建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計-建筑結(jié)構(gòu)抗震

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

SeismicDesignofBuildingStructures2課程簡介學(xué)科特點地震學(xué)工程力學(xué)工程結(jié)構(gòu)學(xué)學(xué)習(xí)目的掌握基本理論、知識與技能，了解抗震設(shè)計的一般規(guī)律培養(yǎng)運用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的能力和抗震計算能力了解結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的新理論、新方法及發(fā)展趨勢3課程簡介參考書李國強(qiáng)，李杰，蘇小卒.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計（第二版）.北京：中國建筑工業(yè)出版社,2007.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2010）.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2010.（以后簡稱為《抗規(guī)》）中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010）.北京：中國建筑工業(yè)出版社,2011.（以后簡稱為《高規(guī)》）4課程簡介主要內(nèi)容緒論場地與地基結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析與抗震計算多層砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計多高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計單層廠房抗震設(shè)計5緒論主要內(nèi)容地震與地震動地震震級與地震烈度地震災(zāi)害概說工程抗震設(shè)防抗震設(shè)計的總體要求例題6地震與地震動地震類型與成因誘發(fā)地震天然地震地球構(gòu)造地球內(nèi)部由三個圈層構(gòu)成：地殼、地幔與地核地球最外層是由一些巨大的板塊構(gòu)成地球板塊在運動過程中，板塊之間的相互作用力會使地殼中的巖層發(fā)生變形。7地震與地震動圖1地球組成圖2全球板塊分布圖8地震與地震動震源、震中及震中距圖4震源、震中及震中距示意圖9地震與地震動地震波體波面波yzxyzx圖5體波圖6面波(a)瑞雷波(b)樂夫波(a)縱波(b)橫波10地震與地震動地震動圖7地面運動的加速度、速度、位移11地震與地震動地震動三要素頻譜：揭示地震動的周期分布特征峰值：定量反映地震動的強(qiáng)度特性持時：考察地震動循環(huán)作用程度的強(qiáng)弱12地震震級與地震烈度地震震級近震（震中距小于1000km）震級M震級M

與震源釋放能量E之間的關(guān)系上式表明：震級每增加一級，地震所釋放的能量約增加30倍大于2.5級的淺震，在震中附近的人就有感覺，叫做有感地震5級以上的地震，會造成明顯的破壞，叫做破壞性地震13地震震級與地震烈度地震烈度定義地震烈度表等烈度線震中烈度圖8唐山地震等烈度線14地震震級與地震烈度無感1室內(nèi)個別靜止中的人感覺2懸掛物微動門、窗輕微作響室內(nèi)少數(shù)靜止中的人感覺3懸掛物明顯擺動，器皿作響門、窗作響室內(nèi)多數(shù)人感覺。室外少數(shù)人感覺。少數(shù)人夢中驚醒43（2-4）31（22-44）不穩(wěn)定器物翻倒門窗、屋頂、屋架顫動作響，灰土掉落。抹灰出現(xiàn)微細(xì)裂縫室內(nèi)普遍感覺。室外多數(shù)人感覺。多數(shù)人夢中驚醒56（5-9）63（45-89）河岸和松軟土出現(xiàn)裂縫。飽和砂層出現(xiàn)噴砂冒水。地面上有的磚煙囪輕度裂縫掉頭損壞——個別磚瓦掉落、墻體微細(xì)裂縫驚惶失措，倉皇逃出613（10-18）125（90-177）河岸出現(xiàn)坍方。飽和砂層常見噴砂冒水。松軟土上地裂縫較多。大多數(shù)磚煙囪中等破壞輕度破壞——局部破壞開裂，但不妨礙使用大多數(shù)人倉皇逃出725（19-35）250（178-353）干硬土上亦有裂縫。大多數(shù)磚煙囪嚴(yán)重破壞中等破壞——結(jié)構(gòu)受損，需要修理搖晃顛簸，行走困難850（36-71）500（354-707）干硬土上有許多地方出現(xiàn)裂縫，基巖上可能出現(xiàn)裂縫?；?、坍方常見。磚煙囪出現(xiàn)倒塌嚴(yán)重破壞——墻體龜裂，局部倒塌，修復(fù)困難坐立不穩(wěn)。行動的人可能摔跤9100（72-141）1000（708-1414）山崩和地震斷裂出現(xiàn)?；鶐r上的拱橋破壞。大多數(shù)磚煙囪從根部破壞或倒毀倒塌——大部倒塌，不堪修復(fù)騎自行車的人會摔倒。處不穩(wěn)狀態(tài)的人會摔出幾尺遠(yuǎn)。有拋起感10地震斷裂延續(xù)很長。山崩常見。基巖上的拱橋毀壞毀滅11地面劇烈變化，山河改觀12速度加速度

其它現(xiàn)象

一般房屋

人的感覺烈度表1中國地震烈度表（1980）15地震震級與地震烈度基本烈度基本烈度，指一個地區(qū)在一定時期(我國取50年)內(nèi)在一般場地條件下按一定的概率(我國取10%)可能遭遇到的最大地震烈度。它是一個地區(qū)進(jìn)行抗震設(shè)防的依據(jù)。設(shè)計基本地震加速度，是指50年設(shè)計基準(zhǔn)期超越概率10%的地震加速度的設(shè)計取值抗震設(shè)防烈度和設(shè)計基本地震加速度值的對應(yīng)關(guān)系(抗規(guī)表3.2.2)表2

抗震設(shè)防烈度和設(shè)計基本地震加速度值的關(guān)系16地震災(zāi)害概說全世界地震分布環(huán)太平洋地震帶喜馬拉雅—地中海地震帶中國地震分布位于世界兩大地震帶的交匯區(qū)域地震活動主要分布在5個地區(qū)的23條地震帶上，分別為：臺灣省及其附近海域，西南地區(qū)，西北地區(qū)，華北地區(qū)，東南沿海的廣東、福建等地17地震災(zāi)害概說喜馬拉雅——地中海地震帶環(huán)太平洋地震帶圖918地震災(zāi)害概說圖1019地震災(zāi)害概說地震的破壞作用

地表破壞及其影響建筑物的破壞次生災(zāi)害地震實例汶川大地震唐山大地震近期發(fā)生的地震20汶川大地震圖112008年5月12日汶川大地震汶川大地震汶川地震是中華人民共和國自建國以來影響最大的一次地震，震級為8.0級，是自1950年8月15日西藏墨脫地震(8.5級)和2001年昆侖山大地震（8.1級）后的第三大地震，直接嚴(yán)重受災(zāi)地區(qū)達(dá)10萬平方公里。這次地震危害極大，共遇難69227人，受傷374643人，失蹤17923人。其中四川省68712名同胞遇難，17921名同胞失蹤，共有5335名學(xué)生遇難，1000多名失蹤。直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)8452億元。

