建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計04完整版

1、第第4 4章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計4.1 4.1 場地選擇場地選擇4.2 4.2 建筑的平立面布置建筑的平立面布置4.3 4.3 結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置4.4 4.4 多道抗震防線多道抗震防線4.5 4.5 剛度、承載力和延性的匹配剛度、承載力和延性的匹配4.6 4.6 確保結(jié)構(gòu)的整體性確保結(jié)構(gòu)的整體性4.7 4.7 非結(jié)構(gòu)部件處理非結(jié)構(gòu)部件處理基本概念基本概念 1 1、計算設(shè)計（計算設(shè)計（Numerical designNumerical design）：按荷載計算、內(nèi)：按荷載計算、內(nèi)力分析及組合、強度計算力分析及組合、強度計算 、構(gòu)造措施等稱為計算設(shè)、構(gòu)造措施等

2、稱為計算設(shè)計。計。 “計算設(shè)計計算設(shè)計”不能完全依賴！不能完全依賴！ 地震方面地震方面地震是一種隨機振動，具有復雜地震是一種隨機振動，具有復雜 性、性、不確定性，因此很難準確預測建筑物所遭遇地震的不確定性，因此很難準確預測建筑物所遭遇地震的特性和參數(shù)。地震在時間和空間上都具有很大的隨特性和參數(shù)。地震在時間和空間上都具有很大的隨機性。機性。 結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析未能充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、非彈未能充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、非彈性性質(zhì)、材料時效、阻尼變化等多種因素，也存在性性質(zhì)、材料時效、阻尼變化等多種因素，也存在不準確性。不準確性。 基本概念基本概念續(xù)續(xù)2 2、概念設(shè)計（概念設(shè)計（Conceptual

3、 designConceptual design） ：立足于工程：立足于工程抗震基本理論及長期工程抗震經(jīng)驗總結(jié)的工程抗震抗震基本理論及長期工程抗震經(jīng)驗總結(jié)的工程抗震基本概念的抗震設(shè)計。基本概念的抗震設(shè)計。 即根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗等所形成的基本設(shè)計原即根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗等所形成的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想正確地解決建筑和結(jié)構(gòu)的總體方案、則和設(shè)計思想正確地解決建筑和結(jié)構(gòu)的總體方案、結(jié)構(gòu)布置、材料使用和細部構(gòu)造等，以便達到合理結(jié)構(gòu)布置、材料使用和細部構(gòu)造等，以便達到合理抗震設(shè)計的目的?？拐鹪O(shè)計的目的。 有助于掌握明確的設(shè)計思想，靈活、恰當?shù)剡\用抗有助于掌握明確的設(shè)計思想，靈活、恰當?shù)剡\用抗震設(shè)計原

4、則，是設(shè)計人員不知陷入盲目的計算工作，震設(shè)計原則，是設(shè)計人員不知陷入盲目的計算工作，從而做到比較合理的抗震設(shè)計。從而做到比較合理的抗震設(shè)計。 抗震概念設(shè)計是目前工程設(shè)計高度自動化的背景下抗震概念設(shè)計是目前工程設(shè)計高度自動化的背景下唯一具有能動性和創(chuàng)造性的設(shè)計過程。唯一具有能動性和創(chuàng)造性的設(shè)計過程?；靖拍罨靖拍罾m(xù)續(xù)抗震概念設(shè)計的思路：抗震概念設(shè)計的思路： 在工程設(shè)計一開始，把握好能量輸入、房屋體型、結(jié)構(gòu)在工程設(shè)計一開始，把握好能量輸入、房屋體型、結(jié)構(gòu) 體系、剛度分布、構(gòu)件延性等幾個主要方面，體系、剛度分布、構(gòu)件延性等幾個主要方面，從根本上從根本上消除建筑中的抗震薄弱環(huán)節(jié)。消除建筑中的抗震薄弱

5、環(huán)節(jié)。 輔以必要的計算和構(gòu)造措施，有可能使房屋建筑具有良輔以必要的計算和構(gòu)造措施，有可能使房屋建筑具有良好的抗震性能和足夠的抗震可靠度。好的抗震性能和足夠的抗震可靠度。 由于對地震作用及結(jié)構(gòu)性能的了解還遠遠不夠，在某種由于對地震作用及結(jié)構(gòu)性能的了解還遠遠不夠，在某種意義上，概念設(shè)計比計算設(shè)計更重要。意義上，概念設(shè)計比計算設(shè)計更重要。4.1 4.1 場地選擇場地選擇 不同的場地上的建筑震害不同在建筑選址時，要盡量選不同的場地上的建筑震害不同在建筑選址時，要盡量選擇對建筑抗震有利的地段，避開不利和危險地段。擇對建筑抗震有利的地段，避開不利和危險地段。1 1、避開地震危險地段、避開地震危險地段 1

6、1）概念）概念 建筑抗震危險的地段：建筑抗震危險的地段：指地震時可能發(fā)生崩塌、滑坡、指地震時可能發(fā)生崩塌、滑坡、地陷、地裂、泥石流等地段以及震中烈度為地陷、地裂、泥石流等地段以及震中烈度為8 8度以上的度以上的發(fā)震斷裂帶在地震時可能發(fā)生地表錯位的地段。發(fā)震斷裂帶在地震時可能發(fā)生地表錯位的地段。 非發(fā)震斷層非發(fā)震斷層：與當?shù)氐牡卣鸹顒有詻]有成因上聯(lián)系的：與當?shù)氐牡卣鸹顒有詻]有成因上聯(lián)系的一般斷層，在地震作用下一般不會發(fā)生新的錯動。一般斷層，在地震作用下一般不會發(fā)生新的錯動。 發(fā)震斷層發(fā)震斷層：具有潛在地震活動的斷層，在過去三萬五：具有潛在地震活動的斷層，在過去三萬五千年以內(nèi)曾活動過一次，或者在五

7、萬年內(nèi)活動過兩次千年以內(nèi)曾活動過一次，或者在五萬年內(nèi)活動過兩次的斷層。的斷層。4.1 4.1 場地選擇場地選擇續(xù)續(xù)2 2、選擇有利于抗震的場地、選擇有利于抗震的場地1 1）概念）概念 對建筑抗震有利的地段對建筑抗震有利的地段：指位于開闊平坦地的堅硬場：指位于開闊平坦地的堅硬場地上或密實均勻中硬場地土。地上或密實均勻中硬場地土。 對建筑抗震不利的地段對建筑抗震不利的地段：就：就地形地形而言，一般是指條狀而言，一般是指條狀突出的山嘴，孤立的山包和山梁的頂部，高差較大的突出的山嘴，孤立的山包和山梁的頂部，高差較大的臺地邊緣，非巖質(zhì)的陡坡，臺地邊緣，非巖質(zhì)的陡坡， 河岸和邊坡的邊緣；就河岸和邊坡的邊緣

8、；就場地土質(zhì)場地土質(zhì)而言，一般是指軟弱土、易液化土，故河道、而言，一般是指軟弱土、易液化土，故河道、斷層破碎帶、暗埋塘濱溝谷或半挖半填地基等，以及斷層破碎帶、暗埋塘濱溝谷或半挖半填地基等，以及在平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的地段。在平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的地段。4.1 4.1 場地選擇場地選擇續(xù)續(xù)2 2）關(guān)于地基基礎(chǔ)設(shè)計，抗震規(guī)范有如下規(guī)定：）關(guān)于地基基礎(chǔ)設(shè)計，抗震規(guī)范有如下規(guī)定：1 1、避開危險地帶（如斷裂帶等）；避開危險地帶（如斷裂帶等）；2 2、同一結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)不宜設(shè)置在性質(zhì)截然、同一結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基上；不同的地基上；無法避開時，除考慮不

