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1、2019/11/1,1,建筑设计需要了解的结构概念,张永胜,2019/11/1,2,1.结构概念设计及地位,结构概念设计 1.不需要进行结构计算 2.着眼于结构的总体反应 3.依据破坏机理和破坏过程全面把握结构的本质问题 4.顾及关键部位，力求消除薄弱环节 结构概念设计的地位 “合理的建筑体形和布置在抗震设计中是头等重要的事”-抗条3.4.1,2019/11/1,3,2.地震相关概念,抗震设防分类 根据建筑遭遇地震破坏后，可能的造成人员伤亡、经济损失、社会影响等因素，对各类建筑所做的设防类别划分。 四个抗震设防类别： 1 特殊设防类：特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程等需要进行特殊设防的
2、建筑。简称甲类。 2 重点设防类：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑。简称乙类。 3 标准设防类：指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑。简称丙类。 4 适度设防类：指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑。简称丁类。,2019/11/1,4,2.地震相关概念,地震烈度和震级 震级：每次地震活动释放的能量多少来确定的。国际上通用的里氏分级表，共分9个等级，在实际测量中 ，是根据地震仪对地震波所作的记录计算出来的。地震愈大，震级的数字也愈大，震级每差一级，通过地震
3、被释放的能量约差32倍,2019/11/1,5,2.地震相关概念,同样大小的地震，造成的破坏不一定相同；同一次地震，在不同的地方造成的破坏也不一样。 地震烈度用地震在该地区产生地震加速度来衡量地震的破坏程度。分1-12度 6度：0.05g，8度：0.2g 9度：0.4g 例如，1976年唐山地震，震级为7.8级，震中烈度为11度；受唐山地震的影响，天津市地震烈度为8度，北京市烈度为6度，再远到石家庄、太原等就只有45度了。,2019/11/1,6,2.地震相关概念,抗震设防烈度： 按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。 一般情况下，取50年内超越概率10%的地震烈度。 6度以
4、上地区 必须进行抗震设计。 设防目标：大震不到，小震不坏，中震可修(基本性能目标）,2019/11/1,7,2.地震相关概念,小震：多遇地震，50年超越概率63%，众 值烈度-结构弹性（重现期50年） 中震：设防地震，50年超越概率10% （重现期475年） ，地震基本烈度-结构非弹性，损坏可修 大震：罕遇地震，50年超越概率2-3% （重现期1641-2475年） ，最大预估烈度-较大的非弹性，不倒塌 采用“两阶段设计”，实现“三水准设防目标”,2019/11/1,8,2.地震相关概念,震害表明：地震有非常大的不确定性，如汶川原为7区，震中实际烈度为11；玉树原为7区，震中实际烈度为9 抗震
5、设防烈度是抗震设防的基本依据，考虑“依据”的不准确性，抗震设计中应抓大放小，重概念轻精度,2019/11/1,9,3.结构体系,1.砌体结构（砖混结构）： 由块体和砂浆砌筑而成的墙柱作为建筑的主要受力构件 材料：石材、烧结普通砖、烧结空心砖、蒸压灰砂普通砖、混凝土砌块、混凝土空心砖 限高：7（0.1g）普通实心砖为7层21m 局部尺寸限值：71m,2019/11/1,10,3.结构体系,2.框架结构： 由梁和柱构成承重体系的结构，梁、柱共同抵抗水平荷载和竖向荷载 普通钢筋混凝土框架、异形柱框架、钢框架、钢-混凝土混合框架等 限高：7 50m 因受其它因素（如轴压比、侧向刚度）的限制，通常仅限于
6、多层 多层异形柱框架受计算限制，慎用,2019/11/1,11,3.结构体系,2.框架结构： 柱子最小截面尺寸：不超过2层或四级，不小于300mm（圆柱350mm），其它不小于400mm（圆柱450mm） 甲、乙类建筑不应采用单跨框架 大于24m的丙类建筑不应采用单跨框架 不大于24m的丙类建筑不宜采用单跨框架 学校连廊（乙类）可有条件采用单跨框架（不大于2层，轴压比，钢筋配置要求）,2019/11/1,12,3.结构体系,3.剪力墙结构： 纵横向的主要承重结构全部为结构墙的结构 短肢剪力墙：厚度300，截面高厚比4、 8 一字型独立剪力墙：底部加强区最小厚度220，层高的1/12(抗震等级一
7、、二级） 限高：7 120m,2019/11/1,13,3.结构体系,3.剪力墙结构：,2019/11/1,14,3.结构体系,4.框架剪力墙结构： 在框架中布置一定数量的剪力墙 限高：7 120m,2019/11/1,15,3.结构体系,4.框架-核心筒结构： 外围是由梁柱构成的框架受力体系，而中间是筒体，因为筒体在中间，所以称为核心筒 限高：7 A级：130m；B级：180m 混合结构：190m,2019/11/1,16,3.结构体系,4.框架-核心筒结构：,2019/11/1,17,3.结构体系,5. 筒中筒结构： 由内筒和外筒组合，一般内筒为实腹筒，由剪力墙围成；外筒为框筒或桁架筒，墙
