东南大学《工程结构抗震与防灾》课件
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工程结构抗震与防灾_东南大学_5 第五章桥梁抗震设计_2 第2讲桥梁结构响应的抗震分析
桥梁结构抗震设计
5.1震害及其分析 5.2桥梁按反应谱理论的计算方法
5.3桥梁结构地震响应分析
5.4桥梁抗震延性设计
25
5.3
桥梁结构地震响应分析
一、桥梁结构地震反应时程分析方法
1.概述
对大跨结构，即使结构是处于线弹性状态，反应谱方法仍不 能代替时程分析方法。悬索桥的抗震分析结果表明，反应谱法与 时程法相比，其塔根弯矩要低20％—40％，位移要小30％-35％
为两站间的距
离，c 为波速， i 为 B，A 两站波的幅值比，表征振动衰减
(d , i 0) 。
度为d；
支座单元在纵向可以相对滑动与变形； 在支座两侧设置有纵向弧形钢板条和挡块，并具有适当
的横向距离d；
支座在横向受到刚度为Ks的挡块约束，支座的竖向在A 点和B点处由刚度为Kv的竖向弹簧连接。
5.3
桥梁结构地震响应分析
(3) 支座单元刚度矩阵及力增量的确定
桥梁支座除承受结构的竖向荷载外，还需要有剪切变形 能力以适应温度变形的要求，
桥长大于200m，并且有地质上的不连续或明显的不 同地貌特征；
桥长大于600m。
5.3
桥梁结构地震响应分析
A，B 两站(A 站作为参考点)间地震振动 Ui(t)波的传播可表达为
U
b i
(t)
iU
a i
(t
d
/
c)
(5-47）
式中
U
b i
(t
)和U
a i
(t )
为
B，A
两点振动的时间历程，d
对于斜拉桥、悬索桥这种大跨桥梁结构，反应谱法与时程法 的计算结果相差较大，现行的反应谱分析方法有待于进一步发。
5.1震害及其分析 5.2桥梁按反应谱理论的计算方法
5.3桥梁结构地震响应分析
5.4桥梁抗震延性设计
25
5.3
桥梁结构地震响应分析
一、桥梁结构地震反应时程分析方法
1.概述
对大跨结构，即使结构是处于线弹性状态，反应谱方法仍不 能代替时程分析方法。悬索桥的抗震分析结果表明，反应谱法与 时程法相比，其塔根弯矩要低20％—40％，位移要小30％-35％
为两站间的距
离，c 为波速， i 为 B，A 两站波的幅值比，表征振动衰减
(d , i 0) 。
度为d；
支座单元在纵向可以相对滑动与变形； 在支座两侧设置有纵向弧形钢板条和挡块，并具有适当
的横向距离d；
支座在横向受到刚度为Ks的挡块约束，支座的竖向在A 点和B点处由刚度为Kv的竖向弹簧连接。
5.3
桥梁结构地震响应分析
(3) 支座单元刚度矩阵及力增量的确定
桥梁支座除承受结构的竖向荷载外，还需要有剪切变形 能力以适应温度变形的要求，
桥长大于200m，并且有地质上的不连续或明显的不 同地貌特征；
桥长大于600m。
5.3
桥梁结构地震响应分析
A，B 两站(A 站作为参考点)间地震振动 Ui(t)波的传播可表达为
U
b i
(t)
iU
a i
(t
d
/
c)
(5-47）
式中
U
b i
(t
)和U
a i
(t )
为
B，A
两点振动的时间历程，d
对于斜拉桥、悬索桥这种大跨桥梁结构，反应谱法与时程法 的计算结果相差较大，现行的反应谱分析方法有待于进一步发。
工程结构抗震与防灾_东南大学_3 第三章建筑结构抗震设计_12 第12讲抗震墙结构的抗震设计要点
②一般抗震墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度 的1/10和底部两层二者的较大值。
③房屋高度不大于24m时，可取底部一层。
23..12 墙肢的抗震设计要点
2．加强墙底塑性铰区，提高墙肢的延性
为了迫使塑性铰发生在抗震墙的底部，以增加结构的变 形和耗能能力，应加强抗震墙上部的受弯承载力，同时 对底部加强区采取提高延性的措施。为此，规范规定， 一级抗震墙中的底部加强部位及其上一层，应按墙肢底 部截面组合弯矩设计值采用；其他部位，墙肢截面的组 合弯矩设计值应乘以增大系数，其值可采用1.2。
但为了简化设计规定，规范未区分工形、 T 形及矩形截 面，在设计时，对矩形截面剪力墙墙肢应从严掌握其轴 压比。
23..12 墙肢的抗震设计要点
