建筑结构抗震概念设计
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建筑结构抗震设计 Seismic design of buildings
2020/1/9
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第10章 建筑抗震概念设计
10.1 场地选择 10.2 建筑的平立面布置 10.3 结构选型与结构布置 10.4 多道抗震防线 10.5 刚度、承载力和延性的匹配 10.6 确保结构的整体性 10.7 非结构部件处理
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10.2.1 建筑平面布置
1、建筑平面形状 1）建筑物的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度变
化均匀，避免楼层错层； 2）地震区的高层建筑，平面以方形、矩形、圆形为好；
正六边形、正八边形、椭圆形、扇形也可以。 3）有较长翼缘的L形、T形、十字形、U形、H形、Y形平面
也不宜采用。这些平面的较长翼缘，地震时容易因发生 差异侧移而加重震害。
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10Байду номын сангаас1 场地选择——续
2）关于地基基础设计，抗震规范有如下规定： 1、避开危险地带（如断裂带等）； 2、同一结构单元的基础不宜设置在性质截然 不同的地基上；无法避开时，除考虑不同土 层差异运动的影响外，还应采用局部深基础， 使整个建筑物的基础落在同一上层上 （图） 3、同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基；（可
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基本概念
? 1、计算设计（ Numerical design ）：按荷载 计算、内力分析及组合、强度计算 、构造措施 等称为计算设计。
? “计算设计” ——不能完全依赖！
? 地震方面——地震是一种随机振动，具有复杂 性、不确定性，因此很难准确预测建筑物所遭 遇地震的特性和参数。地震在时间和空间上都 具有很大的随机性。
设沉降缝，成为两个单元） 4、地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀时，
应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，并采取相 应措施，基础应加强其整体性和刚性。
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10.2 建筑的平立面布置
一幢房屋的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结 构布置。建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则， 就能从根本上保证房屋具有良好的耐震性能。
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10.2.2 建筑立面布置
1、建筑立面形状 地震区高层建筑的立面应采用矩形、梯形、三角
形等均匀变化的几何形状，尽量避免带有突然变化的 阶梯形立面。
因为立面形状的突然变化，会引起质量和抗侧移 刚度突变，地震时容易因剧烈振动或塑性变形集中 （薄弱层）而加重破坏。
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10.2.2 建筑立面布置——续
? 《抗震规范》 3.4.1条规定：建筑设计应符合抗震概 念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。
? 3.4.2条规定：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少， 避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
? 有助于掌握明确的设计思想，灵活、恰当地运用抗震设计 原则，是设计人员不知陷入盲目的计算工作，从而做到比 较合理的抗震设计。
? 抗震概念设计是目前工程设计高度自动化的背景下唯一具 有能动性和创造性的设计过程。
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基本概念——续
抗震概念设计的思路：
? 在工程设计一开始，把握好能量输入、房屋体型、 结构
? 体系、刚度分布、构件延性等几个主要方面， 从 根本上 消除建筑中的抗震薄弱环节。
? 辅以必要的计算和构造措施，有可能使房屋建筑 具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。
由于对地震作用及结构性能的了解还远远不够，在 某种意义上，概念设计比计算设计更重要。
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10.1 场地选择
不同的场地上的建筑震害不同,在建筑选址时，要尽量 选择对建筑抗震有利的地段，避开不利和危险地段。
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10.2.1 建筑平面布置——续
2、平面不规则的类型：
《规范》3.4.2规定：
1）扭转不规则：楼层的最大弹性水平位移（或层间位 移）大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平 均值的1.2倍。
2）凹凸不规则：结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应 投影方向总尺寸的30%。
3）楼板局部不连续：楼板的尺寸和平面刚度急剧变化。
千年以内曾活动过一次，或者在五万年内活动过两次
的断层。
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10.1 场地选择——续
2、选择有利于抗震的场地
1）概念
? 对建筑抗震有利的地段：指位于开阔平坦地的坚硬场地 上或密实均匀中硬场地土。
? 对建筑抗震不利的地段：就地形而言，一般是指条状突 出的山嘴，孤立的山包和山梁的顶部，高差较大的台地 边缘，非岩质的陡坡， 河岸和边坡的边缘；就场地土质 而言，一般是指软弱土、易液化土，故河道、断层破碎 带、暗埋塘滨沟谷或半挖半填地基等，以及在平面分布 上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。
2、竖向不规则的类型
? 结构分析——未能充分考虑结构的空间作用、 非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素， 也存在不准确性。
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基本概念——续
? 2、概念设计（Conceptual design ） ：立足于工程抗震 基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念的 抗震设计。
? 在着手进行结构抗震设计时，着眼于结构的总体地震反应， 灵活运用抗震设计准则，既注意总体布置上的大原则，又 考虑关键部分的细节，从而全面、合理地解决结构抗震设 计中的基本问题。
例如：开洞面积大于该楼层面积的 30%，或较大的楼
层错层，或有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的
50%。
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10.2.1 建筑平面布置——续
3、高层建筑平面尺寸限值 《高层规程》对地震区高层建筑的平面形状作了明确规
定，如下图和表，并提出对这些平面的凹角处，应采 取加强措施。
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1、避开地震危险地段
1）概念
? 建筑抗震危险的地段：指地震时可能发生崩塌、滑坡、 地陷、地裂、泥石流等地段以及震中烈度为 8度以上的 发震断裂带在地震时可能发生地表错位的地段。
