地震工程第二章

1、第二章 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)基本概念v2.1建筑抗震設(shè)計(jì)思想非抗震建筑結(jié)構(gòu)v結(jié)構(gòu)在預(yù)期荷載作用下保持或基本保持在彈性工作狀態(tài)。設(shè)計(jì)使結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，保證安全性；又要使結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度等正常使用性能。地震作用的特點(diǎn)v相對(duì)于結(jié)構(gòu)自重、風(fēng)、雪等荷載，地震動(dòng)出現(xiàn)次數(shù)少，作用時(shí)間短，各次地震的強(qiáng)度差異大。若要求在各種強(qiáng)度的地震影響下結(jié)構(gòu)仍保持彈性狀態(tài)是不經(jīng)濟(jì)的，甚至是不可能的。v抗震設(shè)計(jì)基本思想抗震設(shè)防目標(biāo)v 當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí)，一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用，當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用，當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈

2、度預(yù)估的罕遇地震影響時(shí)，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。v 使用功能或其他方面有專門要求的建筑,當(dāng)采用抗震性能化設(shè)計(jì)時(shí),具有更具體或更高的抗震設(shè)防目標(biāo).v1.三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)的概括及兩階段設(shè)計(jì)v三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)可概括為“小震不壞，中震可修，大震不倒。”三水準(zhǔn)下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的破壞程度與層間位移角的大致對(duì)應(yīng)關(guān)系不壞可修不倒1/5501/2001/50v三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)通過(guò)“兩階段設(shè)計(jì)”來(lái)實(shí)現(xiàn)。v第一階段設(shè)計(jì)：進(jìn)行第一水準(zhǔn)烈度下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面設(shè)計(jì)和驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的彈性層間位移角，以滿足“小震不壞”；在此基礎(chǔ)上，通過(guò)構(gòu)造措施，保證結(jié)構(gòu)的延性，以滿足“中震可修”。v第二階段設(shè)計(jì)：驗(yàn)算第三水準(zhǔn)烈度下的結(jié)構(gòu)薄弱

3、部位的彈塑性層間位移角，以滿足“大震不倒”。v對(duì)多數(shù)結(jié)構(gòu),可只進(jìn)行第一階段設(shè)計(jì),而通過(guò)概念設(shè)計(jì)和抗震構(gòu)造措施來(lái)滿足第三水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求。v2.三個(gè)水準(zhǔn)烈度第一水準(zhǔn) ：多遇烈度（眾值烈度） 50年 超越概率63.2% 50年一遇第二水準(zhǔn) ：基本烈度 50年超越概率10% 474年一遇第三水準(zhǔn)： 罕遇烈度 50年超越概率23% 16002500年一遇三水準(zhǔn)烈度的對(duì)應(yīng)關(guān)系眾值烈度度1度罕遇烈度基本烈度45. 0max表中數(shù)值v2.2.1房屋建筑地震破壞的直接原因v1.地震引起強(qiáng)烈的地面變形v2.地震引起地基失效v3建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)超出其承受能力v總結(jié)震害經(jīng)驗(yàn)以改進(jìn)建筑抗震設(shè)計(jì)技術(shù)2.2建筑地震災(zāi)害及

4、其啟示v2.2.2 歷次地震房屋建筑震害概說(shuō)v1.1906年美國(guó)舊金山地震v 地震發(fā)生于1906年4月18日，8.3級(jí)，震中烈度10度。當(dāng)時(shí)尚無(wú)鋼筋混凝土建筑。型鋼骨架磚填充墻的高層建筑普遍出現(xiàn)非結(jié)構(gòu)破壞，墻體開(kāi)口部分之間有”x”裂縫或水平裂縫，位置大致在建筑高度的2/3處。v 這次地震突出的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：因房屋倒塌，引起火災(zāi)，且自來(lái)水管道破裂，消防系統(tǒng)失靈，大火持續(xù)了三天三夜。此后，人們開(kāi)始重視地震區(qū)房屋建筑的耐震、耐火等問(wèn)題，提出在地震區(qū)應(yīng)推廣鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。v 2.1957年墨西哥地震v 1957年10月28日在墨西哥城南部發(fā)生7.6級(jí)地震，墨西哥城最大加速度0.050.1g。地震區(qū)分山區(qū)、

