建筑抗震概念设计基本内容
抗震概念设计的基本要求
二、抗震设计的基本要求
7 合理选用材料,确保施工质量 合理地使用材料,确保施工质量是保证抗震质量的关键。在结构
施工图中均标有对材料和施工质量的特别要求。混凝土、钢材和砌体 材料的选用参照各自的选用要求。
THAN于抗震
结构构件应符合下列要求:砌体结构应按规范要求设置钢筋混凝土圈梁 和构造柱、芯柱,或采用约束砌体、配筋砌体等;混凝土结构构件应控制截 面尺寸和受力钢筋与箍筋的设置;多高层的混凝土楼、屋盖宜优先采用现 浇混凝土板。
二、抗震设计的基本要求
5 采用隔震和消能减震设计
二、抗震设计的基本要求
2 选择对抗震有利的建筑体形
建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不规则的建筑方案应按规定采取 加强措施。不应采用严重不规则的设计方案。建筑平面和立面布置宜规则、 对称,其刚度和质量分布宜均匀。体型复杂的建筑宜设防震缝。
二、抗震设计的基本要求
3 选择合理的抗震体系
结构体系应根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场 地条件、地基、结构材料和施工等因素,经综合分析比较确定。结构体系 应具有多道抗震防线,对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。
抗震概念设计的 基本要求
一、抗震设计分类
1 抗震设计分类
为了减轻建筑物的地震破坏,避免人员伤亡,减少经济损失,对地 震区的房屋必须进行抗震设计。建筑结构的抗震设计分为两大部 分:一是计算设计——对地震作用效应进行定量分析计算;一是概 念设计——正确地解决总体方案、材料使用和细部构造,以达到合 理抗震设计的目的。
二、抗震设计的基本要求
5 消能减震设计实例
二、抗震设计的基本要求
6 采用隔震和消能减震设计
隔震和消能减震是建筑结构减轻地震灾害的新技术。隔震的基本 原理是:通过隔震层的大变形来减少其上部结构的地震作用,从而减 少地震破坏。消能减震的基本原理是:通过消能器的控制来控制预期 的结构变形,从而使主体结构在罕遇地震下不发生严重破坏。
建筑结构抗震设计第4章建筑抗震概念设计
表1 有利、一般、不利和危险地段的划分
段 一般地段 不利地段
危险地段
稳定基岩,坚硬土,开阔、平坦、密实、均匀的中硬土 等
不属于有利、不利和危险的地段
软弱土,液化土,条状突出的山嘴,高耸孤立的山丘, 陡坡,陡坎,河岸和边坡的边缘,平面分布上成因、岩 性、状态明显不均匀的土层(含故河道、疏松的断层破 碎带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基),高含水量的 可塑黄土,地表存在结构性裂缝等 地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及 发震断裂带上可能发生地表位错的部位
质量分布的不确定性;基础与上部结构的协同作用;节点的非刚性
转动;偏心、扭转及P—Δ效应;柱轴向变形。考虑或不考虑节点
非刚性转动的影响程度可达5%—10%;考虑柱轴向变形,自振周期
可能加长15%,加速度反应可能降低8%;考虑P—Δ效应可能增加位
移10%。 (3)材料的影响。混凝土的弹性模量随着时间及应变程度而改变。
在海城地震时,从位于大石桥盘龙山高差58m的两个测点 上所测得的强余震加速度峰值记录表明,位于孤突地形上 的比坡脚平地上的平均达1.84倍,这说明在孤立山顶地震波将被 放大。图1表示了这种地理位置的放大作用。
图1 不同地形的震害
天津塘沽港地区,地表下3—5m为冲填土,其下为深厚的 淤泥和淤泥质土,地下水位为-1.6m。1974年兴建的16幢 3层住宅和7幢4层住宅,均采用片筏基础。1976年唐山地 震前,累计沉降分别为200mm和300mm,地震期间沉降量突然增 大,分别增加了150mm和200mm。震后,房屋向一边倾斜,房屋 四周的外地坪地面隆起,如图2所示。
图2 房屋沉降
§4.2 把握建筑形体和结构的规则性
建筑结构的平面、立面规则与否,对建筑的抗震性能具有 重要的影响,建筑结构不规则,可能造成较大扭转,产生 严重应力集中,或形成抗震薄弱层。国内外多次震害表明,房屋形体 不规则、平面上凸出凹进、立面上高低错落,破坏程度比较严重,而 简单、对称的建筑的震害较轻。为此,《抗震规范》规定,建筑设计 应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的 影响,宜择优选用规则的形体,其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、 侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度 宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力突变。 建筑平、立面布置的基本原则:对称规则,质量与刚度变化均匀。
