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结构抗震概念设计的四大原则

结构抗震概念设计的四大原则
结构抗震概念设计的四大原则

结构抗震概念设计的四大原则

建筑结构抗震概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用,避免结构出现敏感的薄弱部位,地震能量的耗散如果仅集中在极少数的薄弱部位,将会导致结构过早破坏。

现有抗震设计方法的前提之一就是假定整个结构都能发挥耗散地震能量的作用。在此前提下,才能以多遇地震作用进行结构计算和构件设计并加以构造措施,或采用动力时程分析进行验算,试图达到罕遇地震作用下结构不倒塌的目标。

故结构抗震概念设计的基本原则是:

一、结构的简单性

结构简单是指结构在抗震作用下具有直接和明确的传力途径,结构的计算模型、内力和位移分析以及限制薄弱部位出现都易于把握,对结构抗震性能的估计也比较可靠。

二、结构的规则性和均匀性

①沿建筑物竖向,建筑造型和结构布置比较均匀,避免刚度、承载能力和传力途径的突变,以限制结构在竖向某一楼层或极少数几个楼层出现敏感的薄弱部位,这些部分将产生过大的应力集中或过大的变形。容易导致结构过早的倒塌。

②建筑平面比较规则。平面内结构布置比较均匀,使建筑物分布质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递并使质量分布与结构刚度分布协调,限制质量与刚度之间的偏心。建筑平面规则,结构布置均匀,有利于防止薄弱的子结构过早破坏和倒塌,使地震作用能在各子结构之间重分布,增加结构的自由度数量,发挥整个结构耗散地震能量的作用。

三、结构的刚度和抗震能力

①水平地震作用是双向的,结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用。通常可使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力。结构的抗震能力则是结构承载力及延性的综合反映。

②结构刚度选择时,虽可考虑场地特征,选择结构刚度,以减少地震作用效应,但也要注意控制结构变形的增大,过大的变形将会因P-△效应过大而导致结构破坏。

③结构除需要满足水平方向的刚度和抗震能力外,还应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转震动的能力。现有的抗震设计计算中不考虑地震地面运动的扭转分量。在概念设计中应注意提高结构的抗扭刚度和抵抗扭转震动的能力。

四、结构的整体性

①在建筑结构中,楼盖对于结构的整体性起到了非常重要的作用,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子结构,而且要使这些子结构能够协同承受地震力,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,当结构空旷,平面狭长或平面凹凸不规则,或楼盖开大洞口时,更应特别注意。设计中不能误以为,在多遇地震作用计算中考虑了楼板平面内弹性变形影响后,就可削弱楼盖体系。

②结构基础的整体性尤其是高层结构基础的整体性以及基础与上部结构的可靠连接是结构整体性的重要保证。

建筑结构抗震设计课后习题答案

武汉理工大学《建筑结构抗震设计》复试 第1章绪论 1、震级和烈度有什么区别和联系? 震级是表示地震大小的一种度量,只跟地震释放能量的多少有关,而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。烈度不仅跟震级有关,同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。一次地震只有一个震级,但不同的地点有不同的烈度。 2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防? 规范将建筑物按其用途分为四类: 甲类(特殊设防类)、乙类(重点设防类)、丙类(标准设防类)、丁类(适度设防类)。 1 )标准设防类,应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用,达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。 2 )重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施;地基基础的抗震措施,应符合有关规定。同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3 )特殊设防类,应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。同时,应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。 4 )适度设防类,允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施,但抗震设防烈度为6度时不应降低。一般情况下,仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3.怎样理解小震、中震与大震? 小震就是发生机会较多的地震,50年年限,被超越概率为63.2%; 中震,10%;大震是罕遇的地震,2%。 4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系? 建筑抗震设计包括三个层次:概念设计、抗震计算、构造措施。概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则;抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段;构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。他们是一个不可割裂的整体。 5.试讨论结构延性与结构抗震的内在联系。 延性设计:通过适当控制结构物的刚度与强度,使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大的延性,从而可以通过塑性变形吸收更多地震输入能量,使结构物至少保证至少“坏而不倒”。延性越好,抗震越好.在设计中,可以通过构造措施和耗能手段来增强结构与构件的延性,提高抗震性能。 第2章场地与地基 1、场地土的固有周期和地震动的卓越周期有何区别和联系? 由于地震动的周期成分很多,而仅与场地固有周期T接近的周期成分被较大的放大,因此场地固有周期T也将是地面运动的主要周期,称之为地震动的卓越周期。 2、为什么地基的抗震承载力大于静承载力? 地震作用下只考虑地基土的弹性变形而不考虑永久变形。地震作用仅是附加于原有静荷载上

高层建筑抗震设计原则及应注意的问题.

高层建筑抗震设计原则及应注意的问题 摘要:高层建筑抗震工作一直建筑设计和施工的重点,概述高层建筑的发展,对建筑抗震进行必要的理论分析,从而来探索高层建筑的设计理念、方法,从而采取必须的抗震措施。为了避免短柱脆性破坏问题在高层建筑中发生,笔者认为,首先要正确判定短柱,然后对短柱采取一些构造措施或处理,提高短柱的延性和抗震性能。关键词:高层建筑抗震设计措施引言结构工程师按抗震设计要求进行结构分析与设计,其目标是希望使所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳,从而经济地实现“小震不坏,中震可修,大震不倒”的目的。但是,由于地震作用是一种随机性很强的循环、往复荷载,建筑物的地震破坏机理又十分复杂,存在着许多模糊和不确定因素,在结构内力分析方面,由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素,计算方法还很不完善,单靠微观的数学力学计算还很难使建筑结构在遭遇地震时真正确保具有良好的抗震能力。 1,高层建筑抗震结构设计的基本原则1.1结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能①结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙”的原则。②对可能造成结构的相对薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。③承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。1.2尽可能设置多道抗震防线①一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框架—剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成,双肢或多肢剪力墙体系组成。②强烈地震之后往往伴随多次余震,如只有一道防线,则在第一次破坏后再遭余震,将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度,有意识地建立一系列分布的屈服区,主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度,以使结构能吸收和耗散大量的地震能量,提高结构抗震性能,避免大震时倒塌。③适当处理结构构件的强弱关系,同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后,其他抗侧力构件仍处于弹性阶段,使“有效屈服”保持较长阶段,保证结构的延性和抗倒塌能力。④在抗震设计中某一部分结构设计超强,可能造成结构的其他部位相对薄弱,因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小,改变抗侧力构件配筋的做法,都需要慎重考虑。 1.3对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高其抗震能力①构件在强烈地震下不存在强度安全储备,构件的实际承载能力分析是判