21汶川大地震圖12汶川縣映秀鎮(zhèn)漩口中學(xué)樓房

22汶川大地震圖13成都都江堰市一輛被埋在垮塌廢墟里的汽車

23汶川大地震圖14因山體滑坡而導(dǎo)致中斷的成都通往汶川的交通要道

24汶川大地震圖15碎石將嘉陵江堵塞25汶川大地震圖16四川省汶川縣映秀鎮(zhèn)百花大橋26汶川大地震圖17雜谷腦隧道27唐山大地震唐山大地震圖181976年7月28日唐山大地震唐山地震是20世紀(jì)十大自然災(zāi)害之一，震級為7.8級。唐山市區(qū)建筑物多數(shù)基本倒平或嚴(yán)重破壞，鐵軌發(fā)生蛇形扭曲，地表發(fā)生大量裂縫，還有噴水冒沙、塌陷，震前伴有發(fā)光現(xiàn)象。共242769人死亡，164851人受傷。28唐山大地震圖19唐山市文化路青年宮29唐山大地震圖20開灤煤礦醫(yī)院30唐山大地震圖21唐山市開灤煤礦救護(hù)樓31唐山大地震圖22唐山市機(jī)車車輛廠32唐山大地震圖23唐山市河北省礦業(yè)學(xué)院圖書館33唐山大地震圖24地表開裂34唐山大地震圖25橋梁破壞35唐山大地震圖26鐵軌破壞36近期發(fā)生的地震近期發(fā)生的地震玉樹地震，2010年4月14日晨發(fā)生兩次地震，最高震級7.1級，地震震中位于縣城附近。截止5月30日下午18時，玉樹地震已造成2698人遇難，失蹤270人。海地地震，北京時間2010年1月13日5時53分，加勒比島國海地發(fā)生里氏7.0級地震，首都太子港及全國大部分地區(qū)受災(zāi)情況嚴(yán)重，造成11.3萬人喪生，19.6萬人受傷。37近期發(fā)生的地震近期發(fā)生的地震智利地震，北京時間2010年2月27日14:34，智利第二大城市康塞普西翁發(fā)生里氏8.8級特大地震，為有史記錄以來的第五強(qiáng)震。截止27日晚，地震已經(jīng)造成至少750人死亡。東日本大地震，2011年3月11日，日本東北部海域發(fā)生里氏9.0級地震并引發(fā)海嘯。截至當(dāng)?shù)貢r間4月12日19時，此次地震及其引發(fā)的海嘯已確認(rèn)造成14063人死亡、13691人失蹤。38工程抗震設(shè)防抗震設(shè)防的目的和要求（抗規(guī)1.0.1）小震不壞：當(dāng)遭受低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震影響時，建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用中震可修：當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震影響時，建筑物可能損壞，但經(jīng)一般修理即可恢復(fù)正常使用；大震不倒：當(dāng)遭受高于本地區(qū)設(shè)防烈度的罕遇地震影響時，建筑物不致倒塌或發(fā)生危及生命安全的嚴(yán)重破壞39工程抗震設(shè)防三水準(zhǔn)小震：當(dāng)分析年限為50年時，小震烈度對應(yīng)的超越概率為63.2%，又稱為多遇地震烈度。中震：對應(yīng)的烈度即基本烈度，在50年內(nèi)的超越概率一般為10%。大震：大震對應(yīng)的烈度在50年內(nèi)的超越概率一般為2%左右，又稱為罕遇地震烈度。圖27三種烈度含義40工程抗震設(shè)防抗震設(shè)計方法第一階段設(shè)計:按多遇地震烈度對應(yīng)的地震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)的組合驗算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力和結(jié)構(gòu)的彈性變形。第二階段設(shè)計:按罕遇地震烈度對應(yīng)的地震作用效應(yīng)驗算結(jié)構(gòu)的彈塑性變形。建筑物重要性分類甲類建筑乙類建筑丙類建筑丁類建筑41工程抗震設(shè)防各類建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的具體規(guī)定（抗規(guī)3.1.3）建筑物分類地震作用抗震措施甲類提高提高一度乙類不調(diào)整提高一度丙類不調(diào)整不調(diào)整丁類不調(diào)整適當(dāng)降低表3

各類建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)42工程抗震設(shè)防幾個概念地震作用：由地震動引起的結(jié)構(gòu)動態(tài)作用，包括水平地震作用和豎向地震作用。（抗規(guī)2.1.3）抗震措施：除地震作用計算和抗力計算以外的抗震設(shè)計內(nèi)容。（抗規(guī)2.1.9）43抗震設(shè)計的總體要求建筑抗震設(shè)計的層次概念設(shè)計：在總體上把握抗震設(shè)計的基本原則抗震計算：為建筑抗震設(shè)計提供定量手段構(gòu)造措施：可以在保證結(jié)構(gòu)整體性、加強(qiáng)局部薄弱環(huán)節(jié)等意義上保證抗震計算結(jié)果的有效性抗震設(shè)計的總體要求注意場地選擇把握建筑體型利用結(jié)構(gòu)延性設(shè)置多道防線注意非結(jié)構(gòu)因素44抗震設(shè)計的總體要求注意場地選擇選擇有利地段，避開不利地段，不在危險地段進(jìn)行工程建設(shè)。把握建筑體型對稱，有利于減輕結(jié)構(gòu)的地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)規(guī)則，在地震時結(jié)構(gòu)各部分的振動易于協(xié)調(diào)一致，應(yīng)力集中現(xiàn)象較少（抗規(guī)3.4.2）質(zhì)量與剛度變化均勻，其一是結(jié)構(gòu)平面方向，應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)剛度中心與質(zhì)量中心相一致；其二是指結(jié)構(gòu)立面，沿結(jié)構(gòu)高度方向，結(jié)構(gòu)質(zhì)量與剛度不宜有懸殊的變化。45抗震設(shè)計的總體要求表4

平面不規(guī)則的類型表5

豎向不規(guī)則的類型46抗震設(shè)計的總體要求圖28

扭轉(zhuǎn)不規(guī)則圖30凹凸不規(guī)則圖29樓板局部不連續(xù)47抗震設(shè)計的總體要求圖31側(cè)向剛度不規(guī)則圖32豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)圖33樓層承載力突變48抗震設(shè)計的總體要求結(jié)構(gòu)延性構(gòu)件（結(jié)構(gòu)）的延性是指在承載能力沒有顯著下降的情況下，構(gòu)件（結(jié)構(gòu)）承受變形的能力。利用結(jié)構(gòu)彈塑性階段的性能，通過結(jié)構(gòu)一定限度內(nèi)的塑性變形來消耗地震時輸入結(jié)構(gòu)的能量。在設(shè)計中，可以通過各種各樣的構(gòu)造措施和耗能手段來增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的延性。49抗震設(shè)計的總體要求圖35

彈性與延性圖34

脆性與延性50抗震設(shè)計的總體要求設(shè)置多道防線在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，有意識地使結(jié)構(gòu)具有多道抗震防線，是抗震概念設(shè)計的一個重要組成部分。在建筑抗震設(shè)計中，可以利用多種手段實現(xiàn)設(shè)置多道防線的目的圖36

