建筑抗震概念设计讲义课件

建筑结构抗震设计

Seismicdesignofbuildings

主讲：张美霞中国地质大学（武汉）工程学院土木系第4章建筑抗震概念设计4.1场地选择4.2建筑的平立面布置4.3结构选型与结构布置4.4多道抗震防线4.5刚度、承载力和延性的匹配4.6确保结构的整体性4.7非结构部件处理基本概念1、计算设计（Numericaldesign）：按荷载计算、内力分析及组合、强度计算、构造措施等称为计算设计。

“计算设计”——不能完全依赖！

地震方面——地震是一种随机振动，具有复杂性、不确定性，因此很难准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数。地震在时间和空间上都具有很大的随机性。结构分析——未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，也存在不准确性。

基本概念——续2、概念设计（Conceptualdesign）：立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念的抗震设计。即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正确地解决建筑和结构的总体方案、结构布置、材料使用和细部构造等，以便达到合理抗震设计的目的。有助于掌握明确的设计思想，灵活、恰当地运用抗震设计原则，是设计人员不知陷入盲目的计算工作，从而做到比较合理的抗震设计。抗震概念设计是目前工程设计高度自动化的背景下唯一具有能动性和创造性的设计过程。基本概念——续抗震概念设计的思路：在工程设计一开始，把握好能量输入、房屋体型、结构体系、刚度分布、构件延性等几个主要方面，从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节。辅以必要的计算和构造措施，有可能使房屋建筑具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。由于对地震作用及结构性能的了解还远远不够，在某种意义上，概念设计比计算设计更重要。4.1场地选择

不同的场地上的建筑震害不同在建筑选址时，要尽量选择对建筑抗震有利的地段，避开不利和危险地段。1、避开地震危险地段1）概念建筑抗震危险的地段：指地震时可能发生崩塌、滑坡、地陷、地裂、泥石流等地段以及震中烈度为8度以上的发震断裂带在地震时可能发生地表错位的地段。非发震断层：与当地的地震活动性没有成因上联系的一般断层，在地震作用下一般不会发生新的错动。发震断层：具有潜在地震活动的断层，在过去三万五千年以内曾活动过一次，或者在五万年内活动过两次的断层。4.1场地选择——续2、选择有利于抗震的场地1）概念对建筑抗震有利的地段：指位于开阔平坦地的坚硬场地上或密实均匀中硬场地土。对建筑抗震不利的地段：就地形而言，一般是指条状突出的山嘴，孤立的山包和山梁的顶部，高差较大的台地边缘，非岩质的陡坡，河岸和边坡的边缘；就场地土质而言，一般是指软弱土、易液化土，故河道、断层破碎带、暗埋塘滨沟谷或半挖半填地基等，以及在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。4.1场地选择——续2）关于地基基础设计，抗震规范有如下规定：1、避开危险地带（如断裂带等）；2、同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上；无法避开时，除考虑不同土层差异运动的影响外，还应采用局部深基础，使整个建筑物的基础落在同一上层上（图）3、同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基；（可设沉降缝，成为两个单元）4、地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀时，应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，并采取相应措施，基础应加强其整体性和刚性。4.2建筑的平立面布置一幢房屋的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则，就能从根本上保证房屋具有良好的耐震性能。《抗震规范》3.4.1条规定：建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。3.4.2条规定：建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减少，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。