建筑結(jié)構(gòu)抗震基礎(chǔ)知識(shí)

第12章建筑結(jié)構(gòu)抗震基礎(chǔ)知識(shí)地震是指因地球內(nèi)部緩慢積累的能量突然釋放而引起的地球表層的振動(dòng)。房屋倒塌橋梁斷落水壩開(kāi)裂鐵軌變形結(jié)構(gòu)喪失整體性、承重結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足地面裂縫山崩、滑坡海嘯、火災(zāi)地球構(gòu)成：三個(gè)圈層：地殼、地幔、地核

地幔物質(zhì)對(duì)流板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)（根本原因）地震地震形成的宏觀背景：地球構(gòu)成92%的地震發(fā)生在地殼中，其余的發(fā)生在地幔上部地震的形成：12.1.1地震成因與類型a、巖層的原始狀態(tài)b、受力發(fā)生彎曲c、巖層破裂發(fā)生震動(dòng)地震形成的局部機(jī)制:地球板塊運(yùn)動(dòng)

板塊之間的相互作用力

地殼中巖層變形變形積聚超過(guò)巖石所能承受的程度巖體就會(huì)發(fā)生突然斷裂或錯(cuò)動(dòng)地震

12.1.2地震特征描述1地震空間位置震中震源深度震源距震中距震源常用地震術(shù)語(yǔ)地震類型地震天然地震誘發(fā)地震構(gòu)造地震火山地震陷落地震構(gòu)造地震：由于地殼運(yùn)動(dòng)使地殼某些部位的地應(yīng)力不斷加強(qiáng)，當(dāng)彈性地應(yīng)力的積聚超過(guò)巖石的強(qiáng)度極限時(shí)，巖層就會(huì)發(fā)生突然斷裂和猛烈錯(cuò)動(dòng)，引起振動(dòng)。振動(dòng)以波的形式傳到地面，造成地震。破壞性地震主要屬于構(gòu)造地震，占世界地震總數(shù)的90%以上。

火山地震

由于火山作用，如巖漿活動(dòng)、氣體爆炸等引起的地震稱為火山地震，這類地震只占全世界地震的7%左右。

1914年日本櫻島火山爆發(fā)，產(chǎn)生的震動(dòng)相當(dāng)于一個(gè)6.7級(jí)地震。陷落地震

由于地下溶洞或礦井頂部塌陷而引起的地震稱為塌陷地震。因巖層崩塌陷落而形成的地震稱陷落地震。主要發(fā)生在石灰?guī)r等易溶巖分布的地區(qū)。這是因?yàn)橐兹軒r長(zhǎng)期受地下水侵蝕形成了許多溶洞，洞頂塌落造成了地震。

這類地震的規(guī)模比較小，次數(shù)也很少。按震源深度淺源EQ：震源深度小于60km，約占地震總數(shù)72.5%中源EQ：震源深度在60-300km深源EQ：震源深度大于300km

1962年3月19日在廣東河源新豐江水庫(kù)壩區(qū)發(fā)生了迄今我國(guó)最大的水庫(kù)誘發(fā)地震，震級(jí)為6.1級(jí)。

誘發(fā)地震

因人為因素直接造成的地震是人工地震。

如工業(yè)爆破、地下核爆炸造成的振動(dòng)；在深井中進(jìn)行高壓注水以及大水庫(kù)蓄水后增加了地殼的壓力，有時(shí)也會(huì)誘發(fā)地震。

12.2地震強(qiáng)度度量地震波類型地震波是地震發(fā)生時(shí)由震源地方的巖石破裂產(chǎn)生的彈性波。地震引起的振動(dòng)是以波的形式從震源向各個(gè)方向傳播并釋放能量。地震波體波：面波：在地球內(nèi)部傳播在地球表面?zhèn)鞑タv波（P波）橫波（S波）橫波特點(diǎn):周期長(zhǎng)、振幅大、波速慢,100-800m/s，其振動(dòng)方向與波傳播方向垂直，引起地面水平方向振動(dòng)。縱波特點(diǎn):周期短、振幅小、波速快,200-1400m/s，其振動(dòng)方向與波傳播方向一致，引起地面垂直方向振動(dòng)。地震震級(jí)含義——一次地震釋放能量大小的度量里氏震級(jí)：用標(biāo)準(zhǔn)地震儀（周期0.8s，阻尼系數(shù)0.8，放大倍數(shù)2800的地震儀）在距震中100km處記錄到的最大水平位移（單振幅，以μm計(jì)）的常用對(duì)數(shù)值震級(jí)與震源釋放的能量（爾格）之間對(duì)應(yīng)關(guān)系微震（小于2級(jí)）有感地震（2——4級(jí)）破壞地震（5級(jí)以上）強(qiáng)震（大震）（7級(jí)以上）特大地震（8級(jí)以上）震級(jí)與能量的關(guān)系能量E的單位：爾格（1爾格=

