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建筑結(jié)構(gòu)抗震震設(shè)計
Seismicdesignofbuildings10/24/20221第4章建筑抗震概概念設(shè)計4.1場場地選擇擇4.2建建筑的平平立面布置置4.3結(jié)結(jié)構(gòu)選型型與結(jié)構(gòu)布布置4.4多多道抗震震防線4.5剛剛度、承承載力和延延性的匹配配4.6確確保結(jié)構(gòu)構(gòu)的整體性性4.7非非結(jié)構(gòu)部部件處理10/24/20222基本概念1、計算設(shè)計((Numericaldesign):按荷載計計算、內(nèi)力力分析及組組合、強度度計算、、構(gòu)造措施施等稱為計計算設(shè)計。?!坝嬎阍O(shè)計計”——不不能完全依依賴!地震方面———地震是是一種隨機機振動,具具有復(fù)雜性性、不確確定性,因因此很難準(zhǔn)準(zhǔn)確預(yù)測建建筑物所遭遭遇地震的的特性和參參數(shù)。地震震在時間和和空間上都都具有很大大的隨機性性。結(jié)構(gòu)分析———未能充充分考慮結(jié)結(jié)構(gòu)的空間間作用、非非彈性性質(zhì)質(zhì)、材料時時效、阻尼尼變化等多多種因素,,也存在不不準(zhǔn)確性。。10/24/20223基本概念———續(xù)2、概念設(shè)計((Conceptualdesign):立足于工工程抗震基基本理論及及長期工程程抗震經(jīng)驗驗總結(jié)的工工程抗震基基本概念的的抗震設(shè)計計。在著手進行行結(jié)構(gòu)抗震震設(shè)計時,,著眼于結(jié)結(jié)構(gòu)的總體體地震反應(yīng)應(yīng),靈活運運用抗震設(shè)設(shè)計準(zhǔn)則,,既注意總總體布置上上的大原則則,又考慮慮關(guān)鍵部分分的細節(jié),,從而全面面、合理地地解決結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震設(shè)計計中的基本本問題。有助于掌握握明確的設(shè)設(shè)計思想,,靈活、恰恰當(dāng)?shù)剡\用用抗震設(shè)計計原則,是是設(shè)計人員員不知陷入入盲目的計計算工作,,從而做到到比較合理理的抗震設(shè)設(shè)計??拐鸶拍钤O(shè)設(shè)計是目前前工程設(shè)計計高度自動動化的背景景下唯一具具有能動性性和創(chuàng)造性性的設(shè)計過過程。10/24/20224基本本概概念念————續(xù)續(xù)抗震震概概念念設(shè)設(shè)計計的的思思路路::在工工程程設(shè)設(shè)計計一一開開始始,,把把握握好好能能量量輸輸入入、、房房屋屋體體型型、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系、、剛剛度度分分布布、、構(gòu)構(gòu)件件延延性性等等幾幾個個主主要要方方面面,,從根根本本上上消除除建建筑筑中中的的抗抗震震薄薄弱弱環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)。。輔以以必必要要的的計計算算和和構(gòu)構(gòu)造造措措施施,,有有可可能能使使房房屋屋建建筑筑具具有有良良好好的的抗抗震震性性能能和和足足夠夠的的抗抗震震可可靠靠度度。。由于于對對地地震震作作用用及及結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)性性能能的的了了解解還還遠遠遠遠不不夠夠,,在在某某種種意意義義上上,,概概念念設(shè)設(shè)計計比比計計算算設(shè)設(shè)計計更更重重要要。。10/24/202254.1場場地地選選擇擇不同同的的場場地地上上的的建建筑筑震震害害不不同同,在在建建筑筑選選址址時時,,要要盡盡量量選選擇擇對對建建筑筑抗抗震震有有利利的的地地段段,,避避開開不不利利和和危危險險地地段段。。1、避開地震震危險地段1)概念建筑抗震危險險的地段:指地震時可能能發(fā)生崩塌、、滑坡、地陷陷、地裂、泥泥石流等地段段以及震中烈烈度為8度以以上的發(fā)震斷斷裂帶在地震震時可能發(fā)生生地表錯位的的地段。非發(fā)震斷層:與當(dāng)?shù)氐牡氐卣鸹顒有詻]沒有成因上聯(lián)聯(lián)系的一般斷斷層,在地震震作用下一般般不會發(fā)生新新的錯動。發(fā)震斷層:具有潛在地地震活動的斷斷層,在過去去三萬五千年年以內(nèi)曾活動動過一次,或或者在五萬年年內(nèi)活動過兩兩次的斷層。。10/24/202264.1場場地選擇———續(xù)2、選擇有利利于抗震的場場地1)概念對建筑抗震有有利的地段:指位于開闊闊平坦地的堅堅硬場地上或或密實均勻中中硬場地土。。對建筑抗震不不利的地段:就地形而言,一般是是指條狀突出出的山嘴,孤孤立的山包和和山梁的頂部部,高差較大大的臺地邊緣緣,非巖質(zhì)的的陡坡,河河岸和邊坡的的邊緣;就場地土質(zhì)而言,一般是是指軟弱土、、易液化土,,故河道、斷斷層破碎帶、、暗埋塘濱溝溝谷或半挖半半填地基等,,以及在平面面分布上成因因、巖性、狀狀態(tài)明顯不均均勻的地段。。10/24/202274.1場場地選擇———續(xù)2)關(guān)于地基基基礎(chǔ)設(shè)計,,抗震規(guī)范有有如下規(guī)定::1、避開危險地帶帶(如斷裂帶帶等);2、同一結(jié)構(gòu)構(gòu)單元的基礎(chǔ)礎(chǔ)不宜設(shè)置在在性質(zhì)截然不同的的地基基上;;無法避避開時時,除除考慮慮不同同土層差異異運動動的影影響外外,還還應(yīng)采采用局局部深深基礎(chǔ)礎(chǔ),使整個個建筑筑物的的基礎(chǔ)礎(chǔ)落在在同一一上層層上(圖))3、同同一結(jié)結(jié)構(gòu)單單元不不宜部部分采采用天天然地地基部部分采采用樁樁基;;(可可設(shè)沉沉降縫縫,成成為兩兩個單單元))4、地地基為為軟弱弱粘性性土、、液化化土、、新近近填土土或嚴嚴重不不均勻勻時,,應(yīng)估估計地地震時時地基基不均均勻沉沉降或或其他他不利利影響響,并并采取取相應(yīng)應(yīng)措施施,基礎(chǔ)應(yīng)應(yīng)加強強其整整體性性和剛剛性。。10/24/202284.2建建筑筑的平平立面面布置置一幢房房屋的的動力力性能能基本本上取取決于于它的的建筑筑布局局和結(jié)結(jié)構(gòu)布布置。。建筑筑布局局簡單單合理理,結(jié)結(jié)構(gòu)布布置符符合抗抗震原原則,,就能能從根根本上上保證證房屋屋具有有良好好的耐耐震性性能。?!犊拐鹫鹨?guī)范范》3.4.1條規(guī)規(guī)定::建筑筑設(shè)計計應(yīng)符符合抗抗震概概念設(shè)設(shè)計的的要求求,不不應(yīng)采采用嚴嚴重不不規(guī)則則的設(shè)設(shè)計方方案。。