建筑结构抗震概念设计.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第2章 建筑结构抗震概念设计2024-5-82第二章第二章 建筑结构抗震概念设计建筑结构抗震概念设计2.1 2.1 选择抗震有利的建筑场地、地段和地基选择抗震有利的建筑场地、地段和地基2.2 2.2 设计有利的房屋抗震体形，进行合理的结构布置设计有利的房屋抗震体形，进行合理的结构布置2.3 2.3 选择合理的结构材料选择合理的结构材料2.4 2.4 提高结构抗震性能的措施提高结构抗震性能的措施2.5 2.5 加强结构的整体性，控制结构变形加强结构的整体性，控制结构变形2.6 2.6 减轻房屋自重和妥善处理非结构部件减轻房屋自重和妥善处理非结构部

2、件2024-5-83结构抗震设计存在的不确定因素主要有：结构抗震设计存在的不确定因素主要有：1 1地面运动的不确定性。地面运动的不确定性。2 2结构分析的影响。结构分析的影响。3 3材料的影响。材料的影响。4 4阻尼的变化。阻尼的变化。5 5基础差异沉降的影响。基础差异沉降的影响。6 6地基承载力。地基承载力。2024-5-841.1.抗震有利地段抗震有利地段2.1 2.1 选择抗震有利的建筑场地、地段和地基选择抗震有利的建筑场地、地段和地基2024-5-852024-5-862024-5-872.2.抗震有利的建筑场地和地基抗震有利的建筑场地和地基（1 1）选择薄的场地覆盖层。）选择薄的场地

3、覆盖层。（2 2）选择坚实的场地土。）选择坚实的场地土。（3 3）将建筑物的自振周期与地震动的卓越）将建筑物的自振周期与地震动的卓越周期错开，避免共振。周期错开，避免共振。（4 4）采取基础隔震或消能减震措施。）采取基础隔震或消能减震措施。2024-5-882.2 2.2 设计有利的房屋抗震体形，进设计有利的房屋抗震体形，进行合理的结构布置行合理的结构布置抗震规范抗震规范3.4.1 3.4.1 建筑设计应符合抗震概念设计的要求，建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不规则的建筑方案应按规定采取加强措施；不规则的建筑方案应按规定采取加强措施；特别不规则的建筑方案应进行专门研究和论特别不规则的建筑方案

4、应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施；证，采取特别的加强措施；不应采用严重不不应采用严重不规则的建筑方案。规则的建筑方案。2024-5-89抗震规范抗震规范 3.4.2 3.4.2 建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，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；建筑的立面和竖向剖面宜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，竖向抗侧力构规则，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，避件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减少，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。免抗侧力结构的侧向刚度和承载力

5、突变。抗震规范抗震规范3.4.5 3.4.5 体形复杂、平立面特别不规则的建筑结构，可体形复杂、平立面特别不规则的建筑结构，可按实际需要在适当部位设计防震缝，形成多个较规按实际需要在适当部位设计防震缝，形成多个较规则的抗侧力结构单元。则的抗侧力结构单元。2024-5-8101.1.有利的房屋抗震体形有利的房屋抗震体形 A.A.平面规则性（平面宜规则）平面规则性（平面宜规则）2024-5-8111221222.1122扭转不规则扭转不规则max3.0 BB maxBmax3.0 BB maxBmaxBmax3.0 BB maxBmax3.0 BB 凹凸角不规则凹凸角不规则2024-5-812BB

6、b5.0BBlAAA3.00l局部不连续局部不连续大开洞大开洞错层错层2024-5-813竖向布置形式竖向布置形式B.B.立面规则性：立面规则性：2024-5-814刚度沿高度的变化刚度沿高度的变化2024-5-815OliveView医院医院主楼剖面主楼剖面2024-5-81617.0iiKKiK1iK2iK3iK)3(8.0321iiiiKKKK沿竖向的侧向刚度不规则（有柔软层）沿竖向的侧向刚度不规则（有柔软层）竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件不连续2024-5-817竖向抗侧力结构屈服抗剪强度不均匀竖向抗侧力结构屈服抗剪强度不均匀 （有薄弱层）（有薄弱层）iyQ,1,iyQ1,8.0i

