【正文】 李春祥 男 博士、教授、博士生導(dǎo)師。 專(zhuān)業(yè) : 結(jié)構(gòu)工程。 主要研究領(lǐng)域： 1. 鋼結(jié)構(gòu)、超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)、超高層建筑鋼框架 混凝土核心筒結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)橋梁 分析與設(shè)計(jì)理論 (碩士生 研究方向 )， Selfcentering鋼結(jié)構(gòu) 分析與設(shè)計(jì)理論 (博士生 研究方向 ),鋼結(jié)構(gòu)施工模擬分析 ； 2. 土木工程抗震、抗風(fēng)與振動(dòng)控制； 3. 超高層建筑風(fēng)荷載隨機(jī)和 CFD模擬的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)； 4. 超高層建筑的動(dòng)力響應(yīng)監(jiān)控與系統(tǒng)識(shí)別 (無(wú)線傳感技術(shù)、GPS技術(shù)、可視化技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù) )。 第二章 建 筑抗震設(shè)計(jì)基本原理 第一節(jié) 建筑抗震設(shè)防分類(lèi) 第二節(jié) 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)基本思想 第三節(jié) 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)基本要求 第四節(jié) 結(jié)構(gòu)的抗震性能 第五節(jié) 結(jié)構(gòu)抗震的概念設(shè)計(jì) 第六節(jié) 結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件的基本要求 第七節(jié) 結(jié)構(gòu)抗震等級(jí) (JGJ32021 高層砼規(guī)程 ) 第八節(jié) 地下室抗震設(shè)計(jì) 第一節(jié) 建筑抗震設(shè)防分類(lèi) ?抗震設(shè)防分類(lèi) 抗震設(shè)防分類(lèi) Seismic fortification category for structures 根據(jù)建筑遭遇地震破壞后，可能造成人員傷亡、直接和間接經(jīng)濟(jì)損失、社會(huì)影響的程度及其在抗震救災(zāi)中的作用等因素，對(duì)各類(lèi)建筑所做的設(shè)防類(lèi)別劃分。 ?抗震設(shè)防烈度 Seismic fortification intensity 按國(guó)家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度。一般情況下，取 50年內(nèi)超越概率 10%的地震烈度。 ?抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn) Seismic fortification criterion 衡量抗震設(shè)防要求高低的尺度，由抗震設(shè)防烈度或設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)及建筑抗震設(shè)防類(lèi)別確定。 ?抗震措施 (seismic fortification measures):除地震作用計(jì)算和抗力計(jì)算以外的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括抗震構(gòu)造措施。 ?抗震構(gòu)造措施 (details of seismic design): 根據(jù)抗震概念設(shè)計(jì)原則，一般不需計(jì)算而對(duì)結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分必須采取的各種細(xì)部要求。 基本規(guī)定 一、建筑抗震設(shè)防類(lèi)別劃分，應(yīng)根據(jù)下列因素的 綜合分析確定： 1 建筑破壞造成的人員傷亡、直接和間接經(jīng)濟(jì)損失及社會(huì)影響的大小。 2 城鎮(zhèn)的大小、行業(yè)的特點(diǎn)、工礦企業(yè)的規(guī)模。 3 建筑使用功能失效后，對(duì)全局的影響范圍大小、抗震救災(zāi)影響及恢復(fù)的難易程度。 4 建筑各區(qū)段的重要性有顯著不同時(shí)，可按區(qū)段劃分抗震設(shè)防類(lèi)別。下部區(qū)段的類(lèi)別不應(yīng)低于上部區(qū)段。 5 不同行業(yè)的相同建筑，當(dāng)所處地位及地震破壞所產(chǎn)生的后果和影響不同時(shí)，其抗震設(shè)防類(lèi)別可不相同。 注：區(qū)段指由防震縫分開(kāi)的結(jié)構(gòu)單元、平面內(nèi)使用功能不同的部分、或上下使用功能不同的部分。 二、建筑工程應(yīng)分為以下四個(gè)抗震設(shè)防類(lèi)別： 1 特殊設(shè)防類(lèi)： 指使用上有特殊設(shè)施，涉及國(guó)家公共安全的重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害后果，需要進(jìn)行特殊設(shè)防的建筑。簡(jiǎn)稱(chēng)甲類(lèi)。 2 重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)： 指地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的生命線相關(guān)建筑，以及地震時(shí)可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果，需要提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑。簡(jiǎn)稱(chēng)乙類(lèi)。 3 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi)： 指大量的除 4款以外按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)防的建筑。簡(jiǎn)稱(chēng)丙類(lèi)。 4 適度設(shè)防類(lèi)： 指使用上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災(zāi)害，允許在一定條件下適度降低要求的建筑。簡(jiǎn)稱(chēng)丁類(lèi)。 