高层建筑结构1.ppt

,*,总 纲,第一章 抗震设计,第二章 高层建筑结构设计一般规定,第三章 高层建筑结构设计原则,第四章 框架结构设计,第五章 剪力墙结构设计,第六章 框架-剪力墙结构设计,第七章 筒体结构、底部大空间剪力墙结构、带转,换层的高层结构简介,附 录,第一章 抗震设计,现代高层建筑是随着社会生产的发展和人们生活的需要发展起来的，是商业化、工业化、和城市化的结果。我国高层建筑的迅速发展建筑高度的不断增加，建筑类型和功能越来越复杂，结构体系更加多样化，所有这些都显示我国高层建筑结构设计和施工技术水平有了很大的提高。,结构要同时承受垂直荷载和水平荷载，还要抵抗地震作用。在低层结构中，水平荷载产生的内力和位移很小，通常可以忽略；在多层结构中，水平荷载的效应(内力和位移)逐渐增大；而到高层建筑中，水平荷载和地震作用将成为控制因素。本章将主要介绍高层建筑抗震设计的有关问题。,第一节 抗震设防分类和设防标准,一、基本术语,抗震设防烈度（seismic fortification intensity）：按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。,抗震设防标准（seismic fortification criterion）：衡量抗震设防要求的尺度，由抗震设防烈度和建筑使用功能的重要性确定。,地震作用（earthquake action）：由地震动引起的结构动态作用，包括水平地震作用和竖向地震作用。,设计地震动参数（design parameters of ground motion）：抗震设计用的地震加速度(速度、位移)时程曲线、加速度反应谱和峰值加速度。,设计基本地震加速度（design basic acceleration of ground motion）：50年设计基准期超越概率10%的地震加速度的设计取值。,建筑抗震概念设计（seismic concept design of,buildings）：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。,抗震措施（seismic fortification measures）：除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括抗震构造措施。,抗震构造措施（details of seismic design）：根据抗震概念设计原则，一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。,二、抗震设防目标,抗震设防是指对建筑物进行抗震设计和采取抗震构造措施，以达到抗震的效果。抗震设防的依据是抗震设防烈度。,建筑抗震设计规范GB50011-2001（以下简称抗震规范）中提出的建筑物抗震设防目标如下：,（1）、当遭受低于本地区抗震设防烈度（基本烈度）,的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理仍,可继续使用。,（2）、当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响,时，建筑物可能损坏，经一般修理或不需修理仍,可继续使用。,（3）、当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震,影响时，建筑物不致倒塌或发生危及生命的严重,破坏。,为达到上述三点抗震设防目标，可以用三个地震烈度水准来考虑，即多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度。遵照现行规范设计的建筑物，在遭遇多遇烈度（即小震）时，基本处于弹性阶段，一般不会损坏；在罕遇地震作用下，建筑物将产生严重破坏，但不至于倒塌。即建筑物抗震设防的目标就是要做到,“,小震不坏，中震可修，大震不倒”。,抗震规范规定：抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。