建筑结构抗震基础知识.ppt

第12章 建筑结构抗震基础知识,地震是指因地球内部缓慢积累的能量突然释放而引起的地球表层的振动 。,一般发生在地壳和地幔表层的坚硬岩层内，是在地幔对流等因素产生巨大能量作用下，岩层中积聚的地应力超过岩层的强度极限时，岩层便发生断裂、错动，造成构造地震。,12.1 地震基本知识,房屋倒塌,桥梁断落,水坝开裂,铁轨变形,结构丧失整体性、承重结构强度不足,地面裂缝,山崩、滑坡,海啸、火灾,12.1.1 地震类型与成因,地震类型,地震,天然地震,诱发地震,构造地震,火山地震,陷落地震,构造地震：,由于地壳运动使地壳某些部位的地应力,不断加强，当弹性地应力的积聚超过岩石的强度极限时，岩层就会发生突然断裂和猛烈错动，引起振动。振动以波的形式传到地面，造成地震。,破坏性地震主要属于构造地震，占世界地震总数的 90%以上。,火山地震,由于火山作用，如岩浆活动、气体爆炸等引起的地震称为火山地震，这类地震只占全世界地震的7%左右。,1914年日本樱岛 火山爆发， 产生的震动 相当于一 个6.7级地震。,陷落地震,由于地下溶洞或矿井顶部塌陷而引起的地震称为塌陷地震。这类地震的规模比较小，次数也很少。,诱发地震,因人为因素直接造成的地震是人工地震。,如工业爆破、地下核爆炸造成的振动；在深井中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压力，有时也会诱发地震。,1962年3月19日在广东河源新丰江水库坝区发生了迄今我国最大的水库诱发地震，震级为6.1级。,地球构成：,三个圈层：地壳 、地幔 、地核,地幔物质对流,板块构造运动（根本原因）,地震,地震形成的宏观背景：,地震的形成：,板块分布图,a、岩层的原始状态,b、受力发生弯曲,c、岩层破裂发生震动,地震形成的局部机制:,地球板块运动,板块之间的相互作用力,地壳中岩层变形,变形积聚超过岩石所能承受的程度,岩体就会发生突然断裂或错动,地震,12. 1.2 地震特征描述,1 地震空间位置,震中,震源深度,震源距,震中距,按震源深度,浅源EQ：震源深度小于60km，约占地震总数85% 中源EQ：震源深度在60-300km 深源EQ：震源深度大于300km,震源,2地震强度度量,地震波类型,地震波是地震发生时由震源地方的岩石破裂产生的弹性波。地震引起的振动是以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量。,地震波,体波：,面波：,在地球内部传播,在地球表面传播,纵波（P波）,横波（S波）,横波特点:周期长、振幅大、 波速慢,100-800m/s，其振动 方向与波传播方向垂直， 引起地面水平方向振动。,纵波特点:周期短、振幅小、 波速快,200-1400m/s，其振 动方向与波传播方向一致， 引起地面垂直方向振动。,面波：,面波是体波经地层界面多次反射形成的次生波。,包括瑞利波（R波）和洛夫波（L波）。比体波衰减慢、振幅大、周期长、传播远。建筑物破坏主要由面波造成。,杂波,P波开始,S波开始,面波开始,地震震级,含义 一次地震释放能量大小的度量,里氏震级：用标准地震仪（周期0.8s，阻尼系数0.8，放大倍数2800的地震仪）在距震中100km处记录到的最大水平位移（单振幅，以m计）的常用对数值,震级与震源释放的能量（尔格）之间对应关系,微震（小于2级）,有感地震（24级）,破坏地震（5级以上）,强震（大震）（7级以上）,特大地震（8级以上）,震级与能量的关系,能量E的单位：尔格（1尔格= ）,能量越大，震级就越大；震级相差一级，地面振幅增加约10倍，而能量相差约32倍。,一个6级地震相当于一个两万吨级的原子弹。,地震烈度,一般而言，震级越大，烈度就越大。同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度就低。影响烈度的因素，除了震级、震中距外，还与震源深度、地质构造、地基条件、建筑物的动力特性、施工质量等因素有关。,1.定义及影响因素,一次地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈度， 简称为烈度。用I表示，是衡量地震引起后果的一种标度。,2.地震烈度表,地震烈度表是评定烈度的标准和尺度。,我国在1980年制定了中国地震烈度表。,中国地震烈度表将地震烈度分为1-12度。,个别：10%以下 少数：10%50% 多数：50%70% 大多数：70%90% 普遍：90%以上,个别：10%以下 少数：10%50% 多数：50%70% 大多数：70%90% 普遍：90%以上,3.