建筑結(jié)構(gòu)震害特點(diǎn)

第四章建筑抗震概念設(shè)計(jì)西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院楊勇2009-12-254.1抗震概念設(shè)計(jì)的基本概念;（掌握）4.2場地和地基的抗震設(shè)計(jì)原則；（熟悉）4.3建筑體型（平面和立面設(shè)計(jì)）設(shè)計(jì)原則；（熟悉）4.4建筑結(jié)構(gòu)類型與結(jié)構(gòu)體系選擇原則；（熟悉）4.5建筑結(jié)構(gòu)平面布置和豎向布置基本原則；（掌握）4.6建筑結(jié)構(gòu)的多道抗震防線設(shè)計(jì)原則；（掌握）4.7建筑結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度和延性匹配設(shè)計(jì)原則；（掌握）4.8建筑結(jié)構(gòu)其他設(shè)計(jì)原則；（熟悉）加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性設(shè)計(jì)原則；正確考慮非結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)原則；減小地震能量輸入設(shè)計(jì)原則。課外參考資料——方鄂華.《高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005郁彥..《高層建筑概念設(shè)計(jì)》.北京：中國鐵道出版社，1999林同炎.《結(jié)構(gòu)概念和體系》第二版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999劉大海.《高層建筑抗震設(shè)計(jì)》.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1993第四章主要內(nèi)容緣起-結(jié)構(gòu)平面和豎向布置直接確定結(jié)構(gòu)剛度分布！4.5結(jié)構(gòu)平面布置與豎向布置基本原則4.5結(jié)構(gòu)平面布置與豎向布置基本原則建筑結(jié)構(gòu)平面和豎向布置主要包括以下內(nèi)容：平面布置——跨度、進(jìn)深、剪力墻位置、形式與數(shù)量；豎向布置——層高、豎向構(gòu)件截面變化、剪力墻中斷；構(gòu)件截面尺寸——梁、柱截面尺寸；剪力墻厚度。結(jié)構(gòu)平面和豎向布置直接確定結(jié)構(gòu)的剛度分布構(gòu)件剛度——EI、EA、GA；結(jié)構(gòu)整體剛度和剛度分布——K、D值及分布；結(jié)構(gòu)剛度分布是影響結(jié)構(gòu)地震作用與地震反應(yīng)的重要因素。剛度分布直接影響結(jié)構(gòu)動力特性（結(jié)構(gòu)頻率、振型）；剛度分布是結(jié)構(gòu)中影響地震作用與地震反應(yīng)的最重要因素。結(jié)構(gòu)動力方程結(jié)構(gòu)頻率方程結(jié)構(gòu)位移反應(yīng)結(jié)構(gòu)地震作用結(jié)構(gòu)平面和豎向布置是結(jié)構(gòu)體系最重要的內(nèi)在因素，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最具能動性和創(chuàng)造性的環(huán)節(jié)，是反應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師真正水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。4.5結(jié)構(gòu)平面布置與豎向布置基本原則震害分析——從震害中研究結(jié)構(gòu)布置與結(jié)構(gòu)抗震性能關(guān)系結(jié)構(gòu)平面剛度不均勻引起的震害實(shí)例案例一：1972，尼加拉瓜馬拉瓜地震兩個銀行；案例二：1978，日本宮成沖地震3層RC房屋；案例三：1976，唐山地震754廠房。