1、全国注册结构工程师继续教育必读系列教材（之五）全国注册结构工程师继续教育必读系列教材（之五） 建筑震害与设计对策建筑震害与设计对策 黄世敏黄世敏 杨沈杨沈 等编著等编著 地震的类型地震的类型 按震中距的大小，地震可分为地方震按震中距的大小，地震可分为地方震( (震中距震中距100km)1000km)1000km)。按震级大小，我国把地震分为按震级大小，我国把地震分为6 6个级别：小地个级别：小地震震( (震级震级M3)M3)、有感地震、有感地震(3M4.5)(3M4.5)、中、中强地震强地震(4.5M6)(4.5M6)、强烈地震、强烈地震(6M7)(6M7)、大、大地震地震(7M8)(7M8)
2、和特大地震和特大地震(M8)(M8)。按震源深度，地震可分为浅源地震按震源深度，地震可分为浅源地震( (深度深度h60km)h60km)、中源地震、中源地震(60kmh300km)(60kmh300km)和深和深源地震源地震(300kmh700km)(300kmh700km)。 目前记录到的世界上最大地震目前记录到的世界上最大地震 19601960年智利地震，年智利地震，19601960年年5 5月月2222日下午日下午1919点点1111分分, , 蒙特港附近海底，震级达蒙特港附近海底，震级达8.98.9级级( (后修订为后修订为9.59.5级级) )影响范围在南北影响范围在南北800km8
3、00km长长的椭圆内。引发了巨大海啸，浪涛高达的椭圆内。引发了巨大海啸，浪涛高达8 89m9m，最高达，最高达25m25m。大地震一直持续到。大地震一直持续到6 6月月2323日，在前后日，在前后1 1个多月的时间内，先后发生了个多月的时间内，先后发生了225225次不同震级的地震。震级在次不同震级的地震。震级在7 7级以上的级以上的有有1010次之多，其中震级大于次之多，其中震级大于8 8级的有级的有3 3次。次。震级高、波及面广、持续时间长、实属少震级高、波及面广、持续时间长、实属少有。有。 地震震级与地震烈度地震震级与地震烈度 地震震级地震震级 地震震级是衡量一次地震释放能量大小地震震级
4、是衡量一次地震释放能量大小的尺度，目前国际常用里氏震级表示。的尺度，目前国际常用里氏震级表示。 地震烈度地震烈度 地震烈度是指地表和房屋建筑受到地震地震烈度是指地表和房屋建筑受到地震影响的强弱程度。对于一次地震来说，只影响的强弱程度。对于一次地震来说，只有一个震级，但不同地点所遭受影响的强有一个震级，但不同地点所遭受影响的强弱程度却不同。一般说，震中距不同，地弱程度却不同。一般说，震中距不同，地震烈度也不同，震中距越大烈度越低，反震烈度也不同，震中距越大烈度越低，反之则相反。之则相反。 我国设防烈度对应的地面加速度我国设防烈度对应的地面加速度 设防烈度设防烈度I I 对应的地面运动峰值加速度对
5、应的地面运动峰值加速度A A (g)(g)： 震中烈度和震级的关系震中烈度和震级的关系 对于浅源地震，震中烈度对于浅源地震，震中烈度I I0 0 和震级和震级M M 有有大致关系：大致关系： 建筑震害的程度划分建筑震害的程度划分 破坏性地震发生后，各类建筑将遭到不破坏性地震发生后，各类建筑将遭到不同程度的破坏，其受损程度的描述，工程同程度的破坏，其受损程度的描述，工程 上通常采用破坏等级划分的方法加以区别。上通常采用破坏等级划分的方法加以区别。这种划分方法较广泛地应用于震后建筑破这种划分方法较广泛地应用于震后建筑破坏程度评估和震害预测时对建筑破坏程度坏程度评估和震害预测时对建筑破坏程度的预估。
6、世界各国的建筑地震破坏等级划的预估。世界各国的建筑地震破坏等级划分不尽相同。分不尽相同。 我国对建筑地震破坏等级划分为基本完我国对建筑地震破坏等级划分为基本完好好( (含完好含完好) )、轻微损坏、中等破坏、严重、轻微损坏、中等破坏、严重破坏、倒塌五个等级。破坏、倒塌五个等级。1 1 基本完好：承重构件完好；个别基本完好：承重构件完好；个别( (指指5%5%以下以下) )非承非承重构件轻微损坏；附属构件有不同程度破坏。一重构件轻微损坏；附属构件有不同程度破坏。一般不需修理即可继续使用。般不需修理即可继续使用。2 2 轻微损坏：个别承重构件轻微裂缝，个别非承重轻微损坏：个别承重构件轻微裂缝，个别
