建筑抗震設計基本原理（ppt248）

李春祥男男博博士士、教授授、博士士生導師師。專專業(yè):結(jié)構(gòu)工程程。主要研究究領域：：鋼結(jié)構(gòu)、、超高層層建筑鋼鋼結(jié)構(gòu)、、超高層層建筑鋼鋼框架-混凝土核核心筒結(jié)結(jié)構(gòu)、鋼鋼結(jié)構(gòu)橋橋梁---分析與設設計理論論(碩士生-研究方向向)，Self-centering鋼結(jié)構(gòu)---分析與設設計理論論(博士生-研究方向向),鋼結(jié)構(gòu)施施工模擬擬分析；土木工程程抗震、、抗風與與振動控控制；超高層建建筑風荷荷載隨機機和CFD模擬的基基礎理論論與關鍵鍵技術；；超高層建建筑的動動力響應應監(jiān)控與與系統(tǒng)識識別(無線傳感感技術、、GPS技術、可可視化技技術、數(shù)數(shù)據(jù)庫技技術、網(wǎng)網(wǎng)絡技術術)。第二章建建筑抗震設設計基本本原理第一節(jié)建建筑筑抗震設設防分類類第二節(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)抗抗震設計計基本思思想第三節(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)抗抗震設計計基本要要求第四節(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的抗震震性能第五節(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震的的概念設設計第六節(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)計算軟軟件的基基本要求求第七節(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)抗抗震等級級(JGJ3-2001高層砼規(guī)規(guī)程)第八節(jié)地地下下室抗震震設計第一節(jié)建建筑筑抗震設設防分類類抗震設防防分類抗震設防防分類Seismicfortificationcategoryforstructures根據(jù)建筑筑遭遇地地震破壞壞后，可可能造成成人員傷傷亡、直直接和間間接經(jīng)濟濟損失、、社會影影響的程程度及其其在抗震震救災中中的作用用等因素素，對各各類建筑筑所做的的設防類類別劃分分?？拐鹪O防防烈度Seismicfortificationintensity按國家規(guī)規(guī)定的權(quán)權(quán)限批準準作為一一個地區(qū)區(qū)抗震設設防依據(jù)據(jù)的地震震烈度。。一般情情況下，，取50年內(nèi)超越越概率10%的地震烈烈度?？拐鹪O防標準準Seismicfortificationcriterion衡量抗震設防防要求高低的的尺度，由抗抗震設防烈度度或設計地震震動參數(shù)及建建筑抗震設防防類別確定。?？拐鸫胧?seismicfortificationmeasures):除地震作用計計算和抗力計計算以外的抗抗震設計內(nèi)容容，包括抗震震構(gòu)造措施。?？拐饦?gòu)造措施施(detailsofseismicdesign):根據(jù)抗震概念念設計原則，，一般不需計計算而對結(jié)構(gòu)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各各部分必須采采取的各種細細部要求?；疽?guī)定一、建筑抗震震設防類別劃劃分，應根據(jù)據(jù)下列因素的的綜綜合分析確確定：1建筑破壞造成成的人員傷亡亡、直接和間間接經(jīng)濟損失失及社會影響響的大小。2城鎮(zhèn)的大小、、行業(yè)的特點點、工礦企業(yè)業(yè)的規(guī)模。3建筑使用功能能失效后，對對全局的影響響范圍大小、、抗震救災影影響及恢復的的難易程度。。4建筑各區(qū)段的的重要性有顯顯著不同時，，可按區(qū)段劃劃分抗震設防防類別。下部部區(qū)段的類別別不應低于上上部區(qū)段。5不同行業(yè)的相相同建筑，當當所處地位及及地震破壞所所產(chǎn)生的后果果和影響不同同時，其抗震震設防類別可可不相同。注：區(qū)段指由由防震縫分開開的結(jié)構(gòu)單元元、平面內(nèi)使使用功能不同同的部分、或或上下使用功功能不同的部部分。二、建筑工程程應分為以下下四個抗震設設防類別：1特殊設防類：：指使用上有特特殊設施，涉涉及國家公共共安全的重大大建筑工程和和地震時可能能發(fā)生嚴重次次生災害等特特別重大災害害后果，需要要進行特殊設設防的建筑。。簡稱甲類。。2重點設防類：：指地震時使用用功能不能中中斷或需盡快快恢復的生命命線相關建筑筑，以及地震震時可能導致致大量人員傷傷亡等重大災災害后果，需需要提高設防防標準的建筑筑。簡稱乙類類。3標準設防類：：指大量的除1、2、4款以外按標準準要求進行設設防的建筑。。簡稱丙類。。4適度設防類：：指使用上人員員稀少且震損損不致產(chǎn)生次次生災害，允允許在一定條條件下適度降降低要求的建建筑。簡稱丁丁類。三、各抗震設設防類別建筑筑的抗震設防防標準，應符符合下列要求求：1標準設防類，，應按本地區(qū)抗抗震設防烈度度確定其抗震震措施和地震震作用，達到到在遭遇高于于當?shù)乜拐鹪O設防烈度的預預估罕遇地震震影響時不致致倒塌或發(fā)生生危及生命安安全的嚴重破破壞的抗震設設防目標。2重點設防類，，應按高于本地地區(qū)抗震設防防烈度一度度的要求求加強其抗震震措施；但抗抗震設防烈度度為9度時應按比9度更高的要求求采取抗震措措施；地基基基礎的抗震措措施，應符合合有關規(guī)定。。同時，應按按本地區(qū)抗震震設防烈度確確定其地震作作用。3特殊設防類，，應按高于本地地區(qū)抗震設防防烈度提高一一度的要求加加強其抗震措措施；但抗震震設防烈度為為9度時應按比9度更高的要求求采取抗震措措施。同時，應按批批準的地震安安全性評價的的結(jié)果且高于于本地區(qū)抗震震設防烈度的的要求確定其其地震作用。。4適度設防類，，允許比本地區(qū)區(qū)抗震設防烈烈度的要求適適當降低其抗抗震措施，但但抗震設防烈烈度為6度時不應降低低。一般情況況下，仍應按按本地區(qū)抗震震設防烈度確確定其地震作作用。注：對于劃為為重點設防類類而規(guī)模很小小的工業(yè)建筑筑，當改用抗抗震性能較好好的材料且符符合抗震設計計規(guī)范對結(jié)構(gòu)構(gòu)體系的要求求時，允許按按標準設防類類設防。四、本標準僅僅列出主要行行業(yè)的抗震設設防類別的建建筑示例；使使用功能、規(guī)規(guī)模與示例類類似或相近的的建筑，可按按該示例劃分分其抗震設防防類別。本標標準未列出的的建筑宜劃為為標準設防類類。防災救災建筑筑一、本章適用用于城市和工工礦企業(yè)與防防災和救災有有關的建筑。。二、防災救災災建筑應根據(jù)據(jù)其社會影響響及在抗震救救災中的作用用劃分抗震設設防類別。三、醫(yī)療建建筑的抗震設設防類別，應應符合下列規(guī)規(guī)定：1三級醫(yī)院中承承擔特別重要要醫(yī)療任務的的門診、醫(yī)技技、住院用房房，抗震設防防類別應劃為為特殊設防類類。2二、三級醫(yī)院院的門診、醫(yī)醫(yī)技、住院用用房，具有外外科手術室或或急診科的鄉(xiāng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院的的醫(yī)療用房，，縣級及以上上急救中心的的指揮、通信信、運輸系統(tǒng)統(tǒng)的重要建筑筑，縣級及以以上的獨立采采供血機構(gòu)的的建筑，抗震震設防類別應應劃為重點設設防類。3工礦企業(yè)的醫(yī)醫(yī)療建筑，可可比照城市的的醫(yī)療建筑示示例確定其抗抗震設防類別別。四、消防車庫庫及其值班用用房，抗震設設防類別應劃劃為重點設防防類。