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钢筋混凝土结构抗震设计

钢筋混凝土结构抗震设计

钢筋混凝土结构抗震设计钢筋混凝土结构是现代建筑结构的主要形式之一,具有抗震性能优良、可靠性高等优点,是经济、实用、安全的建筑结构形式。

在抗震设计中,需要考虑到地震的作用及影响,应用适当的抗震设计方法,以保证建筑的安全性。

应用抗震设计方法的前提是充分了解地震的性质及其影响,抗震设计应以地震为设计基准,根据地震的强度及频率特点确定结构的设计参数,如减震措施、刚度、强度等。

在确定结构设计参数时,应注意考虑地震影响的地质条件、建筑用途及地震区划,以保证设计的可靠性。

抗震设计的具体方法包括以下几个方面:一、控制结构受力水平。

控制结构受力水平是抗震设计的基本原则,要求保证结构在地震作用下的稳定性、不倒塌、不破坏。

在设计时应根据地震强度和频率特点确定结构的受力水平,以确保建筑的抗震安全性。

二、增加结构的抗震性能。

增加结构的抗震性能是提高建筑抗震能力的重要措施。

在建筑结构设计中,可以采用加强结构的耐震性能,如增加梁、柱和框架的强度和刚度,增加地基承载能力等措施。

三、增强结构减震能力。

增强结构减震能力是另一种提高建筑抗震能力的重要措施。

减震措施主要包括减震器、阻尼器和摆锤等。

通过使用减震器等控制结构变形的设备来减小地震对结构的影响,以提高建筑的抗震能力。

四、增强结构位移能力。

增强结构位移能力是保证建筑安全的另一种措施。

在抗震设计中,应根据建筑物所在地带的地震特点和建筑结构特征,合理地设计结构,以达到保证结构安全的目的。

五、增加结构韧性。

增加结构韧性是在地震荷载的作用下,结构发生弹性变形、塑性变形时保持完整性的能力。

可以采用钢筋混凝土墙、钢筋混凝土框架-剪力墙型结构等措施,以增加建筑结构的韧性。

六、对结构进行可靠度分析。

抗震设计不仅要保证建筑在一定地震水平下的安全性,还应加强结构的可靠度分析,以保证结构在多次地震中的可靠性,以应对不同的地震水平并确保建筑的持续稳定性。

综上所述,钢筋混凝土结构抗震设计是保障建筑抗震安全的关键措施。

我国钢筋混凝土抗震设计的基本思路和方法

我国钢筋混凝土抗震设计的基本思路和方法

我国钢筋混凝土抗震设计的基本思路和方法【摘要】钢筋混凝土结构是我国工业与民用建筑中最常见的结构,主要靠延性来反抗较大地震功能下的非弹性变形结构,因此,地震功能下,结构的延性和结构的强度具有同等重要的意义。

本文分析了抗震设计中采取低地震力设计的可行性和保证结构及构件延性的措施,并对钢筋混凝土的抗震分析方法做了初步研究。

【关键词】地震力变形延性Abstract: This paper analyzes the feasibility of the low seismic forces design and measures to ensure the structure and ductility taken in the seismic design, seismic to do a preliminary study for the analysis of reinforced concrete.Key words: seismic forces; deformation; ductility;中图分类号:TU375文献标识码:A 文章编号:地震是对人类危害最大的自然灾害之一,长期以来,人类一直在寻求抵抗和减轻地震灾害的抗震设计思想和方法。

近年来,由于经济的高度发展,结构内部设备及其功能的重要性和价值已远远超过结构的本身,在强烈的地震下,即使结构不倒塌,其造成的经济和社会损失也是无法弥补的。

地震灾害造成的巨大经济财产和社会影响,也使人们意识到传统的以保障人生安全为基本目标的抗震设计理念并不完善,单一的以承受力指标进行抗震设计已经不能适应现代社会结构抗震性能的要求,传统的抗震设计理念和方法受到了各种新的挑战。

1 现代抗震设计思路在当前抗震理论下形成的现代抗震设计思路,其主要内容是:1.1合理选择确定结构屈服水准的地震作用。

一般先以一具有统计意义的地面峰值加速度作为该地区地震强弱标志值,再以不同的R(地震力降低系数)得到不同的设计,用地面运动加速度来进行结构的强度设计,从而确定了结构的屈服水准。

钢筋混凝土结构抗震设计基本思路探讨

钢筋混凝土结构抗震设计基本思路探讨
框 支梁与框支柱的节点外 ,柱端组 合的弯矩 设计值应符合下式要求 :
M ∑M

(1 1) .
(2 1) .
级框架结构 及9 度时尚应符合 :
∑M _. 1∑Mu 2 b a
式 中: M 为节 点上下柱端 截面顺时针或反时针方 向组合 的弯矩设计值之和 ,上下柱端的弯矩设计远 ( 路桥 华祥 国际工程有 限公 司 河南

40 1) 506
要 : “ 1 ”汶 川大地震 中房屋震 害现 象表 明多层钢 筋混凝土框架结构的框架柱比梁更 易遭 到破坏 ,出 5・ 2
现 了严重 的柱铰破坏机 制 。从 结构分析模 型 、构件抗震计算 与构造措 施等 多角度 出发 ,对比分析 了 我 国抗震设计规 范和 欧洲抗震规 范在 “ 强柱弱梁”抗震设计 思路 上的差异 。分析表 明 ,保证抗震 等
按弹性分析分配: 为节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和,一级框架节点左右梁 ∑M
端 均为负弯矩时 ,绝对值较 小的弯矩 应取零 ; M 为节点左右梁端截面反时针或顺时针方 向实 配的正截面抗 震受弯承载 力所对应 的弯矩值之 和 ,根据实配钢筋面积 ( 计入受压筋 )和材料 强度标准值确定 : 1 T 为柱端弯矩 增大系数 ,一级取 14 . ,二级取 1 2 . ,三级取 1 1 .。 在结 构内力计算 中,现浇 楼面和装配整体式楼 面中梁的刚度可考虑翼缘 的作用 予以增大 ,这更符合结构 实 际 的受力状态 。 目前 ,我 国在结构设计的一些 实际做 法是 ,在考虑楼板对框架梁抗弯 刚度提高方 面 ,一般将 中 梁和边 梁的刚度按原框架 梁矩 形截面刚度乘2 o 1 5 .N .。这样 ,由结构分析得到梁端 弯矩 比按矩形 截面梁 的分析 结果有所 增大 ,相对于不 考虑楼 面影响的情况 ,考虑 楼面影 响后 ,框架梁的计算 内力增大 ,配筋量也增大 ,但 在 配筋 时将楼板对框架梁抗 弯刚度增大所增加 的配筋 全部 配置于梁截面 内,同时楼板仍按其 自身受 力配置楼板 钢筋 ,而在进 行 “ 强柱弱梁 ”设计 时 ,并未考虑楼板 内与梁纵筋平行的板钢筋 的影 响。而楼板钢筋与梁钢筋 是共 同工作的 ,所以框架梁端 的实际抗弯能力得到 了增强。式 ( )和式 ( )的要求是规范用于 实现 “ 1 2 强柱弱 梁 ”的控 制条件 ,表达式 虽然根据框 架的抗震等级给 出柱端 弯矩 增大系数 ,但其系数取值偏小 ,无法保证实现

