02建筑抗震概計

1、1.1第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.1第2章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.2第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.2 教學(xué)提示教學(xué)提示：地震及其影響有其不確定性，結(jié)構(gòu)計算也有其不準確性。建：地震及其影響有其不確定性，結(jié)構(gòu)計算也有其不準確性。建筑結(jié)構(gòu)的抗震問題不可能完全依賴筑結(jié)構(gòu)的抗震問題不可能完全依賴“計算設(shè)計計算設(shè)計”，而必須強調(diào)，而必須強調(diào)“概念設(shè)概念設(shè)計計”。 教學(xué)要求教學(xué)要求：本章讓學(xué)生了解建筑抗震設(shè)計的主要概念，包括場地選擇、：本章讓學(xué)生了解建筑抗震設(shè)計的主要概念，包括場地選擇、建筑平立面的確定、結(jié)構(gòu)及體系等。建筑平立面的確定、結(jié)構(gòu)及體系等。1.3

2、第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.3 地震是一種隨機振動，以現(xiàn)有的科技水平，難以預(yù)估實際地震的發(fā)生時間、空地震是一種隨機振動，以現(xiàn)有的科技水平，難以預(yù)估實際地震的發(fā)生時間、空間和強度?？拐鹪O(shè)防的依據(jù)是一個地區(qū)的設(shè)防烈度，而由于統(tǒng)計分析的歷史地震資間和強度?？拐鹪O(shè)防的依據(jù)是一個地區(qū)的設(shè)防烈度，而由于統(tǒng)計分析的歷史地震資料數(shù)量有限，以及地震地質(zhì)背景不夠清楚，在一個地區(qū)發(fā)生超過設(shè)防烈度的地震是料數(shù)量有限，以及地震地質(zhì)背景不夠清楚，在一個地區(qū)發(fā)生超過設(shè)防烈度的地震是完全可能的。同一個建筑場地的地面運動的性質(zhì)，隨著震源機制、震級大小、震中完全可能的。同一個建筑場地的地面運動的性質(zhì)，隨著震源

3、機制、震級大小、震中距和傳播路徑中土層性質(zhì)的不同，也不是恒定不變的；不同性質(zhì)的地面運動對建筑距和傳播路徑中土層性質(zhì)的不同，也不是恒定不變的；不同性質(zhì)的地面運動對建筑物的破壞作用也不同。因此，地震及其影響有其不確定性。在結(jié)構(gòu)分析方面，由于物的破壞作用也不同。因此，地震及其影響有其不確定性。在結(jié)構(gòu)分析方面，由于不可能完全、充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、結(jié)構(gòu)材料的性質(zhì)、特別是結(jié)構(gòu)進入彈塑性不可能完全、充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、結(jié)構(gòu)材料的性質(zhì)、特別是結(jié)構(gòu)進入彈塑性以后材料的非彈性性質(zhì)、阻尼變化等因素，結(jié)構(gòu)計算也有其不準確性。所以，建筑以后材料的非彈性性質(zhì)、阻尼變化等因素，結(jié)構(gòu)計算也有其不準確性。所以，建筑結(jié)構(gòu)

4、的抗震問題不可能完全依賴結(jié)構(gòu)的抗震問題不可能完全依賴“計算設(shè)計計算設(shè)計”而必須強調(diào)而必須強調(diào)“概念設(shè)計概念設(shè)計”。所謂建筑。所謂建筑抗震概念設(shè)計抗震概念設(shè)計(seismic concept design of buildings)(seismic concept design of buildings)，是指根據(jù)地震災(zāi)害和工程，是指根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗等形成的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，進行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細部構(gòu)造經(jīng)驗等形成的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，進行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細部構(gòu)造的過程。概念設(shè)計的依據(jù)是震害和工程經(jīng)驗所形成的基本設(shè)計原則和思想，設(shè)計內(nèi)的過程。概念設(shè)計的依據(jù)是震害和工

5、程經(jīng)驗所形成的基本設(shè)計原則和思想，設(shè)計內(nèi)容包括建筑體形、結(jié)構(gòu)體系布置和抗震構(gòu)造設(shè)計等，也就是除了容包括建筑體形、結(jié)構(gòu)體系布置和抗震構(gòu)造設(shè)計等，也就是除了“計算設(shè)計計算設(shè)計”以外以外的所有抗震設(shè)計內(nèi)容均屬于的所有抗震設(shè)計內(nèi)容均屬于“概念設(shè)計概念設(shè)計”的范疇。的范疇。 概念設(shè)計強調(diào)根據(jù)抗震設(shè)計的基本原則，在建筑場地選擇、建筑體形概念設(shè)計強調(diào)根據(jù)抗震設(shè)計的基本原則，在建筑場地選擇、建筑體形( (平、立平、立面面) )、結(jié)構(gòu)體系、剛度分布、構(gòu)件延性等方面綜合考慮，在總體上消除建筑中的薄弱、結(jié)構(gòu)體系、剛度分布、構(gòu)件延性等方面綜合考慮，在總體上消除建筑中的薄弱環(huán)節(jié)，再加上必要的計算和抗震構(gòu)造措施，使得所設(shè)

6、計出的建筑具有良好的抗震性環(huán)節(jié)，再加上必要的計算和抗震構(gòu)造措施，使得所設(shè)計出的建筑具有良好的抗震性能。能。1.4第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.4 2.1 場地的選擇場地的選擇 2.2 建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 2.3 抗震結(jié)構(gòu)體系抗震結(jié)構(gòu)體系 2.4 非結(jié)構(gòu)構(gòu)件非結(jié)構(gòu)構(gòu)件 2.5 結(jié)構(gòu)材料與施工結(jié)構(gòu)材料與施工 2.6 習(xí)習(xí) 題題本章內(nèi)容本章內(nèi)容1.5第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.52.1 場地的選擇場地的選擇 地震災(zāi)害表明，建筑的破壞，不僅與建筑本身的抗震性能有關(guān)，還與地震災(zāi)害表明，建筑的破壞，不僅與建筑本身的抗震性能有關(guān)，還與建筑物所在場地條件

7、有關(guān)。最直觀的經(jīng)驗是，每次地震后震害往往有高烈建筑物所在場地條件有關(guān)。最直觀的經(jīng)驗是，每次地震后震害往往有高烈度地震區(qū)出現(xiàn)低烈度震害異常區(qū)，而低烈度地震區(qū)出現(xiàn)高烈度震害異常區(qū)。度地震區(qū)出現(xiàn)低烈度震害異常區(qū)，而低烈度地震區(qū)出現(xiàn)高烈度震害異常區(qū)。19671967年委內(nèi)瑞拉加拉加斯地震，不同覆蓋土厚度地區(qū)，不同高度的房屋倒年委內(nèi)瑞拉加拉加斯地震，不同覆蓋土厚度地區(qū)，不同高度的房屋倒塌率有很大差異；塌率有很大差異；19851985年墨西哥地震距離震中年墨西哥地震距離震中400400多千米的墨西哥城中房多千米的墨西哥城中房屋的破壞，比震中區(qū)的破壞更嚴重。如圖屋的破壞，比震中區(qū)的破壞更嚴重。如圖2.12.