4．设置边缘构件，改善墙肢的延性
规范规定，抗震墙的墙肢两端应设置边缘构件，抗震墙 截面两端设置边缘构件是提高墙肢端部混凝土极限压应 变、改善抗震墙延性的重要措施。
23..12 墙肢的抗震设计要点
5．控制墙肢截面尺寸，避免过早剪切破坏
（1）抗震墙截面的最小厚度 规范规定，按一、二级抗震等级设计的抗震墙的截面厚度
，底部加强部位不宜小于层高或无支长度的1/16，且不应 小于200mm；其他部位不宜小于层高或无支长度的1/20， 且不应小于160mm；按三、四级抗震等级设计的抗震墙的 截面厚度，底部加强部位不宜小于层高或无支长度的1/20 ，且不应小于160mm；其他部位不宜小于层高或无支长度 的1/25，且不应小于140mm。
23..12 墙肢的抗震设计要点
1、按强剪弱弯设计，尽量避免剪切破坏
采用增大的剪力设计值计算抗剪配筋可以使设计的受剪承 载力大于受弯承载力，达到受弯钢筋首先屈服的目的。
③房屋高度不大于24m时，可取底部一层。
23..12 墙肢的抗震设计要点
2．加强墙底塑性铰区，提高墙肢的延性
为了迫使塑性铰发生在抗震墙的底部，以增加结构的变 形和耗能能力，应加强抗震墙上部的受弯承载力，同时 对底部加强区采取提高延性的措施。为此，规范规定， 一级抗震墙中的底部加强部位及其上一层，应按墙肢底 部截面组合弯矩设计值采用；其他部位，墙肢截面的组 合弯矩设计值应乘以增大系数，其值可采用1.2。
但为了简化设计规定，规范未区分工形、 T 形及矩形截 面，在设计时，对矩形截面剪力墙墙肢应从严掌握其轴 压比。
23..12 墙肢的抗震设计要点
4．设置边缘构件，改善墙肢的延性
规范规定，抗震墙的墙肢两端应设置边缘构件，抗震墙 截面两端设置边缘构件是提高墙肢端部混凝土极限压应 变、改善抗震墙延性的重要措施。
23..12 墙肢的抗震设计要点
5．控制墙肢截面尺寸，避免过早剪切破坏
（1）抗震墙截面的最小厚度 规范规定，按一、二级抗震等级设计的抗震墙的截面厚度
，底部加强部位不宜小于层高或无支长度的1/16，且不应 小于200mm；其他部位不宜小于层高或无支长度的1/20， 且不应小于160mm；按三、四级抗震等级设计的抗震墙的 截面厚度，底部加强部位不宜小于层高或无支长度的1/20 ，且不应小于160mm；其他部位不宜小于层高或无支长度 的1/25，且不应小于140mm。
23..12 墙肢的抗震设计要点
1、按强剪弱弯设计，尽量避免剪切破坏
采用增大的剪力设计值计算抗剪配筋可以使设计的受剪承 载力大于受弯承载力，达到受弯钢筋首先屈服的目的。
工程结构抗震与防灾_东南大学_4 第四章建筑结构基础隔震和消能减震设计_1 第1讲建筑结构基础隔震与消能减
4.2
建筑结构消能减震设计
南加州大学医院医院(隔震)
Olive View医院(不隔震)
4隔.2震与非建筑隔结构震消结能减构震设地计 震反应对 比
隔震建筑室内家具完好
非隔震建筑室内家具翻倒
国家精品课程《工程结构抗震与防灾》课件
4.2
建筑结构消能减震设计
一、结构消能减震概述
■ 传统抗震设计方法以概率理论为基础，提出三水准的设防要 求，并通过两个阶段设计来实现 。
东南大学土木工程学院
国家精品课程《工程结构抗震与防灾》课件
4.2
建筑结构消能减震设计
(六)结构消能减震技术的优越性
1. 安全性 消能器在强震中能率先消耗地震能量，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。
2. 经济性 消能减震结构是通过“柔性消能”的途径减少结构的
地震反应，因而可以减少剪力墙的设置，减少结构断面和 配筋，并提高结构的抗震性能。
风或可 能施加的其它外力）列向量；
x(t) x (t) x(t) ——分别为结构在外部作用（或荷载）下的加速度、
速度和位移反应列向量；
xg
——是地面的地震加速度反应;
I
——为单位列向量。
结构控制就是通过调整结构的自振频率ω或自振周期T（通
过改变K，M）或增大阻尼C，或施加控制力F(t)，以大大减少
结构在地震（或风）作用下的反应。
东南大学土木工程学院
国家精品课程《工程结构抗震与防灾》课件
4.2
建筑结构消能减震设计
(二)结构消能减震设计的概念