我国钢筋混凝土抗震设计的基本思路和方法

我国钢筋混凝土抗震设计的基本思路和方法

我国钢筋混凝土抗震设计的基本思路和方法成的损失严重,是各类自然灾害中最严重的灾害之一。

我国根据现有的科学水平和经济条件,对建筑抗震提出了三个水准的设防目标,即通常所说的小震不坏,中震可修,大震不倒。

通常所讲的小震、中震、大震分别指的是50年超越概率为63%,10%,2~3%的多遇地震、设防烈度地震、罕遇地震。

1 结构设计地震力的确定1.1 低地震力取值的可行性到二十世纪八十年代,各国设计规范都承认这样一个事实,就是在地震作用下,结构在真正失效前,有一个较大的塑性变形能力(结构延性),即结构在一个较小的地震下可能达到或者接近屈服状态;而在较大的地震下,结构的若干部位将陆续进入屈服后的非弹性变形状态,并且随着地震力的增大,结构中进入弹塑性变形的部位增多,先进入屈服的部位弹塑性变形也增大。

结构通过这种变形耗散较多的地震传来的能量,将其转换成热能。

对于设计地震力-延性联合法则,我们可以从地震力和结构相互关系上进行理解:一方面设计地震力低的结构,通过更大的非弹性变形耗散掉更多的地震能量;另一方面结构非弹性变形越大,刚度降低越严重,阻尼增大,周期比高设计地震力的结构增长越多,结构受到的总地震力也降低也越多。

这就使得我们在设计过程中,在不降低构件竖向承载力保证结构延性的前提下,可以取用一个小于设防烈度地震反应水准作为设计中取用的地震作用。

反过来讲,若采用的设计地震力越低,结构屈服部位在屈服后水平和竖向承载力不降低的前提下需要达到的非弹性变形就越大,也就需要结构有更好的延性性能。

这样,我们就需要解决如下两个问题:A.如何在设防烈度地震作用与设计地震力取值之间建立恰当的联系;B.如何在设计地震力与所要求的结构延性建立对应关系。

对于问题A,以N.M.Newmark为代表的众多学者认为,将设防烈度地震加速度通过地震力降低系数R(中,美等国)或结构性能系数q (欧共体,新西兰等)折减为结构设计加速度,相当于赋予结构一个较小的屈服承载力,结构在竖向承载力不降低的情况下,通过屈服后的非弹性变形来经受更大的地震,实现大震不倒的目标。

钢筋混凝土结构的抗震设计规范

钢筋混凝土结构的抗震设计规范

钢筋混凝土结构的抗震设计规范一、前言钢筋混凝土结构是现代建筑中较为常见的结构形式之一,其抗震性能是在设计中需要考虑的重要因素之一。

为了保证钢筋混凝土结构在地震中的安全性能,需要遵循相应的抗震设计规范,本文将详细介绍钢筋混凝土结构的抗震设计规范。

二、抗震设计基础1.地震烈度分区我国地震烈度分为1-12度,其中1度为最弱,12度为最强。

根据地震烈度分区,抗震设计参数也有所不同,应根据所在地区的烈度分区确定抗震设计参数。

2.地震作用地震是指地球内部因地质构造运动而引起的震动。

在建筑物中,地震会通过地基传递到建筑物结构中,对建筑物结构产生破坏作用。

因此,在抗震设计中需要考虑地震作用的影响。

3.设计地震动设计地震动是指在抗震设计中,根据建筑物所在地区的地震烈度分区和建筑物的结构类型,确定建筑物所需的地震动参数。

确定设计地震动参数的方法有多种,如谱加速度法、等效静力法和动力时程分析法等。

三、抗震设计原则1.抗震设计的目标抗震设计的目标是保证建筑物在地震中的安全性能,包括人员和财产的安全。

在抗震设计中,应考虑建筑物的整体性和耐久性,确保建筑物在地震中不发生倒塌、破坏或严重损坏。

2.设计基本原则在抗震设计中,应遵循几个基本原则:(1)整体性原则:建筑物应具有整体性,能够承受地震作用时的整体变形。

(2)耐久性原则:建筑物应具有足够的耐久性,能够承受地震作用时的破坏和损伤。

(3)安全性原则:建筑物应具有足够的安全性,能够保护人员和财产的安全。

(4)经济性原则:建筑物应具有足够的经济性,能够在满足安全性要求的前提下,尽可能地减少建筑成本。

四、抗震设计方法1.抗震设计的方法抗震设计的方法包括静力设计和动力设计两种。

其中,静力设计是指根据建筑物的重力荷载和地震力,计算建筑物结构的强度和刚度,以满足抗震性能要求的设计方法;动力设计是指通过动力分析,计算建筑物在地震中的响应,以满足抗震性能要求的设计方法。

2.抗震设计的步骤抗震设计的步骤包括确定设计地震动、确定设计基本参数、确定结构的强度和刚度、确定结构的位移和变形限值等。

钢筋混凝土抗震设计

钢筋混凝土抗震设计

钢筋混凝土抗震设计钢筋混凝土抗震设计是建筑工程中至关重要的一部分。

在地震带地区,钢筋混凝土结构能够有效地抵抗地震的破坏,保障人身安全和建筑物的稳固性。

本文将介绍钢筋混凝土抗震设计的基本原理和关键考虑因素。

1. 地震的基本原理地震是由地壳中岩石的运动引起的地球表面的震动。

当地壳中存储的地震能量超过岩石强度时,岩石会发生破裂,释放出能量,引发地震。

地震的波动会传播到建筑物中,对其结构造成影响。

地震的强度通常通过地震矩震级表示,该指标代表地震所释放的能量大小。

2. 钢筋混凝土抗震设计的原则钢筋混凝土抗震设计的原则是在地震发生时,通过合理的结构布置和钢筋的配置,使结构能够承受地震引起的力和变形,保持稳定。

以下是钢筋混凝土抗震设计的基本原则:2.1 抗震性能目标钢筋混凝土结构的抗震设计应满足国家规范中规定的抗震性能目标。

根据建筑物的重要性和地震影响的严重程度,抗震性能目标可以分为不同等级,如一般建筑物、重要建筑物和特殊建筑物等。

2.2 结构布置钢筋混凝土结构的布置应合理,具有一定的平面和立面对称性,以增加结构抗震性能。

合理的结构布置还需要考虑建筑物的功能需求和空间利用。

2.3 钢筋配置钢筋混凝土结构的钢筋配置应满足强度和刚度的要求。

在地震设计中,通常采用的办法是在结构构件中设置纵向和横向的钢筋,以抵抗地震引起的拉力和剪力。

钢筋的布置需要根据设计要求进行计算和确定。

2.4 结构抗侧性能钢筋混凝土结构的抗侧性能是指结构在地震作用下的抗倾覆能力和位移控制能力。

通过合理的结构设计和施工,可以提高结构的抗侧性能,减小地震带来的破坏。

3. 钢筋混凝土抗震设计的关键考虑因素钢筋混凝土抗震设计需要考虑多个因素,包括但不限于:3.1 地震参数地震参数是指地震对结构的作用力和响应的参数,包括地震加速度、周期、地震谱等。

