设计基本地震加速度结构设计
设计基本地震加速度 地震动峰值加速度
设计基本地震加速度地震动峰值加速度在地震工程领域,设计基本地震加速度(DBA)和地震动峰值加速度(PGA)是两个非常重要的概念。
它们是用来衡量地震破坏性的重要参数,影响着建筑物、桥梁和其他工程结构的设计和抗震性能。
本文将从简单到复杂,由浅入深地探讨DBA和PGA的定义、计算方法、影响因素以及其在工程设计中的重要性。
1. DBA和PGA的定义DBA是指在设计使用寿命内,结构所经历的地震作用的平均加速度。
它是根据概率统计的方法,对设计寿命内可能出现的地震进行统计分析得到的数值。
一般情况下,DBA的计算会考虑一定的概率水平,比如百年一遇或千年一遇的地震事件。
而PGA则是地震记录中的最大地面水平加速度峰值。
它是地震动中最重要的参数之一,用来表示地震的强度。
通常情况下,PGA是直接从地震记录中获取的。
2. 计算方法对于DBA的计算,一般采用地震动谱的方法。
地震动谱是描述地震动性质的一个重要工具,它可以将地震在不同频率下的加速度值表示出来。
通过对地震记录进行处理,可以获得不同周期下的地震动加速度响应谱曲线,然后根据设计地震作用的概率统计进行分析,得到DBA的数值。
而PGA的计算相对简单,直接从地震记录中寻找到峰值加速度即可。
3. 影响因素DBA和PGA受多个因素的影响。
地震活动性是最重要的影响因素之一。
地震频繁的地区,其DBA和PGA值通常会较大。
地形地貌也会对DBA和PGA产生影响,如山区、平原、沿海地区等不同地形地貌的DBA和PGA值可能存在较大差异。
土壤条件、地下水位、地质构造等因素也会对DBA和PGA产生一定的影响。
4. 工程设计中的重要性在工程设计中,DBA和PGA的值对结构的设计和抗震性能起着至关重要的作用。
设计地震加速度的选取直接影响着结构的抗震设防水平,而结构的抗震能力又直接关系到结构的安全性和破坏性。
合理、准确地选取DBA和PGA的数值,对工程结构的安全性和经济性至关重要。
总结:设计基本地震加速度和地震动峰值加速度是地震工程中的重要概念,它们直接影响着结构的设计和抗震性能。
结构抗震设计的基本概念及抗震结构的概念设计
重不均匀,不连续。 主要破坏:第4层与第5层之间(竖向刚度和承载力突变),周围柱子严重开裂,柱钢筋压屈; 横向裂缝贯穿3层以上的所有楼板(有的宽达1cm),直至电梯井东侧; 塔楼西立面、其他立面窗下和电梯井处的空心砖填充墙及其它非结构构件均
建筑抗震概念设计基本内容
1.建筑设计应重视建筑结构的规则性; 2.合理的建筑结构体系选择; 3.抗侧力结构和构件的延性设计。
结构设计的7条基本原则
1、质量与刚度对称原则 2、比例协调原则 3、减轻自重原则,使建筑物自重减轻,重心降低, 4、弹性原则,采用均质材料 5、下部结构的可靠性原则,采用密实且具有足够刚度的
(1) 悬臂、倾斜体系,水平地震作用会导致较大的竖向位移。
特别是对于悬臂段,可能产生较大的竖向位移和振动,进而影 响建筑的正常使用; (2)倾斜、悬臂体系,使得结构在竖向地震作用下,存在较大 的水平和竖向动力响应; (3)地震作用下,结构基础承受较大的倾覆弯矩;(蹲马步) (4) 结构严重竖向不规则,结构各层的位移和内力响应沿高度 有很大变化,特别是在9 层(裙房顶层)和37层(悬臂底层) ,应 力高度集中,层间位移大; (5)结构倾斜和受力构件的不对称分布,使得结构对不同方向 水平地震作用的响应有一定差异; (6)地震作用下,结构会有较大的扭转变形; (7)薄弱部位的构件,在地震作用下应力水平较高,可能较早
地裂
1.2 选择有利于抗震的场地 《规范》3.3.4 地基和基础设计应符合下列要求: 1、同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同
抗震设防烈度为7度结构设计总说明
结构设计总说明一、结构概况:1、抗震设防烈度为7度,设计基本加速度值为0.15g,设计地震分组为第三组。
地震作用中的结构阻尼比为0.05;地震影响系数为0.08;特征周期0.40s;2、建筑场地类别为Ⅱ类,地基基础设计等级为丙级。
建筑抗震设防类别为:丙类。
3、结构安全等级:二级;建筑耐火等级:二级;工程地点:临洮县龙门镇。
4、本工程结构设计使用年限为50年;±0.000标高所对应的绝对标高现场定。
5、本工程为二层住宅,砖混结构。
房屋高度:一层层高为3.3米,二层3.0米。
6、本工程图文所注标高以“米”为单位,尺寸均以:“毫米”为单位7、本工程所注标高均为建筑标高,除注明外均为梁板顶标高。
8、未经技术鉴定或设计许可,不得改变结构的用途和使用环境。
二、设计依据:1、建筑抗震设计规范<GB50011-2010>;2、建筑结构荷载规范<GB50009-2012>3、混凝土结构设计规范<GB50010-2010>;4、砌体结构设计规范<GB50003-2001>5、建筑地基基础设计规范<GB50007-2011>;6、多孔砖砌体结构技术规范<JGJ137-2001>7、建筑结构可靠度设计统一标准<GB50223-2001>;8、建筑工程抗震设防分类标准<GB50223-2008>9、建筑地基处理基础技术规范<JGJ79-2002>;10、混凝土结构耐久性设计规范<GB/T50476-2008>三、地基基础:有关地基基础说明详见结施-03四、活载取值(KN/㎡);1、非上人屋面0.5;2、上人屋面2.0;3、楼梯3.5;4、阳台:2.05、其它2.06、基本风压0.4;7、基本雪压0.2五、门窗过梁:门窗过梁根据洞口尺寸选自国标<02G05>,截面宽度同墙宽,荷载等级选二级,凡与构造柱相交处均改用现浇当圈梁兼过梁时洞口尺寸宽度小于1.8米,梁底另加2?14;洞口宽度大于1.8m,梁底另加2?16;洞口宽度大于3.0m,梁底另加2?18;并且每边深入墙内250mm外墙过梁与圈梁相冲突时参照图一施工。
王社良版《抗震结构设计》要点及重要习题及答案-考试必胜
六、 计算题1、某两层钢筋混凝土框架,集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等kN 120021==G G ,每层层高皆为4.0m ,各层的层间刚度相同m /kN 863021=∑=∑D D ;Ⅱ类场地,设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g ,设计分组为第二组,结构的阻尼比为05.0=ζ。
