uA多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计教案资料
第六章多层和高层钢结构房屋的抗震设计
2.竖向布置
抗震设防的高层建筑钢结构，宜采用 竖向规则的结构。在竖向布置上具有下 列情况之一者，为竖向不规则结构：
(1)楼层刚度小于其相邻上层刚度的 70%，且连续三层总的刚度降低超过50%。
(2)相邻楼层质量之比超过1.5(建筑 为轻屋盖时，顶层除外)。
(3)立面收进尺寸的比例为L1/L＜ 0.75（右图）。
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②结构平面形状有凹角，凹角的伸出部分在一个方向 的长度，超过该方向建筑总尺寸的25%；
③楼面不连续或刚度突变，包括开洞面积超过该层总 面积的50%；
④抗水平力构件既不平行于又不对称于抗侧力体系的 两个互相垂直的主轴。
属于上述情况第①、④项者应计算结构扭转的影响， 属于第③项者应采用相应的计算模型，属于第②项者应 采用相应的构造措施。
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带有偏心支撑的框架-支撑结构，具备中心支撑体系侧向 刚度大、具有多道抗震防线的优点，还适当减少了支撑构件的 轴向力，进而减小了支撑失稳的可能性。
由于支撑点位置偏离框架接点，便于在横梁内设计用于 消耗地震能量的消能梁段。强震发生时，消能梁段率先屈服， 消耗大量地震能量，保护支撑斜杆不屈曲或屈曲在后，形成了 新的抗震防线，使得结构整体抗震性能，特别是结构延性大大 加强。
3.水平地震作用计算
高层建筑钢结构采用底部剪力法时，可按下式计算顶 部附加地震作用系数：
1.框架体系
2.框架-支撑体系 框架-支撑体系是在框架体系中沿结构的纵、横两个方
向均匀布置一定数量的支撑所形成的结构体系。 (1)中心支撑
中心支撑是指斜杆与横梁及柱汇交于一点，或两根斜 杆与横杆汇交于一点，也可与柱子汇交于一点，但汇交时 均无偏心距。
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多高层房屋结构抗震设计参考资料
多高层房屋结构抗震设计参考资料一、单项选择题（本大题共0 0 分，共90 小题，每小题0 分）1. 以下地震类型，哪一种是按照地震成因分类？（）A. 火山地震2. 下列对柱轴压比描述正确的是（）。
B. 柱的组合轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值3. 下列有关震级的说法不正确的是（）D. 7 级以上为特大地震4. 框架梁的净跨度与截面高度之比不宜小于4，其理由是（）。
D. 梁可以适应较大的塑性变形能力5. 下列地震灾害中属于次生灾害的是（）。
D. 油罐、输气管道破裂引起火灾6. 关于柱的配筋有以下叙述，不正确的是（）。
C. 应在框架角柱的全高加密箍筋7. 下列有关基本烈度的说法正确的是（）A. 在50 年期限内，一般场地条件下可能遭遇超越概率为10%的地震烈度值。
8. 下列有关震源的理解错误的是（）C. 震源是一个点9. 由于水库蓄水或深井注水等引起的地震。
称为（）C. 诱发地震10. 由于地壳运动，推挤地壳岩层使其薄弱部位发生断裂而引起的地震。
称为（）D. 构造地震11. 在地球表面传播的波称为（）。
C. 面波12. 下列有关多遇烈度的说法不对的是（）D. 抗震设防的依据13. 对于抗震要求属于危险地带的是（）地质类型。
C. 可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂14. 我国《建筑抗震设计规范》所给出的地震影响系数曲线中，结构自振周期的范围是（）。
C. 0~6s15. 关于限制楼层水平地震剪力最小值的说法中，正确的是（）。
C. 保证结构的安全性16. 由于地表或地下岩层突然大规模陷落或崩塌而造成的地震。
这类地震的震级很小，造成的破坏也很少，称为（）。
