工程结构抗震设计4.抗震概念设计
抗震概念设计的基本要求
二、抗震设计的基本要求
7 合理选用材料，确保施工质量 合理地使用材料，确保施工质量是保证抗震质量的关键。在结构
施工图中均标有对材料和施工质量的特别要求。混凝土、钢材和砌体 材料的选用参照各自的选用要求。
THAN于抗震
结构构件应符合下列要求:砌体结构应按规范要求设置钢筋混凝土圈梁 和构造柱、芯柱,或采用约束砌体、配筋砌体等;混凝土结构构件应控制截 面尺寸和受力钢筋与箍筋的设置;多高层的混凝土楼、屋盖宜优先采用现 浇混凝土板。
二、抗震设计的基本要求
5 采用隔震和消能减震设计
二、抗震设计的基本要求
2 选择对抗震有利的建筑体形
建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不规则的建筑方案应按规定采取 加强措施。不应采用严重不规则的设计方案。建筑平面和立面布置宜规则、 对称,其刚度和质量分布宜均匀。体型复杂的建筑宜设防震缝。
二、抗震设计的基本要求
3 选择合理的抗震体系
结构体系应根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场 地条件、地基、结构材料和施工等因素,经综合分析比较确定。结构体系 应具有多道抗震防线,对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。
抗震概念设计的 基本要求
一、抗震设计分类
1 抗震设计分类
为了减轻建筑物的地震破坏,避免人员伤亡,减少经济损失,对地 震区的房屋必须进行抗震设计。建筑结构的抗震设计分为两大部 分:一是计算设计——对地震作用效应进行定量分析计算;一是概 念设计——正确地解决总体方案、材料使用和细部构造,以达到合 理抗震设计的目的。
二、抗震设计的基本要求
5 消能减震设计实例
二、抗震设计的基本要求
6 采用隔震和消能减震设计
隔震和消能减震是建筑结构减轻地震灾害的新技术。隔震的基本 原理是：通过隔震层的大变形来减少其上部结构的地震作用，从而减 少地震破坏。消能减震的基本原理是：通过消能器的控制来控制预期 的结构变形，从而使主体结构在罕遇地震下不发生严重破坏。
建筑结构抗震设计第4章建筑抗震概念设计
表1 有利、一般、不利和危险地段的划分
段 一般地段 不利地段
危险地段
稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土 等
不属于有利、不利和危险的地段
软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘， 陡坡，陡坎，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（含故河道、疏松的断层破 碎带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基），高含水量的 可塑黄土，地表存在结构性裂缝等 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位错的部位
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P—Δ效应；柱轴向变形。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。混凝土的弹性模量随着时间及应变程度而改变。
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。图1表示了这种地理位置的放大作用。
图1 不同地形的震害
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，如图2所示。
图2 房屋沉降
§4.2 把握建筑形体和结构的规则性
建筑结构的平面、立面规则与否，对建筑的抗震性能具有 重要的影响，建筑结构不规则，可能造成较大扭转，产生 严重应力集中，或形成抗震薄弱层。国内外多次震害表明，房屋形体 不规则、平面上凸出凹进、立面上高低错落，破坏程度比较严重，而 简单、对称的建筑的震害较轻。为此，《抗震规范》规定，建筑设计 应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的 影响，宜择优选用规则的形体，其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、 侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度 宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力突变。 建筑平、立面布置的基本原则：对称规则，质量与刚度变化均匀。