根据地震参数的确定,可以进行结构的抗震设计。

3.2 结构强度与刚度结构强度和刚度是保证结构在地震作用下不发生破坏的重要指标。

钢筋混凝土结构抗震设计

钢筋混凝土结构抗震设计

钢筋混凝土结构抗震设计随着现代建筑技术的不断发展和完善,钢筋混凝土结构已经成为了一种非常常见的建筑结构形式。

对于设计钢筋混凝土结构的工程师而言,其中一个最为重要的问题就是如何应对地震这种自然灾害。

本文将从钢筋混凝土结构抗震设计的基本概念、设计过程以及相关的设计原则等方面进行讲解。

一、抗震设计的基本概念抗震设计是指在设计建筑物时,充分考虑地震对建筑物可能产生的作用,采取相应的防抗震措施,保证建筑物在地震作用下的稳定性、安全性和耐久性。

钢筋混凝土建筑结构的抗震设计的主要目的就是为了保证在地震时建筑物的各个部分能够充分协同作用,以减少或消除地震对建筑物的损害,从而达到保护人们生命财产安全的目的。

二、抗震设计的过程1.确定设计参数在进行抗震设计之前,必须要确定一些关键的设计参数,例如当地的地震烈度、建筑物的结构类型、建筑物的使用功能等等,这些参数将对抗震设计的整个过程产生重要的影响。

2.地震荷载计算在确定了设计参数之后,接下来需要计算地震荷载。

地震荷载主要分为垂直地震荷载和水平地震荷载两种。

垂直地震荷载主要是通过根据当地地震烈度计算出来的自重和惯性力来确定的,而水平地震荷载则需要用到地震加速度谱以及建筑物的质量与刚度等参数进行计算。

3.抗震设防烈度确定在初步计算出地震荷载之后,需要根据所在地区的地震烈度等级来确定抗震设防烈度。

通常,设防烈度的选择应该以保证建筑物在设计寿命内不发生破坏为原则。

4.结构设计在确定了地震荷载和抗震设防烈度之后,就可以开始进行结构设计了。

在设计过程中,需要确定钢筋混凝土结构的大小、形状和施工工艺等关键参数,以满足建筑物的抗震要求。

1.建筑物要具有足够的稳定性和刚度,以减少或者消除地震可能带来的影响。

2.建筑物的结构要尽量规则,减少转移震动的影响。

3.建筑物的结构要尽量简洁,减少材料浪费和施工难度。

4.建筑物要有足够的延性,以保证在地震时结构的弯曲变形能力。

5.建筑物应该在抗震设计时考虑到多种类型地震可能的影响,而不是只考虑某一种类型的地震。

钢筋混凝土结构的抗震设计

钢筋混凝土结构的抗震设计

钢筋混凝土结构的抗震设计在当今的建筑领域中,钢筋混凝土结构因其出色的强度、耐久性和成本效益而被广泛应用。

然而,地震作为一种不可预测且破坏力巨大的自然灾害,对建筑物的安全性构成了严重威胁。

因此,确保钢筋混凝土结构在地震中的稳定性和安全性至关重要,这就需要我们对其进行精心的抗震设计。

地震对建筑物的破坏主要源于地震波的传播所产生的地面运动。

这种地面运动可以引起建筑物的水平和竖向振动,从而导致结构构件的变形、开裂甚至倒塌。

为了抵抗这些地震作用,钢筋混凝土结构的抗震设计需要考虑多个方面的因素。

首先,结构的选型和布置是抗震设计的基础。

一个合理的结构体系应该具有明确的传力路径和均匀的刚度分布。

例如,框架结构在抵抗水平地震作用方面具有较好的性能,而剪力墙结构则在提供较大的抗侧刚度方面表现出色。

在实际设计中,常常会采用框架剪力墙结构,结合两者的优点,以提高结构的抗震能力。

在结构布置方面,要避免出现不规则的形状和刚度突变。

建筑物的平面和立面应该尽量规则、对称,以减少地震作用下的扭转效应。

同时,结构的竖向刚度也应该均匀变化,避免出现薄弱层,否则在地震中容易发生严重的破坏。

其次,构件的设计是抗震设计的关键环节。

对于钢筋混凝土柱和梁,需要根据抗震等级确定其截面尺寸、配筋率等参数。

在地震作用下,构件往往会承受较大的弯矩、剪力和轴力,因此需要保证其具有足够的承载能力和变形能力。

为了提高构件的延性,通常会采取一些构造措施。

比如,在柱中配置复合箍筋,以约束混凝土,提高其抗压强度和变形能力;在梁端设置箍筋加密区,增加梁的抗剪能力,防止脆性破坏的发生。

此外,还需要控制构件的轴压比,避免柱子在地震中因受压过大而发生脆性破坏。

节点的设计也是不容忽视的。

节点是结构中各构件连接的部位,其受力复杂,在地震中容易出现破坏。

因此,要保证节点的强度不低于构件的强度,并且具有良好的耗能能力。

通过合理配置节点区的钢筋,可以有效地提高节点的抗震性能。

在计算分析方面,现代结构设计通常借助计算机软件进行模拟分析。

对我国钢筋混凝土结构抗震设计的一些理解

对我国钢筋混凝土结构抗震设计的一些理解

师, 从事房屋质量检测鉴定 。 收稿 日期 :0 1 6 3 2 1 一O —2
力, 防止结构在 表现 出所需 延性 之前发 生剪 切失效 。3 通 .并 过严 格的抗震构造措施 , 可能出现塑性 铰的部位在产生相应 使 塑性 变形 时仍 保持有其承载 能力 , 同时要求 结构 不形成 “ 侧 层 移机 构” “ (柱铰机构” 。 ) 能力设计 法的第 一条就是通 过设 置各部位 抗弯能 力级差 就可 以得 到希望 的塑性 变形 效应 级差 , 第二条和第三条 的实质 就是保证各部位具有足 够 的塑性变形 或塑性 转动能力 。它 的 基本思想实际上包含 了两个方 面的级差 , 一是各部位抗弯能力 之间 的级差 , 二是抗弯能力和抗剪能力之间 的级差 。
计 规 范 的具 体 做 法 。
关键词 :抗震设计 能力设计法 框架一剪力墙结构 中图分类号 : TU3 2 1 5. 1 文献标识码 : B
文章编号 :O4 1 52 1 )8 0 2 -0 1O —6 3 (0 1 0 - 0 9 2
So e u m nde sa i ft e s im i sg fr i f r e o r t t u t e n Chi a r t nd ng o h es c de i n o e n o c d c nc e e sr cur s i n
d sg t o n x l i h p cf p a t s o h s p cfc in wi fa c c g h h a l tu t r sa e m l . 福 e i n me h d。a d e p an t e s e ii r c ie ft e de i n s e iiato t r me— s e rwals r c u e a n xa p e