3.4.2條規(guī)規(guī)定::建筑筑及其其抗側(cè)側(cè)力結(jié)結(jié)構(gòu)的的平面面布置置宜規(guī)規(guī)則、、對稱稱,并并應(yīng)具具有良良好的的整體體性;;建筑筑的立立面和和豎向向剖面面宜規(guī)規(guī)則,,結(jié)構(gòu)構(gòu)的側(cè)側(cè)向剛剛度宜宜均勻勻變化化,豎豎向抗抗側(cè)力力構(gòu)件件的截截面尺尺寸和和材料料強度度宜自自下而而上逐逐漸減減少,,避免免抗側(cè)側(cè)力結(jié)結(jié)構(gòu)的的側(cè)向向剛度度和承承載力力突變變。10/24/202294.2.1建建筑平平面布布置1、建筑筑平面面形狀狀1)建建筑物物的平平、立立面布布置宜宜規(guī)則則、對對稱,,質(zhì)量量和剛剛度變變化均均勻,,避免免樓層層錯層層;2)地地震區(qū)區(qū)的高高層建建筑,,平面面以方方形、、矩形形、圓圓形為為好;;正六六邊形形、正正八邊邊形、、橢圓圓形、、扇形形也可可以。。3)有有較長長翼緣緣的L形、、T形形、十十字形形、U形、、H形形、Y形平平面也也不宜宜采用用。這這些平平面的的較長長翼緣緣,地地震時時容易易因發(fā)發(fā)生差差異側(cè)側(cè)移而而加重重震害害。10/24/2022104.2.1建建筑平面面布置———續(xù)2、平面不不規(guī)則的的類型::《規(guī)范》》3.4.2規(guī)規(guī)定:1)扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)不規(guī)則則:樓層層的最大大彈性水水平位移移(或?qū)訉娱g位移移)大于于該樓層層兩端彈彈性水平平位移((或?qū)娱g間位移))平均值值的1.2倍。。2)凹凸凸不規(guī)則則:結(jié)構(gòu)構(gòu)平面凹凹進的一一側(cè)尺寸寸,大于于相應(yīng)投投影方向向總尺寸寸的30%。3)樓板板局部不不連續(xù)::樓板的的尺寸和和平面剛剛度急劇劇變化。。例如::開洞面面積大于于該樓層層面積的的30%,或較較大的樓樓層錯層層,或有有效樓板板寬度小小于該層層樓板典典型寬度度的50%。10/24/202211不規(guī)則類型定義扭轉(zhuǎn)不規(guī)則樓層的最大彈性水平位移(或?qū)娱g位移),大于該樓層兩端彈性水平位移(或?qū)娱g位移)平均值的1.2倍凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)平面凹進的一側(cè)尺寸,大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化,例如,有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%,或開洞面積大于該層樓面面積的30%,或較大的樓層錯層平面不規(guī)規(guī)則的類類型扭轉(zhuǎn)不規(guī)則凹凸角不規(guī)則10/24/202212局部不連續(xù)大開洞錯層不規(guī)則類型定義扭轉(zhuǎn)不規(guī)則樓層的最大彈性水平位移(或?qū)娱g位移),大于該樓層兩端彈性水平位移(或?qū)娱g位移)平均值的1.2倍凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)平面凹進的一側(cè)尺寸,大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化,例如,有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%,或開洞面積大于該層樓面面積的30%,或較大的樓層錯層平面不規(guī)規(guī)則的類類型10/24/2022134.2.1建建筑平面面布置———續(xù)3、高層建筑平平面尺寸限限值《高層規(guī)程程》對地震震區(qū)高層建建筑的平面面形狀作了了明確規(guī)定定,如下圖圖和表,并并提出對這這些平面的的凹角處,,應(yīng)采取加加強措施。10/24/2022144.2.2建建筑立面布布置1、建筑立立面形狀地震區(qū)高層層建筑的立立面應(yīng)采用用矩形、梯梯形、三角角形等均勻勻變化的幾幾何形狀,,盡量避免免帶有突然然變化的階階梯形立面面。因為立面形形狀的突然然變化,會引起質(zhì)量和抗側(cè)側(cè)移剛度突變,地震時容易因劇烈烈振動或塑塑性變形集集中(薄弱弱層)而加加重破壞。。10/24/2022154.2.2建建筑立面布布置——續(xù)續(xù)2、豎向不不規(guī)則的類類型1)側(cè)向剛剛度不規(guī)則則:該層的的側(cè)向剛度度小于相鄰鄰上一層的的70%,,或小于其其上相鄰三三個樓層側(cè)側(cè)向剛度平平均值的80%;除除頂層外,,局部收進進的水平向向尺寸大于于相鄰下一一層的25%。2)豎向抗抗側(cè)力構(gòu)件件不連續(xù)::豎向抗側(cè)側(cè)力構(gòu)件((柱、抗震震墻、抗震震支撐)的的內(nèi)力由水水平轉(zhuǎn)換構(gòu)構(gòu)件(梁、、桁架)向向下傳遞。。3)樓層承承載力突變變:抗側(cè)力力結(jié)構(gòu)的層層間受剪承承載力小于于相鄰上一一樓層的80%。10/24/202216不規(guī)則類型定義側(cè)向剛度不規(guī)則該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%,或小于其上相鄰三個樓層側(cè)向剛度平均值的80%;除頂層外,局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件(柱、抗震墻、抗震支撐)的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件(梁、桁架等向下傳遞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80%豎向向不不規(guī)規(guī)則則的的類類型型沿豎向的側(cè)向剛度不規(guī)則(有柔軟層)豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)10/24/202217豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)屈服抗剪強度不均勻(有薄弱層)
