結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)第1頁/共63頁工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算建筑抗震概念設(shè)計(jì)建筑抗震設(shè)計(jì)包括三個(gè)層次的內(nèi)容與要求：概念設(shè)計(jì)——根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則

和設(shè)計(jì)思想進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)

造的過程抗震計(jì)算——通過地震作用的計(jì)算進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗震驗(yàn)算

構(gòu)造措施——在保證結(jié)構(gòu)整體性、加強(qiáng)局部薄弱環(huán)節(jié)等意義上保證抗震計(jì)算結(jié)果的有效性建筑抗震概念設(shè)計(jì)在總體上要求把握的基本原則:

注意場(chǎng)地選擇，把握建筑體型，利用結(jié)構(gòu)延性，設(shè)置多道防線，重視非結(jié)構(gòu)因素“重災(zāi)區(qū)里有輕災(zāi)，輕災(zāi)區(qū)里由重災(zāi)”第2頁/共63頁1、地震破壞作用

從破壞性質(zhì)和工程對(duì)策角度，地震對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞作用可分為兩種類型：場(chǎng)地、地基的破壞作用和場(chǎng)地的震動(dòng)作用。

場(chǎng)地和地基的破壞作用一般是指造成建筑破壞的直接原因是由于場(chǎng)地和地基穩(wěn)定性引起的。

場(chǎng)地和地基的破壞作用大致有地面破裂、滑坡、坍塌等。

這種破壞作用一般是通過場(chǎng)地選擇和地基處理來減輕地震災(zāi)害的。

場(chǎng)地的地震動(dòng)作用是指由于強(qiáng)烈地面運(yùn)動(dòng)引起地面建筑振動(dòng)而產(chǎn)生的破壞作用。

減輕它所產(chǎn)生的地震災(zāi)害的主要途徑是合理的進(jìn)行抗震和減震設(shè)計(jì)和采取減震措施。4.1選擇抗震有利的建筑場(chǎng)地、地段和地基第3頁/共63頁映秀鎮(zhèn)處于龍門山中央主斷裂帶之上，是此次地震的震中位置，其地震影響烈度高達(dá)11度，區(qū)域范圍內(nèi)的房屋建筑遭受毀滅性破壞。第4頁/共63頁汶川地震，山體滑坡形成唐家山堰塞湖第5頁/共63頁砂土液化、軟土震陷等引起地基承載力喪失，導(dǎo)致房屋整體傾斜或倒塌第6頁/共63頁1.選擇有利地段；2.避開不利地段，當(dāng)無法避開時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)目拐鸫胧?.不在危險(xiǎn)地段建設(shè)。4.考慮孤山效應(yīng)，局部突出地形的影響1994年云南昭通地震，蘆家灣某村坐落于山梁上，山梁長150m，頂部最寬15m，最窄5m，高60m.距震中18km。突出端部的最大加速度為0.632g,鞍部為0.257g，大山根部為0.431g。烈度為9度烈度為8度烈度為7度4.1選擇抗震有利的建筑場(chǎng)地、地段和地基2、地段選擇第7頁/共63頁①選擇有利地段對(duì)于危險(xiǎn)地段，強(qiáng)調(diào)“嚴(yán)禁建造甲、乙類的建筑，不應(yīng)建造丙類的建筑”。地段類別地質(zhì)、地形、地貌有利地段穩(wěn)定基巖，堅(jiān)硬土、開闊、平坦、密實(shí)、均勻的中硬土等不利地段軟弱土，液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，陡坡，陡坎，河岸和邊坡的邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層（如故河道、疏松的斷層破碎帶、暗埋的塘浜溝谷和半填半挖地基），高含水量的可塑黃土，地表存在結(jié)構(gòu)性裂縫等危險(xiǎn)地段地震時(shí)可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表位錯(cuò)的部位第8頁/共63頁②避讓主斷裂帶,最小避讓距離:建造烈度建筑抗震設(shè)防類別甲乙丙丁8專門研究200m100m—9專門研究400m200m—第9頁/共63頁③液化判別和處理:

6度乙類建筑：按照7度要求判別處理第10頁/共63頁④考慮孤山效應(yīng)寧夏海源地震，位于渭河谷地的姚莊，烈度為7度；而相距僅兩公里的牛家山莊，因位于高出百米的突出的黃土梁上，烈度竟高達(dá)9度。1966年云南東川地震，位于河谷較平坦地帶的新村，烈度為8度；而鄰近一個(gè)孤立山包頂部的矽肺病療養(yǎng)院，從其嚴(yán)重破壞程度來評(píng)定，烈度不低于9度。海城地震，在大石橋盤龍山高差58m的兩個(gè)測(cè)點(diǎn)上收到的強(qiáng)余震加速度記錄表明，孤突地形上的地面最大加速度，比坡腳平地上的加速度平均大了1.84倍。2008年汶川地震中，陜西省寧強(qiáng)縣高臺(tái)小學(xué)，由于位于近20米高的孤立的土臺(tái)之上，地震時(shí)其破壞程度明顯大于附近的平坦地帶。第11頁/共63頁《抗規(guī)》4.1.8條：建造于“條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘、非巖石和強(qiáng)風(fēng)化巖石的陡坡、河岸和邊坡邊緣等不利地段的建筑結(jié)構(gòu)，地震作用應(yīng)乘以增大系數(shù)1.1～1.6”。該增大系數(shù)的取值，與突出地形的高度、平均坡降角度以及建筑場(chǎng)地至臺(tái)地邊緣的距離有關(guān)，參見抗震規(guī)范4.1.8條的條文說明。第12頁/共63頁4.1選擇抗震有利的建筑場(chǎng)地、地段和地基選擇薄的場(chǎng)地覆蓋層選擇堅(jiān)實(shí)的場(chǎng)地土避免共振采取基礎(chǔ)隔振或消能減震措施3、選擇有利的建筑場(chǎng)地第13頁/共63頁液化地基——地基失效、不均勻沉陷、滑坡等（7-9度，6度不考慮液化）軟土地基——震陷、不均勻沉陷等（7-9度；8、9度明顯）嚴(yán)重不均勻地基——不均勻沉陷等（6-9度）新填土及其它不穩(wěn)定地基——不均勻沉陷、滑移等（7-9度）抗震規(guī)范規(guī)定，地基為軟弱黏性土、液化土、新近填土或嚴(yán)重不均勻土?xí)r，應(yīng)根據(jù)地震時(shí)地基不均勻沉降和其他不利影響，采取相應(yīng)的措施。4.1選擇抗震有利的建筑場(chǎng)地、地段和地基4、不利地基震害第14頁/共63頁5、場(chǎng)地土的液化

地下水位以下的飽和砂土和粉土的土顆粒結(jié)構(gòu)受到地震作用時(shí)將趨于密實(shí)，使空隙水壓力急劇上升，而在地震作用的短暫時(shí)間內(nèi)，這種急劇上升的空隙水壓力來不及消散，使原有土顆粒通過接觸點(diǎn)傳遞的壓力減小，當(dāng)有效壓力完全消失時(shí)，土顆粒處于懸浮狀態(tài)之中。這時(shí)，土體完全失去抗剪強(qiáng)度而顯示出近于液體的特性。這種現(xiàn)象稱為液化。地表出現(xiàn)噴砂冒水液化的震害：噴水冒砂淹沒農(nóng)田，淤塞渠道，淘空路基；沿河岸出現(xiàn)裂縫、滑移，造成橋梁破壞，等等。4.1選擇抗震有利的建筑場(chǎng)地、地段和地基第15頁/共63頁1)液化使建筑物產(chǎn)生下列震害：1.地面開裂下沉使建筑物產(chǎn)生過渡下沉或整體傾斜；2.不均勻沉降引起建筑物上部結(jié)構(gòu)破壞，使梁板等水平構(gòu)件及其節(jié)點(diǎn)破壞，使墻體開裂和建筑物體形變化處開裂；3.室內(nèi)地坪上鼓、開裂，設(shè)備基礎(chǔ)上浮或下沉。2)影響場(chǎng)地土液化的主要因素：1.土層的地質(zhì)年代；2.土層的土粒的組成和密實(shí)程度；3.砂土層埋置深度和地下水位深度；4.地震烈度和地震持續(xù)時(shí)間。第16頁/共63頁初步判別標(biāo)貫判別N63.5<N63.5——標(biāo)貫錘擊數(shù)實(shí)測(cè)值Ncr——標(biāo)貫錘擊數(shù)臨界值N0——標(biāo)貫錘擊數(shù)基準(zhǔn)值ds——標(biāo)貫深度pc——粘粒含量百分率(>=3)3)液化判別和危害性估計(jì)方法

