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1、建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计总复习总复习1考试范围主要考查前五章的内容，对六、七、八、九章主要考查前五章的内容，对六、七、八、九章只做基本概念的掌握和了解。只做基本概念的掌握和了解。理解地震、场地、地基和基础等与建筑结构抗理解地震、场地、地基和基础等与建筑结构抗震设计的内在联系，掌握建筑结构的地震反应分震设计的内在联系，掌握建筑结构的地震反应分析原理和抗震验算方法，掌握建筑抗震概念设计析原理和抗震验算方法，掌握建筑抗震概念设计的主要特点，掌握多层和高层钢筋混凝土房屋的的主要特点，掌握多层和高层钢筋混凝土房屋的抗震设计，了解其他结构形式房屋的抗震设计以抗震设计，了解其他结构形式房屋的抗震设计
2、以及隔震和耗能减震房屋的设计。及隔震和耗能减震房屋的设计。2第1章 绪论一、地震灾害概述一、地震灾害概述 地震是地球内部构造运动的产物，是一种普遍的自然地震是地球内部构造运动的产物，是一种普遍的自然现象，全世界每年发生约现象，全世界每年发生约500万次地震。同时地震又是一万次地震。同时地震又是一种突发的自然灾害。种突发的自然灾害。 现代科技的发展，虽能对地震的发生进行预测，但准现代科技的发展，虽能对地震的发生进行预测，但准确地预报何时、何地将发生何种强度的地震一般是很困难确地预报何时、何地将发生何种强度的地震一般是很困难的。这主要是由于地壳运动的复杂性，以及现代科学技术的。这主要是由于地壳运动
3、的复杂性，以及现代科学技术水平的局限性。水平的局限性。 因此，破坏性地震常常是突然发生的。因此，破坏性地震常常是突然发生的。 目前的地震形势是世界包括我国目前均处于地震活跃目前的地震形势是世界包括我国目前均处于地震活跃期，抗震任务不容忽视。期，抗震任务不容忽视。3二、地震基本知识二、地震基本知识1 1、掌握地震、震级、烈度、掌握地震、震级、烈度、基本烈度、设防烈度、多遇基本烈度、设防烈度、多遇基本烈度、设防烈度、多遇基本烈度、设防烈度、多遇烈度、罕遇烈度、烈度、罕遇烈度、烈度、罕遇烈度、烈度、罕遇烈度、设计地震分组等基本概念，掌握地设计地震分组等基本概念，掌握地震波动理论。震波动理论。2 2、
4、地震类型、地震类型n按成因分类：构造地震、火山地震按成因分类：构造地震、火山地震 、诱发地震、诱发地震、 陷落陷落地震地震 。其中构造地震约占世界地震总数的。其中构造地震约占世界地震总数的90%90%以上，以上，破坏力大，影响范围广，建筑结构抗震设计中仅限于破坏力大，影响范围广，建筑结构抗震设计中仅限于讨论构地震作用下建筑的设防问题。讨论构地震作用下建筑的设防问题。n按震源深度分类：浅源地震、中源地震、按震源深度分类：浅源地震、中源地震、 深源地震深源地震n按地震序列分类：主按地震序列分类：主震型地震、震群型或多发型地震、震型地震、震群型或多发型地震、孤立型或单发型地震。孤立型或单发型地震。第
5、1章 绪论4第1章 绪论三、地震的震害三、地震的震害直接灾害：直接灾害： 由地震的原生现象如地震断层错动、地震由地震的原生现象如地震断层错动、地震波引起的强烈地面振动所造成的灾害。主要有：地波引起的强烈地面振动所造成的灾害。主要有：地面破坏、建筑物与构筑物的破坏。面破坏、建筑物与构筑物的破坏。次生灾害：直接灾害发生后，破坏了自然或社会原有次生灾害：直接灾害发生后，破坏了自然或社会原有的平衡、稳定状态，从而引发出的灾害。有火灾、的平衡、稳定状态，从而引发出的灾害。有火灾、水灾、毒气泄漏、瘟疫、海啸等。水灾、毒气泄漏、瘟疫、海啸等。 5四、结构的抗震设防四、结构的抗震设防“三水准三水准”抗震设防目
6、标抗震设防目标当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用，即小震不坏；般不受损坏或不需修理可继续使用，即小震不坏；当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用，即中震可修；损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用，即中震可修；当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏，即大震不倒。时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏，即大震不倒。 第1
7、章 绪论6第1章 绪论“两阶段两阶段”抗震设计方法抗震设计方法n第一阶段：对绝大多数结构进行小震作用下的结构第一阶段：对绝大多数结构进行小震作用下的结构和构件承载力验算；在此基础上对各类结构按规定和构件承载力验算；在此基础上对各类结构按规定要求采取抗震措施。要求采取抗震措施。n第二阶段：对一些第二阶段：对一些规范规定的结构（规范规定的结构（有特殊要求的有特殊要求的建筑、地震易倒塌的建筑、有明显薄弱层的建筑，建筑、地震易倒塌的建筑、有明显薄弱层的建筑，不规则的建筑等）进行大震作用下的弹塑性变形验不规则的建筑等）进行大震作用下的弹塑性变形验算。算。7抗震设防分类及抗震设防标准抗震设防分类及抗震设防
8、标准1 1、抗震设防分类、抗震设防分类建筑类别不同，抗震设防标准也不同。以地震中和地震建筑类别不同，抗震设防标准也不同。以地震中和地震后房屋的损坏对社会和经济产生的影响的程度大小，将后房屋的损坏对社会和经济产生的影响的程度大小，将建筑分成甲、乙、丙、丁建筑分成甲、乙、丙、丁4 4个抗震设防类别。个抗震设防类别。2 2、抗震设防标准、抗震设防标准针对建筑不同的抗震设防分类针对建筑不同的抗震设防分类, ,规范对抗震措施和地震作规范对抗震措施和地震作用的计算做了专门的规定用的计算做了专门的规定, ,以满足不同抗震设防的要求。以满足不同抗震设防的要求。 第1章 绪论8一、一、 场地场地1 1、建筑场地
9、的类别划分、建筑场地的类别划分n指标一指标一场地土的类型场地土的类型n指标二指标二场地覆盖层厚度场地覆盖层厚度1 1）场地土类型）场地土类型n场地土类型：为确定场地类别而对场地土刚度所作场地土类型：为确定场地类别而对场地土刚度所作的类型划分。两种划分方法：的类型划分。两种划分方法：n基本划分法基本划分法定量指标（剪切波速）定量指标（剪切波速）n综合划分法综合划分法定性指标（岩土状态）定性指标（岩土状态）第二章 场地、地基与基础9土层的等效剪切波速：土层的等效剪切波速：基本划分法基本划分法综合划分法综合划分法使用范围：使用范围：对丁类建筑及层数不超过对丁类建筑及层数不超过10层和高度在层和高度在