）

能量越大，震級(jí)就越大；震級(jí)相差一級(jí)，地面振幅增加約10倍，而能量相差約32倍。一個(gè)6級(jí)地震相當(dāng)于一個(gè)兩萬(wàn)噸級(jí)的原子彈。

地震烈度

一般而言，震級(jí)越大，烈度就越大。同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度就低。影響烈度的因素，除了震級(jí)、震中距外，還與震源深度、地質(zhì)構(gòu)造、地基條件、建筑物的動(dòng)力特性、施工質(zhì)量等因素有關(guān)。1.定義及影響因素

一次地震對(duì)某一地區(qū)的影響和破壞程度稱地震烈度，簡(jiǎn)稱為烈度。用I表示，是衡量地震引起后果的一種標(biāo)度。2.地震烈度表地震烈度表是評(píng)定烈度的標(biāo)準(zhǔn)和尺度。我國(guó)在1980年制定了《中國(guó)地震烈度表》?！吨袊?guó)地震烈度表》將地震烈度分為1-12度。無(wú)感1室內(nèi)個(gè)別靜止中的人感覺(jué)2懸掛物微動(dòng)門(mén)、窗輕微作響室內(nèi)少數(shù)靜止中的人感覺(jué)3懸掛物明顯擺動(dòng)，器皿作響門(mén)、窗作響室內(nèi)多數(shù)人感覺(jué)。室外少數(shù)人感覺(jué)。少數(shù)人夢(mèng)中驚醒43（2-4）31（22-44）不穩(wěn)定器物翻倒門(mén)窗、屋頂、屋架顫動(dòng)作響，灰土掉落。抹灰出現(xiàn)微細(xì)裂縫室內(nèi)普遍感覺(jué)。室外多數(shù)人感覺(jué)。多數(shù)人夢(mèng)中驚醒56（5-9）63（45-89）河岸和松軟土出現(xiàn)裂縫。飽和砂層出現(xiàn)噴砂冒水。地面上有的磚煙囪輕度裂縫掉頭損壞——個(gè)別磚瓦掉落、墻體微細(xì)裂縫驚惶失措，倉(cāng)皇逃出613（10-18）125（90-177）河岸出現(xiàn)坍方。飽和砂層常見(jiàn)噴砂冒水。松軟土上地裂縫較多。大多數(shù)磚煙囪中等破壞輕度破壞——局部破壞開(kāi)裂，但不妨礙使用大多數(shù)人倉(cāng)皇逃出725（19-35）250（178-353）干硬土上亦有裂縫。大多數(shù)磚煙囪嚴(yán)重破壞中等破壞——結(jié)構(gòu)受損，需要修理?yè)u晃顛簸，行走困難850（36-71）500（354-707）干硬土上有許多地方出現(xiàn)裂縫，基巖上可能出現(xiàn)裂縫?；隆⑻匠Ｒ?jiàn)。磚煙囪出現(xiàn)倒塌嚴(yán)重破壞——墻體龜裂，局部倒塌，修復(fù)困難坐立不穩(wěn)。行動(dòng)的人可能摔跤9100（72-141）1000（708-1414）山崩和地震斷裂出現(xiàn)。基巖上的拱橋破壞。大多數(shù)磚煙囪從根部破壞或倒毀倒塌——大部倒塌，不堪修復(fù)騎自行車的人會(huì)摔倒。處不穩(wěn)狀態(tài)的人會(huì)摔出幾尺遠(yuǎn)。有拋起感10地震斷裂延續(xù)很長(zhǎng)。山崩常見(jiàn)?；鶐r上的拱橋毀壞毀滅11地面劇烈變化，山河改觀12個(gè)別：10%以下少數(shù)：10%——50%多數(shù)：50%——70%大多數(shù)：70%——90%普遍：90%以上速度加速度其它現(xiàn)象一般房屋人的感覺(jué)烈度《規(guī)范規(guī)定》抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)

建筑所在地區(qū)在50年出現(xiàn)的頻度最高的烈度。也稱為常遇烈度、小震烈度，用Is表示。其超越概率為63.2%。5.多遇烈度

6.罕遇烈度

建筑所在地區(qū)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（50年）內(nèi)具有超越概率2%-3%的地震烈度。也稱為大震烈度，重現(xiàn)期約為2000年。3.基本烈度