大于9度地区的建筑和行业有特殊要求的工业建筑，抗震设计有专门规定。,三、建筑分类,根据建筑物使用功能的重要性，按其地震破坏产,生的后果，抗震规范将建筑分为甲类、乙类、丙,类、丁类四个抗震设防类别：,甲类建筑重大建筑工程、地震时可能发生严重次,生灾害的建筑，如遇地震破坏，会导致严重后果（如,产生放射性物质的污染、大爆炸）的建筑等,。,乙类建筑地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑，如城市生命线工程的建筑和地震时救灾需要的建筑等。,丙类建筑除甲、乙、丁类以外的一般建筑，如大量的一般工业与民用建筑等。,丁类建筑次要建筑，如遇地震破坏，不易造成人员伤亡和较大经济损失的建筑,等。,国家标准建筑抗震设防分类标准GB50223规,定，各抗震设防类别建筑的抗震设防标准应符合下列,要求：,（1）、甲类建筑,地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求，其,值应按批准的地震安全性评价结果确定；抗震措施，,当抗震设防烈度为68度时，应符合本地区抗震设防,烈度提高1度的要求，当为9度时，应符合比9度抗震,设防更高的要求。,（2）、乙类建筑,地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗,震措施，一般情况下，当抗震设防烈度为68度时，,应符合比本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当为,9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求；地基基础,的抗震措施应符合有关规定。,对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好,的结构类型时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要,求采取抗震措施。,（3）、丙类建筑,地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈,度的要求。,（4）、丁类建筑,一般情况下，地震作用仍应符合本地区抗震设防,烈度的要求；抗震措施应允许比本地区抗震设防烈度,的要求适当降低，但抗震设防烈度为6度时不应降低。,抗震设防烈度为6度时，除规范有具体规定外，,对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算,。,四、抗震构造措施采用的烈度,I类场地 表11,设防烈度,地加速度,甲类建筑,乙类建筑,丙类建筑,丁类建筑,6,0.05g,6,6,6,6,7,0.10g,7,7,6,6,0.15g,7,7,6,6,8,0.20g,8,8,7,7,0.30g,8,8,7,7,9,0.40g,9,9,8,8,II类场地 表12,设防烈度,地加速度,甲类建筑,乙类建筑,丙类建筑,丁类建筑,6,0.05g,7,7,6,6,7,0.10g,8,8,7,7,0.15g,8,8,7,7,8,0.20g,9,9,8,8,0.30g,9,9,8,9,9,9,9,III、IV类场地 表13,设防烈度,地加速度,甲类建筑,乙类建筑,丙类建筑,丁类建筑,6,0.05g,7,7,6,6,7,0.10g,8,8,7,7,0.15g,9,9,8,8,8,0.20g,9,9,8,9,9,9,9,9,9,100,8度、类场地,80,9度,60,采用时程分析法时，应按建筑场地类别和设计地震,分组选用不少于,二组的实际强震记录和一组人工模拟的,加速度时程曲线,，其平均地震影响系数曲线应与振型分,解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相,符，其加速度时程的最大值可按表18采用，表中括,号内数值分别用于基本地震加速度为0.15g和0.3g的地,区。