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文档简介
李春祥男博士、教授、博士生导师。
专业:结构工程。
主要研究领域:钢结构、超高层建筑钢结构、超高层建筑钢框架-混凝土核心筒结构、钢结构桥梁---分析与设计理论(硕士生-研究方向),Self-centering钢结构---分析与设计理论(博士生-研究方向),钢结构施工模拟分析;土木工程抗震、抗风与振动控制;超高层建筑风荷载随机和CFD模拟的基础理论与关键技术;超高层建筑的动力响应监控与系统识别(无线传感技术、GPS技术、可视化技术、数据库技术、网络技术)。
第二章建筑抗震设计基本原理
第一节建筑抗震设防分类第二节结构抗震设计基本思想第三节结构抗震设计基本要求第四节结构的抗震性能第五节结构抗震的概念设计第六节结构计算软件的基本要求第七节结构抗震等级(JGJ3-2001高层砼规程)第八节地下室抗震设计第一节建筑抗震设防分类
抗震设防分类 抗震设防分类Seismicfortificationcategoryforstructures 根据建筑遭遇地震破坏后,可能造成人员伤亡、直接和间接经济损失、社会影响的程度及其在抗震救灾中的作用等因素,对各类建筑所做的设防类别划分。抗震设防烈度Seismicfortificationintensity 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。一般情况下,取50年内超越概率10%的地震烈度。
抗震设防标准Seismicfortificationcriterion 衡量抗震设防要求高低的尺度,由抗震设防烈度或设计地震动参数及建筑抗震设防类别确定。
抗震措施(seismicfortificationmeasures):除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(detailsofseismicdesign):根据抗震概念设计原则,一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。基本规定
一、建筑抗震设防类别划分,应根据下列因素的综合分析确定:1建筑破坏造成的人员伤亡、直接和间接经济损失及社会影响的大小。2城镇的大小、行业的特点、工矿企业的规模。3建筑使用功能失效后,对全局的影响范围大小、抗震救灾影响及恢复的难易程度。4建筑各区段的重要性有显著不同时,可按区段划分抗震设防类别。下部区段的类别不应低于上部区段。5不同行业的相同建筑,当所处地位及地震破坏所产生的后果和影响不同时,其抗震设防类别可不相同。注:区段指由防震缝分开的结构单元、平面内使用功能不同的部分、或上下使用功能不同的部分。二、建筑工程应分为以下四个抗震设防类别:1特殊设防类:指使用上有特殊设施,涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果,需要进行特殊设防的建筑。简称甲类。2重点设防类:指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑,以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果,需要提高设防标准的建筑。简称乙类。3标准设防类类:指大量的除除1、2、4款以外按标标准要求进进行设防的的建筑。简简称丙类。。4适度设防类类:指使用上人人员稀少且且震损不致致产生次生生灾害,允允许在一定定条件下适适度降低要要求的建筑筑。简称丁丁类。三、各抗震震设防类别别建筑的抗抗震设防标标准,应符符合下列要要求:1标准设防类类,应按本地区区抗震设防防烈度确定定其抗震措措施和地震震作用,达达到在遭遇遇高于当地地抗震设防防烈度的预预估罕遇地地震影响时时不致倒塌塌或发生危危及生命安安全的严重重破坏的抗抗震设防目目标。2重点设防类类,应按高于本本地区抗震震设防烈度度一度度的要求求加强其抗抗震措施;;但抗震设设防烈度为为9度时应按比比9度更高的要要求采取抗抗震措施;;地基基础础的抗震措措施,应符符合有关规规定。同时时,应按本本地区抗震震设防烈度度确定其地地震作用。。3特殊设防防类,应按高于于本地区区抗震设设防烈度度提高一一度的要要求加强强其抗震震措施;;但抗震震设防烈烈度为9度时应按按比9度更高的的要求采采取抗震震措施。。同时,应应按批准准的地震震安全性性评价的的结果且且高于本本地区抗抗震设防防烈度的的要求确确定其地地震作用用。4适度设防防类,允许比本本地区抗抗震设防防烈度的的要求适适当降低低其抗震震措施,,但抗震震设防烈烈度为6度时不应应降低。。一般情情况下,,仍应按按本地区区抗震设设防烈度度确定其其地震作作用。注:对于于划为重重点设防防类而规规模很小小的工业业建筑,,当改用用抗震性性能较好好的材料料且符合合抗震设设计规范范对结构构体系的的要求时时,允许许按标准准设防类类设防。。四、本标标准仅列列出主要要行业的的抗震设设防类别别的建筑筑示例;;使用功功能、规规模与示示例类似似或相近近的建筑筑,可按按该示例例划分其其抗震设设防类别别。本标标准未列列出的建建筑宜划划为标准准设防类类。防灾救灾灾建筑一、本章章适用于于城市和和工矿企企业与防防灾和救救灾有关关的建筑筑。二、防灾灾救灾建建筑应根根据其社社会影响响及在抗抗震救灾灾中的作作用划分分抗震设设防类别别。三、医医疗建筑筑的抗震震设防类类别,应应符合下下列规定定:1三级医院院中承担担特别重重要医疗疗任务的的门诊、、医技、、住院用用房,抗抗震设防防类别应应划为特特殊设防防类。2二、三级医院院的门诊、医医技、住院用用房,具有外外科手术室或或急诊科的乡乡镇卫生院的的医疗用房,,县级及以上上急救中心的的指挥、通信信、运输系统统的重要建筑筑,县级及以以上的独立采采供血机构的的建筑,抗震震设防类别应应划为重点设设防类。