結(jié)構(gòu)屈服機(jī)制51抗震設(shè)計的總體要求注意非結(jié)構(gòu)因素（抗規(guī)第13章）非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的存在，會影響主體結(jié)構(gòu)的動力特性(如阻尼、結(jié)構(gòu)振動周期）

；在結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計中，應(yīng)特別注意非結(jié)構(gòu)構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)之間要有可靠的連接或錨固；對可能對主體結(jié)構(gòu)振動造成影響的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)注意分析或估計其對主體結(jié)構(gòu)可能帶來的影響，并采取相應(yīng)的抗震措施。52例題例1判斷房屋規(guī)則性今在7度抗震設(shè)防區(qū)，Ⅲ類建筑場地，擬建綜合樓一座，高94m，24層(1~3層為商場，第4層為轉(zhuǎn)換層，5~24為旅店)。在1~3層的商場中部為共享空間，開有24m×10m的大洞。房屋立面規(guī)則、對稱，無挑出和收進(jìn)。其底層平面見下圖。共享空間12m24m12m6m10m4m53例題經(jīng)初步計算，在考慮了偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構(gòu)件的最大彈性水平位移小于該層彈性平均水平位移值的1.2倍；轉(zhuǎn)換層側(cè)向剛度K4為其相鄰的第五層的側(cè)向剛度K5的70%；

要求：判定該綜合樓的規(guī)則性。54場地與地基主要內(nèi)容場地劃分與場地區(qū)劃地基抗震驗算地基土液化及其防治例題及作業(yè)55場地劃分與場地區(qū)劃場地及其地震效應(yīng)建筑物震害除與地震類型、結(jié)構(gòu)類型等有關(guān)外，還與其下臥層的構(gòu)成、覆蓋層厚度密切相關(guān)土層具有過濾特性與選擇放大作用多層土的地震效應(yīng)主要取決于三個基本因素：覆蓋土層厚度、土層剪切波速、巖土阻抗比。圖1房屋破壞率與土層厚度的關(guān)系56場地劃分與場地區(qū)劃覆蓋層厚度覆蓋層厚度是指從地表面至地下基巖面的距離規(guī)范中覆蓋層厚度定義為：地下基巖或剪切波速大于500m/s的堅硬土層至地表面的距離。（抗規(guī)4.1.4）場地的類別根據(jù)土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度兩個指標(biāo)綜合確定，土層等效剪切波速按下式確定：（抗規(guī)4.1.5）57地基抗震驗算地基抗震設(shè)計原則地基是指建筑物基礎(chǔ)下面受力層范圍內(nèi)的土層一般土地基在地震時很少發(fā)生問題。造成上部建筑物破壞的主要是松軟土地基和不均勻地基地裂危害的防治地基土抗震承載力（抗規(guī)4.2.3）地基抗震驗算（抗規(guī)4.2.4）58地基土液化及其防治地基土液化及其危害液化，是指飽和松散的砂土或粉土(不含黃土)，地震時易發(fā)生液化現(xiàn)象，使地基承載力喪失或減弱，甚至噴水冒砂，這種現(xiàn)象一般稱為砂土液化或地基土液化。地基土液化機(jī)理地基土液化危害液化的判別初步判別（抗規(guī)4.3.3）59地基土液化及其防治標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗判別實測標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N63.5小于按下式確定的下限值Ncr，則應(yīng)判為液化土，否則為不液化土可以看出，地基土液化的臨界指標(biāo)Ncr的確定主要考慮了土層所處的深度、地下水位深度、飽和土的粘粒含量以及地震烈度等影響土層液化的要素。60地基土液化及其防治液化地基的評價地基液化指數(shù)根據(jù)液化指數(shù)IlE的大小，可將液化地基劃分為三個等級不同等級的液化地基，地面的噴水冒砂情況和對建筑物造成的危害有著顯著的不同61地基土液化及其防治液化地基的抗震措施全部消除地基液化沉陷（抗規(guī)4.3.7

）部分消除地基液化沉陷（抗規(guī)4.3.8

）基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)處理（抗規(guī)4.3.9

）62例題及作業(yè)例1確定場地類別已知某建筑場地的鉆孔地質(zhì)資料如下表所示，試確定該場地的類別。土層底部深度(m)土層厚度(m)巖土名稱土層剪切波速(m/s)1.51.5雜填土1803.52.0粉土2407.54.0細(xì)砂31015.58.0礫砂52063例題及作業(yè)例2工程場地液化判別已知某工程，抗震設(shè)防烈度為8度，場地條件如下：上覆非液化土層厚度du=5.5m，其下為砂土；地下水位深度dw=6m；基礎(chǔ)埋深db=1.5m；試判別定該場地是否考慮液化影響64例題及作業(yè)作業(yè)1確定場地類別某建筑場地土的表層為4.0m厚的中軟土層，其剪切波速為200m/s，其下4.0~8.0m土層的剪切波速為300m/s，再下8.0~13.0m土層的剪切波速為400m/s，最下面為巖石層，其剪切波速為550m/s，試確定場地土的類別。65例題及作業(yè)作業(yè)2評價場地液化等級某場地標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗數(shù)據(jù)見下表，試評價該場地的液化等級。測點號實測錘擊數(shù)臨界錘擊數(shù)測點深度(m)土層厚度(m)土層中點深度148.51.41.21.4281140.84.0391251.25.04151361.06.15131471.07.166結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析與抗震計算主要內(nèi)容概述單自由度體系的彈性地震反應(yīng)分析單自由度體系的水平地震反應(yīng)與反應(yīng)譜多自由度彈性體系的地震反應(yīng)分析多自由度彈性體系的最大地震反應(yīng)與水平地震作用豎向地震作用結(jié)構(gòu)平扭耦合地震反應(yīng)與雙向水平地震影響結(jié)構(gòu)非彈性地震反應(yīng)分析結(jié)構(gòu)抗震驗算例題與作業(yè)67概述

幾個基本概念結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)，是指由地震動引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形、位移及結(jié)構(gòu)運動速度與加速度等作用是指能引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形等反應(yīng)的各種因素，地震作用為間接作用結(jié)構(gòu)動力計算簡圖及體系自由度結(jié)構(gòu)質(zhì)量的描述連續(xù)化描述（分布質(zhì)量）集中化描述（集中質(zhì)量）體系運動自由度68概述圖1結(jié)構(gòu)動力計算簡圖69單自由度體系的彈性地震反應(yīng)分析運動方程的建立運動方程求解方程的齊次解－自由振動方程的特解Ⅰ－簡諧強(qiáng)迫振動方程的特解Ⅱ－沖擊強(qiáng)迫振動方程的特解Ⅲ－一般強(qiáng)迫振動方程的通解70運動方程的建立運動方程慣性力阻尼力彈性恢復(fù)力圖2單自由度體系在地震作用下的變形與受力71運動方程求解方程的齊次解－自由振動圖3各種阻尼狀態(tài)下單自由度體系的自由振動72運動方程求解方程的特解Ⅰ－簡諧強(qiáng)迫振動當(dāng)結(jié)構(gòu)體系自振頻率與簡諧地面運動頻率相近時結(jié)構(gòu)發(fā)生強(qiáng)烈振動反應(yīng)的現(xiàn)象稱為共振。圖4單自由度體系簡諧地面強(qiáng)迫振動振幅放大系數(shù)73方程的特解Ⅱ－沖擊強(qiáng)迫振動運動方程求解圖5地面沖擊運動74運動方程求解方程的特解Ⅲ－一般強(qiáng)迫振動杜哈密(Duhamel)積分圖6地面運動與單自由度體系反應(yīng)75運動方程求解

