ch4建筑结构抗震概念设计.ppt课件

1、建筑构造抗震设计建筑构造抗震设计Seismic design of buildingsSeismic design of buildings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 构造选型与构造布置构造选型与构造布置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 确保构造的整体性确保构造的整体性4.7 4.7 非构造部件处置非构造部件处置根本概念根本概念 1 1、计算设计、计算设计Numerical designNume

2、rical 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。 构造分析构造分析未能充分思索构造的空间作用、未能充分思索构造的空间作用、非弹性性质、资料时效、阻尼变化等多种要素，非弹性性质

3、、资料时效、阻尼变化等多种要素，也存在不准确性。也存在不准确性。 根本概念根本概念续续 2 2、概念设计、概念设计Conceptual designConceptual design ：立足于工程抗震根：立足于工程抗震根本实际及长期工程抗震阅历总结的工程抗震根本概念的抗本实际及长期工程抗震阅历总结的工程抗震根本概念的抗震设计。震设计。 在着手进展构造抗震设计时，着眼于构造的总体地震反响，在着手进展构造抗震设计时，着眼于构造的总体地震反响，灵敏运用抗震设计准那么，既留意总体布置上的大原那么，灵敏运用抗震设计准那么，既留意总体布置上的大原那么，又思索关键部分的细节，从而全面、合理地处理构造抗震又思

4、索关键部分的细节，从而全面、合理地处理构造抗震设计中的根本问题。设计中的根本问题。 有助于掌握明确的设计思想，灵敏、恰当地运用抗震设计有助于掌握明确的设计思想，灵敏、恰当地运用抗震设计原那么，是设计人员不知堕入盲目的计算任务，从而做到原那么，是设计人员不知堕入盲目的计算任务，从而做到比较合理的抗震设计。比较合理的抗震设计。 抗震概念设计是目前工程设计高度自动化的背景下独一具抗震概念设计是目前工程设计高度自动化的背景下独一具有能动性和发明性的设计过程。有能动性和发明性的设计过程。根本概念根本概念续续抗震概念设计的思绪：抗震概念设计的思绪：在工程设计一开场，把握好能量输入、房屋体型、在工程设计一开

5、场，把握好能量输入、房屋体型、构造构造 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，从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节。从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节。辅以必要的计算和构造措施，有能够使房屋建筑具辅以必要的计算和构造措施，有能够使房屋建筑具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。 由于对地震作用及构造性能的了解还远远不够，在由于对地震作用及构造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要。4.1 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

6、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：指地震时能够发生崩塌、滑坡、地建筑抗震危险的地段：指地震时能够发生崩塌、滑坡、地陷、地裂、泥石流等地段以及震中烈度为陷、地裂、泥石流等地段以及震中烈度为8 8度以上的发度以上的发震断裂带在地震时能够发生地表错位的地段。震断裂带在地震时能够发生地表错位的地段。 非发震断层：与当地的地震活动性没有成因上联络的普通非发震断层：与当地的地震活动性没有成因上联络的普通断层，在地震作用下普通不会发生

7、新的错动。断层，在地震作用下普通不会发生新的错动。 发震断层：具有潜在地震活动的断层，在过去三万五千年发震断层：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的断以内曾活动过一次，或者在五万年内活动过两次的断层。层。4.1 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：指位于开阔平坦地对建筑抗震有利的地段：指位于开阔平坦地的巩固场地上或密实均匀中硬场地土。的巩固场地上或密实均匀中硬场地土。 对建筑抗震不利的地段：就地形而言，普通对建筑抗震不利的地段：就地形而言，普通是指条状突出的山嘴，孤立的山包和

8、山梁是指条状突出的山嘴，孤立的山包和山梁的顶部，高差较大的台地边缘，非岩质的的顶部，高差较大的台地边缘，非岩质的陡坡，陡坡， 河岸和边坡的边缘；就场地土质而河岸和边坡的边缘；就场地土质而言，普通是指脆弱土、易液化土，故河道、言，普通是指脆弱土、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，以及在平面分布上成因、岩性、形基等，以及在平面分布上成因、岩性、形状明显不均匀的地段。状明显不均匀的地段。4.1 场地选择场地选择续续2 2关于地基根底设计，抗震规范有如下规定：关于地基根底设计，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

9、带如断裂带等；2 2、同一构造单元的根底不宜设置在性质截然、同一构造单元的根底不宜设置在性质截然不同的地基上；无法避开时，除思索不同土不同的地基上；无法避开时，除思索不同土层差别运动的影响外，还应采用部分深根底，层差别运动的影响外，还应采用部分深根底，使整个建筑物的根底落在同一上层上图使整个建筑物的根底落在同一上层上图 3 3、同一构造单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基；可、同一构造单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基；可设沉降缝，成为两个单元设沉降缝，成为两个单元4 4、地基为脆弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀时，、地基为脆弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀时，应估计地震时地基不

10、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，根底应加强其整体性和刚性。应措施，根底应加强其整体性和刚性。4.2 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根本上取决于它的建筑规划和构一幢房屋的动力性能根本上取决于它的建筑规划和构造布置。建筑规划简单合理，构造布置符合抗震原那造布置。建筑规划简单合理，构造布置符合抗震原那么，就能从根本上保证房屋具有良好的耐震性能。么，就能从根本上保证房屋具有良好的耐震性能。 3.4.13.4.1条规定：建筑设计应符合抗震概念设条规定：建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规那么的设计方案。计的要求

