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結構如何考慮設備重心地震

發布時間:2023-05-05 12:59:29

Ⅰ 怎麼確定結構隨地震作用

按《建築抗震設計規范》GB50011-2001中的有關要求

確定工程結構的地震作用(公式、表格詳見規范)

5 地震作用和結構抗震驗算
5.1 一般規定
5.1.1 各類建築結構的地震作用,應符合下列規定:
1 一般情況下,應允許在建築結構的兩個主軸方向分別計算水平地震作用並進行抗震驗算,各方向的水平地震作用應由該方向抗側力構件承擔.
2 有斜交抗側力構件的結構,當相交角度大於15°時,應分別計算各抗側力構件方向的水平地震作用.
3 質量和剛度分布明顯不對稱的結構,應計入雙向水平地震作用下的扭轉影響;其他情況,應允許採用調整地震作用效應的方法計入扭轉影響.
4 8、9度時的大跨度和長懸臂做岩結構及9度時的高層建築,應計算豎向地震作用.
註:8、9度時採用隔震設計的建築結構,應按有關規定計算豎向地震作用.
5.1.2 各類建築結構的抗震計算,應採用下列方法:
1 高度不超過40m 、以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構,以及近似於單質點體系的結構,可採用底部剪力法等簡化方法.
2 除1款外的建築結構,宜採用振型分解反應譜法.

3 特別不規則的建築、甲類建築和表5.1.2-1所列高度范圍的高層建築,應採用時程分析法進行多遇地震下的補充計算,可取多條時程曲線計算結果的平均值與振型分解反應譜法計算結果的較大值.
採用時程分析法時,應按建築場地類別和設計地震分組選用不少於二組的實際強震記錄和一組人工模擬的加速度時程曲線,其平均地震影響系數曲線應與振型分解反應譜法所採用的地震影響系數曲線敏埋在統計意義上相符,其加速度時程的最大值可按表5.1.2-2採用.彈性時程分析時,每條時程曲線計算所得結構底部剪力不應小於振型分解反應譜法計算結果的65% ,多條時程曲線計算所得結構底部剪力的平均值不應小於振型分解反應譜法計算結果的80%.
註:括弧內數值分別用於設計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區.
4 計算罕遇地震下結構的變形,應按本章第5.5節規定,採用簡化的彈塑性分析方法或彈塑性時程分析法.
註:建築結構的隔震和消能減震設計,應採用本規范第12章規定的計算方法.
5.1.3 計算地震作用時,建築的重力荷載代表值應取結構和構配件自重標准值和各可變荷載組合值之和.各可變荷載的組合值系數,應按表5.1.3 採用.

註:硬鉤吊車的吊重較大時,組合值系數應按實際情況採用.
5.1.4 建築結構的地震影響系數應根據烈度、場地類別、設計地震分組和結構自振周期以及阻尼比確定.其水平地震影響系數最大值應按表5.1.4-1採用;特徵周期應根據場地類別和設計地震分組按表5.1.4-2採用,計算8、9度罕遇地震作用時,特徵周期應增加0.05s.
註:1 周期大於6.0s的建築結構所採用的地震影響系數應專門研究;
2 已編制抗震設防區劃的城市,應允許按批準的設計地震動參數採用相應的地震影響系數.

註:括弧中數值分別用於設計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區.
5.1.5 建築結構地震影響系數曲線(圖5.1.5)的阻尼調整和形狀參數應符合下列要求:
1 除有專門規定外,建築結構的阻尼比應取0.05,地震影響系數曲線的阻尼調整系數應按1.0採用,形狀參數應符合下列規定:
1)直線上升段,周期小於0.1s的區段.
2)水平段,自0.1s至特徵周期區段,應取最大值(αmax).
3)曲線下降段,自特徵周期至5倍特徵周期區段,衰減指數應取0.9.
4)直線下降段,自5倍特徵周期至6s區段,下降斜率調整系數應取0.02.

2 當建築結構的純拿御阻尼比按有關規定不等於0.05時,地震影響系數曲線的阻尼調整系數和形狀參數應符合下列規定:
1)曲線下降段的衰減指數應按下式確定:

式中r-曲線下降段的衰減指數;
ζ - 阻尼比.
2)直線下降段的下降斜率調整系數應按下式確定:
η1=0.02+(0.05-ζ)/8(5.1.5-2)
式中η1-直線下降段的下降斜率調整系數,小於0時取0.
3)阻尼調整系數應按下式確定:

式中η2-阻尼調整系數,當小於0.55時,應取0.55.
5.1.6 結構抗震驗算,應符合下列規定:
1 6度時的建築(建造於IV類場地上較高的高層建築除外),以及生土房屋和木結構房屋等,應允許不進行截面抗震驗算,但應符合有關的抗震措施要求.
2 6度時建造於IV類場地上較高的高層建築,7度和7度以上的建築結構(生土房屋和木結構房屋等除外),應進行多遇地震作用下的截面抗震驗算.
註:採用隔震設計的建築結構,其抗震驗算應符合有關規定.
5.1.7 符合本章第5.5節規定的結構,除按規定進行多遇地震作用下的截面抗震驗算外,尚應進行相應的變形驗算.
5.2 水平地震作用計算
5.2.1 採用底部剪力法時,各樓層可僅取一個自由度,結構的水平地震作用標准值,應按下列公式確定(圖5.2.1):

式中FEk-結構總水平地震作用標准值;
α1-相應於結構基本自振周期的水平地震影響系數值,應按本章第5.1.4條確定,多層砌體房屋、底部框架和多層內框架磚房,宜取水平地震影響系數最大值;
Geq-結構等效總重力荷載,單質點應取總重力荷載代表值,多質點可取總重力荷載代表值的85%;
Fi-質點i的水平地震作用標准值;
Gi,Gj-分別為集中於質點i、j的重力荷載代表值,應按本章第5.1.3條確定;
Hi,Hj-分別為質點i、j的計算高度;
δn--頂部附加地震作用系數,多層鋼筋混凝土和鋼結構房屋可按表5.2.1採用,多層內框架磚房可採用0.2,其他房屋可採用0.0;
ΔFn-頂部附加水平地震作用.
註:T1為結構基本自振周期.
5.2.2 採用振型分解反應譜法時,不進行扭轉耦聯計算的結構,應按下列規定計算其地震作用和作用效應:
1 結構j振型i質點的水平地震作用標准值,應按下列公式確定:

式中Fji——j振型i質點的水平地震作用標准值;
αj——相應於j振型自振周期的地震影響系數,應按本章第5.1.4條確定;
Xji——j振型i質點的水平相對位移;
rj——j振型的參與系數.
2 水平地震作用效應(彎矩、剪力、軸向力和變形),應按下式確定:

式中SEk——水平地震作用標准值的效應;
Sj——j振型水平地震作用標准值的效應,可只取前2~3個振型,當基本自振周期大於1.5s或房屋高寬比大於5時,振型個數應適當增加.
5.2.3 建築結構估計水平地震作用扭轉影響時,應按下列規定計算其地震作用和作用效應:
1 規則結構不進行扭轉耦聯計算時,平行於地震作用方向的兩個邊榀,其地震作用效應應乘以增大系數.一般情況下,短邊可按1.15採用,長邊可按1.05採用;當扭轉剛度較小時,宜按不小於1.3採用.
2 按扭轉耦聯振型分解法計算時,各樓層可取兩個正交的水平位移和一個轉角共三個自由度,並應按下列公式計算結構的地震作用和作用效應.確有依據時,尚可採用簡化計算方法確定地震作用效應.
1)j振型i層的水平地震作用標准值,應按下列公式確定:

