Page 157 - 建筑结构设计理论及实践研究

第四章 结构抗震概念设计 ◆

二、设置多道抗震防线

静定结构，也就是只有一个自由度的结构，在地震中只要有一个节点破坏或
一个塑性铰出现，结构就会倒塌。抗震结构必须做成超静定结构，因为超静定结
构允许有多个屈服点或破坏点。将这个概念引申，不仅要设计超静定结构，抗震

结构还应该做成具有多道设防的结构。
能造成建筑物破坏的强震持续时间少则几秒，多则几十秒，有时甚至更长
（比如汶川地震的强震持续时间达到 80 秒以上）。如此长时间的震动，一个接
一个的强脉冲对建筑物产生往复式的冲击，造成积累式的破坏。如果建筑物采用

的是多重抗侧力体系，第一道防线的抗侧力构件破坏后，后备的第二道乃至第三
道防线的抗侧力构件立即接替，抵挡住后续的地震冲击，进而保证建筑物的最低
限度安全，避免倒塌。在遇到建筑物基本周期与地震动卓越周期相同或接近的情
况时，多道防线就更显示出其优越性。当第一道抗侧力防线因共振而破坏，第二

道防线接替工作，建筑物自振周期将出现较大幅度的变动，与地震动卓越周期错
开，使建筑物的共振现象得以缓解，避免再度严重破坏。
多道防线对于结构在强震下的安全是很重要的。所谓多道防线的概念，通常
有两方面的内容。一方面，整个抗震结构体系由若干个延性较好的分体系组成，

并由延性较好的结构构件连接起来协同工作。如框架—抗震墙体系由延性框架和
抗震墙两个系统组成；双肢或多肢抗震墙体系由若干个单肢墙分系统组成；框架—
支撑框架体系由延性框架和支撑框架两个系统组成；框架—筒体体系由延性框架
和筒体两个系统组成。另一方面，抗震结构体系具有最大可能数量的内部、外部

赘余度，有意识地建立起一系列分布的塑性屈服区，以使结构能吸收和耗散大量
的地震能量，一旦破坏也易于修复。
（一）第一道防线的构件选择
第一道防线一般应优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，

或选择轴压比值较小的抗震墙、实墙筒体之类的构件作为第一道防线的抗侧力构
件。不宜选择轴压比很大的框架柱作为第一道防线。
地震的往复作用使结构遭到严重破坏，而最后倒塌则是结构因破坏而丧失
了承受重力荷载的能力。所以，可以说房屋倒塌的最直接原因，是承重构件竖向

承载能力下降到低于有效重力荷载的水平。按照上述原则处理，充当第一道防线

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