抗震概念设计的基本内容
抗震概念设计的基本内容抗震概念设计,这个听上去就有点严肃的词,实际上跟我们生活息息相关哦。
想象一下,地震来了,咱们的房子得像个金刚不坏之身,稳稳地站在那里,不像纸片一样随风而倒。
说到抗震设计,它就像为房子穿上了一件超强的防护服,哪怕震动再大,它也能让你安全地待在里面,心里踏实得很。
你看,抗震设计的基本内容其实就是让建筑在地震来临的时候,能够表现得像个打不倒的勇士,咱们可以毫无顾忌地在里面喝茶聊天。
结构设计可不能马虎。
建筑得有个坚固的骨架,就像咱们人的脊梁骨,得支撑起整个身体。
设计师们会考虑用什么材料,怎么组合,让房子在地震的时候像弹簧一样,有弹性。
地震来临,房子得扭动得像个小舞者,而不是干脆就崩溃。
再说了,房子的形状也很重要,咱们可不想住在个像巨型饼干的地方,摇摇晃晃得让人心慌。
设计师得考虑建筑的重心,保证它稳稳地扎根在大地上,像一棵参天大树,根深叶茂。
要说到地基的设计。
地基就像房子的脚,要站得稳才行。
设计师们得深入研究土壤的特性,选个合适的地方打地基。
哎呀,这可不是随便找块地就行,得确保它不会因地震而像豆腐一样崩塌。
基础的宽度、深度,都是精心计算过的。
设计师们就像是个小心翼翼的厨师,调配着各种材料,确保每一部分都能完美融合。
谁说盖房子容易?那可是个技术活!除了这些,还有隔震技术。
这个听上去就很酷,实际上也是个高手中的高手。
简单说,就是在建筑和地面之间加个“缓冲垫”,就像给房子穿上了柔软的鞋子。
地震来了,地面剧烈摇动,而房子却稳如泰山。
就像我们穿上舒适的运动鞋,不怕任何挑战,活力满满。
这个技术可是越来越受欢迎,大家都希望自己的家能有这样的“保护神”。
抗震设计不仅仅是在房子本身,还包括周围环境的考虑。
比如,附近不能有大树、老旧建筑,这些都是潜在的隐患。
设计师们得像侦探一样,仔细调查周围的情况,避免一切可能的风险。
这就像咱们去旅行,提前规划好路线,确保一路顺风,平安无事。
整个城市的抗震能力,仿佛是一场团队比赛,每个人、每个建筑都得团结协作,才能在地震面前显得有条不紊。
抗震建筑设计原理
抗震建筑设计原理抗震建筑设计是确保建筑物在地震发生时能够承受震动和位移,减少人员伤亡和财产损失的重要措施。
本文将介绍抗震建筑设计的基本原理,包括结构设计、材料选择、施工技术等方面的内容。
一、结构设计原则抗震建筑设计的首要任务是确保结构的整体性和延性。
整体性是指建筑物的各个部分能够协同工作,共同抵抗地震力的作用。
延性则是指结构在受力后能够发生一定的变形而不致破坏,从而消耗地震能量,减少结构的损伤。
为此,设计师通常会采用以下几种方法:1. 设置足够的横向支撑系统,如剪力墙、核心筒等,以提高结构的抗侧力能力。
2. 使用柔性连接件,如橡胶垫、弹簧等,以增加结构的变形能力。
3. 优化结构布局,避免出现刚度突变和质量集中的情况。
二、材料选择与应用选择合适的建筑材料对于提高建筑物的抗震性能至关重要。
常用的抗震材料包括:1. 钢筋混凝土:具有良好的抗压和抗拉性能,是抗震建筑的主要材料之一。
2. 钢材:具有高强度和良好的塑性,适用于需要较大变形能力的构件。
3. 木材:具有一定的弹性和韧性,可用于轻型结构的抗震设计。
4. 新型复合材料:如碳纤维增强塑料(CFRP)等,具有轻质高强的特点,可用于加固现有结构。
三、施工技术要点抗震建筑的施工过程中,需要特别注意以下几点:1. 严格按照设计图纸和技术规范进行施工,确保结构尺寸和材料强度符合要求。
2. 加强施工现场的质量控制,对关键节点和重要部位进行重点检查。
3. 采用适当的施工工艺,如滑模施工、预制装配等,以提高施工效率和质量。
4. 做好施工过程中的安全防范措施,防止因施工不当导致的安全事故。
四、结语抗震建筑设计是一个综合性的工程,涉及结构设计、材料科学、施工技术等多个领域。
通过科学合理的设计和精心的施工,可以有效提高建筑物的抗震性能,保障人民生命财产安全。
随着科技的发展和社会的进步,抗震建筑设计的理念和技术也将不断更新和完善,为人类创造更加安全舒适的居住环境。
建筑物抗震设计规范
建筑物抗震设计规范建筑物抗震设计规范是指在建筑物的设计和施工阶段,为了保证建筑物能够在地震发生时具备一定的抗震能力,维护人员及居住者的生命安全和财产安全,所制定的一系列规范和标准。