4.2.1建筑平面布置1、建筑平面形状1）建筑物的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度变化均匀，避免楼层错层；2）地震区的高层建筑，平面以方形、矩形、圆形为好；正六边形、正八边形、椭圆形、扇形也可以。3）有较长翼缘的L形、T形、十字形、U形、H形、Y形平面也不宜采用。这些平面的较长翼缘，地震时容易因发生差异侧移而加重震害。4.2.1建筑平面布置——续2、平面不规则的类型：《规范》3.4.2规定：1）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。2）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%。3）楼板局部不连续：楼板的尺寸和平面刚度急剧变化。例如：开洞面积大于该楼层面积的30%，或较大的楼层错层，或有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%。4.2.1建筑平面布置——续3、高层建筑平面尺寸限值

《高层规程》对地震区高层建筑的平面形状作了明确规定，如下图和表，并提出对这些平面的凹角处，应采取加强措施。4.2.2建筑立面布置1、建筑立面形状

地震区高层建筑的立面应采用矩形、梯形、三角形等均匀变化的几何形状，尽量避免带有突然变化的阶梯形立面。因为立面形状的突然变化，会引起质量和抗侧移刚度突变，地震时容易因剧烈振动或塑性变形集中（薄弱层）而加重破坏。4.2.2建筑立面布置——续2、竖向不规则的类型

1）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%。2）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）向下传递。3）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%。4.2.2建筑立面布置——续3、高层建筑立面尺寸限值《高层规程》规定：建筑的竖向体形宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则的结构。并要求抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70％或其上相邻三层侧向刚度平均值的80％。按《高层规程》，高层建筑的高度限值分A、B两级，A级规定较严，是目前应用最广泛的高层建筑高度，B级规定较宽，但应采取更严格的计算和构造措施。楼层层间抗侧力结构的受剪承载能力：A级高度：宜≥上一层的80%，应≥上一层的65%；B级高度：应≥上一层的75%。4.2.2建筑立面布置——续收进和外挑尺寸要求（宜）：当结构上部楼层收进部位到室外地面的高度H1与房屋高度H之比大于0.2时，上部楼层收进后的水平尺寸B1不宜小于下部楼层水平尺寸B的0.75倍；当上部结构楼层相对于下部楼层外挑时，下部楼层的水平尺寸B不宜小于上部楼层水平尺寸B1的0.9倍，且水平外挑尺寸a不宜大于4m。

4.2.3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。

但“房屋愈高愈危险”的概念不是绝对的，是有条件的。于1956年建造的高181m的42层拉丁美洲大厦，经受住了3次大地震的考验，几乎无损坏。《抗震规范》和《高层规程》，根据我国当前科研成果和工程实际情况，对各种结构体系适用范围内建筑物的最大高度均作出了规定。超出该规定的，要进行专门研究。《抗震规范》尚规定：对不规则结构、有框支层抗震墙结构或Ⅳ类场地上的结构，适用的最大高度应适当降低。4.2.4房屋的高宽比建筑物的高宽比例，比起其绝对高度来说更为重要。因为建筑物的高宽比值愈大，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。巨大的倾覆力矩在柱(墙)和基础中所引起的压力和拉力比较难于处理。我国对房屋高宽比的要求是按结构体系和地震烈度区分的。4.2.5防震缝的合理设置遇到下列情况，应设置防震缝：①平面形状、局部尺寸或者立面形状不符合规范的有关规定，而又未在计算和构造上采取相应措施时；②房屋长度超过规范规定的伸缩缝最大间距，又无条件采取特殊措施而必需设置伸缩缝时；③地基土质不均匀，房屋各部分的预计沉降（包括地震时的沉陷）相差过大，必须设置沉降缝时；④房屋各部分的质量或结构抗侧移刚度大小悬殊时。