嚴重不規(guī)則是指體型復(fù)雜,多項不規(guī)則指標(biāo)超過表中指標(biāo)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),將會導(dǎo)致地震破壞的嚴重后果者。注:以上規(guī)定主要針對鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)的多層和高層建筑。不規(guī)則類型定義側(cè)向剛度不規(guī)則該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%,或小于其上相鄰三個樓層側(cè)向剛度平均值的80%;除頂層外,局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件(柱、抗震墻、抗震支撐)的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件(梁、桁架等向下傳遞)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80%豎向不規(guī)則的的類型10/24/2022184.2.2建建筑立立面布置———續(xù)3、高層建筑筑立面尺寸限限值《高層規(guī)程》》規(guī)定:建筑筑的豎向體形形宜規(guī)則、均均勻,避免有有過大的外挑挑和內(nèi)收。結(jié)結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛剛度宜下大上上小,逐漸均均勻變化,不不應(yīng)采用豎向向布置嚴重不不規(guī)則的結(jié)構(gòu)構(gòu)。并要求抗抗震設(shè)計的高高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu),其樓層側(cè)側(cè)向剛度不宜宜小于相鄰上上部樓層側(cè)向向剛度的70%或其上相相鄰三層側(cè)向向剛度平均值值的80%。。按《高層規(guī)程程》,高層建建筑的高度限限值分A、B兩級,A級級規(guī)定較嚴,,是目前應(yīng)用用最廣泛的高高層建筑高度度,B級規(guī)定定較寬,但應(yīng)應(yīng)采取更嚴格格的計算和構(gòu)構(gòu)造措施。樓層層間抗側(cè)側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載能力力:A級高高度:宜≥上上一層的80%,應(yīng)≥上上一層的65%;B級級高度:應(yīng)≥≥上一層的75%。10/24/2022194.2.2建建筑立立面布置———續(xù)收進和外挑尺尺寸要求(宜宜):當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)上部部樓層層收進進部位位到室室外地地面的的高度度H1與房屋屋高度度H之之比大大于0.2時,,上部部樓層層收進進后的的水平平尺寸寸B1不宜小小于下下部樓樓層水水平尺尺寸B的0.75倍;當(dāng)上部部結(jié)構(gòu)構(gòu)樓層層相對對于下下部樓樓層外外挑時時,下下部樓樓層的的水平平尺寸寸B不不宜小小于上上部樓樓層水水平尺尺寸B1的0.9倍,,且水水平外外挑尺尺寸a不宜宜大于于4m。10/24/2022204.2.3房房屋屋的高高度一般而而言,,房屋屋愈高高,所所受到到的地地震力力和傾傾覆力力矩愈愈大,,破壞壞的可可能性性也愈愈大。。但“房房屋愈愈高愈愈危險險”的的概念念不是是絕對對的,,是有有條件件的。。于1956年年建造造的高高181m的42層層拉丁丁美洲洲大廈廈,經(jīng)經(jīng)受住住了3次大大地震震的考考驗,,幾乎乎無損損壞。?!犊拐鹫鹨?guī)范范》和和《高高層規(guī)規(guī)程》》,根根據(jù)我我國當(dāng)當(dāng)前科科研成成果和和工程程實際際情況況,對對各種種結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系適用用范圍圍內(nèi)建建筑物物的最最大高高度均均作出出了規(guī)規(guī)定。。超出出該規(guī)規(guī)定的的,要要進行行專門門研究究?!丁犊拐鹫鹨?guī)范范》尚尚規(guī)定定:對對不規(guī)規(guī)則結(jié)結(jié)構(gòu)、、有框框支層層抗震震墻結(jié)結(jié)構(gòu)或或Ⅳ類類場地地上的的結(jié)構(gòu)構(gòu),適適用的的最大大高度度應(yīng)適適當(dāng)降降低。。10/24/2022214.2.4房房屋屋的的高高寬寬比比建筑筑物物的的高高寬寬比比例例,,比比起起其其絕絕對對高高度度來來說說更更為為重重要要。。因因為為建建筑筑物物的的高高寬寬比比值值愈愈大大,,即即建建筑筑愈愈瘦瘦高高,,地地震震作作用用下下的的側(cè)側(cè)移移愈愈大大,,地地震震引引起起的的傾傾覆覆作作用用愈愈嚴嚴重重。。巨巨大大的的傾傾覆覆力力矩矩在在柱柱(墻墻)和和基基礎(chǔ)礎(chǔ)中中所所引引起起的的壓壓力力和和拉拉力力比比較較難難于于處處理理。。我國國對對房房屋屋高高寬寬比比的的要要求求是是按按結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系和和地地震震烈烈度度區(qū)區(qū)分分的的。。10/24/2022224.2.5防防震震縫縫的的合合理理設(shè)設(shè)置置遇到到下下列列情情況況,,應(yīng)應(yīng)設(shè)設(shè)置置防防震震縫縫::①平平面面形形狀狀、、局局部部尺尺寸寸或或者者立立面面形形狀狀不不符符合合規(guī)規(guī)范范的的有有關(guān)關(guān)規(guī)規(guī)定定,,而而又又未未在在計計算算和和構(gòu)構(gòu)造造上上采采取取相相應(yīng)應(yīng)措措施施時時;;②房房屋屋長長度度超超過過規(guī)規(guī)范范規(guī)規(guī)定定的的伸伸縮縮縫縫最最大大間間距距,,又又無無條條件件采采取取特特殊殊措措施施而而必必需需設(shè)設(shè)置置伸伸縮縮縫縫時時;;③地地基基土土質(zhì)質(zhì)不不均均勻勻,,房房屋屋各各部部分分的的預(yù)預(yù)計計沉沉降降((包包括括地地震震時時的的沉沉陷陷))相相差差過過大大,,必必須須設(shè)設(shè)置置沉沉降降縫縫時時;;④房房屋屋各各部部分分的的質(zhì)質(zhì)量量或或結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗側(cè)側(cè)移移剛剛度度大大小小懸懸殊殊時時。。10/24/2022234.2.5防防震縫縫的合理理設(shè)置1、防震震縫設(shè)置置原因由于建筑筑平面和和體型的的多樣化化、結(jié)構(gòu)構(gòu)的不規(guī)規(guī)則性有有時難以以避免,,為將不不規(guī)則結(jié)結(jié)構(gòu)變?yōu)闉槿舾梢?guī)規(guī)則結(jié)構(gòu)構(gòu),合理理地設(shè)置置防震縫縫進行結(jié)結(jié)構(gòu)分段段,從而而降低抗抗震設(shè)計計的難度度及提高高抗震設(shè)設(shè)計的可可靠度。。在國內(nèi)外外歷次地地震中,,曾一再再發(fā)生相相鄰建筑筑物或同同幢建筑筑物相鄰鄰單元之之間相撞撞的震例例,究其其原因,,主要是是防震縫縫寬度偏偏小或構(gòu)構(gòu)造不當(dāng)當(dāng)所致。。2、防震震縫設(shè)置置原則徹底分離離或者牢牢固連接接:忌連連又連不不牢、分分又分不不清?!叭p合合一”的的設(shè)置原原則:伸伸縮縫、、沉降縫縫、防震震縫三縫縫合一,,對于抗抗震設(shè)防防烈度為為6度以以上的房房屋,所所有伸縮縮縫、沉沉降縫縫均應(yīng)符符合防震震縫的寬寬度要求求。