建筑抗震概念设计1

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1、第2章建筑抗震概念设计返回总目录教学提示：地震及其影响有其不确定性，结构计算也有其不准确性。建筑结构的抗震问题不可能完全依赖“计算设计”，而必须强调“概念设计”。教学要求：本章让学生了解建筑抗震设计的主要概念，包括场地选择、建筑平立面的确定、结构及体系等。地震是一种随机振动，以现有的科技水平，难以预估实际地震的发生时间、空间和强度。抗震设防的依据是一个地区的设防烈度，而由于统计分析的历史地震资料数量有限，以及地震地质背景不够清楚，在一个地区发生超过设防烈度的地震是完全可能的。同一个建筑场地的地面运动的性质，随着震源机制、震级大小、震中距和传播路径中土层性质的不同

2、，也不是恒定不变的；不同性质的地面运动对建筑物的破坏作用也不同。因此，地震及其影响有其不确定性。在结构分析方面，由于不可能完全、充分考虑结构的空间作用、结构材料的性质、特别是结构进入弹塑性以后材料的非弹性性质、阻尼变化等因素，结构计算也有其不准确性。所以，建筑结构的抗震问题不可能完全依赖“计算设计”而必须强调“概念设计”。所谓建筑抗震概念设计(SeismicConceptDesignofBuildings)，是指根据地震灾害和工程经验等形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。概念设计的依据是震害和工程经验所形成的基本设计原则和思

3、想，设计内容包括建筑体形、结构体系布置和抗震构造设计等，也就是除了“计算设计”以外的所有抗震设计内容均属于“概念设计”的范畴。概念设计强调根据抗震设计的基本原则，在建筑场地选择、建筑体形(平、立面)、结构体系、刚度分布、构件延性等方面综合考虑，在总体上消除建筑中的薄弱环节，再加上必要的计算和抗震构造措施，使得所设计出的建筑具有良好的抗震性能。●2.1场地的选择●2.2建筑和结构的规则性●2.3抗震结构体系●2.4非结构构件●2.5结构材料与施工●2.6习题本章内容2.1场地的选择地震灾害表明，建筑的破坏，不仅与建筑本身的抗震性能有关，还与建筑物所在场地条件有关。

4、最直观的经验是，每次地震后震害往往有高烈度地震区出现低烈度震害异常区，而低烈度地震区出现高烈度震害异常区。1967年委内瑞拉加拉加斯地震，不同覆盖土厚度地区，不同高度的房屋倒塌率有很大差异；1985年墨西哥地震距离震中400多千米的墨西哥城中房屋的破坏，比震中区的破坏更严重。如图2.1所示为唐山地震等烈度线，图中8度区中出现了7度和9度异常区。出现这种现象的原因，主要是与该区域的地形、工程地质和水文条件有关。2.1场地的选择相应地，我们在选择建筑场地时，就应该根据工程需要，掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料、对抗震有利、不利和危险地段作出综合评价。对

5、抗震有利的地段，指的是稳定基岩、坚硬土，开阔、密实、均匀的中硬土等。对抗震不利的地段，为软弱土、液化土，条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘，非岩质的陡坡，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层(如故河道、疏松的断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷和半挖半填地基)等。抗震危险地段，是指地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表位错的部位。2.1场地的选择图2.1唐山地震等烈度线一般认为，当局部地形(如条状突出的山嘴、孤立的山丘等)高差大于30m～50m时，位于高处的建筑的震害会加重。如1920年海原地震中，位于渭河谷地的姚庄烈

6、度为7度，而2km以外的牛家庄因处于高于百米的黄土梁上，烈度竟达到9度；海城地震，在大石桥盘龙山高差58m的两个测点上收到的强余震加速度记录表明，孤立突出地形上的地面最大加速度，比坡脚平地上的加速度平均大1.84倍。依据宏观震害调查的结果和对不同地形条件和岩土构成的形体所进行的二维地震反应分析结果所反映的总趋势，大致可以归纳为以下几点：①高突地形距离基准面的高度愈大，高处的反应愈强烈；②离陡坎和边坡顶部边缘的距离愈大，反应相对减小；③从岩土构成方面看，在同样地形条件下，土质结构的反应比岩质结构大；④高突地形顶面愈开阔，远离边缘的中心部位的反应明显减小；⑤边坡愈陡

7、，其顶部的放大效应相应加大。2.1场地的选择基于以上变化趋势，以突出地形的高差H和与之相对应的平均坡降H/L，以及场址距突出地形边缘的相对距离L1与相对高度H的比值L1/H为参数，归纳出各种地形的地震力放大作用如下。(2-1)式中：——局部突出地形顶部的地震影响系数的放大系数；——局部突出地形地震动参数的增大幅度，按表2-1采用;——附加调整系数，与建筑场地离突出台地边缘的距离L1与相对高差H的比值有关。当L1/H<2.5时，可取1.0；当2.5≤L1/H＜5时，可取0.6；当L1/H≥5时，可取0.3。L、L1均按距离场地的最近点考虑。2.1.1地形的影响2.

8、1场地的选择突出地形的高