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结构抗震概念设计第1页/共63页工程结构抗震设计-结构抗震计算建筑抗震概念设计建筑抗震设计包括三个层次的内容与要求:概念设计——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

造的过程抗震计算——通过地震作用的计算进行结构的抗震验算

构造措施——在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性建筑抗震概念设计在总体上要求把握的基本原则:

注意场地选择,把握建筑体型,利用结构延性,设置多道防线,重视非结构因素“重灾区里有轻灾,轻灾区里由重灾”第2页/共63页1、地震破坏作用

从破坏性质和工程对策角度,地震对结构的破坏作用可分为两种类型:场地、地基的破坏作用和场地的震动作用。

场地和地基的破坏作用一般是指造成建筑破坏的直接原因是由于场地和地基稳定性引起的。

场地和地基的破坏作用大致有地面破裂、滑坡、坍塌等。

这种破坏作用一般是通过场地选择和地基处理来减轻地震灾害的。

场地的地震动作用是指由于强烈地面运动引起地面建筑振动而产生的破坏作用。

减轻它所产生的地震灾害的主要途径是合理的进行抗震和减震设计和采取减震措施。4.1选择抗震有利的建筑场地、地段和地基第3页/共63页映秀镇处于龙门山中央主断裂带之上,是此次地震的震中位置,其地震影响烈度高达11度,区域范围内的房屋建筑遭受毁灭性破坏。第4页/共63页汶川地震,山体滑坡形成唐家山堰塞湖第5页/共63页砂土液化、软土震陷等引起地基承载力丧失,导致房屋整体倾斜或倒塌第6页/共63页1.选择有利地段;2.避开不利地段,当无法避开时,应采取适当的抗震措施;3.不在危险地段建设。4.考虑孤山效应,局部突出地形的影响1994年云南昭通地震,芦家湾某村坐落于山梁上,山梁长150m,顶部最宽15m,最窄5m,高60m.距震中18km。突出端部的最大加速度为0.632g,鞍部为0.257g,大山根部为0.431g。烈度为9度烈度为8度烈度为7度4.1选择抗震有利的建筑场地、地段和地基2、地段选择第7页/共63页①选择有利地段对于危险地段,强调“严禁建造甲、乙类的建筑,不应建造丙类的建筑”。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第8页/共63页②避让主断裂带,最小避让距离: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—第9页/共63页③液化判别和处理:

6度乙类建筑:按照7度要求判别处理第10页/共63页④考虑孤山效应宁夏海源地震,位于渭河谷地的姚庄,烈度为7度;而相距仅两公里的牛家山庄,因位于高出百米的突出的黄土梁上,烈度竟高达9度。1966年云南东川地震,位于河谷较平坦地带的新村,烈度为8度;而邻近一个孤立山包顶部的矽肺病疗养院,从其严重破坏程度来评定,烈度不低于9度。海城地震,在大石桥盘龙山高差58m的两个测点上收到的强余震加速度记录表明,孤突地形上的地面最大加速度,比坡脚平地上的加速度平均大了1.84倍。2008年汶川地震中,陕西省宁强县高台小学,由于位于近20米高的孤立的土台之上,地震时其破坏程度明显大于附近的平坦地带。第11页/共63页《抗规》4.1.8条:建造于“条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段的建筑结构,地震作用应乘以增大系数1.1~1.6”。该增大系数的取值,与突出地形的高度、平均坡降角度以及建筑场地至台地边缘的距离有关,参见抗震规范4.1.8条的条文说明。第12页/共63页4.1选择抗震有利的建筑场地、地段和地基选择薄的场地覆盖层选择坚实的场地土避免共振采取基础隔振或消能减震措施3、选择有利的建筑场地第13页/共63页液化地基——地基失效、不均匀沉陷、滑坡等(7-9度,6度不考虑液化)软土地基——震陷、不均匀沉陷等(7-9度;8、9度明显)严重不均匀地基——不均匀沉陷等(6-9度)新填土及其它不稳定地基——不均匀沉陷、滑移等(7-9度)抗震规范规定,地基为软弱黏性土、液化土、新近填土或严重不均匀土时,应根据地震时地基不均匀沉降和其他不利影响,采取相应的措施。4.1选择抗震有利的建筑场地、地段和地基4、不利地基震害第14页/共63页5、场地土的液化

