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高層建筑聯(lián)肢剪力墻抗震設(shè)計與施工技術(shù) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030620309
- 條形碼：9787030620309 ; 978-7-03-062030-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
高層建筑聯(lián)肢剪力墻抗震設(shè)計與施工技術(shù) 內(nèi)容簡介
本書以我國中、高烈度地區(qū)廣泛應(yīng)用的新型抗震結(jié)構(gòu)體系-高層建筑聯(lián)肢剪力墻的抗震設(shè)計與分析理論為主要內(nèi)容，全面總結(jié)了國內(nèi)外相關(guān)研究和近期新發(fā)展動態(tài)，深入介紹了聯(lián)肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系基于耦合機制的雙重抗震防線的工作原理，系統(tǒng)梳理現(xiàn)有規(guī)范、規(guī)程的相關(guān)條文規(guī)定，提出高層建筑聯(lián)肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的性能化抗震設(shè)計、分析方法及其關(guān)鍵施工技術(shù)。
高層建筑聯(lián)肢剪力墻抗震設(shè)計與施工技術(shù) 目錄
目錄
第1章 抗震結(jié)構(gòu)體系概論 1
1.1 水平地震作用及其效應(yīng) 1
1.2 抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系 3
1.2.1 抗彎框架 3
1.2.2 剪力墻 4
1.2.3 支撐框架 5
1.3 建筑抗震設(shè)計方法的基本原理 6
1.3.1 建筑結(jié)構(gòu)側(cè)向力傳力路徑 6
1.3.2 抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的基本概念 8
1.3.3 樓蓋和屋蓋抗震設(shè)計 9
第2章 高層建筑聯(lián)肢剪力墻研究進展 10
2.1 鋼板組合剪力墻 16
2.2 混凝土聯(lián)肢剪力墻 18
2.3 混合聯(lián)肢剪力墻結(jié)構(gòu) 21
參考文獻 22
第3章 組合聯(lián)肢剪力墻抗震性能試驗驗證 27
3.1 鋼框架鋼板混凝土組合聯(lián)肢剪力墻抗震性能 27
3.1.1 試驗?zāi)康摹?7
3.1.2 試件設(shè)計 27
3.1.3 材性試驗 35
3.1.4 加載裝置和加載制度 36
3.1.5 測點布置 37
3.1.6 應(yīng)變觀測 37
3.1.7 位移及變形觀測 37
3.1.8 裂縫觀測 38
3.1.9 力觀測 38
3.1.10 試驗現(xiàn)象 38
3.1.11 試驗破壞特征 50
3.1.12 試驗數(shù)據(jù)處理 54
3.2 基于螺栓連接的鋼板混凝土組合聯(lián)肢剪力墻抗震性能研究 63
3.2.1 試件設(shè)計 64
3.2.2 鋼構(gòu)件模塊劃分及螺栓連接計算 65
3.2.3 試件制作及材性試驗 67
3.2.4 加載裝置和加載制度 70
3.2.5 量測方案 72
3.2.6 應(yīng)變觀測 72
3.2.7 荷載和變形監(jiān)控 74
3.2.8 裂縫觀測 75
3.2.9 試驗現(xiàn)象 75
3.2.10 試件破壞過程 92
3.2.11 試驗數(shù)據(jù)分析 95
參考文獻 118
第4章 基于耦連比的聯(lián)肢剪力墻抗震設(shè)計方法 118
4.1 規(guī)范設(shè)計方法 118
4.1.1 根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范的分類 119
4.1.2 體系分析 119
4.1.3 連梁與墻肢超強 120
4.1.4 連梁荷載豎向調(diào)幅 121