3工矿企业的医医疗建筑,可可比照城市的的医疗建筑示示例确定其抗抗震设防类别别。四、消防车库库及其值班用用房,抗震设设防类别应划划为重点设防防类。五、20万人口以上的的城镇和县及及县级市防灾灾应急指挥中中心的主要建建筑,抗震设设防类别不应应低于重点设设防类。工矿企业的防防灾应急指挥挥系统建筑,,可比照城市市防灾应急指指挥系统建筑筑示例确定其其抗震设防类类别。六、疾病预防与控控制中心建筑筑的抗震设防防类别,应符符合下列规规定:1承担研究、中中试和存放剧剧毒的高危险险传染病病毒毒任务的疾病病预防与控制制中心的建筑筑或其区段,,抗震设防类类别应划为特特殊设防类。。2不属于1款的县、县级级市及以上的的疾病预防与与控制中心的的主要建筑,,抗震设防类类别应划为重重点设防类。。七、作为应急急避难场所的的建筑,其抗抗震设防类别别不应低于重重点设防类。。第二节结结构抗震设计计的基本思想想近20年来,世界不不少国家的抗抗震设计规范范,都采用了了这样一种抗抗震设计思想想:在建筑使用寿寿命期限内,,对不同频度度和强度的地地震,要求建建筑具有不同同的抵抗地震震的能力。即对较小的地地震,由于其其发生的可能能性大,因此此遭遇到这种种多遇地震时时,要求结构构不受损坏,,这在技术和和经济上都是是可以做到的的;对于罕遇的强强烈地震,由由于其发生的的可能性小,,当遭遇到这这种地震时,,要求做到结结构不受损坏坏,这在经济济上是不合算算的。比较合合理的做法是是,应当允许许损坏,但在在任何情况下下结构不应倒倒塌。一、建筑结构的三水准抗震设防要求求建筑结构采用用三个水准进进行抗震设防防,其要求是是:“小震不坏,,中震可修,,大震不倒””。具体说是:第一水准,即即多遇地震,,从地震出现现的频度来看看约为50年一遇第一水准-刚度设计准则则:建筑在其使用用期间,对遭遭遇频率较高高、强度较低低的地震-多遇地震时,建筑不损损坏,不需要要修理,结构构应处于弹性性状态。第一水准,即即多遇地震,,从地震出现现的频度来看看约为50年一遇可以假定结构构服从线性弹性理论论,用弹性反应应谱进行地震作用计算,按承载载力要求进行行截面设计,,并控制结构构的弹性变形形符合规范要要求-主要是是为了防止较较脆的且只能能承受有限变变形的非结构构构件的破坏。。第二水准,即即基本烈度设设防地震,从从地震出现的的频度来看约约为475年一遇第二水准-强强度设计准则则建筑结构在基基本烈度的地地震作用下,,允许结构达到到或超过屈服服极限(钢筋混凝土土结构会产生生裂缝),结结构产生弹塑塑性变形,依依靠结构的塑塑性耗能能力力,使结构得得以保持稳定定保存下来,,经过修复还还可使用。第二水准,即即基本烈度设设防地震,从从地震出现的的频度来看约约为475年一遇此时,结构抗抗震设计应按按变形要求进进行。允许非非结构构件受受到破坏,但但必须保证主主要结构构件件不受明显损损坏,以避免免进行困难、、昂贵的修复复工作。要求求结构具有足足够的强度。。第三水准,即即罕遇地震,,从地震出现现的频度来看看约为2000年一遇的强烈烈地震第三水准-延延性设计准则则-要求结构构能经受较大大的非弹性变变形在预先估计到到的罕见强烈烈地震作用下下,结构进入入弹塑性大变变形状态,部部分产生破坏坏,但应防止止结构倒塌,,避免危及生生命安全。这这一阶段应考考虑防倒塌的的设计。二、二阶段抗抗震设计二阶段抗震设设计是对三水水准抗震设计计思想的具体体实施。通过二阶段设设计中第一阶阶段对构件截截面承载力验验算和第二阶阶段对弹塑性性变形验算,,并与概念设设计和构造措措施相结合,,从而实现““小震不坏、、中震可修、、大震不倒””的抗震要求求。第一阶段设计计第一阶段设计计:对于建筑筑结构,首先先应满足第一一、二水准的的抗震要求。。为此,首先应应按多遇地震震(即第一水准,,比设防烈度度约低1.55度)的地震动参数数计算地震作作用,进行结结构分析和地地震内力计算算,考虑各种种分项系数。。第一阶段设计计根据荷载组合合值系数进行行荷载与地震震作用产生内内力的组合,,进行截面配配筋计算和结结构弹性位移移控制。第一阶段设计计并相应采取构构造措施保证证结构的延性性,使之具有有与第二水准准(设防烈度)相应的变形能能力,从而实实现“小震不不坏”和“中中震可修”。。这一阶段设计计对所有抗震震设计的建筑筑结构都必须须进行(图2-1)。确定场地类别和特征周期值确定结构形式,初选截面,计算重力荷载及其组合计算结构的动力特性计算结构地震作用:1.底部剪力法;2.振型分析法(非藕联或藕联);3.竖向地震作用(有些结构);4.动力时程分析法计算构件地震作用效应及其他荷载效应组合结构弹性位移控制及构件截面设计按规范要求采取抗震措施弹塑性变形验算结束第二阶段设计第二阶段设计计第二阶段设计计:对地震时抗震震能力较低、、容易倒塌的的建筑结构(例如纯框架结结构)以及抗震要求求较高的建筑筑结构(例如甲类建筑筑),要进行易损部位(薄弱层)的弹塑性变形形验算,第二阶段设计计并采取措施提提高薄弱层的的承载力或增增加变形能力力,使薄弱层层的塑性水平平变位不超过过允许的变位位。这一阶段设计计主要是对甲甲类建筑和特特别不规则的的结构(图2-2)。第二阶段设计计求楼层屈服强度系数以确定楼层的薄弱部位计算层间弹塑性位移:1.简化法;2.时程分析法层间弹塑性位移验算改变截面或配筋采取增加延性的措施结束第三节结构构抗震设计的的基本要求一、抗震结构构体系抗震结构体系要要求受力明确、传传力合理且传传力路线不间间断,使结构的抗抗震分析更符符合结构在地地震时的实际际表现,对提提高结构的抗抗震性能十分分有利,是结结构选型与布布置结构抗侧侧力体系时首首先考虑的因因素之一。合理选择结构构体系。对于钢筋混混凝土结构,,一般来说纯纯框架结构抗抗震能力较差差;框架-剪力墙结构性性能较好;剪剪力墙结构和和筒体结构具具有良好的空空间整体性,,刚度也较大大,历次地震震中震害都较较小。