工程结构抗震设计4.抗震概念设计

4.5.1 平面不规则类型 1. 平面扭转不规则
建筑结构平面的扭转不规则示例
（1）刚性楼板假定；按国外的有关规定，楼盖周边两端位移 不超过平均位移2倍的情况称为刚性楼盖，超过2倍则属于柔性 楼盖。因此，这种“刚性楼盖”，并不是刚度无限大。 （2）采用规定的水平力计算；扭转位移比计算时，楼层的位 移不采用各振型位移的CQC组合计算，而是采用“规定的水平力 ”，即指采用振型组合（CQC法或SRSS法，宜采用CQC法）后的 楼层地震剪力换算的水平作用力。水平力换算时可按以下原则 进行：每一楼面处的水平作用力，取该楼面上、下两楼层地震 剪力差的绝对值。 （3）考虑偶然偏心的影响。偶然偏心大小的取值，除采用该 方向最大尺寸的5％外，也可考虑具体的平面形状和抗侧力构件 的布置调整。
4.4
选择合理的抗震结构体系
结构体系应符合下列各项要求： （1）应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。
（2）宜有多道抗震防线 采用钢筋混凝土框架 结构，由于教室空间 较大（标准教室 7m×9m），又缺少 纵向柱间支撑（或柱 子翼墙），结构纵向 刚度较弱。 在竖向地震分量大于 水平分量的大震作用 下，柱子首先破坏， 导致全楼倒塌。
4.2 选择有利于抗震的场地
宜选择如表2.7所示对建筑抗震有利的地段。对不利地段、 危险地段、山区建筑场地等均应按《抗震规范》规定避开 或采取有效措施。
表2.7 有利、一般、不利和危险地段的划分
地段类别
地质、地形、地貌
有利地段 稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中 硬土等 不利地段 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 、疏松的断破裂带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地 基）等
能力又不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。
4.5 选择有利于抗震的建筑平面和立面形式
有利于抗震的规则平面
有利于抗震的结构布置
建筑结构的规则性对结构抗震 的重要性！
扭转位移比计算时，楼层的位移不采用各振型位移的CQC组合计算，按国外的规定明 确改为取“给定水平力”计算，可避免有时CQC计算的最大位移出现在楼盖边缘的中 部而不在角部，而且对无限刚楼盖、分块无限刚楼盖和弹性楼盖均可采用相同的计 算方法处理；该水平力一般采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平作用力，并 考虑偶然偏心；结构楼层位移和层间位移控制值验算时，仍采用CQC的效应组合。
第4章 抗震概念设计
4.1
*4.2
概述
选择有利于抗震的场地
4.3
*4.4
选择有利于抗震的地基和基础
选择合理的抗震结构体系
*4.5
*4.6 4.7 4.8
选择有利于抗震的建筑平面和立面形式
选择合理的结构构件 注意非结构构件和主体结构的关系 注意材料的选用和施工质量
4.1 概述
定义与基本内容 根据地震灾害和工程经验等所形成的基 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称为概念设计。
危险地段 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错位的部位
4.3 选择有利于抗震的地基和基础
1.同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上，也不 宜部分采用天然地基部分采用桩基。 2.当采用不同基础类型或基础埋深显著不同时，应根据地震时两 部分地基基础的沉降差异，在基础、上部结构的相关部位采取加 强结构整体性和刚性的措施。 3.地基为软弱黏性土、液化土、新近填土或严重不均匀土时，应 根据地震时地基不均匀沉降和其他不利影响，采取地基处理等措 施加强基础的整体性和刚性。 4.边坡附近的建筑基础应进行抗震稳定性设计，建筑基础与土质 、强风化岩质边坡的边缘应留有足够的距离。
2. 平面凹凸不规则
3. 楼板局部不连续和楼盖错层
b 0.5 B
B
大开洞
错层
B
A0 0.3 A来自百度文库A Bl
局部不连续
l
在进行抗震设计时，应注意以下几点： （1）“有效楼板宽度”是指楼板实际传递水平地震作用时的 有效宽度，即楼板的实际宽度，应扣除楼板实际存在的洞口宽度 ，当楼、电梯间周边无钢筋混凝土抗震墙时，还应扣除楼、电梯 间在楼面处的开口尺寸等。 （2）“楼板典型宽度”应按楼板外形的基本宽度计算。即对 平面形状比较规则的楼层，可以是楼板面积占大多数区域的楼板 宽度；对抗侧力构件布置不均匀的结构，可以是主要抗侧力结构 所在区域的楼板宽度。 （3）对“较大的错层”，可以认为当楼层高度差不小于600mm ，且大于楼层梁截面高度时，可确定为较大错层。同时，对错层 及局部错层应优先考虑通过采取适当的措施，消除或减轻错层给 结构带来的不利影响。错层处的框架柱抗震等级应提高一级，且 在错层及错层上、下相关楼层（至少上、下各一层）箍筋应全柱 加密。
承载力设计值的分析)是判断薄弱层(部位)的基础；
2)要使楼层(部位)的实际承载力和设计计算的弹性受力之比在总体上保持 一个相对均匀的变化，一旦楼层(或部位)的这个比例有突变时，会由于塑
性内力重分布导致塑性变形的集中；
3)要防止在局部上加强而忽视整个结构各部位刚度、强度的协调； 4)在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位)，使之有足够的变形
4. 平面不规则的其他类型
平面不规则的其他类型
4.5.2 竖向不规则类型
1. 侧向刚度不规则
沿竖向的侧向刚度不规则（有软弱层） （1）当该层的侧向刚度小于相邻上一层的70％，或小于其上 相邻三个楼层侧向刚度平均值的80％时； （2）除顶层或出屋面小建筑外，局部收进的水平向尺寸大于 相邻下一层的25％。
2008汶川地震中位于极震区的映秀镇漩口中学教学楼
（3）应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗 地震能量的能力。
2008汶川地震中安县某厂房柱间支撑屈曲
日本某学校建筑设置的柱间支撑
抗震薄弱层(部位)的概念，也是抗震设计中的重要概念，包括： 1)结构在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载力分析(而不是
竖向收进和外挑
2. 竖向抗侧力构件不连续
竖向抗侧力构件不连续示例