8、1所示為唐山地震等烈度線，所示為唐山地震等烈度線，圖中圖中8 8度區(qū)中出現(xiàn)了度區(qū)中出現(xiàn)了7 7度和度和9 9度異常區(qū)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因，主要是與該度異常區(qū)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因，主要是與該區(qū)域的地形、工程地質(zhì)和水文條件有關(guān)。區(qū)域的地形、工程地質(zhì)和水文條件有關(guān)。 1.6第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.62.1 場地的選擇場地的選擇 相應(yīng)地，我們在選擇建筑場地時，就應(yīng)該根據(jù)工程需要，掌握地相應(yīng)地，我們在選擇建筑場地時，就應(yīng)該根據(jù)工程需要，掌握地震活動情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關(guān)資料、對抗震有利、不利和震活動情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關(guān)資料、對抗震有利、不利和危險地段作出綜合評價

9、。對抗震有利的地段，指的是穩(wěn)定基巖、堅硬危險地段作出綜合評價。對抗震有利的地段，指的是穩(wěn)定基巖、堅硬土，開闊、密實、均勻的中硬土等。對抗震不利的地段，為軟弱土、土，開闊、密實、均勻的中硬土等。對抗震不利的地段，為軟弱土、液化土，條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘，非巖質(zhì)的陡坡，河岸和液化土，條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘，非巖質(zhì)的陡坡，河岸和邊坡的邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層邊坡的邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層( (如故河如故河道、疏松的斷層破碎帶、暗埋的塘浜溝谷和半挖半填地基道、疏松的斷層破碎帶、暗埋的塘浜溝谷和半挖半填地基) )等?？拐鹞５??？拐鹞ｋU地段，

10、是指地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及險地段，是指地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表位錯的部位。發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表位錯的部位。1.7第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.72.1 場地的選擇場地的選擇圖圖2.1 唐山地震等烈度線唐山地震等烈度線1.8第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.8 一般認為，當局部地形一般認為，當局部地形( (如條狀突出的山嘴、孤立的山丘如條狀突出的山嘴、孤立的山丘等等) )高差大于高差大于30 m30 m50 m50 m時，位于高處的建筑的震害會加重。如時，位于高處的建筑的震害會加重。如1

11、9201920年海原地震中，位于渭河谷地的姚莊烈度為年海原地震中，位于渭河谷地的姚莊烈度為7 7度，而度，而2 km2 km以以外的牛家莊因處于高于百米的黃土梁上，烈度竟達到外的牛家莊因處于高于百米的黃土梁上，烈度竟達到9 9度；海城度；海城地震，在大石橋盤龍山高差地震，在大石橋盤龍山高差58 m58 m的兩個測點上收到的強余震加速的兩個測點上收到的強余震加速度記錄表明，孤立突出地形上的地面最大加速度，比坡腳平地上度記錄表明，孤立突出地形上的地面最大加速度，比坡腳平地上的加速度平均大的加速度平均大1.841.84倍。倍。 依據(jù)宏觀震害調(diào)查的結(jié)果和對不同地形條件和巖土構(gòu)成依據(jù)宏觀震害調(diào)查的結(jié)果和

12、對不同地形條件和巖土構(gòu)成的形體所進行的二維地震反應(yīng)分析結(jié)果所反映的總趨勢，大致可的形體所進行的二維地震反應(yīng)分析結(jié)果所反映的總趨勢，大致可以歸納為以下幾點：以歸納為以下幾點：高突地形距離基準面的高度愈大，高處的反應(yīng)愈強烈；高突地形距離基準面的高度愈大，高處的反應(yīng)愈強烈；離陡坎和邊坡頂部邊緣的距離愈大，反應(yīng)相對減小；離陡坎和邊坡頂部邊緣的距離愈大，反應(yīng)相對減??；從巖土構(gòu)成方面看，在同樣地形條件下，土質(zhì)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)比巖從巖土構(gòu)成方面看，在同樣地形條件下，土質(zhì)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)比巖 質(zhì)結(jié)構(gòu)大；質(zhì)結(jié)構(gòu)大；高突地形頂面愈開闊，遠離邊緣的中心部位的反應(yīng)明顯減?。桓咄坏匦雾斆嬗_闊，遠離邊緣的中心部位的反應(yīng)明顯減小；邊

13、坡愈陡，其頂部的放大效應(yīng)相應(yīng)加大。邊坡愈陡，其頂部的放大效應(yīng)相應(yīng)加大。2.1 場地的選擇場地的選擇1.9第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.9基于以上變化趨勢，以突出地形的高差基于以上變化趨勢，以突出地形的高差h和與之相對應(yīng)的平均坡降和與之相對應(yīng)的平均坡降h/l，以及場址距突出地形邊緣的相對距離，以及場址距突出地形邊緣的相對距離l1與相對高度與相對高度h的比值的比值l1/h為參數(shù)，歸納出各種地形的地震力放大作用如下。為參數(shù)，歸納出各種地形的地震力放大作用如下。 (2-1)式中：式中： 局部突出地形頂部的地震影響系數(shù)的放大系數(shù)；局部突出地形頂部的地震影響系數(shù)的放大系數(shù)； 局部突出地形

14、地震動參數(shù)的增大幅度，按表局部突出地形地震動參數(shù)的增大幅度，按表2-1采用采用; 附加調(diào)整系數(shù)，與建筑場地離突出臺地邊緣的距離附加調(diào)整系數(shù)，與建筑場地離突出臺地邊緣的距離 l1與相對高差與相對高差h的比值有關(guān)。當?shù)谋戎涤嘘P(guān)。當l1/h2.5時，時， 可取可取1.0；當；當2.5l1/h5時，時， 可取可取0.6；當；當l1/h5時，時， 可取可取0.3。l、l1均按均按距離場地的最近點考慮。距離場地的最近點考慮。2.1.1 地形的影響地形的影響1 2.1 場地的選擇場地的選擇1.10第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.10突出地形的高度突出地形的高度( (h h ) )非巖質(zhì)地層非

15、巖質(zhì)地層h h5 555h h15151515h h2525h h2525巖質(zhì)地層巖質(zhì)地層h h20202020h h40404040h h6060h h6060局部突出臺地邊緣的局部突出臺地邊緣的側(cè)向平均坡降側(cè)向平均坡降( (h/lh/l) )h /lh /l 0.30.30 00.10.10.20.20.30.30.30.3h/l h/l 0.60.60.10.10.20.20.30.30.40.40.60.6h/l h/l 1.00.3bmaxb0.3bmaxb0.3bmaxb0.3bbmaxbmaxbmaxbmaxmax2.2.1 建筑平面規(guī)則性建筑平面規(guī)則性2.2 建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

