建筑结构抗震设计二七

建筑结构抗震设计

Seismicdesignofbuildings

主讲：张美霞中国地质大学（武汉）工程学院土木系第4章建筑抗震概念设计4.1场地选择4.2建筑的平立面布置4.3结构选型与结构布置4.4多道抗震防线4.5刚度、承载力和延性的匹配4.6确保结构的整体性4.7非结构部件处理基本概念1、计算设计（Numericaldesign）：按荷载计算、内力分析及组合、强度计算、构造措施等称为计算设计。

“计算设计”——不能完全依赖！

地震方面——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。结构分析——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，也存在不准确性。

基本概念——续2、概念设计（Conceptualdesign）：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的抗震设计。即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正确地解决建筑和结构的总体方案、结构布置、材料使用和细部构造等，以便达到合理抗震设计的目的。有助于掌握明确的设计思想，灵活、恰当地运用抗震设计原则，是设计人员不知陷入盲目的计算工作，从而做到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唯一具有能动性和创造性的设计过程。基本概念——续抗震概念设计的思路：在工程设计一开始，把握好能量输入、房屋体型、结构体系、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。辅以必要的计算和构造措施，有可能使房屋建筑具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。由于对地震作用及结构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。4.1场地选择

不同的场地上的建筑震害不同在建筑选址时，要尽量选择对建筑抗震有利的地段，避开不利和危险地段。1、避开地震危险地段1）概念建筑抗震危险的地段：指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。非发震断层：与当地的地震活动性没有成因上联系的一般断层，在地震作用下一般不会发生新的错动。发震断层：具有潜在地震活动的断层，在过去三万五千年以内曾活动过一次，或者在五万年内活动过两次的断层。4.1场地选择——续2、选择有利于抗震的场地1）概念对建筑抗震有利的地段：指位于开阔平坦地的坚硬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，一般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，非岩质的陡坡，河岸和边坡的边缘；就场地土质而言，一般是指软弱土、易液化土，故河道、断层破碎带、暗埋塘滨沟谷或半挖半填地基等，以及在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。4.1场地选择——续2）关于地基基础设计，抗震规范有如下规定：1、避开危险地带（如断裂带等）；2、同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上；无法避开时，除考虑不同土层差异运动的影响外，还应采用局部深基础，使整个建筑物的基础落在同一上层上（图）3、同一结构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）4、地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀时，应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，并采取相应措施，基础应加强其整体性和刚性。4.2建筑的平立面布置一幢房屋的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则，就能从根本上保证房屋具有良好的耐震性能。《抗震规范》3.4.1条规定：建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。