弹性时程分析时,每条,时程曲线计算所得结构底部,剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的,65%,，多条,时程曲线计算所得结构底部剪力的,平均值,不应小于振型,分解反应谱法计算结果的,80%,。,时程分析所用地震加速度时程的最大值 （单位：cm/s2）表18,地震影响,烈 度,6,7,8,9,多遇地震,18,35（55）,70（110）,140,罕遇地震,220（310）,400（510）,620,注：括号内数值分别用于设计基本地震加速度7度时,为0.15g和8度时为0.30g的地区。,正确选择输入的地震加速度时程曲线，要满足地,震动,三要素,的要求，即,频谱特性、有效峰值和持续时,间,均要符合规定。,频谱特性可根据地震影响系数曲线、所处的场地,类别和设计地震分组确定。,加速度有效峰值可按表18确定。当结构采用三,维空间模型等需要双向（2个水平方向）或3向（2个,水平方向和1个竖向）地震波输入时，其加速度最大,值通常按,1（水平1）：0.85（水平2）：0.65,（竖向）的比例调整。选用的实际加速度纪录，可以是同一组的3个分量，也可以是不同组的纪录，但每条记录均应满足“在统计意义上相符”的要求。人工模拟的加速度时程曲线，也应按上述要求生成。,输入的加速度时程曲线的持续时间，不论实际的,地震记录还是人工模拟的波形，,一般为结构周期的,510倍。,（4）、计算,罕遇地震,下结构的变形，应按,抗震规范规定，采用,简化的弹塑性,分析方法或弹塑性时程分析法,。,注：建筑结构的隔震和消能减震设计应采用,抗震规范第12章规定的计算方法。,3、重力荷载代表值的计算,在计算结构的水平地震作用标准值和竖向地震作,用标准值时，都要用到集中在质点处的重力荷载代表,值G。由于,地震发生时，可变荷载往往达不到其标准,值,，因此，抗震规范规定，结构的重力荷载代表,值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值,之和。各可变荷载的组合值系数，应按表19采用。,单质点结构,多质点结构,（i=1,2,n）,组合值系数 表19,可变荷载种类,组合值系数,雪荷载,0.5,屋面积灰荷载,0.5,屋面活荷载,不计入,按实际情况考虑的楼面活荷载,1.0,按等效均布活荷载考虑的楼面活荷载,藏书库、档案库,0.8,其它民用建筑,0.5,吊车悬吊物重力,硬钩吊车,0.3,软钩吊车,不计入,注：硬钩吊车的吊重较大时，组合值系数应按实际情况采用。,4、建筑结构地震影响系数的确定,建筑结构的,地震影响系数应根据烈度、场地类别、,设计地震分组和结构自振周期以及阻尼比确定,。其水平地,震影响系数最大值应按表110采用；特征周期应根据场,地类别和设计地震分组按表111采用,计算8、9度罕遇地,震作用时，特征周期应增加0.05s。,注：（1）、周期大于6.0s的建筑结构所采用的地震影响,系数应专门研究；,（2）、已编制抗震设防区划的城市，应允许按批准,的设计地震动参数采用相应的地震影响系数。,水平地震影响系数最大值max 表110,地震影响,6度,7度,8度,9度,多遇地震,0.04,0.08(0.12),0.16(0.24),0.32,罕遇地震,0.50(0.72),0.90(1.20),1.40,特征周期值（s）表111,设计地震分组,场地类别,第一组,0.25,0.35,0.45,0.65,第二组,0.30,0.40,0.55,0.75,第三组,0.35,0.45,0.65,0.90,建筑结构地震影响系数曲线（图12）的阻尼调整和形状参数应符合下列要求：,地震影响系数；,地震影响系数最大值；,直线下降段的下降斜率调整系数；,衰减指数；,特征周期；,阻尼调整系数；,结构自振周期,图12 地震影响系数曲线,在这幅图中你看出了什么？,（1）、除有专门规定外，建筑结构的阻尼比应取0.05，,地震影响系数曲线的阻尼调整系数应按1.0采,用，形状参数应符合下列规定：,1)、直线上升段，周期小于0.1s的区段。,2)、水平段，自0.1s至特征周期区段，应取最大值(max)。,3)、曲线下降段，自特征周期至5倍特征周期区段，衰减指,数应取0.9。