一個(gè)地區(qū)未來(lái)50年內(nèi)在一般場(chǎng)地條件下可能遭受的具有10%超越概率的地震烈度值稱為該地區(qū)的基本烈度Ib。大震與小震小震：發(fā)生機(jī)會(huì)較多的地震地震烈度概率密度曲線上的峰值所對(duì)應(yīng)的烈度，即眾值烈度時(shí)的地震大震：發(fā)生機(jī)會(huì)極小的地震，罕遇烈度時(shí)的地震3地震時(shí)間描述在一定時(shí)間內(nèi)（一般是幾十天至數(shù)月）相繼發(fā)生在相近地區(qū)的一系列大小地震稱為地震序列。地震序列中，最大的一次地震叫主震主震之前發(fā)生的地震為前震主震之后發(fā)生的地震為余震發(fā)震時(shí)刻強(qiáng)震持時(shí)地震序列按地震能量釋放的特點(diǎn)主震型震群型孤立型主震震級(jí)突出，釋放的能量占全序列的絕大部分主震震級(jí)不突出，能量由多個(gè)震級(jí)相近的地震釋放前震、余震稀少，能量釋放基本通過(guò)主震一次釋放在上述三種類型地震中，主震型約占60％，震群型（多發(fā)型）占30％，而孤立型（單發(fā)型）占10％。12.2抗震設(shè)防的基本要求總目標(biāo)：通過(guò)抗震設(shè)防，減輕建筑的破壞，避免人員死亡，減輕經(jīng)濟(jì)損失。要求建筑物在使用期間，對(duì)不同頻度和強(qiáng)度的地震，應(yīng)具有不同的抵抗能力。具體通過(guò)“三水準(zhǔn)”的抗震設(shè)防目標(biāo)。1三水準(zhǔn)的抗震設(shè)防原則抗震設(shè)防烈度：按國(guó)家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)發(fā)地震烈度12.2.1建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的依據(jù)定義：按國(guó)家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)發(fā)地震烈度確定：必須按國(guó)家規(guī)定的權(quán)限審批、頒發(fā)的文件（圖件）確定。一般情況下，可采用中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖的地震基本烈度度（或與本規(guī)范設(shè)計(jì)地震基本加速度值對(duì)應(yīng)的烈度值）對(duì)做過(guò)抗震防災(zāi)規(guī)劃的城市，可按批準(zhǔn)的抗震設(shè)防區(qū)劃（抗震設(shè)防烈度或設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)）進(jìn)行抗震設(shè)防設(shè)防范圍——6-9度設(shè)防依據(jù)——抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防分類及抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)1.抗震設(shè)防分類

國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局和建設(shè)部在1995年4月19日公布了《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223。

該標(biāo)準(zhǔn)主要以地震中和地震后房屋的損壞對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生的影響的程度大小，將建筑分成4個(gè)抗震設(shè)防類別。

國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和建設(shè)部在2001年7月20日公布了《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001。該規(guī)范對(duì)上面標(biāo)準(zhǔn)作了修改。3建筑分類與設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)12.2.3地震作用計(jì)算方法1建筑結(jié)構(gòu)考慮地震作用的原則2水平地震作用計(jì)算方法1建筑結(jié)構(gòu)考慮地震作用的原則水平地震作用的計(jì)算原則一般正交布置抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，可沿縱橫主軸方向分別計(jì)算斜交布置抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，宜按平行于抗側(cè)力構(gòu)件方向計(jì)算質(zhì)量和剛度明顯不均勻、不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮水平地震作用的扭轉(zhuǎn)影響計(jì)算范圍水平地震作用6度區(qū)（除甲類建筑和IV類場(chǎng)地上的較高房屋外）可不算7-9度區(qū)（除可不進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的房屋外）均算豎向地震作用8、9度大跨度結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)9度的高層建筑2水平地震作用計(jì)算方法振型分解反應(yīng)譜法底部剪力法時(shí)程分析法影響設(shè)計(jì)地震作用的因素地震動(dòng)特性方面抗震設(shè)防烈度設(shè)計(jì)近遠(yuǎn)震場(chǎng)地類別結(jié)構(gòu)特性方面結(jié)構(gòu)自振周期建筑質(zhì)量（重力荷載）結(jié)構(gòu)阻尼比（材料）基本計(jì)算數(shù)據(jù)重力荷載代表值結(jié)構(gòu)自振周期設(shè)計(jì)反應(yīng)譜重力荷載代表值永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合值系數(shù)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值重力荷載代表值永久荷載（建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)配件自重）標(biāo)準(zhǔn)值+可變荷載（雪、灰、樓面活荷載）組合值結(jié)構(gòu)自振周期back理論計(jì)算方法——Jacobi法近似計(jì)算方法能量法折算質(zhì)量法頂點(diǎn)位移法矩陣迭代法經(jīng)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)反應(yīng)譜水平地震影響系數(shù)