方程的通解體系的自由振動由體系初位移和初速度引起，而體系的強(qiáng)迫振動由地面運動引起自由振動一般不考慮，可僅取體系強(qiáng)迫振動項，計算單自由度體系的地震位移反應(yīng)。76單自由度體系的水平地震反應(yīng)與反應(yīng)譜水平地震作用的定義地震反應(yīng)譜設(shè)計反應(yīng)譜地震作用計算77水平地震作用的定義求得地震作用后，即可按靜力分析方法計算結(jié)構(gòu)的最大位移反應(yīng)注意：一般來說，加速度最大時，速度最小78地震反應(yīng)譜定義將單自由度體系的地震最大絕對加速度反應(yīng)與其自振周期T的關(guān)系定義為地震加速度反應(yīng)譜，或簡稱地震反應(yīng)譜圖7地震反應(yīng)譜的確定79地震反應(yīng)譜Sa(T)的影響因素體系阻尼比地震動三要素圖8阻尼比對地震反應(yīng)譜的影響圖9不同場地條件下的平均反應(yīng)譜圖10不同震中距條件下的平均反應(yīng)譜80設(shè)計反應(yīng)譜定義當(dāng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，由于無法確知今后發(fā)生地震的地震動時程，因而無法確定相應(yīng)的地震反應(yīng)譜。專門供結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計用的反應(yīng)譜，稱之為設(shè)計反應(yīng)譜81設(shè)計反應(yīng)譜地震系數(shù)動力系數(shù)體系最大加速度反應(yīng)與地面最大加速度之比取確定的阻尼比

=0.05按場地、震中距將地震記錄分類，計算每一類地震動記錄動力系數(shù)的平均值82設(shè)計反應(yīng)譜表1特征周期Tg(s)（《抗規(guī)》表5.1.4-2）圖11動力系數(shù)譜曲線注意：設(shè)計地震分組反應(yīng)了震中距的大小，第一組為近震，第三組為遠(yuǎn)震83設(shè)計反應(yīng)譜地震影響系數(shù)表2水平地震影響系數(shù)最大值

max（抗規(guī)表5.1.4-1）圖12地震影響系數(shù)譜曲線84設(shè)計反應(yīng)譜阻尼對地震影響系數(shù)的影響(抗規(guī)5.1.5）曲線下降段衰減指數(shù)的調(diào)整直線下降段斜率的調(diào)整

2的調(diào)整85地震作用計算

地震作用計算86多自由度彈性體系的地震反應(yīng)分析多自由度彈性體系的運動方程多自由度體系的自由振動地震反應(yīng)分析的振型分解法阻尼矩陣的處理87多自由度彈性體系的運動方程多自由度彈性體系的運動方程圖13多自由度體系的變形88多自由度體系的自由振動自由振動方程自振頻率上式也稱為多自由度體系的動力特征值方程將解由小到大排列，設(shè)為

12,

22,…,

n2，

i為體系第i階自振圓頻率動力特征方程89多自由度體系的自由振動振型多自由度體系自由振動時，其形狀保持不變。稱為振型，稱為規(guī)則化振型振型的正交性振型關(guān)于質(zhì)量矩陣正交振型關(guān)于剛度矩陣正交90地震反應(yīng)分析的振型分解法運動方程的求解qj稱為振型正則坐標(biāo)

i為原體系第i階振型參與系數(shù)91地震反應(yīng)分析的振型分解法△i為阻尼比為

i、自振頻率為

i的單自由度體系的地震位移反應(yīng){xj(t)}為體系的第j階振型地震反應(yīng)92

阻尼矩陣的處理瑞雷(Rayleigh)阻尼矩陣實際計算時，可取對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)影響最大的兩個振型的頻率，并取i=j。一般情況下，可取i=1,j=2。93多自由度彈性體系的最大地震反應(yīng)與水平地震作用振型分解反應(yīng)譜法底部剪力法結(jié)構(gòu)基本周期的近似計算94振型分解反應(yīng)譜法質(zhì)點i任意時刻的地震慣性力

ji為振型j在質(zhì)點i處的振型位移fji為質(zhì)點i的第j振型水平地震慣性力95質(zhì)點i的第j振型水平地震作用振型組合記體系振型j某特定最大地震反應(yīng)(即振型地震作用效應(yīng)，如構(gòu)件內(nèi)力、樓層位移等)為Sj，而該特定體系最大地震反應(yīng)為S，則可通過各振型反應(yīng)Sj估計S，此稱為振型組合。振型分解反應(yīng)譜法

j－按體系第j階周期計算的第j振型地震影響系數(shù)96平方和開方法(SRSS法)

振型組合時振型反應(yīng)數(shù)的確定結(jié)構(gòu)的低階振型反應(yīng)大于高階振型反應(yīng)，振型階數(shù)越高，振型反應(yīng)越小一般情況下，可取結(jié)構(gòu)前2~3階振型反應(yīng)進(jìn)行組合，但不多于結(jié)構(gòu)自由度數(shù)當(dāng)結(jié)構(gòu)基本周期T1>1.5s時或建筑高寬比大于5時，可適當(dāng)增加振型反應(yīng)組合數(shù)振型分解反應(yīng)譜法97適用條件當(dāng)建筑物高度不超過40m，結(jié)構(gòu)以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布較均勻時計算假定結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)可用第一振型反應(yīng)表征結(jié)構(gòu)的第一振型為線性倒三角形底部剪力的計算底部剪力法Geq－結(jié)構(gòu)等效總重力荷載98地震作用分布當(dāng)結(jié)構(gòu)基本周期較長時底部剪力法頂部附加地震作用99底部剪力法圖16高階振型反應(yīng)對地震作用分布的影響表4頂部附加地震作用系數(shù)（抗規(guī)5.2.1）100

