建筑结构抗震设计理论与实例

建筑结构抗震设计理论与实例第一章地震及结构抗震基本知识第二章场地、地基、基础第三章单自由度体系结构的地震反应第四章多自由度体系结构的地震反应第五章地震作用和结构抗震设计要点第六章多高层钢筋混凝土结构房屋抗震设计第七章多层砌体房屋和底部框架、内框架砌体房屋抗震设计第八章钢结构房屋抗震设计第九章单层厂房及单层空旷房屋抗震设计第十章非结构构件抗震设计第一章地震及结构抗震的基本知识1.1地震成因及地震类型地壳：地球外表面的一层薄壳。最薄处约5km，地震多发于此。1.1.1地球的构造1.1.2地震的发生过程地球内部由于某种原因发生振动，并以波的形式传递到地表引起地面震动。内部发生振动的地方称之为震源。震源在地表的投影叫震中。震源至地面的垂直距离叫震源深度。根据震源深度以60m，300m为限将地震划分为：浅源地震、中源地震、深源地震。浅源地震危害大。1.1.3地震的成因与类型根据地震成因来分：构造地震：火山地震；塌陷地震；水库引发地震：1.2地震波以及传播地震以波的形式由震源传递到地表。地震波分为：体波和面波。1.2.1体波体波是指通过地球本体内传播的波，包含纵波、横波。纵波：质点振动方向与波的传递方向一致的波。横波：质点振动方向与波的传递方向垂直的波。纵波为压缩波，无论是在固体内还是液体内均能传播。横波为剪切波，只能在固体内传播。波速可以按下式计算：式中 Vp—纵波波速Vs—横波波速E—介质的弹性模量γ—介质的泊松比；ρ—介质的密度；G—介质的剪切模量；λ—拉梅常数通过两种波速的比较可见：纵波的传播速度快于横波，即纵波先到达地面1.2.2面波瑞雷波振动轨迹剖面(a)和射线(b)面波是指介质表面或地球表面及其附近传播的波，一般认为是体波经地层界面多次反射形成的次生波，包含瑞雷波和乐普波。乐普波的传播是质点在与波的传播方向相垂直的水平方向的剪切型运动。质点在水平方向振动与波行进方向耦合后会产生水平扭转分量。1.2.3地震波的主要特新及其在工程中的应用1、地震加速度波形的频谱特性及持续时间的影响软土地基上地震加速度波形中长周期的分量比较显著，而硬土地基上加速度波形则包含多种频谱成分，一般短周期的分量比较显著。长时间持续的地震冲击作用下，结构物的破坏与静载作用下的破坏值相差较大。1.3地震震级与地震烈度1.3.1地震震级地震震级是表征地震强弱的指标，是地震释放多少能量的尺度。小于2级的地震人们感觉不到；5级以上的地震就要引起不同程度的破坏，统称为破坏性地震；7级以上地震称为强烈地震。地震烈度：是地震对地面影响的强烈程度，主要依据宏观的地震影响和破坏现象等方面来判断。地震烈度是表示某一区域范围内地面和各种建筑物受到一次地震影响的平均强弱程度的一个指标。根据1999年颁布的中国地震烈度表划分地震烈度。1.4地震灾害与抗震设防地震灾害：1、地表破坏2、建筑物破坏3、次生灾害结构抗震设防：三水准的设防目标：小震不坏、设防烈度可修、大震不到。抗震设防目标的实现：第一水准：按弹性计算结构在多遇地震下的内力进行强度计算可保证小震不坏的设防目标；第二水准：主要通过概念设计以及构造措施来保证；第三水准：对脆性结构主要从抗震措施上加强；对延性结构则进行弹塑性变形验算加以保证。第二章场地、地基、和基础2.1建筑场地一.建筑地段的选择(地质构造和地形)1.地段类别的划分：(1)有利地段：基岩、坚硬土或密实均匀的中硬土。(2)不利地段：软土、液化土、不均匀土(河道、暗浜等)。(3)危险地段：地震时可能发生滑坡、崩陷、地裂、泥石流等及发展断裂带。2.发展断裂带的震害和避让：(1)震害：断裂带是地质构造上的薄弱环节，在地震时可能产生新的错动，使地面建筑物遭受较大的破坏。所以对于这种危险地段选择建筑场地时应予以避开。(2)影响断裂带错动的因素：地震裂度、覆盖土层厚度：8度>60m，9度>90m时，可不考虑其影响。(3)避让：不满足上述条件时，应避开发震地带，避开距离应大于200-300。2.1建筑场地二.场地土的分类：地震时，地震波经过土层多次的反射、折射、传入建筑物振动后，又将一部分能量回输到地基、滤波？放大？很复杂。但场地土的影响是明显的。如1976年委内瑞拉地震---P19。1.建筑场地对建筑物震害的影响 软弱地基上，柔性结构易破坏，刚性结构相应表现 较好。 坚硬地基上，柔性结构表现较好，刚性结构表现不 一，如74年宁海、76年唐山地震。 深厚覆盖土层上建筑物的震害较重，而浅层土上建 筑物的震害则相对要轻些。2.场地土类的划分2.1建筑场地2.场地土类的划分1)影响因素覆盖土层类型：*坚硬土成岩石：Vs>500m/s。*中硬土：250m/s<Vs<=500m/s。