10、30m以下的丙以下的丙类建筑，当无实测剪切波速资料时，可根据岩土名称类建筑，当无实测剪切波速资料时，可根据岩土名称和性状按下表规定划分土的类别。和性状按下表规定划分土的类别。第二章 场地、地基与基础10淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土和淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土和粉土，粉土， 的填土，流塑黄土的填土，流塑黄土软弱土软弱土稍密的的砾、粗、中砂稍密的的砾、粗、中砂,除松散外的细、粉砂除松散外的细、粉砂,可塑可塑黄土黄土, 的粘性土和粉土的粘性土和粉土, 的填土的填土中软土中软土中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂，中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂， 的
11、粘性土和粉土，坚硬黄土的粘性土和粉土，坚硬黄土中硬土中硬土稳定岩石，密实的碎石土稳定岩石，密实的碎石土坚硬土坚硬土或岩石或岩石土层剪切波土层剪切波速范围速范围(m/s) 岩土名称和性状岩土名称和性状土的土的类型类型-地基土静承载力标准值地基土静承载力标准值 土的类别划分和剪切波速范围土的类别划分和剪切波速范围第二章 场地、地基与基础11第二章 场地、地基与基础2 2）场地覆盖层厚度）场地覆盖层厚度覆盖层厚度：是指从地表到地下基岩面的垂直距离，覆盖层厚度：是指从地表到地下基岩面的垂直距离，也就是基岩的埋深。也就是基岩的埋深。我国规范取值规定：我国规范取值规定：一般情况下，地面到剪切波速大于一般情
12、况下，地面到剪切波速大于500m/s500m/s的坚硬土层的坚硬土层顶面的距离为场地覆盖层厚度。顶面的距离为场地覆盖层厚度。12 80 315 3050 0 等效剪切波速等效剪切波速（m/s）场场 地地 类类 型型3 3）场地类别）场地类别我国我国规范规范根据场地土等效剪切波速和场地覆盖根据场地土等效剪切波速和场地覆盖层厚度（层厚度（m），），按地震对建筑的影响将建筑场地类按地震对建筑的影响将建筑场地类别划分为别划分为4类（见下表）。类（见下表）。第二章 场地、地基与基础13二、二、二、二、天然地基地震作用下的承载力验算天然地基地震作用下的承载力验算地基基础抗震设计是通过选择合理的基础体系和抗
13、震验地基基础抗震设计是通过选择合理的基础体系和抗震验算来保证其抗震能力的。算来保证其抗震能力的。1 1、 验算内容：竖向承载力验算（通常认为：基础抗水平验算内容：竖向承载力验算（通常认为：基础抗水平地震作用能力足够）地震作用能力足够）规范规定：基础底面平均压力和边缘最大压力应符合下式规范规定：基础底面平均压力和边缘最大压力应符合下式要求：要求： 第二章 场地、地基与基础142 2、 地基土抗震承载力确定地基土抗震承载力确定我国我国规范规范采用地基土静承载力乘以调整系数后的值作采用地基土静承载力乘以调整系数后的值作为抗震承载力设计值：为抗震承载力设计值：faEaE-调整后的地基抗震承载力设计值；
14、调整后的地基抗震承载力设计值； -地基抗震承载力调整系数；地基抗震承载力调整系数；fa a - -深宽修正后的地基静承载力特征值，按深宽修正后的地基静承载力特征值，按建筑地基建筑地基基础设计规范基础设计规范GB50007GB50007采用。采用。第二章 场地、地基与基础15第二章 场地、地基与基础三、液化土与软土地基三、液化土与软土地基1 1、液化定义、液化震害、液化的影响因素。、液化定义、液化震害、液化的影响因素。2 2、液化的判别液化的判别（1 1）液化判别和处理的一般原则：）液化判别和处理的一般原则： 1 1）对存在饱和砂土和粉土（不含黄土）的地基，除）对存在饱和砂土和粉土（不含黄土）的
15、地基，除6 6度外，度外，应进行液化判别。对应进行液化判别。对6 6度区一般情况下可不进行判别和度区一般情况下可不进行判别和处理，但对液化敏感的乙类建筑可按处理，但对液化敏感的乙类建筑可按7 7度的要求进行判度的要求进行判别和处理。别和处理。 2 2）存在液化土层的地基，应根据建筑的抗震设防类别、）存在液化土层的地基，应根据建筑的抗震设防类别、地基的液化等级结合具体情况采取相应的措施。地基的液化等级结合具体情况采取相应的措施。（2 2）对一般工程项目砂土或粉土液化判别及危害程度估计）对一般工程项目砂土或粉土液化判别及危害程度估计可按以下步骤进行：可按以下步骤进行： 初步判别初步判别 标准贯入试
16、验判标准贯入试验判16 液化地基的初步判别液化地基的初步判别以地质年代、粘粒含量、地下水位及上覆非液化土厚度等以地质年代、粘粒含量、地下水位及上覆非液化土厚度等作为判断条件。作为判断条件。标准贯入试验判别标准贯入试验判别当初判后，认为需要进一步进行液化判别时，则应采用标当初判后，认为需要进一步进行液化判别时，则应采用标准贯入试验判别法进行准贯入试验判别法进行“再判再判”。规范规定：当饱和可液化土的标贯击数规范规定：当饱和可液化土的标贯击数N63.5N63.5的值小于的值小于NcrNcr值时，判为液化，否则判为不液化。值时，判为液化，否则判为不液化。 第二章 场地、地基与基础17 3、液化地基的
17、评价、液化地基的评价为了鉴别场地土液化危害的严重程度，为了鉴别场地土液化危害的严重程度，抗震规范抗震规范给出给出了了液化指数液化指数的概念，的概念，采用土层柱状液化等级判定。采用土层柱状液化等级判定。由液化指数，按下表确定液化等级由液化指数，按下表确定液化等级判别深度判别深度20m时的液化指标时的液化指标判别深度判别深度15m时的液化指标时的液化指标 严重严重 中等中等 轻微轻微 液化等级液化等级第二章 场地、地基与基础184、抗液化措施、抗液化措施当液化土层较平坦、均匀时，可按下表选用抗液化措施。当液化土层较平坦、均匀时，可按下表选用抗液化措施。地基和上部结构处理，或地基和上部结构处理，或其
18、它经济的措施其它经济的措施可不采取措施可不采取措施可不采取措施可不采取措施丁类丁类全部消除液化沉陷，或部全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且对地基分消除液化沉陷且对地基和上部结构处理和上部结构处理基础和上部结构处理，或更高要基础和上部结构处理，或更高要求的措施求的措施基础和上部结构处理，基础和上部结构处理，亦可不采取措施亦可不采取措施丙类丙类全部消除液化沉陷全部消除液化沉陷全部消除液化沉陷，或部分消除液化全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且对地基和上部结构处理沉陷且对地基和上部结构处理部分消除液化沉陷，或对部分消除液化沉陷，或对地基和上部结构处理地基和上部结构处理乙类乙类严重严重中等中等轻
19、微轻微地基的液化等级地基的液化等级建筑建筑类别类别甲类建筑：要特殊考虑，但不得低于乙类甲类建筑：要特殊考虑，但不得低于乙类第二章 场地、地基与基础19 一、概述一、概述 结构的地震反应：地震引起的结构振动，包括速度、结构的地震反应：地震引起的结构振动，包括速度、加速度位移和内力等。加速度位移和内力等。 地震作用和结构抗震验算是建筑抗震设计的重要环地震作用和结构抗震验算是建筑抗震设计的重要环节，是确定所设计的结构满足最低抗震设防安全要求的节，是确定所设计的结构满足最低抗震设防安全要求的关键步骤。关键步骤。 由于地震作用的复杂性和地震作用发生的强度的不由于地震作用的复杂性和地震作用发生的强度的不确