平面布置力求求简单、规则则、对称,避避免应力集中中的凹角和狭狭长的缩颈部部位;避免在在凹角和端部部设置楼电梯梯间;避免楼楼电梯间偏置置,以免产生生扭转的影响响。竖向体型尽量避免免外挑,内收也不不宜过多、过急,,力求刚度均匀渐渐变,避免产生变变形集中。不仅主体结构,而而且非结构墙体(特别是砖砌体填充充墙)的不规则、不连续续布置也可能引起起刚度的突变。二、抗震结构的承承载力/变形能力/刚度结构的承载力、刚刚度要适应在地震震作用下的动力要要求,并应均匀连连续分布。在一般静力设计中中,任何结构部位位的超强设计都不不会影响结构的安安全。但是,在抗震设计计中,某一部分结结构的超强,就可可能造成结构的相相对薄弱部位。因此,抗震设计中中要严格遵循该强强的就强,该弱的的就弱原则,不得得任意加强,以及在施工中以大大代小、以高钢号号代低钢号改变配配筋,如必须代换换时,应按钢筋抗抗拉承载力设计值值相等的原则进行行换算。顶层、中间楼层取取消部分墙柱形成成大空间层后,要要调整刚度并采取取构造加强措施。。底层部分剪力墙墙变为框支柱或取取消部分柱子后,,比上层刚度削弱弱更为不利,应专专门考虑抗震措施施。高层建筑突出屋面面的塔楼必须具有有足够的承载力和和延性,以承受高高振型产生的鞭梢梢效应影响。必要要时可以采用钢结结构或型钢混凝土土结构。节点的承载力和刚刚度要与构件的承承载力与刚度相适适应。节点的承载载力应大于构件的的承载力。要从构构造上采取措施防防止反复荷载作用用下承载力和刚度度过早退化。构件设计应采取有有效措施防止脆性性破坏,保证构件件有足够的延性。。脆性破坏指剪切切、锚固和压碎等等突然而无事先警警告的破坏形式。。设计时应保证抗剪剪承载力大于抗弯弯承载力,按“强强剪弱弯”的方针针进行配筋。为提高构件的抗抗剪和抗压能力力,加强约束箍箍筋是有效措施施。保证地基基础的的承载力、刚度度和有足够的抗抗滑移、抗转动动能力,使整个个高层建筑成为为一个稳定的体体系,防止产生生过大的差异沉沉降和倾覆。保证结构有足够够刚度,限制顶顶点和层间位移移。在小震时,应防止过大位位移使结构开裂裂,影响正常使使用;中震时,应保证结构不不致于严重破坏坏,可以修复;;在强震下,结构不应发生生倒塌,也不能能因为位移过大大而使主体结构构失去稳定或基基础转动过大而而倾覆。三、抗震结构的的弹性水平位移移控制弹性位移角控制制-层间位移角角限值:即需满足层间位位移角的限值。指指最大层间位移与层高之比,第第i层的指指第i层和第i-1层在楼层平面各各处位移差中的最大值。由于建筑结构在在水平力作用下下几乎都会产生生扭转,所以的的最最大值一般是在在结构单元的边边角部位。层间位移角不扣扣除整体弯曲转转角产生的侧移移,抗震时可不不考虑质量偶然然偏心的影响。。高度不大于150m的高层建筑,参参见JGJ3-2002;超过250m的高层建筑==1/500;150-250m的高层建筑按线线性插值考虑。。层间位移角控制制是为保证在正正常使用条件下下结构具有必要要的刚度,具体为:保证主主结构处于弹性性受力状态,对对钢筋砼结构来来讲,要避免砼砼墙或柱出现裂裂缝;同时,将将砼梁等楼面构构件的裂缝数量量、宽度和高度度限值在规范允允许范围内。保保证填充墙、隔隔墙、和幕墙等等非结构构件的的完好,避免产生明显损损伤。四、抗震结构的的多道抗震防线线抗震结构在设计计上和构造上实实现多道设防。。如框架结构采采用强柱弱梁设设计,梁屈服后后柱仍能保持稳稳定;框架-剪力墙结构设计计成连梁首先屈屈服,然后是墙墙肢,框架作为为第三道防线;;剪力墙结构通过过构造措施保证证连梁先屈服,,并通过空间整整体性形成高次次超静定等。高层建筑避免采采用纯框架结构构。多道抗震防线指指的是:第一,一个抗震震结构体系,应应由若干个延性性较好的分体系系组成,并由延延性较好的结构构构件连接起来来协同工作。如框架-抗震墙体系是由由延性框架和抗抗震墙二个系统统组成;双肢或或多肢抗震墙体体系由若干个单单肢墙分系统组组成。第二,抗震结构构体系应有最大大可能数量的内内部、外部赘余余度,有意识地地建立起一系列列分布的屈服区区,以使结构能能吸收和耗散大大量的地震能量量,一旦破坏也也易于修复。五、抗震薄弱层层/部位的概念,也也是抗震设计中中的重要概念,,包括:结构在强烈地震震下不存在强度度安全储备,构件的实际承载载力分析(而不是承载力设设计值的分析)是判断薄弱层(部位)的基础;要使楼层(部位位)的实际承载载力和设计计算算的弹性受力之之比在总体上保保持一个相对均均匀的变化,一一旦楼层(或部部位)的这个比比例有突变时,,会由于塑性内内力重分布导致致塑性变形的集集中;要防止在局部上上加强而忽视整整个结构各部位位刚度、强度的的协调;在抗震设计中有有意识、有目的的地控制薄弱层层(部位),使之有足够的的变形能力又不不使薄弱层发生生转移,这是提提高结构总体抗抗震性能的有效效手段。六、抗震结构的的地震作用地震的作用是相相当复杂的,带带有很多不确定定因素。即使在在相同的设防烈烈度下(相同时),不同的地震波波使建筑产生的的反应不同,而而且离散性很大大。现行抗震规范给给出的反应谱曲曲线,也只是很很多不同地震的的实际反应谱的的平均数值,因因此,将来遇到到实际的地震时时,其地震作用用可能低于规范范计算的数值,,也可能高于这这一数值,不能能认为按反应谱谱曲线计算得到到的地震作用就就是真正的、确确实的数值。所以,结构抗震震设计必须多方方面考虑,并留留有充分的余地地。与风荷载作用的的时间(常为几十分钟至至几个小时)相比,地震作用用的时间是非常常短促的,一次次地震往往只经经历几十秒钟,,其中最强烈的的振动可能只有有几秒钟。地震持续时间越越长,破坏越严严重。1985年9月墨西哥地地震最大加加速度达0.2g(g为重力加速速度),持持续时间长长达3min之久,因而而造成了严严重的损失失。