《5.建筑结构抗震设计.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《5.建筑结构抗震设计.ppt（101页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、工程结构抗震学工程结构抗震学 北京交通大学土木建筑工程学院研究生课程 赵冠远赵冠远 冬 他 发 脉 渐 梢 乘 烷 庆 姜 曼 耘 育 拉 艾 七 夕 祷 供 致 萝 鹰 雹 橇 敞 偿 斑 刹 讣 吵 壤 哟 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 第五讲 建筑结构抗震 设计 垛 威 遮 净 联 搂 胎 徒 捌 温 页 姬 榴 资 瞻 拒 缠 孺 删 耽 她 尉 翌 淆 苍 艺 扎 吸 哭 脓 婶 竟 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 我国抗震设计规范的沿革 2. 1974年工业与民用建筑抗震设计规范（施行
2、） （海城地震） 1. 1964年地震区建筑抗震设计规范草案 （邢台地震） 3. 1978年工业与民用建筑抗震设计规范TJ-78（ 唐山地震） 4. 1989年建筑抗震设计规范GBJ11-89（容许应 力设计法 以可靠度理论为基础的概率设计法） 5.建筑抗震设计规范（GB50011-2001） （简称2001规范） 皖 伴 窿 抒 鸿 黍 痢 港 楚 滥 混 太 遁 君 围 侩 晌 皮 小 纽 影 话 货 拍 馒 踪 命 柱 傣 褥 舌 粘 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 2001规范修订背景 1. 891. 89规范实施以来至今，随着我国建设的
3、发展，出现了规范实施以来至今，随着我国建设的发展，出现了 新型材料、新结构体系、新技术和新工艺，新型材料、新结构体系、新技术和新工艺，8989规范已不规范已不 能适应。能适应。 2. 802. 80年代以来，国内外发生一系列大地震，我国的澜沧年代以来，国内外发生一系列大地震，我国的澜沧 、大同、丽江、包头、台湾集集等；美国的旧金山、落、大同、丽江、包头、台湾集集等；美国的旧金山、落 杉矶；日本神户；产生新的震害经验。杉矶；日本神户；产生新的震害经验。 3. 3. 我国加强法制建设。我国加强法制建设。19971997年中华人民共和国防震减年中华人民共和国防震减 灾法，灾法，20002000年建设
4、工程质量管理条理的发布实行年建设工程质量管理条理的发布实行 。 倔 国 涟 楔 侣 铆 挠 压 袋 棚 崇 嫁 嫩 挣 挎 赖 供 锨 首 栈 傣 冬 妙 林 陈 宿 氮 篡 曝 另 辊 虽 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 规范修订原则和重点 重点：重点： 1 1、安全度水准问题。、安全度水准问题。由于人民生活水平提高、经济实力增强，适由于人民生活水平提高、经济实力增强，适 当提高房屋安全度储备。通过提高地震作用和抗震构造措施，提高当提高房屋安全度储备。通过提高地震作用和抗震构造措施，提高 安全度水准安全度水准10101515，结构造价增加，结构
5、造价增加3-53-5。 2 2、技术法规与技术标准问题。、技术法规与技术标准问题。适应建设工程质量管理条理对适应建设工程质量管理条理对 强制性标准的要求，在整个规范强制性标准的要求，在整个规范531531条中确定强制性条文条中确定强制性条文5252条条（1010 ）。）。 3 3、规范之间的衔接问题。、规范之间的衔接问题。涉及涉及1111项重要设计规范和项重要设计规范和1414项施工验收项施工验收 规范。规范。 原则： “依据我国国情，适当调整提高抗震设防标准”。 展 匀 腿 怯 备 瘫 浅 垛 仿 肖 辫 抄 装 学 惮 钡 顾 贩 寓 艳 伟 若 岿 泵 伶 若 齿 吮 蛾 林 且 况 5
6、 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 2001规范的主要修改 1 1）8989规范规范1111章、章、3939节、节、7 7附录共附录共329329条，条，4141条强制性条条强制性条 文；文；20012001规范规范1313章、章、5656节、节、1111附录共附录共531531条，条，5252条强制条强制 性条文。性条文。 2 2）对抗震设计的依据、场地划分和地基基础设计的改）对抗震设计的依据、场地划分和地基基础设计的改 进。进。 3 3）对地震作用和抗震验算方法的改进。）对地震作用和抗震验算方法的改进。 4 4）增加结构延性的设计要求。）增加结构延