(1)求结构的自振频率和振型,并验证其主振型的正交性(2)试用振型分解反应谱法计算框架的楼层地震剪力解1):(1)计算刚度矩阵m kN k k k /17260286302111=⨯=+=m kN k k k /863022112-=-==m kN k k /8630222==(2)求自振频率])(4)()[(21211222112121122211122212122,1k k k k m m k m k m k m k m m m --++= ω ])8630(863017260[(1201204)172601208630120()172601208630120[(1201202122--⨯⨯⨯-⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=28.188/47.27=s rad /24.51=ω s rad /72.132=ω(3)求主振型当s rad /24.51=ω 1618.186301726024.5120212112111112=--⨯=-=k k m X X ω 当s rad /72.132=ω1618.086301726072.13120212112212122-=--⨯=-=k k m X X ω (4)验证主振型的正交性质量矩阵的正交性0618.0000.112000120618.1000.1}]{[}{21=⎭⎬⎫⎩⎨⎧-⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎭⎬⎫⎩⎨⎧=T T X m X 刚度矩阵的正交性0618.0000.186308630863017260618.1000.1}]{[}{21=⎭⎬⎫⎩⎨⎧-⎥⎦⎤⎢⎣⎡--⎭⎬⎫⎩⎨⎧=T T X k X 解2):由表3.2查得:Ⅱ类场地,第二组,T g =0.40s由表3.3查得:7度多遇地震08.0max=α 第一自振周期g g T T T T 5s,200.12111<<==ωπ 第二自振周期g g T T T T 5s,458.02122<<==ωπ (1)相应于第一振型自振周期1T 的地震影响系数:030.008.0200.140.09.0max 9.011=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ααT T g第一振型参与系数 724.0618.11200000.11200618.11200000.11200222121111=⨯+⨯⨯+⨯==∑∑==i i i n i i i m m φφγ 于是:kN 06.261200000.1724.0030.01111111=⨯⨯⨯==G F φγαkN 17.421200618.1724.0030.02121112=⨯⨯⨯==G F φγα第一振型的层间剪力:kN 17.421212==F VkN 23.68121111=+=F F V(2)相应于第二振型自振周期2T 的地震影响系数: 071.008.0458.040.09.0max 9.022=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ααT T g第二振型参与系数 276.0)618.0(1200000.11200)618.0(1200000.11200222122122=-⨯+⨯-⨯+⨯==∑∑==i i in i ii m m φφγ 于是:kN 52.231200000.1276.0071.01212221=⨯⨯⨯==G F φγαkN 53.141200)618.0(276.0071.02222222-=⨯-⨯⨯==G F φγα第二振型的层间剪力:kN 53.142222-==F VkN 99.8222121=+=F F V(3)由SRSS 法,计算各楼层地震剪力: kN 60.44)53.14(17.422222222=-+==∑=j j V VkN 821.6899.823.682222211=+==∑=j j VV2、某两层钢筋混凝土框架,集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等kN 120021==G G ,每层层高皆为4.0m ,框架的自振周期s 028.11=T ;各层的层间刚度相同m /kN 863021=∑=∑D D ;Ⅱ类场地,7度第二组()08.0 s,40.0max ==αg T ,结构的阻尼比为05.0=ζ,试按底部剪力法计算框架的楼层地震剪力,并验算弹性层间位移是否满足要求([]450/1=e θ)。
设计基本地震加速度 地震动峰值加速度
设计基本地震加速度地震动峰值加速度地震是地球上常见的自然灾害之一,它造成了巨大的破坏和人员伤亡。
地震加速度是地震运动的重要指标之一,它描述了地震破坏力的大小。
在地震工程设计中,准确计算地震加速度对建筑物的影响至关重要,因为它直接影响到建筑物的结构安全性和稳定性。
地震加速度指的是地震时地面上点的加速度大小,通常用g (重力加速度)的倍数表示。
例如,地震动峰值加速度为0.2g 表示地面上某点的加速度是重力加速度的0.2倍。
根据地震动峰值加速度的大小可以判断地震对建筑物的破坏程度,从而科学合理地进行建筑物的设计和抗震改造。
设计基本地震加速度的确定是地震工程设计的重要环节之一。
根据不同地区的地震活动性和建筑物的结构特性,设计师需要选择适当的地震动峰值加速度作为设计基准。
在确定设计基本地震加速度时,需要综合考虑多方面的因素。
其中包括地震活动性、地形地貌、构造特征等因素的综合分析,以及建筑物的重要性和使用功能等因素的综合评估。
在选择设计基本地震加速度时,通常采用概率性设计方法。
这种方法通过分析历史地震数据和地震危险性评估结果,结合概率统计方法,确定不同概率水平下的地震动峰值加速度。
常见的概率水平包括50年一遇、100年一遇、500年一遇等。
设计师根据不同建筑物的重要性和使用功能选择适当的概率水平,确定相应的设计基本地震加速度。
为了计算和确定地震加速度,地震工程师通常使用地震动记录仪采集的地震数据。
这些数据包括地震动速度和加速度的时间变化曲线。
通过对这些时间变化曲线进行分析和处理,可以得到地震加速度的时程图。
地震加速度的时程图反映了地震行波过程中的加速度变化规律,是进行建筑物动力分析和抗震设计的重要输入参数。
在地震工程设计中,地震加速度的大小对建筑物结构的破坏程度具有重要影响。
根据地震动峰值加速度的大小和建筑物的结构特性,可以确定建筑物的抗震性能要求,选择适当的抗震措施和设计方案。
通过科学合理地确定设计基本地震加速度,可以提高建筑物的结构安全性和稳定性,减少地震灾害对人民生命财产的威胁。
设计基本地震加速度 地震动峰值加速度
设计基本地震加速度地震动峰值加速度摘要:一、地震加速度的定义与作用二、设计基本地震加速度的概念及计算方法三、地震动峰值加速度与地震烈度的关系四、设计基本地震加速度在工程设计中的应用五、我国主要城市的地震加速度及烈度分布正文:地震加速度是描述地震动强度的重要参数,它反映了地震动作用下地面运动的速度变化。
设计基本地震加速度,是指在工程设计中,为了保证结构安全,所需考虑的地震动峰值加速度。
一、地震加速度的定义与作用地震加速度是衡量地震动强度的重要指标,通常用地震动峰值加速度(PGA)来表示。
地震加速度的大小对于评估地震灾害、建筑物抗震设计以及地震应急预案具有重要意义。
二、设计基本地震加速度的概念及计算方法设计基本地震加速度,也称为设计地震加速度,是在建筑物抗震设计中采用的地震加速度值。
一般采用地震动峰值加速度的一定比例(通常为0.1)作为设计基本地震加速度。
设计基本地震加速度的计算方法主要有经验公式法、地震学方法等。
三、地震动峰值加速度与地震烈度的关系地震动峰值加速度与地震烈度是衡量地震灾害程度的两个重要参数。
一般来说,地震动峰值加速度越大,地震烈度越高,地震灾害程度也越严重。
在地震烈度相同的条件下,地震动峰值加速度越大,地震动的破坏力也越大。
四、设计基本地震加速度在工程设计中的应用设计基本地震加速度在工程设计中具有重要作用,它是建筑物抗震设计的重要依据。
在建筑物结构设计中,需要根据设计基本地震加速度来计算地震作用下的结构内力和变形,以确保结构在地震作用下的安全性。