11、，不应采用严重不规那么的设计方案。3.4.23.4.2条规定：建筑及其抗侧力构造的平面布置宜规那条规定：建筑及其抗侧力构造的平面布置宜规那么、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖么、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规那么，构造的侧向刚度宜均匀变化，竖向向剖面宜规那么，构造的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和资料强度宜自下而上逐渐减抗侧力构件的截面尺寸和资料强度宜自下而上逐渐减少，防止抗侧力构造的侧向刚度和承载力突变。少，防止抗侧力构造的侧向刚度和承载力突变。4.2.1 建筑平面布置建筑平面布置1 1、建筑平面外形、建筑平面外形1 1建筑物的平、立面布置宜规那

12、么、对称，质量和刚度建筑物的平、立面布置宜规那么、对称，质量和刚度变化均匀，防止楼层错层；变化均匀，防止楼层错层； 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 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别侧移而加重震害。差别侧移而加重震害。4.2.1 建筑平面布置建筑平面布置续续2、平面

13、不规那么的类型：、平面不规那么的类型：3.4.2规定：规定：1改动不规那么：楼层的最大弹性程度位移或层间改动不规那么：楼层的最大弹性程度位移或层间位移大于该楼层两端弹性程度位移或层间位移位移大于该楼层两端弹性程度位移或层间位移平均值的平均值的1.2倍。倍。2凹凸不规那么：构造平面凹进的一侧尺寸，大于相凹凸不规那么：构造平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的应投影方向总尺寸的30%。3楼板部分不延续：楼板的尺寸和平面刚度急剧变化。楼板部分不延续：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%，或较大的楼，或较大的楼层错层，或有效楼板宽度小于

14、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%。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%,

15、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那么的类型平面不规那么的类型1221222 . 1122改动不规那么改动不规那么max3 . 0 BB maxBmax3 . 0 BB maxBmaxBmax3 . 0 BB maxBmax3 . 0 BB 凹凸角不规那么凹凸角不规那么BBb5 . 0BBlAAA3 . 00l部分不延续部分不延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

16、（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那么的类型平面不规那么的类型4.2.1 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 对地震区高层建筑的平面外

17、形作了明确规定，对地震区高层建筑的平面外形作了明确规定，如以下图和表，并提出对这些平面的凹角处，应采取如以下图和表，并提出对这些平面的凹角处，应采取加强措施。加强措施。4.2.2 建筑立面布置建筑立面布置1 1、建筑立面外形、建筑立面外形 地震区高层建筑的立面应采用矩形、梯形、地震区高层建筑的立面应采用矩形、梯形、三角形等均匀变化的几何外形，尽量防止带有忽然变三角形等均匀变化的几何外形，尽量防止带有忽然变化的阶梯形立面。化的阶梯形立面。 由于立面外形的忽然变化，会引起质量和抗侧移由于立面外形的忽然变化，会引起质量和抗侧移刚度突变，地震时容易因猛烈振动或塑性变形集中刚度突变，地震时容易因猛烈振动

18、或塑性变形集中薄弱层而加重破坏。薄弱层而加重破坏。4.2.2 建筑立面布置建筑立面布置续续2 2、竖向不规那么的类型、竖向不规那么的类型 1 1侧向刚度不规那么：该层的侧向刚度小于相邻上侧向刚度不规那么：该层的侧向刚度小于相邻上一层的一层的70%70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的均值的80%80%；除顶层外，部分收进的程度向尺寸大；除顶层外，部分收进的程度向尺寸大于相邻下一层的于相邻下一层的25%25%。2 2竖向抗侧力构件不延续：竖向抗侧力构件柱、竖向抗侧力构件不延续：竖向抗侧力构件柱、抗震墙、抗震支撑的内力由程度转换构件梁、抗震墙、抗震支撑的内

19、力由程度转换构件梁、桁架向下传送。桁架向下传送。3 3楼层承载力突变：抗侧力构造的层间受剪承载力楼层承载力突变：抗侧力构造的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的小于相邻上一楼层的80%80%。不规则类型不规则类型 定义定义侧向刚度不规则侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换竖向抗

20、侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等向下传递构件（梁、桁架等向下传递楼层承载力突变楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%竖向不规那么的类型竖向不规那么的类型17 . 0iiKKiK1iK2iK3iK)3(8 . 0321iiiiKKKK沿竖向的侧向刚度不规那么有柔软层沿竖向的侧向刚度不规那么有柔软层竖向抗侧力构件不延续竖向抗侧力构件不延续竖向抗侧力构造屈服抗剪强度不均匀竖向抗侧力构造屈服抗剪强度不均匀 有薄弱层有薄弱层iyQ,1, iyQ1,8 . 0iyiyQQ 严重不规那么是指体型复杂，严重不

21、规那么是指体型复杂，多项不规那么目的超越表中目的或多项不规那么目的超越表中目的或某一项大大超越规定值，具有严重某一项大大超越规定值，具有严重的抗震薄弱环节，将会导致地震破的抗震薄弱环节，将会导致地震破坏的严重后果者。坏的严重后果者。注：以上规定主要针对钢筋混凝注：以上规定主要针对钢筋混凝土和钢构造的多层和高层建筑。土和钢构造的多层和高层建筑。不规则类型不规则类型 定义定义侧向刚度不规则侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺；除顶层外，局部

