最经典的抗震设计思路
建筑结构抗震设计理念与方法简析
建筑结构抗震设计理念与方法简析建筑结构抗震设计是指在建筑物设计的过程中,通过选择适当的结构形式、材料和施工工艺等,来提高建筑物的抗震能力,以减小地震灾害对建筑物造成的损失。
下面将对建筑结构抗震设计的理念和方法进行简析。
一、建筑结构抗震设计理念1、安全性:建筑物的抗震设计首要考虑的是安全性。
采取适当的结构形式,确保在地震发生时能够承受地震力并保证建筑物的整体稳定性,确保人员的生命安全。
2、可行性:抗震设计还应考虑到建筑物的可行性,包括经济可行性和施工可行性。
在保证抗震安全的前提下,合理控制成本,降低建筑物的抗震投资。
要考虑到施工工艺的可行性,确保抗震设计方案的实施。
3、可靠性:抗震设计需要保证结构的可靠性,即在地震发生时能够正常工作并达到预期的抗震性能。
通过合理选择结构形式和使用可靠的材料,确保建筑物满足抗震设计要求。
二、建筑结构抗震设计方法1、合理选择结构形式:建筑物的结构形式对其抗震性能有很大影响。
常用的结构形式包括框架结构、剪力墙结构、框剪结构等。
根据地震影响区域的地震烈度和建筑物的用途,选择合适的结构形式,确保建筑物的抗震性能。
2、优化布置结构:在建筑物的平面和立面布置中,合理布置结构体系,使其能够充分发挥其抗震作用。
如在建筑物的平面布置中,尽量选择对称形式,提高抗震性能;在建筑物的立面布置中,合理增设剪力墙、拉力系统等,提高抗震能力。
3、选择合适的材料:选择适当的材料对建筑物的抗震设计至关重要。
常用的抗震材料包括高强度混凝土、钢材等。
通过选用高强度材料,提高建筑物的承载能力和韧性,增加其抗震能力。
4、考虑抗震节点的设计:在建筑结构的设计中,抗震节点设计是非常重要的。
合理设计抗震节点,使其在地震发生时能够合理传递和分散地震力,避免局部破坏。
5、进行抗震设计计算:在设计过程中,通过进行结构抗震计算,对建筑物的抗震性能进行评估。
通过计算分析,确定建筑物的地震荷载和结构的抗震性能要求,在设计中进行相应调整,确保建筑物的抗震性能满足要求。
建筑结构抗震设计理念与方法简析
建筑结构抗震设计理念与方法简析
建筑结构抗震设计是指在建筑物的设计和建造过程中,考虑地震力的作用,采取相应的设计理念和方法,确保建筑物在地震发生时具有足够的抗震能力,保护人民的生命和财产安全。
抗震设计理念主要包括强度设计理念和位移设计理念。
强度设计理念是指将地震力转化为结构的受力水平,通过增强结构的承载能力,使其能够承受地震力的作用。
位移设计理念则是通过合理的结构布置和抗震构造设计,使结构在地震中产生可控的位移,从而减小结构的破坏程度。
在抗震设计中,常用的方法有以下几种:
1. 强度抗震设计方法:强度抗震设计方法是通过增加结构的强度和刚度,来提高其抗震能力。
刚度的增加可以通过增大截面尺寸、增加结构柱的数量和大小等方式实现;强度的增加可以通过采用高强度材料、加固弱点等方式实现。
2. 抗震构造设计方法:抗震构造设计方法包括中空柱、耗能设备等。
中空柱是在柱内部设置空洞,减小柱的面积,以提高柱的受力能力;耗能设备是通过在结构中设置可塑性材料或可激活结构,吸收地震能量,减小结构的响应。
3. 隔震设计方法:隔震设计方法是将结构与地基通过隔震设备进行隔离,减小结构受地震力的影响。
常见的隔震设备有橡胶隔震器、钢板隔震器等,通过减小结构的刚度和自振周期,降低结构的地震反应。
4. 预制装配式建筑设计方法:预制装配式建筑设计方法是将建筑物的主要构件提前在工厂进行加工和装配,然后再进行现场拼装。
这样可以减小现场施工的不确定性,提高结构的一致性和整体性,增强结构的抗震能力。
建筑工程中的建筑物抗震设计策略
建筑工程中的建筑物抗震设计策略建筑物的抗震设计是建筑工程领域中非常重要的一项技术,它直接关系到建筑物在遭受地震时的安全性和可靠性。
在建筑工程中,采取合适的抗震设计策略对于提高建筑物的抗震能力至关重要。
本文将介绍几种常见的建筑物抗震设计策略,以提供参考。
一、抗震设计原则在进行具体的抗震设计之前,我们首先需要了解一些抗震设计的基本原则。
抗震设计的主要原则可以归纳为以下几点:1. 结构合理性:建筑物的结构应具备合理的布置和刚度分布,以承担地震引起的各种荷载和相应的变形。
合理的结构设计可以确保建筑物在地震作用下的整体稳定性。
2. 建材选择:选择适当的建筑材料对于提高建筑物的抗震性能至关重要。
如在地震高发区,使用具有良好抗震性能的混凝土、钢材等建筑材料,可以有效地减少地震对建筑物造成的破坏。
3. 增加结构强度:通过采用加强柱、梁、墙等结构构件的措施,可以增加建筑物的整体强度,提高其抗震能力。
4. 控制结构变形:在设计过程中,要考虑到建筑物在遭受地震引起的变形时的影响,采取合适的措施限制结构变形,以确保建筑物在地震作用下的稳定性。
二、抗震设计策略根据抗震设计的基本原则,我们可以采取多种策略来提高建筑物的抗震能力。
下面将介绍几种常见的抗震设计策略。
1. 设计合理的结构形式:合理选择建筑物的结构形式,如刚性框架结构、剪力墙结构、框支剪结构等,以提供足够的刚度和强度,有效地抵抗地震作用。
2. 设置合适的基础:合理设计建筑物的基础是确保建筑物整体稳定性的重要措施。
通过充分考虑地震引起的地基位移和沉降,选择合适的基础形式和加固措施,可以有效地降低地震对建筑物的影响。
3. 加强关键构件:对于建筑物中承受地震作用较大的关键构件,如柱、梁等,可以采取加固措施,如钢筋混凝土包裹、加固钢板等,以提高其抗震能力。
4. 考虑结构变形:在设计过程中,要充分考虑结构变形对于建筑物其他部分的影响。
通过设置合适的位移控制装置,如粘滞阻尼器、减震器等,可以有效地控制建筑物的变形,减少地震造成的破坏。
建筑结构抗震设计理念与方法简析
建筑结构抗震设计理念与方法简析建筑结构抗震设计是建筑设计中非常重要的一部分,尤其是在地震频发的地区。
抗震设计旨在通过优化建筑结构的设计和构造来减少地震对建筑物的破坏程度,从而保障建筑物的安全性和稳定性。