4.1.5 設(shè)計流程 122
4.2 基于性能的抗震設(shè)計方法 122
4.2.1 性能目標 122
4.2.2 推薦的分析方法 122
4.2.3 建模概述 122
4.2.4 荷載模型 123
4.2.5 非線性分析程序的力-變形響應(yīng) 123
4.2.6 非線性靜態(tài)過程的簡化模型 123
4.2.7 耦連比初步設(shè)計 123
4.2.8 混合聯(lián)肢剪力墻參數(shù)的確定方法 123
4.2.9 驗收標準 125
4.2.10 連梁 125
4.2.11 鋼筋混凝土墻肢 125
4.2.12 設(shè)計過程 125
4.3 基于能量平衡的塑性設(shè)計方法 125
4.3.1 性能目標 125
4.3.2 目標屈服機制 125
4.3.3 目標層間位移角 126
4.3.4 簡化的能量平衡方程 127
4.3.5 *大地震輸入能 132
4.3.6 彈性振動能 132
4.3.7 塑性變形能 132
4.3.8 結(jié)構(gòu)設(shè)計基底剪力與傾覆力矩 133
4.3.9 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的塑性設(shè)計 133
4.3.10 構(gòu)件的內(nèi)力確定 133
4.3.11 構(gòu)件設(shè)計準則 134
4.3.12 組合聯(lián)肢剪力墻結(jié)構(gòu)塑性設(shè)計方法流程 135
參考文獻 137
第5章 考慮耦連比的聯(lián)肢剪力墻抗震性能評估 139
5.1 算例設(shè)計 139
5.2 有限元模型的建立與驗證 141
5.2.1 混凝土本構(gòu)模型 141
5.2.2 鋼材本構(gòu)模型 142
5.2.3 單元類型選取與網(wǎng)格劃分 143
5.2.4 荷載與分析步設(shè)置 144
5.2.5 結(jié)構(gòu)阻尼 146
5.2.6 模態(tài)分析 146
5.2.7 試驗對比驗證 147
5.3 靜力彈塑性分析 151
5.3.1 靜力彈塑性分析方法簡述 151
5.3.2 推覆曲線基本特征 151
5.3.3 結(jié)構(gòu)整體屈服情況 151
5.3.4 墻肢內(nèi)力發(fā)展規(guī)律 151
5.3.5 連梁剪力發(fā)展規(guī)律 152
5.3.6 結(jié)構(gòu)CR發(fā)展規(guī)律 154
5.4 動力彈塑性時程分析 158
5.4.1 動力彈塑性時程分析概述 158
5.4.2 地震記錄選擇標準 158
5.4.3 地震記錄來源 159
5.4.4 地震記錄的調(diào)幅 161
5.4.5 *大層間位移角 162
5.4.6 層剪力與彎矩分布 165
5.4.7 動力基底剪力 173
5.4.8 墻肢內(nèi)力 174
5.4.9 連梁剪力 175
5.4.10 結(jié)構(gòu)地震損傷 177
參考文獻 189
第6章 基于幾何參數(shù)優(yōu)化的聯(lián)肢剪力墻抗震設(shè)計方法 189
6.1 聯(lián)肢剪力墻的耦連比及其主要幾何參數(shù)的關(guān)系 189
6.2 基于幾何參數(shù)的聯(lián)肢墻原型結(jié)構(gòu)設(shè)計 189
6.3 基于Perform-3D的聯(lián)肢墻建模 190
6.3.1 材料本構(gòu)的模型化 190
6.3.2 構(gòu)件的模型化 198
6.3.3 模態(tài)分析對比 201
6.4 程序?qū)Ρ仍囼烌炞C 206
6.4.1 試驗概況 206
6.4.2 試件建模 207
6.4.3 滯回曲線對比 209
6.5 靜力推覆分析 210
6.5.1 靜力推覆分析概述 210
6.5.2 剛性隔板與軸力釋放分析 213
6.5.3 推覆曲線分析 216
6.5.4 極限承載力 218
6.5.5 結(jié)構(gòu)剛度 219
6.5.6 結(jié)構(gòu)位移 220
6.5.7 樓層變形 220
6.6 非線性動力時程分析 222
6.6.1 頂點位移角 222