4.2.5防震缝的合理设置1、防震缝设置原因由于建筑平面和体型的多样化、结构的不规则性有时难以避免，为将不规则结构变为若干规则结构，合理地设置防震缝进行结构分段，从而降低抗震设计的难度及提高抗震设计的可靠度。在国内外历次地震中，曾一再发生相邻建筑物或同幢建筑物相邻单元之间相撞的震例，究其原因，主要是防震缝宽度偏小或构造不当所致。2、防震缝设置原则彻底分离或者牢固连接：忌连又连不牢、分又分不清。“三缝合一”的设置原则：伸缩缝、沉降缝、防震缝三缝合一，对于抗震设防烈度为6度以上的房屋，所有伸缩缝、沉降缝均应符合防震缝的宽度要求。4.2.疯5防严震缝的合睡理设置—淹—续3、描必须设海置抗震朵缝的情酸况①平牌面形状由、局部担尺寸或邪者立面嚷形状不跪符合规牛范的有林关规定门，而又彩未在计促算和构渐造上采袖取相应须措施时梅；②房纽奉屋长度献超过规泛范规定帽的伸缩债缝最大游间距，殿又无条疯件采取燃特殊措跃施而必涌需设置碗伸缩缝殃时；③地挥基土质砖不均匀农，房屋湖各部分羞的预计爱沉降（胡包括地优震时的倦沉陷）紧相差过店大，必较须设置黄沉降缝学时；④房佣屋各部异分的质能量或结狼构抗侧孟移刚度暖大小悬雅殊时。4、防激震缝宽铅度缝宽不带足——林会发生竿碰撞破族坏；由于设缝姑后造成部涌分结构段安过柔，碰溜撞造成失岭稳破坏。必须根据奴具体情况垄认真处理鞭设缝位置罢及设缝宽肃度。确定防敏震缝宽哲度，除蛙考虑结珠构变形秀外，还耕应考虑芬由于地放基变形楼引起基录础转动伤的影响披。4.2.刷5防祖震缝的合贸理设置—霉—续5、防震赶缝最小宽指度——良选好地基燥条件下谈一般结讽构的最困小缝宽象。为防止慢相邻建消筑物在竖地震中击发生碰乖撞，防康震缝的耗宽度不训宜小于烘两侧建迫筑物在搜较低建线筑物屋倍顶高度零处的垂妖直防震换缝方向疑的侧移怒之和。对于钢冠筋混凝输土结构踢房屋的瓜防震缝巧最小宽牺度，一盛般情况胳下应符反合《抗绵震规范扒》所作挑的规定斩：①框架过房屋，冷当高度孝不超过瓣l5m乒时，可充采用7筹0mm宗；当高铃度超过村l5m菠时，6盲度、7顾度、8赏度和9浊度相应链每增高坚5m、滨4m、镰3m和驻2m，盐宜加宽弹20m云m；②框架抗震墙特房屋的防溉震缝宽度还，可采用木第①条数市值的70鲁％，抗震绸墙房屋可销采用第①栽条数值的衣50％，筹且均不宜寄小于70丘mm。4.2.殖5防老震缝的合旬理设置—蚁—续③防震缝两扰侧结构类汁型不同时拆，宜按需滨要较宽防皇震缝的结构类型和争较低房屋自高度确定扬缝宽。例1：某高彩层建筑逝为框架疫—剪力象墙结构娇，抗震灭设防烈怀度为7瓣度，高岛45米半，其群丈房为框献架结构倡，高2析0米，劣主楼和涝群房间聚设防震迟缝，其豆最小缝食宽应为辫多少？解：防震佛缝最小宽击度应根据贷群房框架死结构极其月高度确定品：例2：6度拍地区、园框架结诉构、建祥筑高度故35m露，若需床设防震帜缝，其伴缝宽应变为多少流？若高油为35使m剪力瓣墙结构璃，其缝抬宽？4.2.恨5防申震缝的合揪理设置—与—续4.2耽.5役防震惕缝的合药理设置遵——续6、一般勿尽可能不球设置抗震达缝满足规万定的防槽震缝宽培度在强是烈地震蜻作用下期由于地那面运动毅变化，裹结构扭烫转、舞地基变脊形等复固杂因素灭，相邻把结构仍嫁可能局槐部碰撞收而损坏什；防震缝叨宽度过泽大，建顶筑立面劝效果、存防水处秃理较难蜘；设置不当荣反倒会引厚起相邻建亚筑物碰撞青、失稳、陷加大破坏漏。4.2防.5磁防震钞缝的合沈理设置刮——续7、不设穿置抗震缝处理办法——高层梁建筑宜选轮用合理的弹建筑结构抹方案，不券设抗震缝饿，但要做芳到：采取措施伶避免设置爱防震缝—德—调整平艘面形状和溉尺寸、绞并在构造撞以及设计忠、施工时倾采取措施盗。不规则斩房屋不奥设防震只缝时必止须沿高炼度和从劫平面上碧考虑瓜相对薄亏弱及应直力集中弄部位的森加强及独提高延尽性措乖施，在仍这些部弓位应尽牲量避免妹设置楼削梯间及趣在楼获板上开抖较大洞椅口。对体型复孕杂的建筑并物不设抗亚震缝时，见应对建筑蚁物进行比姥较精确念的结构抗壳震分析，次解决不设帜缝带来的葛不利影响款，如差万异沉降、舟偏心扭转种、温度变移形等，估荣计其局部批应力和射变形集中朗及扭转效荐应影响，困判明其易横损部位，配采取加伴强措施或过提高变形衫能力的措速施。4.3结构选责型与结繁构布置4.3温.1喘结构偏选型结构选拿型涉及龙的内容演较多，庙应根据汗建筑的筒重要性雾、设防烈度、房亮屋高度、挡场地、地燥基、基础饱、材料和演施工等因孕素，通过技检术、经晋济条件准比较综吃合确定药。1、结构材料税的选择单从抗震陕角度考虑皇，作为一蒸种好的结内构形式，桨应具备下列性能：①延性系逗数高；②“强度遣／重力”叛比值大；③匀质生性好；④正交兴各向同薯性；⑤构件龄的连接贝具有整阳体性、伞连续性倡和较好菜的延性佛，并能浅发挥材含料的全梦部强度俩。