第一篇:結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計論文
結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計論文
在平平淡淡的日常中,大家肯定對論文都不陌生吧,論文是探討問題進(jìn)行學(xué)術(shù)研究的一種手段。相信寫論文是一個讓許多人都頭痛的問題,下面是小編精心整理的結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計論文,歡迎大家分享。
一、結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的提出原因及必要性
每棟建筑物都是一個空間結(jié)構(gòu)體,在荷載作用下各構(gòu)件并非是以脫離體系的單一構(gòu)件獨(dú)自工作,而是以相當(dāng)復(fù)雜的方式共同工作,精確計算其作用和受力是相當(dāng)困難的,在計算地震作用時尤其如此,由于地震作用下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力狀態(tài)的復(fù)雜性及不確定性、人們對地震時結(jié)構(gòu)響應(yīng)認(rèn)識的局限性和模糊性、理論計算中的假定與實(shí)際情況的差異性,注定了在現(xiàn)階段無論計算工具再如何發(fā)展,計算過程再如何嚴(yán)格,其結(jié)果也只能是一種比較粗略的估計,甚至有時還根本無法計算。
顯然在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,僅依靠現(xiàn)有理論進(jìn)行抗震計算往往不能滿足結(jié)構(gòu)安全性、可靠性的要求,無法達(dá)到預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。因此在不確定因素眾多,受力狀況復(fù)雜的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中,抗震概念設(shè)計的提出和應(yīng)用就顯得尤為重要了。
二、結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的涵義
所謂抗震概念設(shè)計,一般是指不經(jīng)過計算,尤其在難以做出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中,依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分結(jié)構(gòu)體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)中所獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想,從總體的角度來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制,從而從根本上保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。
三、結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的基本原則和具體要求
(一)建筑場地的選擇
地震造成建筑的破壞,除地震動直接引起結(jié)構(gòu)破壞以外,還有場地條件的原因,諸如:地震引起的地表錯動與地裂,地基土的不均勻沉陷、滑坡和土體液化等。因此選擇有利于抗震的建筑場地是減輕建筑物地震災(zāi)害的第一道重要工序。
(二)建筑物的平面、立面及豎向剖面的布置建筑物平面和立面的規(guī)則性是抗震概念設(shè)計中需要考慮的一個重要因素。
規(guī)則的建筑方案體現(xiàn)在:建筑物的平面布置基本對稱;結(jié)構(gòu)體型簡單;抗側(cè)力體系的剛度和承載力上下變化連續(xù)、均勻。因?yàn)?,簡單、對稱的結(jié)構(gòu)容易估算其在地震時的反應(yīng),容易有針對性的采取抗震措施并對其進(jìn)行細(xì)部處理。因此,這就要求建筑專業(yè)的設(shè)計人員具有一定的抗震知識素養(yǎng),應(yīng)該對所設(shè)計的建筑的抗震性能有所估計,避免采用抗震性能差的嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計方案。
(三)結(jié)構(gòu)體系的確定和結(jié)構(gòu)布置
結(jié)構(gòu)體系的.確定是結(jié)構(gòu)設(shè)計中頭等重要的大事。結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)通過綜合分析使結(jié)構(gòu)體系盡量合理且經(jīng)濟(jì),應(yīng)優(yōu)先采用抗震能力強(qiáng)、延性好、耗能能力強(qiáng)、便于施工且具有多道防線的結(jié)構(gòu)體系(如框架-剪力墻結(jié)構(gòu),框架-筒體結(jié)構(gòu),設(shè)置耗能連梁的剪力墻結(jié)構(gòu)等),避免采用抗震能力較低的結(jié)構(gòu)體系(如板柱-剪力墻結(jié)構(gòu),單跨框架結(jié)構(gòu)等),尤其應(yīng)避免采用看似“合法”(符合規(guī)范)但不合理的結(jié)構(gòu)體系(如當(dāng)房屋高度接近規(guī)范框架結(jié)構(gòu)類適用高度上限時,仍采用框架結(jié)構(gòu),震害表明,框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小,整體性較差,結(jié)構(gòu)的抗震性能較差,此情況下應(yīng)采用抗震性能較好的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)為宜)。
而在結(jié)構(gòu)布置時,應(yīng)采用概念清晰、傳力途徑明確的布置方式,盡量避免造成結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)、平面和立面的里出外進(jìn)、豎向傳力桿件的間斷與不連續(xù)等問題。
