不同建筑类型对抗震要求的对比分析课件

1、不同建筑类型对抗震要求的对比分析Comparison Analysis of Aseismic Requirements for Different Structure Types土木与建筑工程学院建工10-1班 20100052石起振指导教师：曹剑平 王维铭1第一章 绪论第二章 国内外抗震规范设防要求（重点）第三章 不同建筑类型对抗震设防的要求结 论 论文大致结构不同建筑类型对抗震要求的对比分析第一章 绪 论不同的建筑类型对抗震的要求并不相同，包括抗震等级、抗震方法，通过对不同建筑类型抗震方法的探讨，使得我能够更系统更直观的了解建筑结构抗震的必要性和关联性；在指导教师的指导下能独立解决有关不

2、同建筑类型的抗震设防要求和方式，开发我的创造性，从而提高我的分析问题与解决问题的能力；能够较为了解国内外建筑抗震规范，并能认识到其抗震要求的不同，丰富自己专业知识的认知度。1.本文的研究目的：2.意义： 随着科技的进步，人类进入了崭新的发展阶段，而突发其来的地震往往对人类社会造成难以抵御的冲击，给经济建设和人民生命财产带来严重危害。例如2008年5月12日发生在汶川的大地震、2011年3月11日日本本州东海岸附近海域的里氏9.0级地震。据统计，20世纪全球因地震死亡120万人，我国占59万人，居各国之首。虽然人类科学技术得到了很大的进步，但地震将会伴随人类的文明一直存在。安居才能乐业，而现有建

3、筑的抗震性并不能让我们满意，不管是发达国家还是发展中国家的建筑工程师都面临一个相同的问题，如何才能让我们居住的建筑更加安全可靠，是当前社会发展必须首先要考虑的问题之一，而地震中建筑物的破坏是造成地震灾害的主要原因。因此，研究建筑抗震技术具有特别重要的意义。未来的建筑随着高度的增加，结构体系越来越复杂，受力分析难度越来越大，而地震对建筑的风险也在加大，本文通过列举不同建筑类型的抗震设防要求，能够更加直观、更加深刻的了解抗震设防的内在含义和标准，使人们在以后的实际工作中知识量储备更充实，掌握更扎实。第一章 绪 论1995年日本阪神地震地震震害：2010年青海玉树地震现场2011年日本本州东海岸地震

4、现场3.论文的主要内容: 本论文列举了一些我国与国外（主要是美国、日本、智利及欧洲）抗震设防规范的异同，并对比分析了我国不同建筑类型的抗震设防要求。其主要内容如下：(1) 通过简单介绍地震灾害对世界各国的严重影响，使得人们开始关注并研究地震，介绍了建筑抗震的起源与发展及建筑抗震的研究途径。(2) 主要对国内外抗震设防的目标和水准、结构的规则性要求进行了对比分析。(3) 列举了我国普遍建筑类型，分别介绍了多高层建筑钢筋混凝土结构、多高层钢结构、多层砌体结构、地下建筑及土、木、石结构抗震设计的一般规定和抗震措施。(4) 通过仔细分析各建筑结构类型的结构特点，指出各建筑结构按抗震性能优劣的排列，并归

5、纳总结了砌体结构和钢筋混凝土结构的抗震性能。 第一章 绪 论2.1 中、美、欧及智利建筑抗震设防目标对比第二章 国内外抗震规范设防要求（1）我国规范和智利规范均采用“三个水准”的抗震设防目标，而美国由原来的单一水准设防目标转换到两个水准设防目标，而欧洲的抗震设防目标还在使用二水准设防目标；（2）我国规范的“小震不坏”要比欧洲规范的“破坏极限要求”的要求要低一些；（3）对于“50年内超越概率为10%，重现度为475年”这一设防目标，对应于我国规范的设防目标为“中震可修”，对于美国规范的抗震目标为“可修复”，等同于欧洲规范的设防目标为“不倒塌要求”。可见，在同一设防水准和重现期相同的条件下，我国规

6、范和美国规范的要求是一致的，均高于欧洲规范的要求；（4）我国规范“大震不倒”的设防目标对应于美国规范“倒塌极限要求”的设防要求略低，而对于欧洲规范“不倒塌要求”的设防目标的要求低于其他国家的规范很多。2.2 中、美、欧建筑设计和建筑结构规则性的对比分析 建筑结构的平、立面的规则性布置是抗震设计中首要注重的问题，其基本要求是结构形状力求简单、对称、规整，结构构件的质量、刚度、强度分布应较为均匀，结构工程师与建筑师应该相互配合，这样在地震时较不易产生破坏。 将中国、美国建筑结构平面不规则的类型和描述汇总到同一表格中，见表2.2。第二章 国内外抗震规范设防要求 将中国、美国建筑结构竖向不规则的类型和