基本烈度,一个地区未来50年内在一般场地条件下可能遭受的具有10%超越概率的地震烈度值称为该地区的基本烈度Ib。,各地区的基本烈度由中国地震动参数区划图（GB18306-2001)确定。,（下图是原中国地震烈度区划图）,基本烈度也称为偶遇烈度或中震烈度。,按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据 的地震烈度称为设防烈度，用Id表示。） 设防烈度的取值依据：规范规定：一般情况下，可采用中国地震动参数区划图 中的地震基本烈度。对已编制抗震设防区划的 城市，可按批准的抗震设防烈度进行抗震设防。,4.设防烈度,中国地震烈度区划图,规范规定 抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑必须进行抗震设计,建筑所在地区在设计基准期（50年）内出现的频度最 高的烈度。也称为常遇烈度、小震烈度，用Is表示。其超 越概率为63.2%，重现期为50年。,5.多遇烈度,6.罕遇烈度,建筑所在地区在设计基准期（50年）内具有超越概率2%-3%的地震烈度。也称为大震烈度，重现期约为2000年。,3地震时间描述,地震序列中，最大的一次地震叫主震,主震之前发生的 地震为前震,主震之后发生的 地震为余震,发震时刻 强震持时 地震序列,按地震能量 释放的特点,主震型,震群型,孤立型,主震震级突出，释放的能 量占全序列的绝大部分,主震震级不突出，能量由 多个震级相近的地震释放,前震、余震稀少，能量释 放基本通过主震一次释放,在上述三种类型地震中，主震型约占60，震群型（多发型）占30，而孤立型（单发型）占10。,12.2 抗震设防的基本要求,总目标：,通过抗震设防，减轻建筑的破坏，避免人员死亡，减轻经济损失。要求建筑物在使用期间，对不同频度和强度的地震，应具有不同的抵抗能力。,具体通过“三水准”的抗震设防要求和“两阶段”的抗震设计方法实现。,12.2.1建筑结构抗震设防的依据,定义：按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据发地震烈度 确定：必须按国家规定的权限审批、颁发的文件（图件）确定。 一般情况下，可采用中国地震烈度区划图的地震基本烈度度（或与本规范设计地震基本加速度值对应的烈度值）对做过抗震防灾规划的城市，可按批准的抗震设防区划（抗震设防烈度或设计地震动参数）进行抗震设防 设防范围 6-9度,设防依据抗震设防烈度,12.2.2建筑结构抗震设计思想,抗震设防 对建筑物进行抗震设计并采取抗震措施 指导思想 预防为主 减轻结构震害 避免人员伤亡 减少经济损失 使地震时不可缺少的紧急活动得以维持和进行 趋势 使用寿命期内对不同频度和强度的地震具有不同的抵抗能力,1三水准的抗震设防原则,大震与小震,小震：发生机会较多的地震 地震烈度概率密度曲线上的峰值所 对应的烈度，即众值烈度时的地震,大震： 发生机会 极小的 地震， 罕遇烈度时 的地震,2 二阶段设计方法,说明： 第一阶段为弹性分析，包括截面设计和变形计算； 大部分建筑的第二阶段设计主要由概念设计和构造措施来保证。,“两阶段”抗震设计方法,第一阶段：,多遇地震作用效应与其他荷载作用效应组合，对结构构件进行承载力验算，和弹性变形验算，以满足第一水准的设防要求。,第二阶段：,罕遇地震作用下验算结构构件的弹塑性变形，以满足第三水准的设防要求。,有特殊要求的建筑、地震易倒塌的建筑、有明显薄弱层的建筑，不规则的建筑等,至于第二水准 的设防目标， 规范是以抗 震构造措施 来加以保证。,3建筑分类与设防标准,抗震设防分类及抗震设防标准,1.抗震设防分类,国家技术监督局和建设部在1995年4月19日公布了建筑抗震设防分类标准GB50223。,该标准主要以地震中和地震后房屋的损坏对社会和经济产生的影响的程度大小，将建筑分成4个抗震设防类别。,国家质量监督检验检疫总局和建设部在2001年7月20日公布了建筑抗震设计规范GB50011-2001。该规范对上面标准作了修改。,抗震次要建筑，如遇地震，不易造成人员伤亡和较大经济损失的建筑。,丁类,除甲乙丁类以外的一般建筑（如大量的一般工业与民用建筑）,丙类,地震时使用功能不能中断需尽快恢复的建筑（如城市生命线工程和地震时救灾需要的建筑）,乙类,重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑（如产生放射性物质的污染、大爆炸等）,甲类,设 防 分 类,建筑抗震设防类别,抗震设防的类别 根据建筑的使用功能的重要性，分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。 