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文档简介

建筑抗震设计、建筑结构与结构选型,地基与基础教授级高级工程师结构技术总监总工程师68730730-8500QQ15048608021建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27本讲涉及到以下几个章节第九章:建筑结构与结构选型第十五章:建筑抗震设计基本知识第十六章地基与基础2建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27第十五章

建筑抗震设计基本知识

p330~404

3建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/272023/3/27建筑抗震设计、结构体系与基础56建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/277建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27交流沟通分享92023/3/279建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27建筑抗震设计、结构体系与基础10建筑抗震设计、结构体系与基础112023/3/272023/3/27建筑抗震设计、结构体系与基础13建筑抗震设计、结构体系与基础142023/3/27再看一个对比2023/3/2715建筑抗震设计、结构体系与基础海地2010.1.12(7.3级)2023/3/2717建筑抗震设计、结构体系与基础2010.2智利地震(8.8级)2023/3/2718建筑抗震设计、结构体系与基础建筑抗震设计、结构体系与基础192023/3/27烈度I0

:指地震时某一地区地面和各类建筑物遭受一次地面影响的强弱程度。尽管一次地震的震级只有一个,但距离震中不同的地点,地震的影响不同,地震烈度也就不同。震级与烈度大致关系在一般震源深度(约15~20KM)的情况下,震级与震中烈度的关系:粗略估算方法:震级减1后乘1.5即为震中烈度。I0≌(M-1)X1.5;M=1+2/3I0如:2008年5月12日14时28分,发生在我国四川汶县的8级特大地震,相当于设防烈度为11度。实测最大加速度峰值记录达0.9g,震中烈度高达到11度,地震强烈波动时间长达100s,为地震史上少见。21建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27震级与震中烈度I0的关系22建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/272.国际上常用的地震烈度对照表23建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27二:建筑抗震设防分类和设防标准《抗规》3.1.1抗震设防的所有建筑应按现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008确定其抗震设防类别。(强规)3.1.2抗震设防烈度为6度时,除本规范有具体规定外,对乙、丙、丁类的建筑可不进行地震作用计算。25建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-20083.0.2建筑工程应分为以下四个抗震设防类别:1特殊设防类:指使用上有特殊设施,涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果,需要进行特殊设防的建筑。简称“甲类”。2重点设防类:指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑,以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果,需要提高设防标准的建筑。简称“乙类”。3标准设防类:指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑。简称“丙类”。4适度设防类:指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害,允许在一定条件下适度降低要求的建筑。简称“丁类”。26建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/275基础设施建筑5.1.3给水建筑工程中,20万人口以上城镇、抗震设防烈度为7度及以上的县及县级市的主要取水设施和输水管线、水质净化处理厂的主要水处理建(构)筑物、配水井、送水泵房、中控室、化验室等,抗震设防类别应划为重点设防类。5.1.4排水建筑工程中,20万人口以上城镇、抗震设防烈度为7度及以上的县及县级市的污水干管(含合流),主要污水处理厂的主要水处理建(构)筑物、进水泵房、中控室、化验室,以及城市排涝泵站、城镇主干道立交处的雨水泵房,抗震设防类别应划为重点设防类。29建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/275.1.5燃气建筑中,20万人口以上城镇、县及县级市的主要燃气厂的主厂房、贮气罐、加压泵房和压缩间、调度楼及相应的超高压和高压调压间、高压和次高压输配气管道等主要设施,抗震设防类别应划为重点设防类。5.1.6热力建筑中,50万人口以上城镇的主要热力厂主厂房、调度楼、中继泵站及相应的主要设施用房,抗震设防类别应划为重点设防类。30建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/275.2

电力建筑

5.2.3电力调度建筑的抗震设防类别,应符合下列规定:1国家和区域的电力调度中心,抗震设防类别应划为特殊设防类。2

省、自治区、直辖市的电力调度中心,抗震设防类别宜划为重点设防类。5.2.4火力发电厂(含核电厂的常规岛)、变电所的生产建筑中,下列建筑的抗震设防类别应划为重点设防类:31建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/271单机容量为300MW及以上或规划容量为800MW及以上的火力发电厂和地震时必须维持正常供电的重要电力设施的主厂房、电气综合楼、网控楼、调度通信楼、配电装置楼、烟囱、烟道、碎煤机室、输煤转运站和输煤栈桥、燃油和燃气机组电厂的燃料供应设施。2

330kV及以上的变电所和220kV及以下枢纽变电所的主控通信楼、配电装置楼、就地继电器室;330kV及以上的换流站工程中的主控通信楼、阀厅和就地继电器室。3供应20万人口以上规模的城镇集中供热的热电站的主要发配电控制室及其供电、供热设施。4不应中断通信设施的通信调度建筑。32建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/275.3交通运输建筑

5.3.3铁路建筑中,高速铁路、客运专线(含城际铁路)、客货共线Ⅰ、Ⅱ级干线和货运专线的铁路枢纽的行车调度、运转、通信、信号、供电、供水建筑,以及特大型站和最高聚集人数很多的大型站的客运候车楼,抗震设防类别应划为重点设防类。5.3.4公路建筑中,高速公路、一级公路、一级汽车客运站和位于抗震设防烈度为7度及以上地区的公路监控室,一级长途汽车站客运候车楼,抗震设防类别应划为重点设防类。5.3.5水运建筑中,50万人口以上城市、位于抗震设防烈度为7度及以上地区的水运通信和导航等重要设施的建筑,国家重要客运站,海难救助打捞等部门的重要建筑,抗震设防类别应划为重点设防类。33建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/275.3.6

空运建筑中,国际或国内主要干线机场中的航空站楼、大型机库,以及通信、供电、供热、供水、供气、供油的建筑,抗震设防类别应划为重点设防类。航管楼的设防标准应高于重点设防类。5.3.7城镇交通设施的抗震设防类别,应符合下列规定:1在交通网络中占关键地位、承担交通量大的大跨度桥应划为特殊设防类;处于交通枢纽的其余桥梁应划为重点设防类。2城市轨道交通的地下隧道、枢纽建筑及其供电、通风设施,抗震设防类别应划为重点设防类。34建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/275.4邮电通信、广播电视建筑

5.4.2邮电通信、广播电视建筑,应根据其在整个信息网络中的地位和保证信息网络通畅的作用划分抗震设防类别。其配套的供电、供水建筑,应与主体建筑的抗震设防类别相同;当特殊设防类的供电、供水建筑为单独建筑时,可划为重点设防类。5.4.3邮电通信建筑的抗震设防类别,应符合下列规定:1国际出入口局、国际无线电台,国家卫星通信地球站,国际海缆登陆站,抗震设防类别应划为特殊设防类。2省中心及省中心以上通信枢纽楼、长途传输一级干线枢纽站、国内卫星通信地球站、本地网通枢纽楼及通信生产楼、应急通信用房,抗震设防类别应划为重点设防类。3大区中心和省中心的邮政枢纽,抗震设防类别应划为重点设防类。35建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/275.4.4广播电视建筑的抗震设防类别,应符合下列规定:

1国家级、省级的电视调频广播发射塔建筑,当混凝土结构塔的高度大于250m或钢结构塔的高度大于300m时,抗震设防类别应划为特殊设防类;国家级、省级的其余发射塔建筑,抗震设防类别应划为重点设防类。国家级卫星地球站上行站,抗震设防类别应划为特殊设防类。2国家级、省级广播中心、电视中心和电视调频广播发射台的主体建筑,发射总功率不小于200kW的中波和短波广播发射台、广播电视卫星地球站、国家级和省级广播电视监测台与节目传送台的机房建筑和天线支承物,抗震设防类别应划为重点设防类。36建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27

6公共建筑和居住建筑

6.0.3体育建筑中,规模分级为特大型的体育场,大型、观众席容量很多的中型体育场和体育馆(含游泳馆),抗震设防类别应划为重点设防类6.0.4文化娱乐建筑中,大型的电影院、剧场、礼堂、图书馆的视听室和报告厅、文化馆的观演厅和展览厅、娱乐中心建筑,抗震设防类别应划为重点设防类。6.0.5商业建筑中,人流密集的大型的多层商场抗震设防类别应划为重点设防类。当商业建筑与其他建筑合建时应分别判断,并按区段确定其抗震设防类别。37建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/276.0.6博物馆和档案馆中,大型博物馆,存放国家一级文物的博物馆,特级、甲级档案馆,抗震设防类别应划为重点设防类。

6.0.7会展建筑中,大型展览馆、会展中心,抗震设防类别应划为重点设防类。

6.0.8教育建筑中,幼儿园、小学、中学的教学用房以及学生宿舍和食堂,抗震设防类别应不低于重点设防类。

2023/3/2738建筑抗震设计、结构体系与基础6.0.9科学实验建筑中,研究、中试生产和存放具有高放射性物品以及剧毒的生物制品、化学制品、天然和人工细菌、病毒(如鼠疫、霍乱、伤寒和新发高危险传染病等)的建筑,抗震设防类别应划为特殊设防类。6.0.10电子信息中心的建筑中,省部级编制和贮存重要信息的建筑,抗震设防类别应划为重点设防类。国家级信息中心建筑的抗震设防标准应高于重点设防类。39建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/276.0.11高层建筑中,当结构单元内经常使用人数超过8000人时,抗震设防类别宜划为重点设防类。6.0.12居住建筑的抗震设防类别不应低于标准设防类。40建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/2741建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27美国芝加哥螺旋塔公寓“芝加哥螺旋塔”共有150层,高610米,原定于2012年完工。建成之后,它将是北美最高的建筑物。此整座大厦呈螺旋上升形状,每层楼旋转2度,并且随着大厦楼层的升高,楼层的宽度则随高度递减,整座大厦外形如同一把锥形的长剑芝加哥螺旋塔的基高比率接近1比10,使之成为世界上最苗条的超高层建筑2023/3/2742建筑抗震设计、结构体系与基础8仓库类建筑8.0.1本章适用于工业与民用的仓库类建筑。8.0.2仓库类建筑,应根据其存放物品的经济价值和地震破坏所产生的次生灾害划分抗震设防类别。8.0.3仓库类建筑的抗震设防类别,应符合下列规定:1储存高、中放射性物质或剧毒物品的仓库不应低于重点设防类,储存易燃、易爆物质等具有火灾危险性的危险品仓库应划为重点设防类。2一般的储存物品的价值低、人员活动少、无次生灾害的单层仓库等可划为适度设防类。43建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27特别说明1.建筑各区段的重要性有显著不同时,可按区段划分抗震设防类别。但注意下部区段的抗震设防类别不应低于上部区段。2.区段是指由抗震缝分开的结构单元。3.不同行业的相同建筑,当所处地位及地震破坏所产生的后果和影响不同时,其抗震设防类别可不相同。44建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27建筑不同类别与抗震设防标准45建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27(二)我国抗震设防目标是1.当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,主体结构不受损坏或不需进行修理可继续使用;即小震(多遇地震)不坏2.当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时,结构的损坏经一般性修理仍可继续使用;即中震(基本烈度)可修,3.当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。即大震(罕遇地震)不倒4.当建筑有使用功能上或其他的专门要求时,可按高于上述一般情况的设防目标进行抗震性能设计。46建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27我国抗震设计的“三个水准”,通过二个阶段来实现的问题我国目前的现行抗震规范的抗震设计思想为,“三水准的设防目标”和为实现这个目标而采取的“两阶段设计步骤。第一水准,“小震不坏”即当建筑遭遇低于本地区设防烈度的多遇地震(50年超越概率为62.3%,重现期50年)烈度时,一般不受损坏或不需修理仍可继续使用;(多遇地震、常遇地震、众值烈度、小震是同一个概念);第二水准,“基本地震可修”即当建筑遭遇相当于本地区设防烈度(50年超越概率为10%,重现期475年)的地震影响时,可能损坏,经过一般修理或不需修理仍可继续使用。(设计地震、基本烈度、偶遇地震、中震是同一个概念);中震比小震地震力增大2.75~2.875倍;第三水准,“大震不倒”,即当建筑遭遇本地区设防烈度的罕遇地震(50年超越概率为2~3%,重现1641~2475年)影响时,不致倒塌或发生危机生命的严重破坏。(罕遇地震、罕遇烈度、大震是同一个概念);大震要比小震地震力增大4.38~6.75倍47建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27

多遇烈度,基本烈度,罕遇烈度相互间的关系一般基本烈度与众值烈度相差约为1.55度,基本烈度与罕遇烈度相差约为1度。当基本烈度为8度时,其众值烈度(多遇地震、小震)烈度约为6.45度,而罕遇烈度(罕遇地震、大震)烈度约为9度。如图所示。48建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27两阶段设计说明: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。49建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27

请大家注意:我们在设计时反倒没有验算”设计地震“下的内力和变形,而是通过计算与其对应的”小震“和”大震“的情况下的内力和变形。但是小震和大震的地震动参数取值是根据设计地震取值的。