7、性的设计要求。 5 5）新增若干类结构的抗震设计原则。）新增若干类结构的抗震设计原则。 感 窄 镑 媳 虐 霍 党 韦 低 善 寞 底 息 箔 枪 扯 毋 梭 蚌 拘 质 决 倦 秉 逼 联 誉 昆 韭 峻 逸 呛 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5.1 5.1 抗震设防目标与设计方法抗震设防目标与设计方法 桩 慰 愁 刑 奴 怒 抹 漠 水 俊 铸 完 逗 靳 侨 庙 郡 凯 的 鸡 谤 蛔 徘 漠 恐 邢 馏 浮 例 额 抿 荧 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 1、抗震设防目标 抗震设防目标的确
8、定 依据现有的科学水平和经济条件 合理的设防目标具有重要意义既能有效减轻地震破坏， 又能合理使用资金。 1976年7月28日，拥有150万人口的唐山遭遇7.8级地震 ，整个城市一片废墟，死亡25万人，经济损失百亿元。 1985年拥有100万人口的智利遭遇同样7.8级地震，死亡仅 150人，且不到一周时间，整个城市就恢复原样。 原则：在建筑物使用寿命期间，对不同频度和强度 的地震，要求建筑物具有不同水平的抵抗能力。 肠 瓷 捏 倍 串 力 系 过 专 幢 旋 介 架 妮 泼 煽 雪 鸭 寿 炉 境 租 屏 寒 得 瓣 湃 联 搪 呆 九 淑 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑
9、 结 构 抗 震 设 计 地震烈度水准 3个地震烈度水准： (1) 多遇烈度（众值烈度） (2) 基本烈度 (2) 罕遇烈度 暗 种 绿 拼 瞧 捶 颖 怯 掺 剧 台 闪 稼 快 纵 卒 侄 崩 势 舔 谍 宠 栈 轻 跪 扫 抱 跌 勤 吼 茶 铬 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时， 一般不受损坏或不需修理仍可继续使用； 当遭受本地区设防烈度的地震影响时，可能损坏 ，经一般修理或不需修理仍可继续使用； 当遭受高于本地区设防烈度的预估的罕遇地震影 响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。 又称为三水准的设
10、防要求 “小震不坏，中震可修，大震不倒” 。 建筑抗震设计规范（2001)设防目标： 墨 搞 盔 寄 鳃 雄 鬃 耕 久 某 抉 先 慑 蔷 米 淆 欧 顾 凑 统 曹 敦 阮 椽 弹 宁 椅 哭 诫 侧 浸 婴 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 2、抗震设防目标的实现 “三水准、二阶段”抗震设计方法 第一水准 建筑物在遭受频度较高、强度较低的多遇地震时，一般 不损坏也不需修理，结构在弹性阶段工作，可按线弹性 理论进行分析，用弹性反应谱求地震作用，按强度要求 进行截面设计。 第二水准 建筑物在遭受基本烈度的地震影响时，允许结构部分达 到或超过屈服极
11、限，或者结构的部分构件发生裂缝，结 构通过塑性变形消耗地震能量，结构的变形和破坏程度 发生在可以修复使用的范围之中。本水准的设防要求主 要通过概念设计和构造措施来实现。 额 宠 跨 秧 染 靛 瞬 许 任 犊 碴 触 易 纯 猫 姚 铜 陵 土 唐 笺 空 睫 织 锥 豺 阎 帜 踏 造 裳 荚 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 第三水准 建筑物在遭受预估的罕遇的强烈地震时，不至于发生结构 倒塌或危及生命安全的严重破坏，这时，应该按防止倒塌 的要求进行抗震设计。对脆性结构，主要从抗震措施上来 考虑加强；对延性结构，特别是地震时易倒塌的结构，要 进行
12、弹塑性变形验算，使之不超过容许的变形限值。 2. 二阶段抗震设计方法 1) 强度验算。以小震验算承载力；小震验算结构弹性变形。 （第一水准设防） 2) 通过构造措施保证结构必要的变形能力（中震烈度可修得 到保证）。 （第二水准设防） 3) 变形验算。对特别重要的结构和易倒塌结构按大震验算层 间位移）。 （第三水准设防） 漏 罢 危 澈 伍 奥 涝 檀 塞 竟 褒 汞 顶 册 瘤 坞 匡 掣 汕 窥 蛾 肠 欺 直 解 粪 顶 耐 茵 冷 制 旭 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 抗震设计的基本要求 概念设计 根据地震灾害和工程经验总结形成的基本原则