(四)多道抗震防線的設(shè)置
單一結(jié)構(gòu)體系只有一道抗震防線,一旦破壞就會造成建筑物倒塌的嚴(yán)重后果。特別是當(dāng)建筑物的自振周期與地震動卓越周期相近時,建筑物由此而發(fā)生的共振,更加速其倒塌進(jìn)程。而如果建筑物采用的是多重抗側(cè)力體系時,第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件在當(dāng)?shù)谝坏揽箓?cè)力防線因共振而破壞,第二道防線接替工作,建筑物自振周期將出現(xiàn)較大幅度的變動,與地震動卓越周期錯開,使建筑物的共振現(xiàn)象得以緩解,避免再度嚴(yán)重破壞。在雙重結(jié)構(gòu)體系中一般應(yīng)優(yōu)先選擇不負(fù)擔(dān)或少負(fù)擔(dān)重力荷載的豎向支撐或填充墻,或軸壓比值較小的抗震墻、實(shí)墻筒體等構(gòu)件作為第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件,如框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻,框架-填充墻結(jié)構(gòu)中的填充墻,單層廠房縱向體系中的柱間支撐,均可作為各自體系中的第一道抗震防線。如因條件限制,只能采用單一的框架體系,則框架就成為整個體系中唯一的抗側(cè)力構(gòu)件,此時應(yīng)采用“強(qiáng)柱弱梁”型的延性框架。
在地震作用下,框架梁成為第一道抗震防線,框架柱為第二道抗震防線,用框架梁的變形去消耗地震能量,使框架梁的屈服先于框架柱的屈服,從而保護(hù)了框架柱的相對完整,最終達(dá)到“大震不倒”的要求。
(五)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計關(guān)鍵點(diǎn)的把握
在結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計中,還應(yīng)注重對結(jié)構(gòu)體系中的關(guān)鍵部位(如薄弱層,加強(qiáng)層等)、關(guān)鍵部位中的關(guān)鍵構(gòu)件(如加強(qiáng)層的重要豎向構(gòu)件、轉(zhuǎn)換層的水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件等)、關(guān)鍵構(gòu)件中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)(如梁柱節(jié)點(diǎn),柱根部位等)幾個關(guān)鍵點(diǎn)的把握,從而實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)錨固、強(qiáng)柱根弱桿件”的設(shè)計理念。
結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計不是拒絕進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計,而是要求在處理復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計時明確:什么是結(jié)構(gòu)設(shè)計的最佳選擇?采用不合理的結(jié)構(gòu)方案或結(jié)構(gòu)布置可能會帶來什么樣的后果?需要采取哪些補(bǔ)救或加強(qiáng)措施,并對這些措施的合理性和有效性做出客觀的評價,以保證結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),確保房屋安全。結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計不是指手畫腳的空洞說教,而是具有豐富內(nèi)涵的實(shí)實(shí)在在的工作。
第二篇:工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程總結(jié)報告
2011-2012第二學(xué)期工程抗震課程過程考核:課程總結(jié)報告
課 程 總 結(jié) 報 告
姓 名:學(xué) 號:專業(yè)班級:成 績: 張志星
0901012045
09土木 2 班
建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計學(xué)習(xí)總結(jié)
通過一學(xué)期對《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計》課程的學(xué)習(xí),雖然時間很短暫,但還是了解和認(rèn)識到了,結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計對房屋建筑的重要性,并且學(xué)習(xí)到了抗震設(shè)防的目標(biāo)和思想,當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時,主體結(jié)構(gòu)不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用;當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的設(shè)防地震影響時,可能發(fā)生損壞,但經(jīng)一般性修理仍可繼續(xù)使用;當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震影響時,不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。使用功能或其他方面有專門要求的建筑,當(dāng)采用抗震性能化設(shè)計時,具有更具體或更高的抗震設(shè)防目標(biāo)。
一、了解地震知識和設(shè)防思想