本文将简要分析建筑结构抗震设计的理念与方法。
一、理念1、安全性优先抗震设计的首要目标是保障建筑物在地震发生时的安全性,因此需要将安全性作为设计的首要考虑因素。
在设计中要充分考虑各种不同地震激励下建筑结构的响应,确保在地震发生时建筑物能够避免倒塌或严重受损。
2、灵活性在抗震设计中,需要考虑结构的灵活性,以便结构能够进行一定的变形和位移,以吸收和分散地震力,减小地震对结构的影响。
灵活的结构能够在地震作用下起到一定的减震和消能作用,提高建筑结构的抗震性能。
3、整体性抗震设计需要把建筑结构设计为一个整体,各个部分之间需要有良好的连接和协调,以保证整个建筑在地震作用下的整体稳定性。
整体性设计能够提高建筑结构的耐震能力,减少结构的破坏和倒塌。
4、适度性在抗震设计中要追求适度性,既要考虑结构的抗震性能,又要考虑建筑的使用功能和经济性。
设计应当在结构抗震性能和建筑使用功能之间寻求平衡,既要保证结构的安全性和稳定性,又要兼顾建筑的实际需求和经济效益。
二、方法1、合理选择结构形式在抗震设计中,需要根据建筑的用途和地震区位,合理选择适当的结构形式。
不同的建筑用途和地震区位需要采用不同的结构形式,如钢筋混凝土结构、钢结构、混凝土结构等,以确保结构具备较好的抗震性能。
还需要考虑结构在地震作用下的变形能力和耗能能力,选择适宜的结构形式。
2、采用符合规范的设计参数抗震设计需要遵循相应的建筑抗震规范,根据规范中的抗震设计参数进行设计。
这些参数包括地震设计分项系数、水平地震分布系数、结构刚度、结构耗能能力等,通过合理的设计参数设置来确保结构的抗震性能。
3、加强结构连接在抗震设计中,需要加强结构的连接,包括梁柱连接、梁底板连接、墙柱连接等。
抗震建筑设计的创新思路
抗震建筑设计的创新思路自古以来,地震一直是造成人类生命财产巨大损失的重大自然灾害之一。
尤其是在中国这个地处“环太平洋火山带”的国家,频繁发生地震,对抗震建筑设计提出了更高的要求。
随着科技的发展,抗震建筑设计的创新思路越来越多样化,不断涌现。
一、基于结构创新的抗震建筑设计思路现代建筑设计通过对结构材料、结构形式等方面的优化设计,来增强建筑物的抗震性能。
比如,钢筋混凝土结构设计中,一种新的抗震设计思路是:采用轻质骨料、高性能混凝土,将布局更换为大跨度的梁、板网式结构等,实现一种可以弹性变形的新型混凝土框架结构。
二、基于地基加固的抗震建筑设计思路地基基础是建筑物的基础。
加固地基是提高建筑物抗震性的有效方法之一。
近年来,新的抗震设计思路也是基于地基加固的方式。
比如在新建住宅的时候,先对地基进行加固处理,如沉降预测、地基加固等,从而降低地震灾害带来的影响。
三、基于减震防震技术的抗震建筑设计思路减震防震技术是目前最为先进的一种抗震设计方式。
该技术是基于材料反应式减振和结构位移控制实现的。
通过给建筑物底部安装一定的减震器,如液压式减震器等,来减小地震对建筑物的冲击力量,从而起到了更好的抗震防震效果。
同时,通过在建筑物外墙上安装钢筋网等震时防护措施也可以起到较好的减震防震效果。
四、基于仿生学的抗震建筑设计思路仿生学是借鉴生物体的结构和功能,研究其作用机理,从而开发出一系列新型材料、新型结构的学科。
应用仿生学设计方法进行建筑设计,可以有效提高建筑物的抗力、减震性、渗透性、受环境影响之抗影响性等。
在抗震建筑设计领域,模仿生物结构、构筑风格、套固特性等进行研究,是一种非常新颖的思路。
总之,抗震建筑设计的创新思路是多种多样的。
未来,随着科技技术的不断发展和突破,我们相信在抗震建筑设计方面,一定会有更加创新的思路和设计出现。
建筑结构抗震设计理念与方法简析
建筑结构抗震设计理念与方法简析抗震设计是建筑结构设计中至关重要的一部分,主要目的是确保建筑在地震发生时能够承受住地震力的作用,保护人员的生命安全和财产安全。
以下是对建筑结构抗震设计理念与方法的简析:一、抗震设计理念:1. 安全性优先:保证建筑在地震力作用下能够安全承受,避免倒塌和结构破坏。
2. 弹性设计:通过在建筑结构中引入足够的弹性变形,使其能够在地震力作用下能够减小结构的刚度,进而减小地震反应力。
3. 结构韧性设计:引入足够的韧性,即能够在地震发生时,结构能够发生塑性变形,吸收地震能量。
4. 动力设计:考虑建筑在地震动力响应时的整体性能,包括结构的周期、反应频率等。
5. 综合导向:将建筑的抗震设计与结构的其他性能、经济性进行综合考虑,以实现最佳设计效果。
二、抗震设计方法:1. 建筑结构的选择:选择合适的结构形式,例如钢结构、混凝土结构等,根据地震烈度、建筑用途等因素进行决策。
2. 建筑结构布局与形式:合理布置结构的主体和剪力墙等抗震构件,减小结构的不规则性,提高抗震能力。
3. 材料的选择与设计:选择适宜的建筑材料,并根据地震反应,进行合理的截面设计和抗震构件的尺寸设计。
4. 抗震设计参数的确定:通过地震烈度、场地类别等参数的确定,确定建筑地震设计的参数,如设计地震加速度、周期等。
5. 结构分析与计算:采用现代建筑结构分析方法,如有限元法、动力反应分析等,对建筑结构的抗震性能进行评估和计算。
6. 建筑抗震加固:对于老旧建筑,可以通过加固措施来提高其抗震能力,如钢筋混凝土柱加固、剪力墙加固等。
7. 抗震设计验算:对建筑抗震设计进行验算,确保设计符合相关国家标准的要求。
分析建筑结构设计中的抗震结构设计理念
分析建筑结构设计中的抗震结构设计理念在建筑结构设计中,抗震设计是非常重要的一个方面。
地震是一种自然灾害,能够对建筑物造成严重破坏,甚至导致人员伤亡,因此抗震设计是保障建筑物和人员安全的重要手段。
在这篇文章中,我们将对建筑结构设计中的抗震结构设计理念进行分析和探讨。
抗震设计的基本原则是什么?在设计抗震结构时,需要考虑的因素有哪些?抗震设计需要满足怎样的标准和要求?这些都是我们需要探讨的问题。
抗震设计的基本原则是以减小地震作用所导致的结构变形和破坏为目标,从而降低结构被破坏的可能性,以及最大限度地减少因地震而导致的人员伤亡。