*中软土：140m/s<=250m/s。*软弱土：Vs<=140m/s。覆盖土层厚度：覆盖土层至坚硬层(Vs>500m/s)顶面的距离。2.1建筑场地覆盖土层厚度：覆盖土层至坚硬层(Vs>500m/s)顶面的距离。2).特殊情况：当无实测剪切波速时，也可由载荷试验参考按P20表2.1来划分土的类型。当由若干层土层组成的场地土，可用土层的等效剪切波速来划分土的类型。等效剪切波速计算公式：P20式(2.1)(2.2)。3).抗震规范场地类别划分：抗震规范按照表层土的剪切波速和场地覆盖层厚度两个因素，将建筑物场地分为I-IV四种类别，见表2.2所示；P21。例题2.1：已知某建筑场地的地质钻探资料如表2.3，试确定该建筑场地的类别。P21场地的地质钻探资料：表2.3层底深度(m)土层厚度(m)土层名称土层剪切波速(m/s)9.59.5砂37.828.3淤泥质粘土48.610.860.111.568.07.986.518.5例题2.1解答解：(1)确定地面下20m范围内土的类型剪切波从地表到20m深度范围的传播时间：所以表层土属中软土。(2).确定覆盖层厚度：68m以下土层为砾石夹砂、土层剪切波速>500m/s.覆盖层厚度应是为68m。(3).确保类别：据表层土属于中软层和覆盖层厚度在9m-80m之间两个条件，查表2.2得类场地土。2.2地基的抗震验祘一.天然地基破坏极少.二.可不进行抗震验祘的天然地基：1.为了简化和减少抗震设计---P22。三.天然地基的抗震验算：考虑到地震作用下土的动强度比静强度高和可靠度应该以静力荷载下有所降低，地基抗震承载力设计值采用静力承载力设计值乘以调整系数。地基和基础的抗震验算：一般采用是所谓的"拟静力法"计算。另外，还需限制地震作用下过大的基础偏心荷载。2.2地基的抗震验祘四.桩基的抗震验算：1.可不进行桩基抗震验算的范围：P24。2.当需要进行桩基础抗震验算时：1).单桩的竖向和水平向抗震承载力特征值：---见下节的讨论P24。2).当考虑桩基承受水平向地震荷载效应的验算时，应根据具体情况确定桩和承台(包括地下室)荷载分担此问题。P24。五.液化地基的判别与处理：1.地基土的液化现象(1).地基土的液化：地基土液化，在地震作用下，饱和砂土或粉土颗粒间急剧上升的孔隙水压力来不及消散，使有效压力降低，当有效压力完全消失时，土体抗剪强度为0，形成有如"液体"的现象，即称为"液化"。2.2地基的抗震验祘(2).液化危害1).地面：喷水、冒砂、地陷等。2).建筑物：下沉、倾斜，如唐山地震时，天津办公楼半层沉地下；上部结构破坏；室内地坪破坏等。2.决定地基液化的主要因素有：(1)土层的地质年代。(2).土的组成和密实饱度。(3).液化土层的埋深。(4).地下水位深度。(4).地震烈度和持续时间。3.液化的初步判别：初步判别为不液化或可不考虑液化影响的条件：P27。2.2地基的抗震验祘4.试验判别：*标准贯入试验的判别公式为：锤重：(63.5kg)、落地：(76cm)、打入土层深度：(30cm)。*计算液化指数：P30。5.地基抗液化措施：P31。

思考题1.为什洞么抗震设条计时要考颠虑场地影米响?怎样妹考虑?分使4类、分提类依据。温P20。耳P19。篮设防烈度隆。2.影滤响土层坏液化的城主要因嗓素是什奸么?怎晕样判别画?土层专液化会耻造成那冈些后果肥?3.根萝据表中允数值计芝算场地乡丰等效剪唐切波速急，并判顾断场地壶类别。土层厚权度把2毕.2幼5.8治8.粗2少4暴.5狭4.3Vs(棒m/s浊)扛18舰0上20春0真26裁0汇42蹦0层53随0第三章就单自丛由度体系组结构的地驻震反应3.1饼概述一.建筑匙结构的地披震反应：*地震反律应：地面糊运动作用猾于房屋,姑在房屋结毁构中产生雕的内力、押变形、位蛛移速度和膜加速度。*影响地战震反应的匆因素：房筑屋结构的元动力特性胞、地面运领动特性(它幅值、频疮谱特性、忧持续时间收)等。*需求撑解一亇花动力学沾问题，红很复杂球。分析很中需要牛进行简投化。二.建筑纯结构的动该力计算简萍图：P3择6图3斯.1,3揪.2。房屋结构刊的简化：雄一般将一责单层房屋宴集中为一柳个质的，是将竖向构华件质量集册中至上下原两端，忽笼略质量的愤扭转效应丘，按单自光由度考虑卫。三.地震企反应分析悄的目的：准计算地震郑作用下结尸构的内力亮，进行结穴构抗震设互计。3.2篮单自锋由度体厘系的自该由振动一.力诞学模型蚁及运动墓方程：1.荷惰载作用迈下的运经动方程绑：P3昨7.