建筑抗震概念设计

第四章建筑抗震概念设计结构概念设计是根据人们在学习和实践中所建立的正确概念，运用人的思维和判断力，正确和全面地把握结构的整体性能。即根据对结构品性（承载能力、变形能力、耗能能力等）的正确把握，合理地确定结构总体与局部设计，使结构自身具有好的品性。抗震概念设计包括正确的场地选择，合理的结构选型和布置、正确的构造措施等。强调抗震概念设计是由于地震作用的不确定性（随机性、复杂性、间接性和耦连性）和结构计算假定与实际情况的差异。这使得其计算结果不能全面真实地反映结构的受力、变形情况，并确保结构安全可靠。

结构抗震设计存在的不确定因素主要有：1．地面运动的不确定性。地震时的地面运动是多维的，地震动的各个分量对建筑物都起破坏作用。历次地震中强震仪已经多次记录到地面运动的三个正交平动分量，即一个竖向分量和两个水平分量，此外还有地面运动的转动分量。2．结构分析的影响。影响结构动力特性和动力反应的因素：质量分布的不确定性；基础与上部结构的协同作用；节点的非刚性转动；偏心、扭转及P­—Δ效应；柱轴向变形。考虑或不考虑节点非刚性转动的影响程度可达5%—10%；考虑柱轴向变形，自振周期可能加长15%，加速度反应可能降低8%；考虑P­—Δ效应可能增加位移10%。3．材料的影响。混凝土的弹性模量随着时间及应变程度而改变。随着时间的增长，混凝土的弹性模量比施工完成后可能降低50%，在应变增大的情况下还可能继续降低，这意味着自振周期可能增长25%，减小加速度反应10%。4．阻尼的变化。钢筋混凝土结构阻尼比一般为5%，但当受震松动以后阻尼比可达20%—30%，自振周期差异达50%左右。5．基础差异沉降的影响。按一般荷载设计的框架结构，当地震系数采用0.10，基础差异沉降1cm可能造成设计弯矩72%的误差，而这种误差在设计中一般未予考虑。6．地基承载力。考虑地震的偶然性以及短期突然加载的影响，在计算地震对地基的影响时，地耐力取值往往提高33%—50%，这些数值都是人为估计，从而也带来设计上的差异。

因此目前抗震设计水平远未达到科学的严密程度。要使建筑物具有尽可能好的抗震性能，首先应从大的方面入手，做好抗震概念设计。如果整体设计没有做好，计算工作再细致，也难免在地震时建筑物不发生严重的破坏，乃至倒塌。20余年以来，世界上一些大城市先后发生了若干次大地震，通过震害分析对建筑物的破坏规律有了更多的认识，从而取得了抗震设计经验，确定了结构抗震概念设计的要点。

地震是一种随机振动，有着难于把握的复杂性和不确定性。要准确把握预测建筑物能遭受地震的特性及参数一时尚难做到。结构分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，也存在不确定性。计算设计弹性计算(反应谱理论)时程分析弹性时程分析弹塑性时程分析概念设计：

立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，往往是构造良好结构性能的决定性因素，这即是所谓的“概念设计”。概念设计：（空间作用、非线性性质、材料时效、阻尼变化等不确定的因素)刚度分布构件延性

能量输入房屋体形结构体系概念设计的内容：建筑场地选择建筑选型与结构布置设置多道抗震防线1.避开抗震危险地段地震危险地段：地震时可能发生崩塌、滑坡、地陷、地裂、泥石流等地段，以及震中烈度为8度以上的发震断裂带在地震时可能发生地表错位的地段。地震危险地段包括：断层陡峭的山区存在液化或润滑夹层的坡地大面积采空区4.1场地选择对建筑抗震有利的地段：开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀的中硬场地土。对建筑抗震不利的地段：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，非岩质的陡坡，河岸和边坡的边缘软弱土、宜液化土、故河道、断层破碎带、暗埋塘浜沟谷或半挖半填地基在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段2.选择有利抗震的场地1.建筑平面布置平面宜简单、规则、对称，减少偏心；质量和刚度变化均匀，避免楼层错层；平面长度不过长，突出部分长度l不过大；L、l等值满足要求；不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。4.2建筑的平立面布置

根据1985年墨西哥地震震害资料，墨西哥国家重建委员会首都地区规范与施工规程分会分析了房屋破坏原因，按房屋体型分类统计得出的地震破坏率列于表2。从表中可以看出，拐角形建筑的破坏率很高，高达42%。

表2墨西哥地震房屋破坏原因建筑特征破坏率（%）拐角形建筑42刚度明显不对称15低层柔弱8碰

撞15不规则类型定义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移（或层间位移）平均值的1.2倍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30%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型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层平面不规则类型2.建筑立面布置竖向体型规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。结构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则的结构。

结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。

1971年美国圣菲南多地震，Olive-View医院位于9度区，主楼遭到严重破坏。它是一幢刚度和强度在底层突变的建筑的典型震例，其教训值得借鉴。该主楼是六层钢筋混凝土房屋，其剖面如图11所示。该幢建筑三层以上为框架­—剪力墙体系，底层和二层为框架体系，而二层有较多的砖隔墙。该结构上、下层的侧向层间刚度相差约为10倍。地震后，上面几层震害很轻，而底层严重偏斜，纵向侧移达600mm，横向侧移约600mm，角柱出现严重的受压酥碎现象。

Olive—View医院主楼剖面不规则类型定义侧向刚度不规则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楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺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（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)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80%立面不规则类型有利的房屋体形<1>平面方形、圆形、矩形、正六边形、正八边形、椭圆形L形、T形、十字形、U形、H形、Y形<2>立面变化要均匀不利对抗震不利的结构布置形式3.建筑物的高度现浇钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m）结构类型烈度678(0.2g)9框架60504024框架—抗震震墙全部落分框支12010080—筒体框架—核心中柱—抗震墙807055—注：1房屋高度指室外地面到檐口或屋面板顶的高度（不考虑局部突出屋顶部分）；

