建筑抗震概念设计详解.ppt

4 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 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。 抗震概念设计：基于震害经验建立的抗震基本原则和思想。包括工程结构的总体布置和细部构造。 概念设计的基本内容：建筑场地选择；建筑选型与结构布置；设置多道抗震防线；刚度、承载力和延性的匹配；结构整体性的确保；非结构部件处理。 4.1 场地选择 场地选择的原则 挑选对建筑抗震有利的地段，对不利地段，应提出避开要求；当无法避开时应采取有效的措施。对危险地段，严禁建造甲、乙类的建筑，不应建造丙类的建筑。 4.1.1 避开抗震危险地段 建筑抗震危险的地段，一般是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度以上的发震段裂带在地震时可能发生地表错位的地段。 发震断层：在过去3.5万年以内曾活动过一次，或 在5万年内活动过两次的地质构造上的断层。 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，在地震时一般不会发生新的错动。 地下采空区属于危险地段。 不利于抗震的地段：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（含故河道、疏松的断层破碎带、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。 对不利地段，应提出避开要求；当无法避开时， 应采取有效措施。 4.1.2 选择有利于抗震的场地 有利地段：一般是指位于开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀中硬场地土。 在选择高层建筑的场地时，应尽量建在基岩或薄土层上，或应建在具有较大“平均剪切波速”的坚硬场地土上，以减少输入建筑物的地震能量，从根本上减轻地震对建筑物的破坏作用。 地基和基础设计应符合下列要求： 同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上；（图4.1） 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） 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。（图4.2，措施见第2章） 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。 4.2.1 建筑平面布置 建筑的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度变化均匀，避免楼层错层。 对称的结构容易估计其地震时的反应，容易采取构造措施和进行细部处理。 “规则”包含了对建筑的平、立面外形尺寸，抗侧力构件布置、质量分布，直至强度分布等诸多因素的综合要求。 规则对高层建筑尤为重要。 规范3.4.1建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性。不规则的建筑应按规定采取加强措施；特别不规则的建筑应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施；严重不规则的建筑不应采用。 注：形体指建筑平面形状和立面、竖向剖面的变化。 规范3.4.2建筑设计应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响，宜择优选用规则的形体，其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、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小、避免侧向刚度和承载力突变。 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。 4.2.2 建筑立面布置 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。 《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。 上部收进时,当H１/H0.2时,B1/B≥0.75; 当上部外挑时,B/B1≥0.9且a≤4m。 规范3.4.4建筑形体及其构件布置不规则时，应按下列要求进行地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施： 1 平面不规则而竖向规则的建筑，应采用空间结构计算模型．并应符合下列要求： 1)扭转不规则时，应计入扭转影响，且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍，当最大层间位移远小于规范限值时，可适当放