式中Fxji、Fyji、Ftji——分別為j振型i層的x方向、y方向和轉角方向的地震作用標准值;
Xji、Yji——分別為j振型i層質心在x、y 方向的水平相對位移;
φji——j振型i層的相對扭轉角;
ri——i層轉動半徑,可取i層繞質心的轉動慣量除以該層質量的商的正二次方根;
γtj——計入扭轉的j振型的參與系數,可按下列公式確定:
當僅取x方向地震作用時

當僅取y方向地震作用時

當取與x 方向斜交的地震作用時,

式中γxj、γyj——分別由式(5.2.3-2)、(5.2.3-3)求得的參與系數;
θ——地震作用方向與x方向的夾角.
2)單向水平地震作用的扭轉效應,可按下列公式確定:

式中SEk——地震作用標准值的扭轉效應;
Sj、Sk——分別為j、k振型地震作用標准值的效應,可取前9~15個振型;
ζj、ζk——分別為j、k振型的阻尼比;
ρjk——j振型與k振型的耦聯系數;
λT——k 振型與j振型的自振周期比.
3)雙向水平地震作用的扭轉效應,可按下列公式中的較大值確定:

式中Sx、Sy分別為x向、y向單向水平地震作用按式(5.2.3-5)計算的扭轉效應.
5.2.4 採用底部剪力法時,突出屋面的屋頂間、女兒牆、煙囪等的地震作用效應,宜乘以增大系數3,此增大部分不應往下傳遞,但與該突出部分相連的構件應予計入;採用振型分解法時,突出屋面部分可作為一個質點;單層廠房突出屋面天窗架的地震作用效應的增大系數,應按本規范9章的有關規定採用.
5.2.5 抗震驗算時,結構任一樓層的水平地震剪力應符合下式要求:

式中 VEki——第i層對應於水平地震作用標准值的樓層剪力;
λ——剪力系數,不應小於表5.2.5規定的樓層最小地震剪力系數值,對豎向不規則結構的薄弱層,尚應乘以1.15的增大系數;
Gj——第j層的重力荷載代表值.
註:1 基本周期介於3.5s和5s之間的結構,可插入取值;
2 括弧內數值分別用於設計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區.
5.2.6 結構的樓層水平地震剪力,應按下列原則分配:
1 現澆和裝配整體式混凝土樓、屋蓋等剛性樓蓋建築,宜按抗側力構件等效剛度的比例分配.
2 木樓蓋、木屋蓋等柔性樓蓋建築,宜按抗側力構件從屬面積上重力荷載代表值的比例分配.
3 普通的預制裝配式混凝土樓、屋蓋等半剛性樓、屋蓋的建築,可取上述兩種分配結果的平均值.
4 計入空間作用、樓蓋變形、牆體彈塑性變形和扭轉的影響時,可按本規范各有關規定對上述分配結果作適當調整.
5.2.7 結構抗震計算,一般情況下可不計入地基與結構相互作用的影響;8度和9度時建造於Ⅲ、Ⅳ類場地,採用箱基、剛性較好的筏基和樁箱聯合基礎的鋼筋混凝土高層建築,當結構基本自振周期處於特徵周期的1.2倍至5倍范圍時,若計入地基與結構動力相互作用的影響,對剛性地基假定計算的水平地震剪力可按下列規定折減,其層間變形可按折減後的樓層剪力計算.
1 高寬比小於3的結構,各樓層水平地震剪力的折減系數,可按下式計算:

式中φ——計入地基與結構動力相互作用後的地震剪力折減系數;
T1——按剛性地基假定確定的結構基本自振周期(s);
ΔT——計入地基與結構動力相互作用的附加周期(s),可按表5.2.7採用.

2 高寬比不小於3的結構,底部的地震剪力按1款規定折減,頂部不折減,中間各層按線性插入值折減.
3 折減後各樓層的水平地震剪力,應符合本章第5.2.5條的規定.
5.3 豎向地震作用計算
5.3.1 9度時的高層建築,其豎向地震作用標准值應按下列公式確定(圖5.3.1);樓層的豎向地震作用效應可按各構件承受的重力荷載代表值的比例分配,並宜乘以增大系數1.5.

式中 FEvk——結構總豎向地震作用標准值;
Fvi——質點i的豎向地震作用標准值;
avmax——豎向地震影響系數的最大值,可取水平地震影響系數最大值的65%;
Geq——結構等效總重力荷載,可取其重力荷載代表值的75%.
5.3.2 平板型網架屋蓋和跨度大於24m屋架的豎向地震作用標准值,宜取其重力荷載代表值和豎向地震作用系數的乘積;豎向地震作用系數可按表5.3.2採用.

註:括弧中數值分別用於設計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區.
5.3.3 長懸臂和其他大跨度結構的豎向地震作用標准值,8度和9度可分別取該結構、構件重力荷載代表值的10%和20%,設計基本地震加速度為0.30g時,可取該結構、構件重力荷載代表值的15%.

Ⅱ 建築結構設計中抗震問題探討

建築結構設計中抗震問題探討

摘要: 地震災害是人類面l臨的重大災難,在建築結構設計中應當考慮抗震問題,並採取行之有效的措施,增強建築物的抗震能力,減少地震引起的損失。本文討論了建築結構設計中有關抗震方面的注意問題和原則,並提出了相關措施。

關鍵詞: 建築結構設計;抗震;概念設計;抗震計算;構造設計

人類面臨的諸多自然災害中,地震無疑是對生命財產危害最嚴重的一種。由於地震的波及范圍廣,不可預測性,每次地震發生都會造成大量的建築物倒塌或者人員傷亡,間接損失更是難以估量。中國是全球地震的頻發區,約佔全球年平均次數的1/3,因此建築物抗震尤為必要,要提高建築物防震性能是建築結構設計中必須考慮的問題。

抗震設計主要考慮三個方面的問題:概念設計、抗震計算和構造設計。概念設計把握設計的基本原則,考慮場地條件及其穩定性,建築的外形尺寸和建築面的布置等等;抗震計算是抗震設計中的定量手段;構造設計在具體實施上保證結構整體性,彌補局部的薄弱缺陷等問題,保證抗震計算的有效性。

1、抗震概念設計

抗震概念設計主要是依兄拆據工程經驗和地震災害總結出的根據設計思路和原則對建築物進行總體布置和明確細部構造的過程。一般不經過數值計算,主要的依據因素包括:結構破壞機理、整體與分體系的力學關系、以往抗震和震害積累的經驗、工程經驗等等,是對建築結構抗震問題的宏觀把握。

1.1抗震概念設計中的考量原則建築場地選擇:根據工程的要求,要對場地進行綜合評價,盡量選擇有利地段,避免不利地段,這樣有利於抗震設計,如果建築地段無法避免不利地段,應當採取抗震措施。由於建築物的自振周期,要避免建築物在地震發生時出現共振現象,建築地基的設計要符合下列標准:①如果地基土質不均勻諸如液化土、新填土或者軟粘性土時,要考慮在地震發生時的地基不均勻沉降,及時採取有效措施;② 同一結構設計單元基礎設計要合理,盡量避免全部設置在地基土相同的地方,不可以採取不同的基礎形式,諸如部分樁基,部分天然地基等現象。在危險地段,堅決避免甲、乙類建築。