5、過(guò)渡區(qū)和湖泊區(qū)，山區(qū)破壞輕，湖泊區(qū)破壞嚴(yán)重。v 該市55座8層以上建筑，有11座鋼筋混凝土框架遭到破壞。特點(diǎn)是5層以上震害嚴(yán)重，未與骨架聯(lián)接的填充墻、隔墻出現(xiàn)明顯裂縫，而框架結(jié)構(gòu)的裂縫與相鄰建筑物的碰撞有關(guān)。v3.1960年5月21日智利南部地震v 為有記錄以來(lái)最大地震，有十次超過(guò)7級(jí)，三次超過(guò)8級(jí)，主震級(jí)8.9級(jí)（一說(shuō)9.5級(jí)）。智利1940年制定抗震規(guī)范，起到了提高房屋抗震能力的作用。v 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：v鋼筋混凝土剪力墻的抗震性能經(jīng)受了考驗(yàn)。vL形、T形平面建筑發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞。v局部應(yīng)力集中會(huì)導(dǎo)致破壞。不同類型的場(chǎng)地土對(duì)上部結(jié)構(gòu)影響不同，對(duì)高層建筑需充分考慮場(chǎng)地卓越周期問(wèn)題。 v4.1963年南

6、斯拉夫科普里市地震v 震級(jí)6級(jí)，震中烈度89度，震源深度510km。v 當(dāng)框架結(jié)構(gòu)底層砌有磚圍護(hù)墻時(shí)震害較輕；底層完全敞開(kāi)的框架結(jié)構(gòu)震害較重，柱子混凝土被壓碎并永久性傾斜?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)破壞輕，只是配筋不足、施工質(zhì)量欠佳的剪力墻出現(xiàn)裂縫。v 經(jīng)驗(yàn)：慎重對(duì)待柔性底層房屋；防震縫寬度要夠用。v5.1964年美國(guó)阿拉斯加地震v 震級(jí)8.4級(jí)，震中烈度約10度，震源深度2540km，劇烈震動(dòng)持續(xù)了1.54min，地震引起山崩、雪崩、滑坡和海嘯。v 距震中112km的安克雷奇市按當(dāng)時(shí)的美國(guó)統(tǒng)一建筑規(guī)范考慮抗震設(shè)防，房屋倒塌的很少，但預(yù)制結(jié)構(gòu)受損嚴(yán)重。 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：v 剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能良好。v剪力墻在平面

7、布置上偏心將導(dǎo)致建筑扭轉(zhuǎn)破壞。v許多框架結(jié)構(gòu)主體未破壞，但填充墻裂縫嚴(yán)重，甚至倒塌。v剛度大而強(qiáng)度相對(duì)較低的部位或構(gòu)件破壞嚴(yán)重，如樓梯間。v裝配式鋼架混凝土結(jié)構(gòu)的破壞多發(fā)生在連接節(jié)點(diǎn)上，主要原因是節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度不足或沖擊韌性差。v位于滑坡和穩(wěn)定土體邊界上的結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞，應(yīng)當(dāng)避開(kāi)這樣的區(qū)段。v施工質(zhì)量低劣為造成震害的重要因素之一。如因?yàn)榛炷潦┕たp而導(dǎo)致破壞，對(duì)施工質(zhì)量缺乏認(rèn)真檢查。v6.1964年日本新瀉地震v 7.4級(jí)，震中烈度8度，震源深度60km，地震后的28min內(nèi)發(fā)生三次海嘯，淹沒(méi)了市中心的大部分。v經(jīng)驗(yàn)：v剛性較大的建筑有效地抵抗地基不均勻沉降而使主體結(jié)構(gòu)破壞輕微。飽和砂土地區(qū)的多

