工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

1、工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)多層混合結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)多層混合結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 震害分析震害分析磚房震害情況如下磚房震害情況如下1 1房屋倒塌房屋倒塌整體倒塌，上部倒塌，局部倒塌整體倒塌，上部倒塌，局部倒塌2 2墻體裂縫、破壞墻體裂縫、破壞斜裂縫：底層較上部重，山墻、窗間墻易產(chǎn)生斜裂縫：底層較上部重，山墻、窗間墻易產(chǎn)生交叉裂縫：地震反復(fù)作用下由斜裂縫發(fā)展而成交叉裂縫：地震反復(fù)作用下由斜裂縫發(fā)展而成水平裂縫：外縱墻窗口的上下截面處水平裂縫：外縱墻窗口的上下截面處豎向裂縫：縱橫墻交接處，連接不好豎向裂縫：縱橫墻交接處，連接不好3墻角破壞墻角破壞約束差，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，縱橫墻裂縫相遇約束差，

2、扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，縱橫墻裂縫相遇4縱橫墻連接破壞縱橫墻連接破壞咬槎、連接差咬槎、連接差5樓梯間破壞樓梯間破壞樓梯間墻體空間剛度差樓梯間墻體空間剛度差6樓蓋與屋蓋的破壞樓蓋與屋蓋的破壞墻體倒塌，支撐長度過小墻體倒塌，支撐長度過小7附屬構(gòu)件的破壞附屬構(gòu)件的破壞與主體建筑連接差與主體建筑連接差第二節(jié)第二節(jié) 建筑布置與結(jié)構(gòu)選型建筑布置與結(jié)構(gòu)選型1 1建筑布置和結(jié)構(gòu)體系建筑布置和結(jié)構(gòu)體系（1 1）建筑物平面布置）建筑物平面布置宜規(guī)整、對稱宜規(guī)整、對稱（2 2）建筑物體型和立面）建筑物體型和立面體型宜規(guī)則、對稱，各部分重量和剛度均勻體型宜規(guī)則、對稱，各部分重量和剛度均勻立面宜避免高低錯落、局部突出等立面宜避免高低

3、錯落、局部突出等（3 3）建筑物的結(jié)構(gòu)體系）建筑物的結(jié)構(gòu)體系1 1）優(yōu)先采用橫墻承重方案，其次采用縱橫墻混合承）優(yōu)先采用橫墻承重方案，其次采用縱橫墻混合承重方案，縱墻承重方案不利抗震重方案，縱墻承重方案不利抗震2 2）大房間的布置宜上下連續(xù)，不宜使抗震墻間斷）大房間的布置宜上下連續(xù)，不宜使抗震墻間斷3 3）樓梯間不宜布置在房屋盡端或轉(zhuǎn)角處，否則要采）樓梯間不宜布置在房屋盡端或轉(zhuǎn)角處，否則要采取特殊措施取特殊措施4 4）煙道、風(fēng)道、垃圾道等，不應(yīng)削弱墻體，否則要）煙道、風(fēng)道、垃圾道等，不應(yīng)削弱墻體，否則要采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施5 5）不做高門臉、長懸臂雨蓬，不采用無錨固措施的）不做

4、高門臉、長懸臂雨蓬，不采用無錨固措施的預(yù)制挑檐預(yù)制挑檐2 2房屋總高度和層數(shù)的限值房屋總高度和層數(shù)的限值房屋層數(shù)越多，高度越高，震害和破壞率越大房屋層數(shù)越多，高度越高，震害和破壞率越大3 3房屋高寬比的限值房屋高寬比的限值房屋的高寬比愈大，地震傾覆作用愈大房屋的高寬比愈大，地震傾覆作用愈大4 4抗震橫墻的間距限值抗震橫墻的間距限值房屋空間剛度對抗震性能影響很大房屋空間剛度對抗震性能影響很大5 5房屋局部尺寸的限值房屋局部尺寸的限值地震作用下房屋的薄弱部位如窗間墻、盡端墻段地震作用下房屋的薄弱部位如窗間墻、盡端墻段等可能首先遭到破壞等可能首先遭到破壞第三節(jié)第三節(jié) 多層混合結(jié)構(gòu)房屋抗震計(jì)算多層混合