對(duì)一般工程項(xiàng)目砂土或粉土液化判別及危害程度估計(jì)可按以下步驟進(jìn)行：第17頁/共63頁液化地基的初步判別地質(zhì)年代:第四紀(jì)晚更新世（Q3）及以前時(shí)，7、8度可判為不液化；粉土粘粒（粒徑<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頁/共63頁采用天然地基的建筑，當(dāng)上覆非液化土層厚度和地下水位深度符合下列條件之一時(shí)，可不考慮液化影響。---上覆非液化土層厚度（m)，計(jì)算時(shí)宜將淤泥和淤泥質(zhì)土層扣除；---基礎(chǔ)埋置深度(m),不超過2m時(shí)采用2m；---地下水位深度（m)，宜按建筑使用期內(nèi)年平均最高水位采用，也可按近期內(nèi)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烈度飽和土類別第19頁/共63頁---上覆非液化土層厚度（m)；---基礎(chǔ)埋置深度(m)；---地下水位深度（m)；---液化土特征深度(m).上面判別式（db=2)亦可用下圖表示：1234567891012345678910dw(m)不考慮液化影響區(qū)須進(jìn)一步判別區(qū)砂土1234567891012345678910dw(m)不考慮液化影響區(qū)須進(jìn)一步判別區(qū)粉土7度9度8度7度8度9度db>2時(shí)，在du、dw中減去（db-2)后再查圖確定。第20頁/共63頁查液化土特征深度表例1圖示為某場(chǎng)地地基剖面圖上覆非液化土層厚度du=5.5m，其下為砂土，地下水位深度為dw=6m.基礎(chǔ)埋深db=2m,該場(chǎng)地為8度區(qū)。確定是否考慮液化影響。解：按判別式確定9m8m7m砂土8m7m6m粉土987烈度飽和土類別需要考慮液化影響。dw=6mdu=5.5mdb=2m第21頁/共63頁例1圖示為某場(chǎng)地地基剖面圖上覆非液化土層厚度du=5.5m，其下為砂土，地下水位深度為dw=6m.基礎(chǔ)埋深db=2m,該場(chǎng)地為8度區(qū)。確定是否考慮液化影響。解：按土層液化判別圖確定需要考慮液化影響。dw=6mdu=5.5mdb=2m1234567891012345678910dw(m)不考慮液化影響區(qū)須進(jìn)一步判別區(qū)砂土7度8度9度du=5.5mdw=6m第22頁/共63頁查液化土特征深度表解：按判別式確定9m8m7m砂土8m7m6m粉土987烈度飽和土類別不滿足判別式，需要進(jìn)一步判別是否考慮液化影響。例2圖示為某場(chǎng)地地基剖面圖上覆非液化土層厚度du=5.5m其下為沙土，地下水位深度為dw=6m.基礎(chǔ)埋深db=2.5m,該場(chǎng)地為8度區(qū)。確定是否考慮液化影響。dw=6mdu=5.5mdb=2.5m第23頁/共63頁例2圖示為某場(chǎng)地地基剖面圖上覆非液化土層厚度du=5.5m，其下為沙土，地下水位深度為dw=6m.基礎(chǔ)埋深db=2.5m,該場(chǎng)地為8度區(qū)。確定是否考慮液化影響。解：按土層液化判別圖確定

需要進(jìn)一步判別是否考慮液化影響。dw=6mdu=5.5mdb=2.5m1234567891012345678910dw(m)不考慮液化影響區(qū)須進(jìn)一步判別區(qū)砂土7度8度9度第24頁/共63頁4）液化場(chǎng)地危害性分析衡量指標(biāo)——液化指數(shù)back由液化指數(shù)，按下表確定液化等級(jí)判別深度20m時(shí)的液化指標(biāo)判別深度15m時(shí)的液化指標(biāo)嚴(yán)重中等

輕微液化等級(jí)液化等級(jí)與相應(yīng)的震害液化等級(jí)