五、20萬人口以上的的城鎮(zhèn)和縣及及縣級市防災災應急指揮中中心的主要建建筑，抗震設設防類別不應應低于重點設設防類。工礦企業(yè)的防防災應急指揮揮系統(tǒng)建筑，，可比照城市市防災應急指指揮系統(tǒng)建筑筑示例確定其其抗震設防類類別。六、疾病預防與控控制中心建筑筑的抗震設防防類別，應符符合下列規(guī)規(guī)定：1承擔研究、中中試和存放劇劇毒的高危險險傳染病病毒毒任務的疾病病預防與控制制中心的建筑筑或其區(qū)段，，抗震設防類類別應劃為特特殊設防類。。2不屬于1款的縣、縣級級市及以上的的疾病預防與與控制中心的的主要建筑，，抗震設防類類別應劃為重重點設防類。。七、作為應急急避難場所的的建筑，其抗抗震設防類別別不應低于重重點設防類。。第二節(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)抗震設計計的基本思想想近20年來，世界不不少國家的抗抗震設計規(guī)范范，都采用了了這樣一種抗抗震設計思想想：在建筑使用壽壽命期限內(nèi)，，對不同頻度度和強度的地地震，要求建建筑具有不同同的抵抗地震震的能力。即對較小的地地震，由于其其發(fā)生的可能能性大，因此此遭遇到這種種多遇地震時時，要求結(jié)構(gòu)構(gòu)不受損壞，，這在技術和和經(jīng)濟上都是是可以做到的的；對于罕遇的強強烈地震，由由于其發(fā)生的的可能性小，，當遭遇到這這種地震時，，要求做到結(jié)結(jié)構(gòu)不受損壞壞，這在經(jīng)濟濟上是不合算算的。比較合合理的做法是是，應當允許許損壞，但在在任何情況下下結(jié)構(gòu)不應倒倒塌。一、建筑結(jié)構(gòu)的三水準抗震設防要求求建筑結(jié)構(gòu)采用用三個水準進進行抗震設防防，其要求是是：“小震不壞，，中震可修，，大震不倒””。具體說是：第一水準，即即多遇地震，，從地震出現(xiàn)現(xiàn)的頻度來看看約為50年一遇第一水準-剛度設計準則則：建筑在其使用用期間，對遭遭遇頻率較高高、強度較低低的地震－多遇地震時，建筑不損損壞，不需要要修理，結(jié)構(gòu)構(gòu)應處于彈性性狀態(tài)。第一水準，即即多遇地震，，從地震出現(xiàn)現(xiàn)的頻度來看看約為50年一遇可以假定結(jié)構(gòu)構(gòu)服從線性彈性理論論，用彈性反應應譜進行地震作用計算，按承載載力要求進行行截面設計，，并控制結(jié)構(gòu)構(gòu)的彈性變形形符合規(guī)范要要求－主要是是為了防止較較脆的且只能能承受有限變變形的非結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的破壞。。第二水準，即即基本烈度設設防地震，從從地震出現(xiàn)的的頻度來看約約為475年一遇第二水準－強強度設計準則則建筑結(jié)構(gòu)在基基本烈度的地地震作用下，，允許結(jié)構(gòu)達到到或超過屈服服極限（鋼筋混凝土土結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生生裂縫），結(jié)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彈塑塑性變形，依依靠結(jié)構(gòu)的塑塑性耗能能力力，使結(jié)構(gòu)得得以保持穩(wěn)定定保存下來，，經(jīng)過修復還還可使用。第二水準，即即基本烈度設設防地震，從從地震出現(xiàn)的的頻度來看約約為475年一遇此時，結(jié)構(gòu)抗抗震設計應按按變形要求進進行。允許非非結(jié)構(gòu)構(gòu)件受受到破壞，但但必須保證主主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件件不受明顯損損壞，以避免免進行困難、、昂貴的修復復工作。要求求結(jié)構(gòu)具有足足夠的強度。。第三水準，即即罕遇地震，，從地震出現(xiàn)現(xiàn)的頻度來看看約為2000年一遇的強烈烈地震第三水準－延延性設計準則則－要求結(jié)構(gòu)構(gòu)能經(jīng)受較大大的非彈性變變形在預先估計到到的罕見強烈烈地震作用下下，結(jié)構(gòu)進入入彈塑性大變變形狀態(tài)，部部分產(chǎn)生破壞壞，但應防止止結(jié)構(gòu)倒塌，，避免危及生生命安全。這這一階段應考考慮防倒塌的的設計。二、二階段抗抗震設計二階段抗震設設計是對三水水準抗震設計計思想的具體體實施。通過二階段設設計中第一階階段對構(gòu)件截截面承載力驗驗算和第二階階段對彈塑性性變形驗算，，并與概念設設計和構(gòu)造措措施相結(jié)合，，從而實現(xiàn)““小震不壞、、中震可修、、大震不倒””的抗震要求求。第一階段設計計第一階段設計計：對于建筑筑結(jié)構(gòu)，首先先應滿足第一一、二水準的的抗震要求。。為此，首先應應按多遇地震震(即第一水準，，比設防烈度度約低1.55度)的地震動參數(shù)數(shù)計算地震作作用，進行結(jié)結(jié)構(gòu)分析和地地震內(nèi)力計算算，考慮各種種分項系數(shù)。。第一階段設計計根據(jù)荷載組合合值系數(shù)進行行荷載與地震震作用產(chǎn)生內(nèi)內(nèi)力的組合，，進行截面配配筋計算和結(jié)結(jié)構(gòu)彈性位移移控制。第一階段設計計并相應采取構(gòu)構(gòu)造措施保證證結(jié)構(gòu)的延性性，使之具有有與第二水準準(設防烈度)相應的變形能能力，從而實實現(xiàn)“小震不不壞”和“中中震可修”。。這一階段設計計對所有抗震震設計的建筑筑結(jié)構(gòu)都必須須進行(圖2-1)。確定場地類別和特征周期值確定結(jié)構(gòu)形式,初選截面,計算重力荷載及其組合計算結(jié)構(gòu)的動力特性計算結(jié)構(gòu)地震作用:1.底部剪力法;2.振型分析法(非藕聯(lián)或藕聯(lián));3.豎向地震作用(有些結(jié)構(gòu));4.動力時程分析法計算構(gòu)件地震作用效應及其他荷載效應組合結(jié)構(gòu)彈性位移控制及構(gòu)件截面設計按規(guī)范要求采取抗震措施彈塑性變形驗算結(jié)束第二階段設計第二階段設計計第二階段設計計：對地震時抗震震能力較低、、容易倒塌的的建筑結(jié)構(gòu)(例如純框架結(jié)結(jié)構(gòu))以及抗震要求求較高的建筑筑結(jié)構(gòu)(例如甲類建筑筑)，要進行易損部位(薄弱層)的彈塑性變形形驗算，第二階段設計計并采取措施提提高薄弱層的的承載力或增增加變形能力力，使薄弱層層的塑性水平平變位不超過過允許的變位位。這一階段設計計主要是對甲甲類建筑和特特別不規(guī)則的的結(jié)構(gòu)(圖2-2)。第二階段設計計求樓層屈服強度系數(shù)以確定樓層的薄弱部位計算層間彈塑性位移:1.簡化法;2.時程分析法層間彈塑性位移驗算改變截面或配筋采取增加延性的措施結(jié)束第三節(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震設計的的基本要求一、抗震結(jié)構(gòu)構(gòu)體系抗震結(jié)構(gòu)體系要要求受力明確、傳傳力合理且傳傳力路線不間間斷，使結(jié)構(gòu)的抗抗震分析更符符合結(jié)構(gòu)在地地震時的實際際表現(xiàn)，對提提高結(jié)構(gòu)的抗抗震性能十分分有利，是結(jié)結(jié)構(gòu)選型與布布置結(jié)構(gòu)抗側(cè)側(cè)力體系時首首先考慮的因因素之一。合理選擇結(jié)構(gòu)構(gòu)體系。對于鋼筋混混凝土結(jié)構(gòu)，，一般來說純純框架結(jié)構(gòu)抗抗震能力較差差；框架-剪力墻結(jié)構(gòu)性性能較好；剪剪力墻結(jié)構(gòu)和和筒體結(jié)構(gòu)具具有良好的空空間整體性，，剛度也較大大，歷次地震震中震害都較較小。