地球內(nèi)部的溫度隨深度增加而不斷升高,從地下20km到700km,溫度從大約600°C上升到2000°C。另外,地球內(nèi)部的壓力也不均衡,在地幔上部約為900MPa,地幔中間則達(dá)到370000MPa。在這樣的熱狀態(tài)和不均衡壓力下,地幔內(nèi)部的物質(zhì)處于緩慢運(yùn)動之中,地殼巖層也不停地連續(xù)變動,不斷產(chǎn)生變形和應(yīng)力,積聚了大量的能量。當(dāng)巖層的應(yīng)變達(dá)到其極限應(yīng)變時,巖層就會發(fā)生突然斷裂和錯動,積聚的應(yīng)變能得到突然釋放,以波的形式傳到地面,從而形成地震。這從局部地質(zhì)構(gòu)造上解釋了地震的成因,稱為斷層學(xué)說。地震引起的振動將能量以波的形式從震源向各個方向傳播,此即為地震波。地震波是一種彈性波,包括在地球內(nèi)部傳播的體波和在地表傳播的面波。體波又包括縱波和橫波,面波包括瑞利波和樂夫波。
地震烈度——某一區(qū)域的地表和各類建筑物遭受某一次地震影響的平均強(qiáng)弱程度,既反應(yīng)地震后果又是地面運(yùn)動強(qiáng)度的一種度量。表示一次地震大小的震級只有一個,然而由于同一次地震對不同地點(diǎn)的影響不一樣,隨著距離震中的遠(yuǎn)近會出現(xiàn)多種不同的烈度。一般來說,距離震中越近,烈度就越高;距離震中越遠(yuǎn),烈度就越低。
抗震設(shè)防的思想
抗震設(shè)防目標(biāo)應(yīng)達(dá)到經(jīng)濟(jì)與安全間的合理平衡,世界上的大多數(shù)國家都遵循“小震不壞,中震可修,大震不倒”的設(shè)防目標(biāo)。我國“抗震規(guī)范”的三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)是:第一水準(zhǔn)——當(dāng)遭遇多遇的、低于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震時,主體結(jié)構(gòu)不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用; 第二水準(zhǔn)——當(dāng)遭遇相當(dāng)于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震影響時,可能發(fā)生損壞,但經(jīng)一般修理仍可繼續(xù)使用;第三水準(zhǔn)——當(dāng)遭受高于本地區(qū)設(shè)防烈度的罕遇地震影響時,不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。使用功能或其它方面有特殊要求的建筑,當(dāng)采用抗震性能化設(shè)計時,具有更具體或更高的抗震設(shè)防目標(biāo)。規(guī)范要求對抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑,必須進(jìn)行抗震設(shè)計。
二、抗震概念設(shè)計
抗震概念設(shè)計就是根據(jù)實(shí)際的震害和工程經(jīng)驗(yàn)、科學(xué)和試驗(yàn)研究等形成的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想,做好建筑和結(jié)構(gòu)的總體布置和細(xì)部構(gòu)造,避免不利于結(jié)構(gòu)抗震的做法。建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計涉及勘察、設(shè)計、施工等環(huán)節(jié),包括場地選擇、建筑平立面造型、結(jié)構(gòu)體系的選擇、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的處理以及材料的選用等。2、1場地、地基與基礎(chǔ)
在建筑選址時,應(yīng)根據(jù)工程需要和地震活動情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關(guān)資料,盡量選擇對建筑抗震有利的地段,避開不利和危險地段。主要的考慮方面:斷裂帶、滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流、孤突地形、非巖質(zhì)陡坡、河岸和邊坡邊緣、軟弱土、液化土、延性及均勻性等。對山區(qū)建筑,場地勘察應(yīng)有邊坡穩(wěn)定性評價和防治建議,邊坡設(shè)計應(yīng)符合《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50330)的要求。邊坡附近的建筑基礎(chǔ)應(yīng)進(jìn)行抗震穩(wěn)定性設(shè)計,建筑基礎(chǔ)與土質(zhì)邊坡、強(qiáng)風(fēng)化巖質(zhì)邊坡的邊緣應(yīng)留有足夠的距離。為減少地面運(yùn)動傳給上部結(jié)構(gòu)的地震能量,應(yīng)選擇具有較大平均剪切波速的堅(jiān)實(shí)場地,較薄的場地土覆蓋層可以減輕柔性建筑的震害。盡量將建筑物的自振周期與地震的卓越周期錯開,避免共振的情況出現(xiàn)。同一結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基上,也不宜部分采用樁基礎(chǔ)部分采用天然基礎(chǔ),充分考慮到地基不均勻沉降可能帶來的影響。2、2建筑的平立面布置
建筑設(shè)計應(yīng)根據(jù)抗震概念設(shè)計的要求,明確建筑形體(建筑平面、立面和豎向剖面)的規(guī)則性。不規(guī)則的建筑應(yīng)按規(guī)定采取加強(qiáng)措施,特別不規(guī)則的建筑應(yīng)進(jìn)行專門研究和論證并采取特別的加強(qiáng)措施。不應(yīng)采取嚴(yán)重不規(guī)則的建筑。規(guī)則性評價需綜合考慮幾何布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計以及使用等因素,總的要求是平面布置、質(zhì)量和抗側(cè)力構(gòu)件的平面布局宜規(guī)則、對稱,立面變化和側(cè)向剛度沿豎向宜均勻變化,豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小,避免側(cè)向剛度和承載力的突變。2、3防震縫的設(shè)置要求