5、結(jié)構(gòu)房屋抗震計(jì)算1 1計(jì)算簡圖計(jì)算簡圖1 1）將水平地震作用在結(jié)的兩個主軸方向分別驗(yàn)算）將水平地震作用在結(jié)的兩個主軸方向分別驗(yàn)算2 2）地震作用下結(jié)構(gòu)的變形為剪切型）地震作用下結(jié)構(gòu)的變形為剪切型3 3）各抗側(cè)力構(gòu)件在同一樓層標(biāo)高處側(cè)移相同）各抗側(cè)力構(gòu)件在同一樓層標(biāo)高處側(cè)移相同2 2地震作用的計(jì)算地震作用的計(jì)算可采用底部剪力法可采用底部剪力法。3樓層地震剪力在墻體間的分配樓層地震剪力在墻體間的分配當(dāng)抗震橫墻間距不超過限值要求時，認(rèn)為當(dāng)抗震橫墻間距不超過限值要求時，認(rèn)為橫向地震作用全部由橫墻承擔(dān)橫向地震作用全部由橫墻承擔(dān)縱向地震作用全部由縱墻承擔(dān)縱向地震作用全部由縱墻承擔(dān)各道墻間地震剪力的分配各道

6、墻間地震剪力的分配1 1）剛性樓蓋房屋：橫墻承受的地震剪力按各橫墻）剛性樓蓋房屋：橫墻承受的地震剪力按各橫墻的側(cè)移剛度比例分配的側(cè)移剛度比例分配2 2）柔性樓蓋房屋：橫墻承受的地震剪力按各橫墻）柔性樓蓋房屋：橫墻承受的地震剪力按各橫墻從屬面積上的重力荷載比例分配從屬面積上的重力荷載比例分配3 3）中等剛性樓蓋房屋：各橫墻承受的地震剪力?。┲械葎傂詷巧w房屋：各橫墻承受的地震剪力取上述兩種方法的平均值上述兩種方法的平均值4 4）縱向地震剪力可按各縱墻的側(cè)移剛度比例分配）縱向地震剪力可按各縱墻的側(cè)移剛度比例分配4 4同一道墻上各墻段間地震剪力分配同一道墻上各墻段間地震剪力分配地震剪力按各墻段的側(cè)移剛

7、度比例分配地震剪力按各墻段的側(cè)移剛度比例分配5 5墻體抗震承載力驗(yàn)算墻體抗震承載力驗(yàn)算（1 1）各類砌體的抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值）各類砌體的抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fvEfvE = N fv式中，式中，fv非抗震設(shè)計(jì)的砌體抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值非抗震設(shè)計(jì)的砌體抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 N砌體強(qiáng)度的正應(yīng)力影響系數(shù)砌體強(qiáng)度的正應(yīng)力影響系數(shù)（2 2）墻體截面的抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算）墻體截面的抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算選擇不利墻段選擇不利墻段1 1）承擔(dān)水平地震作用較大的墻段）承擔(dān)水平地震作用較大的墻段2 2）豎向壓應(yīng)力較小的墻段）豎向壓應(yīng)力較小的墻段3 3）墻體截面被削弱較多的墻段）墻體截面被削弱較多的墻段對粘土磚、粉煤灰中砌塊、混凝土中砌塊墻體

8、對粘土磚、粉煤灰中砌塊、混凝土中砌塊墻體REVEAfV 式中式中 V 墻體剪力設(shè)計(jì)值墻體剪力設(shè)計(jì)值 A 墻體橫截面面積墻體橫截面面積 RE 承載力抗震調(diào)整系數(shù)承載力抗震調(diào)整系數(shù)第四節(jié)第四節(jié) 砌體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施砌體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施1 1設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱2 2設(shè)置設(shè)置鋼筋混凝土鋼筋混凝土圈梁圈梁3 3樓、屋蓋與墻體的連接要求樓、屋蓋與墻體的連接要求4 4墻體間的連接墻體間的連接5 5樓梯間的抗震構(gòu)造樓梯間的抗震構(gòu)造6 6采用同一類型基礎(chǔ)采用同一類型基礎(chǔ)7 7砌塊房屋的抗震構(gòu)造措施砌塊房屋的抗震構(gòu)造措施多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 框

9、架結(jié)構(gòu)震害分析框架結(jié)構(gòu)震害分析未經(jīng)抗震設(shè)計(jì)的框架震害情況如下未經(jīng)抗震設(shè)計(jì)的框架震害情況如下1 1柱柱（1 1）柱頂震害重于柱底）柱頂震害重于柱底（2 2）角柱震害重于內(nèi)柱）角柱震害重于內(nèi)柱（3 3）短柱震害重于一般柱）短柱震害重于一般柱2 2梁：兩端節(jié)點(diǎn)附近產(chǎn)生周圈裂縫，出現(xiàn)塑性鉸梁：兩端節(jié)點(diǎn)附近產(chǎn)生周圈裂縫，出現(xiàn)塑性鉸3 3梁柱節(jié)點(diǎn)梁柱節(jié)點(diǎn)4 4填充墻填充墻5 5伸縮縫處伸縮縫處第二節(jié)第二節(jié) 抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定1不同類型結(jié)構(gòu)體系的適用高度及高寬比要求不同類型結(jié)構(gòu)體系的適用高度及高寬比要求（1）適用高度要求）適用高度要求（2）高寬比要求）高寬比要求2抗震等級劃分抗震等級劃分（