6.6.2 層間位移角 223
6.6.3 層剪力 225
6.6.4 構(gòu)件彎矩 225
6.6.5 構(gòu)件損傷 226
6.7 基于IDA方法的結(jié)構(gòu)地震易損性分析 236
6.7.1 增量動力分析 236
6.7.2 結(jié)構(gòu)地震易損性分析 239
6.8 響應(yīng)面分析 257
6.8.1 響應(yīng)面法基本理論與應(yīng)用 257
6.8.2 中心復合設(shè)計 258
6.8.3 響應(yīng)面分析與性能評價 262
參考文獻 287
第7章 混合聯(lián)肢剪力墻施工技術(shù) 288
7.1 施工難點及傳統(tǒng)施工方法 288
7.1.1 施工難點 288
7.1.2 傳統(tǒng)施工方法及施工流程 288
7.1.3 地腳螺栓預埋 288
7.1.4 鋼梁預埋施工 288
7.1.5 鋼柱安裝 289
7.1.6 鋼梁的安裝 294
7.1.7 核心筒鋼骨柱、鋼板墻的安裝 296
7.1.8 焊接工藝 298
7.1.9 焊接應(yīng)力控制 298
7.1.10 鋼結(jié)構(gòu)測量技術(shù) 298
7.1.11 測量控制點的精度復核 298
7.2 施工技術(shù)創(chuàng)新及特點 298
7.2.1 技術(shù)創(chuàng)新 298
7.2.2 技術(shù)特點 298
7.2.3 施工技術(shù)原理 298
7.2.4 整體施工流程 298
7.2.5 操作要點 298
7.3 施工質(zhì)量控制措施 298
7.3.1 執(zhí)行的主要質(zhì)量控制標準 298
7.3.2 質(zhì)量控制措施 298
7.4 施工安全措施 298
7.4.1 安全文明施工目標 298
7.4.2 安全管理體系 298
7.4.3 防火防觸電措施 298
7.4.4 鋼結(jié)構(gòu)安裝安全管理體系 298
7.4.5 特殊氣候條件下施工 298
7.5 工期保證措施 298
7.5.1 機械保證 298
7.5.2 組織保證 298
7.5.3 管理保證 298
7.5.4 技術(shù)保證 298
7.5.5 物資保證 298
7.5.6 勞動力保證 298
7.6 環(huán)保措施 298
附錄A 組合墻肢含鋼及配筋信息 298
附錄B 鋼連梁截面信息 298
附錄C 動力彈塑性時程分析所用地震加速度原始時程及其反應(yīng)譜 298
附錄D 結(jié)構(gòu)模型配筋信息 298
附錄E 非線性動力時程分析所用的地震動加速度時程及反應(yīng)譜 298
附錄F 增量動力分析所用的地震動加速度時程曲線 298
第1章 抗震結(jié)構(gòu)體系概論 1
1.1 水平地震作用及其效應(yīng) 1
1.2 抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系 3
1.2.1 抗彎框架 3
1.2.2 剪力墻 4
1.2.3 支撐框架 5
1.3 建筑抗震設(shè)計方法的基本原理 6
1.3.1 建筑結(jié)構(gòu)側(cè)向力傳力路徑 6
1.3.2 抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的基本概念 8
1.3.3 樓蓋和屋蓋抗震設(shè)計 9
第2章 高層建筑聯(lián)肢剪力墻研究進展 10
2.1 鋼板組合剪力墻 16
2.2 混凝土聯(lián)肢剪力墻 18
2.3 混合聯(lián)肢剪力墻結(jié)構(gòu) 21
參考文獻 22
第3章 組合聯(lián)肢剪力墻抗震性能試驗驗證 27
3.1 鋼框架鋼板混凝土組合聯(lián)肢剪力墻抗震性能 27
3.1.1 試驗?zāi)康摹?7
3.1.2 試件設(shè)計 27
3.1.3 材性試驗 35
3.1.4 加載裝置和加載制度 36
3.1.5 測點布置 37
3.1.6 應(yīng)變觀測 37
3.1.7 位移及變形觀測 37
3.1.8 裂縫觀測 38
3.1.9 力觀測 38
3.1.10 試驗現(xiàn)象 38
3.1.11 試驗破壞特征 50