結(jié)構(gòu)雙向剛度相差較大引起的震害實(shí)例案例一：1999，臺灣地震-臺灣民居“透天厝”震害；案例二：1999，臺灣地震-學(xué)校建筑，縱墻開大窗；案例三：2008，汶川地震-學(xué)校建筑，縱墻開大窗。結(jié)構(gòu)豎向剛度不均勻引起的震害實(shí)例案例一：1972，美國圣菲南多地震，Olive-View醫(yī)院（橄欖景醫(yī)院）案例二：1976，羅馬尼亞地震，普魯斯蒂咖啡館案例三：1995，阪神地震中間層薄弱層結(jié)構(gòu)頂部剛度突然減小引起的震害實(shí)例案例一：1976，唐山地震南開大學(xué)主樓；案例二：2009年，意大利中部發(fā)生6.3級地震，一教堂的頂部遭到地震破壞。4.5.1結(jié)構(gòu)布置與結(jié)構(gòu)抗震性能相互關(guān)系4.5結(jié)構(gòu)平面布置與豎向布置基本原則案例一：1972，尼加拉瓜馬拉瓜地震（一）結(jié)構(gòu)平面剛度不均勻引起的扭轉(zhuǎn)4.5結(jié)構(gòu)平面布置與豎向布置基本原則中央銀行——修復(fù)費(fèi)用達(dá)造價80%砌體填充墻質(zhì)心剛心4.5結(jié)構(gòu)平面布置與豎向布置基本原則美洲銀行只有輕微損壞4.5結(jié)構(gòu)平面布置與豎向布置基本原則案例二：1978，日本宮成沖地震結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：3層RC結(jié)構(gòu)，樓梯間在建筑物一側(cè)，用實(shí)心剪力墻圍成筒，剛度很大，另一端只有柱子，剛度很小。震害：沒有剪力墻一端柱子塌落，樓板塌下。4.5結(jié)構(gòu)平面布置與豎向布置基本原則案例三：1976，唐山地震結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：天津754廠廠房，兩個溫度單元，端部設(shè)置多層磚砌體生活間，而且與廠房剛性連接，造成每個獨(dú)立單元兩端質(zhì)量和剛度相差懸殊；震害——地震時廠房很大扭轉(zhuǎn)，震后全部拆除。4.5結(jié)構(gòu)平面布置與豎向布置基本原則案例一：1999，9.21地震震-臺灣民居居“透天厝””震害結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：連連戶住宅組成成，開間4~5m，底部部多為店面。。A類：平面布布置中，橫墻墻為磚砌體實(shí)實(shí)墻，內(nèi)含RC柱。縱向向沒有磚墻，，剛度極差，，地震時如骨骨牌倒下。B類：樓梯間間縱向布置，，砌縱向磚墻墻，提供剛度度，情況較好好。4.5結(jié)構(gòu)構(gòu)平面布置與與豎向布置基基本原則（二）結(jié)構(gòu)雙雙向剛度不均均勻引起的破破壞A類“透天厝厝”4.5結(jié)構(gòu)構(gòu)平面布置與與豎向布置基基本原則A類“透天厝厝”震害4.5結(jié)構(gòu)構(gòu)平面布置與與豎向布置基基本原則案例二：1999，臺灣灣地震-學(xué)校校建筑；4.5結(jié)構(gòu)構(gòu)平面布置與與豎向布置基基本原則一般中小學(xué)校校建筑平面設(shè)設(shè)計(jì)，為保證證教室有良好好自然采光和和通風(fēng)，在南南北朝向（或或說縱向）需需要布置設(shè)計(jì)計(jì)大量的采光光窗（大的窗窗口洞口）并并為滿足消防防疏散安全的的需要，考慮慮密集人員疏疏散的要求，，縱向布置疏疏散走廊。由由此造成的結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)布置置上，橫向設(shè)置剪力力墻或抗震墻墻分割教室，，剛度較大；；縱向則開設(shè)設(shè)大量洞口和和走廊，剛度度較小，縱向向薄弱導(dǎo)致在在地震破壞作作用下縱向倒倒塌。4.5結(jié)構(gòu)構(gòu)平面布置與與豎向布置基基本原則案例三：2008，汶川川5.12特特大地震；4.5結(jié)構(gòu)構(gòu)平面布置與與豎向布置基基本原則（三）結(jié)構(gòu)豎豎向剛度不均均勻引起薄弱弱層破壞案例一：1971，美美國圣菲南多多地震，Olive-View醫(yī)院院8個建筑，嚴(yán)嚴(yán)重破壞3幢幢（主樓、精精神病院和停停車棚）主樓6層RC框支剪力墻墻結(jié)構(gòu)。