7、描述汇总到同一表格中，见表2.3。 我国2010规范与美国IBC2006规范竖向不规则的主要差异：(1)对于“侧向刚度不规则”：美国IBC2006分为柔软层和极度柔软层对侧向刚度不规则进行了规定，我国规范与美国IBC2006对柔软层侧向刚度不规则的规定一致，并还规定“除顶层或出屋面小房间外，局部收进的水平尺寸大于相邻下面一层同向总尺寸的25%” 。(2)关于“竖向抗侧力构件不连续”：我国规范规定“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”，而美国IBC2006规范规定“该层的抗侧力构件在平面内的偏移大于这些构件的长度，或下一层抗侧力构件的刚度减少”，两个

8、规范从不同角度对竖向抗侧力构件不连续进行了规定。(3)关于“楼层承载力突变”：我国规范与美国IBC2006规范对于薄弱层楼层承载力突变的规定一致。(4)关于“重量（质量）不规则”、“竖向几何不规则”：美国IBC2006规范做了这两方面的规定，而我国规范则未作规定。 通过比较，就平面不规则和竖向不规则的角度而言，我国规范的标准要求要低于美国规范的标准。 本章主要针对于中国2010规范及美国IBC2006规范，以及智利和欧洲抗震规范中的抗震设防目标、建筑设计和建筑结构规则性规定的异同进行对比分析。结论如下：1.经比较可以看出我国2010规范和智利规范均采用了“三个水准”的抗震设防目标，而美国由原来

9、的单一水准设防目标转换到两个水准设防目标，只有欧洲的抗震设防目标依然采用二水准设防目标。在同一设防水准和重现期相同的条件下，我国规范和美国规范的要求基本是一致的，均高于欧洲规范的要求。2.我国2010规范与美国IBC2006规范平面不规则中关于“扭转不规则”、“凹凸不规则”、“楼板局部不连续”、“平面外偏置”和“非平行体系”的规定均存在显著差异。第二章 国内外抗震规范设防要求本章小结本文研究的我国普遍建筑类型：（1）多高层建筑钢筋混凝土结构；（2）多高层钢结构；（3）多层砌体结构；（4）土、木、石结构；（5）地下建筑结构 。第三章 不同建筑类型对抗震设防要求 多高层钢筋混凝土结构以其优越的综合

10、性能在城市建设中得到了广泛的应用。在我国，大部分的多高层房屋建筑都是用钢筋混凝土结构建造的。我国又是多地震国家。因此，掌握多高层钢筋混凝土结构的抗震设防要求，显然是十分重要的。第三章 不同建筑类型对抗震设防要求 3.1 多高层钢筋混凝土结构抗震设防要求1.房屋的最大适用高度：不同的结构体系，其抗震性能不同，技术经济指标随着房屋的高度增长而变化。房屋的内力是房屋高度平方的函数，房屋的水平位移是房屋高度4次方的函数。 2.房屋的抗震等级：建筑抗震设计规范把抗震等级分为四类，其中第一级代表最高的抗震设计要求，第四级代表最低的要求。 3. 材料：混凝土和钢筋。4. 结构布置：平面布置、竖向布置及防震缝

11、设置。5. 楼梯间的抗震的设计要求：发生强烈地震时，楼梯间是重要的逃生通道，楼梯间的破坏将影响人员撤离和救援。为加强楼梯间的抗震能力，抗震建筑宜采用现浇钢筋混凝土楼梯。 6. 楼盖及屋盖3.1 多高层钢筋混凝土结构抗震设防要求第三章 不同建筑类型对抗震设防要求 在地震作用下，钢结构房屋由于钢材的材质均匀，强度易于保证，因而结构的可靠性大；轻质高强的特点使钢结构房屋的自重轻，从而结构所受的地震作用减小；良好的延性性能使钢结构具有很大的变形能力，即使在很大的变形下仍不致倒塌，从而保证结构的抗震安全性。但是，钢结构房屋如果设计与制造不当，在地震作用下，可能发生构件的失稳和材料的脆性破坏及连接破坏，而