4.房屋的高宽比结构类型框架、板柱-剪力墙5432框架-剪力墙5543剪力墙6654筒中筒、框架-核心筒6654

非抗震设计抗震设防烈度6、7度8度9度A级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比建筑物的高宽比是一个需要慎重考虑的问题，建筑物的高宽比愈大，地震作用的侧移愈大，水平地震力引起的倾覆作用愈严重。由于巨大的倾覆力矩在底层柱和基础中所产生的拉力和压力比较难于处理，为有效地防止在地震作用下建筑的倾覆，保证有足够的地震稳定性，应对建筑的高宽比有所限制。1967年委内瑞拉加拉加斯地震曾发生明显由于过大倾覆力矩引起破坏的震害实例。该市一幢18层的公寓，为钢筋混凝土框架结构，地上各层均有砖填充墙，地下室空旷。在地震中，由于倾覆力矩在地下室柱中引起很大的轴力，造成地下室很多柱子被压碎，钢筋压弯呈灯笼状。另一震害实例是1985年墨西哥地震时，该市一幢9层钢筋混凝土结构由于水平地震作用使整个房屋倾倒，埋深2.5m的箱形基础翻转了45o，并连同基础底面的摩擦桩拔出。

5.防震踏缝的合理狸设置合理设背置防震者缝，可态以将体催型复杂泻的建筑浙物划分书为“规算则”的厨建筑物画，从而唉降低抗必震设计损的难度香，提高肿抗震设猎计的可孤靠度。防震缝把的设置比，应根坑据建筑值类型、犬结构体萝系和建秤筑体型兆等具体岔情况区犹别对待畏。高层偿建筑设希置防震炼缝后，保给建筑闯、结构送和设备伶设计带羽来一定值困难，员基础防塑水也不聪容易处距理。因尊此，高翠层建筑袭通过调轻整平面卖形状和捎尺寸，纠在构造版上和施拳工上采想取措施息，尽可赢能不设燃缝（伸立缩缝、吼沉降缝甚和防震赠缝）。士但下列傻情况应床设置防饱震缝，橡将整个姐建筑划塑分为若停干个简台单的独薯立单元偶：（1）低平面或第立面不匪规则，鞠又未在爱计算和轮构造上愚采取相煌应措施渐；（2）乡丰房屋长挖度超过哀规定的诸伸缩缝丧最大间脉距，又扰无条件固采取特艰殊措施饼而必需律设伸缩龄缝时；（3）地阅基土质不肠均匀，房往屋各部分仙的预计沉桶降量（包托括地震时临的沉陷）篇相差过大亿，必需设购置沉降缝探时；（4）房屋名各部分乘的质量同或结构笛的抗推房诚刚度悬惠殊过大破；对于体资型复杂滥、平立省面特别才不规则革的建筑工结构，陶可按实处际需要擦在适当吊部位设抖置防震蠢缝，形刘成多个税较规则耐的抗侧纳力结构续单元。懂下列情梳况须设森抗震缝僻：1、平薯面长度耻和突出枕部分尺丙寸超过亮限值，踏而又没倡有采取某加强措巨施。2、各修部分结王构刚度匪相差悬杜殊，而汁又没有释采取有疤效措施孙。3、各部择分结构质饶量相差很身大时。4、房惭屋有较要大错层眠时。钢砼结换构的防羞震缝最演小宽度叫应符合请以下要厉求：1、框架结胞构房屋梨的防震透缝宽度边，当高专度不超彼过15集m时可惊采用7碗0mm势；超骗过15险m时，行6度、屡7度、享8度和祖9度相炉应每增闷加高度纷5m、趴4m、窝3m和吩2m，棵宜加宽姿20m黑m。2、框架-抗泳震墙结构编房屋的防剂震缝宽度锈可采用1呀.项规定街数值的7左0%，抗死震墙结构浓房屋的防躬震缝宽度咏可采用1沿.项规定竖数值的5抵0%；且街均不宜小微于70m圆m。3、防震缝酸两侧结蓝构类型障不同时倾，宜按葬需要较净宽防震桃缝的结描构类型教和较低德房屋高瓶度确定药缝宽。4.3雹结构选吩型与结沫构布置1、结贡构选型单从抗震饰角度考虑腊，作为一吐种好的结指构型式，聋应具备下胃列性能：（1）延昆性系数高（2）传强度/堆重力的与比值大（3）匀简质性好（4）盒正交各委向同性（5）捏构件连义接具有孩整体性置、连续虎性和较首好的延繁性，并颈能发挥梦材料的啊全部强吨度。钢砼结漆构的优繁点：1、通过现场敬浇筑，可暑形成具有什整体式节拼点的连续荐结构2、就地取材3、造价较低4、有较大胁的抗侧吨移刚度技，从而极减小结丙构侧移铅，保护钟非结构繁构件遭颠破坏。5、良好的森设计可在以保证蝇结构具豆有足够柏的延性稍。钢砼结驼构的缺枕点：1、周期性江往复水志平荷载庙作用下齐，构件束刚度因茫裂缝开党展而递医减。2、构件开抱裂处钢爸筋的塑酿形拉伸凳，使裂怕缝不能铸闭合3、低周往复冷荷载下，预杆件塑性从铰区反向叮斜裂缝的博出现，将贱混凝土挤末碎，产生伴永久性的誉“剪切滑提移”抗震结页构体系机的确定《抗震秘规范》上关于抗尘震结构镇体系，粒有下列插各项要无求：（1）应压具有明确柜的计算简报图和合理保的地震作钢用传递途痕径（2）宜纹有多道抗绳震防线，饭应避免因污部分结构桶或构件破阅坏而导致喇整个体系去丧失抗震君能力或对站重力的承惠载能力。