9、同土無法避開時，除考慮不同土層差異運動的影響外，還應(yīng)采用局部深基礎(chǔ)，層差異運動的影響外，還應(yīng)采用局部深基礎(chǔ)，使整個建筑物的基礎(chǔ)落在同一上層上使整個建筑物的基礎(chǔ)落在同一上層上（圖）（圖） 3 3、同一結(jié)構(gòu)單元不宜部分采用天然地基部分采用樁基；（可、同一結(jié)構(gòu)單元不宜部分采用天然地基部分采用樁基；（可設(shè)沉降縫，成為兩個單元）設(shè)沉降縫，成為兩個單元）4 4、地基為軟弱粘性土、液化土、新近填土或嚴重不均勻時，、地基為軟弱粘性土、液化土、新近填土或嚴重不均勻時，應(yīng)估計地震時地基不均勻沉降或其他不利影響，并采取相應(yīng)估計地震時地基不均勻沉降或其他不利影響，并采取相應(yīng)措施，應(yīng)措施，基礎(chǔ)應(yīng)加強其整體性和剛性?；A(chǔ)

10、應(yīng)加強其整體性和剛性。4.2 4.2 建筑的平立面布置建筑的平立面布置 一幢房屋的動力性能基本上取決于它的建筑布局和結(jié)一幢房屋的動力性能基本上取決于它的建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。建筑布局簡單合理，結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則，構(gòu)布置。建筑布局簡單合理，結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則，就能從根本上保證房屋具有良好的耐震性能。就能從根本上保證房屋具有良好的耐震性能。 抗震規(guī)范抗震規(guī)范3.4.13.4.1條規(guī)定：建筑設(shè)計應(yīng)符合抗震概念條規(guī)定：建筑設(shè)計應(yīng)符合抗震概念設(shè)計的要求，不應(yīng)采用嚴重不規(guī)則的設(shè)計方案。設(shè)計的要求，不應(yīng)采用嚴重不規(guī)則的設(shè)計方案。 3.4.23.4.2條規(guī)定：建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、條規(guī)定：建筑

11、及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對稱，并應(yīng)具有良好的整體性；建筑的立面和豎向剖面對稱，并應(yīng)具有良好的整體性；建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減少，避免抗側(cè)的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減少，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變。力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變。4.2.1 4.2.1 建筑平面布置建筑平面布置1 1、建筑平面形狀、建筑平面形狀1 1）建筑物的平、立面布置宜規(guī)則、對稱，質(zhì)量和剛度變）建筑物的平、立面布置宜規(guī)則、對稱，質(zhì)量和剛度變化均勻，避免樓層錯層；化均勻，避免樓

12、層錯層； 2 2）地震區(qū)的高層建筑，平面以方形、矩形、圓形為好；）地震區(qū)的高層建筑，平面以方形、矩形、圓形為好；正六邊形、正八邊形、橢圓形、扇形也可以。正六邊形、正八邊形、橢圓形、扇形也可以。 3 3）有較長翼緣的）有較長翼緣的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。這些平面的較長翼緣，地震時容易因發(fā)生也不宜采用。這些平面的較長翼緣，地震時容易因發(fā)生差異側(cè)移而加重震害。差異側(cè)移而加重震害。4.2.1 4.2.1 建筑平面布置建筑平面布置續(xù)續(xù)2、平面不規(guī)則的類型：、平面不規(guī)則的類型：規(guī)范規(guī)范3.4.23.4.2規(guī)定：規(guī)定：1 1）扭轉(zhuǎn)

13、不規(guī)則：樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移）扭轉(zhuǎn)不規(guī)則：樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移）大于該樓層兩端彈性水平位移（或?qū)娱g位移）平均值的大于該樓層兩端彈性水平位移（或?qū)娱g位移）平均值的1.21.2倍。倍。2 2）凹凸不規(guī)則：結(jié)構(gòu)平面凹進的一側(cè)尺寸，大于相應(yīng)投）凹凸不規(guī)則：結(jié)構(gòu)平面凹進的一側(cè)尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的影方向總尺寸的30%30%。3 3）樓板局部不連續(xù)：樓板的尺寸和平面剛度急劇變化。）樓板局部不連續(xù)：樓板的尺寸和平面剛度急劇變化。例如：開洞面積大于該樓層面積的例如：開洞面積大于該樓層面積的30%30%，或較大的樓層，或較大的樓層錯層，或有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的錯層

14、，或有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%50%。4.2.1 4.2.1 建筑平面布置建筑平面布置續(xù)續(xù)3、高層建筑平面尺寸限值高層建筑平面尺寸限值 高層規(guī)程高層規(guī)程對地震區(qū)高層建筑的平面形狀作了明確規(guī)定，對地震區(qū)高層建筑的平面形狀作了明確規(guī)定，如下圖和表，并提出對這些平面的凹角處，應(yīng)采取加強如下圖和表，并提出對這些平面的凹角處，應(yīng)采取加強措施措施。4.2.2 4.2.2 建筑立面布置建筑立面布置1 1、建筑立面形狀、建筑立面形狀 地震區(qū)高層建筑的立面應(yīng)采用矩形、梯形、三角形等均地震區(qū)高層建筑的立面應(yīng)采用矩形、梯形、三角形等均勻變化的幾何形狀，盡量避免帶有突然變化的階梯形立面。勻變化的幾何形狀

15、，盡量避免帶有突然變化的階梯形立面。因為立面形狀的突然變化，因為立面形狀的突然變化，會引起會引起質(zhì)量和抗側(cè)移剛度質(zhì)量和抗側(cè)移剛度突變突變，地震時地震時容易因劇烈振動或塑性變形集中（薄弱層）而加重容易因劇烈振動或塑性變形集中（薄弱層）而加重破壞。破壞。4.2.2 4.2.2 建筑立面布置建筑立面布置續(xù)續(xù)2 2、豎向不規(guī)則的類型、豎向不規(guī)則的類型 1 1）側(cè)向剛度不規(guī)則：該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的）側(cè)向剛度不規(guī)則：該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%70%，或小于其上相鄰三個樓層側(cè)向剛度平均值的，或小于其上相鄰三個樓層側(cè)向剛度平均值的80%80%；除頂層外，局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的

16、除頂層外，局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%25%。2 2）豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)：豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震）豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)：豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、桁架）向墻、抗震支撐）的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、桁架）向下傳遞。下傳遞。3 3）樓層承載力突變：抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于）樓層承載力突變：抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的相鄰上一樓層的80%80%。4.2.2 4.2.2 建筑立面布置建筑立面布置續(xù)續(xù)3 3、高層建筑立面尺寸限值、高層建筑立面尺寸限值 高層規(guī)程高層規(guī)程規(guī)定：建筑的豎向體形宜規(guī)則、均勻，避規(guī)定：建筑的豎向體形宜規(guī)則

17、、均勻，避免有過大的外挑和內(nèi)收。結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜下大上小，免有過大的外挑和內(nèi)收。結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜下大上小，逐漸均勻變化，不應(yīng)采用豎向布置嚴重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)。逐漸均勻變化，不應(yīng)采用豎向布置嚴重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)。并要求抗震設(shè)計的高層建筑結(jié)構(gòu)，其樓層側(cè)向剛度不宜并要求抗震設(shè)計的高層建筑結(jié)構(gòu)，其樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的7070或其上相鄰三層側(cè)向或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的剛度平均值的8080。 按按高層規(guī)程高層規(guī)程，高層建筑的高度限值分，高層建筑的高度限值分A A、B B兩級，兩級，A A級規(guī)定較嚴，是目前應(yīng)用最廣泛的高層建筑高度，級規(guī)定較嚴，是目前應(yīng)用最廣泛的