地下水位以下的饱和砂土和粉土的土颗粒结构受到地震作用时将趋于密实,使空隙水压力急剧上升,而在地震作用的短暂时间内,这种急剧上升的空隙水压力来不及消散,使原有土颗粒通过接触点传递的压力减小,当有效压力完全消失时,土颗粒处于悬浮状态之中。这时,土体完全失去抗剪强度而显示出近于液体的特性。这种现象称为液化。地表出现喷砂冒水液化的震害:喷水冒砂淹没农田,淤塞渠道,淘空路基;沿河岸出现裂缝、滑移,造成桥梁破坏,等等。4.1选择抗震有利的建筑场地、地段和地基第15页/共63页1)液化使建筑物产生下列震害:1.地面开裂下沉使建筑物产生过渡下沉或整体倾斜;2.不均匀沉降引起建筑物上部结构破坏,使梁板等水平构件及其节点破坏,使墙体开裂和建筑物体形变化处开裂;3.室内地坪上鼓、开裂,设备基础上浮或下沉。2)影响场地土液化的主要因素:1.土层的地质年代;2.土层的土粒的组成和密实程度;3.砂土层埋置深度和地下水位深度;4.地震烈度和地震持续时间。第16页/共63页初步判别标贯判别N63.5<N63.5——标贯锤击数实测值Ncr——标贯锤击数临界值N0——标贯锤击数基准值ds——标贯深度pc——粘粒含量百分率(>=3)3)液化判别和危害性估计方法

对一般工程项目砂土或粉土液化判别及危害程度估计可按以下步骤进行:第17页/共63页液化地基的初步判别地质年代:第四纪晚更新世(Q3)及以前时,7、8度可判为不液化;粉土粘粒(粒径<0.005mm)含量含量愈高愈不液化(7度10%、8度13%、9度16%)覆土厚度覆土厚度愈大愈不液化地下水位地下水位愈深愈不液化剪切波速第18页/共63页采用天然地基的建筑,当上覆非液化土层厚度和地下水位深度符合下列条件之一时,可不考虑液化影响。---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烈度饱和土类别第19页/共63页---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).上面判别式(db=2)亦可用下图表示: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du、dw中减去(db-2)后再查图确定。第20页/共63页查液化土特征深度表例1图示为某场地地基剖面图上覆非液化土层厚度du=5.5m,其下为砂土,地下水位深度为dw=6m.基础埋深db=2m,该场地为8度区。确定是否考虑液化影响。解:按判别式确定9m8m7m砂土8m7m6m粉土987烈度饱和土类别需要考虑液化影响。dw=6mdu=5.5mdb=2m第21页/共63页例1图示为某场地地基剖面图上覆非液化土层厚度du=5.5m,其下为砂土,地下水位深度为dw=6m.基础埋深db=2m,该场地为8度区。确定是否考虑液化影响。解:按土层液化判别图确定需要考虑液化影响。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第22页/共63页查液化土特征深度表解:按判别式确定9m8m7m砂土8m7m6m粉土987烈度饱和土类别不满足判别式,需要进一步判别是否考虑液化影响。例2图示为某场地地基剖面图上覆非液化土层厚度du=5.5m其下为沙土,地下水位深度为dw=6m.基础埋深db=2.5m,该场地为8度区。确定是否考虑液化影响。dw=6mdu=5.5mdb=2.5m第23页/共63页例2图示为某场地地基剖面图上覆非液化土层厚度du=5.5m,其下为沙土,地下水位深度为dw=6m.基础埋深db=2.5m,该场地为8度区。确定是否考虑液化影响。解:按土层液化判别图确定

需要进一步判别是否考虑液化影响。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度第24页/共63页4)液化场地危害性分析衡量指标——液化指数back由液化指数,按下表确定液化等级判别深度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级与相应的震害液化等级

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第25页/共63页5、抗液化措施及选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化土层的深度与厚度,计算液化指数ILE,按ILE划分液化等级,然后根据建筑物重要性、液化等级采用相应的抗液化措施第26页/共63页工程结构抗震设计-结构抗震计算一、把握建筑体型建筑物平、立面布置的基本原则:结构对称——

有利于减轻结构的地震扭转效应形状规则——

在地震时应力集中现象较少,有利于抗震质量与刚度变化均匀——

平面内使结构刚度中心与质量中心相一致,避免扭转效应高度方向均匀变化,避免薄弱层,减小变形集中、鞭梢效应对称、规则、质量与刚度变化均匀4.2有利的抗震体型、合理的结构布置第27页/共63页28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4.2有利的抗震体型、合理的结构布置第28页/共63页291)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。美洲银行第29页/共63页30

建筑平面不对称建筑立面不对称刚度不对称质量不对称第30页/共63页建筑物的体型平面布置规则、对称,整体性好平面不规则类型A扭转不规则B凹凸不规则C楼板局部不连续立面布置规则、避免刚度和强度突变立面不规则类型A侧向刚度不规则(柔软层)B竖向抗侧力构件不连续C承载力突变(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第31页/共63页32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第32页/共63页33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第33页/共63页34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)4.2建筑的平立面布置第34页/共63页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%竖向不规则的类型竖向抗侧力构件不连续4.2建筑的平立面布置第35页/共63页36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%竖向不规则的类型第36页/共63页37房屋的高度一般而言,房屋愈高,所受到的地震力和倾覆力矩愈大,破坏的可能性也愈大。就技术经济方面而言。各种结构体系都有它自己的最佳适用高度。第37页/共63页384.2建筑的平立面布置房屋的高宽比