三、各抗震設(shè)防類(lèi)別建筑的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)符合下列要求： 1 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi)， 應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用，達(dá)到在遭遇高于當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度的預(yù)估罕遇地震影響時(shí)不致倒塌或發(fā)生危及生命安全的嚴(yán)重破壞的抗震設(shè)防目標(biāo)。 2 重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)， 應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一 度的要求加強(qiáng)其抗震措施；但抗震設(shè)防烈度為 9度時(shí)應(yīng)按比 9度更高的要求采取抗震措施；地基基礎(chǔ)的抗震措施，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。同時(shí)，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用。 3 特殊設(shè)防類(lèi)， 應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強(qiáng)其抗震措施；但抗震設(shè)防烈度為 9度時(shí)應(yīng)按比 9度更高的要求采取抗震措施。 同時(shí)，應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)的結(jié)果且高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求確定其地震作用。 4 適度設(shè)防類(lèi)， 允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低其抗震措施，但抗震設(shè)防烈度為 6度時(shí)不應(yīng)降低。一般情況下，仍應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用。 注：對(duì)于劃為重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)而規(guī)模很小的工業(yè)建筑，當(dāng)改用抗震性能較好的材料且符合抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)體系的要求時(shí)，允許按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi)設(shè)防。 四、本標(biāo)準(zhǔn)僅列出主要行業(yè)的抗震設(shè)防類(lèi)別的建筑示例；使用功能、規(guī)模與示例類(lèi)似或相近的建筑，可按該示例劃分其抗震設(shè)防類(lèi)別。本標(biāo)準(zhǔn)未列出的建筑宜劃為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi)。 防災(zāi)救災(zāi)建筑 一、本章適用于城市和工礦企業(yè)與防災(zāi)和救災(zāi)有關(guān)的建筑。 二、防災(zāi)救災(zāi)建筑應(yīng)根據(jù)其社會(huì)影響及在抗震救災(zāi)中的作用劃分抗震設(shè)防類(lèi)別。 三、 醫(yī)療建筑的抗震設(shè)防類(lèi)別，應(yīng)符合下列規(guī)定： 1 三級(jí)醫(yī)院中承擔(dān)特別重要醫(yī)療任務(wù)的門(mén)診、醫(yī)技、住院用房，抗震設(shè)防類(lèi)別應(yīng)劃為特殊設(shè)防類(lèi)。 2 二、三級(jí)醫(yī)院的門(mén)診、醫(yī)技、住院用房，具有外科手術(shù)室或急診科的鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院的醫(yī)療用房，縣級(jí)及以上急救中心的指揮、通信、運(yùn)輸系統(tǒng)的重要建筑，縣級(jí)及以上的獨(dú)立采供血機(jī)構(gòu)的建筑，抗震設(shè)防類(lèi)別應(yīng)劃為重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)。 3 工礦企業(yè)的醫(yī)療建筑，可比照城市的醫(yī)療建筑示例確定其抗震設(shè)防類(lèi)別。 四、消防車(chē)庫(kù)及其值班用房，抗震設(shè)防類(lèi)別應(yīng)劃為重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)。 五、 20萬(wàn)人口以上的城鎮(zhèn)和縣及縣級(jí)市防災(zāi)應(yīng)急指揮中心的主要建筑，抗震設(shè)防類(lèi)別不應(yīng)低于重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)。 工礦企業(yè)的防災(zāi)應(yīng)急指揮系統(tǒng)建筑，可比照城市防災(zāi)應(yīng)急指揮系統(tǒng)建筑示例確定其抗震設(shè)防類(lèi)別。 六、 疾病預(yù)防與控制中心建筑的抗震設(shè)防類(lèi)別，應(yīng)符 合下列規(guī)定： 1 承擔(dān)研究、中試和存放劇毒的高危險(xiǎn)傳染病病毒任務(wù)的疾病預(yù)防與控制中心的建筑或其區(qū)段，抗震設(shè)防類(lèi)別應(yīng)劃為特殊設(shè)防類(lèi)。 2 不屬于 1款的縣、縣級(jí)市及以上的疾病預(yù)防與控制中心的主要建筑，抗震設(shè)防類(lèi)別應(yīng)劃為重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)。 七、作為應(yīng)急避難場(chǎng)所的建筑，其抗震設(shè)防類(lèi)別不應(yīng)低于重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)。 第二節(jié) 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本思想 近 20年來(lái) ， 世界不少?lài)?guó)家的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 ， 都采用了這樣一種抗震設(shè)計(jì)思想： 在建筑使用壽命期限內(nèi) ， 對(duì)不同頻度和強(qiáng)度的地震 ， 要求建筑具有不同的抵抗地震的能力 。 