钢筋混凝土抗震设计的基本思路和方法

钢筋混凝土抗震设计的基本思路和方法

钢筋混凝土抗震设计的基本思路和方法摘要:本文从剪力墙底部加强部位墙厚的确定,短肢剪力墙结构设计,与剪力墙及框架柱连接的框架梁设计,和转换层上、下结构侧向刚度比的确定等几个方面探讨了高层建筑中钢筋混凝土结构抗震设计。

关键词:建筑结构,钢筋混凝土,抗震设计Abstract: this article from the bottom shear wall to strengthen the determination of wall thick parts, short shear wall structure design, and shear wall and the framework of frame column connection beam design, and conversion layers, under structure to determine the lateral stiffness ratio were discussed in the high-rise building seismic design of reinforced concrete structures.Keywords: building structure, reinforced concrete, seismic design1、前言随着建筑结构抗震相关理论研究的不断发展,结构抗震设计思路也经历了一系列的变化。

最初,在未考虑结构弹性动力特征,也无详细的地震作用记录统计资料的条件下,经验性的取一个地震水平作用(0.1倍自重)用于结构设计。

到了60年代,随着地面运动记录的不断丰富,人们通过单自由度体系的弹性反应谱,第一次从宏观上看到地震对弹性结构引起的反应随结构周期和阻尼比变化的总体趋势,揭示了结构在地震地面运动的随机激励下的强迫振动动力特征。

但同时也发现一个无法解释的矛盾,当时规范所取的设计用地面运动加速度明显小于按弹性反应谱得出的作用于结构上的地面运动加速度,这些结构大多数却并未出现严重损坏和倒塌。

混凝土抗震设计的原理和方法

混凝土抗震设计的原理和方法

混凝土抗震设计的原理和方法一、前言混凝土结构是目前建筑领域中最为常见的结构形式,具有良好的抗震性能。

混凝土抗震设计是指在设计混凝土结构时,考虑地震力作用下结构的力学性能,采取适当的抗震措施,提高结构的抗震能力,保障结构的安全性。

混凝土抗震设计是建筑设计的重要内容,对于建筑物的安全性、可靠性和经济性具有重要的意义。

二、混凝土抗震设计的原理1、地震力作用下的结构反应地震力是指地震作用下结构受到的外力,是导致建筑物倒塌的主要原因之一。

地震力的大小和方向与地震波的性质、结构的质量和刚度、结构的振型等有关。

在混凝土抗震设计中,需要对地震力进行合理的估计和分析,确定结构的抗震能力。

地震力作用下的结构反应是指结构在地震作用下的变形和承载能力。

结构的变形包括弹性变形和塑性变形两种,弹性变形是指结构在地震作用下出现的可恢复性变形,而塑性变形是指结构在地震作用下发生的不可恢复性变形。

结构的承载能力是指结构在地震作用下的最大承载能力,包括结构的强度、刚度和稳定性等。

2、混凝土结构的抗震设计原理混凝土结构的抗震设计原理是在地震力作用下,通过控制结构的变形来保证结构的安全性。

具体来说,混凝土抗震设计原理包括以下几个方面:(1)控制结构的位移控制结构的位移是混凝土抗震设计的核心原则之一。

在地震作用下,结构的变形会导致结构的破坏,因此需要通过控制结构的变形来保证结构的安全性。

一般来说,混凝土结构的抗震设计采用弹性设计原则,即结构在地震力作用下发生的变形应该控制在弹性范围内。

(2)提高结构的刚度提高结构的刚度可以减小结构的变形,从而提高结构的抗震能力。

混凝土结构的刚度包括刚度系数和刚度分布两个方面。

在混凝土抗震设计中,需要通过合理的结构布局、合理的构造形式和合理的材料选用等手段来提高结构的刚度。

(3)提高结构的强度提高结构的强度可以增加结构的承载能力,从而提高结构的抗震能力。

在混凝土抗震设计中,需要对结构的强度进行合理的估计和分析,确定结构的承载能力。

钢筋混凝土房屋结构抗震设计对策

钢筋混凝土房屋结构抗震设计对策

钢筋混凝土房屋结构抗震设计对策随着我国经济的发展和城市建设的加快,钢筋混凝土结构已经成为目前最广泛使用的房屋结构形式之一。

然而,由于我国的地震多发区较多,因此在设计钢筋混凝土房屋结构时,必须考虑抗震能力。

本文将从地震的基本原理、钢筋混凝土结构的抗震要求、抗震设计的基本思路和具体对策四个方面对钢筋混凝土房屋结构抗震设计进行详细阐述。

一、地震的基本原理地震是由地球深处的地震波传播到地面引起的震动。

地震波可以分为横波和纵波两种类型。

横波是一种沿垂直于波传播方向振动的波,其传播速度较慢,但具有较大的破坏能力。

而纵波是一种沿波传播方向振动的波,其传播速度较快,但对建筑结构的破坏能力较小。

在设计钢筋混凝土房屋结构时,我们应当根据地震的基本原理,合理地设计结构的抗震性能。

抗震设计是指在地震作用下,建筑结构不致发生破坏或产生较小的破坏,从而确保人员的生命安全和建筑物的基本完好。

钢筋混凝土结构的抗震要求如下:1. 应具有足够的强度和刚度,可以承受地震作用下的超载。

2. 可以通过设计措施,避免在地震中发生严重的局部破坏现象。

3. 应具有较好的韧性,当受到地震荷载时,能够发生一定的变形而不破坏。

4. 应具有合理的塑性设计能力,当结构受到较大的荷载时,可以通过材料的变形来分散能量,从而减小地震所产生的破坏。

5. 在设计过程中考虑到地震对结构的影响,应在结构中设置地震减振器、缩短梁柱跨度、设置剪力墙等措施,提高结构的抗震性能。

三、抗震设计的基本思路钢筋混凝土房屋结构的抗震设计应在符合建筑工程设计规范的基础上进行。

具体来说,抗震设计应包括以下几个方面:1. 设计要求:在设计中应根据建筑材料、结构类型、地理位置等因素,制定相应的抗震设计要求,例如:抗震设计基本烈度、结构抗震等级要求等。