浅谈抗震概念设计的重要性

浅谈抗震概念设计的重要性 摘要本文结合规范浅谈在抗震设计中概念设计的必要性、依据和来源、特点、应用 关键词总体地震效应薄弱层抗震设计概念设计 一、概述 目前,建筑抗震理论远未达到十分科学严密,单靠理论计算很难使建筑物具有良好的抗震能力,而着眼于建筑总体抗震能力的“概念设计”则愈来愈受到工程界的普遍重视,它在我国的抗震设计规范也开始有所体现。下面我就概念设计几点进行探讨。 二、抗震设计不确定因素 1. 地震发生的时间、地点和强度是不确定的,而且在某一次实际发生的地震中,方圆几千米区域内的地震加速度变化很大,表现出很强的离散型和不确定性。但实际设计时,往往是某一行政区域内所采用的地震作用参数确定的,例如,北京市为8度(0.2g,第一组,对于Ⅱ类场地设计特征周期为0.35s)设防区,上海为7度(0.1g,第一组,对于二类场地土为0.35s)设防区等,设计所采用的理论化结果和实际可能发生的地震作用之间不可能一致。就现阶段而言,结构抗震设计实际上只是一种校核或验算,即对给定结构的尺寸,给定预测的地震作用,验算结构是否满足强度和变形要求。即使考虑了结构构造措施的作用,也是在假定的地震作用条件下考虑的。由于地震的发生是未知的,一旦实际发生的地震大于预先假定的地震作用,结构就难以达到预先设计的安全性。 2. 结构理论本身也存在着许多不确定性,例如:结构构件材料性能、截面几何参数和计算模式的精度的不确定性导致结构构件抗力的不确定性,在结构整体分析中采用简化计算分析模型所引起的误差导致的不确定性,以及场地土类型的不确定性等。这些不确定性反映在工程设计方面,主要表现在以下几方面(1)结构分析的影响;(2)材料的影响;(3)阻尼系数的变化。(4)基础差异沉降的影响(5)地基承载力的影响(6)持续荷载的影响。 由此可见,由于地震作用的不确定性和复杂性,以及结构计算模型的基本假定与实际受力情况的不一致性,仅靠计算分析得出的数据进行的抗震设计即计算设计(或称为数值计算)所设计出的结构必然缺乏对不同地震作用的适应性,很难有效的控制结构的抗震性能。总结历次大地震灾害的经验教训,人们发现,在抗震设计时不能完全依赖计算,概念设计比计算设计更为重要,《建筑抗震设计规范》(GBJ 11-08)的条文说明中明确提出“结构抗震性能的决定因素是良好的概念设计”. 三、概念设计的定义及原则

建筑结构抗震设计要点

建筑结构抗震设计的要点分析 提要:本文主要针对建筑结构抗震设计的要点展开了分析,对建筑混凝土框架结构抗震薄弱的部位作了详细的概述,并给出了一系列提高混凝土框架结构抗震性能的措施,以期能为有关方面的需要提供有益的参考借鉴。 近年来,随着我国地震灾害的频繁发生,建筑抗震设计成为了我国建筑结构设计一个新的重要发展方向。但是由于实际操作经验缺乏经验,建筑抗震设计存在着一定的薄弱环节,是需要相关的工作人员给予足够的重视,并采取有效措施提高建筑抗震的性能,以减轻地震灾害对建筑的破坏。 1 混凝土框架结构抗震薄弱部位 1.1 从震害中找出结构薄弱部位 某次地震中,多层混凝土框架教学楼的倒塌,使我们对混凝土框架结构的抗震性能有了进一步的认识。根据地震现场的调查,混凝土框架结构的震害大致如下:6、7度区,底层柱上下端出现斜裂缝,并且柱头比柱脚更厉害。8、9度区,底层柱上下端保护层混凝土脱落,箍筋拉脱,柱心混凝土被压碎,纵筋压成灯笼状。二层柱端及底层梁端也出现不同程度的开裂。在地震中倒塌的框架结构,估计也是底层柱上下端先出现斜裂缝,最后被折断的,只不过整个过程时间很短。不难判断:框架结构薄弱层在底层,底层柱是薄弱构件,底层柱的上下端是最薄弱的部位。震害同时表明:在底层柱中存在某些比较薄弱的柱,地震作用下,这些柱的柱端首先出现斜裂缝,最先形成塑