鞭稍效應(yīng)當(dāng)建筑物有局部突出屋面的小建筑（發(fā)屋頂間、女兒墻、煙囪）等時，由于該部分結(jié)構(gòu)的重量和剛度突然變小，將產(chǎn)生鞭稍效應(yīng)，即局部突出小建筑的地震反應(yīng)有加劇的現(xiàn)象作用在小建筑上的地震作用需乘以增大系數(shù)，抗震規(guī)范定該增大系數(shù)取為3。鞭梢效應(yīng)只對局部突出小建筑有影響，因此作用在小建筑上的地震作用向建筑主體傳遞時(或計算建筑主體的地震作用效應(yīng)時)，則不乘增大系數(shù)底部剪力法101能量法能量法的理論基礎(chǔ)是能量守恒原理，即一個無阻尼的彈性體系作自由振動時，其總能量(變形能與動能之和)在任何時刻均保持不變結(jié)構(gòu)基本周期的近似計算圖17多質(zhì)點彈性體系自由振動102等效質(zhì)量法等效質(zhì)量法的思想是用一個等效單質(zhì)點體系來代替原來的多質(zhì)點體系頂點位移法頂點位移法的基本思想是，將懸臂結(jié)構(gòu)的基本周期用將結(jié)構(gòu)重力荷載作為水平荷載所產(chǎn)生的頂點位移uT來表示結(jié)構(gòu)基本周期的近似計算圖18用單質(zhì)點體系等效多質(zhì)點體系103質(zhì)量沿高度均勻分布的等截面彎曲型懸臂桿質(zhì)量沿高度均勻分布的等截面剪切型懸臂桿結(jié)構(gòu)為彎剪型結(jié)構(gòu)時結(jié)構(gòu)基本周期的近似計算104豎向地震作用高聳結(jié)構(gòu)及高層建筑計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，等效系數(shù)

=0.75豎向地震反應(yīng)譜圖20高聳結(jié)構(gòu)與高層建筑豎向地震作用105豎向地震作用大跨度結(jié)構(gòu)平板型網(wǎng)架、大跨度屋蓋、長懸臂結(jié)構(gòu)的大跨度結(jié)構(gòu)的各主要構(gòu)件，可以認(rèn)為豎向地震作用的分布與重力荷載的分布相同表4豎向地震作用系數(shù)（抗規(guī)5.3.2）106結(jié)構(gòu)平扭耦合地震反應(yīng)與雙向水平地震影響平扭耦合體系的運動方程建筑各層樓板在其自身平面內(nèi)為絕對剛性建筑整體結(jié)構(gòu)由多榀平面內(nèi)受力的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)(框架或剪力墻)構(gòu)成，各榀抗側(cè)力結(jié)構(gòu)在其自身平面內(nèi)剛度很大，在平面外剛度較小，可以忽略結(jié)構(gòu)的抗扭剛度主要由各榀抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)移恢復(fù)力提供，結(jié)構(gòu)所有構(gòu)件自身的抗扭作用可以忽略將所有質(zhì)量(包括梁、柱、墻等質(zhì)量)都集中到各層樓板處107結(jié)構(gòu)平扭耦合地震反應(yīng)與雙向水平地震影響圖21平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)與樓板坐標(biāo)系圖22結(jié)構(gòu)整體坐標(biāo)系108結(jié)構(gòu)平扭耦合地震反應(yīng)與雙向水平地震影響平扭耦合體系的地震反應(yīng)109結(jié)構(gòu)平扭耦合地震反應(yīng)與雙向水平地震影響振型組合平扭耦合體系的組合數(shù)比非平扭耦合體系的振型組合數(shù)多，一般應(yīng)為3倍以上由于平扭耦合影響，一些振型的頻率間隔可能很小，振型組合時，需考慮不同振型地震反應(yīng)間的相關(guān)性。為此，可采用完全二次振型組合法(CQC法)

110結(jié)構(gòu)平扭耦合地震反應(yīng)與雙向水平地震影響雙向水平地震影響當(dāng)同時考慮兩個方向地震時，可分別計算x向水平地震動和y向水平地震動產(chǎn)生的各階水平地震作用，然后采用平方和開方的方式進(jìn)行組合根據(jù)強(qiáng)震觀測記錄的統(tǒng)計分析，兩個方向水平地震加速度的最大值不相等，二者之比約為1:0.85111結(jié)構(gòu)非彈性地震反應(yīng)分析結(jié)構(gòu)的非彈性性質(zhì)滯回曲線圖23幾種鋼筋混凝土構(gòu)件滯回曲線112結(jié)構(gòu)非彈性地震反應(yīng)分析結(jié)構(gòu)非彈性地震反應(yīng)分析的逐步積分法平均加速度法Newmark-

法Wilson-

法等結(jié)構(gòu)非彈性地震反應(yīng)分析的簡化方法適用條件：不超過12層且層剛度無突變的鋼筋棍凝土框架結(jié)構(gòu)和填充墻鋼筋棍凝土框架結(jié)構(gòu)、不超過20層且層剛度無突變的鋼框架結(jié)構(gòu)和支撐鋼框架結(jié)構(gòu)，以及單層鋼筋混凝土柱廠房113結(jié)構(gòu)抗震驗算結(jié)構(gòu)抗震計算原則結(jié)構(gòu)抗震計算方法的確定重力荷載代表值內(nèi)力調(diào)整地基-結(jié)構(gòu)相互作用結(jié)構(gòu)抗震驗算內(nèi)容114結(jié)構(gòu)抗震計算原則（抗規(guī)5.1.1）

地震作用方向抗側(cè)力構(gòu)件正交抗側(cè)力構(gòu)件斜交扭轉(zhuǎn)影響與雙向水平地震作用扭轉(zhuǎn)不規(guī)則角柱豎向地震8、9度時的大跨度和長懸臂結(jié)構(gòu)9度時的高層建筑115結(jié)構(gòu)抗震計算方法的確定（抗規(guī)5.1.2）

抗震計算方法底部剪力法（方法1）振型分解反應(yīng)譜法（方法2）時程分析法（方法3）

三種方法的比較

計算方法方法1方法2方法3是否考慮高振型近似考慮考慮考慮計算量小較大大計算精度小較高高適用范圍彈性彈性彈性或非彈性表5三種計算方法的比較116結(jié)構(gòu)抗震計算方法的確定（抗規(guī)5.1.2）

時程分析法地震波的選用天然波或人工波反應(yīng)譜與規(guī)范譜在統(tǒng)計意義上相符調(diào)整最小底部剪力要求每條時程曲線：不小于振型分解反應(yīng)譜法的65%多條時程曲線：平均值不小于振型分解反應(yīng)譜法的80%地震波數(shù)不少于2條天然波和1條人工波117重力荷載代表值（抗規(guī)5.1.3）

基本概念進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，所考慮的重力荷載主要用于地震作用計算及考慮地震作用時內(nèi)力組合

計算注意：不考慮屋面活荷載118內(nèi)力調(diào)整

豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)內(nèi)力調(diào)整（抗規(guī)3.4.3第2條）

薄弱層的地震剪力應(yīng)乘以1.15的增大系數(shù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)時，該構(gòu)件傳遞給水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力應(yīng)乘以1.25~1.5的增大系數(shù)樓層承載力突變時，薄弱層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不應(yīng)小于相鄰上一樓層的65%