16、建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 1.30第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.30 樓板開洞口過大，與剛性樓蓋樓板開洞口過大，與剛性樓蓋的計算假定不符。若計算時不考的計算假定不符。若計算時不考慮樓蓋本身平面內(nèi)的變形，則開慮樓蓋本身平面內(nèi)的變形，則開洞的薄弱部位抗側(cè)力構(gòu)件的受力洞的薄弱部位抗側(cè)力構(gòu)件的受力計算值偏小，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的不安全。計算值偏小，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的不安全。錯層部位的短柱、矮墻均屬于不錯層部位的短柱、矮墻均屬于不利于抗震的構(gòu)件，地震時很容易利于抗震的構(gòu)件，地震時很容易發(fā)生較嚴重的破壞，而且同一樓發(fā)生較嚴重的破壞，而且同一樓層內(nèi)豎向構(gòu)件的側(cè)向參差不齊，層內(nèi)豎向構(gòu)件的側(cè)向參差不齊，地震剪力的分配

17、復(fù)雜變化，難以地震剪力的分配復(fù)雜變化，難以合理控制。這些都將引起抗震計合理控制。這些都將引起抗震計算結(jié)果的不可靠性，使得抗震設(shè)算結(jié)果的不可靠性，使得抗震設(shè)計復(fù)雜化，如圖計復(fù)雜化，如圖2.92.9所示。所示。bbb0.3aa=bl(b)(c)圖圖2.9 2.9 建筑結(jié)構(gòu)平面的局部不連續(xù)示例建筑結(jié)構(gòu)平面的局部不連續(xù)示例( (大開洞和錯層大開洞和錯層) )2.2 建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 1.31第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.31 此外，平面的長寬比不宜過大，平面長度與寬度之比一般宜小此外，平面的長寬比不宜過大，平面長度與寬度之比一般宜小于于6 6，以避免兩端相距太遠振

18、動不同步，由于復(fù)雜的振動形態(tài)而使得，以避免兩端相距太遠振動不同步，由于復(fù)雜的振動形態(tài)而使得結(jié)構(gòu)受到損壞。結(jié)構(gòu)受到損壞。 由于建筑平面是在建筑方案設(shè)計階段就已經(jīng)確定了，因此為了使由于建筑平面是在建筑方案設(shè)計階段就已經(jīng)確定了，因此為了使得建筑有較好的抗震性能，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)在方案階段密切與建筑師配得建筑有較好的抗震性能，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)在方案階段密切與建筑師配合，適當調(diào)整建筑平面，也可能在滿足使用功能和建筑藝術(shù)的前提下合，適當調(diào)整建筑平面，也可能在滿足使用功能和建筑藝術(shù)的前提下，使結(jié)構(gòu)布置更合理。如圖，使結(jié)構(gòu)布置更合理。如圖2.102.10所示的平面，由于兩端樓電梯井斜放所示的平面，由于兩端樓電梯井斜放

19、，整個建筑物沒有一個對稱軸，如圖，整個建筑物沒有一個對稱軸，如圖2.10(a)2.10(a)所示；如果調(diào)整一端筒所示；如果調(diào)整一端筒的方向，則有一條對稱軸，較為合理，如圖的方向，則有一條對稱軸，較為合理，如圖2.10(b)2.10(b)所示；進一步調(diào)所示；進一步調(diào)整兩個端筒的方向，則可得到雙軸對稱的平面布置，如圖整兩個端筒的方向，則可得到雙軸對稱的平面布置，如圖2.10(c)2.10(c)所所示，更為理想。同理，如圖示，更為理想。同理，如圖2.112.11所示的魚形平面的辦公樓也可調(diào)整。所示的魚形平面的辦公樓也可調(diào)整。2.2 建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 1.32第第2章章 建筑抗震概

20、念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.32 圖圖2.10 平面布局的調(diào)整例一平面布局的調(diào)整例一 圖圖2.11 平面布局的調(diào)整例二平面布局的調(diào)整例二2.2 建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 1.33第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.33 地震區(qū)建筑物的立面和豎地震區(qū)建筑物的立面和豎向剖面同樣要求規(guī)則，外形幾向剖面同樣要求規(guī)則，外形幾何尺寸和建筑的側(cè)向剛度等沿何尺寸和建筑的側(cè)向剛度等沿豎向變化均勻。建筑的立面外豎向變化均勻。建筑的立面外形最好采用矩形、梯形等均勻形最好采用矩形、梯形等均勻變化的幾何形狀，盡量避免出變化的幾何形狀，盡量避免出現(xiàn)過大的內(nèi)收或外挑的立面，現(xiàn)過大的內(nèi)收或外挑的立面，如

21、圖如圖2.122.12所示。因為立面形狀所示。因為立面形狀的突然變化，必然帶來質(zhì)量和的突然變化，必然帶來質(zhì)量和側(cè)向剛度的劇烈變化，突變部側(cè)向剛度的劇烈變化，突變部位就會塑性變形集中效應(yīng)而加位就會塑性變形集中效應(yīng)而加重破壞。重破壞。圖圖2.12 懸臂式建筑懸臂式建筑2.2 建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 1.34第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.34 除了建筑立面外形幾何尺寸的變化外，工程中經(jīng)常會由于要求大的室除了建筑立面外形幾何尺寸的變化外，工程中經(jīng)常會由于要求大的室內(nèi)空間、層高變化等建筑使用功能的要求，而出現(xiàn)取消部分抗震墻或結(jié)構(gòu)內(nèi)空間、層高變化等建筑使用功能的要求，而出現(xiàn)

22、取消部分抗震墻或結(jié)構(gòu)柱的現(xiàn)象，這常出現(xiàn)在底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)或框筒的下部大柱距樓層，柱的現(xiàn)象，這常出現(xiàn)在底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)或框筒的下部大柱距樓層，或頂層設(shè)置空曠的大房間而取消部分抗震墻或內(nèi)柱。這樣，就會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)或頂層設(shè)置空曠的大房間而取消部分抗震墻或內(nèi)柱。這樣，就會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)在豎向的不規(guī)則。豎向的不規(guī)則的類型見表在豎向的不規(guī)則。豎向的不規(guī)則的類型見表2-52-5。 不規(guī)則的類型不規(guī)則的類型 定義定義側(cè)向剛度不規(guī)則側(cè)向剛度不規(guī)則該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個，或小于其上相鄰三個樓層側(cè)向剛度平均值的樓層側(cè)向剛度平均值的80%，除頂層外，局部收

23、進的水平向尺，除頂層外，局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的寸大于相鄰下一層的25% 豎向抗側(cè)力構(gòu)件豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)不連續(xù) 豎向抗側(cè)力構(gòu)件豎向抗側(cè)力構(gòu)件 (柱、抗震墻、抗震支撐柱、抗震墻、抗震支撐)的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件件 (梁、桁架等梁、桁架等)向下傳遞向下傳遞 樓層承載力突變樓層承載力突變 抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80% 表表2-5 豎向不規(guī)則類型豎向不規(guī)則類型 2.2.2 建筑豎向的規(guī)則性建筑豎向的規(guī)則性2.2 建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 1.35第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.