图粘3.3*质奌脏所受的块力：弹性恢简复力：差Fs围=-k房诚x,天惯叉性力：阻尼力酿：外力:腥P(驾t)*达郎旅贝尔原念理：*运动方程敏：3.2克单自裙由度体灰系的自帮由振动----纷---无苗阻尼自振额圆频率阻尼比c姥阻尼灭系数3.2谁单自慈由度体暖系的自晨由振动2.地面块运动作用堵下运动方航程：地面运富动加速邻度：质奌绝杯对加速愚度：质奌相对宏地面加速枝度：惯性力辨：质奌的贸阻尼力骑：恢复力屡：3.2利单自甚由度体鲜系的自怠由振动*达朗蛾贝尔原瓶理：*运动铸方程(稍公式)二.运蛋动方程狗的解：1.单局自由度请体系的驼无阻尼万自由振朝动：一般解:3.2陵单自由度匙体系的自婶由振动给定初倚始条件拢t=0旱时,初销位移则振幅-烘A,秩圆疤频率-周期频率即加速度惯性力初速度3.2抓单自由度唱体系的自蠢由振动2.单固自由度手体系的止有阻尼冠自由振担动：结构中子存在一栽种耗能筹的因素盗---题-阻尼孩。一般驰采用粘忠滞阻尼衰理论，袜粘滞阻端尼理论允假定：搁阻尼力歪与速度副成正比溪、但方查向与速易度相反扭。3.2镰单自由度谨体系的自理由振动,初滥速度为---雷---鼓---皇--有元阻尼的份自振频跃率咱P41拢,图3亭.5初始条抬件t=崖0时,跳初位眯移为3.2堡单自由度第体系的自隶由振动例3.1槐:一单柴自由度体毒系:骑m=20宅4t,织k=8慨048.帽6kN/沿m,阻婶尼比取为缎0.05子,求体帖系的自振屋特性.解:单自由度响体系在任遮意荷载作之用下的受纲迫振动：1)瞬时哄荷载作用欲下的自由烈振动：代入初挣始条件定:t=幻玉0,位津移x=质0,室初速度得2)一般渡动力荷载有作用下的您动力反应牲：在方程隙解中：单自由呢度体系晒在任意死荷载作菌用下的欠受迫振畅动：2)一安般动力悲荷载作浊用下的饥动力反作应：杜哈美采积分3)地面单运动作用齐情况：特点：不岁规则、不腥能用函数悄表示，如柳何求解运蛛动方程?腥P41往图3.迹63.4汇单自由箭度体系洲地震反贫应的数急值计算漆：一.地面棋运动作用剩下的位移久反应，因代入二.运赌动方程躲数值计刷算：1.分析茎方法：将时段届[0,互T]划猜分为n浙个时间窝段:当杜哈美积执分中用3.4荐单自蓬由度体系野地震反应付的数值计鬼算：将时段[猛0,T]境划分为n杆个时间段港:当时在tk,tk+1内设定某造种变化规隙律,从勒而根据tk时刻值,票求得tk+1时刻的值躲.2.线性始加速度法萝：假定[角tk,tk+1]内的泪加速度满细足下式:在区间微[tk,tk+1]内对上生式进行缠积分,遭得:3.4仙单自镇由度体系包地震反应盖的数值计绞算：在区间比[tk,tk+1]内对上工式进行罢积分,胁得:3.4绿单自由勒度体系粥地震反神应的数阶值计算怖：在区间机[tk,tk+1]对忆(3.脱16婆)式进旱行积分首,得:3.4母单自嗓由度体系释地震反应芽的数值计漆算：将上两项期代入运动跑方程3.5维抗震责设计反应关谱求解地皮震作用乏下结构倘内力的表方法：1.比最较精确纤的方法忧：建立截结构体摄系的动给力学模挥型，根锤据在地侧震作用桑下的位沟移反应厕，利用盲刚度方疲程，直狱到求觧消内力。残适用情获况：理领论分析耍。2.近敢似方法枕：根据良地震作吩用下结祖构的加旧速度反古应，求望出该结轻构体系遮的惯性理力，将熊此惯性墨力视作劫为一种哲反映地勒震影响辱的等效溪力，即切地震作拒用，再把进行结纷构静力越计算，铲求出各区构件内写力。适誓用于结坊构设计轻。"抗震匹规范"交近似方霸法一.水平膜地震作用械的基本公供式：对于某一估特定的地员面运动体系的质加速度格反应质点的森绝对加刷速度为3.5香抗震搅设计反应屠谱质点的叫最大绝汪对加速秩度:地震时糠结构经事受的最底大地震烦作用二.地震净影响系数不：地震影响感系数不包停含地面运迷动强烈程耕度和结构念反应大小地震系数不:3.5健抗震证设计反应地谱反应地面拐运动强烈孟程度，一享般情况下遵，地震烈员度越高，宫地面运动招加速度愈辆大，所以鲁、地震系千数与地震趣烈度之间陷有一定的样对应关系灵。P49交、表3.械1动力系数六(放大倍过数)反应单投质奌-验---傅---局--多推少倍逆P49油.三.水平泰地震作用号的计算：关键要确饱定影响因忧素,设防烈度，场肉区的地震衔动特性和粱场地条件微。3.5荷抗震设写计反应判谱四.地锤震反应宜谱：1.影容响结构旱地震反巡寿应的因刊素：地面运动潮(加速度韵波)；场泪地特征(阅特征周期纲)；结构卧动力特性个(周期和桥阻尼)。2.反疤应谱曲吐线的绘勇制：(1).恢反应谱曲气线：单质财奌结构反航应(加速节度、速度步、位移)汪与结构自范振周期的雅关系曲线步。(2)反犹应谱曲线扬的确定已知结构峰的阻尼(陆一般变化遥不大)，级场地特征益，对某一新特定的地螺面运动、枪地震加速锁度反应只登与结构的宇周期有关贤，因此可拣求出加速灵度(速度刑、位移)伤。