（3）应喝具备必要叮的强度以拍及良好的境变形能力染和耗能能贺力（4）宜高具有合理论的刚度和列强度分布葱，避免因呀局部削弱岂或突变形兆成薄弱部第位，产生谱过大的应块力集中或乳塑性变形唱集中，对雁可能出现假的薄弱部促位，应采粪取措施提遍高抗震能笛力。1．结构力求巾对称，以饲避免扭转。对称屋结构在蜡单向水渠平地震乞动下，努仅发生础平移振技动，各农层构件赌的侧移吓量相等怜，水平掌地震力尺则按刚围度分配智，受力汪比较均忌匀。非吓对称结弄构由于阀质量中山心与刚立度中心瘦不重合断，即使蝴在单向服水平地哨震动下妨也会激碧起扭转叔振动，失产生平际移—扭翠转耦连骑振动。听由于扭疼转振动辩的影响猛，远离汪刚度中衣心的构茧件侧移子量明显彻增大，卷从而所翠产生的宽水平地续震剪力桂则随之炼增大，层较易引素起破坏印，甚至忌严重破灾坏。为赚了把扭透转效应闭降低到棕最低程倡度，可匙以减小沙结构质迟量中心窜与刚度笛中心的窜距离，竖图14给出了由辉抗震墙和阁框架组成颜的主抗侧伴力构件的祖不利布置废的实例和偶受推荐的嗽实例。结构布置屋的一般原绳则图14岩楼层平裁面内质矩量和侧蜡向刚度过的关系（平面上浙承受重力查的框架未芹画出）在国内外碍地震调查伪资料中，累不难发现非角柱的震降害一般较抛重，这主番要由于角诸柱受扭转述反应最为截显著。197橡2年尼加拉贞瓜的马那位瓜地震，而位于市中茫心15层的中央似银行，有贱一层地下奋室，采用跑框架体系厨，设置两蹈个钢筋混未凝土电梯得井和两个剂楼梯间，锤都集中布占置在主楼泉两端一侧弃，两端山宵墙还砌有灰填充墙，投如图15所示。这烂种结构布经置造成质箭量中心与写刚度中心扛明显不重速合，偏心宇很大，显言然对抗震酒不利。197宰2年发生地堪震时，该旨幢大厦遭歌到严重破锐坏，五层勇周围柱子淹严重开裂霸，钢筋压摄屈，电梯晌井墙开裂放，混凝土免剥落。围嘱护墙等非吐结构构件蕉破坏严重根，有的倒娱塌。因此，充需要合银理布置舍抗侧力疫构件。个例如，喝在结构企布置时重，应特耐别注意当具有很闸大抗推穗刚度的羞钢筋混想凝土墙秆体和钢暂筋混凝梨土的芯缩慧筒位置刚，力求勾在平面桨上要居余中和对棕称。此共外，抗系震墙沿书房屋周朵边布置业，可以期使结构布具有较轰大的抗奖扭刚度失和较大重的抗倾藏覆能力邪。图15晃马那笛瓜中央塌银行结务构平面（a）低羡层平面；沉（b）剖武面2．竖向布黄置力求撕均匀。结构抗犁震性能的慌好坏，除序取决于总吗的承载能其力、变形芹和耗能能瞎力外，避狸免局部的吧抗震薄弱沸部位是十渠分重要的跃。1976年罗马尼桌亚地震，沿普鲁耶什课有一幢四篮层框架体历系房屋，运底层为咖荒啡馆，无希隔墙。上俘面几层为铲住宅，砖掠隔墙较多迟。受震后欧，底层因葡柱子折断辅而倒塌，和上面几层韵整体坐落崭。布加勒滑斯特市的欣一幢9层框架袜体系大烫楼，上撑部为住意宅，底摆层为商智店，同埋一次地正震后，歉底层严妙重破坏疯，濒临阶倒塌。脉图16所示“互薄弱层庄”机构娇的存在购是地震驻中建筑层物破坏见的常见金原因之毅一。图16罚薄弱层导笼致的破坏结构薄透弱部位耽的形成渴，往往样是由于肥刚度突心变和屈抗服承载今力系数非突变所茂造成的哈。刚度骡突变一战般是由阁于建筑耍体型复郊杂或抗膏震结构朝体系在炮竖向布羽置上不筑连续和拍不均匀妄性所造典成的。渡由于建泼筑功能吉上的需旦要，往帮往在某益些楼层座处竖向瞎抗侧力圣构件被隐截断，室造成竖粗向抗侧叹力构件邮的不连池续，导姥致传力确路线不错明确，迁从而产杨生局部我应力集师中，并筹过早屈程服，形昌成结构穿薄弱部晒位，最饺终可能料导致严虎重破坏剥甚至倒经塌。竖坑向抗侧蠢力构件色截面的谷突变也衡会造成棵刚度和放承载力崇的剧烈侧变化，牧带来局部着区域的砍应力剧咐增和塑案性变形摧集中的幕不利影集响。屈服承帜载力系烦数的定干义是按戏构件实泥际截面凳、配筋辆和材料峡强度标群准值计丑算的楼搞层受剪示承载力化与罕遇忧地震下妻楼层弹厌性地震梅剪力的插比值。座这个比报值是影匙响弹塑碰性地震库反应的烧重要参夜数。如森果各楼如层的屈姜服承载响力系数既大致相瘦等，地钩震作用包下各楼顺层的侧爷移将是规均匀变香化的，锹整个建洪筑将因击各楼层板抗震可抛靠度大周致相等舌而具有蛾较好的会抗震性坦能。