1.2 建築體型選擇建築物的體型盡量簡單、規則、對稱,立面選擇可以採用三角形、矩形或者梯形等布局,避免倒梯形或者變化突然的階梯型立面。建築物的高度適當降低,嚴格限制高寬比。抗側力結構的平面布置也要避免不規則形狀,以保證建築良好的整體性。

1.3結構抗震體系的選擇

(1)結構體系應當按照建築物的抗震設防烈度、抗震設防類別、建築高度、場地條件和其他如經濟、技術和使用條件等因素的綜合考慮決定。

(2)結構體系應當提供地震作用傳遞途徑和計算簡圖,結構的布置要具備多層抗震防線。

(3)結構部件連接要合理,要有一定的變形能力和強度,避免因為部分構件的破壞或部分結構而破壞整個結構的抗震能力和對重力的承載能力。

(4)建築物還要具有合格的抗震承載力,以及消耗地址能量和良好的變形能力。

(5)對於潛在的問題結構或者薄弱部位,要採取措施解決或者加強薄弱環節,防止出現應力集中和變形集中。

(6)結構平面的兩個主軸方面的動力特性要相近,加強平面連接,提高豎向的整體剛度。

1.4 加強對非結構構件的處理要考慮建築幕牆等結構在地震中出現的羨派棗.變形,採取有效的連接方法,預埋件錨固要合理,並採取加強措施,減少地震力通過非結構部件向主體傳遞。採用輕質材料作為牆體材料,減少建築物的重量,建築物重量越小,地震力越小。剛性護牆要與主體保持可靠連接,沿縱向均勻對稱布置,確保承受結構在不同方向產生的位移。另外新修訂的抗震規范設計羨遲增加了框架結構的圍護牆和隔牆等強制性條文,保證設置合理以確保主體結構的抗震能力。

2、抗震計算

結構抗震計算包括地震作用計算和結構抗震驗算兩部分。

2.1地震作用的基本原則主要有

(1)應當分別計算建築結構的兩個主軸方想的水平地震作用,並且由各方向的抗側力的結構承受該方向的地震水平作用。如果出現交叉抗側力結構,如果角度大於15~,也要分別計算各個方向的水平地震作用。

(2)如果結構質量和剛度的分布不明顯,則要考慮雙向水平地震作用下的扭轉影響。

(3)對於長懸臂和大跨度結構以及。度時的高層建築,必須計算豎向地震作用。

2.2 結構抗震計算的基本方法主要包括:底部剪力法、振型分解反應譜法和時程分析法。

(1)一般來說凡事屬於廣義的單自由度體系的建築物,都可以採用底部剪力法來計算水平地震作用,如果建築物高度低於40m,質量和剛度沿高度分布比較均勻的以剪切變形為主的結構都可以使用底部剪力法。底部剪力法的基本思路是:水平地震作用和底部剪力相等。

(2)振型分解反應譜法的理論基礎是單自由度體系的反應譜,通常分解振型方式計算多自由度體系的地震反應。這一方法的優點是對結構的動力特性考慮全面,對於大多數建築物都能給出滿意的計算結果,並且計算過程簡單。因而成為當前比較普遍採用的方法。時程分析法又稱為直接動力法,時程分析法演算法精細,通過運動微分方程對結構物進行計算,可以算出結構件內力的時程變化關系,和各個質點的位移、加速度和速度動力反應。然而本演算法具有局限性,當前使用並不普遍。

2.3 抗震驗算在驗算時不同建築的整體性決定了剛性、剛柔、柔性計算的選擇,建築結構設計中,必須合理的確定建築物的剛度,剛度既不可過大也不可過小,如果過大則鋼結構自振周期短,所承受的地震作用相應增大,不但造成了原材料的浪費,導致的後果也比較嚴重;如果過柔,在地震時很可能因設計缺陷導致建築物變形,影響了正常使用。另外場地土的類別也是抗震驗算時候必須注意的方面。如有條件可以增加剪力牆,或者將框架設計成雙向樑柱剛接體系,或者是講部分的框架梁搭建在其它框架樑上。雨篷不得從填充牆內出挑,對於陽台處梁和大跨度的雨篷要考慮抗扭,扭矩是梁中心線處板的負彎矩乘以跨度的一半。柱和框架梁的混凝土等級可以相差一級。

3、抗震構造設施

Ⅲ 什麼是結構的地震反應什麼是」鞭梢效應」 設計時如何考慮這種效應

答:地震作用下突出建築物屋面的附屬小建築物,如電梯間、女兒牆、附牆煙囪等由於重量和剛度突然變小,高振型影響較大,會產生鞭端效應.
結構按底部剪力法計算時,只考慮了第一振型的影響,突出屋出的小建築物在地震中相 當於受到從屋面傳來的放大了的地面加速度,採用閉州基底轎豎蔽剪力法計算這類小建築的地震作用效 應時應乘以放纖悄大系數 3.放大系數是針對突出屋面的小建築物強度驗算採用的,局部放大作用不往下傳.

Ⅳ 多層鋼結構廠房的抗震計算要點


進行抗震驗算時,只考慮水平地震作用,並在結構的兩個主軸方向分別驗算,各方向的水平地震作用應全部由該方向的抗震構件承擔。水平地震作用可採用底部剪力法或振型分解反應譜法進行計算。計算時,在多遇地震下,阻尼比可採用0.035;在罕遇地震下,阻尼比可採用0.05.
廠房重力荷載代表值和組合系數,除符合第3章的規定外,尚符合下列規定:
(1)樓面檢修荷載不應小於4kN/m2,荷載組合值系數可取0.4;
(2)成品或原料堆積露面荷載取值按實際採用,荷載組合值系數取為0.8;
(3)設備和料斗內的物料充滿度按實際運行狀態採用,當物料為間斷加料時,物料重力荷載的組合值系數取為0.8;
(4)管道內物料重力荷載按實際運行狀態取用,組合值系數取為1.0.
直接支承設備和料斗的構件及其連接,除振動設備計算動力荷載外,尚應計入其重力支承構件及連接的地震作用。設備與料斗對支承構件及其連接的水平地震作用,可按下式確定:
Fs=аmaxλGeq
λ=1.0+Hx/Hn
式中:Fs;設備或料斗重心處的水平地震作用標准值;
аmax;水平地震影響系數最大值;
Geq;設備或料斗的重力荷載代表值;
λ;放大系數;
Hx;基礎至設備或料斗重心的距離;
Hn;基礎底部至建築物頂部的距離。
此水平地震作用
對支承構件產生的彎矩、扭矩,取設備或料斗重心至支撐構件形心距計算。培卜
多層鋼結構廠房荷載效應組合按第3章的有關規定進行。
平面布置較規則的多層框架,其橫向框架的計算採用平面計算模型,當平面不規則且樓蓋為剛性樓蓋時,採用空間計算模型;廠房的縱向框架的計算,可按柱列法計算,當各柱列縱向剛度差別較大且樓蓋為剛性樓蓋時,採用空間整體計算模型。有壓型鋼板的現澆鋼筋混凝土樓板,板面開孔較小且用栓釘等抗剪連接件與鋼梁連接時,樓蓋視為剛性樓蓋。
地震作用效應計算時,採用層間計配鎮穗算模型,同時按不同圍護結構考慮自振周期的折減系數Ψ。當為輕質砌塊及懸掛預制牆板時,Ψ取0.9;當為重砌體外包時,Ψ取0.85;當為重砌體牆嵌砌時,Ψ取0.8.對所有圍護牆只計入質量,不考慮剛度及抗震共同工作。當設備或支承設備的結構與廠房共同工作時,其水平地震作用計算時,應計入設備及其支撐結構的剛度,地震作用效應按設備或支承設備結構與廠房結構側移剛度的比例分配。
多層框架的橫向框架計算採用計算機計算,當對層數不多的框架採用手算方法時,其豎向荷載作用下的內力效應可用近似的分層法計算,水平荷載作用下的內力效應可採用半剛架法、D值法等近似方法計算。
計算層間位移時,框架-支撐結構可不計入樑柱節點域剪切變形的影響,但腹板厚度不宜小於梁、柱截面高度之和的1/70。
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Ⅳ 建築結構抗震設計問題及解決策略