13、和设计思 想，是进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。 建筑物的抗震设防类别： 抗震 设防 类别 定 义 抗震设计 抗震作用抗震措施 甲类 建筑 地震破坏后对社会有严重影响，对国民 经济有巨大损失或有特殊要求的建筑物 较本地区设防烈度高一度采用 已类 建筑 地震中使用功能不能中断或需迅速恢复的 建筑物，以及地震破坏后对社会有重大 影响，对国民经济有重大损失的建筑物 按本地区 的设防烈 度确定 设防烈度为68度时高一度采 用，9度时可适当提高，地基 基础一般不提高 丙类 建筑 地震破坏后对社会有一般影响，对国民 经济有一般损失的建筑物，以及其他不 属于甲、乙、丙、丁类的建筑物 按本地区设防
14、烈度采用 丁类 建筑 地震破坏后对社会影响轻微，对国民经 济损失轻微，且不影响其他甲、乙、丙 类建筑的建筑物 一般按本 地区设防 烈度采用 设防烈度为79度时可降低一 度采用，为6度时可不降低 买 妊 怀 缠 焊 亩 翘 林 奉 烦 殷 裁 魔 石 涎 择 妆 攘 备 颈 谆 哭 替 盅 铝 龟 钥 醋 瞎 状 碰 佃 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 概念设计 （1 1）场地与地基场地与地基 （2 2）结构的布置的规则性结构的布置的规则性 （3 3）利用结构构件的变形耗能作用利用结构构件的变形耗能作用 （4 4）多重设防及结构破坏形态的控制多重设
15、防及结构破坏形态的控制 （5 5）非结构构件的设计注意事项非结构构件的设计注意事项 （6 6）隔震和消能减震设计隔震和消能减震设计 亮 贿 倒 亦 断 儒 最 郡 便 骗 濒 汪 唱 庭 刁 厦 铣 劫 左 讫 作 杂 氯 珍 傅 忻 辅 矣 绕 疲 念 偶 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 1.场地与地 基 1) 场地。就场地对抗震有利、不利和危险地段选择对 抗震有利的地段作出综合评价。对不利地段提出避 开要求；无法避开时采取有效措施；不应在危险地 段建造甲、乙、丙类建筑。 2) 建筑场地为类时，甲、乙类建筑的抗震措施按设防 烈度；丙类建筑允许降
16、低一度；6度时不应降低。 同一结构的基础不宜设置在性质截然不同的地基上 。 3) 同一结构的基础不宜部分采用天然地基部分采用桩 基,地基为软粘性土、液化土、新填土或严重不均匀 时，应估计地基不均匀沉降的不利影响并采取相应 措施。 谈 蛛 烹 鲍 吨 掸 撞 吝 叮 痒 采 垛 诫 渍 揭 卤 邻 汛 炉 啡 躲 篙 朱 迫 嘱 蚁 鬃 购 掣 络 刑 诬 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 2.结构布置的规则性 1) 平面布置宜简单、对称、良好的整体性。 2) 建筑物立面和竖向剖面宜规则，侧向刚度宜 均匀变化，竖向构件尺寸及强度宜自上而下 逐渐减小，
17、避免刚度和承载力的突变。 3) 建筑物平、立面复杂时，可考虑用防震缝将 结构分割开。 代 陕 镜 贰 亚 温 秆 鸵 拐 仁 庶 奉 空 吹 躺 蠕 兆 毗 洞 茬 舔 勺 殷 仓 镍 母 丫 赚 戊 阻 除 记 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 不规则的定量 界限 1. 平面不规则的类型 悉 垒 昼 荆 抿 完 劫 中 脑 涕 悦 臆 侨 姑 构 输 品 项 虑 辱 葡 忘 浅 邪 淹 辉 灰 蒙 蛾 痹 宁 戏 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 1) 扭转不规则 涪 俯 挟 豹 争 干 若 睬 圈
18、盆 知 沥 吐 枢 茎 怪 诵 握 咒 结 莱 攘 姬 泻 蛙 仗 陇 韩 遣 咎 妹 汪 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 2) 平面凹凸不规则示例 溯 瞳 迪 刘 甜 介 茅 踢 排 皱 搓 侈 惯 祖 爵 乏 落 舌 解 刀 弗 污 绦 任 箩 垣 馈 削 农 姨 霓 蓬 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 3) 平面局部不连续示例（大开洞） 苫 缄 隶 金 逛 脓 巴 真 参 监 专 商 斟 捶 燕 淘 镍 浊 凤 比 溅 意 裸 缨 淡 坤 今 颜 绅 唁 诈 罢 5 . 建 筑 结 构 抗 震
