T建筑震害特點(diǎn)與設(shè)計(jì)對(duì)策

建筑震害特點(diǎn)與設(shè)計(jì)對(duì)策目錄一、建筑震害特點(diǎn)與設(shè)計(jì)對(duì)策

1、多、高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（第四章）2、多、高層鋼結(jié)構(gòu)（第六章）二、國(guó)家《抗震規(guī)范》主要修訂內(nèi)容三、復(fù)雜超限高層性能化設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用實(shí)例目錄

建筑震害特點(diǎn)與設(shè)計(jì)對(duì)策

第一部分：多、高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)震害特點(diǎn)

第二部分：多、高層鋼結(jié)構(gòu)震害特點(diǎn)第三部分：設(shè)計(jì)對(duì)策一、現(xiàn)行《抗規(guī)》、《高規(guī)》基本設(shè)防思路二、結(jié)構(gòu)體系與規(guī)則性要求三、細(xì)部構(gòu)造（結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性要求）四、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件延性要求第一部分：多、高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)震害特點(diǎn)1、建筑場(chǎng)地選址的問(wèn)題映秀鎮(zhèn)處于龍門山中央主斷裂帶之上，是此次地震的震中位置，其地震影響烈度高達(dá)11度，區(qū)域范圍內(nèi)的房屋建筑遭受毀滅性破壞。汶川地震，山體滑坡形成唐家山堰塞湖砂土液化、軟土震陷等引起地基承載力喪失，導(dǎo)致房屋整體傾斜或倒塌①選擇有利地段對(duì)于危險(xiǎn)地段，強(qiáng)調(diào)“嚴(yán)禁建造甲、乙類的建筑，不應(yīng)建造丙類的建筑”。地段類別地質(zhì)、地形、地貌有利地段穩(wěn)定基巖，堅(jiān)硬土、開(kāi)闊、平坦、密實(shí)、均勻的中硬土等不利地段軟弱土，液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，陡坡，陡坎，河岸和邊坡的邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層（如故河道、疏松的斷層破碎帶、暗埋的塘浜溝谷和半填半挖地基），高含水量的可塑黃土，地表存在結(jié)構(gòu)性裂縫等危險(xiǎn)地段地震時(shí)可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表位錯(cuò)的部位②避讓主斷裂帶,最小避讓距離:建造烈度建筑抗震設(shè)防類別甲乙丙丁8專門研究200m100m—9專門研究400m200m—③液化判別和處理:

6度乙類建筑：按照7度要求判別處理④考慮孤孤山效應(yīng)寧夏海源地地震，位位于渭河谷谷地的姚莊莊，烈度為為7度；而相距距僅兩公里里的牛家山山莊，因位位于高出百百米的突出出的黃土梁梁上，烈烈度竟高達(dá)達(dá)9度。1966年云南東川川地震，位位于河谷較較平坦地帶帶的新村，，烈度為8度；而鄰近近一個(gè)孤立立山包頂部部的矽肺病病療養(yǎng)院，，從其嚴(yán)重重破壞程度度來(lái)評(píng)定，，烈度不低低于9度。海城地震，，在大石橋橋盤龍山高高差58m的兩個(gè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)上收到的的強(qiáng)余震加加速度記錄錄表明，孤孤突地形上上的地面面最大加速速度，比坡坡腳平地上上的加速度度平均大了了1.84倍。2008年汶川地震震中，陜西西省寧強(qiáng)縣縣高臺(tái)小學(xué)學(xué)，由于位位于近20米高的孤立立的土臺(tái)之之上，地震震時(shí)其破壞壞程度明顯顯大于附近近的平坦坦地帶。《抗規(guī)》4.1.8條：建造于“條條狀突出的的山嘴、高高聳孤立的的山丘、非非巖石和強(qiáng)強(qiáng)風(fēng)化巖石石的陡坡、、河岸和邊邊坡邊緣等等不利地段段的建筑結(jié)結(jié)構(gòu)，地震震作用應(yīng)乘乘以增大系系數(shù)1.1～1.6”。