第1篇:建築結構設計中抗震設計探討
1、建築結構抗震設計存在的問題
1.1不夠重視建築抗震的問題近些年來,我國連續發生了不少大大小小的地震,這些地震所造成的直接影響就是給人們的生命、財產安全帶來了無可彌補的損失,造成該損失的大部分原因是我國已有的建築物缺乏足夠的抗震性能。另外,還有一些建築的設計人員不夠重視建築結構抗震設計的重要性,在確定設計方案時不夠重視建築結構設計中的抗震設計的合理性,導致設計方案中的抗震設計內容被忽視,這種情況在一些改建,擴建工程中尤為普遍,在地震災害來臨時就會留下致命的隱患。因此,這就要求建築結構設計人員在建築結構設計的時候,要嚴格按照抗震規范的條款,根據該地區的自然條件來選擇恰當的抗震級別和合理的抗震構造措施。必須考慮怎樣能最大限度的提高建築物的抗震性能,從而確保人們的生命財產安全。
1.2建築結構抗震設計驗證問題
為了檢驗建築抗震結構分析結果的合理游衡慧性、有效性,目前可採用三種驗證手段:第一進行建築抗震模型試驗;第二對建築地震反應監測;第三對建築震害研究。實踐是檢驗真理的唯一標准,試驗是實踐的一種近似體現。與航天工程、機械工程領域相比,由於建築結構體型龐大,幾乎不可能完成足尺建築結構的抗震載入試驗,因此通常採用建築抗震模型結構試驗。近幾年,國際上陸續舉辦多次不同類型建築抗震結構的盲神答測試驗,以檢驗現有的各種抗震設計計算模型的模擬方法。試驗結果表明採用不同軟體甚至採用同一軟體所模擬的建築結構抗震設計結果相互都存在一定的差異,這也說明我們目前的結構地震反應分析還有待進一步的完善。此外,由於在已有的建築安裝監測設備數量很少或甚至沒有,而地震災害又具有極大的不可預測性,這也大大降低了利用地震反應監測檢驗抗震建築結構設計的可行性。
1.3建築結構設計人員的意識問題
現在不少的建築結構設計人員不具備扎實的專業知識,缺乏足夠的專業設計能力,導致設計出來的建築物缺乏足夠的抗震性能,留下一定的抗震安全隱患。另有一些建築結構設計人員抗震安全意識不足,建築設計時強調、注重建築的外觀美感,輕視建築抗震整體協調問題,也對該建築留下了一定的抗震安全風險。所以,建築結構設計人員要繼續專業學習,豐富自身的專業設計能力,要具有建築抗震的危機意識,一定要站在人民的生命、財產安全的立場上考慮建築結構設計:並要結合該建築的具體使用功能,這樣才能設計出抗震安全、外形美觀、經濟合理的建築物。
2、建築結構設計中的抗震設計
2.1建築結構平立面體型的確定
建築結構平立面布置也是影響建築物抗震效能的一大重要因素。合理的建築結構布置,不僅可以保證建築物的穩定,還可以提高建築物自身的抗震能力。在抗震設計中,如果該建築的結構平立面布置合理,並且該建築結構的布置符合建築抗震規范要求,那麼此建築物勢必會具備優秀的抗震能力。所謂的建築結構平立面布置合理指的就是在設計建築結構體型過程中,在保證使用功能的前提下,盡量選擇建築物平面規則、對稱布置,這樣才能保證該建築同一樓層間平面剛度變化一致,其次盡量考慮建築物豎向凹凸少,使得建築豎向剛度變化上保持穩定,避免不同樓層之間抗震時剛度不穩的現象,這樣合理的平立面布置對建築抗震有利。在建築結構抗震設計中,對於結構復雜的建築物而言,良好的抗震縫的設計也非常重要,抗震縫兩側結構完全分開,中間間隙距離保證在地震作用下兩側結構不發生碰撞。抗震縫一般設置在結構變形的敏感部位。若抗震縫設置不當在地震發生時就會變成薄弱環節,不利該建築物的抗震。
2.2建築結構抗震材料的選擇
在建築結構設計中,材料是主要的承重原料,材料的剛度和塑性對建築結構抗震的影響較大,為了確保建築物的整體抗震性、穩定性,在選用攔手材料時,要結合本地的地震歷史資料,選擇合適的建築材料。從抗震角度考慮,作為建築材料應輕質、高強;構件間的連接應有良好的整體性、延性,且能發揮材料的全強度。按照此原則,鋼結構是最符合抗震材料要求的,多次地震災害實例表明鋼結構的抗震性能好,但鋼材的造價及維護費用較高。現澆鋼筋混凝土結構整體性好,造價低廉,有較大的抗側移剛度,經設計可保證結構具有一定的延性。但該材料也存在難以克服的弱點:當地震持續較長時間時,在反復的地震荷載作用下,構件剛度因裂縫的開展而遞減,將混凝土擠碎。裝配式鋼筋混凝土結構施工方便,但它的抗震弱點在於框架節點等構件接頭強度及變形能力均低於構件本身強度而形成薄弱環節,同時預制構件裝配時會產生次應力,整個結構缺乏連續性和整體性,故這類結構不宜在高烈度地區採用。因此在建築結構設計中,為了達到提高建築抗震性能的目的,必須科學合理選擇適合該建築的建材。
2.3建築場地的選擇
選擇合適的建築場地也是能提升建築結構抗震性能的。盡量選擇土地成分及土地結構具有良好密度和硬性的場地,並且該場地土質成分均勻性良好,這樣的場地作為建築結構工程的建設場地,才能保證建築場地范圍內的土地能更好地、均勻地承受上部建築結構的荷載。設計人員在建築場地選擇中應該避開軟土、液化土、采空區以及河岸邊緣等相關地段,避免因為上述地質范圍中土體的密實度、堅硬度以及凝結度等相關性能的低劣而導致建築物在應對地震災害的過程中出現土體承重荷載能力不夠的現象;對於一些容易發生滑坡、地陷以及泥石流等山體事故的危險地段,也應盡量避開選擇其作為建築結構的設計場地;同時盡量避免建築場地選擇在地震斷裂帶上,這樣才能避免降低上部建築結構對地震災害作用力的抵抗性能。
2.4建築結構參數計算
根據該地區的自然條件選擇該建築恰當的抗震級別和合理的抗震措施;根據不同建築結構類型在面對地震沖擊力時所具有的荷載作用力完成抗震設計參數的選擇;使用先進的計算機技術,建立相應的建築結構抗震計算模型對該建築的抗震作用力進行清晰明確的計算,保證建築與規劃設計所選的抗震級別、抗震措施、抗震設計參數、抗震計算模型能夠符合該建築結構的抗震性能,保證該建築抗震建築結構設計過程中受力的合理性及科學性。
結語:
地震對於建築物具有較強的破壞力,抗震設計是建築結構設計中保證建築物安全性、穩定性的最重要因素,提高建築結構抗震能力是非常具有現實意義。在建築結構抗震設計中,必須以建築結構的實際情況為主,以強化建築的抗震特性。
第2篇:工業與民用建築結構抗震設計分析
一、概述
地震是我國一種極為常見的自然性災害,在建築結構領域其危害性是不言而喻的,嚴重的時候甚至會造成建築物倒塌,危害著人們的生命與財產安全,這對於建築的直接使用者的人生安全帶來了極大的威脅。隨著科學技術的發展和人們生活水平的不斷提高,人們對建築的要求也更加的嚴格,除了對於建築物外觀與形式上的要求,人們對於建築物安全性、實用性和環保性的要求也逐步提高,針對當前我國建築抗震性較差的現狀。因此,工業與民用建築在結構設計過程中,應該將抗震設計工作做好,保證其在正常使用中始終保持良好的抗震性能,保證在地震災害來臨時保證強大的穩定性。
二、結構抗震設計的重要性
我國是世界上遭受地震災害最嚴重的國家之一。每年因為全國各地的地震所造成的人身意外與財產損失不計其數,究其原因,主要是因為建築物缺乏必要的抗震設計。所謂抗震設計,是指對建築物進行抗震設計。其中主要包括地震作用、抗震承載力計算和採取抗震構造措施來達到抗震的目的。對建築物進行抗震設計主要是為了保障安全,所採取的措施應是與國民經濟相適應的。舉例來說,如果希望建築物在地震過後依然完好無損,這不僅在抗震設計過程中會增加造價,而且在技術上對於設計人員也具有極高的挑戰性。相反,如果抗震設計要求過低,使用者的安全必然會成為嚴重問題,可謂是後患無窮。基於國際趨勢,從我國實際國情出發,提出一個適當的抗震設計標準是非常重要的。因此,國家也出台了相應的政策和措施,例如《建築抗震設計規范》就提出了「三水準」的抗震設防目標:小震不破壞,可正常使用;設計烈度地震可修復使用;遭遇大震時不倒塌。