指在房屋结构中设置消能装置，通过其局部变形提供附加 阻尼，以消耗输入上部结构的地震能量，达到预期设防要求。
地震时结构的能量转换过程：
工程结构抗震与防灾课件2
2.3 设计反应谱一．反应谱反应谱定义：单自由度弹性体系在给定地震作用下某个最大反应量(，，)与体系自振周期的关系曲线。
S d S v S a T地震反应谱的特点：①结构反应的幅值降低，削平峰点②加速度反应谱，结构小于某个值(大体相当于)时，幅值急剧上升；当大于这一值时幅值急剧下降③在时速度反应谱值也随上升而上升随后逐渐趋于常值④位移反应谱幅值随上升而上升⑤土质条件对反应谱的形状的影响：土质越松软，加速度反应谱峰值所对应的结构周期也越长。
ζT g ωT g T ω<T T ⇒规范的做法：根据同一类场地所得到的强震记录分别是计算它的反应谱曲线，然后将这些谱曲线进行统计分析，求出其中最有代表性的平均反应谱曲线作为设计依据这样的谱曲线为抗震设计反应谱，考虑场地类别、震级和震中距的影响。
()g x t &&⇒二．设计反应谱图2-9地震影响系数曲线上表中的，相当于第二个水准。
根据三水准设防，两阶段设计；多遇地震：I m =I 0-1.55 ,ρ=63.2%（I 0的ρ＝13%）,相当于地震作用值×0.35，也即对表中的值×0.35。
结构处于弹性范围内max 0I α⇒max α罕遇地震：I s =I 0+1 ρ=2~3%。
罕遇地震＝4～6倍例题2－1单跨框架，G=1200KN ，ic=3.0×104KN·m ，8度设防，设计地震分组为第二组，场地覆盖层厚度d ov =45m,土层等效剪切波速为185m/s 。
试求多遇和罕遇地震的水平地震作用。
max max /αα多遇地震0.05ζ=解（1）根据表1-4（P13页),可知等效剪切波速为：而土层覆盖层厚度：故判断该类场地土为II类。
140 /185250≥=≥smvse34550≥=≥ovd（3）8度罕遇其它参数不变⇒90.0max =α水平地震作用：90.09.00.1max 2=×==αηαkNG F 1080120090.0=×==α若上题结构的周期改变为2.5s,则其多遇地震影响系数为:罕遇地震影响系数为：[]036.016.0)4.055.2(02.02.09.0=××−×−=α[]2024.09.0)45.055.2(02.02.09.0=××−×−=α。
工程结构抗震与防灾PPT课件
计算原则
各ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ建筑结构的抗震计算
➢ 竖向抗侧力构件不连续示例 ➢ 楼层承载力突变（有薄弱层）
2.1
计算原则
地基与结构相互作用的影响
➢ 由于地基与结构动力相互作用的影响，按刚性地基分析 的建筑结构水平地震作用在一定范围内有明显的折减。 ➢ 适用范围：8度和9度时建造于Ⅲ、Ⅳ类场地，采用箱基、 刚性较好的筏基和桩箱联合基础的钢筋混凝土高层建筑， 当结构基本自振周期处于特征周期的1.2倍至5倍范围时， 对刚性地基假定计算的水平地震剪力可按规定折减，其层 间变形可按折减后的楼层剪力计算。 ➢ 折减后各楼层的水平地震剪力应满足楼层水平地震剪力 最小值的要求。
2.1
计算原则
结构抗震验算的基本原则
宜进行弹塑性变形验算的结构
➢ 《抗震规范》规定，以下结构宜进行罕遇地震下的 弹塑性变形验算：
✓ 规范规定的高度范围且属于规范规定的竖向不规 则类型的高层建筑结构 ✓ 7度III、IV类场地和8度时乙类建筑中钢筋混凝 土结构和钢结构 ✓ 板柱-抗震墙结构和底部框架砖房 ✓ 高度不大于150m的钢结构
2.2
地震作用
重力荷载代表值的确定
➢ 结构抗震设计时所考虑的重力荷载，称为重力荷载代表 值。重力荷载分为恒载（自重）和活载（可变荷载）两种。 地震发生时的活载水平一般小于标准值，采用组合值系数 考虑活载的折减。
《抗震规范》规定：
回顾：荷载的标准值是指其在结构的使用期间内可能出现 的最大荷载值。
2.2
Elcentro 1940 （N-S） 地震记录
2.3
单自由度弹性体系的定义： ➢ 单质点弹性体系：将结构参与振动的全部质量集中于 一点，用无质量的弹性直杆支承于地面上的体系； ➢ 单向振动体系