20、定性，以及结构和体形的差异等，地震作用的计算方确定性，以及结构和体形的差异等，地震作用的计算方法是不同的。主要有底部剪力法、振型分解反应谱法、法是不同的。主要有底部剪力法、振型分解反应谱法、时程分析法、静力弹塑性方法。时程分析法、静力弹塑性方法。 主要掌握底部剪力法、振型分解反应谱法。主要掌握底部剪力法、振型分解反应谱法。 第三章 结构地震反应分析和抗震验算20二、单自由度体系的水平地震作用二、单自由度体系的水平地震作用 对于单自由度体系，把惯性力看作反映地震对结构体对于单自由度体系，把惯性力看作反映地震对结构体系影响的等效力，用它对结构进行抗震验算。系影响的等效力，用它对结构进行抗震验算。
21、结构在地震持续过程中经受的最大地震作用为结构在地震持续过程中经受的最大地震作用为-集中于质点处的重力荷载代表值；集中于质点处的重力荷载代表值；-水平地震影响系数水平地震影响系数第三章 结构地震反应分析和抗震验算21地震影响系数曲线地震影响系数曲线第三章 结构地震反应分析和抗震验算22第三章 结构地震反应分析和抗震验算例：单层单跨框架。屋盖刚度为无穷大，质量集中于屋例：单层单跨框架。屋盖刚度为无穷大，质量集中于屋盖处。已知设防烈度为盖处。已知设防烈度为8 8度，设计地震分组为二组，度，设计地震分组为二组，类类场地；屋盖处的重力荷载代表值场地；屋盖处的重力荷载代表值G=700kNG=700kN，框
22、架柱线刚度框架柱线刚度 , ,阻尼比为阻尼比为0.050.05。试求该结构多遇地震时的水平地震作用。试求该结构多遇地震时的水平地震作用。 h=5mh=5m解：解：（1 1）求结构体系的自振周期）求结构体系的自振周期23（2 2）求水平地震影响系数）求水平地震影响系数查表确定查表确定地震影响系数最大值（阻尼比为地震影响系数最大值（阻尼比为0.050.05）1.400.90(1.20)0.50(0.72)-罕遇地震罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震多遇地震 9 8 7 6地震影响地震影响烈度烈度查表确定查表确定地震特征周期分组的特征周期值（地震特征周期分组的特
23、征周期值（s s）0.90 0.65 0.450.35第三组第三组0.75 0.55 0.400.30第二组第二组0.65 0.45 0.35 0.25第一组第一组 场地类别场地类别第三章 结构地震反应分析和抗震验算24（3 3）计算结构水平地震作用）计算结构水平地震作用第三章 结构地震反应分析和抗震验算25三、重力荷载代表值的确定三、重力荷载代表值的确定 结构的重力荷载代表值等于结构和构配件自重标准结构的重力荷载代表值等于结构和构配件自重标准值值G Gk k加上各可变荷载组合值。加上各可变荷载组合值。-第第i i个可变荷载标准值；个可变荷载标准值；-第第i i个可变荷载的组合值系数；个可变荷
24、载的组合值系数；第三章 结构地震反应分析和抗震验算26四、多自由度弹性体系的地震反应分析四、多自由度弹性体系的地震反应分析 振振型分解反应谱法型分解反应谱法体系体系j j振型振型i i质点水平地震作用标准值质点水平地震作用标准值-相应于相应于j j振型自振周期的地震影响系数；振型自振周期的地震影响系数；- j- j振型振型i i质点的水平相对位移；质点的水平相对位移；- j- j振型的振型参与系数；振型的振型参与系数；- i- i质点的重力荷载代表值。质点的重力荷载代表值。第三章 结构地震反应分析和抗震验算27 地震作用效应（弯矩、位移等）：地震作用效应（弯矩、位移等）：-j-j振型地震作用产
25、生的地震效应；振型地震作用产生的地震效应；m -选取振型数选取振型数 一般只取一般只取2-32-3个振型，当基本自振周期大于个振型，当基本自振周期大于1.5s1.5s或房屋高或房屋高宽比大于宽比大于5 5时，振型个数可适当增加。时，振型个数可适当增加。第三章 结构地震反应分析和抗震验算28例：试用振型分解反应谱法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。例：试用振型分解反应谱法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。 抗震设防烈度为抗震设防烈度为8 8度，度，类场地，设计地震分组为第二组。类场地，设计地震分组为第二组。解：解：（1 1）求体系的自振周期和振型）求体系的自振周期和振型第三章 结构地震反应分析和
26、抗震验算29第三章 结构地震反应分析和抗震验算（2 2）计算各振型的地震影响系数）计算各振型的地震影响系数1.400.90(1.20)0.50(0.72)-罕遇地震罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震多遇地震 9 8 7 6地震影响地震影响烈度烈度地震影响系数最大值（阻尼比为地震影响系数最大值（阻尼比为0.050.05）查表得查表得地震特征周期分组的特征周期值（地震特征周期分组的特征周期值（s s）0.90 0.65 0.450.35第三组第三组0.75 0.55 0.400.30第二组第二组0.65 0.45 0.35 0.25第一组第一组 场地类别场地类
27、别30第一振型第一振型第二振型第二振型第三振型第三振型第三章 结构地震反应分析和抗震验算31第三章 结构地震反应分析和抗震验算（3 3）计算各振型的振型参与系数）计算各振型的振型参与系数第一振型第一振型第二振型第二振型第三振型第三振型32（4 4）计算各振型各楼层的水平地震）计算各振型各楼层的水平地震作用作用第一振型第一振型第一振型第一振型第三章 结构地震反应分析和抗震验算33第三章 结构地震反应分析和抗震验算第二振型第二振型第三振型第三振型第三振型第三振型第二振型第二振型34第一振型第一振型（5 5）计算各振型的地震作用效应（层间剪力）计算各振型的地震作用效应（层间剪力）第一振型第一振型1
28、1振型振型第三章 结构地震反应分析和抗震验算35第三章 结构地震反应分析和抗震验算第二振型第二振型第三振型第三振型2 2振型振型3 3振型振型第三振型第三振型第二振型第二振型36第一振型第一振型第二振型第二振型第三振型第三振型1 1振型振型2 2振型振型3 3振型振型（6 6）计算地震作用效应（层）计算地震作用效应（层间剪力）间剪力）组合后各层地震剪力组合后各层地震剪力第三章 结构地震反应分析和抗震验算37五、计算水平地震作用的底部剪力法五、计算水平地震作用的底部剪力法1 1、适用范围：、适用范围：底部剪力法适用于一般的多层砖房等砌体结构、内框架底部剪力法适用于一般的多层砖房等砌体结构、内框架
29、和底部框架抗震墙砖房、单层空旷房屋、单层工业厂房及和底部框架抗震墙砖房、单层空旷房屋、单层工业厂房及多层框架结构等低于多层框架结构等低于40m40m以剪切变形为主的规则房屋。以剪切变形为主的规则房屋。地震反应以基本振型为主，而基本振型接近于倒三角形。地震反应以基本振型为主，而基本振型接近于倒三角形。第三章 结构地震反应分析和抗震验算38地震作用下各楼层水平地震层间剪力为地震作用下各楼层水平地震层间剪力为2 2、各质点的水平地震作用标准值的计算：、各质点的水平地震作用标准值的计算：G Geqeq结构等效总重力荷载代表值，结构等效总重力荷载代表值， G Geqeq =0.85G =0.85G， 0