22、收进的水平向尺寸大于相邻下一层的寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等向下传递构件（梁、桁架等向下传递)楼层承载力突变楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%竖向不规那么的类型竖向不规那么的类型4.2.2 建筑立面布置建筑立面布置续续3 3、高层建筑立面尺寸限值、高层建筑立面尺寸限值 规定：建筑的竖向体形宜规那么、均匀，防止规定：建筑的竖向体形宜规那么、均匀，防止有过大的外挑和内

23、收。构造的侧向刚度宜下大上小，逐有过大的外挑和内收。构造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那么的构造。渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规那么的构造。并要求抗震设计的高层建筑构造，其楼层侧向刚度不宜并要求抗震设计的高层建筑构造，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的小于相邻上部楼层侧向刚度的7070或其上相邻三层侧向或其上相邻三层侧向刚度平均值的刚度平均值的8080。按按 ，高层建筑的高度限值分，高层建筑的高度限值分A A、B B两级，两级，A A级规级规定较严，是目前运用最广泛的高层建筑高度，定较严，是目前运用最广泛的高层建筑高度，B B级规定级规定较宽，但应

24、采取更严厉的计算和构造措施。较宽，但应采取更严厉的计算和构造措施。楼层层间抗侧力构造的受剪承载才干：楼层层间抗侧力构造的受剪承载才干： A A级高度：宜级高度：宜上上一层的一层的80%80%，应，应上一层的上一层的65% 65% ；B B级高度：应级高度：应上一层上一层的的75%75%。4.2.2 建筑立面布置建筑立面布置续续收进和外挑尺寸要求宜：收进和外挑尺寸要求宜：当构造上部楼层收进部位到室外地面的高度当构造上部楼层收进部位到室外地面的高度H1与房屋高度与房屋高度H之比大于之比大于0.2时，上部楼层收进后的程度尺寸时，上部楼层收进后的程度尺寸B1不宜不宜小于下部楼层程度尺寸小于下部楼层程度

25、尺寸B的的0.75倍；倍；当上部构造楼层相对于下部楼层外挑时，下部楼层的程度当上部构造楼层相对于下部楼层外挑时，下部楼层的程度尺寸尺寸B不宜小于上部楼层程度尺寸不宜小于上部楼层程度尺寸B1的的0.9倍，且程度倍，且程度外挑尺寸外挑尺寸a不宜大于不宜大于4m。 4.2.3 房屋的高度房屋的高度u普通而言，房屋愈高，所遭到的地震力和倾覆力矩普通而言，房屋愈高，所遭到的地震力和倾覆力矩愈大，破坏的能够性也愈大。愈大，破坏的能够性也愈大。 但但“房屋愈高愈危险房屋愈高愈危险的概念不是绝对的，是有条件的。于的概念不是绝对的，是有条件的。于19561956年建造年建造的高的高181m181m的的4242层

26、拉丁美洲大厦，经受住了层拉丁美洲大厦，经受住了3 3次大地次大地震的考验，几乎无损坏。震的考验，几乎无损坏。u 和和 ，根据我国当前科研成果，根据我国当前科研成果和工程实践情况，对各种构造体系适用范围内建筑和工程实践情况，对各种构造体系适用范围内建筑物的最大高度均作出了规定。超出该规定的，要进物的最大高度均作出了规定。超出该规定的，要进展专门研讨。展专门研讨。 尚规定：对不规那么构造、尚规定：对不规那么构造、有框支层抗震墙构造或有框支层抗震墙构造或类场地上的构造，适用的类场地上的构造，适用的最大高度应适当降低。最大高度应适当降低。4.2.4 房屋的高宽比房屋的高宽比n 建筑物的高宽比例，比起其

27、绝对高度来说更为重要。建筑物的高宽比例，比起其绝对高度来说更为重要。由于建筑物的高宽比值愈大，即建筑愈瘦高，地震作由于建筑物的高宽比值愈大，即建筑愈瘦高，地震作用下的侧移愈大，地震引起的倾覆作用愈严重。宏大用下的侧移愈大，地震引起的倾覆作用愈严重。宏大的倾覆力矩在柱的倾覆力矩在柱( (墙墙) )和根底中所引起的压力和拉力比和根底中所引起的压力和拉力比较难于处置。较难于处置。n 我国对房屋高宽比的要求是按构造体系和地震烈度区我国对房屋高宽比的要求是按构造体系和地震烈度区分的。分的。4.2.5 防震缝的合理设置防震缝的合理设置遇到以下情况，应设置防震缝：遇到以下情况，应设置防震缝： 平面外形、部分

28、尺寸或者立面外形不符合规范的有关平面外形、部分尺寸或者立面外形不符合规范的有关规定，而又未在计算和构造上采取相应措施时；规定，而又未在计算和构造上采取相应措施时； 房屋长度超越规范规定的伸缩缝最大间距，又无条件房屋长度超越规范规定的伸缩缝最大间距，又无条件采取特殊措施而必需设置伸缩缝时；采取特殊措施而必需设置伸缩缝时； 地基土质不均匀，房屋各部分的估计沉降包括地震地基土质不均匀，房屋各部分的估计沉降包括地震时的沉陷相差过大，必需设置沉降缝时；时的沉陷相差过大，必需设置沉降缝时； 房屋各部分的质量或构造抗侧移刚度大小悬殊时。房屋各部分的质量或构造抗侧移刚度大小悬殊时。4.2.5 防震缝的合理设置