2. 地震力计算:应根据设计基础、地震区划、受震区域内设计基本烈度等因素,在研究地震力的计算方法,对结构受震反应进行分析和计算。

3. 动力分析:通过考虑结构的动态特性、受震反应的时间历程和结构变形的效应等因素,进行相应的计算和分析。

混凝土抗震设计的原理与方法

混凝土抗震设计的原理与方法

混凝土抗震设计的原理与方法混凝土抗震设计的原理与方法一、引言地震是一种自然灾害,对建筑物和人类造成了极大的破坏和损失。

因此,建筑物的抗震设计是非常重要的。

混凝土作为一种重要的建筑材料,在抗震设计中起着至关重要的作用。

在本文中,我们将探讨混凝土抗震设计的原理与方法。

二、混凝土抗震设计的原理1.受力分析混凝土构件在地震作用下的受力分析是混凝土抗震设计的基本原理。

在受力分析中,要考虑地震作用下混凝土构件的受力性能,包括抗震能力、刚度、耗能能力等。

同时,还要考虑混凝土构件在地震中的动态响应,包括振动频率、振幅等。

2.设计地震力设计地震力是混凝土抗震设计的另一个重要原理。

在设计地震力时,需要考虑地震的强度、频率和地震波的特征。

同时,还需要考虑建筑物的结构类型、高度、材料和地基条件等因素。

3.构件设计混凝土构件的设计是混凝土抗震设计的核心。

在构件设计中,需要考虑构件的受力性能、刚度、耗能能力、变形能力等因素。

同时,还需要考虑混凝土的强度、韧性、裂缝控制等因素。

4.结构设计混凝土结构的设计是混凝土抗震设计的另一个重要方面。

在结构设计中,需要考虑建筑物的整体受力性能、刚度、耗能能力等因素。

同时,还需要考虑建筑物的结构类型、高度、材料和地基条件等因素。

三、混凝土抗震设计的方法1.强度设计法强度设计法是混凝土抗震设计的一种常用方法。

在强度设计法中,混凝土构件的设计强度应该大于或等于地震荷载所引起的最大弯矩或剪力。

同时,还需要考虑混凝土的强度、韧性、裂缝控制等因素。

2.变形设计法变形设计法是混凝土抗震设计的另一种常用方法。

在变形设计法中,混凝土构件的设计应该能够承受地震荷载所引起的变形。

同时,还需要考虑混凝土的韧性、裂缝控制等因素。

3.能量设计法能量设计法是混凝土抗震设计的一种新兴方法。

在能量设计法中,混凝土构件的设计应该能够消耗地震荷载所引起的能量。

同时,还需要考虑混凝土的韧性、裂缝控制等因素。

4.试验研究法试验研究法是混凝土抗震设计的一种重要方法。

钢筋混凝土房屋结构抗震设计对策

钢筋混凝土房屋结构抗震设计对策

钢筋混凝土房屋结构抗震设计对策随着城市化进程的不断加快,人们对于房屋结构的要求也越来越高,尤其是在抗震设计方面。

钢筋混凝土房屋结构是一种常见的建筑结构形式,其在抗震设计方面有着独特的优势和挑战。

为了更好地保障人们的生命和财产安全,针对钢筋混凝土房屋结构的抗震设计对策十分重要,下面将就这一话题展开讨论。

一、优化结构设计在钢筋混凝土房屋结构的抗震设计中,首先要做的是优化结构设计。

这包括在结构的整体设计中考虑抗震性能,选择适当的结构形式和材料。

要根据地震烈度、场地条件、结构高度等因素,进行合理的结构抗震设计。

在结构设计中,还应该考虑结构的整体稳定性和局部抗震性能。

比如在梁柱节点处采用适当的加固措施,增强节点的抗震性能;在结构的水平抗震构件上设置适当的层间间隔、加固带等设计手段,提高整体结构的抗震性能。

二、加强材料质量控制除了结构设计的优化,材料的质量控制也是钢筋混凝土房屋抗震设计的重要一环。

为了提高材料的抗震性能,应该在材料选择和质量控制方面下功夫。

比如在混凝土的配合比设计中加入适当的掺合料,并严格控制混凝土的配料和施工质量,保证混凝土的抗震性能。

在钢筋的选用和施工中,也要加强质量控制。

选择适当的钢筋型号和规格,在施工中保证钢筋的正确安装和焊接,提高钢筋的抗震性能。

三、增加抗震设防力为了提高钢筋混凝土房屋结构的抗震性能,还需要增加抗震设防力。

这包括对房屋的整体抗震性能进行加固和改进。

比如在房屋的结构上增加剪力墙、加固构件等措施,提高整体结构的抗震性。

在房屋结构的抗震设防力提升过程中,还应该考虑到抗震减灾的整体方案。

比如在房屋内部设置紧急疏散通道、引导标识等,提高人员疏散的效率和安全性,减少地震灾害对人员造成的伤害和损失。

四、采用先进技术手段随着科技的不断进步,钢筋混凝土房屋结构抗震设计可以借助先进的技术手段进行优化和改进。

比如借助建筑信息模型(BIM)技术,可以对房屋结构进行全面的模拟和分析,提高结构设计的精准度和有效性。

混凝土抗震设计原理与方法

混凝土抗震设计原理与方法

混凝土抗震设计原理与方法一、前言混凝土结构是建筑中最常见的结构形式之一,也是地震中最为常见的破坏形式之一。

因此,在建筑设计中,混凝土结构的抗震性能是非常重要的。

本文将从混凝土结构的抗震设计原理和方法两个方面,详细介绍混凝土结构的抗震设计。

二、混凝土结构抗震设计原理1、抗震设计的目标抗震设计的目标是在地震作用下,使结构不发生破坏或仅发生可控的轻微损伤,且不影响结构的使用功能,以此保证人员安全和财产安全。

2、地震作用的特点地震作用具有瞬时性、随机性和非线性等特点。

瞬时性表现为地震反应的瞬间性,随机性表现为地震波的不确定性,非线性表现为结构受力性质的非线性。

3、抗震设计的基本原则(1)地震力控制原则:抗震设计应以地震力为控制对象,满足地震作用下结构的稳定性和安全性。

(2)变形控制原则:抗震设计应以结构变形为控制对象,保证结构在地震作用下产生可控的变形,从而避免结构的破坏。

(3)能量耗散原则:抗震设计应以能量耗散为控制对象,通过在结构中设置耗能装置,使结构在地震作用下发生塑性变形,从而吸收地震能量,保证结构的安全性。

4、混凝土结构的抗震性能混凝土结构的抗震性能取决于混凝土的材料性能、结构形式、结构尺寸和设计参数等因素。

其中,混凝土的材料性能是影响混凝土结构抗震性能的关键因素之一,包括混凝土的强度、韧性、密度等。

5、设计地震动参数设计地震动参数包括地震作用下结构的加速度、速度、位移等参数。

在抗震设计中,应根据工程地区的地震烈度和设计地震分区,确定相应的设计地震动参数。

三、混凝土结构抗震设计方法1、地震力法地震力法是一种基于弹性响应的设计方法,该方法基于结构的刚度和地震作用下结构的加速度,计算出结构所受的地震力,并对结构进行强度和稳定性校核。