30、.850.85为等效重力荷载系数，单质点体系为为等效重力荷载系数，单质点体系为1 1。GG结结构的总重力荷载代表值构的总重力荷载代表值第三章 结构地震反应分析和抗震验算39 为了修正，在顶部附加一个集中力为了修正，在顶部附加一个集中力- - 顶部附加地震作用系数，多层内框架砖房顶部附加地震作用系数，多层内框架砖房0.2,0.2,多层刚混、钢多层刚混、钢结构房屋查表结构房屋查表, ,其它可不考虑。其它可不考虑。4 4、对突出屋面附属结构和长周期结构地震内力的调整按、对突出屋面附属结构和长周期结构地震内力的调整按规范规定操作。规范规定操作。3 3、顶部附加地震作用的计算、顶部附加地震作用的计算当结
31、构层数较多时，按上式计算出的水平地震作用比振当结构层数较多时，按上式计算出的水平地震作用比振型分解反应谱法小。型分解反应谱法小。第三章 结构地震反应分析和抗震验算40底部剪力法应用举例底部剪力法应用举例例例1 1：试用底部剪力法计算图示框架多遇地震时的层间：试用底部剪力法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。已知结构的基本周期剪力。已知结构的基本周期T1=0.467s ,T1=0.467s ,抗震设防烈度抗震设防烈度为为8 8度度,类场地类场地, ,设计地震分组为第二组。设计地震分组为第二组。10.5m7.0m3.5m第三章 结构地震反应分析和抗震验算41第三章 结构地震反应分析和抗震验算（2 2
32、）计算水平地震影响系数）计算水平地震影响系数查表得查表得1.400.90(1.20)0.50(0.72)-罕遇地震罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震多遇地震 9 8 7 6地震影响地震影响烈度烈度地震影响系数最大值（阻尼比为地震影响系数最大值（阻尼比为0.050.05）解解: :（1 1）计算结构等效总重力荷载代表值）计算结构等效总重力荷载代表值42（2 2）计算水平地震影响系数）计算水平地震影响系数地震特征周期分组的特征周期值（地震特征周期分组的特征周期值（s s）0.90 0.65 0.450.35第三组第三组0.75 0.55 0.400.30第二组
33、第二组0.65 0.45 0.35 0.25第一组第一组 场地类别场地类别（3 3）计算结构总的水）计算结构总的水平地震作用标准值平地震作用标准值第三章 结构地震反应分析和抗震验算43（4 4）顶部附加水平地震作用）顶部附加水平地震作用顶部附加地震作用系数顶部附加地震作用系数第三章 结构地震反应分析和抗震验算44第三章 结构地震反应分析和抗震验算（5 5）计算各层的水平地震作）计算各层的水平地震作用标准值用标准值45六、结构抗震六、结构抗震计算原则计算原则各类建筑结构的抗震计算应遵循下列原则：各类建筑结构的抗震计算应遵循下列原则： 1 1、一般情况下，可在建筑结构的两个主轴方向分别考、一般情况
34、下，可在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作虑水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。用应由该方向抗侧力构件承担。 2 2、有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于、有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于1515度时，度时，应分别考虑各抗侧力构件方向的水平地震作用。应分别考虑各抗侧力构件方向的水平地震作用。 3 3、质量和刚度分布明显不对称的结构，应考虑双向水、质量和刚度分布明显不对称的结构，应考虑双向水平地震作用下的扭转影响，其他情况宜采用调整地震作平地震作用下的扭转影响，其他情况宜采用调整地震作用效应的方法考虑扭转影响
35、。用效应的方法考虑扭转影响。 4 4、8 8度和度和9 9度时的大跨度结构、长悬臂结构，度时的大跨度结构、长悬臂结构，9 9度时的度时的高层建筑，应考虑竖向地震作用。高层建筑，应考虑竖向地震作用。 第三章 结构地震反应分析和抗震验算46结构抗震验算内容结构抗震验算内容采用二阶段设计法：采用二阶段设计法：1.1.多遇地震作用下结构弹性变形验算多遇地震作用下结构弹性变形验算 除砌体结构、厂房外的框架结构、填充墙框架结构、除砌体结构、厂房外的框架结构、填充墙框架结构、框架框架- -剪力墙结构等需验算允许弹性变形。剪力墙结构等需验算允许弹性变形。 对于按底部剪力法分析结构地震作用时，其弹性位移对于按底
36、部剪力法分析结构地震作用时，其弹性位移计算公式为计算公式为 -第第i i层的层间位移；层的层间位移；-第第i i层的侧移刚度；层的侧移刚度；-第第i i层的水平地震剪力标准值。层的水平地震剪力标准值。第三章 结构地震反应分析和抗震验算47 楼层内最大弹性层间位移应符合下式楼层内最大弹性层间位移应符合下式-多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移；性层间位移；-计算楼层层高；计算楼层层高；-弹性层间位移角限值，查表采用。弹性层间位移角限值，查表采用。第三章 结构地震反应分析和抗震验算482 2、多遇地震作用下结构强度验算、多遇地震作用下结构强度验算
37、除规范规定可不进行结构强度验算的情况外所有结构都除规范规定可不进行结构强度验算的情况外所有结构都要进行结构构件承载力的抗震验算，验算公式为要进行结构构件承载力的抗震验算，验算公式为-包含地震作用效应的结构构件内力组合的设计值；包含地震作用效应的结构构件内力组合的设计值；-结构构件承载力设计值；结构构件承载力设计值；-承载力抗震调整系数，除另有规定外，查表承载力抗震调整系数，除另有规定外，查表采用。采用。第三章 结构地震反应分析和抗震验算49 3.3.罕遇地震下结构弹塑性变形验算罕遇地震下结构弹塑性变形验算 对规范规定的需要验算罕遇地震下结构弹塑性变形对规范规定的需要验算罕遇地震下结构弹塑性变形
38、的结构按下式验算薄弱楼层的弹塑性层间位移：的结构按下式验算薄弱楼层的弹塑性层间位移：-弹塑性层间位移角限值，查表采用；弹塑性层间位移角限值，查表采用；-薄弱层楼层高度或单层厂房上柱高度。薄弱层楼层高度或单层厂房上柱高度。-弹塑性位移角增大系数，查表采用；弹塑性位移角增大系数，查表采用；-罕遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移。罕遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移。第三章 结构地震反应分析和抗震验算50第四章 建筑抗震概念设计1 1、概念设计：立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验、概念设计：立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念的抗震设计。总结的
