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工程结构抗震设计原理陸偉東副教授
83239928 南京工業大學土木工程學院1目录
第一章地震工程学概论第二章场地与地基基础抗震第三章工程结构的地震反应分析第四章钢筋混凝土框架结构的抗震设计第五章砌体结构的抗震设计第六章工程结构隔震与消能减震简介2抗震工程学是将地球物理学、地质学、地震学、工程力学(材料力学、结构静力学、结构动力学)、结构工程学(钢筋混凝土结构学、钢结构学、地基与基础)、施工技术等多方面理论予以综合,针对建造的建筑物在地震作用下必须安全这一目的而产生一门科学体系。学习本门课要达到如下目的掌握抗震的基本知识、基本理论、基本技能,了解抗震设计的一般规律;培养运用规范、标准,查阅技术资料的能力和抗震计算能力;了解结构抗震设计的新理论、新方法及抗震理论、方法的发展趋势。3死亡2400人,经济损失94亿美元。567彰化县员林镇邦富贵名门大楼座落在中山路惠明街口,为16层钢筋混凝土集合住宅大楼。地震时其中一栋倾倒靠在呈L型平面大楼上,柱子间距7至10米。造成倾倒的原因是底层柱子数量少,间距太大。910柱子内埋设管线(水、排水、电、煤气、电话)等,虽然节省了空间,但大大降低了柱子的有效承重截面积,造成破坏。
11131415唐山大地震1976年7月28日3时42分54秒,在河北省唐山、丰南一带(东经118.0度,北纬39.4度),发生了7.8级强烈地震,震中区烈度11度。地震波及天津市和北京市。这次地震发生在工矿企业集中、人口稠密的城市,极震区内工矿设施大部分毁坏,主要表现为厂房屋顶塌落,围护墙多数倒塌,高层建筑和一般民房几乎全部坍塌。震区内普遍发生铁路路基下沉,铁轨弯曲变形;公路路面开裂;桥墩错动、倾倒,梁体移动及坠落等。但是地下矿井的破坏比地面建筑轻得多。
150万人口中死亡24万,伤16万;直接经济损失100亿元,震后重建费用100亿元。17
唐山市文化路青年宫,为砖混结构的二层楼房,7.8级地震时倒塌一层,7.1级地震时除四根门柱外,全部坍塌。18开滦煤矿医院,为砖混结构的五层楼房(局部七层),仅西部转角残存。19唐山市河北省煤矿设计院,砖混结构的楼房局部倒塌。21唐山地区交通局,砖混结构的三层办公楼遭到破坏。(此处为唐山地震重点保护遗迹之一。)22唐山市河北省矿业学院图书馆,三层高的阅览室,系装配式纯框架结构,西头倒毁,东头框架幸存。(此处为唐山地震重点保护遗迹之一。)
23震后工厂厂区25印度大地震
当地时间2001年1月26日上午8时46分(北京时间2001年1月26日11时16分36.4秒,国际时间2001年1月26日03时16分40秒),在印度西北部古吉拉特邦发生一次强烈地震。据印度地震部门测定,这次地震为里氏7.9级,震中位于北纬23.6度和东经69.8度。至31日止,地震发生后已发生了196次余震。死亡人数达16403人,受伤人数达55863人,经济损失45亿美元。2629座落在活断层上的一座二层小学教学楼被完全摧毁。307.8级地震造成达180公里的破碎带,水平和垂直错距都很大,引起地表沉陷、隆起、裂缝、液化等地表破坏,同时造成建筑物的大量毁坏。31伊兹米特市一楼房底层空旷,结构不合理,房屋整体倾斜,二楼成了一楼。32地震时河床变形,导致跨河公路桥梁跨塌。33人员伤亡惨重34美国加州北岭地震(7.0级)
1994年1月17日,2400栋建筑被毁,多处高架公路桥受损,死亡61人,伤7300人,直接经济损失300亿美元,保险损失104亿美元。日本阪神地震(7.2级)
1995年11月17日,22万栋房屋倒塌或严重损坏,死亡6348人,伤4万人,经济损失1000亿美元。35更多的地震资源,见:PEERPacificEarthquakeEngineeringResearchCenter36二、我国的地震情况1.我国是一个多地震国家据统计,我国大陆地震约占世界大陆地震的三分之一。
原因是:我国正好介于地球的两大地震带之间。全世界地震主要分布于以下两个带:(1)环太平洋地震带:包括南北美洲的太平洋沿岸和从阿留申群岛、堪察加半岛、经千岛群岛日本列岛南下至我国台湾省,再经菲律宾群岛转向东南,直到新西兰。
