建筑结构抗震概念设计概要.ppt

结构抗震概念设计 第4章 建筑抗震概念设计 4.1 场地选择及地基与基础的设计 4.2 建筑形体选择及平立面布置 4.3 结构选型与结构布置 4.4 确保结构的整体性 4.5 多道抗震防线 4.6 减轻房屋自重和妥善处理非结构部件 基本概念 1、计算设计（Numerical design）：按荷载计算、内力分析及组合、强度计算 、构造措施等称为计算设计。 “计算设计”——不能完全依赖！ 地震方面——地震是一种随机振动，具有复杂 性、不确定性，因此很难准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数。地震在时间和空间上都具有很大的随机性。 结构分析——未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，也存在不准确性。 基本概念——续 2、概念设计（Conceptual design） ：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。 在着手进行结构抗震设计时，着眼于结构的总体地震反应，灵活运用抗震设计准则，既注意总体布置上的大原则，又考虑关键部分的细节，从而全面、合理地解决结构抗震设计中的基本问题。 有助于掌握明确的设计思想，灵活、恰当地运用抗震设计原则，是设计人员不知陷入盲目的计算工作，从而做到比较合理的抗震设计。 抗震概念设计是目前工程设计高度自动化的背景下唯一具有能动性和创造性的设计过程。 基本概念——续 抗震概念设计的思路： 在工程设计一开始，把握好能量输入、房屋体型、结构 体系、刚度分布、构件延性等几个主要方面，从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节。 辅以必要的计算和构造措施，有可能使房屋建筑具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。 由于对地震作用及结构性能的了解还远远不够，在某种意义上，概念设计比计算设计更重要。 4.1 场地选择及地基与基础的设计 不同的场地上的建筑震害不同,在建筑选址时，要尽量选择对建筑抗震有利的地段，避开不利和危险地段。 1、避开地震危险地段 1）概念 建筑抗震危险的地段：指地震时可能发生崩塌、滑坡、地陷、地裂、泥石流等地段以及震中烈度为8度以上的发震断裂带在地震时可能发生地表错位的地段。 非发震断层：与当地的地震活动性没有成因上联系的一般断层，在地震作用下一般不会发生新的错动。 发震断层：具有潜在地震活动的断层，在过去三万五千年以内曾活动过一次，或者在五万年内活动过两次的断层。 4.1 场地选择——续 2、选择有利于抗震的场地 1）概念 对建筑抗震有利的地段：指位于开阔平坦地的坚硬场地上或密实均匀中硬场地土。 对建筑抗震不利的地段：就地形而言，一般是指条状突出的山嘴，孤立的山包和山梁的顶部，高差较大的台地边缘，非岩质的陡坡， 河岸和边坡的边缘；就场地土质而言，一般是指软弱土、易液化土，故河道、断层破碎带、暗埋塘滨沟谷或半挖半填地基等，以及在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。 4.1 场地选择——续 2）关于地基基础设计，抗震规范有如下规定： 1、避开危险地带（如断裂带等）； 2、同一结构单元的基础不宜设置在性质截然 不同的地基上；无法避开时，除考虑不同土 层差异运动的影响外，还应采用局部深基础， 使整个建筑物的基础落在同一上层上（图） 3、同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基；（可设沉降缝，成为两个单元） 4、地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀时，应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，并采取相应措施，基础应加强其整体性和刚性。 4.2 建筑的平立面布置 一幢房屋的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结构布置。 4.2.1 建筑平面布置 建筑的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度变化均匀，避免楼层错层。 对称的结构容易估计其地震时的反应，容易采取构造措施和进行细部处理。 “规则”包含了对建筑的平、立面外形尺寸，抗侧力构件布置、质量分布，直至强度分布等诸多因素的综合要求。 规则对高层建筑尤为重要。 4.2.2 建筑立面布置 地震区高层建筑的立面应采用矩形、梯形、三角形等均匀变化的几何形状，尽量避免带有突然变化的阶梯形立面。 《高层规程》规定：建筑的竖向体形宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。 上部收进时,当H１/H0.2时,B1/B≥0.75; 当上部外挑时,B/B1≥0.9且a≤4m。 建筑结构的规则性对抗震能力的重要影响的认识始自若干现代建筑在地震中的表现。 　　 最为典型的例子是1972年2月23日南美洲的马那瓜地震。 马那瓜有相距不远的两幢高层建筑，一幢为十五层高的中央银行大厦，另一幢为18层高的美洲银行大厦。 当地地震烈度估计为8度。一幢破坏严重，震后拆除；另一幢