建筑结构抗震工作总结
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建筑结构抗震工作总结
篇一:建筑结构抗震设计李国强(总结)
地震:因地球内部缓慢积累的能量突然释放而引起的地球表层的振动
震源:地壳岩层发生断裂破坏、错动,产生剧烈振动的地方
震中:震源正上方的地面位置
极震区:在震中附近,振动最剧烈、破坏最严重的地区震中距:地面某点至震中的距离
震源深度:震中到震源的距离或震源到地面的垂直距离构造地震:亦称“断层地震”,是由于地壳发生断层引起的,地壳在构造运动中发生变形,当变形超过岩石的承受能力,岩石就发生断裂,在构造运动中,长期积累的能量迅速释放,造成岩石振动,从而形成地震地震波(体波和面波):地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播体波:通过地球本体传递的波,包括纵波和横波
纵波:由震源向外传递的压缩波,质点的振动方向与波的前进方向一致
横波:由震源向外传递的剪切波,质点的振动方向与波的前进方向垂直
面波:沿介质表面(或地球地面)及其附近传播的波
纵波最快,横波次之,面波最慢,当横波或面波到达时
地面振动最强烈
地震动三要素:峰值、频谱、持续时间
地震烈度:一次地震对某一地区的影响和破坏程度
影响烈度的因素:震级、震中距,震源深度、地质构造和地基条件等
地震灾害的表现:
地表破坏(地裂缝与变形、喷砂冒水、河床变位、地面下沉、滑坡塌方)
工程建筑物破坏(承载力不足引起的破坏、结构丧失整体性)
次生灾害(火灾、毒气泄漏、放射性污染、滑坡泥石流、海啸)
抗震设防:各类工程结构按照规定的可靠性要求和技术经济水平所确定的统一抗震技术要求,是对房屋进行抗震设计和采取抗震构造措施来达到抗震效果的过程
基本烈度:即设防烈度,一个地区未来50年内一般场地条件下可能遭受的具有10%超越概率的地震烈度值抗震设防烈度:按国家批准权限审定作为一个地区抗震设防依据的地震烈度
抗震设防目标:小震不坏,中震可修,大震不倒
两阶段抗震设计方法:
强度验算(以小震验算承载力,结构弹性变形)第一水准
设防
通过构造措施保证结构必要的变形能力(中震可修得到保证)第二水准设防
变形验算(对特别重要的结构和易倒塌结构按大震验算层间位移)第三水准设防
建筑物重要性分类:特殊设防,重点设防,标准设防,适度设防
抗震设计:抗震概念设计(抗震基本原则和思想)、抗震计算(提供定量手段)和抗震构造措施(保证计算结果有效性) 抗震设计基本原则:注意场地选择、把握建筑体型、利用结构延性、设置多道防线、重视非结构因素
结构延性:结构在承载力无明显降低的前提下发生非弹性变形的能力,反映了结构的变形能力,是防止在地震作用下倒塌的关键因素之一
强柱弱梁:使框架结构塑性铰出现在梁端的设计要求,以提高结构的变形能力,防止强烈地震作用下倒塌强剪弱弯:使钢筋混凝土构件中与正截面受弯承载力对应的剪力低于该构件斜截面受剪承载力的设计要求,用以改善构件自身的抗震性能
场地:建筑物所在地,具有相似的反应谱特征,范围相当于厂区、居民点和自然村
场地土:场地范围内的地基土
地基:建筑基础下受力范围内的土层
工程地质条件对震害的影响:局部地形,地质构造(发震断裂与非发震断裂),地下水位(越浅,震害越严重) 覆盖层厚度:从地表到地下基岩面的垂直距离,即基岩的埋深
划分场地类别的目的:在地震作用计算中,定量考虑场地条件对设计参数的影响,确定不同场地上的设计反应谱,以便采用合理的设计参数和采取有关的抗震措施
地基土液化:饱和松散的沙土或粉土,地震时易发生液化现象,使地基承载力丧失减弱,甚至喷水冒砂
地基土液化机理:处于地下水位以下的饱和砂土和粉土的土颗粒结构受到地震作用时将趋于密实,使空隙水压力急剧上升,而在地震作用的短暂时间内,这种急剧上升的空隙水压力来不及消散,使原有土颗粒通过接触点传递的压力减小,当有效压力完全消失时,土颗粒处于悬浮状态影响液化因素:土层的地质年代,土层组成,土的相对密度,土层的埋深,地下水位的深度,地震烈度和地震持续时间液化的震害:地面开裂下沉,不均匀沉降
底部剪力法条件:结构的地震反应可用第一振型反应表征,结构的第一振型为线性倒三角
