抗震設防的基本要求.ppt

1.7 抗震設防的基本要求,通過抗震設防，減輕建筑的破壞，避免人員死亡，減輕經濟損失。,一、抗震設防目標及方法,1.總目標,具體通過“三水準”的抗震設防要求和“兩階段”的抗 震設計方法實現。,2.“三水準”抗震設防目標,當遭受低于本地區(qū)抗震設防烈度的多遇地震影響時， 一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用。,當遭受相當于本地區(qū)抗震設防烈度的地震影響時， 可能損壞，經一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。,當遭受高于本地區(qū)抗震設防烈度的預估的罕遇地震 影響時，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞。,簡稱為：“小震不壞，中震可修，大震不倒”。,3.“三水準”抗震設防是對單一水準設防的改進， 是向“性能設計”發(fā)展的重要步驟,單一水準設防思想是我國74規(guī)范、78規(guī)范 和目前許多國家采用的設防思想。,設防目標是：當遭遇相當于設計烈度的地震時，建筑 物的損壞不致使人民生命財產和重要生產設備遭受危害， 建筑物不需修理或經一般修理仍可繼續(xù)使用。,1989年美國Loma Preita地震(7.1級），死亡65人，直 接經濟損失（建筑物破壞重建）80億美元，間接經濟損失150億美元。,1994年美國Northridge地震(6.7級),傷亡不多，經濟 損失為200億美元。,1995年日本阪神地震(7.2級),經濟損失為1000億美元。,1999年臺灣集集地震(7.3級),經濟損失為94億美元。,單一設防目標不適合當前現代化發(fā)展要求，應研究開 發(fā)下一代性能設計規(guī)范和抗震設計方法。,“性能設計”要點,（1）.對抗震設計規(guī)定相應的地震作用標準,（2）.建立建筑應滿足的性能水準,（3）.確立設防性能目標,基本目標,一般使用要求的建筑應具備a、b、c、d項的組合。,重要性較高或地震破壞后危險性較大的性能目標為e、f、g的組合。,對安全有十分危險影響的性能目標為h、i、j項的組合。,（4）.規(guī)定地震作用下結構變形的允許指標,應建立結構構件在規(guī)定的地震作用水平下的允許破 壞水平，結構和非結構構件宏觀破壞狀態(tài)的描述和允許 變形指標。,4.“兩階段”抗震設計方法,第一階段：,對絕大多數結構進行小震作用下的結構和構件承載 力驗算；在此基礎上對各類結構按規(guī)定要求采取抗震措施。,第二階段：,對一些規(guī)范規(guī)定的結構進行大震作用下的彈塑性變 形驗算。,有特殊要求的建筑、地震易倒塌的建筑、有明顯薄弱層的建筑，不規(guī)則的建筑等,二、抗震設防范圍,抗震設防烈度為6度及以上地區(qū)的所有新建建筑工程均必需進行抗震設計。,規(guī)范適用于6-9度地區(qū)抗震設計及隔震、消能減震設計。,超過9度的地區(qū)和行業(yè)有特殊要求的工業(yè)建筑按有 關專門規(guī)定執(zhí)行。,三、抗震設防依據,一般情況下采用抗震設防烈度。,在一定條件下可采用抗震設防區(qū)劃提供的地震動參數。,四、 抗震設防分類及抗震設防措施,建筑類別不同，抗震設防標準也不同。,1.抗震設防分類,國家技術監(jiān)督局和建設部在1995年4月19日公布了建筑抗震設防分類標準GB50223。,該標準主要以地震中和地震后房屋的損壞對社會和經濟產生的影響的程度大小，將建筑分成4個抗震設防類別。,國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局和建設部在2001年7月20日公布了建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2001。該規(guī)范對上面標準作了修改。,較小乙類建筑：工礦企業(yè)的變電所、空壓站以及城市供水水源的泵房等。,抗震性能較好的結構類型指鋼筋混凝土結構或鋼結構。,2.抗震設防措施,抗震措施:除結構地震作用計算和抗力計算以外的抗震設計內容，包括抗震構造措施。,抗震構造措施：一般不須計算而對結構和非結構各部分必須采取的各種細部要求。,3.地震作用,在設防烈度為6度時，除規(guī)范有具體規(guī)定外，對乙、丙、丁類建筑可不進行地震作用計算。,1.8 建筑抗震概念設計,一、定義與基本內容,根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想進行建筑和結構總體布置并確定細部構造的過程稱為概念設計。,基本內容有三部分：,1.建筑設計應重視建筑結構的規(guī)則性； 2.合理的建筑結構體系選擇； 3.抗側力結構和構件的延性設計。,二、建筑結構的規(guī)則性,建筑結構的規(guī)則性對抗震能力的重要影響的認識始自若干現代建筑在地震中的表現。,最為典型的例子是1972年2月23日南美洲的馬那瓜地震。,馬那瓜有相距不遠的兩幢高層建筑，一幢為十五層高的中央銀行大廈，另一幢為18層高的美洲銀行大廈。當地地震烈度估計為8度。一幢破壞嚴重，震后拆除；另一幢輕微損壞，稍加修理便恢復使用。,馬那瓜中央銀行大廈,試問： 那一幢破壞嚴重呢？,馬那瓜美洲銀行大廈,平面不規(guī)則的類型,平面不規(guī)則的類型,豎向不規(guī)則的類型,豎向不規(guī)則的類型,二、結構體系的合理選擇,抗震結構體系是抗震設計應考慮的關鍵問題，結構方案的選取是否合理，對安全性和經濟性起決定性作用。,規(guī)范規(guī)定：,1.結構體系應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。,受力明確、傳力合理、傳力路線不間斷、抗震分析與 實際表現相符合。,2.應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力。,由于柱子的數量較少或承載能力較弱，部分柱子退出工作后，整個結構系統喪失了對豎向荷載的承載能力。,抗震設計的一個重要原則是結構應有必要的贅余度和內力重分配的功能。,3.結構體系應具備必要的承載能力，良好的變形能力和消耗地震能量的能力。,足夠的承載力和變形能力是需要同時滿足的。,有較大的變形能力而缺少較高的抗側向力的能力如鋼或鋼筋混凝土純框架，由于在不大的地震作用下會產生較大的變形，導致非結構構件的破壞或結構本身的失穩(wěn)。,有較高的承載能力而缺少較大變形能力如 不加約束的砌體結構，很容易引起脆性破壞而 倒塌。,必要的承載能力和良好的變形能力的結合便是結構在地震作用下具有的耗能能力。,足夠的承載力和變形能力是需要同時滿足的。,三、結構構件的延性,結構的變形能力取決于組成結構的構件及其連接的延性水平。,規(guī)范對各類結構采取的抗震措施，基本上是提高各類結構構件的延性水平。,這些抗震措施是：,采用水平向（圈梁）和豎向（構造柱、芯柱）混凝土構件，加強對砌體結構的約束，或采用配筋砌體；使砌體在發(fā)生裂縫后不致坍塌和散落，地震時不致喪失對重力荷載的承載能力；,2. 避免混凝土結構的脆性破壞（包括混凝土壓碎、構件 剪切破壞、鋼筋同混凝土粘結破壞）先于鋼筋的屈服；,3. 避免鋼結構構件的整體和局部失穩(wěn)，保證節(jié)點焊接部 位（焊縫和母材)在地震時不致開裂。,四、非結構構件,非結構構件，包括建筑非結構構件和建筑附屬機電設備，自身及其與結構主體的連接，應進行抗震設計。,附著于樓、屋面結構上的非結構構件，應與主體結構有可靠的連接或錨固