1)當(dāng)不設(shè)防震縫時,應(yīng)采用符合實(shí)際的計算模型,分析判明應(yīng)力集中、變形集中或地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)等導(dǎo)致的易損部位,采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施;
2)當(dāng)在適當(dāng)部位設(shè)置防震縫時,宜形成多個較規(guī)則的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元。防震縫應(yīng)根據(jù)設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)材料種類、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)單元的高度和高差以及可能的地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)情況,留有足夠的寬度,其兩側(cè)的上部結(jié)構(gòu)應(yīng)完全斷開;
3)當(dāng)防震縫兼作伸縮縫和沉降縫時,其寬度應(yīng)符合防震縫的要求。防震縫寬度應(yīng)符合下列要求:(1)框架結(jié)構(gòu)(含設(shè)少量抗震墻的框架結(jié)構(gòu))房屋的防震縫寬度,當(dāng)高度不超過15m時不應(yīng)小于100mm,高度超過15m時,6度、7度、8度和9度分別增加5m、4m、3m和2m時,宜增加20mm;(2)框架-抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度不小于上述寬度的70%,抗震墻結(jié)構(gòu)房屋不小于上述值的50%。均不可小于100mm;(3)防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時,宜按較寬者和較低的房屋高度確定。
三、結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算 3、1振型分解反應(yīng)譜法分析
平動的振型分解反應(yīng)譜法是最常用的振型分解法。“平動”表示只考慮單向的地震作用且不考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振型;“反應(yīng)譜法”表示采用反應(yīng)譜將動力問題轉(zhuǎn)換為等效的靜力問題而不是用時程分析獲得各個振型的反應(yīng)。平動的振型分解反應(yīng)譜法適用于可沿兩個主軸分別計算的一般結(jié)構(gòu),其變形可以是剪切型,也可以是彎剪型和彎曲型。3、2計算水平地震作用的底部剪力法 用振型分解反應(yīng)譜法計算比較復(fù)雜,能否采用簡單近似的方法?前面的例題中發(fā)現(xiàn),總的地震作用效應(yīng)與第一振型的地震剪力分布相近。用第一振型的地震作用效應(yīng)作為結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)的方法稱為底部剪力法。底部剪力法的適用條件和假定:適用條件:建筑高度不超過40m以剪切變形為主,質(zhì)量和剛度沿高度分布均勻;假定:位移反應(yīng)以第一振型為主,為一直線。思路是:首先求出等效單質(zhì)點(diǎn)體系的總作用力(即底部總剪力),然后再按一定的規(guī)則分配到各個質(zhì)點(diǎn)。最后按靜力法計算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形。3、3結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的時程分析法
為了了解不同結(jié)構(gòu)在不同地震歷程中的反應(yīng)過程,從70年代開始,動力時程分析方法開始在理論界作為分析結(jié)構(gòu)地震作用的主導(dǎo)方法。該方法對一條具體的具有某種頻譜特點(diǎn)的地震波,根據(jù)給定的場地條件、具概念意義的加速度直接求解結(jié)構(gòu)的動力方程。不滿足于反應(yīng)譜法中對延性的總體考慮,根據(jù)試驗(yàn)和理論分析結(jié)果,建立結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)的非線性恢復(fù)力模型,對結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性動力時程分析,以期把握結(jié)構(gòu)在地震過程中任一時刻的力和位移的反
應(yīng)、薄弱部位、甚至各構(gòu)件的狀態(tài)和屈服機(jī)制。這一階段的主要研究內(nèi)容有時程分析方法、結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的非線性性能(各種滯回模型)的研究、振動臺試驗(yàn)、擬動力試驗(yàn)、頻域分析方法、抗震可靠度和多維多點(diǎn)地震輸入等問題。動力時程分析理應(yīng)能更好地反應(yīng)結(jié)構(gòu)的地震行為,但由于對結(jié)構(gòu)的非線性性質(zhì)和地震動特性認(rèn)識的不足,分析過程中所用的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的恢復(fù)力模型和合理的地震動輸入問題等尚需進(jìn)一步發(fā)展,相對復(fù)雜的分析過程也限制了這種方法的普及。3、4建筑結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算
