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建筑防灾建筑防灾建筑与城市规划学院建筑与城市规划学院 韩晓娟韩晓娟第二讲第二讲 建筑与地震建筑与地震目录n1.3建筑抗震基本原则建筑抗震基本原则n1.4多层和高层钢筋混凝土抗震设计多层和高层钢筋混凝土抗震设计1.3建筑抗震基本原则建筑抗震基本原则1.3.1 抗震设防的目标1.3.2 抗震设防的分类标准1.3.3 抗震设计的基本原则1.3建筑抗震基建筑抗震基本原则本原则1.4多层和高层钢筋混凝土抗震设计1.3.1抗震设防的目标n抗震设防：对建筑结构进行抗震设防并采取一定的抗震构造措施，以达到结构抗震的效果和目的。依据抗震设防烈度n抗震设防烈度:按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。建筑结构的抗震设防目标，是对于建建筑结构的抗震设防目标，是对于建筑结构应具有的抗震安全性能的要求。筑结构应具有的抗震安全性能的要求。n当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震（50年内超越概率为63.2%）时，一般不损坏或不需要修理可继续使用；（小震不坏）n当遭受相当于本地区抗震设防烈度的影响（50年内超越为10%的烈度）时，可能损害，一般修理或不需要修理仍可继续使用；（中震可修）n当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响（50年内超越概率为2%3%的烈度）时，不致倒塌或发生危机生命的严重破坏；（大震不倒）1.3.2抗震设防的分类标准n建筑抗震设防类别划分，应根据下列因素综合确定：1.社会影响和直接、间接经济损失的大小；2.城市的大小和地位、行业的特点、工矿企业的规模；3.使用功能失效后对全局的影响范围大小；4.结构本身的抗震潜力大小，使用功能恢复的难易程度。5.建筑物各单元的重要性有显著不同时，可根据局部的单位划分类别。6.在不同行业之间的相同建筑，由于所处地位及受震破坏后产生后果及影响不同，抗震设防类别可不相同。n建筑抗震设防类别，应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类和丁类四个类别，其划分应符合下列要求：1.甲类建筑：重大建筑工程，地震时可能发生严重次声灾害的建筑。2.乙类建筑：主要指使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑。3.丙类建筑：地震破坏后有一般影响，及不属于甲、乙、丁类的建筑。4.丁类建筑：地震破坏后不会影响甲、乙、丙类建筑，且社会影响、经济损失轻微的建筑。n各类建筑的抗震设防标准，应符合下列要求：1.甲类建筑：应按提高设防烈度一度设计。2.乙类建筑：地震作用地震作用应按该地区抗震设防烈度设计；抗震措施抗震措施应提高一度设计，当设防烈度为9度时，应着力加强抗震措施。3.丙类建筑：地震作用和抗震措施应按本地区设防烈度设计。4.丁类建筑：一般情况下地震作用可不降低；当设防烈度为79度时，抗震措施可按本地区设防烈度降低一度设计，当为6度时不降低。1.3.3抗震设防的基本原则1.合理选择场地和确定地基基础合理选择场地和确定地基基础2.全面规划，避免地震时发生次生灾害3.合理选择结构体系4.采用简单、规则的建筑方案采用简单、规则的建筑方案5.保证结构整体性，使结构和连接部分具有较好的延性延性6.处理好非结构中的连接问题处理好非结构中的连接问题7.必要时采用隔震与消能减震技术8.合理选择结构材料和正确确定施工方法9.对已有建筑提高抗震能力，进行抗震加固是工程中常采取的措施10.建立建筑地震反应观测系统1.3.3.1合理选择场地和确定地基基础n 选择在地势平坦、开阔、稳定、密实的有利地段 避开条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造 不应在滑坡、崩塌、地陷、泥石流、地震断裂带的危险地带建房1.3.3抗震设防的基本原则1.合理选择场地和确定地基基础合理选择场地和确定地基基础2.全面规划，避免地震时发生次生灾害3.合理选择结构体系4.采用简单、规则的建筑方案采用简单、规则的建筑方案5.保证结构整体性，使结构和连接部分具有较好的延性延性6.处理好非结构中的连接问题处理好非结构中的连接问题7.必要时采用隔震与消能减震技术8.合理选择结构材料和正确确定施工方法9.对已有建筑提高抗震能力，进行抗震加固是工程中常采取的措施10.建立建筑地震反应观测系统1.3.3.4 采用简单、规则的建筑方案n力求建筑体型简单，重量、刚度对称和均匀分布，避免立面、平面上的突然变化和不规则形状。n建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。n建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不宜采用建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不宜采用不规则的设计方案，不应采用严重不规则的设计不规则的设计方案，不应采用严重不规则的设计方案。方案。