三、工業與民用建築結構形式的特點
通過分析我國工民建結構抗震設計要求,可將工業與民用建築的結構主要分成鋼結構、磚木結構、框架結構及砌體結構等不同種類,下面主要針對這幾種建築結構形式的主要特點進行分析。
3.1磚木結構
磚木結構中,建築的屋頂和樓板等皆採用木材作為主要承重結構,這種結構在我國傳統民居非常常見,其優點在於結構簡單、成本低廉柔韌性和適應性強,但其缺點是磚木結構不能保證砂漿的質量,所以現如今這種結構的建築物已不多見,通常抗震能力比較差。
3.2砌體結構
砌體結構是一種比較常見的工業與民用建築結構,通常情況下,進深與開間較小且較為規整、內牆較多的房屋會採用這種結構。因此,採取這種結構形式的建築其抗側力剛度是較好的。但是砌體結構的抗變形能力差很多,很容易出現開裂等問題,一旦遇到地震,砌體結構的建築將會出現破損甚至局部坍塌的嚴重問題。
3.3鋼結構
在目前我國的建築行業中鋼結構的使用范圍非常廣泛,鋼結構可以充分保證建築的強度、剛度、塑性和延性。鋼結構自身重量較輕,加之其延性和塑性極高,因此可以有效地提高建築物的抗震能力,避免建築物出現倒塌的情況。然而,鋼結構的耐火性能差,一旦發生火災極易出現建築安全問題,建築成本也相對較高。
3.4框架結構
框架結構是指由梁、柱鉸接成承重系統的建築結構,這種結構的自重比較輕,同時空間分隔非常靈活,不僅可以保證建築結構的抗震能力,同時還能節省建築耗材,其缺點在於本身的剛度不足。
四、常見的工民建結構抗震的設計方法
首先,設計人員應以工民建築結構的基本構造為主要設計原則。我國對於建築的屋頂電梯,樓道構造的設計等等都已經有強制性的規范內容,進而使整個建築成為一個較為牢固的整體,加強提出部分和其餘部分的吻合度。
其次,設計人員應當以工民建築規劃和場地為依據。為了提高工民建的抗震水平,很多開發商修建建築之前事先都需要對建築場地進行科學准確的測定和選擇。合理的設計抗震層也是結構抗震設計中的必要環節,抗震層對於建築物未來的穩定性具有十分重要的作用。眾所周知,建築物的使用周期較長,對於建築出入口的障礙物將嚴重妨礙地震發生時人員的疏散速度,所以,對於建築出入口的障礙物必須進行及時的清理,建築專業進行設計時應當適當提高出入口的高度和寬度,確保使用者在發生緊急情況時能夠及時的流通和疏散。
最後,設計人員應當以結構性能目標為依據。工民建築抗震設計目的在於當地震發生時能夠在最大程度內保障人員的安全疏散和撤離,將人員傷亡和財產損失盡量控制在最低限度。有效的預防地震災害所帶來的嚴重損失。
結束語:建築的抗震設計對於一棟建築整體的優劣評價具有較大的影響,建築結構的防震設計是保證建築物穩定的基礎,也是對人們生命及財產安全的有效保障。
第3篇:當前建築結構抗震設計分析要點
引言
隨著經濟的發展,城市化進度的加快,建築工程也逐漸增多。從當前的實際情況來看,由於我國地質條件的復雜性,建築工程施工存在一定的困難性。為了保障工程的質量,就要對建築工程的地質條件進行精準的分析,採用科學有效的方法進行抗震設計的分析,使建築物的抗震性能得到真正的提高,進而使建築的穩定性和可靠性得到保障。
1.選擇合適的場地
建築的抗震設計中,最重要的一點就是要選擇好建築的場地。建築物在地震中受破壞的程度與地質情況直接相關,地質情況不同,破壞程度也是不一樣的,所以必須選擇合適的場地進行施工,這樣才能最大程度地減輕地震對建築物的破壞。在建築場地選擇的過程中,要綜合考慮實際的地震活動狀況,對地質情況做合理的調查,得出准確的數字,並且以此項調查為前提和基礎,對所選的場地做全面的、細致的分析與評價,做好所選地段的抗震設計等級的評估工作。通過評估,盡可能的迴避那些受地震影響較為嚴重的場地,像容易液化的土質、軟弱土質、較高的又相對孤立的山丘地帶、非岩質陡坡以及邊坡邊緣等地段;而對於無法規避的場地,要考慮地震作用時地基不均勻沉降或其他不利影響,並採取合理的抗震加強措施,比如可結合加強基礎與上部結構的方法進行。總體來說,在進行建築場地選取的過程中,岩石或者是基土密度較高的土質是最適合進行抗震設計的,盡可能的規避軟性地基土,這樣對建築物的抗震性能的提高使非常有利的。
2.抗震建築結構相關材料的選擇
建築結構材料質量的高低,直接決定著地震災害發生時建築物的安全性。鋼筋的韌性相較於別的材料來說,韌性更高一些,因此比較適合使用到抗震設計的建築當中,如果鋼筋的受力主要來自於縱向力的話,則要對鋼筋進行熱軋處理,主要有HRB335級和HRB400級以及強度更高的高性能鋼筋;對於箍筋,則是以HRB335,HRB400級熱軋鋼筋為佳。在建築結構材料中,其抗震性能是必須考慮的因素,同時要將建築成本與抗震性能的最佳平衡點找准,盡可能的用最低的成本投入獲得最佳的抗震效果。
3.建築結構的規則性
在建築結構設計中,要保證建築結構的規則性,從而使其承載力均勻分布,提高建築的抗震性能和可靠性。盡量避免不規則的建築結構平面,防止建築在地震災害中倒塌。
3.1建築結構平面力求簡單規則
在進行設計時,應該選擇較為規整的建築結構平面布置,這樣才能使建築在地震災害發生時所受的地震力分布均勻。比如平立面不宜有凹角結構的存在,如果凹角是不可避免的,就需要滿足一定的設計條件,即房屋平面的突出部分的長度與寬度比要適中,長度最好與寬度相當,與該方向的總長度差不能超過百分之三十。房屋立面局部收進的尺寸大小也要合適,不能超過該方向總體尺寸的百分之二十五。房屋平面的總長度不能太長,結構平面的長寬比不能太大。
3.2建築平立面的剛度和質量分布力求對稱均勻
在抗震概念設計中,最重要的一項原則就是要確保對稱和均勻。如果結構不夠對稱,那麼在地震發生時,發生扭轉的情況就會十分明顯,不利於建築的抗震性。在設計時要計算出薄弱側的較大位移及構件的內力和變形,並採取相應措施進行加強。
4.增強建築物的剛度及整體性
建築結構的抗震能力的具體情況與結構的剛度和整體穩定性密切相關。現澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋可消除滑移、散落問題,具有整體性好、水平剛度大的優點,是較理想的抗震構件,可以增大樓板的剛度,增強房屋的整體性。因此,現在較為理想的增強建築結構剛度和整體穩定性的方法就是采現澆樓、屋蓋,除此之外,還可以在適當的部位增設構造柱,配置構造鋼筋,設置配筋圈樑。通過上述方法,可在一定程度上使結構空間的剛度得到增強,使結構整體的穩定性得到提升,使建築的抗震性能也得到相應的提高。
5.隔震和消能減震設計
常規建築只需要滿足普通抗震需求即可,但是有些特殊建築對於抗震性能要求較高,特別在隔振、消能減震等方面提出了更高要求。首先要考慮場地因素,選擇土質密實度較高的地基,降低共振發生幾率,從而減輕地震發生時建築遭受的破壞。其次要對原材料進行合適的選取,建築材料一定要在隔振、消能方面具有特別好的延性,這樣能夠使建築不會太多的受到地震的破壞。
