4抗震概念设计1.ppt

建筑结构的规则性对结构抗震的重要性！ * * 建筑抗震概念设计 (seismic conceptdesign of building) 一、定义与基本内容 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进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程称为概念设计。 基本内容有： 1.建筑场地的选择； 2.建筑的体型； 3.结构体系； 4.结构材料； 5.结构构件设计； 6.非结构构件设计。 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 危险地段 软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质的陡坡，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）等 不利地段 稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等 有利地段 地质、地形、地貌 地段类别 三、建筑结构的规则性 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。 最为典型的例子是1972年2月23日南美洲的马那瓜地震。 马那瓜有相距不远的两幢高层建筑，一幢为十五层高的中央银行大厦，另一幢为18层高的美洲银行大厦。当地地震烈度估计为8度。一幢破坏严重，震后拆除；另一幢轻微损坏，稍加修理便恢复使用。 马那瓜中央银行大厦 试问： 那一幢破坏严重呢？ 马那瓜美洲银行大厦 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。 4层以上的楼板仅为5cm厚，搁置在高45cm长14m小梁上。 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，共64根，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。 美洲银行 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。1· 结构是均匀对称的，基本的抗侧力体系包括4个L形的筒体，对称的由连梁连接起来，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。 扭转位移比计算时，楼层的位移不采用各振型位移的CQC组合计算，按国外的规定明确改为取“给定水平力”计算，可避免有时CQC计算的最大位移出现在楼盖边缘的中部而不在角部，而且对无限刚楼盖、分块无限刚楼盖和弹性楼盖均可采用相同的计算方法处理；该水平力一般采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平作用力，并考虑偶然偏心；结构楼层位移和层间位移控制值验算时，仍采用CQC的效应组合。 局部不连续 大开洞 错层 建筑平面的局部不连续示例： 沿竖向的侧向刚度不规则（有柔软层） 竖向抗侧力构件不连续 竖向抗侧力结构屈服抗剪强度不均匀 （有薄弱层） 三种不规则程度的主要划分方法如下： 1、不规则，指的是超过表3.4.3-1和表3.4.3-2中一项及以上的不规则指标； 2、特别不规则，指具有较明显的抗震薄弱部位，可能引起不良后果者，通常有三类：其一，同时具有本规范表3.4.3所列六个主要不规则类型的三个或三个以上；其二，具有表1所列的一项不规则；其三，具有本规范表3.4.3所列两个方面的基本不规则且其中有一项接近表1的不规则指标。 3、严重不规则，指的是形体复杂，多项不规则指标超过本规范3.4.4条上限值或某一项大大超过规定值，具有现有技术和经济条件不能克服的严重的抗震薄弱环节，可能导致地震破坏的严重后果者。 对于特别不规则的建筑方案，只要不属于严重不规则，结构设计应采取比本规范第3.4.4条等的要求更加有效的措施。 注意： 1、规范3．4．3条1款的规定，主要针对钢筋混凝土和钢结构的多层和高层建筑所作的不规则性的限制。 2、表3．4．3所列的不规则类型是主要的而不是全部不规则，所列的指标是概念设计的参考性数值而不是严格的数值，使用时需要综合判断。明确规定按不规则类型的数量和程度，采取不同的