此外,设计基本地震加速度还用于评估地震灾害风险、制定地震应急预案等。
五、我国主要城市的地震加速度及烈度分布我国地震活动频繁,地震加速度和烈度分布差异较大。
根据地震学研究和地震观测数据,我国主要城市的地震加速度及烈度分布如下:1.北京:地震动峰值加速度约为0.2g,地震烈度为7 度。
2.上海:地震动峰值加速度约为0.15g,地震烈度为6 度。
建筑工程结构设计中的抗震设计
建筑工程结构设计中的抗震设计【摘要】地震是一种常见的自然灾害,对建筑结构造成了严重的影响。
为了减少地震对建筑物的破坏和损失,抗震设计成为了建筑工程结构设计中不可或缺的一部分。
抗震设计原则包括了增加建筑物的抗震能力、减小结构的振动响应等。
抗震设计方法主要包括了减震设备的应用和加固结构等措施。
抗震设计的重要性不言而喻,它直接关系到人们的生命安全和财产损失。
随着科技的不断进步,抗震设计也在不断地发展和完善,为建筑结构的安全保驾护航。
建筑工程结构设计中的抗震设计必不可少,未来的趋势将是更加注重科技创新和资源利用的合理性。
对抗震设计的思考也逐渐向着更加全面和深入的方向发展。
【关键词】建筑工程、抗震设计、地震灾害、原则、方法、重要性、发展、必要性、未来趋势、思考。
1. 引言1.1 建筑工程结构设计中的抗震设计建筑工程结构设计中的抗震设计是一项至关重要的工作,它直接关系到建筑物在地震发生时的抵抗能力和安全性。
地震是一种自然灾害,会对建筑物造成严重破坏,甚至导致人员伤亡。
抗震设计是保障建筑物及其使用者安全的关键。
在进行抗震设计时,需要遵循一定的原则,如保证建筑物的整体稳定性、提高结构的整体刚度和韧性、采用合适的抗震措施等。
不同的抗震设计方法可以根据建筑物的特点和地震的频率来选择,包括减震结构、加固结构、防震设备等。
抗震设计的重要性不言而喻,它可以有效减少地震对建筑物造成的破坏,保护人员的生命财产安全。
随着科技的发展和经验的积累,抗震设计不断得到完善和提高,建筑工程的抗震性能也在不断提升。
建筑工程结构设计中的抗震设计是保障建筑物安全的重要环节,只有不断提高设计水平,完善设计方案,才能有效应对地震灾害,保障人们的生命财产安全。
2. 正文2.1 地震灾害的影响地震是地球上一种常见的自然灾害,对建筑工程结构设计产生了极大的影响。
地震会导致建筑物的倒塌、墙体开裂、结构损坏等现象,进而造成人员伤亡、财产损失、城市功能瘫痪等严重后果。
我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组
我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组A.0.20四川省1抗震设防烈度不低于9度,设计基本地震加速度值不小于0.40g:第一组:康定,西昌2抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.30g:第一组:冕宁*3抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.20g:第一组:道孚,泸定,甘孜,炉霍,石棉,喜德,普格,宁南,德昌,理塘,茂县,汶川,宝兴第二组:松潘,平武,北川(震前),都江堰第三组:九寨沟4抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g:第一组:巴塘,德格,马边,雷波第二组:越西,雅江,九龙,木里,盐源,会东,新龙,天全,芦山,丹巴,安县,青川,江油,绵竹,什邡,彭州,理县,剑阁*第三组:荥经,汉源,昭觉,布拖,甘洛5抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g:第一组:乐山(除金口河外的3个市辖区),自贡(4个市辖区),宜宾,宜宾县,峨边,沐川,屏山,得荣第二组:攀枝花(3个市辖区),若尔盖,色达,壤塘,马尔康,石渠,白玉,盐边,米易,乡城,稻城,金口河,峨眉山,雅安,广元(3个市辖区),中江,德阳,罗江,绵阳(2个市辖区) 第三组:名山,美姑,金阳,小金,会理,黑水,金川,洪雅,夹江,邛崃,蒲江,彭山,丹棱,眉山,青神,郫县,温江,大邑,崇州,成都(8个市辖区),双流,新津,金堂,广汉6 抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0. 05g:第一组:泸州(3个市辖区),内江(2个市辖区),宣汉,达州,达县,大竹,邻水,渠县,广安,华蓥,隆昌,富顺,泸县,南溪,江安,长宁,高县,珙县,兴文,叙永,古蔺,资阳,仁寿,资中,犍为,荣县,威远,通江,万源,巴中,阆中,仪陇,西充,南部,射洪,大英,乐至第二组:梓潼,筠连,井研,阿坝,南江,苍溪,旺苍,盐亭,三台,简阳第三组:红原A.0.24陕西省1 抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.20g:第一组:西安(8个市辖区),渭南,华县,华阴,潼关,大荔第二组:陇县2 抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g:第一组:咸阳(2个市辖区及杨凌特区),宝鸡(2个市辖区),高陵,千阳,岐山,凤翔,扶风,武功,兴平,周至,眉县,宝鸡县,三原,富平,澄城,蒲城,泾阳,礼泉,长安,户县,蓝田,韩城,合阳第二组:凤县,略阳3 抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为010g:第一组:安康,平利,乾县,洛南第二组:白水,耀县,淳化,麟游,永寿,商州,铜川(2个市辖区)*,柞水*,勉县,宁强,南郑,汉中第三组:太白,留坝4 抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g:第一组:延安,清涧,神木,佳县,米脂,绥德,安塞,延川,延长,定边,吴旗,志丹,甘泉,富县,商南,旬阳,紫阳,镇巴,白河,岚皋,镇坪,子长*第二组:府谷,吴堡,洛川,黄陵,旬邑,洋县,西乡,石泉,汉阴,宁陕,城固第三组:宜川,黄龙,宜君,长武,彬县,佛坪,镇安,丹凤,山阳A.0.25甘肃省1 抗震设防烈度不低于9度,设计基本地震加速度值不小于0.40g:第一组:古浪2 抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.30g:第一组:天水(2个市辖区),礼县第二组:平川区,西和3 抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.20g:第一组:菪昌,肃北第二组:兰州(4个市辖区),成县,徽县,康县,武威,永登,天祝,景泰,靖远,陇西,武山,秦安,清水,甘谷,漳县,会宁,静宁,庄浪,张家川,通渭,华亭,陇南,文县第三组:两当,舟曲4 抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g:第一组:康乐,嘉峪关,玉门,酒泉,高台,临泽,肃南第二组:白银(白银区),永靖,岷县,东乡,和政,广河,临潭,卓尼,迭部,临洮,渭源,皋兰, 崇信,榆中,定西,金昌,阿克塞,民乐,永昌,红古区第三组:平凉5 抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为010g:第一组:张掖,合作,玛曲,金塔,积石山第二组:敦煌,安西,山丹,临夏,临夏县,夏河,碌曲,泾川,灵台第三组:民勤,镇原,环县6 抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g:第二组:华池,正宁,庆阳,合水,宁县第三组:西峰[修订说明]根据国家标准GB18306-2001《中国地震动参数区划图》第1号修改单(国标委服务函[2008]57号)对四川、甘肃、陕西部分地区地震动参数的相关规定,对汶川地震后相关地区县级及县级以上城镇的中心地区建筑工程抗震设计时所采用的抗震设防烈度、设计基本地震加速度值和所属的设计地震分组加以调整。