7、非承重构件明显破坏；附属构件有不同程度的破坏。不构件明显破坏；附属构件有不同程度的破坏。不需修理或需稍加修理，仍可继续使用。需修理或需稍加修理，仍可继续使用。3 3 中等破坏：多数中等破坏：多数( (指超过指超过50%)50%)承重构件轻微裂缝，承重构件轻微裂缝，部分部分( (指指30%30%以下以下) )明显裂缝；个别非承重构件严重明显裂缝；个别非承重构件严重破坏。需一般修理，采取安全措施后可适当使用。破坏。需一般修理，采取安全措施后可适当使用。4 4 严重破坏：多数承重构件严重破坏或部分倒塌。严重破坏：多数承重构件严重破坏或部分倒塌。应采取排险措施；需大修、局部拆除。应采取排险措施；需大修
8、、局部拆除。5 5 倒塌：多数承重构件倒塌，需拆除。倒塌：多数承重构件倒塌，需拆除。 建筑地震破坏等级示意建筑地震破坏等级示意 抗震设防目标、设防依据、设计依据抗震设防目标、设防依据、设计依据 工程场址的合理选择工程场址的合理选择 建筑和结构布置原则建筑和结构布置原则 地震作用的计算地震作用的计算 抗震设防目标抗震设防目标 基本目标基本目标 三水准设防目标三水准设防目标 小震不坏、中震可修、大震不倒。小震不坏、中震可修、大震不倒。 专门目标专门目标 具有更具体或更高的抗震设具有更具体或更高的抗震设 防目标防目标 根据实际需要和可能，分别选定针对整根据实际需要和可能，分别选定针对整个结构、结构的
9、局部部位或关键部位、重要个结构、结构的局部部位或关键部位、重要构件、次要构件以及建筑构件和机电设备支构件、次要构件以及建筑构件和机电设备支座的性能目标。座的性能目标。 专门目标是专门目标是2010抗震规范新增内容抗震规范新增内容。 实现专门设防目标的设计方法实现专门设防目标的设计方法 建筑抗震性能化设计建筑抗震性能化设计 隔震与消能减震设计隔震与消能减震设计 三水准基本设防目标三水准基本设防目标小震不坏：小震时，结构应处于弹性工作状态，小震不坏：小震时，结构应处于弹性工作状态，可以采用弹性体系动力理论进行结构和地震可以采用弹性体系动力理论进行结构和地震分析，满足强度要求。分析，满足强度要求。中
10、震可修：中震时，结构越过屈服极限，进入中震可修：中震时，结构越过屈服极限，进入非弹性变形阶段，但结构的弹塑性变形控制非弹性变形阶段，但结构的弹塑性变形控制在某一限度内，震后残留的变形不大。在某一限度内，震后残留的变形不大。大震不倒：大震时，建筑物虽然破坏较严重，大震不倒：大震时，建筑物虽然破坏较严重，但整个结构的非弹性变形仍受到控制，与结但整个结构的非弹性变形仍受到控制，与结构倒塌的临界变形尚有一段距离，从而保障构倒塌的临界变形尚有一段距离，从而保障了建筑内部人员的安全。了建筑内部人员的安全。 三水准下钢筋混凝土框架结构的破坏程度三水准下钢筋混凝土框架结构的破坏程度与层间位移角的大致对应关系与
11、层间位移角的大致对应关系 “两阶段设计法两阶段设计法” 实现三个水准设防目标实现三个水准设防目标第一阶段设计：第一步采用小震的地震动参数，先计算第一阶段设计：第一步采用小震的地震动参数，先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应，与风、重力等出结构在弹性状态下的地震作用效应，与风、重力等荷载效应组合，并引入承载力抗震调整系数，进行构荷载效应组合，并引入承载力抗震调整系数，进行构件截面设计，从而满足第一水准的强度要求；第二步件截面设计，从而满足第一水准的强度要求；第二步是采用同一地震动参数计算出结构的弹性层间位移角，是采用同一地震动参数计算出结构的弹性层间位移角，使其不超过规定的限值；同时采取相应的
12、抗震构造措使其不超过规定的限值；同时采取相应的抗震构造措施，保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能施，保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能能力，从而自动满足第二水准的变形要求。能力，从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段设计：采用大震的地震动参数，计算出结构第二阶段设计：采用大震的地震动参数，计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移的弹塑性层间位移角，使之小于角，使之小于抗震规范抗震规范限值；并结合采取必要的限值；并结合采取必要的抗震构造措施，从而满足第三水准的防倒塌要求。抗震构造措施，从而满足第三水准的防倒塌要求。 建筑抗震设防依据及