工程结构抗震与防灾_东南大学_3 第三章建筑结构抗震设计_18 第18讲钢构件的抗震设计
3.4
钢结构房屋震害设计
研究表明：
柱的强度与延性随着轴压比的上升而下降； 相同轴压比下，柱长细比愈大，其弯曲变形能力愈小，易失稳。
λ满足下列直线公式可3-4-11a)
16Mn钢 100(1 ) (3-4-11b)
式（3-4-11）可作为偏心受压柱长细比和轴压比的综合限制公式。
第三章题目
3.4 钢结构房屋抗震设计
23
3.4
钢结构房屋震害设计
三、钢构件与连结的性能及其抗震设计
梁、柱、支撑构件及其节点的合理设计，包括以下方面：
Ⅰ、对于会形成塑性铰的截面，应避免其在未达到塑性弯矩时发生局部失 稳或破坏，同时塑性铰应具有足够的转动能力，以保证体系能形成塑性倒 塌机构； Ⅱ、避免梁、柱构件在塑性铰之间发生局部失稳或整体失稳； Ⅲ、构件之间的连接要设计成能传递剪力与弯矩、并能允许框架构件充分 发挥塑性性能的形式。
工字形柱翼缘外伸部分
13
11
10
9
工字形柱腹板
43
43
43
43
箱形柱壁板
39
37
35
33
注： 表列数值适用于Q235钢，其他钢号应乘以 235 / f ay
3.4
钢结构房屋震害设计
长细比限值： 对8度和9度抗震设防的结构，其长细比限制在60 235 / fay 以
下，7度时为80 235 / fay，6度时则为120 235 / fay 。
72-100
Nb/Af
9度 9
30 72-100
Nb/Af
梁的整体侧向扭转失稳：除按一般要求设置侧向支承外，尚应 在塑性铰处设侧向支承。
3.4
其中：
钢结构房屋震害设计
工程结构抗震与防灾_东南大学_3 第三章建筑结构抗震设计_7 第7讲强柱弱梁和强剪弱弯
于 f yv Asbh0 / s ，且值不应小于 0.36 f yv Asbh0 。
式中：
N ——考虑地震作用组合的框架柱轴向拉力设计值。
Mc c Mb
（3 19a)
一级框架结构及9度时尚应符合：
Mc 1.2 Mbua
注意：对于轴压比小于0.15的柱，包括顶层柱，因其具有与梁相近的变形能 力，故可不必满足上述要求。
3.2 四混凝框土架结柱构抗房屋震抗设震计设计
式中：
c ——柱端弯矩增大系数，框架结构一级取1.70，二级取1.5，
Vc
1
RE
(0.2
fcbchc0 )
（3－23）
对于短柱（ ）2，应满足
1
Vc RE (0.15 fcbchc0 )
（3－24）
3.2
混凝土结构房屋抗震设计
（3）柱斜截面受剪承载力 影响框架柱的受剪承载力的主要因素除混凝土强度外
尚有：剪跨比、轴压比和配箍特征值等。 •剪跨比越大，受剪承载力越低 •轴压力一定程度上可以提高受剪承载力 •在一定范围内，箍筋越多，受剪承载力越高 •反复荷载下，混凝土咬合作用削弱，受剪承载力有多降低
Vc＝1.2
(
M
u cua
Ml cua
)
Hn
3 21b
式中:
vc ——柱剪力增大系数，一~四级分别取1.5、1.3、
1.2和1.1；对其它结构类型的框架分别取1.4、1.2、1.1和 1.1。
H n ——柱的净高； M cu、M cl——分别为柱的上、下端顺时针或反时针方向 截面组合的弯矩设计值。
3.2
混凝土结构房屋抗震设计
1．强柱弱梁 与柱端弯矩设计值的确定
式中：
N ——考虑地震作用组合的框架柱轴向拉力设计值。
Mc c Mb
（3 19a)
一级框架结构及9度时尚应符合：
Mc 1.2 Mbua
注意：对于轴压比小于0.15的柱，包括顶层柱，因其具有与梁相近的变形能 力，故可不必满足上述要求。
3.2 四混凝框土架结柱构抗房屋震抗设震计设计
式中：
c ——柱端弯矩增大系数，框架结构一级取1.70，二级取1.5，
Vc
1
RE
(0.2
fcbchc0 )
（3－23）
对于短柱（ ）2，应满足
1
Vc RE (0.15 fcbchc0 )
（3－24）
3.2
混凝土结构房屋抗震设计
（3）柱斜截面受剪承载力 影响框架柱的受剪承载力的主要因素除混凝土强度外
尚有：剪跨比、轴压比和配箍特征值等。 •剪跨比越大，受剪承载力越低 •轴压力一定程度上可以提高受剪承载力 •在一定范围内，箍筋越多，受剪承载力越高 •反复荷载下，混凝土咬合作用削弱，受剪承载力有多降低
Vc＝1.2
