建筑结构抗震精华版

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★ 地震按成因分 ：构造地震、火山‥、陷落‥、诱发‥



★ 震

震 中：震源正上方的地面。

★ 地震烈度 ：是指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度， 是衡量地震引起的后果的一种度量。 源：导致地震的起源区域



极震区 ：震中附近，震动最剧烈破坏最严重的地区。 震中距 ：地面上某点至震中的距离。 震源距 ：地面上某点至震源的距离。 震源深度 ：震源至地面上的垂直距离。

★ 场地和地基的选择原则 ：宜选择有利地段，避开不利场地，不应在危害地段建造甲、乙、丙类建筑



★ 建筑抗震设计三方面 ：概念设计、 抗震计算、 构造措施。

内容 ：注意场地选择和地基基础设计，把我建筑结构



等震线 ：一次地震中，烈度相同点的外包线。

★ 据震源深度将构造地震分为 ：浅源地震（ d＜ 60km）、中 源地震（ d=60~300km ）、深源地震 (d＞300km) ★ 体波 ：在地球内部传播的地震波

分为：①纵波（ P 波）：指质点的振动方向与波的前进

②横波 (S 波）：指质点的振动方向与波的前进方

方向一致的地震波。纵波速度比横波快。



的规则性，选择合理抗震结构体系，合理利用结构延性，重视非结构因素，确保材料和施工质量

第一阶段 ：承载力验算，取第一水准的地震动参数计算结 构的弹性地震作用，进行结构构件的截面承载力验算， (必要时，进行变形验算 )



第二阶段 ：弹塑性变形验算，对特殊要求的建筑、地震时易倒塌的结构以及有明显薄弱层的不规则结构，还要进行结构薄弱部位的弹塑性层间变形验算并采取相应的抗震构造措施，实现第三水准的设防要求。



向垂直的地震波。由于横波的传播过程是介质不断受剪变形过程，因此横波只能在固体介质中传播。



★ 液化概念 :当孔隙水压力增加到与剪切面上的法向压应力接近或者相等时 ,砂土或者粉土受到的有效压应力完全



★ 面波 ：是沿地表或地壳不同地质层界面传播的波。

分类：瑞利波（ R 波）、乐夫波（ L 波） 特点：速度慢、波周期长、振幅大、衰减慢

消失 ,砂土颗粒局部或者全部处于悬浮状态 ,土体的抗剪强

度等于零 ,形成了犹如“液体” 的现象 ,即称为地基土的“液 ★ “三水准” ：小震不坏 :当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏或者不需修理仍可继



★ 地震动特征 用振幅、频谱、持时来描述

★ 地震灾害表现 的三方面：地表破坏、建筑物破坏、由地 震引起的各种次生灾害

★ 承载力抗震调整系数 Υ RE考虑因素：材料、结构构件、受力状态



续使用 中震可修 :当遭受相当与本地区设防烈度的地震影响时，建筑物可能损坏，但经一般修理或不需修理仍可继续使用 大震不倒 :当遭受高于本地区设防烈度预估的罕遇

1.55 度， 地震影响时 ,建筑物不致倒塌或发生危机生命的严重破坏



★ 多遇地震烈度 ：50 年内超越概率为 63.2%的地震烈度



★已 基本烈度 为基准，多遇烈度比基本烈度约低 罕遇烈度比基本烈度约高

1 度

★ 平面不规则类型 ：扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续 竖向不规则类型 ：侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不规则、楼层承载力突变