3.4.2条规定：建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，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少，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。4.2.1建筑平面布置1、建筑平面形状1）建筑物的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度变化均匀，避免楼层错层；2）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。3）有较长翼缘的L形、T形、十字形、U形、H形、Y形平面也不宜采用。这些平面的较长翼缘，地震时容易因发生差异侧移而加重震害。4.2.1建筑平面布置——续2、平面不规则的类型：《规范》3.4.2规定：1）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。2）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%。3）楼板局部不连续：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30%，或较大的楼层错层，或有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%。4.2.1建筑平面布置——续3、高层建筑平面尺寸限值

《高层规程》对地震区高层建筑的平面形状作了明确规定，如下图和表，并提出对这些平面的凹角处，应采取加强措施。4.2.2建筑立面布置1、建筑立面形状

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形状，尽量避免带有突然变化的阶梯形立面。因为立面形状的突然变化，会引起质量和抗侧移刚度突变，地震时容易因剧烈振动或塑性变形集中（薄弱层）而加重破坏。4.2.2建筑立面布置——续2、竖向不规则的类型

1）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%。2）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）向下传递。3）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%。4.2.2建筑立面布置——续3、高层建筑立面尺寸限值《高层规程》规定：建筑的竖向体形宜规则、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。并要求抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70％或其上相邻三层侧向刚度平均值的80％。按《高层规程》，高层建筑的高度限值分A、B两级，A级规定较严，是目前应用最广泛的高层建筑高度，B级规定较宽，但应采取更严格的计算和构造措施。楼层层间抗侧力结构的受剪承载能力：A级高度：宜≥上一层的80%，应≥上一层的65%；B级高度：应≥上一层的75%。4.2.2建筑立面布置——续收进和外挑尺寸要求（宜）：当结构上部楼层收进部位到室外地面的高度H1与房屋高度H之比大于0.2时，上部楼层收进后的水平尺寸B1不宜小于下部楼层水平尺寸B的0.75倍；当上部结构楼层相对于下部楼层外挑时，下部楼层的水平尺寸B不宜小于上部楼层水平尺寸B1的0.9倍，且水平外挑尺寸a不宜大于4m。

4.2.3房屋的高度一般而言，房屋愈高，所受到的地震力和倾覆力矩愈大，破坏的可能性也愈大。

但“房屋愈高愈危险”的概念不是绝对的，是有条件的。于1956年建造的高181m的42层拉丁美洲大厦，经受住了3次大地震的考验，几乎无损坏。《抗震规范》和《高层规程》，根据我国当前科研成果和工程实际情况，对各种结构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，要进行专门研究。《抗震规范》尚规定：对不规则结构、有框支层抗震墙结构或Ⅳ类场地上的结构，适用的最大高度应适当降低。4.2.4房屋的高宽比建筑物的高宽比例，比起其绝对高度来说更为重要。因为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。巨大的倾覆力矩在柱(墙)和基础中所引起的压力和拉力比较难于处理。我国对房屋高宽比的要求是按结构体系和地震烈度区分的。4.三2.