抗震设计方法研究的论文[精选5篇]

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第一篇: 抗震设计方法研究的论文

摘要:

文章阐述了抗震设计方法的转变,并介绍了两种不同设计方法的优缺点,对能量分析方法在抗震结构计算中的应用进行了分析。

关键词:

推覆分析方法;结构能量反应分析;地震动三要素;耗散能量

目前世界各国的抗震设计规范大多数都以保障生命安全为基本目标,即“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防水准,据此制定了各种设计规范和条例。依此设计思想设计的各种建筑物在地震中虽然基本保证了生命安全,却不能在大地震,甚至在中等大小的地震中有效的控制地震损失。特别是随着现代工业社会的发展,城市的数量和规模不断扩大,城市变成了人口高度密集、财富高度集中的地区,一般的地震和1995年的日本阪神地震,造成了巨.大的经济损失和人员伤亡。严重的震害引起工程界对现有抗震设计思想和方法上存在的不足进行深刻的反思,进一步探讨更完善的结构抗震设计思想和方法已成为迫切的需要。上个世纪九十年代,美国地震工程和结构工程专家经过深刻总结后,主张改进当前基于承载力的设计方法。加州大学伯克利分校的J.P.Moehlelll提出了基于位移的抗震设计理论;日本建设省建筑研究院根据建筑物的性能要求,提出了一个有关抗震和结构要求的框架,内容包括建议方案,性能目标,检验性能水准等:我国学者已认识到这一思潮的影响,并在各自研究领域加以引用和研究,如王亚勇、钱镓茹、方鄂华、吕西林分别发表了有关剪力墙、框架构件的变形容许值的研究成果,程耿东采用可靠度的表达形式,将结构构件层次的可靠度应用水平过渡到考虑不同功能要求的结构体系,王光远把这一理论引入到结构优化设计领域,提出基于功能的抗震优化设计概念。

我国现行的结构抗震设计,主要是以承载力为基础的设计,即用线弹性方法计算结构在小震作用下的内力、位移;用组合的内力验算构件截面,使结构具有一定的承载力;位移限值主要是使用阶段的要求,也是为了保护非结构构件;结构的延性和耗能能力是通过构造措施获得的。结构的计算分析方法基本上可以分为弹性方法和弹塑性方法。当前在建筑结构抗震设计和研究中广泛地采用底部剪力法和振型分解反应谱法等。这些方法没有考虑结构屈服之后的内力重分布。实际上结构在强震作用下往往处于非线性工作状态,弹性分析理论和设计方法不能精确地反映强震作用下结构的工作特性,让结构在强震作用下处在弹性工作状态下工作将造成材料的巨大浪费,是不经济的。