a与周吉期T的-纹-对应关躺系，这样泻给定任一肆地面运动今、即可做熄出一条a握-T曲线报、称作加跑速度反应预谱曲线。3.5蛇抗震设扣计反应绳谱3.反应搅谱曲线的接特点：1).袋多峰值庭，茧2).店阻尼影脊响大，猎3你)随周平期变化惯规律显肝著。地面运动壳无规律，苗包含了不寒同频率的卸分量，不摊同结构放溪大频率不俊同。4.标准授地震加速阁度反应谱叙曲线：1).茄地震动霸力反应骑谱是某咳一个地颂震记录颗的，同夸时有很魂多峰值录。不同驾地震记描录的反鼻应谱之化间的差洞别很大衫。需对大量购的地震反贤应谱进行崖标准化、叉平均化处模理，得到染设计反应禁谱。2).场委地地面运圾动的选取姜：根据建他筑特征选吧择数条合座适的地面贼加速度波篇，绘制几造条a-T握曲线进行民统计拟合救确定出一逗条适合该茎建筑场地报的反应谱醋曲线，称丹为标准反安应谱曲线丘。3).限标准反锦应谱曲护线的应披用：已膛知结构夹的周期能、即可奥由标准漫反应谱细曲线直蜡接查出代加速度忘反应。3.5暖抗震设色计反应传谱五."垂抗震规范越"设计反枝应谱：1.我万国"抗钓震规范丙"中的轰设计反套应谱、膀即为地雷震影响散系数曲线2.地震恼影响系数庙曲线的确口定：1).选争用国内、炕外近30选0条地震位记录，按唇场地类别励归类、统肃计拟合出膊标准地震吊影响系数外曲线。：取决于州设防烈度率和阻尼。3)谱堤曲线-宿--的颗形状了冻：*场地棵条件：愚场地类吸型和地银震分组性(分第束一组、泰第二组骗、第三敌组)*阻尼核的影响取：一般佛钢筋砼原的阻尼档比取0惊.052).谱运曲线的峰楚值：3.5壳抗震设千计反应丝式谱六.设烦防烈度两地震有根关参数马的确定检：例3.钳3地震加速礼度、水平烂影响系数体最大值、瓶特征周期震，P9血8.表5洪.5表大5.6表3.2逐设柴防烈度和课地震加速尼度值的关音系设防烈度船6配7替8要9设计基本意地震加速旁度0砖.05g参0.1厦0.样2递0.4g(0.1艳5)g伶(0.妇30)g3.5希抗震慨设计反应项谱3.6微单成自由度漂体系的续非线性虫地震反稳应与计尤算(了转解)本章将考扒虑结构变夹形时的材酿料非线性率状，阻尼址仍采用瑞舌利阻尼假竞定。思考题：1.结莫构抗震榆计算有剃几种方叛法？分堪别在什棚么情况养下应用床？P住1182.解陕释地震予反应谱丸和设计灵反应谱种之间的伙关系?3.6泼.1瓦材料的芒非线性窃.3.6.艘2单自棉由度非线冒性体系的裹运动方程狱.3.6航.3灿非线性灭运动方坚程的求多觧.3.6.蠢4恢复等力模型.3.6.栗5单自朱由度体系勺地震及应静计祘程序3.5令抗震检设计反应氧谱一.材料总的非线性喇：当应力较圾小时，建歇筑结构中衣常用的钢届砼和砌体这这两种材朝料，应力秒和应变基磨本上呈线鲁性关系，众反映在宏胁观上，构青件所受的胖力或其恢购复力和构辱件变形或厘位移成线等性关系，叠在力学模利型中，构谋件可理想肝化为一根愤线忙弹簧瞧。当变形维增大，算特别是偷材料出版现裂缝碰后，应扣力和应碧变之间株已不再良具有线菌性关系队，有部去分变形滑不能恢供复，在渡宏观上寇、构件沈的恢复呈力和变渐形之间额不再具锹有线性到关系。二.单劲自由度螺非线性埋体系的扭运动方甜程：3.5肺抗震设屈计反应案谱当体系变僻形较大，勉质奌所受践到的恢复烧力fs和萌质奌变形筹之间的非坏线性关系筝与质奌的洒变形有关踢：体系的禁运动方龟程为:非线性宏运动方饭程的求捕解：时刻和时刻均成贱立，即-瘦--P5涛1恢复力刚模型体系的雹恢复力勿模型反挥映了体虫系恢复霜力fs帮在体系响整个振谜动过程叶中的变搂化规则翅---锦-P5侵3"半退固化三线鸟型"恢厕复力模南型运动方嘱程在第四章属多毯自由度筝体系结剧构的地话震反应4.1障多自由番度体系的葬自由振动一.多亡自由度企体系的绝基本概去念1.实练际房屋得的自由饿度：无泽限个。简化：有遥限自由度妻模型。2.常劲用分析伐模型：栋层间模仇型：每坐个楼面街、屋面耍可作用口一个质粗点，墙绩柱质量杀则分别比向上下测质点集糕中。二.两索自由度鼠无阻尼响运动方池程的建途以立：以两个资自由度辆为例：1.质棉点的运变动：4.1脑多朽自由度筝体系的离自由振奥动地面运帮动加速站度：质点相库对加速索度：质点绝对钳加速度：2.质点争1的运动顿方程：惯性力：恢复力：4.1凝多自由惹度体系的匹自由振动平衡方程库：质点1蜜运动方酬程：3.质点诸2的运动简方程：惯性力仪：恢复力：平衡方程虏：4.1辽多被自由度层体系的佩自由振嘉动质点2石运动方应程：合并式(拢4.2)犹和(4.执3)写成怕矩阵形式考虑阻填尼时：4.1渠多自由脾度体系的心自由振动采用端何雷阻尼厅假定：三.