(
M
u cua
Ml cua
)
Hn
3 21b
式中:
vc ——柱剪力增大系数，一~四级分别取1.5、1.3、
1.2和1.1；对其它结构类型的框架分别取1.4、1.2、1.1和 1.1。
H n ——柱的净高； M cu、M cl——分别为柱的上、下端顺时针或反时针方向 截面组合的弯矩设计值。
3.2
混凝土结构房屋抗震设计
1．强柱弱梁 与柱端弯矩设计值的确定
工程结构抗震与防灾_东南大学_1 第一章结构抗震的基本知识_3 第3讲抗震设防目标、两阶段抗震设计方法和基
当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时， 可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用。
当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震 影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
1.3.1
抗震设防目标
一 .抗震设防目标
“三水准”设防对建筑性能的要求：
“小震不坏”满足多遇地震作用下的承载力极限 状态要求以及建筑的弹性变形不超过规定的弹性变 形限值。
第二阶段（特殊结构） 罕遇地震作用下弹塑性变形验算，构造措施（大
震不倒）
1.3.3
基于性能的抗震设计
三. 基于性能的抗震设计
设计思想与抗震思想区别 设防：单体 系统 目标：生命安全 不同性能 要求：固定 最优
结构抗震基本知识
1.1 地震的基本知识
1
1.2 抗震设防烈度、地震影响和建筑分类
1.3 抗震设防目标、两阶段抗震设计方法
和基于性能的抗震设计
1.4 如何进行建筑场地类别的划分？
1.5 场地土液化
1.3.1
抗震设防目标
一. 抗震设防目标
简称为：“小震不坏， 中震可修，大震不倒”。
当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时， 一般ห้องสมุดไป่ตู้受损坏或不需修理可继续使用。
“中震可修”要求建筑结构具有相当的延性能力， 不发生不可修复的脆性破坏。
“大震不倒”要求建筑具有足够的变形能力，其弹 塑性变形不能超过规定的弹塑性变形限值。
1.3.2
两阶段抗震设计方法
二. 两阶段抗震设计方法
第一阶段（大多数结构） 小震下承载力（小震不坏）和变形验算（中震可
修）； 概念设计和构造措施（大震不倒）
当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震 影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
1.3.1
抗震设防目标
一 .抗震设防目标
“三水准”设防对建筑性能的要求：
“小震不坏”满足多遇地震作用下的承载力极限 状态要求以及建筑的弹性变形不超过规定的弹性变 形限值。
第二阶段（特殊结构） 罕遇地震作用下弹塑性变形验算，构造措施（大
震不倒）
1.3.3
基于性能的抗震设计
三. 基于性能的抗震设计
设计思想与抗震思想区别 设防：单体 系统 目标：生命安全 不同性能 要求：固定 最优
结构抗震基本知识
1.1 地震的基本知识
1
1.2 抗震设防烈度、地震影响和建筑分类
1.3 抗震设防目标、两阶段抗震设计方法
和基于性能的抗震设计
1.4 如何进行建筑场地类别的划分？
1.5 场地土液化
1.3.1
抗震设防目标
一. 抗震设防目标
简称为：“小震不坏， 中震可修，大震不倒”。
当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时， 一般ห้องสมุดไป่ตู้受损坏或不需修理可继续使用。
“中震可修”要求建筑结构具有相当的延性能力， 不发生不可修复的脆性破坏。
“大震不倒”要求建筑具有足够的变形能力，其弹 塑性变形不能超过规定的弹塑性变形限值。
1.3.2
两阶段抗震设计方法
二. 两阶段抗震设计方法
第一阶段（大多数结构） 小震下承载力（小震不坏）和变形验算（中震可
修）； 概念设计和构造措施（大震不倒）