7、yiyQQ2024-5-818C.C.合适的房屋高度合适的房屋高度结构类型结构类型烈烈 度度6 67 78 89 9框框 架架6060555545452525框架框架抗震墙抗震墙1301301201201001005050抗震墙抗震墙全部落地全部落地1401401201201001006060部分框支部分框支1201201001008080筒筒 体体框架框架核心核心筒筒1501501401401001007070筒中筒筒中筒1801801601601201208080板柱板柱抗震墙抗震墙404035353030钢筋混凝土房屋适用的最大高度（钢筋混凝土房屋适用的最大高度（m m）2024-5-8

8、19结结 构构 类类 型型6 6、7 7度度8 8度度9 9度度框架框架11011090905050框架框架支撑（剪力墙板）支撑（剪力墙板）220220200200140140筒体（框筒、筒中筒、桁架筒、筒体（框筒、筒中筒、桁架筒、束筒）和巨型框架束筒）和巨型框架300300260260180180钢结构房屋适用的最大高度（钢结构房屋适用的最大高度（m m）2024-5-820D.D.不大的房屋高宽比不大的房屋高宽比表表2-3 2-3 钢筋混凝土房屋的最大高宽比钢筋混凝土房屋的最大高宽比 结构类型结构类型6度度7度度8度度9度度框架、板柱框架、板柱抗震墙抗震墙4432框架框架抗震墙抗震墙554

9、3抗震墙抗震墙6654筒体筒体66542024-5-821烈度烈度6、789最大高宽最大高宽比比6.56.05.5表表2-4 钢结构房屋的最大高宽比钢结构房屋的最大高宽比 2024-5-822E.足够的基础埋深足够的基础埋深 基础应有足够的埋深，有利于上部结构在地基础应有足够的埋深，有利于上部结构在地震动下的整体稳定性，防止倾覆和滑移，并能震动下的整体稳定性，防止倾覆和滑移，并能减小建筑物的整体倾斜。减小建筑物的整体倾斜。2024-5-823F.F.防震缝的合理设置防震缝的合理设置 （1 1）平面或立面不规则，又未在计算和构造上）平面或立面不规则，又未在计算和构造上采取相应措施；采取相应措施；

10、（2 2）房屋长度超过规定的伸缩缝最大间距，又）房屋长度超过规定的伸缩缝最大间距，又无条件采取特殊措施而必需设伸缩缝时；无条件采取特殊措施而必需设伸缩缝时；（3 3）地基土质不均匀，房屋各部分的预计沉降）地基土质不均匀，房屋各部分的预计沉降量（包括地震时的沉陷）相差过大，必需设置沉降量（包括地震时的沉陷）相差过大，必需设置沉降缝时；缝时；（4 4）房屋各部分的质量或结构的抗推刚度悬殊）房屋各部分的质量或结构的抗推刚度悬殊过大；过大；2024-5-824防震缝最小宽度要求：防震缝最小宽度要求：1 1框架结构房屋的防震缝宽度，当高度不超过框架结构房屋的防震缝宽度，当高度不超过15m15m时，可采用

11、时，可采用70mm70mm；房屋高度超过；房屋高度超过15m15m时，时，6 6度、度、7 7度、度、8 8度和度和9 9度相应每增加高度度相应每增加高度5 5米、米、4 4米、米、3 3米和米和2 2米，米，宜加宽宜加宽20mm20mm。2 2框架框架抗震墙结构房屋的防震缝宽度，可采抗震墙结构房屋的防震缝宽度，可采用上述规定值的用上述规定值的70%70%。抗震墙结构房屋的防震缝宽度，。抗震墙结构房屋的防震缝宽度，可采用上述规定值的可采用上述规定值的50%50%，且不宜小于，且不宜小于70mm70mm。3 3防震缝两侧结构体系不同时，防震缝宽度应防震缝两侧结构体系不同时，防震缝宽度应按需要较宽