29、防震缝的合理设置1 1、防震缝设置缘由、防震缝设置缘由由于建筑平面和体型的多样化、构造的不规那么性有时难以由于建筑平面和体型的多样化、构造的不规那么性有时难以防止，为将不规那么构造变为假设干规那么构造，合理地防止，为将不规那么构造变为假设干规那么构造，合理地设置防震缝进展构造分段，从而降低抗震设计的难度及提设置防震缝进展构造分段，从而降低抗震设计的难度及提高抗震设计的可靠度。高抗震设计的可靠度。在国内外历次地震中，曾一再发生相邻建筑物或同幢建筑物在国内外历次地震中，曾一再发生相邻建筑物或同幢建筑物相邻单元之间相撞的震例，究其缘由，主要是防震缝宽度相邻单元之间相撞的震例，究其缘由，主要是防震缝宽

30、度偏小或构造不当所致。偏小或构造不当所致。2 2、防震缝设置原那么、防震缝设置原那么 彻底分别或者结实衔接：忌连又连不牢、分又分不清。彻底分别或者结实衔接：忌连又连不牢、分又分不清。“三缝合一的设置原那么：伸缩缝、沉降缝、防震缝三缝三缝合一的设置原那么：伸缩缝、沉降缝、防震缝三缝合一，对于抗震设防烈度为合一，对于抗震设防烈度为6 6度以上的房屋，一切伸缩缝、度以上的房屋，一切伸缩缝、 沉降缝均应符合防震缝的宽度要求。沉降缝均应符合防震缝的宽度要求。4.2.5 防震缝的合理设置防震缝的合理设置续续3、 必需设置抗震缝的情况必需设置抗震缝的情况 平面外形、部分尺寸或者立面外形不符合规范的有关规平面

31、外形、部分尺寸或者立面外形不符合规范的有关规定，而又未在计算和构造上采取相应措施时；定，而又未在计算和构造上采取相应措施时； 房屋长度超越规范规定的伸缩缝最大间距，又无条件采房屋长度超越规范规定的伸缩缝最大间距，又无条件采取特殊措施而必需设置伸缩缝时；取特殊措施而必需设置伸缩缝时； 地基土质不均匀，房屋各部分的估计沉降包括地震时地基土质不均匀，房屋各部分的估计沉降包括地震时的沉陷相差过大，必需设置沉降缝时；的沉陷相差过大，必需设置沉降缝时； 房屋各部分的质量或构造抗侧移刚度大小悬殊时。房屋各部分的质量或构造抗侧移刚度大小悬殊时。4、防震缝宽度、防震缝宽度 缝宽缺乏缝宽缺乏会发生碰撞破坏；会发生

32、碰撞破坏；由于设缝后呵斥部分构造段过柔，碰撞呵斥失稳破坏。由于设缝后呵斥部分构造段过柔，碰撞呵斥失稳破坏。 必需根据详细情况仔细处置设缝位置及设缝宽度。必需根据详细情况仔细处置设缝位置及设缝宽度。确定防震缝宽度，除思索构造变形外，还应思索由于地基变确定防震缝宽度，除思索构造变形外，还应思索由于地基变形引起根底转动的影响。形引起根底转动的影响。4.2.5 防震缝的合理设置防震缝的合理设置续续5 5、防震缝最小宽度、防震缝最小宽度良好地基条件下普通构造的最小缝宽。良好地基条件下普通构造的最小缝宽。为防止相邻建筑物在地震中发生碰撞，防震缝的宽度不宜小于为防止相邻建筑物在地震中发生碰撞，防震缝的宽度不

33、宜小于两侧建筑物在较低建筑物屋顶高度处的垂直防震缝方向的侧两侧建筑物在较低建筑物屋顶高度处的垂直防震缝方向的侧移之和。移之和。对于钢筋混凝土构造房屋的防震缝最小宽度，普通情况下应符对于钢筋混凝土构造房屋的防震缝最小宽度，普通情况下应符合合 所作的规定：所作的规定： 框架房屋，当高度不超越框架房屋，当高度不超越l5ml5m时，可采用时，可采用70mm70mm；当高度超越；当高度超越l5ml5m时，时，6 6度、度、7 7度、度、8 8度和度和9 9度相应每增高度相应每增高5m5m、4m4m、3m3m和和2m2m，宜加宽宜加宽20mm20mm；框架抗震墙房屋的防震缝宽度，可采用第条数值的框架抗震墙

34、房屋的防震缝宽度，可采用第条数值的7070，抗震墙房屋可采用第条数值的抗震墙房屋可采用第条数值的5050，且均不宜小于，且均不宜小于70mm70mm。 4.2.5 防震缝的合理设置防震缝的合理设置续续防震缝两侧构造类型不同时，宜按需求较宽防震缝防震缝两侧构造类型不同时，宜按需求较宽防震缝的构造类型和较低房屋高度确定缝宽。的构造类型和较低房屋高度确定缝宽。例例1 1：某高层建筑为框架：某高层建筑为框架剪力墙构造，抗震设防烈剪力墙构造，抗震设防烈度为度为7 7度，高度，高4545米，其群房为框架构造，高米，其群房为框架构造，高2020米，米，主楼和群房间设防震缝，其最小缝宽应为多少？主楼和群房间设