三5三防三震缝三的合三理设三置遇到三下列三情况三，应三设置三防震三缝：①三平面三形状三、局三部尺三寸或三者立三面形三状不三符合三规范三的有三关规三定，三而又三未在三计算三和构三造上三采取三相应三措施三时；②三房屋三长度三超过三规范三规定三的伸三缩缝三最大三间距三，又三无条三件采三取特三殊措三施而三必需三设置三伸缩三缝时三；③三地基三土质三不均三匀，三房屋三各部三分的三预计三沉降三（包三括地三震时三的沉三陷）三相差三过大三，必三须设三置沉三降缝三时；④三房屋三各部三分的三质量三或结三构抗三侧移三刚度三大小三悬殊三时。4.三2.三5三防三震缝三的合三理设三置1、三防震三缝设三置原三因由于三建筑三平面三和体三型的三多样三化、三结构三的不三规则三性有三时难三以避三免，三为将三不规三则结三构变三为若三干规三则结三构，合理三地设置三防震三缝进三行结三构分三段，三从而降低三抗震三设计三的难三度及三提高三抗震三设计三的可三靠度三。在国三内外三历次三地震三中，三曾一三再发三生相三邻建三筑物三或同三幢建三筑物三相邻三单元三之间三相撞三的震三例，三究其三原因三，主三要是三防震三缝宽三度偏三小或三构造三不当三所致三。2、三防震三缝设三置原三则彻底三分离三或者三牢固三连接三：忌三连又三连不三牢、三分又三分不三清。“三三缝合三一”三的设三置原三则：三伸缩三缝、三沉降三缝、三防震三缝三三缝合三一，三对于三抗震三设防三烈度三为6三度以三上的三房屋三，所三有伸三缩缝三、三沉降三缝均三应符三合防三震缝三的宽三度要三求。4.三2.三5三防三震缝三的合三理设三置—三—续3、三必三须设三置抗三震缝三的情三况①三平面三形状三、局三部尺三寸或三者立三面形三状不三符合三规范三的有三关规三定，三而又三未在三计算三和构三造上三采取三相应三措施三时；②三房屋三长度三超过三规范三规定三的伸三缩缝三最大三间距三，又三无条三件采三取特三殊措三施而三必需三设置三伸缩三缝时三；③三地基三土质三不均三匀，三房屋三各部三分的三预计三沉降三（包三括地三震时三的沉三陷）三相差三过大三，必三须设三置沉三降缝三时；④三房屋三各部三分的三质量三或结三构抗三侧移三刚度三大小三悬殊三时。4、三防震三缝宽三度缝宽三不足三——三会发三生碰三撞破三坏；由于三设缝三后造三成部三分结三构段三过柔三，碰三撞造三成失三稳破三坏。必须三根据三具体三情况三认真三处理三设缝三位置三及设三缝宽三度。确定三防震三缝宽三度，三除考三虑结三构变三形外三，还三应考三虑由三于地三基变三形引三起基三础转三动的三影响三。4.三2.三5三防三震缝三的合三理设三置—三—续5、三防震三缝最三小宽三度——三良好三地基三条件三下一三般结三构的三最小三缝宽三。为防三止相三邻建三筑物三在地三震中三发生三碰撞三，防三震缝三的宽三度不三宜小三于两三侧建三筑物三在较三低建三筑物三屋顶三高度三处的三垂直三防震三缝方三向的三侧移三之和三。对于三钢筋三混凝三土结三构房三屋的三防震三缝最三小宽三度，三一般三情况三下应三符合三《抗三震规三范》三所作三的规三定：①框三架房三屋，三当高三度不三超过l5三m时，三可采三用7三0mm三；当高三度超三过l5三m时，三6度三、7三度、三8度三和9三度相三应每三增高三5m、三4m三、3三m和2m，宜加三宽2三0mm三；②框架抗三震墙三房屋三的防三震缝三宽度三，可三采用三第①三条数三值的三70三％，三抗震三墙房三屋可三采用三第①三条数三值的三50三％，三且均三不宜三小于三70mm三。4.三2.三5三防三震缝三的合三理设三置—三—续③防震三缝两三侧结三构类三型不三同时三，宜三按需三要较三宽防三震缝三的结构类三型和三较低三房屋三高度三确定三缝宽三。例1：某三高层三建筑三为框三架—三剪力三墙结三构，三抗震三设防三烈度三为7三度，三高4三5米三，其三群房三为框三架结三构，三高2三0米三，主三楼和三群房三间设三防震三缝，三其最三小缝三宽应三为多三少？解：三防震三缝最三小宽三度应三根据三群房三框架三结构三极其三高度三确定三：例2：6三度地三区、三框架三结构三、建三筑高三度3三5m，若需三设防三震缝三，其三缝宽三应为三多少三？若三高为三35m剪力三墙结三构，三其缝三宽？4.三2.三5三防三震缝三的合三理设三置—三—续4.三2.三5三防三震缝三的合三理设三置—三—续6、三一般三尽可三能不三设置三抗震三缝满足三规定三的防三震缝三宽度三在强三烈地三震作三用下三由于三地面三运动三变化三，结三构扭三转、三地三基变三形等三复杂三因素三，相三邻结三构仍三可能三局部三碰撞三而损三坏；防震三缝宽三度过三大，三建筑三立面三效果三、防三水处三理较三难；设置三不当三反倒三会引三起相三邻建三筑物三碰撞三、失三稳、三加大三破坏三。4.三2.三5三防三震缝三的合三理设三置—三—续7、三不设三置抗三震缝处理三办法——三高层三建筑三宜选三用合三理的三建筑三结构三方案三，不三设抗三震缝三，但三要做三到：采取三措施三避免三设置三防震三缝—三—调三整平三面形三状和三尺三寸、三并在三构造三以及三设计三、施三工时三采取三措施三。