多茶自由度狠体系的坝自振频已率：无阻尼振党动方程：考虑两自洋由度情况谨，假定位旅移矢量：代入4.1遵多肠自由度篇体系的银自由振食动频率方摆程:或展开:4.1某多理自由度裁体系的体自由振盲动---宴-第一辽自振圆丽频率积(较及小)---货--第长二自振秘圆频率亦(郊较大)---君--较艳大的为温第一自调振周期----播-较小的鹿为第二自阵振周期----未较小的为伤第一自振窝频率----柴较大的为碗第二自振曲频率四.多迁自由度畅体系的艇振型振型的纲概念：标对应某播一自振牲频率各概质点位疯移向的打关系：1.对应错某一自振份频率各质况点位移的剂比值：频率方程奇：特点：薪位移幅症值的比粱值为常怠数。四.多自方由度体系业的振型2.对应叠某一自振大频率、各宏质点任意秆时刻位移座的关系：位移比膛值仍为幻玉常数。四.多话自由度栗体系的物振型3.体责系运动弹的组成弊：包含挺所有的烫频率和指振型。(以第一捐频率振动柔的位移)玩(以昼第二频率弹振动的位斑移1)多自尾由度运动醉方程的特驶点---爪--耦联替的微分方第程。2)质点务的运动包厌括所有振泼型频率。3).各主振托型之间倡具有关芒系？四.多故自由度绞体系的熊振型4.振型饥的正交性株：任意两荷个不同频弃率的主振勾型之间有捎在互相正亦交的性质爬。频率员方程:转置变统换:四.多薯自由度揪体系的验振型振型关于蔑质量矩阵绵正交性同样可得削:振型于碎刚度矩阵徐正交性进一步可省得:振判型材规格化:五.结烛构周期机的计算(一).究基本周期郊的实用近责似计算：1.能量搏法钉P701)体系欲的最大变逢形能：2)体疲系的最柏大动能禁：3)能量腐守恒原理灿:五.结滚构周期液的计算对应第天一振型礼,假定武:五.结构炉周期的计蓄算2.等蒙效质量位法：基本思想俊：用一个以等效单质饭点体系、扰代替原来临的多质点篮体系。原念则为：1)等效辨单质点体叶系与原多俱质点体系触的基本自浸振效率相沃等。2).创两者的雾最大动妹能相等害。3）多质附点体系、换第一振型歼约束条件葬和刚度与规原体系相市等等效单惠质点体幕系的最跟大动能接：五.结轿构周期狸的计算连续质且量体系止弯曲型太悬臂构毁件，剪切型悬情臂构件弯剪型悬机臂结构介乔于前两者拒之间。等效单质焰点体系的桥频率：--体系在表等效质木奌处,受单位水捎平力所产责生所水平全位移五.结构缸周期的计耍算3.顶奥点位移阅法基本思针想：将形悬臂结嫩构的基棉本周期拍，用顶喇点位移据表示，仍而该顶绢点位移苏为将结摆构重力俱荷载作雅为水平慈荷载作卵用在结鲁构顶点辆所产生钓的假想晋顶点位迟移。对质量沿章高度均匀被分布的等纽奉截面弯曲棍型悬臂杆征:将重力愈荷载作室为水平嗽荷载产隔生的顶乒点位移屈为：4.2垫多闹自由度湿体系的蒜振型分洋觧法一.振型剃分解法基蛙本概念：1).坐庆标变换：坐标变换将振型和组合系卖数再叠加2).护振型乘云以组合搜系数叠乓加：将实际位室移按振型打加以分觧影、故称为辛振型分解衡法。4.2凶多自由富度体系的史振型分觧畏法二.多施自由度绣体系振昼型分觧蜡：振型分解姐式：将质点地愉震作用下绢任一时刻干的位移用简其振型的越线性组合竞表示，其浓中假定阻乘尼矩阵[忆C]可表翻示为:三.多供自由度眨体系地对震反应腔振型分玩觧法的绸求解步磁骤：1.求体西系自振效英率和振型良.2.计姐算振型祥参与系厉数Vj3.求固解的羞各阶单四自由度科体系的筐广义坐灿标：4.按振型叠羞加原理计政算各质点孩的位移.4.3录受微自由度惰体系的贴水平地膨震作用孔及效应*适合于翠工程抗震氧设计的方冶法：简单岂、实用。*需要蓬的关键寨参数：飞各质点中反应的辅最大值破。*简征化分析藏方法：规在振型蔑分解法依的基础泊上，结亚合适用拐单自由剩度体系铃的反应掘谱理论醉，推导谨出实用屯的振型精分解反乳应谱法病。*在某般些特定立的条件悄下，还启可推得牵更为简摊单的底押部剪力愚法。一.振型谣分觧反应滔谱法：多自由度修体系的水才平地震作冰用、可用果各质点所杰受的惯性砖力来代表错。--P侍77*振型狡的地震复组合时眯振型反挥应的确功定：结构的总稿地震反应监应以底阶裂振型为主季，高阶振蛛型的影响文较小。1).卧一般情蝇况下、唐可取结做构前2胞-3振裕型进行窗组合、敢但不多贯于结构阻自由度司。2).当鱼结构基本逢周期大于鞠1.5s盆或高宽比烈大于5时锋，可适当灰增加。4.3围多获自由度铲体系的钢水平地随震作用寺及效应二.底飘层剪力摘法总底层剪猜力的分配铸：根据第以一振型瓦近仍为艇直线的化假定，误差分析园：1).宵顶点的堵水平地塔震作用仙为：鞭梢效应咽：突出屋受面的小建杀筑，由于塘刚度和质心量突然变局小，局中抱地震反应轿有可能加开剧，计算揪作用在小叫建筑上的趁地震作用助需乘以增轧大系数，思抗震规范拦规定为3，向主体恒结构传递蒜时不乘增历大系数第五章萄地震作彻用和结秘构抗震肾设计要缓点各类建筑句抗震设防海的目标.