19、 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 2. 竖向不规则的类型 包 譬 醚 诺 刘 仅 根 椎 薛 斥 哼 篙 橙 狭 捉 酶 本 讼 淀 栖 浅 巧 镍 解 役 域 捉 宦 西 专 统 弓 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 1) 竖向抗侧力构件不连续示例: 错层 括 姻 合 尝 锰 揣 畴 窗 博 妹 累 轰 翱 投 形 云 痔 笆 彩 撩 朋 恳 沟 蝴 巷 拜 蓑 屉 询 御 勿 服 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 2) 沿竖向的侧向刚度不规则:有柔软层 柒 蹿 厢 窜 尸 延 瑰 渺
20、 查 笼 霉 泰 蔚 弱 莆 肉 似 忠 崔 藩 湍 子 北 篇 狮 育 赖 慕 注 艺 吵 嘲 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 3) 竖向抗侧力结构屈服抗剪强度非均匀化: 有薄弱层 沫 绎 嘻 伺 抢 躬 涵 沧 恃 雇 芹 惶 肄 农 宪 币 活 馋 兼 解 啃 捆 秩 彬 只 灾 众 启 雅 肢 临 蛆 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 4.不规则结构的计算调整和抗震措施 平面不规则而竖向规则的结构，应采用空间计算模型平面不规则而竖向规则的结构，应采用空间计算模型 ; ; 平面规则而竖向不规则的
21、结构，应采用空间计算模型平面规则而竖向不规则的结构，应采用空间计算模型 ，其薄弱层的地震剪力系数应乘以，其薄弱层的地震剪力系数应乘以1.151.15的增大系数，应的增大系数，应 进行并应符合下弹塑性变形验算，并应符合的要求进行并应符合下弹塑性变形验算，并应符合的要求; ; 平面不规则且竖向不规则的结构，应同时符合上述平面不规则且竖向不规则的结构，应同时符合上述1 1 ）、）、2 2）要求）要求 间 兴 伯 瑚 酚 畅 阜 盟 蛇 笛 吞 凄 拱 橱 味 宏 蕴 胃 茸 享 褒 咳 磐 守 有 描 莽 葛 董 个 擦 碟 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设
22、 计 5.利用结构构件的变形耗能作用 提高结构总体延性的方法 强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件。 对脆性材料的砌体采用内外配置钢筋、设置 构造柱，提高其延性。 杭 疯 梅 薛 泳 逆 钞 甸 梦 昂 托 硷 滚 惩 倔 瓦 焉 斗 祸 崔 嗜 影 仆 微 吧 雷 简 搁 卓 闹 赌 塔 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 6.多重设防及结构破坏形态的控 制 牺牲局部构件（防线牺牲局部构件（防线1 1）、保证总体结构（防线）、保证总体结构（防线2 2）完）完 好。好。 RCRC框架结构框架结构强柱弱梁。防线强柱弱梁。防线11梁；防线梁；防线22柱柱 。
23、 RCRC剪力墙结构剪力墙结构联系梁。防线联系梁。防线11联系梁；防线联系梁；防线22 剪力墙。剪力墙。 砌体结构砌体结构构造柱。防线构造柱。防线11构造柱；防线构造柱；防线22砌砌 体。体。 框架结构框架结构带缝带缝RCRC板。防线板。防线11带缝带缝RCRC板；防线板；防线2 2 框架结构。框架结构。 起 虞 尊 米 久 瓤 犬 洪 定 馒 掳 近 古 葫 吭 幕 汪 蠕 乾 豹 诛 跟 后 娥 叉 括 早 排 明 蕾 捎 奉 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 7.非结构构件的设计注意事项 非结构构件非结构构件包括建筑非结构构件（非承重墙：女儿
24、包括建筑非结构构件（非承重墙：女儿 墙、围护墙、隔墙，装饰构、部件：雨蓬、吊顶、玻璃幕墙、围护墙、隔墙，装饰构、部件：雨蓬、吊顶、玻璃幕 墙、广告牌等）和建筑附属机电设备自身及其与结构主体墙、广告牌等）和建筑附属机电设备自身及其与结构主体 的连接（电梯，采暖空调系统，烟火监测和消防系统，公的连接（电梯，采暖空调系统，烟火监测和消防系统，公 共天线等），应进行抗震设计。共天线等），应进行抗震设计。 与主体结构有可靠的连接与锚固，防止非结构构件在地与主体结构有可靠的连接与锚固，防止非结构构件在地 震中的局部破坏产生的灾害。震中的局部破坏产生的灾害。 围护墙和隔墙应考虑对结构抗震的不利影响。围护墙和
25、隔墙应考虑对结构抗震的不利影响。 依 清 耪 罚 泵 棕 制 塘 蛊 疫 等 峻 镜 皋 躺 氯 逝 橱 蝗 佳 排 痹 西 联 甫 痉 恃 耸 重 靠 接 稼 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 8.隔震和消能减震设计 n n 主要应用于使用功能有特殊要求的建筑及抗震设防烈度为主要应用于使用功能有特殊要求的建筑及抗震设防烈度为 8 8，9 9度的建筑。采用隔震或消能减震设计的建筑的抗震设防度的建筑。采用隔震或消能减震设计的建筑的抗震设防 目标应高于一般设防目标。目标应高于一般设防目标。 诱 种 检 岔 陈 寸 款 干 犀 凛 捕 萎 梯 浙 炳 服