甲类建筑：重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑，（如核电站、核设施、水库、大坝、堤防、贮油、贮气、贮存易燃易爆、剧毒、强腐蚀物质的设施等）； 乙类建筑：地震时功能不能中断或需尽快恢复的建筑，即生命线工程建筑，（如消防、急救、供水、供电、通讯等）； 丙类建筑：甲、乙、丁类以外的一般建筑，（如一般的公共建筑、住宅、旅馆、厂房等）； 丁类建筑：抗震次要建筑，（如储存物品价值低的一般仓库，人员活动少的辅助建筑等）。,2.设防标准,甲类建筑：,地震作用：应高于本地区抗震设防烈度要求，其值按 批准的地震安全性评价结果确定,抗震措施：抗震设防烈度为68度时，抗震措施应提 高一度，9度时，应符合比9度更高的抗震设防要求；,乙类建筑：,地震作用：符合本地区抗震设防烈度的要求；,抗震措施：抗震设防烈度为68度时，一般按本地区 的设防烈度提高一度考虑， 9度时，应符合比9度更高的 抗震设防要求；,丙类建筑：,地震作用：按本地区设防烈度考虑,抗震措施：按本地区设防烈度考虑,对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结构类型时，允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施。 注：较小乙类建筑指工矿企业的变电所、空压站以及城市供水水源的泵房等；抗震性能较好的结构类型指钢筋混凝土结构或钢结构。,丁类建筑：,地震作用：按本地区设防烈度考虑,抗震措施：按本地区的设防烈度降低一度考虑，但6度不降,在设防烈度为6度时，除规范有具体规定外，对乙、 丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。,抗震措施:除结构地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括抗震构造措施。,抗震构造措施：一般不须计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。,12.2.3地震作用计算方法,1 建筑结构考虑地震作用的原则 2 水平地震作用计算方法,1建筑结构考虑地震作用的原则,水平地震作用的计算原则,一般正交布置抗侧力构件的结构，可沿纵横主轴方向分别计算 斜交布置抗侧力构件的结构，宜按平行于抗侧力构件方向计算 质量和刚度明显不均匀、不对称的结构，应考虑水平地震作用的扭转影响,计算范围,水平地震作用 6度区 （除甲类建筑和IV类场地上的较高房屋外）可不算 7-9度区 （除可不进行上部结构抗震验算的房屋外）均算,竖向地震作用,8、9度大跨度结构和长悬臂结构 9度的高层建筑,2水平地震作用计算方法,振型分解反应谱法 底部剪力法 时程分析法,影响设计地震作用的因素,地震动特性方面 抗震设防烈度 设计近远震 场地类别 结构特性方面 结构自振周期 建筑质量（重力荷载） 结构阻尼比（材料）,基本计算数据,重力荷载代表值 结构自振周期 设计反应谱,重力荷载代表值,永久荷载标准值,组合值系数,可变荷载标准值,重力荷载代表值 永久荷载（建筑结构构配件自重）标准值+可变荷载（雪、灰、楼面活荷载）组合值,结构自振周期,back,理论计算方法Jacobi法 近似计算方法 能量法 折算质量法 顶点位移法 矩阵迭代法 经验方法,设计反应谱,水平地震影响系数,水平地震影响系数曲线 水平地震影响系数曲线,水平地震影响系数最大值,水平地震影响系数最大值,特征周期Tg,T(s),max,0.45max,0.1,Tg（特征周期）,3.0,=(Tg/T)0.9 max =0.2 max,三种计算方法,back,振型分解反应谱法 底部剪力法 时程分析法,振型分解反应谱法,振型分解反应谱法,计算振型,计算地震影响系数和振型参与系数,计算振型地震作用,计算振型地震效应,振型组合,底部剪力法,mHi,Hi,Fi,FEk,Fn,计算方法 底部剪力的计算 地震作用沿高度的分配 顶部附加地震作用 突出屋面小建筑物,适用条件 高度=40m 剪切变形为主 m、k分布均匀,时程分析法,基本概念 适用范围 特别不规则建筑 甲类建筑 超高层建筑,楼层水平地震剪力的分配,现浇和装配整体式混凝土楼屋盖等刚性楼盖建筑，宜按抗侧力构件等效刚度的比例分配 