性铰,使整个结构内力重新分布,导致底层柱逐根被击破,引起连续倒塌。 1.2 从结构分析中确定结构薄弱部位 混凝土框架结构抗震有其特性,与带有剪力墙的其他混凝土结构相比,框架结构侧向刚度小,变形能力强。对抗震有利的是吸收地震总能量少,不利的是抗侧力能力差。框架唯一的竖向构件——柱的侧向刚度比剪力墙的墙肢小得多,比梁板组成的楼层平面刚度也小很多。地震通过地层土晃动框架楼房,刚度大而且质量集中的各楼层就会前后左右来回移动,产生楼层水平地震剪力,这些力由梁传给柱。结构的整体变形主要是各楼层按一定的振型和周期往复侧移。柱本身刚度较小,其竖向变形被动地随各楼层。梁属于楼层的一部分,变形较小。框架的水平地震力和侧移变形主要来自梁板,而抗侧力和侧移主要靠柱。在结构分析中,若忽视板对梁刚度的影响是不现实的,尤其是一起现浇的梁板。相对于梁来说,柱是薄弱构件。因此,“强柱弱梁”便成为框架结构抗震设计的基本原则之一。 框架结构底层柱托起整栋楼房,除了承受整栋楼全部垂直力外,还要承受地震产生的水平力。结构分析显示:底层任何一根柱的轴力、剪力及弯矩都比上层柱大,底层柱比上层柱更容易被破坏。底层柱上下端弯矩最大,成为整个框架结构内力最大的部位,也就是最薄弱的部位。不难理解:为什么地震时,首先出现裂缝的总是底层柱上下端。各楼层抗剪承载力分析结果表明,底层抗剪承载力最小,验证了底层是抗震薄弱层。底层柱既是框架结构抗震的“中流砥柱”,又是薄弱

抗震设计概念总结

1)浅源地震 2 )中源地震 3 )深源地震 震引起的后果。一般震中区影响大,烈度高。我国采用 12度划分的烈度表。一次地震 第一章:概论 1. 我国450个城市中有3/4处于地震区,二其中大中城市的 4/5以上均在地震区。 2. 抗震规范规定: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。 3. 地震类型: 按其成因分为: 1)诱发地震:人为导致,危害不严重; 2 )构造地震:普遍、影响广; 3 )火山地震; 4 )陷落地震。 按其震源深度分为: d<60Km 波及范围小,危害大,最普遍; d=60~300Km d>300Km 波及范围广,破坏程度小; 4. 地震术语: 1)震源:导致地震发生的起源区域; 2 )震中:震源在地表的投影区域; 3 )场地:被地震波及的某一地区; 4 )震中距:场地到震中的水平距离; 5 )震源距:场地到震源的距离; 6 )震源深度:震源到震中的垂直距离; 7 )震级(M :里氏震级,表示地震本身强度和大小的度量。有一定适用条件,需用特 定的地震仪。震级每增加一级,地震释放的能量增加 32倍。 8 )地震烈度:某一地区的地面和各类建筑遭受一次地震影响的强弱程度,用于衡量地 有一个震级但可能有多个烈度。 9 )抗震设防烈度: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 采用基本烈度。抗震设防烈度每增加一度,设计基本地震加速度增加一倍。 10)基本烈度:50年内,II 类场地条件下,可能遭遇超越概率为 10%勺烈度值。多遇 地震烈度=基本烈度-1.55 罕遇地震烈度=基本烈度+1。 5. 地震带:环太平洋地震带、欧亚地震带。我国处于两地震带之间; 6. 地震灾害的表现: 1) 地表破坏:地裂缝、喷水冒砂、地陷、滑坡塌方; 2) 建筑物破坏:结构丧失整体性破坏、承载力不足破坏、变形过大导致非结构破坏、 地基失效破坏; 3) 次生灾害:火灾、水灾、泥石流、海啸等; 7. 地震波: 1)体波 纵波:压缩波(P 波),振动方向与传播方向一致,引起地面垂直 5 方向振动,周期短,振幅小。 -横波:剪切波(S 波),振动方向与传播方向垂直,引起地面水平 方向振动,周期长,振幅大,振动方向不唯一,传播远。 2 )面波.瑞利波(R 波):地面上表现为滚动形式。 〔勒夫波(L 波):地面上表现为蛇形运行。

建筑结构抗震设计复习资料完美篇

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《建筑结构抗震设计》总复习 (武汉理工配套) 考试的具体题型和形式可能会有变化,但知识点应该均在以下内容中。复习不要死记硬背,而应侧重理解。 第一章: 绪论 1.什么是地震动和近场地震动?P3 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 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?其中影响最大的是那一类?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?P4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。我国地震烈度表分为十二度,用罗马数字表示。 7. 什么是基本烈度和设防烈度?什么是设计基本地震加速度?P5答: 基本烈度是指一个地区在一定时期(我国取50年)内在一般场地条件下按一定概率(我国取10%)可能遭遇到的最大地震烈度。它是一个地区抗震设防依据的地震烈度。 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。 设计基本地震加速度指50年设计基准期内超越概率为10%的地震加速度的取值:7度--0.10g(0.15g);8度--0.20g(0.30g);9度--0.40g 8. 不同震中距的地震对建筑物的影响有什么不同?设计规范如何考虑这种影响? 答:宏观地震烈度相同的两个地区,由于它们与震中的距离远近不同,则震害程度明显不同。处于大震级,远震中距下的高柔结构,其震害远大于同样烈度的中小震级、近震中距的建筑物,且反映谱特性不同。 ?为了区别同样烈度下不同震级和震中距的地震对建筑物的破坏作用,89《规范》将地震影响分为近震和远震两种情况。01《规范》进一步引入了设计基本地震加速度和设计地震分组。 9.抗震设防的目标(基本准则)是什么?P8 答:抗震设防的目标(基本准则)是小震不坏、中震能修、大震不倒。 10.“三个水准”的抗震设防要求具体内容是什么?P9答:

《抗震结构设计》测试题及答案

《抗震结构设计》水平测试题及答案 一、名词解释 1、地震烈度: 指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。 2、抗震设防烈度: 一个地区作为抗震设防依据的地震烈度,应按国家规定权限审批或颁发的文件(图件)执行。 3、场地土的液化: 饱和的粉土或砂土,在地震时由于颗粒之间的孔隙水不可压缩而无法排出,使得孔隙水压力增大,土体颗粒的有效垂直压应力减少,颗粒局部或全部处于悬浮状态,土体的抗剪强度接近于零,呈现出液态化的现象。 4、等效剪切波速: 若计算深度范围内有多层土层,则根据计算深度范围内各土层剪切波速加权平均得到的土层剪切波速即为等效剪切波速。 5、地基土抗震承载力: 地基土抗震承载力aE a a f f ζ=?,其中ζa 为地基土的抗震承载力调整系数,f a 为深宽修正后的地基 承载力特征值。 6、场地覆盖层厚度: 我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)定义:一般情况下,可取地面到剪切波速大于500m/s 的坚硬土层或岩层顶的距离。 7、重力荷载代表值: 结构抗震设计时的基本代表值,是结构自重(永久荷载)和有关可变荷载的组合值之和。 8、强柱弱梁: 结构设计时希望梁先于柱发生破坏,塑性铰先发生在梁端,而不是在柱端。 9、砌体的抗震强度设计值: VE N V f f ?=,其中f v 为非抗震设计的砌体抗剪强度设计值,ζN 为砌体抗震抗剪强度的正应力影响 系数。 10、剪压比: 剪压比为c 0V/f bh ,是构件截面上平均剪力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值,用以反映构件截面上承受名义剪应力的大小。 二、填空题(每空1分,共25分) 1、地震波包括在地球内部传播的体波和只限于在地球表面传播的面波,其中体波包括 纵波(P )波和 横(S ) 波,而面波分为 瑞雷 波和 洛夫 波,对建筑物和地表的破坏主要以 面 波为主。 2、场地类别根据 等效剪切波波速 和 场地覆土层厚度划分为IV 类。 3、在用底部剪力法计算多层结构的水平地震作用时,对于T 1>1.4T g 时,在 结构顶部 附加ΔF n ,其目的是考虑 高振型 的影响。

建筑结构抗震设计复习题

建筑结构抗震设计复习题 1、影响土层液化的主要因素是什么? 影响土层液化的主要因素有:地质年代,土层中土的粘性颗粒含量,上方覆盖的非液化土层的厚度,地下水位深度,土的密实度,地震震级和烈度。土层液化的三要素是:粉砂土,饱和水,振动强度。因此,土层中粘粒度愈细、愈深,地下水位愈高,地震烈度愈高,土层越容易液化。 2、什么是地震反应谱?什么是设计反应谱?它们有何关系? 单自由度弹性体系的地震最大加速度反应与其自振周期的关系曲线叫地震(加速度)反应谱,以S a(T)表示。设计反应谱:考虑了不同结构阻尼、各类场地等因素对地震反应谱的影响,而专门研究可供结构抗震设计的反应谱,常以a(T),两者的关系为a(T)= S a(T)/g 3、什么是时程分析?时程分析怎么选用地震波? 选用地震加速度记录曲线,直接输入到设计的结构,然后对结构的运动平衡方程进行数值积分,求得结构在整个时程范围内的地震反应。应选择与计算结构场地相一致、地震烈度相一致的地震动记录或人工波,至少2条实际强震记录和一条人工模拟的加速度时程曲线 5、抗震设计为什么要尽量满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”的原则?如何满足这些原则? “强柱弱梁”可有效的防止柱铰破坏机制的出现,保证结构在强震作用下不会整体倒塌;“强剪弱弯”可有效防止脆性破坏的发生,使结构具有良好的耗能能力;“强节点弱构件”,节点是梁与柱构成整体结构的基础,在任何情况下都应使节点的刚度和强度大于构件的刚度和强度。 6、什么是震级?什么是地震烈度?如何评定震级和烈度的大小? 震级是表示地震本身大小的等级,它以地震释放的能量为尺度,根据地震仪记录到的地震波来确定 地震烈度是指某地区地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度,它是按地震造成的后果分类的。 震级的大小一般用里氏震级表达 地震烈度是根据地震烈度表,即地震时人的感觉、器物的反应、建筑物破坏和地表现象划分的。 7、简述底部剪力法的适用范围,计算中如何鞭稍效应。 适用范围:高度不超过40米,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法计算。 为考虑鞭稍效应,抗震规范规定:采用底部剪力法计算时,对突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应,宜乘以增大系数3,此增大部分不应往下传递,但与该突出部分相连的构件应予以计入。 9、什么是动力系数、地震系数和水平地震影响系数?三者之间有何关系? 动力系数是单质点弹性体系的最大绝对加速度反应与地震地面运动最大加速度的比值 地震系数是地震地面运动最大加速度与重力加速度的比值 水平地震影响系数是单质点弹性体系的最大绝对加速度反应与重力加速度的比值 水平地震影响系数是地震系数与动力系数的乘积 10、多层砌体房屋中,为什么楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处? 楼梯间横墙间距较小,水平方向刚度相对较大,承担的地震作用亦较大,而楼梯间墙体的横向支承少,受到地震作用时墙体最易破坏2)房屋端部和转角处,由于刚度较大以及在地震时的扭转作用,地震反应明显增大,受力复杂,应力比较集中;另外房屋端部和转角处所受房屋的整体约束作用相对较弱,楼梯间布置于此,约束更差,抗震能力降低,墙体的破坏更为严重 11、试述纵波和横波的传播特点及对地面运动的影响? 纵波在传播过程中,其介质质点的振动方向与波的传播方向一致,是压缩波,传播速度快,周期较短,振幅较小;将使建筑物产生上下颠簸;(横波在传播过程中,其介质质点的振动方向与波的传播方向垂直,是剪切波,传播速度比纵波要慢一些,周期较长,振幅较大;将使建筑物产生水平摇晃 14为什么要限制多层砌体房屋抗震横墙间距? (1)横墙间距过大,会使横墙抗震能力减弱,横墙间距应能满足抗震承载力的要求。)2)横墙间距过大,会使纵墙侧向支撑减少,房屋整体性降低(3)横墙间距过大,会使楼盖水平刚度不足而发生过大的平面内变形,从而不能有效地将水平地震作用均匀传递给各抗侧力构件,这将使纵墙先发生出平面的过大弯曲变形而导致破坏,即横墙间距应能保证楼盖传递水平地震作用所需的刚度要求。 16.地震作用和一般静荷载有何不同?计算地震作用的方法可分为哪几类? 不同:地震作用不确定性,不可预知,短时间的动力作用,具有选择性,累积性,重复性。方法:拟静力法,时程分析法,反应谱法,振型分解法。 17.什么是鞭端效应,设计时如何考虑这种效应? 答:地震作用下突出建筑物屋面的附属小建筑物,由于质量和刚度的突然变小,受高振型影响较大,震害较为严重,这种现象称为鞭端效应;设计时对突出屋面的小建筑物的地震作用效应乘以放大系数3,但此放大系数不往下传。 18.强柱弱梁、强剪弱弯的实质是什么?如何通过截面抗震验算来实现? 答:(1)使梁端先于柱端产生塑性铰,控制构件破坏的先后顺序,形成合理的破坏机制 (2)防止梁、柱端先发生脆性的剪切破坏,以保证塑性铰有足够的变形能力 在截面抗震验算中,为保证强柱弱梁,《建筑抗震设计规范》规定:

(完整版)建筑结构抗震设计整理

《建筑结构抗震设计》期末考试复习题 一、名词解释 (1)地震波:地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量; (2)地震震级:表示地震本身大小的尺度,是按一次地震本身强弱程度而定的等级; (3)地震烈度:表示地震时一定地点地面振动强弱程度的尺度; (4)震中:震源在地表的投影; (5)震中距:地面某处至震中的水平距离; (6)震源:发生地震的地方; (7)震源深度:震源至地面的垂直距离; (8)极震区:震中附近的地面振动最剧烈,也是破坏最严重的地区; (9)等震线:地面上破坏程度相同或相近的点连成的曲线; (10)建筑场地:建造建筑物的地方,大体相当于一个厂区、居民小区或自然村; (11)沙土液化:处于地下水位以下的饱和砂土和粉土在地震时有变密的趋势,使孔隙水的压 力急剧上升,造成土颗粒局部或全部将处于悬浮状态,形成了犹如“液化”的现象,即称为 场地土达到液化状态; (12)结构的地震反应:地震引起的结构运动; (13)结构的地震作用效应:由地震动引起的结构瞬时内力、应力应变、位移变形及运动加速 度、速度等;(14)地震系数:地面运动最大加速度与重力加速度的比值; (15)动力系数:单质点体系最大绝对加速度与地面运动最大加速度的比值; (16)地震影响系数:地震系数与动力系数的乘积; (17)振型分解法:以结构的各阶振型为广义坐标分别求出对应的结构地震反应,然后将对应 于各阶振型的结构反应相组合,以确定结构地震内力和变形的方法,又称振型叠加法; (18)基本烈度:在设计基准期(我国取50年)内在一般场地条件下,可能遭遇超越概率(10%)的地震烈度。 (19)设防烈度:按国家规定权限批准的作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。 (20)罕遇烈度:50年期限内相应的超越概率2%~3%,即大震烈度的地震。 (21)设防烈度 (22)多道抗震防线:一个抗震结构体系,有若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的 结构构件连接起来协同作用; (24)鞭梢效应; (25)楼层屈服强度系数; (26)重力荷载代表值:建筑抗震设计用的重力性质的荷载,为结构构件的永久荷载(包括自 重)标准值和各种竖向可变荷载组合值之和; (27)等效总重力荷载代表值:单质点时为总重力荷载代表值,多质点时为总重力荷载代表值 的85%; (28)轴压比:名义轴向应力与混凝土抗压强度之比; (29)强柱弱梁:使框架结构塑性铰出现在梁端的设计要求;(30)非结构部件:指在结构分析 中不考虑承受重力荷载以及风、地震等侧向力的部件 二、简答题 1.抗震设防的目标是什么?实现此目标的设计方法是什么? 答:目标是对建筑结构应具有的抗震安全性能的总要求。我国《抗震规范》提出了三水准的

建筑物抗震概念设计原则及应用

建筑物抗震概念设计原则及应用 1抗震概念的设计原则 在施工前,对建筑工程的结构要实行设计,而对建筑结构的设计主要 是概念设计和计算设计,计算设计指的是对建筑结构的模型及受力状态,根据相关的计算规范和理论实行设计,在用计算设计这种方法时,建筑物的受力状态、结构等都能够做出假设,通过计算得出结果,但 是这种计算方法并不适合对建筑物实行抗震结构的设计。因为地震发 生的时间是无法预知的,地震发生时所造成的建筑物结构变化也是无 法假设的,更不能实行计算,所以必须要将建筑物概念设计考虑到抗 震设计之中,将概念设计和计算设计结合起来,促动建筑结构抗震水 平的提升,减少因为地震而造成的人员伤亡和财产损失。在抗震设计中,要遵循以下几点原理: 1.1对地基实行合理的设计 建筑物的基础结构是地基,它的作用是保证建筑物的稳定性。对地基 实行设计时,要结合施工场地的实际来设计,对施工现场的水文环境、地质条件以及建筑工程的地基荷载力、结构类型等因素实行分析,从 而将建筑结构的抗震作用发挥出来。 1.2对建筑的平面、立面结构实行优化 建筑抗震概念设计中,建筑立面结构和平面结构的设计十分重要,所 以要对平面、立面结构实行优化,在优化时要注意以下几点:(1)因 为地震的发生会影响到建筑物,所以对建筑物的各个结构受力体系要 十分明确。(2)在对建筑结构实行设计时,要保证其对称性且均匀的 实行高度变化,以免出现楼层错层的情况。在实际设计时,建筑结构 可能会受到地理环境的影响,使得建筑的结构设计得不规则,当这样 的情况出现时,设计者必须对地震产生的作用实行仔细的研究、分析、计算,然后对建筑物各个部位的扭转反应和应力实行估算,最后根据 计算结构做好防震工作。