地震作用的方向:規(guī)則結(jié)構(gòu)對抗震有利,對分析的結(jié)果也易于把握,因此盡可能保證結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。對各類建筑結(jié)構(gòu)的地震作用,一般情況下應(yīng)至少在建筑的兩個主軸方向分別計算地震作用,各方向的水平地震作用應(yīng)由該方向的抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān)。對有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu),當(dāng)交角大于15?時,應(yīng)分別計算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用。對質(zhì)量和剛度分布明顯不對稱的結(jié)構(gòu),應(yīng)計入雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響,其它情況允許采用調(diào)整地震作用效應(yīng)的方法計入扭轉(zhuǎn)影響。
8、9度時的大跨度和長懸臂結(jié)構(gòu)及9度時的高層建筑應(yīng)計算豎向地震作用。
計算模型:結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。質(zhì)量和剛度分布接近對稱且樓、屋蓋可視為剛性橫隔板的結(jié)構(gòu)可采用平面結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行抗震分析,其它情況應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行抗震分析。除抗震規(guī)范特別規(guī)定外,建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行多遇地震下的內(nèi)力和變形分析,此時可假定結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài),內(nèi)力和變形分析可采用線性方法。不規(guī)則或具有明顯薄弱部位的結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行罕遇地震下的彈塑性變形分析,可采用彈塑性靜力或時程分析方法,符合條件時可采用簡化方法。利用計算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時,可采取必要的簡化計算與處理,但應(yīng)符合結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀況,應(yīng)考慮樓梯構(gòu)件的影響。計算軟件的技術(shù)條件應(yīng)符合規(guī)范和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,并應(yīng)闡明其特殊處理的內(nèi)容和依據(jù)。多遇地震下復(fù)雜結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形分析應(yīng)采用不少于兩個合適的不同力學(xué)模型,并對計算結(jié)果進(jìn)行比較分析。所有計算結(jié)果應(yīng)經(jīng)分析判斷確認(rèn)合理、有效后方可用于過程設(shè)計。當(dāng)重力附加彎矩大于初始彎矩的10%時應(yīng)計入重力二階效應(yīng)的影響。樓屋蓋的剛度對受力影響很大?,F(xiàn)澆和裝配整體式混凝土樓屋蓋等剛性樓屋蓋建筑,樓層水平地震剪力宜按抗側(cè)力構(gòu)件的等效剛度的比例分配;木樓蓋、木屋蓋等柔性樓屋蓋建筑,宜按抗側(cè)力構(gòu)件從屬面積上重力荷載代表值的比例分配;普通的預(yù)制裝配式混凝土樓屋蓋等半剛性樓屋蓋結(jié)構(gòu),可取前述兩種分配結(jié)果的平均值。
四、總結(jié)
建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計是一門土木專業(yè)的重要專業(yè)課,對于我們土木工程專業(yè)的學(xué)生來講,是必須掌握的,眼下會對以后相關(guān)的課程起到很大的輔助作用,特別是畢業(yè)設(shè)計時會有很多的相關(guān)知識設(shè)計,長遠(yuǎn)來看,對我們以后的從事工作有很大幫助。而且在當(dāng)前社會形勢下,地震災(zāi)害愈來愈多的出現(xiàn),對于我們抗震設(shè)計的人員是一大考驗(yàn),所以我們應(yīng)該努力學(xué)習(xí)好這門專業(yè)課。在這里,感謝江老師在這一學(xué)期里的教導(dǎo)和幫助!
第三篇:結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原理重點(diǎn)總結(jié)
1.震級與能量的關(guān)系: logE?11.8?1.5M
2.烈度:一次地震對某一地區(qū)的影響和破壞程度稱地震烈度;震級、震中距;震源深度、地質(zhì)構(gòu)造和地基條件
3.震級:反映一次地震本身大小的等級
4.自振周期計算方法:矩陣位移法解特征問題、近似公式、經(jīng)驗(yàn)公式。能量法計算基本周期;等效質(zhì)量法(折算質(zhì)量法);頂點(diǎn)位移法;自振周期的經(jīng)驗(yàn)公式。
5.結(jié)構(gòu)抗震理論的發(fā)展:靜力理論階段---靜力法;定函數(shù)理論;反應(yīng)譜理論---反應(yīng)譜法;
直接動力分析理論---時程分析法;非線性靜力分析方法。
6.震害現(xiàn)象:地面破壞:地面裂縫、錯動、塌陷、噴水冒砂等;建筑物與構(gòu)筑物的破壞;
山體等自然物的破壞;海嘯;火災(zāi);水災(zāi);毒氣泄漏;瘟疫;工程結(jié)構(gòu)破壞現(xiàn)象:結(jié)構(gòu)喪失整體性;承重結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足;結(jié)構(gòu)變形過大導(dǎo)致倒塌;結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接支撐失效;地基失效;非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞。