10/24/2022244.2.5防震震縫的合理理設(shè)置———續(xù)3、必須須設(shè)置抗震震縫的情況況①平面形形狀、局部部尺寸或者者立面形狀狀不符合規(guī)規(guī)范的有關(guān)關(guān)規(guī)定,而而又未在計計算和構(gòu)造造上采取相相應(yīng)措施時時;②房屋長長度超過規(guī)規(guī)范規(guī)定的的伸縮縫最最大間距,,又無條件件采取特殊殊措施而必必需設(shè)置伸伸縮縫時;;③地基土土質(zhì)不均勻勻,房屋各各部分的預(yù)預(yù)計沉降((包括地震震時的沉陷陷)相差過過大,必須須設(shè)置沉降降縫時;④房屋各各部分的質(zhì)質(zhì)量或結(jié)構(gòu)構(gòu)抗側(cè)移剛剛度大小懸懸殊時。4、防震縫縫寬度縫寬不足———會發(fā)生生碰撞破壞壞;由于設(shè)縫后后造成部分分結(jié)構(gòu)段過過柔,碰撞撞造成失穩(wěn)穩(wěn)破壞。必須根據(jù)具具體情況認認真處理設(shè)設(shè)縫位置及及設(shè)縫寬度度。確定防震縫縫寬度,除除考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)變形外,,還應(yīng)考慮慮由于地基基變形引起起基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動動的影響。。10/24/2022254.2.5防震震縫的合理理設(shè)置———續(xù)5、防震縫縫最小寬度度—良好地基基條件下一一般結(jié)構(gòu)的的最小縫寬為防止相鄰建筑物在地震中發(fā)生碰撞,防震縫的寬度不宜小于兩側(cè)建筑物在較低建筑物屋頂高度處的垂直防震縫方向的側(cè)移之和。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的防震縫最小寬度,一般情況下應(yīng)符合《抗震規(guī)范》所作的規(guī)定:①框架房屋,當(dāng)高度不超過l5m時,可采用70mm;當(dāng)高度超過l5m時,6度、7度、8度和9度相應(yīng)每增高5m、4m、3m和2m,宜加寬20mm;②框架抗震墻房屋的防震縫寬度,可采用第①條數(shù)值的70%,抗震墻房屋可采用第①條數(shù)值的50%,且均不宜小于70mm。
10/24/2022264.2.5防震震縫的合理理設(shè)置———續(xù)③防震縫兩側(cè)側(cè)結(jié)構(gòu)類型型不同時,,宜按需要要較寬防震震縫的結(jié)構(gòu)構(gòu)類型和較較低房屋高高度確定縫縫寬。例1:某高層建建筑為框架架—剪力墻墻結(jié)構(gòu),抗抗震設(shè)防烈烈度為7度度,高45米,其群群房為框架架結(jié)構(gòu),高高20米,,主樓和群群房間設(shè)防防震縫,其其最小縫寬寬應(yīng)為多少少?解:防震縫縫最小寬度度應(yīng)根據(jù)群群房框架結(jié)結(jié)構(gòu)極其高高度確定::10/24/2022274.2.5防防震震縫縫的的合合理理設(shè)設(shè)置置————續(xù)續(xù)10/24/2022284.2.5防防震縫縫的合理理設(shè)置———續(xù)6、一般般盡可能能不設(shè)置置抗震縫縫滿足規(guī)定定的防震震縫寬度度在強烈烈地震作作用下由由于地面面運動變變化,結(jié)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)、地地基變形形等復(fù)雜雜因素,,相鄰結(jié)結(jié)構(gòu)仍可可能局部部碰撞而而損壞;;防震縫寬寬度過大大,建筑筑立面效效果、防防水處理理較難;;設(shè)置不當(dāng)當(dāng)反倒會會引起相相鄰建筑筑物碰撞撞、失穩(wěn)穩(wěn)、加大大破壞。。10/24/2022294.2.5防防震縫縫的合理理設(shè)置———續(xù)7、不設(shè)設(shè)置抗震震縫處理辦法法——高層層建筑宜宜選用合合理的建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)方案,,不設(shè)抗抗震縫,,但要做做到:采取措施施避免設(shè)設(shè)置防震震縫———調(diào)整平平面形狀狀和尺寸寸、并并在構(gòu)造造以及設(shè)設(shè)計、施施工時采采取措施施。不規(guī)則房房屋不設(shè)設(shè)防震縫縫時必須須沿高度度和從平平面上考考慮相對對薄弱及及應(yīng)力集集中部位位的加強強及提高高延性措措施,在在這些部部位應(yīng)盡盡量避免免設(shè)置樓樓梯間及及在樓板板上開開較大洞洞口。對體型復(fù)復(fù)雜的建建筑物不不設(shè)抗震震縫時,,應(yīng)對建建筑物進進行比較較精確確的結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震分分析,解解決不設(shè)設(shè)縫帶來來的不利利影響,,如差差異沉降降、偏心心扭轉(zhuǎn)、、溫度變變形等,,估計其其局部應(yīng)應(yīng)力和和變形集集中及扭扭轉(zhuǎn)效應(yīng)應(yīng)影響,,判明其其易損部部位,采采取加強強措施施或提高高變形能能力的措措施。10/24/2022304.3結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)選型與與結(jié)構(gòu)布布置4.3.1結(jié)結(jié)構(gòu)選選型結(jié)構(gòu)選型型涉及的的內(nèi)容較較多,應(yīng)應(yīng)根據(jù)建建筑的重重要性、、設(shè)防烈烈度、房房屋高度度、場地地、地基基、基礎(chǔ)礎(chǔ)、材料料和施工工等因素素,通過過技術(shù)、、經(jīng)濟條條件比較較綜合確確定。1、結(jié)構(gòu)材料料的選擇擇單從抗震震角度考考慮,作作為一種種好的結(jié)結(jié)構(gòu)形式式,應(yīng)具具備下列性能:①延性系系數(shù)高;;②“強度度/重力力”比值值大;③勻質(zhì)性性好;④正交各各向同性性;⑤構(gòu)件的的連接具具有整體體性、連連續(xù)性和和較好的的延性,,并能發(fā)發(fā)揮材料料的全部部強度。。10/24/2022314.3.1結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)選型型———續(xù)建筑結(jié)結(jié)構(gòu)類類型,,依其其抗震震性能能優(yōu)劣劣而排排列的的順序序是::①鋼結(jié)結(jié)構(gòu);;②型鋼鋼混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu);;③混凝凝土——鋼混混合結(jié)結(jié)構(gòu);;④現(xiàn)澆澆鋼筋筋混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu);;⑤預(yù)應(yīng)應(yīng)力混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu);⑥裝配配式鋼鋼筋混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu);⑦配筋筋砌體體結(jié)構(gòu)構(gòu);⑧砌體體結(jié)構(gòu)構(gòu)等。。