6.保證結構的延性
建築結構的延性與結構的強度的重要性是一樣的,因為在較強的地震災害中,建築結構主要靠延性來抵抗非彈性變形,防止倒塌。
為了使鋼筋混凝土結構具有相應的延性,通過需要經過三個步驟來實現,分別是選取一個合適的可以接受的塑性變形機構;採取必要的措施增強各個類型的結構構件的抗剪能力;通過箍筋加密的方式,使軸壓比得到有效的控制,確保可能出現塑性鉸的位置具有所需要的塑性轉動能力和塑性耗能能力。
7.常用的加固設計
為了使建築結構的抗震能力得到切實的提高,應該結合建築結構的實際情況進行相應的加固措施的採取,要想選擇合適的加固方法,應從以下幾個方面進行考慮:對於結構設計中存在的問題,應使用具有較高抗震能力的構件代替原有構件,或者是根據實際情況增加構件,對建築進行加固;如果建築設計的承載力需要提高,那麼就可以利用原截面擴大和構件的增設等方法來完成;對於那些建築結構的部分構件,可以有針對性做以調整,適當的加固,來分散地震時產生的能量,進而降低破壞性。
8.建築結構參數分析
參數設計指的是計算地震作用和房屋各構件的地震響應情況。進行結構設計時,應結合建築結構的實際情況,建立精準的計算模型與資料庫,根據設計要求進行正確的計算與合適的處理。在進行較為復雜的建築結構的計算的時候,需要採用兩個以上的不同模型,還要與實際相結合,採取相適應的計算理論。對分析出的結果應該經過結構設計人員的判斷,在保證科學、合理後方可用於實際工程設計。復雜高層建築抗震計算時宜考慮扭轉效應,同時振型數應結合具體實際工程要求,使計算振型數實際參與質量百分比不少於90%。總之,建築結構計算由於數據量較大,需要計算機進行多次分析,並且根據計算結果,進行科學分析,不斷的調整,才能得到較為合適的結果,從而使建築物在地震災害中的安全得到切實的保障。
結語:
隨著時代不斷發展,我國建築行業有了長遠的發展,建築質量隨之提高,而建築的抗震設計是建築質量得以保障的基礎。世界各國在結構抗震設計方面做出了很大努力,並取得了突出的成績,但是地震災害的發生存在較強的不確定性,因此對當前建築結構抗震設計提出了更高的要求。在建築抗震設計中,設計人員應從結構整體的角度出發,結合抗震設計分析要點,創造出更加安全、實用、經濟美觀的建築。
第4篇:高層建築結構抗震設計存在的問題及解決對策
前言
高層建築結構的抗震設計,是全社會廣泛關注的問題,倘若抗震指標和抗震級數達不到要求,則內部的辦公人員、居住人員都將面臨嚴重的生命安全威脅。針對高層建築結構的抗震設計問題予以解決,將是今後的重點工作。
1.高層建築結構的抗震設計問題
1.1消防結構設計問題
從客觀的角度來分析,在高層建築結構的抗震設計當中,消防結構的設計是非常重要的組成部分,且產生的影響較為深刻。本文認為,消防結構設計問題,突出表現在以下幾個方面:第一,可燃性建築材料的大量應用。當前的高層建築結構比較復雜,選擇應用的材料較多。尤其是混合材料的應用,促使很多的高層建築結構都面臨著嚴重的火災威脅。一旦某一個樓層出現了火災隱患,那麼抗震等級將會直接下降,無法更好的保護建築內部的人員安全。第二,消防系統、疏散通道的設計非常不合理。由於高層建築結構的高度比較突出,且在面積上非常大,消防系統的設計、疏散通道的設計,都要隨之而提升。相反的,當前的很多高層建築結構,疏散通道方面表現為狹窄的狀態,無法直觀的找到具體位置:消防系統的設計,並不能達到「系統化」的要求,僅僅是安置了一些而已,消防水平不高。這種隱患嚴重的高層建築結構,在出現火災的事故後,坍塌程度非常嚴重、摧毀速度也比較快。
1.2抗震結構設計問題
由於城市的開發力度不斷增大,很多地區的地下空間都被全面開發,由此對地上的高層建築結構造成抗震的威脅。我國有很多的地區都位於大陸板塊交界地帶,因此發生地震的頻率、地震等級都比較高。綜合而言,高層建築結構的抗震結構設計問題,已經成為了亟待解決的安全隱患。首先,有相當數量的高層建築結構,在設計的過程中,不考慮建築物的綜合抗震效果。這就導致外部隱患或者是內部隱患出現了持續加重的情況,客觀上的抗震標准達不到要求。其次,設計人員針對抗震結構的設計,在主觀上並不是特別的重視。
1.3抗風結構設計問題
地震災害來臨時,有些情況會面臨大風的影響,風力等級的增加,無異於擴大了地震的破壞力。所以。我們在高層建築結構的抗震設計當中,還必須針對抗風結構的設計問題進行系統的分析。在當前高層建築抗風結構設計中,設計師多重視對外在的牆體、裝飾物和玻璃的保護,卻沒有重視對建築主體結構的保護,如果當建築物所承受的風力荷載超過承受要求之後,雖然表面上沒有表現出明顯的變化特徵,在建築物的主體結構卻受到了一定破壞,存在極大的安全威脅。
2.高層建築結構抗震設計的對策
2.1優化消防結構設計
優化消防結構設計,可從以下幾個方面出發:第一,選擇建築材料的過程中,要充分考慮到建築材料的耐火特點,在火災事故發生時,要保證建築材料本身的性質穩定,不會助長火災的蔓延速度。第二,針對建築的防火帶設置要高度關注。很多高層建築結構的防火帶設計非常草率,無實際的作用。真正的防火帶設計,必須充分結合高層建築結構的特點、抗震設計的要求、消防的標准等,設置完畢後,還要對防火帶進行檢查和分析,確保能夠有實際效果後,再投入使用。第三,將智能滅火系統、防排煙系統、報警系統等進行徹底的優化,增加智能操作的內容,提高對高層建築結構內部的觀察與分析,發現安全隱患及時處理,降低損失。
2.2強化抗震結構設計
抗震結構的設計,必須要達到國家的固定標准,同時要在多方面提高對內部人員的保護作用,能夠最大限度的提供相應的幫助,實現抗震綜合性能的鞏固。例如,通過對抗震數據的精確計算和分析,從建築物的地基結構設計、建築物主體結構設計以及承重牆、主梁等抗震構件結構設計的方面綜合考慮。全面加強建築物的抗震能力。比如,在對剪力牆的抗震結構進行設計中,應該充分考慮剪力牆的抗震要求,設置單獨的承重牆和承重柱:在對建築整體抗震結構進行設計時,應該按照規范要求從最底層開始進行計算,而不應該將地下室以及地下車庫拋出在外。
2.3深化抗風結構設計
與一般的建築結構不同,高層建築結構的抗風結構設計,是抗震設計的外部保障及內部協調部分,具有較大的積極作用。以往的設計問題在今後不能反復的出現,要從本質上將消極影響全面的降低。第一。必須要將水平力的作用進行充分的考慮,當風力作用對高層建築結構產生干擾的時候,要確保高層建築結構的風力荷載較高,加強對風力作用的承載程度。第二,針對高層建築結構的主體進行分析和研究,從建築本身的特點和日後的服務方向出發,採取系列的加固措施。例如,嘗試應用高級砂石、先進的施工技術,強化地基的鞏固程度,由此來確保高層建築結構更加的穩定,面對大風的威脅可以有效應對。第三,必須要在耗能結構的設計上進行深入的分析。比如,樓板等非承重的構件當中。耗能設計的分析和落實,可以減少風能的不利影響,以此來實現「順勢而為」的效果,從而為抗震水平的提升,提供更多的保障。
3.結束語
本文對高層建築結構設計存在的問題、對策展開深入的分析,從已經掌握的情況來看,很多地區的高層建築結構均獲得了優化,抗震設計能夠充分的聯系實際,抗震等級有所提升,告別了以往的各項錯誤情況,今後,針對抗震設計的研究需更加深入,強化對高層建築的保障,為內部人員提供更多的服務和安全保護。