該增大系系數(shù)的取值值，與突出出地形的高高度、平均均坡降角度度以及建筑筑場(chǎng)地至臺(tái)臺(tái)地邊緣的的距離有關(guān)關(guān)，參見(jiàn)抗抗震規(guī)范4.1.8條的條文說(shuō)說(shuō)明。2、框架結(jié)構(gòu)構(gòu)整體倒塌塌（單一防防線）尤其是單跨跨框架倒塌示意意結(jié)構(gòu)體系系簡(jiǎn)圖國(guó)家《抗規(guī)》（2008局部修訂訂版）：：高層建筑筑不應(yīng)采采用單跨跨框架結(jié)結(jié)構(gòu)，多多層建筑筑不宜采采用單跨跨框架結(jié)結(jié)構(gòu)。建議：乙乙類多層層，不應(yīng)應(yīng)采用單單跨框架架如：教學(xué)學(xué)樓等，，可加外外廊柱高烈度區(qū)區(qū)多層單單跨，可可加設(shè)剪剪力墻，，形成二道道防線；；低烈度區(qū)區(qū)多層丙丙類可采采用單跨跨，但應(yīng)應(yīng)有相應(yīng)的的措施。?？蚣芙Y(jié)構(gòu)構(gòu)—單道防線線由于冗余余度不足足，容易易形成連連續(xù)倒塌塌機(jī)制，，從而導(dǎo)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)整體傾傾覆倒塌塌《抗規(guī)》3.5.3條：宜有有多道抗抗震防線線汶川8.0級(jí)大地震震中，具具有抗震震墻的鋼鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)房屋無(wú)無(wú)一例倒倒塌，絕絕大部分分結(jié)構(gòu)主主體基本本完好或或輕微損損壞，小小部分中中等程度度破壞。。填充墻墻等非結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件件破壞較較為普遍遍。3、平面扭扭轉(zhuǎn)不規(guī)規(guī)則，引引起破壞壞平面不規(guī)規(guī)則控制制指標(biāo)：：①平面面扭轉(zhuǎn)不規(guī)規(guī)則②平面面凹凸不不規(guī)則③樓板板不連續(xù)續(xù)（樓板板開(kāi)洞、、錯(cuò)層））④避免免狹長(zhǎng)平平面78年日本宮宮成沖地地震3層鋼砼房房屋因扭扭轉(zhuǎn)不規(guī)則引引起底層層破壞結(jié)構(gòu)平面面示意底層角柱柱破壞美洲銀行行和中央央銀行對(duì)對(duì)比：1972年12月23日尼加拉拉瓜馬那那瓜地震震(6.2級(jí))，在馬那那瓜，一一幢18層的美洲洲銀行大大廈，地地震時(shí)只只受輕微微損壞，，稍加修修理便恢恢復(fù)使用用；另一一幢15層的中央央銀行大大廈，地地震時(shí)遭遭嚴(yán)重破破壞，震震后拆除除。4、豎向不不規(guī)則，，引起破破壞豎向不規(guī)規(guī)則控制制指標(biāo)：：①避免免樓層側(cè)側(cè)向剛度度突變：：不宜＜70％（上層層）不宜＜80％％（上三三層平均均值）②避免免樓層承承載力有有突變：：不宜＜80％（上層層）不應(yīng)＜65％（上層層）—A級(jí)高層不應(yīng)＜75％（上層層）—B級(jí)高層③立面面收進(jìn)或或外挑：：一側(cè)收進(jìn)進(jìn)：不宜宜＞25％二側(cè)收進(jìn)進(jìn)之和：：不宜＞＞25％裙房高度度＞0.20H時(shí)，按立立面收進(jìn)進(jìn)處理一側(cè)外挑挑：不宜宜＞0.1B，且不宜宜＞4m二側(cè)外挑挑之和：：不宜＞＞0.1B，且不宜宜＞4m5、結(jié)構(gòu)頂頂部剛度度減小造成鞭梢梢效應(yīng)帶有突出出屋面小小房間的的房屋結(jié)結(jié)構(gòu)，由由于小房房間（包包括電梯梯機(jī)房、、水箱間間、女兒兒墻、煙煙囪等））的質(zhì)量量和剛度度突然變變小，地地震時(shí)產(chǎn)產(chǎn)生鞭端端效應(yīng)而而使其地地震反應(yīng)應(yīng)急劇增增大；震震害也表表明，突突出屋面面的小房房間在地地震中破破壞較為為嚴(yán)重。。因此，，嚴(yán)格地地說(shuō)，對(duì)對(duì)帶有突突出屋面面小房間間的房屋屋結(jié)構(gòu)，，底部剪剪力法已已不再適適用，應(yīng)應(yīng)采用振振型分解解反應(yīng)譜譜法或其其他更精精確的計(jì)計(jì)算方法法確定其其水平地地震作用用?？