋混凝土土结构；；⑤预预应力力混凝土土结构；；⑥装装配式式钢筋混混凝土结结构；⑦⑦配配筋砌体体结构；；⑧砌砌体结结构等。。现浇钢筋筋混凝土土结构存存在着的的优越性性：①现现场浇筑筑形成具具有整体体式节点点的连续续结构；；②就地地取材；；③造价价较低；；④有较较大的抗抗侧移刚刚度，从从而减小小结构侧侧移，保保护非结结构构件件遭破坏坏；⑤良良好的设设计可以以保证结结构具有有足够的的延性。。加设构造造柱和圈圈梁，是是提高砌砌体结构构房屋抗抗震能力力的有效效途径。。4.3选择合理理的结构构材料结构材料料性能指指标，应应符合下下列最低低要求：：1砌体结构构材料应应符合下下列规定定：1)普通砖和和多孔砖砖：≥MU10，其砌筑筑砂浆≥≥M5；2)混凝土小小型空心心砌块≥≥MU7.5，其砌筑筑砂浆≥≥Mb7.5。2混凝土结结构材料料应符合合下列规规定：1)混凝土的的强度等等级，框框支梁、、框支柱柱及抗震震等级为为一级的的框架梁梁、柱、、节点核核芯区，，不应低低于C30；构造柱柱、芯柱柱、圈梁梁及其他他各类构构件不应应低于C20；2)抗震等级级为一、、二、三三级的框框架和斜斜撑构件件(含梯段)，其纵向向受力钢钢筋采用用普通钢钢筋时，，钢筋的抗抗拉强度度实测值值与屈服服强度实实测值的的比值不不应小于于1.25；钢筋的的屈服强强度实测测值与屈屈服强度度标准值值的比值值不应大大于1.3，且钢筋筋在最大大拉力下下的总伸伸长率实实测值不不应小于于9％。3钢结构的的钢材应应符合下下列规定定：1)钢材的屈屈服强度度实测值值与抗拉拉强度实实测值的的比值不不应大于于0.85；2)钢材应有有明显的的屈服台台阶，且且伸长率率不应小小于20％；3)钢材应有有良好的的焊接性性和合格格的冲击击韧性。。工程结构构抗震设设计-结构抗震震计算1、设置多多道防线线是抗震概概念设计计的一个个重要组组成部分分局部机制制（L机制）强梁弱柱型框架架单肢剪力力墙结构强柱弱梁型框架架双肢剪力力墙加连系梁结结构总体机制制（T机制）4.4提高结构构抗震性性能的措措施44４.４多道道抗震防防线４.4.1多道抗震震防线的的必要性性多道抗震震防线指指的是：：①抗震结结构体系系，应有有若干个个延性较较好的分分体系组组成，并并由延性性较好的的结构构构件连接接起来协协同工作作，如框框架一抗抗震墙体体系是由由延性框框架和抗抗震墙两两个系统统组成；；双肢或或多肢抗抗震墙体体系由若若干个单单肢墙分分系统组组成。②抗震结结构体系应应有最大可可能数量的的内部、外外部赘余度度，有意识识地建立起起一系列分分布的屈服服区，以使使结构能够够吸收和耗耗散大量的的地震能量量，一旦破破坏也易于于修复。多道抗震防防线对抗震震结构是必必要的。如果建筑物物采用的是是多重抗侧侧力体系，，第一道防防线的抗侧侧移构件在在强烈地震震袭击下遭遭到破坏后后，后备的的第二道乃乃至第三道道防线的抗抗侧力构件件立即接替替，抵挡住住后续的地地震动的冲冲击，可保保证建筑物物最低限度度的安全，，免于倒塌塌。451)第一道防线线的构件选选择原则上说，，应优先选选择不负担担或少负担担重力荷载载的竖向支支撑或填充充墙，或者者选用轴压压比值较小小的抗震墙墙、实墙筒筒体之类构构件，作为为第一道抗抗震防线的的抗侧力构构件。一般般情况下，，不宜采用用轴压比很很大的框架架柱兼作第第一道防线线的抗侧力力构件。2)利用赘余构构件增多抗抗震防线双重抗侧力力体系在抗抗御地震时时，具有两两道防线，，一道是支支撑或墙体体，一道是是框架。双重体系的的结构并联联体

（a）框架-抗震墙体系系；（b）框架-支撑体系46当结构遭遇遇地震时，，可以利用用这些连系系梁首先承承担地震前前期脉冲的的冲击，以以达到保护护主体结构构的目的。。带赘余杆件件的耗能结结构(a）双肢墙；；(b）墙和框架架；(c）并列斜撑撑；(d）芯筒和框框架柱47４.４多道抗抗震防线当建筑物受受到强烈地地震动主脉脉冲卓越周周期的作用用时，一方面利用用结构中增增设的赘余余杆件的屈屈服和变形形，来耗散散输入的地地震能量；；另一方面利利用赘余杆杆件的破坏坏和退出工工作，使整整个结构从从一种稳定定体系过渡渡到另一种种稳定体系系，实现结结构周期的的变化，以以避开地震震动卓越周周期长时间间持续作用用所引起的的共振效应应。