平面布置力求求簡單、規(guī)則則、對稱，避避免應力集中中的凹角和狹狹長的縮頸部部位；避免在在凹角和端部部設置樓電梯梯間；避免樓樓電梯間偏置置，以免產(chǎn)生生扭轉(zhuǎn)的影響響。豎向體型盡量量避免外挑，，內(nèi)收也不宜宜過多、過急急，力求剛度度均勻漸變，，避免產(chǎn)生變變形集中。不僅主體結(jié)構(gòu)構(gòu)，而且非結(jié)結(jié)構(gòu)墻體(特別是磚砌體體填充墻)的不規(guī)則、不不連續(xù)布置也也可能引起剛剛度的突變。二、抗震結(jié)構(gòu)構(gòu)的承載力/變形能力/剛度結(jié)構(gòu)的承載力力、剛度要適適應在地震作作用下的動力力要求，并應應均勻連續(xù)分分布。在一般靜力設設計中，任何何結(jié)構(gòu)部位的的超強設計都都不會影響結(jié)結(jié)構(gòu)的安全。。但是，在抗震震設計中，某某一部分結(jié)構(gòu)構(gòu)的超強，就就可能造成結(jié)結(jié)構(gòu)的相對薄薄弱部位。因此，抗震設設計中要嚴格格遵循該強的的就強，該弱弱的就弱原則則，不得任意意加強，以及在施工中中以大代小、、以高鋼號代代低鋼號改變變配筋，如必必須代換時，，應按鋼筋抗抗拉承載力設設計值相等的的原則進行換換算。頂層、中間樓樓層取消部分分墻柱形成大大空間層后，，要調(diào)整剛度度并采取構(gòu)造造加強措施。。底層部分剪剪力墻變?yōu)榭蚩蛑е蛉∠糠种雍蠛?，比上層剛剛度削弱更為為不利，應專專門考慮抗震震措施。高層建筑突出出屋面的塔樓樓必須具有足足夠的承載力力和延性，以以承受高振型型產(chǎn)生的鞭梢梢效應影響。。必要時可以以采用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)或型鋼混凝凝土結(jié)構(gòu)。節(jié)點的承載力力和剛度要與與構(gòu)件的承載載力與剛度相相適應。節(jié)點點的承載力應應大于構(gòu)件的的承載力。要要從構(gòu)造上采采取措施防止止反復荷載作作用下承載力力和剛度過早早退化。構(gòu)件設設計應應采取取有效效措施施防止止脆性性破壞壞，保保證構(gòu)構(gòu)件有有足夠夠的延延性。。脆性性破壞壞指剪剪切、、錨固固和壓壓碎等等突然然而無無事先先警告告的破破壞形形式。。設計時時應保保證抗抗剪承承載力力大于于抗彎彎承載載力，，按““強剪剪弱彎彎”的的方針針進行行配筋筋。為提高高構(gòu)件件的抗抗剪和和抗壓壓能力力，加加強約約束箍箍筋是是有效效措施施。保證地地基基基礎的的承載載力、、剛度度和有有足夠夠的抗抗滑移移、抗抗轉(zhuǎn)動動能力力，使使整個個高層層建筑筑成為為一個個穩(wěn)定定的體體系，，防止止產(chǎn)生生過大大的差差異沉沉降和和傾覆覆。保證結(jié)結(jié)構(gòu)有有足夠夠剛度度，限限制頂頂點和和層間間位移移。在小震震時，應防防止過過大位位移使使結(jié)構(gòu)構(gòu)開裂裂，影影響正正常使使用；；中震時時，應保保證結(jié)結(jié)構(gòu)不不致于于嚴重重破壞壞，可可以修修復；；在強震震下，結(jié)構(gòu)構(gòu)不應應發(fā)生生倒塌塌，也也不能能因為為位移移過大大而使使主體體結(jié)構(gòu)構(gòu)失去去穩(wěn)定定或基基礎轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動過過大而而傾覆覆。三、抗抗震結(jié)結(jié)構(gòu)的的彈性性水平平位移移控制制彈性位位移角角控制制－層層間位位移角角限值值:即需滿滿足層層間位位移角角的限值值。指指最大層層間位位移與層高高之比比，第第i層的指指第i層和第第i－1層在樓樓層平平面各各處位位移差差中的最最大值值。由于建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)在在水平平力作作用下下幾乎乎都會會產(chǎn)生生扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，所所以的的最最大值值一般般是在在結(jié)構(gòu)構(gòu)單元元的邊邊角部部位。。層間位位移角角不扣扣除整整體彎彎曲轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角產(chǎn)產(chǎn)生的的側(cè)移移，抗抗震時時可不不考慮慮質(zhì)量量偶然然偏心心的影影響。。高度不不大于于150m的高層層建筑筑，參參見JGJ3－2002；超過250m的高層層建筑筑＝＝1/500；150－250m的高層層建筑筑按線線性插插值考考慮。。層間位位移角角控制制是為為保證證在正正常使使用條條件下下結(jié)構(gòu)構(gòu)具有有必要要的剛剛度，，具體為為：保保證主主結(jié)構(gòu)構(gòu)處于于彈性性受力力狀態(tài)態(tài)，對對鋼筋筋砼結(jié)結(jié)構(gòu)來來講，，要避避免砼砼墻或或柱出出現(xiàn)裂裂縫；；同時時，將將砼梁梁等樓樓面構(gòu)構(gòu)件的的裂縫縫數(shù)量量、寬寬度和和高度度限值值在規(guī)規(guī)范允允許范范圍內(nèi)內(nèi)。保保證填填充墻墻、隔隔墻、、和幕幕墻等等非結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的的完好好，避免產(chǎn)產(chǎn)生明明顯損損傷。。四、抗抗震結(jié)結(jié)構(gòu)的的多道道抗震震防線線抗震結(jié)結(jié)構(gòu)在在設計計上和和構(gòu)造造上實實現(xiàn)多多道設設防。。如框框架結(jié)結(jié)構(gòu)采采用強強柱弱弱梁設設計，，梁屈屈服后后柱仍仍能保保持穩(wěn)穩(wěn)定；；框架架-剪力墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)設計計成連連梁首首先屈屈服，，然后后是墻墻肢，，框架架作為為第三三道防防線；；剪力墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)通過過構(gòu)造造措施施保證證連梁梁先屈屈服，，并通通過空空間整整體性性形成成高次次超靜靜定等等。高層建建筑避避免采采用純純框架架結(jié)構(gòu)構(gòu)。多道抗抗震防防線指指的是是：第一，，一個個抗震震結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系，應應由若若干個個延性性較好好的分分體系系組成成，并并由延延性較較好的的結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件連接接起來來協(xié)同同工作作。如框架架-抗震墻墻體系系是由由延性性框架架和抗抗震墻墻二個個系統(tǒng)統(tǒng)組成成；雙雙肢或或多肢肢抗震震墻體體系由由若干干個單單肢墻墻分系系統(tǒng)組組成。。第二，，抗震震結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系應有有最大大可能能數(shù)量量的內(nèi)內(nèi)部、、外部部贅余余度，，有意意識地地建立立起一一系列列分布布的屈屈服區(qū)區(qū)，以以使結(jié)結(jié)構(gòu)能能吸收收和耗耗散大大量的的地震震能量量，一一旦破破壞也也易于于修復復。