第三章-抗震概念设计

第三章建筑结构抗震概念设计学习目的：了解建筑结构抗震设计所存在的不确定性因素，掌握建筑结构抗震概念设计的要点。教学要求：分析概念设计要点，加强认识和理解。定义：1、是一种判断方法；2、提高结构的整体性；3、对结构抗震性能的综合评价：承载力、变形能力、耗能能力；4、合理把握结构的总体性能；5、合理做好结构局部抗震性能。第一节选择抗震有利的建筑场地、地段和基础一、抗震有利地段1、有利：基岩、坚硬土、中硬土等；2、危险：（1）滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等地段；（2）80以上地震错位；（3）软弱土、易液化土、断层破碎带；（4）地震状态不均匀的地段。二、抗震有利的建筑物场地和地基1、选择薄的场地覆盖层：柔性建筑、薄土层震害轻，坐落在基岩上更轻2、选择坚实的场地土：均地刚度大，震害小；刚度小，震害指数大、破坏重3、建筑物的自振周期和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：（1）改变基础结构的动力特性、减小主体结构的地震反应。（2）承载力特征值乘以承载力调整系数。（3）采用抗液化措施。第二节设计有利的房屋抗震体形，进行合理的结构布置一、有利的房屋抗震体形1、结构规则；2、合适的高度；3、高宽比控制在合理的取值范围；4、防震缝的设置。二、合理的抗震结构布置1、应使结构抗侧体系对称布置，以避免扭转；2、抗震墙沿房屋周边布置，提高抗扭和抗倾能力；3、竖竖向应等强。第三节选择结构材料材料的要求：1、延性高；2、强度/重力比值大；3、匀质性好；4、正交各向同性；5、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。（一）钢筋钢筋混凝土构件的延性和承载力，在很大程度上取决于钢筋的材性。①不希望在抗震结构中使用高强钢筋，一般用中强钢筋；②钢材实际屈服强度不能太高；③钢筋抗拉强度与屈服强度比值≥1.25，以保证足够的强度储备；④不能使用冷加工钢筋；⑤应检测钢筋的应度老化脆裂，可焊性，低温抗脆裂。（二）混凝土①不易太低；②9度不易超过C60，8度时不超过C70；③不低于C20；④一般不低于C30。（三）型钢①足够的延性；②力学性能的一致性；③好的切口适性；④无分层现象；⑤对片状撕裂的抵抗能力；⑥良好的可焊性和合格的冲击韧性。第四节提高结构抗震性能的措施1、设置多道抗震防线（1）第一道防线的构件选择：不宜选择柱，适用支撑、墙等；（2）结构体系的多道设防：如果剪力墙是第一道防线、框架是第二道防线，并支撑竖向荷载；（3）结构构件的多道防线：梁是第一道，柱是第二道，连梁；2、提高结构延性（1）在结构的竖向，应重点提高楼房中可能出现塑性变形集中的相对柔性楼层的构件延性；（2）在平面上，应着重提高房屋周边转角处，平面突变处以及复杂平面各翼相连处的构件延性。对于偏心结构，应加大房屋周边特别是刚度较弱一端构件的延性；（3）对于具有多道抗震防线的抗侧力体系，应着重提高第一道防线中构件的延性；（4）在同一构件中，应着重提高关键杆件的延性；（5）在同一杆件中，重点提高延性的部位应是预期该构件地震时首先屈服的部位，如梁的两端、柱上下端、抗震墙肢的根部等。3、采用减震方法（1）提高结构阻尼，减小地震反应；（2）采用高延性构件，利用塑性变形抗御地震、吸能；（3）采用隔震和消能减震技术4、优选耗能杆件（1）弯曲耗能优于剪切耗能：尽可能将剪切变形为主的构件转变为弯曲变形为主的构件；（2）弯曲耗能优于轴变耗能：压缩变形吸能少，弯曲耗能大。第五节加强结构的整体性、控制结构变形一、控制结构变形两种：层间位移和顶点位移。各层间位移之和即为结构顶点位移。层间位移：非结构破坏，节点钢筋滑移，抗震墙的开裂，塑性铰的发展，屈服机制的形成。顶点位移：防震缝宽度、结构的总体稳定、小震时人的感觉。二、确保结构的整体形1、选择结构类型；2、施工方法和工艺；3、构件的连接；