39、工程抗震基本概念的抗震设计。 即根据地震灾害和即根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想正确地解决工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想正确地解决建筑和结构的总体方案、结构布置、材料使用和细部构造建筑和结构的总体方案、结构布置、材料使用和细部构造等，以便达到合理抗震设计的目的。等，以便达到合理抗震设计的目的。2 2、概念设计内容、概念设计内容1 1）场地选择：避开地震危险地段，选择有利于抗震的场地。）场地选择：避开地震危险地段，选择有利于抗震的场地。2 2）建筑的平立面布置布置原则）建筑的平立面布置布置原则 ：建筑物的平、立面布置宜：建筑物的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度
40、变化均匀，避免楼层错层；尽量规则、对称，质量和刚度变化均匀，避免楼层错层；尽量避免采用带有突然变化的阶梯形立面，避免有过大的外挑避免采用带有突然变化的阶梯形立面，避免有过大的外挑和内收。和内收。3 3）房屋的高度、房屋的高宽比、防震缝的合理设置；）房屋的高度、房屋的高宽比、防震缝的合理设置；51第四章 建筑抗震概念设计4 4）结构选型与结构布置）结构选型与结构布置n结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。递途径。 受力明确、传力合理、传力路线不间断、抗受力明确、传力合理、传力路线不间断、抗震分析与实际表现相符合。震分析与实际表现相符合
41、。n结构布置平面布置力求对称，具有较大的抗扭刚度。结构布置平面布置力求对称，具有较大的抗扭刚度。避免质避免质 心与刚心的太大不重合，竖向布置力求均匀，心与刚心的太大不重合，竖向布置力求均匀，尽可能使其竖向刚度、强度变化均匀，避免出现薄弱尽可能使其竖向刚度、强度变化均匀，避免出现薄弱层，并应尽可能降低房屋的重心。层，并应尽可能降低房屋的重心。5 5）设置多道抗震防线）设置多道抗震防线 多道抗震防线的定义、第一道防线的构件选择原则。多道抗震防线的定义、第一道防线的构件选择原则。52第四章 建筑抗震概念设计6 6）刚度、承载力和延性的匹配）刚度、承载力和延性的匹配n注意刚度与承载力、刚度与延性之间的
42、匹配。注意刚度与承载力、刚度与延性之间的匹配。 协调抗侧力体系中各构件的刚度与延性，使之相互协调抗侧力体系中各构件的刚度与延性，使之相互匹配，是工程设计中应该努力做到的一条重要抗震匹配，是工程设计中应该努力做到的一条重要抗震设计原则。设计原则。n结构不同部位的延性要求结构不同部位的延性要求 、结构延性含义、延性、结构延性含义、延性控制的原则、掌握改善构件延性的途径控制的原则、掌握改善构件延性的途径 7 7）确保结构的整体性、连续性）确保结构的整体性、连续性 、构件间的可靠连接、构件间的可靠连接53一、概述一、概述多层和高层钢筋混凝土结构体系包括：多层和高层钢筋混凝土结构体系包括： 框架结构、框
43、架框架结构、框架- -抗震墙结构、抗震墙结构、筒体抗震墙结构、抗震墙结构、筒体结构和框架结构和框架- -筒体结构等。筒体结构等。钢筋混凝土框架房屋：钢筋混凝土纵梁、横梁和柱等钢筋混凝土框架房屋：钢筋混凝土纵梁、横梁和柱等构件组成承重体系的房屋。构件组成承重体系的房屋。要掌握钢筋混凝土房屋的震害特点及其原因分析。要掌握钢筋混凝土房屋的震害特点及其原因分析。第五章第五章 多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计54二、二、 抗震设计的一般规定抗震设计的一般规定房屋的适用最大高度、结构的抗震等级（抗震等级是确房屋的适用最大高度、结构的抗震等级（抗震等级是确定结构构件抗震计算和
44、抗震措施的标准。根据设防烈度、定结构构件抗震计算和抗震措施的标准。根据设防烈度、房屋高度、建筑类别、结构类型及构件在结构中的重要房屋高度、建筑类别、结构类型及构件在结构中的重要程度确定，共分四个等级，一级最高。）、建筑结构布程度确定，共分四个等级，一级最高。）、建筑结构布置、合理设计结构破坏机制（框架结构：节点基本不破置、合理设计结构破坏机制（框架结构：节点基本不破坏，梁比柱的屈服能早发生、多发生；同一层中，各柱坏，梁比柱的屈服能早发生、多发生；同一层中，各柱两端屈服历程越长越好；底层柱底的塑性铰宜最晚发生，两端屈服历程越长越好；底层柱底的塑性铰宜最晚发生，梁柱端的塑性铰出现得尽可能分散、构件
45、在极限破坏前梁柱端的塑性铰出现得尽可能分散、构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏等。）不发生明显的脆性破坏等。）第五章第五章 多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计55 三、防震缝的设置三、防震缝的设置 高层建筑宜选用合理的建筑结构方案，不设防震缝。高层建筑宜选用合理的建筑结构方案，不设防震缝。当建筑平面过长、结构单元的结构体系不同、高度和刚当建筑平面过长、结构单元的结构体系不同、高度和刚度相差过大以及各结构单元的地基条件有较大差异时，度相差过大以及各结构单元的地基条件有较大差异时，应考虑设防震缝。应考虑设防震缝。 防震缝的宽度要计算求得。防震缝的宽度要计算求得。第五
46、章第五章 多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计56四、钢筋混凝土框架的抗震设计四、钢筋混凝土框架的抗震设计框架结构抗震设计的指导思想：框架结构抗震设计的指导思想：1 1）框架塑性效应较多地发生在梁端，底层柱的塑性效）框架塑性效应较多地发生在梁端，底层柱的塑性效应较晚形成；应较晚形成；2 2）梁柱在弯曲破坏前，避免发生其它形式破坏，如剪）梁柱在弯曲破坏前，避免发生其它形式破坏，如剪切破坏、粘结破坏等；切破坏、粘结破坏等；3 3）在梁、柱破坏之前，节点应有足够的强度即变形能）在梁、柱破坏之前，节点应有足够的强度即变形能力；力；4 4）重视非结构构件设计。）重视非结构构件
47、设计。强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件，强锚固。强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件，强锚固。第五章第五章 多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计57五、五、梁、柱截面抗震设计要点梁、柱截面抗震设计要点一）梁、柱延性破坏之前不发生其它脆性破坏的抗震设计一）梁、柱延性破坏之前不发生其它脆性破坏的抗震设计1.1.梁、柱的抗剪强度要高于它的抗弯强度（强剪弱弯）梁、柱的抗剪强度要高于它的抗弯强度（强剪弱弯）避免梁在弯曲破坏前发生剪切破坏，按强剪弱弯的原则避免梁在弯曲破坏前发生剪切破坏，按强剪弱弯的原则调整框架梁端部截面组合的剪力设计值。调整框架梁端部截面组合的剪力设计值。2.2.