剪重比要求（抗規(guī)5.2.5）119地基-結(jié)構(gòu)相互作用（抗規(guī)5.2.7）

基本概念一般稱為土結(jié)共同作用當(dāng)考慮相互作用時，對剛性地基假定下的水平地震力進(jìn)行折減折減系數(shù)高寬比小于3的結(jié)構(gòu)高寬比不小于3的結(jié)構(gòu)120結(jié)構(gòu)抗震驗算內(nèi)容

多遇地震下驗算內(nèi)容彈性變形驗算（抗規(guī)5.5.1）強(qiáng)度驗算（抗規(guī)5.4.1、5.4.2）注意：

RE<1GE為重力荷載代表值，不僅僅是恒載對60m以上的高層建筑才考慮風(fēng)荷載121結(jié)構(gòu)抗震驗算內(nèi)容罕遇地震下彈塑性變形驗算計算方法（抗規(guī)5.5.3）驗算表達(dá)式（抗規(guī)5.5.5）薄弱層層間彈塑性位移簡化計算薄弱層位置判定（抗規(guī)5.5.4第1條）注意：Ve是罕遇地震下彈性地震剪力，可采用罕遇地震下反應(yīng)譜求得122結(jié)構(gòu)抗震驗算內(nèi)容薄弱層層間彈塑性位移簡化計算薄弱層層間彈塑性位移計算（抗規(guī)5.5.4第2條）注意：

p與下式有關(guān)：123例題與作業(yè)例題1單自由度體系水平地震作用計算已知一水塔結(jié)構(gòu)，可簡化為單自由度體系。m=10000kg，k=1kN/cm；位于Ⅱ類場地第二組，基本烈度為7度（地震加速度為0.10g）；阻尼比為0.03;求該結(jié)構(gòu)多遇地震下的水平地震作用。124例題與作業(yè)例題2多自由度體系水平地震反應(yīng)計算結(jié)構(gòu)如右所示，已知：結(jié)構(gòu)處于8度區(qū)(地震加速度為0.2g)；Ⅰ類場地第一組；結(jié)構(gòu)阻尼比為0.05；結(jié)構(gòu)自振基本周期T=0.433s；采用底部剪力法，求結(jié)構(gòu)在多遇地震下的樓層剪力并畫出內(nèi)力圖m1=2000kgm2=1500kgm３=1000kg5m4m3m6m125例題與作業(yè)例題3局部突出建筑地震作用計算某四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)頂部有突出小屋，層高和樓層重力代表值如下圖，已知：抗震設(shè)防烈度為8度(a=0.20g);Ⅱ類場地，設(shè)計地震分組第二組;結(jié)構(gòu)阻尼比為0.05；結(jié)構(gòu)自振基本周期T1=0.6s；采用底部剪力法，求多遇地震作用下各樓層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。126例題與作業(yè)4.03.63.63.63.6G1=10360G2=9330G3=9330G4=6130G5=820單位：kN,m127例題與作業(yè)例題4罕遇地震作用下彈塑性變形驗算某一建于8度地震區(qū)的10層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，底層層高h(yuǎn)=6m，樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)

y=0.45，底層屈服強(qiáng)度系數(shù)是相鄰上層該系數(shù)的0.45倍。設(shè)底層為薄弱層，要求：在罕遇地震作用下按彈性分析的底層層間位移△ue的最大值(mm)。128例題與作業(yè)

例題5剪重比驗算設(shè)一幢20層的鋼筋棍凝土框架核心筒結(jié)構(gòu)，設(shè)防烈度為8度(0.3g)，結(jié)構(gòu)自振周期Tl=0.8s。結(jié)構(gòu)的總重力荷載代表值為392000kN，算得底部總剪力標(biāo)準(zhǔn)值VEk=11760kN。要求：按最小地震剪力系數(shù)調(diào)整底部總剪力。129例題與作業(yè)作業(yè)1單自由度體系水平地震作用計算已知一水塔結(jié)構(gòu)，可簡化為單自由度體系。m=9000kg，k=100N/mm；位于Ⅱ類場地第三組，基本烈度為7度（地震加速度為0.15g）；阻尼比為0.02；求該結(jié)構(gòu)罕遇地震下的彈性水平地震作用。130多層砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計主要內(nèi)容震害分析多層砌體結(jié)構(gòu)選型與布置多層砌體結(jié)構(gòu)的抗震計算多層砌體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施底部框架－抗震墻砌體房屋抗震設(shè)計例題131震害分析

橫墻的震害平屋頂且上層無大開間房間的多層磚房，一般震害表現(xiàn)為上層輕、下層重，剪切裂縫均發(fā)生在下層坡屋頂或頂層有大空間房間的多層磚房，常常發(fā)生屋蓋坍塌或頂層墻體破壞。頂層大開間的窗間墻體上出現(xiàn)彎曲水平裂縫，呈彎曲型破壞，但房屋兩端的橫墻，還是以剪切破壞為主承重橫墻的破壞與圈梁的設(shè)置情況有密切的聯(lián)系

132震害分析圖1承重山墻剪切破壞圖2窗間墻剪切破壞圖3圈梁設(shè)置不同時的墻體破壞133震害分析縱墻的震害窗間墻的剪切破壞,多數(shù)發(fā)生在下層墻體,常為斜向或X形交叉裂縫外縱墻被內(nèi)橫墻頂推而出內(nèi)橫墻留直縫時外縱墻整片倒塌內(nèi)縱墻的破壞134震害分析圖4橫墻圈梁間距過大時外縱墻甩出倒塌圖5內(nèi)墻砌留直縫時外縱墻的倒塌135震害分析

墻角的破壞樓梯間墻體的震害剛度突變引起的破壞附屬建筑物破壞其它破壞136震害分析

圖6墻角的破壞圖7樓梯間墻體的破壞137多層砌體結(jié)構(gòu)選型與布置

基本原則結(jié)構(gòu)體系（抗規(guī)7.1.7）層數(shù)和總高度（抗規(guī)7.1.2）高寬比（抗規(guī)7.1.4）抗震橫墻間距（抗規(guī)7.1.5）局部尺寸（抗規(guī)7.1.6）138多層砌體結(jié)構(gòu)的抗震計算

計算簡圖地震剪力的計算與分配墻體抗震強(qiáng)度驗算139計算簡圖

計算假定將地震作用分解成沿房屋兩個主軸方向，各方向的地震作用由該方向的墻體承擔(dān)房屋各層樓蓋水平剛度無限大，僅做平移運動而不轉(zhuǎn)動地震作用下結(jié)構(gòu)的變形為剪切型計算簡圖以防震縫所劃分的單元作為計算單元“葫蘆串”模型140地震剪力的計算與分配