13、大震和小震的界定建筑抗震设防依据及大震和小震的界定中震（抗震设防烈度）：应采用根据中国地震中震（抗震设防烈度）：应采用根据中国地震动参数区划图确定的基本烈度。动参数区划图确定的基本烈度。 50年超越概年超越概率为率为10%的相当于的相当于474年一遇的烈度值。年一遇的烈度值。小震（多遇地震烈度）：为小震（多遇地震烈度）：为50年超越概率为年超越概率为63.2%的相当于的相当于50年一遇的众值烈度，其大小年一遇的众值烈度，其大小比基本烈度约低比基本烈度约低1.55度。度。大震（罕遇地震烈度）：大震（罕遇地震烈度）：50年超越概率为年超越概率为2%3%的相当于的相当于1600 2500年一遇的烈度
14、值，年一遇的烈度值，其大小比基本烈度高其大小比基本烈度高1度左右。度左右。 建筑抗震设计依据建筑抗震设计依据设计地震动参数设计地震动参数1 1 设防烈度或设计地震动峰值加速度设防烈度或设计地震动峰值加速度2 2 设计地震分组或设计地震动反应谱特征周设计地震分组或设计地震动反应谱特征周期期(Tg(Tg) )3 3 设计地震动反应谱曲线下降段的衰减指数设计地震动反应谱曲线下降段的衰减指数地震地面运动峰值加速度地震地面运动峰值加速度A Amax（g g/1000、伽）、伽）建筑结构地震影响系数最大值与地震地面运动建筑结构地震影响系数最大值与地震地面运动峰值加速度值的关系峰值加速度值的关系 max=m
15、ax A Amax / g g = 2.25 A Amax / 1000max 地震时结构振动加速度的放大系数最大值、一般取地震时结构振动加速度的放大系数最大值、一般取2.25 Amax 地震地面运动峰值加速度（地震地面运动峰值加速度（伽伽） g g 重力加速度、等于重力加速度、等于10001000伽伽地震水准地震水准6度7度0.1 g7度0.15 g8度0.2 g8度0.3 g9度多遇地震多遇地震设防地震设防地震罕遇地震罕遇地震1850351002205515031070200400110300510140400620 设计地震动反应谱特征周期设计地震动反应谱特征周期(Tg(Tg) )1 1
16、 根据设计分组、场地类别确定或工程场地根据设计分组、场地类别确定或工程场地安评报告确定安评报告确定2 2 不同于不同于中国地震动参数区划图的反应谱特中国地震动参数区划图的反应谱特征周期征周期3 3 2010版抗震规范对部分地区设计分组进行版抗震规范对部分地区设计分组进行调整调整 如福州（鼓楼、台江、仓山、晋安）和厦门（思如福州（鼓楼、台江、仓山、晋安）和厦门（思明、海沧、湖里、集美、同安、翔安）调为第二明、海沧、湖里、集美、同安、翔安）调为第二组；福州马尾调为第三组等。组；福州马尾调为第三组等。 房屋建筑地震破坏的直接原因房屋建筑地震破坏的直接原因 根据以往地震经验，概括起来，地震期间导致根据
17、以往地震经验，概括起来，地震期间导致建筑破坏的直接原因可分为以下三种情况：建筑破坏的直接原因可分为以下三种情况：1 1 地震引起的山崩、滑坡、地陷、地面裂缝或地震引起的山崩、滑坡、地陷、地面裂缝或错位等地面变形，对其上部建筑物的直接危害；错位等地面变形，对其上部建筑物的直接危害；2 2 地震引起的砂土液化、软土震陷等地基失效，地震引起的砂土液化、软土震陷等地基失效，对上面建筑物所造成的破坏；对上面建筑物所造成的破坏；3 3 建筑物在地面运动激发下产生剧烈震动过程建筑物在地面运动激发下产生剧烈震动过程中，因结构强度不足、过大变形、连接破坏、中，因结构强度不足、过大变形、连接破坏、构件失稳或整体倾
18、覆等引起的破坏。构件失稳或整体倾覆等引起的破坏。 选择原则：选择原则：1 1 选择有利地段及一般地段选择有利地段及一般地段2 2 避开危险地段避开危险地段3 3 慎重对待不利地段慎重对待不利地段20102010版抗震规范修订：版抗震规范修订：a a 地段类别增加一般地段（不属于有利、不利和危地段类别增加一般地段（不属于有利、不利和危险的地段）险的地段）b b 场地类别场地类别类分为类分为0 0、1 1 两个亚类（将原规范两个亚类（将原规范类场地设计反应谱特征周期进一步细化）类场地设计反应谱特征周期进一步细化）震后的北川县城，右边山体产生的巨大滑坡震后的北川县城，右边山体产生的巨大滑坡冲毁了大片
19、建筑冲毁了大片建筑 避开危险地段避开危险地段1 1 断裂带：可分为发震断裂与非发震断裂。断裂带：可分为发震断裂与非发震断裂。 a a 发震断裂的最小避让距离发震断裂的最小避让距离 b b 非发震断裂对建筑震害无明显影响，但非发震断裂对建筑震害无明显影响，但不宜将建筑物横跨在断裂带上。不宜将建筑物横跨在断裂带上。2 2 山体崩塌、边坡滑移、地陷地段不得建房。山体崩塌、边坡滑移、地陷地段不得建房。裂度裂度甲类甲类乙类乙类丙类丙类8专门研究专门研究300m200m9专门研究专门研究500m300m慎重对待与局部地形相关的不利地段慎重对待与局部地形相关的不利地段 注意孤山、土质边坡、台地边缘的地震反应