比如,8度设防,第一阶段验算用的是6.45度的地震动参数,第二阶段验算用的是9度的地震动参数,实际上并没有计算设防烈度下的地震作用。50建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27三:抗震设计标准《抗规》1.0.2: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。(强规)注意:设计使用年限≤5年的临时建筑可以不考虑抗震设计《抗规》1.0.4抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件(图件)确定。(强规)《抗规》1.0.5一般情况下,抗震设防烈度可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度(或与本规范设计基本地震加速度值对应的烈度值)。51建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27抗震措施和抗震构造措施是两个既有联系又有区别的概念1)“抗震措施”是指除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容,包括建筑总体布置,结构选型,地基抗液化措施,考虑概念设计要求对地震作用效应(内力及变形)的调整,以及各种构造措施。2)“抗震构造措施”只是抗震措施的一个组成部分,指根据抗震概念的设计原则,一般不需计算而对结构和非结构各部分所采取的细部构造,如构件最小尺寸、高厚比、轴压比、长细比、板件宽厚比、构造柱和圈梁的布置和配筋,钢筋锚固、最小直径、间距、钢筋搭接,混凝土保护层,最小配筋率等。“抗震措施”涵盖了“抗震构造措施”

52建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27四、抗震设计的基本要求重中之重把握好“概念设计”

53建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27概念设计概念设计是结构工程师展现先进设计思想的重要环节,结构工程师对特定的建筑空间应能用整体的概念来完成结构总体方案的设计,并处理好结构与结构、结构与构件和构件之间的关系,确定好细部构造的做法.概念设计是一种设计的思路,可以认为是定性的设计,概念设计不以精确的力学分析,生搬硬套的规范条文为依据,而是由工程师对工程进行概括的分析,制定设计目标,采取相应措施,概念设计的概念包括安全度的概念、力学的概念、材料的概念、荷载的概念、抗震的概念,施工的概念、使用的概念等等。概念设计要求我们融合这些概念,并贯穿到结构方案设计、结构构件布置、计算简图抽象、计算结果分析处理中。具体体现在以下八个方面:54建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27(一).场地选择方面及地基基础

《抗规》3.3.1选择建筑场地时,应根据工程需要,掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料,对抗震有利、不利和危险地段做出综合评价。对不利地段,应提出避开要求;当无法避开时应采取有效措施;对危险地段,严禁建造甲、乙类的建筑,不应建造丙类的建筑。(强规)55建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/2756建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/273.3.4地基和基础设计应符合下列要求:1同—结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上;2同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基;当采用不同基础类型或基础埋深显著不同时,应根据地震时两部分地基基础的沉降差异,在基础、上部结构的相关部位采取相应措施。3地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀土时,应根据地震时地基不均匀沉降和其他不利影响,采取相应措施。或其它不利影响,并采取相应的措施。57建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/273.3.5山区建筑的场地和地基基础应符合下列要求:

1山区建筑场地勘察应有边坡稳定性评价和防治方案建议;应根据地质、地形条件和使用要求,因地制宜设置符合抗震设防要求的边坡工程。

2边坡设计应符合现行国家标准《建筑边坡工程技术规范》GB50330的要求;其稳定性验算时,有关的摩擦角应按设防烈度的高低相应修正。

3边坡附近的建筑基础应进行抗震稳定性设计。建筑基础与土质、强风化岩质边坡的边缘应留有足够的距离,其值应根据设防烈度的高低确定,并采取措施避免地震时地基基础破坏。58建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/272023/3/27建筑抗震设计、结构体系与基础5960建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27(二)建筑形体及构件平布置的规则性3.4.1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;特别不规则的建筑方案应进行专门研究和论证,采取特别的加强措施;严重不规则的建筑不应采用。(强规)注:形体指建筑平面形状和立面、竖向剖面的变化61建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/273.4.2建筑设计应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响,宜择优选用规则的形体,其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、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小、避免侧向刚度和承载力突变。不规则建筑的抗震设计应采取有效措施。62建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/2763建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/272.《北京技术细则》5.9.2条在高规的基础上增加了几种凹凸不规则平面类型,见附图(2),不规则限值同高规表4.3.364建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/2765建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/272023/3/27建筑抗震设计、结构体系与基础66不宜采用角部重叠或细腰形平面布置一般要求重叠部分大于20%;细腰收进尺寸小于50%2023/3/27建筑抗震设计、结构体系与基础67平面太狭长凹入太多凸出太细68建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27相对有效宽度太小(<50%)相对开洞面积太大(>30%)绝对有效宽度太小(总宽<5m或单侧<2m)69建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/2770建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27合并分离基于性能的抗震设计主体结构合理定义弹性板关注有效质量系数弱连系楼盖主体结构独立工作复核71建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27通过楼面调整消除凹凸不规则或楼板不连续,基本方法有以下两种:合法:增设楼板(拉板、拉梁或阳台板、空调设备平台板)

分法:设缝分割为若干规则子结构,低矮的弱连廊采用滑支座等72建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27合并:拉板,拉梁等但注意:即使在设置了拉梁(板)但该拉梁不足以使两侧板的位移符合刚度无限大的假定,也只能作为局部弹性楼板计算,则仍然属于凹凸不规则,该连梁只能作为凹凸不规则的加强措施,不能作为楼板开洞处理73建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27分离:设抗震缝,滑动铰支抗震缝防震缝或滑动铰支连廊74建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27(三)结构体系3.5.1结构体系应根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等因素,经技术、经济和使用条件综合比较确定。3.5.2结构体系应符合下列各项要求:(强规)1应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。2应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。3应具备必要的抗震承载力,良好的变形能力和消耗地震能量的能力。4对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高其抗震能力。2023/3/2775建筑抗震设计、结构体系与基础3.5.3结构体系尚宜符合下列各项要求:1宜有多道抗震防线。2宜具有合理的刚度和承载力分布,避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中。3结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。76建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/273.5.4结构构件应符合下列要求:

1砌体结构应按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱、芯柱,或采用约束砌体、配筋砌体等。2混凝土结构构件应控制截面尺寸和受力钢筋、箍筋的设置,防止剪切破坏先于弯曲破坏、混凝土的压溃先于钢筋的屈服、钢筋的锚固粘结破坏先于钢筋破坏。3预应力混凝土的构件,应配有足够的非预应力钢筋。4钢结构构件的尺寸应合理控制,避免局部失稳或整个构件失稳。5多、高层的混凝土楼、屋盖宜优先采用现浇混凝土板。当采用预制装配式混凝土楼、屋盖时,应从楼盖体系和构造上采取措施确保各预制板之间连接的整体性。77建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/273.5.5结构各构件之间的连接,应符合下列要求:l构件节点的破坏,不应先于其连接的构件。2预埋件的锚固破坏,不应先于连接件。3装配式结构构件的连接,应能保证结构的整体性。4预应力混凝土构件的预应力钢筋,宜在节点核心区以外锚固。3.5.6装配式单层厂房的各种抗震支撑系统,应保证地震时厂房的整体性和稳定性。78建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27(四)非结构构件3.7.1非结构构件,包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备,自身及其与结构主体的连接,应进行抗震设计。(强规)3.7.2非结构构件的抗震设计,应由相关专业人员分别负责进行。3.7.3附着于楼、屋面结构上的非结构构件,以及楼梯间的非承重墙体,应与主体结构有可靠的连接或锚固,避免地震时倒塌伤人或砸坏重要设备。79建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/273.7.4框架结构的围护墙和隔墙,应估计其设置对结构抗震的不利影响,避免不合理设置而导致主体结枸的破坏。(强规)3.7.5幕墙、装饰贴面与主体结构应有可靠连接,避免地震时脱落伤人。3.7.6安装在建筑上的附属机械、电气设备系统的支座和连接,应符合地震时使用功能的要求,且不应导致相关部件的损坏。80建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27(五)隔震与消能减震设计建筑抗震设计、结构体系与基础812023/3/27注:采取隔震的建筑已经不再要求超限审查。