7.三水準(zhǔn),兩階段:第一水準(zhǔn):當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時,一般
不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用;第二水準(zhǔn):當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時,可能損壞,經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用;第三水準(zhǔn):當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震影響時,不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞;第一階段設(shè)計:工程結(jié)構(gòu)在多遇地震下的承載力和彈性變形計算。對構(gòu)件截面進(jìn)行承載力計算,保證必要的強(qiáng)度可靠度,以滿足第一水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)(小震不壞);對結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性變形驗(yàn)算,控制側(cè)向變形不要過大,滿足第二水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)(中震可修);通過合理的結(jié)構(gòu)布置和抗震構(gòu)造措施來保證第三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)(大震不倒);第二階段設(shè)計:工程結(jié)構(gòu)(如特別重要或抗側(cè)能力較弱的結(jié)構(gòu))在罕遇地震下的彈塑性變形驗(yàn)算,以滿足第三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)。
8.概念設(shè)計定義,內(nèi)容:根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想進(jìn)
行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程稱為概念設(shè)計。建筑設(shè)計應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性;合理的建筑結(jié)構(gòu)體系選擇;抗側(cè)力結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的延性設(shè)計。
9.結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性:結(jié)構(gòu)的變形能力取決于組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及其連接的延性水平。采用水平
向(圈梁)和豎向(構(gòu)造柱、芯柱)混凝土構(gòu)件,加強(qiáng)對砌體結(jié)構(gòu)的約束,或采用配筋砌體;使砌體在發(fā)生裂縫后不致坍塌和散落,地震時不致喪失對重力荷載的承載能力;避免混凝土結(jié)構(gòu)的脆性破壞(包括混凝土壓碎、構(gòu)件剪切破壞、鋼筋同混凝土粘結(jié)破壞)先于鋼筋的屈服;避免鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體和局部失穩(wěn),保證節(jié)點(diǎn)焊接部位(焊縫和母材)在地震時不致開裂。
10.液化:土體完全失去抗剪強(qiáng)度而顯示出近于液體的特性。這種現(xiàn)象稱為液化。液化的宏
觀標(biāo)志是在地表出現(xiàn)噴砂冒水。液化的震害:噴水冒砂淹沒農(nóng)田,淤塞渠道,淘空路基;沿河岸出現(xiàn)裂縫、滑移,造成橋梁破壞,等等。液化使建筑物產(chǎn)生下列震害:地面開裂下沉使建筑物產(chǎn)生過渡下沉或整體傾斜;不均勻沉降引起建筑物上部結(jié)構(gòu)破壞,使梁板等水平構(gòu)件及其節(jié)點(diǎn)破壞,使墻體開裂和建筑物體形變化處開裂;室內(nèi)地坪上鼓、開裂,設(shè)備基礎(chǔ)上浮或下沉。影響場地土液化的主要因素:土層的地質(zhì)年代;土層的土粒的組成和密實(shí)程度;砂土層埋置深度和地下水位深度;地震烈度和地震持續(xù)時間。
11.天然地基的震害特點(diǎn):高壓縮性飽和軟粘土和承載力較低的淤泥質(zhì)土在地震中產(chǎn)生不同
程度的震陷,造成上部結(jié)構(gòu)的傾斜或破壞;雜填土、回填土和沖填土等松軟填土地基,土質(zhì)松軟且承載力較低,易產(chǎn)生沉陷,使結(jié)構(gòu)開裂;溝、坑、古河道、坡地半挖半填等非勻質(zhì)地基在地震中的不均勻沉降或地裂縫引起上部結(jié)構(gòu)破壞。天然地基的抗震措施:軟弱粘性土地基:采用樁基,地基加固;雜填土地基:換土夯實(shí);地基加固;不均勻地基:綜合建筑體型、荷載、烈度、結(jié)構(gòu)類型等采取合理的結(jié)構(gòu)布局、地基抗震措施。地
基加固處理方法:換土墊層法;重錘夯實(shí)法;擠密樁法;沉井預(yù)壓法
12.反應(yīng)譜:單自由度體系在給定的地震作用下某個最大反應(yīng)與體系自振周期的關(guān)系曲線稱
為該反應(yīng)的地震反應(yīng)譜。反應(yīng)譜影響因素:結(jié)構(gòu)的阻尼比和場地條件。反應(yīng)譜的特點(diǎn):阻尼比對反應(yīng)譜影響很大;對于加速度反應(yīng)譜,當(dāng)結(jié)構(gòu)周期小于某個值時幅值隨周期急劇增大,大于某個值時,快速下降;對于速度反應(yīng)譜,當(dāng)結(jié)構(gòu)周期小于某個值時幅值隨周期增大,隨后趨于常數(shù);對于位移反應(yīng)譜,幅值隨周期增大。
13.底部剪力法適用范圍:底部剪力法適用于一般的多層磚房等砌體結(jié)構(gòu)、內(nèi)框架和底部框
架抗震墻磚房、單層空曠房屋、單層工業(yè)廠房及多層框架結(jié)構(gòu)等低于40m以剪切變形為主的規(guī)則房屋。