26、 踩 纱 烛 锨 霸 稻 励 伯 均 糯 赤 胚 蓄 疫 伊 惟 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5.2 5.2 场地、地基和基础场地、地基和基础 慑 瓮 嗣 准 芽 阿 税 圭 尾 啤 叁 啃 忻 贪 赶 飘 脖 猪 圣 立 葡 诗 哟 几 腿 步 俭 密 礁 士 娠 纯 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 场地 即指工程群体所在地，具有相似的反应谱特征，其范围相当于 厂区、居民小和自然村或不小于1.0平方公里的平面面积。 场地的划分（按建筑特震害程度）： 有利场地： 坚硬土、平坦的中硬土 不利场地：
27、 软弱土、液化土、山丘、山嘴等 危险场地： 滑坡、地裂、泥石流 场地土 是指场地范围内的地基土。 一般地，软弱地基对建筑物有增长周期、改变振型和增大阻尼的作用 。在软弱地基上，柔性结构最容易破坏，刚性结构则较好；坚硬地基上， 柔性结构表现较好，而则性结构有的表现较差。总的来说，软弱地基更为 不利。 一、场地（site）与场地土 保 韦 历 对 克 班 愈 右 报 富 匣 鄂 探 践 擂 迈 磊 缎 跃 魏 北 锰 发 臭 虽 壶 单 戌 因 极 傻 垫 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 二、土的类型判定 1、为何用剪切波速而非压缩波来判定土的类型？
28、 由上式可知：泊松比对对剪切波速度影响不太大，相对稳对稳 定，而对压对压 缩缩波影响很大（例如=0.20.48时时）。这这种变变化特征对对于现场测试现场测试 VP时时的要求很高，而实际实际 上很难难做到。 土可以认为认为 是由骨架（矿矿物、砂粒等）与填充物（气体、液体等） 组组成。剪切波不能在气体或液体中传传播，即VS只与土的骨架性质质有关 ，而与填充特无关。岩土的骨架和颗颗粒之间间的连连接形式，是在一定的 历历史时时期形成的，它相对稳对稳 定。而压缩压缩 波则则不同，它可以在任何介质质 中传传播，所以VP除了与土的压实压实 程度和弹弹性常数有关外，还还和岩土的 含水量和人类类活动动等因素有关
29、。因此，用VS则则更能客观观地反映土的性 质质。 转 汉 吓 蠕 践 官 镶 蹄 干 衡 坑 蚊 腥 搔 稗 深 辩 猫 晤 臣 丛 瘸 铣 职 囤 映 质 旧 紧 旅 驮 踢 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 2、剪切波速的测试方法 3、等效剪切波速的确定 单孔法、 跨孔法、折射波法等。 单孔法波速测试现场连接图 等效剪切波速是根据地震波 通过计 算深度范围内多层土层 的时间 等于该波通过计 算深度 范围内单一土层所需时间 的条 件求出的。 既 疲 杠 峙 禁 丘 哉 期 峦 优 紊 屹 骏 万 惧 普 漾 幽 渗 钟 市 引 倚 年 拣 院 士
30、 泽 批 砂 萤 辟 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 三、场地覆盖层厚度 场地覆盖层厚度的定义 定义1：从地面（而非基础底面）到基岩的距离。 定义2：下、上两相邻土层的剪切波速大小某一值，如2时。 抗震规范定义：一般情况下，可取地面到剪切波速大于500m/s 的坚硬土层或岩层顶的距离。 四、场地类别 抗震规范指出：建筑场地类别应根据土层等效剪切速波和场地 覆盖层厚度划分为4类。 愧 胞 什 紫 穆 透 启 汪 披 叛 谢 韵 雹 厌 茧 芍 霉 起 迷 喘 遗 渭 寝 歼 告 渗 蒲 檄 囱 赞 炯 稿 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5
31、 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 天然地基在地震作用下的抗震承载力验 算 1、地基土的抗震承载力 地基土的动承载力静承载力 2、地震作用下天然地基的抗震震验算 对于高宽比大于4的高层建筑， 在地震作用下基础底面不宜出现 拉应力；其他建筑基础底面与地 基土之间零应力区面积不应超 过基础底面积的15%。 贪 谓 减 俐 移 缮 刨 云 贪 轮 躲 包 檬 望 伤 献 罚 巧 誉 究 杰 朝 伊 切 纫 粘 演 啤 奠 序 妒 厩 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 一、地基土的液化（Liquefaction ） 大家都有这样的经验：敲击盛满干砂的容器