8、層建筑應(yīng)采用樁基、管樁和沉箱，以防止場(chǎng)地液化引起上部結(jié)構(gòu)傾覆。v7.1967年委內(nèi)瑞拉加拉加斯地震v 6.3級(jí)，震中烈度8度，加拉加斯地面加速度0.060.08g。v 當(dāng)沖積層厚度大于160m時(shí)，14層以上的建筑物破壞顯著加重，而基巖或薄沖積層上的高層建筑幾乎未遭破壞。v經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：v非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和非抗側(cè)力構(gòu)件對(duì)結(jié)構(gòu)預(yù)期的抗震性能影響較大。傾覆力矩的影響超過(guò)了以往的估計(jì)。如某旅館由于剪力墻彎曲壓力而導(dǎo)致下部?jī)?nèi)柱破壞嚴(yán)重。v證明在混凝土構(gòu)件的所有側(cè)面配置縱向鋼筋是有效的。v框架中的剛度突變部位是一個(gè)危險(xiǎn)區(qū)域。v對(duì)混凝土柱的要求：地震區(qū)應(yīng)比非地震區(qū)嚴(yán)格。連接處的強(qiáng)度應(yīng)與被連接構(gòu)件相同，甚至更強(qiáng)。v與剪

9、力墻相連的樓板受力很大。v應(yīng)注意扭轉(zhuǎn)作用、屋頂水箱的設(shè)計(jì)、樓梯在地震后仍能使用等問(wèn)題。v要考慮地震時(shí)基礎(chǔ)和地基對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響。v8.1968年日本十勝?zèng)_地震v 8級(jí)，主震持續(xù)80s，水平加速度峰值0.180.28g。v 從計(jì)算上，絕大多數(shù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在0.18g時(shí)應(yīng)在彈性階段，但震害嚴(yán)重，突出的是短柱剪切破壞，說(shuō)明鋼筋混凝土柱的抗剪設(shè)計(jì)存在問(wèn)題。v震害特點(diǎn)：v剪力墻較多的建筑幾乎無(wú)震害。v框剪結(jié)構(gòu)是否破壞，不僅取決于剪力墻的數(shù)量，還取決于剪力墻的長(zhǎng)度。純框架結(jié)構(gòu)：因柱子壓壞而倒塌，有的雖未倒塌但柱子破壞嚴(yán)重；扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯。v9.1970年秘魯?shù)卣饁 7.8級(jí)，震源深度56km，持續(xù)45s，

10、20萬(wàn)棟建筑損壞。v 土坯及磚石房屋：磚砌房屋80%倒塌或嚴(yán)重破壞，但磚墻中設(shè)有鋼筋混凝土梁柱的混合結(jié)構(gòu)破壞輕得多。v 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)：一般損壞輕微。但當(dāng)?shù)讓訛殚_(kāi)敞無(wú)墻的商店時(shí)，柱端剪彎折斷。v 鋼框架本身無(wú)損，但在連接及次要結(jié)構(gòu)上有損壞。v 經(jīng)驗(yàn)：場(chǎng)地覆蓋層厚時(shí)，房屋損壞嚴(yán)重；施工質(zhì)量直接影響房屋抗震效果。v10.1971年美國(guó)圣費(fèi)爾南多地震v 6.6級(jí)，震中烈度8度強(qiáng)。震源很淺，造成大量地震永久變形，加重了建筑震害。v主要經(jīng)驗(yàn)：v對(duì)于框架角柱的設(shè)計(jì)應(yīng)予特別的注意。v要考慮傾覆力矩的影響。v注意框架節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量。必須考慮樓板、樓梯、填充墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加勁作用。v平面布置中應(yīng)考慮

11、相鄰建筑物之間的不同的動(dòng)力特性。v防震縫若不能充分地防止變形時(shí)的碰撞，則必須考慮撞擊作用。v電梯的各部分應(yīng)適當(dāng)?shù)毓潭ㄔ谥黧w結(jié)構(gòu)上。 研究此次地震的意義：v取得了200多個(gè)強(qiáng)度加速度記錄；20層以上建筑物頂部最大加速度為底部的1.52.0倍。v對(duì)于醫(yī)院、消防單位以及學(xué)校、人員很多的房屋，應(yīng)保證在地震時(shí)不中斷使用。v促進(jìn)了抗震設(shè)計(jì)理念的跨越式發(fā)展。工程界認(rèn)為，當(dāng)時(shí)的美國(guó)規(guī)范已經(jīng)很完善。此次地震則表明，按其設(shè)計(jì)的許多房屋發(fā)生了嚴(yán)重破壞。加州工程師協(xié)會(huì)在78年提出的報(bào)告中引入了結(jié)構(gòu)線性動(dòng)力分析方法，并嘗試對(duì)抗震設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)水準(zhǔn)進(jìn)行量化。 v11.1972年尼加拉瓜馬那瓜地震v 震級(jí)6.5級(jí)，但馬那瓜70