浅谈建筑结构抗震概念设计

浅谈建筑结构抗震概念设计 发表时间:2015-12-17T16:01:14.980Z 来源:《基层建设》2015年16期供稿作者:袁芬 [导读] 浙江省天正设计工程有限公司浙江杭州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,进行建筑和结构的总体布置并确定细部构造的过程。 袁芬 浙江省天正设计工程有限公司浙江杭州 310012 摘要:建筑工程的质量,直接影响到人们的生命和财产安全。在工程建设中,抗震设计是影响整个工程质量不可缺少的要素之一,因此,必须完善好建筑抗震结构设计的工作。本文主要论述抗震概念设计基本内容,提出建筑抗震结构设计的策略,以供参考。关键词:建筑;抗震;概念设计;策略 1 抗震概念设计基本内容 1.1什么是抗震概念设计: 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,进行建筑和结构的总体布置并确定细部构造的过程。就是把地震及其影响的不确定性和规律性结合起来,设计时应着眼于结构的总体反应,依据结构破坏机制和破坏过程,灵活运用抗震设计准侧,从一开始就全面合理地把握好结构设计的本质问题(如把握好总体布置、结构体系、承载能力与刚度分布、结构延性等),顾及关键部位的细节,力求消除结构中的薄弱环节,从根本上保证结构的抗震性能。 1.2抗震概念设计的目标 实际地震的不可预知性,可供分析的地震资料的有限性,目前地震计算手段 的局限性,故重视建筑抗震概念设计,从某种意义上来说,也是对地震理论不完善所采取的弥补措施。抗震概念设计目标:“小震不坏,中震(设防烈度地震)可修,大震不倒”;以及为实现这一目标所采取的“两阶段设计步骤”,即:承载力验算和弹塑性变形验算。 2 建筑抗震结构设计的策略 2.1 采用合理的结构体系 2.1.1 影响结构体系的因素很多,如抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等,还应考虑技术、经济和使用条件等。目前我国比较常用的结构形式有:砖混结构、钢筋混凝土结构、钢- 混凝土组合结构(混合结构)、钢结构。砖混结构以砖墙作为抗侧力构件,在地震力作用下,易发生剪切破坏。混凝土结构包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。在地震力作用下,不同结构形式,不同抗侧力构件,发生不同破坏(剪切变形,弯曲变形)。 2.1.2 结构抗震设计的关键是解决承载力、刚度和延性问题: 1)对于非抗震结构,足够的材料强度和刚度是结构设计需要考虑的问题,而对于抗震结构除了要承担常规荷载外还要承担地震动作用,其材料强度和刚度不是越大越好(如抗弯强度过高不利于抗剪,刚度过大也会加大结构的地震作用),而需要控制在合理的范围内。2)结构体系由各类构件相互连接组成,抗震结构构件应具有必要承载力、合理的刚度、良好的延性、可靠的连接,使相互之间合理均衡。 3)结构构件应具有良好的延性(即变形能力和耗能能力),延性可以增加结构的抗震潜力,增强结构的抗倒塌能力。结构抗震设计的本质就是对结构承载力、刚度和延性的合理把握问题。 2.2 选择合理的平面和立面布置 2.2.1 建筑布置对结构的规则性影响重大,抗震性能良好的建筑,需要建筑师与结构工程师的互相配合。不应采用严重不规则的设计方案,避免采用特别不规则的方案。 2.2.2 建筑形体及其构件布置应避免形成平面和竖向的不规则。平面不规则主要关注的是结构的扭转和水平传力途径的有效性问题,体现在扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续;竖向不规则主要关注薄弱层问题及竖向传力途径的有效性问题,体现在侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续、楼层承载力突变。 2.3 选择合理的结构计算方法进行结构分析 2.3.1 结构分析是结构设计的前提,是结构设计的重要依据性工作,采用合理的计算模型,合理的计算假定,合理选用计算程序,必要时的多模型多程序比较分析等对结构设计关系重大。 2.3.2 目前的地震作用计算方法主要有: 1)高层建筑结构宜采用振型分解反应谱法;对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及高度超过100m的高层建筑结构应用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法。 2)高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的高层建筑结构,可采用底部剪力法。3)时程分析法作为振型分解反应谱法的补充计算方法。根据结构的规则性,依据相关规范的规定,在多遇地震下进行弹性时程分析,在罕遇地震下进行弹塑性时程分析。 2.3.3 结构抗震设计应根据不同要求,对同一结构布置采取不用的计算假定。比如对结构进行不规则判别,选用在规定的水平力作用下,考虑偶然偏心等。比如配筋设计计算,根据工程具体情况,采用刚性楼板假定、分块刚性楼板假定、弹性楼板假定及零刚度楼板假定,考虑双向地震,框架柱配筋按单向偏心计算或按双向偏心计算等。 2.4 抗震措施及抗震构造措施 2.4.1 抗震措施要求做到“四强、四弱”。 1)强柱弱梁:目的是框架在地震情况下产生梁铰机制,即要求柱子不先于梁破坏,因为梁破坏属于构件破坏,是局部性的,柱子破坏将危及整个结构的安全,可能会整体倒塌,后果严重。 2)强剪弱弯:弯曲破坏是延性破坏,是有预兆的——如开裂或下挠等,而剪切破坏是一种脆性破坏,没有预兆,瞬时发生,没有防范,要避免。 3)强节点弱构件:因节点失效意味着与之相连的梁与柱都失效,故要求节点的承载力应高于连接构件。

结构抗震设计(试题及答案)