14.產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震反應(yīng)的原因:建筑自身的原因和地震地面運(yùn)動的原因。建筑結(jié)構(gòu)的偏心:
建筑物的柱體與墻體等抗側(cè)力構(gòu)件布置不對稱;建筑物的平面不對稱;建筑物的立面不對稱;建筑物的平面、立面均不對稱;建筑物各層質(zhì)心與剛心重合,但上下層不在同一垂直線上;偶然偏心。地震地面運(yùn)動存在扭轉(zhuǎn)分量:地震波在地面上各點(diǎn)的波速、周期和相位不同。建筑結(jié)構(gòu)基底將產(chǎn)生繞豎直軸的轉(zhuǎn)動,結(jié)構(gòu)便會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動。
15.多遇地震下結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算:下列情況可不進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算:6度時的建筑(Ⅳ類場地
上較高的高層建筑與高聳結(jié)構(gòu)除外);7度時Ⅰ、Ⅱ類場地、柱高不超過10m且兩端有山墻的單跨及多跨等高的鋼筋混凝土廠房,或柱頂標(biāo)高不超過4.5m,兩端均有山墻的單跨及多跨等高的磚柱廠房。驗(yàn)算公式: S?R/?RE
16.考慮豎向地震作用的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件有:長懸臂結(jié)構(gòu);大跨度結(jié)構(gòu);高聳結(jié)構(gòu)和較高的高層
建筑;以軸向力為主的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(柱或懸掛結(jié)構(gòu));砌體結(jié)構(gòu);突出于建筑頂部的小構(gòu)件。計算結(jié)構(gòu)豎向地震作用的方法:靜力法:取結(jié)構(gòu)或構(gòu)件重力的某個百分?jǐn)?shù)作為其豎向地震作用;水平地震作用折減法:取結(jié)構(gòu)或構(gòu)件水平地震作用的某個百分?jǐn)?shù)其豎向地震作用;豎向地震反應(yīng)譜法:與水平地震反應(yīng)譜法相同。時程反應(yīng)分析:規(guī)范采用的是基于豎向地震反應(yīng)譜法的擬靜力法。
第四篇:工程結(jié)構(gòu)抗震抗震復(fù)習(xí)提綱
《工程結(jié)構(gòu)抗震》復(fù)習(xí)提綱
第1章地震基礎(chǔ)知識、抗震設(shè)防 1.地震波有類型、各有特點(diǎn)。
2.地震常用術(shù)語,地震按震源深度分類。3.震級、地震烈度的概念!地震烈度如何分類 4.基本烈度區(qū)劃與地震動參數(shù)區(qū)劃。
5.建筑物的抗震設(shè)防類別劃分、抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。6.工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防依據(jù)、抗震設(shè)防的目標(biāo)、兩階段設(shè)計方法。
第2章場地、地基和基礎(chǔ)
1.場地的概念、建筑物選擇場地的原則。2.場地土類型、土層等效剪切波速、覆蓋層厚度。3.場地類別劃分的依據(jù)。
4.地基抗震承載力確定,地基和基礎(chǔ)的抗震驗(yàn)算。5.可不進(jìn)行天然地基基礎(chǔ)的抗震承載力驗(yàn)算范圍。6.液化的概念,液化產(chǎn)生的震害,影響場地土液化的因素。
7.液化判別方法,可液化地基的抗液化措施。第3章地震反應(yīng)分析和結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算 1.結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)概念,結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計步驟。2.場地條件、震中距對地震反應(yīng)譜的影響特點(diǎn)。3.動力系數(shù)、地震系數(shù)、地震影響系數(shù)的概念。4.多質(zhì)點(diǎn)體系的簡化計算簡圖,各層重力荷載代表值的求法。
5.振型分解反應(yīng)譜法的計算公式和每個參數(shù)的含義。6.底部剪力法的適用范圍、計算步驟、注意要點(diǎn)。7.結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面抗震承載力驗(yàn)算、荷載效應(yīng)組合。8.多遇地震作用的結(jié)構(gòu)抗震變形驗(yàn)算目的、方法。9.罕遇地震烈度下彈塑性位移驗(yàn)算目的、范圍、方法。
10.薄弱層彈塑性層間位移簡化計算方法:樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)、薄弱層(部位)。
11.薄弱層彈塑性層間變形計算方法。第4章建筑抗震概念設(shè)計
建筑的平立面布置;結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置;多道抗震防線;剛度、承載力、延性;結(jié)構(gòu)整體性;非結(jié)構(gòu)構(gòu)件處理。
第5章多高層鋼筋混凝土房屋抗震設(shè)計
1.了解鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)常見的震害,分析其原因。
2.抗震設(shè)計的基本要求:適用高度、高寬比、抗震等級、結(jié)構(gòu)布置。
3.框架結(jié)構(gòu)抗震計算:抗震設(shè)計步驟。
4.房屋適用高度的概念、限制房屋的高寬比意義。5.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)劃分抗震等級意義、劃分依據(jù)。6.截面設(shè)計、延性設(shè)計原則、框架結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施。7.框架梁、框架柱的內(nèi)力調(diào)整。8.框架梁、框架柱的截面承載力計算。9.節(jié)點(diǎn)核心區(qū)鋼筋的錨固和搭接要求。