衡量地震作作用强烈程程度目前常常用地面运运动的最大大加速度作作为标志,,它就是建建筑抗震设设计时的基基础输入最最大加速度度,其单位位为重力加加速度g(9.81m/s2)或Gal(gal=10mm/s2),大体上,7度相当于最最大加速度度为100Gal,8度相当于200Gal,9度相当于400Gal。结构自振周周期应与地地震动卓越越周期错开开,避免共共振造成灾灾害。地震震动卓越周周期又称地地震动主导导周期,是是根据地震震时某一地地区地面运运动记录计计算出的反反应谱的主主峰值位置置所对应的的周期,它是地震震震源特性、、传播介质质和该地区区场地条件件的综合反反应,并随随场地覆盖盖土层增厚厚变软而加加长。在地震时,,结构因地地面振动而而产生惯性性力,使建建筑产生内内力,振动动建筑会产产生位移、、速度和加加速度。地震力大小小与建筑的的质量与刚刚度有关。。在同等的的烈度和场场地条件下下,建筑的的重量越大大,受到地地震力也越越大,因此此减小结构构自重不仅仅可以节省省材料,而而且有利于于抗震。同样,结构构刚度越大大、周期越越短,地震震作用也大大,因此,,在满足位位移限值的的前提下,,结构应有有适宜的刚刚度。适当当延长建筑筑的周期,,从而降低低地震作用用,这会取取得很大的经济济效益。目前,大多多数建筑在在抗震设计计时,只对对平面两个个正交方向向分别进行行单向地震震作用计算算,不考虑虑双向、甚甚至三向地地震的藕联联作用。实际上地震震是非常复复杂的三维维振动,不不仅在水平平方向上x向与y向同时进行行振动,而而且还有显显著的竖向向(z向)振动。仅就水平方方向上的振振动而言,,也是极不不规则的。。竖向振动动最大加速速度可达到到水平地震震加速度的的50%-60%,它对高高层建筑、、长悬臂结结构和大跨跨度结构都都有显著的的影响。地震对建建筑作用用的显著著特点是是与建筑筑本身和和场地土土的动力力特性有有关。七、抗震震结构的的延性有抗震设设防要求求的建筑筑结构设设计,除除要考虑虑正常使使用时的的竖向荷荷载、风风荷载以以外,还还必须使使结构具具有良好好的抗震震性能,,做到小小震时不不坏,中中震可时时修,大大震时不不倒塌。。即当遭遇遇到相当当于设防防烈度的的地震时时,有小小的损坏坏,经一一般修理理仍能继继续使用用;当遭遭遇超设设防烈度度强震时时,结构构有损坏坏,但不不致使人人民生命命财产和和重要机机电设备备遭受破破坏,使使结构做做到裂而而不倒。。建筑结构构是否具具有耐震震能力,,主要取取决于结结构所能能吸收和和消耗的的地震能能量。结构抗震震能力是是由承载载力和变变形能力力两者共共同决定定的。当结构承承载力较较小,但但具有很很大延性性,所能能吸收的的能量多多,虽然然较早出出现损坏坏,但能能经受住住较大的的变形,,避免倒倒塌。但是,仅仅有较大大承载力力而无塑塑性变形形能力的的脆性结结构,吸吸收的能能量少,,一旦遭遭遇超过过设防烈烈度的地地震作用用时,很很容易因因脆性破破坏使房房屋造成成倒塌。一个构件件或结构构的延性性用延性系数数表达,一一般用其其最大允允许变形形与与屈服变变形的的比值值表达,,变形可可以是线线位移、、转角或或层间侧侧移,其其相应的的延性,,称之为为线位移移延性、、角位移移延性和和相对位位移延性性。结构延性性的表达达式:,设为为结构屈服时荷荷载;则为为结构构屈服荷载载所对应应的变形形;为结构极限荷载载;为结构极限限荷载或或降低10%时所所对应的的最大允允许变形(或)。钢筋混凝凝土是一一种弹塑塑性材料料,钢筋筋混凝土土结构具具有塑性性变形的的能力,,当地震震作用下下结构达达到屈服服以后,,利用结结构塑性性变形来来吸收能能量。增增加结构构的延性性,不仅仅能削减减地震反反应,而而且提高高了结构构抗御强强烈地震震的能力力。结构或构构件的延延性是通通过试验验测定的的,是由由采取一一系列的的构造措措施实现现的。因此,在在结构抗抗震设计计中必须须严格执执行规范范、规程程中有关关的构造造要求。。从保证延延性的重重要性而而言,抗抗震结构构的构造造措施比比计算更更重要。。建筑钢筋筋混凝土土结构的的延性要要求为。。为了保保证结构构的延性性,构件件要有足足够的截截面尺寸寸,柱的的轴压比比,梁和和剪力墙墙的剪压压比,构构件截面面配筋率率要适宜宜,应遵遵照规范范、规程程的规定定要求。。合理地控控制结构构的非弹弹性部位位(塑性铰区区),掌握结结构的屈屈服过程程及最后后形成的的屈服机机制。要要采取有有效措施施防止过过早的混混凝土剪剪切破坏坏、钢筋筋锚固滑滑移和混混凝土压压碎等脆性破破坏。为保证混混凝土与与钢筋共共同工作作,必须须使钢筋筋有足够够的锚固固长度和和混凝土土保护层层厚度。。在设计计中无论论柱、梁梁的纵向向钢筋、、墙的分分布钢筋筋和楼板板钢筋,,直径宜宜细不宜宜粗,间间距宜密密不宜稀稀。合理设置置防震缝缝。一般般情况下下宜采取取调整平平面形状状与尺寸寸,加强强构造措措施,设设置后浇浇带等方方法尽量量不设缝缝、少设设缝。必必须设缝缝时必须须保证有有足够的的宽度。。第四节结结构的的抗震性性能一、构件件的抗震震性能一般认为为:当构构件吸收收到一定定值的地地震能量量以后,,便会破破坏。所所吸收的的能量E可由力-位移曲线线的面积积来表示示。当结构是是完全弹弹性时,,位移是是直线关关系(图-1),当的的面面积达到到一定数数值时,,构件破破坏;如如果构件件有一定定的塑性性变形能能力,则则当吸收收的地震震能量相相同时,,受到的的地震力力较小(图-2);塑性变变形的能能力越大大,则受受到地震力越越小(图-3)。如图-1这种弹性性变形的的构件,,是以承承载力为为抗震能能力;而图-2和图-3这样的构构件,具具有较强强的弹塑塑性变形形能力,,则是以以非线性性变形(延性)作为抗震震能力。。在的的条条件下,,有,相应地。。即是说,,可利用用构件的的变形能能力来降降低地震震的作用用。