20、：注意孤山、土质边坡、台地边缘的地震反应： a a 高度越大反应越强烈高度越大反应越强烈 b b 离边缘距离越大、反应相应减小离边缘距离越大、反应相应减小 c c 土质结构比岩质结构反应大土质结构比岩质结构反应大 d d 高突地形顶面越开阔，中心部位反应越小高突地形顶面越开阔，中心部位反应越小 e e 边坡越陡，顶部放大效应越大边坡越陡，顶部放大效应越大1 1 应考虑不利地段对地震作用的放大效应。应考虑不利地段对地震作用的放大效应。2 2 场地勘察应有边坡稳定性评价和防冶方案场地勘察应有边坡稳定性评价和防冶方案建议（建议（20102010版抗震规范新增加的要求）。版抗震规范新增加的要求）。3
21、3 应保证地震作用下的建筑场地稳定性，注应保证地震作用下的建筑场地稳定性，注意设置符合抗震要求的边坡工程，避开土意设置符合抗震要求的边坡工程，避开土质和强风化岩石边坡的边缘。质和强风化岩石边坡的边缘。 地震挡土墙与建地震挡土墙与建筑物做在一起，因土筑物做在一起，因土坡滑坡而使建筑倾斜坡滑坡而使建筑倾斜破坏破坏 对策：建筑物与挡土墙分开对策：建筑物与挡土墙分开 慎重对待与场地土质相关的不利地段慎重对待与场地土质相关的不利地段1 1 平面分布不均匀土层的场地平面分布不均匀土层的场地 不同类别土壤，具有不同的动力特性，地震不同类别土壤，具有不同的动力特性，地震反应也随之出现差异。建筑物不宜跨在两类不
22、同反应也随之出现差异。建筑物不宜跨在两类不同土层上，无法避开时，除考虑不同土层差异运动土层上，无法避开时，除考虑不同土层差异运动影响外，还应采用局部深基础，使整个建筑物基影响外，还应采用局部深基础，使整个建筑物基础落在同一土层上。础落在同一土层上。20102010版抗震规范对同时采同不同类型、不同埋深基版抗震规范对同时采同不同类型、不同埋深基础提出明确对策：规范础提出明确对策：规范3.3.43.3.4第第2 2款款“同一结构单同一结构单元元，当采用不同基础类型或基础埋深显著不同，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，时，应根据地震时两部分地基基础的沉降差
23、异，在基础、上部结构的相关部位采取相应措施。在基础、上部结构的相关部位采取相应措施。慎重对待与场地土质相关的不利地段慎重对待与场地土质相关的不利地段2 2 液化土和软弱土的场地液化土和软弱土的场地 对液化土应采取消除土层液化性的措施，当对液化土应采取消除土层液化性的措施，当采用桩基时，桩身设计还应考虑水平地震力和地采用桩基时，桩身设计还应考虑水平地震力和地基土下层水平错位所带来的不利影响。基土下层水平错位所带来的不利影响。 地基为软弱粘性土、新近填土，地震作用下地基为软弱粘性土、新近填土，地震作用下会发生震陷时，应采取相应的措施。会发生震陷时，应采取相应的措施。汶川地震某镇地面沙土液化，汶川地
24、震某镇地面沙土液化，结构破坏、汽车沉陷。结构破坏、汽车沉陷。 建筑和结构布置原则建筑和结构布置原则 建筑布局和结构布置基本上决定了一幢建筑布局和结构布置基本上决定了一幢房屋的动力性能。建筑布局和结构布置简单房屋的动力性能。建筑布局和结构布置简单合理从根本上保证房屋具有良好的耐震性能。合理从根本上保证房屋具有良好的耐震性能。 地震区的房屋建筑平面形状应以方形、地震区的房屋建筑平面形状应以方形、矩形、圆形为好，正六边形、正八边形、椭矩形、圆形为好，正六边形、正八边形、椭圆形、扇形次之，圆形、扇形次之，L L形、形、T T形、十字形、形、十字形、U U形、形、H H形、形、Y Y形平面较差。形平面较
25、差。 地震区建筑的竖向体型及刚度变化要均匀，地震区建筑的竖向体型及刚度变化要均匀，宜优先采用矩形、梯形、三角形等均匀变化宜优先采用矩形、梯形、三角形等均匀变化的几何形状，尽量避免过大的外挑和内收。的几何形状，尽量避免过大的外挑和内收。 建筑和结构布置原则建筑和结构布置原则 结构平面布置时，应特别注意具有很大结构平面布置时，应特别注意具有很大抗侧刚度的钢筋混凝土墙体和钢筋混凝土芯抗侧刚度的钢筋混凝土墙体和钢筋混凝土芯筒位置，力求在平面上要居中和对称。此外，筒位置，力求在平面上要居中和对称。此外，抗震墙宜沿房屋周边布置，以使结构具有较抗震墙宜沿房屋周边布置，以使结构具有较强的抗扭刚度和较强的抗倾覆