地震力法适用于中小跨度、低层建筑。

2、反应谱法反应谱法是一种基于动力相应的设计方法,该方法通过地震反应谱的分析,计算出结构受到地震作用时的动态响应。

反应谱法适用于大跨度、高层建筑。

混凝土抗震构造设计的原理与方法

混凝土抗震构造设计的原理与方法

混凝土抗震构造设计的原理与方法一、前言混凝土抗震构造设计是在地震等自然灾害中,为了保护人民生命财产安全而进行的一项重要工作。

随着社会经济的发展和科技的进步,混凝土抗震构造设计在我国得到了广泛的应用和推广。

本文将重点介绍混凝土抗震构造设计的原理与方法。

二、混凝土抗震构造设计的基本原理混凝土抗震构造设计是指在地震条件下,采用混凝土结构材料,按照一定的设计标准和规范,设计出能够承受地震力的建筑结构。

其基本原理可以概括为以下几点:1. 抗震性能的要求混凝土抗震构造设计的基本原理之一是要求建筑具有一定的抗震性能。

这是因为在地震中,建筑物会受到来自地面的横向地震力的作用,如果建筑物的抗震性能不足,就会发生倒塌、破坏等严重后果。

因此,混凝土抗震构造设计要求建筑具有一定的抗震性能,能够承受一定的地震力。

2. 内部结构的刚度混凝土抗震构造设计的基本原理之二是要求建筑的内部结构具有一定的刚度。

这是因为建筑的内部结构的刚度越大,对地震力的响应就越小,建筑物的抗震性能就越好。

因此,在混凝土抗震构造设计中,需要注意建筑内部结构的刚度,并采取措施来增加其刚度。

3. 结构的耗能性能混凝土抗震构造设计的基本原理之三是要求建筑具有一定的耗能性能。

这是因为建筑在地震中受到的力量非常巨大,如果不能通过一定的耗能来减缓这些力量的作用,就会造成建筑物的破坏。

因此,在混凝土抗震构造设计中,需要注意建筑的耗能性能,并采取相应的措施来增加其耗能性能。

三、混凝土抗震构造设计的方法混凝土抗震构造设计的方法是指在混凝土抗震构造设计的过程中,采用一定的方法和技术,进行设计和施工。

其具体方法可以概括为以下几点:1. 选材混凝土抗震构造设计的第一步是选材。

在选材时,需要考虑混凝土本身的强度、韧性、耐久性等因素,以及建筑物的使用条件、地理位置等因素。

在选材时,需要根据具体情况进行综合考虑,选择合适的材料。

2. 设计混凝土抗震构造设计的第二步是设计。

在设计时,需要根据建筑物的类型、高度、结构形式等因素,按照国家相关标准和规范进行设计。

钢筋混凝土房屋结构抗震设计对策

钢筋混凝土房屋结构抗震设计对策

钢筋混凝土房屋结构抗震设计对策【摘要】钢筋混凝土房屋结构在地震中易受到破坏,因此需要进行有效的抗震设计对策。

本文将从加固建筑结构、采用抗震设计参数、合理布置结构构件、增加结构抗震性能、加固连接节点等方面进行探讨。

加固建筑结构应该注重提升房屋整体的抗震能力,采用符合建筑标准的抗震设计参数,合理布置结构构件以增加建筑的整体稳定性。

通过增加结构抗震性能和加固连接节点,可以有效提高房屋在地震中的抗震性能。

通过本文的研究,可以为钢筋混凝土房屋结构的抗震设计提供一些对策和建议,使其在地震中能够更好地保持稳定和安全。

钢筋混凝土房屋结构抗震设计需要综合考虑多个方面的因素,通过加固建筑结构、采用抗震设计参数、合理布置结构构件、增加结构抗震性能、加固连接节点等对策可以有效提高房屋的抗震能力。

【关键词】钢筋混凝土房屋结构、抗震设计、加固、抗震性能、连接节点、结构构件、参数、布置、总结1. 引言1.1 钢筋混凝土房屋结构抗震设计对策钢筋混凝土房屋结构抗震设计对策在建筑工程领域中具有重要意义。