,4)、直线下降段，自5倍特征周期至6s区段，下降斜率调整,系数应取0.02。,（2）、当建筑结构的阻尼比按有关规定不等于0.05时，地,震影响系数曲线的阻尼调整系数和形状参数应符合下列规,定：,1)曲线下降段的衰减指数应按下式确定：,式中 曲线下降段的衰减指数；,阻尼比。,2)、直线下降段的下降斜率调整系数应按下式确定：,式中 直线下降段的下降斜率调整系数小于0时取0。,3)、阻尼调整系数应按下式确定：,式中 阻尼调整系数当小于0.55时，应取0.55,由图12的地震影响系数曲线，我们可以看到曲线可以,分为四段：上升段AB、平台段BC、下降断CD和DE，这四段分,别有不同的物理意义。,（1）、起始点A是绝对刚性的点，既,0.45,max,=a,0,/g,从点A开始到点B的整个上升段，结构的自振周期在00.1s内变化，随结构自振周期的变大，地震作用增大，如果结构的自振周期在此范围内，当地震作用下房屋发生震坏时，结构的刚度减小，自振周期变大，地震作用也要增大，将会加剧结构的震坏，故结构的自振周期不应设计在此范围内,。,（2）、BC平台段为共振区，B点开始影响系数达到最大值，,结束点C对应的周期为特征周期，特征周期反映了地震震级、,震中距和场地类别的影响，特征周期的大小将决定平台的长,度，故场地条件越差，特征周期越长，共振区就越长；由于,共振，地震作用本应该是无限大，即直线AB和曲线DC都应是,无限向上延伸的，但由于阻尼力的存在以及地震作用时间短，使得地震作用不再放大，形成平台。,（3）、由于上述原因，结构的自振周期应该设计在Tg以后，,即影响系数曲线的下降段，下降段随结构自振周期的增大，,地震作用减小。但如果结构的自振周期过大，则结构过柔，使人没有安全感，故结构的自振周期应该设计在Tg5Tg之间为最宜。,二、水平地震作用计算,前面介绍了计算水平地震作用的,振型分解反应谱法和底部剪力法，,在具体设计时应按抗震规范的,要求确定地震作用并按适用条件分,别采用下列方法。,1、底部剪力法,采用底部剪力法时，各楼层可,仅取一个自由度，结构的水平地震,作用标准值，应按下面公式确定(图13)：,图13 结构水平地震作用计算简图,式 中：,结构总水平地震作用标准值；,相应于结构基本自振周期,T1,的水平地震影响系数值，,多层砌体房屋、底部框架和多层内框架砖房，,宜取水平地震影响系数最大值；,结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，,多质点可取总重力荷载代表值的85%；,单质点结构,多质点结构,（i=1,2,n）,质点i的水平地震作用标准值；,，分别为集中于质点i、j的重力荷载代表值；,，分别为质点i、j的计算高度；,顶部附加地震作用系数，多层钢筋混凝土和钢结,构房屋可按表112采用，多层内框架砖房可采用0.2；其,它房屋可采用0.0。,顶部附加水平地震作用；,顶部附加地震作用系数n 表112,T,g,(s),T,1,1.4 T,g,T,1,1.4 T,g,0.35,0.08 T,1,+0.07,0.0,0.350.55,0.08 T,1,+0.01,0.55,0.08 T,1,-0.02,注：T1为结构基本自振周期。,在应用底部剪力法计算地震作用时，只需要基本自振,周期，常常可以采用适合于手算的近似计算方法。近似计,算方法很多，其精确程度和适用条件各不相同，计算结果,可能差别较大，因此，需根据具体情况选用恰当的方法。,需要指出的是，近似方法也是建立在理论计算基础上的，,并采用了由计算简图确定的杆件刚度值，因此，对计算结,果（周期）也要进行修正。,对于质量和刚度沿房屋高度较均匀分布的框架结构、框架剪力墙,结构和剪力墙结构的高层建筑，其基本自震周期T1（s）可按下式计算：,计算结构基本自振周期用的结构顶点假想（即把集中在各,层楼面处的重量 视为作用于i层楼面的假想水平荷载，按弹性刚度计,算得到的结构顶点侧移）；,基本周期的缩短系数，即考虑非承重砖墙（填充墙）影响,的折减系数。框架结构取 ，框架剪力墙结构取,（当非承重填充墙较少时，可取0.80.9）,剪力墙结构取,。