为了实现这个目标,抗震设计需要考虑地震作用的特点和建筑结构的特性,合理地设计结构构件和采取相应的措施来提高建筑物的抗震性能。
在抗震设计中,需要考虑的因素有很多,例如地震区域的地震烈度、地基条件、建筑物的结构形式和高度、建筑材料的性能等。
这些因素都会对建筑物的抗震性能产生影响,因此在进行抗震设计时需要综合考虑这些因素,进行合理的分析和计算。
抗震设计需要满足一定的标准和要求。
各个国家和地区都会制定相应的抗震设计规范和标准,用以规范建筑物的抗震设计。
这些标准和规范通常包括了抗震设计的基本原则、设计参数的要求、结构构件的设计方法和要求、抗震性能验算等内容,建筑师和设计人员需要严格遵循这些标准和规范进行抗震设计工作。
在实际的抗震设计中,通常会采取哪些措施来提高建筑物的抗震性能呢?通过合理的结构形式设计和布局设计来降低结构受力情况的不均匀性,从而减小地震作用所引起的结构变形和破坏。
采用合适的结构构件和材料,例如采用耐震橡胶支座、加固钢筋混凝土构件等,来提高结构的整体抗震能力。
采用适当的抗震措施,例如设置减震装置、加固墙柱节点等,来提高建筑物的整体抗震性能。
近年来,随着科学技术的发展,一些新型的抗震设计理念和技术也开始受到人们的重视。
基于减震和隔震原理的抗震设计理念,通过设置减震装置和隔震装置来降低地震作用的传递和结构的受力情况,从而提高建筑物的抗震性能。
建筑结构抗震设计理念与方法简析
建筑结构抗震设计理念与方法简析建筑结构抗震设计是指在地震作用下保证建筑结构安全性的设计。
随着科技的不断发展和建筑技术的日益成熟,人们对建筑结构抗震性的要求越来越高。
为了确保建筑的抗震性能,设计师需要了解抗震设计的理念和方法。
一、抗震设计的理念1、安全优先抗震设计的首要目标是保证建筑安全。
建筑师在设计过程中应该通过合适的手段和技术保证建筑结构在地震的情况下能够稳定安全地承受震荡。
2、综合考虑建筑抗震设计应该是一项综合的工作。
设计师需要考虑地震动特性、建筑结构、材料强度等因素,从而设计出安全、经济、实用、美观的建筑。
3、科学分析抗震设计需要基于科学的分析和研究进行。
设计师需要准确分析地震的特性和建筑结构受力情况,预测建筑在地震中的受力情况,从而采取合理的措施和方法来确保建筑安全。
1、结构布置结构布置是建筑抗震设计的基础。
建筑结构布置应该合理,能够充分发挥各个构件的受力性能。
同时,设计师应该尽量避免一些不利于结构稳定的因素,比如突出物、开洞等。
2、构件设计建筑的构件设计需要根据地震的特性和建筑结构的要求进行。
各个构件需要选用合适的材料,尺寸应该适当,从而能够承受地震力的作用。
3、抗震设防标准抗震设防标准是基于地震工程学的理论和实践,制定出来的建筑抗震设计规范。
根据不同的地震烈度、建筑性质等因素来制定相应的抗震设防标准。
4、防震减灾技术防震减灾技术是一系列用于减少地震灾害损失的技术措施。
包括建筑减震技术、抗震加固技术、地震预警技术等。
设计师可以根据具体情况,选用适当的防震减灾技术来提高建筑的抗震性能。
总之,建筑抗震设计需要综合考虑各个方面的因素,充分发挥各个构件的受力性能,并采用科学的分析和预测方法来确保建筑在地震中的安全稳定。
同时,设计师需要不断探索新的抗震技术和方法,以及不断提高自身的设计水平和抗震设计意识。
建筑结构设计中的抗震结构设计理念
建筑结构设计中的抗震结构设计理念随着现代城市化进程的迅猛发展,城市建筑密集度增加,建筑结构抗震安全问题备受关注。
在地震频繁的地区,抗震结构设计尤为重要。
地震是一种突发自然灾害,给人们的生命和财产安全带来了极大的威胁。
在建筑结构设计中,抗震设计理念的重要性不可忽视。
本文将从抗震设计的基本理念、抗震设计的方法和标准以及抗震设计中的创新技术等方面进行探讨。
一、抗震设计的基本理念抗震设计的基本理念是指设计及构造建筑结构时,要考虑地震作用对建筑结构的破坏影响,从而使建筑具备一定的抗震能力。
抗震设计的基本理念包括以下几个方面:1. 地震作用的研究:抗震设计首先要充分了解地震对建筑结构的破坏规律和影响。
通过对地震波的频谱分析和地震动力学模拟,确定地震作用的烈度和频率,为抗震设计提供依据。
2. 结构性能的评定:抗震设计要考虑建筑结构在地震作用下的抗震性能。
通过结构动力学分析和非线性计算,评定结构的抗震性能和破坏机制,为合理设计提供基础。
3. 设计参数的确定:根据地震作用和结构性能评定,确定建筑结构的抗震设计参数,包括结构体系、材料选用、构造技术等方面的设计要求。
4. 抗震措施的采取:在设计和施工过程中,要采取合理的抗震措施,如加固设计、消能设计、减震设计等,提高结构的抗震能力。
二、抗震设计的方法和标准抗震设计是建筑结构设计的一个重要内容,其方法和标准直接影响建筑结构的抗震性能。
在抗震设计中,主要采取以下方法和标准:3. 国家标准:在抗震设计中,还要遵循国家相关标准,如《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)、《混凝土结构抗震设计规范》(GB50010-2010)等,严格执行相关规范要求,保证建筑结构的抗震安全。
4. 抗震设防烈度:在抗震设计中,还要根据地震烈度以及地震动特性确定建筑结构的抗震设防烈度,以此为基础设计结构的抗震能力。
三、抗震设计中的创新技术随着科学技术的不断发展,抗震设计中也涌现出许多创新技术,对提高建筑结构的抗震性能起到了重要作用。
探究建筑结构设计中的抗震结构设计理念
探究建筑结构设计中的抗震结构设计理念建筑结构的抗震设计是建筑工程领域中非常重要的一部分,尤其是在地震频发的地区。
抗震设计的目的是为了使建筑在地震发生时能够尽量减小破坏程度,保护人们的生命和财产安全。
在建筑结构设计中,抗震设计理念是非常重要的,它涉及到建筑结构的材料选择、结构形式设计、地基处理、加固设计等方面。
本文将探讨建筑结构设计中的抗震结构设计理念,包括抗震设计的基本原则、抗震设计的方法和技术、以及抗震设计在实际工程中的应用。