26、能力。强的抗扭刚度和较强的抗倾覆能力。 除结构平面布置要合理外，结构沿竖除结构平面布置要合理外，结构沿竖向的布置宜等强。结构抗震性能的好坏，除向的布置宜等强。结构抗震性能的好坏，除取决于总的承载能力、变形和耗能能力外，取决于总的承载能力、变形和耗能能力外，避免局部的抗震薄弱部位是十分重要的。避免局部的抗震薄弱部位是十分重要的。 建筑结构不规则的设计对策建筑结构不规则的设计对策 对于一般不规则的建筑方案，应按规范、对于一般不规则的建筑方案，应按规范、规程的有关要求采取加强措施。规程的有关要求采取加强措施。20102010版抗震版抗震规范增加规范增加6 6度时不规则建筑应进行抗震验算的度时不规则建
27、筑应进行抗震验算的规定。规定。 对特别不规则的建筑方案，要进行专门研对特别不规则的建筑方案，要进行专门研究和论证，采取高于规范、规程规定的加强究和论证，采取高于规范、规程规定的加强措施。对特别不规则的高层建筑，应严格按措施。对特别不规则的高层建筑，应严格按建设部令第建设部令第111111号文进行抗震设防专项审查。号文进行抗震设防专项审查。 对于严重不规则的建筑方案，应要求建筑对于严重不规则的建筑方案，应要求建筑师予以修改、调整。师予以修改、调整。 规则与不规则的区分规则与不规则的区分 可参照建质可参照建质20101092010109号文件号文件超限高层建筑工超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术
28、要点程抗震设防专项审查技术要点的相关规定执行：的相关规定执行：1 1 一般不规则，按建筑结构（包括某个楼层）布置上一般不规则，按建筑结构（包括某个楼层）布置上出现表出现表1 1中一项不规则进行界定。中一项不规则进行界定。2 2 特别不规则，按以下三种类型进行判断：特别不规则，按以下三种类型进行判断：a a 同时具有表同时具有表1 1所列基本不规则的三个或三个以上；所列基本不规则的三个或三个以上；b b 具有表具有表2 2所列的一项不规则；所列的一项不规则；c c 具有表具有表1 1所列二项基本不规则且其中有一项接近表所列二项基本不规则且其中有一项接近表2 2的不规则指标。的不规则指标。3 3
29、严重不规则，指体型复杂，多项实质性的突变指标严重不规则，指体型复杂，多项实质性的突变指标或界限超过抗震规范或界限超过抗震规范3.4.33.4.3条规定的上限值或某一项条规定的上限值或某一项大大超过规定，具有严重的抗震薄弱环节，可能导大大超过规定，具有严重的抗震薄弱环节，可能导致地致地 震破坏的严重后果者，意味着该建筑方案在现震破坏的严重后果者，意味着该建筑方案在现有经济有经济 技术条件下，存在明显的地震安全隐患。技术条件下，存在明显的地震安全隐患。 表表1 1 不规则建筑方案的基本类型不规则建筑方案的基本类型 序号序号不规则类型不规则类型涵义涵义备注备注1a扭转不规则扭转不规则考虑偶然偏心的扭
30、转位移比大于考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.21.2GB50011-3.4.2GB50011-3.4.21b偏心布置偏心布置偏心距大于偏心距大于0.150.15或相邻层质心相差较大或相邻层质心相差较大JGJ99-3.2.2JGJ99-3.2.22a凹凸不规则凹凸不规则平面凹凸尺寸大于相应边长平面凹凸尺寸大于相应边长30%30%等等GB50011-3.4.2GB50011-3.4.22b组合平面组合平面细腰形或角部重叠形细腰形或角部重叠形JGJ3-4.3.3JGJ3-4.3.33楼板不连续楼板不连续有效宽度小于有效宽度小于50%50%，开洞面积大于，开洞面积大于30%30%，错，错层大于梁高层大
31、于梁高GB50011-3.4.2GB50011-3.4.24a刚度突变刚度突变相邻层刚度变化大于相邻层刚度变化大于70%70%或连续三层变化或连续三层变化大于大于80%80%GB50011-3.4.2GB50011-3.4.24b尺寸突变尺寸突变竖向构件缩进大于竖向构件缩进大于25%25%，外挑大于，外挑大于10%10%和和4m4m，多塔多塔JGJ3-4.4.5JGJ3-4.4.55构件间断构件间断上下墙、柱、支撑不连续，含加强层、连上下墙、柱、支撑不连续，含加强层、连体类体类GB50011-3.4.2GB50011-3.4.26承载力突变承载力突变相邻层受剪承载力变化大于相邻层受剪承载力变化