“三水壳准”,虾“两阶亲段”抗奸震设计夏目标,内即小震馅不坏、沙中震可突修、大硬震不倒宴“,分恼别按弹吧性和弹后塑性两维阶段设宅计。一.地震寸作用计算便的一般规索定."抗震赴规范"窗规定的妨计算原笔则.1).一奏般情况下外,应在建亲筑结构的杠两个主轴勉方向分别爽考虑水平翠地震作用素并进行抗懂震验祘.橡[如房屋嗓角部].2).不倍同方向抗纵侧力结构歉的共同构已件,应考诵虑双向水宗平地震作察用的影响俯。第五章跃地震作宜用和结培构抗震彻设计要紫点地震作咱用计算英方法的载选用情正况：根据不焰同的结趋构、不图同的设扩计要求蒜区别对婆待。1).菊底层剪争力法适朝用情况牌：高度愈不超过奥40m膊，以剪血切变形尖为主且防质量和剖刚度沿京高度分割布比较尾均匀的鲁结构，裙以及近工似于单黑质体系省的结构诸。2).振营型分解反慰应谱法适读用情况：商P963).时需程分析法沫适用情况概：P9凝6第五章笔地震园作用和结吃构抗震设印计要点釆用时风程分析赞法进行转计算应摧注意以数下问题昂：*满足须地震动酸三要素队：频谱续特性、纽奉有效峰轻值和持央续时间面均要符晴合规定卡，频谱学特性可蚀根据地么震影响殃系数曲光线所处正的场地蚀类别和盯设计地妹震分组集确定。*输入缸加速度免时程曲减线的持竹续时间秩，不论罗实际的匹地震记揪录还是感人工摸被似的波且形，一立般为结组构周期租的5-致10倍遍。*最小地凭震波数：界不少于二蜡组实际地叹震波记录副和一组人洪工模似的崖加速度时忍程曲线，君其平均地砌震影响系厕数曲线应历与振型分钟解反应谱融法所采用寸的地震影哥响系数曲否线在统计鹅意义上相相符.第五章秩地震作权用和结葬构抗震道设计要方点三.重硬力荷载搬代表值抵的计算膀：进行结构集抗震设计栗时考虑的朵重力荷载坊称为重力路荷载代表败值，重力乓荷载包括寇恒载和活书载。由于曾地震发生忌时，活载税往往达不蔬到标准值涝，因此，歪在计算顶衰点的重力努荷载可对践活载进行昏折减。四、水平爽地震作用振的有关规碌定：1.考虑懂扭转藕联艰时水平地皮震作用计奥算2、平臂面规则优的建筑武结构，挤可以不着考虑扭拣转耦联机计算时说，但应丈增大边各榀结构捉地震内匆力第五章鉴地震死作用和结垮构抗震设定计要点结构抗震涝验算内容一.结构厦抗震验祘钉内容(小震齿不坏)1.多遇娱地震下结报构允许弹杯性变形验威算，防止泥非结构构乘件破坏。2.多民遇地震揭下强度构验算，骡防止结涛构构件仿破坏。(大震不亮倒)3.罕线遇地震斜下结构始的弹塑粘性变形欧验算，凡防止结照构倒塌内。中震可东修(非劣计算、廊通过构船造保证侄)。第五章季地震敲作用和结牌构抗震设纸计要点*结构熄构件的兽地震作暴用效应叶和其它末荷载效懒应组合闯，可按畏下式计钱算：罕遇地绿震作用冶下结构陡弹塑性贷变形验鸡算。结构的弹朋塑性变形悼控制目标卖：保证结匙构不致倒异塌。验算方法察：应对结谈构的薄弱涉层(变形委大)进行妙弹塑性验件算，一般恩在强震作滤用下使其需小于某限斜值，以保流证结构不昆致倒塌。第六章京钢砼多虎高层结构腔抗震设计6.1卫结构挣震害分闯析一.框架揭结构震害意.1.结构殊层间屈服赛强度有明割显薄弱楼渴层.强烈竹地震作用尼下，结构黎的薄弱层管将率先屈匹服，并且蜘形成塑性纺变形集中洲的现象。2.柱端仁破坏：框病架结构破粒坏一般是鬼梁轻柱重挤，柱顶重枣于柱底，芒尤其是角胶柱和边柱逗更易发生延破坏。一南般发生柱声端弯曲破石坏、轻者吸发生水平同或斜向裂巨缝，重者点砼压酥、谦主筋外露桥、压屈和醒箍筋崩脱慢。3.节点枪破坏.当沃节点核心围区无箍筋螺约束时、外节点与柱湾端合并加面重。4.砌体衣填充墙破参坏严重.8度和8惠度以上地仁区，填充袍墙裂缝明弓显加重，豆其至部分蹲倒塌，震擦害规律一捆般是上轻电下重。6.1奴结构震害如分析二.抗震看墙(相当伏于剪力墙雹)结构的秧震害.1.连适梁震害眨：开洞抗珍震墙，译因洞口农应力集陶中，在吸约束弯打矩作用锡下连梁棉端部很喇容易形邀成垂直嫩裂缝，吹连梁常猫是高梁弄、跨高锋比小于游2，还和易形成吸斜向的姐剪切裂改缝。2.墙幸肢破坏饺：底层详通肢内力川最大易耀出现裂昂缝和破药坏。水校平荷载知下受拉趋的墙肢锡轴压力网较小，耀甚至会剥出现拉透力，墙瞧肢底部受容易出饺现水平训裂缝。*墙肢悠总高度却和总宽冰度之比族较小时匪，使总羞剪跨比厘较小，名墙肢中度的斜向摊裂缝可形能贯通仪发生剪触切破坏型。*某个先抗震墙己肢剪跨美比较小铺时，可刻能出现泽局部墙窑肢的破高坏。6.2版钢筋角砼结构抗霜震设计的固基本要求一.抗震秀等级1.地震愧作用越大河，房屋抗滤震要求越明高。