一、抗震设计的基本原则1.1 按照地震作用特点进行设计在抗震设计中,首先要根据所在地区的地震烈度、地质条件等因素,确定地震力的作用特点。
根据地震动力学的理论,地震力主要包括地震水平力、地震竖向力以及地震作用引起的风荷载等。
对于地震水平力,根据建筑的结构形式和材料特性,确定合理的抗震设计参数,包括刚度、强度和耗能能力等。
对于地震竖向力,应注意在地基处理中考虑到地震竖向荷载引起的液化、沉降等效应。
1.2 以抗震性能为设计目标抗震设计的目标是使建筑在地震作用下能够保持整体稳定性,减小破坏程度,保护人员和财产的安全。
在抗震设计中,要以提高整体结构的抗震性能为目标,包括提高结构的刚度、强度和耗能能力等。
通过合理的结构形式设计、材料选用和加固设计等手段,使建筑具有良好的抗震性能。
1.3 优先考虑建筑的整体性和一体化在抗震设计中,要优先考虑建筑的整体性和一体化,避免因部分结构的破坏而导致整体结构的垮塌。
还要考虑建筑结构与非结构部分之间的协调性,包括建筑的装修、设备、管道等非结构部分与结构部分之间的协调设计。
1.4 采用多层次的抗震设计理念在抗震设计中,要采用多层次的抗震设计理念,包括整体抗震设计、局部抗震设计和构件抗震设计等。
整体抗震设计是指通过合理的结构形式设计、材料选用和结构布局等手段,提高整体结构的抗震性能。
局部抗震设计是指在抗震设计中针对结构中的关键部位进行设计,提高关键部位的抗震性能。
抗震结构设计方法
抗震结构设计方法地震是一种常见而具有威力的自然灾害,给人们的生命财产安全带来巨大威胁。
为了保护建筑物免受地震影响,抗震结构设计成为了建筑工程中的重要环节。
本文将介绍几种常用的抗震结构设计方法,旨在提供一些有益的参考与指导。
1. 弹性设计方法:弹性设计方法是传统的抗震结构设计方法之一,其基本原理是建筑结构在地震作用下仅发生弹性变形,且不会超过承载能力的极限。
该方法通常采用最坏地震作用下的荷载计算,然后根据结构的荷载-变形关系进行结构设计。
弹性设计方法要求在地震活动频繁的地区采用更严格的设计参数。
2. 塑性设计方法:塑性设计方法是一种可靠性较高的抗震结构设计方法,它充分考虑结构的强度和韧性,使结构在地震作用下发生塑性变形,从而提高结构的抗震性能。
塑性设计方法的设计过程包括依据地震荷载确定结构的强度需求、确定结构的弹塑性性能要求、进行结构的塑性铰位设计等。
3. 减震设计方法:减震设计方法是一种利用减震器件来减小地震作用对建筑物的影响的设计方法。
常见的减震器件包括摩擦阻尼器、液压阻尼器、弹性橡胶支座等。
这些器件能够吸收地震能量,减小地震振动对建筑物的破坏。
减震设计方法可以在地震发生时降低结构的运动响应,从而降低了地震对建筑物的破坏程度。
4. 隔震设计方法:隔震设计方法是一种利用隔震设备将建筑物与地面隔离,减小地震振动传递到建筑物的设计方法。
常用的隔震设备包括弹簧隔震器、橡胶隔震器等。
隔震设计方法通过降低地震振动传递到建筑物上部结构的程度,减小了地震对建筑物的破坏。
5. 预制装配式结构设计方法:预制装配式结构设计方法是一种新型的抗震结构设计方法,它通过将建筑材料在工厂中进行预制加工,然后通过装配形成建筑结构。
这种设计方法能够提高结构的抗震性能和施工速度,减少人员在现场的作业,从而降低了人工错误和质量问题。
综上所述,抗震结构设计方法是保护建筑物免受地震破坏的重要手段。
不同的设计方法在不同的情况下具有不同的适用性。
建筑结构抗震设计理念与方法简析
建筑结构抗震设计理念与方法简析抗震设计是建筑结构设计中至关重要的一部分,其主要目的是在地震发生时保障建筑物的安全稳定。
下面简要分析一些抗震设计的理念与方法。
理念:1. 先预防为主,后加固为辅:在设计过程中,应优先考虑地震发生时的预防措施,通过合理的结构布局和选择抗震材料等方式降低地震对建筑物的影响。
只有在必要的时候,才考虑加固措施来提高建筑物的抗震能力。
2. 总体布局合理:在设计建筑结构时,应根据地震特点、场地条件以及建筑用途等因素,合理布置结构的位置和形式。
在地震多发区附近的建筑物可以采用低矮型或套内型结构,使其更具稳定性。
3. 适应性强:抗震设计应根据当地地震活动性强度和规模等因素,合理选取抗震设计参数。
还应考虑不同建筑类型和用途的特点,设计灵活,以适应不同地区和不同场所的需求。
方法:1. 强度抗震设计:采用合适的结构形式和抗震材料,提高结构的抗震能力。
可采用框架结构、剪力墙结构或框剪结构等,以增强结构的整体刚性和抗侧推能力。
2. 位移抗震设计:通过合理的结构设计,使结构在地震荷载作用下能够产生一定的变形能力,以吸收地震能量,并减小地震对建筑物的影响。
可以采用柔性结构形式,如剪力墙或框剪结构等,以实现这一目标。
3. 防护性抗震设计:除了通过结构设计来提高抗震能力外,还应采取其他措施来增强建筑物的稳定性。
这包括设置防护设施,如抗震支承、加劲墙、防震装置等,以减小地震对建筑物的震害程度。
4. 完善监测与维修体系:在抗震设计完成后,还应仔细规划监测与维修工作。
通过定期的结构监测,可以及时发现隐患,并采取相应的维修和加固措施,保障建筑物的长期稳定性和安全性。
抗震设计是建筑结构设计中的重要一环,其理念是先预防为主、后加固为辅,重点考虑结构布局合理、适应性强等因素。
方法包括强度抗震设计、位移抗震设计、防护性抗震设计以及建立完善的监测与维修体系。
通过合理选择抗震设计参数和采取相应的措施,可以有效提高建筑物的抗震能力,保障人们的生命财产安全。
建筑结构抗震设计理念与方法简析
建筑结构抗震设计理念与方法简析
地震是一种自然灾害,给建筑结构和人类带来了巨大的危害。
为了减少地震灾害对人们生命财产的损失,建筑结构抗震设计理念和方法得到了越来越多的关注。
本文将简析建筑结构抗震设计的理念和方法。
1.抗震设计理念
建筑结构抗震设计的首要目的是保障人们在地震中的安全。
根据地震的现象和性质,抗震设计理念主要包括以下几点:
1.1. 安全系数要高