平面不规则的建筑方案n扭转不规则 n凹凸不规则n楼板局部不连续（1）扭转不规则（2）凹凸不规则（3）楼板局部不连续立面不规则的建筑方案n侧向刚度不规则 n竖向抗侧力构件不连续 n楼层承载力突变（1）侧向刚度不规则（2）竖向抗侧力构件不连续（3）楼层承载力突变建议n提倡采用简单、规则的建筑方案；n对不规则的建筑（一项及以上的不规则超标）、对特别不规则的建筑（多项超标，具有较明显的抗震薄弱部位），应通过补充计算和加强构造措施，可以使用；n对于体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构，可按实际需要在适当部位设置防震缝，形成多个较规则的抗测力结构单元。1.3.3抗震设防的基本原则1.合理选择场地和确定地基基础合理选择场地和确定地基基础2.全面规划，避免地震时发生次生灾害3.合理选择结构体系4.采用简单、规则的建筑方案采用简单、规则的建筑方案5.保证结构整体性，使结构和连接部分具有较好的延性延性6.处理好非结构中的连接问题处理好非结构中的连接问题7.必要时采用隔震与消能减震技术8.合理选择结构材料和正确确定施工方法9.对已有建筑提高抗震能力，进行抗震加固是工程中常采取的措施10.建立建筑地震反应观测系统1.3.3.6处理好非结构中的连接问题1.4多层和高层钢筋混凝土多层和高层钢筋混凝土抗震设计抗震设计1.4.1钢筋混凝土房屋震害特点1.4.2钢筋混凝土房屋的抗震设计1.3建筑抗震基本原则1.4多层和高层多层和高层钢筋混凝土抗钢筋混凝土抗震设计震设计1.4.1钢筋混凝土房屋震害特点n结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层n柱端与节点的破坏较为突出n砌体填充墙的破坏较为普遍n防震缝的震害普遍1.4.2钢筋混凝土房屋的抗震设计1.4.2.1 钢筋混凝土房屋适用的最大高度结构类型烈 度6789框架60554525框剪13012010050纯剪力墙14012010060框支剪力墙 12010080不应框筒15013010080筒中筒180150120801.4.2.2 关于防震缝的有关规定n框架结构房屋的防震缝宽度，当高度不超过15m时可采用70mm,超过15m时，6度、7度、8度、9度相应每增加高度5、4、3m和2m，宜加宽20mm。n框剪结构防震缝宽度可采用前一项规定的70%，纯剪力墙结构为50%，且均不宜小于70mm。1.4.2.3 关于抗震墙的设置n根据震害经验分析，设置适当的抗震墙将增强钢筋混凝土框架结构的抗震能力。注意事项：1、柱间偏心距不宜大于柱宽的1/4；2、抗震墙宜贯通房屋全高，且横向与纵向的抗震墙宜相 连；3、抗震墙宜设置在不需要开大洞口的位置；4、较长的抗震墙宜开设洞口，将移到抗震墙分成长度均匀 的若干段墙；1.4.2.4 关于基础n设置基础系梁 附加：附加：抗震设防区框架体系抗震设防区框架体系 结构布置的要求结构布置的要求抗震设防区框架体系结构布置的要求抗震设防区框架体系结构布置的要求结构平面布置简单、规则、对齐、对称，有利于抵抗水平荷载n平面形状：板式、塔式n板式是指房屋宽度较小，而长度较大的建筑n为了增加板式结构的侧向刚度和稳定，避免“一字形”建筑，可以做成折板式或曲线式。n塔式则是指平面的长度和宽度相接近的建筑n在塔式建筑中，常用圆形、方形、长宽比较小的矩形、Y形、井形、三角形或其他各种形状。1）结构）结构平面平面布置的原则布置的原则图例：增大房屋等效厚度（图例：增大房屋等效厚度（1）图例：增大房屋等效厚度（图例：增大房屋等效厚度（2）北京国际饭店：尽量避免部分突出及刚度突变控制房屋的长宽比L/B不宜超过4.0图例：抗震建筑平面图例：抗震建筑平面图例：不利抗震建筑平面图例：不利抗震建筑平面图例：日本建筑师推荐的建筑平面图例：日本建筑师推荐的建筑平面抗侧力结构的布置应尽可能使房屋的刚度中心与地震力合力作用线接近或重合图例：不利抗震的结构布置图例：不利抗震的结构布置抗侧力结构的布置应使房屋中各部分的刚度均匀，不应过分悬殊在烈度较高的抗震设防区、楼、电梯间不宜布置在结构单元的两端和拐角部位。沿房屋的竖向高度刚度和质量分布均匀，不要发生过大的突变，尽量避免夹层、错层、抽柱现象。2）结构）结构立面立面布置的原则布置的原则图例：结构薄弱层反应图例：结构薄弱层反应各层楼板应尽可能设置在同一标高上，尽可能不采用复式框架。图例：长、短柱共存现象图例：长、短柱共存现象n下刚顶柔结构，容易出现“辫梢”效应。震害调查表明：房屋顶部突出结构震害严重n南开大学主楼突出部分的体型越细长，则摆动影响越大，鞭梢效应越明显，当突出部分高度小于下部高度的1/5时，其摆动影响可不考虑房屋顶部不宜有局部突出和刚度突变，如不能避免，突出部分应逐步收小，并需作抗震验算。竖向规则建筑：立面局部收紧尺寸不大于该方向总尺寸的25%；楼层刚度不小于相邻上层刚度的70%，且连续三层的总刚度下降不超过50%。n底柔上刚结构，底部容易破坏H是指建筑物地面到檐口高度B是指建筑物平面的短方向总宽控制结构高宽比控制结构高宽比HB合理地设置变形缝高宽比超过限值需进行整体稳定性和抗倾覆验算注意控制房屋的侧向变位和层间相对变位，并对填充墙采取适当的加强措施（在填充墙内设轻钢或钢筋混凝土骨架并与框架连接等）控制房屋的侧向变位和层间相对变位的作用：（1）防止竖向荷载引起的附加弯矩的加剧（2）防止填充墙的装修材料的破坏（3）避免相邻房屋的相互碰撞（4）减轻摇晃的感觉房屋高低层不宜用牛腿相连，宜用防震缝分开柱子净高与截面长边的比值宜大于4