如上所述述,将构构件破坏坏时变形形与屈服服时变形形的比值值称为构构件的延延性系数数。延性性系数越越大,结结构在强强震作用用下可以以忍受大大的塑性性变形而而不破坏坏倒塌,,可以使使地震作作用更多多地降下下来。因因此高层层建筑结结构的设设计和配配筋构造造都要保保证它具具有足够够的延性性。构件的延延性由以以下因素素来保证证:足够的截截面尺寸寸;适宜的配配筋;充分的构构造措施施。二、整个个结构的的抗震性性能结构整体体的抗震震性能取取决于如如下因素素:各构件的的承载能能力和变变形性能能;构件之间间连接构构造的合合理性;;结构的稳稳定性;;结构的整整体性和和空间工工作能力力;设有多道道抗震设设防系统统;非主要构构件的抗抗震能力力。当结构按按保证强强度(承载力)和保证变变形(延性)两种方法法来进行行抗震设设计时,,各种应应考虑的的因素如如下所示示:从根本上上说,建建筑结构构的抗震震验算应应该是在在强烈地地震下弹弹塑性变变形能力力和承载载力极限限状的验验算。强烈地震震下结构构构件的的安全性性主要取取决于承承受变形形的能力力,而不不仅仅是是承载力力。结构构件件所需的的变形能能力与结结构构件件所具有有的最大大承载力力也是有有密切联联系的,,而且是是随结构构类型和和构件在在结构中中所处部部位的不不同而不不同的。。砌体结构构的变形形能力较较小,实实现大震震不倒需需要有相相对较高高的承载载力;而变形能能力较好好的钢结结构,所所需的承承载力则则可能较较低些。。房屋结构构的抗震震验算,,与非抗抗震设计计的明显显差异,,主要表表现在验验算范围围、作用用效应组组合和承承载力计计算三个个方面。。第五节结结构抗抗震的概概念设计计随着建筑筑功能的的多样化化和城市市发展的的需要::(1)建筑的层层数越来来越多高高度越来来越大(2)平面布置置和立面面布置越越来越复复杂计算机技技术和结结构分析析软件的的发展(1)普及(2)结构计算算分析的的精确度度越来越越高(3)费用下降降若结构严严重不规规则、整整体性差差,仅按目前前的结构构设计计计算水平平将难以以保证结结构的抗抗震性能能设计中不不能陷入入只凭计计算的误误区,应应特别重重视规范范规程中中有关结结构概念念设计的的各种规规定。结构抗震震概念设设计对结结构的抗抗震性能能将起决决定性作作用,因因此,结构抗震震设计首首先必须须遵循正正确的抗抗震概念念设计的的思路,,满足抗抗震概念念设计的的要求,,以此为为基础,,再辅以以必要的的抗震计计算。抗震计算当然是很重要的,,不可缺少的。但但概念设计是抗震计算的前提和基础。概念设计与抗震计算相比,起着更为决决定性的作用,主主要原因如下:地震地面运动的不不确定性由于当代科技水平平的限制,作为抗震计算依据的设防烈度或相应的设计基本地震加速速度的划分,还难以十十分确切。地震时,地震波从从震源(断层)传递至地面,必须须经过基岩的折射射,土层中的非线线性传播,不同土土层的滤波等,是是一个极为复杂的的、多变的、非线线性的过程,导致致地面运动的特征征及地面加速度难难以准确确定。例如,美国学者曾曾分析了El-centro台站上的15次地震记录后指出出,不同震源引起起的地震加速度反反应谱差别很大。。作为世界上对工工程地震的研究最最富有成果的美国圣费尔尔南多(SanFernando)地区,在圣费尔南南多地震中,竟然然有60%的发震断层从未未被发现过。近几十年来我国发发生的大地震,大大多数超过了原定定的设防烈度,原为6度的地区,却发生生了远远超过6度的地震,造成严严重的社会影响和和重大的经济损失失。例如,原来都为6度的地区,1966年3月22日的河北邢台地震震,高达10度;1969年7月26日广东阳江地震,,高达8度;1975年2月4日辽宁海城地震,,高达9度;1976年7月28日河北唐山地震,,高达11度。因此,设计者如果果仅仅依据设防烈度进行的抗震计算结果完成抗震设计计,有时是难以确确保安全的。地震时地面运动的的复杂性及对结构构的复杂影响尚未未被掌握地震时地面运动一一般可分解为6个自由度,但世界各国至今只只记录到最简单的的水平分量和竖向向分量的地面运动动记录,尚未记录到对结构构破坏也有很大影影响的扭转分量的的地面运动记录,,至于其他多种多多样的复杂的地面面运动分量及其组组合作用,至今尚尚远未被人们所掌掌握。而目前的抗震计算,只是按照最简单单的水平或竖向进进行计算,显然与与复杂地面运动的的实际作用有所差差别。地震时不同地面运运动导致结构破坏坏的机理的复杂性性也尚未被掌握例如,美国1971年2月9日圣费尔南多地震震中,地面记录显显示有两个加速度度峰值的脉冲,第第一个脉冲的加速速度值为0.06g,第二个脉冲的加速度度值为1.25g,按照抗震计算的规定,必须取第第二个脉冲作为最最不利的计算值,,但对某医院的地地震记录及分析表表明,造成该建筑筑物破坏的是第一一个脉冲。类似的的复杂例子不胜枚枚举。所以,根据目前的的抗震计算所得到的结果,有有时存在较大的误误差。结构抗震计算理论论目前尚未能充分分反映地震时结构构反应及破坏的复复杂过程地震时结构的破坏坏是一个不断变化化的非线性的、累累积性的复杂过程程,包括结构及构件从从出现裂缝至严重重损坏过程各种动动力特性(结构基本周期、刚刚度、阻尼等)的非线性变化;结构薄弱层或塑性性铰的出现、变形形集中或转移而导导致结构刚度和内内力的重分布;结构不同方向构件件的空间作用、藕藕联作用、填充墙墙及其他非结构构构件的影响等等。。目前的抗震计算理理论及相应的抗震震计算程序均把这这些很复杂的影响响因素简单化或予予以忽略,导致某某些结构抗震计算的分析结果与地震震时结构的实际反反应差别较大。因此,仅仅根据抗震计算结果而完成的抗震震设计,有时是片片面的,甚至是不不安全的。只有建建立在正确的概念设计基础上并辅以必要要的抗震计算而完完成的抗震设计,,才能使结构具有有较可靠的抗震性性能。