,式中：,上面介绍的就是计算结构基本自振周期的近似方,法顶点位移法。公式中的就是一种修正系数。顶,点位移法是一种半经验半理论的近似计算方法，下面,我们以等截面悬臂梁为例来简单说明该公式的来由，,以帮助大家更好的理解。,示例1：,2、振型分解反应谱法,采用振型分解反应谱法时，不进行扭转耦联计算的构，,应按下列规定计算其地震作用和作用效应：,（1）、结构j振型i质点的水平地震作用标准值，应按下列,公式确定（详见北京建筑工程学院、南京工学院合编：建筑结构抗震设计 地震出版社，1981）：,（i=1,2,n,j=1,2,m）,式中：,j振型i质点的水平地震作用标准值；,相应于j振型自振周期的地震影响系数；,j振型i质点的水平相对位移；,j振型的参与系数,。,（2）、假定地面运动为平稳随机过程，利用概率论的方法，得出水平地震作用效应(弯矩、剪力、轴向力和变形)应“平方和开方法”计算：,式中：,水平地震作用标准值的效应；,j振型水平地震作用标准值的效应，可只取前,23个振型，当基本自振周期大于1.5s或房屋高宽比大,于5时,振型个数应适当增加。,当采用振型分解反应谱法进行计算时，为使高,柔建筑的分析精度有所改进，其组合的振型个数应,足够多。振型个数一般可以取振型参与质量达到总,质量90%所需的振型数,。,振型分解反应谱计算见,示例2,所示,3、考虑扭转影响的计算方法,在地震作用下结构除发生平移振动外，还会发生或多或,少的扭转振动。这主要有两方面原因，一是地面运动存在,转动分量，或地震时地面各点的运动存在相位差；另一个原,因是结构本身存在偏心，即结构的刚度中心和质量中心不重,合。震害调查分析表明，扭转作用会加重结构破坏，有时还,会成为结构破坏的主要原因。目前对地面运动转动分量引起,的扭转效应难以定量分析，这里主要讨论结构由于偏心引起,的地震扭转效应。,建筑结构估计水平地震作用扭转影响时，应按下列规定,计算其地震作用和作用效应：,（1）、即使对于平面规则的建筑结构，国外的多数抗震设,计规范也考虑由于施工、使用等原因所产生的偶然偏心引起,的地震扭转效应及地震地面运动转动分量的影响。中国抗,震规范也参考国外的做法和国内的工程实际情况，规定当,规则结构不考虑扭转耦联计算时，应采用增大边榀结构地震,内力的简化方法，即平行于地震作用方向的两个边榀，其地,震作用效应应乘以增大系数。一般情况下，短边可按1.15采,用，长边可按1.05采用；当扭转刚度较小时，宜按不小,于1.3采用。,（2）、按扭转耦联振型分解法计算时，各楼层可取两个正,交的水平位移和一个转角共三个自由度，并应按下列公式计,算结构的地震作用和作用效应。确有依据时，尚可采用简化,计算方法确定地震作用效应。,1）、j振型i层的水平地震作用标准值，应按下列公式确定,：,（i=1,2,n,j=1,2,m）,式中,、,：,、分别为j振型i层的x方向、y方向和转角方向,的地震作用标准值；,、分别为j振型i层质心在x、y 方向的水平相,对位移；,j振型i层的相对扭转角；,i层转动半径,可取i层绕质心的转动惯量除,以该层质量的商的正二次方根,。,计入扭转的j振型的参与系数，可按下列公式确定：,当仅取x方向地震作用时,当仅取y方向地震作用时,当取与x 方向斜交的地震作用时,式中：、分别由式、求得的参与系数；,地震作用方向与x方向的夹角。,2)、单向水平地震作用的扭转效应，可按下列公式确定：,式中：,地震作用标准值的扭转效应；,、分别为j、k振型地震作用标准值的效应可,取915个振型；,、分别为j、k振型的阻尼比；,j振型与k振型的耦联系数；,k 振型与j振型的自振周期比；,3)、双向水平地震作用的扭转效应，可按下列公式中的较大,值确定：,或,式中：、分别为x向y向单向水平地震作用按式、计算,的扭转效应。,4、突出屋面小房间的地震作用,带有突出屋面小房间的房屋结构，由于小房间（包括电梯机房、,水箱间、女儿墙、烟囱等）的质量和刚度突然变小，地震时产生鞭端效,应而使其地震反应急剧增大；震害也表明，突出屋面的小房间在地震中,破坏较为严重。