10/24/2022324.3.1結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)選型型———續(xù)2、抗抗震結(jié)結(jié)構(gòu)體體系的的確定定抗震結(jié)結(jié)構(gòu)體體系是是抗震震設(shè)計計應(yīng)考考慮的的關(guān)鍵鍵問題題,結(jié)結(jié)構(gòu)方方案的的選取取是否否合理理,對對安全全性和和經(jīng)濟濟性起起決定定性作作用。。《抗震震規(guī)范范》關(guān)關(guān)于抗抗震結(jié)結(jié)構(gòu)體體系,,有下下列要要求::①應(yīng)應(yīng)具有有明確確的計計算簡簡圖和和合理理的地地震作作用傳傳遞途途徑;;②宜宜有多多道抗抗震防防線,,應(yīng)避避免因因部分分結(jié)構(gòu)構(gòu)或構(gòu)構(gòu)件破破壞而而導(dǎo)致致整個個體系系喪失失抗震震能力力或?qū)χ亓αΦ某谐休d能能力;;③應(yīng)應(yīng)具備備必要要的強強度,,良好好的變變形能能力和和耗能能能力力;④宜宜具有有合理理的剛剛度和和強度度分布布,避避免因因局部部削弱弱或突突變形形成薄薄弱部部位,,產(chǎn)生生過大大的應(yīng)應(yīng)力集集中或或塑性性變形形集中中;對對可能能出現(xiàn)現(xiàn)的薄薄弱部部位,,應(yīng)采采取措措施提提高抗抗震能能力。10/24/2022334.3.1結(jié)構(gòu)構(gòu)選型———續(xù)3.在設(shè)設(shè)計房屋之之前,一般般應(yīng)首先了了解場地和和地基及其其卓越周期期,調(diào)整結(jié)結(jié)構(gòu)剛度,,避開共振振周期。4.選擇擇結(jié)構(gòu)體系系時,要注注意選擇合合理的基礎(chǔ)礎(chǔ)形式。對于軟弱地地基宜選用用樁基、筏筏片基礎(chǔ)或或箱形基礎(chǔ)礎(chǔ)。巖層高低起起伏不均勻勻或有液化化土層時最最好采用樁樁基等。10/24/2022344.3.2結(jié)結(jié)構(gòu)布置置的一般原原則1、平面布布置力求對對稱(質(zhì)量量、剛度、、強度)對稱結(jié)構(gòu)在在地面平動動作用下,,水平地震震力按構(gòu)件件剛度分配配,因而各各構(gòu)件受力力比較均勻勻。而非對對稱結(jié)構(gòu),,由于剛心心偏在一邊邊,質(zhì)心與與剛心不重重合,遠離離剛心的剛剛度較小構(gòu)構(gòu)件,由由于側(cè)移量量很大,所所分擔(dān)的水水平地震剪剪力也顯著著增大,甚甚至導(dǎo)致整整個結(jié)構(gòu)因因一側(cè)構(gòu)件件失效而倒倒塌。10/24/2022354.3.2結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)布置的一般般原則——續(xù)續(xù)最為典型的例例子是1972年2月23日南美洲洲的馬那瓜地地震。馬那瓜有相距距不遠的兩幢幢高層建筑,,一幢為15層高的中央央銀行大廈,,平面不規(guī)則則,4個樓梯梯間偏置塔樓樓西端,西端端有填充墻,,破壞嚴重,,震后拆除;;另一幢為18層高的美美洲銀行大廈廈,結(jié)構(gòu)是均均勻?qū)ΨQ的,,基本的抗側(cè)側(cè)力體系包括括4個L形的的筒體,對稱稱地由連梁連連接起來,輕輕微損壞,稍稍加修理便恢恢復(fù)使用。當(dāng)當(dāng)?shù)氐卣鹆叶榷裙烙嫗?度度。10/24/2022364.3.2結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)布置的一般般原則——續(xù)續(xù)當(dāng)建筑層數(shù)很很多時,上面面各層偏心引引起的扭轉(zhuǎn)效效應(yīng)對下層的的積累,對下下面幾層更不不利。所以,,進行結(jié)構(gòu)布布置時,除了了要求各向?qū)ΨQ外,還希希望能具有較較大的抗扭剛剛度。因此,下圖((a)、((b)所示的的抗震墻沿房房屋周邊布置置的方案,就就優(yōu)于(c))、(d)所所示在房屋內(nèi)內(nèi)部布置的方方案。10/24/2022374.3.2結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)布置的一般般原則——續(xù)續(xù)2、豎向布置力求求均勻結(jié)構(gòu)豎向布置置的關(guān)鍵在于于:盡可能使使其豎向剛度度、強度變化化均勻,避免免出現(xiàn)薄弱層,并應(yīng)盡可能能降低房屋的的重心。注意上剛下柔柔的結(jié)構(gòu)的處處理由于商業(yè)的需需要,結(jié)構(gòu)底底部幾層往往往需要設(shè)置大大空間,上部部各層為全墻墻體系或框架架——抗震墻墻體系,而底底層或底部兩兩三層則為框框架體系,整整個結(jié)構(gòu)屬““框托墻”體體系。這便是是工程上稱之之為“框支剪剪力墻”或““底部框架””的結(jié)構(gòu)。這這種體系很不不利于抗震,,應(yīng)保證下部部結(jié)構(gòu)的抗側(cè)側(cè)剛度不能小小于上部抗側(cè)側(cè)剛度的一定定比例。10/24/2022384.3.2結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)布置的一般般原則——續(xù)續(xù)同一樓層的框框架柱,應(yīng)該該具有大致相相同的剛度、、強度和延性性,否則,地震時時很容易因受受力大小懸殊殊而被各個擊擊破。在采用純框架架結(jié)構(gòu)的高層層建筑中,如如果將樓梯踏踏步斜梁和平平臺梁直接與與框架柱相連連,就會使該該柱變成短柱柱,地震時容容易發(fā)生剪切切破壞,應(yīng)予予避免或采取取相關(guān)措施。10/24/2022394.4多多道抗震防線線4.4.1多多道道抗抗震震防防線線的的必必要要性性1、、多道道抗抗震震防防線線的的定定義義①一個個抗抗震震結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系,,應(yīng)應(yīng)由由若若干干個個延延性性較較好好的的分分體體系系組組成成,,并并由由延延性性較較好好的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件連連接接起起來來協(xié)協(xié)同同工工作作,,即即分分體體系系間間的的連連接接部部件件應(yīng)應(yīng)有有適適當(dāng)當(dāng)強強度度、、較較好好延延性性和和穩(wěn)穩(wěn)定定的的滯滯回回性性能能。??蚣芗埽箍拐鹫饓w體系系::由由延延性性框框架架和抗抗震震墻墻兩兩個個系系統(tǒng)統(tǒng)組組成成;;雙肢肢或或多多肢肢抗抗震震墻墻體體系系::由由若若干干個單單肢肢墻墻分分系系統(tǒng)統(tǒng)組組成成;;框架架體體系系::框框架架梁梁和和框框架架柱柱;;10/24/2022404.4.1多多道道抗抗震震防防線線的的必必要要性性————續(xù)續(xù)抗震震結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系應(yīng)應(yīng)有有最最大大可可能能數(shù)數(shù)量量的的內(nèi)內(nèi)部部、、外外部部贅贅余余度度((相相當(dāng)當(dāng)于于超超靜靜定定次次數(shù)數(shù),,利利用用塑塑性性變變形形的的前前提提)),,有有意意識識地地建建立立起起一一系系列列分分布布的的屈屈服服區(qū)區(qū)((塑塑性性鉸鉸區(qū)區(qū))),,以以使使結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)能能夠夠吸吸收收和和耗耗散散大大量量的的地地震震能能量量,,一一旦旦破破壞壞也也易易于于修修復(fù)復(fù)。。