下面是建筑物抗震设计规范的主要内容和要点。
第一、地震烈度区划:建筑物抗震设计应根据建设地区的地震烈度区划,并参考相关规范确定设计地震动参数,以确保建筑物的抗震设计能够满足当地的地震需求。
第二、设计基本规定:建筑物抗震设计应符合国家和地区的相关规范要求,并按照工程结构等级确定受力构件的设计标准。
第三、结构基本要求:建筑物的结构应具备整体稳定性和抗震能力,包括使用适当的构件和材料、合理布置结构、设置有必要的加固措施、采用可靠的连接方式等。
第四、抗震设计负荷、组合和容许值:根据建筑物的重要性和用途,确定设计地震动力荷载、荷载组合以及结构的抗震容许值,以满足建筑物在地震作用下的安全要求。
第五、结构材料:建筑物抗震设计应采用符合相关规范的结构材料,如钢筋混凝土、钢结构等,以保证建筑物的抗震性能。
第六、结构形式和布置:结构形式和布置应选取合适的形式,以满足建筑物对抗震强度和刚度的要求,如采用剪力墙、框架结构等。
第七、结构构件设计:建筑物抗震设计应根据结构构件的受力特点和抗震需求,进行合理的构件设计,包括梁、柱、墙体、地基等。
第八、非结构构件设计:建筑物抗震设计还应考虑非结构构件的设计,如天井、管道、设备等,以确保它们在地震作用下不会对结构的整体稳定性造成破坏。
第九、施工技术要求:建筑物抗震设计规范还要求施工方在施工过程中采取适当的工艺和技术来确保结构的质量和稳定性。
第十、检验和验收:建筑物抗震设计完成后,应进行相应的检验和验收工作,以确保建筑物符合相关规范的要求。
总之,建筑物抗震设计规范是保证建筑物在地震发生时具备一定的抗震能力,保护人员和财产安全的重要依据和指导文件。
它包含了地震烈度区划、设计基本规定、结构要求、负荷和容许值、材料选择、非结构构件设计以及施工技术要求等内容。
抗震设计的基本内容
有利地段
地址、 地形、 地貌
稳定基岩,坚硬土,开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等
不利地段
软弱土,液化土,条件突出的山嘴,高耸孤立的山丘,非岩 质的陡坡,河岸和边坡的边缘,平面分布上成因、岩性、 状态明显不均匀的土层(如故河道、疏松的断层破碎带、 暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基)等
地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震 断裂带上可能发生地表位错的部位
两阶段设计法
• 第一阶段设计:按多遇地震作用效应和其他荷载 效应的基本组合进行截面设计,以及验算在多遇 地震作用下结构的弹性变形,这就是所谓的“抗 震计算设计”。它使建筑物满足第一水准设防目 标。第一阶段设计中还包括抗震概念设计和抗震 构造措施,它使建筑物满足第二水准的设计要求。 • 第二阶段设计:为弹塑性变形验算,对特殊要求 的建筑和地震时易倒塌的结构,除进行第一阶段 设计外,还要对罕遇地震作用下结构的薄弱层进 行弹塑性变形验算和采取相应的构造措施,使建 筑物满足第三水准的设防要求。
三、抗震设计标准
抗震设防烈度为6度及以上地区的建 筑,必须进行抗震设计,抗震规范适用于 抗震设防烈度为6、7、8和9度地区建筑的 抗震设计和隔震、消能减震设计。设防烈 度高于9度地区的建筑,其抗震设计应按 专门规定进行抗震设计。
建筑抗震设计包括:满足抗震概念 设计的结构布置、地震作用计算、构件截 面计算和采取相应的抗震构造措施。
凹凸不规则 楼板局部不连续 或错层
竖向不规则的类型
不规则类型 定 义
侧向刚度不规则
该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%, 或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均 值的80%;除顶层外,局部收进的水平 向尺寸大于相邻下一层的25% 竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支 撑)的内力由水平转换构件(梁、桁架 等)向下传递 抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上 一楼层的80%
抗震设计概念
抗震设计概念
抗震设计,是针对地震区的工程结构进行的一种专项设计,以满足地震作用下工程结构安全与经济的综合要求。
一般包括抗震分析和抗震措施两个方面。
抗震分析是以结构动力学为基础,计算和分析结构在地震动作用下的反应。
抗震措施则包括工程总体布置、结构选型、地基基础处理以及各种构造措施。