地震是一种不可预测的自然灾害,而建筑物在地震的作用下容易发生倒塌,给人们的生命和财产带来极大的威胁。

钢筋混凝土房屋结构抗震设计成为了保障建筑物安全的关键措施之一。

在钢筋混凝土房屋结构抗震设计中,需要考虑多种对策来增强建筑物的抗震性能。

加固建筑结构是其中一个重要的对策,通过对原有结构进行加固,可以提高建筑物的整体抗震能力。

采用合适的抗震设计参数也是至关重要的,这些参数包括结构的材料选取、结构的几何形状等方面。

合理布置结构构件、增加结构抗震性能和加固连接节点也是提升抗震能力的有效手段。

钢筋混凝土房屋结构抗震设计对策需要综合考虑各种因素,通过科学的设计和施工措施来保障建筑物在地震中的稳固性和安全性。

只有在面对地震这一自然灾害时,建筑物才能起到有效的防护作用,从而减少人员伤亡和财产损失。

2. 正文2.1 加固建筑结构钢筋混凝土房屋结构抗震设计对策中,加固建筑结构是非常重要的一项措施。

混凝土结构抗震设计的新思路

混凝土结构抗震设计的新思路

混凝土结构抗震设计的新思路一、引言混凝土结构是现代建筑中常见的一种结构形式,其具有强度高、抗震性好、耐久性强等优点,广泛应用于各类建筑中。

然而,在地震频繁的地区,混凝土结构的抗震设计尤为重要。

传统的混凝土结构抗震设计方法虽然经过长期实践检验,具有一定的可靠性,但也存在一些问题。

本文将探讨混凝土结构抗震设计的新思路,以期提高混凝土结构的抗震性能。

二、传统的混凝土结构抗震设计方法1. 设计基本原则传统的混凝土结构抗震设计方法的基本原则是“抗震等级与建筑高度成正比”。

即建筑高度越高,所处地震烈度越大,所要求的抗震等级越高。

这种设计方法在一定程度上可以保证建筑的抗震性能,但也存在一些问题。

2. 设计细节传统的混凝土结构抗震设计方法在设计细节上也存在一些问题。

例如,在设计地震力时,采用了不同的地震波,而忽略了地震波的相互作用;在设计结构构件尺寸时,采用了经验公式,而忽略了实际的受力状态等。

三、新思路1. 非线性分析方法非线性分析方法是一种比传统的线性分析方法更加精确的抗震设计方法。

非线性分析方法可以考虑结构的非线性特性,得出更加准确的地震响应。

非线性分析方法需要使用计算机进行模拟,可以模拟结构在不同地震波下的响应,计算结构在不同地震作用下的破坏状态。

2. 基于性能的设计方法基于性能的设计方法是一种新的抗震设计方法,其基本思想是将结构的抗震性能作为设计的目标。

基于性能的设计方法可以根据结构的实际情况,确定结构的抗震性能目标,进而确定结构的抗震等级和设计参数。

3. 考虑多种地震作用的设计方法传统的混凝土结构抗震设计方法在地震波的选择上存在一定的问题,往往只考虑了一种地震波的作用。

然而,在实际情况下,结构受到的地震波是多种多样的。

因此,考虑多种地震作用的设计方法具有更好的实际应用价值。

四、应用实例以某高层建筑为例,采用基于性能的设计方法和非线性分析方法,设计结构的抗震性能目标为烈度为8度的地震下,结构的位移不超过0.02倍的层高。

钢筋混凝土房屋结构抗震设计对策

钢筋混凝土房屋结构抗震设计对策

钢筋混凝土房屋结构抗震设计对策钢筋混凝土房屋结构是目前最常见的房屋结构之一,其具有强度高、耐久性好、经济实用等优点。

但是,在地震灾害面前,钢筋混凝土房屋结构也存在一定的脆弱性,需要采取一些抗震设计对策来提高其抗震能力。

(一)地基处理建筑物的抗震性能首先由其地基稳定性决定。

因此,在设计钢筋混凝土房屋结构时,应充分考虑建筑物的地基情况,采取科学合理的地基处理措施,包括加固、加厚或加深地基,填充加固材料等,以提高其抗震稳定性。

(二)加强连接部位在钢筋混凝土房屋结构中,连接部位往往是结构的薄弱环节,容易发生损伤和破坏。

因此,在设计中,应采取加强连接部位的措施,包括增加链接件的数量、尺寸和质量,增加钢筋的直径等,以提高连接部位的抗震能力。

(三)合理设计墙体钢筋混凝土房屋结构的墙体是最主要的承重部分,其抗震能力直接影响整个建筑物的抗震能力。

在设计墙体时,应根据建筑物的地震状况和使用要求,合理选取墙体的尺寸、材料和数量,确保墙体的承载能力和抗震性能达到规定要求。

(四)加强抗震钢筋布置钢筋混凝土房屋结构中的钢筋是承担荷载并与混凝土相互作用的关键部分,其布置质量和数量直接影响建筑物整体的抗震能力。

因此,在设计中,应加强对抗震钢筋布置的掌控,使其满足规范要求,以提高钢筋混凝土房屋结构的抗震性能。

(五)选材优化在钢筋混凝土房屋结构的设计中,合理选材也是提高抗震性能的重要一环。

需要注意的是,选材不仅要考虑材料的质量和成本,还要充分考虑其耐久性、承载能力和抗震能力等方面的因素,从而确保建筑物在地震面前能够保持良好的稳定性和安全性。

(六)加强建筑物维护管理钢筋混凝土房屋结构的抗震性能除了在设计阶段获得提高外,还需要在日常维护管理中得到巩固。

应加强对建筑物的检测和维护,及时处理发现的漏洞和缺陷,保证建筑物的正常运行和持久性。

总之,加强钢筋混凝土房屋结构抗震设计对策的研究和应用,是保障建筑物在地震灾害中的安全稳定的关键措施。

政府和建筑业的相关部门应加强对工程抗震要求的规定和监督,树立起安全第一的意识和行为,实现建筑物抗震设计对策的全面、科学、合理的推广。

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地震灾害具有突发性,至今可预报性很低,给人类社会造成的损失严重,是各类自然灾害中最严重的灾害之一。

我国根据现有的科学水平和经济条件,对建筑抗震提出了“三个水准”的设防目标,即通常所说的“小震不坏,中震可修,大震不倒”。

通常所讲的小震、中震、大震分别指的是50年超越概率为63%,10%,2~3%的多遇地震、设防烈度地震、罕遇地震。

1 结构设计地震力的确定1.1 低地震力取值的可行性到二十世纪八十年代,各国设计规范都承认这样一个事实,就是在地震作用下,结构在真正失效前,有一个较大的塑性变形能力(结构延性),即结构在一个较小的地震下可能达到或者接近屈服状态;而在较大的地震下,结构的若干部位将陆续进入屈服后的非弹性变形状态,并且随着地震力的增大,结构中进入弹塑性变形的部位增多,先进入屈服的部位弹塑性变形也增大。

结构通过这种变形耗散较多的地震传来的能量,将其转换成热能。

对于“设计地震力-延性”联合法则,我们可以从地震力和结构相互关系上进行理解:一方面设计地震力低的结构,通过更大的非弹性变形耗散掉更多的地震能量;另一方面结构非弹性变形越大,刚度降低越严重,阻尼增大,周期比高设计地震力的结构增长越多,结构受到的总地震力也降低也越多。

这就使得我们在设计过程中,在不降低构件竖向承载力保证结构延性的前提下,可以取用一个小于设防烈度地震反应水准作为设计中取用的地震作用。

反过来讲,若采用的设计地震力越低,结构屈服部位在屈服后水平和竖向承载力不降低的前提下需要达到的非弹性变形就越大,也就需要结构有更好的延性性能。

这样,我们就需要解决如下两个问题:A.如何在设防烈度地震作用与设计地震力取值之间建立恰当的联系;B.如何在设计地震力与所要求的结构延性建立对应关系。

对于问题A,以N.M.Newmark为代表的众多学者认为,将设防烈度地震加速度通过地震力降低系数R(中,美等国)或结构性能系数q(欧共体,新西兰等)折减为结构设计加速度,相当于赋予结构一个较小的屈服承载力,结构在竖向承载力不降低的情况下,通过屈服后的非弹性变形来经受更大的地震,实现“大震不倒”的目标。

因而,采用低设计地震力的关键在于保证结构及构件在大震下达到所需的延性。

对于地震力降低系数R或结构性能系数q,各国设计规范存在略为不同的处理手法,不过总体而言R或q均为设防烈度地震作用与结构截面设计所用的地震作用的比值。

R或q越大,则要求结构达到的延性能力越大,R或q越小,则结构需要达到的延性能力越小。

这样均能实现“大震不倒”。

对于问题B,国外一般有如下三种设计方案:(1)较高地震力——较低延性方案;(2)中等地震力——中等延性方案;(3)较低地震力——较高延性方案。

高地震力方案主要保证结构的承载力,低地震力方案主要保证结构的延性。

实际震害表明,这三种方案,从抗震效果和经济性来看,都能达到设防目标。

我国的抗震设计采用的是方案(3)即较低地震力——较高延性方案,即采用明显小于设防烈度的小震地面运动加速度来确定结构的设计地震作用,并将它与其他荷载内力进行组合,进行截面设计,通过钢筋混凝土结构在屈服后的地震反应过程中形成较为有利的耗能机构,使结构主要的耗能部位具有良好的屈服后变形能力来实现“大震不倒”的目标。

当然,我们还要看到一点,虽然这三个方案都能保证“大震不倒”,但是在改善结构在中小地震下的性态方面,方案(3)仅仅提高结构的延性水平而结构的屈服水准并没有明显提高是明显不如方案(1)和(2)的。

也就是说,在保证“小震不坏,中震可修”方面,方案(1)和(2)是优于方案(3)的。

地震动以波的形式在地下及地表传播,由于震源特点、断层机制、传播途径等因素的不确定性,具有很大随机性。

要想得出地震动对于不同结构有什么不同的反应,就需要在地震动特性与结构反应架起一座桥梁。

由于地震动反应谱的形状特征反应了不同类型结构动力最大反应的特点,所以各工程中一般采用地震影响系数谱曲线作为计算地震作用的依据。

我国的谱曲线综合考虑了烈度、震中距、场地类别、结构自振周期和阻尼比的影响。

根据新修订的中国地震动参数区划图,给出了抗震设防烈度(中震)下的设计基本地震加速度。

通过对震级、震中距、场地类别等因素对结构反应谱的影响,抗震规范把动力放大系数取为2.25。

根据统计资料,多遇地震烈度比基本烈度降低约1.55度,相当于地震作用降低0.35倍,即地震力降低系数为1/0.352.8。

从而得到小震时结构的设计加速度,其值与重力加速度的比值即为小震时水平地震影响系数最大值。

与其他国家相比,我国的地震力降低系数R.7~2.8,其取值与新西兰“有限延性框架”相当(R=3);介于欧洲共同体低延性DC“L”(R=2.5)和中延性DC“M”(R=3.75)之间;比美国的“一般框架”(R=3.5)还要略小些。