4.3.卖1结罪构选型—渐—续建筑结构创类型，依晋其抗震性踩能优劣而洪排列的顺香序是：①钢结构凡；②型钢肯混凝土贪结构；③混凝土拿—钢混合贵结构；④现浇柏钢筋混纱凝土结孕构；⑤预应驴力混凝还土结构牧；⑥装配挣式钢筋灰混凝土园结构；⑦配筋骡砌体结斯构；⑧砌体结辩构等。4.3.蚁1结佣构选型—运—续2、抗震颂结构体系栏的确定抗震结史构体系异是抗震修设计应撒考虑的尤关键问眯题，结鞠构方案的选取固是否合或理，对征安全性同和经济粗性起决污定性作短用。《抗震皆规范》愁关于抗抹震结构酱体系，担有下列昌要求：①应具旗有明确的南计算简图纹和合理的死地震作用磨传递途径章；②宜有纽奉多道抗震明防线，应面避免因部开分结构或夫构件破坏扒而导致整蝇个体系丧湖失抗震能汪力或对重笔力的承载记能力；③应炼具备必伸要的强那度，良规好的变峡形能力盘和耗能惑能力；④宜但具有合匙理的刚核度和强岩度分布腊，避免污因局部旦削弱或骡突变形浅成薄弱茶部位，棵产生过陕大的应琴力集中潮或塑性恒变形集读中；对疲可能出潮现的薄压弱部位肢，应采平取措施妄提高抗掩震能力。4.3赤.1貌结构币选型—倍—续3.侍在设计苏房屋之脑前，一凑般应首原先了解功场地和族地基上概及其卓访越周期受，调整艳结构刚蹈度，避枕开共振浪周期。4.选黎择结构体桨系时，要麦注意选择回合理的基疲础形式。对于软廉弱地基赵宜选用吓桩基、谣筏片基拴础或箱盟形基础艘。岩层高低常起伏不均巷匀或有液呀化土层时提最好采用掠桩基等。4.3都.2挂结构布量置的一闸般原则1、平农面布置日力求对码称（质忽量、刚尤度、强恭度）对称结切构在地妥面平动也作用下贵，水平袋地震力姐按构件鞋刚度分盼配，因非而各构纹件受力峡比较均怠匀。而饱非对称钟结构，绝由于刚刊心偏在护一边，椒质心与份刚心不落重合，仆远离刚橡心的刚梳度较小碰构件走，由于集侧移量陡很大，贩所分担揉的水平益地震剪尊力也显恒著增大枝，甚至墓导致整桃个结构彻因一侧粉构件失趴效而倒绿塌。4.3.辣2挂结构布集置的一般单原则——单续最为典型翠的例子是茂1972稻年2月2房诚3日南美亩洲的马那医瓜地震。马那瓜嫌有相距来不远的朋两幢高爽层建筑使，一幢婆为十五各层高的射中央银颈行大厦算，平面应不规则谜，4个裂楼梯间呆偏置塔赤楼西端舍，西端境有填充丧墙，破划坏严重伐，震后软拆除；牲另一幢炊为18最层高的迹美洲银袄行大厦翅，结构择是均匀搞对称的辞，基本杨的抗侧影力体系碑包括4辉个L形剥的筒体悔，对称禽地由连捏梁连接孙起来，乒轻微损述坏，稍润加修理叔便恢复踢使用。壤当地地到震烈度通估计为引8度。4.3白.2扇结构布躬置的一挺般原则同——续当建筑层逼数很多时之，上面各罗层偏心引救起的扭转重效应对下陷层的积累腹，对下面掌几层更不假利。所以习，进行结察构布置时卖，除了要戏求各向对侧称外，还倘希望能具辫有较大的侄抗扭刚度扮。因此，谱下图啊（a）俘、（b帽）所示伐的抗震设墙沿房正屋周边妹布置的鸽方案，葡就优于冻（c）谢、（d付）所示逆在房屋沫内部布涛置的方绿案。4.3钞.2优结构布旧置的一瓣般原则兼——续2、竖向布置际力求均匀结构竖向垂布置的关蛾键在于：邪尽可能使纤其竖向刚守度、强度浮变化均匀次，避免出吓现薄弱层，并应尽您可能降低容房屋的重镜心。注意上刚饿下柔的结纷构的处理由于商业携的需要，馅结构底部傍几层往往那需要设置稿大空间，肤上部各层鹿为全墙体间系或框架竟一抗震墙战体系，而蹦底层或底红部两三层卸则为框架军体系，整跌个结构属愧“框托墙皱”体系。篮这便是工产程上称之摇为“框支牙剪力墙”锣或“底部慢框架”的洽结构。这办种体系很辆不利于抗宁震，应保厨证下部结税构的抗侧配刚度不能锋小于上部慨抗侧刚度评的一定比吉例。4.3微.2煤结构布概置的一耗般原则后——续同一楼层驰的框架柱彩，应该具启有大致相壮同的刚度仰、强度和葛延性，否则，地吩震时很容孙易因受力溜大小悬殊戴而被各个裳击破。在采用纯愈框架结构路的高层建溉筑中，如遍果将楼梯瞎踏步斜梁悄和平台梁蚂直接与框朱架柱相连证，就会使雷该柱变成拨短柱，地凳震时容易显发生剪切婶破坏，应忆予避免或蒙采取相关首措施。4.4衡多冻道抗震埋防线4.4.大1隶多道抗震拾防线的必储要性1、多道抗发震防线浅的定义①一个抗喜震结构枣体系，犹应由若窑干个延终性较好已的分体角系组成杆，并由骑延性较倚好的结且构构件惨连接起横来协同债工作，欧即分体成系间的界连接部剪件应有忘适当强句度、较吴好延性倦和稳定广的滞回厉性能。框架－抗刚震墙体系羽：由延性随框架和抗震贤墙两个沿系统组队成；双肢或堵多肢抗路震墙体踩系：由恢若干个单肢腐墙分系贤统组成赚；框架体爆系：框约架梁和配框架柱俱；4.4.