因此，严格的说，对带有突出屋面小房间的房屋结构，,底部剪力法已不再适用，应采用振型分解反应谱法计算其水平地震作用。,考虑到工程实践中带有突出屋面小房间的房屋结构数量极大，为了,简化计算，抗震规范规定，对于这类结构，仍可采用底部剪力法计,算其水平地震作用，在计算时，将突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等,也作为一个质点，并将计算所得的该质点的水平地震作用效应，,乘以增,大系数3予以调整，此增大部分不往下传递,但与该突出部分相连的,构件在设计时应考虑这种增大影响。,5、楼层最小地震剪力的规定,由于地震影响系数在长周期段下降较快，对于基本周期,大于3.5s的结构，由此计算所得的水平地震作用下的结构效,应可能太小。而对于长周期结构，地震动作用中地面运动速,度和位移可能对结构的破坏具有更大影响，但是目前抗震,规范所采用的振型分解反应谱法尚无法对此作出估计。出,于结构安全的考虑，增加了对各楼层水平地震剪力最小值的,要求，规定了不同烈度下的剪力系数，不考虑阻尼比的不同，,结构水平地震作用效应应据此进行相应调整。抗震验算时，,结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求：,式中：,第i层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力。,楼层最小地震剪力系数值 表113,类别,7度,8度,9度,扭转效应明显或基本周期小于3.5s的结构,0.016(0.024),0.032(0.048),0.064,基本周期大于5.0s的结构,0.012(0.018),0.024(0.032),0.040,注：1、基本周期介于3.5s和5s之间的结构可插入取值；,2、括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g,和0.30g的地区。,剪力系数，不应小于表113规定的楼层最小地震剪力系数值，对竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以1.15,的增大系数；表113中列出了基本周期小于3.5s和大于5.0s,的结构，对于基本周期介于3.5s和5.0s之间的结构，可按内,插法取值。,第j层的重力荷载代表值。,6、楼层地震剪力的分配,结构任一楼层的水平地震剪力求得后，应按下列原则分,配给该层的抗侧力构件：,（1）、现浇和装配整体式混凝土楼、屋盖等刚性楼盖建筑，,宜按抗侧力构件等效刚度的比例分配。,（2）、木楼盖、木屋盖等柔性楼盖建筑，宜按抗侧力构件从,属面积上重力荷载代表值的比例分配。,（3）、普通的预制装配式混凝土楼、屋盖等半刚性楼、屋盖,的建筑可取上述两种分配结果的平均值。,（4）、计入空间作用、楼盖变形、墙体弹塑性变形和扭转的,影响时，可按抗震规范的有关规定对上述分配,结果作适当调整。,7、地基与结构相互作用的考虑,地震时，结构受到地基传来的地震波影响产生地震,作用，在进行结构地震反应分析时，一般都假定地基是,刚性的，实际上,地基并非为刚性，故当上部结构的地震,作用通过基础反馈给地基时，地基将产生局部变形，从,而引起结构的移动和摆动，,这种现象称为地基与结构的,相互作用。,地基与结构相互作用的结果，使得地基运动和结构动,力特性发生改变，表现在：,（1）、改变了地基运动的频谱组成，使接近结构自振频率,的分量获得加强。同时改变了地基振动,加速度峰值，,使其小于邻近自由场地的加速度幅值。,（2）、由于地基的柔性，,使结构的基本周期延长,。,（3）、由于地基的柔性，有相当一部分振动能量将通过地,基土的滞回作用和波的辐射作用逸散至地基，使得,结构振动衰减，地基越柔，衰减越大,。,大量研究表明，,由于地基与结构的相互作用，一般来,说，结构的地震作用将减少，但结构的位移和由P-效,应引起的附加内力将增加。,相互作用对结构影响的大小,与地基软硬和结构的刚柔等情况有关，硬质地基对柔性,结构影响极小，对刚性结构有一定的影响；软土地基对,刚性结构影响显著，而对柔性结构则有一定的影响。