35、防震缝，其最小缝宽应为多少？ 解：防震缝最小宽度应根据群房框架构造极其高度确解：防震缝最小宽度应根据群房框架构造极其高度确定：定：(mm)95204152070b 例2：6度地域、框架构造、建筑高度35m，假设需设防震缝，其缝宽应为多少？假设高为35m剪力墙构造，其缝宽？75mm70(mm),7550%150b2(mm)150205153570) 1 (取）（解：b4.2.5 防震缝的合理设置防震缝的合理设置续续4.2.5 防震缝的合理设置防震缝的合理设置续续6 6、普通尽能够不设置抗震缝、普通尽能够不设置抗震缝 满足规定的防震缝宽度在剧烈地震作用下由于地面运满足规定的防震缝宽度在剧烈地震作用

36、下由于地面运动变化，构造改动、动变化，构造改动、 地基变形等复杂要素，相邻地基变形等复杂要素，相邻构造仍能够部分碰撞而损坏；构造仍能够部分碰撞而损坏；防震缝宽度过大，建筑立面效果、防水处置较难；防震缝宽度过大，建筑立面效果、防水处置较难；设置不当反倒会引起相邻建筑物碰撞、失稳、加大破设置不当反倒会引起相邻建筑物碰撞、失稳、加大破坏。坏。4.2.5 防震缝的合理设置防震缝的合理设置续续7 7、不设置抗震缝处置方法、不设置抗震缝处置方法高层建筑宜选用合理的建筑构高层建筑宜选用合理的建筑构造方案，不设抗震缝，但要做到：造方案，不设抗震缝，但要做到： 采取措施防止设置防震缝采取措施防止设置防震缝调整平

37、面外形和尺调整平面外形和尺 寸、并在构寸、并在构造以及设计、施工时采取措施。造以及设计、施工时采取措施。 不规那么房屋不设防震缝时必需沿高度和从平面上思索相对不规那么房屋不设防震缝时必需沿高度和从平面上思索相对薄弱及应力集中部位的加强及提高延性措施，在这些部位薄弱及应力集中部位的加强及提高延性措施，在这些部位应尽量防止设置楼梯间及在楼应尽量防止设置楼梯间及在楼 板上开较大洞口。板上开较大洞口。对体型复杂的建筑物不设抗震缝时，应对建筑物进展比对体型复杂的建筑物不设抗震缝时，应对建筑物进展比 较准较准确的构造抗震分析，处理不设缝带来的不利影响，确的构造抗震分析，处理不设缝带来的不利影响， 如差别如

38、差别沉降、偏心改动、温度变形等，估计其部分应力沉降、偏心改动、温度变形等，估计其部分应力 和变形集和变形集中及改动效应影响，判明其易损部位，采取加中及改动效应影响，判明其易损部位，采取加 强措施或提强措施或提高变形才干的措施。高变形才干的措施。4.3 4.3 构造选型与构造布置构造选型与构造布置4.3.1 4.3.1 构造选型构造选型 构造选型涉及的内容较多，应根据建筑的重要性、设防构造选型涉及的内容较多，应根据建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、根底、资料和施工等要素，烈度、房屋高度、场地、地基、根底、资料和施工等要素，经过技术、经济条件比较综合确定。经过技术、经济条件比较综合确定

39、。 1、构造资料的选择、构造资料的选择单从抗震角度思索，作为一种好的构造方式，应具备以下性能：单从抗震角度思索，作为一种好的构造方式，应具备以下性能：延性系数高；延性系数高；“强度重力比值大；强度重力比值大；匀质性好；匀质性好；正交各向同性；正交各向同性；构件的衔接具有整体性、延续性和较好的延性，并能发扬资构件的衔接具有整体性、延续性和较好的延性，并能发扬资料的全部强度。料的全部强度。4.3.1 4.3.1 构造选型构造选型续续 建筑构造类型，依其抗震性能优劣而陈列的顺序是：建筑构造类型，依其抗震性能优劣而陈列的顺序是： 钢构造；钢构造； 型钢混凝土构造；型钢混凝土构造； 混凝土混凝土钢混合构

40、造；钢混合构造； 现浇钢筋混凝土构造；现浇钢筋混凝土构造； 预应力混凝土构造；预应力混凝土构造； 装配式钢筋混凝土构造；装配式钢筋混凝土构造； 配筋砌体构造；配筋砌体构造； 砌体构造等。砌体构造等。4.3.1 4.3.1 构造选型构造选型续续2 2、抗震构造体系确实定、抗震构造体系确实定 抗震构造体系是抗震设计应思索的关键问题，构造方案抗震构造体系是抗震设计应思索的关键问题，构造方案的选取能否合理，对平安性和经济性起决议性作用。的选取能否合理，对平安性和经济性起决议性作用。 关于抗震构造体系，有以下要求：关于抗震构造体系，有以下要求： 应具有明确的计算简图和合理的地震作用传送途径；应具有明确的

41、计算简图和合理的地震作用传送途径； 宜有多道抗震防线，应防止因部分构造或构件破坏而导宜有多道抗震防线，应防止因部分构造或构件破坏而导致整个体系丧失抗震才干或对重力的承载才干；致整个体系丧失抗震才干或对重力的承载才干； 应具备必要的强度，良好的变形才干和耗能才干；应具备必要的强度，良好的变形才干和耗能才干； 宜具有合理的刚度和强度分布，防止因部分减弱或突变宜具有合理的刚度和强度分布，防止因部分减弱或突变构成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中；构成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中；对能够出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震才干。对能够出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震才干。4.3.