24、35 側(cè)向剛度不規(guī)則就是指側(cè)向剛度沿豎向產(chǎn)生突變，包括側(cè)向剛度不規(guī)則就是指側(cè)向剛度沿豎向產(chǎn)生突變，包括幾何尺寸突變，形成軟弱層，地震下的彈性位移有集中現(xiàn)象幾何尺寸突變，形成軟弱層，地震下的彈性位移有集中現(xiàn)象，在大震下彈塑性位移更顯著增大，如圖，在大震下彈塑性位移更顯著增大，如圖2.132.13所示。這里，所示。這里，側(cè)向剛度計算取樓層剪力除以層間位移。側(cè)向剛度計算取樓層剪力除以層間位移。ui-i層層間位移層層間位移vi-i層剪力層剪力ki=viuiki+1ki圖圖2.13 沿豎向的側(cè)向剛度不規(guī)則示例沿豎向的側(cè)向剛度不規(guī)則示例(有軟弱層有軟弱層)2.2.2 建筑豎向的規(guī)則性建筑豎向的規(guī)則性2.2

25、 建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 1.36第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.36 結(jié)構(gòu)抽柱、抽梁、抗震墻不落地，豎向構(gòu)件承擔的地震作用不結(jié)構(gòu)抽柱、抽梁、抗震墻不落地，豎向構(gòu)件承擔的地震作用不能直接傳給基礎(chǔ)，相當于結(jié)構(gòu)坐落在軟硬差異極大的地基上，一旦能直接傳給基礎(chǔ)，相當于結(jié)構(gòu)坐落在軟硬差異極大的地基上，一旦水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件稍有破壞，則后果嚴重，如圖水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件稍有破壞，則后果嚴重，如圖2.142.14所示。所示。樓層的水平承載力沿高度突變，形成薄弱層，地震中首先破壞，剛樓層的水平承載力沿高度突變，形成薄弱層，地震中首先破壞，剛度降低，變形增大并繼續(xù)發(fā)展，產(chǎn)生明顯的彈塑性變形集中，

26、一旦度降低，變形增大并繼續(xù)發(fā)展，產(chǎn)生明顯的彈塑性變形集中，一旦超過結(jié)構(gòu)的所有的變形能力，則整個結(jié)構(gòu)倒塌，如圖超過結(jié)構(gòu)的所有的變形能力，則整個結(jié)構(gòu)倒塌，如圖2.152.15所示。所示。圖圖2.14 豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)示例豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)示例 圖圖2.15 結(jié)構(gòu)出現(xiàn)薄弱層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)薄弱層2.2 建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 1.37第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.37 由于工程實際情況千變?nèi)f化，在建筑設(shè)計中出現(xiàn)不規(guī)則的建由于工程實際情況千變?nèi)f化，在建筑設(shè)計中出現(xiàn)不規(guī)則的建筑體系也是不可完全避免的，相應(yīng)地，建筑和結(jié)構(gòu)體系按不規(guī)則筑體系也是不可完全避免的，相應(yīng)地，建筑和結(jié)構(gòu)

27、體系按不規(guī)則的程度，分為不規(guī)則、特別不規(guī)則和嚴重不規(guī)則。不規(guī)則，指超的程度，分為不規(guī)則、特別不規(guī)則和嚴重不規(guī)則。不規(guī)則，指超過表過表2-32-3和表和表2-42-4一項及以上的不規(guī)則指標；特別不規(guī)則，指多項一項及以上的不規(guī)則指標；特別不規(guī)則，指多項超過表超過表2-32-3、表、表2-42-4的不規(guī)則指標或某項超過不規(guī)則指標較多；嚴的不規(guī)則指標或某項超過不規(guī)則指標較多；嚴重不規(guī)則，指體形復(fù)雜、多項不規(guī)則指標超過表重不規(guī)則，指體形復(fù)雜、多項不規(guī)則指標超過表2-32-3、表、表2-42-4的上的上限值或某一項大大超過規(guī)定值，具有嚴重的抗震薄弱環(huán)節(jié)，將會限值或某一項大大超過規(guī)定值，具有嚴重的抗震薄弱環(huán)

28、節(jié)，將會導(dǎo)致地震破壞的嚴重后果者。在地震區(qū)，建筑設(shè)計應(yīng)符合抗震概導(dǎo)致地震破壞的嚴重后果者。在地震區(qū)，建筑設(shè)計應(yīng)符合抗震概念設(shè)計的要求，不應(yīng)采用嚴重不規(guī)則的設(shè)計方案。念設(shè)計的要求，不應(yīng)采用嚴重不規(guī)則的設(shè)計方案。 在進行建筑的抗震設(shè)計時，對于不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)從結(jié)在進行建筑的抗震設(shè)計時，對于不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)從結(jié)構(gòu)計算、內(nèi)力調(diào)整、采取必要的加強措施等多方面加以仔細考構(gòu)計算、內(nèi)力調(diào)整、采取必要的加強措施等多方面加以仔細考慮，并對薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施以保證建筑的整體抗慮，并對薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施以保證建筑的整體抗震性能。震性能。2.2.3 不規(guī)則類型及處理方法不規(guī)則類型及處理方

29、法2.2 建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 1.38第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.38 對于平面不規(guī)則而豎向規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)計算時應(yīng)采對于平面不規(guī)則而豎向規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)計算時應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)計算模型；當屬于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則時，計算時應(yīng)計及扭轉(zhuǎn)用空間結(jié)構(gòu)計算模型；當屬于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則時，計算時應(yīng)計及扭轉(zhuǎn)影響，且樓層豎向構(gòu)件最大的彈性水平位移和層間位移分別不宜影響，且樓層豎向構(gòu)件最大的彈性水平位移和層間位移分別不宜大于樓層兩端彈性水平位移和層間位移平均值的大于樓層兩端彈性水平位移和層間位移平均值的1.51.5倍；當屬于凸倍；當屬于凸凹不規(guī)則或樓板局部不連續(xù)時，應(yīng)采用符合樓板

30、平面內(nèi)實際剛度凹不規(guī)則或樓板局部不連續(xù)時，應(yīng)采用符合樓板平面內(nèi)實際剛度變化的計算模型而不能采用剛性樓板的計算假定，在建筑平面不變化的計算模型而不能采用剛性樓板的計算假定，在建筑平面不對稱時結(jié)構(gòu)計算中尚應(yīng)計及扭轉(zhuǎn)影響。對稱時結(jié)構(gòu)計算中尚應(yīng)計及扭轉(zhuǎn)影響。 對于平面規(guī)則而豎向不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)計算時同樣對于平面規(guī)則而豎向不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)計算時同樣應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)計算模型，其薄弱層的地震剪力應(yīng)乘以應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)計算模型，其薄弱層的地震剪力應(yīng)乘以1.151.15的增的增大系數(shù)，并應(yīng)按大系數(shù)，并應(yīng)按gb 50011gb 5001120012001建筑抗震設(shè)計規(guī)范建筑抗震設(shè)計規(guī)范的有關(guān)規(guī)的有關(guān)規(guī)

31、定進行彈塑性變形分析。當豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)時，該構(gòu)件傳定進行彈塑性變形分析。當豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)時，該構(gòu)件傳遞給水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力應(yīng)乘以遞給水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力應(yīng)乘以1.251.251.51.5的增大系數(shù)；在樓的增大系數(shù)；在樓層承載力突變時，薄弱層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不應(yīng)小于相鄰層承載力突變時，薄弱層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不應(yīng)小于相鄰上一樓層的上一樓層的65%65%。 平面不規(guī)則且豎向不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)同時滿足上述兩種平面不規(guī)則且豎向不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)同時滿足上述兩種情況的要求。情況的要求。2.2 建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 1.39第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗

32、震概念設(shè)計1.39 合理地設(shè)置防震縫，可以將體形復(fù)雜的建筑物劃分成合理地設(shè)置防震縫，可以將體形復(fù)雜的建筑物劃分成“規(guī)則規(guī)則”的結(jié)的結(jié)構(gòu)單元。如圖構(gòu)單元。如圖2.162.16所示，通過防震縫將平面凸凹不規(guī)則的所示，通過防震縫將平面凸凹不規(guī)則的l l形建筑劃分為形建筑劃分為兩個規(guī)則的矩形結(jié)構(gòu)單元。設(shè)置防震縫，可以降低結(jié)構(gòu)兩個規(guī)則的矩形結(jié)構(gòu)單元。設(shè)置防震縫，可以降低結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的難度，提高各結(jié)構(gòu)單元的抗震性能，但同抗震設(shè)計的難度，提高各結(jié)構(gòu)單元的抗震性能，但同時也會帶來許多新的問題。如由于縫的兩側(cè)均須設(shè)置時也會帶來許多新的問題。如由于縫的兩側(cè)均須設(shè)置墻體或框架柱而使得結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別會使基礎(chǔ)處理較墻體

33、或框架柱而使得結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別會使基礎(chǔ)處理較為困難，并可能使得建筑使用不便，建筑立面處理困為困難，并可能使得建筑使用不便，建筑立面處理困難。更為突出問題的是：地震時縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)進入彈難。更為突出問題的是：地震時縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)進入彈塑性狀態(tài)，位移急劇增大而發(fā)生相互碰撞，產(chǎn)生嚴重塑性狀態(tài)，位移急劇增大而發(fā)生相互碰撞，產(chǎn)生嚴重的震害。的震害。19761976年的唐山地震中，京津塘地區(qū)設(shè)縫的高層建筑年的唐山地震中，京津塘地區(qū)設(shè)縫的高層建筑( (縫寬縫寬50 mm50 mm150 mm)150 mm)，除北京飯店東樓，除北京飯店東樓(18(18層，框架層，框架- -剪力墻結(jié)構(gòu)，縫寬剪力墻結(jié)構(gòu)，縫寬600 m

34、m)600 mm)外外，均發(fā)生程度不等的碰撞。輕者外裝修、女兒墻、檐口損壞，重者主體，均發(fā)生程度不等的碰撞。輕者外裝修、女兒墻、檐口損壞，重者主體結(jié)構(gòu)破壞。結(jié)構(gòu)破壞。19851985年墨西哥地震，由于地震而使頂部樓層破壞的震害相當年墨西哥地震，由于地震而使頂部樓層破壞的震害相當多。多。圖圖2.16 防震縫的設(shè)置防震縫的設(shè)置2.2 建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 1.40第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.40 所以，體形復(fù)雜的建筑并不一概提倡設(shè)置防震縫。近年來的結(jié)構(gòu)所以，體形復(fù)雜的建筑并不一概提倡設(shè)置防震縫。近年來的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工的經(jīng)驗表明，建筑應(yīng)當調(diào)整平面尺寸和結(jié)構(gòu)布置，采

35、取構(gòu)設(shè)計和施工的經(jīng)驗表明，建筑應(yīng)當調(diào)整平面尺寸和結(jié)構(gòu)布置，采取構(gòu)造措施和施工措施，能不設(shè)縫就不設(shè)縫，能少設(shè)縫就少設(shè)縫；不設(shè)防造措施和施工措施，能不設(shè)縫就不設(shè)縫，能少設(shè)縫就少設(shè)縫；不設(shè)防震縫時，應(yīng)按震縫時，應(yīng)按2.2.32.2.3節(jié)中的要求進行抗震分析，并采取加強延性的構(gòu)節(jié)中的要求進行抗震分析，并采取加強延性的構(gòu)造措施。如果沒有采取措施或必須設(shè)縫時，則必須保證有必要的縫寬造措施。如果沒有采取措施或必須設(shè)縫時，則必須保證有必要的縫寬以防止震害。以防止震害。 在遇到下列情況時，還是應(yīng)設(shè)置防震縫，將整個建筑劃分為若干在遇到下列情況時，還是應(yīng)設(shè)置防震縫，將整個建筑劃分為若干個規(guī)則的獨立結(jié)構(gòu)單元。個規(guī)則的

36、獨立結(jié)構(gòu)單元。(1) (1) 平面形狀屬于表平面形狀屬于表2-42-4的不規(guī)則類型，或豎向?qū)儆诒淼牟灰?guī)則類型，或豎向?qū)儆诒?-52-5的不規(guī)則的不規(guī)則 類型而又在計算和構(gòu)造上采取有效措施時。類型而又在計算和構(gòu)造上采取有效措施時。(2) (2) 房屋長度超過表房屋長度超過表2-6(a)2-6(a)及表及表2-6(b)2-6(b)中規(guī)定的伸縮縫最大間距，中規(guī)定的伸縮縫最大間距， 又沒有條件采取特殊措施而必須設(shè)置伸縮縫時。又沒有條件采取特殊措施而必須設(shè)置伸縮縫時。(3) (3) 地基土質(zhì)不均勻或上部結(jié)構(gòu)荷載相差較大，房屋各部分的預(yù)計沉地基土質(zhì)不均勻或上部結(jié)構(gòu)荷載相差較大，房屋各部分的預(yù)計沉降過大，必

37、須設(shè)置沉降縫時。降過大，必須設(shè)置沉降縫時。(4) (4) 房屋各部分的結(jié)構(gòu)體系截然不同，質(zhì)量或側(cè)移剛度大小懸殊時。房屋各部分的結(jié)構(gòu)體系截然不同，質(zhì)量或側(cè)移剛度大小懸殊時。2.2.4 防震縫的設(shè)置防震縫的設(shè)置2.2 建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 1.41第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.41表表2-6(a) 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 類類 別別室內(nèi)或土中室內(nèi)或土中露露 天天排架結(jié)構(gòu)排架結(jié)構(gòu)裝配式裝配式1001007070框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)裝配式裝配式75755050現(xiàn)澆式現(xiàn)澆式55553535剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)裝配式裝配式6565

38、4040現(xiàn)澆式現(xiàn)澆式45453030擋土墻、地下室墻壁等類結(jié)構(gòu)擋土墻、地下室墻壁等類結(jié)構(gòu)裝配式裝配式40403030現(xiàn)澆式現(xiàn)澆式30302020單位：單位：m2.2 建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 1.42第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.42表表2-6(b) 砌體房屋伸縮縫的最大間距砌體房屋伸縮縫的最大間距屋屋 蓋蓋 或或 樓樓 蓋蓋 類類 別別間間 距距整體式或裝配整體式整體式或裝配整體式鋼筋混凝鋼筋混凝 土結(jié)構(gòu)土結(jié)構(gòu)有保溫層或隔熱層的屋蓋、樓蓋有保溫層或隔熱層的屋蓋、樓蓋5050無保溫層或隔熱層的屋蓋無保溫層或隔熱層的屋蓋4040裝配式無檁體系裝配式無檁體系鋼筋混凝土