房屋的高宽比值愈大,即建筑愈瘦高,地震作用下的侧移愈大,地震引起的倾覆作用愈严重。世界各国对房屋的高宽比都有比较严格的限制。第38页/共63页394.2建筑的平立面布置4.2.5防震缝的合理设置

合理设置防震缝,可以将体型复杂的建筑物划分为“规则”的建筑物,从而可降低抗震设计的难度及提高抗震设计的可靠度。防震缝宽度应分别符合下列要求:

1)框架结构(包括设置少量抗震墙的框架结构)房屋的防震缝宽度,当高度不超过15m时不应小于100mm;高度超过15m时,6度、7度、8度和9度分别每增加高度5m、4m、3m和2m,宜加宽20mm;

2)框架-抗震墙结构房屋的防震缝宽度不应小于本款1)项规定数值的70%,抗震墙结构房屋的防震缝宽度不应小于本款1)项规定数值的50%;且均不宜小于100mm;

3)防震缝两侧结构类型不同时,宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽。

第39页/共63页404.3结构选型与结构布置

从抗震角度考虑,作为一种好的结构形式,应具备下列性能:①延性系数高;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,并能发挥材料的全部强度。按照上述标准来衡量,常见建筑结构类型,依其抗震性能优劣而排列的顺序是:①钢结构;②型钢混凝土结构;③混凝土一钢混合结构;④现浇钢筋混凝土结构;⑤预应力混凝土结构;⑥装配式钢筋混凝土结构;⑦配筋砌体结构;⑧砌体结构等。现浇钢筋混凝土结构存在着的优越性:①现场浇筑形成具有整体式节点的连续结构;②就地取材;③造价较低;④有较大的抗侧移刚度,从而减小结构侧移,保护非结构构件遭破坏;⑤良好的设计可以保证结构具有足够的延性。加设构造柱和圈梁,是提高砌体结构房屋抗震能力的有效途径。第40页/共63页4.3选择合理的结构材料结构材料性能指标,应符合下列最低要求:

1砌体结构材料应符合下列规定:

1)普通砖和多孔砖:≥MU10,其砌筑砂浆≥M5;

2)混凝土小型空心砌块≥MU7.5,其砌筑砂浆≥Mb7.5。

2混凝土结构材料应符合下列规定:

1)混凝土的强度等级,框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核芯区,不应低于C30;构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件不应低于C20;

2)抗震等级为一、二、三级的框架和斜撑构件(含梯段),其纵向受力钢筋采用普通钢筋时,钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.3,且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。

3钢结构的钢材应符合下列规定:

1)钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85;

2)钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%;

3)钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。第41页/共63页工程结构抗震设计-结构抗震计算1、设置多道防线是抗震概念设计的一个重要组成部分局部机制(L机制)强梁弱柱型框架单肢剪力墙结构强柱弱梁型框架双肢剪力墙加连系梁结构

总体机制(T机制)4.4提高结构抗震性能的措施第42页/共63页434.4多道抗震防线4.4.1多道抗震防线的必要性多道抗震防线指的是:①抗震结构体系,应有若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接起来协同工作,如框架一抗震墙体系是由延性框架和抗震墙两个系统组成;双肢或多肢抗震墙体系由若干个单肢墙分系统组成。②抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部赘余度,有意识地建立起一系列分布的屈服区,以使结构能够吸收和耗散大量的地震能量,一旦破坏也易于修复。多道抗震防线对抗震结构是必要的。如果建筑物采用的是多重抗侧力体系,第一道防线的抗侧移构件在强烈地震袭击下遭到破坏后,后备的第二道乃至第三道防线的抗侧力构件立即接替,抵挡住后续的地震动的冲击,可保证建筑物最低限度的安全,免于倒塌。第43页/共63页44

1)第一道防线的构件选择原则上说,应优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙,或者选用轴压比值较小的抗震墙、实墙筒体之类构件,作为第一道抗震防线的抗侧力构件。一般情况下,不宜采用轴压比很大的框架柱兼作第一道防线的抗侧力构件。