水平地震影響系數(shù)曲線水平地震影響系數(shù)曲線水平地震影響系數(shù)最大值水平地震影響系數(shù)最大值特征周期TgT(s)ααmax0.45αmax0.1Tg（特征周期）3.0α=(Tg/T)0.9αmax

>=0.2αmax三種計(jì)算方法back振型分解反應(yīng)譜法底部剪力法時(shí)程分析法振型分解反應(yīng)譜法振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算振型計(jì)算地震影響系數(shù)和振型參與系數(shù)計(jì)算振型地震作用計(jì)算振型地震效應(yīng)振型組合底部剪力法mHiHiFiFEkΔFn計(jì)算方法底部剪力的計(jì)算地震作用沿高度的分配頂部附加地震作用突出屋面小建筑物適用條件高度<=40m剪切變形為主m、k分布均勻時(shí)程分析法基本概念適用范圍特別不規(guī)則建筑甲類建筑超高層建筑樓層水平地震剪力的分配現(xiàn)澆和裝配整體式混凝土樓屋蓋等剛性樓蓋建筑，宜按抗側(cè)力構(gòu)件等效剛度的比例分配木樓屋蓋等柔性樓蓋建筑，宜按抗側(cè)力構(gòu)件從屬面積上重力荷載代表值的比例分配普通預(yù)制板的裝配式混凝土樓屋蓋等半剛性樓蓋建筑，可取上述兩種分配結(jié)果的平均值考慮空間作用、樓蓋變形、墻體彈塑性變形和扭轉(zhuǎn)的影響時(shí)，可按各有關(guān)規(guī)定對(duì)上述分配結(jié)果作適當(dāng)調(diào)整豎向地震作用的計(jì)算FviHiFviFEvk

樓屋蓋的豎向地震作用效應(yīng)分配

按各構(gòu)件承受的重力荷載代表值的比例分配

平板型網(wǎng)架屋蓋和跨度大于24m的屋架（8、9度）

長(zhǎng)懸臂和其它大跨結(jié)構(gòu)（8、9度）高層房屋（9度）

地震作用標(biāo)準(zhǔn)值12.2.4結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面抗震驗(yàn)算內(nèi)力基本組合設(shè)計(jì)值承載力設(shè)計(jì)值承載力調(diào)整系數(shù)抗震變形驗(yàn)算彈性變形驗(yàn)算目的：防止非結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)過(guò)重破壞范圍：框架、框架—抗震墻、框支抗震墻多高層鋼筋砼房屋表達(dá)式：彈性層間位移彈性層間位移角限值層高薄弱層彈塑性變形驗(yàn)算目的：防止倒塌或嚴(yán)重破壞范圍：薄弱層彈塑性變形計(jì)算方法薄弱層位置的確定：表達(dá)式：彈塑性層間位移彈塑性層間位移角限值薄弱層彈塑性變形驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)范圍應(yīng)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)8度III、IV類場(chǎng)地和9度時(shí)，高大單層鋼筋砼柱廠房橫向排架甲類建筑、9度時(shí)乙類建筑中的鋼筋砼和鋼結(jié)構(gòu)7-9度時(shí)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)小于0.5的鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)隔震和消能減震結(jié)構(gòu)高層鋼結(jié)構(gòu)宜驗(yàn)算結(jié)構(gòu)超高和豎向不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)7度III、IV類場(chǎng)地和8度時(shí)，乙類建筑中的鋼筋砼和鋼結(jié)構(gòu)板柱—抗震墻結(jié)構(gòu)和底部框架磚房薄弱層彈塑性變形計(jì)算方法簡(jiǎn)化方法適用范圍不超過(guò)12層且層剛度無(wú)突變的鋼筋砼框架不超過(guò)20層且層剛度無(wú)突變的鋼框架單層鋼筋砼柱廠房方法靜力彈塑性方法和彈塑性時(shí)程分析法12.2.5建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)基本要求一、定義與基本內(nèi)容

根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過(guò)程稱為概念設(shè)計(jì)。

基本內(nèi)容有三部分：

1.建筑設(shè)計(jì)應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性；2.合理的建筑結(jié)構(gòu)體系選擇；