10、1）先對各類建筑的設(shè)防烈度進(jìn)行調(diào)整；）先對各類建筑的設(shè)防烈度進(jìn)行調(diào)整；（2）根據(jù)調(diào)整后的設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)高度確）根據(jù)調(diào)整后的設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)高度確定抗震等級。定抗震等級。例題：例題：a. 某框架結(jié)構(gòu)，乙類，某框架結(jié)構(gòu)，乙類，8度設(shè)防，度設(shè)防，40m，試分別，試分別確定地震作用計(jì)算、抗震措施的抗震等級。確定地震作用計(jì)算、抗震措施的抗震等級。b. 試確定上題改為框試確定上題改為框-剪、剪力墻結(jié)構(gòu)時的抗震等級。剪、剪力墻結(jié)構(gòu)時的抗震等級。3 3結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置（1 1）柱網(wǎng)布置）柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)布置：要簡單規(guī)整，剛度分布均勻，滿足生柱網(wǎng)布置：要簡單規(guī)整，剛度分布均勻，滿足生產(chǎn)工藝、使用情

11、況下力求經(jīng)濟(jì)合理產(chǎn)工藝、使用情況下力求經(jīng)濟(jì)合理（2 2）結(jié)構(gòu)平面布置）結(jié)構(gòu)平面布置宜簡單、規(guī)則、對稱宜簡單、規(guī)則、對稱（3 3）結(jié)構(gòu)豎向布置）結(jié)構(gòu)豎向布置體型力求規(guī)則均勻，抗側(cè)力構(gòu)件宜上下連續(xù)貫通。體型力求規(guī)則均勻，抗側(cè)力構(gòu)件宜上下連續(xù)貫通。4 4抗震縫布置抗震縫布置當(dāng)建筑平面突出部分較長，結(jié)構(gòu)剛度及荷載相差當(dāng)建筑平面突出部分較長，結(jié)構(gòu)剛度及荷載相差懸殊或房屋有較大錯層時，可設(shè)置。懸殊或房屋有較大錯層時，可設(shè)置。抗震縫最小寬度應(yīng)符合抗震規(guī)定要求?？拐鹂p最小寬度應(yīng)符合抗震規(guī)定要求。5 5延性框架設(shè)計(jì)延性框架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則：強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)錨固設(shè)計(jì)原則：強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)錨固6

12、 6其他問題其他問題盡量減輕建筑自重并降低重心位置，減小地震作用；盡量減輕建筑自重并降低重心位置，減小地震作用；避免出現(xiàn)錯層和夾層，以免造成短柱破壞；避免出現(xiàn)錯層和夾層，以免造成短柱破壞；剛度沿高度不宜突變，以免造成薄弱層；剛度沿高度不宜突變，以免造成薄弱層；樓電梯間不宜設(shè)在結(jié)構(gòu)單元的兩端及拐角處。樓電梯間不宜設(shè)在結(jié)構(gòu)單元的兩端及拐角處。第三節(jié)第三節(jié) 框架結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算框架結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算1 1豎向荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算豎向荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算分層法，彎矩分配法分層法，彎矩分配法2 2水平荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算水平荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算反彎點(diǎn)法，反彎點(diǎn)法，D值法（即改進(jìn)的反彎點(diǎn)法）值法（即改進(jìn)的反

13、彎點(diǎn)法）第四節(jié)第四節(jié) 框架結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施框架結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施1 1框架梁框架梁2 2框架柱框架柱3 3梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)4 4砌體填充墻砌體填充墻鋼鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì) 第一節(jié)第一節(jié) 震害現(xiàn)象及其分析震害現(xiàn)象及其分析 一、結(jié)構(gòu)倒塌一、結(jié)構(gòu)倒塌 主要原因是出現(xiàn)薄弱層。主要原因是出現(xiàn)薄弱層。 二、二、構(gòu)件的破壞構(gòu)件的破壞 1 1框架柱框架柱 翼緣的屈曲、拼接處的裂縫、節(jié)點(diǎn)焊縫處裂縫引起翼緣的屈曲、拼接處的裂縫、節(jié)點(diǎn)焊縫處裂縫引起的柱翼緣層狀撕裂、框架柱的脆性斷裂，的柱翼緣層狀撕裂、框架柱的脆性斷裂， 2框架梁框架梁 翼緣屈曲、腹板屈曲和裂縫、截面扭轉(zhuǎn)屈曲翼緣屈曲、腹板屈曲和裂縫、截面扭轉(zhuǎn)