不规三则房三屋不三设防三震缝三时必三须沿三高度三和从三平面三上三考虑三相对三薄弱三及应三力集三中部三位的三加强三及提三高延三性三措施三，在三这些三部位三应尽三量避三免设三置楼三梯间三及在三楼三板上三开较三大洞三口。对体三型复三杂的三建筑三物不三设抗三震缝三时，三应对三建筑三物进三行比三较三精确三的结三构抗三震分三析，三解决三不设三缝带三来的三不利三影响三，三如差三异沉三降、三偏心三扭转三、温三度变三形等三，估三计其三局部三应力三和三变形三集中三及扭三转效三应影三响，三判明三其易三损部三位，三采取三加三强措三施或三提高三变形三能力三的措三施。4.三3结构三选型三与结三构布三置4.三3.三1三结三构选三型结构三选型三涉及三的内三容较三多，三应根三据建三筑的三重要三性、三设防烈度三、房三屋高三度、三场地三、地三基、三基础三、材三料和三施工三等因三素，通过三技术三、经三济条三件比三较综三合确三定。1、结构三材料三的选三择单从三抗震三角度三考虑三，作三为一三种好三的结三构形三式，三应具三备下列性能：①延三性系三数高三；②“三强度三／重三力”三比值三大；③匀三质性三好；④正三交各三向同三性；⑤构三件的三连接三具有三整体三性、三连续三性和三较好三的延三性，三并能三发挥三材料三的全三部强三度。4.三3.三1三结三构选三型—三—续建筑三结构三类型三，依三其抗三震性三能优三劣而三排列三的顺三序是三：①钢三结构三；②型三钢混三凝土三结构三；③混三凝土三—钢三混合三结构三；④现三浇钢三筋混三凝土三结构三；⑤预三应力三混凝三土结三构；⑥装三配式三钢筋三混凝三土结三构；⑦配三筋砌三体结三构；⑧砌三体结三构等三。4.三3.三1三结三构选三型—三—续2、三抗震三结构三体系三的确三定抗震三结构三体系三是抗三震设三计应三考虑三的关三键问三题，三结构三方案的选三取是三否合三理，三对安三全性三和经三济性三起决三定性三作用三。《抗三震规三范》三关于三抗震三结构三体系三，有三下列三要求三：①三应具三有明三确的三计算三简图三和合三理的三地震三作用三传递三途径三；②三宜有三多道三抗震三防线三，应三避免三因部三分结三构或三构件三破坏三而导三致整三个体三系丧三失抗三震能三力或三对重三力的三承载三能力三；③三应具三备必三要的三强度三，良三好的三变形三能力三和耗三能能三力；④三宜具三有合三理的三刚度三和强三度分三布，三避免三因局三部削三弱或三突变三形成三薄弱三部位三，产三生过三大的三应力三集中三或塑三性变三形集三中；三对可三能出三现的三薄弱三部位三，应三采取三措施三提高三抗震三能力。4.三3.三1三结三构选三型—三—续3.三在三设计三房屋三之前三，一三般应三首先三了解三场地三和地三基上三及其三卓越三周期三，调三整结三构刚三度，三避开三共振三周期三。4.三选三择结三构体三系时三，要三注意三选择三合理三的基三础形三式。对于三软弱三地基三宜选三用桩三基、三筏片三基础三或箱三形基三础。岩层三高低三起伏三不均三匀或三有液三化土三层时三最好三采用三桩基三等。4.三3.三2三结三构布三置的三一般三原则1、三平面三布置三力求三对称三（质三量、三刚度三、强三度）对称三结构三在地三面平三动作三用下三，水三平地三震力三按构三件刚三度分三配，三因而三各构三件受三力比三较均三匀。三而非三对称三结构三，由三于刚三心偏三在一三边，三质心三与刚三心不三重合三，远三离刚三心的三刚度三较小三构件三，三由于三侧移三量很三大，三所分三担的三水平三地震三剪力三也显三著增三大，三甚至三导致三整个三结构三因一三侧构三件失三效而三倒塌三。4.三3.三2三结三构布三置的三一般三原则三——三续最为三典型三的例三子是三19三72三年2三月2三3日三南美三洲的三马那三瓜地三震。马那三瓜有三相距三不远三的两三幢高三层建三筑，三一幢三为十三五层三高的三中央三银行三大厦三，平三面不三规则三，4三个楼三梯间三偏置三塔楼三西端三，西三端有三填充三墙，三破坏三严重三，震三后拆三除；三另一三幢为三18三层高三的美三洲银三行大三厦，三结构三是均三匀对三称的三，基三本的三抗侧三力体三系包三括4三个L形的三筒体三，对三称地三由连三梁连三接起三来，三轻微三损坏三，稍三加修三理便三恢复三使用三。当三地地三震烈三度估三计为三8度三。4.三3.三2三结三构布三置的三一般三原则三——三续当建三筑层三数很三多时三，上三面各三层偏三心引三起的三扭转三效应三对下三层的三积累三，对三下面三几层三更不三利。三所以三，进三行结三构布三置时三，除三了要三求各三向对三称外三，还三希望三能具三有较三大的三抗扭三刚度三。因此三，下图三（a）三、（三b）所示三的抗三震墙三沿房三屋周三边布三置的三方案三，就三优于三（c）三、（三d）所示三在房三屋内三部布三置的三方案三。4.三3.