,抗震规范规定，结构抗震计算，,一般情况下可不,计入地基与结构相互作用的影响；8度和9度时建造于、,类场地，采用箱基、刚性较好的筏基和桩箱联合基础的,钢筋混凝土高层建筑，当结构基本自振周期处于特征周期,的1.2倍至5倍范围时,，若计入地基与结构动力相互作用的,影响，对刚性地基假定计算的水平地震剪力可按下列规定,折减，,其层间变形可按折减后的楼层剪力计算。,（,1）、高宽比小于3的结构，各楼层水平地震剪力的折减系数，可按下式计算：,式中：,计入地基与结构动力相互作用后的地震剪力,折减系数；,按刚性地基假定确定的结构基本自振周期(s)；,计入地基与结构动力相互作用的附加周期(s)，,可按表114采用。,（2）、高宽比不小于3的结构，底部的地震剪力按1款规定,折减，顶部不折减，中间各层按线性插入值折减。,（3）、折减后各楼层的水平地震剪力，应符合式的规定。,附加周期（s）表114,烈 度,场地类别,类,类,8,0.08,0.20,9,0.10,0.25,三、竖向地震作用计算,震害表明，竖向地震作用对高,层建筑及大跨结构又很大影响；在,地震高烈度区，影响更为强烈。,抗震规范规定：竖向地震,作用一般指在9度设防区的建筑物,中考虑；但在长悬臂及跨度很大的,梁中，竖向地震的作用不容忽视，,在8度及9度设防时都应计算。,图14 结构竖向,地震作用分布图,结构总竖向地震作用的标准值，或底部轴力可按下式计算,（图14）所示：,第i层的竖向地震作用标准值为：,式中：,竖向地震影响系数的最大值，取水平地震作用,影响系数（多遇地震）的,0.65倍,；,结构等效重力荷载，取；,结构总重力荷载代表值；,，分别为集中于质点i、j的重力荷载代表值；,，分别为质点i、j的计算高度。,根据求得的竖向地震作用，可求出各层的竖向总轴力，,按各墙、柱所承受的重力荷载大小的比例，分配到各墙、柱,上。竖向地震引起的轴力可能为拉，也可能为压；组合,时应按不利的值取用。,四、结构抗震验算,中国抗震规范二阶段设计法的,第一阶段设计应按,多遇地震作用效应和其它荷载效应的基本组合,，验算构件,截面抗震,承载力,以及在多遇地震作用下验算结构的,弹性变,形,。,第二阶段设计按罕遇地震作用验算结构的弹塑性变形。,抗震规范中要求，结构抗震验算时，应符合下列规定,：,（1）、6度时的建筑(建造于IV类场地上较高的高层建筑除,外)，以及生土房屋和木结构房屋等，应允许不进行,截面抗震验算,但应符合有关的抗震措施要求。,（2）、6度时建造于IV类场地上较高的高层建筑（一般指高,于40m的钢筋混凝土框架，高于60m的其它钢筋混凝,土民用房屋和类似的工业厂房，以及高层钢结构房,屋），7度和7度以上的建筑结构(生土房屋和木结构,房屋等除外),应进行多遇地震作用下的截面抗震验算。,注：采用隔震设计的建筑结构，其抗震验算应符合有关规定。,钢筋混凝土框架结构，钢筋混凝土框架抗震墙、板,柱抗震墙、框架核心筒结构,钢筋混凝土抗震墙、筒中,筒，钢筋混凝土框支层，多、高层刚结构，除按规定进行,多遇地震作用下的截面抗震验算外,尚应进行相应的变形验,算。,第四节 场地和地基,抗震规范首先按场地上建筑物震害轻重的程度，,把建筑场地划分为对建筑抗震有利、不利和危险的地段三,种，从宏观上指导设计人员趋利避害，合理的选择建筑场,地。为了能定量的进行抗震验算和有选择的采取抗震措施，,又根据建筑物所在地岩土的物理力学性质和厚度的不同，,将建筑场地划分为四种场地土类型。,一、建筑地段的选择,有利地段：指稳定基岩、坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土等。,不利地段：指软弱土，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、断层破碎带、暗埋的塘滨沟谷及半填挖地基）等。,危险地段：指地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等以及发震断裂带上可能发生地表错位的部位。