砌体结构的优点:就地取材、造价低、保温、隔热性能好,并且施工简单,具有优于其他结构的经济效益和使用性
能
砌体结构的缺点:拉、抗剪和抗弯能力很低并缺乏抗震所要求的延性,即抗震能力较差
构造柱的作用:提高墙体的抗剪强度,增强变形能力,避免墙体倒塌
圈梁的作用:对于砌体房屋,现浇钢筋混凝土圈梁可加强墙体的连接,提高楼、屋盖的刚度,增强房屋的整体性;还可以和构造柱共同限制墙体裂缝的开展以及抵抗或减小由于地震或其他原因引起的地基不均匀沉降而对房屋造成的不利影响
抗震等级:确定结构构件抗震计算和抗震措施的标准,根据设防烈度、房屋高度、建筑类别、结构类型及构件在结构中的重要程度来确定
多高层建筑结构体系:
框架结构:由纵横向框架梁柱组成(平面布置灵活,室内空间较大;抗侧刚度较小)
抗震墙结构:由钢筋混凝土墙体承受竖向荷载和水平荷载的结构体系(整体性能好、抗侧刚度大和抗震性能好,可降低建筑层高,充分利用空间;限制建筑内部平面布置的灵活性)
框架-抗震墙结构:由框架和抗震墙相结合而共同工作的结构体系(空间大,抗侧刚度大)
篇二:建筑结构抗震总结
1、在地球内部传播的波称为体波,沿地球表面传播的波叫面波。
2、体波有纵波和横波两种形式。
纵波是由震源向外传递的压缩波,其介质质点的运动方向与波的前进方向一致。
横波是由震源向外传递的剪切波,其质点的运动方向与波的前进方向相垂直。
3、地震波的传播速度已纵波最快,横波次之,面波最慢。
4、地震动:由地震波传播所引发的地面振动。
地震动的峰值(最大振幅)、频谱和持续时间通常称为地震动的三要素。
5、地震烈度是指某一区域内的地表和各类建筑物遭受一次地震影响的平均强弱程度。
一次地震,震级只有一个,烈度却有很多个。
6、基本烈度是指一个地区在一定时期内在一般场地条件下按一定概率可能遭遇到的最大地震烈度。
7、地震的破坏作用主要表现为三种形式:地表破坏、建筑物的破坏、次生灾害。
8、国家的抗震设计规范以小震不坏、中震可修、大震不倒作为建筑抗震设计的基本原则。
9、我国明确提出了三个水准的抗震设防要求:第一水
准:当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时,建筑物一般不受损坏或不需要修理仍可继续使用;第二水准:当遭受相当于本地区设防烈度的地震影响时,建筑物可能受损,但经一般修理即可恢复正常使用;第三水准:当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时,建筑物不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏。
(上述设防烈度采用基本烈度)。
10、我国建筑抗震设计规范采用了简化的两阶段设计方法:第一阶段设计:按多遇地震烈度对应的地震作用效应和其他荷载效应的组合验算结构构件的承载能力和结构的弹性变形;第二阶段设计:按罕遇地震烈度对应的地震作用效应验算结构的弹塑性变形。
第一阶段的设计,保证了第一水准的强度要求和变形要求。
第二阶段的设计,旨在保证结构满足第三水准的抗震设防要求。
11、我国建筑抗震设计规范将建筑物按其用途的重要性分为四类:特殊设防类:指使用上有特殊设施,涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果,需要进行特殊设防的建筑,简称甲类;重点设防类:是指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果,需要提高设防标准的建筑,简称乙类;标准设防类:指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑,简称丙类;适度设防类:指使用上人员稀少且震损不致产生
次生灾害,允许一定条件下适度降低要求的建筑,简称丁类。