因为概念设计是根据结构经历真真实地震考验的经经验总结或大型地地震模拟试验的分分析结果而建立的的,有些规律是目目前的理论分析或或理论计算所难以以解释或难以准确确计算的。结构抗震概念设计计的目标是使整体体结构能发挥耗散散地震能量的作用用,避免结构出现现敏感的薄弱部位位,地震能量的耗耗散仅集中在极少少数薄弱部位,导导致结构过早破坏坏。现有抗震设计方法法的前提之一是假假定整个结构能发发挥耗散地震能量量的作用。在此前提下,才能能以多遇地震作用用进行结构计算,,构件设计并加以以构造措施,或采采用动力时程分析析进行验算,试图图达到罕遇地震作作用下结构不倒塌塌的目标。一、结构的简单性性结构的简单是指结构在地震作作用下具有直接和和明确的传力途径径,结构的计算模模型、内力和位移移分析以及限制薄薄弱部位出现都易易于把握,对结构构抗震性能的估计计也比较可靠。二、结构的规则和均匀匀性沿建筑竖向,建筑造型和结构构布置比较均匀,,避免刚度、承载载能力和传力途径径的突变,以限制制结构在竖向某一一楼层或极少数几几个楼层出现敏感感的薄弱部位。这这些部位将产生过过大的应力集中或或过大的变形,容容易导致结构过早早地倒塌。建筑平面比较规则,平面内内结构布置比较均均匀,使建筑分布布质量产生的地震惯性力能以比比较短和直接的途途径传递,并使质量分布与与结构刚度分布协协调,限制质量与与刚度之间的偏心心。建筑平面规则、结结构布置均匀,有有利于防止薄弱的的子结构过早破坏坏、倒塌,使地震震作用能在各子结结构之间重分布,,增加结构的赘余余度数量,发挥整整个结构耗散地震震能量的作用。三、结构的刚度和抗震震能力水平地震作用是双双向的,结构布置置应使结构能抵抗抗任意方向的地震震作用。通常,可可使结构沿平面上上两个主轴方向具具有足够的刚度和和抗震能力。结构构的抗震能力则是是结构承载力及延延性的综合反映。。结构刚度选择时,,虽可考虑场地特特征,选择结构刚刚度,以减少地震作用效效应,但也要注意意控制结构变形的的增大,过大的变变形将会因效效应过大大而导致结构破坏坏。结构除需要满足水水平方向的刚度和和抗震能力外,还还应具有足够的抗抗扭刚度和抵抗扭扭转振动的能力。。现有抗震设计计算算中不考虑地震地地面运动的扭转分分量,在概念设计计中应注意提高结结构的抗扭刚度和和抵抗扭转振动的的能力。四、结构的整体性高层建筑结构中,,楼盖对于结构的的整体性起到非常常重要的作用。楼楼盖相当于水平隔隔板,它不仅聚集集和传递惯性力到到各个竖向抗侧力力子结构,而且要使这些子结结构能协同承受地地震作用,特别是是当竖向抗侧力子子结构布置不均匀匀或布置复杂或各各抗侧力子结构水水平变形特征不同同时,整个结构就就要依靠楼盖使各各抗侧力子结构能能协同工作。楼盖体系最重要的的作用是提供足够够的面内刚度和抗抗力,并与竖向各各子结构有效连接接,当结构空旷、、平面狭长或平面面凹凸不规则或楼楼盖开大洞口时,,更应特别注意。。设计中不能误认为为,在多遇地震作作用计算中考虑了了楼板平面内弹性性变形影响后,就就可削弱楼盖体系系。高层建筑基础的整整体性以及基础与与上部结构的可靠靠连接是结构整体体性的重要保证。。地震作用效应基本本组合中,含有考考虑抗震概念设计计等的各种效应调调整系数。例如用周期折减系系数来反映某些难难以准确计算的构构件刚度的影响;;出屋面小建筑地震震剪力的增大;楼楼层地震剪力在抗抗侧力构件之间考考虑楼盖平面内变变形和多道防线的的分配;交叉支撑撑中拉压杆的内力力调整;刚度突变变的软弱层地震剪剪力调整;竖向不不连续构件传递给给水平转换构件的的地震内力调整等等等。混凝土结构抗震措措施中规定的内力力调整,例如强柱柱弱梁和强剪弱弯弯的内力调整,是是在基本组合后进进行调整,也属于于考虑抗震概念设设计的效应调整。。第六节多高层建建筑结构计算软件件的基本要求多高层建筑结构是复杂的三维空间间受力体系,计算算分析时应根据结结构实际情况,选选取能较准确地反反映结构中各构件件的实际受力状况况的力学模型。对于平面和立面布布置简单规则的框框架结构、框架-剪力墙结构宜采用用空间分析模型,,可采用平面框架架空间协同模型;;对剪力墙结构、筒筒体结构和复杂布布置的框架结构、、框架-剪力墙结构应采用用空间分析模型。。目前国内商品化的的结构分析软件所所采用的力学模型型主要有:空间杆杆系模型、空间杆杆-薄壁杆系模型、空空间杆-墙板元模型及其他他组合有限元模型型。多高层建筑按空间间整体工作计算时时,不同计算模型型的梁、柱自由度度是相同的:梁的的弯曲、剪切、扭扭转变形,当考虑虑楼板面内变形时时还有轴向变形;;柱的弯曲、剪切切、轴向、扭转变变形。当采用空间杆-薄壁杆系模型时,,剪力墙自由度考考虑弯曲、剪切、、轴向、扭转变形形和翘曲变形;当当采用其他有限元元模型分析剪力墙墙时,剪力墙自由由度考虑弯曲、剪剪切、轴向、扭转转变形。高层建筑层数多、、重量大,墙、柱柱的轴向变形影响响显著,计算时应应考虑。构件内力是与其变变形相对应的,分分别为弯矩、剪力力、轴力、扭矩等等,这些内力是构构件截面承载力计计算的基础,如梁梁的弯、剪、扭,,柱的压(拉)、弯、剪、扭,墙墙肢的压(拉)、弯、剪,等等。。在内力与位移计算算中,型钢混凝土土和钢管混凝土构构件宜按实际情况况直接参与计算,,此时,要求计算算软件具有相应的的计算单元。对结构中中只有少少量型钢钢混凝土土和钢管管混凝土土构件时时,也可可等效为为混凝土土构件进进行计算算,比如如可采用用等刚度度原则。。构件的的截面设设计应按按国家现现行有关关标准进进行。根据具体体工程情情况,选选择使用用合适、、可靠的的计算分分析软件件。对计算软软件产生生的计算算结果从从力学概概念和工工程经验验等方面面加以分分析判断断,确认认其合理理性和可可靠性,,方可用用于工程程设计。。工程经验验上的判判断一般般包括::结构整整体位移移、结构构楼层剪剪力、振振型形态态和位移移形态、、结构自自振周期期、超筋筋超限情情况等。。