*震害表繁明、未经刚抗震设计寻的钢筋砼咳结构，在绍7度区只芝有个别构降件破坏，府7度、9险度破坏增水多，所以硬、对不同越设防烈度伍和场地、未可以有明阻显差别。2.结条构的抗起震能力符主要取砖决于主楚要抗侧罗力构件进的性能圈，主、糖次要抗很侧力构赌件的要赛求可以蛋有区别旷。常3.房铃屋越高瞎，地震茄反应越果大，其泉抗震要速求越高摸。4.抗琴震等级正划分：牺综合考容虑地震咱作用、奇结构类遭型和房节屋高度权等因素铅、划分跟抗震等想级进行迟抗震设折计，可雪以对同予一设防奏烈度的扫不同高公度的房于屋采用搞不同抗勤震等级蜻设计；宿对同一炊建二塞.钢筋蛋砼结构删体系要还求.P征114清筑物中厉结构部谦分采用盼不同的萝抗震等炎级。6.2娃钢筋砼浪结构抗暑震设计严的基本蠢要求二.结续构宜有移多道抗肺震防线素：1.框架石-填充墙宗结构是性历能较差的丽多道抗震牢防线结构围。第一道冠防线：砌绢体填充墙兄、刚度大大、承载力遮低、实际您上是与框端架共同工侍作，但抗饼震性能差觉；第二道肯防浅：框孕架结构、孙一旦填充芬墙达到承肥载力，刚冤度退化快识，地震作叠用转化给隐框架。2.框跨架-抗宇震详结唐构是具顽有良好爆性能的板多道抗棵震防线拔结构。惭其中抗卫震墙既傲是主要赛抗侧力碌构件又毅是第一揉道防线助。因此傅抗震墙钢应有足等够的数恳量。6.2猛钢筋砼庭结构抗返震设计促的基本雄要求三.合理戚设计结构突破坏机制机.1.框架轰结构的破拦坏机制.1).喘节点基医本不坏搅，梁比示柱的屈线服早发机生、多飘发生。2).住同一层铁中各柱山两端的牙屈服历帐程越长退越好，疫底层柱琴的塑性速铰较晚局形成。3).砖概念设凑计理念梅：强柱智弱梁、暮强剪弱迫弯、强蜻节点弱肆杆件。2.框架抄-抗震墙择结构的破珍坏机制.*破坏形免态为弯剪鹊破坏，且珍塑性屈服春宜发生在听柱底，连际梁应在梁摆端塑性屈罢服。*条件否：控制感各墙段梳高宽比籍不宜小逢街2。6.2挣钢筋棍砼结构抗觉震设计的挠基本要求五.控叶制构件夜在极限联破坏前厚不发生载明显的锅脆性破盛坏：1.轴盟压比限扬制：2.剪压张比限制：1).存剪压比猾影响：*配筋率敲过大时、挽不能充分怖发挥箍筋师强度，发闹生斜压破贴坏。*剪压甲比对截佩面变形共有影响公。*实际上胞是限制最念小截面尺序寸。剪跨比不孙大街2的伐矩形框架送：6.3壳钢璃筋砼框蓬架结构恼抗震设剑计内力竟组合一.结构辫抗震设计此内力组合刮情况1.需妻考虑的没内力组专合项。2.承淋载力验涨算式：6.4衡钢筋砼坏框架结构柏抗震验算一.地震栽作用效应芹调整1.控盆制强震羞作用下堵结构的抛破坏机朋制2.控制宗构件的破捷坏形态，从[正截面词适筋破坏优]，提高钥变形能力池。3.体现阳能力控制赖的概念，廉并区别不蕉同的抗震糠等级，在库一定程度荷上实现"悟强柱弱梁顾"、"强脏节点弱杆讲件"、强躺剪弱弯"没的破坏规秆则。4.在安沸全、经济球、合理的潮前提下转鸣换为承载贴力设计表产达式6.4设钢筋砼钢框架结构滚抗震验算二.抗震诵设计构件平内力设计梨值调整：1.根据乌强柱弱梁留原则进行翠柱弯矩值仪调整：9度和一职级框框尚镜应符合：2.根葬据强剪皆弱弯原攀则进行番剪力设陶计值调暗整.框架梁剪适力设计值洗调整框架柱剪建力设计值忘的调整6.4宾钢顷筋砼框尤架结构剩抗震验雪算三.截谈面抗震逗验算：1.梁截吹面验算：截面限默制条件叔：6.4怜钢职筋砼框圾架结构云抗震验猎算2)斜截蔬面验算：截面限制愈条件6.4哄钢珍筋砼框座架结构恋抗震验革算2.柱截片面验算：1).补正截面蛾验算2).轴围压比的限俩制：3).茅斜截面鬼的验祘6.4搏钢述筋砼框纯架结构般抗震验农算3.框架蹈节点抗剪龄设计四.框糠架结构钳水平位伶移验算1.层迎间弹性付位移验狐算：2.罕遇笼地震作用转下框架结再构弹塑性弹水平位移此验祘3).层裙间屈服剪旅力计算4).锄层间弹盖塑性水冷平位移躬计算6.5围抗车震墙结沉构设计一.抗嫁震墙结尿构的抗控震性能1.基本友概念：抗翁震墙结构取就是抵抗爽侧向力的榜钢筋砼剪疯力墙结构舌，它可以决是单独的锤由抗震墙比组成的结章构；也可弹以和框架葡共同抵抗唤侧向力、矩形成框架播-剪力墙夺结构，筒伸体结构中显的实腹筒受也由剪力瞧墙组成。渔剪力墙承挣受水平力馅中的绝大烤部分，但质并非只是通抗剪或以郊剪切破坏铃为主，在攻高宽比大膛于2的抗朱震墙中，顷破坏往往妄由弯曲破暗坏控制。6.5赏抗申震墙结纵构设计2.类盛型：1).趣悬臂剪势力墙：妄压、弯泉、剪共察同作用挪的构件蝇，墙平抚面内进井行配筋与计算，监平面外疾稳定依颈赖各层练楼板作挎为支撑振及构造尸措施、狠或进行充必要的诵验算加睡以保证仰。可能友出现弯索曲破坏径或剪切何破坏。2).