39、結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有保溫層或隔熱層的屋蓋、樓蓋有保溫層或隔熱層的屋蓋、樓蓋6060無保溫層或隔熱層的屋蓋無保溫層或隔熱層的屋蓋5050裝配式有檁體系裝配式有檁體系鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有保溫層或隔熱層的屋蓋有保溫層或隔熱層的屋蓋7575無保溫層或隔熱層的屋蓋無保溫層或隔熱層的屋蓋6060瓦材屋蓋、木屋蓋或樓蓋、輕鋼屋蓋瓦材屋蓋、木屋蓋或樓蓋、輕鋼屋蓋100100單位：單位：m2.2 建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 1.43第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.43在設(shè)置防震縫時，應(yīng)滿足在設(shè)置防震縫時，應(yīng)滿足gb 50011gb 5001120012001建筑抗震設(shè)計規(guī)范建

40、筑抗震設(shè)計規(guī)范中最小縫寬的要求。鋼筋混凝土房屋的最小縫寬應(yīng)滿足下列要求。中最小縫寬的要求。鋼筋混凝土房屋的最小縫寬應(yīng)滿足下列要求。(1) (1) 框架結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度，當高度不超過框架結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度，當高度不超過15 m15 m時可采用時可采用70 mm70 mm；超過超過15 m15 m時，時，6 6度、度、7 7度、度、8 8度和度和9 9度相應(yīng)每增加高度度相應(yīng)每增加高度5 m5 m、4 m4 m、3 m3 m和和2 2 m m，宜加寬，宜加寬20 mm20 mm。(2) (2) 框架框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用要求抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用要求(1)(1)項

41、規(guī)定數(shù)值的項規(guī)定數(shù)值的70%70%，抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用要求，抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用要求(1)(1)項規(guī)定數(shù)值的項規(guī)定數(shù)值的50%50%；且均不宜小于且均不宜小于70 mm70 mm。(3) (3) 防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時，宜按需要較寬防震縫的結(jié)構(gòu)類型和防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時，宜按需要較寬防震縫的結(jié)構(gòu)類型和較低房屋高度確定縫寬。較低房屋高度確定縫寬。2.2 建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 1.44第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.44 多層砌體結(jié)構(gòu)房屋有下列情況之一時宜設(shè)置防震縫，縫兩側(cè)均應(yīng)設(shè)置多層砌體結(jié)構(gòu)房屋有下列情況之一時宜設(shè)置防震縫，縫兩側(cè)均

42、應(yīng)設(shè)置墻體，縫寬應(yīng)根據(jù)烈度和房屋高度確定，可采用墻體，縫寬應(yīng)根據(jù)烈度和房屋高度確定，可采用50 mm50 mm100 mm100 mm。(1) (1) 房屋立面高差在房屋立面高差在6 m6 m以上；以上；(2) (2) 房屋有錯層，且樓板高差較大；房屋有錯層，且樓板高差較大；(3) (3) 各部分結(jié)構(gòu)剛度、質(zhì)量截然不同。各部分結(jié)構(gòu)剛度、質(zhì)量截然不同。防震縫應(yīng)該在地面以上沿全高設(shè)置，縫中不能有填充物。當不作為沉降縫防震縫應(yīng)該在地面以上沿全高設(shè)置，縫中不能有填充物。當不作為沉降縫時，基礎(chǔ)可以不設(shè)防震縫，但在防震縫處基礎(chǔ)要加強構(gòu)造和連接。在建筑時，基礎(chǔ)可以不設(shè)防震縫，但在防震縫處基礎(chǔ)要加強構(gòu)造和連接

43、。在建筑中凡是設(shè)縫的，就要分得徹底；凡是不設(shè)縫的，就要連接牢固，保證其整中凡是設(shè)縫的，就要分得徹底；凡是不設(shè)縫的，就要連接牢固，保證其整體性。絕對不要將各部分設(shè)計的似分不分，似連不連，體性。絕對不要將各部分設(shè)計的似分不分，似連不連，“藕斷絲連藕斷絲連”，否，否則連接處在地震中很容易破壞。則連接處在地震中很容易破壞。2.2 建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性建筑和結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 1.45第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.45 抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計應(yīng)考慮的最關(guān)鍵問題，結(jié)構(gòu)方案抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計應(yīng)考慮的最關(guān)鍵問題，結(jié)構(gòu)方案的選取是否合理，對建筑安全性和經(jīng)濟性起決定性的作用。抗震的選取是否合理，對建

44、筑安全性和經(jīng)濟性起決定性的作用?？拐鸾Y(jié)構(gòu)體系的確定，與設(shè)計項目的經(jīng)濟和技術(shù)條件結(jié)構(gòu)體系的確定，與設(shè)計項目的經(jīng)濟和技術(shù)條件( (地震性質(zhì)、場地震性質(zhì)、場地條件等地條件等) )有關(guān)系，是綜合的系統(tǒng)決策，需要從多方面加以仔細有關(guān)系，是綜合的系統(tǒng)決策，需要從多方面加以仔細考慮?？紤]。2.3 抗震結(jié)構(gòu)體系抗震結(jié)構(gòu)體系 1.46第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.46 建筑抗震概念設(shè)計的依據(jù)是地震災(zāi)害的經(jīng)驗，因此這里先從若干典型建筑抗震概念設(shè)計的依據(jù)是地震災(zāi)害的經(jīng)驗，因此這里先從若干典型的地震災(zāi)害的討論開始。的地震災(zāi)害的討論開始。 1. 1. 馬那瓜地震中兩幢高層建筑的震害比較馬那瓜地震中兩幢

45、高層建筑的震害比較 19721972年年1212月月2323日南美洲馬那瓜地震，在馬那瓜有兩幢鋼筋混凝土高層日南美洲馬那瓜地震，在馬那瓜有兩幢鋼筋混凝土高層建筑，相隔不遠，一幢是建筑，相隔不遠，一幢是1515層的中央銀行大廈，地震時遭嚴重破壞，震后層的中央銀行大廈，地震時遭嚴重破壞，震后拆除；另一幢是拆除；另一幢是1818層的美洲銀行大廈，地震時只受輕微損壞，稍加修理便層的美洲銀行大廈，地震時只受輕微損壞，稍加修理便恢復(fù)使用。原因是兩者在建筑布置和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)方面，有許多不同?；謴?fù)使用。原因是兩者在建筑布置和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)方面，有許多不同。 1) 1) 中央銀行大廈中央銀行大廈 結(jié)構(gòu)體系的主要特點是：主

46、塔樓在結(jié)構(gòu)體系的主要特點是：主塔樓在4 4層樓面以上，北、東、南三面布置層樓面以上，北、東、南三面布置了了6464根根0.20 m0.20 m寬的小柱子寬的小柱子( (凈距凈距1.2 m)1.2 m)，支承在，支承在4 4層樓板的過渡大梁上，大層樓板的過渡大梁上，大梁又支承在其下的梁又支承在其下的1010根根l ml ml.55 ml.55 m的柱子上的柱子上( (柱子的中距柱子的中距9.8 m)9.8 m)，形成上，形成上下兩部分嚴重不均勻、不連續(xù)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；下兩部分嚴重不均勻、不連續(xù)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；4 4個樓梯間，偏置主樓西端，再個樓梯間，偏置主樓西端，再加上西端有填充墻，地震時產(chǎn)生極大的扭轉(zhuǎn)