抗震概念设计的基本内容
抗震概念设计的基本内容抗震概念设计，这个听上去就有点严肃的词，实际上跟我们生活息息相关哦。
想象一下，地震来了，咱们的房子得像个金刚不坏之身，稳稳地站在那里，不像纸片一样随风而倒。
说到抗震设计，它就像为房子穿上了一件超强的防护服，哪怕震动再大，它也能让你安全地待在里面，心里踏实得很。
你看，抗震设计的基本内容其实就是让建筑在地震来临的时候，能够表现得像个打不倒的勇士，咱们可以毫无顾忌地在里面喝茶聊天。
结构设计可不能马虎。
建筑得有个坚固的骨架，就像咱们人的脊梁骨，得支撑起整个身体。
设计师们会考虑用什么材料，怎么组合，让房子在地震的时候像弹簧一样，有弹性。
地震来临，房子得扭动得像个小舞者，而不是干脆就崩溃。
再说了，房子的形状也很重要，咱们可不想住在个像巨型饼干的地方，摇摇晃晃得让人心慌。
设计师得考虑建筑的重心，保证它稳稳地扎根在大地上，像一棵参天大树，根深叶茂。
要说到地基的设计。
地基就像房子的脚，要站得稳才行。
设计师们得深入研究土壤的特性，选个合适的地方打地基。
哎呀，这可不是随便找块地就行，得确保它不会因地震而像豆腐一样崩塌。
基础的宽度、深度，都是精心计算过的。
设计师们就像是个小心翼翼的厨师，调配着各种材料，确保每一部分都能完美融合。
谁说盖房子容易？那可是个技术活！除了这些，还有隔震技术。
这个听上去就很酷，实际上也是个高手中的高手。
简单说，就是在建筑和地面之间加个“缓冲垫”，就像给房子穿上了柔软的鞋子。
地震来了，地面剧烈摇动，而房子却稳如泰山。
就像我们穿上舒适的运动鞋，不怕任何挑战，活力满满。
这个技术可是越来越受欢迎，大家都希望自己的家能有这样的“保护神”。
抗震设计不仅仅是在房子本身，还包括周围环境的考虑。
比如，附近不能有大树、老旧建筑，这些都是潜在的隐患。
设计师们得像侦探一样，仔细调查周围的情况，避免一切可能的风险。
这就像咱们去旅行，提前规划好路线，确保一路顺风，平安无事。
整个城市的抗震能力，仿佛是一场团队比赛，每个人、每个建筑都得团结协作，才能在地震面前显得有条不紊。
简述结构抗震概念设计的含义
简述结构抗震概念设计的含义结构抗震概念设计是指在建筑设计阶段，通过合理分析和设计结构，使建筑在地震作用下能够充分发挥自身的抗震能力，以减少地震对建筑物造成的破坏和人员伤亡。
结构抗震概念设计需要考虑以下方面：1. 结构整体性：通过合理的结构布局和连通方式，使整个建筑结构能够形成一个整体，以提高抗震能力。
2. 建筑材料：选用合适的材料，如高强度钢筋混凝土、钢结构等，以增加结构的刚度和强度，提高抗震能力。
3. 结构体系：选择适当的结构体系，如框架、剪力墙、桁架等，以满足地震作用下的荷载传递要求。
4. 抗震设计要素：考虑地震作用下的水平力、垂直力、剪力等，确定结构的尺寸、强度、柱网布置、墙体厚度等参数，以满足设计要求。
5. 结构连接：合理设计结构连接，如梁柱连接、墙体与结构连接等，以确保结构的整体性和刚度。
6. 附加构件：增设抗震构件，如减隔震、阻尼器等，以增加结构的抗震性能。
结构抗震概念设计目的是在建筑设计早期阶段，通过合理的设计理念和方法，尽可能提高建筑的抗震能力，减少地震对建筑物和人员的危害。
这样可以提高建筑的安全性和可靠性，保护人民的生命财产安全。
结构抗震概念设计是指在建筑结构设计的初期阶段，考虑地震影响和力学特性的基础上，通过结构布局、形式、材料、连接方式等方面的综合设计，以提高建筑结构在地震发生时的抗震性能。
结构抗震概念设计的含义包括以下几个方面：1. 提前考虑抗震性能：结构抗震概念设计在初期阶段就将抗震性能的考虑纳入设计中，通过合理的布局、形式和结构系统的选择，以及考虑地震产生的荷载、地震波传播路径等因素，在建筑结构设计的初期就提出合理的抗震方案。
2. 综合设计思路：结构抗震概念设计是综合考虑建筑的整体性能和安全性的设计过程，不仅仅追求单一方面的抗震性能，还要考虑结构的可行性、经济性、舒适性等因素。
3. 满足抗震设计要求：结构抗震概念设计需要满足国家和地区的抗震设计规范要求，确保建筑在地震发生时能够安全、稳定地承受地震力的作用。
结构抗震概念设计
结构抗震概念设计
结构抗震概念设计是指在建筑设计阶段，通过合理的结构形式和布局、优化的材料选择以及适当的抗震措施，以提高建筑物在地震发生时的抗震性能，降低地震灾害对建筑物的破坏和人员的伤亡。
以下是一些常见的结构抗震概念设计方法：