五、抗抗震薄薄弱層層/部位的的概念念，也也是抗抗震設設計中中的重重要概概念，，包括括：結(jié)構(gòu)在在強烈烈地震震下不不存在在強度度安全全儲備備，構(gòu)件的的實際際承載載力分分析(而不是是承載載力設設計值值的分分析)是判斷斷薄弱弱層(部位)的基礎礎；要使樓樓層（（部位位）的的實際際承載載力和和設計計計算算的彈彈性受受力之之比在在總體體上保保持一一個相相對均均勻的的變化化，一一旦樓樓層（（或部部位））的這這個比比例有有突變變時，，會由由于塑塑性內(nèi)內(nèi)力重重分布布導致致塑性性變形形的集集中；；要防止止在局局部上上加強強而忽忽視整整個結(jié)結(jié)構(gòu)各各部位位剛度度、強強度的的協(xié)調(diào)調(diào)；在抗震震設計計中有有意識識、有有目的的地控控制薄薄弱層層(部位)，使之之有足足夠的的變形形能力力又不不使薄薄弱層層發(fā)生生轉(zhuǎn)移移，這這是提提高結(jié)結(jié)構(gòu)總總體抗抗震性性能的的有效效手段段。六、抗抗震結(jié)結(jié)構(gòu)的的地震震作用用地震的的作用用是相相當復復雜的的，帶帶有很很多不不確定定因素素。即即使在在相同同的設設防烈烈度下下(相同時時)，不同同的地地震波波使建建筑產(chǎn)產(chǎn)生的的反應應不同同，而而且離離散性性很大大?，F(xiàn)行抗抗震規(guī)規(guī)范給給出的的反應應譜曲曲線，，也只只是很很多不不同地地震的的實際際反應應譜的的平均均數(shù)值值，因因此，，將來來遇到到實際際的地地震時時，其其地震震作用用可能能低于于規(guī)范范計算算的數(shù)數(shù)值，，也可可能高高于這這一數(shù)數(shù)值，，不能能認為為按反反應譜譜曲線線計算算得到到的地地震作作用就就是真真正的的、確確實的的數(shù)值值。所以，，結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震震設計計必須須多方方面考考慮，，并留留有充充分的的余地地。與風荷荷載作作用的的時間間(常為幾幾十分分鐘至至幾個個小時時)相比，，地震震作用用的時時間是是非常常短促促的，，一次次地震震往往往只經(jīng)經(jīng)歷幾幾十秒秒鐘，，其中中最強強烈的的振動動可能能只有有幾秒秒鐘。。地震持持續(xù)時時間越越長，，破壞壞越嚴嚴重。。1985年9月墨西西哥地地震最最大加加速度度達0.2g（g為重力力加速速度）），持持續(xù)時時間長長達3min之久，，因而而造成成了嚴嚴重的的損失失。衡量地地震作作用強強烈程程度目目前常常用地地面運運動的的最大大加速速度作作為標標志，，它就就是建建筑抗抗震設設計時時的基基礎輸輸入最最大加加速度度，其其單位位為重重力加加速度度g（9.81m/s2）或Gal（gal＝10mm/s2），大體上上，7度相當當于最最大加加速度度為100Gal，8度相當當于200Gal，9度相當當于400Gal。結(jié)構(gòu)自自振周周期應應與地地震動動卓越越周期期錯開開，避避免共共振造造成災災害。。地震震動卓卓越周周期又又稱地地震動動主導導周期期，是是根據(jù)據(jù)地震震時某某一地地區(qū)地地面運運動記記錄計計算出出的反反應譜譜的主主峰值值位置置所對對應的的周期期，它是地震震震源特特性、傳傳播介質(zhì)質(zhì)和該地地區(qū)場地地條件的的綜合反反應，并并隨場地地覆蓋土土層增厚厚變軟而而加長。。在地震時時，結(jié)構(gòu)構(gòu)因地面面振動而而產(chǎn)生慣慣性力，，使建筑筑產(chǎn)生內(nèi)內(nèi)力，振振動建筑筑會產(chǎn)生生位移、、速度和和加速度度。地震力大大小與建建筑的質(zhì)質(zhì)量與剛剛度有關關。在同同等的烈烈度和場場地條件件下，建建筑的重重量越大大，受到到地震力力也越大大，因此此減小結(jié)結(jié)構(gòu)自重重不僅可可以節(jié)省省材料，，而且有有利于抗抗震。同樣，結(jié)結(jié)構(gòu)剛度度越大、、周期越越短，地地震作用用也大，，因此，，在滿足足位移限限值的前前提下，，結(jié)構(gòu)應應有適宜宜的剛度度。適當當延長建建筑的周周期，從從而降低低地震作作用，這這會取得得很大的經(jīng)經(jīng)濟效益益。目前，大大多數(shù)建建筑在抗抗震設計計時，只只對平面面兩個正正交方向向分別進進行單向向地震作作用計算算，不考考慮雙向向、甚至至三向地地震的藕藕聯(lián)作用用。實際上地地震是非非常復雜雜的三維維振動，，不僅在在水平方方向上x向與y向同時進進行振動動，而且且還有顯顯著的豎豎向(z向)振動。僅就水平平方向上上的振動動而言，，也是極極不規(guī)則則的。豎豎向振動動最大加加速度可可達到水水平地震震加速度度的50％-60％，它對對高層建建筑、長長懸臂結(jié)結(jié)構(gòu)和大大跨度結(jié)結(jié)構(gòu)都有有顯著的的影響。。地震對建建筑作用用的顯著著特點是是與建筑筑本身和和場地土土的動力力特性有有關。七、抗震震結(jié)構(gòu)的的延性有抗震設設防要求求的建筑筑結(jié)構(gòu)設設計，除除要考慮慮正常使使用時的的豎向荷荷載、風風荷載以以外，還還必須使使結(jié)構(gòu)具具有良好好的抗震震性能，，做到小小震時不不壞，中中震可時時修，大大震時不不倒塌。。即當遭遇遇到相當當于設防防烈度的的地震時時，有小小的損壞壞，經(jīng)一一般修理理仍能繼繼續(xù)使用用；當遭遭遇超設設防烈度度強震時時，結(jié)構(gòu)構(gòu)有損壞壞，但不不致使人人民生命命財產(chǎn)和和重要機機電設備備遭受破破壞，使使結(jié)構(gòu)做做到裂而而不倒。。建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)是否具具有耐震震能力，，主要取取決于結(jié)結(jié)構(gòu)所能能吸收和和消耗的的地震能能量。結(jié)構(gòu)抗震震能力是是由承載載力和變變形能力力兩者共共同決定定的。當結(jié)構(gòu)承承載力較較小，但但具有很很大延性性，所能能吸收的的能量多多，雖然然較早出出現(xiàn)損壞壞，但能能經(jīng)受住住較大的的變形，，避免倒倒塌。但是，僅僅有較大大承載力力而無塑塑性變形形能力的的脆性結(jié)結(jié)構(gòu)，吸吸收的能能量少，，一旦遭遭遇超過過設防烈烈度的地地震作用用時，很很容易因因脆性破破壞使房房屋造成成倒塌。一個構(gòu)件件或結(jié)構(gòu)構(gòu)的延性性用延性系數(shù)數(shù)表達，一一般用其其最大允允許變形形與與屈服變變形的的比值值表達，，變形可可以是線線位移、、轉(zhuǎn)角或或?qū)娱g側(cè)側(cè)移，其其相應的的延性，，稱之為為線位移移延性、、角位移移延性和和相對位位移延性性。結(jié)構(gòu)延性性的表達達式：,設為為結(jié)構(gòu)屈服時荷荷載；則為為結(jié)構(gòu)構(gòu)屈服荷載載所對應應的變形形；為結(jié)構(gòu)極限荷載載；為結(jié)構(gòu)極限限荷載或或降低10％時所所對應的的最大允允許變形(或)。鋼筋混凝凝土是一一種彈塑塑性材料料，鋼筋筋混凝土土結(jié)構(gòu)具具有塑性性變形的的能力，，當?shù)卣鹫鹱饔孟孪陆Y(jié)構(gòu)達達到屈服服以后，，利用結(jié)結(jié)構(gòu)塑性性變形來來吸收能能量。增增加結(jié)構(gòu)構(gòu)的延性性，不僅僅能削減減地震反反應，而而且提高高了結(jié)構(gòu)構(gòu)抗御強強烈地震震的能力力。結(jié)構(gòu)或構(gòu)構(gòu)件的延延性是通通過試驗驗測定的的，是由由采取一一系列的的構(gòu)造措措施實現(xiàn)現(xiàn)的。因此，在在結(jié)構(gòu)抗抗震設計計中必須須嚴格執(zhí)執(zhí)行規(guī)范范、規(guī)程程中有關關的構(gòu)造造要求。。從保證延延性的重重要性而而言，抗抗震結(jié)構(gòu)構(gòu)的構(gòu)造造措施比比計算更更重要。。建筑鋼筋筋混凝土土結(jié)構(gòu)的的延性要要求為。。為了保保證結(jié)構(gòu)構(gòu)的延性性，構(gòu)件件要有足足夠的截截面尺寸寸，柱的的軸壓比比，梁和和剪力墻墻的剪壓壓比，構(gòu)構(gòu)件截面面配筋率率要適宜宜，應遵遵照規(guī)范范、規(guī)程程的規(guī)定定要求。。