(33)--11.1.3抗震设计的基本要求.ppt

建筑抗震设计的基本要求Basic requirements for seismic design of buildings建筑抗震设计的基本要求抗震设计：对地震区的工程结构进行的一种专业设计，一般包括抗震概念设计、结构抗震计算和抗震构造措施三个方面。1.毒气泄漏：从总体上把握抗震设计的基本原则；2.抗震计算：为建筑抗震设计提供定量手段；3.构造措施：保证结构整体性，加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。建筑抗震设计的基本要求建筑抗震设计在总体上要求把握的基本原则：注意场地选择，把握建筑体型，利用结构延性，设置多道防线，重视非结构因素。建筑抗震设计的基本要求p概念设计（Conceptual design）由于地震的随机性，结构抗震不能完全依赖“计算设计”，在工程抗震基本理论的基础上，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。建筑抗震设计的基本要求p概念设计（Conceptual design）l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，使设计人员不致陷入盲目的计算工作，从而做到比较合理的抗震设计。l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。建筑抗震设计的基本要求p抗震概念设计的思路l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。l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。l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。场地、地基和基础的要求 选择场地时，应根据工程需要和地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利、一般、不利和危险地段做出综合评价。不同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地段，避开不利地段，不在危险地段建设。场地、地基和基础的要求 有利、一般、不利和危险地段的划分地段类别地质、地形、地貌有利地段稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等一般地段不属于有利、不利和危险的地段不利地段软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，陡坡，陡坎，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层（如故河道、疏松的断破裂带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基），高含水量的可塑黄土，地表存在结构性裂缝等危险地段地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表错位的部位当确实需要在不利地段或危险地段建筑工程时，应遵循建筑抗震设计的有关要求进行详细的场地评价并采取避险的抗震措施。选择对抗震有利的建筑平面、立面和竖向剖面p建筑平立面布置的基本原则l对称：有利于减轻结构的地震扭转效应；l规则：地震时结构各部分的振动易于协调，应力集中现象少，有利于抗震；l质量与刚度变化均匀：l1）在平面方向尽量使结构的刚度中心与质量中心一致，否则，扭转效应将使远离刚度中心的构件发生严重震害；l2）在高度方向结构质量与刚度不宜有悬殊的变化，避免“变形集中”和“鞭梢效应”。在地震作用下，高层建筑或其他建（构）筑物顶部细长突出部分振幅剧烈增大的现象。选择对抗震有利的建筑平面、立面和竖向剖面建筑结构的规则性对抗震能力的重要影响的认识始自若干现代建筑在地震中的表现。选择对抗震有利的建筑平面、立面和竖向剖面最为典型的例子是1972年2月23日南美洲的马那瓜地震。马那瓜中央银行大厦马那瓜美洲银行大厦马那瓜美洲银行大厦试问：哪一幢破坏严重呢？选择对抗震有利的建筑平面、立面和竖向剖面马那瓜中央银行大厦1.平面不规则4个楼梯间偏置塔楼西端，西端有填充墙。2.竖向不规则塔楼上部（4层楼面以上），北、东、西三面布置了密集的小柱子，支承在4层楼板水平处的过渡大梁上，大梁又支承在其下面的10根1m 1.55m的柱子上（间距9.4m）。上下两部分严重不均匀，不连续。主要破坏：第4层与第5层之间(竖向刚度和承载力突变)，周围柱子严重开裂，柱钢筋压屈；横向裂缝贯穿3层以上的所有楼板(有的宽达1cm),直至电梯井东侧；塔楼西立面、其他立面窗下和电梯井处的空心砖填充墙及其它非结构构件均严重破坏或倒塌。震后计算分析结果:1.结构存在十分严重扭转效应；2.塔楼3层以上北面和南面大多数柱子抗剪能力大大不足，率先破坏；3.水平地震作用下，柔而长的楼板产生可观的竖向运动等。选择对抗震有利的建筑平面、立面和竖向剖面马那瓜美洲银行大厦结构是均匀对称的，基本的抗侧力体系包括4个L形的桶体，对称地由连梁连接起来，这些连梁在地震时遭到剪切破坏，是整个结构能观察到的主要破坏。分析表明：1.对称的结构布置及相对刚强的联肢墙，有效地限制了侧向位移，并防止了明显的扭转效应；2.避免了长跨度楼板和砌体填充墙的非结构构件的损坏；3.当连梁剪切破坏后，结构体系的位移虽有明显增加，但由于抗震墙提供了较大的侧向刚度，位移量得到控制。选择技术和经济合理的结构体系1.结构体系应符合各项要求（1）具有明确的计算简图和合理的地震作用传递路线。（2）应避免因部分结构破坏而导致整体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能力、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，应采取措施提高抗震承载力。选择技术和经济合理的结构体系2.结构体系尚宜符合各项要求（1）设置多道防线如“强梁弱柱”型框架结构在底层柱的上下端出现塑性铰，或单肢剪力墙结构底部出现屈服变形，将迅速导致结构的倒塌。选择技术和经济合理的结构体系如“强柱弱梁”型框架结构或双肢剪力墙结构有两道抗震防线：l 从结构弹性到部分梁出现塑性铰；l 从梁塑性铰发生较大转动到柱根破坏。在两道防线之间，大量地震输入能量被结构弹塑性变形所消耗。选择技术和经济合理的结构体系p多道抗震防线的必要性强烈地震往往有一定的持续时间（几秒几十秒），并且往往伴随多次余震，结构在首次破坏后再遭余震，将会引起损伤累积，当第一道防线的抗侧力构件在强烈地震袭击下遭到破坏后，后备的第二道至第三道防线的抗侧力构件立即接替，抵挡住后续的地震动的冲击，可保证建筑物最低限度的安全，免于倒塌。选择技术和经济合理的结构体系3.结构构件应符合的要求l 砌体结构l 钢筋混凝土构件l 钢筋混凝土框架结构l 钢结构杆件l 抗震支撑系统对非结构构件的要求非结构构件：包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备。p非结构构件对结构的影响影响主体结构的动力特性（周期、阻尼等）；地震时会先期破坏（玻璃幕墙、吊顶、室内设备等）。p设计中应注意的问题与主体结构的有效连接方式；分析及估计其对主体结构可能带来的影响，并采取一定的措施。抗震设计的基本要求01小结谢 谢 大 家!Thank you