1. 震度和设计地震力的确定：根据所在地区的地质构造、历史地震数据以及建筑物的用途和重要性等因素，确定合适的设计震度和设计地震力，用作设计参数。
2. 结构形式的选择：优选合适的结构形式，如框架结构、剪力墙结构、框剪结构等，以保证结构在地震力作用下能够保持整体稳定性。
3. 结构布局的合理调整：通过合理的结构布局，使得建筑物各部分受力均匀，避免发生局部集中破坏，提高结构整体的抗震性能。
4. 材料的选择与强度设计：合理选择适应当地地震特点的材料，并根据设计地震力要求确定结构强度等级，以确保结构在地震荷载下具有足够的强度和刚度。
5. 建筑物的抗震连接设计：合理设计结构的连接部位，采用适当的节点形式和连接方式，以确保结构整体刚度和稳定性，提高抗震性能。
6. 抗震控制措施的设置：如设置剪力墙、拉杆、钢筋混凝土柱等抗震构件，以增加结构的抗震能力；采用阻尼器、减隔震装置等减轻地震作用的措施。
7. 结构设计的动力响应分析：通过动力响应分析，考虑结构的固有周期、频率、模态等参数，以更好地了解结构的地震反应情况，为结构抗震设计提供依据。
以上是结构抗震概念设计的一些基本方法和注意事项，具体的设计应根据具体工程情况和地震要求进行。
建筑结构抗震设计14个要点要注意
建筑结构抗震设计14个要点要注意抗震设计是建筑结构设计中非常重要的一个方面，它关系到建筑物在地震中的安全性和稳定性。
下面是14个抗震设计要点，供参考：1.地震烈度评定：要根据建筑所在地的地震烈度等级进行评定，确定相应的抗震设计要求。
2.结构类型选择：根据建筑物的用途和高度确定结构类型，如钢结构、混凝土结构或钢混凝土组合结构。
3.基础设计：合理设计建筑的基础，使其能够承受地震力的作用，包括基础的形式、尺寸和材料选择。
4.建筑物整体的抗震设计：要考虑建筑物从地震中脱离的可能性，通过合理分布和连接结构的方法，提高建筑物的整体抗震性能。
5.结构的水平抗力设计：要根据建筑物的高度和形状确定合适的结构配置，提供足够的抗震强度和刚度。
6.结构的垂直抗力设计：要考虑建筑物在地震中可能产生的垂直振动和倾斜，通过合理的结构布局和刚度调整，提高建筑物的垂直抗震能力。
7.结构的抗震连接设计：要确保建筑物内部和外部结构之间的连接点能够承受地震产生的剪力和扭矩，提高结构的整体稳定性。
8.结构的抗震概念设计：要通过合理的布局和设计，减少结构的震动峰值，降低地震造成的损失。
9.结构的抗倒塌设计：要设计建筑物的各个部分，使其在地震中不易倒塌或局部破坏，保证建筑物的整体稳定性。
10.结构的振动控制设计：要通过合理的结构设计和控制方法，控制建筑结构的振动幅值，在地震中减少结构和设备的震动破坏。
11.结构的抗震措施选择：要根据设计目标和地震烈度等级，选择适当的抗震措施，如内柱加固、梁柱节点加固、墙体加固等。
12.结构的抗震计算：要进行合理的结构抗震计算，考虑地震的特点和建筑物的荷载，确保结构的安全和稳定。
13.结构的抗震验算：要对抗震设计方案进行验算和检查，确保设计方案的合理性和有效性。
14.结构的施工和监理：要根据设计方案进行施工和监理工作，确保建筑物的抗震性能符合设计要求。
以上是抗震设计中需要注意的14个要点，每一个要点都与建筑物在地震中的安全性和稳定性有关，设计师和工程师需要在设计和施工过程中认真考虑和执行这些要点，确保建筑物具备良好的抗震性能。
工程结构-建筑抗震概念设计
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场地的选择
3.3.1 选择建筑场地时应根据工程需要掌握地震活动情况 工程地质和地震地 质的有关资料对抗震有利不利和危险地段作出综合评价对 不利地段应提出 避开要求当无法避开时应采取有效措施不应在危险地段建 造甲乙丙类建筑 3.3.2 建筑场地为I 类时甲乙类建筑应允许仍按本地区抗 震设防烈度的要求采 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 低一度的要求采取抗震 构造措施但抗震设防烈度为6 度时仍应按本地区抗震设防 烈度的要求采取抗震构 造措施
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建筑设计和建筑结构的规则性
3.4.1 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 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小避 免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。 当存在表3.4.2-所列举的平面不规则类型或 表3.4.2-2 所列举的竖向不规则类型时应符合本 章第3.4.3 条的有关规定
