第三章-抗震概念設(shè)計(jì)

第三章建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目的：了解建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)所存在的不確定性因素，掌握建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。教學(xué)要求：分析概念設(shè)計(jì)要點(diǎn)，加強(qiáng)認(rèn)識(shí)和理解。定義：1、是一種判斷方法；2、提高結(jié)構(gòu)的整體性；3、對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的綜合評(píng)價(jià)：承載力、變形能力、耗能能力；4、合理把握結(jié)構(gòu)的總體性能；5、合理做好結(jié)構(gòu)局部抗震性能。第一節(jié)選擇抗震有利的建筑場(chǎng)地、地段和基礎(chǔ)一、抗震有利地段1、有利：基巖、堅(jiān)硬土、中硬土等；2、危險(xiǎn)：（1）滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等地段；（2）80以上地震錯(cuò)位；（3）軟弱土、易液化土、斷層破碎帶；（4）地震狀態(tài)不均勻的地段。二、抗震有利的建筑物場(chǎng)地和地基1、選擇薄的場(chǎng)地覆蓋層：柔性建筑、薄土層震害輕，坐落在基巖上更輕2、選擇堅(jiān)實(shí)的場(chǎng)地土：均地剛度大，震害小；剛度小，震害指數(shù)大、破壞重3、建筑物的自振周期和地震動(dòng)的卓越周期錯(cuò)開：避免共振4、采取基礎(chǔ)隔震或消能減震措施：（1）改變基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性、減小主體結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。（2）承載力特征值乘以承載力調(diào)整系數(shù)。（3）采用抗液化措施。第二節(jié)設(shè)計(jì)有利的房屋抗震體形，進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)布置一、有利的房屋抗震體形1、結(jié)構(gòu)規(guī)則；2、合適的高度；3、高寬比控制在合理的取值范圍；4、防震縫的設(shè)置。二、合理的抗震結(jié)構(gòu)布置1、應(yīng)使結(jié)構(gòu)抗側(cè)體系對(duì)稱布置，以避免扭轉(zhuǎn)；2、抗震墻沿房屋周邊布置，提高抗扭和抗傾能力；3、豎豎向應(yīng)等強(qiáng)。第三節(jié)選擇結(jié)構(gòu)材料材料的要求：1、延性高；2、強(qiáng)度/重力比值大；3、勻質(zhì)性好；4、正交各向同性；5、構(gòu)件的連接具有整體性、連續(xù)性和較好的延性，并能充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度。（一）鋼筋鋼筋混凝土構(gòu)件的延性和承載力，在很大程度上取決于鋼筋的材性。①不希望在抗震結(jié)構(gòu)中使用高強(qiáng)鋼筋，一般用中強(qiáng)鋼筋；②鋼材實(shí)際屈服強(qiáng)度不能太高；③鋼筋抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度比值≥1.25，以保證足夠的強(qiáng)度儲(chǔ)備；④不能使用冷加工鋼筋；⑤應(yīng)檢測(cè)鋼筋的應(yīng)度老化脆裂，可焊性，低溫抗脆裂。（二）混凝土①不易太低；②9度不易超過(guò)C60，8度時(shí)不超過(guò)C70；③不低于C20；④一般不低于C30。（三）型鋼①足夠的延性；②力學(xué)性能的一致性；③好的切口適性；④無(wú)分層現(xiàn)象；⑤對(duì)片狀撕裂的抵抗能力；⑥良好的可焊性和合格的沖擊韌性。第四節(jié)提高結(jié)構(gòu)抗震性能的措施1、設(shè)置多道抗震防線（1）第一道防線的構(gòu)件選擇：不宜選擇柱，適用支撐、墻等；（2）結(jié)構(gòu)體系的多道設(shè)防：如果剪力墻是第一道防線、框架是第二道防線，并支撐豎向荷載；（3）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的多道防線：梁是第一道，柱是第二道，連梁；2、提高結(jié)構(gòu)延性（1）在結(jié)構(gòu)的豎向，應(yīng)重點(diǎn)提高樓房中可能出現(xiàn)塑性變形集中的相對(duì)柔性樓層的構(gòu)件延性；（2）在平面上，應(yīng)著重提高房屋周邊轉(zhuǎn)角處，平面突變處以及復(fù)雜平面各翼相連處的構(gòu)件延性。對(duì)于偏心結(jié)構(gòu)，應(yīng)加大房屋周邊特別是剛度較弱一端構(gòu)件的延性；（3）對(duì)于具有多道抗震防線的抗側(cè)力體系，應(yīng)著重提高第一道防線中構(gòu)件的延性；（4）在同一構(gòu)件中，應(yīng)著重提高關(guān)鍵桿件的延性；（5）在同一桿件中，重點(diǎn)提高延性的部位應(yīng)是預(yù)期該構(gòu)件地震時(shí)首先屈服的部位，如梁的兩端、柱上下端、抗震墻肢的根部等。3、采用減震方法（1）提高結(jié)構(gòu)阻尼，減小地震反應(yīng)；（2）采用高延性構(gòu)件，利用塑性變形抗御地震、吸能；（3）采用隔震和消能減震技術(shù)4、優(yōu)選耗能桿件（1）彎曲耗能優(yōu)于剪切耗能：盡可能將剪切變形為主的構(gòu)件轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢冃螢橹鞯臉?gòu)件；（2）彎曲耗能優(yōu)于軸變耗能：壓縮變形吸能少，彎曲耗能大。第五節(jié)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性、控制結(jié)構(gòu)變形一、控制結(jié)構(gòu)變形兩種：層間位移和頂點(diǎn)位移。各層間位移之和即為結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移。層間位移：非結(jié)構(gòu)破壞，節(jié)點(diǎn)鋼筋滑移，抗震墻的開裂，塑性鉸的發(fā)展，屈服機(jī)制的形成。頂點(diǎn)位移：防震縫寬度、結(jié)構(gòu)的總體穩(wěn)定、小震時(shí)人的感覺。二、確保結(jié)構(gòu)的整體形1、選擇結(jié)構(gòu)類型；2、施工方法和工藝；3、構(gòu)件的連接；