地面噴水冒砂情況

對(duì)建筑物的危害情況輕微地面無噴水冒砂，或僅在洼地、訶邊有零星的噴水冒砂點(diǎn)危害性小，一般不致引起明顯的震害中等噴水冒砂可能性大，從輕微到嚴(yán)重均有，多數(shù)屬中等危害性較大，可造成不均勻沉陷和開裂，有時(shí)不均勻沉陷可達(dá)200mm嚴(yán)重一般噴水冒砂都很嚴(yán)重，地面變形很明顯危害性大，不均勻沉陷可能大于200mm，高重心結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生不允許的傾斜第25頁/共63頁5、抗液化措施及選擇地基和上部結(jié)構(gòu)處理，或其它經(jīng)濟(jì)的措施可不采取措施可不采取措施丁類全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且對(duì)地基和上部結(jié)構(gòu)處理基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，或更高要求的措施基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，亦可不采取措施丙類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對(duì)地基和上部結(jié)構(gòu)處理部分消除液化沉陷，或?qū)Φ鼗蜕喜拷Y(jié)構(gòu)處理乙類嚴(yán)重中等輕微地基的液化等級(jí)建筑類別探明液化土層的深度與厚度，計(jì)算液化指數(shù)ILE，按ILE劃分液化等級(jí)，然后根據(jù)建筑物重要性、液化等級(jí)采用相應(yīng)的抗液化措施第26頁/共63頁工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算一、把握建筑體型建筑物平、立面布置的基本原則：結(jié)構(gòu)對(duì)稱——

有利于減輕結(jié)構(gòu)的地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)形狀規(guī)則——

在地震時(shí)應(yīng)力集中現(xiàn)象較少，有利于抗震質(zhì)量與剛度變化均勻——

平面內(nèi)使結(jié)構(gòu)剛度中心與質(zhì)量中心相一致，避免扭轉(zhuǎn)效應(yīng)高度方向均勻變化，避免薄弱層，減小變形集中、鞭梢效應(yīng)對(duì)稱、規(guī)則、質(zhì)量與剛度變化均勻4.2有利的抗震體型、合理的結(jié)構(gòu)布置第27頁/共63頁28馬那瓜中央銀行大廈試問：那一幢破壞嚴(yán)重呢？馬那瓜美洲銀行大廈4.2有利的抗震體型、合理的結(jié)構(gòu)布置第28頁/共63頁291）平面不規(guī)則4個(gè)樓梯間偏置塔樓西端，西端有填充墻。4層以上的樓板僅為5cm厚，擱置在高45cm長14m小梁上。

2）豎向不規(guī)則塔樓上部（4層樓面以上），北、東、西三面布置了密集的小柱子，共64根，支承在4層樓板水平處的過渡大梁上，大梁又支承在其下面的10根1m×1.55m的柱子上（間距9.4m）。上下兩部分嚴(yán)重不均勻，不連續(xù)。主要破壞：第4層與第5層之間(豎向剛度和承載力突變),周圍柱子嚴(yán)重開裂，柱鋼筋壓屈；橫向裂縫貫穿3層以上的所有樓板(有的寬達(dá)1cm),直至電梯井東側(cè)；塔樓西立面、其他立面窗下和電梯井處的空心磚填充墻及其它非結(jié)構(gòu)構(gòu)件均嚴(yán)重破壞或倒塌。震后計(jì)算分析結(jié)果:1.結(jié)構(gòu)存在十分嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)效應(yīng);2.塔樓3層以上北面和南面大多數(shù)柱子抗剪能力大大不足,率先破壞；3.水平地震作用下,柔而長的樓板產(chǎn)生可觀的豎向運(yùn)動(dòng)等。

馬那瓜中央銀行大廈

結(jié)構(gòu)是均勻?qū)ΨQ的，基本的抗側(cè)力體系包括4個(gè)L形的桶體，對(duì)稱地由連梁連接起來，這些連梁在地震時(shí)遭到剪切破壞，是整個(gè)結(jié)構(gòu)能觀察到的主要破壞。分析表明：1.對(duì)稱的結(jié)構(gòu)布置及相對(duì)剛強(qiáng)的聯(lián)肢墻，有效地限制了側(cè)向位移，并防止了明顯的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；2.避免了長跨度樓板和砌體填充墻的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損壞；3.當(dāng)連梁剪切破壞后，結(jié)構(gòu)體系的位移雖有明顯增加，但由于抗震墻提供了較大的側(cè)向剛度，位移量得到控制。美洲銀行第29頁/共63頁30