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Ⅵ 結構的地震反應有哪些因素

建築結構由地震引起的振動反應稱為地震反應,包括地震在建築結構中引起的內力、變形、位移、速度和加速度等。
由定義可以看出,地震反應主要涉及兩個方面一個是地震,另一方面是建築物,所以建築結構的地震反應高仿的影響因素也可以歸結為以上兩個方面:地震因素和建築結構因素。
建築結構因素:
1.質量
在多質點體系的水平地震作用的計算過程中,水平地震作用是以結構的慣性力來代表的,質量越大,慣性力也越大。
2.剛度
結構的變形和位移在內力既定的情況下,取決於結構的構件和整體的剛度。結構的剛度越大,其變形和位移就越小。
3.自振周期
由於場地土的濾波和放大作用,會在既定的場地上形成某種頻率佔主導地位的波形,而建築結構的周期要避開這種波的卓越周期,以免發生共振。
地震因素:
1.地震波
震源釋放能量的形式是地震波,地震波傳到地面後引起地表的運動,從而引起建築結構的地震反應。地震動的三要素是幅值、頻譜、持時。
1.1
幅值
最大幅值是描述地震地面運動強烈程度的最直觀參數。通常情況,幅值越大,地面運動越強烈,相應的震級也越大,從而帶來的建築結構的地震反應也越大。
1.2
頻譜
地震發生時,,其加速度波形含有多種頻譜成分,並在不同的場地土和地基上表現出不同的特性。一般的,軟土地基上,加速度波形長周期分量比較顯著,對此類地基上自振周期較長的結構有較重的影響:反之,在硬土地基上,短周期波形比較顯著,對上遲余部自振周期較短的結構物有更不利的影響。
1.3
持時
地震加速度波形的持續時間對結構的地震反應有重要的影響,並且,這種影響主要表現子結構開裂後。在結構物已開裂時,持續時間越長,引起的結構反應也越大,造成結構損害的可能性就越大。
2.場地與地基
2.1
場地
建築物的選址對結構地震反應有重要的影響,應選擇有利場地,避開不利場地,杜絕危險場地。斷層帶、突兀地等場地對結構的危害較平坦場地為重。
2.2
地基
從震源傳來的地震波經場地土的濾波作用,如在堅硬場地會過濾掉周期較長的震波;在軟弱場地過濾點周期較短的震波。
3.周期
當戚旦纖地震卓越周期接近建築物自振周期時,會引共振,從而加大結構的地震反應。

Ⅶ 如何進行結構地震作用計算有哪些方法,寫出各個方法的計算步驟,謝謝

答:(
1

地震時,

層砌體結構的破壞主要是由於水平地震作用

起,由於多
層砌體結構的高度不超過
40m,
質量和剛度沿高度分布比較均勻

水平振動以剪切變形為主,
因此在進行結構抗震計算時可以採用底部剪力法計算。
在計算時,

層砌體房屋可視為嵌固於基礎頂面豎立的懸臂梁,
將各層質量集中於各層樓蓋處。
計算地震作用
時,
建築的重力荷載代表值應取結構和構配件自
重標准值和各可變荷載組合值之和。
結構總水平地震作用
標准值為水平地震影響系數和結構等效重力荷載的乘積。
對於多
層砌體結構結構等效重力荷載的乘積為總重力荷載代表值的
85%。
然後將結構總水平地震作用
標准值在各個質點上按照該質點的重力荷載代表值和其計算高度的乘積的比例進行分配。

2)
水平地震剪力在牆體中的分配:
對於橫向水平地震剪力來說,
如為剛性樓蓋,
按抗側力構件等效剛度的比例進行分配;
對於柔性樓蓋,按抗側力構件兩側相鄰的抗側力構件之間一半面積上上的重力荷載代表值的比例分配,
對於半剛性樓蓋,
取上述兩種分配結果的平均值進行分配。