48、梁、柱截面的剪压比不宜过大梁、柱截面的剪压比不宜过大剪压比：截面内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之比。剪压比：截面内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之比。 剪压比过大，混凝土会过早发生斜压破坏，箍筋不能充分剪压比过大，混凝土会过早发生斜压破坏，箍筋不能充分发挥作用，它对构件的变形能力也有显著影响，因此应控发挥作用，它对构件的变形能力也有显著影响，因此应控制。制。第五章第五章 多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计583 3、柱的轴压比不宜过大、柱的轴压比不宜过大轴压比：柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积轴压比：柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土抗压强度设
49、计值乘积之比和混凝土抗压强度设计值乘积之比, ,轴压比是影响柱轴压比是影响柱子破坏形态和延性的主要因素。子破坏形态和延性的主要因素。 4 4、纵向钢筋的配筋率应该合适、纵向钢筋的配筋率应该合适为了提高梁的正截面塑性铰转动延性，梁的纵向配筋为了提高梁的正截面塑性铰转动延性，梁的纵向配筋率不宜过高。率不宜过高。 为此，框架梁的纵向配筋应符合规范为此，框架梁的纵向配筋应符合规范要求。要求。5 5、梁、柱纵向钢筋的接头与锚固应符合规范规定。、梁、柱纵向钢筋的接头与锚固应符合规范规定。6 6、箍筋在一定范围内应加密加密箍筋可以约束混凝、箍筋在一定范围内应加密加密箍筋可以约束混凝土，改善混凝土的变形性能，
50、提高构件的延性、防止土，改善混凝土的变形性能，提高构件的延性、防止混凝土过早地压溃及防止纵向钢筋的压曲失稳。混凝土过早地压溃及防止纵向钢筋的压曲失稳。第五章第五章 多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计59六、框架的节点设计六、框架的节点设计框架节点破坏的主要形式是节点核心区剪切破坏和钢筋锚框架节点破坏的主要形式是节点核心区剪切破坏和钢筋锚固破坏。节点主要受剪力和压力的组合作用，节点核心区固破坏。节点主要受剪力和压力的组合作用，节点核心区未开裂前，箍筋应力很小，基本上是混凝土承受剪力。未开裂前，箍筋应力很小，基本上是混凝土承受剪力。根据强节点的设计要求，框架节点的设计
51、准则是：根据强节点的设计要求，框架节点的设计准则是：（1 1）节点的承载力不应低于其连接构件（梁、柱）的承）节点的承载力不应低于其连接构件（梁、柱）的承载力；载力； （2 2）多遇地震时，节点应在弹性范围内工作；）多遇地震时，节点应在弹性范围内工作； （3 3）罕遇地震时，节点承载力的降低不得危及竖向荷载）罕遇地震时，节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递；的传递； （4 4）节点配筋不应使施工过分困难。）节点配筋不应使施工过分困难。 第五章第五章 多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计60多层砌体房屋：由粘土砖、烧结多孔粘土砖、粉煤灰中多层砌体房屋：由粘土砖、烧结多
52、孔粘土砖、粉煤灰中型实心砌块和混凝土中小型砌块砌体通过砂浆砌筑而成型实心砌块和混凝土中小型砌块砌体通过砂浆砌筑而成的房屋。的房屋。 多层砌体房屋是我国当前建筑业中使用最广泛的一多层砌体房屋是我国当前建筑业中使用最广泛的一种建筑形式。在民用建筑中约占种建筑形式。在民用建筑中约占90%90%以上，在整个建筑以上，在整个建筑业中约占业中约占80%80%。大量震害表明传统的砌体结构抗震性能较差主要原因为：大量震害表明传统的砌体结构抗震性能较差主要原因为：1 1、刚度大、自重大，地震作用也大；、刚度大、自重大，地震作用也大；2 2、砌体材料质脆、砌体材料质脆, ,抗剪、抗拉、抗弯强度低抗剪、抗拉、抗弯强
53、度低, ,地震作用地震作用下极易出现裂缝下极易出现裂缝; ; 3 3、受施工质量的影响较大；如砂浆不饱满、受施工质量的影响较大；如砂浆不饱满, ,易出现裂缝易出现裂缝, ,减弱抗震性能。减弱抗震性能。第六章 多层砌体结构房屋的抗震设计61一、震害及其分析一、震害及其分析一）房屋倒塌一）房屋倒塌1 1、全部倒塌、全部倒塌 房屋整体性好，而底层强度不足时；房屋整体性房屋整体性好，而底层强度不足时；房屋整体性不好，而上层墙体过于弱时；不好，而上层墙体过于弱时； 2 2、上部倒塌、上部倒塌房屋上层自重大，刚度差；上层砌体强度过弱，整体房屋上层自重大，刚度差；上层砌体强度过弱，整体性差时；性差时； 3
54、3、局部倒塌、局部倒塌个别部位的整体性特别差，纵墙与横墙间联系不好，个别部位的整体性特别差，纵墙与横墙间联系不好，平面或立面有显著的局部突出，抗震缝处理不当等。平面或立面有显著的局部突出，抗震缝处理不当等。第六章 多层砌体结构房屋的抗震设计62二）二）墙体墙体裂缝裂缝抗剪承载力不足抗剪承载力不足, ,产生裂缝产生裂缝, ,主要有主要有“X X”形、水平和竖向形、水平和竖向三种类型。三种类型。三）其它破坏三）其它破坏1 1、楼梯间破坏、楼梯间破坏2 2、房屋附属物的破坏、房屋附属物的破坏3 3、楼盖与屋盖的破坏、楼盖与屋盖的破坏4 4、墙角破坏、墙角破坏5 5、纵横墙连接破坏、纵横墙连接破坏 第
55、六章 多层砌体结构房屋的抗震设计63第六章 多层砌体结构房屋的抗震设计二、抗震设计的一般规定二、抗震设计的一般规定一）平立面布置要规则一）平立面布置要规则二）房屋高度、层数、层高要限制二）房屋高度、层数、层高要限制三）房屋高宽比的限制三）房屋高宽比的限制四）抗震横墙间距的限制四）抗震横墙间距的限制五）房屋局部尺寸的限制五）房屋局部尺寸的限制六）结构体系要合理六）结构体系要合理64三、抗震构造措施三、抗震构造措施对于多层砌体结构，抗震构造措施对于提高房屋的抗震性对于多层砌体结构，抗震构造措施对于提高房屋的抗震性能，作到大震不倒有重要意义。能，作到大震不倒有重要意义。 各种构造措施的目的只有一个各