3.1.12 試驗數(shù)據(jù)處理 54
3.2 基于螺栓連接的鋼板混凝土組合聯(lián)肢剪力墻抗震性能研究 63
3.2.1 試件設(shè)計 64
3.2.2 鋼構(gòu)件模塊劃分及螺栓連接計算 65
3.2.3 試件制作及材性試驗 67
3.2.4 加載裝置和加載制度 70
3.2.5 量測方案 72
3.2.6 應(yīng)變觀測 72
3.2.7 荷載和變形監(jiān)控 74
3.2.8 裂縫觀測 75
3.2.9 試驗現(xiàn)象 75
3.2.10 試件破壞過程 92
3.2.11 試驗數(shù)據(jù)分析 95
參考文獻 118
第4章 基于耦連比的聯(lián)肢剪力墻抗震設(shè)計方法 118
4.1 規(guī)范設(shè)計方法 118
4.1.1 根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范的分類 119
4.1.2 體系分析 119
4.1.3 連梁與墻肢超強 120
4.1.4 連梁荷載豎向調(diào)幅 121
4.1.5 設(shè)計流程 122
4.2 基于性能的抗震設(shè)計方法 122
4.2.1 性能目標 122
4.2.2 推薦的分析方法 122
4.2.3 建模概述 122
4.2.4 荷載模型 123
4.2.5 非線性分析程序的力-變形響應(yīng) 123
4.2.6 非線性靜態(tài)過程的簡化模型 123
4.2.7 耦連比初步設(shè)計 123
4.2.8 混合聯(lián)肢剪力墻參數(shù)的確定方法 123
4.2.9 驗收標準 125
4.2.10 連梁 125
4.2.11 鋼筋混凝土墻肢 125
4.2.12 設(shè)計過程 125
4.3 基于能量平衡的塑性設(shè)計方法 125
4.3.1 性能目標 125
4.3.2 目標屈服機制 125
4.3.3 目標層間位移角 126
4.3.4 簡化的能量平衡方程 127
4.3.5 *大地震輸入能 132
4.3.6 彈性振動能 132
4.3.7 塑性變形能 132
4.3.8 結(jié)構(gòu)設(shè)計基底剪力與傾覆力矩 133
4.3.9 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的塑性設(shè)計 133
4.3.10 構(gòu)件的內(nèi)力確定 133
4.3.11 構(gòu)件設(shè)計準則 134
4.3.12 組合聯(lián)肢剪力墻結(jié)構(gòu)塑性設(shè)計方法流程 135
參考文獻 137
第5章 考慮耦連比的聯(lián)肢剪力墻抗震性能評估 139
5.1 算例設(shè)計 139
5.2 有限元模型的建立與驗證 141
5.2.1 混凝土本構(gòu)模型 141
5.2.2 鋼材本構(gòu)模型 142
5.2.3 單元類型選取與網(wǎng)格劃分 143
5.2.4 荷載與分析步設(shè)置 144
5.2.5 結(jié)構(gòu)阻尼 146
5.2.6 模態(tài)分析 146
5.2.7 試驗對比驗證 147
5.3 靜力彈塑性分析 151
5.3.1 靜力彈塑性分析方法簡述 151
5.3.2 推覆曲線基本特征 151
5.3.3 結(jié)構(gòu)整體屈服情況 151
5.3.4 墻肢內(nèi)力發(fā)展規(guī)律 151
5.3.5 連梁剪力發(fā)展規(guī)律 152
5.3.6 結(jié)構(gòu)CR發(fā)展規(guī)律 154
5.4 動力彈塑性時程分析 158
5.4.1 動力彈塑性時程分析概述 158
5.4.2 地震記錄選擇標準 158
5.4.3 地震記錄來源 159
5.4.4 地震記錄的調(diào)幅 161
5.4.5 *大層間位移角 162
5.4.6 層剪力與彎矩分布 165
5.4.7 動力基底剪力 173
5.4.8 墻肢內(nèi)力 174
5.4.9 連梁剪力 175
5.4.10 結(jié)構(gòu)地震損傷 177
參考文獻 189
第6章 基于幾何參數(shù)優(yōu)化的聯(lián)肢剪力墻抗震設(shè)計方法 189