12、各类建筑物的抗震设防标准的具体规定为:标准设防类应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用,达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标;重点设防类应按高于本地区抗震设防烈度一定的要求加强其抗震措施,但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施,地基基础的抗震措施,应符合有关规定,同时应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用;特殊设防类应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施,但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施,同时应按标准地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用;适度设防类允许比本地区抗震设防的烈度要求适应降低其抗震措施,但抗震设防烈度为6度时不应降低,一般情况下,仍按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
13、建筑抗震设计包括三个层次的内容与要求:概念设计、抗震计算与构造措施。
概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则;抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段;构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。
抗震设计上述三个层次的内容是一个不可割裂的整体,忽略任何一部分,都可能造成抗震
设计的失败。
14、地震效应主要取决于三个基本因素:覆盖土层厚度、土层剪切波速、岩土阻抗比。
15、覆盖层厚度:地下基岩或剪切波速大于500M/S的坚硬土层至地表面的距离
16、土层剪切波速:指震动横波在土内的传播速度
17、岩土阻抗比:
18、结构地震反应:由地震引起的结构内力、变形、位移及结构运动速度与加速度等的统称。
19、结构地震反应大小不仅与地面运动有关,还与结构动力特性(自振周期、振型和阻尼)有关。
20、地震作用:地震引起的作用于建筑物上的动荷载
21、地震反应谱:为便于求地震作用,将单自由度体系的地震最大绝对加速度反应与其自振周期的关系定义为地震加速度反应谱,或简称地震反应谱。
22、影响地震反应谱的因素有两个:一个是体系阻尼比,二是地震动。
23、设计反应谱是指专门研究出的可供结构抗震设计用的反应谱。
24、各类建筑结构的抗震计算应遵循的原则:①一般情况下,可在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用并进行抗震验算,各方向的水平地震作用全部由该方向抗侧
力构件承担②有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15°时,宜分别考虑各抗侧力构件方向的水平地震作用③质量和刚度明显不均匀、不对称的结构,应考虑水平地震作用的扭转影响,同时应考虑双向水平地震作用的影响④不同方向的抗侧力结构的共同构件,应考虑双向水平地震作用的影响⑤
8度和9度时的大跨度结构、长悬臂结构、烟囱和类似高耸结构及9度时的高层建筑,应考虑竖向地震作用。
25、底部剪力法是把地震作用当作等效静力荷载,计算结构最大地震反应;振型分解反应谱法是指利用振型分解原理和反应谱理论进行结构最大地震反应分析;时程分析法是指选用一定的地震波,直接输入到所设计的结构,然后对结构的运动平衡微分方程进行数值积分,求得结构在整个地震时程范围内的地震反应。
26、三种方法的特点:底部剪力法是一种拟静力法,结构计算量最小,但因忽略了高振型的影响,且对第一振型也作了简化,但计算精度稍差。
振型分解反应谱法是一种拟动力方法,计算量稍大,但计算精度稍高,计算误差主要来自振型组合时关于地震动随机特性的假定。
时程分析法是一完全动力方法,计算量大,而计算精度高,但其分析的是某一确定地震动的时程反应,不像底部剪力法和振型分解反应谱法考虑了不同地震时程记录的随机性。
27、三种方法的适用范围:底部剪力法、振型分解反应
谱法和振型分解时程分析法,只适用于结构弹性地震反应分析。
而逐步积分时程分析法不仅适用于结构非弹性地震反应分析,也适用于作为非弹性特例的结构弹性地震反应分析。