抗震设防烈度为7度结构设计总说明
结构设计总说明一、结构概况:1、抗震设防烈度为7度,设计基本加速度值为0.15g,设计地震分组为第三组。
地震作用中的结构阻尼比为0.05;地震影响系数为0.08;特征周期0.40s;2、建筑场地类别为Ⅱ类,地基基础设计等级为丙级。
建筑抗震设防类别为:丙类。
3、结构安全等级:二级;建筑耐火等级:二级;工程地点:临洮县龙门镇。
4、本工程结构设计使用年限为50年;±0.000标高所对应的绝对标高现场定。
5、本工程为二层住宅,砖混结构。
房屋高度:一层层高为3.3米,二层3.0米。
6、本工程图文所注标高以“米”为单位,尺寸均以:“毫米”为单位7、本工程所注标高均为建筑标高,除注明外均为梁板顶标高。
8、未经技术鉴定或设计许可,不得改变结构的用途和使用环境。
二、设计依据:1、建筑抗震设计规范<GB50011-2010>;2、建筑结构荷载规范<GB50009-2012>3、混凝土结构设计规范<GB50010-2010>;4、砌体结构设计规范<GB50003-2001>5、建筑地基基础设计规范<GB50007-2011>;6、多孔砖砌体结构技术规范<JGJ137-2001>7、建筑结构可靠度设计统一标准<GB50223-2001>;8、建筑工程抗震设防分类标准<GB50223-2008>9、建筑地基处理基础技术规范<JGJ79-2002>;10、混凝土结构耐久性设计规范<GB/T50476-2008>三、地基基础:有关地基基础说明详见结施-03四、活载取值(KN/㎡);1、非上人屋面0.5;2、上人屋面2.0;3、楼梯3.5;4、阳台:2.05、其它2.06、基本风压0.4;7、基本雪压0.2五、门窗过梁:门窗过梁根据洞口尺寸选自国标<02G05>,截面宽度同墙宽,荷载等级选二级,凡与构造柱相交处均改用现浇当圈梁兼过梁时洞口尺寸宽度小于1.8米,梁底另加2?14;洞口宽度大于1.8m,梁底另加2?16;洞口宽度大于3.0m,梁底另加2?18;并且每边深入墙内250mm外墙过梁与圈梁相冲突时参照图一施工。
设计基本加速度和水平地震影响系数的关系
设计基本加速度和水平地震影响系数的关系今天这篇文章的由头,完全是因为前天晚上的一个疑问:01版抗规中的设计基本地震加速度-----“0.05g、0.1g。
”等。
既然规范里有数据,为什么又不参与计算?列出以上数据的意义是什么呢?这些东西和水平地震影响系数又是怎么样个关系呢?找遍网络与现有书籍,无此解释,只好自力更生,艰苦奋思。
谁知越牵越多,牵出好多东西。
先从这个疑问总结吧。
一、关于设计基本地震加速度关于设计基本地震加速度的意义所在,我翻遍手头的所有资料发现最好还是是01版的新生事物。
意义到底何在?意义就在于对地震影响的表征。
89版采用的是设防烈度对地震影响进行表征。
而在01及10版的抗规中,对地震影响的表征,已经舍去了设防烈度,进而采取“设计基本地震加速度、设计特征周期”。
此做法优点何在?第一,设防烈度的划分标准偏于现象,改用设计基本地震加速度后,可以用具体参数来表征地震影响-----更科学、更“规范”,我想这是那些规编们最看重的一点优势;第二,采用设计基本地震加速度后,可以清楚的表征7度半(0.15g)与8度半(0.3g)的概念,拓宽了抗震设防烈度的概念-----更“延伸”;第三,设计基本地震加速度还是根据设防烈度进行分类的,原则上用基本地震加速度去表征与用现象去区分地震影响并不矛盾-----更“统一”。
写到这里,想起了本科毕业时去城乡设计院面试的情景。
虽然一晃六年过去了,那时的情景还是历历在目。
面试我的那老总,坐在宽大的老板桌后面,他问的我那几个都会的问题由于时间久远都记不得了,只是那个没答的问题让我记忆犹新,“咱这儿的设计基本地震加速度是多少?”坏菜,那会儿的我刚出校门,这名词依稀在考试中见过两次而已,当即败下阵来。
要是换成今天?可惜世上没有后悔药。
设计基本地震加速度——相应于设防烈度的地震地面运动峰值加速度,即为50年设计基准期超越概率10%的地震加速度的设计取值二、关于地震影响系数地震影响系数的由来:不管是底部剪力法,还是振型分解反应谱法,结构总水平地震作用标准值的根本计算方法,始终是牛顿第二定律的变体:F=αG以上公式的α即为地震影响系数,其实就是加速度除以了一个小g(重力加速度);G为质点的重量。
高层建筑结构设计中的抗震性能分析和优化
高层建筑结构设计中的抗震性能分析和优化摘要:高层建筑的抗震性能一直是结构工程领域的重要研究课题。
本文旨在分析高层建筑结构设计中的抗震性能,并探讨如何通过优化策略提高其抗震性。
我们首先概述了高层建筑的定义、特点和结构类型,然后深入探讨了影响高层建筑抗震性能的关键因素,包括结构材料、设计参数、地理和地质条件以及结构维护监测。
随后,我们提出了一系列优化策略,包括结构材料和构造技术的选择、结构参数和几何设计的调整、地震保险和风险管理以及高层建筑的抗震改造。
通过综合考虑这些因素,我们可以有效提高高层建筑的抗震性能,从而确保建筑物在地震发生时的安全性和可持续性。
最后,我们强调了抗震性能分析和优化在现代建筑工程中的重要性,鼓励进一步研究和实践,以不断提升高层建筑的抗震能力。
关键词:高层建筑、抗震性能、结构材料、地质条件、结构维护、监测、优化策略、抗震改造高层建筑作为现代城市的标志性建筑物,在城市发展中起到了重要作用。
然而,由于其高度和结构复杂性,高层建筑在地震发生时可能面临严重的破坏风险。
因此,研究高层建筑的抗震性能,并采取有效的优化策略,以确保其在地震中的安全性和可持续性变得至关重要。
本文将深入探讨高层建筑抗震性能的分析和优化,以帮助工程师和设计师更好地理解和处理这一挑战性问题[1]。
1. 高层建筑结构概述1.1 高层建筑的定义和特点高层建筑通常被定义为在一定高度范围内,其高度明显超出周围建筑物的建筑物。
它们的特点包括垂直高度的增加、大量使用建筑材料、复杂的功能需求以及对结构性能和安全性的高要求。
高层建筑的设计和建造需要考虑风荷载、地震荷载、温度变化等多种因素,以确保其稳定性和可持续性。
1.2 高层建筑的结构类型高层建筑可以采用多种结构类型,以满足不同的设计要求和地理条件。
常见的结构类型包括钢结构、混凝土结构、混合结构和木结构。
钢结构通常用于高层建筑,因其强度和抗震性能优越。
混凝土结构具有良好的耐火性和隔声性能,因此在高层住宅中广泛使用。
设计基本加速度及水平地震影响系数关系.docx
设计基本加速度和水平地震影响系数的关系今天这篇文章的由头,完全是因为前天晚上的一个疑问: 01 版抗规中的设计基本地震加速度 ----- “、。
”等。