樓層地震剪力墻體側(cè)移剛度樓層地震剪力在各墻體間的分配141樓層地震剪力

底部剪力法計算要點基本周期位于平臺段頂部附加地震影響系數(shù)為0基本公式142墻體側(cè)移剛度

無洞墻（抗規(guī)7.2.3第1條）當(dāng)1<h/b≤4時，同時考慮變曲變形和剪切變形當(dāng)h/b≤1時，只考慮剪切變形當(dāng)h/b>4時，側(cè)移剛度可取為0143墻體側(cè)移剛度

開洞墻將各墻段等效成彈簧，進(jìn)而利用彈簧的串聯(lián)或并聯(lián)關(guān)系求出總剛度對于小開口墻，可以根據(jù)開洞率乘以洞口影響系數(shù)而得（抗規(guī)7.2.3第2條）圖8有洞墻體144樓層地震剪力在各墻體間的分配

橫向樓層地震剪力的分配（抗規(guī)5.2.6）剛性樓蓋：剛性梁模型柔性樓蓋：簡支梁模型簡化簡化145樓層地震剪力在各墻體間的分配中等剛度樓蓋縱向樓層地震剪力的分配按剛性樓蓋考慮在同一道墻上各墻肢間地震剪力的分配簡化146墻體抗震強(qiáng)度驗算

砌體抗剪強(qiáng)度理論主拉應(yīng)力強(qiáng)度理論剪切摩擦強(qiáng)度理論規(guī)范公式（抗規(guī)7.2.7）147墻體抗震強(qiáng)度驗算

砌體截面抗震強(qiáng)度驗算無筋磚砌體（抗規(guī)7.2.8第1條）橫向配筋磚砌體（抗規(guī)7.2.9）混凝土小型砌塊砌體（抗規(guī)7.2.10）148多層砌體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的連接（抗規(guī)7.3.5~7.3.7）設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱（抗規(guī)7.3.1~7.3.2）合理布置圈梁（抗規(guī)7.3.3~7.3.4）重視樓梯間的設(shè)計（抗規(guī)7.3.8）149底部框架－抗震墻砌體房屋抗震設(shè)計

概述底部框架砌體房屋，是指結(jié)構(gòu)底層或底部兩層采用鋼筋混凝土框架的多層砌體房屋主要用于底部需要大空間，而上面各層可采用較多縱橫墻的房屋，如底層設(shè)置商店、餐廳的多層住宅、旅館、辦公樓等建筑總體設(shè)計要求（抗規(guī)7.1.8）150底部框架－抗震墻砌體房屋抗震設(shè)計抗震計算底部剪力框架柱的設(shè)計框架柱承擔(dān)的地震剪力

為地震剪力增大系數(shù)151底部框架－抗震墻砌體房屋抗震設(shè)計框架柱的附加軸力抗震構(gòu)造措施（《抗規(guī)》7.5）圖9底部框架柱附加軸力計算152例題例1樓層地震剪力的橫向分配下圖示多層磚房的底層平面圖，中間開間為樓梯間，墻厚370mm，采用普通預(yù)制板的裝配式鋼筋混凝土樓板，底層層高3m，該樓層承擔(dān)橫向作用的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值FK=780kN。要求：樓梯間旁橫墻承擔(dān)的水平地震作用153例題例2各墻段間地震剪力的分配下圖所示墻體，墻厚370mm，頂端作用一水平集中力P=100kN。要求：確定墻段a、b、c分別承擔(dān)的水平力。154多高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計主要內(nèi)容多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計原則鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計例題155多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的震害及其分析結(jié)構(gòu)布置不合理而產(chǎn)生的震害扭轉(zhuǎn)破壞薄弱層破壞應(yīng)力集中防震縫處碰撞框架結(jié)構(gòu)的震害整體破壞形式局部破壞形式抗震墻結(jié)構(gòu)的震害156結(jié)構(gòu)布置不合理而產(chǎn)生的震害圖1平面為L形的建筑圖2框架結(jié)構(gòu)平面及柱的破壞157結(jié)構(gòu)布置不合理而產(chǎn)生的震害圖3底部框架結(jié)構(gòu)的變形圖4高層建筑的第5層倒塌158結(jié)構(gòu)布置不合理而產(chǎn)生的震害圖5軟弱底層房屋倒塌形式之一(傾倒)圖6軟弱底層房屋倒塌形式之二(底層完全倒塌)]159結(jié)構(gòu)布置不合理而產(chǎn)生的震害圖7應(yīng)力集中產(chǎn)生的震害圖8防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)單元的碰撞160框架結(jié)構(gòu)的震害整體破壞形式破壞性質(zhì)：延性破壞和脆性破壞破壞機(jī)制：梁鉸機(jī)制和柱鉸機(jī)制圖9框架的破壞形式161框架結(jié)構(gòu)的震害局部破壞形式構(gòu)件塑性鉸的破壞構(gòu)件的剪切破壞節(jié)點的破壞短柱破壞填充墻的破壞柱的軸壓比過大時使柱處于小偏心受壓狀態(tài)，引起柱的脆性破壞鋼筋的搭接不合理，造成搭接處破壞162框架結(jié)構(gòu)的震害圖10柱的破壞形式之一圖11柱的破壞形式之二163框架結(jié)構(gòu)的震害圖12柱的剪切破壞圖13節(jié)點的破壞164框架結(jié)構(gòu)的震害圖14短柱破壞165抗震墻結(jié)構(gòu)的震害破壞形式墻的底部發(fā)生破壞，表現(xiàn)為受壓區(qū)混凝土的大片壓碎剝落，鋼筋壓屈；墻體發(fā)生剪切破壞；抗震墻墻肢之間的連梁產(chǎn)生剪切破壞；166抗震墻結(jié)構(gòu)的震害圖13抗震墻的破壞圖14抗震墻的剪切破壞167抗震墻結(jié)構(gòu)的震害圖15墻肢間連梁的破壞168選型、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計原則選型結(jié)構(gòu)布置材料抗震等級按抗剪要求的截面限制條件169選型結(jié)構(gòu)類型及特點框架結(jié)構(gòu)抗震墻結(jié)構(gòu)框架－抗震墻結(jié)構(gòu)其它結(jié)構(gòu)類型最大適用高度（高規(guī)4.2）結(jié)構(gòu)的最大適用高度分為A級與B級A級代表常見的結(jié)構(gòu)設(shè)計，超過A級結(jié)構(gòu)最大適用高度的結(jié)構(gòu)為B級170選型表1現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)適用的最大高度(m)171選型樓蓋應(yīng)優(yōu)先選用現(xiàn)澆樓蓋，其次是裝配整體式樓蓋，最后才是裝配式樓蓋樓、屋蓋的長寬比要求（抗規(guī)6.1.6）表2抗震墻之間樓屋蓋的最大長寬比172結(jié)構(gòu)布置平面布置（高規(guī)4.3）圖16高層建筑平面173結(jié)構(gòu)布置豎向布置（高規(guī)4.4）防震縫的設(shè)置（抗規(guī)6.1.4）表4適用的房屋最大高寬比表3L、l的限值174材料混凝土的強(qiáng)度等級（抗規(guī)3.9.2）普通鋼筋的強(qiáng)度等級（抗規(guī)3.9.2）鋼筋代換（抗規(guī)3.9.4）175抗震等級影響因素（抗規(guī)6.1.2~6.1.3）抗震設(shè)防類別設(shè)防烈度結(jié)構(gòu)類型房屋高度其它表5現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級176按抗剪要求的截面限制條件限制條件（抗規(guī)6.2.9）對跨高比大于2.5的梁和連梁及剪跨比大于2的柱和抗震墻對跨高比不大于2.5的梁和連梁、剪跨比不大于2的柱和抗震墻、部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)的框支柱和框支梁，以及落地抗震墻底部加強(qiáng)部位177鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點地震作用在結(jié)構(gòu)各部分的分配與內(nèi)力計算截面設(shè)計和構(gòu)造框架節(jié)點核心區(qū)的設(shè)計178框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點設(shè)計要求抗震設(shè)計時，一般只需且必須對結(jié)構(gòu)縱、橫兩個主軸方向進(jìn)行抗震計算梁和柱的中線宜重合。應(yīng)注意避免形成短柱(柱凈高與截面高度之比小于4的柱)在豎向非地震荷載作用下，可用調(diào)幅法來考慮框架梁的塑性內(nèi)力重分布。無論對水平地震作用引起的內(nèi)力還是對豎向地震作用引起的內(nèi)力均不應(yīng)進(jìn)行調(diào)幅其它179地震作用在結(jié)構(gòu)各部分的分配與內(nèi)力計算地震作用在結(jié)構(gòu)各部分的分配基本假定：樓屋蓋在其平面內(nèi)的剛度為無窮大，各柱或各榀抗側(cè)力平面結(jié)構(gòu)在樓層蓋處的水平向變形是協(xié)調(diào)的。根據(jù)各柱或各榀抗側(cè)力平面結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度進(jìn)行地震作用引起的層剪力的分配kij為第i層第j根柱的抗側(cè)剛度180地震作用在結(jié)構(gòu)各部分的分配與內(nèi)力計算內(nèi)力計算電算手算：反彎點法和D值法反彎點法基本假定梁的線剛度為無窮大底層柱的反彎點在距基礎(chǔ)2/3柱高處，其余層各柱的反彎點均位于柱高的中點181地震作用在結(jié)構(gòu)各部分的分配與內(nèi)力計算D值法基本思路：在反彎點法的基礎(chǔ)上，對柱的抗側(cè)剛度和反彎點高度進(jìn)行修正柱抗側(cè)剛度柱的反彎點高度梁柱線剛度比及層數(shù)、層次對反彎點高度的影響上、下橫梁線剛度比對反彎點的影響層高變化對反彎點的影響－考慮柱上下端節(jié)點彈性約束的修正系數(shù)182截面設(shè)計和構(gòu)造地震作用效應(yīng)的調(diào)整根據(jù)“強(qiáng)柱弱梁”原則的調(diào)整：對同一節(jié)點，使其在地震作用組合下，柱端的彎矩設(shè)計值略大于梁端的彎矩設(shè)計值或抗彎能力。（抗規(guī)6.2.2）根據(jù)“強(qiáng)剪弱彎”原則的調(diào)整：對同一桿件，使其在地震作用組合下，剪力設(shè)計值略大于按設(shè)計彎矩或?qū)嶋H抗彎承載力及梁上荷載反算出的剪力。（抗規(guī)6.2.4，6.2.5）183截面設(shè)計和構(gòu)造配筋和構(gòu)造抗剪承載力梁受剪承載力（砼規(guī)11.3.4）柱受剪承載力（砼規(guī)11.4.9，11.4.10）構(gòu)造要求（抗規(guī)6.3）梁、柱縱向鋼筋配置梁、柱端加密區(qū)的箍筋配置框架柱軸壓比其它184截面設(shè)計和構(gòu)造表6抗震框架梁端箍筋加密區(qū)的長度、箍筋最大間距和最小直徑表7框架柱的軸壓比限值185截面設(shè)計和構(gòu)造表8框架柱全部縱向鋼筋最小配筋百分率表9柱加密區(qū)的箍筋最大間距和最小直徑186截面設(shè)計和構(gòu)造表10柱箍筋加密區(qū)的箍筋最小配箍特征值