紤]慮到工程程實(shí)踐中中帶有突突出屋面面小房間間的房屋屋結(jié)構(gòu)數(shù)數(shù)量極大大，為了了簡(jiǎn)化計(jì)計(jì)算，《抗震規(guī)范范》規(guī)定，對(duì)對(duì)于這類類結(jié)構(gòu)，，仍可采采用底部部剪力法法計(jì)算其其水平地地震作用用，但在在計(jì)算時(shí)時(shí)，將突突出屋面面的小房房間也作作為一個(gè)個(gè)質(zhì)點(diǎn)，，并將計(jì)計(jì)算所得得的該質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的水水平地震震作用乘乘以增大系數(shù)數(shù)３予以調(diào)整整，此增增大部分分不往下下傳遞，，但與該該突出部部分相連連的構(gòu)件件在設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)應(yīng)考考慮這種種增大影影響。6、連廊破破壞、塌塌落某機(jī)械廠廠第一總總裝車間間二層鋼鋼連廊廊與墻體體連接接處墻體體破壞壞（支座座破壞））。7、防震縫縫寬度不不足規(guī)范第3.4.5、3.4.6條：“體形復(fù)雜雜,平立面特特別不規(guī)規(guī)則的建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu),可按實(shí)際際需要在在適當(dāng)部部位設(shè)置置防震縫縫”正確理解解本條規(guī)規(guī)定應(yīng)該該是：建建筑平、、立面布布置應(yīng)盡盡可能規(guī)規(guī)則，盡盡量避免免采用防防震縫；；如果必必須留的的話，寬寬度應(yīng)該該留夠。。實(shí)際工程程中，往往往碰到到稍微不不規(guī)則的的結(jié)構(gòu)就就留縫，，留的縫縫又不夠夠?qū)?；還還有是在在施工中中，澆搗搗混凝土土后的抗抗震縫兩兩側(cè)的模模板沒(méi)有有拆除，，或留下下許多雜雜物堵塞塞，結(jié)果果等于沒(méi)沒(méi)留，地地震時(shí)必必然撞壞壞。8、9度設(shè)防的的框架結(jié)結(jié)構(gòu)：當(dāng)防震縫縫兩側(cè)結(jié)結(jié)構(gòu)高度度、剛度度、層高高相差較較大：既有建筑筑物加固固改造中中發(fā)現(xiàn)防防震縫寬寬度不足足：可在縫兩兩側(cè)結(jié)構(gòu)構(gòu)盡端沿沿全高設(shè)設(shè)置垂直直于防震震縫的抗撞墻。每一側(cè)側(cè)抗撞墻墻的數(shù)量量不應(yīng)少少于兩道道，分別別對(duì)稱布布置，墻墻肢長(zhǎng)度度可不大大于一個(gè)個(gè)柱距。?？蚣芎秃涂棺矇Φ膬?nèi)力力應(yīng)按考考慮和不不考慮抗抗撞墻兩兩種情況況分別進(jìn)進(jìn)行分析析，并按按不利情情況取值值。防震震縫兩側(cè)側(cè)抗撞墻墻的端柱柱和框架架邊柱，，應(yīng)全高高加密箍箍筋，并并注意防防止因此此引起結(jié)結(jié)構(gòu)單元元過(guò)大的的偏心扭扭矩。嘉義縣番番路鄉(xiāng)黎黎明小學(xué)學(xué)U型平面教教學(xué)樓完好1998年瑞里地地震(PGA=0.67g)、1999年921集集地震震(PGA=0.63g)、1999年10月22日嘉義地地震(PGA=0.60g)中保持完完好。8、懸挑結(jié)結(jié)構(gòu)，豎豎向地震震引起震震害地震作用用分項(xiàng)系系數(shù)地震作用γEhγEv僅計(jì)算水平地震作用1.30.0僅計(jì)算豎向地震作用0.01.3同時(shí)計(jì)算水平與豎向地震作用(水平地震為主)1.30.5同時(shí)計(jì)算水平與豎向地震作用(豎向地震為主)0.51.39、樓梯間間的問(wèn)題題汶川地震震中，作作為逃生生通道的的樓梯間間破壞比比較嚴(yán)重重，造成成人員傷傷亡。主主要原因因是：①砌體體結(jié)構(gòu)中中：樓梯間的的整體性性不足，，地震中中樓梯間間的墻體體破壞或或倒塌造造成樓梯梯段支座座失效，，進(jìn)而導(dǎo)導(dǎo)致整個(gè)個(gè)樓梯間間的破壞壞；②鋼筋筋混凝土土框架結(jié)結(jié)構(gòu)中：：由于支撐撐效應(yīng)使使樓梯板板承受較較大的軸軸向力，，地震時(shí)時(shí)樓梯段段處于交交替的拉拉彎和壓壓彎受力力狀態(tài)，，當(dāng)樓梯梯段的拉拉應(yīng)力達(dá)達(dá)到或超超過(guò)混凝凝土材料料的極限限抗拉強(qiáng)強(qiáng)度時(shí)，，就會(huì)發(fā)發(fā)生受拉拉破壞。。