14、屈曲 3框架柱和梁的破壞原因框架柱和梁的破壞原因框架梁或柱的局部屈曲是因?yàn)榱夯蛑诘卣鹱饔孟驴蚣芰夯蛑木植壳且驗(yàn)榱夯蛑诘卣鹱饔孟路磸?fù)受彎，以及構(gòu)件的截面尺寸和局部構(gòu)造如長反復(fù)受彎，以及構(gòu)件的截面尺寸和局部構(gòu)造如長細(xì)比、板件寬厚比設(shè)計(jì)不合理造成的；柱的水平細(xì)比、板件寬厚比設(shè)計(jì)不合理造成的；柱的水平斷裂是因?yàn)榈卣饎釉斐傻膬A覆拉力較大、動應(yīng)變斷裂是因?yàn)榈卣饎釉斐傻膬A覆拉力較大、動應(yīng)變速率較高、材性變脆速率較高、材性變脆 4支撐支撐 破壞形式主要是軸向受壓失穩(wěn)。破壞形式主要是軸向受壓失穩(wěn)。主要原因是支撐構(gòu)件為結(jié)構(gòu)提供了較大的側(cè)向剛度，主要原因是支撐構(gòu)件為結(jié)構(gòu)提供了較大的側(cè)向剛度，當(dāng)?shù)卣饛?qiáng)度較大

15、時，承受的軸向力（反復(fù)拉壓）增當(dāng)?shù)卣饛?qiáng)度較大時，承受的軸向力（反復(fù)拉壓）增加，如果支撐的長度、局部加勁板構(gòu)造與主體結(jié)構(gòu)加，如果支撐的長度、局部加勁板構(gòu)造與主體結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造等出現(xiàn)問題，就會出現(xiàn)破壞或失穩(wěn)。的連接構(gòu)造等出現(xiàn)問題，就會出現(xiàn)破壞或失穩(wěn)。 三、節(jié)點(diǎn)破壞三、節(jié)點(diǎn)破壞 1. 節(jié)點(diǎn)破壞是地震中發(fā)生最多的一種破壞。節(jié)點(diǎn)破壞是地震中發(fā)生最多的一種破壞。 原因：由于節(jié)點(diǎn)傳力集中、構(gòu)造復(fù)雜，施工難原因：由于節(jié)點(diǎn)傳力集中、構(gòu)造復(fù)雜，施工難度大，容易造成應(yīng)力集中、強(qiáng)度不均衡現(xiàn)象，再度大，容易造成應(yīng)力集中、強(qiáng)度不均衡現(xiàn)象，再加上可能出現(xiàn)的焊縫缺陷、構(gòu)造缺陷，就更容易加上可能出現(xiàn)的焊縫缺陷、構(gòu)造缺陷，就更容

16、易出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)破壞。出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)破壞。2. 節(jié)點(diǎn)域的破壞形式比較復(fù)雜，主要有加勁板的節(jié)點(diǎn)域的破壞形式比較復(fù)雜，主要有加勁板的屈曲和開裂、加勁板焊縫出現(xiàn)裂縫、腹板的屈曲屈曲和開裂、加勁板焊縫出現(xiàn)裂縫、腹板的屈曲和裂縫。和裂縫。四、基礎(chǔ)錨固破壞四、基礎(chǔ)錨固破壞 鋼構(gòu)件與基礎(chǔ)的連接錨固破壞主要有螺栓拉斷、混鋼構(gòu)件與基礎(chǔ)的連接錨固破壞主要有螺栓拉斷、混凝土錨固失效、連接板斷裂等。凝土錨固失效、連接板斷裂等。主要是設(shè)計(jì)構(gòu)造、材料質(zhì)量、施工質(zhì)量等方面出現(xiàn)主要是設(shè)計(jì)構(gòu)造、材料質(zhì)量、施工質(zhì)量等方面出現(xiàn)問題所致。問題所致。 第二節(jié)第二節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì) 一、一、鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)體系鋼結(jié)構(gòu)房屋的