木楼屋盖等柔性楼盖建筑，宜按抗侧力构件从属面积上重力荷载代表值的比例分配 普通预制板的装配式混凝土楼屋盖等半刚性楼盖建筑，可取上述两种分配结果的平均值 考虑空间作用、楼盖变形、墙体弹塑性变形和扭转的影响时，可按各有关规定对上述分配结果作适当调整,竖向地震作用的计算,Fvi,Hi,Fvi,FEvk,楼屋盖的竖向地震作用效应分配 按各构件承受的重力荷载代表值的比例分配 平板型网架屋盖和跨度大于24m的屋架（8、9度）,长悬臂和其它大跨结构（8、9度）,高层房屋（9度） 地震作用标准值,12.2.4结构构件截面抗震验算,内力基本组合设计值,承载力设计值,承载力调整系数,抗震变形验算,弹性变形验算 目的：防止非结构构件出现过重破坏 范围：框架、框架抗震墙、框支抗震墙多高层钢筋砼房屋 表达式：,弹性层间位移,弹性层间位移角限值,层高,薄弱层弹塑性变形验算 目的：防止倒塌或严重破坏 范围： 薄弱层弹塑性变形计算方法 薄弱层位置的确定： 表达式：,弹塑性层间位移,弹塑性层间位移角限值,薄弱层弹塑性变形验算的结构范围,应验算结构 8度III、IV类场地和9度时，高大单层钢筋砼柱厂房横向排架 甲类建筑、9度时乙类建筑中的钢筋砼和钢结构 7-9度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋砼框架结构 隔震和消能减震结构 高层钢结构 宜验算结构 超高和竖向不规则高层建筑结构 7度III、IV类场地和8度时，乙类建筑中的钢筋砼和钢结构 板柱抗震墙结构和底部框架砖房,薄弱层弹塑性变形计算方法,简化方法 适用范围 不超过12层且层刚度无突变的钢筋砼框架 不超过20层且层刚度无突变的钢框架 单层钢筋砼柱厂房 方法,静力弹塑性方法和弹塑性时程分析法,12.2.5 建筑结构抗震概念设计基本要求,一、定义与基本内容,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。,基本内容有三部分：,1.建筑设计应重视建筑结构的规则性；,2.合理的建筑结构体系选择；,3.抗侧力结构和构件的延性设计。,二、意义 “计算设计”很难有效控制结构的薄弱环节，不能完全解决问题 地震作用的不确定性 结构计算假定与实际情况的差异（计算模型、材料、阻尼变化等） 经验总结、定性判断 含义 在进行结构设计时，首先着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏机制和破坏过程，灵活运用抗震设计准则，全面合理地解决结构设计中的基本问题，既注意总体布置上的大原则，又顾及到关键部位的细节，从根本上提高结构的抗震能力；有时需要运用工程判断解决或处理具体问题。,1建筑形状选择,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。,对平面不规则和竖向不规则类型的建筑结构应按抗震规范要求进行水平地震作用计算和内力调整，并对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。,对体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构，要在适当部位设置防震缝，形成多个较规则的抗侧力结构单元。,建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，整体性好；建筑的立面和竖向剖突变面宜规则，结构的侧向刚度变化均匀，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐步减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。,防震缝要留有足够的宽度，其两侧上部结构完全分开。当结构需要设置伸缩缝和沉降缝时，其宽度应符合防震缝的要求。