建筑结构抗震概念设计1.ppt

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1、2024-5-81建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计Seismic design of buildingsSeismic design of buildings2024-5-82第第4 4章章 建筑抗震概念设计建筑抗震概念设计4.1 4.1 场地选择场地选择4.2 4.2 建筑的平立面布置建筑的平立面布置4.3 4.3 结构选型与结构布置结构选型与结构布置4.4 4.4 多道抗震防线多道抗震防线4.5 4.5 刚度、承载力和延性的匹配刚度、承载力和延性的匹配4.6 4.6 确保结构的整体性确保结构的整体性4.7 4.7 非结构部件处理非结构部件处理2024-5-83基本概念基本概念 1 1、计算

2、设计（计算设计（Numerical designNumerical design）：按荷载：按荷载计算、内力分析及组合、强度计算计算、内力分析及组合、强度计算 、构造措施、构造措施等称为计算设计。等称为计算设计。“计算设计计算设计”不能完全依赖！不能完全依赖！地震方面地震方面地震是一种随机振动，具有复杂地震是一种随机振动，具有复杂 性、不确定性，因此很难准确预测建筑物所遭性、不确定性，因此很难准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数。地震在时间和空间上都遇地震的特性和参数。地震在时间和空间上都具有很大的随机性。具有很大的随机性。结构分析结构分析未能充分考虑结构的空间作用、未能充分考虑结构的空间作用

3、、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，也存在不准确性。也存在不准确性。2024-5-84基本概念基本概念续续 2 2、概念设计（概念设计（Conceptual designConceptual design）：立足于工程抗震基：立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念的抗本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念的抗震设计。震设计。n 在着手进行结构抗震设计时，着眼于结构的总体地震反应，在着手进行结构抗震设计时，着眼于结构的总体地震反应，灵活运用抗震设计准则，既注意总体布置上的大原则，又灵活运用抗震设计准则，既注意总体布

4、置上的大原则，又考虑关键部分的细节，从而全面、合理地解决结构抗震设考虑关键部分的细节，从而全面、合理地解决结构抗震设计中的基本问题。计中的基本问题。n 有助于掌握明确的设计思想，灵活、恰当地运用抗震设计有助于掌握明确的设计思想，灵活、恰当地运用抗震设计原则，是设计人员不知陷入盲目的计算工作，从而做到比原则，是设计人员不知陷入盲目的计算工作，从而做到比较合理的抗震设计。较合理的抗震设计。n 抗震概念设计是目前工程设计高度自动化的背景下唯一具抗震概念设计是目前工程设计高度自动化的背景下唯一具有能动性和创造性的设计过程。有能动性和创造性的设计过程。2024-5-85基本概念基本概念续续抗震概念设计的

5、思路：抗震概念设计的思路：n 在工程设计一开始，把握好能量输入、房屋体型、在工程设计一开始，把握好能量输入、房屋体型、结构结构 体系、刚度分布、构件延性等几个主要方面，体系、刚度分布、构件延性等几个主要方面，从根本上从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节。消除建筑中的抗震薄弱环节。n 辅以必要的计算和构造措施，有可能使房屋建筑辅以必要的计算和构造措施，有可能使房屋建筑具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。由于对地震作用及结构性能的了解还远远不够，在由于对地震作用及结构性能的了解还远远不够，在某种意义上，概念设计比计算设计更重要。某种意义上，概念设计比计算设计更重

6、要。2024-5-864.1 场地选择场地选择 不同的场地上的建筑震害不同不同的场地上的建筑震害不同,在建筑选址时，要尽量在建筑选址时，要尽量选择对建筑抗震有利的地段，避开不利和危险地段。选择对建筑抗震有利的地段，避开不利和危险地段。1 1、避开地震危险地段、避开地震危险地段 1 1）概念）概念 建筑抗震危险的地段：建筑抗震危险的地段：指地震时可能发生崩塌、滑坡、指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地陷、地裂、泥石流等地段以及震中烈度为8 8度以上的度以上的发震断裂带在地震时可能发生地表错位的地段。发震断裂带在地震时可能发生地表错位的地段。非发震断层非发震断层：与

7、当地的地震活动性没有成因上联系的：与当地的地震活动性没有成因上联系的一般断层，在地震作用下一般不会发生新的错动。一般断层，在地震作用下一般不会发生新的错动。发震断层发震断层：具有潜在地震活动的断层，在过去三万五：具有潜在地震活动的断层，在过去三万五千年以内曾活动过一次，或者在五万年内活动过两次千年以内曾活动过一次，或者在五万年内活动过两次的断层。的断层。2024-5-874.1 场地选择场地选择续续2 2、选择有利于抗震的场地、选择有利于抗震的场地1 1）概念）概念 对建筑抗震有利的地段对建筑抗震有利的地段：指位于开阔平坦地的坚硬场地：指位于开阔平坦地的坚硬场地上或密实均匀中硬场地土。上或密实