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结构体系
3.5.1 结构体系应根据建筑的抗震设防类别抗震设防烈 度建筑高度场地条件地基结构材料和施工等因素经技术 经济和使用条件综合比较确定 3.5.2 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 应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗 震能力或对重力荷载的承载能力 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 4 对可能出现的薄弱部位应采取措施提高抗震能力
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重大社2023《建筑结构抗震设计(第3版)》教学课件4
4.2 抗震概念设计法介绍
介绍 定义及内涵 场地 结构体系 规则性 非结构构件 材料及施工
（6）构件层面：结构构件及连接具有良好的变形能力（延性），避免脆性破坏 利用延性，不仅使设计更为经济，且 能吸收更多的地震输入能量而有利于 抵御结构倒塌的发生。
砌体：约束条件 混凝土：避免脆性破坏（剪
切、混凝土压溃、粘结） 预应力：配置足够非预应力
➢ 抗震结构的分析模型应尽可能与实际相符。 通常情况下，宜采用空间分析模型； 当楼屋盖为刚性且质量和刚度分布接近对称时，可采用平面分析模型； 复杂结构的多遇地震反应分析，应取两个以上力学模型进行互相校验；当结构
层间位移较大时还应计入重力二阶效应的影响。 ➢ 对于采用计算机程序计算的分析结果，须经过判断确认合理、有效后方可用于
不规
不连续
换构件（梁、桁架楼等层向承下载传力递突变
则
楼层承载力突变 抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%
不规则类型
扭转不规则定义
平面不扭规转则不规则
楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两 端弹性水平位移凹（凸不或规层则间位移）平均值的1.2倍
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%
木结构房屋
地震作用传递途径，清晰？可靠？
4.2 抗震概念设计法介绍
介绍 定义及内涵 场地 结构体系
（2）具有多道防线
➢若干分体系：框架+墙（筒体） ➢设置屈服区：如耗能支撑。
规则性 非结构构件
材料及施工
上海金融寰球中心
形式：多重延性分体系组成（框剪、框筒、框撑、框墙、筒中筒）;
单一体系（框架结构“强柱弱梁”）
大量震害表明，建筑场地的地质条件与地形地貌对建筑物震害有显著影响。(地表 错动、地裂、液化、地基不均匀沉降、滑坡) 场地选择的原则：选择有利地段;避开不利地段;不在危险地段建设
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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
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
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。
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 A Bl
局部连续
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。
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。
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
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。
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。
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。
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