抗震概念设计是指根据地震作用水平,选择合适的结构体系、材料及细部构造,以到达合理的抗震设计目的。
涉及方面有建筑场地的选择、结构体系的选择、平面立面布置的规则性、结构的动力特性的确定、传力机制的可靠性等。
这种设计可以在源头上避免或减轻不利于抗震设计因素的影响,有助于获得结构抗震性能方面的最有利组合,为设计过程中的数值计算创造有利条件。
总的来说,抗震设计的主要目的是保证建筑在地震发生时能够保持结构的完整性,减少地震对建筑的破坏,保证人们的生命安全。
简述抗震概念设计
简述抗震概念设计
抗震概念设计是指在建筑物的设计阶段,根据地理环境和地震活动等因素,采取一系列措施来提高建筑物抗震能力的设计过程。
抗震概念设计包括以下几个方面:
1. 结构设计:在结构设计中,要考虑建筑物的质量、刚度和稳定性,采用合理的结构形式和连接方式,以抵御地震力的作用。
常用的结构形式包括框架结构、剪力墙结构和筒结构等。
2. 地基处理:地基是建筑物的承载基础,地基的不稳定会导致建筑物受震时发生倾斜、沉降等问题。
因此,在抗震概念设计中,要对地基进行必要的处理,如加固地基、提高地基的承载力等。
3. 防震隔震设备:防震隔震设备通过减小建筑物与地面之间的相互作用,降低地震力的传递,减少建筑物的震动。
常见的防震隔震设备包括阻尼器、隔震支座和减震墩等。
4. 材料选择:在建筑物的建设中,要选择抗震性能好的建筑材料。
例如,使用具有一定抗震性能的混凝土、钢材和玻璃纤维等材料,能够提高建筑物的抗震能力。
5. 设计准则:抗震概念设计还要参考抗震设计相关的国家标准和规范,确保设计符合抗震要求。
这些准则包括建筑物的抗震设计参数、建筑物的抗震等级和最大抗震烈度等。
抗震概念设计是抗震设计的起点,通过合理的设计和措施采取,可以提高建筑物的抗震能力,减少地震对建筑物的破坏,保障人员的生命安全。
抗震设计的基本要求
抗震设计的基本要求抗震设计是指在建筑物结构的设计阶段,通过合理的结构设计和施工工艺,使建筑物能够在地震发生时保持结构的稳定性和安全性。
抗震设计的基本要求包括以下几个方面:1.设计地震作用力:抗震设计首先要确定建筑物所在地的地震活动水平,并根据地震活动水平确定设计地震作用力。
根据地震震级和地震波的参数,计算建筑物所能承受的地震作用力。
2.结构安全性要求:建筑物在地震发生时,应能保持结构的稳定性和强度,以防止结构倒塌或损坏。
因此,抗震设计要求结构能够在设计地震作用力下具有足够的抗震能力,同时在超过设计水平时具有合理的韧性,以减小结构震害。
3.结构刚度和变形控制:抗震设计中,要求结构具有足够的刚度和变形控制能力,以减小地震作用下结构的变形。
通过合理的结构布置和选择适当的结构形式,可以使结构具有较大的刚度和较小的变形,提高结构的抗震性能。
4.水平和垂直荷载传递机制:抗震设计中,要求建筑物能够将地震作用力有效地传递到地基,以保证结构的整体稳定性。
水平荷载主要通过墙体、框架和剪力墙等结构传递,垂直荷载主要通过柱子和梁等结构传递。
5.地基的选择和处理:地基是建筑物的基础,对结构的抗震性能有很大的影响。
抗震设计中要求选择合适的地基类型,并采取适当的地基处理措施,以提高建筑物的整体稳定性和抗震性能。
6.断层和地震波的影响:抗震设计中考虑了断层和地震波对建筑物的影响。
断层是地震波的震源,断层分布和地震波的传播路径都对建筑物的抗震性能产生影响。
因此,在抗震设计中要考虑断层的位置和影响范围,并采取相应的防护措施。
7.施工质量控制:抗震设计不仅包括设计阶段的工作,还包括施工阶段的质量控制。
建筑物的抗震性能不仅取决于结构的设计水平,还取决于施工质量的好坏。
因此,在施工过程中要加强质量控制,确保结构符合设计要求。
总之,抗震设计的基本要求是确保建筑物在地震发生时能够保持结构稳定性和安全性。
通过合理的结构设计、选用适当的材料、选择合适的地基和采取合适的施工工艺,可以提高建筑物的抗震能力,减小地震灾害的影响。
建筑抗震设计基本知识
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《规范》根据烈度、场地类别、结构自振周期及阻尼 比等绘出了地震影响系数曲线(下图)
建筑结构 西南科技大学
第十四章
地震作用和结构的抗震验算
建筑结构
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第十四章
地震作用和结构的抗震验算
FEK GEK
单质点水平地震作用标准值为;
(二)自振周期的计算 单质点自振周期:
等效剪切波速vse