目前世界现状;日本有3000多栋建筑采用了隔震技术,最高50层中国有1000多栋建筑采用了隔震技术,最高18层(其中有:北京三里河国家七部委办公楼;北京301医院;北京通州四惠城铁上的通惠家园住宅;昆明国际机场;新疆38栋住宅等美国有:300多栋,但美国在已有建筑下后作隔震的建筑较多造价情况:大约每平米增加100——300元/m2建筑抗震设计、结构体系与基础822023/3/27工程范例北京银泰大楼63层H=265m,是我国首座采用了73个液体粘滞阻尼器的超高层建筑,目的是要求建筑的脉动风加速度在100年一遇大风下能满足规范舒适度的要求建筑抗震设计、结构体系与基础832023/3/27北京盘古大观45层H=191m,超高层钢结构建筑,安装了100个液体粘滞阻尼器,解决工程抗震及抗风设计。建筑抗震设计、结构体系与基础842023/3/27台北101大楼概

况:2003建成,地下5层,地上101层,总高508米,结构形式:巨型框架—核心筒结构

抗震设计:按抗震设防烈度8度,设计基本地震加速度值为0.30g

抗风设计:基本风压:0.85kN/m2(n=100)为了满足在风作用下舒适度的要求,在顶部设置了一个钟摆式调频质量阻尼器660t.采取“以动制动”方法。建筑抗震设计、结构体系与基础852023/3/27调频阻尼器建筑抗震设计、结构体系与基础862023/3/27调频阻尼器建筑抗震设计、结构体系与基础872023/3/27上海环球中心101层H=492m,

主体承重结构由型钢砼巨型柱、钢筋砼核心筒、巨型斜撑、外伸桁架、带状桁架等组成,在国内的高层建筑中首次采用了TMD主动控制技术(调频质量阻尼器)800t,大大缓解了强风和地震作用带来的楼层振动。TMD阻尼器的阻尼比仅仅0.5%,远小于砼和钢结构的阻尼比。建筑抗震设计、结构体系与基础882023/3/27上海中心632m

128层巨型框架+核心筒+钢外伸臂巨型柱:5.3mx3.7m调频质量阻尼器,准备在顶部加1200t的TMD调频质量阻尼器建筑抗震设计、结构体系与基础892023/3/27屈曲支撑工程范例人民日报社办公楼地上2B/F32层,主屋面H=150m(最高处180);钢框架-屈曲约束支撑体体系结构,共用890根屈曲约束支撑。是国内第一幢全面采用屈曲约束支撑为主要抗侧力构件的高层钢结构建筑建筑抗震设计、结构体系与基础902023/3/2791《抗规》设计使用注意事项2023/3/272023/3/2791建筑抗震设计、结构体系与基础建筑抗震设计、结构体系与基础922023/3/27(六)结构材料与施工3.9.1抗震结构对材料和施工质量的特别要求,应在设计文件上注明。(强规)3.9.2结构材料性能指标,应符合下列最低要求:(强规)1砌体结构材料应符合下列规定:1)普通砖和多孔砖的强度等级不应低于MU10,其砌筑砂浆强度等级不应低于M5;2)混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于MU7.5,其砌筑砂浆强度等级不应低于Mb7.5。93建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/272混凝土结构材料应符合下列规定:1)混凝土的强度等级,框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核芯区,不应低于C30;构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件不应低于C20;2)抗震等级为一、二、三级的框架和斜撑构件(含梯段),其纵向受力钢筋采用普通钢筋时,钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.3.且钢筋在最大拉力下的总伸长奉实测值不应小于9%。94建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/273钢结构的钢材应符合下列规定:1)钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85;2)钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%;3)钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。95建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/273.9.3结构材料性能指标,尚宜符合下列要求:

1普通钢筋宜优先采用延性、韧性和焊接性较好的钢筋;普通钢筋的强度等级,纵向受力钢筋宜选用符合抗震性能指标的不低于HRB400级的热轧钢筋,也可采用符合抗震性能指标的HRB335级热轧钢筋;箍筋宜选用符合抗震性能指标的不低于HRB335级的热轧钢筋,也可选用HPB300级热轧钢筋。2混凝土结构的混凝土强度等级,抗震墙不宜超过C60,其他构件,9度时不宜超过C60,8度时不宜超过C70。3钢结构的钢材宜采用Q235等级B、C、D的碳素结构钢及Q345等级B、C、D、E的低合金高强度结构钢;当有可靠依据时,尚可采用其他钢种和钢号。96建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/273.9.4在施工中,当需要以强度等级较高的钢筋替代原设计中的纵向受力钢筋时,应按照钢筋受拉承载力设计值相等的原则换算,并应满足最小配筋率要求。(强规)3.9.5采用焊接连接的钢结构,当接头的焊接拘束度较大、钢板厚度不小于40mm且承受沿板厚方向的拉力时,钢板厚度方向截面收缩率不应小于国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T5313关于215级规定的容许值。3.9.6钢筋混凝土构造柱和底部框架-抗震墙房屋中的砌体抗震墙,其施工应先砌墙后浇构造柱和框架梁柱(强规)3.9.7混凝土墙体、框架柱的水平施工缝,应采取措施加强混凝土的结合性能。对于抗震等级一级的墙体和转换层楼板与落地混凝土墙体的交接处,宜验算水平施工缝截面的受剪承载力。97建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27五场地、地基与基础(一)场地震害表明,不同场地上的建筑物震害差异很大。主要因素:场地土坚硬或密实度及场地覆盖层厚度。土愈软、覆盖层愈厚,震害越严重。98建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/274.1.4建筑场地覆盖层厚度的确定,应符合下列要求:1一般情况下,应按地面至剪切波速大于500m/s且其下卧各层岩土的剪切波速均不小于500m/s的土层顶面的距离确定。