B. 陷落地震17. 选择建筑场地时，下列（）地段是对建筑抗震危险的地段D. 地震时可能发生地裂的地段18. 建筑物的抗震设计根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。
大量的工民建筑物属于( )。
C. 丙类19. 在建筑抗震设计中，关于建筑场地，下列说法中不正确的是（）。
抗震结构设计
五、构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏
主要抗侧力的钢筋混凝土构件的极限破坏应以构件弯 曲时主筋受拉屈服破坏为主，应避免变形性能差的混凝土 首先压溃或剪切破坏，以及钢筋锚固失效和粘接破坏。
延性破坏和脆性破坏两者的变形性能差别很大，与其 相关的因素有：抗剪和抗弯承载力之比、剪跨比、剪压比、 轴压比、主筋率、配筋率、箍筋形式、混凝土和钢筋材料、 钢筋连接和锚固方式等。
抗震墙
框架-抗震墙
框架房屋
§5.2 震害及其分析
一、结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层
在强烈地震作用下，结构的薄
13
弱楼层率先屈服、发展弹塑性变形，
12
并形成弹塑性变形集中的现0
1976年唐山大地震中，位于天
9
津塘沽区的天津碱厂十三层蒸吸塔
8
框架，该结构楼层屈服强度分布不
§5.4 抗震设计的一般规定
一、房屋的适用最大高度(6.1.1条) 现浇钢筋混凝土房屋的结构类型和最大高度应符合下表的 规定。
二、结构的抗震等级
地震作用下，钢筋混凝土结构的地震反应有下列特点：
1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高；
地震作用与烈度、场地等有关，从经济角度考虑， 对不同烈度、场地的结构的抗震要求可以有明显的差别。
三、建筑结构布置宜规则
四、合理设计结构破坏机制
1、框架结构 为了充分发挥整个结构的抗震能力，较合理的地震
破坏机制应为节点基本不破坏，梁比柱的屈服能早发生、 多发生；同一层中，各柱两端屈服历程越长越好；底层 柱底的塑性铰宜最晚发生。梁柱端的塑性铰出现得尽可 能分散。
2、框架-抗震墙结构
抗震墙的各墙段（包括小开洞墙和联肢墙肢）的高 宽比不宜小于2，使其成弯剪破坏。连梁宜在梁端塑性 屈服，且有足够的变形能力，在墙段充分发挥抗震作用 前不失效。
高层建筑的抗震设计
高层建筑的抗震设计高层建筑是现代城市发展中不可或缺的一部分，它们不仅提供了大量的办公和居住空间，也是城市地标和人们生活的象征。
然而，由于地震的频发和破坏力，高层建筑的抗震设计显得尤为重要。
本文将探讨高层建筑的抗震设计原则、技术以及未来的发展趋势。
一、抗震设计原则1. 结构合理性高层建筑的结构设计应合理，结构形式选择应考虑各种力的影响，如竖向荷载、水平荷载以及地震荷载。
2. 隔震设计隔震设计是高层建筑抗震的关键措施之一。
通过设置隔震装置，能有效减轻地震对建筑物的冲击。
常见的隔震装置包括橡胶隔震支座和钢球隔震装置等。
3. 抗震墙抗震墙是高层建筑中常见的抗震设计手段。
通过将抗震墙布置在建筑的关键部位，可以提高建筑的整体抗震能力。
4. 钢结构设计钢结构在高层建筑中的应用越来越广泛，其强度和韧性使其成为抗震设计的理想选择。
钢结构能够在地震中更好地吸收能量，并分散到整个结构中。
5. 增加结构强度通过增加材料的强度和截面尺寸，可以提高高层建筑的抗震能力。
在设计过程中，应根据地震的烈度和建筑物的高度，选择适当的强度和截面尺寸。
二、抗震设计技术1. 数值模拟数值模拟是高层建筑抗震设计中常用的技术手段之一。
通过计算机模拟地震力对建筑物的作用，可以评估不同结构形式和材料参数的抗震性能。
2. 结构监测与预警系统结构监测与预警系统可以实时监测高层建筑的结构状态，并在地震发生前提供预警信息。
这为人们提供了逃生和避险的宝贵时间。
3. 新型材料的应用随着科技的进步，新型材料如碳纤维复合材料等逐渐应用到高层建筑的抗震设计中。
这些材料具有更好的抗震性能和轻质高强的特点。
4. 钢筋混凝土结构的优化在高层建筑的抗震设计中，钢筋混凝土结构是最常见的结构形式之一。
通过优化设计方法和加强施工质量管理，可以提高钢筋混凝土结构的抗震性能。