建筑结构在地震中承受的作用力是非常强大的,因此在设计过程中必须保证安全系数高。
抗震设计的初衷就是要保证人们在地震中的生命安全,因此,抗震设计理念中必须注重安全系数的高度。
1.2. 合理的刚度设计
建筑结构的刚度差异会导致不同层级之间的承载力不同,从而影响安全。
因此,在抗震设计中,必须考虑到建筑结构的整体刚度,通过合理的刚度设计,提高建筑抗震能力。
1.3. 强度与刚度匹配
建筑结构抗震设计方法主要包括以下几个方面:
2.1. 弹塑性分析法
弹塑性分析法是一种抗震设计方法,它可以在满足建筑结构强度和刚度的基础上,对建筑进行强度和稳定性评估。
这种方法的关键是建筑结构的非线性分析模型,它可以准确地反映建筑结构在地震中的响应。
动力时程分析法是一种更加精确的抗震设计方法。
在这种方法中,可以通过计算建筑结构在不同时间段内的振动响应,来预测地震中结构的损伤程度。
这种方法的运用需要考虑到建筑结构的复杂性和计算难度。
总之,抗震设计应该始终贯穿于建筑结构设计的整个过程中,建筑设计人员应该不断更新思维和方法,以提高建筑抗震能力,保障人们的生命安全。
建筑结构抗震设计理念与方法简析
建筑结构抗震设计理念与方法简析建筑结构抗震设计是指通过建筑结构的设计,使其在地震灾害发生时能够承受地震力的作用,保证建筑物的安全。
在设计过程中,需要考虑建筑物的结构、材料、施工工艺等多个因素,以达到预期的抗震能力。
建筑结构抗震设计的理念是“抗震优先”,即在建筑结构的设计过程中,抗震能力应作为首要因素考虑。
其次是满足建筑物的功能要求和经济性。
抗震优先的理念强调在结构设计的每一阶段,应充分考虑地震对建筑物的影响,并采取相应的措施保证建筑物在地震发生时不会倒塌或崩溃。
1.选择合适的地震烈度不同的地区具有不同的地震烈度,因此在设计过程中应选择与该地区相匹配的地震烈度。
根据地震烈度和建筑物的用途、重要性、高度和形状等因素来确定建筑物的设计标准。
2.设计合适的结构形式不同的结构形式对地震的抗性也不同。
在选择结构形式时,需要考虑地震对结构的影响,选择合适的结构类型,如框架结构、剪力墙结构、筒体结构、桥式结构等,并相应地采取加强措施,使结构能够承受地震力的影响。
3.选用适当的结构材料建筑结构材料是抗震设计中的重要因素之一。
选用适当的材料能够在地震中充分发挥其强度和抗震性能,保证建筑物的安全性。
常用的结构材料有钢筋混凝土、钢框架、钢板、预应力混凝土等。
4.进行抗震分析和计算在设计过程中,需要进行抗震分析和计算,以确定建筑物在地震中的变形、位移、应力等参数。
计算出建筑物在地震中的响应,采取相应的措施进行加固或调整结构,使其能够承受地震力的作用。
5.采取加固措施根据抗震分析和计算结果,采取适当的加固措施,如加厚墙体、加强柱子、加固梁、增加剪力墙等,以提高建筑物的抗震能力,提高其在地震中的安全性。
总之,建筑结构抗震设计是一项复杂的工作,需要充分考虑地震的影响,采取多种措施保证建筑物的安全。
只有在从设计阶段开始就把抗震问题考虑到位,才能够建造出安全可靠的建筑物。
建筑结构设计中的抗震设计方法
建筑结构设计中的抗震设计方法抗震设计是建筑结构设计中十分重要的一部分。
在设计过程中,抗震设计的目标是通过合理的结构布置、灵活的结构形式和强度设计的措施,提高建筑物的抗震性能,减少地震对建筑物的破坏。
以下是常见的抗震设计方法:1.地基改良:对于软弱地基,可以采用土体加固等方法,提高地基的承载力和稳定性,减轻地震时地基产生的变形。
2.结构布置:合理的结构布置可以均匀地将地震力传递到地基,减小地震对建筑物的影响。
通常采用梁柱体系或框架结构,以及适当的剪力墙来提高建筑物的稳定性。
3.结构形式:通过选择合适的结构形式,如剪力墙、框架结构和筒结构等,强化建筑物的刚度和稳定性,增加其抗震能力。
此外,在结构设计中还应考虑柱子和墙体的抗倾覆能力。
4.低刚度层:设计中可以在建筑物的上部或中部设置一个低刚度层,如悬挂层或刚性梁层等,以分担地震力,减轻结构的震动响应。
5.支撑体系:合理的支撑体系可以增加建筑物的稳定性和刚度,减轻地震时的变形。
常用的支撑形式包括剪力墙、筒状结构和钢结构等。
6.材料选择:使用高强度、高韧性、抗蠕变和耐地震的材料,如钢筋混凝土、钢结构和加固砌体等,提高建筑物的抗震性能。
7.钢筋混凝土柱的加固:在既有建筑物中,对柱子的加固可以提高其抗震性能。
常见的加固方法包括在现有柱子外包钢筋混凝土或钢壳,并通过加固梁或剪力墙来提高柱子的抗震能力。
8.剪力墙设计:剪力墙是常用的抗震结构体系之一,通过布置在建筑结构中的垂直墙体,提高建筑物的抗震性能。
剪力墙的高度、厚度和布置要满足设计要求,以保证其在地震荷载下可以充分发挥作用。
9. 结构的抗震性能评估:通过抗震性能评估方法,如弹性反应谱、时程分析和Pushover分析等,可以对建筑物的抗震能力进行定量化分析和评估,为结构设计提供依据。
总之,在建筑结构设计中,抗震设计是保证建筑物抵御地震破坏的重要手段。
通过合理的结构布置、灵活的结构形式和强度设计的措施,可以提高建筑物的抗震性能,确保人员和财产的安全。
建筑结构抗震设计理念与方法简析
建筑结构抗震设计理念与方法简析建筑结构抗震设计是指在建筑物设计过程中,针对地震荷载对建筑物所产生的影响,采取相应的设计措施,确保建筑结构在地震发生时能够保持良好的稳定性和安全性。
在地震频繁的地区,抗震设计显得尤为重要,它直接关系到建筑物及其内部人员的安全。
本文将对建筑结构抗震设计的理念和方法进行简要的分析,并探讨当前在抗震设计领域中应用较为广泛的方法。
一、抗震设计理念1. 安全第一2. 结构合理布局合理的结构布局是保证建筑抗震性能的重要因素。
建筑物的结构布局应该考虑到地震荷载的作用,尽量避免出现单一刚度或单一承载结构,避免出现局部层间刚度不足或分布不均匀的情况。
合理的结构布局可以提高建筑整体的抗震性能,降低地震作用下结构的损伤程度。
3. 抗震设计与经济效益的协调在抗震设计过程中,经济效益与安全性需要进行平衡。