,建筑物平、立面布置的基本原则：,结构对称 有利于减轻结构的地震扭转效应 形状规则 在地震时应力集中现象较少，有利于抗震 质量与刚度变化均匀 平面内使结构刚度中心与质量中心 相一致，避免扭转效应 高度方向均匀变化，避免薄弱层， 减小变形集中、鞭梢效应,对称、规则、质量与刚度变化均匀,建筑抗震概念设计,三、 抗震设计基本要求,建筑抗震设计包括三个层次的内容与要求：,概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则 抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段 构造措施在保证结构整体性、加强局部薄弱环节 等意义上保证抗震计算结果的有效性,建筑抗震设计在总体上要求把握的基本原则 :,注意场地选择，把握建筑体型，利用结构延性，设置多道防线，重视非结构因素,四、把握建筑体型,建筑物平、立面布置的基本原则：,结构对称 有利于减轻结构的地震扭转效应 形状规则 在地震时应力集中现象较少，有利于抗震 质量与刚度变化均匀 平面内使结构刚度中心与质量中 心相一致，避免扭转效应 高度方向均匀变化，避免薄弱层， 减小变形集中、鞭梢效应,对称、规则、质量与刚度变化均匀,平面不规则的类型,竖向不规则的类型,建筑结构平面的扭转不规则示例,建筑结构平面的凹角或凸角不规则示例,建筑结构平面局部不连续示例,沿竖向的侧向刚度不规则（有柔软层）,五、抗震结构体系,体系选择 考虑因素：设防类别、烈度、高度、场地、地基、材料、施工等 要求 具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径 宜有多道抗震防线 应具备必要的抗震承载力、良好的变形能力和耗能能力 宜具有合理的刚度和承载力分布,多道抗震防线,第一道防线的选择 应优先选择不承受重力荷载的构件 不宜选择轴压比大的框架柱 结构体系的多道设防 框架-抗震墙结构：框架为第一道，抗震墙为第二道 填充墙框架结构：填充墙为第一道，框架为第二道 单层厂房：柱间支撑为第一道 结构构件的多道设防 联肢墙：连梁为第一道，墙肢为第二道 延性框架：梁为第一道，柱为第二道 超静定结构：赘余构件为第一道,12.3 场地与地基,12.3.1 场地和地基的概念,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： 软弱土、液化土、山丘、山嘴等 危险场地： 滑坡、地裂、泥石流,地基 是指建筑物持力层范围内的那部分土层。 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。,12.3.2工程地质条件对震害的影响,1、地形条件的影响 2、局部地质构造的影响 3、地基土质的影响 4、地下水的影响,12.3.3 场地选择及场地分类,1场地选择,场地选择 选择有利地段 避开不利地段，无法避免时应采取有效措施 不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑 I类场地时，抗震构造措施 （新规范）甲、乙类建筑按设防烈度采取 （甲、乙、）丙类建筑可按设防烈度降低一度采取（6度不降） 地基、基础设计 同一结构单元基础不宜设置在性质截然不同的地基上 同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基 地基较差时，应考虑不均匀沉降等不利影响,2场地分类,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。,等效剪切波速,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。,场地覆盖层厚度,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。,场地类别,注意场地选择,地震区宜选择有利地段，避开不利地段，不在危险地段进行工程建设,当确实需要在不利地段或危险地段建筑工程时，应遵循建筑抗震设计的有关要求进行详细的场地评价，并采取必要的抗震措施,12.4 砌体结构和钢筋混凝土结构抗震规定,12.4.1 多层砌体结构房屋 12.4.2 现浇钢筋混凝土结构,12.4.1多层砌体结构房屋,1 建筑体型与结构布置 2 房屋总高度与层数 3 房屋最大高宽比 4 抗震横墙最大间距 5 房屋局部尺寸,1 建筑体型与结构布置,1、应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系；,2、纵横墙的布置宜对称，沿水平面内宜对齐，沿竖向应上下连续；同一轴线上的窗间墙宜均匀；,3、楼梯间不宜设在房屋的尽端或转角处，否则应采取局部加强措施，如在楼梯间四角设钢筋混凝土构造柱等。 4、烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体，当墙体被削弱时，应对墙体采取加强措施，不宜采用无竖向配筋的附墙烟囱及出墙面的烟囱。 5、不宜采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。