47、效應(yīng)力，如圖加上西端有填充墻，地震時產(chǎn)生極大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)力，如圖2.172.17所示；所示；4 4層以層以上的樓板僅上的樓板僅5 cm5 cm厚，擱置在長厚，擱置在長14 m14 m、高、高45 cm45 cm的小梁上，樓面體系十分柔弱的小梁上，樓面體系十分柔弱，抗側(cè)力的剛度很差，在水平地震作用下產(chǎn)生很大的樓板水平變形和豎向，抗側(cè)力的剛度很差，在水平地震作用下產(chǎn)生很大的樓板水平變形和豎向變形。變形。 2.3 抗震結(jié)構(gòu)體系抗震結(jié)構(gòu)體系 1.47第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.47 由于這樣的結(jié)構(gòu)布置，該建筑在這次地震中主要遭受以下破壞：由于這樣的結(jié)構(gòu)布置，該建筑在這次地震中主要遭受

48、以下破壞：5 5層層周圍柱子嚴重開裂，鋼筋壓屈；電梯井的墻開裂、混凝土剝落；橫周圍柱子嚴重開裂，鋼筋壓屈；電梯井的墻開裂、混凝土剝落；橫向裂縫貫穿向裂縫貫穿3 3層以上的所有樓板，直至電梯井的東側(cè)，有的寬達層以上的所有樓板，直至電梯井的東側(cè)，有的寬達10 10 mmmm；主樓西立面、其他立面的窗下和電梯井處的空心磚填充墻及其；主樓西立面、其他立面的窗下和電梯井處的空心磚填充墻及其他非結(jié)構(gòu)構(gòu)件均嚴重破壞或倒塌；地震時，不僅電梯不能使用，樓他非結(jié)構(gòu)構(gòu)件均嚴重破壞或倒塌；地震時，不僅電梯不能使用，樓梯也被碎片堵塞，影響人員疏散。梯也被碎片堵塞，影響人員疏散。 美國加州大學(xué)伯克利分校對這幢建筑進行了計

49、算分析，包括三維的美國加州大學(xué)伯克利分校對這幢建筑進行了計算分析，包括三維的線彈性分析，結(jié)果表明：結(jié)構(gòu)存在十分嚴重的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；填充墻降線彈性分析，結(jié)果表明：結(jié)構(gòu)存在十分嚴重的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；填充墻降低了彈性階段的基本周期低了彈性階段的基本周期20%20%，顯著強化了地震作用；主塔樓，顯著強化了地震作用；主塔樓3 3層以層以上北面和南面的大多數(shù)柱子抗剪能力嚴重不足，率先破壞；由于余上北面和南面的大多數(shù)柱子抗剪能力嚴重不足，率先破壞；由于余下的未開裂柱子的相對剛度影響，在主塔樓的東面產(chǎn)生附加地震力下的未開裂柱子的相對剛度影響，在主塔樓的東面產(chǎn)生附加地震力，傳遞到電梯井的墻壁，使電梯井墻壁開裂；在水平地震

50、作用下，傳遞到電梯井的墻壁，使電梯井墻壁開裂；在水平地震作用下，柔而長的樓板產(chǎn)生可觀的豎向運動，引起支承在樓板上的非結(jié)構(gòu)構(gòu)柔而長的樓板產(chǎn)生可觀的豎向運動，引起支承在樓板上的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損壞。件的損壞。 2.3 抗震結(jié)構(gòu)體系抗震結(jié)構(gòu)體系 1.48第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.48圖圖2.17 馬那瓜中央銀行大廈馬那瓜中央銀行大廈2.3 抗震結(jié)構(gòu)體系抗震結(jié)構(gòu)體系 1.49第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.49 2) 2) 美洲銀行大廈美洲銀行大廈 該結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是均勻?qū)ΨQ的，基本抗側(cè)力的系統(tǒng)，包括四個該結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是均勻?qū)ΨQ的，基本抗側(cè)力的系統(tǒng)，包括四個l l形的形的筒體，

51、對稱地由連梁連結(jié)起來，如圖筒體，對稱地由連梁連結(jié)起來，如圖2.182.18所示；由于管道口在連梁中所示；由于管道口在連梁中心，連梁的抗剪能力只有抗彎能力的心，連梁的抗剪能力只有抗彎能力的35%35%，這些連梁在地震時遭到破，這些連梁在地震時遭到破壞，是整個結(jié)構(gòu)能觀察到的主要震害。壞，是整個結(jié)構(gòu)能觀察到的主要震害。 同中央銀行大廈相同，美洲銀行大廈地震時電梯也不能起動，但同中央銀行大廈相同，美洲銀行大廈地震時電梯也不能起動，但樓梯間是暢通的，墻僅有很小的裂縫。樓梯間是暢通的，墻僅有很小的裂縫。 對整個建筑的三維線彈性分析和耦聯(lián)墻非彈性二維分析表明，對對整個建筑的三維線彈性分析和耦聯(lián)墻非彈性二維分

52、析表明，對稱的結(jié)構(gòu)布置以及相對剛強的連肢墻有效地限制了側(cè)向位移，并防止稱的結(jié)構(gòu)布置以及相對剛強的連肢墻有效地限制了側(cè)向位移，并防止了任何明顯的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；避免了長跨度樓板和砌體填充墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)了任何明顯的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；避免了長跨度樓板和砌體填充墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損壞；當連梁剪切破壞后，結(jié)構(gòu)體系的位移雖有明顯增加。但由件的損壞；當連梁剪切破壞后，結(jié)構(gòu)體系的位移雖有明顯增加。但由于抗震墻提供了較大的側(cè)向剛度，位移量得到限制。于抗震墻提供了較大的側(cè)向剛度，位移量得到限制。 馬那瓜地震中兩幢現(xiàn)代化的鋼筋混凝土高層建筑的抗震性差馬那瓜地震中兩幢現(xiàn)代化的鋼筋混凝土高層建筑的抗震性差異，生動地表明了建筑布局和結(jié)構(gòu)體

53、系的合理選擇，在抗震設(shè)計中占異，生動地表明了建筑布局和結(jié)構(gòu)體系的合理選擇，在抗震設(shè)計中占有首要的地位。有首要的地位。 2.3 抗震結(jié)構(gòu)體系抗震結(jié)構(gòu)體系 1.50第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.50 平面圖平面圖 剖面圖剖面圖 圖圖2.18 馬那瓜美洲銀行大廈馬那瓜美洲銀行大廈2.3 抗震結(jié)構(gòu)體系抗震結(jié)構(gòu)體系 1.51第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.512. 2. 新華旅館新華旅館 唐山新華路中段屬唐山新華路中段屬1010度震災(zāi)區(qū)，沿街建筑均倒塌，唯獨新華旅度震災(zāi)區(qū)，沿街建筑均倒塌，唯獨新華旅館的館的8 8層主樓裂而未倒。建筑的主樓為層主樓裂而未倒。建筑的主樓為8