42、1 4.3.1 构造选型构造选型续续3. 3. 在设计房屋之前，普通应首先了解场地和地基及其杰在设计房屋之前，普通应首先了解场地和地基及其杰出周期，调整构造刚度，避开共振周期。出周期，调整构造刚度，避开共振周期。 4. 4. 选择构造体系时，要留意选择合理的根底方式。选择构造体系时，要留意选择合理的根底方式。 对于脆弱地基宜选用桩基、筏片根底或箱形根底。对于脆弱地基宜选用桩基、筏片根底或箱形根底。 岩层高低起伏不均匀或有液化土层时最好采用桩基等。岩层高低起伏不均匀或有液化土层时最好采用桩基等。4.3.2 4.3.2 构造布置的普通原那么构造布置的普通原那么1 1、平面布置力求对称质量、刚度、强

43、度、平面布置力求对称质量、刚度、强度对称构造在地面平动作用下，程度地震力按构件刚对称构造在地面平动作用下，程度地震力按构件刚度分配，因此各构件受力比较均匀。而非对称构度分配，因此各构件受力比较均匀。而非对称构造，由于刚心偏在一边，质心与刚心不重合，远造，由于刚心偏在一边，质心与刚心不重合，远离刚心的刚度较小构件离刚心的刚度较小构件 ，由于侧移量很大，所分，由于侧移量很大，所分担的程度地震剪力也显著增大，甚至导致整个构担的程度地震剪力也显著增大，甚至导致整个构造因一侧构件失效而倒塌。造因一侧构件失效而倒塌。4.3.2 4.3.2 构造布置的普通原那么构造布置的普通原那么续续n最为典型的例子是最为

44、典型的例子是19721972年年2 2月月2323日南美洲的马那瓜地震。日南美洲的马那瓜地震。n 马那瓜有相距不远的两幢高层建筑，一幢为马那瓜有相距不远的两幢高层建筑，一幢为1515层高的中层高的中央银行大厦，平面不规那么，央银行大厦，平面不规那么，4 4个楼梯间偏置塔楼西端，个楼梯间偏置塔楼西端，西端有填充墙，破坏严重，震后撤除；另一幢为西端有填充墙，破坏严重，震后撤除；另一幢为1818层高的层高的美洲银行大厦，构造是均匀对称的，根本的抗侧力体系包美洲银行大厦，构造是均匀对称的，根本的抗侧力体系包括括4 4个个L L形的筒体，对称地由连梁衔接起来，细微损坏，稍形的筒体，对称地由连梁衔接起来，

45、细微损坏，稍加修缮便恢复运用。当地地震烈度估计为加修缮便恢复运用。当地地震烈度估计为8 8度。度。4.3.2 4.3.2 构造布置的普通原那么构造布置的普通原那么续续n当建筑层数很多时，上面各层偏心引起的改动效应对当建筑层数很多时，上面各层偏心引起的改动效应对下层的积累，对下面几层更不利。所以，进展构造布下层的积累，对下面几层更不利。所以，进展构造布置时，除了要求各向对称外，还希望能具有较大的抗置时，除了要求各向对称外，还希望能具有较大的抗扭刚度。因此，以下图扭刚度。因此，以下图 a a、b b所示的抗震墙所示的抗震墙沿房屋周边布置的方案，就优于沿房屋周边布置的方案，就优于c c、d d所示在

46、所示在房屋内部布置的方案。房屋内部布置的方案。4.3.2 4.3.2 构造布置的普通原那么构造布置的普通原那么续续2 2、竖向布置力求均匀、竖向布置力求均匀 构造竖向布置的关键在于：尽能够使其竖向刚度、构造竖向布置的关键在于：尽能够使其竖向刚度、强度变化均匀，防止出现薄弱层，并应尽能够降低房屋强度变化均匀，防止出现薄弱层，并应尽能够降低房屋的重心。的重心。 留意上刚下柔的构造的处置留意上刚下柔的构造的处置 由于商业的需求，构造底部几层往往需求设置大空由于商业的需求，构造底部几层往往需求设置大空间，上部各层为全墙体系或框架间，上部各层为全墙体系或框架抗震墙体系，而底抗震墙体系，而底层或底部两三层

47、那么为框架体系，整个构造属层或底部两三层那么为框架体系，整个构造属“框托墙框托墙体系。这便是工程上称之为体系。这便是工程上称之为“框支剪力墙或框支剪力墙或“底部框底部框架的构造。这种体系很不利于抗震，应保证下部构造架的构造。这种体系很不利于抗震，应保证下部构造的抗侧刚度不能小于上部抗侧刚度的一定比例。的抗侧刚度不能小于上部抗侧刚度的一定比例。4.3.2 4.3.2 构造布置的普通原那么构造布置的普通原那么续续n同一楼层的框架柱，应该具有大致一样的刚度、强度同一楼层的框架柱，应该具有大致一样的刚度、强度和延性，否那么，地震时很容易因受力大小悬殊而被和延性，否那么，地震时很容易因受力大小悬殊而被各