2当地面5m以下存在剪切波速大于其上部各土层翦切波速2.5倍的土层,且该层及其下卧各层岩土的剪切波速均不小于400m/s时,可按地面至该土层顶面的距离确定。3剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体,应视同周围土层。4土层中的火山岩硬夹层,应视为刚体,其厚度应从覆盖土层中扣除。99建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27100建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27101建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27

(二)

天然地基和基础4.2.1下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算:

1本规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。

2地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层的下列建筑:

1)-般的单层厂房和单层空旷房屋;

2)砌体房屋;

3)不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架和框架-抗震墙房屋;

4)基础荷载与3)项相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震墙房屋。注:软弱黏性土层指7度、8度和9度时,地基承载力特征值分别小于80、100和120kPa的土层。102建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27103建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27

六、

地震作用5.1.1(强规)

各类建筑结构的地震作用,应符合下列规定:

1一般情况下,应至少在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用,各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。

2有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15O时,应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。

3质量和刚度分布明显不对称的结构,应计入双向水平地震作用下的扭转影响;其他情况,应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。

48、9度时的大跨度和长悬臂结构及9度时的高层建筑,应计算竖向地震作用。注:8、9度时采用隔震设计的建筑结构,应按有关规定计算竖向地震作用。104建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27(二)地震作用的大小取决于以下要素1.地震烈度的大小、烈度增大一度,地震作用增大2~3倍。2.建筑结构本身的刚度,刚度越大地震作用越大。即结构自振周期越长,地震作用越小。3.结构阻尼的大小。结构的阻尼越小,地震作用越大。4.场地的特征周期,场地特征周期越大,地震作用越大5.建筑物本身的质量,质量越大,地震作用越大。105建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27106建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/275.1.6(强规)

结构的截面抗震验算,应符合下列规定:

16度时的建筑(不规则建筑及建造于Ⅳ类场地上较高的高层建筑除外),以及生土房屋和木结构房屋等,应符合有关的抗震措施要求,但应允许不进行截面抗震验算。

26度时不规则建筑、建造于Ⅳ类场地上较高的高层建筑,7度和7度以上的建筑结构(生土房屋和木结构房屋等除外),应进行多遇地震作用下的截面抗震验算。注:采用隔震设计的建筑结构,其抗震验算应符合有关规定。107建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27108建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27109建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27第3.7.6条:房屋高度不小于150m的高层混凝土建筑结构应满足风振舒适度要求。在现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009规定的10年一遇的风荷载标准值作用下,结构顶点的顺风向和横风向振动最大加速度计算值不应超过表3.7.6的限。结构顶点的顺风向和横风向振动最大加速度可按现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99的有关规定计算,也可通过风洞试验结果判断确定,计算时阻尼比宜取0.01~0.02。明确了阻尼比取值,对混凝土结构取0.02,对混合结构根据房屋高度和结构类型取0.01~0.02。110建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27第二节建筑结构抗震设计一、多层砌体房屋和底部框架砌体房屋二、多、高层钢筋混凝土房屋三、多、高层钢结构房屋四、单层工业厂房五、空旷房屋和大跨屋盖建筑六、土、木、石结构房屋七、混合结构设计八、隔震和消能减震设计九、非结构构件十、地下建筑111建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27

多层砌体房屋和底部框架砌体房屋一)多层砌体房屋地震破坏特点先看一组地震破坏照片112建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27113建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27(一)多层砌体房屋的震害特点砌体结构是由砖或砌块砌筑而成,材料呈脆性性质、其抗剪、抗拉和抗弯强度较低,所以抗震性能较差,在强烈地震作用下,破坏率较高,破坏的主要部位是墙身和构件间连接处,主要破坏特点表现为:1.在水平地震作用下,与水平地震作用方向平行的墙体是主要承担地震作用的构件,这时墙体将因主拉应力强度不足而发生剪切破坏,出现45度对角线裂缝。在地震反复作用下造成X形交叉裂缝。114建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/272.墙体转角处及内外墙连接处的破坏

由于墙体转角处或连接处、刚度大、应力集中,易破坏。115建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/273.楼盖的破坏

砌体结构中有相当多的预制楼板,当楼板搁置及拉结不可靠时,地震时极易拉托,引起楼盖坍塌,并引起墙体倒塌。116建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27(二)砌体结构抗震设计一般规定1.房屋高度的限制(强规)117建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27

118建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27119建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27120建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27121建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27122建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27

(三)多层砖砌体房屋抗震构造措施震害表明,在多层砌体结构房屋中,适当设置构造柱及圈梁使之共同工作,可以达到:增强砌体结构的延性和变形能力,且可提高砌体的抗侧能力及整体性,从而保证砌体结构房屋在大震下,裂而不倒。钢筋混凝土构造柱在多层砖砌体结构中的应用,根据历次大地震的经验和大量试验研究,得到了比较一致的结论,即:①构造柱能够提高砌体的受剪承载力10%~30%左右,提高幅度与墙体高宽比、竖向压力和开洞情况有关;②构造柱主要是对砌体起约束作用,使之有较高的变形能力;③构造柱应当设置在震害较重、连接构造比较薄弱和易于应力集中的部位。

为保证钢筋混凝土构造柱的施工质量,构造柱须有外露面。一般利用马牙槎外露即可。即构造柱必须先砌墙后浇柱的施工顺序123建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27增加了不规则平面的外墙对应转角(凸角)处设置构造柱的要求;楼梯斜段上下端对应墙体处增加四根构造柱,与在楼梯间四角设置的构造柱合计有八根构造柱,再与《抗规》7.3.8条规定的楼层半高的钢筋混凝土带等可组成应急疏散安全岛。124建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27125建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27

本次修订,在2008年局部修订的基础上作下列修改:①文字修改,明确适用于各类砖砌体,包括蒸压砖、烧结砖和混凝土砖。②对横墙很少的多层砌体房屋,明确按增加二层的层数设置构造柱。③调整了6度设防时7层砖房的构造柱设置要求。④提高了隔15m内横墙与外纵墙交接处设置构造柱的要求,调整至12m;同时增加了楼梯间对应的另一侧内横墙与外纵墙交接处设置构造柱的要求。间隔12m和楼梯间相对的内外墙交接处的要求二者取一。