合理地控控制結(jié)構(gòu)構(gòu)的非彈彈性部位位(塑性鉸區(qū)區(qū))，掌握結(jié)結(jié)構(gòu)的屈屈服過程程及最后后形成的的屈服機機制。要要采取有有效措施施防止過過早的混混凝土剪剪切破壞壞、鋼筋筋錨固滑滑移和混混凝土壓壓碎等脆性破破壞。為保證混混凝土與與鋼筋共共同工作作，必須須使鋼筋筋有足夠夠的錨固固長度和和混凝土土保護層層厚度。。在設計計中無論論柱、梁梁的縱向向鋼筋、、墻的分分布鋼筋筋和樓板板鋼筋，，直徑宜宜細不宜宜粗，間間距宜密密不宜稀稀。合理設置防防震縫。一一般情況下下宜采取調(diào)調(diào)整平面形形狀與尺寸寸，加強構(gòu)構(gòu)造措施，，設置后澆澆帶等方法法盡量不設設縫、少設設縫。必須須設縫時必必須保證有有足夠的寬寬度。第四節(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)的抗震震性能一、構(gòu)件的的抗震性能能一般認為：：當構(gòu)件吸吸收到一定定值的地震震能量以后后，便會破破壞。所吸吸收的能量量E可由力-位移曲線的的面積來表表示。當結(jié)構(gòu)是完完全彈性時時，位移是是直線關系系(圖-1)，當?shù)牡拿娣e達到到一定數(shù)值值時，構(gòu)件件破壞；如如果構(gòu)件有有一定的塑塑性變形能能力，則當當吸收的地地震能量相相同時，受受到的地震震力較小(圖-2)；塑性變形的的能力越大，，則受到地震力越小(圖-3)。如圖-1這種彈性變形形的構(gòu)件，是是以承載力為為抗震能力；；而圖-2和圖-3這樣的構(gòu)件，，具有較強的的彈塑性變形形能力，則是是以非線性變變形(延性)作為抗震能力力。在的的條件下，有有,相應地。。即是說，可利利用構(gòu)件的變變形能力來降降低地震的作作用。如上所述，將將構(gòu)件破壞時時變形與屈服服時變形的比比值稱為構(gòu)件件的延性系數(shù)數(shù)。延性系數(shù)數(shù)越大，結(jié)構(gòu)構(gòu)在強震作用用下可以忍受受大的塑性變變形而不破壞壞倒塌，可以以使地震作用用更多地降下下來。因此高高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的設計和配配筋構(gòu)造都要要保證它具有有足夠的延性性。構(gòu)件的延性由由以下因素來來保證：足夠的截面尺尺寸；適宜的配筋；；充分的構(gòu)造措措施。二、整個結(jié)構(gòu)構(gòu)的抗震性能能結(jié)構(gòu)整體的抗抗震性能取決決于如下因素素：各構(gòu)件的承載載能力和變形形性能；構(gòu)件之間連接接構(gòu)造的合理理性；結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性性；結(jié)構(gòu)的整體性性和空間工作作能力；設有多道抗震震設防系統(tǒng)；；非主要構(gòu)件的的抗震能力。當結(jié)構(gòu)按保證證強度(承載力)和保證變形(延性)兩種方法來進進行抗震設計計時，各種應應考慮的因素素如下所示:從根本上說，，建筑結(jié)構(gòu)的的抗震驗算應應該是在強烈烈地震下彈塑塑性變形能力力和承載力極極限狀的驗算算。強烈地震下結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安安全性主要取取決于承受變變形的能力，，而不僅僅是是承載力。結(jié)構(gòu)構(gòu)件所需需的變形能力力與結(jié)構(gòu)構(gòu)件件所具有的最最大承載力也也是有密切聯(lián)聯(lián)系的，而且且是隨結(jié)構(gòu)類類型和構(gòu)件在在結(jié)構(gòu)中所處處部位的不同同而不同的。。砌體結(jié)構(gòu)的變變形能力較小小，實現(xiàn)大震震不倒需要有有相對較高的的承載力；而變形能力較較好的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)，所需的承承載力則可能能較低些。房屋結(jié)構(gòu)的抗抗震驗算，與與非抗震設計計的明顯差異異，主要表現(xiàn)現(xiàn)在驗算范圍圍、作用效應應組合和承載載力計算三個個方面。第五節(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震的概念念設計隨著建筑功能能的多樣化和和城市發(fā)展的的需要：(1)建筑的層數(shù)越越來越多高度度越來越大(2)平面布置和立立面布置越來來越復雜計算機技術和和結(jié)構(gòu)分析軟軟件的發(fā)展(1)普及(2)結(jié)構(gòu)計算分析析的精確度越越來越高(3)費用下降若結(jié)構(gòu)嚴重不不規(guī)則、整體體性差,僅按目前的結(jié)結(jié)構(gòu)設計計算算水平將難以以保證結(jié)構(gòu)的的抗震性能設計中不能陷陷入只憑計算算的誤區(qū)，應應特別重視規(guī)規(guī)范規(guī)程中有有關結(jié)構(gòu)概念念設計的各種種規(guī)定。結(jié)構(gòu)抗震概念念設計對結(jié)構(gòu)構(gòu)的抗震性能能將起決定性性作用，因此此，結(jié)構(gòu)抗震設計計首先必須遵遵循正確的抗抗震概念設計計的思路，滿滿足抗震概念念設計的要求求，以此為基基礎，再輔以以必要的抗震震計算?？拐鹩嬎惝斎皇呛苤匾模豢扇比鄙俚?。但概念設計是抗震計算的前提和基礎礎。概念設計與抗震計算相比，起著更更為決定性的的作用，主要要原因如下：：地震地面運動動的不確定性性由于當代科技技水平的限制制，作為抗震計算依據(jù)的設防烈度或相應的設計基本地震震加速度的劃分，還難難以十分確切切。地震時，地震震波從震源(斷層)傳遞至地面，，必須經(jīng)過基基巖的折射，，土層中的非非線性傳播，，不同土層的的濾波等，是是一個極為復復雜的、多變變的、非線性性的過程，導導致地面運動動的特征及地地面加速度難難以準確確定定。例如，美國學學者曾分析了了El-centro臺站上的15次地震記錄后后指出，不同同震源引起的的地震加速度度反應譜差別別很大。作為為世界上對工工程地震的研研究最富有成果的美國圣圣費爾南多(SanFernando)地區(qū)，在圣費費爾南多地震震中，竟然有有60％的發(fā)震斷層層從未被發(fā)現(xiàn)現(xiàn)過。近幾十年來我我國發(fā)生的大大地震，大多多數(shù)超過了原原定的設防烈度，原為6度的地區(qū)，卻卻發(fā)生了遠遠遠超過6度的地震，造造成嚴重的社社會影響和重重大的經(jīng)濟損損失。例如，原來都為6度的地區(qū)，1966年3月22日的河北邢臺臺地震，高達達10度；1969年7月26日廣東陽江地地震，高達8度；1975年2月4日遼寧海城地地震，高達9度；1976年7月28日河北唐山地地震，高達11度。因此，設計者者如果僅僅依依據(jù)設防烈度進行的抗震計算結(jié)果完成抗震震設計，有時時是難以確保保安全的。地震時地面運運動的復雜性性及對結(jié)構(gòu)的的復雜影響尚尚未被掌握地震時地面運運動一般可分分解為6個自由度,但世界各國至至今只記錄到到最簡單的水水平分量和豎豎向分量的地地面運動記錄錄，尚未記錄到對對結(jié)構(gòu)破壞也也有很大影響響的扭轉(zhuǎn)分量量的地面運動動記錄，至于于其他多種多多樣的復雜的的地面運動分分量及其組合合作用，至今今尚遠未被人人們所掌握。。而目前的抗震計算，只是按照最最簡單的水平平或豎向進行行計算，顯然然與復雜地面面運動的實際際作用有所差差別。地震時不同地地面運動導致致結(jié)構(gòu)破壞的的機理的復雜雜性也尚未被被掌握例如，美國1971年2月9日圣費爾南多多地震中，地地面記錄顯示示有兩個加速速度峰值的脈脈沖，第一個個脈沖的加速速度值為0.06g，第二個脈沖的加加速度值為1.25g，按照抗震計算的規(guī)定，必須須取第二個脈脈沖作為最不不利的計算值值，但對某醫(yī)醫(yī)院的地震記記錄及分析表表明，造成該該建筑物破壞壞的是第一個個脈沖。