寺1件多道抗震通防线的必画要性——躲续抗震结构趟体系应有幼最大可能北数量的内是部、外部突赘余度（稼相当于超林静定次数券，利用塑碗性变形的推前提），国有意识地忍建立起一态系列分布羊的屈服区旅（塑性铰吐区），以页使结构能倦够吸收和黑耗散大量恰的地震能士量，一旦夜破坏也易它于修复。带赘余杆缓件的耗能续结构(a)双仪肢墙；(讨b)墙和皆框架；(既c)并列筝斜撑；(惜d)芯筒畜和框架柱4.4.睬1只多道抗震勇防线的必他要性——兼续2、多道更抗震防线漆的必要性磁：多道抗震误防线对抗押震结构是变必要的。质强烈地震地往往有一诱定的持续抚时间（几杏秒～几十念秒），并覆且往往伴斜随多次余闪震，结构禽在首次破嫌坏后再遭夏余震，将因会引起损脱伤累积，说当第一道敲防线的抗滑侧力构件叙在强烈地渣震袭击下庄遭到破坏株后，后备宾的第二道逗至第三道始防线的抗会侧力构件污立即接替兽，抵挡住拐后续的地仍震动的冲招击，可保市证建筑物鬼最低限度枪的安全，秤免于倒塌侧。适当处理爹构件的强厘弱关系，升将使其在袄强震作用备下形成多少道防线、店是提高结猫构抗震性堪能、避免峰倒塌的有禽效措施。4.4告.2垦第拌一道防役线的构号件选择秃原则地震的往乐复水平作腐用使结构便遭到严重附破坏、但舟结构的最后倒塌驼是因为结葡构丧失了属承受竖向泄荷载的能泉力，即倒差塌主要取弊决于竖疑向荷载权。因此唐，1、应优疯先选择不史负担或少偏负担重力连荷载的竖达向支撑或伍填充墙，槐或选用轴斗压比值较挡小的抗震根墙、实体钞筒体之类同构件，作颜为第一道球抗震防线见的抗侧力术构件；一弃般情况，勾不宜采用挠轴压比很馅大的框架派柱兼作第课一道防线肠的抗侧力佣构件。—红—不会发离生结构倒骂塌。2、如因紫条件有限集，只能采轰用单一的跳框架体系帝，框架就欺成为整个团体系中唯拆一的抗侧鱼力构件，斗此时应采体用“强柱救弱梁”型如延性框架扭（即梁为没第一道，索柱为第二槐道）。4.4.微2指第一道防扑线的构件挨选择原则黎——续框架破摇坏机制强柱型框问架如下图愚左，在书水平地玻震作用绩下，梁队端首先昏出现塑够性铰，恐梁的屈基服先于闻柱的屈微服，行宾成梁铰破坏挠机制。弱柱型框恨架如下图豪右，在决水平地协震作用庭下，柱袍端首先徒出现塑鞋性铰，欢柱的屈灭服先于六柱的屈鸡服，行序成柱铰破圣坏机制。4.4.岁2猴第一道防漆线的构件亭选择原则歌——续“强柱弱梁”延性框谎架由于梁只装承受一层投或局部重枕力荷载，苏柱承受其析上多层的闷总重力荷符载；钢筋笛端部锚固粒使梁具有材悬索作用贩，只要钢灯筋端部锚鸭固未失效锤，悬索作楚用能维持歪楼面不立到即坍塌。故在强佳烈地震督作用下泻，结构浪发生较术大侧移棕进入非陡弹性阶英段时，迫为使框启架保持屑足够的旁竖向承王载能力奥而免于鼓倒塌，填要求实嗓现梁铰史破坏机治制，即绘塑性铰怖应首先串在梁上冲形成，炼尽可能业避免在撤破坏后焦危害更挨大的柱阳上出现闭塑性铰艳，实现“强柱弱梁”延性框架的抗翠震设计，利用梁的杠变形、破指坏来消耗咽地震能量帝。4.4.临3且利用赘余设构件增多蔑抗震防线赘余构件悬的作用利用结希构中增侄设的赘厦余杆件住的屈服负和变形充，来耗养散输入谱的地震院能量；利用赘余兴杆件的破竿坏和退出旋工作，使上整个结构撕从一种稳塌定体系过被渡到另一异种稳定体越系，实现吴结构周期盈的变化，外避开地震堵动卓越周筝期长时间马持续作用康所引起的查共振效应休；——对皱结构动力粥特性的适急当控制，妹来减轻建湿筑物的破爹坏程度，浑经济。但题要注意：该太被动、笋而且不一雁定有效。4.5者刚度、石承载力和仇延性的匹摧配基本概膊念1、刚发度——炊结构涌刚度是叹影响结宅构在设尊计地震陕作用下顶非结构矛构件性略能、结组构强度净需求、驻以及弹守塑性变炼形需求胡的一个泼关键设快计参数达。设计蛾过程中便的早期考工作将辉是确定原一个合茧理的刚朵度值，店检查典遍型楼层榜的层间用位移和然合理的汇结构周洒期。结构刚度苹的分布关抬系到结构自的内力分光配，某些晨部位刚度绸过大会导纲致该处的渗内力（或际应力）集厨中。参数—拼—K值池、D值柏与EI絮、GA裹、E臭A、L割有关。刚度大旷——自吹振周期汇T小，锅结构地始震剪力震大。（访反应谱好）刚度小—斤—结构弹镜性变形大锻、超过弹规性变形限冷值。4.5病刚随度、承待载力和流延性的凑匹配—除—续2、强衣度——曾结构邻的强度抱应该以惑设防目炼标相符冒。合适普的强度维应该能眉够避免疮结构在逆小震下岩产生破忽坏和在冤大震下期出现超丑出结构隐变形能喘力的过黑大非线央性变形朴。在大地震挥下结构不缩慧存在强度铲的储备，渔设计者要仰作的是保句证结构的晌强度分布扣均匀，即循结构实际搬强度的分墓布与地震密作用的分声布相一致声，否则就锯会出现薄屿弱层。参数——坚R：Mu杜、Vu、伙Nu。承芦载能力验敢算。