建筑平面不對(duì)稱建筑立面不對(duì)稱剛度不對(duì)稱質(zhì)量不對(duì)稱第30頁/共63頁建筑物的體型平面布置規(guī)則、對(duì)稱，整體性好平面不規(guī)則類型A扭轉(zhuǎn)不規(guī)則B凹凸不規(guī)則C樓板局部不連續(xù)立面布置規(guī)則、避免剛度和強(qiáng)度突變立面不規(guī)則類型A側(cè)向剛度不規(guī)則（柔軟層）B豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)C承載力突變（薄弱層）考慮扭轉(zhuǎn)樓板模型空間模型，地震剪力放大空間模型水平支撐構(gòu)件內(nèi)力放大限制最小承載力第31頁/共63頁32不規(guī)則類型

定義扭轉(zhuǎn)不規(guī)則樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移），大于該樓層兩端彈性水平位移（或?qū)娱g位移）平均值的1.2倍凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%,或開洞面積大于該層樓面面積的30%，或較大的樓層錯(cuò)層平面不規(guī)則的類型扭轉(zhuǎn)不規(guī)則凹凸角不規(guī)則第32頁/共63頁33局部不連續(xù)大開洞錯(cuò)層不規(guī)則類型

定義扭轉(zhuǎn)不規(guī)則樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移），大于該樓層兩端彈性水平位移（或?qū)娱g位移）平均值的1.2倍凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%,或開洞面積大于該層樓面面積的30%，或較大的樓層錯(cuò)層平面不規(guī)則的類型第33頁/共63頁34不規(guī)則類型

定義側(cè)向剛度不規(guī)則該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80%；除頂層外，局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、桁架等向下傳遞樓層承載力突變抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%豎向不規(guī)則的類型沿豎向的側(cè)向剛度不規(guī)則（有柔軟層）４.２建筑的平立面布置第34頁/共63頁35不規(guī)則類型

定義側(cè)向剛度不規(guī)則該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80%；除頂層外，局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、桁架等向下傳遞樓層承載力突變抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%豎向不規(guī)則的類型豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)４.２建筑的平立面布置第35頁/共63頁36豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)屈服抗剪強(qiáng)度不均勻（有薄弱層）

嚴(yán)重不規(guī)則是指體型復(fù)雜，多項(xiàng)不規(guī)則指標(biāo)超過表中指標(biāo)或某一項(xiàng)大大超過規(guī)定值，具有嚴(yán)重的抗震薄弱環(huán)節(jié)，將會(huì)導(dǎo)致地震破壞的嚴(yán)重后果者。注：以上規(guī)定主要針對(duì)鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)的多層和高層建筑。不規(guī)則類型

定義側(cè)向剛度不規(guī)則該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80%；除頂層外，局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、桁架等向下傳遞)樓層承載力突變抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%豎向不規(guī)則的類型第36頁/共63頁37房屋的高度一般而言，房屋愈高，所受到的地震力和傾覆力矩愈大，破壞的可能性也愈大。就技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面而言。各種結(jié)構(gòu)體系都有它自己的最佳適用高度。第37頁/共63頁38４.２建筑的平立面布置房屋的高寬比

房屋的高寬比值愈大，即建筑愈瘦高，地震作用下的側(cè)移愈大，地震引起的傾覆作用愈嚴(yán)重。世界各國對(duì)房屋的高寬比都有比較嚴(yán)格的限制。第38頁/共63頁39４.２建筑的平立面布置4.2.5防震縫的合理設(shè)置

合理設(shè)置防震縫，可以將體型復(fù)雜的建筑物劃分為“規(guī)則”的建筑物，從而可降低抗震設(shè)計(jì)的難度及提高抗震設(shè)計(jì)的可靠度。防震縫寬度應(yīng)分別符合下列要求：

1)框架結(jié)構(gòu)(包括設(shè)置少量抗震墻的框架結(jié)構(gòu))房屋的防震縫寬度，當(dāng)高度不超過15m時(shí)不應(yīng)小于100mm；高度超過15m時(shí)，6度、7度、8度和9度分別每增加高度5m、4m、3m和2m，宜加寬20mm；