帶贅贅余余桿桿件件的的耗耗能能結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)(a)雙雙肢肢墻墻;;(b)墻墻和和框框架架;;(c)并并列列斜斜撐撐;;(d)芯芯筒筒和和框框架架柱柱10/24/2022414.4.1多多道道抗抗震震防防線線的的必必要要性性————續(xù)續(xù)2、、多多道道抗抗震震防防線線的的必必要要性性::多道道抗抗震震防防線線對對抗抗震震結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)是是必必要要的的。。強強烈烈地地震震往往往往有有一一定定的的持持續(xù)續(xù)時時間間((幾幾秒秒~~幾幾十十秒秒)),,并并且且往往往往伴伴隨隨多多次次余余震震,,結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)在在首首次次破破壞壞后后再再遭遭余余震震,,將將會會引引起起損損傷傷累累積積,,當(dāng)當(dāng)?shù)诘谝灰坏赖婪婪谰€線的的抗抗側(cè)側(cè)力力構(gòu)構(gòu)件件在在強強烈烈地地震震襲襲擊擊下下遭遭到到破破壞壞后后,,后后備備的的第第二二道道至至第第三三道道防防線線的的抗抗側(cè)側(cè)力力構(gòu)構(gòu)件件立立即即接接替替,,抵抵擋擋住住后后續(xù)續(xù)的的地地震震動動的的沖沖擊擊,,可可保保證證建建筑筑物物最最低低限限度度的的安安全全,,免免于于倒倒塌塌。。適當(dāng)當(dāng)處處理理構(gòu)構(gòu)件件的的強強弱弱關(guān)關(guān)系系,,將將使使其其在在強強震震作作用用下下形形成成多多道道防防線線、、是是提提高高結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗震震性性能能、、避避免免倒倒塌塌的的有有效效措措施施。。10/24/2022424.4.2第第一道道防線線的構(gòu)構(gòu)件選選擇原原則地震的的往復(fù)復(fù)水平平作用用使結(jié)結(jié)構(gòu)遭遭到嚴嚴重破破壞、、但結(jié)結(jié)構(gòu)的的最后后倒塌塌是因因為結(jié)結(jié)構(gòu)喪喪失了了承受受豎向向荷載載的能能力,,即倒倒塌主主要取取決于于豎向向荷載載。因因此,,1、應(yīng)應(yīng)優(yōu)先先選擇擇不負負擔(dān)或或少負負擔(dān)重重力荷荷載的的豎向向支撐撐或填填充墻墻,或或選用用軸壓壓比值值較小小的抗抗震墻墻、實實體筒筒體之之類構(gòu)構(gòu)件,,作為為第一一道抗抗震防防線的的抗側(cè)側(cè)力構(gòu)構(gòu)件;;一般般情況況,不不宜采采用軸軸壓比比很大大的框框架柱柱兼作作第一一道防防線的的抗側(cè)側(cè)力構(gòu)構(gòu)件。?!粫l(fā)生生結(jié)構(gòu)構(gòu)倒塌塌。2、如如因條條件有有限,,只能能采用用單一一的框框架體體系,,框架架就成成為整整個體體系中中唯一一的抗抗側(cè)力力構(gòu)件件,此此時應(yīng)應(yīng)采用用“強強柱弱弱梁””型延延性框框架((即梁梁為第第一道道,柱柱為第第二道道)。。10/24/2022434.4.2第第一道道防線線的構(gòu)構(gòu)件選選擇原原則——續(xù)框架破破壞機機制強柱型型框架架如下圖圖左,,在水水平地地震作作用下下,梁梁端首首先出出現(xiàn)塑塑性鉸鉸,梁梁的屈屈服先先于柱柱的屈屈服,,行成成梁鉸破破壞機機制。弱柱型型框架架如下圖圖右,,在水水平地地震作作用下下,柱柱端首首先出出現(xiàn)塑塑性鉸鉸,柱柱的屈屈服先先于梁梁的屈屈服,,形成成柱鉸破破壞機機制。10/24/202244“強柱弱梁”延性框架由于梁只承承受一層或或局部重力力荷載,柱柱承受其上上多層的總總重力荷載載;鋼筋端端部錨固使使梁具有懸懸索作用,,只要鋼筋筋端部錨固固未失效,,懸索作用用能維持樓樓面不立即即坍塌。故在強烈地地震作用下下,結(jié)構(gòu)發(fā)發(fā)生較大側(cè)側(cè)移進入非非彈性階段段時,為使使框架保持持足夠的豎豎向承載能能力而免于于倒塌,要要求實現(xiàn)梁梁鉸破壞機機制,即塑塑性鉸應(yīng)首首先在梁上上形成,盡盡可能避免免在破壞后后危害更大大的柱上出出現(xiàn)塑性鉸鉸,實現(xiàn)“強柱弱梁”延性框架的抗震震設(shè)計,利用梁的變變形、破壞壞來消耗地地震能量。。4.4.2第第一道防線線的構(gòu)件選選擇原則——續(xù)10/24/2022454.4.3利利用贅余構(gòu)構(gòu)件增多抗抗震防線贅余構(gòu)件的的作用利用結(jié)構(gòu)中中增設(shè)的贅贅余桿件的的屈服和變變形,來耗耗散輸入的的地震能量量;利用贅余桿桿件的破壞壞和退出工工作,使整整個結(jié)構(gòu)從從一種穩(wěn)定定體系過渡渡到另一種種穩(wěn)定體系系,實現(xiàn)結(jié)結(jié)構(gòu)周期的的變化,避避開地震動動卓越周期期長時間持持續(xù)作用所所引起的共共振效應(yīng);;——對結(jié)結(jié)構(gòu)動力特特性的適當(dāng)當(dāng)控制,來來減輕建筑筑物的破壞壞程度,經(jīng)經(jīng)濟。但要要注意:太太被動、而而且不一定定有效。10/24/2022464.5剛剛度、承承載力和延延性的匹配配基本概念1、剛度———結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度是影影響結(jié)構(gòu)在在設(shè)計地震震作用下非非結(jié)構(gòu)構(gòu)件件性能、結(jié)結(jié)構(gòu)強度需需求、以及及彈塑性變變形需求的的一個關(guān)鍵鍵設(shè)計參數(shù)數(shù)。設(shè)計過過程中的早早期工作將將是確定一一個合理的的剛度值,,檢查典型型樓層的層層間位移和和合理的結(jié)結(jié)構(gòu)周期。。結(jié)構(gòu)剛度的的分布關(guān)系系到結(jié)構(gòu)的的內(nèi)力分配配,某些部部位剛度過過大會導(dǎo)致致該處的內(nèi)內(nèi)力(或應(yīng)應(yīng)力)集中中。參數(shù)——K值、D值值與EI、、GA、、EA、L有關(guān)。剛度大———自振周期期T小,結(jié)結(jié)構(gòu)地震剪剪力大。剛度小———結(jié)構(gòu)彈性性變形大、、超過彈性性變形限值值。10/24/2022474.5剛剛度、承承載力和延延性的匹配配——續(xù)2、強度———結(jié)構(gòu)構(gòu)的強度應(yīng)應(yīng)該與設(shè)防防目標(biāo)相符符。