12、%以上的房屋倒塌。v 主要經(jīng)驗(yàn)：v避免結(jié)構(gòu)布置偏心。v當(dāng)建筑的兩個(gè)方向強(qiáng)度不一致時(shí)，應(yīng)在薄弱的方向上采取消耗地震能量的措施。v設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮三角拱支撐等對(duì)柱子受力形式的改變。v殼體結(jié)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)邊緣結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力強(qiáng)度和剛度。結(jié)構(gòu)的耗能能力和動(dòng)力性能直接決定其抗震安全性。v12.1976年中國(guó)唐山地震v 時(shí)間：1976年7月28日凌晨3點(diǎn)；震級(jí)7.8級(jí)；震源深度：1216km；震中烈度11度。v 地震發(fā)生在人口稠密的城市且正值人們沉睡的時(shí)間，在當(dāng)時(shí)唐山又屬于不設(shè)防的6度區(qū)，地震造成的損失和人員傷亡極其嚴(yán)重。位于震中的路南區(qū)成了一片廢墟，路北區(qū)絕大多數(shù)建筑塌毀，僅少數(shù)幸存（鳳凰山以北），受波及的天津、北京

13、也有大量建筑受損。v經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：v重視地基基礎(chǔ)的抗震措施。v房屋平、立面布置應(yīng)簡(jiǎn)單合理。v多層磚房應(yīng)設(shè)置圈梁，加強(qiáng)內(nèi)外墻拉結(jié)。v房屋轉(zhuǎn)角部位受力復(fù)雜。v結(jié)構(gòu)變形縫寬度要夠用。v屋頂局部突出部位破壞嚴(yán)重。建筑抗震設(shè)防目標(biāo)要考慮在罕遇地震作用下房屋不至于倒塌傷人。v13.1985年墨西哥地震v 主震8.1級(jí)，強(qiáng)余震7.5級(jí)，震源深度33km，震中距墨西哥城400km。墨西哥城很多房屋建在表層為3050km沖積層的軟土地基上，建筑物傾斜、下沉（有的下沉一層）普遍，有的建筑翻倒和地樁拔出（十分罕見(jiàn)）。而同屬墨西哥城的西部火山巖地帶上的建筑的破壞要輕得多。v 此外，共振效應(yīng)引起的災(zāi)害不容忽視。以912層建

14、筑破壞比例最大，其自振周期與場(chǎng)地卓越周期接近。v14.1994年美國(guó)北嶺地震v 6.7級(jí)，震中距洛杉磯35km.v 商業(yè)建筑特別是大型停車場(chǎng)破壞嚴(yán)重；焊接抗彎鋼框架的節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)大量裂縫。v 此次地震死亡人數(shù)僅57人，但財(cái)產(chǎn)損失高達(dá)200多億美元，引起了工程界對(duì)單一設(shè)防目標(biāo)的反思。v15.1995年日本阪神地震v震級(jí)7.2級(jí)，震源深度17km，屬城市直下型地震。v按日本1981年規(guī)范設(shè)計(jì)的高層和超高層建筑震后完好，隔振房屋表現(xiàn)良好，經(jīng)過(guò)處理的人工回填基礎(chǔ)上的高層建筑經(jīng)受了振動(dòng)和液化的考驗(yàn)。v老舊房屋、交通運(yùn)輸系統(tǒng)及供水系統(tǒng)破壞嚴(yán)重。v震害向現(xiàn)有抗震設(shè)計(jì)理論和方法提出了新的挑戰(zhàn)（軟土地基的抗震、豎向

15、地震影響、抗震計(jì)算等）。v16.1999年臺(tái)灣集集地震v 7.3級(jí)，震源深度8km，強(qiáng)烈的地震導(dǎo)致巨大的地面變形和地質(zhì)破壞，震中區(qū)的建筑物破壞嚴(yán)重。v 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：v設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的加速度峰值0.23g，而實(shí)際地震的加速度為0.50.6g。v建筑場(chǎng)地：斷層兩側(cè)6km地區(qū)內(nèi)受損建筑占受損總數(shù)的60%；地基液化使某些地區(qū)破壞嚴(yán)重；v盆地效應(yīng)：臺(tái)北（距震中150km）的場(chǎng)地特征周期與某些結(jié)構(gòu)自振周期相近，導(dǎo)致300多棟建筑物損壞。v 因概念設(shè)計(jì)存在明顯缺陷造成破壞。v 施工質(zhì)量差及缺乏日常管理（使用中擅自拆墻、破壞梁柱、進(jìn)行不當(dāng)?shù)脑鰧雍蛿U(kuò)建等）。v17.2003年阿爾及利亞地震v 6.8級(jí)，震源深度約為10