8、体上开有规则排列的窗洞，形成的开孔筒体称为框筒，四壁由竖杆和斜杆形成的桁架组成则称为桁架筒 限高：7 A级：150m；B级：230m 混合结构：230m,2019/11/1,18,3.结构体系,5. 筒中筒结构：,2019/11/1,19,3.结构体系,6. 其它复杂超限高层： 须进行超限审查,2019/11/1,20,采用“核心筒巨柱框架巨型斜撑3道伸臂桁架”体系,上海环球金融中心,2019/11/1,21,南京紫峰大厦,采用“核心筒+型钢混凝土柱框架+3道伸臂桁架”体系,2019/11/1,22,CCTV新台址,a. 塔楼双向倾角6，163m高空悬挑75m并连体 b. 钢支撑框筒结构体系，
9、内筒多次转换 c. 高烈度区，结构严重不规则 d. 施工过程显著影响受力，超厚大底板，高含钢率SCR柱,2019/11/1,23,CCTV新台址-超高含钢率组合柱,2019/11/1,24,4.建筑的规则性,1.规范条文： 抗规3.4.1: 建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性。不规则建筑应按规定采取加强措施；特别不规则的建筑应进行专门的研究和论证，采取特别的加强措施；严重不规则的建筑不应采用。,2.不规则建筑 形体的划分： 平 面不规则,2019/11/1,25,4.建筑的规则性,（1）扭转不规则：最大水平位移与两端水平位移平均值的比大于1.2 （2）凹凸不规则：平面凹进的尺
10、寸大于相应投影方向的总尺寸的30% （3）楼板局部不连续：楼板的平面尺寸和刚度急剧变化，例如：有效宽度小于50%，开洞面积大于30%，楼层有错层,2.不规则建筑形体的划分： 竖向不 规则,2019/11/1,26,4.建筑的规则性,（1）侧向刚度不规则（软弱层） （2）竖向抗侧力构件不连续：柱子、剪力墙等的内力由水平转换构件向下传递 （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层的80%（薄弱层）,2019/11/1,27,4.建筑的规则性,3.不规则举例:1）平面的扭转不规则,2019/11/1,28,4.建筑的规则性,2019/11/1,29,4.建筑的规则性,2019/1
11、1/1,30,4.建筑的规则性,2019/11/1,31,4.建筑的规则性,3.不规则举例:2）平面的凹凸不规则,2019/11/1,32,4.建筑的规则性,3.不规则举例:3）平面的楼板不连续,2019/11/1,33,4.建筑的规则性,3.不规则举例:4）侧向刚度不规则,2019/11/1,34,4.建筑的规则性,3.不规则举例:5）抗侧力构件不连续,2019/11/1,35,4.建筑的规则性,3.不规则举例:6）楼层承载力突变,2019/11/1,36,4.建筑的规则性,3.高规的要求高规3.4.13.4.3: 1）平面形状宜简单、规则、对称，少偏心； 2）质量刚度和承载力分布宜均匀；
12、3）平面不要过长；突出部分长度不宜过长，突出部分的宽度不宜过小； 4）不宜采用角部重叠或细腰形平面,2019/11/1,37,2019/11/1,38,2019/11/1,39,2019/11/1,40,2019/11/1,41,5.特别不规则建筑的判定,抗规要求：特别不规则的建筑，应经专门研究，采用更有效的加强措施或对薄弱部位采用相应的抗震性能化设计方法。 专门研究：一般指召开专家研讨会、抗震设防专项审查会议或超限高层专项审查,2019/11/1,42,5.特别不规则建筑的判定,特别不规则的建筑的判定： 1.具备六项不规则中的3项 2.具备六项不规则中的2项，其中一项较大（接近下表数值） 3
13、.具备六项不规则中的1项，其中一项很大（达到下表数值）,2019/11/1,43,抗规中特别不规则举例,2019/11/1,44,超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点 中不规则举例（具有三项者为特别不规则）,2019/11/1,45,6.对建筑设计的其它基本规定,1.钢筋混凝土高层适用的最大高宽比:,2019/11/1,46,6.对建筑设计的其它基本规定,2.防震缝的最小宽度： 框架结构：高度15m以下不小于100mm； 超过15m，6、7、8、9每增加5m、4m、3m、2m，缝宽增加20mm 框剪结构：上述的70%且不小于100mm 剪力墙结构：上述的50%且不小于100mm,2019/
14、11/1,47,6.对建筑设计的其它基本规定,5.关于转角窗： 砌体结构房屋：抗震设计不允许设转角窗。建设部施工图审查要点有明文规定 钢筋砼结构房屋：7度、60米以上剪力墙结构与8度及8度以上剪力墙结构不宜在外墙角部开设转角窗。必须设置时应加强其抗震措施。,2019/11/1,48,6.对建筑设计的其它基本规定,转角窗加强措施： A、宜提高角窗两侧肢的抗震等级，并按提高后的抗震等级满足轴压比限值要求。 B、角窗两侧的墙肢应沿全高设置约束边缘构件。 C、抗震计算时考虑扭转耦联影响。 D、转角窗房间的楼板适当加厚，配筋适当加强。 E、加强转角窗窗台连梁的配筋与构造。,2019/11/1,49,谢 谢 ！,
