建筑结构抗震第九章9课件-课件
高层钢结构第九章规范钢框架混凝土核心筒结构
⾼层钢结构第九章规范钢框架混凝⼟核⼼筒结构钢框架—钢筋混凝⼟核⼼筒结构9.1总则9.1.1钢框架—钢筋混凝⼟核⼼筒结构的设计，应祖训现⾏国家标准《建设抗震设计规范》GB50011的有关规定。
9.1.2钢框架-钢筋混凝⼟核⼼筒结构有双重体系和单重体系之分，取决于框架部分的剪⼒分担率。
⼆者有不同的设计要求，适⽤范围，最⼤适⽤⾼度和抗震设计等级，设计时应分别符合有关规定。
9.1.3钢框架-钢筋混凝⼟核⼼筒结构有不同的形式，其框架部分采⽤钢框架外，必要时也可采⽤钢管混凝⼟柱（或钢⾻混凝⼟柱）和钢梁的组合框架；钢框架必要时可下部楼层⽤钢⾻混凝⼟柱和尚不六层⽤钢柱，混凝⼟核⼼筒必要时可作为钢⾻混凝⼟结构。
此外，周边钢框架必要时可设置钢⽀撑加强，使钢框架成为具有较⾼侧向承载⼒的⽀撑框架。
9.1.4钢框架-钢筋混凝⼟核⼼筒结构为双重体系时，其最⼤适⽤⾼度不宜超过现⾏国家规范《建筑结构抗震设计规范BG50011 对钢筋混凝⼟框架-核⼼筒（抗震墙）结构最⼤适⽤⾼度和钢框架-⽀撑结构最⼤适⽤⾼度⼆者的平均值。
单重体系时，不宜超过GB50011对抗震墙结构规定的最⼤适⽤⾼度。
9.1.5钢框架-钢筋混凝⼟核⼼筒结构的抗震设计等级，钢框架部分和混凝⼟核⼼筒部分应分别符合现⾏国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的表6.1.2和表8.1.3的规定。
9.1.6框架下部采⽤钢⾻混凝⼟柱上部采⽤钢柱时，应设置过渡层防⽌刚度突变。
过渡层的柱刚度宜为上下楼层柱刚度之和的⼀半。
9.2双重体系和单重体系9.2.1 钢框架—钢筋混凝⼟核⼼筒结构宜作为双重体系。
钢框架部分按刚度分配的最⼤楼层地震剪⼒，不应⼩于结构总剪⼒的10%；框架部分按刚度分配计算得到的地震层剪⼒应乘以的的增⼤系数，达到不⼩于结构底部地震剪⼒的20%和最⼤楼层剪⼒1.5倍⼆者较⼩值，且不⼩于结构底部地震剪⼒的15%。
【说明】在地震作⽤下，由于钢筋混凝⼟核⼼筒侧向刚度较钢框架⼤很多，因⽽承担了绝⼤部分地震⼒。
高层建筑结构与抗震常见问题解答第9章 荷载效应组合及设计要求
第9章 荷载效应组合及设计要求1．什么是荷载效应？什么是荷载效应组合？一般用途的高层建筑结构承受哪些何载？答：所谓荷载效应，是指在某种荷载作用下结构的内力或位移。
按照概率统计和可靠度理论把各种荷载效应按一定规律加以组合，就是荷载效应组合。
一般用途的高层建筑结构承受的竖向荷载有结构、填充墙、装修等自重（永久荷载）和楼面使用荷载、雪荷载等（可变荷载）；水平荷载有风荷载及地震作用。
各种荷载可能同时出现在结构上，但是出现的概率不同。
2．如何考虑荷载效应的组合？分项系数与组合系数各起何作用？答：通常，在各种不同荷载作用下分别进行结构分析，得到内力和位移后，再用分项系数与组合系数加以组合。
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001，以下简称为《荷载规范》）上给出的自重及使用荷载、雪荷载等值，以及风荷载及地震等效荷载值都称为荷载标准值。
各种标准荷载独立作用产生的内力及位移称为荷载效应标准值，在组合时各项荷载效应应乘以分项系数及组合系数。
分项系数是考虑各种荷载可能出现超过标准值的情况而确定的荷载效应增大系数，而组合系数则是考虑到某些荷载同时作用的概率较小，在叠加其效应时要乘以小于1的系数。
例如，风荷载和地震作用同时达到最大值的概率较小，因此在风荷载和地震作用组合时，风荷载乘以组合系数0.2。
3．如何选择控制截面及最不利内力类型答：在构件设计时，要找出构件设计的控制截面及控制截面上的最不利内力，作为配筋设计的依据。
首先要确定构件的控制截面，其次要挑选这些截面的最不利内力。
所谓最不利内力，就是使截面配筋最大的内力。
控制截面通常是内力最大的截面，但是不同的内力（如弯矩、剪力）并不一定在同一截面达到最大值，因此一个构件可能同时有几个控制截面。