每層層柱子斷面和和配筋形式不不同。4.5結(jié)構(gòu)構(gòu)平面布置與與豎向布置基基本原則剪力墻框架主樓概況：位位于9度區(qū)，，主樓六層，，RC結(jié)構(gòu)。。3層以上為為框架-抗震震墻體系，底底層和2層為為框架體系———形成框支剪力力墻體系。另外，3層有有較多磚墻，，上、下層抗側(cè)側(cè)移剛度相差差約10倍。。震害——上面面幾層震害較較輕，2層嚴(yán)嚴(yán)重偏斜，縱縱向和橫向側(cè)側(cè)移均達(dá)到600mm，，角柱酥碎。?！讓尤崛醯湫托驼鹄?。4.5結(jié)構(gòu)構(gòu)平面布置與與豎向布置基基本原則4.5結(jié)構(gòu)構(gòu)平面布置與與豎向布置基基本原則案例二：1976，羅馬馬尼亞地震普魯亞士第，，4層RC框框架結(jié)構(gòu)嚴(yán)重重破壞；底層咖啡館、、無隔墻，上上層住宅，磚磚砌體隔墻，，上下剛度相相差加大，上上剛下柔，底底層是軟弱；；震害——底層層柱子折斷，，上部幾層整整體塌落至一一層柱根。4.5結(jié)構(gòu)構(gòu)平面布置與與豎向布置基基本原則其他底部薄弱弱層案例：4.5結(jié)構(gòu)構(gòu)平面布置與與豎向布置基基本原則北川一中教學(xué)學(xué)樓：五層變變?nèi)龑悠渌椎撞勘”∪鯇訉影咐?.5結(jié)結(jié)構(gòu)平平面布布置與與豎向向布置置基本本原則則案例三三：1995，，阪神神地震震中間間層薄薄弱層層4.5結(jié)結(jié)構(gòu)平平面布布置與與豎向向布置置基本本原則則背景：：豎向向混合合結(jié)構(gòu)構(gòu)。主要原原因：多數(shù)數(shù)破壞壞是在在兩種種不同同材料料構(gòu)件件變化化的樓樓層處處。RC-SRC、、SRC-S，，有較較大剛剛度和和強(qiáng)度度突變變?？偨Y(jié)———豎豎向避避免出出現(xiàn)薄薄弱層層。4.5結(jié)結(jié)構(gòu)平平面布布置與與豎向向布置置基本本原則則（四））結(jié)構(gòu)構(gòu)頂部部剛度度陡然減減小引起的的鞭梢梢效應(yīng)應(yīng)案例一一：1976，，唐唐山地地震南開大大學(xué)主主樓：：主體體7層層，高高27m，，上部部塔頂頂高度度50m。。與主主體相相比，，體形形尺寸寸很小小，柱柱子斷斷面為為240*240mm，，剛度度和承承載力力均較較小，，發(fā)生生突變變；震害———唐唐山地地震，，塔樓樓傾斜斜，3個月月后寧寧河地地震，，塔樓樓完全全破壞壞。4.5結(jié)結(jié)構(gòu)平平面布布置與與豎向向布置置基本本原則則案例二二：2009年年，意意大利利中部部發(fā)生生6.3級級地震震，一一教堂堂的頂頂部遭遭到地地震破破壞4.5結(jié)結(jié)構(gòu)平平面布布置與與豎向向布置置基本本原則則結(jié)構(gòu)構(gòu)布布置置（（剛剛度度分分布布））與與結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)震震害害關(guān)關(guān)系系小小結(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)平平面面剛剛度度要要均均勻勻————剛剛心心與與質(zhì)質(zhì)心心靠靠近近，，減減小小扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)；；結(jié)構(gòu)構(gòu)雙雙向向剛剛度度要要接接近近————避避免免出出現(xiàn)現(xiàn)弱弱向向破破壞壞；；結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)側(cè)剛度沿高度度均勻，或沿沿高度逐漸減減??；重點(diǎn)關(guān)注———框支剪力墻墻、底框磚房房等待薄弱層層結(jié)構(gòu)；注意頂部放大大——鞭梢效效應(yīng)；不能忽視———非結(jié)構(gòu)構(gòu)件件：填充墻、、樓梯、出屋屋面房間；思考——結(jié)構(gòu)構(gòu)、人生、和和諧社會（木木桶效應(yīng)）。。