3.抗側(cè)力結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的延性設(shè)計(jì)。二、意義“計(jì)算設(shè)計(jì)”很難有效控制結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，不能完全解決問(wèn)題地震作用的不確定性結(jié)構(gòu)計(jì)算假定與實(shí)際情況的差異（計(jì)算模型、材料、阻尼變化等）經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、定性判斷含義在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先著眼于結(jié)構(gòu)的總體地震反應(yīng)，按照結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)制和破壞過(guò)程，靈活運(yùn)用抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，全面合理地解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基本問(wèn)題，既注意總體布置上的大原則，又顧及到關(guān)鍵部位的細(xì)節(jié)，從根本上提高結(jié)構(gòu)的抗震能力；有時(shí)需要運(yùn)用工程判斷解決或處理具體問(wèn)題。1建筑形狀選擇建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。對(duì)平面不規(guī)則和豎向不規(guī)則類型的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)按《抗震規(guī)范》要求進(jìn)行水平地震作用計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整，并對(duì)薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施。對(duì)體型復(fù)雜、平立面特別不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，要在適當(dāng)部位設(shè)置防震縫，形成多個(gè)較規(guī)則的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元。建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對(duì)稱，整體性好；建筑的立面和豎向剖突變面宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度變化均勻，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐步減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變。防震縫要留有足夠的寬度，其兩側(cè)上部結(jié)構(gòu)完全分開(kāi)。當(dāng)結(jié)構(gòu)需要設(shè)置伸縮縫和沉降縫時(shí)，其寬度應(yīng)符合防震縫的要求。建筑物平、立面布置的基本原則：結(jié)構(gòu)對(duì)稱——有利于減輕結(jié)構(gòu)的地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)形狀規(guī)則——在地震時(shí)應(yīng)力集中現(xiàn)象較少，有利于抗震質(zhì)量與剛度變化均勻——平面內(nèi)使結(jié)構(gòu)剛度中心與質(zhì)量中心 相一致，避免扭轉(zhuǎn)效應(yīng)高度方向均勻變化，避免薄弱層，減小變形集中、鞭梢效應(yīng)對(duì)稱、規(guī)則、質(zhì)量與剛度變化均勻建筑抗震概念設(shè)計(jì)三、抗震設(shè)計(jì)基本要求建筑抗震設(shè)計(jì)包括三個(gè)層次的內(nèi)容與要求：概念設(shè)計(jì)——在總體上把握抗震設(shè)計(jì)的基本原則抗震計(jì)算——為建筑抗震設(shè)計(jì)提供定量手段構(gòu)造措施——在保證結(jié)構(gòu)整體性、加強(qiáng)局部薄弱環(huán)節(jié)等意義上保證抗震計(jì)算結(jié)果的有效性建筑抗震設(shè)計(jì)在總體上要求把握的基本原則:

注意場(chǎng)地選擇，把握建筑體型，利用結(jié)構(gòu)延性，設(shè)置多道防線，重視非結(jié)構(gòu)因素四、把握建筑體型建筑物平、立面布置的基本原則：結(jié)構(gòu)對(duì)稱——有利于減輕結(jié)構(gòu)的地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)形狀規(guī)則——在地震時(shí)應(yīng)力集中現(xiàn)象較少，有利于抗震質(zhì)量與剛度變化均勻——平面內(nèi)使結(jié)構(gòu)剛度中心與質(zhì)量中心相一致，避免扭轉(zhuǎn)效應(yīng)高度方向均勻變化，避免薄弱層，減小變形集中、鞭梢效應(yīng)對(duì)稱、規(guī)則、質(zhì)量與剛度變化均勻平面不規(guī)則的類型豎向不規(guī)則的類型建筑結(jié)構(gòu)平面的扭轉(zhuǎn)不規(guī)則示例建筑結(jié)構(gòu)平面的凹角或凸角不規(guī)則示例建筑結(jié)構(gòu)平面局部不連續(xù)示例沿豎向的側(cè)向剛度不規(guī)則（有柔軟層）五、抗震結(jié)構(gòu)體系體系選擇考慮因素：設(shè)防類別、烈度、高度、場(chǎng)地、地基、材料、施工等要求具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作用傳遞途徑宜有多道抗震防線應(yīng)具備必要的抗震承載力、良好的變形能力和耗能能力宜具有合理的剛度和承載力分布多道抗震防線第一道防線的選擇應(yīng)優(yōu)先選擇不承受重力荷載的構(gòu)件不宜選擇軸壓比大的框架柱結(jié)構(gòu)體系的多道設(shè)防框架-抗震墻結(jié)構(gòu)：框架為第一道，抗震墻為第二道填充墻框架結(jié)構(gòu)：填充墻為第一道，框架為第二道單層廠房：柱間支撐為第一道結(jié)構(gòu)構(gòu)件的多道設(shè)防聯(lián)肢墻：連梁為第一道，墻肢為第二道延性框架：梁為第一道，柱為第二道超靜定結(jié)構(gòu)：贅余構(gòu)件為第一道12.3場(chǎng)地與地基12.3.1場(chǎng)地和地基的概念場(chǎng)地即指工程群體所在地，具有相似的反應(yīng)譜特征，其范圍相當(dāng)于廠區(qū)、居民小和自然村或不小于1.0平方公里的平面面積。場(chǎng)地的劃分（按建筑特震害程度）：有利場(chǎng)地：堅(jiān)硬土、平坦的中硬土不利場(chǎng)地：軟弱土、液化土、山丘、山嘴等危險(xiǎn)場(chǎng)地：滑坡、地裂、泥石流地基是指建筑物持力層范圍內(nèi)的那部分土層。一般地，軟弱地基對(duì)建筑物有增長(zhǎng)周期、改變振型和增大阻尼的作用。在軟弱地基上，柔性結(jié)構(gòu)最容易破壞，剛性結(jié)構(gòu)則較好；堅(jiān)硬地基上，柔性結(jié)構(gòu)表現(xiàn)較好，而則性結(jié)構(gòu)有的表現(xiàn)較差?？偟膩?lái)說(shuō)，軟弱地基更為不利。12.3.2工程地質(zhì)條件對(duì)震害的影響1、地形條件的影響2、局部地質(zhì)構(gòu)造的影響3、地基土質(zhì)的影響4、地下水的影響12.3.3場(chǎng)地選擇及場(chǎng)地分類1場(chǎng)地選擇場(chǎng)地選擇選擇有利地段避開(kāi)不利地段，無(wú)法避免時(shí)應(yīng)采取有效措施不應(yīng)在危險(xiǎn)地段建造甲、乙、丙類建筑I類場(chǎng)地時(shí)，抗震構(gòu)造措施（新規(guī)范）甲、乙類建筑按設(shè)防烈度采?。住⒁?、）丙類建筑可按設(shè)防烈度降低一度采?。?度不降）地基、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)同一結(jié)構(gòu)單元基礎(chǔ)不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基上同一結(jié)構(gòu)單元不宜部分采用天然地基部分采用樁基地基較差時(shí)，應(yīng)考慮不均勻沉降等不利影響2場(chǎng)地分類等效剪切波速是根據(jù)地震波通過(guò)計(jì)算深度范圍內(nèi)多層土層的時(shí)間等于該波通過(guò)計(jì)算深度范圍內(nèi)單一土層所需時(shí)間的條件求出的。等效剪切波速定義1：從地面（而非基礎(chǔ)底面）到基巖的距離。定義2：下、上兩相鄰?fù)翆拥募羟胁ㄋ俅笮∧骋恢?，?時(shí)。《抗震規(guī)范》定義：一般情況下，可取地面到剪切波速大于500m/s的堅(jiān)硬土層或巖層頂?shù)木嚯x。場(chǎng)地覆蓋層厚度《抗震規(guī)范》指出：建筑場(chǎng)地類別應(yīng)根據(jù)土層等效剪切速波和場(chǎng)地覆蓋層厚度劃分為4類。場(chǎng)地類別