56、种构造措施的目的只有一个: :即加强房屋的整体性，使即加强房屋的整体性，使之具有一定的变形能力之具有一定的变形能力( (延性）。延性）。n多层砖房的抗震构造措施多层砖房的抗震构造措施( (一一) )设置钢筋混凝土构造柱：约束墙体，使之有较高的变形设置钢筋混凝土构造柱：约束墙体，使之有较高的变形能力；能力；( (二二) )设置钢筋混凝土圈梁：圈梁与构造柱一起设置钢筋混凝土圈梁：圈梁与构造柱一起, ,形成砌体房形成砌体房屋的箍，使其抗震性能大大改善；屋的箍，使其抗震性能大大改善；( (三三) )楼盖、屋盖构件具有足够的搭接长度和可靠的连接；楼盖、屋盖构件具有足够的搭接长度和可靠的连接；( (四四)
57、 )横墙较少砖房要满足有关规定与加强措施；横墙较少砖房要满足有关规定与加强措施；( (五五) )加强墙体之间的连接；加强楼梯间的整体性；加强墙体之间的连接；加强楼梯间的整体性；( (六六) )采用同一类型的基础。采用同一类型的基础。第六章 多层砌体结构房屋的抗震设计65四、计算要点四、计算要点1 1计算简图计算简图1 1）将水平地震作用在结的两个主轴方向分别验算；）将水平地震作用在结的两个主轴方向分别验算；2 2）地震作用下结构的变形为剪切型；）地震作用下结构的变形为剪切型；3 3）各抗侧力构件在同一楼层标高处侧移相同。）各抗侧力构件在同一楼层标高处侧移相同。2 2地震作用的计算：可采用底部剪
58、力法。地震作用的计算：可采用底部剪力法。3 3楼层地震剪力在墙体间的分配楼层地震剪力在墙体间的分配 当当抗抗震震横横墙墙间间距距不不超超过过限限值值要要求求时时，认认为为横横向向地地震震作作用用全全部由横墙承担纵向地震作用全部由纵墙承担。部由横墙承担纵向地震作用全部由纵墙承担。第六章 多层砌体结构房屋的抗震设计66各道墙间地震剪力的分配：各道墙间地震剪力的分配：1 1）刚刚性性楼楼盖盖房房屋屋：横横墙墙承承受受的的地地震震剪剪力力按按各各横横墙墙的的侧侧移移刚度比例分配；刚度比例分配；2 2）柔柔性性楼楼盖盖房房屋屋：横横墙墙承承受受的的地地震震剪剪力力按按各各横横墙墙从从属属面面积上的重力荷
59、载比例分配；积上的重力荷载比例分配；3 3）中中等等刚刚性性楼楼盖盖房房屋屋：各各横横墙墙承承受受的的地地震震剪剪力力取取上上述述两两种方法的平均值；种方法的平均值；4 4）纵向地震剪力可按各纵墙的侧移刚度比例分配。）纵向地震剪力可按各纵墙的侧移刚度比例分配。第六章 多层砌体结构房屋的抗震设计674 4同同一一道道墙墙上上各各墙墙段段间间地地震震剪剪力力按按各各墙墙段段的的侧侧移移刚刚度度比例分配比例分配。5 5墙体抗震承载力验算墙体抗震承载力验算选择不利墙段对墙体截面的抗剪强度进行验算。不选择不利墙段对墙体截面的抗剪强度进行验算。不利墙段包括：利墙段包括：1 1）承担水平地震作用较大的墙段）
60、承担水平地震作用较大的墙段2 2）竖向压应力较小的墙段）竖向压应力较小的墙段3 3）墙体截面被削弱较多的墙段）墙体截面被削弱较多的墙段第六章 多层砌体结构房屋的抗震设计68对粘土砖、粉煤灰中砌块、混凝土中砌块墙体对粘土砖、粉煤灰中砌块、混凝土中砌块墙体式中式中 V 墙体剪力设计值墙体剪力设计值 A 墙体横截面面积墙体横截面面积 RE 承载力抗震调整系数承载力抗震调整系数第六章 多层砌体结构房屋的抗震设计69一、震害现象及其分析一、震害现象及其分析一）结构倒塌一）结构倒塌 主要原因是出现薄弱层。主要原因是出现薄弱层。 二）构件的破坏二）构件的破坏 1 1框框架架柱柱 ：翼翼缘缘的的屈屈曲曲、拼拼
61、接接处处的的裂裂缝缝、节节点点焊焊缝缝处处裂裂缝引起的柱翼缘层状撕裂、框架柱的脆性断裂，缝引起的柱翼缘层状撕裂、框架柱的脆性断裂， 2 2框框架架梁梁 ：翼翼缘缘屈屈曲曲、腹腹板板屈屈曲曲和和裂裂缝缝、截截面面扭扭转转屈屈曲曲 框框架架梁梁或或柱柱的的局局部部屈屈曲曲是是因因为为梁梁或或柱柱在在地地震震作作用用下下反反复复受受弯弯，以以及及构构件件的的截截面面尺尺寸寸和和局局部部构构造造如如长长细细比比、板板件件宽宽厚厚比比设设计计不不合合理理造造成成的的；柱柱的的水水平平断断裂裂是是因因为为地地震震动动造成的倾覆拉力较大、动应变速率较高、材性变脆。造成的倾覆拉力较大、动应变速率较高、材性变脆
62、。第七章第七章 高层及低层钢结构房屋的抗震设计高层及低层钢结构房屋的抗震设计703支撑支撑 破坏形式主要是轴向受压失稳。破坏形式主要是轴向受压失稳。主要原因是支撑构件为结构提供了较大的侧向刚度，当地主要原因是支撑构件为结构提供了较大的侧向刚度，当地震强度较大时，承受的轴向力（反复拉压）增加，如果支震强度较大时，承受的轴向力（反复拉压）增加，如果支撑的长度、局部加劲板构造与主体结构的连接构造等出现撑的长度、局部加劲板构造与主体结构的连接构造等出现问题，就会出现破坏或失稳。问题，就会出现破坏或失稳。三）节点破坏三）节点破坏 节点破坏是地震中发生最多的一种破坏。节点破坏是地震中发生最多的一种破坏。原
63、因：由于节点传力集中、构造复杂，施工难度大，原因：由于节点传力集中、构造复杂，施工难度大，容容易造成应力集中、强度不均衡现象，再加上可能出现易造成应力集中、强度不均衡现象，再加上可能出现的的焊缝缺陷、构造缺陷，就更容易出现节点破坏。焊缝缺陷、构造缺陷，就更容易出现节点破坏。第七章第七章 高层及低层钢结构房屋的抗震设计高层及低层钢结构房屋的抗震设计71四）基础锚固破坏四）基础锚固破坏 钢构件与基础的连接锚固破坏主要有螺栓拉断、混凝钢构件与基础的连接锚固破坏主要有螺栓拉断、混凝土锚固失效、连接板断裂等。主要是设计构造、材料土锚固失效、连接板断裂等。主要是设计构造、材料质量、施工质量等方面出现问题所
64、致。质量、施工质量等方面出现问题所致。第七章第七章 高层及低层钢结构房屋的抗震设计高层及低层钢结构房屋的抗震设计72二、钢结构房屋的结构体系二、钢结构房屋的结构体系 常用的钢结构体系有常用的钢结构体系有1. 1. 框架结构框架结构2. 2. 框架框架- -支撑结构：注意支撑的布置，中心支撑和偏支撑结构：注意支撑的布置，中心支撑和偏心支撑的区别。心支撑的区别。3. 3. 框架框架- -抗震墙板结构抗震墙板结构4. 4. 筒体结构筒体结构5. 5. 巨型框架结构巨型框架结构第七章第七章 高层及低层钢结构房屋的抗震设计高层及低层钢结构房屋的抗震设计73三、三、 多层和高层钢结构抗震设计简介多层和高层