2)框架-抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度不應(yīng)小于本款1)項(xiàng)規(guī)定數(shù)值的70％，抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度不應(yīng)小于本款1)項(xiàng)規(guī)定數(shù)值的50％；且均不宜小于100mm；

3)防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時(shí)，宜按需要較寬防震縫的結(jié)構(gòu)類型和較低房屋高度確定縫寬。

第39頁/共63頁40４.３結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置

從抗震角度考慮，作為一種好的結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)具備下列性能：①延性系數(shù)高；②“強(qiáng)度／重力”比值大；③勻質(zhì)性好；④正交各向同性；⑤構(gòu)件的連接具有整體性、連續(xù)性和較好的延性，并能發(fā)揮材料的全部強(qiáng)度。按照上述標(biāo)準(zhǔn)來衡量，常見建筑結(jié)構(gòu)類型，依其抗震性能優(yōu)劣而排列的順序是：①鋼結(jié)構(gòu)；②型鋼混凝土結(jié)構(gòu)；③混凝土一鋼混合結(jié)構(gòu)；④現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；⑤預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；⑥裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；⑦配筋砌體結(jié)構(gòu)；⑧砌體結(jié)構(gòu)等?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在著的優(yōu)越性：①現(xiàn)場(chǎng)澆筑形成具有整體式節(jié)點(diǎn)的連續(xù)結(jié)構(gòu)；②就地取材；③造價(jià)較低；④有較大的抗側(cè)移剛度，從而減小結(jié)構(gòu)側(cè)移，保護(hù)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件遭破壞；⑤良好的設(shè)計(jì)可以保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。加設(shè)構(gòu)造柱和圈梁，是提高砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震能力的有效途徑。第40頁/共63頁4.3選擇合理的結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料性能指標(biāo)，應(yīng)符合下列最低要求：

1砌體結(jié)構(gòu)材料應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)普通磚和多孔磚：≥MU10，其砌筑砂漿≥M5；

2)混凝土小型空心砌塊≥MU7.5，其砌筑砂漿≥Mb7.5。

2混凝土結(jié)構(gòu)材料應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，框支梁、框支柱及抗震等級(jí)為一級(jí)的框架梁、柱、節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)，不應(yīng)低于C30；構(gòu)造柱、芯柱、圈梁及其他各類構(gòu)件不應(yīng)低于C20；

2)抗震等級(jí)為一、二、三級(jí)的框架和斜撐構(gòu)件(含梯段)，其縱向受力鋼筋采用普通鋼筋時(shí)，鋼筋的抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的比值不應(yīng)小于1.25；鋼筋的屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的比值不應(yīng)大于1.3，且鋼筋在最大拉力下的總伸長率實(shí)測(cè)值不應(yīng)小于9％。

3鋼結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)鋼材的屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的比值不應(yīng)大于0.85；

2)鋼材應(yīng)有明顯的屈服臺(tái)階，且伸長率不應(yīng)小于20％；

3)鋼材應(yīng)有良好的焊接性和合格的沖擊韌性。第41頁/共63頁工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算1、設(shè)置多道防線是抗震概念設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分局部機(jī)制（L機(jī)制）強(qiáng)梁弱柱型框架單肢剪力墻結(jié)構(gòu)強(qiáng)柱弱梁型框架雙肢剪力墻加連系梁結(jié)構(gòu)

總體機(jī)制（T機(jī)制）4.4提高結(jié)構(gòu)抗震性能的措施第42頁/共63頁43４.４多道抗震防線４.4.1多道抗震防線的必要性多道抗震防線指的是：①抗震結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)有若干個(gè)延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來協(xié)同工作，如框架一抗震墻體系是由延性框架和抗震墻兩個(gè)系統(tǒng)組成；雙肢或多肢抗震墻體系由若干個(gè)單肢墻分系統(tǒng)組成。②抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部贅余度，有意識(shí)地建立起一系列分布的屈服區(qū)，以使結(jié)構(gòu)能夠吸收和耗散大量的地震能量，一旦破壞也易于修復(fù)。多道抗震防線對(duì)抗震結(jié)構(gòu)是必要的。如果建筑物采用的是多重抗側(cè)力體系，第一道防線的抗側(cè)移構(gòu)件在強(qiáng)烈地震襲擊下遭到破壞后，后備的第二道乃至第三道防線的抗側(cè)力構(gòu)件立即接替，抵擋住后續(xù)的地震動(dòng)的沖擊，可保證建筑物最低限度的安全，免于倒塌。第43頁/共63頁44