抗震设防烈度 ：50 年内超越概率为 10%的地震烈度

罕遇地震烈度 ：50 年内超越概率为 2%~3% 左右的地震烈 ★ 地基土的液化判别



★ 建筑地段分 有利地段、不利地段、危险地段、一般地段 ★ 液化等级 轻微 中等 严重



初判： 饱和的砂土或粉土 (不含黄土 )， 当符合下列条件之一时，可初步判别为不液化或可不考虑液化影响：



★根据场地土 剪切波速 将土分为： 坚硬土或岩石、 中硬土、中软土、软弱土



再判： 当初步判别认为需进一步进行液化判别时，应采

15m 深度范围内的液

用标准贯入试验法进一步判别地面下 化； N63.5—— 液化

★ 钢筋砼结构及其构件抗震等级 根据结构类型、抗震设防 烈度划分

★ 节点核心区的 剪力设计值应满足：





V j











1

RE

0.30 j f cbj hj

★ 地震系数 k：是地面运动加速度的比值，反映了地震动振幅对地震作用的影响



★ 动力系数 : 是单质点体系最大绝对加速度与地面运动加 速度峰值的比值 底部剪力法的修正

★ 以下两类结构采用底部剪力法的修正

：

1 高度不超过 40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布较均匀的结构。 2 近似于单质点体系的结构 ★ 墙体抗震承载力验算公式： 若不满足：①采用配筋砌体社构造柱

②增大尺寸③提高材料质量



★ 横向楼层地震剪力的分配 取决于每片墙体层间抗侧力、



楼盖整体水平刚度

★ 刚性楼屋盖 ：现浇或装配整体式钢筋砼楼屋盖等。按各 横墙间抗侧力等效刚度比进行分配。 柔性屋盖 ：木屋盖等。按各横墙从属面积上重力荷载代表值的比例分配



★ 主震型正交性 ：质量矩阵、刚度矩阵的正交性 ★ 反应谱 ：单自由度体系最大地震反应与体系自振周期的关系曲线。分类：位移反应谱、速度‥、加速度‥



Vu



V

★ 地震震级 ：是表示地震本身强度或大小的一种度量指标

1

多高层钢结构优点：自重轻、抗震性能好、有效使用面积

RE




高、建造速度快、防火性能差



⑥梁、柱纵向钢筋的接头与锚固 ⑦箍筋在一定范围内应加密。



★ 隔震概念 ：在基础和上部结构之间设置隔震装置，以避 免或减小地震向上部结构传输， 筑物在地震作用下不损坏或倒塌 消能装置来消散或吸收地震能，

以减小建筑物的地震反应，

实现地震时建筑物只发生在较轻微运动和变形，从而使建







箍筋加密作用 ：约束砼，提高构件抗剪能力、延性，防 止砼过早地压溃，防止纵向钢筋压屈失稳

★ 底部框架 -抗震墙房屋的框架和抗震墙的抗震等级 6 度按三级采用

7 度按二级采用



★ 消能减震技术 ：在结构中某些部位设计消能装置，通过

以减小主体结构地震反应，

达到减震目的。 原理： 振动能量转化为热能。 特点： 减震 机理明确、减震效果显著、安全可靠、经济合理、技术先 进、适用性广









8 度按一级采用

★强剪弱弯，强肢弱梁，可靠的楼盖

降低多层房屋的高度，目的是减少震害。

限制房屋的高宽比，目的是保证砌体不发生整体破坏 限制横墙的间距， 目的是加强房屋的整体性和空间刚度 限制局部尺寸，目的是薄弱不分破坏。 ★ 为什么限制抗震横墙间距 ①用于抗剪的横墙少，抗剪不足



1.高振型影响

修正原则 : ①在顶部质点增加一个附加地震作用△Fn。 ②保持结构总底部剪力不变 《规范》规定，当结构基本 周期Ｔ 1>1.4Tg 时，在顶点附 加水平地震作用取：