(2)欧亚(喜马拉雅—地中海)地震带:从印度、尼泊尔经缅甸至我国横断山脉、喜马拉雅山区,越帕米尔高原,经中亚细亚到地中海及其附近。37喜马拉雅——地中海地震带环太平洋地震带382.我国是一个地震灾害最严重的国家1920年宁夏海原地震(8.5级)死亡23.4万人。1976年河北唐山地震(7.8级)死亡24.2万人。中国地震活动频度高、强度大、震源浅,分布广,是一个震灾严重的国家。1900年以来,中国死于地震的人数达55万之多,占全球地震死亡人数的53%;1949年以来,100多次破坏性地震袭击了22个省(自治区、直辖市),其中涉及东部地区14个省份,造成27万余人丧生,占全国各类灾害死亡人数的54%,地震成灾面积达30多万平方公里,房屋倒塌达700万间。20世纪全球两次死亡20万人以上的大地震均发生于我国。393.我国的地震活动地区 ①台湾省及其附近海域; ②西南地区,主要是西藏、四川西部和云南中西部; ③西北地区,主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓; ④华北地区,主要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山-燕山一带、山东中部和渤海湾; ⑤东南沿海的广东、福建等地。
我国的地震活动主要分布在五个地区的23条地震带上。这五个地区是:40414.目前的地震形势地震的发生有间歇性。一段时间内发生较频繁,一段时间内较平静。我国目前处于地震活跃期。三、抗震减灾的的任务42结构工程师的任务:3.对已存在的工程结构作抗震鉴定、抗震加固。抗震减灾工作应依法进行。
《中华人民共和国防震减灾法》
(1997年12月29日第八届全国人民代表大会常务委员会第二十九次会议通过)第十七条新建、扩建、改建建设工程,必须达到抗震设防要求。第十九条建设工程必须按照抗震设防要求和抗震设计规范进行抗震设计,并按照抗震设计进行施工。第四十五条违反本法规定,有下列行为之一的,由县级以上人民政府建设行政主管部门或者其他有关专业主管部门按照职责权限责令改正,处一万元以上十万元以下的罚款:1.对地震区域作抗震减灾规划;2.对新建筑工程作抗震设计;(一)不按照抗震设计规范进行抗震设计的;(二)不按照抗震设计进行施工的431.2地震的一些基本概念
地震是指因地球内部缓慢积累的能量突然释放而引起的地球表层的振动。地震是一种自然现象,地球上每天都在发生地震,一年约有500万次。其中约5万次人们可以感觉到;能造成破坏的约有1000次;7级以上的大地震平均一年有十几次。目前记录到的世界上最大地震是
8.9级,发生于1960年5月22日的智利地震。
什么是地震?44什么叫震源、震中、震中距?地球内部发生地震的地方叫震源;震源在地面上的投影点称为震中;震中及其附近的地方称为震中区,也称极震区;从震中到地面上任何一点的距离称为震中距。45地震分类一.按地震成因分类---天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震1.构造地震破坏性地震主要属于构造地震。据统计,构造地震约占世界地震总数的90%以上。
92%的地震发生在地壳中,
其余的发生在地幔上部
地震天然地震人工地震462.火山地震由于火山作用,如岩浆活动、气体爆炸等引起的地震称为火山地震,这类地震只占全世界地震的7%左右。
1914年日本樱岛火山爆发,产生的震动相当于一个6.7级地震。
473.陷落地震
由于地下溶洞或矿井顶部塌陷而引起的地震称为塌陷地震。这类地震的规模比较小,次数也很少。
人工地震因人为因素直接造成的地震是人工地震。如工业爆破、地下核爆炸造成的振动;在深井中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压力,有时也会诱发地震。
1962年3月19日在广东河源新丰江水库坝区发生了迄今我国最大的水库诱发地震,震级为6.1级。
48二.按震源深浅分类浅源地震——震源深度小于60千米的称为浅源地震。全世界85%以上的地震都是浅源地震。中源地震——震源深度在60至300千米的称为中源地震。深源地震——震源深度在300千米以上的称为深源地震。浅源地震波及范围小,但破坏力大;深源地震波及范围大,但破坏力小。2002年6月29日晨1:20发生于吉林的7.2级地震,震源深度为540km,无破坏。目前有记录的最深震源达720公里。一.按地震成因分类1960年2月29日发生于摩洛哥艾加迪尔城的5.8级地震,深度为3km。震中破坏极为严重,但破坏仅局限在震中8km内。49地震波地震波是地震发生时由震源地方的岩石破裂产生的弹性波。地震波分为体波和面波。体波横波(S波)纵波(P波)面波瑞利波乐甫波横波特点:周期长、振幅大、波速慢,100-800m/s纵波特点:周期短,振幅小,波速快,200-1400m/s面波比体波衰减慢、振幅大、周期长、传播远。建筑物破坏主要由面波造成。杂波P波开始S波开始面波开始50地震波511.3震级与烈度一、地震震级1.定义能量越大,震级就越大;震级相差一级,能量相差约32倍;相差二级,能量相差1000倍。反映一次地震本身大小的等级,用M表示式中A表示标准地震仪距震中100km纪录的最大水平地动位移,单位为微米。2.震级与能量的关系一个6级地震相当于一个两万吨级的原子弹。