65、钢结构抗震设计简介 一）地震作用计算方法一）地震作用计算方法 底部剪力法、振型分解反应谱法、时程分析法底部剪力法、振型分解反应谱法、时程分析法 二）钢结构房屋的阻尼比二）钢结构房屋的阻尼比 1. 1. 多多遇遇地地震震作作用用下下，超超过过1212层层取取0.020.02，不不超超过过1212层层的取的取0.0350.035，对单层取，对单层取0.050.05； 2. 2. 罕遇地震作用下，不同层数都取罕遇地震作用下，不同层数都取0.050.05。三）变形验算三）变形验算 1. 1. 多遇地震下，层间变形应不超过层高的多遇地震下，层间变形应不超过层高的1/3001/300； 2. 2. 罕遇地
66、震下，层间变形不应超过层高的罕遇地震下，层间变形不应超过层高的1/501/50。第七章第七章 高层及低层钢结构房屋的抗震设计高层及低层钢结构房屋的抗震设计74一、防震结构的分类一、防震结构的分类1 1、抗震结构：弹性地震反应谱分析方法，设计思想：、抗震结构：弹性地震反应谱分析方法，设计思想：“小小震不坏，大震不倒震不坏，大震不倒”的延性结构体系。利用结构各构件的延性结构体系。利用结构各构件的承载力和变形能力抵御地震作用，吸收地震能量。立的承载力和变形能力抵御地震作用，吸收地震能量。立足于足于“抗抗”。2 2、隔震结构：在建筑物上部结构与基础之间设置滑移层，、隔震结构：在建筑物上部结构与基础之间
67、设置滑移层，阻止地震能量向上传递。立足于阻止地震能量向上传递。立足于“隔隔”。3 3、消能减震结构：在结构中的某些部位设置消能装置，通、消能减震结构：在结构中的某些部位设置消能装置，通过消能装置耗散或吸收地震能量，从而减小主体结构地过消能装置耗散或吸收地震能量，从而减小主体结构地震反应。震反应。第第9 9章章 隔震与耗能减震房屋设计隔震与耗能减震房屋设计75竖向支承机构竖向支承机构 水平隔震机构水平隔震机构阻尼机构阻尼机构基础基础地基地基上部结构上部结构隔震层隔震层 基础隔震建筑基本模式基础隔震建筑基本模式二、基础隔震模式二、基础隔震模式第第9 9章章 隔震与耗能减震房屋设计隔震与耗能减震房屋
68、设计76为为达达到到明明显显减减震震效效果果，通通常常基基础础隔隔震震系系统统需需具具备备以以下下四四种种特性：特性：(1)(1)承承载载特特性性：具具有有足足够够的的竖竖向向强强度度和和刚刚度度以以支支撑撑上上部部结结构构的重量；的重量；(2)(2)隔隔震震特特性性：具具有有足足够够的的水水平平初初始始刚刚度度，在在风风载载和和小小震震作作用用下下，体体系系能能保保持持在在弹弹性性范范围围内内，满满足足正正常常使使用用的的要要求求，而而中强地震时，其水平刚度较小，结构为柔性隔震结构体系；中强地震时，其水平刚度较小，结构为柔性隔震结构体系；(3)(3)复复位位特特性性：地地震震后后，上上部部结
69、结构构能能回回复复到到初初始始状状态态，满满足足正常的使用要求。正常的使用要求。(4)(4)耗耗能能特特性性：隔隔震震系系统统本本身身具具有有较较大大的的阻阻尼尼，地地震震时时能能耗耗散足够的能量，从而降低上部结构所吸收的地震能量。散足够的能量，从而降低上部结构所吸收的地震能量。第第9 9章章 隔震与耗能减震房屋设计隔震与耗能减震房屋设计77三、隔震机构三、隔震机构1 1叠层钢板橡胶支座隔震叠层钢板橡胶支座隔震普通叠层钢板橡胶支座、铅芯叠层钢板橡胶支座、普通叠层钢板橡胶支座、铅芯叠层钢板橡胶支座、高阻尼叠层钢板橡胶支座、堆叠型叠层钢板橡胶支高阻尼叠层钢板橡胶支座、堆叠型叠层钢板橡胶支座。座。2
70、 2滑动支座隔震滑动支座隔震（1 1）普普通通滑滑动动支支座座（2 2）双双层层滑滑动动支支座座（3 3）回回弹弹滑滑动动支座支座3 3螺旋弹簧支座隔震螺旋弹簧支座隔震4 4滚动支座隔震滚动支座隔震5 5摆动柱隔震摆动柱隔震第第9 9章章 隔震与耗能减震房屋设计隔震与耗能减震房屋设计78四、结构耗能减震的原理四、结构耗能减震的原理n 在结构物某些部位设置耗能装置，通过耗能装置产生摩在结构物某些部位设置耗能装置，通过耗能装置产生摩擦、弯曲弹塑性滞回变形耗能来耗散或吸收地震输入结擦、弯曲弹塑性滞回变形耗能来耗散或吸收地震输入结构中的能量以减少主体结构地震反应，从而避免结构产构中的能量以减少主体结构
71、地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震控震的目的。生破坏或倒塌，达到减震控震的目的。n消能装置按照其构造形式可以做成消能装置按照其构造形式可以做成（1 1）消能支撑：）消能支撑：替代一般的结构支撑替代一般的结构支撑（2 2）消能剪力墙：）消能剪力墙：替代一般的结构剪力墙替代一般的结构剪力墙（3 3）消能节点：）消能节点：在结构梁柱节点处装设消能装置在结构梁柱节点处装设消能装置（4 4）消消能能联联结结：在在结结构构的的缝缝隙隙处处或或结结构构构构件件之之间间的的联联结处设置消能装置结处设置消能装置第第9 9章章 隔震与耗能减震房屋设计隔震与耗能减震房屋设计79n消能装置及消能形式消能装
72、置及消能形式（1 1）摩摩擦擦消消能能：摩摩擦擦耗耗能能装装置置由由摩摩擦擦元元件件构构成成，这这些些元元件件相相互互滑滑动动产产生生摩摩擦擦力力，从从而而耗耗散散结结构构的的部分振动能量。如部分振动能量。如摩擦消能支撑，摩擦节点。摩擦消能支撑，摩擦节点。（2 2）钢钢件件（梁梁、板板、棒棒）非非弹弹性性消消能能装装置置：由由金金属属材材料料制制成成的的耗耗能能装装置置，其其耗耗能能机机理理是是通通过过金金属属元元件的弹塑性变形来耗能。件的弹塑性变形来耗能。（3 3）材料塑性变形消能（）材料塑性变形消能（4 4）调频液体阻尼消能）调频液体阻尼消能（5 5）粘滞耗能装置（）粘滞耗能装置（6 6）调频质量阻尼装置）调频质量阻尼装置（7 7）液压质量控制装置）液压质量控制装置第第9 9章章 隔震与耗能减震房屋设计隔震与耗能减震房屋设计80本讲结束本讲结束81