三、未来的发展趋势1. 结构柔性化未来的高层建筑抗震设计将朝着结构柔性化发展。
通过使用可调节的结构和材料，在地震发生时，建筑物可以自动调整结构形态，减少地震荷载对建筑的影响。
高层抗震课程设计
高层抗震课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解高层建筑抗震的基本原理，掌握抗震设计的关键因素。
2. 学生能够描述不同类型的抗震结构和其优缺点。
3. 学生能够解释地震波的传播特点及其对建筑物的影响。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析高层建筑的抗震能力，提出改进措施。
2. 学生能够通过团队合作，设计简单的抗震结构模型，并进行测试。
3. 学生能够运用专业软件进行高层建筑抗震性能的模拟分析。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到地震安全的重要性，树立安全意识。
2. 学生能够尊重和欣赏不同文化背景下抗震建筑的设计理念。
3. 学生能够培养勇于探究、勤于思考的科学态度，关注建筑领域的创新与发展。
课程性质：本课程为高中土木工程学科选修课程，以实践性、应用性为主。
学生特点：高中学生具有较强的逻辑思维能力和动手实践能力，对现实生活中的实际问题具有探究兴趣。
教学要求：结合学生特点，注重理论知识与实践操作相结合，提高学生的应用能力和创新能力。
通过分解课程目标为具体学习成果，使学生在掌握抗震知识的同时，能够实际应用并关注地震安全，为我国建筑事业培养优秀人才。
二、教学内容1. 抗震原理：地震波传播、地震作用效应、抗震设计原则。
- 教材章节：第二章 地震与抗震原理2. 抗震结构类型：框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构等。
- 教材章节：第三章 抗震结构类型与特点3. 抗震设计方法：性能设计、位移设计、强度设计。
- 教材章节：第四章 抗震设计方法4. 抗震结构模型设计与测试：分组进行模型设计，选用合适材料，进行抗震性能测试。
- 教材章节：第五章 抗震结构模型设计与测试5. 抗震性能模拟分析：运用专业软件进行高层建筑抗震性能的模拟分析。
- 教材章节：第六章 抗震性能模拟分析6. 抗震案例分析：分析国内外典型高层抗震建筑案例，总结经验教训。
- 教材章节：第七章 抗震案例分析教学内容安排与进度：第一周：抗震原理学习第二周：抗震结构类型学习第三周：抗震设计方法学习第四周：抗震结构模型设计与测试第五周：抗震性能模拟分析第六周：抗震案例分析教学内容确保科学性和系统性，结合教材章节和实际案例，使学生全面掌握高层抗震知识。
桥梁抗震设计
框架
框架-抗震墙
抗震墙 部分框支抗震墙结
构 筒体结构
板柱—抗震墙
结构类型 高度（m） 框架
设防烈度
6
7
பைடு நூலகம்
8
9
≤30 ＞30 ≤30 ＞30 ≤30 ＞30 ≤25
(2)柱底：常见的震害是在离地面或楼面100mm～ 400mm处有周圈水平裂缝。柱底受力状态虽与柱顶 相似，但由于其箍筋一般较密(处在柱的纵筋搭接 接头加密箍筋段)，故震害较轻。（如图示）
(3)柱身：当地震剪力较大而柱抗剪强度不足时， 柱身可能出现斜裂缝。（如图示）
(4)角柱：在地震作用下房屋不可避免地要发生 扭转，角柱所受的附加扭转剪力最大，同时角柱又 受有双向弯矩作用，而其所受的横梁约束又比其它 柱小，所以震害重于内柱。（如图示）
§5-2 抗震设计一般规定
三、抗震结构宜有多道抗震防线
2、框架--抗震墙结构是具有良好性能的多道 防线的抗震结构，其中抗震墙既是主要抗侧力构件 又是第一道抗震防线。因此，抗震墙应有相当数量， 其承受的结构底部地震倾覆力矩不应小于底部总地 震倾覆力矩的50％，否则这种结构的特性不能很好 发挥，框架部分仍应按主要抗侧力构件进行抗震设 计。
§5-2 抗震设计一般规定
二、结构的抗震计算和构造措施应按抗震等级划分