6.1 聯(lián)肢剪力墻的耦連比及其主要幾何參數(shù)的關(guān)系 189
6.2 基于幾何參數(shù)的聯(lián)肢墻原型結(jié)構(gòu)設(shè)計 189
6.3 基于Perform-3D的聯(lián)肢墻建模 190
6.3.1 材料本構(gòu)的模型化 190
6.3.2 構(gòu)件的模型化 198
6.3.3 模態(tài)分析對比 201
6.4 程序?qū)Ρ仍囼烌炞C 206
6.4.1 試驗概況 206
6.4.2 試件建模 207
6.4.3 滯回曲線對比 209
6.5 靜力推覆分析 210
6.5.1 靜力推覆分析概述 210
6.5.2 剛性隔板與軸力釋放分析 213
6.5.3 推覆曲線分析 216
6.5.4 極限承載力 218
6.5.5 結(jié)構(gòu)剛度 219
6.5.6 結(jié)構(gòu)位移 220
6.5.7 樓層變形 220
6.6 非線性動力時程分析 222
6.6.1 頂點位移角 222
6.6.2 層間位移角 223
6.6.3 層剪力 225
6.6.4 構(gòu)件彎矩 225
6.6.5 構(gòu)件損傷 226
6.7 基于IDA方法的結(jié)構(gòu)地震易損性分析 236
6.7.1 增量動力分析 236
6.7.2 結(jié)構(gòu)地震易損性分析 239
6.8 響應(yīng)面分析 257
6.8.1 響應(yīng)面法基本理論與應(yīng)用 257
6.8.2 中心復合設(shè)計 258
6.8.3 響應(yīng)面分析與性能評價 262
參考文獻 287
第7章 混合聯(lián)肢剪力墻施工技術(shù) 288
7.1 施工難點及傳統(tǒng)施工方法 288
7.1.1 施工難點 288
7.1.2 傳統(tǒng)施工方法及施工流程 288
7.1.3 地腳螺栓預埋 288
7.1.4 鋼梁預埋施工 288
7.1.5 鋼柱安裝 289
7.1.6 鋼梁的安裝 294
7.1.7 核心筒鋼骨柱、鋼板墻的安裝 296
7.1.8 焊接工藝 298
7.1.9 焊接應(yīng)力控制 298
7.1.10 鋼結(jié)構(gòu)測量技術(shù) 298
7.1.11 測量控制點的精度復核 298
7.2 施工技術(shù)創(chuàng)新及特點 298
7.2.1 技術(shù)創(chuàng)新 298
7.2.2 技術(shù)特點 298
7.2.3 施工技術(shù)原理 298
7.2.4 整體施工流程 298
7.2.5 操作要點 298
7.3 施工質(zhì)量控制措施 298
7.3.1 執(zhí)行的主要質(zhì)量控制標準 298
7.3.2 質(zhì)量控制措施 298
7.4 施工安全措施 298
7.4.1 安全文明施工目標 298
7.4.2 安全管理體系 298
7.4.3 防火防觸電措施 298
7.4.4 鋼結(jié)構(gòu)安裝安全管理體系 298
7.4.5 特殊氣候條件下施工 298
7.5 工期保證措施 298
7.5.1 機械保證 298
7.5.2 組織保證 298
7.5.3 管理保證 298
7.5.4 技術(shù)保證 298
7.5.5 物資保證 298
7.5.6 勞動力保證 298
7.6 環(huán)保措施 298
附錄A 組合墻肢含鋼及配筋信息 298
附錄B 鋼連梁截面信息 298
附錄C 動力彈塑性時程分析所用地震加速度原始時程及其反應(yīng)譜 298
附錄D 結(jié)構(gòu)模型配筋信息 298
附錄E 非線性動力時程分析所用的地震動加速度時程及反應(yīng)譜 298
附錄F 增量動力分析所用的地震動加速度時程曲線 298
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高層建筑聯(lián)肢剪力墻抗震設(shè)計與施工技術(shù) 節(jié)選