~80

3~15

30~500ⅣⅢⅡⅠ等效剪切波速（m/s）場(chǎng)地類型注意場(chǎng)地選擇地震區(qū)宜選擇有利地段，避開(kāi)不利地段，不在危險(xiǎn)地段進(jìn)行工程建設(shè)當(dāng)確實(shí)需要在不利地段或危險(xiǎn)地段建筑工程時(shí)，應(yīng)遵循建筑抗震設(shè)計(jì)的有關(guān)要求進(jìn)行詳細(xì)的場(chǎng)地評(píng)價(jià)，并采取必要的抗震措施12.4砌體結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震規(guī)定12.4.1多層砌體結(jié)構(gòu)房屋12.4.2現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)12.4.1多層砌體結(jié)構(gòu)房屋1建筑體型與結(jié)構(gòu)布置2房屋總高度與層數(shù)3房屋最大高寬比4抗震橫墻最大間距5房屋局部尺寸1建筑體型與結(jié)構(gòu)布置1、應(yīng)優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系；2、縱橫墻的布置宜對(duì)稱，沿水平面內(nèi)宜對(duì)齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)；同一軸線上的窗間墻宜均勻；3、樓梯間不宜設(shè)在房屋的盡端或轉(zhuǎn)角處，否則應(yīng)采取局部加強(qiáng)措施，如在樓梯間四角設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱等。4、煙道、風(fēng)道、垃圾道等不應(yīng)削弱墻體，當(dāng)墻體被削弱時(shí)，應(yīng)對(duì)墻體采取加強(qiáng)措施，不宜采用無(wú)豎向配筋的附墻煙囪及出墻面的煙囪。5、不宜采用無(wú)錨固的鋼筋混凝土預(yù)制挑檐。房屋的建筑體型應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、規(guī)則，避免平面凹凸曲折，立面高低錯(cuò)落多層砌體房屋的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)符合下列要求：6、有下列情況之一時(shí)宜設(shè)置防震縫：（1）房屋立面高差在6m以上；（2）房屋有錯(cuò)層，且樓板高差較大；（3）各部分結(jié)構(gòu)剛度、質(zhì)量截然不同。防震縫兩側(cè)均應(yīng)布設(shè)墻體，縫寬可取50~100mm。2房屋總高度與層數(shù)房屋的總高度與層數(shù)對(duì)醫(yī)院、教學(xué)樓等及橫墻較少的多層砌體房屋，總高度應(yīng)比前表的規(guī)定降低3m,層數(shù)相應(yīng)減少一層；各層橫墻很少的多層砌體房屋，還應(yīng)根據(jù)具體情況再適當(dāng)降低總高度和減少層數(shù)。磚房和砌塊房屋的層高，不宜超過(guò)3.6m。------618721721190混凝土小砌塊------5156187211904126187217212404126187821824240普通粘土磚層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)高度6789烈度最小墻厚(mm)房屋類別多孔粘土磚3房屋最大高寬比房屋高寬比抗震規(guī)范對(duì)多層砌體房屋不要求作整體彎曲的承載力驗(yàn)算。為了使多層砌體房屋有足夠的穩(wěn)定性和整體抗彎能力，房屋的高寬比應(yīng)滿足下表：房屋高寬比：房屋總高度與總寬度的最大比值。房屋高寬比的限值表4抗震橫墻最大間距抗震橫墻的間距橫向地震作用主要由橫墻承受。橫墻間距較大時(shí)，樓蓋水平剛度變小，不能將橫向水平地震作用有效傳遞到橫墻，致使縱墻發(fā)生較大出平面彎曲變形，造成縱墻倒塌。471111木樓、屋蓋7111515裝配式鋼筋混凝土樓、屋蓋11151818現(xiàn)澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓、屋蓋9876烈度房屋類型房屋抗震橫墻最大間距(m)5房屋局部尺寸房屋的局部尺寸在強(qiáng)烈地震作用下，房屋首先在薄弱部位破壞，這些薄弱部位一般是，窗間墻、盡端墻段、突出屋頂?shù)呐畠簤Φ取?.51.51.02.00.01.21.21.01.50.51.01.01.01.00.51.01.01.01.00.5承重窗間墻最小寬度承重外墻盡端至門(mén)窗洞邊的最小距離非承重外墻盡端至門(mén)窗洞邊的最小距離內(nèi)墻陽(yáng)角至門(mén)窗洞邊的最小距離無(wú)錨固女兒墻(非出入口處)的最大高度9876烈度部位房屋局部尺寸限值(m)12.4.2現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)1房屋最大高度與房屋剛高寬比2結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)3規(guī)則結(jié)構(gòu)與不規(guī)則結(jié)構(gòu)4結(jié)構(gòu)體系選擇及結(jié)構(gòu)布置原則5防震縫設(shè)置1房屋最大高度與房屋高寬比現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)適用的最大高度(m)對(duì)平面和豎向均不規(guī)則的結(jié)構(gòu)或建造于Ⅳ類場(chǎng)地上的結(jié)構(gòu)，其適用的最大高度尚應(yīng)適當(dāng)降低。當(dāng)設(shè)防烈度為6、7、8度，且房屋高度分別超過(guò)120m、100m、80m時(shí)，不宜采用框支層現(xiàn)澆抗震墻結(jié)構(gòu)。適用的房屋最大高寬比2結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高；地震作用與烈度、場(chǎng)地等有關(guān)，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，對(duì)不同烈度、場(chǎng)地的結(jié)構(gòu)的抗震要求可以有明顯的差別。2、結(jié)構(gòu)的抗震能力主要取決于主要抗側(cè)力構(gòu)件的性能；主、次抗側(cè)力構(gòu)件的抗震要求應(yīng)有差別。3、房屋越高，地震反應(yīng)越大，抗震要求越高?？拐鸬燃?jí)是確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震計(jì)算和抗震措施的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)設(shè)防烈度、房屋高度、建筑類別、結(jié)構(gòu)類型及構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中的重要程度確定，共分四個(gè)等級(jí)，一級(jí)最高。3規(guī)則結(jié)構(gòu)與不規(guī)則結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范主要根據(jù)房屋平面和立面布置、質(zhì)量和剛度分布情況將結(jié)構(gòu)劃分為兩類：規(guī)則結(jié)構(gòu)和不規(guī)則結(jié)構(gòu)。規(guī)則結(jié)構(gòu)采取較簡(jiǎn)單的分析方法和構(gòu)造措施進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。不規(guī)則結(jié)構(gòu)應(yīng)采用嚴(yán)格的分析方法和構(gòu)造措施進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。如考慮扭轉(zhuǎn)，采用平動(dòng)、扭轉(zhuǎn)耦連振型分解反應(yīng)譜方法；對(duì)薄弱樓層進(jìn)行罕遇地震作用下的彈塑性變形分析。平面不規(guī)則的類型扭轉(zhuǎn)不規(guī)則凹凸角不規(guī)則局部不連續(xù)大開(kāi)洞錯(cuò)層豎向不規(guī)則的類型沿豎向側(cè)向剛度不規(guī)則（有柔軟層）豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)屈服抗剪強(qiáng)度不均勻（有薄弱層）

