一級建筑師物理與設備知識輔導:建筑結(jié)構(gòu)抗震(3)
抗震設計的基本要求
(一)選擇對抗震有利的場地和地基
(1)應根據(jù)工程需要掌握地震活動情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關資料,對抗震有利、不利和危險地段作出綜合評價。應選擇有利地段,避開不利地段。當無法避開時應采取有效措施。不應在危險地段上建筑甲、乙、丙類建筑。
有利地段是指:堅硬土或開闊平坦密實均勻的中硬土地段。
不利地段是指:軟弱土、液化土、條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘、非巖質(zhì)的陡坡、河岸和邊坡邊緣、故河道、斷層破碎帶等。
危險地段是指:地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流以及發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表錯位的部位等地段。
(2)同一結(jié)構(gòu)單元不宜設置在性質(zhì)截然不同的地基土上,也不宜部分采用天然地基、部分采用樁基。當?shù)鼗熊浫跽栊酝?、液化土、新近填土或嚴重不均勻土層時應估計地震時地基不均勻沉降或其他不利影響,并采取相應措施。
(二)建筑設計和建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性
(1)建筑設計應符合抗震概念設計的要求,不應采取嚴重不規(guī)則的設計方案。
(2)建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對稱,并應具有良好的整體性;建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則,結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化,豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小,避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變。
當存在表8-1所列舉的平面不規(guī)則類型或表8-2所列舉的豎向不規(guī)則類型時,應符合下面第3條的有關規(guī)定。
(3)不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu),應按下列要求進行水平地震作用計算和內(nèi)力調(diào)整,并應對薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施:
1)平面不規(guī)則而豎向規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu),應采用空間結(jié)構(gòu)計算模型,并應符合下列要求:
?、倥まD(zhuǎn)不規(guī)則時,應計及扭轉(zhuǎn)影響,且樓層豎向構(gòu)件最大的彈性水平位移和層間位移分別不宜大于樓層兩端彈性水平位移和層間位移水平值的1.5倍;
②凹凸不規(guī)則或樓板局部不連續(xù)時,應采用符合樓板平面內(nèi)實際剛度變化的計算模型,當平面不對稱時尚應計及扭轉(zhuǎn)影響。
2)平面規(guī)則而豎向不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu),應采用空間結(jié)構(gòu)計算模型,其薄弱層的地震剪力應乘以1.15的增大系數(shù),應按抗震規(guī)范有關規(guī)定進行罕遇地震作用下的彈塑性變形分析,并應符合下列要求:
?、儇Q向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)時,該構(gòu)件傳遞給水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力應乘以1.25~1.5的增大系數(shù);
?、跇菍映休d力突變時,薄弱層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不應小于相鄰上一層的65%.
3)平面不規(guī)則且豎向不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu),應同時符合本條1)、2)款的要求。
(4)砌體結(jié)構(gòu)和單層工業(yè)廠房的平面不規(guī)則性和豎向不規(guī)則性,應分別符合《抗震規(guī)范》有關章節(jié)的規(guī)定。
(5)體型復雜、平立面特別不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu),可按實際需要在適當部位設置防震縫,形成多個較規(guī)則的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元。
(6)防震縫應根據(jù)抗震設防烈度、結(jié)構(gòu)材料種類、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)單元的高度和高差情況,留有足夠的寬度,其兩側(cè)的上部結(jié)構(gòu)應完全分開。
當設置伸縮縫和沉降縫時,其寬度應符合防震縫的要求。
(三)結(jié)構(gòu)體系
(1)結(jié)構(gòu)體系應根據(jù)建筑的抗震設防類別、抗震設防烈度、建筑高度、場地條件、地基、結(jié)構(gòu)材料和施工等因素,經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟和使用條件綜合比較確定。
(2)結(jié)構(gòu)體系應符合下列各項要求:
1)應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。
2)應避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導致整個結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或喪失對重力荷載的承載能力。
3)應具備必要的抗震承載力,良好的變形能力和消耗地震能量的能力。
4)對可能出現(xiàn)的薄弱部位,應采取措施提高抗震能力。
(3)結(jié)構(gòu)體系尚宜符合下列各項要求:
1)宜有多道抗震防線。
2)宜具有合理的剛度和承載力分布,避免因局部削弱或突變形成薄弱部位,產(chǎn)生過大的應力集中或塑性變形集中。
3)結(jié)構(gòu)在兩個主軸方向的動力特性宜相近。
(4)結(jié)構(gòu)構(gòu)件應符合下列要求:
1)砌體結(jié)構(gòu)應按規(guī)定設置鋼筋混凝土圈梁和構(gòu)造柱、芯柱,或采取配筋砌體等。
2)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件應合理地選擇尺寸、配置縱向受力鋼筋和箍筋,避免剪切破壞先于彎曲破壞、混凝土的壓潰先于鋼筋的屈服、鋼筋的錨固粘結(jié)破壞先于構(gòu)件破壞。
3)預應力混凝土的抗側(cè)力構(gòu)件,應配有足夠的非預應力鋼筋。
4)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應合理控制尺寸,避免局部失穩(wěn)或整個構(gòu)件失穩(wěn)。
(5)結(jié)構(gòu)各構(gòu)件之間的連接,應符合下列要求:
1)構(gòu)件結(jié)點的破壞,不應先于其連接的構(gòu)件。
2)預埋件的錨固破壞,不應先于連接件。
3)裝配式結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接,應能保證結(jié)構(gòu)的整體性。
4)預應力混凝土構(gòu)件的預應力鋼筋,宜在結(jié)點核心區(qū)以外錨固。
(6)裝配式單層廠房的各種抗震支撐系統(tǒng),應保證地震時結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
(四)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件
(1)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件,包括建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和建筑附屬機電設備,自身及其與結(jié)構(gòu)主體的連接,應進行抗震設計。
(2)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震設計,應由相關專業(yè)人員分別負責進行。
(3)附著于樓、屋面結(jié)構(gòu)上的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件,應與主體結(jié)構(gòu)有可靠的連接或錨固,避免地震時倒塌傷人或砸壞重要設備。
(4)圍護墻和隔墻應考慮對結(jié)構(gòu)抗震的不利影響,避免不合理設置而導致主體結(jié)構(gòu)的破壞。
(5)幕墻、裝飾貼面與主體結(jié)構(gòu)應有可靠連接,避免地震時脫落傷人。
(6)安裝在建筑上的附屬機械、電氣設備系統(tǒng)的支座和連接,應符合地震時使用功能的要求,且不應導致相關部件的損壞。
(五)隔震和消能減震設計
(1)隔震和消能減震設計應主要應用于使用功能有特殊要求的建筑及抗震設防烈度為8、9度的建筑。
(2)采用隔震或消能減震設計的建筑,當遭遇到本地區(qū)的多遇地震影響、抗震設防烈度地震的影響和罕遇烈度地震的影響時,其抗震設防目標應高于《抗震規(guī)范》第1.0.1條的規(guī)定。
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