第1章 抗震結(jié)構(gòu)體系概論 1.1 水平地震作用及其效應(yīng) 為了對建筑結(jié)構(gòu)進行抗震設(shè)計，首先需要將地震時發(fā)生的三維地面震動轉(zhuǎn)換為施加到建筑結(jié)構(gòu)上的水平方向和豎向方向的地震作用。地震作用是一種間接作用，其作用效應(yīng)主要是使得建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生水平側(cè)向力引起的內(nèi)力和變形。盡管建筑結(jié)構(gòu)也會受到豎向地震作用，但建筑物自身的重力通常能夠提供足夠的抗力。因此，豎向地震作用只在特殊情形下需要考慮。水平地震作用是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的主要依據(jù)。圖1.1為1995年日本神戶地震后一棟倒塌的建筑。圖1.2為2008年四川汶川大地震的受災(zāi)現(xiàn)場。 計算建筑結(jié)構(gòu)受到的地震作用的基本公式是：力=質(zhì)量×加速度。該公式將地震作用的大小與建筑物自身的質(zhì)量和加速度聯(lián)系起來。建筑物的質(zhì)量包括所有結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量，而建筑物受到的加速度表達為重力加速度乘以一個系數(shù)。顯然，建筑物受到的地震作用是一種慣性力。 建筑物是空間體系，建筑物是空間體系，不管其平面形狀是否規(guī)則，均可以根據(jù)其平面尺寸和結(jié)構(gòu)布置特點，確立主軸方向以及與主軸方向呈90°的垂直方向。地震發(fā)生時，地震動的水平傳播方向是隨機而無法預知的，因此，為了方便，往往將任意水平方向的地震作用分解為沿著建筑物主軸方向和垂直方向的雙向水平地震作用。如圖1.3所示，當水平地震作用是沿著某結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如剪力墻或框架）的平面方向時，該結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到的是平面內(nèi)地震作用［圖1.3（a）］；否則受到的是平面外地震作用［圖1.3（b）］。 水平地震作用是一種慣性力，因此建筑物不同部位引起的水平地震作用與其自重相關(guān)。對于頂層而言，其慣性力來自屋蓋及頂層層高一半范圍內(nèi)的豎向構(gòu)件的總質(zhì)量，對于中間樓層，其慣性力取決于樓蓋及其上下樓層層高一半范圍內(nèi)的豎向構(gòu)件的總質(zhì)量。而從水平地震作用自上往下傳遞的路徑來看，某一樓層需要傳遞（或承受）的水平地震作用是該樓層及其以上所有樓層的慣性力之和。因此，建筑物基礎(chǔ)頂面受到的是所有樓層向下傳遞的水平地震作用的總和，亦稱為底部剪力。 多層建筑進行抗震設(shè)計時，將底部剪力沿建筑高度分配到各層樓蓋及屋蓋。分配依據(jù)的是各層的從屬質(zhì)量及其到地面的高度。底部剪力分配的結(jié)果為上部樓層分配的水平力大于下層，形成“倒三角”水平力分布，大致符合地震發(fā)生時引起的水平地震作用的實際分布情形。如果設(shè)計的是側(cè)向柔度較大的高層建筑，進行底部剪力分配時，需要在其屋頂層附加一定的水平地震作用，考慮所謂的“鞭梢效應(yīng)”。 水平地震作用也會引起建筑物發(fā)生水平方向的變形。由于基礎(chǔ)地面與地基土層的摩擦力以及地基土層對基礎(chǔ)或樁基表面的側(cè)向壓力，建筑物在水平地震作用下不會發(fā)生水平滑動，但基礎(chǔ)以上的上部結(jié)構(gòu)會發(fā)生側(cè)移。抗震分析、設(shè)計中一般會關(guān)注兩種側(cè)移，一是建筑物頂端發(fā)生的*大側(cè)移，二是相鄰上、下樓板間發(fā)生的相對側(cè)移。 1.2 抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系 為建筑結(jié)構(gòu)提供可靠的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，對于保護建筑結(jié)構(gòu)具有關(guān)鍵的作用。抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，指的是將建筑結(jié)構(gòu)任何部位所受到的由地震作用引起的內(nèi)力安全、可靠地向下傳遞到基礎(chǔ)的上部結(jié)構(gòu)體系。按照受力特征的不同，常見的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)主要包括抗彎框架、剪力墻和支撐框架。此外，框架也經(jīng)常與剪力墻或筒體組合形成復合抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，共同抵御水平側(cè)向力的效應(yīng)。 1.2.1 抗彎框架 如圖1.4所示，抗彎框架結(jié)構(gòu)體系由框架梁、柱受力構(gòu)件組成。框架梁、柱之間的連接節(jié)點一般被認為是剛性的。框架結(jié)構(gòu)受到樓蓋傳遞的水平地震作用后，在梁、柱構(gòu)件中主要引起彎矩和剪力內(nèi)力。對于常規(guī)建筑物，互相垂直的兩個主軸方向需要單獨配置框架梁，但框架柱可以同時滿足兩個方向的抗震需要。受彎框架具有良好的非線性變形能力。采用能力設(shè)計法時，一般會選擇框架梁端部區(qū)域提供屈服后的塑性變形，確保框架柱具有超過考慮了超強因素的梁端塑性鉸抗彎承載力，即所謂的“強柱弱梁”，從而保證框架柱保持在彈性范圍內(nèi)。如圖1.5所示，如果設(shè)計不合理，會導致框架柱先于框架梁發(fā)生破壞，此時建筑結(jié)構(gòu)受到的損傷將難以修復。受彎框架的側(cè)向剛度較小，受到較強地震作用時會發(fā)生較大變形，因此，需要采取措施，防止框架梁、柱發(fā)生較大變形時非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞。 1.2.2 剪力墻 剪力墻是一種豎向懸臂構(gòu)件（圖1.6）。發(fā)生水平地震作用時，剪力墻內(nèi)部產(chǎn)生彎矩和剪力，且越靠近底部截面，彎矩內(nèi)力越大。由于剪力墻側(cè)向剛度較大，處于低、中抗震設(shè)防烈度區(qū)域時，可以通過設(shè)計確保墻體基本處于彈性范圍。隨著設(shè)防烈度的提高，屈服后的塑性損傷主要集中在墻體底部區(qū)域，*終形成塑性鉸區(qū)域，而剪力墻上部區(qū)域塑性損傷較小。底部區(qū)域形成塑性鉸后，剪力墻會圍繞塑性鉸發(fā)生剛體轉(zhuǎn)動。 對于單肢剪力墻而言，較為理想的破壞模式就是由于受彎而出現(xiàn)底部塑性鉸。與之相對的是發(fā)生剪切破壞，如圖1.7所示。因此，剪力墻抗震設(shè)計應(yīng)保證“強剪弱彎”，從而避免剪力墻出現(xiàn)脆性的剪切破壞。 1.2.3 支撐框架 支撐框架這一抗震結(jié)構(gòu)形式主要出現(xiàn)在多層鋼結(jié)構(gòu)建筑或工業(yè)廠房中。其基本特點是采用斜撐來傳遞水平地震作用引起的內(nèi)力。斜撐構(gòu)件通常是以一定傾角布置在框架梁、柱之間，以承受軸向拉力、壓力為主。對于型鋼斜撐構(gòu)件而言，軸向受拉是*有利的，但水平地震作用的往復性決定了斜撐構(gòu)件要承受軸向壓力，因此需要考慮其長細比并采取恰當?shù)臉?gòu)造措施，防止發(fā)生受壓失穩(wěn)破壞。 1.3 建筑抗震設(shè)計方法的基本原理 1.3.1 建筑結(jié)構(gòu)側(cè)向力傳力路徑 如圖1.10所示，一棟典型的建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向力傳力路徑包括樓蓋（屋蓋）及其與抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的連接、抗側(cè)力結(jié)構(gòu)以及基礎(chǔ)。由于樓蓋（屋蓋）一般具有*集中和*大的質(zhì)量，地震發(fā)生時，各層樓蓋及屋蓋獲得了加速度，產(chǎn)生慣性力，通過樓蓋（屋蓋）與抗側(cè)力結(jié)構(gòu)（如框架、剪力墻等）的連接將慣性力傳遞到抗側(cè)向力結(jié)構(gòu)，再通過抗側(cè)力結(jié)構(gòu)自身的傳力機制，將慣性力傳遞至基礎(chǔ)。 