12、使其优良的性能得不到充分的发挥，结构未必具有较高的承载力和延性。3.2 多高层钢结构抗震设防要求第三章 不同建筑类型对抗震设防要求 1. 多高层钢结构房屋的结构类型与最大适用高度： 有抗震要求的多高层建筑钢结构可采用纯框架结构体系、框架-中心支撑结构体系、框架-偏心支撑结构体系及框筒结构体系 2. 多高层钢结构房屋的高宽比限值： 结构的高宽比对结构的整体稳定性和人在建筑中的舒适感等有重要影响。 3. 多高层钢结构房屋的结构布置要求：4. 多高层钢结构的抗震构造措施： 多高层钢结构的抗震构造措施包括钢框架结构抗震构造措施、钢框架-中心支撑结构的抗震构造措施和钢框架-偏心支撑结构抗震构造措施等。

13、下面主要简单介绍一下钢框架结构抗震构造措施：（1）框架柱的长细比限值（2）框架梁、柱板件宽厚比限制（3）梁与柱的连接构造:3.2 多高层钢结构抗震设防要求第三章 不同建筑类型对抗震设防要求 在我国砌体结构是使用广泛的一种建筑结构形式，在各类建筑中占有很大的比例。地震区砌体结构房屋的抗震设计，具有十分重要的意义。在我国西部地区，由于砌体结构材料便宜，施工简单，造价低廉，其应用尤其广泛。但是由于砌体结构自重较大，抗拉抗剪强度低，其抗震性能相对较差。大量的震害调查表明，砌体结构若采取适当的抗震措施，在地震后仍可保持完好或裂而不倒。3.3 多层砌体结构抗震设防要求 第三章 不同建筑类型对抗震设防要求

14、3.多层砌体结构房屋结构体系和总体布置的要求: 合理的抗震结构体系对于提高多层砌体房屋的整体抗震能力至关重要。设计时应优先选用纵横墙承重或横墙共同承重的方案。为防止在地震中混凝土墙和砌体墙不能协同工作而分别破坏，建筑抗震设计规范（GB50011-2010）明确指出不应采用混凝土墙和砌体墙混合承重的结构体系。 4.多层砌体结构构造措施的要求: 抗震构造措施是砌体结构抗震设计的一个重要方面，它一般在抗震设计中反应不出来，而在规范中有比较详细的规定。 其具体内容较多，这里仅就两个方面进行讨论 ：(1)构造柱(2)圈梁 。3.3 多层砌体结构抗震设防要求 第三章 不同建筑类型对抗震设防要求 土、木、石

15、结构房屋是以土、木、石构件承重及抗侧力的结构，广泛存在于我国的村镇，也是古建筑的主要结构形式。历次地震灾害中，土、木、石结构的房屋均受到严重的破坏。依据抗震概念原则、总结震害经验得出此类房屋的抗震设计要求和抗震鉴定加固方法，可为提高村镇建筑的抗震能力和古建筑的保护提供依据。3.4 土、木、石结构抗震设防要求 第三章 不同建筑类型对抗震设防要求 地下建筑泛指为开发利用地下空间所建造的地下土木工程。20世纪以来世界范围内地下空间利用发展迅速，我国在进入21世纪后，特大城市地下建筑的建筑规模和速度已跃居世界前列。抗御地震灾害是地下建筑应予考虑的重要问题之一。3.5 地下建筑抗震设计第三章 不同建筑类

16、型对抗震设防要求 1. 地下建筑抗震设计的一般规定： 本节所述的地下建筑抗震设计要求主要限于建筑抗震设计规范（GB50011-2010）中所述地下车库、地下变电站、地下空间综合体等单建式地下建筑，一般不包括地下铁道和城市公路隧道等。高层建筑的地下室工程属于附建式地下工程，其性能要求由相关地面建筑规定。2. 地下建筑结构的抗震构造措施： 地下建筑结构的使用功能和地上建筑结构不尽相同，即使是不同的地下建筑的使用功能也会有较大的差异。所以，很难对地下建筑结构的构件尺寸规定统一的要求，但是地下建筑结构构件的最小尺寸至少要符合同类型地面建筑结构构件尺寸的相关规定；地下钢筋混凝土框架结构构件的尺寸，一般都

17、大于同类型的地面结构构件的尺寸。3.5 地下建筑抗震设计第三章 不同建筑类型对抗震设防要求 1. 砌体结构抗震特点 从近现代世界各国地震灾害的研究与分析来看，建筑结构的抗震性能的优劣大体可以按照以下规律排列：(1)钢结构（本文介绍的是多高层钢结构）；(2)钢筋混凝土结构（本文介绍的是多高层混凝土结构）；(3)砌体结构（本文介绍的是抗震设防的砌体结构）；(4)抗震设防的底框架结构（本文未作详细介绍）；(5)抗震设防的土、木、石结构（本文简单介绍）；(6)抗震未设防的砌体结构。2. 砌体结构抗震特点3. 钢筋混凝土结构抗震特点3.6 不同建筑结构类型抗震特点第三章 不同建筑类型对抗震设防要求 本章