既然规范里有数据,为什么又不参与计算列出以上数据的意义是什么呢这些东西和水平地震影响系数又是怎么样个关系呢找遍网络与现有书籍,无此解释,只好自力更生,艰苦奋思。
谁知越牵越多,牵出好多东西。
先从这个疑问总结吧。
一、关于设计基本地震加速度关于设计基本地震加速度的意义所在,我翻遍手头的所有资料发现最好还是从 89 与 2001 及 2010 几版抗规的对比中寻找解释,列表如下:项目GBJ11-89GB50011-2001及 2010地震影响表征采用设防烈度采用设计基本地震加速度、设计特征周期表证设计基本无6 度7 度8 度9 度地震加速度 (g)设计特征周期按设计近震或远震和按设计地震分组和场地类别确定:表场地类别确定可以看出, 89 版抗规中并没有设计基本地震加速度这项定义,此定义完全是 01 版的新生事物。
意义到底何在意义就在于对地震影响的表征。
89 版采用的是设防烈度对地震影响进行表征。
而在 01 及 10 版的抗规中,对地震影响的表征,已经舍去了设防烈度,进而采取“设计基本地震加速度、设计特征周期”。
此做法优点何在第一,设防烈度的划分标准偏于现象,改用设计基本地震加速度后,可以用具体参数来表征地震影响 ----- 更科学、更“规范”,我想这是那些规编们最看重的一点优势;第二,采用设计基本地震加速度后,可以清楚的表征 7 度半()与 8 度半()的概念,拓宽了抗震设防烈度的概念-----更“延伸”;第三,设计基本地震加速度还是根据设防烈度进行分类的,原则上用基本地震加速度去表征与用现象去区分地震影响并不矛盾-----更“统一”。
写到这里,想起了本科毕业时去城乡设计院面试的情景。
虽然一晃六年过去了,那时的情景还是历历在目。
面试我的那老总,坐在宽大的老板桌后面,他问的我那几个都会的问题由于时间久远都记不得了,只是那个没答的问题让我记忆犹新,“咱这儿的设计基本地震加速度是多少”坏菜,那会儿的我刚出校门,这名词依稀在考试中见过两次而已,当即败下阵来。
王社良版《抗震结构设计》要点及重要习题及答案,考试必胜
六、 计算题1、某两层钢筋混凝土框架,集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等kN 120021==G G ,每层层高皆为4.0m ,各层的层间刚度相同m /kN 863021=∑=∑D D ;Ⅱ类场地,设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g ,设计分组为第二组,结构的阻尼比为05.0=ζ。
(1)求结构的自振频率和振型,并验证其主振型的正交性(2)试用振型分解反应谱法计算框架的楼层地震剪力解1):(1)计算刚度矩阵m kN k k k /17260286302111=⨯=+=m kN k k k /863022112-=-==m kN k k /8630222==(2)求自振频率])(4)()[(21211222112121122211122212122,1k k k k m m k m k m k m k m m m --++= ω ])8630(863017260[(1201204)172601208630120()172601208630120[(1201202122--⨯⨯⨯-⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=28.188/47.27=s r a d /24.51=ω s rad /72.132=ω(3)求主振型当s r a d /24.51=ω 1618.186301726024.5120212112111112=--⨯=-=k k m X X ω 当s rad /72.132=ω1618.086301726072.13120212112212122-=--⨯=-=k k m X X ω (4)验证主振型的正交性质量矩阵的正交性0618.0000.112000120618.1000.1}]{[}{21=⎭⎬⎫⎩⎨⎧-⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎭⎬⎫⎩⎨⎧=T T X m X 刚度矩阵的正交性 0618.0000.186308630863017260618.1000.1}]{[}{21=⎭⎬⎫⎩⎨⎧-⎥⎦⎤⎢⎣⎡--⎭⎬⎫⎩⎨⎧=T T X k X 解2):由表3.2查得:Ⅱ类场地,第二组,T g =0.40s由表3.3查得:7度多遇地震08.0max=α 第一自振周期g g T T T T 5s,200.12111<<==ωπ 第二自振周期g g T T T T 5s,458.02122<<==ωπ (1)相应于第一振型自振周期1T 的地震影响系数:030.008.0200.140.09.0max 9.011=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ααT T g第一振型参与系数 724.0618.11200000.11200618.11200000.11200222121111=⨯+⨯⨯+⨯==∑∑==i i i n i i i m m φφγ 于是:kN 06.261200000.1724.0030.01111111=⨯⨯⨯==G F φγαkN 17.421200618.1724.0030.02121112=⨯⨯⨯==G F φγα第一振型的层间剪力:kN 17.421212==F VkN 23.68121111=+=F F V(2)相应于第二振型自振周期2T 的地震影响系数: 071.008.0458.040.09.0max 9.022=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ααT T g第二振型参与系数 276.0)618.0(1200000.11200)618.0(1200000.11200222122122=-⨯+⨯-⨯+⨯==∑∑==i i i n i i i m m φφγ 于是:kN 52.231200000.1276.0071.01212221=⨯⨯⨯==G F φγαkN 53.141200)618.0(276.0071.02222222-=⨯-⨯⨯==G F φγα第二振型的层间剪力:kN 53.142222-==F VkN 99.8222121=+=F F V(3)由SRSS 法,计算各楼层地震剪力: kN 60.44)53.14(17.422222222=-+==∑=j j V VkN 821.6899.823.682222211=+==∑=j j VV2、某两层钢筋混凝土框架,集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等kN 120021==G G ,每层层高皆为4.0m ,框架的自振周期s 028.11=T ;各层的层间刚度相同m /kN 863021=∑=∑D D ;Ⅱ类场地,7度第二组()08.0 s,40.0max ==αg T ,结构的阻尼比为05.0=ζ,试按底部剪力法计算框架的楼层地震剪力,并验算弹性层间位移是否满足要求([]450/1=e θ)。
2020年智慧树知道网课《结构抗震》课后章节测试满分答案