32、大于80%80%GB50011-3.4.2GB50011-3.4.27其他不规则其他不规则如局部的穿层柱、斜柱、夹层、个别构件如局部的穿层柱、斜柱、夹层、个别构件错层或转换错层或转换已计入已计入1 1 6 6项项者除外者除外 表表1 1注：注： 深凹进平面右凹口设置连梁，其两侧的变形不同时仍深凹进平面右凹口设置连梁，其两侧的变形不同时仍视为凹凸不规则，不按楼板不连续中的开洞对待。视为凹凸不规则，不按楼板不连续中的开洞对待。 序号序号a a、b b不重复计算不规则项。不重复计算不规则项。 局部的不规则，视其位置、数量等对整个结构影响的局部的不规则，视其位置、数量等对整个结构影响的大小判断是否计入
33、不规则的一项。大小判断是否计入不规则的一项。 新超限审查要点将连体类从特别不规则归入新超限审查要点将连体类从特别不规则归入不规则，扭转与偏心、凹凸与组合平面、竖向刚不规则，扭转与偏心、凹凸与组合平面、竖向刚度突变与坚向尺寸突变不再重复计算。度突变与坚向尺寸突变不再重复计算。 具有表具有表1 1中三项及以上不规则，即为超限高层建筑。中三项及以上不规则，即为超限高层建筑。表表2 2 特别不规则的项目特别不规则的项目序号序号不规则类型不规则类型涵义涵义1 1扭转偏大扭转偏大裙房以上的裙房以上的较多较多楼层考虑楼层考虑偶然偏心偶然偏心的扭转位移比大的扭转位移比大于于1.41.42 2抗扭刚度弱抗扭刚度
34、弱扭转周期比大于扭转周期比大于0.9, 0.9, 混合结构扭转周期比大于混合结构扭转周期比大于0.850.853 3层刚度偏小层刚度偏小本层侧向刚度小于相邻上层的本层侧向刚度小于相邻上层的50%50%4 4高位转换高位转换框支转换构件位置：框支转换构件位置：7 7度超过度超过5 5层，层，8 8度超过度超过3 3层层5 5厚板转换厚板转换7 79 9度设防的厚板转换结构度设防的厚板转换结构6 6塔楼偏置塔楼偏置单塔或多塔与大底盘的质心偏心距大于底盘相应边单塔或多塔与大底盘的质心偏心距大于底盘相应边长长20%20%7 7复杂连接复杂连接各部分层数、刚度、布置不同的错层各部分层数、刚度、布置不同的
35、错层连体两端塔搂高度、体型或者沿大底盘某个主轴方连体两端塔搂高度、体型或者沿大底盘某个主轴方向的振动周期显著不同的结构向的振动周期显著不同的结构8 8多重复杂多重复杂结构同时具有转换层、加强层、错层、连体和多塔结构同时具有转换层、加强层、错层、连体和多塔等复杂类型的等复杂类型的3 3种种 表表2 2注：注： 仅前后错层或左右错层属于表仅前后错层或左右错层属于表1 1中的一项不规则，多中的一项不规则，多数楼层同时前后、左右错层属于本表的复杂连接。数楼层同时前后、左右错层属于本表的复杂连接。新超限审查要点的调整：新超限审查要点的调整：1 1 扭转偏大：扭转偏大：考虑偶然偏心下的较多楼层。考虑偶然偏
36、心下的较多楼层。2 2 连体：连体：连体两端塔搂高度、体型或者沿大底盘某连体两端塔搂高度、体型或者沿大底盘某个主轴方向的振动周期显著不同的结构列入特别个主轴方向的振动周期显著不同的结构列入特别不规则，否则应列入一项不规则。不规则，否则应列入一项不规则。具有表具有表2 2中一项特别不规则，即为超限高层建筑。中一项特别不规则，即为超限高层建筑。 地震作用的计算地震作用的计算计算原则计算原则1 1 一般情况下，应在建筑结构两个主轴方向分别考一般情况下，应在建筑结构两个主轴方向分别考虑水平地震作用并进行抗震验算虑水平地震作用并进行抗震验算 ，各方向水平地，各方向水平地震作用全部由该方向抗侧力构件承担。
37、震作用全部由该方向抗侧力构件承担。2 2 有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于1515度度时，应分别考虑各抗侧力构件方向的水平地震作时，应分别考虑各抗侧力构件方向的水平地震作用。用。3 3 质量与刚度明显不对称的结构，应考虑双向水平质量与刚度明显不对称的结构，应考虑双向水平地震作用下的扭转影响。其他情况，可以采用调地震作用下的扭转影响。其他情况，可以采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响整地震作用效应的方法计入扭转影响 。4 84 8度、度、9 9度的大跨度和长悬臂结构及度的大跨度和长悬臂结构及9 9度时的高层度时的高层建筑，应考虑竖向地震作用。建筑，应