17、結(jié)構(gòu)體系 常用的鋼結(jié)構(gòu)體系有常用的鋼結(jié)構(gòu)體系有1. 1. 框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)2. 2. 框架框架-支撐結(jié)構(gòu)支撐結(jié)構(gòu)3. 3. 框架框架-抗震墻板結(jié)構(gòu)抗震墻板結(jié)構(gòu)4. 4. 筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)5. 5. 巨型框架結(jié)構(gòu)巨型框架結(jié)構(gòu)二、二、鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定 1. 鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)類型與最大適用高度鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)類型與最大適用高度 2. 鋼結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高寬比鋼結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高寬比 3. 結(jié)構(gòu)平、立面布置以及防震縫的設(shè)置結(jié)構(gòu)平、立面布置以及防震縫的設(shè)置 4. 支撐、加強(qiáng)層的設(shè)置要求支撐、加強(qiáng)層的設(shè)置要求 5鋼結(jié)構(gòu)房屋中樓蓋鋼結(jié)構(gòu)房屋中樓蓋 6鋼結(jié)構(gòu)房屋的地

18、下室鋼結(jié)構(gòu)房屋的地下室 第三節(jié)第三節(jié) 多層和高層鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)簡介多層和高層鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)簡介 一、地震作用計(jì)算方法一、地震作用計(jì)算方法 底部剪力法、振型分解反應(yīng)譜法、時程分析法底部剪力法、振型分解反應(yīng)譜法、時程分析法 二、鋼結(jié)構(gòu)房屋的阻尼比二、鋼結(jié)構(gòu)房屋的阻尼比 1. 1. 多遇地震作用下，超過多遇地震作用下，超過12層取層取0.02，不超過，不超過12層層的取的取0.035，對單層取，對單層取0.05； 2. 2. 罕遇地震作用下，不同層數(shù)都取罕遇地震作用下，不同層數(shù)都取0.05。三、變形驗(yàn)算三、變形驗(yàn)算 1. 1. 多遇地震下，層間變形應(yīng)不超過層高的多遇地震下，層間變形應(yīng)不超過層高的1/

19、300； 2. 2. 罕遇地震下，層間變形不應(yīng)超過層高的罕遇地震下，層間變形不應(yīng)超過層高的1/50。 工程結(jié)構(gòu)的隔震與減震工程結(jié)構(gòu)的隔震與減震第一節(jié)第一節(jié) 結(jié)構(gòu)控制的基本概念結(jié)構(gòu)控制的基本概念一、抗震理論的發(fā)展階段一、抗震理論的發(fā)展階段1 1靜力理論，即抗側(cè)力系數(shù)法靜力理論，即抗側(cè)力系數(shù)法剛性結(jié)構(gòu)體系，無法真正實(shí)現(xiàn)剛性結(jié)構(gòu)體系，無法真正實(shí)現(xiàn)2 2彈性地震反應(yīng)譜分析方法彈性地震反應(yīng)譜分析方法設(shè)計(jì)思想：設(shè)計(jì)思想：“小震不壞，大震不倒小震不壞，大震不倒”延性結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)用日益受到限制延性結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)用日益受到限制3 3結(jié)構(gòu)控制理論：初期發(fā)展和初步應(yīng)用階段結(jié)構(gòu)控制理論：初期發(fā)展和初步應(yīng)用階段結(jié)構(gòu)控制主

20、要研究結(jié)構(gòu)工程中控制裝置的設(shè)計(jì)理論、結(jié)構(gòu)控制主要研究結(jié)構(gòu)工程中控制裝置的設(shè)計(jì)理論、方法及其實(shí)施。方法及其實(shí)施?？刂平Y(jié)構(gòu)是根據(jù)給定的控制條件將結(jié)構(gòu)和控制裝置控制結(jié)構(gòu)是根據(jù)給定的控制條件將結(jié)構(gòu)和控制裝置作為一個整體進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。作為一個整體進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)控制可分四類結(jié)構(gòu)控制可分四類（1 1）被動控制：不需要外部提供能源）被動控制：不需要外部提供能源 上部減震：如調(diào)頻質(zhì)量阻尼器、耗能裝置等上部減震：如調(diào)頻質(zhì)量阻尼器、耗能裝置等 基礎(chǔ)減震：即基礎(chǔ)隔震基礎(chǔ)減震：即基礎(chǔ)隔震（2 2）主動控制：需要外部提供能源）主動控制：需要外部提供能源（3 3）半主動控制：僅需少量外部能源）半主動控制：僅需少量外部能