设计人员需要在保证建筑结构抗震性能的基础上,尽量减少建筑材料和成本的消耗,实现经济效益与安全性的平衡。
通过科学合理的设计,可以在保证建筑物抗震性能的降低建筑成本,提高建筑的经济效益。
1. 等效静力法等效静力法是目前抗震设计领域中应用较为广泛的一种方法。
该方法通过对地震荷载进行合理的等效处理,将地震荷载转化为几个方向上的静力效果,以简化地震荷载的计算和结构的分析。
等效静力法对建筑结构的抗震设计提供了一种简洁有效的手段,能够较为准确地评估结构的抗震性能,是一种实用性较强的抗震设计方法。
2. 非线性时程分析法非线性时程分析法是一种较为精确的抗震设计方法,能够全面地考虑结构在地震作用下的非线性反应。
该方法基于地震波的时程数据,对结构进行详细计算和分析,能够提供更为真实准确的结构地震反应。
非线性时程分析法能够较为准确地反映结构在地震作用下的动态响应,对结构的抗震性能评估具有重要意义。
3. 基于性能的抗震设计方法基于性能的抗震设计方法是近年来较为流行的一种抗震设计方法。
该方法以结构性能为设计依据,明确规定结构在不同设计地震作用下应具有的性能等级,从而保证结构在地震作用下能够保持所要求的性能水平。
建筑抗震设计的原则和方法
建筑抗震设计的原则和方法地震是常见的自然灾害之一,其对建筑物和人类造成的破坏和伤害难以估量。
因此,抗震设计在建筑工程中起着至关重要的作用。
本文将介绍建筑抗震设计的原则和方法。
一、抗震设计的原则抗震设计的原则是保护生命、保护财产、保障功能、降低震害。
为了实现这些原则,建筑抗震设计需要遵守以下几个基本原则:1. 安全优先:建筑的安全性是抗震设计的首要考虑因素。
设计师需要考虑建筑所处的地理位置、地质条件、建筑类型、重要性等各种因素,以确保建筑物在地震中保持完整和安全。
2. 稳定性:颤振是建筑在地震中破坏的主要原因之一。
设计师应考虑建筑在地震中的动态反应,确保建筑的稳定性,并通过结构措施或者加固处理来提高建筑的抗震性能。
3. 弹性:在地震时,建筑物所受到的地震作用会引起建筑物本身和内部构件的振动。
为了减小建筑物被破坏的风险,设计师需要保证建筑物具有一定的弹性,能够在地震中有所变形。
4. 健康性:建筑物在地震中受到的刺激可能会对人体造成不良影响,例如晕眩、头痛等。
因此,建筑抗震设计必须考虑人体健康因素,以减小地震对人体的危害。
二、抗震设计的方法1. 结构措施结构措施是提高建筑抗震能力的有效途径。
设计师可以使用以下措施来提高建筑的抗震性能:(1)增加结构抗震能力:通过加强建筑的框架构造、增加板层间的钢筋、增加板层的受剪能力等措施,提高建筑整体的抗震能力。
(2)建筑物刚度增加:适当提高建筑物的刚度,可以缩小建筑物在地震中的位移,减少地震对建筑物的危害。
(3)隔震设计:将高弹性材料或者隔震器等材料置于建筑物和地基之间,以隔离建筑物和地震能量的传递,提高建筑物的抗震能力。
(4)减震设计:通过在结构中设置阻尼器等材料,可减小建筑物在地震中的振动量。
2. 质量控制质量控制也是提高建筑抗震能力的重要方法。
设计过程中,要严格按照抗震设计规范和要求进行设计,确保建筑能够承受地震所带来的作用。
同时,在使用材料时,设计师需要注意材料的品质和质量。
创意建筑防洪防震方案
创意建筑防洪防震方案创意建筑防洪防震方案近年来,自然灾害频发,特别是洪水和地震对人类生命和财产带来了巨大伤害。
为了提高建筑物抗洪抗震能力,必须针对这些问题进行探讨和研究。
本文将提出一系列创意的建筑防洪防震方案,希望能为建筑行业提供一些新的思路和方法。
一、防洪方案1. 地面起伏设计:在设计建筑物的时候,可以利用地面的起伏和坡度,使建筑物所处的地势较高,这样可以有效减少洪水涌入建筑物的可能性。
2. 绿色屋顶:在建筑物的顶部设置绿色屋顶,可以帮助吸收和渗透雨水,减缓雨水的冲击力和排水压力。
3. 水景线设计:在设计建筑物的周围设置水景线,将建筑物与自然环境融为一体,同时还可以增加积水面积,减少洪水对建筑的冲击。
4. 抗洪泵站:在建筑物的地下室或者底层设置抗洪泵站,及时将洪水泵送至安全区域,减少洪水对建筑物内部设施造成的损害。
二、防震方案1. 减震材料:在建筑物的结构中加入减震材料,如弹性橡胶等,可以有效减缓地震对建筑物的冲击力。
2. 强度提升:采用高强度材料作为建筑物的主要结构材料,如高强度钢筋、高强度混凝土等,增加建筑物的抗震能力。
3. 吊顶设计:在建筑物的吊顶设置减震设施,如弹簧吊顶等,可以减少地震对室内设施的冲击。
4. 预应力技术:利用预应力技术,增加建筑物结构的稳定性和抗震能力,减少地震对建筑物的影响。
以上的防洪防震方案只是一些创意的想法,具体的实施还需要建筑师和工程师根据具体情况进行详细设计和选择。
此外,在建筑设计的过程中,还需要注重合理规划和选择建筑地点,避免选择易受洪水侵袭和地震影响的区域。
同时,做好灾害应对规划和预案也是非常重要的。
建筑师和工程师们应该合理规划建筑物的疏散通道和避难场所,并且在建筑中安装警报系统和紧急疏散设施,以确保人员的安全。
总之,创意的建筑防洪防震方案将为我们提供更安全和可持续的建筑环境,减少自然灾害对人类生命和财产的威胁。
我们应该始终关注科技的进步和创新,不断提高抗洪抗震能力,提高人们的生活质量和安全保障水平。
抗震设计方法范文
抗震设计方法范文抗震设计是建筑设计中至关重要的一环,其目的是确保建筑在地震发生时能够尽可能地保持稳固并减少损坏。
下面将介绍一些常见的抗震设计方法。
1.结构稳定性设计:在抗震设计中,结构的稳定性是非常重要的,因为只有稳定的结构才能够抵抗地震的力量。
为此,需要进行合理的结构布局和选择适当的结构形式,如框架结构、桁架结构和剪力墙结构等。
另外,在结构设计中还需要考虑构件的连接方式和材料的选择,以确保结构与构件之间的刚性和稳定性。
2.弹性设计:弹性设计是指建筑在地震发生时能够恢复到初始状态的设计方法。
该方法要求结构具有足够的弹性变形能力,以承受地震引起的动力荷载。