18、高層建筑高度，B B級級規(guī)定較寬，但應(yīng)采取更嚴格的計算和構(gòu)造措施。規(guī)定較寬，但應(yīng)采取更嚴格的計算和構(gòu)造措施。 樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載能力：受剪承載能力： A A級高度：宜級高度：宜上一層的上一層的80%80%，應(yīng)，應(yīng)上一層的上一層的65% 65% ；B B級高度：應(yīng)級高度：應(yīng)上一上一層的層的75%75%。4.2.2 4.2.2 建筑立面布置建筑立面布置續(xù)續(xù)收進和外挑尺寸要求（宜）：收進和外挑尺寸要求（宜）： 當結(jié)構(gòu)上部樓層收進部位到室外地面的高度當結(jié)構(gòu)上部樓層收進部位到室外地面的高度H H1 1與房屋高與房屋高度度H H之比大于之比大于0.20.2時，上部樓層收進后的

19、水平尺寸時，上部樓層收進后的水平尺寸B B1 1不宜不宜小于下部樓層水平尺寸小于下部樓層水平尺寸B B的的0.750.75倍；倍； 當上部結(jié)構(gòu)樓層相對于下部樓層外挑時，下部樓層的水當上部結(jié)構(gòu)樓層相對于下部樓層外挑時，下部樓層的水平尺寸平尺寸B B不宜小于上部樓層水平尺寸不宜小于上部樓層水平尺寸B B1 1的的0.0.9 9倍，且水平倍，且水平外挑尺寸外挑尺寸a a不宜大于不宜大于4m4m。 4.2.3 4.2.3 房屋的高度房屋的高度 一般而言，房屋愈高，所受到的地震力和傾覆力矩愈大，一般而言，房屋愈高，所受到的地震力和傾覆力矩愈大，破壞的可能性也愈大。破壞的可能性也愈大。 但但“房屋愈高愈危

20、險房屋愈高愈危險”的概念的概念不是絕對的，是有條件的。于不是絕對的，是有條件的。于19561956年建造的高年建造的高181m181m的的4242層拉丁美洲大廈，經(jīng)受住了層拉丁美洲大廈，經(jīng)受住了3 3次大地震的考驗，幾乎無次大地震的考驗，幾乎無損壞。損壞。 抗震規(guī)范抗震規(guī)范和和高層規(guī)程高層規(guī)程，根據(jù)我國當前科研成果，根據(jù)我國當前科研成果和工程實際情況，對各種結(jié)構(gòu)體系適用范圍內(nèi)建筑物的和工程實際情況，對各種結(jié)構(gòu)體系適用范圍內(nèi)建筑物的最大高度均作出了規(guī)定。超出該規(guī)定的，要進行專門研最大高度均作出了規(guī)定。超出該規(guī)定的，要進行專門研究。究?？拐鹨?guī)范抗震規(guī)范尚規(guī)定：對不規(guī)則結(jié)構(gòu)、有框支層抗尚規(guī)定：對不規(guī)

21、則結(jié)構(gòu)、有框支層抗震墻結(jié)構(gòu)或震墻結(jié)構(gòu)或類場地上的結(jié)構(gòu)，適用的最大高度應(yīng)適當類場地上的結(jié)構(gòu)，適用的最大高度應(yīng)適當降低。降低。4.2.4 4.2.4 房屋的高寬比房屋的高寬比 建筑物的高寬比例，比起其絕對高度來說更為重要。因建筑物的高寬比例，比起其絕對高度來說更為重要。因為建筑物的高寬比值愈大，即建筑愈瘦高，地震作用下為建筑物的高寬比值愈大，即建筑愈瘦高，地震作用下的側(cè)移愈大，地震引起的傾覆作用愈嚴重。巨大的傾覆的側(cè)移愈大，地震引起的傾覆作用愈嚴重。巨大的傾覆力矩在柱力矩在柱( (墻墻) )和基礎(chǔ)中所引起的壓力和拉力比較難于處和基礎(chǔ)中所引起的壓力和拉力比較難于處理。理。 我國對房屋高寬比的要求是按

22、結(jié)構(gòu)體系和地震烈度區(qū)分我國對房屋高寬比的要求是按結(jié)構(gòu)體系和地震烈度區(qū)分的。的。4.2.5 4.2.5 防震縫的合理設(shè)置防震縫的合理設(shè)置 遇到下列情況，應(yīng)設(shè)置防震縫：遇到下列情況，應(yīng)設(shè)置防震縫： 平面形狀、局部尺寸或者立面形狀不符合規(guī)范的有關(guān)平面形狀、局部尺寸或者立面形狀不符合規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，而又未在計算和構(gòu)造上采取相應(yīng)措施時；規(guī)定，而又未在計算和構(gòu)造上采取相應(yīng)措施時； 房屋長度超過規(guī)范規(guī)定的伸縮縫最大間距，又無條件房屋長度超過規(guī)范規(guī)定的伸縮縫最大間距，又無條件采取特殊措施而必需設(shè)置伸縮縫時；采取特殊措施而必需設(shè)置伸縮縫時； 地基土質(zhì)不均勻，房屋各部分的預計沉降（包括地震地基土質(zhì)不均勻，房屋各部

23、分的預計沉降（包括地震時的沉陷）相差過大，必須設(shè)置沉降縫時；時的沉陷）相差過大，必須設(shè)置沉降縫時； 房屋各部分的質(zhì)量或結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度大小懸殊時。房屋各部分的質(zhì)量或結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度大小懸殊時。4.2.5 4.2.5 防震縫的合理設(shè)置防震縫的合理設(shè)置1 1、防震縫設(shè)置原因、防震縫設(shè)置原因 由于建筑平面和體型的多樣化、結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性有時難由于建筑平面和體型的多樣化、結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性有時難以避免，為將不規(guī)則結(jié)構(gòu)變?yōu)槿舾梢?guī)則結(jié)構(gòu)，合理地設(shè)以避免，為將不規(guī)則結(jié)構(gòu)變?yōu)槿舾梢?guī)則結(jié)構(gòu)，合理地設(shè)置防震縫進行結(jié)構(gòu)分段，從而降低抗震設(shè)計的難度及提置防震縫進行結(jié)構(gòu)分段，從而降低抗震設(shè)計的難度及提高抗震設(shè)計的可靠度。高抗震設(shè)

24、計的可靠度。 在國內(nèi)外歷次地震中，曾一再發(fā)生相鄰建筑物或同幢建在國內(nèi)外歷次地震中，曾一再發(fā)生相鄰建筑物或同幢建筑物相鄰單元之間相撞的震例，究其原因，主要是防震筑物相鄰單元之間相撞的震例，究其原因，主要是防震縫寬度偏小或構(gòu)造不當所致。縫寬度偏小或構(gòu)造不當所致。2 2、防震縫設(shè)置原則、防震縫設(shè)置原則 徹底分離或者牢固連接：忌連又連不牢、分又分不清。徹底分離或者牢固連接：忌連又連不牢、分又分不清。 “三縫合一三縫合一”的設(shè)置原則：伸縮縫、沉降縫、防震縫三的設(shè)置原則：伸縮縫、沉降縫、防震縫三縫合一，對于抗震設(shè)防烈度為縫合一，對于抗震設(shè)防烈度為6 6度以上的房屋，所有伸度以上的房屋，所有伸縮縫、縮縫、

