抗震設(shè)防的基本要求.ppt

1.7 抗震設(shè)防的基本要求,通過抗震設(shè)防，減輕建筑的破壞，避免人員死亡，減輕經(jīng)濟(jì)損失。,一、抗震設(shè)防目標(biāo)及方法,1.總目標(biāo),具體通過“三水準(zhǔn)”的抗震設(shè)防要求和“兩階段”的抗 震設(shè)計方法實(shí)現(xiàn)。,2.“三水準(zhǔn)”抗震設(shè)防目標(biāo),當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時， 一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用。,當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時， 可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。,當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的預(yù)估的罕遇地震 影響時，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。,簡稱為：“小震不壞，中震可修，大震不倒”。,3.“三水準(zhǔn)”抗震設(shè)防是對單一水準(zhǔn)設(shè)防的改進(jìn)， 是向“性能設(shè)計”發(fā)展的重要步驟,單一水準(zhǔn)設(shè)防思想是我國74規(guī)范、78規(guī)范 和目前許多國家采用的設(shè)防思想。,設(shè)防目標(biāo)是：當(dāng)遭遇相當(dāng)于設(shè)計烈度的地震時，建筑 物的損壞不致使人民生命財產(chǎn)和重要生產(chǎn)設(shè)備遭受危害， 建筑物不需修理或經(jīng)一般修理仍可繼續(xù)使用。,1989年美國Loma Preita地震(7.1級），死亡65人，直 接經(jīng)濟(jì)損失（建筑物破壞重建）80億美元，間接經(jīng)濟(jì)損失150億美元。,1994年美國Northridge地震(6.7級),傷亡不多，經(jīng)濟(jì) 損失為200億美元。,1995年日本阪神地震(7.2級),經(jīng)濟(jì)損失為1000億美元。,1999年臺灣集集地震(7.3級),經(jīng)濟(jì)損失為94億美元。,單一設(shè)防目標(biāo)不適合當(dāng)前現(xiàn)代化發(fā)展要求，應(yīng)研究開 發(fā)下一代性能設(shè)計規(guī)范和抗震設(shè)計方法。,“性能設(shè)計”要點(diǎn),（1）.對抗震設(shè)計規(guī)定相應(yīng)的地震作用標(biāo)準(zhǔn),（2）.建立建筑應(yīng)滿足的性能水準(zhǔn),（3）.確立設(shè)防性能目標(biāo),基本目標(biāo),一般使用要求的建筑應(yīng)具備a、b、c、d項的組合。,重要性較高或地震破壞后危險性較大的性能目標(biāo)為e、f、g的組合。,對安全有十分危險影響的性能目標(biāo)為h、i、j項的組合。,（4）.規(guī)定地震作用下結(jié)構(gòu)變形的允許指標(biāo),應(yīng)建立結(jié)構(gòu)構(gòu)件在規(guī)定的地震作用水平下的允許破 壞水平，結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件宏觀破壞狀態(tài)的描述和允許 變形指標(biāo)。,4.“兩階段”抗震設(shè)計方法,第一階段：,對絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行小震作用下的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件承載 力驗(yàn)算；在此基礎(chǔ)上對各類結(jié)構(gòu)按規(guī)定要求采取抗震措施。,第二階段：,對一些規(guī)范規(guī)定的結(jié)構(gòu)進(jìn)行大震作用下的彈塑性變 形驗(yàn)算。,有特殊要求的建筑、地震易倒塌的建筑、有明顯薄弱層的建筑，不規(guī)則的建筑等,二、抗震設(shè)防范圍,抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的所有新建建筑工程均必需進(jìn)行抗震設(shè)計。,規(guī)范適用于6-9度地區(qū)抗震設(shè)計及隔震、消能減震設(shè)計。,超過9度的地區(qū)和行業(yè)有特殊要求的工業(yè)建筑按有 關(guān)專門規(guī)定執(zhí)行。,三、抗震設(shè)防依據(jù),一般情況下采用抗震設(shè)防烈度。,在一定條件下可采用抗震設(shè)防區(qū)劃提供的地震動參數(shù)。,四、 抗震設(shè)防分類及抗震設(shè)防措施,建筑類別不同，抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)也不同。,1.抗震設(shè)防分類,國家技術(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社會和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生的影響的程度大小，將建筑分成4個抗震設(shè)防類別。,國家質(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)計規(guī)范GB50011-2001。該規(guī)范對上面標(biāo)準(zhǔn)作了修改。,較小乙類建筑：工礦企業(yè)的變電所、空壓站以及城市供水水源的泵房等。,抗震性能較好的結(jié)構(gòu)類型指鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。