对于框架横梁，其两端支座截面常常是最大负弯矩及最大剪力作用处，在水平荷载作用下，端截面还有正弯矩。
而跨中控制截面常常是最大正弯矩作用处。
在梁端截面（指柱边缘处的梁截面），要组合最大负弯矩及最大剪力，也要组合可能出现的正弯矩。
建筑结构减震隔震设计方案PPT教案
；
③隔震墙下隔震支座的间距不宜大于2.0m； ④外露的预埋件应有可靠的防锈措施。预埋件的锚固钢筋应与钢板 牢固连接，锚固钢筋的锚固长度宜大于20倍锚固钢筋直径，且不应 小于250mm等。
由于目前的橡胶隔震支座对竖向地震几乎没有减震效果，因此 ，须在隔震建筑设计时考虑这一因素。主要是在隔震层以上结构和 隔震层设计中考虑这一因素。
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8.2.4 隔震结构构造要求
(1) 隔震层应提供必要的竖向承载力、侧向刚度和阻尼；穿过隔震 层的设备配管、配线，应采用柔性连接或其他有效措施适应隔 震层的罕遇地震水平位移。
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8.4背景知识 工程结构减震控制包括隔震、消能减震和各种被动控制、主动
控制、混合控制等内容。传统的抗震结构体系是通过“加强结构” 的途径来提高结构的抗震能力，但结构减震控制体系则是通过调整 结构动力特性的途径，大大减小了结构在地震（或强风）中的振动 反应，从而保护结构以及结构内部的设备、仪器、网络和装饰物等 不受任何损害。这是一种采用新概念、新机理的新结构体系、新理 论和新技术方法。在很多情况下，它更加安全和经济，它为工程结 构的地震防护、减振抗风提供了一条崭新的途径，日益引起国内外 学术界、工程界的兴趣和重视。目前，这个新领域仍处于不断发展 和完善的阶段，随着技术的成熟和现代化社会的发展，工程结构减 震控制技术将会越来越广泛地被应用，将取得显著的社会效益和经 济效益。
U型软钢板
滚珠或滚轴
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8.2.3 基础隔震结构设计
二级建筑师《建筑结构和设备》：建筑结构抗震(9)
二级建筑师《建筑结构和设备》：建筑结构
抗震（9）
（三）结构体系
（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。
（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丧失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。
（3）结构体系尚宜符合下列各项要求：
1）宜有多道抗震防线。
2）宜具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集
中。
3）结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。
建筑结构抗震设计ppt课件
b. 9度地区，可采用下沉式天窗；
c. 突出屋面的钢筋砼天窗，侧板与柱宜采用螺栓连接。
(5) 支撑系统
(6) 柱 单层砖柱房屋：
6、7度地区可采用十字形无筋砖柱； 8度地区Ⅰ、Ⅱ类场地采用竖向配筋组合砖柱； 8度地区(Ⅲ、Ⅳ类场地)和9度地区的中柱采用钢 筋砼柱。 单层钢筋砼柱厂房：
厂房中的各种柱采用钢筋砼柱。 a. 截面形式和尺寸：矩形、工字形、双肢形、管柱形等。
排架的侧向柔度d11按下式计算：
11
F
a 11
11
F
(1
-
x1
)
a 11
11
F=1
x1
11
11
F=1
x1
11
x2
11
a11
F=1
⑵ 两跨不等高厂房
采用能量法计算并考虑KT影响，计算自振周期：
T1 2kT
Gi ui2
K i ui2
式中
u1、u2－将结构简图转动900，将G1、G2视为垂直于 杆件的荷载，在G1、G2处产生的水
e. 在满足有关抗震构造措施时，规范规定下列建筑 可不进行抗震计算：
(a) . 7度地区Ⅰ、Ⅱ类场地内的柱高不超过4.5m且 两端均有
均有 2.