12、的规定采用，并可按较低房屋高度计算按需要较宽的规定采用，并可按较低房屋高度计算缝宽。缝宽。2024-5-8252.2.合理的抗震结构布置合理的抗震结构布置A.A.结构力求对称，以避免扭转结构力求对称，以避免扭转B.B.结构沿竖向要等强结构沿竖向要等强2024-5-8262024-5-8272024-5-8282.3 2.3 选择合理的结构材料选择合理的结构材料选择材料的原则：选择材料的原则：1.1.延性系数（表示极限变形与相应屈服变形延性系数（表示极限变形与相应屈服变形之比）高；之比）高；2.2.“强度强度/重力重力”比值大；比值大；3.3.匀质性好；匀质性好；4.4.正交各项同性；正交各项同

13、性；5.5.构件的连接具有整体性、连续性和较好的构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性，并能充分发挥材料的强度。延性，并能充分发挥材料的强度。2024-5-829w按照上述标准，常见结构类型，按其抗震性能按照上述标准，常见结构类型，按其抗震性能的优劣排序为：的优劣排序为：1.1.钢结构钢结构 2.2.型钢混凝土结构型钢混凝土结构 3.3.混凝土混凝土钢组合结构钢组合结构 4.4.现浇钢筋混凝土结构现浇钢筋混凝土结构 5.5.预应力混凝土结构预应力混凝土结构 6.6.装配式钢筋混凝土结构装配式钢筋混凝土结构 7.7.配筋砌体结构配筋砌体结构 8.8.砌体结构砌体结构2024-5-830对材料的

14、质量要求对材料的质量要求1.1.钢筋钢筋(1)(1)不希望在抗震结构中使用高强钢筋，一般用中强不希望在抗震结构中使用高强钢筋，一般用中强钢筋，即钢筋，即、级钢筋。不希望超过级钢筋。不希望超过级。延伸级。延伸率率4%4%6%6%。(2)(2)钢筋的实际屈服强度不能太高，对于钢筋的实际屈服强度不能太高，对于级钢筋，级钢筋，实际值与标准值比值实际值与标准值比值1.251.25，对于，对于级钢筋，实际值级钢筋，实际值与标准值比值与标准值比值1.41.4。(3)(3)钢筋的实际极限强度与实际屈服强度之比值不能钢筋的实际极限强度与实际屈服强度之比值不能太小，以保证有足够的强度储备，一般为太小，以保证有足够

15、的强度储备，一般为1.251.25。2024-5-831(4)(4)不能使用冷加工钢筋。不能使用冷加工钢筋。(5)(5)应检测钢筋的应变老化脆裂（重复弯曲试验）、应检测钢筋的应变老化脆裂（重复弯曲试验）、可焊性（检查化学成分）、低温抗脆裂（采用可焊性（检查化学成分）、低温抗脆裂（采用V V形槽形槽口的韧性试验）。口的韧性试验）。2.2.混凝土：强度不能太低，否则锚固不好。混凝土：强度不能太低，否则锚固不好。2024-5-8323.3.型钢型钢(1)(1)足够的延性。足够的延性。(2)(2)力学性能的一致性。力学性能的一致性。(3)(3)好的切口延性。好的切口延性。(4)(4)无分层现象。无分层

16、现象。(5)(5)对片状撕裂的抵抗能力。对片状撕裂的抵抗能力。(6)(6)良好的可焊性。良好的可焊性。2024-5-8332.4 2.4 提高结构抗震性能的措施提高结构抗震性能的措施1 1、设置多道抗震设防、设置多道抗震设防（1 1）第一道防线的构件选择）第一道防线的构件选择（2 2）结构体系的多道设防）结构体系的多道设防 框架框架抗震墙结构体系中，剪力墙是第一道抗震墙结构体系中，剪力墙是第一道防线，框架部分起到第二道防线的作用。防线，框架部分起到第二道防线的作用。单层厂房纵向体系中，柱间支撑是第一道防单层厂房纵向体系中，柱间支撑是第一道防线，柱是第二道防线。线，柱是第二道防线。2024-5-834（3 3）结构构件的多道设防）结构构件的多道设防 联肢抗震墙中，连系梁是第一道防线。联肢抗震墙中，连系梁是第一道防线。“强柱弱梁强柱弱梁”型的延性框架，梁处于第一道防型的延性框架，梁处于第一道防线，柱为第二道防线。线，柱为第二道防线。在超静定结构构件中，赘余构件为第一道防线。在超静定结构构件中，赘余构件为第一道防线。2024-5-835（4 4）工程实例）工程实例2024-5-836R强柱弱