3、延坡性——于所谓延萌性，即俭结构、削构件或档材料承港载能力作无明显干降低前榆提下（不低于其套极限承载怪力的85%）绣结构发生息非弹性变馋形的能力湖，即屈服纷后能够基尾本维持其糖屈服强度苏的非线性即变形能力缓。延性是县抗震设计疏中的一个带无比重要算的参数。参数——侮Δu/愿Δy。弹晌塑性变形叨验算。4.5扇刚度、条承载力和络延性的匹粉配——续抗震设计泡中没有哪侍一个单一唇的设计参响数可以控乎制不同部估件抗震性患能目标的软要求。为炮了满足不招同部件的订性能目标主，甚至会锁产生不同孙设计参数岂之间的冲冰突。如结坚构的强度要需求（地拍震产生的忧惯性力）盯和器物的森加速度反刺应主要受闲结构构件旅的刚度所货影响，为艺了满足对糕应的性能番要求往往尺希望结构书具备较小捧的刚度，纱而为了控牺制非结构叶的破坏又构往往希望员有较大的远刚度。为满足乡丰某一性铅能水平损下建筑端中的不种同部件于（结构责、非结穿构和器翼物）对狐不同设尖计控制迈参数放的需求抄，抗震冻设计往虽往是一菠个不断是迭代、劈燕相互奶妥协的萝过程，拖以寻找水为满足锄不同性遥能水平刮下不同芹建筑部葬件的性始能目标兴对强度羞、刚度摄、延性橡需求的月合理统课一。必环要的承昆载能力嘴和良好阅的变形驶能力的结合武便使结带构在地刑震作用击下具有碍的耗能胶能力。4.5怒.1昂刚优度与承为载力提高结失构刚度左：优点——练可以减小霞结构侧移灾、减轻地臂震灾害损览失；缺点—没—结构晚刚度大械、自振加周期小赌、地震喜反应大覆、要求亭较高水易平抵抗窗力、提保高工程崭造价、盐降低结餐构延性届。例如：短捡柱——抗乡丰侧移刚度警大，但是摆受剪承载俊能力较小誓、刚度脆和强度不巷匹配经常香造成严重屠的剪切破高坏（斜裂炮缝）。框架结构抗侧移单刚度小班、结构能侧移大户，如果宪抗侧移事刚度不挂足（小殖震作屋用下层拢间侧移角森达到1目/60骡0以上承、基本抖烈度下椒的层间壳侧移压角超过怨1/2罪00时级），P诸-Δ效应叼将使梁伟柱等杆虽件截面贤产生较角大的厘次弯矩夜，进一亡步加大捕杆件截斑面的内力偏回心距和局笑部压应臂力，应在神承载能力港验算和构秘造措施上捕充分考虑。此外校，框架垮侧移很大签时还可能马发生附加辛侧移与P旋-Δ效应自相互促进的恶性循震环。4.5科.1房诚刚晋度与承贺载力—勒—续框架-滥剪力墙堵结构剪力墙的铸数量及厚惯度——剪员力墙数量览多、厚度柿大，刚度幕（GA稠）大、自第振周期短符、地震作惠用大；剪拆力墙数量桂小、厚祖度小，刚云度小、自芹振周期长孟、地震作隆用小。设计—盐—根据支建筑物性重要性诵、建筑膀装修等跑级和设州防烈度跳高低南所确定率的结构伐侧移限良值，来垫确定抗换震墙的学数量和助厚度，或使建阿筑物具导有尽可震能长的旋自振周文期纪最姓小的水包平地震示作用。友通过试制算确定锁。剪力墙厚拴度厚度要补适度，不详能过厚，虾因为：厚墙使触建筑自随振周期炕变短，身水平地算震作用藏增大；很难使乱600船mm后陶的RC街剪力墙错的延性唐达到一追般结构率所需要汉的延锈性指标华；而延辅性较低蛋的RC绵墙体，歪在地震苍作用下欧发生袜剪切破为坏的可置能性以魔及斜裂败缝的开曾展宽度璃均增大健；厚墙开届裂后的筐刚度退勾化幅度倾增大，颗由此引子起的框蒙架剪力健增加百值加大晒。4.5届.1登刚各度与承省载力—彼—续剪力墙仇结构在保证轮结构变钥形小于状限值、河墙体压逝曲稳定喇的前提牛下、应孙尽量石减薄纵窗、横墙忽体的厚助度，或佳采用“神主次结数构”，些加大辽墙体的傅间距，剖减小墙盟体的数摇量，以己降低结轮构抗侧梦移刚鸣度，减删小墙体亦的水平烧地震剪危力和弯稠矩。应通过描恰当的扰配筋，匆提高墙博体抗主旁拉应力稼的强度适。对于层糠数较多接的房屋青，为防膝止墙体牙的水平哗施工缝蓝在巨大吉地震鞭剪力作盼用下发介生水平乎错动，满可在房制屋下部抵几层的索水平绑施工缝红处配置领一些斜明向钢筋维；钢筋混凝勒土剪力墙稿的根部截咽面，当轴并向压应力色较小，而侵剪应力脑较大时，历也应配置茄交叉斜筋言，以提高冻其抗剪承李载能力莫，避免地脖震时出现若剪切滑移像。4.5计.2见刚度执与延性框架—版—由线看形杆件拴组成并只以其杆姻件抗弯浓能力来愈抵抗侧薪力的构圣件，抗催侧移刚裁度小，奥通过合戚理配筋柜，可以许具有较们好的延药性；墙体——栋一种片状央构件，靠愿平面内的求抗剪、抗榴弯能力来合抵抗侧莫力，由于立高宽比较牢小，抗侧独移刚度较驼大，除弯虑曲变形外蛙，剪切变饥形占有相眼当大的比滚重，因而栗延性较差孤。竖向支曾撑——社虽然也射是由线孕形杆件趋所组成堤，但由康于属于策轴力杆费系，因宾而具有免较大的霸抗侧移江刚度，乱但由于库其中的描受压杆娘件容易棕发生侧蒸向挠曲钢，延性糊较差。4.5.串2刚甘度与延性街——续由框架和爪墙体或由符框架和支行撑所组成备的双重体脆系中，框壶架的刚度停小，承担任的地震力鉴小，而弹减性极限变剂形值和延坝性系数却乏较大；墙如体或竖向轧支撑刚度俯大，承担昂的地震力飞大，而梯弹性变形猴值和延性肿系数却较吧小。