48、个击破。各个击破。n在采用纯框架构造的高层建筑中，假设将楼梯踏步斜在采用纯框架构造的高层建筑中，假设将楼梯踏步斜梁和平台梁直接与框架柱相连，就会使该柱变成短柱，梁和平台梁直接与框架柱相连，就会使该柱变成短柱，地震时容易发生剪切破坏，应予防止或采取相关措施。地震时容易发生剪切破坏，应予防止或采取相关措施。4.4 4.4 多道抗震防线多道抗震防线4.4.1 4.4.1 多道抗震防线的必要性多道抗震防线的必要性1、多道抗震防线的定义、多道抗震防线的定义 一个抗震构造体系，应由假设干个延性较好的分体系组一个抗震构造体系，应由假设干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的构造构件衔接起来协同任务，即分成，

49、并由延性较好的构造构件衔接起来协同任务，即分体系间的衔接部件应有适当强度、较好延性和稳定的滞体系间的衔接部件应有适当强度、较好延性和稳定的滞回性能。回性能。框架抗震墙体系：由延性框架框架抗震墙体系：由延性框架 和抗震墙两个系统组成；和抗震墙两个系统组成；双肢或多肢抗震墙体系：由假设干双肢或多肢抗震墙体系：由假设干 个单肢墙分系统组成；个单肢墙分系统组成； 框架体系：框架梁和框架柱；框架体系：框架梁和框架柱；4.4.1 4.4.1 多道抗震防线的必要性多道抗震防线的必要性续续抗震构造体系应有最大能够数量的内部、外部赘余度相抗震构造体系应有最大能够数量的内部、外部赘余度相当于超静定次数，利用塑性变

50、形的前提，有认识地建立当于超静定次数，利用塑性变形的前提，有认识地建立起一系列分布的屈服区塑性铰区，以使构造可以吸收起一系列分布的屈服区塑性铰区，以使构造可以吸收和耗散大量的地震能量，一旦破坏也易于修复。和耗散大量的地震能量，一旦破坏也易于修复。带赘余杆件的耗能构造带赘余杆件的耗能构造(a)(a)双肢墙；双肢墙；(b)(b)墙和框架；墙和框架；(c)(c)并列斜撑；并列斜撑；(d)(d)芯筒和框架柱芯筒和框架柱 4.4.1 4.4.1 多道抗震防线的必要性多道抗震防线的必要性续续2 2、多道抗震防线的必要性：、多道抗震防线的必要性：多道抗震防线对抗震构造是必要的。剧烈地震往往有一定多道抗震防线

51、对抗震构造是必要的。剧烈地震往往有一定的继续时间几秒几十秒，并且往往伴随多次余震，的继续时间几秒几十秒，并且往往伴随多次余震，构造在初次破坏后再遭余震，将会引起损伤累积，当第构造在初次破坏后再遭余震，将会引起损伤累积，当第一道防线的抗侧力构件在剧烈地震袭击下遭到破坏后，一道防线的抗侧力构件在剧烈地震袭击下遭到破坏后，后备的第二道至第三道防线的抗侧力构件立刻接替，抵后备的第二道至第三道防线的抗侧力构件立刻接替，抵挡住后续的地震动的冲击，可保证建筑物最低限制的平挡住后续的地震动的冲击，可保证建筑物最低限制的平安，免于倒塌。安，免于倒塌。适当处置构件的强弱关系，将使其在强震作用下构成多道适当处置构件

52、的强弱关系，将使其在强震作用下构成多道防线、是提高构造抗震性能、防止倒塌的有效措施。防线、是提高构造抗震性能、防止倒塌的有效措施。4.4.2 4.4.2 第一道防线的构件选择原那么第一道防线的构件选择原那么 地震的往复程度作用使构造遭到严重破坏、但构造的地震的往复程度作用使构造遭到严重破坏、但构造的最后倒塌是由于构造丧失了接受竖向荷载的才干，即倒塌最后倒塌是由于构造丧失了接受竖向荷载的才干，即倒塌主要取决于竖向荷载。因此，主要取决于竖向荷载。因此，1 1、应优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充、应优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或选用轴压比值较小的抗震墙、实体筒体之

53、类构件，墙，或选用轴压比值较小的抗震墙、实体筒体之类构件，作为第一道抗震防线的抗侧力构件；普通情况，不宜采用作为第一道抗震防线的抗侧力构件；普通情况，不宜采用轴压比很大的框架柱兼作第一道防线的抗侧力构件。轴压比很大的框架柱兼作第一道防线的抗侧力构件。不会发生构造倒塌。不会发生构造倒塌。 2 2、如因条件有限，只能采用单一的框架体系，框架就成为、如因条件有限，只能采用单一的框架体系，框架就成为整个体系中独一的抗侧力构件，此时应采用整个体系中独一的抗侧力构件，此时应采用“强柱弱梁强柱弱梁型延性框架即梁为第一道，柱为第二道。型延性框架即梁为第一道，柱为第二道。 4.4.2 4.4.2 第一道防线的构