(b). 7度地区Ⅰ、Ⅱ类场地内的柱高不超过10m且两端
山墙的单跨及等高多跨钢筋砼柱厂房。 设计计算内容 自振周期的计算； 内力计算； 强度计算。
3. 厂房质量集中系数的确定
平位u移1 。 11G1 12G2 u2 21G1 22G2
⑶ 三跨不对称带升高中跨的厂房结构：
T1 2KT
G1u12 G2u22 G3u32 G1u1 G2u2 G3u3
东南大学《工程结构抗震与防灾》课件
地震作用最大的方向 = -1.040 (度)
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各类建筑结构的地震作用
质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平 地震作用下的扭转影响；其他情况，应允许采用调整地 震作用效应的方法计入扭转影响。
8度和9度时的大跨度结构、长悬臂结构，9度时的高 层建筑，应计算竖向地震作用。
第2章 结构抗震计算
§2-1 计算原则 §2-2 地震作用 §2-3 设计反应谱 §2-4 振型分解反应谱法 §2-5 底部剪力法 §2-6 时程分析法 §2-7 竖向地震作用 §2-8 结构抗震验算
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结构抗震计算的基本步骤
考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y 方向的平动系数、扭转系数
振型号 周 期 转 角
平动系数 (X+Y) 扭转系数
1 1.5059 178.50 0.65 ( 0.65+0.00 ) 0.35
2 1.3294 0.56 0.37 ( 0.37+0.00 ) 0.63
3 1.1881 89.33 1.00 ( 0.00+1.00 ) 0.00
不规则结构——平面不规则
位移比：在规定的水平力作用下，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（或层间 位移）平均值的1.2倍。
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不规则结构——平面不规则
凹凸不规则
控制凹凸不规则就是控制房屋局部的外伸长度。 结构平面上的两端相距太远，地震时由于输入相位差容
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
《建筑结构抗震设计》全套课件
《建筑结构抗震设计》全套课件第一部分：建筑抗震设计概述一、引言随着城市化进程的加快，高层建筑和大型公共设施日益增多，建筑结构抗震设计显得尤为重要。
地震是一种破坏性极强的自然灾害，对建筑结构的影响巨大。
因此，如何设计出能够抵御地震影响的建筑结构，是建筑设计师和工程师们必须面对的挑战。
二、抗震设计的基本概念抗震设计是指根据建筑所在地区的地震烈度、地质条件、建筑类型和用途等因素，通过合理的结构设计、材料选择和施工工艺，使建筑结构在地震发生时能够保持稳定，避免或减少人员伤亡和财产损失。
三、抗震设计的原则1. 以预防为主：在设计阶段就应充分考虑地震因素的影响，采取有效的抗震措施，而不是等到地震发生后才进行补救。
3. 材料选择：应选择具有良好抗震性能的材料，如钢筋、混凝土等。
4. 施工质量：施工质量直接影响到建筑结构的抗震性能，必须严格按照设计要求和施工规范进行施工。
四、抗震设计的步骤1. 地震烈度评估：根据建筑所在地区的地震活动历史和地质条件，评估地震烈度。