开纱洞抗震墙丧：将抗震誓墙分成墙幕肢或連系扁梁两类构横件。連系垂梁一般跨善高比较小夹，抗剪承递载力较突凡出。墙肢刷则和悬臂辛抗震墙类凝似，承受逝轴力、弯缩慧矩和剪力跟。水平荷盛载下，受圣拉墙肢压止力可能较搜小，甚至造可能是轴炕向拉力。3).带催边框剪力附墙：[稳鼠定性提高灭]、[如访剪力墙周妨围有柱子师]。4).井遍筒。5).框泛支剪力墙祸。6.5波抗捞震墙结抄构设计3.抗震汁墙抗震性叮能。1).悬馋臂抗震墙研：2).开靠洞抗震墙建[性能比嫁悬臂抗震债墙好，高坟宽比大、公弯曲破坏美]。*影响稻因素：桌墙肢宽界度，连林梁刚度窑和承载劫力。*墙肢高哈宽比大于劣2为弯曲家破坏，小惕于1为脆偶性破坏。*连梁胜脆性破凶坏(剪轧切破坏经)会使宫墙肢失树去约束纹而称为迈单独墙筹肢，墙证肢抗侧层刚度大稍大降低挤，承载别力也将呈降低。6.5弦抗馅震墙结夕构设计*墙肢和袭连梁可能迈出现弯曲绳破坏的情弱况：連梁不罢屈服，凉墙肢弯佩曲破坏性后丧失狂承载力寒，一般扔连梁刚螺度及承估载力大过、墙整宇体好；枪连梁先帆屈服、轮然后墙汽肢弯曲唱破坏丧浅失承载向力，当鼠連梁钢折筋屈服廊并具有汽延性时少，可以午吸收大洒量地震掀能量，陕又能继巷续传递额弯矩和蒸剪力，蕉对墙肢职有一定谁的约束施作用，位这种破千坏形式零最理想耀。*开洞抗烟震墙抗震中性能优于子悬臂抗震柱墙。第一.孟开洞抗什震墙中福，连梁订端部钢洋筋屈服眨，可以档形成数迎量众多州的塑性乳铰，具朋有较好计的变形校能力和妹耗能能染力。第二.具漏有多道抗化震防线，喷通过连梁猾的塑性破瞧坏吸收地借震能量，业从而保证刘墙肢安全茶。可按照断强墙弱梁条原则设计略。*震害表知明抗震墙序结构具有俗良好的抗愿震性能。唐山地震男，天津市秧友谊宾馆大主楼7度访设防，东要段8层框添架结构，废破坏严重愧，西段为搭11层框成架-抗震卵墙结构，巨破坏较轻向。6.5从抗震墙读结构设计三.抗毒震墙结阁构布置射：1.抗震搂墙结构平违面布置：*沿结青构平面按主轴线灵方向布袖置，一面般情况财下，矩辨形、L芳形、T海形平面娱，沿两搭个正交偿的主轴院方向布商置；三烫角形及旷Y形平辫面可沿熟三个方陷向布置绩；正多芬边形、惨圆形等夸沿径向梁和环向涛布置。*单片取抗震墙很长度不取宜过大妥，长度楼过大周金期过短础，地震昼作用增盒大，抗骂震墙高鉴细呈受刚弯工作粪状态，旱具有足皇够延性朵，而低岭矮墙由惹受剪承播载力控粘制，破臣坏呈脆猛性。*当同啄一轴线列上抗震命墙过大绵时，应如用連梁浑或楼板枯分成若逝干墙段代。*抗震胀墙数量啄要合理辛，可用寸基本周胸期近似耽公式：6.5北抗震墙归结构设计2.抗震悬墙结构的辅竖向布置四：*抗震墙甩沿结构竖树向应連续傲、不中断贿。当顶层沸取消部分闻抗震墙而球设大开间恢时，其余琴应在抗震墓上加强；*抗震盟墙刚度础均匀連眉续，厚秧度应按雹阶段变个化，砼拘强度及亚配筋的贝变化宜刮错开楼忘层。*抗震活墙洞口河宜上下惠对齐，窃呈列布季置，形吩成明确裕的墙肢决和連梁朱。*抗震特墙洞口兔之间及秃洞口与钟墙边缘陵之间要良避免小弦墙肢。3.抗震扩墙的厚度西：*抗震墙核厚度与层征高的相对折关系，根分据墙体在耻重力荷载股作用下不师产生屈曲昆的要求决陪定。6.5关抗震墙提结构设计四.抗震第墙地震作酷用的计算编：1.开帮洞抗震便墙的主摧要参数炭：*整体系撑数：6.5羡抗笋震墙结池构设计2.根据挑开洞情况案抗震墙分糠类：(1).山整体小开瓶口墙.(2).染小开口墙乔.(3).赞壁式框架(4)售.双肢待墙、联拦肢墙.(5).尚大开口墙鄙.3.抗震乏墙的钢筋标.一、二踢、三级屯抗震时妻，抗震望墙竖向附、横向涂分布筋蓬最小配劝筋率均李不应小召于0.抚25%租、四级平不应小千于0.颠2%。2).蚁钢筋直缸径和间府距：*最大间遮距不应大呀于300斑mm.其霉小直径为穗8mm.毕且不宜大性于墙厚的姓1/10娃。*框支墙跳的底部加领强部位、梨配筋率均锦不应小于虑0.3%苍，间距不桐应大于2咏00mm榆.且不应郊小于层高五的1/2冻09、静夜四索无邻，荒况居旧业贫小。。4月-2让34月-2济3Fri烤day异,A讨pri归l2档8,逗202蜡310、雨中豆黄叶树捡，灯下勾白头人革。。13:0阁9:3113:殿09:驴3113:蔽094/28筛/202替31:六09:3耐1PM11、以我哲独沈久困，愧君辉相见频脖。。4月-2刊313:0数9:3113:锐09Apr-配2328-A先pr-2盏312、故人翼江海别篮，几度察隔山川新。。13:县09:晃3113:0胶9:3113:0您9Frid唯ay,尤Apri哲l28欠,20全2313、乍见提翻疑梦库，相悲独各问年舌。。4月-筒234月-鞠2313:0其9