v

187框架節(jié)點核心區(qū)的設(shè)計框架節(jié)點的破壞形態(tài)影響框架節(jié)點承載力和延性的因素核芯區(qū)抗震驗算方法188框架節(jié)點的破壞形態(tài)框架節(jié)點的破壞形態(tài)在豎向荷載和地震作用下，框架梁柱節(jié)點主要承受柱傳來的軸向力、彎矩、剪力和梁傳來的彎矩、剪力節(jié)點區(qū)的破壞形式為由主拉應(yīng)力引起的剪切破壞如果節(jié)點未設(shè)箍筋或箍筋不足，則由于其抗剪能力不足，節(jié)點區(qū)出現(xiàn)多條交叉斜裂縫，斜裂縫間混凝土被壓碎，柱內(nèi)縱向鋼筋壓屈189影響框架節(jié)點承載力和延性的因素影響因素梁板對節(jié)點區(qū)的約束作用軸壓力對節(jié)點區(qū)混凝土抗剪強(qiáng)度和節(jié)點延性的影響剪壓比和配箍率對節(jié)點區(qū)混凝土抗剪強(qiáng)度的影響梁縱筋滑移對結(jié)構(gòu)延性的影響190核芯區(qū)抗震驗算方法節(jié)點剪力設(shè)計值（抗規(guī)附錄D.1.1）圖17節(jié)點區(qū)的受力191核芯區(qū)抗震驗算方法節(jié)點受剪承載力的設(shè)計要求（抗規(guī)附錄D.1.4）192核芯區(qū)抗震驗算方法節(jié)點受剪截面限制條件（抗規(guī)附錄D.1.3）193例題例1結(jié)構(gòu)平面布置擬建于8度區(qū)、Ⅱ類場地上的高度為60m的框－剪結(jié)構(gòu)，其平面布置有四個方案。各平面示意如下圖所示(長度單位:m)，該建筑豎向體型無變化。要求：僅從結(jié)構(gòu)布置方面考慮，比較方案的合理性。194例題例2混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級已知某框架結(jié)構(gòu)為乙類建筑，總高H=33m，所處地區(qū)為Ⅲ類場地，抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計基本地震加速度為0.15g。要求：確定采用的抗震等級。某18層鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，房屋高度為58m,7度設(shè)防，丙類建筑，場地Ⅱ類。要求：確定該框架、剪力墻的抗震等級。195例題例3軸壓比限值某12層住宅樓，修建于設(shè)防烈度7度、II類場地上，其層高為2.9m，室內(nèi)外高差900mm。采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，二層框架柱剪跨比

=1.8。要求：抗震設(shè)計時，該柱在豎向荷載與地震作用組合下的軸壓比

N的限值。1