21、源（4 4）以上幾種控制類型的組合）以上幾種控制類型的組合第二節(jié)第二節(jié) 基礎(chǔ)隔震基礎(chǔ)隔震一、基礎(chǔ)隔震模式一、基礎(chǔ)隔震模式豎向支承機(jī)構(gòu)豎向支承機(jī)構(gòu) 水平隔震機(jī)構(gòu)水平隔震機(jī)構(gòu)阻尼機(jī)構(gòu)阻尼機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)基礎(chǔ)地基地基上部結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)隔震層隔震層 基礎(chǔ)隔震建筑基本模式基礎(chǔ)隔震建筑基本模式二、隔震機(jī)構(gòu)及隔震原理二、隔震機(jī)構(gòu)及隔震原理1 1 疊層鋼板橡膠支座隔震疊層鋼板橡膠支座隔震（1 1）普通疊層鋼板橡膠支座）普通疊層鋼板橡膠支座（2 2）鉛芯疊層鋼板橡膠支座）鉛芯疊層鋼板橡膠支座（3 3）高阻尼疊層鋼板橡膠支座）高阻尼疊層鋼板橡膠支座（4 4）堆疊型疊層鋼板橡膠支座）堆疊型疊層鋼板橡膠支座隔震基本原理隔震基本

22、原理（1 1）延長結(jié)構(gòu)基本自振周期，遠(yuǎn)離場地卓越周期，）延長結(jié)構(gòu)基本自振周期，遠(yuǎn)離場地卓越周期，使結(jié)構(gòu)基頻處于地震能量高的頻段之外，從而有使結(jié)構(gòu)基頻處于地震能量高的頻段之外，從而有效地降低建筑物的地震反應(yīng)。效地降低建筑物的地震反應(yīng)。（2 2）適度增大橡膠支座的阻尼，以更多地吸收傳）適度增大橡膠支座的阻尼，以更多地吸收傳入結(jié)構(gòu)的地震能量，抑制地震波中長周期成分可入結(jié)構(gòu)的地震能量，抑制地震波中長周期成分可能給建筑物帶來的大變形。能給建筑物帶來的大變形。2 2滑動支座隔震滑動支座隔震（1 1）普通滑動支座）普通滑動支座（2 2）雙層滑動支座）雙層滑動支座（3 3）回彈滑動支座）回彈滑動支座隔震基本原

23、理：通過隔震層控制傳入上部結(jié)構(gòu)的地隔震基本原理：通過隔震層控制傳入上部結(jié)構(gòu)的地震力，地震力不超過隔震層摩擦力震力，地震力不超過隔震層摩擦力3 3螺旋彈簧支座隔震螺旋彈簧支座隔震4 4滾動支座隔震滾動支座隔震5 5擺動柱隔震擺動柱隔震第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)消能減震結(jié)構(gòu)消能減震一、消能減震機(jī)構(gòu)一、消能減震機(jī)構(gòu)消能減震體系：把結(jié)構(gòu)物的某些非承重構(gòu)件設(shè)計(jì)成消能減震體系：把結(jié)構(gòu)物的某些非承重構(gòu)件設(shè)計(jì)成消能桿件，或在結(jié)構(gòu)的某些部位裝設(shè)消能裝置。消能桿件，或在結(jié)構(gòu)的某些部位裝設(shè)消能裝置。消能裝置按照其構(gòu)造形式可以做成消能裝置按照其構(gòu)造形式可以做成（1 1）消能支撐：）消能支撐：替代一般的結(jié)構(gòu)支撐替代一般的結(jié)構(gòu)支

24、撐（2 2）消能剪力墻：）消能剪力墻：替代一般的結(jié)構(gòu)剪力墻替代一般的結(jié)構(gòu)剪力墻（3 3）消能節(jié)點(diǎn)：）消能節(jié)點(diǎn)：在結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)處裝設(shè)消能裝置在結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)處裝設(shè)消能裝置（4 4）消能聯(lián)結(jié)：在結(jié)構(gòu)的縫隙處或結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間）消能聯(lián)結(jié)：在結(jié)構(gòu)的縫隙處或結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的聯(lián)結(jié)處設(shè)置消能裝置的聯(lián)結(jié)處設(shè)置消能裝置消能裝置的功能：當(dāng)構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)發(fā)生相對位移或轉(zhuǎn)動消能裝置的功能：當(dāng)構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)發(fā)生相對位移或轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生較大阻尼，從而發(fā)揮消能減震作用。時，產(chǎn)生較大阻尼，從而發(fā)揮消能減震作用。消能裝置的消能形式消能裝置的消能形式（1 1）摩擦消能：摩擦消能支撐，摩擦節(jié)點(diǎn)）摩擦消能：摩擦消能支撐，摩擦節(jié)點(diǎn)（2 2）鋼件（梁、板