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建筑结构
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地震作用和结构的抗震验算
建筑场地的划分:
2.场地的选择 选择建筑场地时,应对抗震有利、不利和危险地段作 出综合评价。
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地震作用和结构的抗震验算
建筑场地的划分:
2.场地的选择 选择建筑场地时,应对抗震有利、不利和危险地段作 出综合评价。
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地震作用和结构的抗震验算
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地震作用和结构的抗震验算
14.4结构的自振周期 一、能量法 能量守恒定律:Tmax U max
1 2 n Tmax 1 mi xi2 2 i 1 1 n U max mi gxi 2 i 1
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地震作用和结构的抗震验算
地点地面和建筑物受破坏的程度,也反映该地地面运动速 度和加速度峰值的大小。 2.地震烈度的统计分布
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地震作用和结构的抗震验算
众值烈度比基本烈度低1.55度;罕遇烈度比基本烈度 高1度左右。 3.设计地震分组 《规范》附录A列出了我国抗震设防区各县级及县级 以上城镇中心地区的分组。 4.抗震设防烈度 是指按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依 据的地震烈度。一般情况下,它与地震基本烈度相同。 14.2抗震设计的基本要求 一、建筑抗震设防分类和设防标准
抗震设防的基本要求
抗震设防的基本要求
一、基本概念
1、抗震设防:是指采用一系列抗震设计措施,将建筑结构的抗震性能提高到一定的标准,使建筑结构在地震作用下具有安全的力学性能,以避免人员伤亡和财产损失。
2、抗震设防主要包括:建筑设计方面的抗震设计原则、结构体系及构件及其组合设计,混凝土配合比配制及搭接,钢筋施工技术,防撞墙施工,结构抗震附加结构间隔配置,结构抗震改造及其细部设计,建筑内装俱备。
二、基本要求
1、建筑设计方面的抗震设计原则
(1)建筑结构及其组合应采用可靠性高、抗震性能好的组合方案;
(2)应采用高弹性、低静定差的结构体系、及其优化组合;
(3)结构的构件及其组合应采用适宜的刚性,以满足设计的抗震要求;
(4)应采用有效的结构连接,使结构具有较强的整体性;
(5)应增强结构的抗震性能,避免结构发生局部破坏;
(6)应采用适当的抗震附加结构,以减少结构在地震作用下受损的程度;
(7)应对重要性较高的场所,采用符合特定设计要求的抗震附加结构及细部设计。
2、混凝土配合。
建筑结构抗震概念设计的核心是什么?
建筑结构抗震概念设计的核心是什么?建筑结构抗震设计包含了两个设计范畴,即概念设计和参数设计。
建筑结构抗震概念设计主要针对地震的不确定性和有限元分析的近似性,从概念上,特别是从结构总体上考虑抗震的工程决策;建筑结构的参数设计主要是采用二阶段的抗震设求。
112021234)宜有多道抗震防线。
5)宜具有合理的刚度和承载力分布,避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中。
6)结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。
03合理的结构布置:结构平面布置宜规则对称1)竖向构件沿周边对称布置;2)剪力墙带翼缘;3)承载力大的地方布置竖向构件。
12304充分发挥构件材料性能:延性(变形能力)要强。
结构在保持一定强度条件下,如具有稳定的塑性变形能力,则在地震中可消耗输入于结构的地震能量,减少地震力,防止结构发生严重脆性破坏或倒塌。
05整体性要好:整体性可防止结构构件及非结构构件在地震时被震散掉落,同时它也是结构发挥空间作用的基本条件。
06合理设置抗震缝、伸缩缝、沉降缝。
07合理选择基础类型。
08施工质量要精良。
09造价要合理。
2301从抗震观点看,方形、矩形、圆形、正多边形等简单平面最有利。
平面伸出的翼部较长,有凹角,而且在某一方向上不对称,属于不规则平面,地震时,扭转效应将使远离刚度中心的翼肢端产生较大的位移而开裂、倒塌,或使凹角处产生应力集中而开裂。