合適的的強度應(yīng)該該能夠避免免結(jié)構(gòu)在小小震下產(chǎn)生生破壞和在在大震下出出現(xiàn)超出結(jié)結(jié)構(gòu)變形能能力的過大大非線性變變形。在大地震下下結(jié)構(gòu)不存存在強度的的儲備,設(shè)設(shè)計者要做做的是保證證結(jié)構(gòu)的強強度分布均均勻,即結(jié)結(jié)構(gòu)實際強強度的分布布與地震作作用的分布布相一致,,否則就會會出現(xiàn)薄弱弱層。參數(shù)——R:Mu、、Vu、Nu。承載載能力驗算算。3、延性———所謂延延性,即結(jié)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件件或材料承承載能力無無明顯降低低前提下((不低于其其極限承載載力的85%)結(jié)構(gòu)構(gòu)發(fā)生非彈彈性變形的的能力,即即屈服后能能夠基本維維持其屈服服強度的非非線性變形形能力。延延性是抗震震設(shè)計中的的一個無比比重要的參參數(shù)。參數(shù)———Δu/Δy。彈塑塑性變形形驗算。。10/24/2022484.5剛剛度度、承載載力和延延性的匹匹配———續(xù)抗震設(shè)計計中沒有有哪一個個單一的的設(shè)計參參數(shù)可以以控制不不同部件件抗震性性能目標(biāo)標(biāo)的要求求。為了了滿足不不同部件件的性能能目標(biāo),,甚至?xí)a(chǎn)生不不同設(shè)計計參數(shù)之之間的沖沖突。如如結(jié)構(gòu)的的強度需需求(地地震產(chǎn)生生的慣性性力)和和器物的的加速度度反應(yīng)主主要受結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件件的剛度度所影響響,為了了滿足對對應(yīng)的性性能要求求往往希希望結(jié)構(gòu)構(gòu)具備較較小的剛剛度,而而為了控控制非結(jié)結(jié)構(gòu)的破破壞又往往往希望望有較大大的剛度度。為滿足某一性性能水平下建建筑中的不同同部件(結(jié)構(gòu)構(gòu)、非結(jié)構(gòu)和和器物)對不不同設(shè)計控制制參數(shù)的需求求,抗震設(shè)計計往往是一個個不斷迭代、、相互妥協(xié)協(xié)的過程,以以尋找為滿足足不同性能水水平下不同建建筑部件的性性能目標(biāo)對強強度、剛度、、延性需求的的合理統(tǒng)一。。必要的承載載能力和良好好的變形能力力的結(jié)合便使使結(jié)構(gòu)在地震震作用下具有有較好的耗能能能力。10/24/2022494.5.1剛剛度與與承載力提高結(jié)構(gòu)剛度度:優(yōu)點——可以以減小結(jié)構(gòu)側(cè)側(cè)移、減輕地地震災(zāi)害損失失;缺點——結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度大、自自振周期小、、地震反應(yīng)大大、要求較高高水平抵抗力力、提高工程程造價、降低低結(jié)構(gòu)延性。。例如:短柱——抗抗側(cè)移剛度大大,但是受剪剪承載能力較較小、剛度度和強度不匹匹配經(jīng)常造成成嚴重的剪切切破壞(斜裂裂縫)??蚣芙Y(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度小小、結(jié)構(gòu)側(cè)移移大,如果抗抗側(cè)移剛度不不足(小震作作用下層間側(cè)側(cè)移角達到1/600以以上、基本烈烈度下的層間間側(cè)移角超超過1/200時),P-Δ效應(yīng)將將使梁柱等桿桿件截面產(chǎn)生生較大的次次彎矩,進一一步加大桿件件截面的內(nèi)力力偏心距和局局部壓應(yīng)力,,應(yīng)在承載能能力驗算和構(gòu)構(gòu)造措施上充充分考慮。此此外,框架架側(cè)移很大時時還可能發(fā)生生附加側(cè)移與與P-Δ效應(yīng)應(yīng)相互促進的的惡性循環(huán)環(huán)。10/24/2022504.5.1剛剛度與與承載力———續(xù)框架-剪力墻墻結(jié)構(gòu)剪力墻的數(shù)量量及厚度———剪力墻數(shù)量量多、厚度大大,剛度((GA)大、、自振周期短短、地震作用用大;剪力墻墻數(shù)量小、厚厚度小,剛剛度小、自振振周期長、地地震作用小。。設(shè)計——根據(jù)據(jù)建筑物重要要性、建筑裝裝修等級和設(shè)設(shè)防烈度高低低所確定的的結(jié)構(gòu)側(cè)移限限值,來確定定抗震墻的數(shù)數(shù)量和厚度,,使建筑物物具有盡可能能長的自振周周期及最小的的水平地震作作用。通過試試算確定。剪力墻厚度要要適度,不能能過厚,因為為:厚墻使建筑自自振周期變短短,水平地震震作用增大;;很難使600mm后的RC剪力墻的的延性達到一一般結(jié)構(gòu)所需需要的延性性指標(biāo);而延延性較低的RC墻體,在在地震作用下下發(fā)生剪切破破壞的可能性性以及斜裂縫縫的開展寬度度均增大;厚墻開裂后的的剛度退化幅幅度增大,由由此引起的框框架剪力增加加值加大。10/24/2022514.5.1剛剛度與與承載力———續(xù)剪力墻結(jié)構(gòu)在保證結(jié)構(gòu)變變形小于限值值、墻體壓曲曲穩(wěn)定的前提提下、應(yīng)盡盡量減薄縱、、橫墻體的厚厚度,或采用用“主次結(jié)構(gòu)構(gòu)”,加大墻墻體的間距距,減小墻體體的數(shù)量,以以降低結(jié)構(gòu)抗抗側(cè)移剛度度,減小墻體體的水平地震震剪力和彎矩矩。應(yīng)通過恰當(dāng)?shù)牡呐浣?,提高高墻體抗主拉拉應(yīng)力的強度度。對于層數(shù)較多多的房屋,為為防止墻體的的水平施工縫縫在巨大地地震剪力作用用下發(fā)生水平平錯動,可在在房屋下部幾幾層的水平平施工縫處配配置一些斜向向鋼筋;鋼筋混凝土剪剪力墻的根部部截面,當(dāng)軸軸向壓應(yīng)力較較小,而剪剪應(yīng)力較大時時,也應(yīng)配置置交叉斜筋,,以提高其抗抗剪承載能能力,避免地地震時出現(xiàn)剪剪切滑移。10/24/2022524.5.2剛剛度與延延性框架——由線線形桿件組成成并以其桿件件抗彎能力來來抵抗側(cè)力的的構(gòu)件,抗側(cè)側(cè)移剛度小,,通過合理配配筋,可以具具有較好的延延性;墻體——一種種片狀構(gòu)件,,靠平面內(nèi)的的抗剪、抗彎彎能力來抵抗抗側(cè)力,由由于高寬比較較小,抗側(cè)移移剛度較大,,除彎曲變形形外,剪切變變形占有相當(dāng)當(dāng)大的比重,,因而延性較較差。豎向支撐———雖然也是由由線形桿件所所組成,但由由于屬于軸力力桿系,因而而具有較大的的抗側(cè)移剛度度,但由于其其中的受壓桿桿件容易發(fā)生生側(cè)向撓曲,,延性較差。。10/24/2022534.5.2剛度度與延性———續(xù)由框架和墻墻體或由框框架和支撐撐所組成的的雙重體系系中,框架架的剛度小小,承擔(dān)的的地震力小小,而彈性性極限變形形值和延性性系數(shù)卻較較大;墻體體或豎向支支撐剛度大大,承擔(dān)的的地震力大大,而彈彈性變形值值和延性系系數(shù)卻較小小。