523.按震级的地震分类微震---2级以下。人感觉不到有感地震---2-4级人有感觉破坏性地震---5级以上有破坏强烈地震---7级以上有破坏特大地震---8级以上有破坏由于震源深浅、震中距大小等不同,地震造成的破坏也不同。震级大,破坏力不一定大;震级小,破坏力不一定就小。53二、地震烈度一般而言,震级越大,烈度就越大。同一次地震,震中距小烈度就高,反之烈度就低。影响烈度的因素,除了震级、震中距外,还与震源深度、地质构造和地基条件等因素有关。1.定义及影响因素一次地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈度,简称为烈度。用I表示。2.地震烈度表地震烈度表是评定烈度的标准和尺度。《中国地震烈度表》GB/T17742-1999将地震烈度分为1-12度。
。54无感1室内个别静止中的人感觉2悬挂物微动门、窗轻微作响室内少数静止中的人感觉3悬挂物明显摆动,器皿作响门、窗作响室内多数人感觉。室外少数人感觉。少数人梦中惊醒43(2-4)31(22-44)不稳定器物翻倒门窗、屋顶、屋架颤动作响,灰土掉落。抹灰出现微细裂缝室内普遍感觉。室外多数人感觉。多数人梦中惊醒56(5-9)63(45-89)河岸和松软土出现裂缝。饱和砂层出现喷砂冒水。地面上有的砖烟囱轻度裂缝掉头损坏——个别砖瓦掉落、墙体微细裂缝惊惶失措,仓皇逃出613(10-18)125(90-177)河岸出现坍方。饱和砂层常见喷砂冒水。松软土上地裂缝较多。大多数砖烟囱中等破坏轻度破坏——局部破坏开裂,但不妨碍使用大多数人仓皇逃出725(19-35)250(178-353)干硬土上亦有裂缝。大多数砖烟囱严重破坏中等破坏——结构受损,需要修理摇晃颠簸,行走困难850(36-71)500(354-707)干硬土上有许多地方出现裂缝,基岩上可能出现裂缝。滑坡、坍方常见。砖烟囱出现倒塌严重破坏——墙体龟裂,局部倒塌,修复困难坐立不稳。行动的人可能摔跤9100(72-141)1000(708-1414)山崩和地震断裂出现。基岩上的拱桥破坏。大多数砖烟囱从根部破坏或倒毁倒塌——大部倒塌,不堪修复骑自行车的人会摔倒。处不稳状态的人会摔出几尺远。有抛起感10地震断裂延续很长。山崩常见。基岩上的拱桥毁坏毁灭11地面剧烈变化,山河改观12个别:10%以下少数:10%——50%多数:50%——70%大多数:70%——90%普遍:90%以上速度加速度
其它现象
一般房屋
人的感觉烈度553.基本烈度一个地区未来50年内一般场地条件下可能遭受的具有10%超越概率的地震烈度值称为该地区的基本烈度。用Ib表示。相当于475年一遇的最大地震的烈度。各地区的基本烈度由《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)确定。基本烈度也称为偶遇烈度或中震烈度。56《中国地震烈度区划图》57《中国地震动峰值加速度区划图》58按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度称为设防烈度,用Id表示。)规范规定:一般情况下,可采用《中国地震动参数区划图》中的地震基本烈度。对已编制抗震设防区划的城市,可按批准的抗震设防烈度进行抗震设防。4.设防烈度设防烈度的取值依据:规范规定:抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑必须进行抗震设计59抗震规范附录中列出了我国主要城镇的抗震设防烈度。