3、房屋越高，地震反应越大，其抗震要求应越高。 因此，综合考虑地震作用(包括区分设防烈度、场 地类别)，结构类型(包括区分主、次抗侧力构件)和房 屋高度等主要因素，划分抗震等级进行抗震设计，是比 较经济合理的。这样，可以对同一设防烈度的不同高度 的房屋采用不同抗震等级设计；同一建筑物中不同结构 部分也可以采用不同抗震等级设计。表5-5是规范规定 的丙类建筑抗震等级划分。
建筑结构抗震第四章多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计优秀课件
楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼 板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的 楼层错层
竖向不规则的类型
不规则类型 侧向刚度不规则
竖向抗侧力构件不连续 楼层承载力突变
定义
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%；除顶层外，局部收进的 水平向尺寸大于相邻下一层的25%
6
框架
60
框架--抗震墙
130
抗震墙
全部落地
140
部分框支
120
设防烈度
7
8
55
45
120
100
120
100
100
80
筒体 框架--核心筒
150
筒中筒
180
板柱--抗震墙
40
140
100
160
120
35
30
9 25 50 60 不应采用
70 80 不应采用
楼盖应优先选用现浇楼盖，其次是装配整体式楼盖，最后才是装配式楼盖。 抗震墙之间楼屋盖的最大长宽比见表4.2
2.局部破坏形式
(1) 构件塑性铰处的破坏 。 (2) 构件的剪切破坏。 (3) 节点的破坏。 (4) 短柱破坏。 (5) 填充墙的破坏。 (6) 脆性破坏。 (7) 搭接处破坏。
(1) 构件塑性铰处的破坏
图4-10 柱的破坏形式之一
图4-11 柱的破坏形式之二
(2)构件的剪切破坏
图4-12 柱的剪切破坏
结构的平面布置是指在结构平面图上布置柱和墙的位置以及楼盖的传力方式。 从抗震的角度看，最主要的是使结构平面的质量中心和刚度中心相重合或尽可能靠 近，以减小结构的扭转反应。
高层抗震设计课程设计
高层抗震设计课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握高层抗震设计的基本原理和方法，能够运用所学知识对建筑物进行抗震设计。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解并掌握地震作用的基本原理、建筑物的抗震设计原则、抗震结构的受力分析及设计方法。
2.技能目标：学生能够运用所学知识对建筑物进行抗震设计，包括选择合适的结构体系、进行抗震计算、设计抗震构造措施。
3.情感态度价值观目标：培养学生对生命安全的重视，使其能够自觉地将抗震设计原则应用于实际工程中，提高建筑物的抗震性能。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.地震作用的基本原理：地震的成因、地震波的传播、地震动的特性、地震危险性分析。
2.建筑物的抗震设计原则：抗震设防目标、抗震设计原则、抗震等级划分。
3.抗震结构的受力分析及设计方法：框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构的受力特性及设计方法。
4.抗震构造措施：地基基础的设计、抗震连接部位的设计、抗震加固措施。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：教师对基本原理、设计方法和构造措施进行系统讲解，使学生掌握相关知识。
2.案例分析法：分析实际工程案例，使学生能够将理论知识应用于实际工程中。
3.实验法：安排抗震实验，使学生能够直观地了解抗震结构的受力特性。
4.讨论法：学生进行分组讨论，激发学生的思考和创新能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：《高层抗震设计》相关教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，拓展学生的知识面。