16、km,震中烈度10度，嚴(yán)重破壞區(qū)140km50km。v經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：v應(yīng)將城鎮(zhèn)中私人建房納入審批管理程序。雖然私人建房絕大部分為框架結(jié)構(gòu)，但結(jié)構(gòu)不合理，施工質(zhì)量存在諸多問(wèn)題。v注意加強(qiáng)工程地質(zhì)勘察工作。該國(guó)沒(méi)有工程地質(zhì)勘察技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。注意結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施。存在填充墻不與主體拉結(jié)、框架柱頂留施工縫、節(jié)點(diǎn)區(qū)無(wú)箍筋及梁柱端箍筋不加密等問(wèn)題。v18.2008年中國(guó)汶川地震v 矩震級(jí)7.9級(jí)，面波震級(jí)8.0，震中位于汶川縣映秀鎮(zhèn)（東經(jīng)103.4，北緯31.0),震中烈度11度，地下破裂面從汶川縣開(kāi)始，以3.1km/s的平均速度傳播，破裂長(zhǎng)度約300km，破壞過(guò)程持續(xù)近120s，最大錯(cuò)動(dòng)量9m，在震中區(qū)造成災(zāi)難性

17、的破壞，同時(shí)引起大量山體滑坡和泥石流，沖毀許多城鎮(zhèn)和村莊，大量的人員和房屋一起被埋沒(méi)。v經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：v20世紀(jì)80年代以來(lái)我國(guó)的抗震規(guī)范經(jīng)受了大震的考驗(yàn)。凡是嚴(yán)格按照1989或2001抗震規(guī)范設(shè)計(jì)和施工的各類房屋，在遭遇到比當(dāng)?shù)卦O(shè)防烈度高一度的地震影響時(shí)均經(jīng)受住考驗(yàn)，沒(méi)有出現(xiàn)倒塌破壞。v要重視抗震概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施。地震災(zāi)區(qū)破壞的房屋多數(shù)是由于此方面的缺陷造成的。需將城鎮(zhèn)中私人建房納入審批管理程序。地震中私人房屋損失很大的主要原因：選址不當(dāng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，施工質(zhì)量不良。v要特別加強(qiáng)對(duì)未成年人在地震突發(fā)事件中的保護(hù)。此次地震學(xué)校建筑倒塌的比例略低于其他房屋，但傷亡人數(shù)的比例明顯大于其他房屋。同時(shí)

18、，對(duì)中小學(xué)建筑要提高抗震設(shè)防類別。v重視場(chǎng)地的工程抗震措施。加強(qiáng)工程場(chǎng)地的選址工作：選擇有利地段；對(duì)不利地段，盡量避免，但無(wú)法避開(kāi)時(shí)采取有效措施；不在危險(xiǎn)地段建造甲、乙、丙類建筑避開(kāi)危險(xiǎn)地段。v2.2.3 房屋建筑震害經(jīng)驗(yàn)與啟示v1.場(chǎng)地地基v滑坡、崩塌、泥石流、地陷、地裂與地表錯(cuò)位等對(duì)建筑物的影響是災(zāi)難性的，要避免危險(xiǎn)地段。v砂土液化導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)破壞或傾斜。v在深厚軟弱沖擊土層的場(chǎng)地上，高層建筑的破壞率顯著增高。v盡量使建筑的基本自振周期避開(kāi)場(chǎng)地卓越周期。v2.房屋平面布置v平面復(fù)雜的房屋破壞率顯著提高。v在大底盤的高層建筑中，裙房頂面與主樓相接處的破壞加重。v房屋高寬比較大且上面各層剛度很