这里要注意,即使平面规则、对称的建筑,仍要求质量和刚度的平面分布使刚度中心与质量中心一致,否则扭转效应仍会发生,使远离刚度中心的构件产生较大的震害。
02建筑物竖向的刚度分布应均匀和连续不宜有刚度突然消弱的层次,否则地震时易造成塑性变形集中的薄弱层;也不宜使最上面几层的刚度减去太多,否则地震时易形成鞭梢效应,加重震害。
03体12条。
4在抗震概念设计中,人们应不仅着眼于小震不坏,还要考虑大震不倒。
长期实践使人们认识到,仅利用材料的弹性阶段去抗御罕遇的大地震是不明智的,应该利用材料的弹塑性性能通过构件以至结构的塑性变形性能来消耗地震时输入结构的能量。
建筑结构的抗震概念设计
建筑结构的抗震概念设计作者:杨洪胜来源:《合作经济与科技》2010年第10期提要本文根据地震作用的特点,结合震后启示,阐述了结构抗震设计中“概念设计”的重要性以及对结构进行概念设计的原则。
在提高结构的整体抗震性能时,注重新的抗震设计理念的应用,为工程设计人员在今后的设计工作中提供思路。
关键词:建筑结构;抗震;概念设计中图分类号:F407.9文献标识码:A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。
随着建筑结构抗震相关理论的不断发展,结构抗震设计思路也经历了一系列的变化。
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能力的“耗”的一系列转变。
由于地震作用的随机性、复杂性、藕联性,每次地震所产生的波形各异,因而其对建筑物的作用各不相同,所产生的破坏程度也千差万别。
因此,在进行结构的抗震设计时要综合考虑多方面因素,而切实做好抗震概念设计又显得尤为重要。
一、抗震概念设計的含义建筑结构的抗震概念设计是指在进行结构抗震设计时,根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,从概念上,特别是从结构总体上考虑抗震的工程决策,即正确地解决总体方案、材料使用和细部构造,以达到合理抗震设计的目的。
二、抗震概念设计的基本内容1、建筑设计应重视建筑结构的规则性。
建筑结构的规则性对抗震能力重要影响的认识始自若干现代建筑在地震中的表现。
最为典型的例子是1972年2月23日南美洲的马那瓜地震。
马那瓜有相距不远的两幢高层建筑,一幢为十五层高的中央银行大厦,另一幢为18层高的美洲银行大厦。
当地地震烈度估计为8度。
一幢破坏严重,震后拆除;另一幢轻微损坏,稍加修理便恢复使用。
研究发现破坏较轻的建筑平、立、剖均较规则、对称;结构侧向刚度、材料强度和质量的分布也较均匀、连续,而另一栋建筑则恰恰相反,导致产生严重扭转、抗剪不足等而破坏严重。
建筑抗震概念设计与抗震措施要求
建筑抗震概念设计与抗震措施要求摘要:建筑行业的发展使得人们对住宅建筑的要求不止步于舒适度方面,人们对住宅建筑的质量和安全能力也提出了很高的要求。
住宅建筑的设计单位和施工团队需要提升住宅建筑的抗震能力,保证住宅建筑达到小震不坏、中震可修、大震不倒的要求。
建筑单位要对住宅建筑的抗震性能进行把握,建筑结构设计中的危险因素进行排查,保证住宅建筑的安全性和抗震性。
基于此,本文将对建筑抗震概念设计与抗震措施进行分析。
关键词:建筑结构;抗震结构;抗震设计1 抗震设计和抗震概念设计的关系为充分的贯彻和执行国家相关建筑工程防震防灾、减灾在法律法规中的应用,根据我国经济实力的提高,国家建设主管部门提出适当的抗震设防标准,既能合理使用建设投资,又能达到抗震安全的要求,确定建筑按3个水准设防目标进行抗震设防。
(1)水准建筑在多遇地震下处于弹性状态,不损坏无需维修;(2)水准建筑在设防地震下允许弹塑性变形,经修复后可使用;(3)水准建筑在罕见强震下发生弹塑性较大变形,部分结构破坏但不致发生连续倒塌。
为达到以上目标,建筑工程必须进行抗震设计。
从抗震设计的内容上分析,主要包含有抗震的概念设计、分析计算及抗震措施采用。
抗震的分析计算,是对结构承受地震力即由于地震地面作用引起的动态作用如地震加速度、速度和动位移进行定量分析,经简化得出的计算结果,是重要的设计依据,但由于现阶段对地震认识的局限性,计算结果可能与实际情况有较大偏差,仅按计算结果进行设计并不完全能满足预期的设防目标。
抗震概念设计作为建筑抗震设计的主要内容,它是基于无数震害分析、模拟试验等相关经验所构建的抗震设计原则及体系,它把地震作用造成影响的规律性和不确定性结合起来,在具体抗震设计的过程中,抗震概念设计更加关注于建筑结构的总体设计,从建筑方案开始合理把握整个工程设计的原则性问题,包括薄弱部位的分析判断及加强、关键部位的细节构造,或对关键部位提出抗震性能化指标,或提出设置二道防线要求等,以确保建筑的抗震安全。