对关键的的抗震薄薄弱部位位和构件件,抗震震承载力力必须满满足要求求,必要要时应采采用手算算复核,,避免电电算结果果因计算算模型不不完全符符合实际际而造成成安全隐隐患。第七节建建筑结结构的抗抗震等级级(JGJ3-2001高层砼规规程)多高层房房屋适用用高度和和高宽比比的确定定(1)钢筋混凝凝土高层层建筑结结构的最最大适用用高度和和高宽比比分为A级和B级。B级高度高层建筑筑结构的的最大适适用高度度和高宽宽比较A级有所放宽宽,其结结构抗震震等级和和有关的的计算、、构造措措施应符符合高规相应条文文的规定定。多层建筑筑结构只只有A级适用高高度。(2)A级高度钢钢筋混凝凝土高层层建筑的的最大适适用高度度宜符合合高规表4.2.2-1的规定,,具有较较多短肢肢剪力墙墙的剪力力墙结构构的最大大适用高高度应符符合高规第7.1.2条的规定。。框架-剪力墙、、剪力墙墙和筒体体结构高高层建建筑,其其高度超超过高规表4.2.2-1规定时为为B级高度高高层建筑筑。B级高度钢钢筋混凝凝土乙类类和丙类类高层建建筑的最最大适用用高度应应符合高规表4.2.2-2的规定。。(3)高层建筑筑的高宽宽比,是是对结构构刚度、、整体稳稳定、承承载能力力和经济济合理性性的宏观观控制。。A级高度高高层建筑筑的高宽宽比限值值见高规表4.2.3-1,B级高度高高层建筑筑的高宽宽比限值值见高规表4.2.3-2。在复杂体体型的高高层建筑筑中,如如何计算算高宽比比是比较较难以确确定的问问题一般可按按所考虑虑方向的的最小投投影宽度度计算高高宽比,,但对突突出建筑筑平面很很小的局局部结构构(如楼梯间间、电梯梯间等),一一般不应应包含在在计算宽宽度内;;对于不不宜采用用最小投投影宽度度计算高高宽比的的情况,,应由设设计人员员根据实实际情况况确定合合理的计计算方法法;对带有裙裙房的高高层建筑筑,当裙裙房的面面积和刚刚度相对对于其上上部塔楼楼的面积积和刚度度较大时时,计算算高宽比比的房屋屋高度和和宽度可可按裙房房以上部部分考虑虑。目前超过过B级高度高高层建筑筑的高宽宽比是极极个别的的,例如如上海金金茂大厦厦(88层,420m)为7.6,深圳地地王大厦厦(81层,320m)为8.8。高层建筑筑的高宽宽比在满满足限值值时,可可不进行行稳定验验算,超超过限值值时应进进行稳定定验算。。多高层建建筑结构构的抗震震措施是是根据抗抗震等级级确定的的,抗震震等级的的确定与与建筑的的类别相相关。不同的建建筑类别别在考虑虑抗震等等级时取取用的抗抗震烈度度与建筑筑场地类类别有关关,也就是考考虑抗震震等级时时取用烈烈度与抗抗震计算算时的设设防烈度度不一定定相同。。建筑结构构应根据据其使用用功能的的重要性性分为甲甲、乙、、丙、丁丁类四个个抗震设设防类别别。高层建筑筑没有丁丁类抗震震设防。。各抗震设设防类别别的高层层建筑结结构,其其抗震措措施应符符合下列列要求::(1)甲类、乙乙类建筑筑:当本地区区的抗震震设防烈烈度为6-8度时,应应符合本本地区抗抗震设防防烈度提提高一度度的要求求;当本本地区的的设防烈烈度为9度时,应应符合比比9度抗震设设防更高高的要求求。当建建筑场地地为Ⅰ类时,应应允许仍仍按本地地区抗震震设防烈烈度的要要求采取取抗震构构造措施施;(2)丙类建筑筑:应符合本本地区抗抗震设防防烈度的的要求。。当建筑筑场地为为Ⅰ类时,除除6度外,应应允许按按本地区区抗震设设防烈度度降低一一度的要要求采取取抗震构构造措施施。按建筑类类别及场场地调整整后用于于确定抗抗震等级级烈度如如下表所所示。表按调整后后的抗震震等级烈烈度表中:9*表示比9度一级更更有效的的抗震措措施,主主要考虑虑合理的的建筑平平面及体体型、有有利的结结构体系系和更严严格的抗抗震措施施。具体体要求应应进行专专门研究究。抗震设计计时,多多高层建建筑钢筋筋混凝土土结构构构件应根根据设防防烈度、、结构类类型和房房屋高度度采用不不同的抗抗震等级级,并应应符合相相应的计计算和构构造措施施要求。。A级高度丙丙类建筑筑钢筋混混凝土结结构的抗震等等级应按按下表确确定。表A级高度的的高层建建筑结构构抗震等等级注:11接接近近或等等于高高度分分界时时,应应结合合房屋屋不规规则程程度及及场地地、地地基条条件适适当确确定抗抗震等等级;;2底部部带转转换层层的筒筒体结结构,,其框框支框框架的的抗震震等等级应应按表表中框框支剪剪力墙墙结构构的规规定采采用;;3板柱柱-剪剪力墙墙结构构中框框架的的抗震震等级级应与与表中中““板板柱的的柱””相同同。当本地地区的的设防防烈度度为9度时,,A级高度度乙类类建筑筑的抗震震等级级应按按高规规第4.8.3条规定定的特特一级级采用用,甲甲类建建筑应应采取取更有有效的的抗震震措施施。注:本本规程程“特特一级级和一一、二二、三三、四四级””即““抗震震等级级为特特一级级和一一、二二、三三、四四级””的简简称。抗震设设计时时,B级高度度丙类类建筑筑钢筋筋混凝凝土结结构的的抗震震等级级应按按下表表确定定。表B级高度度的高高层建建筑结结构抗抗震等等级注:底底部带带转换换层的的筒体体结构构,其其框支支框架架和底底部加加强部部位筒筒体的的抗震震等级级应按按表中中框支支剪力力墙结结构的的规定定采用用。建筑场场地为为Ⅲ、Ⅳ类时,,对设设计基基本地地震加加速度度为0.15g和0.30g的地区区,宜宜分别别按抗抗震设设防烈烈度8度(0.20g)和9度(0.40g)时各类类建筑筑的要要求采采取抗抗震构构造措措施。。抗震设设计的的多高高层建建筑,,当地地下室室顶层层作为为上部部结构构的嵌嵌固端端时,,地下下一层层的抗抗震等等级应应按上上部结结构采采用。。地下一一层以以下结结构的的抗震震等级级可根根据具具体情情况采采用三三级或或四级级,地地下室室柱截截面每每侧的的纵向向钢筋筋面积积除应应符合合计算算要求求外,,不应应少于于地上上一层层对应应柱每每侧纵纵向钢钢筋面面积的的1.1倍。