如第果某楼温层的屈述服承载钟力系数况远低于妇其他各是层，出凳现抗震兄薄弱部霸位，则贼在地震衫作用下技，将会该过早屈抗服而产辣生较大薯的弹塑赶性变形敢，需要素有较高鉴的延性醒要求。摸因此，弄尽可能向从建筑野体型和局结构布上置上使现刚度和甜屈服强育度变化响均匀，占尽量减正少形成贩抗震薄汤弱部位颤的可能狂性，力康求降低卫弹塑性乔变形集怖中的程伞度，并唱采取相轧应的措梨施来提辽高结构谢的延性郑和变形困能力。纯框架捉——单幼一抗侧毫力体系冠（倒塌蠢率较高巨）框－墙狡、框－拦撑体系甜、筒－肉框、筒根中筒4.4多始道抗震防悟线多道抗倡震防线（1）廉一个抗抓震结构猛体系，申应有若茶干个延型性较好筋的分体层系组成诵，并由兼延性较练好的结斤构构件寺连接起伶来协同喜工作（2）抗梳震结构体壶系应有最醋大可能数逮量的内部李、外部赘肾余度，有津意识的建持立起一系庭列分布的换屈服区，并以使结构伍能够吸收三和耗散大皱量的地震激能量，一粮旦破坏也率易于修复辱。（一）摊设置多疮道抗震诸防线单一结抖构体系熔只有一扶道防线页，一旦孝破坏就说会造成乒建筑物绕倒塌。亮特别是豪当建筑注物的自妥振周期肠与地震凉动卓越顾周期相销近时，晓建筑物你由此而赵发生的毙共振，交更加速湿其倒塌主进程。弃如果建匙筑物采孩用的是疾多重抗镰侧力体渠系，第妹一道防民线的抗吧侧力构村件在强友烈地震牧作用下直遭到破艰坏后，赠后备的贴第二道耕乃至第新三道防拿线的抗虾侧力构挨件立即辱接替，串抵挡住元后续的宜地震动境的冲击税，可保烈证建筑黑物最低权限度的多安全，箱免于倒扣塌。在涨遇到建叙筑物基真本周期莲与地震娇动卓越泽周期相存同或接河近的情捷况时，庆多道防来线就更滨显示出纳其优越向性。当尊第一道边抗侧力副防线因神共振而潮破坏，雪第二道每防线接独替工作瓦，建筑描物自振夺周期将鸽出现较产大幅度肉的变动倍，与地激震动卓占越周期肚错开，嫁使建筑患物的共然振现象疏得以缓府解，避膀免再度肉严重破续坏。1．第一务道防线的尽构件选择第一道催防线一菊般应优漫先选择柿不负担魂或少负骨担重力纽奉荷载的炒竖向支托撑或填称充墙，走或选择管轴压比句值较小位的抗震讲墙、实遵墙筒体爹之类的关构件作踢为第一枝道防线归的抗侧耗力构件德。不宜趁选择轴帮压比很屠大的框炮架柱作拒为第一屿道防线钥。在纯缴框架结膊构中，吨宜采用旧“强柱坝弱梁”撞的延性橡框架。2．结构丑体系的多舌道设防我国采筹用的最举为广泛吸的是框矮架—剪静力墙双阀重结构搭体系，驼主要抗耳侧力构休件是剪置力墙，让它是第叨一道防着线。在菊弹性地撑震反应谨阶段，撞大部分及侧向地校震力由御剪力墙亮承担，盐但是一营旦剪力静墙开裂检或屈服夏，剪力雾墙刚度瞧相应降赚低。此拴时框架亩承担地征震力的孟份额将责增加，尿框架部妻分起到功第二道卡防线的霞作用，跟并且在统地震动汗过程中度框架起要着支撑滩竖向荷坦载的重威要作用矿，它承恰受主要陆的竖向絮荷载。框架—责填充墙约结构体计系实际拳上也是飘等效双本重体系拆。如果匆设计得织当，填钻充墙可朱以增加项结构体捉系的承忌载力和爬刚度。守在地震在作用下沾，填充祸墙产生绳裂缝，师可以大苗量吸收戴和消耗直地震能烫量，填甜充墙实考际上起惠到了耗倦能元件码的作用鸣。填充脖墙在地等震后是梁较易修誉复的，性但须采定取有效驰措施防绣止平面市外倒塌永和框架熔柱剪切卵破坏。单层厂哪房纵向侦体系中店，可以郑认为也昌存在等感效双重变体系。筐柱间支签撑是第恒一道防寨线，柱洲是第二赛道防线照。通过躁柱间支漆撑的屈机服来吸构收和消炉耗地震裳能量，混从而保捎证整个符结构的席安全。3．结内构构件眼的多道称防线联肢抗震禁墙中，连升系梁先屈闹服，然后休墙肢弯曲掠破坏丧失升承载力。采当连系梁足钢筋屈服巴并具有延冲性时，它肢既可以吸旨收大量地辛震能量，期又能继续轮传递弯矩组和剪力，崇对墙肢有睛一定的约怎束作用，矮使抗震墙膊保持足够谜的刚度和项承载力，悦延性较好障。如果连掏系梁出现牌剪切破坏倍，按照抗需震结构多维道设防的苏原则，只杂要保证墙讯肢安全，拥整个结构厨就不至于印发生严重臣破坏或倒敢塌。“强柱妄弱梁”言型的延研性框架毒，在地天震作用南下，梁械处于第慈一道防沿线，其蚊屈服先涌于柱的像屈服，纵首先用酱梁的变愧形去消存耗输入衣的地震恰能量，广使柱处馒于第二乓道防线析。在超静顽定结构卷构件中统，赘余际构件为截第一道暑防线，孝由于主蔽体结构疯已是静疗定或超盗静定结咬构，这抖些赘余风构件的身先期破交坏并不拣影响整观个结构兆的稳定廉。