整个结构喜在往复地促震动的持迁续作用下趣，墙体或姥竖向支撑涌很快就超抖过自身的痒较小弹性采极限变形徒值，墙体灵出现裂缝减，支撑译发生杆件滔屈曲，水迹平抗力逐坟步降低；挥而此刻的导结构层协间侧移角傻还远小于谋框架的弹川性极限变黑形值，框殖架尚未充宏分发挥牵其自身的回水平抗力关，这种由确于体系中稼各抗侧力华构件的坐刚度与延句性不匹配龙，造成各锻构件不能汉同步协调油的发挥水嘱平抗力，牢出现先后喊破坏的各闯个击破情管况。所以梅，协调抗环侧力体傍系中各构膀件的刚度须与延性，遍使其相互子匹配，是俱工程设计溉中的一遥条重要设凑计原则。4.5.絮3旧结构不同蓝部位的延免性要求1、结灯构的延眼性结构延性饥含义①结刮构总体伙延性：扑一般用判结构的障“顶点辞侧移比略”或结慕构的侵“平均敬层间侧铃移比”浅来表达岂；②结臂构楼层弦延性：棉以一个享楼层的刑层间侧居移比来组表达；③构件售延性：指毕整个结构碍中某一构店件（一榀醒框架或一储片墙体）向的延性；④杆件翁延性：指梦一个构件皂中某一杆耻件（框架产中的梁或梁柱，墙片师中的连梁歉或墙肢）消的延性。4.5茄.3村结菊构不同架部位的悠延性要弓求——互续2、延甩性设计鸦的原则在结构痕抗震设浩计中，迷对结构沾中重要致构件的帖延性要比求，高于对冈结构总女体的延矿性要求怜；对构践件中关夸键杆件架或部的扶延性要本求，又守高于对泥整个构趋件的延昌性要求艇。实际工程搏中比较经备济有效的缓办法是，胀有选择地穷重点提高遍结构中的星重要构件携以及某些陶构件中关陈键杆件或铁关键部位宿的延性。吧其原则是扰：①在结构的箱竖向，应棋该重点提虽高楼房中宝可能出现释塑性变形阀集中的相水对柔弱楼趟层的构件恒延性。对于刚度脊沿高度均愉匀分布的案简单体型茄建筑，应脑着重提高鞠底层构件壤延性；4.5箱.3烈结析构不同漂部位的蜻延性要跌求——牺续对于大底心盘的高层饼建筑，应荒该着重提港高主楼与滚裙房顶面园向衔接的亩楼层中构龄件的延性牵；对于其遵他不规差则立面荷高层建骑筑，应滤着重加碌强体型颗突变处气楼层构沟件延性膀；对于框域托墙体科系、框防支墙体赢系，应密着重提冈高底层剥或底部旋几层框祝架延性。②在平熊面位置上伶，应该着精重提高房层屋周边转堡角处、平申面突变处泪以及复杂谈平面各翼膏相接处的判构件延性财。对于偏心际结构，应逗加大房屋杀周边特别凝是刚度腥较弱一端蜻构件的延领性。③对于休具有多道葬抗震防线群的抗侧力暴体系，应斑着重提高姻第一道防罢线中构件忧的延性。在框架-看剪力墙体程系中，应饼重点提高禾抗震墙的绵延性；4.5拖.3塑结胸构不同忘部位的幼延性要两求——予续在筒中筒涂体系中，牛应重点提填高实墙内职筒的延性炭。在框架短-剪力剩墙体系戒中，应械重点提疗高抗震不墙的延广性；在筒中筒夸体系中，马应重点提脑高实墙内怕筒的延性膛。④在同暂一构件中次，应着重带提高关键蓝杆件的延赢性。对于框架场和框架筒斯体，应优府先提高柱谦的延性；对于联善肢墙，仙应特别才注意加春大各层贞连梁的砌延性；对于全框墙体系甘中满布寇窗洞的笋外墙（成壁式框泊架）、搂应着重滔加强掠提高窗装间墙的凳延性；⑤在元同一杆穷件中，灰重点提闹高延性拼的部位胆应该是克预期该居构件地规震时首立先屈服情的部位玩：例如梁的捡两端、柱演的上、下虽端、抗震岂墙墙肢的赔根部等。4.5活.4旅改善介构件延宪性的途枝径（1）控部制构件的藏破坏形态羞：弯曲构屡件的延性依远大于剪健切构件的党延性，所胖以争取更感多的构件散实现弯曲矩破坏——强剪弱救弯设计原则版；控制框架惹结构的破坐坏机制，凤使梁的弯馒曲破坏先执于柱的弯才曲破坏，码称为：“强柱弱蜡梁”设计原则贯。（2）减削小构件的运轴压比（N/bchcfc）：确定胡截面尺点寸时应才该控制质轴压比乘，柱的羡侧移延尖性比随努着轴压川比的增朗大而急玻剧下降棋；在高沿轴压比暑情况下食，增加定箍筋用乏量对提羡高柱延性性比不巩再发挥驶作用。（3）高荐强混凝土卫的应用：当高层建嘱筑超过4始0层时，闷为了保证养框架柱具胜有良好的碧延性，降价低轴压比盗，宜采用偿高强混凝喜土。不过退设计中应北该注意，烟采用高强声混凝土时槽，还应适言当降低剪符压比。4.5.翅4改率善构件延肌性的途径芽——续（4）陵钢纤维疾混凝土南的应用墙：钢纤维混夕凝土是在广普通混凝饺土中掺入堡少量（体修掺率为1死％～2％芝）乱向短若钢纤维形霉成的一种桐复合材料诞。钢纤维丈混凝土具团有较高的溪抗拉、抗哄裂和抗剪联强度，良克好的抗冲输击韧性和罗抗地震延必性。（5）替型钢混迟凝土的料应用：型钢钢筋宵混凝土（饶SRC）抗结构是把丽型钢（S嫩）置入钢虾筋混凝土草（RC）榨中，使型垄钢、钢筋衫（纵筋和蔬箍筋）、距混凝土三氧种材料元偏件协同工保作以抵抗削各种外部蜂作用效应折的一种结晶构。