第一章测试1【单选题】(10分)某建筑物,其抗震设防烈度为7度,根据《建筑抗震设计规范》,“小震不坏”的设防目标是指下列哪一条?A.当遭遇低于7度的多遇地震影响时可能损坏,经一般修理仍可继续使用B.当遭遇低于7度的多遇地震影响时,一般不受损坏或不需修理仍可继续使用C.当遭遇低于7度的多遇地震影响时,经修理仍可继续使用D.当遭遇7度的地震影响时,不受损坏或不需修理仍可继续使用2【单选题】(10分)设计基本地震加速度是指50年设计基准期超越概率为()的地震加速度的设计取值。
A.20%B.10%C.15%D.5%3【单选题】(10分)根据其抗震重要性,某建筑为乙类建筑,设防烈度为7度,下列何项抗震设计标准正确?A.按8度计算地震作用B.按8度计算地震作用并实施抗震措施C.按7度计算地震作用,抗震措施按8度要求采用D.按7度计算地震作用4【单选题】(10分)建筑物分为甲、乙、丙、丁四个抗震设防类别,下列分类不正确的是A.乙类建筑应属于地震破坏会造成社会重大影响和国民经济重大损失的建筑B.丁类建筑应属于允许在一定条件下适度降低要求的建筑C.甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑D.丙类建筑应属于除甲、乙、丁类建筑以外按标准要求进行设防的一般建筑5【单选题】(10分)建筑根据其抗震重要性分为四类,当为乙类建筑Ⅱ类场地时,下列何种叙述是正确的?A.按本地区的设防烈度提高1度计算地震作用和采取抗震措施B.不必采取提高设防烈度的抗震措施C.可按本地区的设防烈度计算地震作用,按提高1度采取抗震措施D.可按本地区的设防烈度提高1度计算地震作用6【单选题】(10分)A、B两幢多层建筑,A为丙类建筑,位于6度抗震设防烈度区,场地为Ⅰ类;B为乙类建筑,位于7度抗震设防烈度地区,场地为Ⅲ类,下列说法正确的是何项?A.A幢建筑不必作抗震计算、按6度采取抗震措施;B幢建筑按7度计算、按8度采取抗震措施B.A幢建筑不必作抗震计算、按7度采取抗震措施;B幢建筑按7度计算、按8度采取抗震措施C.A幢建筑按6度计算、按7度采取抗震措施;B幢建筑按7度计算、按8度采取抗震措施D.A幢建筑按6度计算、按6度采取抗震措施;B幢建筑按7度计算、按7度采取抗震措施7【单选题】(10分)抗震设计时,不应采取下列何种方案?A.特别不规则的建筑设计B.严重不规则的建筑设计C.非常不规则的建筑设计D.不规则的建筑设计8【单选题】(10分)下列关于结构规则性的判断或计算模型的选择,其中何项不妥?A.平面不规则或竖向不规则的建筑结构,均应采用空间结构计算模型B.顶层及其他楼层局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%时,属于竖向不规则C.当超过梁高的错层部分面积大于该楼层总面积的30%时,属于平面不规则D.抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%时,属于竖向不规则9【单选题】(10分)下面所列构件,除何项外均为非结构构件A.贴面、装饰柱、顶棚B.砌体结构中的承重墙、构造柱C.围护墙、隔墙D.女儿墙、雨蓬10【判断题】(10分)抗震设防烈度为6度地区的建筑物可按非抗震设防地区的建筑物计算和构造。
抗震习题
结构地震反应分析与抗震验算计算题3.1 单自由度体系,结构自振周期T=0.5S,质点重量G=200kN,位于设防烈度为8 度的Ⅱ类场地上,该地区的设计基本地震加速度为0.30g,设计地震分组为第一组,试计算结构在多遇地霞作用时的水平地震作用。
3.2 结构同题3.1,位于设防烈度为8度的Ⅳ类场地上,该地区的设计基本地震加速度为0.20g,设计地设分组为第二组,试计算结构在多遇地震作用时的水平地震作用。
3.3 钢筋混凝土框架结构如图所示,横梁刚度为无穷大,混凝土强度等级均为C25,一层柱截面450mm×450mm,二、三层柱截面均为 400mm×400mm,试用能量法计算结构的自振周期 T1。
3.4 题3.2的框架结构位于设防烈度为8度的Ⅱ类场地上,该地区的设计基本地震加速度为0.20g,设计地震分组为第二组,试用底部剪力法计算结构在多遇地震作用时的水平地震作用。
3.5 三层框架结构如图所示,横梁刚度为无穷大,位于设防烈度为8度的Ⅱ类场地上,该地区的设计基本地震加速为0.30g, 设计地震分组为第一组。
结构各层的层间侧移刚度分别为k1=7.5×105kN/m,k2=9.1×105kN/m,k3=8.5×105kN/m,各质点的质量分别为m1=2×106kg, m2=2×106kg, m3=1.5×105kg,结构的自震频率分别为ω1=9.62rad/s, ω2=26.88 rad/s, ω3=39.70 rad/s, 各振型分别为:要求:①用振型分解反应谱法计算结构在多遇地震作用时各层的层间地震剪力;②用底部剪力法计算结构在多遇地震作用时各层的层间地震剪力。
3.6 已知某两个质点的弹性体系(图3-6),其层间刚度为k1=k2=20800kN/m,,质点质量为m1=m2=50×103kg。
试求该体系的自振周期和振型。
设计基本地震加速度结构设计
设计基本地震加速度结构设计1建筑设计1.1工程概况建筑设计在现有的自然环境与总体规划的前提下,根据设计任务书的要求,综合考虑使用功能、结构施工、材料设备、经济艺术等问题,着重解决建筑内部使用功能和使用空间的合理安排,内部和外表的艺术效果,各个细部的构造方式等,创造出既美观又实用的建筑。
建筑设计应考虑建筑与结构等相关的技术的综合协调,以及如何以更少的材料、劳动力、投资和时间来实现各种要求,使建筑物做到适用、经济、坚固、美观。
本方案采用框架结构,框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式,横梁和立柱通过节点连成一体,形成承重结构,将荷载传至基础。
其特点是承重系统与非承重系统有明确的分工,支承建筑空间的骨架与梁,柱是承重系统,这种结构形式强度高,整体性好,刚度大,抗震性好,开窗自由。
设计标高:室内外高差:450mm。
地震烈度:6度,设计基本地震加速度为0.05g,Ⅱ类场地,设计地震分组为第二组。
耐火等级:二级。
=0.60kN/m2。
基本风压:ω雪压:0.20 kN/m2,地面粗糙度类别为B类。
不上人屋面活荷为0.5kN/m2,走廊活荷载为2.5kN/m2,卫生间楼面活荷载为2.0 kN/m2,教室楼面活荷为2.0 kN/m2,楼梯活荷载为3.50kN/m2。
1.2 总平面布局和平面功能分区1.2.1 总平面布局该建筑物总长度为87.6m,总宽度为17.7m,总高度为18.45m,共五层,总建筑面积为7752m2,主体结构采用现浇钢筋混凝土框架结构。
图1.1 建筑平面图1.2.2 平面功能分区根据设计资料的规划要求,本办公楼建筑要求的主要功能有:门卫室,办公室,会议室,男女厕所等。
(1)使用部分的平面设计使用房间面积的大小,主要由房间内部活动的特点,使用人数的多少以及设备的因素决定的,本建筑物为办公楼,主要使用房间为办公室,各主要房间的具体设置在下表一一列出,如下表:表1-1序号房间名称数量单个使用面积1 办公室79 52.452 会议室 5 65.533 办公设备用房 5 65.534 门房 1 25.365 男女厕所10 20.04(2)窗的大小和位置房间中窗的大小和位置主要是根据室内采光通风要求来考虑。
建筑结构抗震复习重点