8、均匀中硬场地土。对建筑抗震不利的地段对建筑抗震不利的地段：就：就地形地形而言，一般是指条状突而言，一般是指条状突出的山嘴，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，边缘，非岩质的陡坡，河岸和边坡的边缘；就河岸和边坡的边缘；就场地土质场地土质而言，一般是指软弱土、易液化土，故河道、断层破碎而言，一般是指软弱土、易液化土，故河道、断层破碎带、暗埋塘滨沟谷或半挖半填地基等，以及在平面分布带、暗埋塘滨沟谷或半挖半填地基等，以及在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。2024-5-884.1 场地选

9、择场地选择续续2 2）关于地基基础设计，抗震规范有如下规定：）关于地基基础设计，抗震规范有如下规定：1 1、避开危险地带（如断裂带等）；避开危险地带（如断裂带等）；2 2、同一结构单元的基础不宜设置在性质截然、同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上；不同的地基上；无法避开时，除考虑不同土无法避开时，除考虑不同土层差异运动的影响外，还应采用局部深基础，层差异运动的影响外，还应采用局部深基础，使整个建筑物的基础落在同一上层上使整个建筑物的基础落在同一上层上（图）（图）3 3、同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基；（可、同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基；（可设沉降缝，成

10、为两个单元）设沉降缝，成为两个单元）4 4、地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀时，、地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀时，应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，并采取相应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，并采取相应措施，应措施，基础应加强其整体性和刚性。基础应加强其整体性和刚性。2024-5-894.2 建筑的平立面布置建筑的平立面布置 一幢房屋的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结一幢房屋的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则，构布置。建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则，就能从根本上保证房屋具有良好的耐震性能

11、。就能从根本上保证房屋具有良好的耐震性能。n 抗震规范抗震规范3.4.13.4.1条规定：建筑设计应符合抗震概条规定：建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。n 3.4.23.4.2条规定：建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规条规定：建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减少，侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上

12、逐渐减少，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。2024-5-8104.2.1 建筑平面布置建筑平面布置1 1、建筑平面形状、建筑平面形状1 1）建筑物的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度变）建筑物的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度变化均匀，避免楼层错层；化均匀，避免楼层错层；2 2）地震区的高层建筑，平面以方形、矩形、圆形为好；）地震区的高层建筑，平面以方形、矩形、圆形为好；正六边形、正八边形、椭圆形、扇形也可以。正六边形、正八边形、椭圆形、扇形也可以。3 3）有较长翼缘的）有较长翼缘的L L形、形、T T形、十字形、形、十字形、U U形、形、H

13、H形、形、Y Y形平面形平面也不宜采用。这些平面的较长翼缘，地震时容易因发生也不宜采用。这些平面的较长翼缘，地震时容易因发生差异侧移而加重震害。差异侧移而加重震害。2024-5-8114.2.1 建筑平面布置建筑平面布置续续2、平面不规则的类型：、平面不规则的类型：规范规范3.4.23.4.2规定：规定：1 1）扭转不规则：楼层的最大弹性水平位移（或层间位）扭转不规则：楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平移）大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的均值的1.21.2倍。倍。2 2）凹凸不规则：结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应）凹凸不规则：结构平

14、面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的投影方向总尺寸的30%30%。3 3）楼板局部不连续：楼板的尺寸和平面刚度急剧变化。）楼板局部不连续：楼板的尺寸和平面刚度急剧变化。例如：开洞面积大于该楼层面积的例如：开洞面积大于该楼层面积的30%30%，或较大的楼，或较大的楼层错层，或有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的层错层，或有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%50%。2024-5-812不规则类型不规则类型 定义定义扭转不规则扭转不规则楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的移（或层间

15、位移）平均值的1.2倍倍凹凸不规则凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层，或较大的楼层错层平面不规则的类型平面不规则的类型1221222.1122扭转不规则扭转不规则max3.0 BB maxBmax3.0 BB maxBmaxBmax3.0 BB maxBmax3.0

16、 BB 凹凸角不规则凹凸角不规则2024-5-813BBb5.0BBlAAA3.00l局部不连续局部不连续大开洞大开洞错层错层不规则类型不规则类型 定义定义扭转不规则扭转不规则楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的移（或层间位移）平均值的1.2倍倍凹凸不规则凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层，或较大的楼层错层平面不规则的类型平面不规则的类型2024-5-8144.2.1 建筑平面布置建筑平面布置续续3、高层建筑平面尺寸限值高层建筑平面尺寸限值 高层规程高层规程对地震区高层建筑的平面形状作了明确规对地震区高层建筑的平面形状作了明确规定，如下图和表，并提