? 非发震断层：与当地的地震活动性没有成因上联系的 一般断层，在地震作用下一般不会发生新的错动。
? 发震断层：具有潜在地震活动的断层，在过去三万五
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第10章 建筑抗震概念设计
10.1 场地选择 10.2 建筑的平立面布置 10.3 结构选型与结构布置 10.4 多道抗震防线 10.5 刚度、承载力和延性的匹配 10.6 确保结构的整体性 10.7 非结构部件处理
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1、建筑平面形状 1）建筑物的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度变
化均匀，避免楼层错层； 2）地震区的高层建筑，平面以方形、矩形、圆形为好；
正六边形、正八边形、椭圆形、扇形也可以。 3）有较长翼缘的L形、T形、十字形、U形、H形、Y形平面
也不宜采用。这些平面的较长翼缘，地震时容易因发生 差异侧移而加重震害。
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2）关于地基基础设计，抗震规范有如下规定： 1、避开危险地带（如断裂带等）； 2、同一结构单元的基础不宜设置在性质截然 不同的地基上；无法避开时，除考虑不同土 层差异运动的影响外，还应采用局部深基础， 使整个建筑物的基础落在同一上层上 （图） 3、同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基；（可
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基本概念
? 1、计算设计（ Numerical design ）：按荷载 计算、内力分析及组合、强度计算 、构造措施 等称为计算设计。
? “计算设计” ——不能完全依赖！
? 地震方面——地震是一种随机振动，具有复杂 性、不确定性，因此很难准确预测建筑物所遭 遇地震的特性和参数。地震在时间和空间上都 具有很大的随机性。
设沉降缝，成为两个单元） 4、地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀时，
应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，并采取相 应措施，基础应加强其整体性和刚性。
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10.2 建筑的平立面布置
一幢房屋的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结 构布置。建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则， 就能从根本上保证房屋具有良好的耐震性能。
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10.2.2 建筑立面布置
1、建筑立面形状 地震区高层建筑的立面应采用矩形、梯形、三角
形等均匀变化的几何形状，尽量避免带有突然变化的 阶梯形立面。
因为立面形状的突然变化，会引起质量和抗侧移 刚度突变，地震时容易因剧烈振动或塑性变形集中 （薄弱层）而加重破坏。
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10.2.2 建筑立面布置——续
? 《抗震规范》 3.4.1条规定：建筑设计应符合抗震概 念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。
? 3.4.2条规定：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少， 避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
? 有助于掌握明确的设计思想，灵活、恰当地运用抗震设计 原则，是设计人员不知陷入盲目的计算工作，从而做到比 较合理的抗震设计。
? 抗震概念设计是目前工程设计高度自动化的背景下唯一具 有能动性和创造性的设计过程。
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基本概念——续
抗震概念设计的思路：
? 在工程设计一开始，把握好能量输入、房屋体型、 结构
? 体系、刚度分布、构件延性等几个主要方面， 从 根本上 消除建筑中的抗震薄弱环节。
? 辅以必要的计算和构造措施，有可能使房屋建筑 具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。
由于对地震作用及结构性能的了解还远远不够，在 某种意义上，概念设计比计算设计更重要。
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10.1 场地选择
不同的场地上的建筑震害不同,在建筑选址时，要尽量 选择对建筑抗震有利的地段，避开不利和危险地段。
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2、平面不规则的类型：
《规范》3.4.2规定：
1）扭转不规则：楼层的最大弹性水平位移（或层间位 移）大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平 均值的1.2倍。
2）凹凸不规则：结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应 投影方向总尺寸的30%。
3）楼板局部不连续：楼板的尺寸和平面刚度急剧变化。
千年以内曾活动过一次，或者在五万年内活动过两次
的断层。
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10.1 场地选择——续
2、选择有利于抗震的场地
1）概念
? 对建筑抗震有利的地段：指位于开阔平坦地的坚硬场地 上或密实均匀中硬场地土。
? 对建筑抗震不利的地段：就地形而言，一般是指条状突 出的山嘴，孤立的山包和山梁的顶部，高差较大的台地 边缘，非岩质的陡坡， 河岸和边坡的边缘；就场地土质 而言，一般是指软弱土、易液化土，故河道、断层破碎 带、暗埋塘滨沟谷或半挖半填地基等，以及在平面分布 上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。
2、竖向不规则的类型
? 结构分析——未能充分考虑结构的空间作用、 非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素， 也存在不准确性。
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基本概念——续
? 2、概念设计（Conceptual design ） ：立足于工程抗震 基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念的 抗震设计。
? 在着手进行结构抗震设计时，着眼于结构的总体地震反应， 灵活运用抗震设计准则，既注意总体布置上的大原则，又 考虑关键部分的细节，从而全面、合理地解决结构抗震设 计中的基本问题。
例如：开洞面积大于该楼层面积的 30%，或较大的楼
层错层，或有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的
50%。
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10.2.1 建筑平面布置——续
3、高层建筑平面尺寸限值 《高层规程》对地震区高层建筑的平面形状作了明确规
定，如下图和表，并提出对这些平面的凹角处，应采 取加强措施。
2020/1/9
1、避开地震危险地段
1）概念
? 建筑抗震危险的地段：指地震时可能发生崩塌、滑坡、 地陷、地裂、泥石流等地段以及震中烈度为 8度以上的 发震断裂带在地震时可能发生地表错位的地段。
? 非发震断层：与当地的地震活动性没有成因上联系的 一般断层，在地震作用下一般不会发生新的错动。
? 发震断层：具有潜在地震活动的断层，在过去三万五