Ⅷ 我國建築結構的抗震設計思路

隨著建築結構抗震相關理論研究的不斷發展,結構抗震設計思路也經歷了一系列的變化。最初,在未考慮結構彈性動力特徵,也無詳細的地震作用記錄統計資料的條件下,經驗性的取一個地震水平作用(0.1倍自重)用於結構設計。結構抗震設計思路經歷了從彈性到非線性,從基於經驗到基於非線性理論,從單純保證結構承載能力的「抗」到允許結構屈服,並賦予結構一定的非彈性變形性能力的「耗」的一系列轉變。
1 現代抗震設計思路及關系
在當前抗震理論下形成的現代抗震設計思路,其主要內容是:
1.1 合理選擇確定結構屈服水準的地震作用。一般先以一具有統計意義的地面峰值加速度作為該地區地震強弱標志值(即中震的),再以不同的R(地震力降低系數)得到不同的設計用地面運動加速度(即小震的)來進行結構的強度設計,從而確定了結構的屈服水準。
1.2 制定有效的抗震措施使結構確實具備設計時採用的R所對應的延性能力。其中主要包括內力調整措施(強柱弱梁、強剪弱彎)和抗震構造措施。
現代抗震設計理念是基於對結構非彈性性能的研究上建立起來的,其核心是 關系,主要指在不同滯回規律和地面運動特徵下,結構的屈服水準與自振周期以及最大非彈性動力反應間的關系。其中R為彈塑性反應地震力降低系數,簡稱地震力降低系數;而μ為最大非彈性反應位移與屈服位移之比,稱為位移卜耐梁延性系數。
隨著對地震作用規律認識的深入,這一規律已被各國規范所接受。在抗震設計時,對在同一烈度區的同一類結構,可以根據情況取用不同的R,也就是不同的用於強度設計的地震作用。當R取值較大,即用於設計的地震作用較小時,對結構的延性要求就越嚴;反之,當R取值較小,即用於設計的地震作用較大時,對結構的延性要求就可放鬆。
2 保證結構延性能力的抗震措施
合理選擇了結構的屈服水準和延性要求後,就需要通過抗震措施來保證結構確實具有所需的延性能力,從而保證結構在中震、大震下實現抗震設防目標。系統的抗震措施包括以下幾個方面內容:
2.1 「強柱弱梁」:人為增大柱相對於梁的抗彎能力,使鋼筋混凝土框架在大震下,梁端塑性鉸出現較早,在達到最大非線性位移時塑性轉動較大;而柱端塑性鉸出現較晚,在達到最大非線性位移時塑性轉動較小,甚至根本不出現塑性鉸。從而保證框架具有一個較為穩定的塑性耗能機構和較大的塑性耗能能力。
2.2 「強剪弱彎」:剪切破壞基本上沒有延性,一旦某部位發生型運剪切破壞,該部位就將徹底退出結構抗震能力,對於柱端的剪切破壞還可能導致結構的局部或整體倒塌。因此可以人為增大柱端、梁端、節點的組合剪力值,使結構能在大震下的交替非彈性變形中其任何構件都不會先發生剪切破壞。
2.3 抗震構造措施:通過抗震構造措施來保證形成塑性鉸的部位具有足夠的塑性變形能力和塑性耗能能力,同時保證結構的整體性。
這一系統的抗震措施理念已被世界各國所接受,但是對於耗能機構卻出現了以紐西蘭和美國為代表的兩種不完全相同的思路。首先,這兩種思路都是以優先引導梁端出塑性鉸為前提。
不需要被塑性力學的機構概念所限制,只要能在大震下實現以下的塑性耗能機構,就能保證抗震設計的基本要求:①以梁端塑性鉸耗能為主;②不限制柱端塑性鉸出現(包括底層柱底),但是通過適當增強柱端抗彎能力的方法使它在大震下的塑性轉動離其塑性轉動能力有足夠裕量;③同層各柱上下端不同時處於塑性變形狀態。
我國的抗震措施中對耗能機構的考慮也基本遵循了這一思路,採用了「樑柱塑性鉸機構」模式,而放棄了紐西蘭的基於塑性力學的「理想梁鉸機構」模式。
抗震設計中我們為了避免沒有延性的剪切破壞的發生,採取了「強剪弱彎」的措施來處理構件受彎能力與受剪能力的關系問題。值得注意的是,與非抗震抗剪破壞相比,地震作用下的剪切破壞是不同的。
延性對抗震來說是極其重要的一個性質,我們要想通過抗震措施來保證結構的延性,那麼就必須清楚影響延性的因素。對於樑柱等構件,延性的影響因素最終可歸納為最根本的兩點:混凝土極限壓應變,破壞時的受壓區高度。影響延性的其他因素實質都是這兩個根本因素的延伸。在抗震設計中為保證結構的延性,常常採用以下措施:控制受拉鋼筋配筋率,保證一定數量受壓鋼筋,通過加箍筋保證縱筋不局部壓屈失穩以及約束受壓混凝土,對柱子限制軸壓比等。
3 我國畝數抗震設計思路中的部分不足
我國在學習借鑒世界其他國家抗震研究成果的基礎上,逐漸形成了自己的一套較為先進的抗震設計思路。其中大部分內容都符合現代抗震設計理念,但是也有許多考慮欠妥的地方,需要我們今後加以完善。
最值得我們注意的是,與國外規范相比,我國抗震規范在對關系的認識上還存在一定的差距。歐洲和紐西蘭規范按地震作用降低系數(「中震」的地面運動加速度與「小震」的地面運動加速度之比)來劃分延性等級,「小震」取值越高,延性要求越低,「小震」取值越低,延性要求越高。美國UBC規范按同樣原則來劃分延性等級,但在高烈度區推薦使用高延性等級,在低烈度區推薦使用低延性等級。這幾種抗震思路都是符合規律的。而目前我國將地震作用降低系數統一取為2.81,而且還把用於結構截面承載能力設計和變形驗算的小震賦予一個固定的統計意義。對延性要求則並未按R-μ關系來取對應的,而是按抗震等級來劃分,抗震等級實質又主要是由烈度分區來決定的。這就導致同一個R對應了不同的μ,從而制定了不同的抗震措施,這與R-μ關系是不一致的。這種思路造成低烈度區的結構延性要求可能偏低的結果。
4 常用抗震分析方法
伴隨著抗震理論的發展,各種抗震分析方法也不斷出現在研究和設計領域。在結構設計中,我們需要確定用來進行內力組合及截面設計的地震作用值。對結構抗震性能進行分析是抗震研究的一項重要內容,非線性時程分析,非線性靜力分析是目前常用的幾種抗震分析方法。它們的基本原理和步驟是先以某種方法得到結構在可能遭遇地震作用下所對應的目標位移,然後對結構施加豎向荷載的同時,將表徵地震作用的一組水平靜力荷載以單調遞增的形式作用到結構上,在達到目標位移時停止荷載遞增,最後在荷載中止狀態對結構進行抗震性能評估,判斷是否可以保證結構在該水平地震作用下滿足功能需求。
從現代抗震設計思路提出至今,世界各國的抗震學術界和工程界又取得了許多新的成果,比如進行了大量鋼筋混凝土構件的抗震性能試驗;通過迅速發展的計算機技術編制了准確性更好的非線性動力反應程序;在設計方法上也不再拘泥於以前單一的基於力的傳統抗震設計方法,開始嘗試基於性能和位移的新的抗震設計理念。在這樣的環境中,我國的抗震設計思路也應該在完善自身不足的同時,不斷向前發展。
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Ⅸ 結構抗震計算的原則

結構抗震有哪些計算原則?
1、一般情況下,可在建築結構的兩個主軸方向分別考慮水平地震作用並進行抗震驗算,各方向的水平地震作用全部由該方向抗側力構件承擔。
2、有斜交橡茄宏抗側力構件的結構,當相交角度大於15時,宜分別考慮各抗側力構件方向的水平地震作用。
3、質量和剛度明顯不均勻、不對稱的結構,應考慮水平地震作用的扭轉影響,同時應考慮雙向水平地震作用的影響。
4、不同方向的抗側力結構的共同構件(如框納態架結構角柱),應考慮雙向水平地震作用的影響。
5、8度和9度時的大跨度結構、長懸臂結構、煙囪和類似高聳結構及9度時的高層建築,應考慮豎向地震作用。

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