2. 结构设计：根据地震烈度、建筑类型和用途等因素，进行结构设计，包括结构体系、构件截面尺寸、材料选择等。
3. 抗震措施：采取有效的抗震措施，如设置防震缝、增加支撑体系、采用减震隔震技术等。
4. 施工质量控制：严格控制施工质量，确保结构设计的实现。
五、抗震设计的未来发展通过本课件的学习，希望同学们能够掌握建筑结构抗震设计的基本概念、原则和步骤，为未来的建筑设计工作打下坚实的基础。
六、抗震设计的具体方法1. 静力设计法：这是一种传统的抗震设计方法，主要考虑建筑结构在地震作用下的静力平衡。
设计时，需要计算结构在地震作用下的内力和变形，并确保结构具有足够的强度和刚度。
2. 动力设计法：这种方法考虑了地震作用的动力效应，通过计算结构的动力响应来评估其抗震性能。
动力设计法需要考虑地震动的频谱特性、结构的自振频率和阻尼比等因素。
3. 基于性能的抗震设计：这种方法以建筑结构的性能目标为导向，通过选择合适的性能指标和抗震措施，确保结构在地震发生时能够达到预定的性能要求。
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9.1概述
结构控制的概念：在工程结构的特定部位装设某种装 置（如隔震垫等）、或某种机构（如消能支撑、消能 剪力墙、消能节点、消能器等）、或某种子结构（如 调频质量等）、或施加外力（外部能量输入）、或调 整结构的动力特性，使工程结构在地震（或风）的作 用下，其结构的动力反应（加速度、速度、位移）得 到合理的控制，从而确保结构本身及结构中的人、仪 器设备、装修等的安全或处于正常的使用状态。
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建筑结构抗震第九章9课件
9.1概述
（2）建筑费用和成本大幅度增加 传统方法是在设计时提高材料强度、加大构件（结构） 刚度，其结果是断面越大，刚度越大，使用面积减少， 建筑物自重增大，地震作用亦随之增大。
（3）适用范围受到限制 传统抗震方法采用的是延性结构体系，允许结构部件 在强震时发生比较大的塑性变形，以消耗地震能量， 减轻地震反应，这种方法对于某些不容许在地震中出 现破坏的结构、或内部有贵重装饰、重要设备仪器的 结构是不适用的。
(2)隔震特性：具有足够的水平初始刚度，在风载和小震 作用下，体系能保持在弹性范围内，满足正常使用的 要求，而中强地震时，其水平刚度较小，结构为柔性 隔震结构体系；
(3)复位特性：地震后，上部结构能回复到初始状态，满 足正常的使用要求。
9.2.1基底隔震原理
(4)耗能特性：隔Байду номын сангаас系统本身具有较大的阻尼，地震时能 耗散足够的能量，从而降低上部结构所吸收的地震能 量。
9.2结构隔震设计
结构隔震主要有基底隔震和悬挂隔震两种 9.2.1基底隔震原理 在结构物底部与基础 顶面之间设置隔震消 能装置，使之与固结 于地基中的基础顶面 分开，限制地震动向 结构物传递。
9.2.1基底隔震原理
为达到明显减震效果，通常基础隔震系统需具备以下四 种特性：
(1)承载特性：具有足够的竖向强度和刚度以支撑上部结 构的重量；
9.1概述
③ 结构附加装置控制：在结构的适当位置安放耗能减振 装置，以达到耗能减振的目的。 主要有： 各种耗能支撑、预应力摩擦墙、 金属阻尼器、摩擦阻尼器、 调频质量阻尼器（TMD）、 调频液体阻尼器（TLD）、 粘滞流体阻尼器和粘弹性阻尼器等等。
9.1概述
（2）主动控制（Active Control） 指有外加能源的控制，其工作原理为：
9.1概述
（3）混合控制（Hybrid Control）
被动控制器
外荷载
被动控制力 结构
（风、地震等） 主动控制力