建筑结构抗震复习重点《建筑结构抗震设计》总复习第一章:绪论1.什么是地震动和近场地震动?P3答:由地震波传播所引发的地面振动,叫地震动。
其中,在震中区附近的地震动称为近场地震动。
2.什么是地震动的三要素?P3答:地震动的峰值(振幅)、频谱和持续时间称作地震动的三要素。
3.地震按其成因分为哪几类?其中影响最大的是哪一类?答:地震按其成因可分为构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震等几类,其中影响最大的是构造地震。
4.什么是构造地震、震源、震中、震中距、震源深度?P1答:由于地壳构造运动使深部岩石的应变超过容许值,岩层发生断裂、错动而引起的地面震动,这种地震称为构造地震,一般简称地震。
地壳深处发生岩层断裂、错动的地方称为震源。
震源至地面的距离称为震源深度。
一般震源深度小于60km的地震称为浅源地震;60~300km的称为中源地震;大于300km的称为深源地震;我国绝大部分发生的地震属于浅源地震,一般深度为5~40km。
震源正上方的地面称为震中,震中邻近地区称为震中区,地面上某点至震中的距离称为震中距。
5.地震波分哪几类?各引起地面什么方向的振动?P1-3答:地震波按其在地壳传播的位置不同可分为体波和面波。
在地球内部传播的波称为体波,体波又分为纵波(P波)和横波(S波)。
纵波引起地面垂直方向的震动,横波引起地面水平方向震动。
在地球表面传播的波称为面波。
地震曲线图中,纵波首先到达,横波次之,面波最后到达。
分析纵波和横波到达的时间差,可以确定震源的深度。
6.什么是震级和地震烈度?几级以上是破坏性地震?我国地震烈度表分多少度?答:震级:指一次地震释放能量大小的等级,是地震本身大小的尺度。
(1)m=2~4的地震为有感地震。
(2)m>5的地震,对建筑物有不同程度的破坏。
(3)m>7的地震,称为强烈地震或大地震。
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。
M(地震震级)大于5的地震,对建筑物就要引起不同程度的破坏,统称为破坏性地震。
工程结构抗震设计教学大纲
《工程结构抗震设计》课程教学大纲1.课程概况第一章地震工程基本知识1.教学要求(1)了解地震的主要类型及其成因;(2)了解世界及我国地震活动性以及地震成灾机制;(3)掌握地震波的运动规律和震级、地震烈度等地震强度度量指标;(4)掌握建筑抗震设防分类、抗震设防目标和抗震设计方法;(5)理解工程结构抗震概念设计基本要求;(6)了解地震预警与救援的原则与意义。
2.教学重点地震基础知识,地震活动与地震分布,地震特征描述,工程结构抗震设防,工程结构抗震概念设计。
3.教学难点里氏震级和矩震级的定义和区别,设计基本地震加速度、设计特征周期、设计地震分组运用,工程结构概念设计的把握与理解。
第二章场地、地基与基础抗震1.教学要求(1)理解工程地质条件对结构震害的影响,(2)掌握场地与场地土的概念,场地与场地土的分类以及场地条件对工程结构抗震的影响;(3)掌握天然地基、基础的抗震验算方法;(4)掌握场地土液化的概念及其影响因素;(5)了解场地土液化的判别方法、可液化地基与软弱地基的抗震处理措施。
2.教学重点场地与场地土的概念及分类,天然地基、基础的抗震验算方法,砂土液化的概念与判别方法等。
3.教学难点场地土与场地的分类及区别,天然地基、基础的抗震验算方法中地基抗震承载力提高的原因。
第三章地震作用与结构抗震验算1.教学要求(1)掌握结构的动力地震反应的特性。
(2)掌握反应谱的概念,地震系数、动力系数、地震影响系数、重力荷载代表值的概念。
(3)掌握振型分解反应谱法计算多自由度弹性体系地震反应的方法。
(4)掌握用底部剪力法计算水平地震作用(5)理解结构竖向地震作用的计算方法。
(6)了解结构的扭转效应的概念。
(7)了解结构时程分析法的概念。
(8)理解和掌握结构构件抗震承载力验算、多遇地震下结构抗震变形验算及罕遇地震下结构抗震变形验算的概念与方法。
2.教学重点地震影响系数和反应谱的概念与表达式,振型分解的概念,振型分解反应谱法,底部剪力法,结构构件抗震承载力验算及变形验算等。
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设计基本地震加速度结构设计1建筑设计1.1工程概况建筑设计在现有的自然环境与总体规划的前提下,根据设计任务书的要求,综合考虑使用功能、结构施工、材料设备、经济艺术等问题,着重解决建筑内部使用功能和使用空间的合理安排,内部和外表的艺术效果,各个细部的构造方式等,创造出既美观又实用的建筑。
建筑设计应考虑建筑与结构等相关的技术的综合协调,以及如何以更少的材料、劳动力、投资和时间来实现各种要求,使建筑物做到适用、经济、坚固、美观。
本方案采用框架结构,框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式,横梁和立柱通过节点连成一体,形成承重结构,将荷载传至基础。
其特点是承重系统与非承重系统有明确的分工,支承建筑空间的骨架与梁,柱是承重系统,这种结构形式强度高,整体性好,刚度大,抗震性好,开窗自由。
设计标高:室内外高差:450mm。
地震烈度:6度,设计基本地震加速度为0.05g,Ⅱ类场地,设计地震分组为第二组。
耐火等级:二级。
=0.60kN/m2。
基本风压:ω雪压:0.20 kN/m2,地面粗糙度类别为B类。
不上人屋面活荷为0.5kN/m2,走廊活荷载为2.5kN/m2,卫生间楼面活荷载为2.0 kN/m2,教室楼面活荷为2.0 kN/m2,楼梯活荷载为3.50kN/m2。
1.2 总平面布局和平面功能分区1.2.1 总平面布局该建筑物总长度为87.6m,总宽度为17.7m,总高度为18.45m,共五层,总建筑面积为7752m2,主体结构采用现浇钢筋混凝土框架结构。
图1.1 建筑平面图1.2.2 平面功能分区根据设计资料的规划要求,本办公楼建筑要求的主要功能有:门卫室,办公室,会议室,男女厕所等。
(1)使用部分的平面设计使用房间面积的大小,主要由房间内部活动的特点,使用人数的多少以及设备的因素决定的,本建筑物为办公楼,主要使用房间为办公室,各主要房间的具体设置在下表一一列出,如下表:表1-1序号房间名称数量单个使用面积1 办公室79 52.452 会议室 5 65.533 办公设备用房 5 65.534 门房 1 25.365 男女厕所10 20.04(2)窗的大小和位置房间中窗的大小和位置主要是根据室内采光通风要求来考虑。
采光方面,窗的大小直接影响到室内照明是否充足。
各类房间照明要求是由室内使用上直接影响到室内是用上精确细密的程度来确定的。
通常以窗口透光部分的面积和房间地面的采光面积比来初步确定或检验面积的大小。
办公楼采光面积比为1/6~1/8,走廊和楼梯间大于1/10。
办公楼采光面积比为2.1×1.8/7.5×7.5=0.134,在范围之内均满足要求。
(3)辅助房间的平面设计通常根据各种建筑物的使用特点和是用人数的多少,先确定所需设备的个数。
在本设计中,每层大约有200人办公,按规范规定:男卫生间:大便器 1具/25人,设4具;小便器1具/50人,设2具;女卫生间:大便器1具/25人,设4具;洗手盆:1具/50人,设4具。
2结构设计2.1 工程概况本设计的办公楼位于青岛市,在选址和环境营造方面,注意自然景色的优美,也重学习环境各交通条件的因素,更强调人与自然环境的协调统一,比较适合办公楼功能的充分利用。