这种通过对对结构动力力特性的适适当控制，，来减轻建建筑物的破破坏程度，，是对付高高烈度地震震的一种经经济、有效效的方法。。工程结构抗抗震设计-结构抗震计计算设置多道防防线的手段段：应注意的原原则：采用超静定定结构有目的地设设置人工塑塑性铰利用框架的的填充墙设置耗能元元件或耗能能装置等1.不同的设防防阶段应使使结构周期期有明显差差别，以利利避免共振振2.最后一道防防线要具备备一定的强强度和足够够的变形潜潜力4.4提高结构抗抗震性能的的措施49４.５刚度、、承载力和和延性的匹匹配2刚度与延性性由于体系中中各抗侧力力构件的刚刚度与延性性的不匹配配，造成各各构件不能能同步协调调地发挥水水平抗力，，出现先后后破坏的各各个击破情情况。所以以，协调抗抗侧力体系系中各构件件的刚度与与延性，使使之相互匹匹配，是工工程设计中中应该努力力做到的一一条重要抗抗震设计原原则。50４.５刚度、、承载力和和延性的匹匹配4.5.3结构不同部部位的延性性要求从概念上讲讲，结构的的延性定义义为：结构构承载能力力无明显降降低的前提提下，结构构发生非弹弹性变形的的能力。对于地震区区的建筑来来说，提高高结构延性性是增强结结构抗倒塌塌能力，并并使抗震设设计做到经经济合理的的重要途径径之一。在结构抗震震设计中，，“结构延延性”这个个术语实际际上有以下下４层含义义：①结构总总体延性：：一般用结结构的“顶顶点侧移比比”或结构构的“平均均层间侧移移比”来表表达；②结构楼楼层延性：：以一个楼楼层的层间间侧移比来来表达；51４.５刚度、、承载力和和延性的匹匹配③构件延性：：指整个结结构中某一一构件（一一榀框架或或一片墙体体）的延性性；④杆性延延性：指一一个构件中中某一杆件件（框架中中的梁或柱柱，墙片中中的连梁或或墙肢）的的延性。一般而言，，在结构抗抗震设计中中，对结构构中重要构构件的延性性要求，高高于对结构构总体的延延性要求；；对构件中中关键杆件件或部位的的延性要求求，又高于于对整个构构件的延性性要求。。要使建筑物物在遭遇强强烈地震时时具有很强强的抗倒塌塌能力，最最理想的是是使结构中中的所有构构件及构件件中的所有有杆件均具具有较高的的延性，然然而，实际际工程中很很难完全做做到这一点点。比较经济有有效的办法法是，有选选择地重点点提高结构构中的重要要构件以及及某些构件件中关键杆杆件或关键键部位的延延性。52４.５刚度、、承载力和和延性的匹匹配其原则是：：（１）在结结构的竖向向，应该重重点提高楼楼房中可能能出现塑性性变形集中中的相对柔柔弱楼层的的构件延性性。提高延性的的重点楼层层（a）大底盘建建筑；（b）框托墙结结构体系53４.５刚度、、承载力和和延性的匹匹配（2）在平面位位置上，应应该着重提提高房屋周周边转角处处、平面突突变处以及及复杂平面面各翼相接接处的构件件延性。对对于偏心结结构，应加加大房屋周周边特别是是刚度较弱弱一端构件件的延性。。（3）对于具有有多道抗震震防线的抗抗侧力体系系，应着重重提高第一一道防线中中构件的延延性。（4）在同一构构件中，应应着重提高高关键杆件件的延性。。（5）在同一杆杆件中，重重点提高延延性的部位位应该是预预期该构件件地震时首首先屈服的的部位。54４.５.４改善构构件延性的的途径1.控制构件的的破坏形态态结构延性和和耗能的大大小，决定定于构件的的破坏形态态及其塑化化过程。弯弯曲构件的的延性远远远大于剪切切构件的延延性。２.减小杆件轴轴压比就框架体系系而论，柱柱的延性对对于耗散输输入的地震震能量，防防止框架的的倒塌，起起着十分重重要的作用用，而轴压压比又是影影响钢筋混混凝土柱延延性的一个个关键性因因素。所以以，在结构构设计中，，确定柱、、墙肢等轴轴压和压弯弯构件的截截面尺寸时时，应该控控制其轴压压比值。３.高强混凝土土的应用设计中应该该注意，采采用高强混混凝土时，，还应适当当降低剪压压比。4.钢纤维混凝凝土的应用用5.型钢混凝土土的应用4.4提高结构抗抗震性能的的措施55结构的变形形能力取决决于组成结结构的构件件及其连接接的延性水水平。规范对各类类结构采取取的抗震措措施，基本本上是提高高各类结构构构件的延延性水平。。这些抗震措措施是：①采用水平平向（圈梁梁）和竖向向（构造柱柱、芯柱））混凝土构构件，加强强对砌体结结构的约束束，或采用用配筋砌体体；使砌体体在发生裂裂缝后不致致坍塌和散散落，地震震时不致丧丧失对重力力荷载的承承