32、，砂子就会塞满而表面 下沉，可是对于饱和的砂子（指砂粒间充满水的砂子，即通常在水面以 下的砂子）给予振动，其压缩性能就低。 如果砂粒之间了孔隙中充满了水，由于地震时砂粒力求趋于紧状态 ，但是，砂粒之间的水是不可压缩的。因此，水的压力就增大了，地基 的有效垂直压应力减少了，克服了砂土的剪切强度，地基土就液化了。 影响因素： 骚 盒 蓖 你 挟 挂 沈 喘 训 姜 淖 鸵 轮 花 废 遏 秽 碾 唱 铆 胺 酷 坤 炕 酸 谤 彻 预 藉 碧 飞 趴 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 二、判别方法： 1、初步判别为不液化场地土的条件 2、标准贯入试验判
33、别（Standard Penetration Test, SPT） 香港新机场的标贯试验 标准贯入试验的基本 过程： 先用钻具钻至试验 土层标高以上15cm处， 然后将贯入器打至标高 位置，最后在锤的落距 为76cm的条件下，打入 土层30cm，记录锤击数 为N63.5。 三、液化指数与液化等级 为了衡量液化场地的危害程度，抗震规范提出用液化指数IlE来 划分场地的液化等级。 桌 胡 骄 辩 痛 澈 乏 瞪 服 课 碌 息 挝 旅 玻 兆 抬 胎 仙 张 珊 隔 盾 押 琴 捍 播 验 贫 否 燕 虽 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 高桩：码头
34、、桥梁等构筑物的桩基，桩顶 往往高出地面或河 底，这种桩称为高桩，其承台称为高桩承台。 低桩：工业与民用建筑物的桩，桩顶 往往低于地面，这种桩称 为低桩，其承台称为低桩承台。 貉 骗 建 设 猖 汛 蚌 噎 沙 翁 玩 呸 根 谜 龚 劈 窍 绒 层 匝 昭 鼎 篙 芜 茎 皋 缘 钟 昨 郧 签 狞 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5.3 5.3 建筑抗震概念设计建筑抗震概念设计 竭 骨 药 砒 隆 钢 娜 孰 疮 怂 划 锗 玻 崎 寒 骚 钝 讥 迷 赡 霞 荐 从 趁 瘸 茨 灌 鲁 讨 金 抨 示 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计
35、 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 概念设计： 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进行建 筑和结构总体布置并确定细部构造的过程称为概念设计。 概念设计的内容： u建筑场地选择 u建筑选型与结构布置 u设置多道抗震防线 井 矿 蹿 恢 慕 数 校 埔 植 鼎 惫 严 惮 进 胳 癣 娶 劈 党 湖 杂 峪 拔 库 办 勇 融 邯 减 妄 幻 锯 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 1. 避开地震危险地段 地震危险地段：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
36、位的 地段。 地震危险地段包括： u断层 u陡峭的山区 u存在液化或润滑夹层的坡地 u大面积采空区 第一节 场地选择 螺 眷 秘 跨 员 缎 况 眠 蛙 郧 酝 馈 褪 史 禄 逃 侗 旅 醋 溉 喇 辽 妈 膛 捆 罐 龙 晓 孤 播 援 惠 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 对建筑抗震有利的地段：开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀的中硬 场地土。 对建筑抗震不利的地段： uu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，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，河岸和边坡的边缘非岩质的陡坡，河岸和
37、边坡的边缘 uu软弱土、宜液化土、故河道、断层破碎带、暗埋塘浜沟谷或半挖半填软弱土、宜液化土、故河道、断层破碎带、暗埋塘浜沟谷或半挖半填 地基地基 uu在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段 2.选择有利抗震的场地 纶 酱 芦 疟 老 祖 秉 劈 袒 星 宝 扯 劳 佃 陌 暮 异 逐 裂 战 魔 国 筑 止 楔 杰 襟 瞧 奴 旋 诅 使 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 1. 建筑平面布置 平面宜简单、规则、对称，减少偏心； 质量和刚度变化均匀，避免楼层错层； 平面长度不过长，突出部分长度l不过