4．工程济实例：尼砖加拉瓜的歉马拉瓜市挤美洲银行俊大厦尼加拉绿瓜的马肃拉瓜市谁美洲银煮行大厦毫，地面赛以上18层，高61米，就是拒一个应用轨多道抗震闹防线概念材的成功实削例（图17所示）。麦因为这幢乘大楼位于差地震区，澡设计指导少思想是：警在风荷载吵和规范规阻定的等效熊静力地震而荷载的作累用下，结驾构具有较捉大的抗推采刚度，以马满足变形航方面的要求；但在知大震作用否下，建筑扭物受到的语地震力很俱大时，通决过某些构跌件的屈服期，过渡到喉另一个具点有较高变拦形能力的喉结构体系唯，继续有姓效地工作械。根据这终一指导思苗想，该大侦楼采用1迫1.6m疤×11.渗6m的钢冠筋混凝土卡芯筒作为镜主要的抗拒震和抗风拔构件。但瓣是，该芯威筒又有四屋个小芯筒铺组成，每个L形小筒挺的外边细尺寸为4.6骄m×4.6m。在每层女楼板处，蛙采用较大电截面的钢礼筋混凝土郊连系梁，裳将四个小般筒连成一顺个具有较决强整体性佳的大筒。图17璃马拉葡瓜市美纱洲银行钓大厦（a）紧平面；搏（b）详剖面该大厦刃在进行吧抗震设兽计时，捷既考虑右四个小样筒作为券大筒的双组成部芹分发挥街整体作衡用时的梁受力情哥况，又寺考虑连插系梁损骄坏后四绵个小筒夹各自作赞为独立辆构件的厕受力状粒态，且滑小筒间目的连系泄梁完全素破坏时曲整体结育构仍具松有良好狂的抗震倚性能。197猾2年12月马拉瓜扰发生地震埋时，该大详厦经受了享考验。在异大震作用唇下，小筒沃之间的连愉梁破坏后崭，动力特哪性和地震峰反应显著渔改变：基习本周期T1加长1.5倍，结构热底部水平使地震剪力耀减小一半那，地震倾础覆力矩减晓少3/5，但是辽结构顶笼点侧移今加大一器倍，分锹析结果模列于表7。结构动力反应结构工作状态4个小筒整体工作时4个小筒单独工作时基本周期（s）1.33.3结构底部地震剪力（KN）2700013000结构底部地震倾覆力矩（KN·m）37000030000结构顶点位移（mm）120240表7美洲银行雅大楼对马娃那瓜地震稍的反应第一道防谢线的构件谱选择1、双候重体系优先选肌择不负东担或梢忌负担重别力荷载绒的竖向轰支撑或类填充墙制，或选筛择轴压米比较小收的框架朝柱兼作寨第一道扒防线。2、肚单一体甚系强柱弱梁甲的延性设延计利用赘抱余杆件泻增多抗贱震防线1、步连系梁弓的作用扔（赘季余杆件狱的屈服种及变形葱）2、新太的抗震概铸念一方面利格用赘余杆枪件的屈服侵和变形，么来耗散地雁震能量；滔另一赠方面利用密赘余杆件配的破坏和陶退出，使溉整个结构夜从一种稳共定体系过睬渡到另一牛种稳定体迈系，实现转周期的变述化，以避鱼免地震动胳卓越周期详长时间持捷续作用一鼓起的共振型效应。实例：197近2年1愧2月马哨那瓜地腹震一万仅幢房屋继严重破枯坏或倒详塌尼加拉级瓜的美稿洲银行伍大厦（18天层、6治1m；预196鞭3年设俱计；6倍于设榆计地震力掉）采用高域延性构淋件（结笨构）提高承织载力只缓能推迟根结构进外入塑性建阶段；提高延健性，不拦仅能削当减地震播反应，贩而且提款高了结永构抵御爆地震的吵能力。最大允炉许变形茄，国屈服往变形4.5刚漫度、承载毫力和延性视的匹配2．采僵用高延忧性构件（1）延俗性的作用弹性地震孟反应分析院的着眼点煌是承载力弃，用加大顾承载力来糊提高结构悠的抗震能忌力；弹塑棕性地震反驼应分的着垫眼点是变捉形能力，巷利用结构辰的塑性变所形的发展季来抗御地沫震，吸收饰地震能量付。因此提繁高结构的歉屈服抗力刃只能推迟严结构进入缺塑性阶段馆，而增加器结构的延并性，不仅竖能削弱地筑震反应，荡而且提高续了结构抗蔽御强烈地睁震的能力怕。（2）延垫性与地震练作用的关彻系对大量抓单自由洽度体系繁的分析涝结果表匹明，弹砖塑性结卧构与对轨应的弹机性结构傅（刚度钓、阻尼徒相同，进但无屈肿服点）猴的地震好反应之灵间，存校在着如们下关系道：1．长周志期结构地震作住用下，脱弹塑性幸结构的残最大侧开移近似叹等于对厉应弹性屑结构的萝最大侧亭移（图18）。假想卖的弹性结拨构没有屈视服点，所课承受的最趋大地震力昆为F。实际的加弹塑性结第构地震作斤用增长到Fy时，结厉构发生木屈服，钢荷载不铜再上升透。由于A掀点的位嫩移等于妨C点的孔位移，赛故有令禾，杆则有μ为结构怠的延性系抛数。C称为结肺构影响线系数，衰其实际权含义是殖弹塑性携结构的断等效弹至性地震软作用的点折减系师数。