整個結(jié)構(gòu)在在往復(fù)地震震動的持續(xù)續(xù)作用下,,墻體或豎豎向支撐很很快就超過過自身的較較小彈性極極限變形值值,墻體出出現(xiàn)裂縫,,支撐發(fā)發(fā)生桿件屈屈曲,水平平抗力逐步步降低;而而此刻的結(jié)結(jié)構(gòu)層間間側(cè)移角還還遠小于框框架的彈性性極限變形形值,框架架尚未充分分發(fā)揮其其自身的水水平抗力,,這種由于于體系中各各抗側(cè)力構(gòu)構(gòu)件的剛剛度與延性性不匹配,,造成各構(gòu)構(gòu)件不能同同步協(xié)調(diào)的的發(fā)揮水平平抗力,出出現(xiàn)先后破破壞的各個個擊破情況況。所以,,協(xié)調(diào)抗側(cè)側(cè)力體系系中各構(gòu)件件的剛度與與延性,使使其相互匹匹配,是工工程設(shè)計中中的一條條重要設(shè)計計原則。10/24/2022544.5.3結(jié)結(jié)構(gòu)不同部部位的延性性要求1、結(jié)構(gòu)的的延性結(jié)構(gòu)延性含含義①結(jié)構(gòu)總總體延性::一般用結(jié)結(jié)構(gòu)的“頂頂點側(cè)移比比”或結(jié)構(gòu)構(gòu)的“平平均層間側(cè)側(cè)移比”來來表達;②結(jié)構(gòu)樓樓層延性::以一個樓樓層的層間間側(cè)移比來來表達;③構(gòu)件延延性:指整整個結(jié)構(gòu)中中某一構(gòu)件件(一榀框框架或一片片墻體)的的延性;④桿件延延性:指一一個構(gòu)件中中某一桿件件(框架中中的梁或柱柱,墻片中中的連梁或或墻肢)的的延性。10/24/2022554.5.3結(jié)結(jié)構(gòu)不同部部位的延性性要求———續(xù)2、延性設(shè)設(shè)計的原則則在結(jié)構(gòu)抗震震設(shè)計中,,對結(jié)構(gòu)中中重要構(gòu)件件的延性要要求,高于于對結(jié)構(gòu)總總體的延性性要求;對對構(gòu)件中關(guān)關(guān)鍵桿件或或部位的延延性要求,,又高于對對整個構(gòu)件件的延性要要求。實際工程中中比較經(jīng)濟濟有效的辦辦法是,有有選擇地重重點提高結(jié)結(jié)構(gòu)中的重重要構(gòu)件以以及某些構(gòu)構(gòu)件中關(guān)鍵鍵桿件或關(guān)關(guān)鍵部位的的延性。其其原則是::①在結(jié)構(gòu)的豎豎向,應(yīng)該該重點提高高樓房中可可能出現(xiàn)塑塑性變形集集中的相對對柔弱樓層層的構(gòu)件延延性。對于剛度沿沿高度均勻勻分布的簡簡單體型建建筑,應(yīng)著著重提高底底層構(gòu)件延延性;10/24/2022564.5.3結(jié)結(jié)構(gòu)不同部部位的延性性要求———續(xù)對于大底盤盤的高層建建筑,應(yīng)該該著重提高高主樓與裙裙房頂面銜銜接的樓層層中構(gòu)件的的延性;對于其他不不規(guī)則立面面高層建筑筑,應(yīng)著重重加強體型型突變處樓樓層構(gòu)件延延性;對于框托墻墻體系、框框支墻體系系,應(yīng)著重重提高底層層或底部幾幾層框架延延性。②在平面面位置上,,應(yīng)該著重重提高房屋屋周邊轉(zhuǎn)角角處、平面面突變處以以及復(fù)雜平平面各翼相相接處的構(gòu)構(gòu)件延性。。對于偏心結(jié)結(jié)構(gòu),應(yīng)加加大房屋周周邊特別是是剛度較弱弱一端構(gòu)件件的延性。。③對于具具有多道抗抗震防線的的抗側(cè)力體體系,應(yīng)著著重提高第第一道防線線中構(gòu)件的的延性。在框架-剪剪力墻體系系中,應(yīng)重重點提高抗抗震墻的延延性;10/24/2022574.5.3結(jié)結(jié)構(gòu)不同部部位的延性性要求———續(xù)在筒中筒體體系中,應(yīng)應(yīng)重點提高高實墻內(nèi)筒筒的延性;;在框架-剪剪力墻體系系中,應(yīng)重重點提高抗抗震墻的延延性;④在同一一構(gòu)件中,,應(yīng)著重提提高關(guān)鍵桿桿件的延性性。對于框架和和框架筒體體,應(yīng)優(yōu)先先提高柱的的延性;對于聯(lián)肢墻墻,應(yīng)特別別注意加大大各層連梁梁的延性;;對于全墻體體系中滿布布窗洞的外外墻(壁式式框架)、、應(yīng)著重加加強提高窗窗間墻的延延性;⑤在同一一桿件中,,重點提高高延性的部部位應(yīng)該是是預(yù)期該構(gòu)構(gòu)件地震時時首先屈服服的部位::例如梁的兩兩端、柱的的上、下端端、抗震墻墻墻肢的根根部等。10/24/2022584.5.4改改善善構(gòu)構(gòu)件件延延性性的的途途徑徑(1))控控制制構(gòu)構(gòu)件件的的破破壞壞形形態(tài)態(tài)::彎彎曲曲構(gòu)構(gòu)件件的的延延性性遠遠大大于于剪剪切切構(gòu)構(gòu)件件的的延延性性,,所所以以爭爭取取更更多多的的構(gòu)構(gòu)件件實實現(xiàn)現(xiàn)彎彎曲曲破破壞壞————強剪剪弱弱彎彎設(shè)計計原原則則;;控制制框框架架結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的破破壞壞機機制制,,使使梁梁的的彎彎曲曲破破壞壞先先于于柱柱的的彎彎曲曲破破壞壞,,稱稱為為::“強強柱柱弱弱梁梁””設(shè)計計原原則則。。(2))減減小小構(gòu)構(gòu)件件的的軸軸壓壓比比(N/bchcfc):確確定定截截面面尺尺寸寸時時應(yīng)應(yīng)該該控控制制軸軸壓壓比比,,柱柱的的側(cè)側(cè)移移延延性性比比隨隨著著軸軸壓壓比比的的增增大大而而急急劇劇下下降降;;在在高高軸軸壓壓比比情情況況下下,,增增加加箍箍筋筋用用量量對對提提高高柱柱延延性性不不再再發(fā)發(fā)揮揮作作用用。。(3))高高強強混混凝凝土土的的應(yīng)應(yīng)用用::當(dāng)高高層層建建筑筑超超過過40層層時時,,為為了了保保證證框框架架柱柱具具有有良良好好的的延延性性,,降降低低軸軸壓壓比比,,宜宜采采用用高高強強混混凝凝土土。。不不過過設(shè)設(shè)計計中中應(yīng)應(yīng)該該注注意意,,采采用用高高強強混混凝凝土土?xí)r時,,還還應(yīng)應(yīng)適適當(dāng)當(dāng)降降低低剪剪壓壓比比。。10/24/2022594.5.4改改善構(gòu)構(gòu)件延性性的途徑徑——續(xù)續(xù)(4)鋼鋼纖維混混凝土的的應(yīng)用::鋼纖維混混凝土是是在普通通混凝土土中摻入入少量((體摻率率為1%%~2%%)亂向向短鋼纖纖維形成成的一種種復(fù)合材材料。鋼鋼纖維混混凝土具具有較高高的抗拉拉、抗裂裂和抗剪剪強度,,良好的的抗沖擊擊韌性和和抗地震震延性。。(5)型型鋼混凝凝土的應(yīng)應(yīng)用:型鋼鋼筋筋混凝土土(SRC)結(jié)結(jié)構(gòu)是
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