可見，為了確保側(cè)向力傳遞路徑的有效性和安全性，樓蓋（屋蓋）及其與抗側(cè)力結(jié)構(gòu)連接的可靠性非常重要。如圖1.11和圖1.12所示，屋蓋、樓蓋與周邊剪力墻的連接部位均發(fā)生了破壞，其原因就在于連接部位強度不足，無法將屋蓋和樓蓋的慣性力傳遞到剪力墻。 1.3.2 抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的基本概念 如圖1.13所示，采用“串聯(lián)鏈條”的概念描述地震作用效應(yīng)在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的傳遞過程，合理的抗震設(shè)計將確保其中一個環(huán)節(jié)發(fā)揮“保險絲”的作用，即其余的環(huán)節(jié)（構(gòu)件）均基本維持彈性狀態(tài)（或較低程度的塑性損傷），而“保險絲”構(gòu)件發(fā)生較大的塑性變形來耗散地震輸入的能量，從而達到保護其他結(jié)構(gòu)部位的目的。 可見，無論采用何種抗側(cè)向力結(jié)構(gòu)，其抗震設(shè)計的關(guān)鍵就是合理設(shè)置“保險絲”。對于受彎框架而言，通過“強柱弱梁”將梁兩端設(shè)置為“保險絲”，率先進入受彎屈服，形成塑性鉸，而柱基本維持完整和較低程度損傷；對于剪力墻而言，通過對其兩端邊緣構(gòu)件及底部區(qū)域的合理設(shè)計和構(gòu)造措施，確保底部受彎形成塑性鉸。中心支撐框架是利用斜撐桿件的軸向受力屈服形成薄弱環(huán)節(jié)率先破壞，偏心支撐框架則是利用連梁段的剪切變形耗能。 1.3.3 樓蓋和屋蓋抗震設(shè)計 如前所述，屋蓋和樓蓋由于自身的集中質(zhì)量，在地震發(fā)生時產(chǎn)生慣性力。屋蓋和樓蓋自身需要具備足夠的抗力承受地震慣性力，此外，還需要確保其與豎向抗震構(gòu)件的可靠連接，將慣性力傳遞下去。樓蓋（或屋蓋）向豎向抗震結(jié)構(gòu)傳遞地震作用的方式較為復雜，需要考慮樓蓋自身的剛性，也要考慮豎向抗震結(jié)構(gòu)的相對剛性。樓蓋可被簡化為柔性樓蓋或者剛性樓蓋。當樓蓋為柔性樓蓋時（比如木結(jié)構(gòu)樓蓋），可按照從屬面積將樓蓋地震作用分配到豎向抗震結(jié)構(gòu)，類似于樓板向梁傳遞重力荷載的方式。不考慮強軸垂直于加載方向的豎向抗震結(jié)構(gòu)。當樓蓋（或屋蓋）可視為剛性時（比如鋼筋混凝土樓蓋），樓蓋傳遞地震作用的機制需要考慮所有方向布置的豎向抗震結(jié)構(gòu)的相對剛度，且需考慮樓蓋自身偏心扭矩的傳遞分配問題。樓蓋與豎向抗震結(jié)構(gòu)的相對剛度大小同樣會影響樓蓋傳遞地震作用的方式，比如，如果豎向抗震結(jié)構(gòu)采用的是柔性較大的抗彎框架而不是剪力墻，則樓蓋對于地震作用的傳遞會更加接近剛性樓蓋。 以圖1.14所示為例，建筑結(jié)構(gòu)兩側(cè)為剪力墻，作為該方向上的抗震結(jié)構(gòu)體系，兩端布置的兩片剪力墻可以視為與之相連的樓蓋（或屋蓋）的兩端支座。將樓蓋（屋蓋）所受地震作用簡化為均布于平面內(nèi)的荷載，則樓蓋或屋蓋在平面內(nèi)的受力類似于一根深梁，虛線所示為變形后的形狀，*大剪力（Vmax）發(fā)生在樓蓋（或屋蓋）與剪力墻連接的部位，*大的彎矩正應(yīng)力（M）發(fā)生在樓蓋（或屋蓋）地震沿著慣性力方向的前后兩端。以此為依據(jù)，進行樓蓋（屋蓋）的抗震設(shè)計。對于一般的鋼筋混凝土樓板或者壓型鋼板-混凝土組合樓板，其自身強度往往足以承受圖1.14所示的彎矩和剪力內(nèi)力。樓蓋（屋蓋）抗震設(shè)計的難點和重點，一是與抗震結(jié)構(gòu)（如剪力墻）的連接部位，二是樓蓋（屋蓋）承受*大彎矩正應(yīng)力的能力。 如圖1.15所示，考慮圖示地震側(cè)向力的作用方向，仍以剪力墻作為抗震結(jié)構(gòu)，假定采用柔性樓蓋。右側(cè)剪力墻寬度與樓蓋進深相同，兩者全長度范圍完全連接，需要傳遞的剪力（V2）沿著全長均勻分布；
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