图18战长周期结丈构地震反谢应2．中鞭等周期疾结构地震作楚作用下粱，弹塑流性结构坊吸收的佳能量近江似等于抹对应弹汗性结构聚吸收的于能量。死从图19所示的清荷载与澡变形关躁系曲线材可以看善出，弹流性结构堂达到最湿大位移灵时所吸评收的地惜震能量窜，可由诸三角形捕面积△OAE来代表；符弹塑性结哨构达到最链大位移时洲所吸收的旷地震能量事，等于梯干形面积□OBC障D。故有胖：等式两亲边同乘剪以衫，并引入居，香故有图19剪中等周期种结构地震鹿反应因歇，代入丘上式，得窗：上式给出件具有长周棵期和中等拼周期弹塑概性结构地柜震作用的井折剪系数C。C值随结构汗延性μ值鼻增大而迅引速减小的扎衰减曲线仇示于图20。从中摸可以看结出，增退大结构异延性可灰以显著辆减小所菊需承担雁的地震金作用。图20走地震作用霉折减系数印与延性的留关系（3）延性与粗耗能：一赚个结构耐麻震性能，录主要取决杯于这个结翻构的“能钥量吸收与族耗散”能营力的大小婆，而它又铸取决于结脊构延性的渠大小。延离性好，则替结构通过绸弹塑性变眠形耗散大娘量能量，插使结构免微于倒塌。延性是校通过抗翠震构造爸措施来老保证的福。延性的作昼用：（四）刚剃度、承载盗力和延性典的匹配1．刚够度与承飞载力（1）移地震力子与刚度一般来医说，建袍筑物的扒抗推刚燃度大，些自振周霞期就短胶，水平刻地震力陆大；反小之，建旺筑物的盯抗推刚分度小，耽自振周程期就长细，水平西地震力恋小。因拳此，应先该使结撕构具有郑与其刚侦度相适端应的水忆平屈服锈抗力。贩结构刚浙度不可将过大，度从而从苍根本上阴减小作俭用于构布件上的涝水平地木震作用乏。结构往也不能比过柔，启因为建吸筑的抗马推刚度聪过小，判虽然地订震力减练小了，列但结构级的变形痕增大，霉其后果远是：（1）要求构乎件有很高捕的延性，明导致钢筋症过密。（2）过大鼓的侧移控会加重组非结构削部件的板破坏。后（3）P—Δ效应覆使构件内排力增值。路美国加州边《侧力规宿范》（1988）和美国雅《统一建占筑规范》泪（1988）均规眉定，当谱层间侧伪移角超滔过1/40屈0时，在抗腔震分析中框就要考虑P—Δ效湖应引起柄的侧移掀增值、露构件内由力增值雅及对结胞构整体忆稳定的遣不利影据响。（2）横承载力颜与刚度况的匹配全墙体系售：（1）现洽浇钢筋混瞎凝土墙。倘现浇钢筋喘混凝土全庸墙体系抗逮推刚度大栽，自振周携期小，地劫震力很大始。为避免井震害采取饱以下措施冒：（i）秒在保证墙箭体压曲稳旨定的前提滚下，加大往墙体间距死，以降低伸刚度，减梢小墙体的达水平弯矩舱和剪力。展（ii煎）通过适州当配筋，质提高墙体穴抗拉应力鞠的强度。那在水平施庸工缝、墙语根部配置餐钢筋，提朽高抗剪能某力。（2）装配钢自筋混凝土鼓墙。装配蚁钢筋混凝搬土全墙体绒系抗推刚耳度大，地跪震力大，纲强度小。毯其薄弱环帜节是墙板鉴的水平接按缝，地震钞时易出现蜻水平裂缝夏和剪切滑露移，198百8年前苏惯联亚美乞尼亚地是震证实否了这一怕点。因刚此，一似方面要是加强内灵外墙板翠接缝内喷的竖向且钢筋，颂减小房秃屋整体招弯曲时者水平接握缝受剪柴承载力萍的不利顷影响；撇另一方脾面，在桃水平缝限设暗槽济，必要看时可在碍缝内设恢斜筋。（3）配筋砖炕墙：砖墙梨建筑刚度忆大，承载超力低，延使性差。设赏构造柱可丘提高延性惰，但对砖义墙的抗剪似能力提高高十分有限筒。为使砖扁墙剪切抗床力与其刚根度增大引拼起的地震蜘力相匹配喊，可在墙摸内设竖向伸网状配筋手或设配筋无砂浆带，爱且水平钢粒筋多于竖抹向钢筋，寻这对提高竞砖墙的受嫁剪承载力宵有利。框—墙狱体系：（1）按忘侧移限值查确定抗震串墙的数量漆。侧移值财由建筑物冬重要性、纪装修等级铃和设防烈灶度来确定亩。抗震墙复厚度应使滚建筑物具蚊有尽可能倚长的自振屠周期及最办小的水平寄地震作用含。（2）抗震莫墙厚度踪蝶太厚不谅利于抗已震。这闪是因为通：1．厚墙挪使建筑漆周期减袭小，水船平地震汽力加大株；2．厚墙如净过大，如600m罢m厚，除究非沿墙答厚设置仔三层竖志向钢筋烟网片，惭否则很岔难使其守墙体的房诚延性达翼到应有坟的要求峡；3．延性圣较低的恨钢筋混凝凝土墙浮体在地械震作用常下发生志剪切破糕坏的可荒能性以亭及斜裂尊缝的开另展宽度否均加大富；4．厚墙开挂裂后的刚近度退化幅甘度加大，爪由此引起挖的框架剪挽力值也加冰大。因此垫抗震墙的裳厚度要适泛当而不能异过厚。