2)利用赘余构件增多抗震防线双重抗侧力体系在抗御地震时,具有两道防线,一道是支撑或墙体,一道是框架。

双重体系的结构并联体

(a)框架-抗震墙体系;(b)框架-支撑体系第44页/共63页45

当结构遭遇地震时,可以利用这些连系梁首先承担地震前期脉冲的冲击,以达到保护主体结构的目的。

带赘余杆件的耗能结构(a)双肢墙;(b)墙和框架;(c)并列斜撑;(d)芯筒和框架柱

第45页/共63页464.4多道抗震防线当建筑物受到强烈地震动主脉冲卓越周期的作用时,一方面利用结构中增设的赘余杆件的屈服和变形,来耗散输入的地震能量;另一方面利用赘余杆件的破坏和退出工作,使整个结构从一种稳定体系过渡到另一种稳定体系,实现结构周期的变化,以避开地震动卓越周期长时间持续作用所引起的共振效应。这种通过对结构动力特性的适当控制,来减轻建筑物的破坏程度,是对付高烈度地震的一种经济、有效的方法。第46页/共63页工程结构抗震设计-结构抗震计算设置多道防线的手段:应注意的原则:采用超静定结构有目的地设置人工塑性铰利用框架的填充墙设置耗能元件或耗能装置等1.不同的设防阶段应使结构周期有明显差别,以利避免共振2.最后一道防线要具备一定的强度和足够的变形潜力4.4提高结构抗震性能的措施第47页/共63页484.5刚度、承载力和延性的匹配2刚度与延性由于体系中各抗侧力构件的刚度与延性的不匹配,造成各构件不能同步协调地发挥水平抗力,出现先后破坏的各个击破情况。所以,协调抗侧力体系中各构件的刚度与延性,使之相互匹配,是工程设计中应该努力做到的一条重要抗震设计原则。第48页/共63页494.5刚度、承载力和延性的匹配4.5.3结构不同部位的延性要求

从概念上讲,结构的延性定义为:结构承载能力无明显降低的前提下,结构发生非弹性变形的能力。对于地震区的建筑来说,提高结构延性是增强结构抗倒塌能力,并使抗震设计做到经济合理的重要途径之一。在结构抗震设计中,“结构延性”这个术语实际上有以下4层含义:①结构总体延性:一般用结构的“顶点侧移比”或结构的“平均层间侧移比”来表达;②结构楼层延性:以一个楼层的层间侧移比来表达;第49页/共63页504.5刚度、承载力和延性的匹配③构件延性:指整个结构中某一构件(一榀框架或一片墙体)的延性;④杆性延性:指一个构件中某一杆件(框架中的梁或柱,墙片中的连梁或墙肢)的延性。

一般而言,在结构抗震设计中,对结构中重要构件的延性要求,高于对结构总体的延性要求;对构件中关键杆件或部位的延性要求,又高于对整个构件的延性要求。要使建筑物在遭遇强烈地震时具有很强的抗倒塌能力,最理想的是使结构中的所有构件及构件中的所有杆件均具有较高的延性,然而,实际工程中很难完全做到这一点。比较经济有效的办法是,有选择地重点提高结构中的重要构件以及某些构件中关键杆件或关键部位的延性。第50页/共63页514.5刚度、承载力和延性的匹配其原则是:(1)在结构的竖向,应该重点提高楼房中可能出现塑性变形集中的相对柔弱楼层的构件延性。提高延性的重点楼层(a)大底盘建筑;(b)框托墙结构体系第51页/共63页524.5刚度、承载力和延性的匹配(2)在平面位置上,应该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接处的构件延性。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该是预期该构件地震时首先屈服的部位。第52页/共63页534.5.4改善构件延性的途径

1.控制构件的破坏形态结构延性和耗能的大小,决定于构件的破坏形态及其塑化过程。弯曲构件的延性远远大于剪切构件的延性。2.减小杆件轴压比就框架体系而论,柱的延性对于耗散输入的地震能量,防止框架的倒塌,起着十分重要的作用,而轴压比又是影响钢筋混凝土柱延性的一个关键性因素。所以,在结构设计中,确定柱、墙肢等轴压和压弯构件的截面尺寸时,应该控制其轴压比值。3.高强混凝土的应用设计中应该注意,采用高强混凝土时,还应适当降低剪压比。4.钢纤维混凝土的应用5.型钢混凝土的应用4.4提高结构抗震性能的措施第53页/共63页54结构的变形能力取决于组成结构的构件及其连接的延性水平。规范对各类结构采取的抗震措施,基本上是提高各类结构构件的延性水平。这些抗震措施是:①采用水平向(圈梁)和竖向(构造柱、芯柱)混凝土构件,加强对砌体结构的约束,或采用配筋砌体;使砌体在发生裂缝后不致坍塌和散落,地震时不致丧失对重力荷载的承载能力;②避免混凝土结构的脆性破坏(包括混凝土压碎、构件剪切破坏、钢筋同混凝土粘结破坏)先于钢筋的屈服;③避免钢结构构件的整体和局部失稳,保证节点焊接部位(焊缝和母材)在地震时不致开裂。4.4提高结构抗震性能的措施第54页/共63

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