4.建筑抗震概念设计
概述
由于地震的随机性,结构抗震不能完全依赖 “计算设计”,立足于工程抗震基本理论及长期 工程抗震经验总结的工程抗震基本概念,是构造 良好结构性能的决定因素,即“概念设计”。 概念设计强调,在工程设计一开始,就应把 握好能量输入、房屋体形、结构体系、刚度分布、 构件延性等几个主要方面,从根本上消除建筑中 的抗震薄弱环节,再辅以必要的计算和构造措施, 就有可能具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠 度的建筑。
双重抗侧力体系,具有两 道抗震防线,如下图:
为进一步增加双重抗侧力体系的抗震防线,可增 设若干赘余构件,使这些赘余构件可以先达到破坏。
梁的剪跨比: a与h0的比值。剪跨比影响了梁的斜截面受剪承载 力和破坏的方式,决定了主应力的大小和方向。 柱的剪跨比:M/vh0,h0为与M平行方向柱截面有效截面高度。剪跨 比>2时,为长柱,≤2时为短柱,≤1.5时为超短柱。长柱的 破坏形式多为弯曲破坏,短柱多为剪切破坏,超短柱发生剪 切斜拉破坏。同一楼层各柱之间的抗侧刚度不是很悬殊,但 是一旦存在少数短柱,它们的抗侧刚度远大于一般柱子的抗 侧刚度,短柱将吸收较大水平地震剪力,尤其是框架结构中 的少数短柱。 一般常见的短柱出现在楼梯间,半平台或者因为建筑上开窗需 要将框架梁设置在半平台处时,在半平台处会对框架柱有约 束作用,容易形成短柱。
4.4.3 利用赘余构件增 多抗震防线 当建筑物受到地震动 主脉冲卓越周期的作 用时,一方面利用结 构中增设的赘余构件 的屈服和变形,来耗 散输入的地震能量; 另一方面利用赘余构 件的破坏和退出工作, 使整个结构从一种稳 定体系过渡到另一种 稳定体系,实现结构 周期的变化,以避开 地震动卓越周期长时 间持续作用所引起的 共振效应。
建筑结构 第10章 抗震设计基本概念
1第十章抗震设计基本概念第一节、震级、烈度、设防标准2一、地球的构造1、地壳▲地球最表面的一层,很薄,一般厚度为5-40 km,平均厚度约为30km。
▲主要由各种不均匀的岩石组成:沉积岩→花岗岩→玄武岩等。
▲绝大部分地震都发生在地壳内。
32、地幔▲中间一层,很厚,平均厚度约为2900km。
▲主要由具有粘弹性性质的质地比较坚硬的橄榄岩组成。
▲地幔内部的物质在热状态和不均衡压力作用下缓慢运动,可能是造成地壳运动的根源。
3、地核▲地球最里面的一层,半径约为3500km,是地球的核心部分。
▲可分为外核(厚2100km)和内核,其主要构成物质是镍和铁。
▲根据推测,外核可能处于液态,内核可能处于固态。
4二、地震及其成因1、按成因分类(1)火山地震:由于火势爆发而引起的地震。
这类地震在我国很少见。
(2)陷落地震:由于地表或地下岩层突然大规模陷落或崩塌而造成的地震。
这类地震的震级很小,造成的破坏也很少。
(3)诱发地震:由于水库蓄水或深井注水等引起的地震。
(4)构造地震:由于地壳运动,推挤地壳岩层使其薄弱部位发生断裂而引起的地震。
5▲特点:构造地震分布广,危害大,是抗震结构设计研究的主要对象。
▲原因:岩层发生突然断裂或猛烈错动,产生振动源,振动以波的形式传播到地面,形成构造地震。
地下岩层断裂时,往往不是沿着一个平面发生,而是形成一个一系列裂缝组成的破碎地带,并且这个破碎地带的所有岩层不可能同时达到新的平衡。
因此,每次大地震的发生一般都不是孤立的,大地震前后总有很多次中小地震发生。
6▲地震序列:在一定时间内(一般是几十天至数月)相继发生在地区一系列大小地震称为地震序列。
▲主震:在某一地震序列中,其中最大的一次地震叫主震。
▲前震:在主震之前发生的地震。
▲余震:在主震之后发生的地震。
7▲主震型地震:在一个地震序列中,若主震震级很突出,其释放的能量占全序列中的绝大部分,叫主震型地震。
是一种破坏性地震类型。
▲震群型或多发型地震:在一个地震序列中,若主震震级不突出,主要地震能量是由多个震级相近地震释放出来的。
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建筑抗震概念设计基本内容
建筑抗震概念设计的基本内容
应重视建筑结构的规则性
建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案。
合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的,提倡平、立面简单对称。