38、考虑竖向地震作用。 地震作用的计算地震作用的计算计算方法计算方法1 将多自由度体系看作等效单自由度体系的低部剪将多自由度体系看作等效单自由度体系的低部剪力法。适用于高度不超过力法。适用于高度不超过40m40m，以剪切变形为主，以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度比较均匀的结构，以及近似且质量和刚度沿高度比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构。于单质点体系的结构。2 考虑多自由度体系的振型分解反应谱法。适用于考虑多自由度体系的振型分解反应谱法。适用于上述以外的建筑结构。上述以外的建筑结构。3 直接输入地震波求解运动方程及结构地震反应的直接输入地震波求解运动方程及结构地震反应的时程分析法。特别不
39、规则建筑、甲类建筑和下表时程分析法。特别不规则建筑、甲类建筑和下表所列的高层建筑应采用时程分析法进行多遇地震所列的高层建筑应采用时程分析法进行多遇地震作用下的补充计算。作用下的补充计算。裂度、场地裂度、场地类别类别7 7度、度、8 8度度、类类8 8度度、类类9 9度度房屋高度房屋高度100m100m80m80m60m60m 几点注意事项几点注意事项时程分析法时程分析法 输入的地震加速度曲线，要满足地震动三要素输入的地震加速度曲线，要满足地震动三要素的要求，即频谱特性、有效峰值、持续时间。的要求，即频谱特性、有效峰值、持续时间。 频谱特性可根据地震影响系数典线、所处的场频谱特性可根据地震影响系
40、数典线、所处的场地类别和设计分组确定。加速度有效峰值按规定地类别和设计分组确定。加速度有效峰值按规定确定。持续时间一般应为结构周期的确定。持续时间一般应为结构周期的5 10倍。倍。 20102010版抗震规范规定：版抗震规范规定： 当取三组加速度时程曲线输入时，计算结果当取三组加速度时程曲线输入时，计算结果宜取时程法的包络值与振型分解反应谱法的较大宜取时程法的包络值与振型分解反应谱法的较大值；当取七组及七组以上的时程曲线时，计算结值；当取七组及七组以上的时程曲线时，计算结果可取时程法的平均值与振型分解反应谱法的较果可取时程法的平均值与振型分解反应谱法的较大值。大值。 几点注意事项几点注意事项鞭
41、梢效应鞭梢效应 底部剪力法无法准确计算鞭梢效应。底部剪力法无法准确计算鞭梢效应。 振型分解反应谱法可较为准确计算鞭梢效应。振型分解反应谱法可较为准确计算鞭梢效应。 更为精确的计算方法是时程分析法。更为精确的计算方法是时程分析法。 除鞭梢效应外，时程分析法还能反映结构软弱除鞭梢效应外，时程分析法还能反映结构软弱层等抗震不利因素的影响。所谓层等抗震不利因素的影响。所谓“补充计算补充计算”，主，主要指对计算结果的底部剪力、楼层剪力和层间位移要指对计算结果的底部剪力、楼层剪力和层间位移进行比较，当时程分析法大于振型分解反应谱法时，进行比较，当时程分析法大于振型分解反应谱法时，相关部位的构件内力和配筋应
42、作相应调整。相关部位的构件内力和配筋应作相应调整。 几点注意事项几点注意事项平面投影平面投影 尺度很大的空间结构尺度很大的空间结构 20102010版抗震规范规定：版抗震规范规定： 平面投影尺度很大的空间结构，应根据结平面投影尺度很大的空间结构，应根据结构形式和支承条件，分别按单点一致、多向构形式和支承条件，分别按单点一致、多向单点、多点或多向多点输入进行抗震计算。单点、多点或多向多点输入进行抗震计算。 平面投影尺度很大的空间结构，指跨度大平面投影尺度很大的空间结构，指跨度大于于120m120m、或长度大于、或长度大于300m300m、或悬臂大于、或悬臂大于40m40m的结构。的结构。 几点注
43、意事项几点注意事项结构阻尼比结构阻尼比20102010版抗震规范对不同阻尼比的反应谱地震版抗震规范对不同阻尼比的反应谱地震影响系数作了调整：影响系数作了调整：1 1 阻尼比为阻尼比为5%5%的地震影响系数值与的地震影响系数值与20012001规范相同，规范相同，维持不变。维持不变。2 2 降低了小阻尼（降低了小阻尼（2% 2% 3.5%3.5%）地震影响系数值，）地震影响系数值，最大降低幅度达最大降低幅度达18%18%。略微提高了阻尼比。略微提高了阻尼比6% 6% 10%10%的地震影响系数值，长周期部分最大增幅约的地震影响系数值，长周期部分最大增幅约5%5%。3 3 适当降低了大阻尼（适当降
44、低了大阻尼（20% 20% 30%30%）的地震影响系）的地震影响系数值，在数值，在5Tg5Tg周期以内，基本不变，长周期部分最周期以内，基本不变，长周期部分最大降幅约大降幅约10%10%，有利于消能减震技术的推广应用。，有利于消能减震技术的推广应用。 几点注意事项几点注意事项楼层最小地震剪力楼层最小地震剪力 由于地震影响系数在长周期段下降较快，由于地震影响系数在长周期段下降较快，对于长周期结构，计算所得的水平地震作用对于长周期结构，计算所得的水平地震作用下的结构效应可能太小。而地震动作用中地下的结构效应可能太小。而地震动作用中地面运动速度和位移对长周期结构的破坏具有面运动速度和位移对长周期结