江苏省1抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.30g:第一组:宿迁、宿豫*2抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.20g:第一组:新沂、邳州、睢宁3抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g:第一组:扬州(3个市辖区)、镇江(2个市辖区)、东海、沭阳、泗洪、江都、大丰4抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g:第一组:南京(11个市辖区)、淮安(除楚州外的3个市辖区)、徐州(5个市辖区)、铜山、沛县、常州(4个市辖区)、泰州(2个市辖区)、赣榆、泗阳、盱眙、射阳、江浦、武进、盐城、盐都、东台、海安、姜堰、如皋、如东、扬中、仪征、兴化、高邮、六合、句容、丹阳、金坛、丹徒、溧阳、溧水、昆山、太仓第三组:连云港(4个市辖区)灌云60建筑所在地区在设计基准期(50年)内出现的频度最高的烈度。也称为常遇烈度、小震烈度,用Is表示。其超越概率为63.2%,重现期为50年。5.多遇烈度6.罕遇烈度建筑所在地区在设计基准期(50年)内具有超越概率2%-3%的地震烈度。也称为大震烈度,重现期约为2000年。61三、地震烈度、震级与地震影响的关系(1)5.0-5.4级地震,震中烈度多为六度,其面积小于500平方公里。(2)5.5-5.9级地震,震中烈度多为七度,其面积不超过200平方公里;六度区面积也只有数百平方公里。(3)6.0-6.4级地震,震中烈度多数为八度,其面积几十平方公里;七度区不超过200平方公里,六度区数百平方公里,如震中烈度为七度,则与5.5-5.9级地震结果相同。(4)6.5-6.9地震,震中烈度一半为八度,结果与6.0-6.4级地震一样;另一半为九度,其面积小于100平方公里,八度区不超过500平方公里,七度区则在1500平方公里以内。(1)5.0-5.9级地震造成人员伤亡者占24%。而引起人员死亡的地震更少,只占11.5%。一次5级多地震中死亡人数最多为117人,而死亡29人以上的地震都发生在夜间。
(2)6.0-6.9级地震有43%造成人员伤亡,而人员死亡仅占35%,一次地震死亡人数最多为600人。震级与伤亡的关系621.4设计地震分组请思考:图中的两座建筑在经历不同周期特点的地震作用下,那座建筑更易破坏?63设计地震分组是新规范新提出的概念,用以代替旧规范设计近震、设计远震的概念。在宏观烈度大体相同条件下,处于大震级远离震中的高耸建筑物的震害比中小级震级近震中距的情况严重的多。设计地震分三组对于Ⅱ类场地,第一、二、三组的设计特征周期分别为:0.35s、0.40s、0.45s.江苏省各地震设防地区属第一、第二、第三组均有。6度近震6度远震7度近震7度远震1.4设计地震分组641.5地震地面运动的一般特征1.地面运动最大加速度2.地面运动的周期3.强震的持续时间地面运动的一般特征可用地面运动加速度记录曲线来说明。651.6地震的破坏作用(震害现象)由地震的原生现象如地震断层错动,以及地震波引起的强烈地面振动所造成的灾害。主要有:1、地面破坏。如地面裂缝、错动、塌陷、喷水冒砂等;一、直接灾害:662、建筑物与构筑物的破坏如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等;672、建筑物与构筑物的破坏如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等;682、建筑物与构筑物的破坏如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等;692、建筑物与构筑物的破坏如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等;703、山体等自然物的破坏。如山崩、滑坡等;714、海啸。海底地震引起的巨大海浪冲上海岸,可造成沿海地区的破坏;72二、次生灾害:直接灾害发生后,破坏了自然或社会原有的平衡、稳定状态,从而引发出的灾害。有时,次生灾害所造成的伤亡和损失比直接灾害还大。1、火灾由震后火源失控引起;1923年日本关东地震,东京市内227处起火,33处未能扑灭造成火灾蔓,旧市区烧毁约50%;横滨市烧毁80%,死亡10万。主要的次生灾害有:
732、水灾。由水坝决口或山崩拥塞河道等引起;3、毒气泄漏。由建筑物或装置破坏等引起;4、瘟疫。由震后生存环境的严重破坏而引起.74三、工程结构破坏现象1、结构丧失整体性2、承重结构强度不足3、结构变形过大导致倒塌754、结构构件连接支撑失效三、工程结构破坏现象1、结构丧失整体性2、承重结构强度不足3、结构变形过大导致倒塌765、地基失效6、非结构构件破坏4、结构构件连接支撑失效三、工程结构破坏现象1、结构丧失整体性2、承重结构强度不足3、结构变形过大导致倒塌771.7抗震设防的基本要求通过抗震设防,减轻建筑的破坏,避免人员死亡,减轻经济损失。一、抗震设防目标及方法1.总目标具体通过“三水准”的抗震设防要求和“两阶段”的抗震设计方法实现。2.“三水准”抗震设防目标当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,一般不受损坏或不需修理可继续使用。当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用。当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。简称为:“小震不坏,中震可修,大震不倒”。783.“三水准”抗震设防是对单一水准设防的改进,是向“性能设计”发展的重要步骤1989年美国LomaPreita地震(7.1级),死亡65人,直接经济损失(建筑物破坏重建)80亿美元,间接经济损失150亿美元。1994年美国Northridge地震(6.7级),伤亡不多,经济损失为200亿美元。1995年日本阪神地震(7.2级),经济损失为1000亿美元。1999年台湾集集地震(7.3级),经济损失为94亿美元。单一设防目标不适合当前现代化发展要求,应研究开发下一代性能设计规范和抗震设计方法。794.“两阶段”抗震设计方法第一阶段:对绝大多数结构进行小震作用下的结构和构件承载力验算;在此基础上对各类结构按规定要求采取抗震措施。第二阶段:对一些规范规定的结构进行大震作用下的弹塑性变形验算。有特殊要求的建筑、地震易倒塌的建筑、有明显薄弱层的建筑,不规则的建筑等80二、抗震设防范围抗震设防烈度为6度及以上地区的所有新建建筑工程均必需进行抗震设计。规范适用于6-9度地区抗震设计及隔震、消能减震设计。超过9度的地区和行业有特殊要求的工业建筑按有关专门规定执行。三、抗震设防依据一般情况下采用抗震设防烈度。在一定条件下可采用抗震设防区划提供的地震动参数。81四、抗震设防分类及抗震设防措施抗震次要建筑丁类
除甲乙丁类以外的一般建筑丙类
地震时使用功能不能中断需尽快恢复的建筑乙类
重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑甲类
设防分类1.抗震设防分类国家技术监督局和建设部在1995年4月19日公布了《建筑抗震设防分类标准》GB50223。该标准主要以地震中和地震后房屋的损坏对社会和经济产生的影响的程度大小,将建筑分成4个抗震设防类别。国家质量监督检验检疫总局和建设部在2001年7月20日公布了《建筑抗震设计规范》GB50011-2001。该规范对上面标准作了修改。82建筑类别甲类建筑乙类建筑广播、电视和邮电通信建筑广播、电视建筑中央级、省级的电视调频广播发射塔建筑;中央级广播发射台、节目传送台、广播中心、电视中心;省级广播中心、电视中心、电视发射台及200kW以上广播发射台邮电通信建筑国际电信楼,国际海缆登陆站,国际卫星地球站、中央级的电信枢纽(含卫星地球站)大区中心和省中心长途电信枢纽,邮政枢纽,海缆登陆站,重要市话局(汇接局,承担重要通信任务和终局容量超过五万门的局),卫星地球站,地区中心长途电信枢纽楼的主机房和天线支承物交通运输建筑铁路建筑
I、II级干线枢纽及相应的工矿企业铁路枢纽的行车调度、运转、通信、信号、供电、供水建筑,特大型站候车室公路建筑
高速公路、一级公路、一级汽车客运站等的监控室水运建筑
50万人口以上城市的水运通信、导航等重要设施的建筑和国家重要客运站,海难救助打捞等部门的重要建筑空运建筑
国际或国内主要干线机场中的航空站楼、航管楼、大型机库、通信及供电、供热、供水、供气的建筑能源建筑电厂的建筑
单机容量为300MW及以上或规划容量为800MW及以上的火力发电厂,330kV、500kV变电所,220kV及以下的重要枢纽变电所,不应中断的通信设施和在地震时必须维持正常供电的重要电力设施的主厂房、电气综合楼、网控楼、调度通信楼、配电装置楼、烟囱、烟道、碎煤机室、输煤转运站和输煤栈桥石油天然气生产建筑
大型油、气田的联合站、压缩机房、加压气站泵房、阀组间、加热炉建筑;大型计算机房和磁带库;油品储运系统液化气站,轻油泵房及氮气站、长输管道首末站、中间加压泵站;油、气田主要供电、供水建筑煤炭工业生产建筑
年产90万t及以上的煤矿矿井提升系统、供水系统、排水系统、供电系统、通风系统、通信系统、瓦斯排放系统的建筑;煤矿矿区救灾系统,供电系统、供水系统建筑83建筑类别甲类建筑乙类建筑原材料工业建筑冶金工业企业、建材工业企业及其矿山生产建筑