54、 8層內(nèi)框架結(jié)構(gòu)，西配樓為層內(nèi)框架結(jié)構(gòu)，西配樓為5 5層層單排柱內(nèi)框架，東配樓為單排柱內(nèi)框架，東配樓為7 7層磚混結(jié)構(gòu)，如圖層磚混結(jié)構(gòu)，如圖2.192.19所示。原設(shè)計未考所示。原設(shè)計未考慮抗震，但慮抗震，但19751975年年2 2月地下室完工時，發(fā)生了海城地震，為增強抗震月地下室完工時，發(fā)生了海城地震，為增強抗震能力，在主樓的磚墻中增加了一些鋼筋混凝土構(gòu)造柱，主樓同配樓能力，在主樓的磚墻中增加了一些鋼筋混凝土構(gòu)造柱，主樓同配樓之間設(shè)有沉降縫，每層均設(shè)圈梁，樓板為非預(yù)應(yīng)力預(yù)制圓孔板。為之間設(shè)有沉降縫，每層均設(shè)圈梁，樓板為非預(yù)應(yīng)力預(yù)制圓孔板。為加強整體性，各段均有若干層現(xiàn)澆混凝土板。加強整體性

55、，各段均有若干層現(xiàn)澆混凝土板。圖圖2.19 新華旅館平面圖新華旅館平面圖2.3.1 典型震害的啟示典型震害的啟示2.3 抗震結(jié)構(gòu)體系抗震結(jié)構(gòu)體系 1.52第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.52 地震后，西配樓僅殘存地震后，西配樓僅殘存2 2層；東配樓僅殘存層；東配樓僅殘存3 3層和層和4 4層的中間過道。層的中間過道。主樓主要破壞為：窗間墻、窗下墻和無窗洞的墻，均出現(xiàn)典型的交叉剪主樓主要破壞為：窗間墻、窗下墻和無窗洞的墻，均出現(xiàn)典型的交叉剪切裂縫，各層磚墻內(nèi)的構(gòu)造柱基本完好；內(nèi)框架柱子：切裂縫，各層磚墻內(nèi)的構(gòu)造柱基本完好；內(nèi)框架柱子：1 1層柱子完整；層柱子完整；2 2層中柱頂角

56、混凝土脫落，主筋露出并稍彎曲；層中柱頂角混凝土脫落，主筋露出并稍彎曲；3 3、4 4層柱子出現(xiàn)豎縫，柱層柱子出現(xiàn)豎縫，柱腳上、下主筋交接處混凝土局部脫落；腳上、下主筋交接處混凝土局部脫落；5 5層柱子破壞最重，柱頂部混凝層柱子破壞最重，柱頂部混凝土酥碎脫落，主筋呈燈籠形，箍筋被撐斷；由于土酥碎脫落，主筋呈燈籠形，箍筋被撐斷；由于5 5層柱子的破壞，以上層柱子的破壞，以上各層的樓板下陷，致使各層的樓板下陷，致使6 68 8層柱頂部和梁端均有斷裂裂縫。此外，圈梁層柱頂部和梁端均有斷裂裂縫。此外，圈梁下周圍水平裂縫，墻角裂縫，梁下磚墻裂縫以及雨篷等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞下周圍水平裂縫，墻角裂縫，梁下磚墻裂縫

57、以及雨篷等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞倒塌等。倒塌等。 新華旅館主樓遭受新華旅館主樓遭受1010度強烈地震能裂而未倒，有一種看法認為，該度強烈地震能裂而未倒，有一種看法認為，該建筑的中部地下深處有一條建筑的中部地下深處有一條30 m30 m50 m50 m寬的開灤煤礦采空區(qū)通過，這個寬的開灤煤礦采空區(qū)通過，這個地下空間對地震波的向上傳遞起了屏蔽作用，減小了地震對建筑的影響地下空間對地震波的向上傳遞起了屏蔽作用，減小了地震對建筑的影響。這是需要進一步研究的問題。但從結(jié)構(gòu)抗震體系上，則認為值得從中。這是需要進一步研究的問題。但從結(jié)構(gòu)抗震體系上，則認為值得從中吸取以下幾點符合抗震原則的有益經(jīng)驗：新華旅館主樓同配樓

58、用沉降縫吸取以下幾點符合抗震原則的有益經(jīng)驗：新華旅館主樓同配樓用沉降縫分隔開，使結(jié)構(gòu)布局簡單、對稱、變化基本均勻，房屋平面大致呈方形分隔開，使結(jié)構(gòu)布局簡單、對稱、變化基本均勻，房屋平面大致呈方形(17 m(17 m18 m)18 m)，高寬比適當，高寬比適當( (高高28.2 m28.2 m，寬，寬l7 m)l7 m)；2.3 抗震結(jié)構(gòu)體系抗震結(jié)構(gòu)體系 1.53第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.53 結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系為圈梁和構(gòu)造柱約束的磚墻筒體，有一定的強度和結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系為圈梁和構(gòu)造柱約束的磚墻筒體，有一定的強度和變形能力。特別是外墻角和梁柱軸線處設(shè)置了構(gòu)造柱，使磚墻在地震時發(fā)變

59、形能力。特別是外墻角和梁柱軸線處設(shè)置了構(gòu)造柱，使磚墻在地震時發(fā)生裂縫而不散落，仍具有一定的抗側(cè)力承載力和豎向的承載能力。表明磚生裂縫而不散落，仍具有一定的抗側(cè)力承載力和豎向的承載能力。表明磚房的抗震能力可以提高，而且在烈度很高的地震區(qū)還能做到裂而不倒。房的抗震能力可以提高，而且在烈度很高的地震區(qū)還能做到裂而不倒。 同時，從這幢建筑的震害中可以注意以下幾點：主樓和配樓間雖有同時，從這幢建筑的震害中可以注意以下幾點：主樓和配樓間雖有沉降縫分開，但并不符合抗震縫的要求，致使主樓在沉降縫分開，但并不符合抗震縫的要求，致使主樓在5 5層產(chǎn)生應(yīng)力和變形層產(chǎn)生應(yīng)力和變形集中，梁柱破壞特別嚴重；梁柱節(jié)點及其附

60、近的箍筋配置，沒有達到抗震集中，梁柱破壞特別嚴重；梁柱節(jié)點及其附近的箍筋配置，沒有達到抗震的要求，致使各層梁柱產(chǎn)生各種不同程度的破壞；主樓房屋內(nèi)部空曠，側(cè)的要求，致使各層梁柱產(chǎn)生各種不同程度的破壞；主樓房屋內(nèi)部空曠，側(cè)向剛度較差，否則，震害還可能減輕。向剛度較差，否則，震害還可能減輕。 2.3 抗震結(jié)構(gòu)體系抗震結(jié)構(gòu)體系 1.54第第2章章 建筑抗震概念設(shè)計建筑抗震概念設(shè)計1.54 3. 3. 羅馬尼亞地震中布加勒斯特計算中心的破壞羅馬尼亞地震中布加勒斯特計算中心的破壞 布加勒斯特計算中心主樓的建筑平面為布加勒斯特計算中心主樓的建筑平面為303030 m30 m，3 3層，兩端層，兩端服務(wù)塔同主