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建筑结构抗震设计第四章.

• 即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。
• 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,是设计人员不知陷入盲目的计算工作, 从而做到比较合理的抗震设计。
• 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。
4.1 场地选择——续
2)关于地基基础设计,抗震规范有如下规定: 1、避开危险地带(如断裂带等); 2、同一结构单元的基础不宜设置在性质截然 不同的地基上;无法避开时,除考虑不同土 层差异运动的影响外,还应采用局部深基础, 使整个建筑物的基础落在同一上层上(图) 3、同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基;(可
4.2.1 建筑平面布置——续
3、高层建筑平面尺寸限值 《高层规程》对地震区高层建筑的平面形状作了明确规定,
如下图和表,并提出对这些平面的凹角处,应采取加强 措施。
4.2.2 建筑立面布置
1、建筑立面形状 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。 因为立面形状的突然变化,会引起质量和抗侧移刚度突变, 地震时容易因剧烈振动或塑性变形集中(薄弱层)而加重 破坏。
基本概念——续
抗震概念设计的思路: • 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。 • 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。 由于对地震作用及结构性能的了解还远远不够,在某种
设沉降缝,成为两个单元) 4、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,基础应加强其整体性和刚性。
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。建筑布局简单合理,结构布置符合抗震原则, 就能从根本上保证房屋具有良好的耐震性能。 • 《抗震规范》3.4.1条规定:建筑设计应符合抗震概念
• 地震方面——地震是一种随机振动,具有复杂 性、 不确定性,因此很难准确预测建筑物所遭遇地震的 特性和参数。地震在时间和空间上都具有很大的随 机性。
• 结构分析——未能充分考虑结构的空间作用、非弹 性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素,也存在 不准确性。
基本概念——续
2、概念设计(Conceptual design) :立足于工程 抗震基பைடு நூலகம்理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震 基本概念的抗震设计。
设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案。 • 3.4.2条规定:建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、
对称,并应具有良好的整体性;建筑的立面和竖向剖面 宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,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少,避免抗侧 力结构的侧向刚度和承载力突变。
4.2.1 建筑平面布置
意义上,概念设计比计算设计更重要。
4.1 场地选择
不同的场地上的建筑震害不同在建筑选址时,要尽量选 择对建筑抗震有利的地段,避开不利和危险地段。 1、避开地震危险地段 1)概念 • 建筑抗震危险的地段: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 发震断裂带在地震时可能发生地表错位的地段。 • 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,在地震作用下一般不会发生新的错动。 • 发震断层:具有潜在地震活动的断层,在过去三万五 千年以内曾活动过一次,或者在五万年内活动过两次 的断层。
4.2.1 建筑平面布置——续
2、平面不规则的类型: 《规范》3.4.2规定: 1)扭转不规则:楼层的最大弹性水平位移(或层间位移)
大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的 1.2倍。 2)凹凸不规则:结构平面凹进的一侧尺寸,大于相应投 影方向总尺寸的30%。 3)楼板局部不连续:楼板的尺寸和平面刚度急剧变化。 例如:开洞面积大于该楼层面积的30%,或较大的楼层 错层,或有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%。
3)楼层承载力突变:抗侧力结构的层间受剪承载力小于 相邻上一楼层的80%。
4.1 场地选择——续
2、选择有利于抗震的场地 1)概念 • 对建筑抗震有利的地段:指位于开阔平坦地的坚硬场
地上或密实均匀中硬场地土。 • 对建筑抗震不利的地段:就地形而言,一般是指条状
突出的山嘴,孤立的山包和山梁的顶部,高差较大的 台地边缘,非岩质的陡坡, 河岸和边坡的边缘;就 场地土质而言,一般是指软弱土、易液化土,故河道、 断层破碎带、暗埋塘滨沟谷或半挖半填地基等,以及 在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。
建筑结构抗震设计 Seismic design of buildings
第4章 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
基本概念
1、计算设计(Numerical design):按荷载计算、 内力分析及组合、强度计算 、构造措施等称为计算 设计。 “计算设计”——不能完全依赖!
4.2.2 建筑立面布置——续
2、竖向不规则的类型
1)侧向刚度不规则:该层的侧向刚度小于相邻上一层的 70%,或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%; 除顶层外,局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的 25%。
2)竖向抗侧力构件不连续:竖向抗侧力构件(柱、抗震 墙、抗震支撑)的内力由水平转换构件(梁、桁架)向 下传递。
1、建筑平面形状 1)建筑物的平、立面布置宜规则、对称,质量和刚度变
化均匀,避免楼层错层; 2)地震区的高层建筑,平面以方形、矩形、圆形为好;
正六边形、正八边形、椭圆形、扇形也可以。 3)有较长翼缘的L形、T形、十字形、U形、H形、Y形平面
也不宜采用。这些平面的较长翼缘,地震时容易因发生 差异侧移而加重震害。
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