即對(duì)較小的地震 ， 由于其發(fā)生的可能性大 ， 因此遭遇到這種多遇地震時(shí) ， 要求結(jié)構(gòu)不受損壞 ， 這在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都是可以做到的； 對(duì)于罕遇的強(qiáng)烈地震，由于其發(fā)生的可能性小，當(dāng)遭遇到這種地震時(shí)，要求做到結(jié)構(gòu)不受損壞，這在經(jīng)濟(jì)上是不合算的。比較合理的做法是，應(yīng)當(dāng)允許損壞，但在任何情況下結(jié)構(gòu)不應(yīng)倒塌。 一、建筑結(jié)構(gòu)的 三水準(zhǔn) 抗震設(shè)防要求 建筑結(jié)構(gòu)采用三個(gè)水準(zhǔn)進(jìn)行抗震設(shè)防 ， 其要求是： “ 小震不壞 ， 中震可修 ， 大震不倒 ” 。 具體說(shuō)是： 第一水準(zhǔn)，即多遇地震，從地震出現(xiàn)的頻度來(lái)看約為 50年一遇 第一水準(zhǔn) 剛度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： 建筑在其使用期間 ， 對(duì)遭遇頻率較高 、 強(qiáng)度較低的地震－ 多遇地震 時(shí) ， 建筑不損壞 ， 不需要修理 ， 結(jié)構(gòu)應(yīng)處于彈性狀態(tài) 。 第一水準(zhǔn)，即多遇地震，從地震出現(xiàn)的頻度來(lái)看約為 50年一遇 可以假定結(jié)構(gòu)服從 線性彈性理論 ， 用彈性反應(yīng)譜進(jìn)行地震作用計(jì)算 ， 按承載力要求進(jìn)行截面設(shè)計(jì) ，并控制結(jié)構(gòu)的彈性變形符合規(guī)范要求－主要是為了防止較脆的且只能承受有限變形的非結(jié)構(gòu) 構(gòu)件的破壞。 第二水準(zhǔn)，即基本烈度設(shè)防地震，從地震出現(xiàn)的頻度來(lái)看約為 475年一遇 ?第二水準(zhǔn)－強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 建筑結(jié)構(gòu)在基本烈度的地震作用下， 允許結(jié)構(gòu)達(dá)到或超過(guò)屈服極限 （鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生裂縫），結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彈塑性變形，依靠結(jié)構(gòu)的塑性耗能能力，使結(jié)構(gòu)得以保持穩(wěn)定保存下來(lái)，經(jīng)過(guò)修復(fù)還可使用。 第二水準(zhǔn)，即基本烈度設(shè)防地震，從地震出現(xiàn)的頻度來(lái)看約為 475年一遇 此時(shí)，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)應(yīng)按變形要求進(jìn)行。允許非結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到破壞，但必須保證主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件不受明顯損壞，以避免進(jìn)行困難、昂貴的修復(fù)工作。要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度。 第三水準(zhǔn)，即罕遇地震，從地震出現(xiàn)的頻度來(lái)看約為 2021年一遇的強(qiáng)烈地震 ?第三水準(zhǔn)－延性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則－要求結(jié)構(gòu)能經(jīng)受較大的非彈性變形 在預(yù)先估計(jì)到的罕見(jiàn)強(qiáng)烈地震作用下，結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性大變形狀態(tài)，部分產(chǎn)生破壞，但應(yīng)防止結(jié)構(gòu)倒塌，避免危及生命安全。這一階段應(yīng)考慮防倒塌的設(shè)計(jì)。 二、二階段抗震設(shè)計(jì) 二階段抗震設(shè)計(jì)是對(duì)三水準(zhǔn)抗震設(shè)計(jì)思想的具體實(shí)施 。 通過(guò)二階段設(shè)計(jì)中第一階段對(duì)構(gòu)件截面承載力驗(yàn)算和第二階段對(duì)彈塑性變形驗(yàn)算 ，并與概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施相結(jié)合 ， 從而實(shí)現(xiàn)“ 小震不壞 、 中震可修 、 大震不倒 ” 的抗震要求 。 第一階段設(shè)計(jì) ?第一階段設(shè)計(jì)：對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)，首先應(yīng)滿足第一、二水準(zhǔn)的抗震要求。 為此，首先應(yīng)按多遇地震 (即第一水準(zhǔn)，比設(shè)防烈度約低 )的地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算地震作用，進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和地震內(nèi)力計(jì)算，考慮各種分項(xiàng)系數(shù)。 第一階段設(shè)計(jì) 根據(jù)荷載組合值系數(shù)進(jìn)行荷載與地震作用產(chǎn)生內(nèi)力的組合，進(jìn)行截面配筋計(jì)算和結(jié)構(gòu)彈性位移控制。 第一階段設(shè)計(jì) 并相應(yīng)采取構(gòu)造措施保證結(jié)構(gòu)的延性，使之具有與第二水準(zhǔn) (設(shè)防烈度 )相應(yīng)的變形能力，從而實(shí)現(xiàn)“小震不壞”和“中震可修”。 這一階段設(shè)計(jì)對(duì)所有抗震設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)都必須進(jìn)行 (圖 21)。 確定場(chǎng)地類(lèi)別和特征周期值 確定結(jié)構(gòu)形式 , 初選截面 , 計(jì)算重力荷載及其組合 計(jì)算結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性 計(jì)算結(jié)構(gòu)地震作用 :1. 底部剪力法 。 2. 振型分析法 (非藕聯(lián)或藕聯(lián) )。 3. 豎向地震作用 (有些結(jié)構(gòu) )。 4. 動(dòng)力時(shí)程分析法 計(jì)算構(gòu)件地震作用效應(yīng)及其他荷載效應(yīng)組合 結(jié)