工程结构抗震与防灾_东南大学_2 第二章结构抗震计算_11 第11讲结构截面的抗震验算
式中：
S R RE
(2-204)
R —结构构件承载力设计值；
RE —承载力抗震调整系数 ，按表2-16。
2.10
结构截面的抗震验算
3. 有关系数的确定
①地震作用分项系数的确定
众值烈度下的地震作用，应视为可变作用而 不是偶然作用。这样，根据《建筑结构可靠度 设计统一标准》中确定直接作用（荷载）分项
2.10
结构截面的抗震验算
④承载力调整系数
现阶段大部分结构构件截面抗震验算时，采
用了各有关规范的承载力设计值R 抗震设计
时将地震视为可变荷载，故将相应承载力设计值R
予以提高（ RE ），即
RE R / RE 或 RE R / RE
从数值上看， RE 取值范围为0.75～1.0，其实质含
2.10
结构截面的抗震验算
抗震设防两阶段设计步骤的第一阶段做到 “小震不坏”，以多遇地震的水平地震作用标准值， 用线弹性理论求出结构构件的地震作用效应，
再与其他荷载效应组合 得到结构构件内力组
合设计值进行验算。
第二阶段设计，罕遇地震下验算结构的弹塑性变形。
"
因此，结构抗震验算分为截面抗震验算和结构抗震 变形验算两部分。
规范在计算地震作用时，已考虑了地震作用与各种 重力荷载（恒载、活载、雪载等）的组合问题，表2-8 规定了一组组合值系数，形成了抗震设计的重力荷载 代表值（式（2-32））。
规范规定在验算和计算地震作用时（除吊车悬吊
重力外），对重力荷载均采用相同的组合值系数，为了
简化计算
式(2-203)中仅出现风荷载的组合值系数，
系数的方法，规范对水平地震作用： Eh 1.3 ；
工程结构抗震与防灾_东南大学_6 第六章建筑结构抗风设计_2 第2讲结构顺风向抗风设计
6.3
结构顺风向抗风设计
加速度限值：
风荷载振幅和频率到达某一关系时，人体会产生不
舒服感。通常对弯曲振动，以加速度为度量指标，
扭转振动以角速度为度量指标，下表是国内外有关
规范的建议值。
弯曲振动加速度（m/s2） 振动类型
旅馆、公寓 办公楼
扭转振动角 速度
（rad/s）限Biblioteka 值0.20.3
0.001
顶点位移μ/H限值
结构类型 填充墙
框剪 剪力墙
实心砖 空心砖
风荷载 1/450（1/500） 1/500（1/500） 1/800（1/500） 1/1000（1/500）
筒体
1/900（1/500）
钢筋混凝 土结构由 于易开裂， 要乘以刚 度折减系 数。
注：括弧外数字用于钢筋混凝土结构，括弧内数字用于钢结构。
建筑结构抗风设计
6.1 风灾及其成因 6.2 风荷载计算
6.3 结构顺风向抗风设计
6.4 结构横风向风振计算
26
6.3
结构顺风向抗风设计
顺风向的风力常分为平均静风力和脉动风力，前者作用 于受风面积，后者作用于质量中心。因此要使风荷载作 用下不产生扭转，应使刚度中心与受风面积中心、质量 中心三心一致。
抗风设计都考虑在弹性范围内，进行弹性计算，不考虑 出现塑性变形的情况。
风荷载作用下结构的层间位移、顶点位移与结构总高度 之比值不得超过下表中的限值。
6.3
结构顺风向抗风设计
框架 框架
层间位移Δμ/H限值
结构类型
风荷载
填充墙 实心砖 1/400（1/400）
框剪 剪力墙
筒体
空心砖
1/500（1/400） 1/600（1/400） 1/800（1/400） 1/700（1/400）
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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
应均匀分布抗侧力构件，令地震作用尽量通过结构刚度中 心，以减少扭转不规则的影响。
扭转不规则从两个方面加以控制：位移比和周期比。 周期比：一般建筑，结构扭转为主的第一自振周期与平动 为主的第一自振周期之比不应大于0.9。
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各类建筑结构的地震作用
一般情况下，应至少在建筑结构的两个主轴方向分别 计算水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作 用应由该方向抗侧力构件承担，如该构件带有翼缘、翼墙 等，尚应包括翼缘、翼墙的抗侧力作用。