三2三结三构布三置的三一般三原则三——三续2、竖向三布置三力求三均匀结构三竖向三布置三的关三键在三于：三尽可三能使三其竖三向刚三度、三强度三变化三均匀三，避三免出三现薄弱三层，并三应尽三可能三降低三房屋三的重三心。注意三上刚三下柔三的结三构的三处理由于三商业三的需三要，三结构三底部三几层三往往三需要三设置三大空三间，三上部三各层三为全三墙体三系或三框架三一抗三震墙三体系三，而三底层三或底三部两三三层三则为三框架三体系三，整三个结三构属三“框三托墙三”体三系。三这便三是工三程上三称之三为“三框支三剪力三墙”三或“三底部三框架三”的三结构三。这三种体三系很三不利三于抗三震，应保三证下三部结三构的三抗侧三刚度三不能三小于三上部三抗侧三刚度三的一三定比三例。4.三3.三2三结三构布三置的三一般三原则三——三续同一三楼层三的框三架柱三，应三该具三有大三致相三同的三刚度三、强三度和三延性三，否则三，地三震时三很容三易因三受力三大小三悬殊三而被三各个三击破三。在采三用纯三框架三结构三的高三层建三筑中三，如三果将三楼梯三踏步三斜梁三和平三台梁三直接三与框三架柱三相连三，就三会使三该柱三变成三短柱三，地三震时三容易三发生三剪切三破坏三，应三予避三免或三采取三相关三措施。4.三4三多三道抗三震防三线4.三4.三1三多道三抗震三防线三的必三要性1、多道三抗震三防线三的定三义①一个三抗震三结构三体系三，应三由若三干个三延性三较好三的分三体系三组成三，并三由延三性较三好的三结构三构件三连接三起来三协同三工作三，即三分体三系间三的连三接部三件应三有适三当强三度、三较好三延性三和稳三定的三滞回三性能三。框架三－抗三震墙三体系三：由三延性三框架和抗三震墙三两个三系统三组成三；双肢三或多三肢抗三震墙三体系三：由三若干个单三肢墙三分系三统组三成；框架三体系三：框三架梁三和框三架柱三；4.三4.三1三多道三抗震三防线三的必三要性三——三续抗震三结构三体系三应有三最大三可能三数量三的内三部、三外部三赘余三度（三相当三于超三静定三次数三，利三用塑三性变三形的三前提三），三有意三识地三建立三起一三系列三分布三的屈三服区三（塑三性铰三区）三，以三使结三构能三够吸三收和三耗散三大量三的地三震能三量，三一旦三破坏三也易三于修三复。带赘三余杆三件的三耗能三结构(a)双肢三墙；三(b)墙和三框架三；(c)并列三斜撑三；(d)芯筒三和框三架柱4.三4.三1三多道三抗震三防线三的必三要性三——三续2、三多道三抗震三防线三的必三要性三：多道三抗震三防线三对抗三震结三构是三必要三的。三强烈三地震三往往三有一三定的三持续三时间三（几三秒～三几十三秒）三，并三且往三往伴三随多三次余三震，三结构三在首三次破三坏后三再遭三余震三，将三会引三起损三伤累三积，三当第三一道三防线三的抗三侧力三构件三在强三烈地三震袭三击下三遭到三破坏三后，三后备三的第三二道三至第三三道三防线三的抗三侧力三构件三立即三接替三，抵三挡住三后续三的地三震动三的冲三击，三可保三证建三筑物三最低三限度三的安三全，三免于三倒塌三。适当三处理三构件三的强三弱关三系，三将使三其在三强震三作用三下形三成多三道防三线、三是提三高结三构抗三震性三能、三避免三倒塌三的有三效措三施。4.三4.三2三第一三道防三线的三构件三选择原则地震三的往三复水三平作三用使三结构三遭到三严重三破坏三、但三结构三的最后三倒塌三是因三为结三构丧三失了三承受三竖向三荷载三的能三力，三即倒三塌主要三取决三于竖三向荷三载。三因此三，1、三应优三先选三择不三负担三或少三负担三重力三荷载三的竖三向支三撑或三填充三墙，三或选三用轴三压比三值较三小的三抗震三墙、三实体三筒体三之类三构件三，作三为第三一道三抗震三防线三的抗三侧力三构件三；一三般情三况，三不宜三采用三轴压三比很三大的三框架三柱兼三作第三一道三防线三的抗三侧力三构件三。—三—不三会发三生结三构倒三塌。2、三如因三条件三有限三，只三能采三用单三一的三框架三体系三，框三架就三成为三整个三体系三中唯三一的三抗侧三力构三件，三此时三应采三用“三强柱三弱梁三”型三延性三框架三（即三梁为三第一三道，三柱为三第二三道）三。4.三4.三2三第一三道防三线的三构件三选择原则三——三续框架三破坏三机制强柱三型框三架如下三图左三，在三水平三地震三作用三下，三梁端三首先三出现三塑性三铰，三梁的三屈服三先于三柱的三屈服三，行三成梁铰三破坏三机制。弱柱三型框三架如下三图右三，在三水平三地震三作用三下，三柱端三首先三出现三塑性三铰，三柱的三屈服三先于三柱的三屈服三，行三成柱铰三破坏三机制。4.三4.三2三第一三道防三线的三构件三选择原则三——三续“强柱三弱梁”延性三框架由于三梁只三承受三一层三或局三部重三力荷三载，三柱承三受其三上多三层的三总重三力荷三载；三钢筋三端部三锚固三使梁三具有三悬索三作用三，只三要钢三筋端三部锚三固未三失效三，悬三索作三用能三维持三楼面三不立三即坍三塌。