126建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27⑤增加了较大洞口的说明。对于内外墙交接处的外墙小墙段,其两端存在较大洞口时,在内外墙交接处按规定设置构造柱,考虑到施工时难以在一个不大的墙段内设置三根构造柱,墙段两端可不再设置构造柱,但小墙段的墙体需要加强,如拉结钢筋网片通长设置,间距加密。⑥原规定拉结筋每边伸入墙内不小于1m,构造柱间距4m,中间只剩下2m无拉结筋。为加强下部楼层墙体的抗震性能,本次修订将下部楼层构造柱间的拉结筋贯通,拉结筋与φ4钢筋在平面内点焊组成拉结网片,提高抗倒塌能力。2023/3/27127建筑抗震设计、结构体系与基础128建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27129建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27本次修订,在2008年局部修订的基础上,提高了6~8度时预制板相互拉结的要求,同时取消了独立砖柱的做法。在装配式楼板伸入墙(梁)内长度的规定中,明确了硬架支模的做法(硬架支模的施工方法是:先架设梁或圈梁的模板,再将预制楼板支承在具有一定刚度的硬支架上,然后浇筑梁或圈梁、现浇叠合层等的混凝土)。130建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27说明:历次地震震害表明,楼梯间由于比较空旷常常破坏严重,必须采取—系列有效措施。本条在2008年局部修订时改为强制性条文。本次修订增加8、9度时不应采用装配式楼梯段的要求。突出屋顶的楼、电梯间,地震中受到较大的地震作用,因此在构造措施上也需要特别加强。131建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27

坡屋顶与平屋顶相比,震害有明显差别。硬山搁檩的做法不利于抗震。屋架的支撑应保证屋架的纵向稳定。出入口处要加强屋盖构件的连接和锚固,以防脱落伤人。7.3.10门窗洞处不应采用砖过梁;过梁支承长度,6~8度时不应小于240mm,9度时不应小于360mm。说明:砌体结构中的过梁应采用钢筋混凝土过梁,本次修订,明确不能采用砖过梁,不论是配筋砌体还是无筋砌体过梁。132建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27133建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27134建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27(四)

多层砌块房屋抗震构造措施135建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27136建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27137建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27(五)底部框架-抗震墙砌体房屋抗震构造措施138建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/277.5.9底部框架-抗震墙砌体房屋的材料强度等级,应符合下列要求

1框架柱、混凝土墙和托墙梁的混凝土强度等级,不应低于C30

2过渡层砌体块材的强度等级不应低于MU10,砖砌体砌筑砂浆强度的等级不应低于Ml0,砌块砌体砌筑砂浆强度的等级不应低于Mbl0。139建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27140建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27141建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27142建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27二:多、高层RC砼房屋抗震构造措施RC砼结构常用结构体系墙板柱-抗震墙143建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27青岛世茂国际中心(2012年)建筑抗震设计、结构体系与基础1442023/3/272010年北京某工程建筑抗震设计、结构体系与基础1452023/3/27建筑抗震设计、结构体系与基础1462023/3/27高层建筑结构的受力与变形特点quVMHu=f(H4)M=f(H2)V=f(H)147建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27框架、框架-剪力墙、剪力墙结构的受力与变形特点框架剪力墙框架-剪力墙变形特点荷载分配剪力分布148建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27高层建筑结构设计的基本要求1.强度问题——构件截面承载力验算2刚度问题——正常使用条件下结构水平位移验算3稳定问题——结构稳定与抗倾覆验算4延性问题——抗震结构的延性要求5经验问题——抗震结构的概念设计要求149建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27高层建筑结构的布置原则与要求1高层建筑结构平面布置

原则:有利于抵抗水平和竖向荷载,受力明确,传力直接,减少扭转

宜:简单、规则、对称、均匀;避免过大内收和外伸(凹角处应力集中);质心于刚心宜接近

平面不规则结构:类型、内力计算调整、构造措施2高层建筑结构立面布置

高宽比H/B限值

宜:沿高度之刚度、强度、质量分布均匀、连续;避免薄弱层立面不规则结构:类型、内力计算调整、构造措施3抗震缝设置150建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27二多、高层RC砼结构设计(一)一般规定适用高度规定(抗规)151建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27《高规》规定定稿中已取消152建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27《高规》高宽比本次修订将A级高度与B级高度的适用高宽比限值进行了合并处理,不再强调“最大高宽比”概念;将筒中筒结构和框架-核心筒结构的高宽比限值分开规定,适当提高了筒中筒结构的适用高宽比。153建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/276.1.2(强规)钢筋混凝土房屋应根据设防类别、烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。丙类建筑的抗震等级应按表

154建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27155建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27156建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27第3.9.4条:抗震设计时,B级高度丙类建筑钢筋混凝土结构的抗震等级应按表3.9.4确定。(没变化)