,2.抗震設(shè)防措施,抗震措施:除結(jié)構(gòu)地震作用計算和抗力計算以外的抗震設(shè)計內(nèi)容，包括抗震構(gòu)造措施。,抗震構(gòu)造措施：一般不須計算而對結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分必須采取的各種細(xì)部要求。,3.地震作用,在設(shè)防烈度為6度時，除規(guī)范有具體規(guī)定外，對乙、丙、丁類建筑可不進(jìn)行地震作用計算。,1.8 建筑抗震概念設(shè)計,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)計原則和設(shè)計思想進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程稱為概念設(shè)計。,基本內(nèi)容有三部分：,1.建筑設(shè)計應(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。,二、建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性,建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性對抗震能力的重要影響的認(rèn)識始自若干現(xiàn)代建筑在地震中的表現(xiàn)。,最為典型的例子是1972年2月23日南美洲的馬那瓜地震。,馬那瓜有相距不遠(yuǎn)的兩幢高層建筑，一幢為十五層高的中央銀行大廈，另一幢為18層高的美洲銀行大廈。當(dāng)?shù)氐卣鹆叶裙烙嫗?度。一幢破壞嚴(yán)重，震后拆除；另一幢輕微損壞，稍加修理便恢復(fù)使用。,馬那瓜中央銀行大廈,試問： 那一幢破壞嚴(yán)重呢？,馬那瓜美洲銀行大廈,平面不規(guī)則的類型,平面不規(guī)則的類型,豎向不規(guī)則的類型,豎向不規(guī)則的類型,二、結(jié)構(gòu)體系的合理選擇,抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計應(yīng)考慮的關(guān)鍵問題，結(jié)構(gòu)方案的選取是否合理，對安全性和經(jīng)濟(jì)性起決定性作用。,規(guī)范規(guī)定：,1.結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。,受力明確、傳力合理、傳力路線不間斷、抗震分析與 實(shí)際表現(xiàn)相符合。,2.應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。,由于柱子的數(shù)量較少或承載能力較弱，部分柱子退出工作后，整個結(jié)構(gòu)系統(tǒng)喪失了對豎向荷載的承載能力。,抗震設(shè)計的一個重要原則是結(jié)構(gòu)應(yīng)有必要的贅余度和內(nèi)力重分配的功能。,3.結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具備必要的承載能力，良好的變形能力和消耗地震能量的能力。,足夠的承載力和變形能力是需要同時滿足的。,有較大的變形能力而缺少較高的抗側(cè)向力的能力如鋼或鋼筋混凝土純框架，由于在不大的地震作用下會產(chǎn)生較大的變形，導(dǎo)致非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞或結(jié)構(gòu)本身的失穩(wěn)。,有較高的承載能力而缺少較大變形能力如 不加約束的砌體結(jié)構(gòu)，很容易引起脆性破壞而 倒塌。,必要的承載能力和良好的變形能力的結(jié)合便是結(jié)構(gòu)在地震作用下具有的耗能能力。,足夠的承載力和變形能力是需要同時滿足的。,三、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性,結(jié)構(gòu)的變形能力取決于組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及其連接的延性水平。,規(guī)范對各類結(jié)構(gòu)采取的抗震措施，基本上是提高各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性水平。,這些抗震措施是：,采用水平向（圈梁）和豎向（構(gòu)造柱、芯柱）混凝土構(gòu)件，加強(qiáng)對砌體結(jié)構(gòu)的約束，或采用配筋砌體；使砌體在發(fā)生裂縫后不致坍塌和散落，地震時不致喪失對重力荷載的承載能力；,2. 避免混凝土結(jié)構(gòu)的脆性破壞（包括混凝土壓碎、構(gòu)件 剪切破壞、鋼筋同混凝土粘結(jié)破壞）先于鋼筋的屈服；,3. 避免鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體和局部失穩(wěn)，保證節(jié)點(diǎn)焊接部 位（焊縫和母材)在地震時不致開裂。,四、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件,非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，包括建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和建筑附屬機(jī)電設(shè)備，自身及其與結(jié)構(gòu)主體的連接，應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計。,附著于樓、屋面結(jié)構(gòu)上的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)有可靠的連接或錨固