框架体之系：纯框架体叨系刚度小尘，周期长仗，地震作腰用小，变先形大。框抛架的附加葬侧移与P踩—Δ效应位引起相互蹲促进的恶访性循环，绢以至侧向窗失稳而倒养塌。当钢午筋混凝土苹框架体系奏中，存在锹刚度悬殊专的长柱和摔短柱时，范短柱柱身掌发生很宽兵的斜裂缝刘，这表明鸣其较小的库受剪承载北力与较大吐的刚度不涌匹配。因门此在短柱并柱身内配行斜向钢筋缴或足够多孙的水平钢攻筋，以提腊供较大的松剪切抗力桥。框筒体系饰：框筒体系牧刚度大，岗周期短，甩地震作用盘大，水平盆地震剪力责大。但是健在抵抗水涛平地震剪酿力方面，怀框筒体系盒和框架体雾系一样都诱是靠柱。纠因此需要失注意柱的精受剪承载三力是否与茧框筒较大携的延性相诱匹配。在话高烈度区锡，高层钢嗽筋混凝土靠结构宜采污用“内墙圾筒—外框教筒”体系镜代替单一犯框筒体系抄。2．刚归度与延眉性框架刚度跪较小，配姜筋恰当时事延性较好污；墙体刚决度较大，钻除弯曲变谈形外，剪只切变形占梅有相当的的比重，延衫性较差；忽竖向支撑见属轴力杆刺系，刚度春大，压杆膀易侧向饶征曲，延性冷较差。对灿于框架—聚墙体、框牢架—支撑屠双重体系痛。在地震捷动持续作最用下，墙倦体或支撑倍刚度大，秧受力大，盈则墙体易厦先出现裂回缝，支撑嗓发生杆件破屈曲，水研平抗力减霸小。而此句时框架的佩侧移远小筐于其限值岁，框架尚叨未发挥其丘自身的水答平抗力，痒即刚度与冷延性不匹遣配，各构摸件不能同竟步协调工台作，出现绞先后破坏刮的各个击铁破情况，抛大大降低裙了结构的参可靠度。眨为使双重氏体系的抗窗震墙或竖扁向支撑能耗够与框架绒同步工作蹲，可采用皮带竖缝SW。它可素使与框革架共同积承担水汉平地震活作用的误同步工骄作程度莲大为改耳善，已武实际应劣用于日打本的多惯幢高层寇，如47层京王广齐场饭店，55层的新遗宿三井朽大厦，60层的池赤袋办公贞大楼。吓竖向支光撑改进概为偏交婶支撑。3．延性毅要求“结构限延性”霞这个术柴语有四炭层含义尚：1．结构总炸体延性，唤一般用结树构的“顶接点侧移比赤”或结构臂的“平均壮层间侧移亿比”来表年达；2．结构座楼层延识性，以潮一个楼欲层的层罢间侧移盆比来表渣达；3．构件因延性，五是指整毯个结构概中某一晋构件（鄙一榀框便架或一伞片墙体绍）的延恢性；4．杆件烤延性，近是指一稿个构件御中某一袭杆件（赏框架中凉的梁、针柱，墙瓜片中的帽连梁、技墙肢）办的延性疼。一般阀而言，埋在结构寻抗震设期计中，茄对结构悔中重要套构件的年延性要心求，高笨于对结破构总体奋的廷性泼要求；割对构件棵中关键卧杆件或恳部位的浴延性要郑求，又郑高于对棍整个构岛件的延惊性要求岩。因此栏，要求来提高重向要构件她及某些掩构件中毕关键杆个件或关页键部位师的延性鸦，其原自则是：（1）在结凳构的竖托向，应隶重点提绿高楼房准中可能但出现塑夸性变形鸡集中的妙相对柔愉性楼层袍的构件言延性。粥例如，得对于刚陷度沿高妄度均布补的简单套体型高艇层，应扫着重提脂高底层环构件的逆延性；专对于带俊大底盘往的高层店，应着雁重提高配主楼与谎裙房顶累面相衔柏接的楼湿层中构雅件的延归性（图22-绢a）；对于裳框托墙体杂系，应着汇重提高底捧层或底部舞几层的框望架的延性侨（图22-码b）。图22甚提高延聚性的重点柄楼层（a）艳大底盘辛建筑；议（b）风框托墙匙结构体乒系（2）红在平面炉上，应运着重提召高房屋老周边转以角处，作平面突热变处以缎及复杂百平面各腥翼相接为处的构谈件延性厕。对于混偏心结敬构，应愧加大房鹿屋周边狱特别是造刚度较上弱一端腥构件的岁延性（莫图23鹊）。（3）为对于具腊有多道叔抗震防够线的抗歉侧力体棒系，应柔着重提沙高第一愁道防线呈中构件那的延性凯。如框狮—墙体狂系，重悼点提高缘瑞抗震墙异的延性惰；筒中架筒体系亮，重点望提高内朽筒的延磨性。（4）在泊同一构件谱中，应着被重提高关悔键杆件的轧延性。对拴于框架、红框架筒体剧应优先提锡高柱的延俩性；对于形多肢墙，蝴应重点提舍高连梁的祸延性（图闷24a）脚；对于壁争式框架，既应着重提罚高窗间墙蓄的延性（枝图24-俘b）。（5）在同汇一杆件巾中，重秆点提高升延性的焦部位应熄是预期比该构件舟地震时闲首先屈巨服的部腰位，如惨梁的两潮端、柱物上下端争、抗震咽墙肢的挑根部等。图23竹提高延性勉的重点部阔位图24腹提高延性石的重点部罩位（立面胜）（a）子多肢墙次；（b撑）壁式醋框架4．改善征构件延性坑的途径（1）患控制构模件的破锡坏形态长。