19、大的高層建筑中，底層框架柱因地震傾覆力矩引起的巨大壓力而發(fā)生剪壓破壞。v相鄰結(jié)構(gòu)單元因變形縫寬度不夠而發(fā)生碰撞破壞。平面形狀看似規(guī)則而結(jié)構(gòu)布置不當(dāng)也使震害明顯加重。v3.結(jié)構(gòu)體系v相對(duì)于框架體系，采用框架抗震墻體系的房屋，破壞程度較輕，有利于保護(hù)填充墻和建筑裝修。v采用框架結(jié)構(gòu)填充墻體系的房屋，由于在鋼筋混凝土框架內(nèi)嵌砌體磚填充墻，柱上端容易發(fā)生剪切破壞，外墻框架柱在窗洞處因受窗下墻的約束而發(fā)生短柱型剪切破壞。采用板柱體系時(shí)，或因樓板沖切破壞，或因樓層側(cè)移過(guò)大，柱頂、柱腳破壞，各層樓板墜落。v采用底部純框架上部砌體結(jié)構(gòu)體系的房屋，由于底層柔弱，破壞十分嚴(yán)重；采用框架結(jié)構(gòu)填充墻體系的房屋，當(dāng)?shù)讓?/p>

20、為開(kāi)敞式的純框架時(shí)，底層同樣遭受嚴(yán)重破壞。v采用單跨框架結(jié)構(gòu)體系的房屋，因結(jié)構(gòu)整體冗余度少，在強(qiáng)震作用下易發(fā)生整體倒塌。5.構(gòu)件形式v聯(lián)肢剪力墻的連梁常發(fā)生斜裂縫或交叉裂縫。v在絕大多數(shù)框架結(jié)構(gòu)中，柱的破壞重于梁和板。v在鋼筋混凝土框架中，如同一樓層中長(zhǎng)、短柱并用，則短柱破壞嚴(yán)重。v配置螺旋箍筋的鋼筋混凝土柱延性好，在產(chǎn)生較大側(cè)移情況下仍具有較高的豎向承載力；而配置方形箍筋的柱子則鋼箍崩開(kāi)，核芯區(qū)混凝土破碎脫落。v6.非結(jié)構(gòu)構(gòu)件v填充墻的布置：平面布置不合理，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)破壞；豎向布置不合理，產(chǎn)生薄弱層；局部布置不合理，產(chǎn)生短柱。v附著于屋面的機(jī)電設(shè)備、女兒墻等，地震時(shí)易倒塌或脫落傷人，應(yīng)與主

21、體結(jié)構(gòu)可靠連接，錨固。v2.3 工程場(chǎng)址的合理選擇v選擇有利地段v避免危險(xiǎn)地段v斷裂及其工程影響 v全新世活動(dòng)斷裂：在全新世地質(zhì)時(shí)期（1萬(wàn)年）內(nèi)有過(guò)地震活動(dòng)或近期正在活動(dòng)、今后100年可能繼續(xù)活動(dòng)的斷裂。v當(dāng)不符合抗震規(guī)范4.1.7條第一款時(shí)，應(yīng)按第2款規(guī)定進(jìn)行避讓。v但既 便是非全新世活動(dòng)斷裂，也不宜將建筑物跨越其上，以避免地震時(shí)因可能錯(cuò)動(dòng)或不均勻沉降造成危害。v山體崩塌 發(fā)現(xiàn)有山體崩塌、巨石滾落等潛在危險(xiǎn)的地段，不能建房。v邊坡滑移 對(duì)于存在液化或潤(rùn)滑夾層的坡地，也應(yīng)視為危險(xiǎn)地段。v地陷 地下煤礦的采空區(qū)（特別是廢棄的淺層礦區(qū)），地震時(shí)因坑道坍塌可能導(dǎo)致大面積地陷，也應(yīng)視為危險(xiǎn)地段。3.慎