有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15度时， 应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用——最不利 方向的抗震计算。
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各类建筑结构的抗震计算
高度不超过40m的，以剪切变形为主且质量和刚度 沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系 的结构，宜采用底部剪力法等简化方法；
除上款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法； 特别不规则的建筑、甲类建筑和超过规范规定高度 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。
结构抗震计算的基本步骤
两阶段抗震设计方法
第二阶段设计 采用罕遇地震（大震）的地震影响系数（或地震加速
度峰值） 以时程分析法为基础，静力弹塑性方法为补充进行结
构弹塑性地震反应分析 罕遇地震作用下结构薄弱层（部位）的弹塑性变形验
算
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建筑结构的隔震和消能减震设计，采用教材第4章 的方法进行计算。
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不规则结构——平面不规则
扭转不规则
质量与刚度偏心和抗扭刚度太弱的结构，在地震中会因产 生扭转不规则而受到严重的破坏。在规则平面中，如果结构 刚度不对称，仍然会产生扭转不规则而受到严重的破坏。
度峰值） 以弹性反应谱理论为基础、时程分析法为补充进行结
构弹性地震反应分析，内力分析以线弹性理论为主； 根据荷载组合效应采用静力设计规范的方法和基本指
标进行截面抗震验算（强度验算） 多遇地震作用下结构的弹性变形验算
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各类建筑结构的地震作用
最不利方向的抗震计算示例
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各类建筑结构的地震作用
最不利方向的抗震计算示例
周期、地震力与振型输出文件（WZQ.OUT）
4 0.6325 89.74 0.43 ( 0.00+0.42 ) 0.57
5 0.6066 178.50 0.04 ( 0.04+0.00 ) 0.96
6 0.5615 174.89 0.14 ( 0.13+0.01 ) 0.86
7 0.5123 179.65 0.55 ( 0.55+0.00 ) 0.45
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各类建筑结构的抗震计算
罕遇地震下结构的变形，应采用简化来自弹塑性分析 方法或弹塑性时程分析法计算；
平面投影尺寸很大的空间结构，应根据结构形式和 支承条件，分别按单点一致、多点、多向单点或多向 多点输入进行抗震计算；
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第2章 结构抗震计算
§2-1 §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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确定结构方案 地震作用计算 计算结构和构件的地震作用效应（内力和变形） 地震作用效应与其他荷载效应的组合 验算结构和构件的承载力和变形
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结构抗震计算的基本步骤
两阶段抗震设计方法
第一阶段设计 采用多遇地震（小震）的地震影响系数（或地震加速