故在三强烈三地震三作用三下，三结构三发生三较大三侧移三进入三非弹三性阶三段时三，为三使框三架保三持足三够的三竖向三承载三能力三而免三于倒三塌，三要求三实现三梁铰三破坏三机制三，即三塑性三铰应三首先三在梁三上形三成，三尽可三能避三免在三破坏三后危三害更三大的三柱上三出现三塑性三铰，三实现“强柱三弱梁”延性框架三的抗三震设三计，利用三梁的三变形三、破三坏来三消耗三地震三能量三。4.三4.三3三利用三赘余三构件三增多三抗震三防线赘余三构件三的作三用利用三结构三中增三设的三赘余三杆件三的屈三服和三变形三，来三耗散三输入三的地三震能三量；利用三赘余三杆件三的破三坏和三退出三工作三，使三整个三结构三从一三种稳三定体三系过三渡到三另一三种稳三定体三系，三实现三结构三周期三的变三化，三避开三地震三动卓三越周三期长三时间三持续三作用三所引三起的三共振三效应三；—三—对三结构三动力三特性三的适三当控三制，三来减三轻建三筑物三的破三坏程三度，三经济三。但三要注三意：三太被三动、三而且三不一三定有三效。4.三5三刚三度、三承载三力和三延性三的匹三配基本三概念1、三刚度三——三结三构刚三度是三影响三结构三在设三计地三震作三用下三非结三构构三件性三能、三结构三强度三需求三、以三及弹三塑性三变形三需求三的一三个关三键设三计参三数。三设计三过程三中的三早期三工作三将是三确定三一个三合理三的刚三度值三，检三查典三型楼三层的三层间三位移三和合三理的三结构三周期三。结构三刚度三的分三布关三系到三结构三的内三力分三配，三某些三部位三刚度三过大三会导三致该三处的三内力三（或三应力三）集三中。参数三——K值、D值与EI三、G三A三、E三A、三L有关三。刚度三大—三—自三振周三期T小，三结构三地震三剪力三大。三（反三应谱三）刚度三小—三—结三构弹三性变三形大三、超三过弹三性变三形限三值。4.三5三刚三度、三承载三力和三延性三的匹三配—三—续2、三强度三——三结三构的三强度三应该三以设三防目三标相三符。三合适三的强三度应三该能三够避三免结三构在三小震三下产三生破三坏和三在大三震下三出现三超出三结构三变形三能力三的过三大非三线性三变形三。在大三地震三下结三构不三存在三强度三的储三备，三设计三者要三作的三是保三证结三构的强度三分布三均匀，即三结构三实际三强度三的分三布与三地震三作用三的分三布相三一致三，否三则就三会出三现薄三弱层三。参数三——R：三Mu三、V三u、三Nu三。承载三能力三验算三。3、三延性三——三所谓三延性三，即三结构三、构三件或三材料三承载三能力三无明三显降三低前三提下三（不低三于其三极限三承载三力的85三%）三结构三发生三非弹三性变三形的三能力三，即三屈服三后能三够基三本维三持其三屈服三强度三的非三线性三变形三能力三。延三性是三抗震三设计三中的三一个三无比三重要三的参三数。参数三——Δu三/三Δy三。弹塑三性变三形验三算。4.三5三刚三度、三承载三力和三延性三的匹三配—三—续抗震三设计三中没三有哪三一个三单一三的设三计参三数可三以控三制不三同部三件抗三震性三能目三标的三要求三。为三了满三足不三同部三件的三性能三目标三，甚三至会三产生三不同三设计三参数三之间三的冲三突。三如结三构的三强度三需求三（地三震产三生的三惯性三力）三和器三物的三加速三度反三应主三要受三结构三构件三的刚三度所三影响三，为三了满三足对三应的三性能三要求三往往三希望三结构三具备三较小三的刚三度，三而为三了控三制非三结构三的破三坏又三往往三希望三有较三大的三刚度三。为满三足某三一性三能水三平下三建筑三中的三不同三部件三（结三构、三非结三构和三器物三）对三不同三设计三控制三参三数的三需求三，抗三震设三计往三往是三一个三不断三迭代三、三相互三妥协三的过三程，三以寻三找为三满足三不同三性能三水平三下不三同建三筑部三件的三性能三目标三对强三度、三刚度三、延三性需三求的三合理三统一三。必三要的三承载三能力三和良三好的三变形三能力的结三合便三使结三构在三地震三作用三下具三有的三耗能三能力三。4.三5.三1三刚度三与承三载力提高三结构三刚度三：优点三——三可以三减小三结构三侧移三、减三轻地三震灾三害损三失；缺点三——三结构三刚度三大、三自振三周期三小、三地震三反应三大、三要求三较高三水平三抵抗三力、三提高三工程三造价三、降三低结三构延三性。例如三：短三柱—三—抗三侧移三刚度三大，三但是三受剪三承载三能力三较小三、刚三度三和强三度不三匹配三经常三造成三严重三的剪三切破三坏（三斜裂三缝）三。框架三结构抗侧三移刚三度小三、结三构侧三移大三，如三果抗三侧移三刚度三不足三（小三震三作用三下层三间侧移三角达三到1三/6三00三以上三、基三本烈三度下三的层三间侧三移三角超三过1三/2三00三时）三，P-Δ效应三将使三梁柱三等杆三件截三面产三生较三大三的次三弯矩三，进三一步三加大三杆件三截面的内三力偏三心距三和局三部压三应三力，三应在三承载三能力三验算三和构三造措三施上三充分三考虑。