反应
主动控制器
检测元件
混合控制是将主图动1控-3 制混与合控 被制动的控工制作同原时理 施加在同一结构 上的结构振动控制形式。
从其元素所起作用的相对大小来看，有两种组合方式：
一种是主从组合方式，即以某一控制为主控制部件， 其他部件通过主要部件实现对结构的控制。
（风外、荷地载震等）结 构 控制力
反应
控制器 检测元件
图1-2主动控制的工作原理
9.1概述
常见的类型有： 主动调频质量阻尼器(Active Tuned Mass Damper,
简称AMD)； 主动支撑系统（Active Brace）； 主动拉索控制器（Active Tendon）； 主动空气挡风板控制器（Active Aerodynamic Appendayes）等。
9.1概述
（4）施工难度大 结构构件和节点的钢筋配置过密，9度区甚至无法排布。 （5）建筑物的高度受到限制等。
为克服传统抗震方法的缺陷，结构振动控制技术（简 称“结构控制”）逐渐发展起来。 结构控制的概念：通过对结构施加控制机构，由控制 机构与结构共同承受振动作用，以调谐和减轻结构的 振动反应，使它在外界干扰作用下的各项反应值被控 制在允许范围内。
结构控制技术按控制措施实施的方式不同，一般分为 被动控制（Passive Control）、主动控制（Active Control）、半主动控制（Semi—Active Control） 和混合控制（Hybrid Control）四类。
9.1概述
（1）被动控制（Passive Control）
（风外、荷地载震等结）构
反应
被动控制装置
① 隔震：在建筑物图适1当-1部被 位动 设置控隔制震的装工置作 ，原 切理 断或削弱 地面运动向上部结构的传递，并提供适当的阻尼，从 而使上部结构的地震作用大大降低，耗能能力加强。 如叠层橡胶垫支座、高阻尼橡胶垫支座、滑移隔震支 座和混合隔震装置等。
9.1概述
② 结构自控：通过在结构中优选耗能材料和耗能杆件， 设置多道抗震防线达到耗能减振的目的。 常见的有： 竖向通缝SW（剪力墙）、周边缝SW、 双功能连梁、带抗震连梁的SW、 顶层为刚性连梁的SW、偏交支撑、 梁端设塑性铰的框架、悬挂式结构、 底层设消能缝的砖混结构。
用，适用范围较广，结构类型和高度均不受限制； 2. 消能减震装置应使结构具有足够的附加阻尼，以满足
罕遇地震下预期的结构位移要求； 3. 由于消能减震结构不改变结构的基本型式，除消能部
件和相关部件外，结构设计仍可按照《规范》对相应 结构类型的要求执行。
9.1概述
消能减震技术的优越性： 1、安全性：
消能构件或消能装置在强震中能率先消耗的地震能量， 迅速衰减结构的地震反应并保护主体结构和构件免遭 破坏，确保结构的安全。 消能减震结构的地震反应比传统结构降低40%—60%。 2、 经济性： 消能减震结构可以减少剪力墙的设置，减少结构断面 和配筋，可节约造价5%—10%。若用于旧建筑物的抗 震加固，则可节约造价10%—60%。 3、技术合理性：结构越高、越柔，消能减震效果越显著
9.1概述
另一种是并列组合方式，即两种控制各自独立工作， 对结构实施校正作用。
目前，较为典型的几种混合控制装置有： AMD与TMD相组合， AMD与TLD相组合， 主动控制与基础隔震相组合， 主动控制与耗能减振相组合，
HMS（液压－质量振动控制系统）与AMD相组合等。
9.1概述
结构消能减震建筑的特点： 1. 消能减震装置可同时减少结构的水平和竖向的地震作
基底隔震的适用范围： 高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高 度分布比较均匀的多层和中高层结构