(33)-11.1.3抗震設(shè)計(jì)的基本要求

建筑抗震設(shè)計(jì)的基本要求Basicrequirementsforseismicdesignofbuildings建筑抗震設(shè)計(jì)的基本要求抗震設(shè)計(jì)：對地震區(qū)的工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行的一種專業(yè)設(shè)計(jì)，一般包括抗震概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算和抗震構(gòu)造措施三個(gè)方面。毒氣泄漏：從總體上把握抗震設(shè)計(jì)的基本原則；抗震計(jì)算：為建筑抗震設(shè)計(jì)提供定量手段；構(gòu)造措施：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。建筑抗震設(shè)計(jì)的基本要求建筑抗震設(shè)計(jì)在總體上要求把握的基本原則：注意場地選擇，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。建筑抗震設(shè)計(jì)的基本要求概念設(shè)計(jì)（Conceptualdesign）由于地震的隨機(jī)性，結(jié)構(gòu)抗震不能完全依賴“計(jì)算設(shè)計(jì)”，在工程抗震基本理論的基礎(chǔ)上，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)思想正確地解決建筑和結(jié)構(gòu)的總體方案、結(jié)構(gòu)布置、材料使用和細(xì)部構(gòu)造等，以便達(dá)到合理抗震設(shè)計(jì)的目的。建筑抗震設(shè)計(jì)的基本要求概念設(shè)計(jì)（Conceptualdesign）有助于掌握明確的設(shè)計(jì)思想，靈活、恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用抗震設(shè)計(jì)原則，使設(shè)計(jì)人員不致陷入盲目的計(jì)算工作，從而做到比較合理的抗震設(shè)計(jì)。抗震概念設(shè)計(jì)是目前工程設(shè)計(jì)高度自動化的背景下唯一具有能動性和創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)過程。建筑抗震設(shè)計(jì)的基本要求抗震概念設(shè)計(jì)的思路在工程設(shè)計(jì)一開始，把握好能量輸入、房屋體型、結(jié)構(gòu)體系、剛度分布、構(gòu)件延性等幾個(gè)主要方面，從根本上消除建筑中的抗震薄弱環(huán)節(jié)。輔以必要的計(jì)算和構(gòu)造措施，有可能使房屋建筑具有良好的抗震性能和足夠的抗震可靠度。由于對地震作用及結(jié)構(gòu)性能的了解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，在某種意義上，概念設(shè)計(jì)比計(jì)算設(shè)計(jì)更重要。場地、地基和基礎(chǔ)的要求選擇場地時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程需要和地震活動情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關(guān)資料，對抗震有利、一般、不利和危險(xiǎn)地段做出綜合評價(jià)。不同場地上的建筑震害不同，在建筑選址時(shí)，要盡量選擇對建筑抗震有利地段，避開不利地段，不在危險(xiǎn)地段建設(shè)。場地、地基和基礎(chǔ)的要求有利、一般、不利和危險(xiǎn)地段的劃分地段類別地質(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)、均勻的中硬土等一般地段不屬于有利、不利和危險(xiǎn)的地段不利地段軟弱土，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、疏松的斷破裂帶、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)生地表錯(cuò)位的部位當(dāng)確實(shí)需要在不利地段或危險(xiǎn)地段建筑工程時(shí)，應(yīng)遵循建筑抗震設(shè)計(jì)的有關(guān)要求進(jìn)行詳細(xì)的場地評價(jià)并采取避險(xiǎn)的抗震措施。選擇對抗震有利的建筑平面、立面和豎向剖面建筑平立面布置的基本原則對稱：有利于減輕結(jié)構(gòu)的地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；規(guī)則：地震時(shí)結(jié)構(gòu)各部分的振動易于協(xié)調(diào)，應(yīng)力集中現(xiàn)象少，有利于抗震；質(zhì)量與剛度變化均勻：1）在平面方向盡量使結(jié)構(gòu)的剛度中心與質(zhì)量中心一致，否則，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)將使遠(yuǎn)離剛度中心的構(gòu)件發(fā)生嚴(yán)重震害；2）在高度方向結(jié)構(gòu)質(zhì)量與剛度不宜有懸殊的變化，避免“變形集中”和“鞭梢效應(yīng)”。在地震作用下，高層建筑或其他建（構(gòu)）筑物頂部細(xì)長突出部分振幅劇烈增大的現(xiàn)象。選擇對抗震有利的建筑平面、立面和豎向剖面建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性對抗震能力的重要影響的認(rèn)識始自若干現(xiàn)代建筑在地震中的表現(xiàn)。選擇對抗震有利的建筑平面、立面和豎向剖面最為典型的例子是1972年2月23日南美洲的馬那瓜地震。馬那瓜中央銀行大廈馬那瓜美洲銀行大廈試問：哪一幢破壞嚴(yán)重呢？選擇對抗震有利的建筑平面、立面和豎向剖面馬那瓜中央銀行大廈1.平面不規(guī)則4個(gè)樓梯間偏置塔樓西端，西端有填充墻。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，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)動等。選擇對抗震有利的建筑平面、立面和豎向剖面馬那瓜美洲銀行大廈結(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.對稱的結(jié)構(gòu)布置及相對剛強(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。選擇技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系1.結(jié)構(gòu)體系應(yīng)符合各項(xiàng)要求（1）具有明確的計(jì)算簡圖和合理的地震作用傳遞路線。（2）應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)破壞而導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。（3）應(yīng)具備必要的抗震承載能力、良好的變形能力和消耗地震能量的能力。（4）對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震承載力。選擇技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系2.結(jié)構(gòu)體系尚宜符合各項(xiàng)要求（1）設(shè)置多道防線△△如“強(qiáng)梁弱柱”型框架結(jié)構(gòu)在底層柱的上下端出現(xiàn)塑性鉸，或單肢剪力墻結(jié)構(gòu)底部出現(xiàn)屈服變形，將迅速導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的倒塌。選擇技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系△△如“強(qiáng)柱弱梁”型框架結(jié)構(gòu)或雙肢剪力墻結(jié)構(gòu)有兩道抗震防線：從結(jié)構(gòu)彈性到部分梁出現(xiàn)塑性鉸；從梁塑性鉸發(fā)生較大轉(zhuǎn)動到柱根破壞。在兩道防線之間，大量地震輸入能量被結(jié)構(gòu)彈塑性變形所消耗。選擇技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系多道抗震防線的必要性強(qiáng)烈地震往往有一定的持續(xù)時(shí)間（幾秒～幾十秒），并且往往伴隨多次余震，結(jié)構(gòu)在首次破壞后再遭余震，將會引起損傷累積，當(dāng)?shù)谝坏婪谰€的抗側(cè)力構(gòu)件在強(qiáng)烈地震襲擊下遭到破壞后，后備的第二道至第三道防線的抗側(cè)力構(gòu)件立即接替，抵擋住后續(xù)的地震動的沖擊，可保證建筑物最低限度的安全，免于倒塌。選擇技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系3.結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)符合的要求砌體結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)桿件抗震支撐系統(tǒng)對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的要求非結(jié)構(gòu)構(gòu)件：包括建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和