而樓梯梯間的平平臺(tái)梁，，則由于于上下梯梯段的剪剪刀作用用，產(chǎn)生生剪切、、扭轉(zhuǎn)破破壞。《抗規(guī)》3.6.6條：計(jì)算模型型的建立立、必要要的簡(jiǎn)化化計(jì)算與與處理，，應(yīng)符合合結(jié)構(gòu)的的實(shí)際工工作狀況況；計(jì)算算中應(yīng)考考慮樓梯梯構(gòu)件的的影響。。樓梯間受受力情況況比較復(fù)復(fù)雜，樓樓梯的梯梯板等構(gòu)構(gòu)件具有有斜撐的的受力狀狀態(tài)，對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)的的剛度及及扭轉(zhuǎn)作作用有較較為明顯顯的影響響。故在在結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)應(yīng)將樓梯梯構(gòu)件（（梯段板板、梯段段板邊梁梁、休息息平臺(tái)梁梁板、小小梯柱等等）加入入計(jì)算模模型進(jìn)行行整體計(jì)計(jì)算，計(jì)計(jì)入其對(duì)對(duì)整體結(jié)結(jié)構(gòu)及其其相鄰結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件件的影響響。同時(shí)時(shí)對(duì)樓梯梯構(gòu)件本本身應(yīng)進(jìn)進(jìn)行抗震震承載力力驗(yàn)算，，應(yīng)按加加入樓梯梯構(gòu)件后后的整體體計(jì)算模模型考慮慮其地震震作用效效應(yīng)。10、細(xì)部構(gòu)構(gòu)造不當(dāng)當(dāng)，延性性不足柱端破壞壞（強(qiáng)梁梁弱柱））短柱破壞壞節(jié)點(diǎn)破壞壞（弱節(jié)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)構(gòu)構(gòu)件）連梁破壞壞11、填充墻墻問(wèn)題①填充墻倒倒塌（拉拉結(jié)措施施不到位位）②影響響主體結(jié)結(jié)構(gòu)有利影響響—耗能構(gòu)件件不利影響響—形成薄弱弱層、薄薄弱部位位—形成短柱柱第二部分分：多、、高層鋼鋼結(jié)構(gòu)震震害特點(diǎn)點(diǎn)震害資料料少汶川地震震—僅少量輕輕鋼廠房房、空間間結(jié)構(gòu)無(wú)多、高高層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)無(wú)混合高高層的震震害實(shí)例例1995年日本阪阪神地震震1994年美國(guó)北北嶺地震震1、梁柱節(jié)節(jié)點(diǎn)破壞壞隔板1/2厚隔板加厚厚美國(guó)和日日本：梁梁柱節(jié)點(diǎn)點(diǎn)構(gòu)造主主要差別別1美國(guó)習(xí)慣慣采用工工字形柱柱，日本本主要采采用箱形形柱。2美國(guó)在梁梁翼緣對(duì)對(duì)應(yīng)位置置的柱加加勁肋厚厚度按傳傳遞設(shè)計(jì)計(jì)內(nèi)力的的需要確確定，一一般為梁梁翼緣厚厚度之半半,并認(rèn)為節(jié)節(jié)點(diǎn)域弱弱一點(diǎn)，，有利于于調(diào)整地地震內(nèi)力力；而日日本取梁梁翼緣厚厚度加一一個(gè)等級(jí)級(jí)，認(rèn)為為在這里里多用一一點(diǎn)鋼材材是值得得的。3兩國(guó)梁端端腹板焊焊縫通過(guò)過(guò)孔形狀狀不同，，它與焊焊接是否否方便以以及受力力性能有有一定關(guān)關(guān)系。4美國(guó)對(duì)梁梁腹板與與連接板板的連接接的抗剪剪用焊縫縫加強(qiáng)，，日本規(guī)規(guī)定腹板板螺栓不不少于2～3列，用增增加螺栓栓數(shù)量來(lái)來(lái)加強(qiáng)；；以上構(gòu)構(gòu)造差異異特別是是前三項(xiàng)項(xiàng)，與破破壞情況況有明顯顯關(guān)系。。北嶺地震震節(jié)點(diǎn)破破壞模式式：下翼緣焊焊縫根部部裂縫多多向柱段段范圍擴(kuò)擴(kuò)展美國(guó)在調(diào)調(diào)查的1000多幢中破破壞100多幢。破破壞的特特點(diǎn)是梁梁下翼緣緣裂縫占占80％～95％，上翼翼緣裂縫縫15％～20％；裂縫縫起源于于焊縫的的占90