,显然，在建筑物选址时，应选择对抗震有利的地段；对抗震不利的地段应提出避开要求；当无法避开时，应采取有效的抗震措施；不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。,二、建筑场地类别,1、建筑场地的地震影响,场地土一般是指场地下的岩石和土，不同场地上建筑,物的震害差异是很明显的，且因地震大小、工程地质条件而,不同。对过去建筑物震害现象进行总结后，发现有以下的规,律性：在软弱地基上，柔性结构最容易遭到破坏，刚性结构,相应就表现较好；在坚硬地基上，柔性结构表现较好，而刚,性结构表现不一，有的表现较差，有的表现较好，常常出现,矛盾现象。在坚硬地基上，建筑物的破坏通常是因结构破坏,所产生；在软弱地基上，则有时是由于结构破坏，而有时是,由于地基破坏所产生。就地面建筑物总的破坏现象来说，,在软弱地基上的破坏比坚硬地基上的破坏要严重。,不同覆盖层厚度上的建筑物，其震害表现明显不同。,例如在1967年委内瑞拉地震中，加拉加斯高层建筑的破,坏主要集中在市内冲击层最厚的地方，具有非常明显的地区,性。在覆盖层为中等厚度的一般地基上，中等高度房屋的破,坏，要比高层建筑的破坏严重，而在基岩上各类房屋的破坏,普遍较轻。在我国1975年辽宁海城地震和1976年唐山地震中,也出现过类似现象，即位于深厚覆盖土层上的建筑物的震,害较重，而浅层土上的建筑物的震害则相对要轻些。,2、场地土类型和覆盖层厚度,场地土的类型是指土层本身的刚度特性，根据土层剪,切波速将土的类型划分为四种，见表115所示。,场地覆盖层厚度是指地面至坚硬土顶面的距离。坚硬,土通常是指剪切波速大于500m/s的土层和岩石。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，,而且在这层土以下的下卧岩土的剪切波速均不小于400m/s,时，也可按该土层顶面至地面的距离作为场地覆盖层厚,度。,土的类型划分和剪切波速范围 表115,土的类型,岩土名称和性状,土层剪切波速范围/（m/s）,坚硬土或岩石,稳定岩石，密实的碎石土,V,s,500,中硬土,中密、稍密的碎石土，密实、中密的砂、粗砂、中砂，f,ak,130kPa的粘性土和粉土，坚硬黄土,500V,s,250,中软土,稍密砾、粗砂、中砂，除松散的细砂、粉砂，f,ak,120kPa的粘性土和粉土，f,ak,130kPa的填土，可塑黄土,250V,s,140,软弱土,淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土和粉土，f,ak,130kPa的填土，流塑黄土,V,s,140,3、建筑场地类别,抗震规范按照表层土的类型和场地覆盖层厚度两,个因素，将建筑场地分为四种类别。表116列出,了建筑场地的类别与等效剪切波速、覆盖层厚度的关系，,当已知表层土的场地土类型和场地覆盖层厚度，即可由此,确定建筑场地的类别。,各类建筑场地的覆盖层厚度 表116,等效剪切波速（m/s）,场地类别,V,s,500,0,500V,s,250,5,5,250V,s,140,3,350,50,V,s,140,3,315,1580,80,三、不同建筑场地的抗震构造措施,建筑场地为I类时，甲、乙类建筑应允许仍按本地区,抗震设防烈度采取抗震构造措施；丙类建筑应允许按本地,区抗震设防烈度降低一度采取抗震构造措施，但6度时不,应降低。建筑场地为III、IV类时，0.15g、0.30g的地区,宜按8度（0.20g）、9度(0.40g)采取抗震构造措施。,同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基,上；同一结构单元的基础不宜部分采用天然地基部分采用,桩基。,思考题,1、简述抗震设防的目标是什么？,2、我国规范如何将建筑物进行分类的？,3、什么是多遇地震烈度、罕遇地震烈度和基本烈度？,试说明他们之间的关系？,4、水平地震作用的计算方法有哪些？适用范围如何？,试分别简要说明。,5、简述竖向地震作用的计算方法。,6、简述建筑场地类别划分的依据与方法。,7、不同的建筑场地对地震作用有何影响？,