Fn







n

FEk



②横墙是纵墙的支撑，建筑大容易破坏

③横墙是楼盖的支撑，横墙间距大，楼盖支撑点间距大， 楼盖可能发生大平面内变形， 不能均匀传递水平地震作用，





将余下的水平地震 作用按前述方法进行分





Fi







H i Gi

n

1F

n

导致纵墙发生平面外弯曲，导致破坏 ★ 为什么限制房屋最大高度









Ek





配：



修正后的顶点水平地震 作用为：















H i Gi

i 1









Fn







Fn



①地震作用越大，房屋的抗震要求越高；

②结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能； ③房屋越高，地震反应越大，抗震要求越高。







★ 为啥产生鞭端效应 : 由于质量 刚度突变，地震反应增大











和







★ 为什么限制高宽比（砌体）











使多层砌体房屋有足够的稳定性和整体抗弯能力 ★ 为什么限制抗震横墙间距（砌体）



鞭端效应修正 ：①将顶层局部突出结构的地震作用效应 放大 3 倍设计顶层构件②以上地震作用效应的增大部分不 往下传递









横向地震作用主要由横墙承受。横墙间距较大时，楼盖 水平刚度变小， 不能将横向水平地震作用有效传递到横墙，





















★ 考虑高层建筑竖向地震作用 : 设防烈度为 8度和 9度区的 大跨度结构 , 长悬臂结构 , 及设防烈度为 9 ★ 结构抗震验算内容 计参数为大震参数

?





致使纵墙发生较大出平面弯曲变形，造成纵墙倒塌。 ★ 房屋局部尺寸的限制（砌体）



度区的高层建筑

















在强烈地震作用下，房屋首先在薄弱部位破坏，这些薄 弱部位一般是，窗间墙、 尽端墙段、突出屋顶的女儿墙等。



罕遇地震下的弹塑性变形验算属于设计第二阶段内容，设

















★ 有下列情况之一时宜设置防震缝 ①房屋立面高差在 6m 以上； ②房屋有错层，且楼板高差较大； ③各部分结构刚度、质量截然不同。









结构薄弱部位的弹塑性层间变形验算









? 采取相应的抗震构造措施



★ 震坏房屋在设计上存在的问题



























1）平面或楼层有局部薄弱环节，不能发挥整体抗震能力。 2）梁柱变形能力不足，构件过早破坏； 3）梁柱节点箍筋不足，节点受震破坏，



间的联系；









④楼梯间的位置 不宜设在房屋的尽端和转角处。





⑤烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体，当墙体被削弱 时，应对墙体采取加强措施，不宜采用无竖向配筋的附墙 烟囱 及出墙面的烟囱。





梁柱失去了相互之











4）砌体填充墙破坏； 5）其他非结构构件的破坏。

⑥不宜采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。







★ 梁、柱延性破坏之前不发生其它脆性破坏

（强柱弱梁，强剪弱弯，更强的节点）

①梁、柱的抗剪强度要高于它的抗弯强度（强剪弱弯） ②梁、柱截面的剪压比不宜过大 ③梁、柱的剪跨比要有所限制 ④柱的轴压比不宜过大 ⑤纵向钢筋的配筋率应该合适





★ 圈梁作用

①箍住楼盖，增强其整体刚度②减小墙体自由长度，增 强其稳定性③可提高房屋的抗剪强度，约束墙体裂缝的开 展④抵抗地基不均匀沉降⑤圈梁与构造柱一起加强整个房 屋整体性，抗震性能提高。

★ 构造柱作用： 和圈梁一起对砌体墙片乃至整幢房屋产生 约束作用，使墙体在侧向变形下，仍具有良好的竖向及侧

2


向承载力，提高强片的往复变形能力，从而提高墙片及房屋的抗倒塌能力做到列而不倒，提高房屋整体性★抗震墙设计应能做到以下几点①墙体受弯破坏要先于受剪或其他破坏形式，并且要把这种破坏限定在墙体中某个指定的部位②联肢抗震墙的连梁在墙肢最终破坏前具有足够变形能力③与抗震墙相连接的楼盖应具有必要的承载力和刚度