54、件选择原那么第一道防线的构件选择原那么续续框架破坏机制框架破坏机制 强柱型框架如以下图左，在程度地震作用下，梁端首先出强柱型框架如以下图左，在程度地震作用下，梁端首先出现塑性铰，梁的屈服先于柱的屈服，行成梁铰破坏机制。现塑性铰，梁的屈服先于柱的屈服，行成梁铰破坏机制。 弱柱型框架如以下图右，在程度地震作用下，柱端首先出现弱柱型框架如以下图右，在程度地震作用下，柱端首先出现塑性铰，柱的屈服先于梁的屈服，构成柱铰破坏机制。塑性铰，柱的屈服先于梁的屈服，构成柱铰破坏机制。“强柱弱梁延性框架强柱弱梁延性框架由于梁只接受一层或部分重力荷载，柱接受其上多层的总由于梁只接受一层或部分重力荷载，柱接受其上多层

55、的总重力荷载；钢筋端部锚固使梁具有悬索作用，只需钢筋重力荷载；钢筋端部锚固使梁具有悬索作用，只需钢筋端部锚固未失效，悬索作用能维持楼面不立刻坍塌。端部锚固未失效，悬索作用能维持楼面不立刻坍塌。故在剧烈地震作用下，构造发生较大侧移进入非弹性阶段故在剧烈地震作用下，构造发生较大侧移进入非弹性阶段时，为使框架坚持足够的竖向承载才干而免于倒塌，要时，为使框架坚持足够的竖向承载才干而免于倒塌，要务虚现梁铰破坏机制，即塑性铰应首先在梁上构成，尽务虚现梁铰破坏机制，即塑性铰应首先在梁上构成，尽能够防止在破坏后危害更大的柱上出现塑性铰，实现能够防止在破坏后危害更大的柱上出现塑性铰，实现“强柱弱梁延性框架的抗震

56、设计，利用梁的变形、破强柱弱梁延性框架的抗震设计，利用梁的变形、破坏来耗费地震能量。坏来耗费地震能量。4.4.2 第一道防线的构件选择原那么第一道防线的构件选择原那么续续4.4.3 4.4.3 利用赘余构件增多抗震防线利用赘余构件增多抗震防线赘余构件的作用赘余构件的作用利用构造中增设的赘余杆件的屈服和变形，来耗散利用构造中增设的赘余杆件的屈服和变形，来耗散输入的地震能量；输入的地震能量； 利用赘余杆件的破坏和退出任务，使整个构造从一利用赘余杆件的破坏和退出任务，使整个构造从一种稳定体系过渡到另一种稳定体系，实现构造周种稳定体系过渡到另一种稳定体系，实现构造周期的变化，避开地震动杰出周期长时间继

57、续作用期的变化，避开地震动杰出周期长时间继续作用所引起的共振效应；所引起的共振效应；对构造动力特性的适当对构造动力特性的适当控制，来减轻建筑物的破坏程度，经济。但要留控制，来减轻建筑物的破坏程度，经济。但要留意：太被动、而且不一定有效。意：太被动、而且不一定有效。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根本概念根本概念1、刚度、刚度 构造刚度是影响构造在设计地震作用下非构造构造刚度是影响构造在设计地震作用下非构造构件性能、构造强度需求、以及弹塑性变形需求的一个构件性能、构造强度需求、以及弹塑性变形需求的一个关键设计参数。设计过程中的早期任务将是确定一个合关键设计参数。设

58、计过程中的早期任务将是确定一个合理的刚度值，检查典型楼层的层间位移和合理的构造周理的刚度值，检查典型楼层的层间位移和合理的构造周期。期。构造刚度的分布关系到构造的内力分配，某些部位刚度过大构造刚度的分布关系到构造的内力分配，某些部位刚度过大会导致该处的内力或应力集中。会导致该处的内力或应力集中。参数参数K值、值、D值与值与EI、GA 、EA、L有关。有关。 刚度大刚度大自振周期自振周期T小，构造地震剪力大。小，构造地震剪力大。 刚度小刚度小构造弹性变形大、超越弹性变形限值。构造弹性变形大、超越弹性变形限值。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续续2 2、强度、强度

59、构造的强度应该与设防目的相符。适宜的强构造的强度应该与设防目的相符。适宜的强度应该可以防止构造在小震下产生破坏和在大震下出现度应该可以防止构造在小震下产生破坏和在大震下出现超出构造变形才干的过大非线性变形。超出构造变形才干的过大非线性变形。在大地震下构造不存在强度的贮藏，设计者要做的是保证在大地震下构造不存在强度的贮藏，设计者要做的是保证构造的强度分布均匀，即构造实践强度的分布与地震作构造的强度分布均匀，即构造实践强度的分布与地震作用的分布相一致，否那么就会出现薄弱层。用的分布相一致，否那么就会出现薄弱层。参数参数RR：MuMu、VuVu、NuNu。承载才干验算。承载才干验算。 3 3、延性、

60、延性所谓延性，即构造、构件或资料承载才干无所谓延性，即构造、构件或资料承载才干无明显降低前提下不低于其极限承载力的明显降低前提下不低于其极限承载力的85%85%构造发构造发生非弹性变形的才干，即屈服后可以根本维持其屈服强生非弹性变形的才干，即屈服后可以根本维持其屈服强度的非线性变形才干。延性是抗震设计中的一个无比重度的非线性变形才干。延性是抗震设计中的一个无比重要的参数。要的参数。参数参数u/ yu/ y。弹塑性变形验算。弹塑性变形验算。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续续n 抗震设计中没有哪一个单一的设计参数可以控制不同部件抗震设计中没有哪一个单一的设计参数可