28、结构抗震验算内容:为满足小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震要求,我国抗震规范规定进行下列内容的抗震验算:①多遇地震下结构允许弹性变形验算,以防止非结构构件破坏②多遇地震下强度验算,以防止结构构件破坏③罕遇地震下结构的弹塑性变形验算,以防止结构倒塌。
29、震害现象:房屋整体或局部倒塌,墙体开裂,底框多层砌体结构底层框架柱破坏,楼梯间破坏,非结构构件破坏和撞击破坏
30、震害规律有:①刚性楼盖房屋,上层破坏轻、下层破坏重;柔性楼盖房屋,上层破坏重,下层破坏轻②横墙承重房屋的震害轻于纵墙承重房屋③坚实地基上的房屋震害轻于软弱地基和非均匀地基上的房屋震害④预制楼板结构比现浇结构破坏严重⑤外廊式房屋往往地震破坏较重⑥房屋两端、转角、楼梯间、附属结构震害较重。
31、多层砌体结构的抗震验算一般包括三个基本步骤:确立计算简图;分配地震剪力;对不利墙段进行抗震验算。
32.、加强结构连接的几个措施:纵横墙连接,楼板间及楼板与墙体的连接
33、构造柱的作用:在多层砌体结构中设置钢筋混凝土
构造柱或芯柱,可以提高墙体的抗剪强度,大大增强房屋的变形能力。
34、圈梁的作用:可以加强纵横墙的连接、增强楼盖的整体性、增加墙体的稳定性;可以有效地约束墙体裂缝的发展,从而提高墙体的抗震能力;还可以有效地抵抗由于地震或其他原因引起的地基不均匀沉降对房屋的破坏作用
35、结构布置不合理而产生的震害:扭转破坏;薄弱层破坏;应力集中;防震缝处碰撞。
36、框架结构的震害:整体破坏形式;局部破坏形式(构件塑性铰处的破坏、构件的剪切破坏、节点的破坏、短柱破坏、填充墙的破坏、柱的轴压比过大时候处于小偏心受压状态,引起柱的脆性破坏、钢筋的搭接不合理,造成搭接处破坏。
37、框架结构的设计要点:截面尺寸的选择梁、柱的适宜配筋率、框架柱配筋的调整、框架梁裂缝宽度、斜截面配筋调整
38、截面设计和构造:体现“强剪弱弯”的要求,按规范的要求
39、隔震原理:在结构物地面以上部分的底部设置隔震层,使之与固结于第几中的基础顶面分离开,从而限制地震动向结构物的传递。
40、耗能减震原理:利用耗能构件消耗地震传递给结构
的能量的减震手段
41、结合对“”汶川特大地震建筑物的震害分析,谈谈如何做好建筑结构抗震的概念设计(自选一两个方面进行论述,你懂的)
答:(1).选择有利场地。
造成建筑物震害的原因是多方面的,场地条件是其中之一。
由于场地因素引起的震害往往特别严重,而且有些情况仅仅依靠工程措施来弥补是很困难的。
因此,选择工程场址时,应进行详细勘察,搞清地形、地质情况,挑选对建筑抗震有利的地段,尽可能避开对建筑抗震不利的地段,任何情况下均不得在抗震危险地段上建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。
对建筑抗震有利的地段,一般是指位于开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀中硬场地土。
建造于这类场地上的建筑一般不会发生由于地基失效导致的震害,从而可从根本上减轻地震对建筑物的影响。
对建筑抗震不利的地段,就地形而言,一般是指条状突出的山嘴、孤立的山包和山梁的顶部、高差较大的台地边缘、非岩质的陡坡、河岸和边坡的边缘;就场地土质而言,一般是指软弱土、易液化土、故河道、断层破碎带、暗埋塘浜沟谷或半挖半填地基等,以及在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。
(2).采用合理的建筑平立面。
建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。
建筑布局简单合理,结构布
置符合抗震原则,就能从根本上保证房屋具有良好的抗震性能。
经验表明,简单、规则、对称的建筑抗震能力强,在地震时不易破坏;反之,如果房屋体形不规则,平面上凸出凹进,立面上高低错落,在地震时容易产生震害。
而且,简单、规则、对称结构容易准确计算其地震反应,可以保证地震作用具有明确直接的传递途径,容易采取抗震构造措施和进行细部处理。
(3).选择合理的结构形式。
抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题。
按结构材料分类,目前主要应用的结构体系有砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土结构等;按结构形式分类,目前常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、简体结构等。
结构体系的确定受到抗震设防烈度、建筑高度、场地条件以及建筑材料、施工条件、经济条件等诸多因素影响,是一个综合的技术经济问题,需进行周密考虑确定。
(4).提高结构的延性。
结构的延性可定义为结构在承载力无明显降低的前提下发生非弹性变形的能力。
结构的延性反映了结构的变形能力,是防止在地震作用下倒塌的关键因素之一。
结构良好的延性有助于减小地震作用,吸收与耗散地震能量,避免结构倒塌。
而结构延性和耗能的大小,取决于构件的破坏形态及其塑化过程,弯曲构件的延性远远大于剪切
构件,
构件弯曲屈服直至破坏所消耗的地震输入能量,也远远高于构件剪切破坏所消耗的能量。
因此,结构设计应力求避免构件的剪切破坏,争取更多的构件实现弯曲破坏。
始终遵循“强柱弱梁,强煎弱弯、强节点、弱锚固”原则。
构件的破坏和退出工作,使整个结构从一种稳定体系过渡到另外一种稳定体系,致使结构的周期发生变化,以避免地震卓越周期长时间持续作用引起的共振效应。
(5).确保结构的整体性。
结构是由许多构件连接组合而成的一个整体,并通过各个构件的协调工作来有效地抵抗地震作用。
若结构在地震作用下丧失了整体性,则结构各构件的抗震能力不能充分发挥,这样容易使结构成为机动体而倒塌。
因此,结构的整体性是保证结构各个部分在地震作用下协调工作的重要条件,确保结构的整体性是抗震概念设计的重要内容。
篇三:建筑结构抗震设计教材总结
一、填空题
1、工程结构抗震设防的“三水准”是:小震不坏、中震可修、大震不倒。
2、建筑抗震设计的三个层次是指:抗震概念设计、抗震计算和验算、抗震构造措施。
3、液化地基根据液化指数划分为:轻微、中等和严重
三个等级。
4、框架按破坏机制可分为:梁铰机制、柱铰机制。
5、建筑物在平面布置时,应尽可能使质量中心(质心)和刚度中心(刚心)接近和重合。
6、为了保证结构的整体性和延性,通过内力组合得到框架结构的设计内力,还需进行调整,以满足:强柱弱梁、强剪弱弯和强节点弱构件的原则。
7、在建筑抗震设计中,建筑的平、立面布置宜:规则、对称,建筑的质量和刚度变化宜均匀(避免楼板错层)。
8、地震按其产生的原因分为:构造地震、火山地震和诱发地震。
9、场地类型是根据:土层剪切波速和场地覆盖层厚度划分为五类:岩石、坚硬土或软质岩石、中硬土、中软土、软弱土。
10、场地的土层刚度和场地覆盖层厚度是影响场地地震动的两个因素。
11、我国地震烈度水准有:多遇烈度、设防烈度和罕遇烈度。
14、柱净高与柱截面边长宽度之比:小于4的柱是短柱。
15、抗震设防标准时依据:建筑物按用途的重要性,一般情况下采用:标准设防。
16、伸缩缝和沉降缝的宽度应符合:防震缝的要求。
17、地震的破坏作用主要表现形式:地表破坏,建筑物破坏,次生破坏。
18、底部剪力法:步骤:先计算出作用于结构的总水平地震作用,也就是作用于结构底部的剪力,然后将总水平地震作用按一定的规律分配给各质点(即求作用在各质点上的水平地震作用标准值)。
19、多层砌体结构房屋抗震计算过程的主要步骤:计算简图的确定,计算及分配地震剪力,进行薄弱墙端验算。
20、在多层砌体结构房屋设置钢筋混凝土构造柱及圈梁后,可以对砌体结构起到约束作用,提高墙体抗剪能力,提高结构的极限变形能力。
21、为抵抗不同方向的地震作用,框架结构应设计为:双向抗测力体系。
22、框架抗震主要计算框架梁截面设计,为了保证梁在设计时达到强柱弱梁,强剪弱弯的原则,首先使梁端先于柱端产生塑性铰,并使塑性铰有足够的变形能力,其次,应防止梁端接尿先发生脆性的剪切破坏。
设计步骤:梁正截面设计,梁斜截面设计。
23、框架抗震主要计算框架柱截面设计,步骤:柱端弯矩设计值应按强柱弱梁的叶泽进行调整;柱端剪力设计值的调整应根据不同的抗震等级,按强剪弱弯的原则进行调整;柱截面尺寸限制于梁端截面设计相同,当剪压比较大时,将。