157建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/274.抗震缝的设置6.1.4钢筋混凝土房屋需要设置防震缝时,应符合下列规定:1防震缝宽度应分别符合下列要求:1)框架结构(包括设置少置抗震墙的框架结构)房屋的防震缝宽度,当高度不超过15m时不应小于lOOmm;高度超过15m时,6度、7度、8度和9度分别每增加高度5m、4m、3m和2m,宜加宽20mm;2)框架-抗震墙结构房屋的防震缝宽度不应小于本款1)项规定数值的70%,3)抗震墙结构房屋的防震缝宽度不应小于本款1)项规定数值的50%;且均不宜小于lOOmm;4)防震缝两侧结构类型不同时,宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽。158建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27159建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27160建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27剪力墙最大间距(m)161建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/276.1.8框架-抗震墙结构和板柱-抗震墙结构中的抗震墙设置,宜符合下列要求:1抗震墙宜贯通房屋全高。2楼梯间宜设置抗震墙,但不宜造成较大的扭转效应。3抗震墙的两端(不包括洞口两侧)宜设置端柱或与另一方向的抗震墙相连。4房屋较长时,刚度较大的纵向抗震墙不宜设置在房屋的端开间。5抗震墙洞口宜上下对齐;洞边距端柱不宜小于300mm。6.1.9抗震墙结构和部分框支抗震墙结构中的抗震墙设置,应符合下列要求:1抗震墙的两端(不包括洞口两侧)宜设置端柱或与另一方向的抗震墙相连;框支部分落地墙的两端(不包括洞口两侧)应设置端柱或与另一方向的抗震墙相连。2较长的抗震墙宜设置跨高比大于6的连梁形成洞口,将一道抗震墙分成长度较均匀的若干墙段,各墙段的高宽比不宜小于3。3墙肢的长度沿结构全高不宜有突变;抗震墙有较大洞口时,以及一、二级抗震墙的底部加强部位,洞口宜上下对齐。4矩形平面的部分框支抗震墙结构,其框支层的楼层侧向刚度不应小于相邻非框支层楼层侧向刚度的50%;框支层落地抗震墙间距不宜大于24m,框支层的平面布置宜对称,且宜设抗震筒体;底层框架部分承担的地震倾覆力矩,不应大于结构总地震倾覆力矩的50%。162建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/276.1.10抗震墙底部加强部位的范围,应符合下列规定:1底部加强部位的高度,应从地下室顶板算起。2部分框支抗震墙结构的抗震墙,其底部加强部位的高度,可取框支层加框支层以上两层的高度及落地抗震墙总高度的1/10二者的较大值。其他结构的抗震墙,房屋高度大于24m时,底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高度的l/l0二者的较大值;房屋高度不大于24m时,底部加强部位可取底部一层。3当结构计算嵌固端位于地下一层的底板或以下时,底部加强部位尚宜向下延伸到计算嵌固端。6.1.11框架单独柱基有下列情况之一时,宜沿两个主轴方向设置基础系梁:1一级框架和Ⅳ类场地的二级框架;2各柱基础底面在重力荷载代表值作用下的压应力差别较大;3基础埋置较深,或各基础埋置深度差别较大;4地基主要受力层范围内存在软弱黏性土层、液化土层或严重不均匀土层;5桩基承台之间。163建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/276.1.14地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,应符合下列要求:1地下室顶板应避免开设大洞口;地下室在地上结构相关范围的顶板应采用现浇梁板结构,相关范围以外的地下室顶板宜采用现浇梁板结构;其楼板厚度不宜小于180mm,混凝土强度等级不宜小于C30,应采用双层双向配筋,且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25%。2结构地上一层的侧向刚度,不宜大于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍;地下室周边宜有与其顶板相连的抗震墙。3地下室顶极对应于地上框架柱的梁柱节点除应满足抗震计算要求外,尚应符合下列规定之一:1)地下一层柱截面每侧纵向钢筋不应小于地上一层柱对应纵向钢筋的1.1倍,且地下一层柱上端和节点左右梁端实配的抗震受弯承载力之和应大于地上一层柱下端实配的抗震受弯承载力的1.3倍。2)地下一层梁刚度较大时,柱截面每侧的纵向钢筋面积应大于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍;同时梁端顶面和底面的纵向钢筋面积均应比计算增大10%以上;4地下一层抗震墙墙肢端部边缘构件纵向钢筋的截面面积,不应少于地上一层对应墙肢端部边缘构件纵向钢筋的截面面积。164建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/276.1.15楼梯间应符合下列要求:1宜采用现浇钢筋混凝土楼梯。2对于框架结构,楼梯间的布置不应导致结构平面特别不规则;楼梯构件与主体结构整浇时,应计入楼梯构件对地震作用及其效应的影响,应进行楼梯构件的抗震承载力验算;宜采取构造措施,减少楼梯构件对主体结构剐度的影响。3楼梯间两侧填充墙与柱之间应加强拉结。本条是新增的。发生强烈地震时,楼梯间是重要的紧急逃生竖向通道,楼梯间(包括楼梯板)的破坏会延误人员撤离及救援工作,从而造成严重伤亡。本次修订增加了楼梯间的抗震设计要求。对于框架结构,楼梯构件与主体结构整浇时,梯板起到斜支撑的作用,对结构刚度、承载力、规则性的影响比较大,应参与抗震计算;当采取措施,如梯板滑动支承于乎台板,楼梯构件对结构刚度等的影响较小,是否参与整体抗震计算差别不大。对于楼梯间设置刚度足够大的抗震墙的结构,楼梯构件对结构刚度的影响较小,也可不参与整体抗震计算。165建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27166建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27167建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27168建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27(二)框架的基本抗震构造措施

6.3.1梁的截面尺寸,宜符合下列各项要求:1截面宽度不宜小于200mm;2截面高宽比不宜大于4;3净跨与截面高度之比不宜小于4。6.3.5柱的截面尺寸,宜符合下列各项要求:l截面的宽度和高度,四级或不超过2层时不宜小于300mm,一、二、三级且超过2层时不宜小于400mm;圆柱的直径,四级或不超过2层时不宜小于350mm,一、二、三级且超过2层时不宜小于450mm。2剪跨比宜大于2。λ=M/V.h03截面长边与短边的边长比不宜大于3。

本次修订,根据汶川地震的经验,对一、二、三级且层数超过2层的房屋,增大了柱截面最小尺寸的要求,以有利于实现“强柱弱梁”。169建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27170建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27171建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/276.3.6柱轴压比不宜超过表6.3.6的规定;建造于IV类场地且较高的高层建筑,柱轴压比限值应适当减小。表6.36柱轴压比限值

注:限制框架柱的轴压比主要是为了保证柱的塑性变形能力和保证框架的抗倒塌能力。

172建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27(三)抗震墙结构的基本抗震构造措施6.4.1抗震墙的厚度,一、二级不应小于160mm且不宜小于层高或无支长度的1/20,三、四级不应小于140mm且不/J\于层高或无支长度的1/25;无端柱或翼墙时,一、二级不宜小于层高或无支长度的1/16,三、四级不宜小于层高或无支长度的1/20。底部加强部位的墙厚,一、二级不应小于200mm且不宜小于层高或无支长度的1/16,三、四级不应小于160mm且不宜小于层高或无支长度的1/20;无端柱或翼墙时,一、二级不宜小于层高或无支长度的1/12,三、四级不宜小于层高或无支长度的1/16。6.4.2一、二、三级抗震墙在重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比,一级时,9度不宜大于0.4,7、8度不宜大于0.5;二、三级时不宜大于0.6。注:墙肢轴压比指墙的轴压力设计值与墙的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。173建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27(四)框架-抗震墙结构的基本抗震构造措施

6.5.1框架-抗震墙结构的抗震墙厚度和边框设置,应符合下列要求:

1抗震墙的厚度不应小于160mm且不宜小于层高或无支长度的1/20,底部加强部位的抗震墙厚度不应小于200mm且不宜小于层高或无支长度的1/16。2有端柱时,墙体在楼盖处宜设置暗梁,暗梁的截面高度不宜小于墙厚和400mm的较大值;端柱截面宜与同层框架柱相同,并应满足本规范第6.3节对框架柱的要求;抗震墙底部加强部位的端柱和紧靠抗震墙洞口的端柱宜按柱箍筋加密区的要求沿全高加密箍筋。6.5.2抗震墙的竖向和横向分布钢筋,配筋率均不应小于0.25%,钢筋直径不宜小于lOmm,间距不宜大于300mm,并应双排布置,双排分布钢筋间应设置拉筋。6.5.3楼面梁与抗震墙平面外连接时,不宜支承在洞口连梁上;沿梁轴线方向宜设置与梁连接的抗震墙,梁的纵筋应锚固在墙内;也可在支承梁的位置设置扶壁柱或暗柱,并应按计算确定其截面尺寸和配筋。6.5.4框架-抗震墙结构的其他抗震构造措施,应符合本规范第6.3节、6.4节的有关要求。