大中型冶金企业的动力系统建筑;大型冶金矿山的风机室、排水泵房、配电、变电室、炸药雷管库、硝酸铵、硝酸钠库及其热处理加工车间、起爆材料加工车间等;大型和不容许中断生产的中型建材工业企业的动力系统建筑;大型非金属矿山的提升、供水、排水、供电、通风、炸药生产等系统的建筑化工及石油化工生产建筑
大中型企业的主要生产装置及其控制系统的建筑
生产中有剧毒、易燃、易爆物质厂房及其控制系统的建筑
大中型企业的动力系统建筑和消防车库轻工原材料生产建筑
大型制浆造纸厂、大型洗涤剂原料厂的主要装置及其控制系统的建筑
生产中有剧毒、易燃、易爆物质厂房及其控制系统的建筑
大型原材料企业中的动力系统建筑和消防车库城市抗震防灾建筑三级特等医院的住院部、医技楼、门诊部大中城市的三级医院的住院部、医技楼、门诊部;县及县级市的二级医院的住院部、医技楼、门诊部;县级以上急救中心的指挥、通信、运输系统的重要建筑;县级以上的独立采、供血机构的建筑;50万人口以上城市的动力系统建筑;消防车库民用及其他建筑研究、中试生产和存放剧毒生物制品和天然人工细菌与病毒(如鼠疫、霍乱、伤寒等)的建筑存放国家一、二级重要珍贵文物博物馆,大型体育馆,大型戏剧院,大型商业零售商场等公共建筑仓库类建筑
存放放射性物质、剧毒、易燃、易爆的危险品仓库84应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低,但抗震设防烈度为6度时不应降低丁类应符合本地区抗震设防烈度度的要求丙类一般情况下,当抗震设防烈度为6-8度时,应符合本地区抗震设防烈度提高1度的要求;当9度时,应符合比9度抗震设防更高的要求,对较小的乙类建筑,当其结构改用抗震性能较好的结构类型时,应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施乙类当抗震设防烈度为6-8度时,应符合本地区抗震设防烈度提高1度的要求;当为9度时,应符合比9度抗震设防更高的要求甲类抗震措施较小乙类建筑:工矿企业的变电所、空压站以及城市供水水源的泵房等。抗震性能较好的结构类型指钢筋混凝土结构或钢结构。2.抗震设防措施抗震措施:除结构地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容,包括抗震构造措施。抗震构造措施:一般不须计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。853.地震作用一般情况下仍应符合本地区抗震设防烈度的要求丁类
应符合本地区抗震设防烈度要求丙类
应符合本地区抗震设防烈度要求乙类
按地震安全性评价结果确定甲类
地震作用在设防烈度为6度时,除规范有具体规定外,对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。861.8建筑抗震概念设计一、定义与基本内容根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程称为概念设计。基本内容有三部分:1.建筑设计应重视建筑结构的规则性;2.合理的建筑结构体系选择;3.抗侧力结构和构件的延性设计。87二、建筑结构的规则性建筑结构的规则性对抗震能力的重要影响的认识始自若干现代建筑在地震中的表现。最为典型的例子是1972年2月23日南美洲的马那瓜地震。马那瓜有相距不远的两幢高层建筑,一幢为十五层高的中央银行大厦,另一幢为18层高的美洲银行大厦。当地地震烈度估计为8度。一幢破坏严重,震后拆除;另一幢轻微损坏,稍加修理便恢复使用。88马那瓜中央银行大厦试问:那一幢破坏严重呢?马那瓜美洲银行大厦891)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90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则的类型扭转不规则凹凸角不规则91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则的类型92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%竖向不规则的类型沿竖向的侧向刚度不规则(有柔软层)竖
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