22、重對(duì)待不利地段 不利地段往往對(duì)應(yīng)于烈度異常區(qū)。v局部地形相關(guān)的不利地段高聳孤立的山丘條狀突出的山嘴山梁的頂部孤山效應(yīng)地面加速度增大土質(zhì)邊坡臺(tái)地邊坡失穩(wěn)、地面加速度增大設(shè)計(jì)對(duì)策保證穩(wěn)定性（新增3.3.5）將max乘以增大系數(shù)改為強(qiáng)條（增大系數(shù)詳見(jiàn)4.1.8條條文說(shuō)明）v與場(chǎng)地土質(zhì)相關(guān)的不利地段平面分布不均勻土層動(dòng)力特性不同 不均勻沉降導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)破壞液化土和軟弱土 建筑物下沉或整體傾斜 地下管道破壞設(shè)計(jì)對(duì)策第3.3.4條v2.4 建筑和結(jié)構(gòu)布置原則 房屋的抗震性能基本上取決于其建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。當(dāng)建筑布局奇特復(fù)雜、結(jié)構(gòu)布置存在薄弱環(huán)節(jié)時(shí)，即使進(jìn)行精細(xì)的分析計(jì)算，采取相應(yīng)的構(gòu)造加強(qiáng)措施，也難于達(dá)

23、到減輕震害的預(yù)期目的。故應(yīng)優(yōu)先選擇簡(jiǎn)單、均勻、對(duì)稱、規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)方案。 規(guī)則但不對(duì)稱 橫向?qū)ΨQ但不規(guī)則v2.4.1建筑不規(guī)則布置與震害v1.平面形狀v 有利于建筑抗震的平面形狀：圓形、方形、矩形、正六邊形、正八邊形以及橢圓形、扇形。v 不利于建筑抗震的平面形狀：L形、T形、十字形、U形、Y形等。拐角形（有內(nèi)折角形）建筑在地震下的破壞率高。v2.豎向體型v抗震建筑的豎向體型變化宜均勻，宜優(yōu)先采用矩形、三角形、梯形等立面形狀。要盡量避免過(guò)大的外挑和內(nèi)收。因?yàn)榱⒚嫘螤畹耐蝗蛔兓?，必然?dǎo)致結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度的突然變化，地震時(shí)突變部位就會(huì)應(yīng)力或塑性變形集中，從而使該部位震害加重。v3.房屋高度與高寬比v

24、限制房屋高度是既保證結(jié)構(gòu)安全又考慮經(jīng)濟(jì)性的一項(xiàng)重要抗震措施。v 而控制房屋高寬比是一個(gè)比房屋高度更需慎重考慮的問(wèn)題。建筑的高寬比愈大，地震作用下的側(cè)移愈大，地震引起的傾覆作用愈嚴(yán)重，巨大的傾覆力矩在柱中和對(duì)基礎(chǔ)所產(chǎn)生的壓力和拉力比較難于處理。v4.毗鄰建筑v按要求設(shè)置防震縫v8、9度框架結(jié)構(gòu)房屋防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)高度、剛度或?qū)痈呦嗖钶^大時(shí)，可在縫兩側(cè)的盡端沿全高設(shè)置垂直于防震縫的抗撞墻。v2.4.2 結(jié)構(gòu)不合理布置與震害v15層的尼加拉瓜中央銀行，樓梯間電梯井均集中布置在一端。1972年馬那瓜地震時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的扭轉(zhuǎn)，造成嚴(yán)重破壞，修復(fù)費(fèi)用高達(dá)原造價(jià)的80%v18層美洲銀行（與中央銀行離得很近），采用

25、由4個(gè)L形筒連接構(gòu)成芯筒，在同一地震中僅317層連梁有細(xì)微裂縫。v天津754廠11號(hào)車間，外表對(duì)稱，每個(gè)獨(dú)立區(qū)段偏心很大。1976年唐山地震產(chǎn)生的強(qiáng)烈扭轉(zhuǎn)導(dǎo)致2層（共5層）有11根中柱嚴(yán)重破壞。v芯筒要居中對(duì)稱布置；剛度大的抗震墻盡量對(duì)稱布置，且宜沿房屋周邊布置；結(jié)構(gòu)沿豎向的布置宜等強(qiáng)。v2.4.3關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)布置的設(shè)計(jì)對(duì)策v GB50011-2001（2008年版）第3.4.1條（強(qiáng)條）：建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求，不規(guī)則的建筑方案應(yīng)按規(guī)定采取加強(qiáng)措施；特別不規(guī)則的建筑方案應(yīng)進(jìn)行專門研究和論證，采取特別的加強(qiáng)措施；不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的建筑方案。v一般不規(guī)則： 建筑結(jié)構(gòu)（包括某個(gè)樓層）