例如,在设计过程中可以采用适当的刚度和强度参数来控制结构的变形,从而降低结构受力的影响。
3.考虑风险分析:在抗震设计中,需要通过风险分析来确定地震发生的概率和可能引起的破坏程度。
通过这种方法,可以对建筑物进行定量分析,并采取适当的设计措施来减少地震引起的损失。
4.减震设计:减震设计是一种有效的抗震设计方法,通过在建筑结构中引入减震装置来减少地震引起的动力荷载。
常见的减震装置有隔震层、摆钟和摩擦阻尼器等,这些装置可以减少地震引起的位移和加速度,从而降低结构的损害程度。
5.加强结构节点:结构节点是建筑结构中容易受到地震破坏的部位,因此在抗震设计中需要对节点进行加强。
可以通过增加节点的截面尺寸、采用合适的节点连接方式和使用高强度材料来提高节点的抗震能力,从而保证结构在地震发生时的稳定性。
6.使用抗震材料:抗震材料是指具有良好的抗震性能的材料,如高强度混凝土、高强度钢材和玻璃纤维等。
在抗震设计中,可以选择这些抗震材料以提高建筑结构的抗震能力,并保证结构在地震发生时的安全性和稳定性。
总的来说,抗震设计是一项复杂而重要的工作,它需要结构工程师充分考虑地震引起的力学作用,并采取合理的设计方法和措施来确保建筑在地震中能够承受得住,并减少损坏。
通过结构稳定性设计、弹性设计、风险分析、减震设计、加强结构节点和使用抗震材料等方法的综合应用,可以提高建筑的抗震性能,保障人们的生命安全。
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一。
抗震设计思路发展历程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。
后来随着对结构非线性性能的不断研究,人们发现设计结构时取的地震作用只是赋予结构一个基本屈服承载力,当发生更大地震时,结构将在一系列控制部位进入屈服后非弹性变形状态,并靠其屈服后的非弹性变形能力来经受地震作用。
由此,也逐渐形成了使结构在一定水平的地震作用下进入屈服,并达到足够的屈服后非弹性变形状态来耗散能量的现代抗震设计理论。
由以上可以看出,结构抗震设计思路经历了从弹性到非线性,从基于经验到基于非线性理论,从单纯保证结构承载能力的“抗”到允许结构屈服,并赋予结构一定的非弹性变形性能力的“耗”的一系列转变。
二。
现代抗震设计思路及关系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.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(即中震的),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(即小震的)来进行结构的强度设计,从而确定了结构的屈服水准。
2.制定有效的抗震措施使结构确实具备设计时采用的R所对应的延性能力。
其中主要包括内力调整措施(强柱弱梁、强剪弱弯)和抗震构造措施。
现代抗震设计理念是基于对结构非弹性性能的研究上建立起来的,其核心是关系,关系主要指在不同滞回规律和地面运动特征下,结构的屈服水准与自振周期以及最大非弹性动力反应间的关系。
其中R为弹塑性反应地震力降低系数,简称地震力降低系数;而为最大非弹性反应位移与屈服位移之比,称为位移延性系数;T则为按弹性刚度求得的结构自振周期。
60年代开始,研究者在滞回曲线为理想弹塑性及弹性刚度始终不变的前提下,通过对不同周期,不同屈服水准的非弹性单自由度体系做动力分析,得到了有关弹塑性反应下最大位移的规律:对T大于1.0秒的体系适用“等位移法则”即非弹性反应下的最大位移总等于同一地面运动输入下的弹性反应最大位移。
对于T在0.12-0.5秒之间的结构,适用“等能量法则”即非弹性反应下的弹塑性变形能等于同一地震地面运动输入下的弹性变形能。
当“等能量原则”适用时,随着R的增大,位移延性需求的增长速度比“等位移原则”下按与R 相同的比例增长更快。
由以上规律我们可以看出,如果以结构弹性反应为准,把结构用来做承载能力设计的地震作用取的越低,即R越大,则结构在与弹性反应时相同的地震作用下达到的非弹性位移就越大,位移延性需求就越高。
这意味着结构必须具有更高的塑性变形能力。
规律初步揭示出不同弹性周期的结构,当其弹塑性屈服水准取值大小不同时,在同一地面运动输入下屈服水准与所达到的最大非弹性位移之间的关系。
也揭示出了延性能力和塑性耗能能力是屈服水准不高的结构在较大地震引起的非弹性动力反应中不致发生严重损坏和倒塌的主要原因。
让人们认识到延性在抗震设计中的重要性。
之所以存在上诉的规律,我们应该注意到钢筋混凝土结构的一些相关特性。
首先,通过人为措施可以使结构具有一定的延性,即结构在外部作用下,可以发生足够的非线性变形,而又维持承载力的属性。
这样就可以保证结构在进入较大非线性变形时,不会出现因强度急剧下降而导致的严重破坏和倒塌,从而使结构在非线性变形状态下耗能成为可能。
其次,作为非线弹性材料的钢筋混凝土结构,在一定的外力作用下,结构将从弹性进入非弹性状态。
在非弹性变形过程中,外力做功全部变为热能,并传入空气中耗散掉。
我们可以进一步以单质点体系的无阻尼振动来分析,在弹性范围振动时,惯性力与弹性恢复力总处于动态平衡状态,体系能量在动能、势能间不停转换,但总量保持不变。
如果某次振动过大,体系进入屈服后状态,则体系在平衡位置的动能将在最大位移处转化为弹性势能和塑性变形能两部分,其中,塑性变性能将耗散掉,从而减小了体系总的能量。
由此我们可以想到,在地震往复作用下,结构在振动过程中,如果进入屈服后状态,将通过塑性变性能耗散掉部分地震输给结构的累积能量,从而减小地震反应。
同时,实际结构存在的阻尼也会进一步耗散能量,减小地震反应。
此外,结构进入非弹性状态后,其侧向刚度将明显小于弹性刚度,这将导致结构瞬时刚度的下降,自振周期加长,从而减小地震作用。
随着对规律认识的深入,这一规律已被各国规范所接受。
在抗震设计时,对在同一烈度区的同一类结构,可以根据情况取用不同的R,也就是不同的用于强度设计的地震作用。