44、场地 参考答案: 指工程群体所在地,具有相似的反应谱特征。其范围相当于厂区,居民小区和自然村或不小于1.0 km2的平面面 45、反应谱 参考答案: 单自由度弹性体系在给定的地震作用下,某个最大反应量与体系自振周期的关系曲线 46、地震波 参考答案: -地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量,这就是地震波,地震波是一种弹性波 47、强柱弱梁 参考答案: 结构设计时希望梁先于柱发生破坏,塑性铰先发生在梁端,而不是在柱端。 48、动力自由度 参考答案: 简单的说就是自由度。是用了确定一个体系在振动过程中全部质量的位置所需独立几何参数的数目。 49、二阶效应 参考答案: 相对钢筋混凝土结构房屋,钢结构房屋较揉,容易产生较大的侧向变形。在这种情况下,重力荷载与侧向位也即所谓的二阶效应。 50、场地土的液化 参考答案: 饱和的粉土或砂土,在地震时由于颗粒之间的孔隙水不可压缩而无法排出,使得孔隙水压力增大,土体颗粒的部或全部处于悬浮状态,土体的抗剪强度接近于零,呈现出液态化的现象。 51、基本烈度 参考答案: 50年期限内,一般场地条件下,可能遭受超越概率10%的烈度值 52、等效剪切波速 参考答案: 若计算深度范围内有多层土层,则根据计算深度范围内各土层剪切波速加权平均得到的土层剪切波速即为等效剪 53、重力荷载代表值 参考答案: 结构抗震设计时的基本代表值,是结构自重(永久荷载)和有关可变荷载的组合值之和。

54、什么是楼层屈服强度系数?怎样判别结构薄弱层位置? 参考答案: 什么是楼层屈服强度系数?怎样判别结构薄弱层位置? 答:楼层屈服承载力系数是按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力和按罕遇地震剪力的比值,它反映了结构中楼层的承载力与该楼层所受弹性地震剪力的相对关系。5分 薄弱层位置的确定:楼层屈服承载力系数沿高度分布均匀的结构可取底层为薄弱层;楼层屈服承载的结构,可取该系数最小的楼层和相对较小的楼层为薄弱楼层,一般不超过2~3处;单层厂房, 55、什么是鞭端效应,设计时如何考虑这种效应? 参考答案: 地震作用下突出建筑物屋面的附属小建筑物,由于质量和刚度的突然变小,受高振型影响较大,震为鞭端效应;(5分)设计时对突出屋面的小建筑物的地震作用效应乘以放大系数3,但此放大系 56、简述框架节点抗震设计的基本原则。 参考答案: 1、节点的承载力不应低于其连接构件的承载力; 2、多遇地震时节点应在弹性范围内工作; 3、罕遇地震时节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递; 4、梁柱纵筋在节点区内应有可靠的锚固; 5、节点配筋不应使施工过分困难。 57、什么是动力系数、地震系数和水平地震影响系数?三者之间有何关系? 参考答案: 动力系数是单质点弹性体系的最大绝对加速度反应与地震地面运动最大加速度的比值; 地震系数是地震地面运动最大加速度与重力加速度的比值; 水平地震影响系数是单质点弹性体系的最大绝对加速度反应与重力加速度的比值; 水平地震影响系数是地震系数与动力系数的乘积 58、简述两阶段三水准抗震设计方法 参考答案:

关于结构抗震设计的若干概念说明

关于结构抗震设计的若干概念说明 上海爱建建筑设计院有限公司蒋浩良 一、重要概念: 1、抗震设计: 抗震设计主要包括:概念设计、抗震计算(包括荷载计算、地震作用计算、抗力计算等)、抗震措施(包括抗震构造措施)。 2、抗震计算与上机计算: ①地震作用计算是结构抗震设计的重要内容,是进行构件截面设计的重要依据。 抗震计算区别抗震验算(包括多遇地震作用下的截面抗震验算、变形验算)。 ②上机计算:除了“地震作用计算和抗力计算”外,计算程序还要根据规范要求进行地震效应放大和配 筋调整等内容。 3、抗震措施与抗震构造措施: 抗震措施:除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容,包括抗震构造措施。 抗震构造措施:一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。抗震构造措施用来确保结构的整体性、加强局部薄弱环节并保证抗震计算结果的有效性。 砌体结构:抗震措施依据房屋高度、结构形式、抗震设防标准等确定。 其他结构形式:抗震措施依据结构形式、抗震设防烈度等确定。 二、抗震设防标准的调整: 《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)第3.0.3条——调整地震作用计算所用设防标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第3.3.2条、3.3.3条。——调整抗震构造措施所用设防标准 结论:1)由上表可见,影响房屋抗震设防标准的主要因素有:本地区的抗震设防烈度、设计地震动参数

(基本地震加速度)、建筑场地类别和建筑抗震设防类别。 2)上表调整后的设防标准主要用于确定结构的抗震等级。 三、结构抗震分析内容: 1、小震弹性:采用两个不同力学模型,并对其计算结果进行分析比较。《抗规》3.6.6条 计算内容:指标计算(刚性楼板假定)、配筋计算(弹性楼板假定,考虑双向地震或偶然偏心)。 弹性时程分析法(多遇地震下)——《抗规》5.1.2条-3,与振型反应谱法计算结果进行比较 2、中震不屈服:(中震计算包括中震弹性和中震不屈服两部分设计) ①保证基底不出现拉应力,复核底部加强部位配筋并验算结构的抗倾覆。同时运用该计算结果对小震时 底部加强部位的配筋进行复核,取两者计算的较大值进行实际配筋。 3、大震不倒: 弹塑性时程分析法(罕遇地震下结构的变形)。《抗规》5.1.2条-4,5.5.2条-2。 静力弹塑性分析方法——PKPM_PushOver 动力弹塑性分析方法(弹塑性时程分析法)——PKPM-Sausage,EPDA等。 四、构造要求 1.楼板连接薄弱处除了采用SLABCAD(单独计算)、PMSAP(与整体一起计算)复杂楼板有限元分析外, 还应采取相应的构造措施(楼板加厚,双面双向配筋加强),内凹过深处可适当增加楼板宽度或梁。2.地下室作为嵌固端,其上一层当为框架——抗震墙结构时,弹性层间位移角限值控制在1/2000。 上海《抗震设计规程》表5.5.1条。 3.结构存在设备层,造成上下侧向刚度不连续,对刚度小的楼层地震剪力应乘以不小于1.15的增大系数。 上海《抗震设计规程》3.4.4条-2。 《高规》3.5.8条,乘以1.25的增大系数。