SRC结构侮具有较大尺的强度、黄刚度、延赚性和抗震障性能。4.6所确保结孕构的整体着性地震作沫用下结扶构具有画整体性恒作用是炸保证结个构各部厅件在地撞震作用腐下协调啦工作的育必要条部件。丧失整体茫性——整歼个结构变读成机动构牺架倒塌；变由于外围欲构件平面爸外失稳而横倒塌。结构构貌件之间悲的连接暴，应符逐合下列渠要求：构件节点确的破坏不吩应先于其接连接的构中件，保证失节点的强乒度和延性份，使节点习的强度、杜连接、及疫锚固等强盖于构件；预埋件的劣锚固破坏消不应先于蕉连接件；装配式结布构构件的眯连接，应碧能保证结络构的整体珍性；预应力怕砼构件额的预应蜡力钢筋奋，宜在屈节点核临心区外紧锚固。4.6沟确解保结构冬的整体强性——投续4.结开构构件链抗震要步求砌体结汇构应按箱规定设嫌置RC内圈梁和势构造柱侦、芯柱推，或采雹用配筋顾砌体；混凝土结偿构构件应但合理选择殖尺寸、配冒置纵向受票力钢筋和绸箍筋，们避免剪切勾破坏先于曾弯曲破坏拼（强剪弱台弯）、混怪凝土的唇压溃先于算钢筋的屈叹服、钢筋轰的锚固破槽坏先于构舰件破坏（碎强锚固）岩；预应力混乱凝土的抗洗侧力构件融，应配有浊足够非预姑应力钢筋服；钢结构傲构件应骑合理控久制尺寸粘，避免杂局部失寨稳或整域体失稳辰。4.7量非俩结构部两件处理非结构酱部件：是指在茄结构分彩析中不识考虑承疏受重力套荷载以阔及风、永地震等拍侧力荷迷载的部贝件（如艇内隔墙胁、楼梯休踏步板找、框架骆填充墙跨、建筑导外围墙额板等）晓和建筑玩附属机删电设备剪。在地全震作用腔下，这颂些部件唇参与工妹作，可蒜能改变财整个结由构或某塘些构件煎的刚度犯、承载草力和传丑力路线负，产生馋出乎预欢料的抗口震效果琴，或者浅造成未债曾估计东到的局左部震害埋，因此乒自身及效其与结名构主体缴的连接好，应进捐行抗震等设计。4.7潮.1跨填充父墙的影啦响1、对伶钢筋混拦凝土框靠架体系敌的房屋股，砌体邀填充墙百对结构拳抗震性纹能的影烛响：（l）使圣结构抗恻扒移刚度增系大，自振弱周期减短鹊，增大作丙用于整个夏建筑上的倡水平地震轰力，增加史幅度可达乘30％～候50％。（2）改绢变了结构刮的地震剪掏力分布状凝况。由于贷砌体填充者墙参与抗辆震，分担要了很大一惠部分水平旱地震剪力孔，反而使帽框架所承迈担的楼层逆地震剪力闪减小。（3）由郊于砌体填狸充墙具有扩较大的抗薪侧移刚度价，限制了协框架的变置形，从而舱减小了整伶个结构的烘地震侧移详幅值。（4）相尼对于框架固而言，砌廊体填充墙灵具有很大蒸的初期刚份度，建筑协物遭受地省震前几个充较大加速给度脉冲时啦，填充墙逐承担了大争部分地震旱力，并用倚它自身的额变形及墙摧面裂缝的蹄出现和开羽展，消耗肺输入建筑妄物的地震言能量。4.7扩.1合填充竟墙的影亡响——葵续2、框架院柱的剪切河破坏采用钢筋港混凝土框搏架的建筑素，围护墙采瞒用砖砌填崭充墙时，花由于每开间夏墙面上东均开有双较宽的荡窗洞，剩余的窗攻间墙很窄杀，由于窗倒裙墙对框架柱披的刚性约勒束，减短誓了柱的有效很长度，僻使它变鸡成了短附柱，承担的片地震剪骑力大增佩，因而相往往发生剪切悠破坏。如重图所示。预防措施纸：采用贴帆砌围护墙软方案或墙抛、柱柔性译连接方案勾都是可行林的途径之插一。4.7忌.2昂外墙科板的连践接在高层建视筑中，预倦制钢筋混烘凝土墙板奏或加气混常凝土墙板与主体尊结构的连蔑接，有刚演性方案和垒柔性方案染两种，应爸根据以下3驳方面情况虏来确定：①结构奋抗震分析观中是否要盯求外墙板易参与受力态；②结然构抗侧剑移刚度版的大小梨；③抗迅震设防飞烈度的斧高低。在全墙帖体系的墓“内浇献外挂”讲或装配樱式大板寄的钢筋狼混凝土股高层建筑五中，外兄墙板与铜内墙之奏间一般枣采用刚望性连接迫——抗盏侧移刚度大扬、层间侧圾移小、牌外墙板的浓刚性方案据在构造上延能够满足变批形要求的，连接击可靠参衫与抗震齐是可行吊的。本章结滚束！9、静夜四嫂无邻，荒掀居旧业贫详。。4月-2焦34月-弃23Frid被ay,知Apri送l28倚,20胀2310、雨中莫黄叶树昏，灯下惜白头人漏。。12:5土6:2212:5知6:2212:5炒64/2严8/2座023端12辉:56秒:22驴PM11、以我婚独沈久条，愧君级相见频续。。4月-先2312:那56:荒2212:阁56Apr假-2328-A欢pr-2贞312、故人江吊海别，几拍度隔山川耐。。12:猪56:算2212:5挤6:2212:5设6Fri列day贯,A座pri衣l2尊8,兰202晶313、乍见良翻疑梦绑，相悲队各问年汗。。4月-盘234月-2麻312:女56:键2212:置56:辣22Apri狡l28能,20卵2314、他乡箩生白发顾，旧国束见青山予。。28四录月