注:设置少量抗震墙的框架结构,其抗震墙的抗震构造措施,可仍按本规范第6.4节对抗震墙的规定执行。174建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27(五)板柱-抗震墙结构抗震设计要求6.6.1板柱-抗震墙结构的抗震墙,其抗震构造措施应符合本节规定,尚应符合本规范第6.5节的有关规定;柱(包括抗震墙端柱)和梁的抗震构造措施应符合本规范第6.3节的有关规定。6.6.2板柱-抗震墙的结构布置,尚应符合下列要求:1抗震墙厚度不应小于180mm.且不宜小于层高或无支长度的1/20;房屋高度大于12m时,墙厚不应小于200mm。2房屋的周边应采用有梁框架,楼、电梯洞口周边宜设置边框梁。38度时宜采用有托板或柱帽的板柱节点,托板或柱帽根部的厚度(包括板厚)不宜小于柱纵筋直径的16倍,托板或柱帽的边长不宜小于4倍板厚和柱截面对应边长之和。4房屋的地下一层顶板,宜采用梁板结构。175建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27(六)筒体结构抗震设计要求6.7.1框架-核心筒结构应符合下列要求:1核心筒与框架之间的楼盖宜采用梁板体系;部分楼层采用平板体系时应有加强措施。2加强层设置应符合下列规定:1)9度时不应采用加强层;2)加强层的大梁或桁架应与核心筒内的墙肢贯通;大梁或桁架与周边框架柱的连接宜采用铰接或半刚性连接;3)结构整体分析应计入加强层变形的影响;4)施工程序及连接构造上,应采取措施减小结构竖向温度变形及轴向压缩对加强层的影响。176建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/276.7.2框架-核心筒结构的核心筒、筒中筒结构的内筒,其抗震墙除应符合本规范第6.4节的有关规定外,尚应符合下列要求:1抗震墙的厚度、竖向和横向分布钢筋应符合本规范第6.5节的规定;筒体底部加强部位及相邻上一层,当侧向刚度无突变时不宜改变墙体厚度。2框架-核心筒结构一、二级筒体角部的边缘构件宜按下列要求加强:底部加强部位,约束边缘构件范围内宜全部采用箍筋,且约束边缘构件沿墙肢的长度宜敢墙肢截面高度的1/4,底部加强部位以上的全高范围内宜按转角墙的要求设置约束边缘构件。3内筒的门洞不宜靠近转角。177建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27

三:多、高层钢结构房屋178建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27芝加哥威利斯大厦(原西尔斯大厦)高度442.4m,F108/B3在103层有个观光层是由9个22.9x22.9的钢结构束筒组成用钢量仅181kg/m22023/3/27179建筑抗震设计、结构体系与基础随着我国的工业发展,很多大跨度场馆、高层筑、构筑物、中小型建筑都采用了钢结构。无可置疑,钢结构有很多优越条件,如钢材的结构组织均匀、强度高、弹性模量高、塑性和韧性好,适于承受冲击和地震荷载,钢材的密度与强度之比较小,钢结构与钢筋混凝土结构相比要轻30~50%,而且钢结构便于机械化生产,是工程结构中工业化程度最高的一种。但是,也不能否认,钢结构还存在着缺陷和隐患。对于钢材本身的材质问题以及耐候性、耐火性、耐腐蚀性,还存在着大量的研究课题。同时,大量的事故表明,钢结构构件由于强度高,所用截面相对小,也就容易失去稳定。这些问题成为钢结构的三大隐患,我们在采用钢结构时,要时刻警惕,并应采取相应的措施。180建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27

钢结构的失稳分两类:整体失稳和局部失稳。整体失稳大多数是由局部失稳造成的,当受压部位或受弯部位的长细比超过允许值时,会失去稳定。它受很多客观因素影响,如荷载变化、钢材的初始缺陷、支承情况的不同等。支撑往往被设计者或施工者所忽视,这也是造成整体失稳的原因之一。在吊装中由于吊点位置的不同,桁架或网架的杆件受力可能变号,造成失稳;脚手架倾覆、坍塌或变形大多是因为连杆不足、没有支撑造成的。

很多可能发生荷载变化的重要结构如桥梁、桁架.水工闸门、导弹发射架等,多采用超静定结构,因它有赘余杆件,可预防因一个杆件失稳而造成整体失稳。又如钢组合梁中由于腹板高而薄或翼缘宽而薄也会造成局部失稳。

回顾历史,值得我们警惕的是,随着钢结构的出现,就伴随着失稳事故的发生,所以无论设计或施工,保证结构稳定应铭刻在心。

181建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27182建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27183建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27

如果失稳是急性病的话,腐蚀则是慢性病。普通钢材的抗腐蚀性能较差,尤其是处于湿度较大、有侵蚀性介质的环境中,会较快地生锈腐蚀,削弱了构件的承载力。例如转炉车间的钢屋架,平均腐蚀速度为每年0.10-0.16mm.据统计,全世界每年钢铁年产最的30%~40%因腐蚀而失效,净损失约10%。我国在一次钢筋混凝土屋架、木屋架、钢木屋架和钢屋架等的事故统计中发现,钢屋架出现倒塌事故占38.62%,而由于腐蚀并缺乏维修的原因占比重很大。过去对于外露钢材仅仅是喷涂(刷)两道防锈漆,实践证明,由于施工中不可能用涂料把空气完全隔绝,在使用时也缺乏定期维护措施,所以这种作法效果并不显著。用镀锌、喷铝等消极作法,其成本和效果也不太理想。

近年来冶金行业采用在冶炼中加入适量的磷、铜、铬和镍,形成耐腐蚀的合金钢,能在表面上形成致密的防锈层,起到隔离覆盖作用,不失为一种积极作法。

184建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27185建筑抗震设计、结构体系与基础2023/3/27

钢材的耐温性较差,其许多性能随温度升降而变化,当温度达到430-540℃之间时,钢材的屈服点、抗拉强度和弹性模量将急剧下降,失去承载能力。用耐火材料对钢结构进行必要的维护,是钢结构研究的一个重要课原地垂直塌落,形成“扁饼”效应。这起震惊世界的事故,其直接原因是火灾。当然,排除这类事件的发生,还涉及方方面面,在这种情况下。喷涂防火涂料或洒水灭火系统均显得无能为力。

建筑物的耐火能力取决于建筑构件耐火性能的好坏,在火灾发生时其承载能力应能延续一定时间,使人们能安全疏散、抢救物资和扑灭火灾。目前钢结构用钢尽量采用耐火高强度钢,例如15MnV钢就是在16Mn钢的基础上加人适量的钒(0.04%-0.12%),可使钢的高温硬度提高。另一方

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