设计标高:室内外高差:450mm。
地震烈度:6度,设计基本地震加速度为0.05g,Ⅱ类场地,设计地震分组为第三组,抗震等级四级。
耐火等级:二级。
建筑等级:丙类。
=0.60kN/m2。
基本风压:ω雪压:0.20 kN/m2,地面粗糙度类别为B类。
结构设计主要是进行结构的内力计算,严格按照《荷载规范》、《混凝土结构设计规范》,查阅了《结构力学》、《抗震结构设计》、《钢筋混凝土结构设计》等中的设计方法对本工程进行结构设计。
在计算过程中,充分利用了Excel进行计算及结构力学求解器等进行电算,保证了计算的准确性。
结构计算主要包括以下几个步骤:(1)确定柱网尺寸及结构布置:该结构采用全现浇混凝土框架结构,根据结构框架的布置要求及建筑平面布置的原则来确定柱网尺寸。
选柱网尺寸为7.5m×7.5m。
(2)梁、柱截面尺寸及板厚的确定:梁截面尺寸的确定:主梁高度为跨度的1/18~1/12,梁宽为梁高的1/3~1/2。
单向板板厚由h>1/30L来确定,双向板板厚由h>1/40L来确定。
(3)水平荷载计算:包括横向框架地震荷载和风荷载的计算,纵向框架的地震荷载和风荷载的计算。
(4)横向框架地震荷载和风荷载的计算根据荷载规范算出各楼层的自重。
计算梁、柱线刚度:在框架结构内力与位移计算中,现浇楼面可视作框架梁的有效翼缘,框架边梁惯性矩取矩形梁的1.5倍,框架中梁惯性矩取矩形梁的2倍。
在地震荷载作用下,用D值法计算结构的自震周期,然后用底部剪力法计算剪力,计算横向各层等效地震力,根据计算结果,必须考虑顶部附加水平地震作用力的影响。
(5)横向框架的地震荷载和风荷载的计算:横向框架取2轴线的一榀为计算单元,其水平荷载和竖向荷载的计算方法同横向框架,根据水平荷载和竖向荷载,采用电算得出纵向梁、柱的配筋,及梁柱的箍筋。
(6)竖向荷载计算:包括横向框架的竖向恒载和活载的计算,纵向框架的竖向恒载和竖向活载的计算。
恒载由构件自重、装修等材料的重量,按一定的传力途径计算出框架的横梁上的线荷载及柱上的集中力,求出梁的固端弯矩,然后用二次弯矩分配法计算梁、柱的弯矩,用弯矩分配法时采用分层法计算各层弯矩,再进行叠加,求出最后平衡弯矩,再由平衡条件求出梁柱剪力和轴力。
活载计算过程同恒载。
(7) 内力组合:内力组合时,应考虑内力调整。
因在前面进行的设计均为弹性设计,而混凝土为弹塑性材料,故应采用概念设计,这样在地震荷载作用下,框架就具有一定的延性,可吸收消耗一部分地震力,抵抗地震作用的能力较高这就需要进行弯矩调幅,降低负弯矩,以减少配筋面积。
支座弯矩和剪力设计值,应取支座边缘得数值,同时,梁两端支座截面常是最大负弯矩及最大剪力作用处。
在水平荷载作用下,端截面还有正弯矩,而跨中控制截面常是最大正弯矩作用处,因而要进行内力换算求得梁边缘截面处的弯矩和剪力。
框架横梁的控制截面是支座截面和跨中截面,支座处一般产生-Mmax和Vmax,跨中截面产生Mmax。
柱的控制截面在柱的上、下端。
恒载、活载、风载和地震荷载都分别按各自规律布置进行内力分析,恒载,活载取支座上部弯矩为负,下部弯矩为正;风载、地震荷载均考虑左右两个方向,然后取出各个构件控制截面处的内力,最后在若干组不利内力中选取几组最不利的内力作为构件截面的设计内力。
柱的最大弯矩值出现在柱两端,剪力和轴力值在同一楼层内变化很小,因此,柱的设计控制截面为上、下两端截面,即梁的上、下边缘。
所以,在轴线出的计算内力也要换算成梁的上、下边缘处的柱截面内力。
(8)梁、柱、板、楼梯、基础配筋:抗震结构要求设计成延性结构,其结构应有足够的延性,设计应考虑构件强柱弱梁、强剪弱弯、强结点强锚固等原则。
在梁的配筋计算中,分为正截面计算和斜截面计算。
正截面计算主要是取梁端最大负弯矩、跨中最大正弯矩来配梁的纵筋。
斜截面计算主要是取梁端最大剪力来配梁的箍筋,同时考虑地震剪力的影响。
梁端箍筋加密区也要按构造要求来配置。
柱的正截面计算中。
柱的弯矩和轴力组合共考虑了三种组合,即|M|max及相应的N;Nma及相应的M;Nmin及相应的M,取配筋最大的为最终配筋依据。
板分为单向板和双向板进行配筋,单向板按塑性内力重分布设计。
基础按柱下独立基础设计。
先进行地基变形验算,然后进行基础设计。
2.2 结构设计说明2.2.1结构选型该建筑为办公楼,采用全现浇框架结构体系,建筑平面布置灵活,有较大空间。
本办公楼框架的承重方案为横向框架承重方案,这可使横向框架梁的截面高度大,增加框架的横向侧移刚度。
2.2.2 结构布置结构平面布置见下图图2.1 结构平面布置图2.2.3 基础方案根据施工场地、地基条件、场地周围的环境条件,选择柱下独立基础。
2.2.4 建筑材料的选取填混凝土强度采用C30,主要受力钢筋采用HRB400,箍筋采用HRB335,填充墙采用240厚灰砂砖,砌筑砂浆采用M10混合砂浆,门为木门,窗为铝合金窗。
2.2.5 构件尺寸初选一、框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值,按下列公式计算:(1)柱组合的轴压力设计值n g F N E ⋅⋅⋅=β注:β——作用组合后柱轴压力增大系数,边柱取1.3,不等跨内柱取1.25,等跨内柱取1.2。
F ——支状态计算柱的负载面积。
g E ——建筑面积上的重力荷载代表值,可近似的取12KN/m 2。
n ——计算截面以上的楼层层数。
(2)A c ≥N/[U N ]·f c注:[U N ]——架柱轴压比限值,本方案为四级抗震等级,查《抗震规范》可 知取为0.9。
f c ——凝土轴心抗压强度设计值,对C30,查得14.3N/mm 2。
(3)计算过程 对于边柱:N=β·F ·g E ·n=1.3×7.5×3.75×12×5=2193(KN ) A c ≥N/[U N ]·f c =2193×103/(0.9×14.3)=170000(mm 2) 对于中柱:N=β·F ·g E ·n=1.25×7.5×5.1×12×5=2868.75(KN ) A c ≥N/[U N ]·f c =2868.75×103/(0.9×14.3)=222902(mm 2) 取柱截面为正方形,则边柱412mm ,中柱472mm 统一取为500mm ×500mm 二.次梁截面尺寸确定根据平面布置,次梁的最大跨度为7500mm ,次梁高h=(1/18—1/12)l=(1/18—1/12) ×7500=416mm —625mm ,取h=500mm ; 次梁宽b=(1/2—1/3)h=(1/2—1/3) ×500=166mm —250mm ,取b=250mm 三.框架梁截面尺寸确定 1、横向框架梁:横向框架梁的最大跨度为7500mm ,横向框架梁高h=(1/10—1/15)l=(1/10—1/15) ×7500=750mm —500mm ,取h=600mm;横向框架梁宽b=(1/2—1/3)h=(1/2—1/3) ×600=300mm—200mm,取b=250mm 2、纵向框架梁:纵向框架梁高h=(1/10—1/15)l=(1/8—1/12) ×7500=750mm—500mm,取h=600mm;纵向框架梁宽b=(1/2—1/3)h=(1/2—1/3) ×600=300mm—200mm,取b=250 mm 2.2.6 结构计算单元的选取取横向轴线2所在的一榀框架为计算单元。