★ 抗震墙的构造要求



①墙厚不应小于

M10 ，应先砌墙后浇

240mm，砌筑砂浆强度等级不应低于

框架；

②沿框架柱每隔 500mm 配置 2φ 6 拉结钢筋，并沿砖墙全长设置；在墙体半高处尚应设置与框架柱相连的钢筋混凝土水平系梁；



③墙长大于 5m 时，应在墙内增设钢筋混凝土构造柱 ★ 构造柱设置

①下列部位应设置构造柱 :





a 外墙四角和楼电梯间四角，楼梯休息平台梁的支承部位

b 抗震墙两端及未设置组合柱的外纵墙、外横墙上对应于



中间柱列轴线的部位

②构造柱的截面不宜小于 240mm 240mm ③构造柱的纵向钢筋不宜少于

4⊕14 箍筋间距不宜大于 200mm

④构造柱应与每层圈梁连接或与现浇楼板可靠拉结 ★ 场地覆盖层厚度

①一般情况下应按地面至剪切波速大于 500m/s 的土层

顶面的距离确定

②当地面 5m 以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波

速 2.5 倍的土层且其下卧岩土的剪切波速均不小于

400m/s 时可按地面至该土层顶面的距离确定

③剪切波速大于 500m/s 的孤石透镜体应视同周围土层④

土层中的火山岩硬夹层应视为刚体其厚度应从覆盖土



层中扣除

★框架结构抗震设计的正确指导思想①框架塑性铰多发生在梁端，底层柱的塑性铰较晚形成；②梁柱在弯曲破坏

前，避免发生其它形式破坏，如剪切破

坏、粘结破坏等；

③在梁、柱破坏之前，节点应有足够的强度及变形能力； ④重视非结构构件设计。

★ 剪力墙的优点：

①刚度大，容易满足小震作用下结构尤其是高层建筑结构 的位移限值；

②地震作用下变形小，破坏程度低；可以设计成延性剪力

墙，大震时，通过

③连梁和墙肢底部塑性铰范围的塑性变形 ,耗散地震能量；④与框架同时使用时，降低框架的抗震要求。 ★ 为什么墙体转角处破坏



墙角为纵横墙的交汇点， 地震作用下其应力状态复杂，



轻易破坏。此外，在地震过程中当房屋发生扭转时，墙角处位移反应较房屋其他部位大，这也是造成墙角破坏的一个原因。



★ 为什么楼梯间墙体的破坏

楼梯间主要是墙体破坏，而楼梯本身很少破坏。除顶层外 ,一般层墙体计算高度较其他部位墙体小，因而该处分配的地震剪力大，故容易破坏。而顶层墙体的尖酸高度又较其他层部位大，其稳定性差，所以也容易发生破坏



★ 限制最大高度

1、每种结构抗侧刚度不同 2、经济

★ 长周期结构地震内力调整

长周期结构，地震影响系数 α 下降较快，而其地震反应更

大，但振型分解法并未考虑。 《规范》规定：结构任一楼层

V

n

的水平地震剪力应符合下式： EKi

G j

★ 构造柱的设置要求

j i



①钢筋混凝土构造柱的设置



部位应根据房屋的总层数按多层砖房的规定设置；过渡层尚应在底部框架柱对应位置处设置构造柱；

②构造柱的截面不宜小于 240mmX240mm ；

③构造柱的纵向钢筋不宜少于

4φ 14，箍筋间距不宜大



于 200mm ；

④过渡层构造柱的纵向钢筋 7 度时不宜少于 4φ 16， 8 度时不宜少于

6φ 16，一般情况下纵向钢筋应锚入下部的

框架柱内。当纵向钢筋锚固在框架梁内时，框架梁的相应位置应加强；

⑤构造柱应与每层圈梁连接或与现浇楼板可靠拉结。

★ 合理结构体系

①应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系； ②纵横墙的布置宜对称，沿水平面内宜对齐，沿竖向应上 下连续；同一轴线上的窗间墙宜均匀；

③防震缝：体形不对称的结构较体形均匀对称的结构破坏

更严重一些。加防震缝可以将体形复杂的结构划成体形对 称均匀的结构。

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