類似似的復雜例子子不勝枚舉。。所以，根據(jù)目目前的抗震計算所得到的結(jié)果果，有時存在在較大的誤差差。結(jié)構(gòu)抗震計算算理論目前尚尚未能充分反反映地震時結(jié)結(jié)構(gòu)反應及破破壞的復雜過過程地震時時結(jié)構(gòu)構(gòu)的破破壞是是一個個不斷斷變化化的非非線性性的、、累積積性的的復雜雜過程程，包括結(jié)結(jié)構(gòu)及及構(gòu)件件從出出現(xiàn)裂裂縫至至嚴重重損壞壞過程程各種種動力力特性性(結(jié)構(gòu)基基本周周期、、剛度度、阻阻尼等等)的非線線性變變化；；結(jié)構(gòu)薄薄弱層層或塑塑性鉸鉸的出出現(xiàn)、、變形形集中中或轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移而而導致致結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度度和內(nèi)內(nèi)力的的重分分布；；結(jié)構(gòu)不不同方方向構(gòu)構(gòu)件的的空間間作用用、藕藕聯(lián)作作用、、填充充墻及及其他他非結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的的影響響等等等。目前的的抗震震計算算理論論及相相應的的抗震震計算算程序序均把把這些些很復復雜的的影響響因素素簡單單化或或予以以忽略略，導導致某某些結(jié)結(jié)構(gòu)抗震計計算的分析析結(jié)果果與地地震時時結(jié)構(gòu)構(gòu)的實實際反反應差差別較較大。。因此，，僅僅僅根據(jù)據(jù)抗震計計算結(jié)果而而完成成的抗抗震設設計，，有時時是片片面的的，甚甚至是是不安安全的的。只只有建建立在在正確確的概念設設計基礎上上并輔輔以必必要的的抗震震計算算而完完成的的抗震震設計計，才才能使使結(jié)構(gòu)構(gòu)具有有較可可靠的的抗震震性能能。因為概念設設計是根據(jù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)經(jīng)歷歷真實實地震震考驗驗的經(jīng)經(jīng)驗總總結(jié)或或大型型地震震模擬擬試驗驗的分分析結(jié)結(jié)果而而建立立的，，有些些規(guī)律律是目目前的的理論論分析析或理理論計計算所所難以以解釋釋或難難以準準確計計算的的。結(jié)構(gòu)抗抗震概概念設設計的的目標標是使使整體體結(jié)構(gòu)構(gòu)能發(fā)發(fā)揮耗耗散地地震能能量的的作用用，避避免結(jié)結(jié)構(gòu)出出現(xiàn)敏敏感的的薄弱弱部位位，地地震能能量的的耗散散僅集集中在在極少少數(shù)薄薄弱部部位，，導致致結(jié)構(gòu)構(gòu)過早早破壞壞?，F(xiàn)有抗抗震設設計方方法的的前提提之一一是假假定整整個結(jié)結(jié)構(gòu)能能發(fā)揮揮耗散散地震震能量量的作作用。。在此前前提下下，才才能以以多遇遇地震震作用用進行行結(jié)構(gòu)構(gòu)計算算，構(gòu)構(gòu)件設設計并并加以以構(gòu)造造措施施，或或采用用動力力時程程分析析進行行驗算算，試試圖達達到罕罕遇地地震作作用下下結(jié)構(gòu)構(gòu)不倒倒塌的的目標標。一、結(jié)結(jié)構(gòu)的的簡單單性結(jié)構(gòu)的的簡單單是指結(jié)結(jié)構(gòu)在在地震震作用用下具具有直直接和和明確確的傳傳力途途徑，，結(jié)構(gòu)構(gòu)的計計算模模型、、內(nèi)力力和位位移分分析以以及限限制薄薄弱部部位出出現(xiàn)都都易于于把握握，對對結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震震性能能的估估計也也比較較可靠靠。二、結(jié)構(gòu)的的規(guī)則則和均均勻性性沿建筑筑豎向向，建筑筑造型型和結(jié)結(jié)構(gòu)布布置比比較均均勻，，避免免剛度度、承承載能能力和和傳力力途徑徑的突突變，，以限限制結(jié)結(jié)構(gòu)在在豎向向某一一樓層層或極極少數(shù)數(shù)幾個個樓層層出現(xiàn)現(xiàn)敏感感的薄薄弱部部位。。這些些部位位將產(chǎn)產(chǎn)生過過大的的應力力集中中或過過大的的變形形，容容易導導致結(jié)結(jié)構(gòu)過過早地地倒塌塌。建筑平平面比較規(guī)規(guī)則，，平面面內(nèi)結(jié)結(jié)構(gòu)布布置比比較均均勻，，使建建筑分分布質(zhì)質(zhì)量產(chǎn)產(chǎn)生的的地震慣慣性力力能以以比較較短和和直接接的途途徑傳傳遞，并使使質(zhì)量量分布布與結(jié)結(jié)構(gòu)剛剛度分分布協(xié)協(xié)調(diào)，，限制制質(zhì)量量與剛剛度之之間的的偏心心。建筑平平面規(guī)規(guī)則、、結(jié)構(gòu)構(gòu)布置置均勻勻，有有利于于防止止薄弱弱的子子結(jié)構(gòu)構(gòu)過早早破壞壞、倒倒塌，，使地地震作作用能能在各各子結(jié)結(jié)構(gòu)之之間重重分布布，增增加結(jié)結(jié)構(gòu)的的贅余余度數(shù)數(shù)量，，發(fā)揮揮整個個結(jié)構(gòu)構(gòu)耗散散地震震能量量的作作用。。三、結(jié)構(gòu)的的剛度度和抗抗震能能力水平地地震作作用是是雙向向的，，結(jié)構(gòu)構(gòu)布置置應使使結(jié)構(gòu)構(gòu)能抵抵抗任任意方方向的的地震震作用用。通通常，，可使使結(jié)構(gòu)構(gòu)沿平平面上上兩個個主軸軸方向向具有有足夠夠的剛剛度和和抗震震能力力。結(jié)結(jié)構(gòu)的的抗震震能力力則是是結(jié)構(gòu)構(gòu)承載載力及及延性性的綜綜合反反映。。結(jié)構(gòu)剛剛度選選擇時時，雖雖可考考慮場場地特特征，，選擇擇結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度度,以減少少地震震作用用效應應，但但也要要注意意控制制結(jié)構(gòu)構(gòu)變形形的增增大，，過大大的變變形將將會因因效效應應過大大而導導致結(jié)結(jié)構(gòu)破破壞。。結(jié)構(gòu)除除需要要滿足足水平平方向向的剛剛度和和抗震震能力力外，，還應應具有有足夠夠的抗抗扭剛剛度和和抵抗抗扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)振動動的能能力?！，F(xiàn)有抗抗震設設計計計算中中不考考慮地地震地地面運運動的的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)分量量，在在概念念設計計中應應注意意提高高結(jié)構(gòu)構(gòu)的抗抗扭剛剛度和和抵抗抗扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)振動動的能能力。四、結(jié)構(gòu)的的整體體性高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)中中，樓樓蓋對對于結(jié)結(jié)構(gòu)的的整體體性起起到非非常重重要的的作用用。