当R 取值较大,即用于设计的地震作用较小时,对结构的延性要求就越严;反之,当R取值较小,即用于设计的地震作用较大时,对结构的延性要求就可放松。
目前,国际上逐步形成了一套“多层次,多水准性态控制目标”的抗震理念。
这一理念主要含义为:工程师应该选择合适的形态水准和地震荷载进行结构设计。
建筑物的性态是由结构的性态,非结构构件和体系的性态以及建筑物内容物性态的组合。
目前性态水准一般分为:损伤出现(DAMAGE ONSET)、正常运作(OPERA TIONAL)、能继续居住(COUNTINUED OCCUPANCY)、可修复的(REPAIRABLE)、生命安全(LIFE SAFE)、倒塌(COLLAPSE)。
性态目标指建筑物在一定程度的地震作用下对所期望的性态水准的表述。
对建筑抗震设计应采用多重性态目标,比如美国的“面向2000基于性态工程的框架方案”曾对一般结构、必要结构、对安全起控制作用的结构分别建议了相应的性态目标――基本目标(常遇地震下完全正常运作,少遇地震下正常运作,罕遇地震下保证生命安全,极罕遇地震下接近倒塌)、必要目标(少于地震下完全正常运作,罕遇地震下正常运作,极罕遇地震下保证生命安全)、对安全其控制作用的目标(罕遇地震下完全正常运作,极罕遇地震下正常运作)。
对重要性不同的建筑,如协助进行灾害恢复行动的医院等建筑,应该按较高的性态目标设计,此外,也可以针对甲方对建筑提出的不同抗震要求,选择不同的性态目标。
论文对钢筋混凝土建筑结构现代抗震思路来自免费论文网' mh7B 8 {?R kK?G?up=Rqv_s#JD=zFj l2{ |行政管理论文= I hA +qAeS5_hPG0 t $ E• [GX三。
保证结构延性能力的抗震措施合理选择了结构的屈服水准和延性要求后,就需要通过抗震措施来保证结构确实具有所需的延性能力,从而保证结构在中震、大震下实现抗震设防目标。
系统的抗震措施包括以下几个方面内容:1.“强柱弱梁”:人为增大柱相对于梁的抗弯能力,使钢筋混凝土框架在大震下,梁端塑性铰出现较早,在达到最大非线性位移时塑性转动较大;而柱端塑性铰出现较晚,在达到最大非线性位移时塑性转动较小,甚至根本不出现塑性铰。
从而保证框架具有一个较为稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。
2.“强剪弱弯”:剪切破坏基本上没有延性,一旦某部位发生剪切破坏,该部位就将彻底退出结构抗震能力,对于柱端的剪切破坏还可能导致结构的局部或整体倒塌。
因此可以人为增大柱端、梁端、节点的组合剪力值,使结构能在大震下的交替非弹性变形中其任何构件都不会先发生剪切破坏。
3.抗震构造措施:通过抗震构造措施来保证形成塑性铰的部位具有足够的塑性变形能力和塑性耗能能力,同时保证结构的整体性。
这一系统的抗震措施理念已被世界各国所接受,但是对于耗能机构却出现了以新西兰和美国为代表的两种不完全相同的思路。
首先,这两种思路都是以优先引导梁端出塑性铰为前提。
新西兰的抗震研究者认为耗能机构宜采用符合塑性力学中的“理想梁铰机构”,即梁端全部形成塑性铰,同时底层柱底也都形成塑性铰的“全结构塑性机构”。
其具体做法是通过结构分析得到各构件组合内力值后,对梁端截面就按组合弯矩进行截面设计;而对除底层柱底以外的柱截面,则用人为增大了以后的组合弯矩和组合轴力进行设计;对底层柱底截面则用增大幅度较小的组合弯矩和组合轴力进行截面设计。
通过这一做法实现在大震下的较大塑性变形中,梁端塑性铰形成的较为普遍,底层柱底塑性铰出现迟于梁端塑性铰,而其余所有的柱截面不出现塑性铰,最终形成“理想梁铰机构”。
为此,这种方法就必须取足够大的柱端弯矩增强系数。
美国抗震界则认为新西兰取的柱弯矩增强系数过大,根据经验取了较小的柱弯矩增强系数,这一做法使结构在大震引起的非弹性变形过程中,梁端塑性铰形成较早,柱端塑性铰形成的相对较迟,梁端塑性铰形成的较普遍,柱端塑性铰形成的相对少一些,从而形成“梁柱塑性铰机构”。
新西兰抗震措施的好处在于“理想梁铰机构”完全利用了延性和塑性耗能能力较好的梁端塑性铰来实现框架延性和耗散地震能量,同时因为除底层柱底外的其它柱端不出现塑性铰,也就不必再对这些柱端加更多的箍筋。
但是这种思路过于受塑性力学形成理想机构概念的制约,总认为底层柱底应该形成塑性铰,这样就对底层柱底提出了较严格的轴压比要求,同时还要用足够多的箍筋来使柱底截面具有所需的延性,此外,底层柱底如果延性不够发生破坏很容易导致结构整体倒塌。
这些不利因素使该方法丧失了很大的优势。
因此很多研究者认为不需要被塑性力学的机构概念所限制,只要能在大震下实现以下的塑性耗能机构,就能保证抗震设计的基本要求:1.以梁端塑性铰耗能为主;2.不限制柱端塑性铰出现(包括底层柱底),但是通过适当增强柱端抗弯能力的方法使它在大震下的塑性转动离其塑性转动能力有足够裕量;3.同层各柱上下端不同时处于塑性变形状态。
我国的抗震措施中对耗能机构的考虑也基本遵循了这一思路,采用了“梁柱塑性铰机构”模式,而放弃了新西兰的基于塑性力学的“理想梁铰机构”模式。
抗震设计中我们为了避免没有延性的剪切破坏的发生,采取了“强剪弱弯”的措施来处理构件受弯能力与受剪能力的关系问题。
值得注意的是,与非抗震抗剪破坏相比,地震作用下的剪切破坏是不同的。
以梁构件为例,在较大地震作用下,梁端形成交叉斜裂缝区,该区混凝土受斜裂缝分割,形成若干个菱形块体,而且破碎会随着延性增长而加剧。
由于交叉斜裂缝与塑性铰区基本重合,垂直和斜裂缝宽度都会随延性而增大。
抗震下根据梁端的受力特征,正剪力总是大于负剪力,正剪力作用下的剪压区一般位于梁下部,但由于地震的往复作用,梁底的混凝土保护层可能已经剥落,从而削弱了混凝土剪压区的抗剪能力;交叉斜裂缝宽度比非抗震情况大,以及斜裂缝反复开闭,混凝土破碎更严重,从而使斜裂缝界面中的骨料咬合效应退化;混凝土保护层剥落和裂缝的加宽又会使纵筋的销栓作用有一定退化。