,房屋的建筑体型应尽可能简单、规则，避免平面凹凸曲折，立面高低错落,多层砌体房屋的结构布置应符合下列要求：,6、有下列情况之一时宜设置防震缝： （1）房屋立面高差在6m以上； （2）房屋有错层，且楼板高差较大； （3）各部分结构刚度、质量截然不同。 防震缝两侧均应布设墙体，缝宽可取50100mm。,2 房屋总高度与层数,房屋的总高度与层数,对医院、教学楼等及横墙较少的多层砌体房屋，总高度应比前表的规定降低3m,层数相应减少一层；各层横墙很少的多层砌体房屋，还应根据具体情况再适当降低总高度和减少层数。 砖房和砌块房屋的层高，不宜超过3.6m。,3 房屋最大高宽比,房屋高宽比,抗震规范对多层砌体房屋不要求作整体弯曲的承载力验算。为了使多层砌体房屋有足够的稳定性和整体抗弯能力，房屋的高宽比应满足下表：,房屋高宽比：房屋总高度与总宽度的最大比值。,房屋高宽比的限值表,4 抗震横墙最大间距,抗震横墙的间距,横向地震作用主要由横墙承受。横墙间距较大时，楼盖水平刚度变小，不能将横向水平地震作用有效传递到横墙，致使纵墙发生较大出平面弯曲变形，造成纵墙倒塌。,5 房屋局部尺寸,房屋的局部尺寸,在强烈地震作用下，房屋首先在薄弱部位破坏，这些薄弱部位一般是，窗间墙、尽端墙段、突出屋顶的女儿墙等。,12.4.2现浇钢筋混凝土结构,1 房屋最大高度与房屋刚高宽比 2 结构抗震等级 3 规则结构与不规则结构 4 结构体系选择及结构布置原则 5 防震缝设置,1房屋最大高度与房屋高宽比,现浇钢筋混凝土房屋结构适用的最大高度 (m),对平面和竖向均不规则的结构或建造于类场地上的结 构，其适用的最大高度尚应适当降低。当设防烈度为6、7、8度，且房屋高度分别超过120m、100m、80m时，不宜采用框支层现浇抗震墙结构。,适用的房屋最大高宽比,2结构抗震等级,结构的抗震等级,1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高； 地震作用与烈度、场地等有关，从经济角度考虑，对不同烈度、场地的结构的抗震要求可以有明显的差别。,2、结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能； 主、次抗侧力构件的抗震要求应有差别。,3、房屋越高，地震反应越大，抗震要求越高。 抗震等级是确定结构构件抗震计算和抗震措施的标准。根据设防烈度、房屋高度、建筑类别、结构类型及构件在结构中的重要程度确定，共分四个等级，一级最高。,3规则结构与不规则结构,建筑抗震设计规范主要根据房屋平面和立面布置、质量和刚度分布情况将结构划分为两类：规则结构和不规则结构。 规则结构采取较简单的分析方法和构造措施进行抗震设计。不规则结构应采用严格的分析方法和构造措施进行抗震设计。如考虑扭转，采用平动、扭转耦连振型分解反应谱方法；对薄弱楼层进行罕遇地震作用下的弹塑性变形分析。,平面不规则的类型,竖向不规则的类型,4结构体系选择及结构布置原则,结构选型,多层钢筋混凝土结构体系包括： 框架结构、框架-抗震墙结构、抗震墙结构、筒体结构和框架-筒体结构等。,抗震墙,结构布置的原则,多高层钢筋混凝土结构房屋结构布置的基本原则： 结构平面应力求简单规则，结构的主要抗侧力构件应对称均匀布置，尽量使结构的刚心与质心重合，避免地震时引起结构扭转及局部应力集中。 结构的竖向布置，应使其质量沿高度方向均匀分布，避免结构刚度突变，并应尽可能降低建筑物的重心，以利结构的整体稳定性。 合理地设置变形缝。 加强楼屋盖的整体性。 尽可能做到技术先进，经济合理。 .框架结构布置 框架结构主要用于 10 层以下的住宅、办公及各类公共建筑与工业建筑。常见的框架柱网形式有方格式与内廊式两类。,常见框架柱网 (a)方格式柱网； ( b)内廊式柱网,地震区的框架结构，应设计成延性框架，遵守“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、强节点、强锚固等设计原则。,在确定框架结构结构方案的同时，应初步确定框架梁柱的截面尺寸和材料强度等级。,框架结构中，非承重墙体的材料、选型和布置，应根据烈度、房屋高度、建筑体型、结构层间变形、墙体抗侧力性能的利用等因素，经综合分析后确定。应优先采用轻质墙体材料，刚性非承重墙体的布置，在平面和竖向的布置宜均匀对称，避免形成薄弱层或短柱。,框架抗震墙结构布置的关键问题是抗震墙的布置，其基本原则是： 抗震墙在结构平面的布置应对称均匀，避免结构刚心与质心有较大的偏移。,框架一抗