建筑结构抗震设计(第三版)习题解答1-5章

第一章的习题答案 1.震级是衡量一次地震强弱程度(即所释放能量的大小)的指标。地震烈 度是衡量一次地震时某地区地面震动强弱程度的尺度。震级大时,烈度就高;但某地区地震烈度同时还受震中距和地质条件的影响。 2.参见教材第10面。 3.大烈度地震是小概率事件,小烈度地震发生概率较高,可根据地震烈度 的超越概率确定小、中、大烈度地震;由统计关系:小震烈度=基本烈度-1.55度;大震烈度=基本烈度+1.00度。 4.概念设计为结构抗震设计提出应注意的基本原则,具有指导性的意义; 抗震计算为结构或构件达到抗震目的提供具体数据和要求;构造措施从结构的整体性、锚固连接等方面保证抗震计算结果的有效性以及弥补部分情况无法进行正确、简洁计算的缺陷。 5.结构延性好意味可容许结构产生一定的弹塑性变形,通过结构一定程度 的弹塑性变形耗散地震能量,从而减小截面尺寸,降低造价;同时可避免产生结构的倒塌。 第二章的习题答案 1.地震波中与土层固有周期相一致或相近的波传至地面时,其振幅被放 大;与土层固有周期相差较大的波传至地面时,其振幅被衰减甚至完全过滤掉了。因此土层固有周期与地震动的卓越周期相近, 2.考虑材料的动力下的承载力大于静力下的承载力;材料在地震下地基承 载力的安全储备可低于一般情况下的安全储备,因此地基的抗震承载力高于静力承载力。 3.土层的地质年代;土体中的粘粒含量;地下水位;上覆非液化土层厚度; 地震的烈度和作用时间。 4.a 中软场地上的建筑物抗震性能比中硬场地上的建筑物抗震性能要差 (建筑物条件均同)。 b. 粉土中粘粒含量百分率愈大,则愈容易液化. c.液化指数越小,地震时地面喷水冒砂现象越轻微。 d.地基的抗震承载力为承受竖向荷载的能力。

工程结构抗震概念设计

工程结构抗震概念设计 合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥230009 摘要:建筑结构抗震设计中的概念设计是对建筑抗震设计的宏观控制。在工程的一开始从建筑的场地选择、建筑形状、平立面形式、结构体系、延性、整体性和材料等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,就有可能使设计出的房屋建筑具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。较好的运用抗震概念和原则是结构抗震设计的必要前提。 关键词:建筑场地;建筑结构;抗震;概念设计 1 工程结构抗震概念设计的重要性 由于地震发生的随机性和结构本身的复杂性,建筑物的地震破坏机理目前还不十分清楚,结构抗震设计中尚存在许多不定因素,现行规范提供的地震作用估算和结构抗震计算的方法大都是具有一定概率水准的近似方法。人们在总结历次地震灾害的经验中逐渐认识到,不能单纯依赖数值计算追求结构的抗震能力,必须合理运用概念设计提高建筑的抗震性能。对于结构抗震设计来说,数值计算和概念设计具有同等重要的地位。 概念设计考虑地震及其影响的不确定性,依据依据历次震害总结出的规律,既着眼于结构的总体地震反应、合理选择建筑体型和结构体系,又顾忌结构关键部位的细节问题、正确处理细部构造和材料选用、灵活运用抗震设计思想,综合解决抗震设计基本问题。 2 抗震概念设计的基本原则与要求 2.1选择有利场地 造成建筑物震害的原因是多方面的,场地条件是其中之一。由于场地因素引起的震害往往特别严重,而且有些情况仅仅依靠工程措施来弥补是很困难的。因此,选择工程场址时,应进行详细勘察,搞清地形、地质情况,挑选对建筑抗震有利的地段,尽可能避开对建筑抗震不利的地段,任何情况下均不得在抗震危险地段上建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。 对建筑抗震有利的地段,一般是指位于开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀中硬场地土。建造于这类场地上的建筑一般不会发生由于地基失效导致的震害,从而可从根本上减轻地震对建筑物的影响。对建筑抗震不利的地段,就地形而言,一般是指条状突出的山嘴、孤立的山包和山梁的顶部、高差较大的台地边缘、非岩质的陡坡、河岸和边坡的边缘;就场地土质而言,一般是指软弱土、易液化土、故河道、断层破碎带、暗埋塘浜沟谷或半挖半填地基等,以及在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。 2.2合理选择建筑形状 建筑形状关系到结构的体型,结构体型对建筑物的抗震性能有明显影响。震害表明,形状比较简单的建筑在遭遇地震时一般破坏较轻,这是因为形状简单的建筑受力性能明确,传利途径简捷,设计时容易分析建筑的实际地震反应和结构内力分布,结构的构造措施也易于处理。因此,建筑形状应力求简单规则,同时注意遵循以下要求: (1)建筑平面布置应简单规则。建筑平面的简单和复杂可通过平面形状的凹凸来区别。有凹角的结构容易产生应力集中或变形集中,形成抗震薄弱环节。 (2)建筑物竖向布置应均匀和连续。建筑体型复杂会导致结构体系沿竖向强度与刚度分布不均匀,在地震作用下容易出现某一层间或某一部位率先屈服而出现较大的弹塑性变形。 (3)刚度中心应和质量中心一致。房屋中抗侧力构件合力作用点的位置成为质量中心,地震时,如果刚度中心和质量中心不重合,会产生扭转效应是远离刚度中心的构件产生较大应力而严重破坏。

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