1)第一道防線的構(gòu)件選擇原則上說，應(yīng)優(yōu)先選擇不負(fù)擔(dān)或少負(fù)擔(dān)重力荷載的豎向支撐或填充墻，或者選用軸壓比值較小的抗震墻、實(shí)墻筒體之類構(gòu)件，作為第一道抗震防線的抗側(cè)力構(gòu)件。一般情況下，不宜采用軸壓比很大的框架柱兼作第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件。

2)利用贅余構(gòu)件增多抗震防線雙重抗側(cè)力體系在抗御地震時(shí)，具有兩道防線，一道是支撐或墻體，一道是框架。

雙重體系的結(jié)構(gòu)并聯(lián)體

（a）框架-抗震墻體系；（b）框架-支撐體系第44頁/共63頁45

當(dāng)結(jié)構(gòu)遭遇地震時(shí)，可以利用這些連系梁首先承擔(dān)地震前期脈沖的沖擊，以達(dá)到保護(hù)主體結(jié)構(gòu)的目的。

帶贅余桿件的耗能結(jié)構(gòu)(a）雙肢墻；(b）墻和框架；(c）并列斜撐；(d）芯筒和框架柱

第45頁/共63頁46４.４多道抗震防線當(dāng)建筑物受到強(qiáng)烈地震動(dòng)主脈沖卓越周期的作用時(shí)，一方面利用結(jié)構(gòu)中增設(shè)的贅余桿件的屈服和變形，來耗散輸入的地震能量；另一方面利用贅余桿件的破壞和退出工作，使整個(gè)結(jié)構(gòu)從一種穩(wěn)定體系過渡到另一種穩(wěn)定體系，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)周期的變化，以避開地震動(dòng)卓越周期長時(shí)間持續(xù)作用所引起的共振效應(yīng)。這種通過對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的適當(dāng)控制，來減輕建筑物的破壞程度，是對(duì)付高烈度地震的一種經(jīng)濟(jì)、有效的方法。第46頁/共63頁工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算設(shè)置多道防線的手段：應(yīng)注意的原則：采用超靜定結(jié)構(gòu)有目的地設(shè)置人工塑性鉸利用框架的填充墻設(shè)置耗能元件或耗能裝置等1.不同的設(shè)防階段應(yīng)使結(jié)構(gòu)周期有明顯差別，以利避免共振2.最后一道防線要具備一定的強(qiáng)度和足夠的變形潛力4.4提高結(jié)構(gòu)抗震性能的措施第47頁/共63頁48４.５剛度、承載力和延性的匹配2剛度與延性由于體系中各抗側(cè)力構(gòu)件的剛度與延性的不匹配，造成各構(gòu)件不能同步協(xié)調(diào)地發(fā)揮水平抗力，出現(xiàn)先后破壞的各個(gè)擊破情況。所以，協(xié)調(diào)抗側(cè)力體系中各構(gòu)件的剛度與延性，使之相互匹配，是工程設(shè)計(jì)中應(yīng)該努力做到的一條重要抗震設(shè)計(jì)原則。第48頁/共63頁49４.５剛度、承載力和延性的匹配4.5.3結(jié)構(gòu)不同部位的延性要求

從概念上講，結(jié)構(gòu)的延性定義為：結(jié)構(gòu)承載能力無明顯降低的前提下，結(jié)構(gòu)發(fā)生非彈性變形的能力。對(duì)于地震區(qū)的建筑來說，提高結(jié)構(gòu)延性是增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗倒塌能力，并使抗震設(shè)計(jì)做到經(jīng)濟(jì)合理的重要途徑之一。在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，“結(jié)構(gòu)延性”這個(gè)術(shù)語實(shí)際上有以下４層含義：①結(jié)構(gòu)總體延性：一般用結(jié)構(gòu)的“頂點(diǎn)側(cè)移比”或結(jié)構(gòu)的“平均層間側(cè)移比”來表達(dá)；②結(jié)構(gòu)樓層延性：以一個(gè)樓層的層間側(cè)移比來表達(dá)；第49頁/共63頁50４.５剛度、承載力和延性的匹配③構(gòu)件延性：指整個(gè)結(jié)構(gòu)中某一構(gòu)件（一榀框架或一片墻體）的延性；④桿性延性：指一個(gè)構(gòu)件中某一桿件（框架中的梁或柱，墻片中的連梁或墻肢）的延性。