4.5結(jié)構(gòu)構(gòu)平面布置與與豎向布置基基本原則敬請各位老師師批評指正！思想有多遠(yuǎn)，，就能走多遠(yuǎn)遠(yuǎn)……9、靜夜四四無鄰，，荒居舊舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Thursday,December8,202210、雨中黃黃葉樹，，燈下白白頭人。。。14:19:1514:19:1514:1912/8/20222:19:15PM11、以我獨(dú)沈沈久，愧君君相見頻。。。12月-2214:19:1514:19Dec-2208-Dec-2212、故人江海海別，幾度度隔山川。。。14:19:1514:19:1514:19Thursday,December8,202213、乍見翻疑疑夢，相悲悲各問年。。。12月-2212月-2214:19:1514:19:15December8,202214、他他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生生白白發(fā)發(fā)，，舊舊國國見見青青山山。。。。08十十二二月月20222:19:15下下午午14:19:1512月月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月222:19下下午12月-2214:19December8,202216、行動出成果果，工作出財(cái)財(cái)富。。2022/12/814:19:1514:19:1508December202217、做前，能夠夠環(huán)視四周；；做時，你只只能或者最好好沿著以腳為為起點(diǎn)的射線線向前。。2:19:15下午2:19下下午14:19:1512月-229、沒沒有有失失敗敗，，只只有有暫暫時時停停止止成成功功！！。。12月月-2212月月-22Thursday,December8,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有結(jié)結(jié)果果，，但但是是不不努努力力卻卻什什么么改改變變也也沒沒有有。。。。14:19:1514:19:1514:1912/8/20222:19:15PM11、成功就是是日復(fù)一日日那一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小努力力的積累。。。12月-2214:19:1514:19Dec-2208-Dec-2212、世世間間成成事事，，不不求求其其絕絕對對圓圓滿滿，，留留一一份份不不足足，，可可得得無無限限完完美美。。。。14:19:1514:19:1514:19Thursday,December8,202213、不知香積寺寺，數(shù)里入云云峰。。12月-2212月-2214:19:1514:19:15December8,202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的的人能把世界界放在手中像像泥塊一樣任任意揉捏。08十二月月20222:19:15下午14:19:1512月-2215、楚塞三三湘接，，荊門九九派通。。。。十二月222:19下午午12月-2214:19December8,202216、少年十五五二十時，，步行奪得得胡馬騎。。。2022/12/814:19:1514:19:1508December202217、空山新雨雨后，天氣氣晚來秋。。。2:19:15下下午2:19下下午14:19:1512月-229、楊柳散和和風(fēng)，青山山澹吾慮。。。12月-2212月-22Thursday,December8,202210、閱讀讀一切切好書書如同同和過過去最最杰出出的人人談話話。14:19:1514:19:1514:1912/8/20222:19:15PM11、越是沒有有本領(lǐng)的就就越加自命命不凡。12月-2214:19:1514:19Dec-2208-Dec-2212、越是無能能的人，越越喜歡挑剔剔別人的錯錯兒。14:19:1514:19:1514:19Thursday,December8,202213、知人人者智智，