18、通过讨论了多高层建筑钢筋混凝土结构、多高层钢结构、多层砌体结构、土、木、石结构及地下建筑结构在建筑抗震设计一般规定和抗震构造措施等要求。并介绍了不同建筑结构（主要是常见的钢筋混凝土结构和砌体结构）的特性、抗震性能，具体内容如下：1.本章介绍了多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设防要求，包括房屋的最大适用高度、房屋的抗震等级、所使用的材料、结构布置、楼梯间以及楼盖屋盖的抗震设防要求。2.介绍了多高层钢结构的抗震设防要求，包括结构类型、最大适用高度、高宽比限值、结构布置以及其抗震构造措施。第三章 不同建筑类型对抗震设防要求 本章小结3.介绍了多层砌体结构的抗震设防要求，具体介绍了多层砌体结构的层数、层高

19、、高宽比限值、抗震横墙间距、局部尺寸、结构体系、总体布置、构造措施的要求。4.介绍了土、石、木结构房屋的抗震设计，具体叙述了其抗震设计的一般要求和构造措施。5.分别介绍了地下建筑抗震设计的一般规定和抗震构造措施，详细的分析了地下建筑抗震设计的要求。6.通过仔细分析各建筑结构类型的结构特点，指出各建筑结构按抗震性能优劣规律排列为钢结构、钢筋混凝土结构、砌体结构、抗震设防的底框架结构、抗震设防的土、木、石结构，并归纳总结了砌体结构和钢筋混凝土结构的抗震性能。 第三章 不同建筑类型对抗震设防要求 本章小结 本文通过介绍国内外（主要是与美、欧及智利国家抗震规范）进行对比分析，简单讲解了我国不同建筑结构

20、类型在抗震设计一般规定和抗震构造措施两方面的设计研究并对不同建筑之间抗震设计规定的异同进行对比分析，从而得到以下结论：结 论 1.房屋建筑是地球上数量最多的人工结构，通过对国内外近现代重大地震灾害的对比，地震灾害的共同特点是大量房屋建筑毁坏或者受损，房屋倒塌及其导致的人员伤亡和财产经济的巨大损失是地震成灾最为重要的原因。而且还要花费更大的人力及物力进行灾后重建、压埋人员的抢救和安置（特别要对人们心里上进行安慰与关怀）及灾区正常秩序的恢复，且在抗震、防震减灾事业中具有举足轻重的作用。所以，房屋建筑抗震是地震工程研究与实践最为重要的领域，应给与高度的评价和关注。 2.通过对建筑抗震的起源与发展及建

21、筑抗震研究途径的分析发现地震工程的起源仅有百年的历史，在20世纪才有建筑抗震的文字表述。我国是从1949年开始对建筑抗震进行初步研究，经过大半个世纪的艰辛探索，目前2010年修订的建筑抗震设计规范（GB50011-2010）颁布，成为我国现行的建筑抗震设计标准。建筑抗震的研究途径先对地震灾害现场的考察，其次对强震观测分析，最后对结构抗震试验的分析与研究。3.就抗震设防目标给出了我国10规范、美国UBC97规范及FEMA450规范、欧洲EN1998-1规范及智利NCh433规范的差异而言，我国与智利规范都采用三水准设防，而美国规范在UBC97是单一水准设防（相当于我国规范的“中震可修”），而FE

22、MA450改进为二水准设防（大致我国规范的“中震可修”、“大震不倒”），足以见得，建筑抗震规范趋于规范化。而欧洲EN1998-1规范采用二水准设防（大致相当于我国规范的“小震不坏”、“中震可修”）。4.对于建筑结构的规则性设计属于抗震概念设计。规范相同之处：无论是从中国规范，还是欧美规范，其中对于规则性的规定均是为了防止结构在地震作用下因不规则导致局部应力集中，从而导致严重破坏。规范不同之处美国IBC2006规范关于“重量（质量）不规则”、“竖向几何不规则”做了这两方面的规定，而我国10规范则未作规定。比较之后不难发现，美国规范关于平面不规则和竖向不规则的标准要高于中国规范，要更加全面、具体。欧洲EC8规范给出的是结构平、立面规则性的标准，它所关注的方面与中、美规范有重叠之处，如结构侧向刚度和质量的对称性、结构平面的凹凸情况、竖向抗侧力构件的连续性等。同时也有异于中、美规范的部分，如增加了对平面刚度、结构细长比、