一般而言，在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，對(duì)結(jié)構(gòu)中重要構(gòu)件的延性要求，高于對(duì)結(jié)構(gòu)總體的延性要求；對(duì)構(gòu)件中關(guān)鍵桿件或部位的延性要求，又高于對(duì)整個(gè)構(gòu)件的延性要求。要使建筑物在遭遇強(qiáng)烈地震時(shí)具有很強(qiáng)的抗倒塌能力，最理想的是使結(jié)構(gòu)中的所有構(gòu)件及構(gòu)件中的所有桿件均具有較高的延性，然而，實(shí)際工程中很難完全做到這一點(diǎn)。比較經(jīng)濟(jì)有效的辦法是，有選擇地重點(diǎn)提高結(jié)構(gòu)中的重要構(gòu)件以及某些構(gòu)件中關(guān)鍵桿件或關(guān)鍵部位的延性。第50頁/共63頁51４.５剛度、承載力和延性的匹配其原則是：（１）在結(jié)構(gòu)的豎向，應(yīng)該重點(diǎn)提高樓房中可能出現(xiàn)塑性變形集中的相對(duì)柔弱樓層的構(gòu)件延性。提高延性的重點(diǎn)樓層（a）大底盤建筑；（b）框托墻結(jié)構(gòu)體系第51頁/共63頁52４.５剛度、承載力和延性的匹配（2）在平面位置上，應(yīng)該著重提高房屋周邊轉(zhuǎn)角處、平面突變處以及復(fù)雜平面各翼相接處的構(gòu)件延性。對(duì)于偏心結(jié)構(gòu)，應(yīng)加大房屋周邊特別是剛度較弱一端構(gòu)件的延性。（3）對(duì)于具有多道抗震防線的抗側(cè)力體系，應(yīng)著重提高第一道防線中構(gòu)件的延性。（4）在同一構(gòu)件中，應(yīng)著重提高關(guān)鍵桿件的延性。（5）在同一桿件中，重點(diǎn)提高延性的部位應(yīng)該是預(yù)期該構(gòu)件地震時(shí)首先屈服的部位。第52頁/共63頁53４.５.４改善構(gòu)件延性的途徑

1.控制構(gòu)件的破壞形態(tài)結(jié)構(gòu)延性和耗能的大小，決定于構(gòu)件的破壞形態(tài)及其塑化過程。彎曲構(gòu)件的延性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于剪切構(gòu)件的延性。２.減小桿件軸壓比就框架體系而論，柱的延性對(duì)于耗散輸入的地震能量，防止框架的倒塌，起著十分重要的作用，而軸壓比又是影響鋼筋混凝土柱延性的一個(gè)關(guān)鍵性因素。所以，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，確定柱、墻肢等軸壓和壓彎構(gòu)件的截面尺寸時(shí)，應(yīng)該控制其軸壓比值。３.高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意，采用高強(qiáng)混凝土?xí)r，還應(yīng)適當(dāng)降低剪壓比。4.鋼纖維混凝土的應(yīng)用5.型鋼混凝土的應(yīng)用4.4提高結(jié)構(gòu)抗震性能的措施第53頁/共63頁54結(jié)構(gòu)的變形能力取決于組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及其連接的延性水平。規(guī)范對(duì)各類結(jié)構(gòu)采取的抗震措施，基本上是提高各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性水平。這些抗震措施是：①采用水平向（圈梁）和豎向（構(gòu)造柱、芯柱）混凝土構(gòu)件，加強(qiáng)對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的約束，或采用配筋砌體；使砌體在發(fā)生裂縫后不致坍塌和散落，地震時(shí)不致喪失對(duì)重力荷載的承載能力；②避免混凝土結(jié)構(gòu)的脆性破壞（包括混凝土壓碎、構(gòu)件剪切破壞、鋼筋同混凝土粘結(jié)破壞）先于鋼筋的屈服；③避免鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體和局部失穩(wěn)，保證節(jié)點(diǎn)焊接部位（焊縫和母材)在地震時(shí)不致開裂。4.4提高結(jié)構(gòu)抗震性能的措施第54頁/共63