25、沉降縫均應(yīng)符合防震縫的寬度要求。沉降縫均應(yīng)符合防震縫的寬度要求。4.2.5 4.2.5 防震縫的合理設(shè)置防震縫的合理設(shè)置續(xù)續(xù)3、 必須設(shè)置抗震縫的情況必須設(shè)置抗震縫的情況 平面形狀、局部尺寸或者立面形狀不符合規(guī)范的有關(guān)平面形狀、局部尺寸或者立面形狀不符合規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，而又未在計算和構(gòu)造上采取相應(yīng)措施時；規(guī)定，而又未在計算和構(gòu)造上采取相應(yīng)措施時； 房屋長度超過規(guī)范規(guī)定的伸縮縫最大間距，又無條件房屋長度超過規(guī)范規(guī)定的伸縮縫最大間距，又無條件采取特殊措施而必需設(shè)置伸縮縫時；采取特殊措施而必需設(shè)置伸縮縫時； 地基土質(zhì)不均勻，房屋各部分的預計沉降（包括地震地基土質(zhì)不均勻，房屋各部分的預計沉降（包括地震

26、時的沉陷）相差過大，必須設(shè)置沉降縫時；時的沉陷）相差過大，必須設(shè)置沉降縫時； 房屋各部分的質(zhì)量或結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度大小懸殊時。房屋各部分的質(zhì)量或結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度大小懸殊時。4 4、防震縫寬度、防震縫寬度 縫寬不足縫寬不足會發(fā)生碰撞破壞；會發(fā)生碰撞破壞； 由于設(shè)縫后造成部分結(jié)構(gòu)段過柔，碰撞造成失穩(wěn)破壞。由于設(shè)縫后造成部分結(jié)構(gòu)段過柔，碰撞造成失穩(wěn)破壞。 必須根據(jù)具體情況認真處理設(shè)縫位置及設(shè)縫寬度。必須根據(jù)具體情況認真處理設(shè)縫位置及設(shè)縫寬度。 確定防震縫寬度，除考慮結(jié)構(gòu)變形外，還應(yīng)考慮由于地確定防震縫寬度，除考慮結(jié)構(gòu)變形外，還應(yīng)考慮由于地基變形引起基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動的影響?；冃我鸹A(chǔ)轉(zhuǎn)動的影響。4.2.5 4.

27、2.5 防震縫的合理設(shè)置防震縫的合理設(shè)置續(xù)續(xù)5 5、防震縫最小寬度、防震縫最小寬度良好地基條件下一般結(jié)構(gòu)的最小縫良好地基條件下一般結(jié)構(gòu)的最小縫寬。寬。 為防止相鄰建筑物在地震中發(fā)生碰撞，防震縫的寬度不為防止相鄰建筑物在地震中發(fā)生碰撞，防震縫的寬度不宜小于兩側(cè)建筑物在較低建筑物屋頂高度處的垂直防震宜小于兩側(cè)建筑物在較低建筑物屋頂高度處的垂直防震縫方向的側(cè)移之和?？p方向的側(cè)移之和。 對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的防震縫最小寬度，一般情況對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的防震縫最小寬度，一般情況下應(yīng)符合下應(yīng)符合抗震規(guī)范抗震規(guī)范所作的規(guī)定：所作的規(guī)定： 框架房屋，當高度不超過框架房屋，當高度不超過l5ml5m時，可采

28、用時，可采用70mm70mm；當高度超；當高度超過過l5ml5m時，時，6 6度、度、7 7度、度、8 8度和度和9 9度相應(yīng)每增高度相應(yīng)每增高5m5m、4m4m、3m3m和和2m2m，宜加寬，宜加寬20mm20mm；框框架抗震墻房屋的防震縫寬度，可采用第架抗震墻房屋的防震縫寬度，可采用第條數(shù)值的條數(shù)值的7070，抗震墻房屋可采用第，抗震墻房屋可采用第條數(shù)值的條數(shù)值的5050，且均不宜小，且均不宜小于于70mm70mm。 4.2.5 4.2.5 防震縫的合理設(shè)置防震縫的合理設(shè)置續(xù)續(xù)防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時，宜按需要較寬防震縫的結(jié)防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時，宜按需要較寬防震縫的結(jié) 構(gòu)類型和較低房屋

29、高度確定縫寬。構(gòu)類型和較低房屋高度確定縫寬。例例1 1：某高層建筑為框架：某高層建筑為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為7 7度，高度，高4545米，其群房為框架結(jié)構(gòu)，高米，其群房為框架結(jié)構(gòu)，高2020米，主樓和群房米，主樓和群房間設(shè)防震縫，其最小縫寬應(yīng)為多少？間設(shè)防震縫，其最小縫寬應(yīng)為多少？ 解：防震縫最小寬度應(yīng)根據(jù)群房框架結(jié)構(gòu)極其高度確定：解：防震縫最小寬度應(yīng)根據(jù)群房框架結(jié)構(gòu)極其高度確定：(mm)95205152070b 例例2 2：6 6度地區(qū)、框架結(jié)構(gòu)、建筑高度度地區(qū)、框架結(jié)構(gòu)、建筑高度35m35m，若需設(shè)防震，若需設(shè)防震縫，其縫寬應(yīng)為多少？若高為縫，其縫寬應(yīng)為多

30、少？若高為35m35m剪力墻結(jié)構(gòu)，其縫寬？剪力墻結(jié)構(gòu)，其縫寬？75mm70(mm),7550%150b2(mm)150205153570) 1 (?。ń猓篵4.2.5 4.2.5 防震縫的合理設(shè)置防震縫的合理設(shè)置續(xù)續(xù)4.2.5 4.2.5 防震縫的合理設(shè)置防震縫的合理設(shè)置續(xù)續(xù)6 6、一般盡可能不設(shè)置抗震縫、一般盡可能不設(shè)置抗震縫 滿足規(guī)定的防震縫寬度在強烈地震作用下由于地面運滿足規(guī)定的防震縫寬度在強烈地震作用下由于地面運動變化，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)、動變化，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)、 地基變形等復雜因素，相鄰結(jié)地基變形等復雜因素，相鄰結(jié)構(gòu)仍可能局部碰撞而損壞；構(gòu)仍可能局部碰撞而損壞； 防震縫寬度過大，建筑立面效果、防水

31、處理較難；防震縫寬度過大，建筑立面效果、防水處理較難； 設(shè)置不當反倒會引起相鄰建筑物碰撞、失穩(wěn)、加大破設(shè)置不當反倒會引起相鄰建筑物碰撞、失穩(wěn)、加大破壞。壞。4.2.5 4.2.5 防震縫的合理設(shè)置防震縫的合理設(shè)置續(xù)續(xù)7 7、不設(shè)置抗震縫、不設(shè)置抗震縫處理辦法處理辦法高層建筑宜選用合理的建高層建筑宜選用合理的建筑結(jié)構(gòu)方案，不設(shè)抗震縫，但要做到：筑結(jié)構(gòu)方案，不設(shè)抗震縫，但要做到： 采取措施避免設(shè)置防震縫采取措施避免設(shè)置防震縫調(diào)整平面形狀和尺調(diào)整平面形狀和尺 寸、寸、并在構(gòu)造以及設(shè)計、施工時采取措施。并在構(gòu)造以及設(shè)計、施工時采取措施。 不規(guī)則房屋不設(shè)防震縫時必須沿高度和從平面上不規(guī)則房屋不設(shè)防震縫時