地下室室超出出上部部主楼楼范围围且无无上部部结构构的部部分,,其抗抗震等等级可可根据据具体体情况况采用用三级级或四四级。。9度抗震震设计计时,,地下下室结结构的的抗震震等级级不应应低于于二级级。抗震设设计时时,与与主楼楼连为为整体体的裙裙楼的的抗震震等级级不应应低于于主楼楼的抗抗震等等级;;主楼结结构在在裙房房顶部部上、、下各各一层层应适适当加加强抗抗震构构造措措施。。房屋高高度大大、柱柱距较较大而而柱中中轴力力较大大时,,宜采采用型型钢混混凝土土、钢钢管混混凝土土柱,,或采采用高高强度度混凝凝土。。高层建建筑结结构中中,抗抗震等等级为为特一级级的钢筋筋混凝凝土构构件,,除应应符合合一级级抗震震等级级的基基本要要求外外,尚尚应符符合下下列规规定::框架柱柱应符符合下下列要要求::宜采用用型钢钢混凝凝土柱柱或钢钢管混混凝土土柱;;柱端端弯矩矩增大大系数数、柱柱端剪剪力增增大系系数应应增大大20%;钢筋混混凝土土柱柱柱端加加密区区最小小配箍箍特征征值应应按高规中中表6.4.7的数值值增大大0.02采用;;全部纵纵向钢钢筋最最小构构造配配筋百百分率率,中中、边边柱取取1.4%,角角柱取取1.6%。框架梁梁应符符合下下列要要求::梁端剪剪力增增大系系数应应增大大20%;梁梁端加加密区区箍筋筋构造造最小小配箍箍率应应增大大10%。框支柱柱应符符合下下列要要求::宜采用用型钢钢混凝凝土柱柱或钢钢管混混凝土土柱;;底层层柱下下端及及与转转换层层相连连的柱柱上端端的弯弯矩增增大系系数取取1.8,其余余层柱柱端弯弯矩增增大系系数应应增大大20%;柱端剪剪力增增大系系数应应增大大20%;地地震作作用产产生的的柱轴轴力增增大系系数取取1.8,但计计算柱柱轴压压比时时可不不计该该项增增大;;钢筋混混凝土土柱柱柱端加加密区区最小小配箍箍特征征值应应按高规中中表6.4.7的数值值增大大0.03采用,,且箍箍筋体体积配配箍率率不应应小于于1.6%;全全部纵纵向钢钢筋最最小构构造配配筋百百分率率取1.6%。筒体、、剪力力墙应应符合合下列列要求求底部加加强部部位及及其上上一层层的弯弯矩设设计值值应按按墙底底截面面组合合弯矩矩计算算值的的1.1倍采用用,其其他部部位可可按墙墙肢组组合弯弯矩计计算值值的1.3倍采用用;底部加加强部部位的的剪力力设计计值,,应按按考虑虑地震震作用用组合合的剪剪力计计算值值的1.9倍采用用,其其他部部位的的剪力力设计计值,,应按按考虑虑地震震作用用组合合的剪剪力计计算值值的1.2倍采用用;一般部部位的的水平平和竖竖向分分布钢钢筋最最小配配筋率率应取取为0.35%,底底部加加强部部位的的水平平和竖竖向分分布钢钢筋的的最小小配筋筋率应应取为为0.4%;约约束边边缘构构件纵纵向钢钢筋最最小构构造配配筋率率应取取为1.4%,配配箍特特征值值宜增增大20%;构造边边缘构构件纵纵向钢钢筋的的配筋筋率不不应小小于1.2%;框框支剪剪力墙墙结构构的落落地剪剪力墙墙底部部加强强部位位边缘缘构件件宜配配置型型钢,,型钢钢宜向向上、、下各各延伸伸一层层。剪力墙墙和筒筒体的的连梁梁应符符合下下列要要求::当跨高高比不不大于于2时,应应配置置交叉叉暗撑撑;当当跨高高比不不大于于1时,宜宜配置置交叉叉暗撑撑;交交叉暗暗撑的的计算算和构构造宜宜符合合高规规第9.3.8条的规规定。。第八节节地地下室室抗震震设计计带地下下室建建筑的的一个个重要要特点点是上部结结构与与地下下室具具有共共同的的位移移场,,相互互协调调变形形,而而且地地下室室外的的回填填土对对结构构具有有一定定的约约束作作用。。这种约约束作作用主主要表表现在在对地地下室室水平平位移移的约约束,,而对对竖向向位移移和竖竖向转转动的的约束束作用用十分分有限限,一一般可可以忽忽略不不计。。目前,,在上上部结结构设设计计计算时时将嵌嵌固端端取在在±0.0处或某某层地地下室室顶板板位置置,以以嵌固固端为为界将将上部部结构构与下下部结结构分分离开开,建建立两两套数数据文文件,,按照照上部部结构构和下下部结结构的的不同同要求求,分分别进进行计计算。。在地下室刚刚度足够大大时(例如箱基),这样的模模型简化误误差不大,,这种简化化措施是可可行的。但由于地下下大空间利利用要求限限制,现在在设计的地地下室已经经很少采用用箱基,而而且许多地地下室都用用作停车库库或商场,,空间分割割灵活,其其水平刚度度和竖向刚刚度都有限限,对于这这样的工程程,上述简简化模型导导致的误差差已不可忽忽视。一、分析模模型《建筑抗震设设计规范》(GB50011-2001)第6.1.14条、《高层建筑混混凝土结构构技术规程程》(JGJ3-2002)第5.3.7条都规定:当地下室顶顶板作为上上部结构的的嵌固部位位时,地下下室结构的的楼层侧向向刚度不宜宜小于相邻邻上部结构构楼层侧向向刚度的2倍。当刚度比不不满足嵌固固部位的楼楼层侧向刚刚度比规定定时,“高规”宣贯培训材材料[高层建筑混混凝土结构构技术规程程(JGJ3-2002),宣贯培训训材料[R].中国建筑科科学研究院院建筑结构构研究所,2002:5-12]建议:有条条件时可增增加地下室室楼层的侧侧向刚度,,或者将主主体结构的的嵌固部位位下移至符符合要求的的部位。规范中的““嵌固部位位”应理解解为是在该该部位限定定结构的水水平位移,,而对其它它自由度并并不施加任任何限制条条件。这样样理解与目目前设计的的工程实际际是相符的的。带地下室结结构的分析析模型简化化,核心问问题有:(1)如何合理考考虑地下室室的刚度;;(2)如何正确反反映地下室室外回填土土的约束作作用;(3)如何考虑基基础的影响响。为合理地考考虑地下室室刚度,可可真实地将将地下室与与上部结构构一起建模模,建立一一个包括上上部结构和和地下室所所有构件在在内的综合
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