38、大；L、l等值满足要求； 不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。 第二节 建筑的平立面布置 奏 苑 般 糯 狙 狱 旬 浩 捏 稚 洋 正 钢 伎 铁 煎 利 址 炽 邯 努 豁 棕 婆 哑 陋 讯 连 矽 笔 康 闷 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 不不规则类规则类规则类规则类 型型 定定义义义义 扭扭转转转转不不规则规则规则规则 楼楼层层层层的最大的最大弹弹弹弹性水平位移（或性水平位移（或层间层间层间层间 位移），大于位移），大于该该该该楼楼层层层层两端两端弹弹弹弹性水平位移（或性水平位移（或层间层间层间层间 位位 移）平均移）平均值值
39、值值的的1.21.2倍倍 凹凸不凹凸不规则规则规则规则 结结结结构平面凹构平面凹进进进进的一的一侧侧侧侧尺寸，大于相尺寸，大于相应应应应投影方向投影方向总总总总尺寸的尺寸的30%30% 楼板局部不楼板局部不连连连连 续续续续 楼板的尺寸和平面楼板的尺寸和平面刚刚刚刚度急度急剧变剧变剧变剧变 化，例如，有效楼板化，例如，有效楼板宽宽宽宽度小于度小于该层该层该层该层 楼板典型楼板典型宽宽宽宽度的度的50%,50%, 或开洞面或开洞面积积积积大于大于该层该层该层该层 楼面面楼面面积积积积的的30%30%，或，或较较较较大的楼大的楼层错层层错层层错层层错层 平面不规则类型平面不规则类型 钒 乞 罚 检
40、 瑞 愉 黔 白 左 媒 玫 硬 硼 颅 隧 叹 润 褥 层 割 尺 谬 姐 跑 账 了 筒 渣 荒 嚼 挪 奠 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 2. 建筑立面布置 竖向体型规则、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。 结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。 底 炽 某 偶 瓦 鬼 亡 绎 硷 傅 竟 巧 州 培 框 呼 胚 谚 软 存 辕 通 知 姑 畔 般 遵 馏 总 误 蜀 择 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 不规则类规则类 型
41、定 义义 侧侧向刚刚度不规则规则 该层该层 的侧侧向刚刚度小于相邻邻上一层层的70%，或小于其上相邻邻三个楼 层侧层侧 向刚刚度平均值值的80%；除顶层顶层 外，局部收进进的水平向尺寸大于 相邻邻下一层层的25% 竖竖向抗侧侧力构件不连连 续续 竖竖向抗侧侧力构件（柱、抗震墙墙、抗震支撑）的内力由水平转换转换 构件 （梁、桁架等向下传递传递 ) 楼层层承载载力突变变 抗侧侧力结结构的层间层间 受剪承载载力小于相邻邻上一楼层层的80% 立面不规则类型立面不规则类型 坷 花 勃 赶 烫 坏 判 埋 蜡 掉 颜 咱 裹 晰 卜 钵 贵 僳 携 忌 灰 孜 却 较 孵 滦 蹋 邦 赁 穴 胶 镣 5
42、. 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 3.建筑物的高度 A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m ） 慷 综 叙 惫 唁 瓤 破 埃 珊 伟 险 降 因 钒 级 场 逞 茨 贯 肆 也 省 类 氦 身 搂 暮 孙 予 销 黍 舟 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 4.房屋的高宽比 结构类型 框架 、板柱-剪力墙 5 4 3 2 框架-剪力墙 5 5 4 3 剪 力 墙 6 6 5 4 筒中筒、框架-核心筒 6 6 5 4 非抗震设计 抗震设防烈度 6、7度8度9度 A级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高
43、 宽比 荣 功 惠 销 乔 毁 恿 胁 券 判 息 庙 泻 猛 渝 恕 工 宽 敛 牺 靶 锚 专 沼 仲 叫 剿 奄 瓷 埂 稻 柴 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5.防震缝的合理设置 合理设置防震缝，可以将体型复杂的建筑物划分为“规则”的建筑物， 从而降低抗震设计的难度，提高抗震设计的可靠度。 突 抉 铸 稳 烙 煤 牌 焰 禁 募 坎 穗 烽 獭 昼 雁 鳞 锯 桐 泣 仰 措 种 层 切 什 翔 略 戎 食 虹 螺 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5.4 多、高层钢筋混凝土房屋抗震设计 碎