32、必須沿高度和從平面上 考慮考慮相對薄弱及應(yīng)力集中部位的加強及提高延性相對薄弱及應(yīng)力集中部位的加強及提高延性 措施，在措施，在這些部位應(yīng)盡量避免設(shè)置樓梯間及在樓這些部位應(yīng)盡量避免設(shè)置樓梯間及在樓 板上開較大洞板上開較大洞口。口。 對體型復雜的建筑物不設(shè)抗震縫時，應(yīng)對建筑物進行比對體型復雜的建筑物不設(shè)抗震縫時，應(yīng)對建筑物進行比 較精確的結(jié)構(gòu)抗震分析，解決不設(shè)縫帶來的不利影響，較精確的結(jié)構(gòu)抗震分析，解決不設(shè)縫帶來的不利影響， 如差異沉降、偏心扭轉(zhuǎn)、溫度變形等，估計其局部應(yīng)力如差異沉降、偏心扭轉(zhuǎn)、溫度變形等，估計其局部應(yīng)力 和變形集中及扭轉(zhuǎn)效應(yīng)影響，判明其易損部位，采取加和變形集中及扭轉(zhuǎn)效應(yīng)影響，判明

33、其易損部位，采取加 強措施或提高變形能力的措施。強措施或提高變形能力的措施。4.3 4.3 結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置4.3.1 4.3.1 結(jié)構(gòu)選型結(jié)構(gòu)選型 結(jié)構(gòu)選型涉及的內(nèi)容較多，應(yīng)根據(jù)建筑的重要性、設(shè)防結(jié)構(gòu)選型涉及的內(nèi)容較多，應(yīng)根據(jù)建筑的重要性、設(shè)防烈度、房屋高度、場地、地基、基礎(chǔ)、材料和施工等因素，烈度、房屋高度、場地、地基、基礎(chǔ)、材料和施工等因素，通過技術(shù)、經(jīng)濟條件比較綜合確定。通過技術(shù)、經(jīng)濟條件比較綜合確定。 1、結(jié)構(gòu)材料的選擇結(jié)構(gòu)材料的選擇 單從抗震角度考慮，作為一種好的結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)具備單從抗震角度考慮，作為一種好的結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)具備下下列列性能性能：延性系數(shù)高；延性系數(shù)

34、高；“強度重力強度重力”比值大；比值大；勻質(zhì)性好；勻質(zhì)性好；正交各向同性；正交各向同性；構(gòu)件的連接具有整體性、連續(xù)性和較好的延性，并能發(fā)構(gòu)件的連接具有整體性、連續(xù)性和較好的延性，并能發(fā)揮材料的全部強度。揮材料的全部強度。4.3.1 4.3.1 結(jié)構(gòu)選型結(jié)構(gòu)選型續(xù)續(xù) 建筑結(jié)構(gòu)類型，依其抗震性能優(yōu)劣而排列的順序是：建筑結(jié)構(gòu)類型，依其抗震性能優(yōu)劣而排列的順序是：鋼結(jié)構(gòu)；鋼結(jié)構(gòu)；型鋼混凝土結(jié)構(gòu)；型鋼混凝土結(jié)構(gòu)；混凝土混凝土鋼混合結(jié)構(gòu)；鋼混合結(jié)構(gòu)；現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；配筋砌體結(jié)構(gòu)；配筋砌體結(jié)構(gòu)；砌體結(jié)構(gòu)等

35、。砌體結(jié)構(gòu)等。4.3.1 4.3.1 結(jié)構(gòu)選型結(jié)構(gòu)選型續(xù)續(xù)2 2、抗震結(jié)構(gòu)體系的確定、抗震結(jié)構(gòu)體系的確定 抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計應(yīng)考慮的關(guān)鍵問題，結(jié)構(gòu)方案抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計應(yīng)考慮的關(guān)鍵問題，結(jié)構(gòu)方案的選取是否合理，對安全性和經(jīng)濟性起決定性作用。的選取是否合理，對安全性和經(jīng)濟性起決定性作用。 抗震規(guī)范抗震規(guī)范關(guān)于抗震結(jié)構(gòu)體系，有下列要求：關(guān)于抗震結(jié)構(gòu)體系，有下列要求： 應(yīng)具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑；應(yīng)具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑； 宜有多道抗震防線，應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而宜有多道抗震防線，應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導致整個體系喪失抗震能力或?qū)χ亓Φ某休d能

36、力；導致整個體系喪失抗震能力或?qū)χ亓Φ某休d能力； 應(yīng)具備必要的強度，良好的變形能力和耗能能力；應(yīng)具備必要的強度，良好的變形能力和耗能能力； 宜具有合理的剛度和強度分布，避免因局部削弱或突宜具有合理的剛度和強度分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中；變形成薄弱部位，產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中；對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震能力對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震能力。4.3.1 4.3.1 結(jié)構(gòu)選型結(jié)構(gòu)選型續(xù)續(xù)3. 3. 在設(shè)計房屋之前，一般應(yīng)首先了解場地和地基上在設(shè)計房屋之前，一般應(yīng)首先了解場地和地基上及其卓越周期，調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度，避開共振周

37、期。及其卓越周期，調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度，避開共振周期。 4. 4. 選擇結(jié)構(gòu)體系時，要注意選擇合理的基礎(chǔ)形式。選擇結(jié)構(gòu)體系時，要注意選擇合理的基礎(chǔ)形式。 對于軟弱地基宜選用樁基、筏片基礎(chǔ)或箱形基礎(chǔ)。對于軟弱地基宜選用樁基、筏片基礎(chǔ)或箱形基礎(chǔ)。 巖層高低起伏不均勻或有液化土層時最好采用樁基巖層高低起伏不均勻或有液化土層時最好采用樁基等。等。4.3.2 4.3.2 結(jié)構(gòu)布置的一般原則結(jié)構(gòu)布置的一般原則1 1、平面布置力求對稱（質(zhì)量、剛度、強度）、平面布置力求對稱（質(zhì)量、剛度、強度） 對稱結(jié)構(gòu)在地面平動作用下，水平地震力按構(gòu)件剛對稱結(jié)構(gòu)在地面平動作用下，水平地震力按構(gòu)件剛度分配，因而各構(gòu)件受力比較均勻。而非

38、對稱結(jié)構(gòu)，度分配，因而各構(gòu)件受力比較均勻。而非對稱結(jié)構(gòu)，由于剛心偏在一邊，質(zhì)心與剛心不重合，遠離剛心由于剛心偏在一邊，質(zhì)心與剛心不重合，遠離剛心的剛度較小構(gòu)件的剛度較小構(gòu)件 ，由于側(cè)移量很大，所分擔的水，由于側(cè)移量很大，所分擔的水平地震剪力也顯著增大，甚至導致整個結(jié)構(gòu)因一側(cè)平地震剪力也顯著增大，甚至導致整個結(jié)構(gòu)因一側(cè)構(gòu)件失效而倒塌。構(gòu)件失效而倒塌。4.3.2 4.3.2 結(jié)構(gòu)布置的一般原則結(jié)構(gòu)布置的一般原則續(xù)續(xù) 最為典型的例子是最為典型的例子是19721972年年2 2月月2323日南美洲的馬那瓜地震。日南美洲的馬那瓜地震。 馬那瓜有相距不遠的兩幢高層建筑，一幢為十五層高的馬那瓜有相距不遠的兩

39、幢高層建筑，一幢為十五層高的中央銀行大廈，平面不規(guī)則，中央銀行大廈，平面不規(guī)則，4 4個樓梯間偏置塔樓西端，個樓梯間偏置塔樓西端，西端有填充墻，破壞嚴重，震后拆除；另一幢為西端有填充墻，破壞嚴重，震后拆除；另一幢為1818層高層高的美洲銀行大廈，結(jié)構(gòu)是均勻?qū)ΨQ的，基本的抗側(cè)力體的美洲銀行大廈，結(jié)構(gòu)是均勻?qū)ΨQ的，基本的抗側(cè)力體系包括系包括4 4個個L L形的筒體，對稱地由連梁連接起來，輕微損形的筒體，對稱地由連梁連接起來，輕微損壞，稍加修理便恢復使用。當?shù)氐卣鹆叶裙烙嫗閴模约有蘩肀慊謴褪褂?。當?shù)氐卣鹆叶裙烙嫗? 8度。度。4.3.2 4.3.2 結(jié)構(gòu)布置的一般原則結(jié)構(gòu)布置的一般原則續(xù)續(xù) 當建筑