3.多媒体资料：制作抗震设计的PPT、视频等多媒体资料，增强课堂教学的趣味性。
4.实验设备：安排实验室，提供抗震实验所需的设备，让学生亲身体验抗震设计的实际操作。
五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、回答问题等方式评估学生的学习态度和理解程度。
高层建筑地下室结构的抗震设计
高层建筑地下室结构的抗震设计随着城市化进程的加快，高层建筑在城市景观中占据了重要的地位。
然而，高层建筑面临的地震威胁不容忽视。
为了确保高层建筑的整体安全性，地下室结构的抗震设计成为了一个关键问题。
本文将详细阐述高层建筑地下室结构的抗震设计，包括基本概念、设计规范、注意事项以及案例分析。
地震是由于地球内部的地壳运动引起的自然现象。
当地壳中的应力超过地质层的强度时，地震能量会瞬间释放，导致地面震动和地裂缝。
地震的破坏力主要表现在震动引起的惯性力对建筑物的破坏上。
因此，高层建筑地下室结构的抗震设计应充分考虑地震的影响。
地下室结构设计规范是进行高层建筑地下室结构抗震设计的基础。
在设计过程中，应遵循以下基本原则：坚固性：地下室结构应具有足够的坚固性，以抵抗地震的破坏力。
均匀性：地下室结构的荷载应均匀分布，避免出现集中荷载。
连通性：地下室结构应具有较好的连通性，以确保地震时各部分结构的协调性。
常用的计算方法包括有限元法、动力时程分析法等，设计师应根据实际情况选择合适的计算方法。
充分了解地质条件：设计师应充分了解建筑所在地的地质条件，以便对地下室结构进行合理设计。
确定地震烈度指标：根据地震烈度指标，可以评估地震对地下室结构的影响程度。
地震时的位移计算：在地震烈度指标的基础上，计算出地下室结构在地震时的位移，以便进行结构优化。
设置抗震墙：根据计算结果，合理设置抗震墙，以提高地下室结构的抗震性能。
柱的稳定性计算：对地下室结构中的柱进行稳定性计算，确保其在地震时具有足够的稳定性。
合理设计地下室结构的埋深，以增加结构的稳定性。
在结构设计中充分考虑地下室的排水系统，防止地震时排水系统失效。
利用弹性支撑、耗能支撑等措施来减小地震对地下室结构的影响。
以某实际高层建筑地下室结构的抗震设计为例，该地下室为框架结构，其抗震设计具有以下特点：采用了有限元法进行计算，以获得更精确的结构位移和应力分布。
根据地震烈度指标，将地震影响较大的区域进行特别加强，以提高其抗震性能。
多高层建筑钢结构抗震设计
为保证钢框架为强柱弱梁型，框架的任一梁柱节点处 需满足下列要求：
4. 框筒结构体系
（1）实际上是密柱框架结构
（2）框架结构的梁柱节点宜采用刚接 （3）由于梁跨小，刚度大，使周圈柱
近似构成一个整体受弯的薄壁筒体
（4）具有较大的抗侧刚度和承载力
因而框筒结构多用于高层建筑
各种钢结构体系建筑的适用高度
适用的钢结构房屋最大高度（m）
结构体系
设 6、7
防烈 8
框架
110
应计算结构扭转影响
4. 高层建筑钢结构不宜设置防震缝，但薄弱部位应注意采 取措施提高抗震能力。
如结构平面不规则，可设置防震缝，将平面不规则的结 构，分解为几个结构平面较规则的部分。
三、结构竖向布置
多高层钢结构的 竖向布置 应尽量满足下列要求：
1. 楼层刚度大于其相邻上层刚度的70%，且连续三层总的刚度降低不超过50% 2. 相邻楼层质量之比不超过1.5
第六章 多高层建筑钢结构抗震设计
主要内容
6.1 多高层钢结构的主要震害特征 6.2 多高层钢结构的选型与结构布置 6.3 多高层钢结构的抗震概念设计 6.4 多高层钢结构的抗震计算要求 6.5 多高层钢结构抗震构造要求
§6.1 多高层钢结构的主要震害特征
钢结构特性：
强度高、延性好、重量轻、抗震性能好 总体来说，在同等场地、烈度条件下， 钢结构房屋的震害较钢筋混凝土结构房屋的震害要小
但钢支撑或混凝土芯筒（剪力墙）的延性较差
为发挥钢框架部分延性好的作用，承担起第二道结构抗震 防线的责任，要求钢框架的抗震承载力不能太小
框架部分按计算得到的地震剪力应乘以调整系数 达到不小于 min {结构底部总地震剪力的25％ ；框架部分地震剪 力最大值1.8倍}