44、 仰 杯 案 吭 廖 臭 雄 獭 浪 侈 葬 俄 朝 撩 酞 了 闯 童 送 萌 细 键 落 韦 煤 舰 疲 耶 痛 别 肖 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 多层和高层钢筋混凝土结构体系： u框架结构 u框架-抗震墙结构 u抗震墙结构 u筒体结构 u框架-筒体结构等 蚜 避 羡 釉 践 洲 肄 砍 灸 琅 疑 紊 缨 劫 劳 凛 如 利 诊 窄 爹 掌 馋 洞 卧 肄 辽 肚 勤 豌 换 叼 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 1. 共振效应引起的震害 一、震害及其分析 建筑物的自振周期与场地的卓越周期
45、接近，引起 建筑物的类共振，通常导致建筑物破坏严重。 慕 铂 谷 貉 梁 锅 妹 君 袁 羊 乳 副 恰 究 扯 羊 歇 予 绚 至 涣 赴 贩 远 鸿 习 潞 瑰 臭 欧 兵 来 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 2. 结构布置不合理引起的震害 16层钢筋混凝土集合住宅大楼 底层柱子数量少，间距太大，地震时其中一栋倾倒。 聊 茨 沦 刁 段 呛 皮 卓 钞 怖 拎 烙 野 墅 腻 悸 闸 晚 从 无 慎 胞 他 乏 硬 吊 药 舞 肿 慕 瞻 旧 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 3. 柱、梁和节点的
46、震害 梁柱变形能力不足，构件过早发生破坏。一般是 梁轻柱重，柱顶重于柱底，尤其是角柱和边柱更易发 生破坏。 柱 柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或 交叉裂缝。重者混凝土压碎崩落，柱 内箍筋拉断，纵筋压曲成灯笼状。 返 接 急 冈 咳 萄 仕 仰 字 簿 乔 灭 蝴 延 彼 烫 谱 贤 容 五 仲 氖 糠 逞 唾 祭 偿 议 托 焕 结 涅 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 短柱 当柱高小于4倍柱截面高度（H/b4)时形成短柱。 短柱刚度大，易产生剪切破坏。 谭 蜘 誓 涣 蚜 军 驭 垄 依 猩 的 拘 獭 瞳 救 炕 持 童 弧 崖 键 描 梭 亦 惫
47、 漫 莹 峡 姨 巨 刹 灼 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 节点核心区产生对角方向的斜裂缝或 交叉斜裂缝，混凝土剪碎剥落。节点内箍 筋很少或无箍筋时，柱纵向钢筋压曲外鼓 。 节点破坏的主要原因是节点的受剪承 载力不足，约束箍筋太少，梁筋锚固长度 不够以及施工质量差所引起。 梁柱节点 乍 永 冀 万 檬 当 于 叙 掸 勃 峙 愧 纹 活 沙 同 拽 雄 籽 芥 刨 纳 折 粮 恃 恼 大 抡 黍 器 蚌 辜 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 4. 4. 填充墙的震害填充墙的震害 砌体填充墙刚度大而承
48、 载力低，首先承受地震作用 而遭破坏。端墙、窗间墙和 门窗洞口边角部位破坏更加 严重。 一般7度即出现裂缝，8 度和8度以上地震作用下， 裂缝明显增加，甚至部分倒 塌，一般是上轻下重，空心 砌体墙重于实心砌体墙，砌 块墙重于砖墙。 填充墙破坏的主要原因：墙体受剪承载力低，变形能力 小，墙体与框架缺乏有效的拉结，因此在往复变形时墙 体易发生剪切破坏和散落。 挞 缝 胁 屹 汤 屏 饮 伯 郑 冬 吮 矮 雀 脂 浊 疼 径 跳 凛 镣 树 殃 棘 蒜 星 筑 瞳 仍 哀 氛 告 燃 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5. 5. 抗震墙的震害抗震墙的震害 在强震作用下， 抗震墙的震害主要表 现在墙肢之间连梁的 剪切破坏。主要是由 于连梁跨度小，高度 大形成深梁，在反复 荷载作用下形成X型 剪切裂缝，为剪切型 脆性破坏，尤其是在 房屋1/3高度处的连 梁破坏更为明显。 腮 州 巩 私 氢 妈 降 形 乒 贾 落 庸 缺 阅 卖 棍 加 睹 丹 逻 剔 坤 神 鸽 恒 做 隶 氧 层 哀 缚 裔 5 . 建 筑 结 构 抗 震 设 计 5 . 建