45、构的破坏具有更大影响，振型分解反应谱法尚无法对此作更大影响，振型分解反应谱法尚无法对此作出估计。因此，规范对各楼层最小地震剪力出估计。因此，规范对各楼层最小地震剪力进行了规定。进行了规定。 对竖向不规则结构的薄弱层，除应满足此对竖向不规则结构的薄弱层，除应满足此要求外，尚应按规定乘以要求外，尚应按规定乘以1.151.15的增大系数。的增大系数。 20102010版抗震规范增加版抗震规范增加6 6度时楼层最小地震度时楼层最小地震剪力的要求。剪力的要求。 钢筋混凝土框架结构的震害与设计对钢筋混凝土框架结构的震害与设计对策策 具有抗震墙的钢筋混凝土结构的震害具有抗震墙的钢筋混凝土结构的震害与设计对策
46、与设计对策 防震缝的震害与处理防震缝的震害与处理 结构在强地震作用下整体倒塌破坏结构在强地震作用下整体倒塌破坏 结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层 柱端和节点的破坏比较普遍柱端和节点的破坏比较普遍 单跨框架结构体系破坏较为严重单跨框架结构体系破坏较为严重 非结构构件（填充墙、围护墙等）破坏普非结构构件（填充墙、围护墙等）破坏普遍遍 防止框架结构的整体倒塌防止框架结构的整体倒塌 框架结构整体侧向刚度较小，在强烈地震作框架结构整体侧向刚度较小，在强烈地震作用下侧向变形较大，易造成部分框架柱失稳破坏，用下侧向变形较大，易造成部分框架柱失稳破坏，由于赘余度较少，容易形成连
47、续倒塌机制，从而由于赘余度较少，容易形成连续倒塌机制，从而导致结构整体倾覆倒塌。导致结构整体倾覆倒塌。 框架框架+填充墙结构一般是性能很差的多道防线填充墙结构一般是性能很差的多道防线形式，刚度大而承载力低的填充墙基本算不上第形式，刚度大而承载力低的填充墙基本算不上第一道防线。一道防线。 框架结构中应设置多道抗震防线，如设置少框架结构中应设置多道抗震防线，如设置少量钢筋混凝土剪力墙、斜支撑量钢筋混凝土剪力墙、斜支撑 或柱子两侧加翼墙，或柱子两侧加翼墙，可增加可增加整体侧向刚度并整体侧向刚度并作为第一道防线，首先承作为第一道防线，首先承担地震力，吸收地震能量，防止柱子破坏导致整担地震力，吸收地震能
48、量，防止柱子破坏导致整体结构倒塌。体结构倒塌。台湾某学校沿纵向设置了钢筋混凝土翼墙台湾某学校沿纵向设置了钢筋混凝土翼墙在集集地震中完好无损在集集地震中完好无损 框架加框架钢支撑框架加框架钢支撑 应具有良好的结构屈服机制应具有良好的结构屈服机制 一个良好的结构屈服机制，其特征是结构在其杆一个良好的结构屈服机制，其特征是结构在其杆件出现塑性铰后，竖向承载能力基本保持稳定，可以件出现塑性铰后，竖向承载能力基本保持稳定，可以持续变形而不倒塌，进而最大限度吸收和耗散能量。持续变形而不倒塌，进而最大限度吸收和耗散能量。 a a 结构的塑性发展从次要构件开始，或从主要构件的结构的塑性发展从次要构件开始，或从
49、主要构件的次要杆件（部位）开始，最后才在主要构件上出现塑次要杆件（部位）开始，最后才在主要构件上出现塑性铰，从而形成多道防线；性铰，从而形成多道防线； b b 结构中所形成的塑性铰的数量多，塑性变形发展的结构中所形成的塑性铰的数量多，塑性变形发展的过程长；过程长； c c 构件中塑性铰塑性转动量大，结构的塑性变形量大。构件中塑性铰塑性转动量大，结构的塑性变形量大。 一般而言，结构的屈服机制可分为两个基本类型，一般而言，结构的屈服机制可分为两个基本类型，即楼层屈服机制和总体屈服机制。所谓楼层屈服机制，即楼层屈服机制和总体屈服机制。所谓楼层屈服机制，指的是结构在侧向荷载作用下，竖向杆件先于水平杆指
50、的是结构在侧向荷载作用下，竖向杆件先于水平杆件屈服，导致某一楼层或某几个楼层发生侧向整体屈件屈服，导致某一楼层或某几个楼层发生侧向整体屈服（强梁弱柱）。所谓总体屈服机制，指的是结构在服（强梁弱柱）。所谓总体屈服机制，指的是结构在侧向荷载作用下，全部水平杆件先于竖向杆件屈服，侧向荷载作用下，全部水平杆件先于竖向杆件屈服，然后才是竖向杆件的屈服（强柱弱梁）。然后才是竖向杆件的屈服（强柱弱梁）。 框架结构的屈服机制：框架结构的屈服机制： (a)(a)、（、（b b）为楼层机制，（）为楼层机制，（c c）为总体机制）为总体机制 要有意识地配置结构构件的刚度与强度，确保结要有意识地配置结构构件的刚度与强