25、、棒）非彈性消能裝置）鋼件（梁、板、棒）非彈性消能裝置（3 3）材料塑性變形消能：鉛阻尼器）材料塑性變形消能：鉛阻尼器（4 4）材料粘彈性消能裝置）材料粘彈性消能裝置（5 5）液體阻尼消能：液體阻尼缸）液體阻尼消能：液體阻尼缸（6 6）混合式：幾種消能形式混合應(yīng)用。）混合式：幾種消能形式混合應(yīng)用。二、消能減震設(shè)計(jì)法二、消能減震設(shè)計(jì)法循環(huán)設(shè)計(jì)法：根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行循環(huán)多次的設(shè)計(jì)計(jì)算，循環(huán)設(shè)計(jì)法：根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行循環(huán)多次的設(shè)計(jì)計(jì)算，不斷調(diào)整消能構(gòu)件或消能裝置的設(shè)計(jì)和布置，直到不斷調(diào)整消能構(gòu)件或消能裝置的設(shè)計(jì)和布置，直到滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)。滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)。橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì) 第一節(jié)第一節(jié) 橋梁結(jié)

26、構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本知識橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本知識 一、梁式橋震害表現(xiàn)及原因一、梁式橋震害表現(xiàn)及原因 1 1上部結(jié)構(gòu)震害上部結(jié)構(gòu)震害(1)(1)由于橋墩傾倒而引起落梁由于橋墩傾倒而引起落梁(2)(2)由于梁柱之間的相對錯位而引起的落梁由于梁柱之間的相對錯位而引起的落梁(3)(3)由于上部結(jié)構(gòu)橫向位移和轉(zhuǎn)動引起落由于上部結(jié)構(gòu)橫向位移和轉(zhuǎn)動引起落 2下部結(jié)構(gòu)震害下部結(jié)構(gòu)震害 橋墩、橋臺、支座破壞橋墩、橋臺、支座破壞二、抗震設(shè)計(jì)的基本知識二、抗震設(shè)計(jì)的基本知識 ( (一一) )公路工程重要性分類公路工程重要性分類 第一檔次：高速公路和一級公路上的抗震重點(diǎn)工程；第一檔次：高速公路和一級公路上的抗震重點(diǎn)工程

27、；第二檔次：高速公路、一級公路的一般工程和二級第二檔次：高速公路、一級公路的一般工程和二級公路的抗震重點(diǎn)工程以及二三級公路上橋梁的支座。公路的抗震重點(diǎn)工程以及二三級公路上橋梁的支座。第三檔次：二級公路上的一般工程和三級公路上的第三檔次：二級公路上的一般工程和三級公路上的抗震重點(diǎn)工程以及四級公路上的梁端支座、梁端連抗震重點(diǎn)工程以及四級公路上的梁端支座、梁端連接、支檔措施；接、支檔措施； 第四檔次：三級公路上的一般工程和四級公路上的第四檔次：三級公路上的一般工程和四級公路上的抗震重點(diǎn)工程；抗震重點(diǎn)工程；第五檔次：四級公路上的一般工程。第五檔次：四級公路上的一般工程。 ( (二二) )抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)抗

28、震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn) 公路工程的設(shè)防依據(jù)是基本烈度。公路工程的設(shè)防依據(jù)是基本烈度。1. 在基本烈度為在基本烈度為7，8，9度地區(qū)的抗震設(shè)計(jì)，根據(jù)我度地區(qū)的抗震設(shè)計(jì)，根據(jù)我國交通部標(biāo)準(zhǔn)國交通部標(biāo)準(zhǔn)公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行；進(jìn)行；2. 對于大于對于大于9度的地區(qū)，應(yīng)進(jìn)行專門研究；度的地區(qū)，應(yīng)進(jìn)行專門研究；3. 基本烈度為基本烈度為6度的地區(qū)，除國家特別規(guī)定外，可度的地區(qū)，除國家特別規(guī)定外，可采用簡易設(shè)防，或不進(jìn)行抗震驗(yàn)算。采用簡易設(shè)防，或不進(jìn)行抗震驗(yàn)算。 ( (三三) )抗震設(shè)防目標(biāo)抗震設(shè)防目標(biāo) 按規(guī)范要求進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的公路工程在發(fā)生與之相當(dāng)?shù)幕景匆?guī)范要求進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的公路工程在發(fā)生與

29、之相當(dāng)?shù)幕玖叶鹊卣鹩绊憰r烈度地震影響時1. 位于一般地段的高速公路、一級公路工程，經(jīng)一般整修即位于一般地段的高速公路、一級公路工程，經(jīng)一般整修即可正常使用；可正常使用；2. 位于一般地段的二級公路及位于軟弱粘性土層或液化土層位于一般地段的二級公路及位于軟弱粘性土層或液化土層上的高速公路、二級公路工程，經(jīng)短期搶修即可恢復(fù)使用；上的高速公路、二級公路工程，經(jīng)短期搶修即可恢復(fù)使用；3. 三四級公路工程和位于地震危險地段、軟弱粘性土層或液三四級公路工程和位于地震危險地段、軟弱粘性土層或液化土層上的二級公路以及位于抗震危險地段的高速公路、化土層上的二級公路以及位于抗震危險地段的高速公路、一級公路工程，