26、布置上出現(xiàn)不規(guī)則建筑方案基本類型的一項(xiàng)。v特別不規(guī)則：v同時(shí)具有不規(guī)則建筑方案基本類型的三項(xiàng)或三項(xiàng)以上；v具有特別不規(guī)則中的一項(xiàng)；v具有兩項(xiàng)基本不規(guī)則且其中一項(xiàng)接近特別不規(guī)則的指標(biāo)。v嚴(yán)重不規(guī)則： 多項(xiàng)指標(biāo)超過(guò)GB50011-2001（2008年版）第3.4.3條規(guī)定的上限或某一項(xiàng)大大超過(guò)規(guī)定。v具體執(zhí)行：v 對(duì)一般不規(guī)則方案按規(guī)范、規(guī)程的規(guī)定采 取加強(qiáng)措施。v 對(duì)特別不規(guī)則的建筑方案，進(jìn)行專門研究和論證，采取高于規(guī)范、規(guī)程規(guī)定的加強(qiáng)措施；對(duì)于特別不規(guī)則的高層建筑，應(yīng)按建筑部第111號(hào)文件進(jìn)行抗震設(shè)防專項(xiàng)審查。v 對(duì)于嚴(yán)重不規(guī)則的建筑方案，應(yīng)要求建筑師予以修改、調(diào)整。v2.防震縫的設(shè)計(jì)對(duì)策v

27、應(yīng)通過(guò)調(diào)整建筑平面形狀和尺寸，在構(gòu)造上和施工上采取措施，盡可能不設(shè)變形縫。v 當(dāng)?shù)卣饏^(qū)必經(jīng)設(shè)置變形縫時(shí)，縫的寬度不宜小于兩側(cè)建筑物在較低者屋頂高度處垂直縫方向的側(cè)移之和，以保證建筑在中震下不出現(xiàn)嚴(yán)重破壞，規(guī)范近似地取小震作用下彈性側(cè)移的3倍，并附加上的地震前和地震中地基不均勻沉降等產(chǎn)生的側(cè)移。具體寬度詳見(jiàn)相關(guān)條文。2.5抗震結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化配置2.5.1多道抗震防線v洪華生教授的結(jié)構(gòu)物雙破壞準(zhǔn)則： E=N E E 一次循環(huán)所損耗的 能量 N 循環(huán)振動(dòng)次數(shù)v當(dāng)u=u0時(shí)，認(rèn)為結(jié)構(gòu)破壞（變形準(zhǔn)則）v當(dāng)uu0，而積累的損耗能量達(dá)到Ej時(shí)，結(jié)構(gòu)也破壞（能量準(zhǔn)則，也稱積累破壞準(zhǔn)則）。v 在一次大地震中，建

28、筑物將經(jīng)歷多次往復(fù)式?jīng)_擊，造成積累式破壞。如果僅有一道防線，一旦該防線破壞，后續(xù)地面運(yùn)動(dòng)將導(dǎo)致建筑物倒塌。如建筑物具有多重抗側(cè)力體系（多道防線），當(dāng)?shù)谝坏婪谰€的抗側(cè)力構(gòu)件破壞后，第二道乃至第三道防線的抗側(cè)力構(gòu)件隨之接替，抵擋后續(xù)的地震沖擊，從而保證建筑物的最低安全限度，避免倒塌。特別是當(dāng)建筑物的基本自振周期與場(chǎng)地卓越周期相近時(shí)，多道防線更能顯示出其良好的抗震性能。v2.5.2足夠的側(cè)向剛度v 關(guān)于抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的剛?cè)嶂疇?zhēng)，多次地震災(zāi)害調(diào)查情況表明，剛比柔好。采用較大剛度的高層建筑，不僅主體結(jié)構(gòu)破壞輕，而且由于地震時(shí)結(jié)構(gòu)變形小，隔墻、圍護(hù)墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞也輕。v 剛度滿足要求，即要滿足多遇地震下的層間彈性位移角限值的要求;同時(shí)，結(jié)構(gòu)的變形能力也應(yīng)滿足罕遇烈度下層間彈塑性位移角限值的要求?？蓞⒁?jiàn)書中表2-6和表2-7.v2.5.3足夠的冗余度（足夠多的超靜定次數(shù)）v要求結(jié)構(gòu)足夠冗余度的意義：v 1.防止