40、層數(shù)很多時，上面各層偏心引起的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)對下當建筑層數(shù)很多時，上面各層偏心引起的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)對下層的積累，對下面幾層更不利。所以，進行結(jié)構(gòu)布置時，層的積累，對下面幾層更不利。所以，進行結(jié)構(gòu)布置時，除了要求各向?qū)ΨQ外，還希望能具有較大的抗扭剛度。除了要求各向?qū)ΨQ外，還希望能具有較大的抗扭剛度。因此，因此，下下圖圖 （a）、（）、（b）所示的抗震墻沿房屋周邊布）所示的抗震墻沿房屋周邊布置的方案，就優(yōu)于（置的方案，就優(yōu)于（c）、（）、（d）所示在房屋內(nèi)部布置的）所示在房屋內(nèi)部布置的方案。方案。4.3.2 4.3.2 結(jié)構(gòu)布置的一般原則結(jié)構(gòu)布置的一般原則續(xù)續(xù)2 2、豎向布置力求均勻豎向布置力求均勻 結(jié)構(gòu)豎向

41、布置的關(guān)鍵在于：盡可能使其豎向剛度、強結(jié)構(gòu)豎向布置的關(guān)鍵在于：盡可能使其豎向剛度、強度變化均勻，避免出現(xiàn)度變化均勻，避免出現(xiàn)薄弱層薄弱層，并應(yīng)盡可能降低房屋的，并應(yīng)盡可能降低房屋的重心。重心。 注意上剛下柔的結(jié)構(gòu)的處理注意上剛下柔的結(jié)構(gòu)的處理 由于商業(yè)的需要，結(jié)構(gòu)底部幾層往往需要設(shè)置大空間，由于商業(yè)的需要，結(jié)構(gòu)底部幾層往往需要設(shè)置大空間，上部各層為全墻體系或框架一抗震墻體系，而底層或底上部各層為全墻體系或框架一抗震墻體系，而底層或底部兩三層則為框架體系，整個結(jié)構(gòu)屬部兩三層則為框架體系，整個結(jié)構(gòu)屬“框托墻框托墻”體系。體系。這便是工程上稱之為這便是工程上稱之為“框支剪力墻框支剪力墻”或或“底部框

42、架底部框架”的的結(jié)構(gòu)。這種體系很不利于抗震，應(yīng)保證下部結(jié)構(gòu)的抗側(cè)結(jié)構(gòu)。這種體系很不利于抗震，應(yīng)保證下部結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度不能小于上部抗側(cè)剛度的一定比例。剛度不能小于上部抗側(cè)剛度的一定比例。4.3.2 4.3.2 結(jié)構(gòu)布置的一般原則結(jié)構(gòu)布置的一般原則續(xù)續(xù) 同一樓層的框架柱，應(yīng)該具有大致相同的剛度、同一樓層的框架柱，應(yīng)該具有大致相同的剛度、強度和延性，強度和延性，否則，地震時很容易因受力大小否則，地震時很容易因受力大小懸殊而被各個擊破。懸殊而被各個擊破。 在采用純框架結(jié)構(gòu)的高層建筑中，如果將樓梯在采用純框架結(jié)構(gòu)的高層建筑中，如果將樓梯踏步斜梁和平臺梁直接與框架柱相連，就會使踏步斜梁和平臺梁直接與框架柱

43、相連，就會使該柱變成短柱，地震時容易發(fā)生剪切破壞，應(yīng)該柱變成短柱，地震時容易發(fā)生剪切破壞，應(yīng)予避免或采取相關(guān)措施予避免或采取相關(guān)措施。4.4 4.4 多道抗震防線多道抗震防線4.4.1 4.4.1 多道抗震防線的必要性多道抗震防線的必要性1、多道抗震防線的定義多道抗震防線的定義 一個抗震結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)由若干個延性較好的分體系組成，一個抗震結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來協(xié)同工作，即分體系并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來協(xié)同工作，即分體系間的連接部件應(yīng)有適當強度、較好延性和穩(wěn)定的滯回性間的連接部件應(yīng)有適當強度、較好延性和穩(wěn)定的滯回性能。能?？蚣芸拐饓w系：由延

44、性框架框架抗震墻體系：由延性框架和抗震墻兩個系統(tǒng)組成；和抗震墻兩個系統(tǒng)組成；雙肢或多肢抗震墻體系：由若干雙肢或多肢抗震墻體系：由若干個單肢墻分系統(tǒng)組成；個單肢墻分系統(tǒng)組成； 框架體系：框架梁和框架柱；框架體系：框架梁和框架柱；4.4.1 4.4.1 多道抗震防線的必要性多道抗震防線的必要性續(xù)續(xù)抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部贅余度抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部贅余度（相當于超靜定次數(shù)，利用塑性變形的前提），有意（相當于超靜定次數(shù)，利用塑性變形的前提），有意識地建立起一系列分布的屈服區(qū)（塑性鉸區(qū)），以使識地建立起一系列分布的屈服區(qū)（塑性鉸區(qū)），以使結(jié)構(gòu)能夠吸收和耗散大量的地震能

45、量，一旦破壞也易結(jié)構(gòu)能夠吸收和耗散大量的地震能量，一旦破壞也易于修復。于修復。帶贅余桿件的耗能結(jié)構(gòu)帶贅余桿件的耗能結(jié)構(gòu)(a)(a)雙肢墻；雙肢墻；(b)(b)墻和框架；墻和框架；(c)(c)并列斜撐；并列斜撐；(d)(d)芯筒和框架柱芯筒和框架柱 4.4.1 4.4.1 多道抗震防線的必要性多道抗震防線的必要性續(xù)續(xù)2 2、多道抗震防線的必要性：、多道抗震防線的必要性： 多道抗震防線對抗震結(jié)構(gòu)是必要的。強烈地震往往有一多道抗震防線對抗震結(jié)構(gòu)是必要的。強烈地震往往有一定的持續(xù)時間（幾秒幾十秒），并且往往伴隨多次余定的持續(xù)時間（幾秒幾十秒），并且往往伴隨多次余震，結(jié)構(gòu)在首次破壞后再遭余震，將會引起損

46、傷累積，震，結(jié)構(gòu)在首次破壞后再遭余震，將會引起損傷累積，當?shù)谝坏婪谰€的抗側(cè)力構(gòu)件在強烈地震襲擊下遭到破壞當?shù)谝坏婪谰€的抗側(cè)力構(gòu)件在強烈地震襲擊下遭到破壞后，后備的第二道至第三道防線的抗側(cè)力構(gòu)件立即接替，后，后備的第二道至第三道防線的抗側(cè)力構(gòu)件立即接替，抵擋住后續(xù)的地震動的沖擊，可保證建筑物最低限度的抵擋住后續(xù)的地震動的沖擊，可保證建筑物最低限度的安全，免于倒塌。安全，免于倒塌。 適當處理構(gòu)件的強弱關(guān)系，將使其在強震作用下形成多適當處理構(gòu)件的強弱關(guān)系，將使其在強震作用下形成多道防線、是提高結(jié)構(gòu)抗震性能、避免倒塌的有效措施。道防線、是提高結(jié)構(gòu)抗震性能、避免倒塌的有效措施。4.4.2 4.4.2 第