樓樓蓋相相當于于水平平隔板板，它它不僅僅聚集集和傳傳遞慣慣性力力到各各個豎豎向抗抗側(cè)力力子結(jié)結(jié)構(gòu)，，而且要使使這些子子結(jié)構(gòu)能能協(xié)同承承受地震震作用，，特別是是當豎向向抗側(cè)力力子結(jié)構(gòu)構(gòu)布置不不均勻或或布置復復雜或各各抗側(cè)力力子結(jié)構(gòu)構(gòu)水平變變形特征征不同時時，整個個結(jié)構(gòu)就就要依靠靠樓蓋使使各抗側(cè)側(cè)力子結(jié)結(jié)構(gòu)能協(xié)協(xié)同工作作。樓蓋體系系最重要要的作用用是提供供足夠的的面內(nèi)剛剛度和抗抗力，并并與豎向向各子結(jié)結(jié)構(gòu)有效效連接，，當結(jié)構(gòu)構(gòu)空曠、、平面狹狹長或平平面凹凸凸不規(guī)則則或樓蓋蓋開大洞洞口時，，更應特特別注意意。設計中不不能誤認認為，在在多遇地地震作用用計算中中考慮了了樓板平平面內(nèi)彈彈性變形形影響后后，就可可削弱樓樓蓋體系系。高層建筑筑基礎的的整體性性以及基基礎與上上部結(jié)構(gòu)構(gòu)的可靠靠連接是是結(jié)構(gòu)整整體性的的重要保保證。地震作用用效應基基本組合合中，含含有考慮慮抗震概概念設計計等的各各種效應應調(diào)整系系數(shù)。例如用周周期折減減系數(shù)來來反映某某些難以以準確計計算的構(gòu)構(gòu)件剛度度的影響響；出屋面小小建筑地地震剪力力的增大大；樓層層地震剪剪力在抗抗側(cè)力構(gòu)構(gòu)件之間間考慮樓樓蓋平面面內(nèi)變形形和多道道防線的的分配；；交叉支支撐中拉拉壓桿的的內(nèi)力調(diào)調(diào)整；剛剛度突變變的軟弱弱層地震震剪力調(diào)調(diào)整；豎豎向不連連續(xù)構(gòu)件件傳遞給給水平轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換構(gòu)件件的地震震內(nèi)力調(diào)調(diào)整等等等?；炷两Y(jié)結(jié)構(gòu)抗震震措施中中規(guī)定的的內(nèi)力調(diào)調(diào)整，例例如強柱柱弱梁和和強剪弱弱彎的內(nèi)內(nèi)力調(diào)整整，是在在基本組組合后進進行調(diào)整整，也屬屬于考慮慮抗震概概念設計計的效應應調(diào)整。。第六節(jié)多多高層層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)計算算軟件的的基本要求求多高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)是復雜的的三維空空間受力力體系，，計算分分析時應應根據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)實際際情況，，選取能能較準確確地反映映結(jié)構(gòu)中中各構(gòu)件件的實際際受力狀狀況的力力學模型型。對于平面面和立面面布置簡簡單規(guī)則則的框架架結(jié)構(gòu)、、框架-剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)宜采采用空間間分析模模型，可可采用平平面框架架空間協(xié)協(xié)同模型型；對剪力墻墻結(jié)構(gòu)、、筒體結(jié)結(jié)構(gòu)和復復雜布置置的框架架結(jié)構(gòu)、、框架-剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)應采采用空間間分析模模型。目前國內(nèi)內(nèi)商品化化的結(jié)構(gòu)構(gòu)分析軟軟件所采采用的力力學模型型主要有有：空間間桿系模模型、空空間桿-薄壁桿系系模型、、空間桿桿-墻板元模模型及其其他組合合有限元元模型。。多高層建建筑按空空間整體體工作計計算時，，不同計計算模型型的梁、、柱自由由度是相相同的：：梁的彎彎曲、剪剪切、扭扭轉(zhuǎn)變形形，當考考慮樓板板面內(nèi)變變形時還還有軸向向變形；；柱的彎彎曲、剪剪切、軸軸向、扭扭轉(zhuǎn)變形形。當采用空空間桿-薄壁桿系系模型時時，剪力力墻自由由度考慮慮彎曲、、剪切、、軸向、、扭轉(zhuǎn)變變形和翹翹曲變形形；當采采用其他他有限元元模型分分析剪力力墻時，，剪力墻墻自由度度考慮彎彎曲、剪剪切、軸軸向、扭扭轉(zhuǎn)變形形。高層建筑筑層數(shù)多多、重量量大，墻墻、柱的的軸向變變形影響響顯著，，計算時時應考慮慮。構(gòu)件內(nèi)力力是與其其變形相相對應的的，分別別為彎矩矩、剪力力、軸力力、扭矩矩等，這這些內(nèi)力力是構(gòu)件件截面承承載力計計算的基基礎，如如梁的彎彎、剪、、扭，柱柱的壓(拉)、彎、剪剪、扭，，墻肢的的壓(拉)、彎、剪剪，等等等。在內(nèi)力與與位移計計算中，，型鋼混混凝土和和鋼管混混凝土構(gòu)構(gòu)件宜按按實際情情況直接接參與計計算，此此時，要要求計算算軟件具具有相應應的計算算單元。。對結(jié)構(gòu)中中只有少少量型鋼鋼混凝土土和鋼管管混凝土土構(gòu)件時時，也可可等效為為混凝土土構(gòu)件進進行計算算，比如如可采用用等剛度度原則。。構(gòu)件的的截面設設計應按按國家現(xiàn)現(xiàn)行有關關標準進進行。根據(jù)具體體工程情情況，選選擇使用用合適、、可靠的的計算分分析軟件件。對計算軟軟件產(chǎn)生生的計算算結(jié)果從從力學概概念和工工程經(jīng)驗驗等方面面加以分分析判斷斷，確認認其合理理性和可可靠性，，方可用用于工程程設計。。工程經(jīng)驗驗上的判判斷一般般包括：：結(jié)構(gòu)整整體位移移、結(jié)構(gòu)構(gòu)樓層剪剪力、振振型形態(tài)態(tài)和位移移形態(tài)、、結(jié)構(gòu)自自振周期期、超筋筋超限情情況等。。對關鍵的的抗震薄薄弱部位位和構(gòu)件件，抗震震承載力力必須滿滿足要求求，必要要時應采采用手算算復核，，避免電電算結(jié)果果因計算算模型不不完全符符合實際際而造成成安全隱隱患。第七節(jié)建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的抗抗震等級級(JGJ3－2001高層砼規(guī)規(guī)程)多高層房房屋適用用高度和和高寬比比的確定定(1)鋼筋混凝凝土高層層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的最最大適用用高度和和高寬比比分為A級和B級。B級高度高層建筑筑結(jié)構(gòu)的的最大適適用高度度和高寬寬比較A級有所放寬寬，其結(jié)結(jié)構(gòu)抗震震等級和和有關的的計算、、構(gòu)造措措施應符符合高規(guī)相應條文文的規(guī)定定。多層建筑筑結(jié)構(gòu)只只有A級適用高高度。(2)A級高度鋼鋼筋混凝凝土高層層建筑的的最大適適用高度度宜符合合高規(guī)表4.2.2-1的規(guī)定，具具有較多短短肢剪力墻墻的剪力墻墻結(jié)構(gòu)的最最大適用高高度應符合合高規(guī)第7.1.2條的規(guī)定?？蚣?剪力墻、剪剪力墻和筒筒體結(jié)構(gòu)高高層建筑筑，其高度度超過高規(guī)表4.2.2-1規(guī)定時為B級高度高層層建筑。B級高度鋼筋筋混凝土乙乙類和丙類類高層建筑筑的最大適適用高度應應符合高規(guī)表4.2.2-2的規(guī)定。(3)高層建筑的的高寬比，，是對結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度、整整體穩(wěn)定、、承載能力力和經(jīng)濟合合理性的宏宏觀控制。。A級高度高層層建筑的高高寬比限值值見高規(guī)表4.2.3-1，B級高度高層層建筑的高高寬比限值值見高規(guī)表4.2.3-2。