30、保證橋梁、隧道及重要的構(gòu)造物不發(fā)生嚴(yán)一級公路工程，保證橋梁、隧道及重要的構(gòu)造物不發(fā)生嚴(yán)重破壞。重破壞。( (四四) )抗震設(shè)計(jì)基本要求抗震設(shè)計(jì)基本要求 1選擇對抗震有利地段布設(shè)線路和選定橋位；選擇對抗震有利地段布設(shè)線路和選定橋位； 2避免或減輕在地震影響下因地基變形或地基失效避免或減輕在地震影響下因地基變形或地基失效對公路工程造成的破壞；對公路工程造成的破壞；3本著減輕震害和便于修復(fù)本著減輕震害和便于修復(fù) (搶修搶修)的原則，確定合的原則，確定合理的設(shè)計(jì)方案理的設(shè)計(jì)方案: (1) 盡量減輕結(jié)構(gòu)的自重和降低其重心，以減小結(jié)構(gòu)盡量減輕結(jié)構(gòu)的自重和降低其重心，以減小結(jié)構(gòu)物內(nèi)力，提高穩(wěn)定性。物內(nèi)力，提

31、高穩(wěn)定性。 (2) 力求使結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量中心與剛度中心重合，以力求使結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量中心與剛度中心重合，以減小在地震中因扭轉(zhuǎn)引起的附加地震力，減小在地震中因扭轉(zhuǎn)引起的附加地震力，(3) 應(yīng)協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)物的長度和高度，以減少各部分不應(yīng)協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)物的長度和高度，以減少各部分不同性質(zhì)的振動所造成的危害作用。同性質(zhì)的振動所造成的危害作用。(4) 適當(dāng)降低結(jié)構(gòu)剛度，使用延性材料提高其變形適當(dāng)降低結(jié)構(gòu)剛度，使用延性材料提高其變形能力，從而減小地震荷載。能力，從而減小地震荷載。(5) 加強(qiáng)地基的調(diào)整和處理，以減小地基變形和防加強(qiáng)地基的調(diào)整和處理，以減小地基變形和防止地基失效。止地基失效。4加強(qiáng)結(jié)構(gòu)物的整體性。加強(qiáng)結(jié)構(gòu)物

32、的整體性。( (四四) )抗震設(shè)計(jì)一般規(guī)定抗震設(shè)計(jì)一般規(guī)定 1下列構(gòu)造物可不進(jìn)行抗震強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算，但下列構(gòu)造物可不進(jìn)行抗震強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算，但應(yīng)采取抗震措施應(yīng)采取抗震措施（1）簡支梁的上部構(gòu)造；）簡支梁的上部構(gòu)造；（2）基本烈度低于）基本烈度低于9度，基礎(chǔ)位于度，基礎(chǔ)位于I、II類場地上的跨類場地上的跨徑不大于徑不大于30m的單孔板拱拱圈；的單孔板拱拱圈；（3）基本烈度低于）基本烈度低于8度，二、三、四級公路上位于非度，二、三、四級公路上位于非液化土和非軟弱粘性土地基上的實(shí)體墩臺。液化土和非軟弱粘性土地基上的實(shí)體墩臺。2驗(yàn)算橋梁的抗震強(qiáng)度和穩(wěn)定性時，地震荷載應(yīng)與驗(yàn)算橋梁的抗震強(qiáng)度和穩(wěn)定性時，地震荷載應(yīng)與結(jié)構(gòu)重力、土的重力和水的浮力相組合，其它荷載結(jié)構(gòu)重力、土的重力和水的浮力相組合，其它荷載可不考慮。可不考慮。 3計(jì)算橋梁地震荷載時，應(yīng)分別考慮順橋和橫橋兩計(jì)算橋梁地震荷載時，應(yīng)分別考慮順橋和橫橋兩個方向的水平地震荷載。對于位于基本烈度為個方向的水平地震荷載。對于位于基本烈度為9度度區(qū)的大跨徑懸臂梁橋，還應(yīng)考慮上、下兩個方向區(qū)的大跨徑懸臂梁橋，還應(yīng)考慮上、下兩個方向豎向地震荷載和水平地震荷載的不利組合。豎向地震荷載和水平地震荷載的不利組合。4立體交叉的跨線工程，其抗震設(shè)計(jì)不應(yīng)低于下線立體交叉的跨線工程，其抗震