47、一道防線的構(gòu)件選擇原則第一道防線的構(gòu)件選擇原則 地震的往復水平作用使結(jié)構(gòu)遭到嚴重破壞、但結(jié)構(gòu)的地震的往復水平作用使結(jié)構(gòu)遭到嚴重破壞、但結(jié)構(gòu)的最后倒塌是因為結(jié)構(gòu)喪失了承受豎向荷載的能力，即倒塌最后倒塌是因為結(jié)構(gòu)喪失了承受豎向荷載的能力，即倒塌主要取決于豎向荷載。因此，主要取決于豎向荷載。因此，1 1、應(yīng)優(yōu)先選擇不負擔或少負擔重力荷載的豎向支撐或填、應(yīng)優(yōu)先選擇不負擔或少負擔重力荷載的豎向支撐或填充墻，或選用軸壓比值較小的抗震墻、實體筒體之類構(gòu)充墻，或選用軸壓比值較小的抗震墻、實體筒體之類構(gòu)件，作為第一道抗震防線的抗側(cè)力構(gòu)件；一般情況，不件，作為第一道抗震防線的抗側(cè)力構(gòu)件；一般情況，不宜采用軸壓比很

48、大的框架柱兼作第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)宜采用軸壓比很大的框架柱兼作第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件。件。不會發(fā)生結(jié)構(gòu)倒塌。不會發(fā)生結(jié)構(gòu)倒塌。 2 2、如因條件有限，只能采用單一的框架體系，框架就成、如因條件有限，只能采用單一的框架體系，框架就成為整個體系中唯一的抗側(cè)力構(gòu)件，此時應(yīng)采用為整個體系中唯一的抗側(cè)力構(gòu)件，此時應(yīng)采用“強柱弱強柱弱梁梁”型延性框架（即梁為第一道，柱為第二道）。型延性框架（即梁為第一道，柱為第二道）。 4.4.2 4.4.2 第一道防線的構(gòu)件選擇原則第一道防線的構(gòu)件選擇原則續(xù)續(xù)框架破壞機制框架破壞機制 強柱型框架強柱型框架如下圖左，在水平地震作用下，梁端首先出如下圖左，在水平地震作用下，

49、梁端首先出現(xiàn)塑性鉸，梁的屈服先于柱的屈服，行成現(xiàn)塑性鉸，梁的屈服先于柱的屈服，行成梁鉸破壞機制梁鉸破壞機制。弱柱型框架弱柱型框架如下圖右，在水平地震作用下，柱端首先出如下圖右，在水平地震作用下，柱端首先出現(xiàn)塑性鉸，柱的屈服先于柱的屈服，行成現(xiàn)塑性鉸，柱的屈服先于柱的屈服，行成柱鉸破壞機制柱鉸破壞機制。4.4.2 4.4.2 第一道防線的構(gòu)件選擇原則第一道防線的構(gòu)件選擇原則續(xù)續(xù)“強柱弱梁強柱弱梁”延性框架延性框架 由于梁只承受一層或局部重力荷載，柱承受其上多層的由于梁只承受一層或局部重力荷載，柱承受其上多層的總重力荷載；鋼筋端部錨固使梁具有懸索作用，只要鋼總重力荷載；鋼筋端部錨固使梁具有懸索作用

50、，只要鋼筋端部錨固未失效，懸索作用能維持樓面不立即坍塌。筋端部錨固未失效，懸索作用能維持樓面不立即坍塌。 故在強烈地震作用下，結(jié)構(gòu)發(fā)生較大側(cè)移進入非彈性階故在強烈地震作用下，結(jié)構(gòu)發(fā)生較大側(cè)移進入非彈性階段時，為使框架保持足夠的豎向承載能力而免于倒塌，段時，為使框架保持足夠的豎向承載能力而免于倒塌，要求實現(xiàn)梁鉸破壞機制，即塑性鉸應(yīng)首先在梁上形成，要求實現(xiàn)梁鉸破壞機制，即塑性鉸應(yīng)首先在梁上形成，盡可能避免在破壞后危害更大的柱上出現(xiàn)塑性鉸，實現(xiàn)盡可能避免在破壞后危害更大的柱上出現(xiàn)塑性鉸，實現(xiàn)“強柱弱梁強柱弱梁”延性延性框架的抗震設(shè)計，框架的抗震設(shè)計，利用梁的變形、破利用梁的變形、破壞來消耗地震能量。

51、壞來消耗地震能量。4.4.3 4.4.3 利用贅余構(gòu)件增多抗震防線利用贅余構(gòu)件增多抗震防線贅余構(gòu)件的作用贅余構(gòu)件的作用 利用結(jié)構(gòu)中增設(shè)的贅余桿件的屈服和變形，來耗散輸入利用結(jié)構(gòu)中增設(shè)的贅余桿件的屈服和變形，來耗散輸入的地震能量；的地震能量； 利用贅余桿件的破壞和退出工作，使整個結(jié)構(gòu)從一種穩(wěn)利用贅余桿件的破壞和退出工作，使整個結(jié)構(gòu)從一種穩(wěn)定體系過渡到另一種穩(wěn)定體系，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)周期的變化，定體系過渡到另一種穩(wěn)定體系，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)周期的變化，避開地震動卓越周期長時間持續(xù)作用所引起的共振效避開地震動卓越周期長時間持續(xù)作用所引起的共振效應(yīng)；應(yīng)；對結(jié)構(gòu)動力特性的適當控制，來減輕建筑物的對結(jié)構(gòu)動力特性的適當控制，

52、來減輕建筑物的破壞程度，經(jīng)濟。但要注意：太被動、而且不一定有效。破壞程度，經(jīng)濟。但要注意：太被動、而且不一定有效。4.5 4.5 剛度、承載力和延性的匹配剛度、承載力和延性的匹配基本概念基本概念1、剛度、剛度 結(jié)構(gòu)剛度是影響結(jié)構(gòu)在設(shè)計地震作用下非結(jié)結(jié)構(gòu)剛度是影響結(jié)構(gòu)在設(shè)計地震作用下非結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能、結(jié)構(gòu)強度需求、以及彈塑性變形需求的一構(gòu)構(gòu)件性能、結(jié)構(gòu)強度需求、以及彈塑性變形需求的一個關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)。設(shè)計過程中的早期工作將是確定一個個關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)。設(shè)計過程中的早期工作將是確定一個合理的剛度值，檢查典型樓層的層間位移和合理的結(jié)構(gòu)合理的剛度值，檢查典型樓層的層間位移和合理的結(jié)構(gòu)周期。周期。 結(jié)構(gòu)剛度的分

53、布關(guān)系到結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分配，某些部位剛度結(jié)構(gòu)剛度的分布關(guān)系到結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分配，某些部位剛度過大會導致該處的內(nèi)力（或應(yīng)力）集中。過大會導致該處的內(nèi)力（或應(yīng)力）集中。 參數(shù)參數(shù)K值、值、D值與值與EI、GA 、EA、L有關(guān)。有關(guān)。 剛度大剛度大自振周期自振周期T小，結(jié)構(gòu)地震剪力大。（反應(yīng)譜）小，結(jié)構(gòu)地震剪力大。（反應(yīng)譜） 剛度小剛度小結(jié)構(gòu)彈性變形大、超過彈性變形限值。結(jié)構(gòu)彈性變形大、超過彈性變形限值。4.5 4.5 剛度、承載力和延性的匹配剛度、承載力和延性的匹配續(xù)續(xù)2 2、強度、強度 結(jié)構(gòu)的強度應(yīng)該以設(shè)防目標相符。合適的強結(jié)構(gòu)的強度應(yīng)該以設(shè)防目標相符。合適的強度應(yīng)該能夠避免結(jié)構(gòu)在小震下產(chǎn)生破壞和在大震