“建筑结构的规则性”包含了对建筑的平立面外形尺寸,抗侧力构件布置、质量分布,承载力分布等诸多因素的综合要求。
抗震概念设计应坚持的原则
1)刚柔相济原则。
在抗震设计中,不能一味地提高结构的抗力,一般是根据初定的尺寸和混凝土等级算出结构的刚度,再由结构刚度算出地震力,然后计算配筋。
如果结构刚度太大,地震作用效应就很大,这样为抵御地震而需配更多的钢筋,因此,增加了结构的刚度,反而使地震作用效应增强。
在较大的地震力瞬间袭来时,极易造成局部受损,最后导致各个击破;而太柔的结构虽然有很好的延性,可以消减外力,但容易造成变形过大而无法使用,甚至整体倾覆。
在抗震设计中,为了实现刚柔相济的原则,既满足变形要求,又能减小地震力,最主要的方法是进行隔震消能设计。
在抗震设计中“, 刚柔相济”可以通过合理控制设计总信息来实现。
比如周期、位移、地震力应满足GB 5001122001 建筑抗震设计规范限值要求或者不超规范太多。
2)多道设防原则。
强烈地震后往往伴随多次余震,如果只有一道设防,在首次破坏后再遭余震,结构将会因损伤积累而导致倒塌。
因此,一个抗震
结构体系,应由若干个延生较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接起来协同工作,如框架—剪力体系是由延性框架和抗震墙两个分体系组成。
抗侧力结构和构件应设计成延性结构或构件延性是指构件或结构具有承载能力基本不降低的塑性变形能力的一种性能。
在“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设计原则下,结构应设计成延性结构。
当设计成延性结构时,由于塑性变形可以耗散地震能量,结构变形加大,但结构承受的地震作用不会直线上升,延性结构的构件设计应遵守“强柱弱梁,强剪弱弯,强节点弱杆件,强底层柱”原则,承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
应有意识地加强薄弱环节
1)结构在强烈地震下不存在强度安全储备,构件的实际承载力分析(而不是承载力设计值的分析) 是判断薄弱层的基础。
2)要使楼层(部位) 的实际承载力和设计计算的弹性受力之比在总体上保持一个相对均匀的变化,一旦楼层(部位) 的这个比例有突变时,会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。
3)要防止在局部上加强而忽视整个结构各位刚度、承载力的协调。
4)在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位) ,使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移,这是提高结构总体抗震性能的主要手段。
应采用合理的建筑结构体系
建筑布局除考虑功能要求外,结构单元抗侧力结构的布置宜规则、对称,
受力明确,传力合理,传力途径不间断,并应具有良好的整体性。
1) 抗侧力构件应布置合理。
如在框架—剪力墙结构中,剪力墙宜均增布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位,剪力墙间距不宜过大;平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙;纵、横剪力墙宜组成L型、T型和L型等形式;剪力墙宜贯通建筑物的全高,避免刚度突变;剪力墙开洞口宜上下对齐;抗震设计时,剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。
2) 结构的整体性要好。
高层建筑结构中,楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用。
楼盖相当于水平隔板,它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力的子结构,而且要使这些子结构能协同承受地震作用,特别是当竖向抗侧力子结构布置不均匀或布置复杂或各抗侧力子结构水平变形特征不同时,整个结构就要依靠楼盖使各抗侧力子结构能协同工作。
楼盖体系最重要的作用是提供足够的平面内刚度和抗力,并与竖向各子结构有效连接。
所以房屋的顶层、结构转换层、平面复杂或开洞过大的楼层、作为上部结构嵌固部分的地下室楼层应采用现浇楼盖结构。
一般楼层现浇楼板厚度不应小于80mm , 顶层楼板厚度不宜小于120mm ,普通地下室顶板厚不宜小于160mm;作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构,楼板厚度不宜小于180mm。