进行裙工程抗掉震设计郊时，应筐在计算胶和构造舰上采取猜措施，秩力争避仍免构件拼的剪切呢破坏，辱争取更寺多的构第件实现骄弯曲破悦坏。（2）减抖小杆件轴疑压比。试蓝验表明，政随着轴压躁比增大，宪柱的侧移筐延性急剧渔减小；而亭且在高轴问压比下，储增加箍筋奏对柱的延烘性将不再浴发挥作用侄。因此，取在结构设冠计中，确创定柱、墙塘肢等轴压搭和压弯构脆件的截面夺尺寸时，你应该控制赏其轴压比均值。（3）高镇强混凝土夹的应用可资降低轴压认比，但此熟时应适当植降低剪压婶比控制值阿。试验表舅明，与C考40混凝摔土相比较各，对C7顷0混凝土臣，要获得矿同等的延薪性，其剪极压比控制事值应降低阔20%。（4）采用钢肝纤维混凝侧土。钢纤父维混凝土转具有较高碧的抗拉、剑抗裂和抗梅剪强度，项良好的抗介冲击韧性抗和抗震延珍性。5．提高秀构件延性筝的措施（1）配蛋置斜向钢矮筋。在多局肢墙的连哑梁、短柱奶和窗间墙执中设置交进叉斜筋，贵可以提高鸽延性，防孤止过早发葱生脆性的易剪切破坏凉。（2）分鸭割成较细震杆件。将舌粗短杆件隔分割成几政根并列的宽细长杆件伶，可以改熄变杆件的迎剪切破坏掠为弯曲破警坏，显著机提高杆件遭的延性，药如短柱分长割成长柱飘、开通缝恩连梁、墙珍肢开竖缝天等。（3）单肢墙蛛变为双肢诱墙，增加骑宽墙的延弱性。1．结构体把系的变形牧性质。抗尿侧力构件砍有如下几随种类型：顽（1）由线形斑杆件组成筝的框架、求竖向支撑斜等杆件系亲统；（2）由片使状杆件水直接构绸成的单桐肢或多吴肢抗震漫墙；（3）由片状凝杆件围成火的方形或咳圆形筒体惊。抗震墙晒和筒体均熊为简单构移件，具有占固定的变侍形特性，暂在侧力作挎用下是以建整体弯曲鞋变形为主干，故属弯李曲型构件鞭。由线形棍杆件组成嫂的框架和层竖向支撑翅，因为两案者的杆件侧组合方式部不同，侧鸡力作用下丝式的变形属脆性也不相郊同（图25）。弯批曲体系肯如框架犬在侧力毅作用下偷，各杆券件均能软产生较裂大的弯触曲变形辜，其整篮体变形法曲线与狡悬臂梁卖剪切杆辆的变形宽曲线相纸似，称拘为剪切奖型。轴连力杆系逆如支撑练其抗推乘刚度比列弯曲杆认系大数丽倍，其慕整体变略形与伸赴臂弯曲疤杆相似碎，称为码弯曲型炮。图25辣线性既杆件系欠统的变械形特点（a）弯挑曲杆系；即（b）轴忌力杆系第四章观练习题1．在钱建筑场汉地的选崭择上，头我们常除遵循以疯下原则叠：选择举（殊），掌避开（欧）蛇，不应口在（清）盐建造甲蔽乙丙类聋建筑。2．结构饲抗震概念制设计中，枕讲究多道艰抗震设防眨，则在框关架-剪力砖墙结构体沸系中，（禁）为沃第一道防添线，（优）为第舒二道防线暂。3．一侧般说来暂，结构涝的刚度粘越大，驱其结构饮的自振筑周期越侍（针），所骄受到的胞地震作雕用越（服）脊，结构杨的延性葡越（链）四，结构为在侧向椒荷载下汤的侧移狠越（倍）牛。4．对框渡架-剪力泡墙结构来惯说，其自窑振周期的蚁长短主要般取决于（源）的数量属。5．框欠架柱的仍延性随惨着柱轴蛮压比的匆增大而拳（中）。6．一般不来说，砌赶体填充墙愉使结构的祖抗侧移刚粥度（轧），使结晒构的侧移株（）友，使作用尚在整个结票构上的地之震作用（敲）。二、选疏择题1、对于桑下列常见芦的建筑结怨构类型，债抗震性能域最好的是弦（）现浇砼宵结构怎B扔.配泪筋砌体篮结构赌C.型预应律力砼结农构叙D.法砌体训结构2．下列威关于结构川的延性说垒法正确的葬是（足）A结构忠的延性干越好，充意味着徒结构的冈承载力葡越大B结构的采延性越好仅，意味着并结构地震趟时受到的爹地震作用越小C结构的欢延性越好减，意味着部结构的吸蹈收和耗散庙地震能力强D结构批的延性作和结构流的抗震陵性能没盆有多大构关系三名逼词解释1．多既道抗震很防线2．结构列延性3．概所念设计9、静夜疾四无邻谎，荒居屿旧业贫夕。。4月-2俘34月-况23Frid印ay,介Apri耗l28裳,20凑2310、雨中向黄叶树乞，灯下斗白头人趁。。12:刻56:萝1612:5际6:1612:弹564/28平/202萍312蹲:56:返16P熔M11、以我独悲沈久，愧宰君相见频参。。4月-2红312:5异6:1612:冲56Apr础-2328-A排pr-2缸312、故人江伶海别，几劈燕度隔山川雅。。12:牙56:静1612:戚56:挠1612:漆56Fri汗day阻,A目pri巴l2怖8,货202屋313、乍见卖翻疑梦减，相悲棒各问年某。。4月-饥234月-路2312:薯56