三此外三，三框架三侧移三很大三时还三可能三发生三附加三侧移三与P-三Δ效应三相互三促进的恶三性循三环。4.三5.三1三刚度三与承三载力三——三续框架三-剪三力墙三结构剪力三墙的三数量三及厚三度—三—剪三力墙三数量三多、三厚度三大，三刚度（GA三）大、三自振三周期三短、三地震三作用三大；三剪力三墙数三量小三、三厚度三小，三刚度三小、三自振三周期三长、三地震三作用三小。设计三——三根据三建筑三物重三要性三、建三筑装三修等三级和三设防三烈度三高三低所三确定三的结三构侧三移限三值，三来确三定抗三震墙三的数三量和三厚度三，三使建三筑物三具有三尽可三能长三的自三振周三期纪三最小三的水三平地三震作三用。三通过三试算三确定三。剪力三墙厚三度厚三度要三适度三，不三能过三厚，三因为三：厚墙三使建三筑自三振周三期变三短，三水平三地震三作用三增大三；很难三使6三00mm后的RC剪力三墙的三延性三达到三一般三结构三所需三要三的延三性指三标；三而延三性较三低的RC墙体三，在三地震三作用三下发三生三剪切三破坏三的可三能性三以及三斜裂三缝的三开展三宽度三均增三大；厚墙三开裂三后的三刚度三退化三幅度三增大三，由三此引三起的三框架三剪力三增三加值三加大三。4.三5.三1三刚度三与承三载力三——三续剪力三墙结三构在保三证结三构变三形小三于限三值、三墙体三压曲三稳定三的前三提下三、应三尽三量减三薄纵三、横三墙体三的厚三度，三或采三用“三主次三结构三”，三加大三墙三体的三间距三，减三小墙三体的三数量三，以三降低三结构三抗侧三移刚三度三，减三小墙三体的三水平三地震三剪力三和弯三矩。应通三过恰三当的三配筋三，提三高墙三体抗三主拉三应力三的强三度。对于三层数三较多三的房三屋，三为防三止墙三体的三水平三施工三缝在三巨大三地三震剪三力作三用下三发生三水平三错动三，可三在房三屋下三部几三层的三水三平施三工缝三处配三置一三些斜三向钢三筋；钢筋三混凝三土剪三力墙三的根三部截三面，三当轴三向压三应力三较小三，而三剪三应力三较大三时，三也应三配置三交叉三斜筋三，以三提高三其抗三剪承三载三能力三，避三免地三震时三出现三剪切三滑移三。4.三5.三2三刚三度与三延性框架三——三由线三形杆三件组三成并三以其三杆件三抗弯三能力三来抵三抗侧三力的三构件三，抗三侧移三刚度三小，三通过三合理三配筋三，可三以具三有较三好的三延性三；墙体三——三一种三片状三构件三，靠三平面三内的三抗剪三、抗三弯能三力来三抵三抗侧三力，三由于三高宽三比较三小，三抗侧三移刚三度较三大，三除弯三曲变三形外三，剪三切变三形占三有相三当大三的比三重，三因而三延性三较差三。竖向三支撑三——三虽然三也是三由线三形杆三件所三组成三，但三由于三属于三轴力三杆系三，因三而具三有较三大的三抗侧三移刚三度，三但由三于其三中的三受压三杆件三容易三发生三侧向三挠曲三，延三性较三差。4.三5.三2三刚三度与三延性三——三续由框三架和三墙体三或由三框架三和支三撑所三组成三的双三重体三系中三，框三架的三刚度三小，三承担三的地三震力三小，三而弹三性极三限变三形值三和延三性系三数却三较大三；墙三体或三竖向三支撑三刚度三大，三承担三的地三震力三大，三而三弹性三变形三值和三延性三系数三却较三小。整个三结构三在往三复地三震动三的持三续作三用下三，墙三体或三竖向三支撑三很快三就超三过自三身的三较小三弹性三极限三变形三值，三墙体三出现三裂缝三，三支撑三发生三杆件三屈曲三，水三平抗三力逐三步降三低；三而此三刻的三结构三层三间侧三移角三还远三小于三框架三的弹三性极三限变三形值三，框三架尚三未充三分三发挥三其自三身的三水平三抗力三，这三种由三于体三系中三各抗三侧力三构件三的三刚度三与延三性不三匹配三，造三成各三构件三不能三同步三协调三的发三挥水三平抗三力，三出现三先后三破坏三的各三个击三破情三况。三所以三，协三调抗三侧力三体三系中三各构三件的三刚度三与延三性，三使其三相互三匹配三，是三工程三设计三中三的一三条重三要设三计原三则。4.三5.三3三结构三不同三部位三的延三性要三求1、三结构三的延三性结构三延性三含义①三结构三总体三延性三：一三般用三结构三的“三顶点三侧移三比”三或结三构的三“三平均三层间三侧移三比”三来表三达；②三结构三楼层三延性三：以三一个三楼层三的层三间侧三移比三来表三达；③三构件三延性三：指三整个三结构三中某三一构三件（三一榀三框架三或一三片墙三体）三的延三性；④三杆件三延性三：指三一个三构件三中某三一杆三件（三框架三中的三梁或三柱，三墙片三中的三连梁三或墙三肢）三的延三性。4.三5.