单纯从R的角度来看,似乎中国规范在大震下的延性需求和其他国家相比处在“中等延性结构”水平。

但是中国设防烈度下水平地面运动的峰值加速度系数的取值,要比其他各个国家的低(见下表)。

结构动力放大系数相差不大都在2.25附近,而且我国的谱曲线平台段与其他国家相比很小,下降段较陡,造成反应谱的取值较其他国家的低,实质上中国R=2.8相当于欧共体的R=5.0左右,所以实质上,我国采用的是“较低地震力——较高延性”方案。

在大震下所需要的延性需求与其他国家相比,应该属于高延性需求。

各国规范美国UBC 1997新西兰NZS3101欧洲EC8中国GB50011-2001加速度系数0.075~0.400.21~0.420.12~0.360.05~0.401.2 地震作用计算随着反应谱理论的不断成熟,各个国家对地震力在结构上的作用,都接受了底部剪力法和振型分解反应谱法等方法。

我国规范规定:底部剪力法适用于高度不超过40m,以剪切变形为主且质量刚度沿高度分布均匀的结构,以及近似单质点的结构。

结构的总地震力由确定,然后再沿高度按倒三角形分布分配,并考虑了地震中可能顶部地震力增大的顶点附加集中力。

振型分解反应谱法适用于当前现有大多数建筑结构体系。

通过振型组合考虑各周期不同的振型在地震反应中的参与程度。

对不进行扭转计算的结构,先确定各振型在各质点的水平地震作用标准值,在按照公式确定水平地震作用效应;对进行扭转耦联计算的结构,其楼层取两个正交水平位移和转角位移三个自由度,确定各振型在各楼层两水平方向和转角方向的地震作用标准值,按或确定水平地震作用效应。

规范同时还规定,对特别不规则的建筑,甲类建筑,规范表5.1.2-1所列高度范围的高层建筑,应用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算,可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

另外一般弹性时程法分析的结果有利于判断薄弱层部位。

对于9度地区高层建筑考虑竖向地震力,采取与底部剪力法类似的方法,只是竖向地震力的取值约为水平地震力取值的0.57倍左右。

对于长周期结构,地震作用中的地面运动加速度和位移可能对结构具有更大的影响,而振型分解反应谱法无法对此作出估计,新规范同时还增加了楼层水平地震剪力最小值的要求,见抗震规范5.2.5条。

2 结构抗震变形验算抗震设防三水准的要求是通过两阶段设计来保证的:多遇地震下的承载力验算,建筑主体结构不受损,非结构构件没有过重破坏保证建筑正常使用功能;罕遇地震作用下建筑主体结构遭遇破坏,但不倒塌。

结构抗震变形验算是两阶段设计很重要的内容。

第一阶段设计,变形验算以弹性层间位移角表示。

以保证结构及非结构构件不开裂或开裂不明显,保证结构整体抗震性能。

新规范增加了变形验算的范围,对以弯曲变形为主的高层建筑可以扣除结构的整体弯曲变形,因为这部分位移对结构而言是无害位移,只是人的舒适度感觉不同而已,第二阶段的变形验算为罕遇地震下薄弱层弹塑性变形验算,以弹塑性层间位移表示。

根据震害经验、实验研究和计算结果分析提出了构件和节点达到极限变形时的层间极限位移角,防止结构薄弱层弹塑性变形过大引起结构倒塌。

规范对验算的范围有明确规定,但考虑到弹塑性变形计算的复杂性和缺乏实用软件,对不同建筑有不同要求。

在以后发展中可以把验算范围推广到更大,甚至可以基于位移控制法来设计结构,满足某些类型的建筑对结构位移的特殊要求,来保证结构的位移在可接受范围。

需要说明的是,现阶段的位移控制和抗震设计还限于单一地震下结构的反应。

如何有效考虑在地震高发区及多次地震下累积损伤对结构变形和抗震性能的影响,保证结构整个寿命期内的安全,需要进一步的研究。

3 以框架结构为例谈抗震概念设计由于建筑抗震设计的复杂性,在实际工程中抗震概念设计就显得尤为重要。

它主要包括以下内容:建筑设计应注意结构的规则性;选择合理的建筑结构体系;抗侧力结构和构件的延性设计。

本文以框架为例重点介绍抗震概念设计中的能力设计法(capacity design)。

能力设计法是结构延性设计的主要内容,包括我国规范的内力调整和构造两个方面。

它是二十世纪70年代后期,新西兰知名学者T.Paulay和Park提出的钢筋混凝土结构在设计地震力取值偏低的情况下具有足够延性的方法。

其核心思想为:通过“强柱弱梁”引导结构形成“梁铰机构”或者“梁柱铰机构”;通过“强剪弱弯”避免结构在达到预计延性能力前发生剪切破坏;通过必要构造措施使可能形成塑性铰的部位具有必要的塑性转动能力和耗能能力。

从以上三个方面保证使结构具有必要的延性。

框架结构作为常见的结构形式,当然其延性设计也主要是从这三个方面来体现的。

3.1 强柱弱梁结构动力反应分析表明,结构的变形能力和破坏机制有关。

常见有三种典型的耗能机构,“梁铰机构”、“柱铰机构”、“梁柱铰机构”。

“梁铰机构” 和“梁柱铰机构”的梁先屈服,可使整个框架有较大的内力重分布和能量消耗能力,极限层间位移大,塑性铰数量多,不因个别塑性铰失效而结构整体失效。

因而抗震性能好,是钢筋混凝土理想的耗能机构。

我国规范采用的是允许柱子、剪力墙出铰的梁柱铰方案,采取相对的“强柱弱梁”措施,推迟柱子的出铰时间。

但不能完全排除出现薄弱层的柱铰机构的可能性,因而需要限制柱子的轴压比,必要时通过时程分析法判断结构的薄弱层,防止出现柱铰机构。

我们常见的“强柱弱梁”的调整措施就是要人为增大柱子的抗弯能力,诱导在梁端先出现塑性铰。

这是考虑到柱中实际弯矩在地震中的可能增大。

在结构出现塑性铰之前,结构构件因拉区混凝土开裂和压区混凝土的非弹性性质,钢筋与混凝土之间的粘结退化,使得各构件刚度降低。

梁刚度降低较受压的柱子相对严重,结构由最初的剪切型变形向剪弯形变形过渡,柱内的弯矩较梁端的弯矩比例增大;同时结构的周期加长,影响到结构各振型的参与系数的大小;地震力系数发生变化,导致部分柱子弯矩增大,由于构造原因及设计中钢筋的人为增大,使得梁的实际屈服强度提高,从而使得梁出现塑性铰时柱内弯矩增大。

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