54、下出現(xiàn)度應(yīng)該能夠避免結(jié)構(gòu)在小震下產(chǎn)生破壞和在大震下出現(xiàn)超出結(jié)構(gòu)變形能力的過大非線性變形。超出結(jié)構(gòu)變形能力的過大非線性變形。 在大地震下結(jié)構(gòu)不存在強度的儲備，設(shè)計者要作的是保在大地震下結(jié)構(gòu)不存在強度的儲備，設(shè)計者要作的是保證結(jié)構(gòu)的強度分布均勻，即結(jié)構(gòu)實際強度的分布與地震證結(jié)構(gòu)的強度分布均勻，即結(jié)構(gòu)實際強度的分布與地震作用的分布相一致，否則就會出現(xiàn)薄弱層。作用的分布相一致，否則就會出現(xiàn)薄弱層。 參數(shù)參數(shù)RR：MuMu、VuVu、NuNu。承載能力驗算。承載能力驗算。 3 3、延性、延性所謂延性，即結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或材料承載能力無所謂延性，即結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或材料承載能力無明顯降低前提下（不低于其極限承載力的明

55、顯降低前提下（不低于其極限承載力的85%85%）結(jié)構(gòu)發(fā)）結(jié)構(gòu)發(fā)生非彈性變形的能力，即屈服后能夠基本維持其屈服強生非彈性變形的能力，即屈服后能夠基本維持其屈服強度的非線性變形能力。延性是抗震設(shè)計中的一個無比重度的非線性變形能力。延性是抗震設(shè)計中的一個無比重要的參數(shù)。要的參數(shù)。 參數(shù)參數(shù)u/ yu/ y。彈塑性變形驗算。彈塑性變形驗算。4.5 4.5 剛度、承載力和延性的匹配剛度、承載力和延性的匹配續(xù)續(xù) 抗震設(shè)計中沒有哪一個單一的設(shè)計參數(shù)可以控制不同部抗震設(shè)計中沒有哪一個單一的設(shè)計參數(shù)可以控制不同部件抗震性能目標的要求。為了滿足不同部件的性能目標，件抗震性能目標的要求。為了滿足不同部件的性能目標，

56、甚至會產(chǎn)生不同設(shè)計參數(shù)之間的沖突。如結(jié)構(gòu)的強度需甚至會產(chǎn)生不同設(shè)計參數(shù)之間的沖突。如結(jié)構(gòu)的強度需求（地震產(chǎn)生的慣性力）和器物的加速度反應(yīng)主要受結(jié)求（地震產(chǎn)生的慣性力）和器物的加速度反應(yīng)主要受結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度所影響，為了滿足對應(yīng)的性能要求往往希構(gòu)構(gòu)件的剛度所影響，為了滿足對應(yīng)的性能要求往往希望結(jié)構(gòu)具備較小的剛度，而為了控制非結(jié)構(gòu)的破壞又往望結(jié)構(gòu)具備較小的剛度，而為了控制非結(jié)構(gòu)的破壞又往往希望有較大的剛度。往希望有較大的剛度。 為滿足某一性能水平下建筑中的不同部件（結(jié)構(gòu)、非結(jié)為滿足某一性能水平下建筑中的不同部件（結(jié)構(gòu)、非結(jié)構(gòu)和器物）對不同設(shè)計控制構(gòu)和器物）對不同設(shè)計控制 參數(shù)的需求，抗震設(shè)計往往參數(shù)

57、的需求，抗震設(shè)計往往是一個不斷迭代、是一個不斷迭代、 相互妥協(xié)的過程，以尋找為滿足不同相互妥協(xié)的過程，以尋找為滿足不同性能水平下不同建筑部件的性能目標對強度、剛度、延性能水平下不同建筑部件的性能目標對強度、剛度、延性需求的合理統(tǒng)一。必要的承載能力和良好的變形能力性需求的合理統(tǒng)一。必要的承載能力和良好的變形能力的結(jié)合便使結(jié)構(gòu)在地震作用下具有的耗能能力。的結(jié)合便使結(jié)構(gòu)在地震作用下具有的耗能能力。4.5.1 4.5.1 剛度與承載力剛度與承載力 提高結(jié)構(gòu)剛度：提高結(jié)構(gòu)剛度：優(yōu)點優(yōu)點可以減小結(jié)構(gòu)側(cè)移、減輕地震災(zāi)害損失；可以減小結(jié)構(gòu)側(cè)移、減輕地震災(zāi)害損失；缺點缺點結(jié)構(gòu)剛度大、自振周期小、地震反應(yīng)大、要求

58、較高水平結(jié)構(gòu)剛度大、自振周期小、地震反應(yīng)大、要求較高水平抵抗力、提高工程造價、降低結(jié)構(gòu)延性。抵抗力、提高工程造價、降低結(jié)構(gòu)延性。 例如：短柱例如：短柱抗側(cè)移剛度大，但是受剪承載能力較小、剛抗側(cè)移剛度大，但是受剪承載能力較小、剛 度和度和強度不匹配經(jīng)常造成嚴重的剪切破壞（斜裂縫）。強度不匹配經(jīng)常造成嚴重的剪切破壞（斜裂縫）。 框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度小、結(jié)構(gòu)側(cè)移大，如果抗側(cè)移剛度不足（小震抗側(cè)移剛度小、結(jié)構(gòu)側(cè)移大，如果抗側(cè)移剛度不足（小震 作用下層間作用下層間側(cè)移角達到側(cè)移角達到1/600以上、基本烈度下的層間側(cè)以上、基本烈度下的層間側(cè) 移角超過移角超過1/200時），時），P-效應(yīng)將使梁柱等

59、桿件截面產(chǎn)生較效應(yīng)將使梁柱等桿件截面產(chǎn)生較 大的次彎矩，進一步加大桿件截面大的次彎矩，進一步加大桿件截面的內(nèi)力偏心距和局部壓的內(nèi)力偏心距和局部壓 應(yīng)力，應(yīng)在承載能力驗算和構(gòu)造措施上充分考應(yīng)力，應(yīng)在承載能力驗算和構(gòu)造措施上充分考慮。此外，慮。此外， 框架側(cè)移很大時還可能發(fā)生附加側(cè)移與框架側(cè)移很大時還可能發(fā)生附加側(cè)移與P-效應(yīng)相互促進效應(yīng)相互促進 的惡性循環(huán)。的惡性循環(huán)。4.5.1 4.5.1 剛度與承載力剛度與承載力續(xù)續(xù)框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu) 剪力墻的數(shù)量及厚度剪力墻的數(shù)量及厚度剪力墻數(shù)量多、厚度大，剛度剪力墻數(shù)量多、厚度大，剛度 （GA）大、）大、自振周期短、地震作用大；剪力墻數(shù)量小、

60、自振周期短、地震作用大；剪力墻數(shù)量小、 厚度小，剛度小、自厚度小，剛度小、自振周期長、地震作用小。振周期長、地震作用小。 設(shè)計設(shè)計根據(jù)建筑物重要性、建筑裝修等級和設(shè)防烈度高根據(jù)建筑物重要性、建筑裝修等級和設(shè)防烈度高 低所確低所確定的結(jié)構(gòu)側(cè)移限值，來確定抗震墻的數(shù)量和厚度，定的結(jié)構(gòu)側(cè)移限值，來確定抗震墻的數(shù)量和厚度， 使建筑物具有使建筑物具有盡可能長的自振周期紀最小的水平地震作用。通過試算確定。盡可能長的自振周期紀最小的水平地震作用。通過試算確定。 剪力墻厚度厚度要適度，不能過厚，因為：剪力墻厚度厚度要適度，不能過厚，因為： 厚墻使建筑自振周期變短，水平地震作用增大；厚墻使建筑自振周期變短，水平