三3三结构三不同三部位三的延三性要三求—三—续2、三延性三设计三的原三则在结三构抗三震设三计中三，对三结构三中重三要构三件的三延性三要求三，高于三对结三构总三体的三延性三要求三；对三构件三中关三键杆三件或三部的三延性三要求三，又三高于三对整三个构三件的三延性三要求三。实际三工程三中比三较经三济有三效的三办法三是，三有选三择地三重点三提高三结构三中的三重要三构件三以及三某些三构件三中关三键杆三件或三关键三部位三的延三性。三其原三则是三：①在结三构的三竖向三，应三该重三点提三高楼三房中三可能三出现三塑性三变形三集中三的相三对柔三弱楼三层的三构件三延性三。对于三刚度三沿高三度均三匀分三布的三简单三体型三建筑三，应三着重三提高三底层三构件三延性三；4.三5.三3三结构三不同三部位三的延三性要三求—三—续对于三大底三盘的三高层三建筑三，应三该着三重提三高主三楼与三裙房三顶面三向衔三接的三楼层三中构三件的三延性三；对于三其他三不规三则立三面高三层建三筑，三应着三重加三强体三型突三变处三楼层三构件三延性三；对于三框托三墙体三系、三框支三墙体三系，三应着三重提三高底三层或三底部三几层三框架三延性。②三在平三面位三置上三，应三该着三重提三高房三屋周三边转三角处三、平三面突三变处三以及三复杂三平面三各翼三相接三处的三构件三延性三。对于三偏心三结构三，应三加大三房屋三周边三特别三是三刚度三较弱三一端三构件三的延三性。③三对于三具有三多道三抗震三防线三的抗三侧力三体系三，应三着重三提高三第一三道防三线中三构件三的延三性。在框三架-三剪力三墙体三系中三，应三重点三提高三抗震三墙的三延性三；4.三5.三3三结构三不同三部位三的延三性要三求—三—续在筒三中筒三体系三中，三应重三点提三高实三墙内三筒的三延性三。在框三架-三剪力三墙体三系中三，应三重点三提高三抗震三墙的三延性三；在筒三中筒三体系三中，三应重三点提三高实三墙内三筒的三延性三。④三在同三一构三件中三，应三着重三提高三关键三杆件三的延三性。对于三框架三和框三架筒三体，三应优三先提三高柱三的延三性；对于三联肢三墙，三应特三别注三意加三大各三层连三梁的三延性三；对于三全墙三体系三中满三布窗三洞的三外墙三（壁三式框三架）三、应三着重三加三强提三高窗三间墙三的延三性；⑤三在同三一杆三件中三，重三点提三高延三性的三部位三应该三是预三期该三构件三地震三时首三先屈三服的三部位三：例如三梁的三两端三、柱三的上三、下三端、三抗震三墙墙三肢的三根部三等。4.三5.三4三改三善构三件延三性的三途径（1三）控三制构三件的三破坏三形态三：弯三曲构三件的三延性三远大三于剪三切构三件的三延性三，所三以争三取更三多的三构件三实现三弯曲三破坏三——强剪三弱弯设计三原则三；控制三框架三结构三的破三坏机三制，三使梁三的弯三曲破三坏先三于柱三的弯三曲破三坏，三称为三：“强三柱弱三梁”设计三原则三。（2三）减三小构三件的三轴压三比（N/三bchcfc）：确定三截面三尺寸三时应三该控三制轴三压比三，柱三的侧三移延三性比三随着三轴压三比的三增大三而急三剧下三降；三在高三轴压三比情三况下三，增三加箍三筋用三量对三提高三柱延三性比三不再三发挥三作用三。（3三）高三强混三凝土三的应三用：当高三层建三筑超三过4三0层三时，三为了三保证三框架三柱具三有良三好的三延性三，降三低轴三压比三，宜三采用三高强三混凝三土。三不过三设计三中应三该注三意，三采用三高强三混凝三土时三，还三应适三当降三低剪三压比三。4.三5.三4三改三善构三件延三性的三途径三——三续（4三）钢三纤维三混凝三土的三应用三：钢纤三维混三凝土三是在三普通三混凝三土中三掺入三少量三（体三掺率三为1三％～三2％三）乱三向短三钢纤三维形三成的三一种三复合三材料三。钢三纤维三混凝三土具三有较三高的三抗拉三、抗三裂和三抗剪三强度三，良三好的三抗冲三击韧三性和三抗地三震延三性。（5三）型三钢混三凝土三的应三用：型钢三钢筋三混凝三土（SR三C）结构三是把三型钢三（S）置入三钢筋三混凝三土（RC三）中，三使型三钢、三钢筋三（纵三筋和三箍筋三）、三混凝三土三三种材三料元三件协三同工三作以三抵抗三各种三外部三作用三效应三的一三种结三构。SRC结构三具有三较大三的强三度、三刚度三、延三性和三抗震三性能三。4.三6三确三保结三构的三整体三性地震三作用三下结三构具三有整三体性三作用三是保三证结三构各三部件三在地三震作三用下三协调三工作三的必三要条三件。丧失三整体三性—三—整三个结三构变三成机三动构三架倒三塌；三由于三外围三构件三平面三外失三稳而三倒塌三。结构三构件三之间三的连三接，三应符三合下三列要三求：构件三节点三的破三坏不三应先三于其三连接三的构三件，三保证三节点三的强三度和三延性三，使三节点三的强三度、三连接三、及三锚固三等强三于构三件；预埋三件的三锚固三破坏三不应三先于三连接三件；装配三式结三构构三