结构抗震概念设计

考虑或不考虑节点非刚性转动的影响程度可达5%—10%； 考虑柱轴向变形，自振周期可能加长15%，加速度反应可能 降低8%；考虑P-Δ效应可能增加位移10%。
3．材料的影响
■材料性能的退化 ■混凝土弹性模量的降低ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ex:混凝土弹性模量随着时间及应变程度而改变。随着 时间的增长，混凝土的弹性模量比施工完成后可能降低 50%，在应变增大的情况下还可能继续降低，这意味着 自振周期可能增长25%，减小加速度反应10%。
结构抗震概念设计： 正确的场地选择； 合理的结构设计； 正确的构造措施。
强调结构抗震概念设计的必要性
------------------------------------------------------■地震作用的不确定性（随机性、复杂性、 间接性和耦连性） ■结构计算假定与实际情况的差异
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目前的抗震设计水平尚未达到真正的科学水平。
要使建筑物具有尽可能好的抗震性能，首先应从大的方面入手，做好 抗震概念设计。如果整体设计没有做好，计算工作再细致，也难免在地震
时建筑物不发生严重的破坏，乃至倒塌。科学辨证观：大处着眼、 小处着手！正确处理整体与局部、宏观与微观的关系！
图1 房屋震害指数与局部地形的关系曲线
图2 地理位置的放大作用
图1表示通海地震烈度为10度区内房屋震害指数与局部地形的关系。 图中实线A表示地基土为第三系风化基岩，虚线B表示地基土为较坚硬 的粘土。同时，在海城地震时，从位于大石桥盘龙山高差58m的两个测 点上所测得的强余震加速度峰值记录表明，位于孤突地形上的比坡脚 平地上的平均达1.84倍，这说明在孤立山顶地震波将被放大。
1923年日本关东大地震，东京都木结构房屋的破坏率，明 显地随冲击层厚度的增加而上升。
图4 房屋破坏率与覆盖土层 厚度的关系
1967年委内瑞拉加拉加斯6.4级地震时，同一地区不同覆盖层厚度土层 上的震害有明显差异，特别是9至12层房屋在厚的冲积土层上房屋破坏 率要高得多。图4表示了1967年委内瑞拉加拉加斯地震时房屋破坏率与 覆盖层厚度的关系。从图中的震害调查的统计数据表明，当土层厚度 超过160m时，10层以上房屋的破坏率显著提高，10—14层房屋的破坏 率，约为薄土层上的3倍，而14层以上的破坏率则上升到8倍。
20余年以来，世界上一些大城市先后发生了若干次大地震，通过震害 分析对建筑物的破坏规律有了更多的认识，从而取得了抗震设计经验，确 定了结构抗震概念设计的要点。
一、避开抗震危险地段， 选择抗震有利地段
选择建筑场地时，宜或应选择对建筑抗震有利的地段，
避开对建筑抗震设计不利的地段。 ----------------------------------------------抗震危险地段指地震时可能发生崩塌（如溶洞、陡峭
图2表示了这种地理位置的放大作用。
图3 软土地基上房屋的震害
图3：天津塘沽港地区，地表下3—5m为冲填土，其下为深厚的 淤泥和淤泥质土，地下水位为－1.6m。1974年兴建的16幢3层住宅和 7幢4层住宅，均采用片筏基础。1976年唐山地震前，累计沉降分别 为200mm和300mm，地震期间沉降量突然增大，分别增加了150mm 和200mm。震后，房屋向一边倾斜，房屋四周的外地坪地面隆起。
4．阻尼的变化 钢筋混凝土结构阻尼比一般为5%，但当受震松动 以后阻尼比可达20%—30%，自振周期差异达50%左 右。
5．基础差异沉降的影响 按一般荷载设计的框架结构，当地震系数采用 0.10，基础差异沉降1cm可能造成设计弯矩72%的误 差，而这种误差在设计中一般未予考虑。
6．地基承载力
考虑地震的偶然性以及短期突然加载的影响，在计算地震 对地基的影响时，地基承载力取值往往提高33%—50%。
二、减少能量输入
1．薄的场地覆盖层。
我国建筑抗震设计规范将场地覆盖层厚度定义为地面至坚 硬场地顶面的距离。
坚硬场地包括岩石或剪切波速大于500m/s的坚硬土层，但 硬夹层或孤石堆等不得作为基岩对待。
国内外多次大地震表明，对于柔性建筑，厚土层上的震害 重，薄土层上的震害轻，直接座落在基岩上的震害更轻。
的山区）、地陷（如地下煤矿的大面积采空区）、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 震时可能发生错位的断层。
就地形而言，一般指突出的山嘴、孤立的山包和山梁 的顶部、非岩质的陡坡、高差较大的台地边缘、河岸和边 坡边缘。
就场地土质而言，一般指软弱土、易液化土、断层破 碎带以及成岩、岩性、状态明显不均匀的地段等。
2．坚实的场地土。 场地土是指场地范围内的地基土，平面上大致相 当于一个厂区或自然村的大小，深度一般为地面下 15米。 震害表明，场地土刚度大的，房屋震害指数小， 破坏轻；刚度小的，震害指数大，破坏重。 此外，对于具有较长周期的高层建筑，位于软土 上时，地震输入能量要比位于硬土上的大得多。 因此，就减少地震能量输入这一点而言，有条件 时，应选择具有较大平均剪切波速的坚硬场地土。
其计算结果不能全面真实地反映结构 的受力、变形情况，并确保结构安全可靠。
结构抗震设计存在的不确定因素： -------------------------------------------------------1．地面运动的不确定性 三个平动分量、三个转动分量
2．结构分析的影响
影响结构动力特性和动力反应的因素： ■质量分布的不确定性； ■基础与上部结构的协同作用； ■节点的非刚性转动； ■偏心、扭转及PΔ效应； ■柱轴向变形。
第二部分 结构抗震概念设计
概念设计 结构概念设计 结构抗震概念设计 -------------------------------------------------------------------------
结构概念设计是根据人们在学习和实践中所建立的
正确概念，运用人的思维和判断力，正确和全面地把握结 构的整体性能。即根据对结构品性（承载能力、变形能力、 耗能能力等）的正确把握，合理地确定结构总体与局部设 计，使结构自身具有好的品性。