嚴(yán)重不規(guī)則是指體型復(fù)雜，多項(xiàng)不規(guī)則指標(biāo)超過(guò)表中指標(biāo)或某一項(xiàng)大大超過(guò)規(guī)定值，具有嚴(yán)重的抗震薄弱環(huán)節(jié)，將會(huì)導(dǎo)致地震破壞的嚴(yán)重后果者。注：以上規(guī)定主要針對(duì)鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)的多層和高層建筑。4結(jié)構(gòu)體系選擇及結(jié)構(gòu)布置原則結(jié)構(gòu)選型多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系包括：框架結(jié)構(gòu)、框架-抗震墻結(jié)構(gòu)、抗震墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和框架-筒體結(jié)構(gòu)等。框架-抗震墻抗震墻結(jié)構(gòu)布置的原則多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)布置的基本原則：①結(jié)構(gòu)平面應(yīng)力求簡(jiǎn)單規(guī)則，結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)對(duì)稱均勻布置，盡量使結(jié)構(gòu)的剛心與質(zhì)心重合，避免地震時(shí)引起結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)及局部應(yīng)力集中。②結(jié)構(gòu)的豎向布置，應(yīng)使其質(zhì)量沿高度方向均勻分布，避免結(jié)構(gòu)剛度突變，并應(yīng)盡可能降低建筑物的重心，以利結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。③合理地設(shè)置變形縫。④加強(qiáng)樓屋蓋的整體性。⑤盡可能做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理。１.框架結(jié)構(gòu)布置框架結(jié)構(gòu)主要用于10層以下的住宅、辦公及各類公共建筑與工業(yè)建筑。常見(jiàn)的框架柱網(wǎng)形式有方格式與內(nèi)廊式兩類。常見(jiàn)框架柱網(wǎng)(a)方格式柱網(wǎng)；(b)內(nèi)廊式柱網(wǎng)

地震區(qū)的框架結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)計(jì)成延性框架，遵守“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固等設(shè)計(jì)原則。

在確定框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)方案的同時(shí)，應(yīng)初步確定框架梁柱的截面尺寸和材料強(qiáng)度等級(jí)。框架結(jié)構(gòu)中，非承重墻體的材料、選型和布置，應(yīng)根據(jù)烈度、房屋高度、建筑體型、結(jié)構(gòu)層間變形、墻體抗側(cè)力性能的利用等因素，經(jīng)綜合分析后確定。應(yīng)優(yōu)先采用輕質(zhì)墻體材料，剛性非承重墻體的布置，在平面和豎向的布置宜均勻?qū)ΨQ，避免形成薄弱層或短柱?？蚣埽拐饓Y(jié)構(gòu)布置的關(guān)鍵問(wèn)題是抗震墻的布置，其基本原則是：①抗震墻在結(jié)構(gòu)平面的布置應(yīng)對(duì)稱均勻，避免結(jié)構(gòu)剛心與質(zhì)心有較大的偏移?？蚣芤豢拐饓Y(jié)構(gòu)平面布置示意②抗震墻應(yīng)沿結(jié)構(gòu)的縱橫向設(shè)置，且縱橫向抗震墻宜相互聯(lián)合組成T形、Ｌ形、十字