在復雜體型型的高層建建筑中，如如何計算高高寬比是比比較難以確確定的問題題一般可按所所考慮方向向的最小投投影寬度計計算高寬比比，但對突突出建筑平平面很小的的局部結(jié)構(gòu)構(gòu)(如樓梯間、、電梯間等等)，一般般不應包含含在計算寬寬度內(nèi)；對對于不宜采采用最小投投影寬度計計算高寬比比的情況，，應由設計計人員根據(jù)據(jù)實際情況況確定合理理的計算方方法；對帶有裙房房的高層建建筑，當裙裙房的面積積和剛度相相對于其上上部塔樓的的面積和剛剛度較大時時，計算高高寬比的房房屋高度和和寬度可按按裙房以上上部分考慮慮。目前超過B級高度高層層建筑的高高寬比是極極個別的，，例如上海海金茂大廈廈(88層，420m)為7.6，深圳地王王大廈(81層，320m)為8.8。高層建筑的的高寬比在在滿足限值值時，可不不進行穩(wěn)定定驗算，超超過限值時時應進行穩(wěn)穩(wěn)定驗算。。多高層建筑筑結(jié)構(gòu)的抗抗震措施是是根據(jù)抗震震等級確定定的，抗震震等級的確確定與建筑筑的類別相相關。不同的建筑筑類別在考考慮抗震等等級時取用用的抗震烈烈度與建筑筑場地類別別有關，也就是考慮慮抗震等級級時取用烈烈度與抗震震計算時的的設防烈度度不一定相相同。建筑結(jié)構(gòu)應應根據(jù)其使使用功能的的重要性分分為甲、乙乙、丙、丁丁類四個抗抗震設防類類別。高層建筑沒沒有丁類抗抗震設防。。各抗震設防防類別的高高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)，其抗抗震措施應應符合下列列要求：(1)甲類、乙類類建筑：當本地區(qū)的的抗震設防防烈度為6-8度時，應符符合本地區(qū)區(qū)抗震設防防烈度提高高一度的要要求；當本本地區(qū)的設設防烈度為為9度時，應符符合比9度抗震設防防更高的要要求。當建建筑場地為為Ⅰ類時，應允允許仍按本本地區(qū)抗震震設防烈度度的要求采采取抗震構(gòu)構(gòu)造措施；；(2)丙類建筑：：應符合本地地區(qū)抗震設設防烈度的的要求。當當建筑場地地為Ⅰ類時，除6度外，應允允許按本地地區(qū)抗震設設防烈度降降低一度的的要求采取取抗震構(gòu)造造措施。按建筑類別別及場地調(diào)調(diào)整后用于于確定抗震震等級烈度度如下表所所示。表按調(diào)整后的的抗震等級級烈度表中:9*表示比9度一級更有有效的抗震震措施，主主要考慮合合理的建筑筑平面及體體型、有利利的結(jié)構(gòu)體體系和更嚴嚴格的抗震震措施。具具體要求應應進行專門門研究?？拐鹪O計時時，多高層層建筑鋼筋筋混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件應應根據(jù)設防防烈度、結(jié)結(jié)構(gòu)類型和和房屋高度度采用不同同的抗震等等級，并應應符合相應應的計算和和構(gòu)造措施施要求。A級高度丙類類建筑鋼筋筋混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的抗震等級級應按下表表確定。表A級高度的高高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)抗震等等級注：１接接近或等等于高度分分界時，應應結(jié)合房屋屋不規(guī)則程程度及及場地地、地基條條件適當確確定抗震等等級；２底部帶轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換層的筒筒體結(jié)構(gòu)，，其框支框框架的抗震震等等級應按表表中框支剪剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)的規(guī)定采采用；３板柱－剪剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)中框架的的抗震等級級應與表中中““板柱的的柱”相同同。當本地區(qū)的的設防烈度度為9度時，A級高度乙類類建筑的抗震等級級應按高規(guī)規(guī)第4.8.3條規(guī)定的特特一級采用用，甲類建建筑應采取取更有效的的抗震措施施。注：本規(guī)程程“特一級級和一、二二、三、四四級”即““抗震等級級為特一級級和一、二二、三、四四級”的簡簡稱?？拐鹪O計時時，B級高度丙類類建筑鋼筋筋混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的抗震震等級應按按下表確定定。表B級高度的高高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)抗震等等級注：底部帶帶轉(zhuǎn)換層的的筒體結(jié)構(gòu)構(gòu)，其框支支框架和底底部加強部部位筒體的的抗震等級級應按表中中框支剪力力墻結(jié)構(gòu)的的規(guī)定采用用。建筑場地為為Ⅲ、Ⅳ類時，對設設計基本地地震加速度度為0.15g和0.30g的地區(qū)，宜宜分別按抗抗震設防烈烈度8度(0.20g)和9度(0.40g)時各類建筑筑的要求采采取抗震構(gòu)構(gòu)造措施。?？拐鹪O計的的多高層建建筑，當?shù)氐叵率翼攲訉幼鳛樯喜坎拷Y(jié)構(gòu)的嵌嵌固端時，，地下一層層的抗震等等級應按上上部結(jié)構(gòu)采采用。地下一層以以下結(jié)構(gòu)的的抗震等級級可根據(jù)具具體情況采采用三級或或四級，地地下室柱截截面每側(cè)的的縱向鋼筋筋面積除應應符合計算算要求外，，不應少于于地上一層層對應柱每每側(cè)縱向鋼鋼筋面積的的1.1倍。地下室超出出上部主樓樓范圍且無無上部結(jié)構(gòu)構(gòu)的部分，，其抗震等等級可根據(jù)據(jù)具體情況況采用三級級或四級。。9度抗震設計計時，地下下室結(jié)構(gòu)的的抗震等級級不應低于于二級。抗震設計時時，與主樓樓連為整體體的裙樓的的抗震等級級不應低于于主樓的抗抗震等級；；主樓結(jié)構(gòu)在在裙房頂部部上、下各各一層應適適當加強抗抗震構(gòu)造措措施。房屋高度大大、柱距較較大而柱中中軸力較大大時，宜采采用型鋼混混凝土、鋼鋼管混凝土土柱，或采采用高強度度混凝土。。高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)中，抗抗震等級為為特一級的鋼筋混凝凝土構(gòu)件，，除應符合合一級抗震震等級的基基本要求外外，尚應符符合下列規(guī)規(guī)定：框架柱應符符合下列要要求：宜采用型鋼鋼混凝土柱柱或鋼管混混凝土柱；；柱端彎矩矩增大系數(shù)數(shù)、柱端剪剪力增大系系數(shù)應增大大20％；鋼筋混凝土土柱柱端加加密區(qū)最小小配箍特征征值應按高規(guī)中表6.4.7的數(shù)值增大大0.02采用；全部縱向鋼鋼筋最小構(gòu)構(gòu)造配筋百百分率，中中、邊柱取取1.4％，角柱取取1.6％?？蚣芰簯舷铝幸螅毫憾思袅υ鲈龃笙禂?shù)應應增大20％；梁端加加密區(qū)箍筋筋構(gòu)造最小小配箍率應應增大10％?？蛑е鶓舷铝幸螅阂瞬捎眯弯撲摶炷林蜾摴芑旎炷林?；；底層柱下下端及與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換層相連連的柱上端端的彎矩增增大系數(shù)取取1.8，其余層柱柱端彎矩增增大系數(shù)應應增大20％；柱端剪力增增大系數(shù)應應增大20％；地震作作用產(chǎn)生的的柱軸力增增大系數(shù)取取1.8，但計算柱柱軸壓比時時可不計該該項增大；；鋼筋混凝土土柱柱端加加密區(qū)最小小配箍特征征值應按高規(guī)中表6.4.7的數(shù)值增大大0.03采用，且箍箍筋體積配配箍率不應應小于1.6％；全部縱縱向鋼筋最最小構(gòu)造配配筋百分率率取1.6％。筒體、剪力力墻應符合合下列要求求底部加強部部位及其上上一層的彎彎矩設計值值應按墻底底截面組合合彎矩計算算值的1.1倍采用，其其他部位可可按墻肢組組合彎矩計計算值的1.3倍采用；底部加強部部位的剪力力設計值，，應按考慮慮