10.軸壓比計算、限制鋼筋混凝土柱的軸壓比意義。11.框架結(jié)構(gòu)要對梁柱端進(jìn)行箍筋加密作用。第6章砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計
1.震害、震害分析。砌體結(jié)構(gòu)房屋的概念設(shè)計。2.限制砌體房屋抗震橫墻最大間距目的。3.樓層剪力在各墻體間的分配原則。4.墻體截面抗震承載力的驗(yàn)算方法。5.墻體承載力驗(yàn)算位置選擇。
6.各類砌體沿階梯形截面破壞的抗震抗剪強(qiáng)度計算方法。
7.圈梁、構(gòu)造柱作用及設(shè)置原則。8.樓梯間的構(gòu)造要求。
9.底部框架—抗震墻房屋的抗震設(shè)計要點(diǎn)。第7章多、高層鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計 1.高層鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體系 2.高層鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的布置原則
第8章單層鋼筋混凝土柱廠房抗震設(shè)計 1.單層廠房結(jié)構(gòu)的主要震害。2.單層廠房結(jié)構(gòu)在平面布置要求。
3.單層廠房在屋蓋系統(tǒng)、柱、柱間支撐和圍護(hù)墻體等的要求。
4.單層廠房橫向抗震計算有哪些基本假定、橫向抗震計算方法、步驟。
5.單層廠房縱向計算的修正剛度法和擬能量法的基本原理及其應(yīng)用范圍。
6.單層鋼筋混凝土柱廠房的構(gòu)造要點(diǎn)
第五篇:從汶川地震震害分析看概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的重要性
5.12汶川大地震,最明顯的災(zāi)情就是建筑倒塌、道路破壞、人員傷亡。汶川等震中烈度要超過10度。本次地震是繼唐山大地震以來,我國發(fā)生的最為嚴(yán)重的一次。從這次地震的震害資料中不難看出,很多房屋的破壞程度跟結(jié)構(gòu)體系及抗震構(gòu)造措施設(shè)計的合理性是密切相關(guān)的,作為一名結(jié)構(gòu)設(shè)計人員,認(rèn)真總結(jié)震害經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)、分析研究建筑結(jié)構(gòu)破壞的原因、提出改進(jìn)設(shè)計與施工的方法是義不容辭的職責(zé)。
概念設(shè)計就是以工程概念為依據(jù)從有利于提高結(jié)構(gòu)抗震力的概念上 ,用符合工程客觀規(guī)律和本質(zhì)的方法 ,對所設(shè)計的對象作宏觀的控制。1990年以來 ,結(jié)構(gòu)工程師將概念設(shè)計應(yīng)用于實(shí)際工程中取得了很好的效果。同時隨著建筑業(yè)的發(fā)展 ,建筑的體型、功能的日新月異的變化與要求 2002年 1月實(shí)施的GB50 011—2001《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱新抗震規(guī)范)對概念設(shè)計的要求作了更全面、更符合實(shí)際的規(guī)定 ,尤其是增加了“不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計” ,使得概念設(shè)計在工程中的應(yīng)用更具體更明確地落到實(shí)處 ,切實(shí)提高了結(jié)構(gòu)的抗震能力?!案拍钤O(shè)計”愈來愈受到國內(nèi)外工程界的普遍重視。
建筑抗震概念設(shè)計是廣大科技人員通過對大量建筑地震震害實(shí)例進(jìn)行分析,歸納總結(jié)出來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。建筑抗震概念設(shè)計在地震區(qū)的建筑抗震設(shè)計中是非常重要的貫穿于抗震設(shè)計的各個環(huán)節(jié),大多數(shù)結(jié)構(gòu)是用抗震概念設(shè)計與抗震構(gòu)造措施共回來保證抗震設(shè)防第三水準(zhǔn)目標(biāo)(即大震不倒)的??梢哉f,未經(jīng)抗震概念設(shè)計的結(jié)構(gòu)不能稱其為抗震結(jié)構(gòu)。
建筑抗震概念設(shè)計主要有以下幾方面的內(nèi)客:1.房屋平立面規(guī)則性要求。2.抗震結(jié)構(gòu)體系要求。3.結(jié)構(gòu)構(gòu)件要求。4.結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接要求。5.非結(jié)構(gòu)構(gòu)件要求等
地震是一種自然現(xiàn)象 ,為保證結(jié)構(gòu)具有足夠的抗震可靠性而對建筑工程結(jié)構(gòu)做的概念設(shè)計主要考慮以下因素:場地條件和場地土的穩(wěn)定性,建筑物的平、立面圖布置及其外形尺寸、抗震結(jié)構(gòu)體系的選取、抗側(cè)力構(gòu)件的布置以及結(jié)構(gòu)質(zhì)量的分布、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)的關(guān)系等,同時為了避免它給人類帶來大的災(zāi)難 ,要求建筑師、結(jié)構(gòu)工程師根據(jù)新抗震規(guī)范運(yùn)用好抗震概念設(shè)計。做到:結(jié)構(gòu)功能與外部條件一致;充分發(fā)展先進(jìn)的設(shè)計理念;發(fā)揮結(jié)構(gòu)的功能并取得與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào);更好地解決構(gòu)造處理;利用定量的計算進(jìn)行抗震分析;用概念來判斷計算的合理性。