随着人们认识的提高,结构的地震反应分析设计方法经过了两个文献的转变:(1)静力分析方法到动力分析方法的转变。2)从线性分析方法到非线性分析方法的转变。其中动力分析方法就经过了从振型分解反应谱法到时程分析法、从线性分析到非线性分析、从确定性分析到非确定性分析的三个大的转变。作为一种简化实用近似方法,目前的推覆分析方法(Push—overAnalysis)受到众多学者的重视。它属于弹塑性静力分析,是进行结构在侧向力单调加载下的弹塑性分析。具体做法是在结构分析模型上施加按某种方式(研究中常用的有倒三角形、抛物线和均匀分布等侧向力分布方式)模拟地震水平惯性力作用的侧向力并逐步单调加大,使结构从弹性阶段开始,经历开裂、屈服直至达到预定的破坏状态甚至倒塌。这样可了解结构的内力、变形特性和能量耗散及其相互关系,塑性铰出现的顺序和位置,薄弱环节及可能的破坏机制。这种方法弥补了传统静力线性分析方法如底部剪力法、振型分解法等的不足并克服了动力时程分析方法过程中,计算工作量大的问题,仅用于近似评估结构抵御地震的能力。但是,传统的推覆分析方法基本上只适用于第一振型影响为主的多层规则结构,对于高层建筑或不规则的建筑,高阶振型的影响不容忽视,并且对于非对称结构,还必须考虑正、反侧反推覆的不同所带来的影响。此外推覆分析方法无法得知结构在特定强度地震作用下的结构反应和破坏情况,这限制了它在抗震性能设计中的使用。地震动能量是刻画地震强弱的综合指标,它综合体现了地面最大加速度和地震持时两个反映地面运动特性的重要因素。结构地震反应的能量分析方法是一种能较好地反映结构在地震地面运动作用下的非线性性质及地震动三要素(幅值、频谱特性和持时)对结构抗震性能影响的方法。地震时,结构处于能量场中,地面与结构之间有连续的能量输入、转化与耗散。研究这种能量的输入与耗散,以估计结构的抗震能力,是结构抗震能量分析方法所关心的问题。结构在地震(反复交变荷载)作用下,每经过一个循环,加载时先是结构吸收或存储能量,卸载时释放能量,但两者不相等。两者之差为结构或构件在一个循环中的“耗散能量”(耗能),亦即一个滞回环内所含的面积。能量等于力与变形的乘积。一个结构(构件)所耗散的地震能量多,不仅因为它承担了较大的地震作用,还因为它产生了较大的变形。从这个意义上来看,耗能构件是用它自身某种程度破坏所作的牺牲,来维持整个结构的安全。所以,每次大的地震作用之后,人们看到那些没有其它途径耗散所吸收的地震作用的能量的结构,只有通过结构自身的破坏来释放所有的多余能量。因此,结构的抗震设计应当注意保证结构刚度、强度和变形能力的协调与统一,如结构的延性设计就是在传统的单一强度概念条件下进行的弹性抗震设计的基础上,充分考虑结构和构件的塑性变形能力,在设防烈度下允许结构出现可能修复的损坏,当地震作用超过设防烈度时,利用结构的弹塑性变形来存储和消耗巨大的地震能量,保证结构裂而不倒。

能量法在近半个世纪的研究中发现较快,但由于地震本身的复杂性能量与结构反应之间的关系仍需我们进行进一步的探索。

第二篇:论文研究方法

论文研究方法

(1)归纳法:从个别性知识,引出一般性知识的推理,是由已知真的前提,引出可能真的结论。

(2)宏观分析与微观分析相结合的研究方法:宏观分析方法是对问题进行了总体的分析,微观分析方法是对问题的部分或个体对象进行分析。在分析我国中小企业融资难的成因时,既从外部环境,政策、制度角度进行了宏观分析,又从中小企业自身和融资机构这些角度进行了微观分析,三者相结合。

(3)访谈法:通过询问的方式,访员和受访人面对面交谈来了解市场情况的基本研究方法。

(4)文献研究法:通过对某一领域,某一专业或某一方面的课题、问题或研究专题搜集大量相关资料,通过分析、阅读、整理,提炼当前课题、问题或研究专题的最新进展、学术见解或建议。

第三篇:教学楼抗震设计研究与实例分析

教学楼抗震设计研究与实例分析

1引言

学校是人员相对密集的场所,建筑比较集中,尤其中小学,学生的逃生和自救能力差,地震中教学楼的倒塌造成了较大的人员伤亡。汶川地震过后,国内中小学教学楼的抗震设计要求被提到了一个新的高度,特别在于防倒塌及变形能力两个方面。目前中小学教学楼多采用框架结构,在此通过一个具体的工程实例对中小学教学楼抗震设计进行简要的分析。

2抗震设计研究

框架结构教学楼普遍具有有以下特点:(1)具有比较大的高度和空间;(2)多跨结构;(3)楼板采用结构整体性较强的现浇钢筋混凝土板;(4)延性较好;(5)结构布置灵活,在地震时容易出现对抗震不利的扭转现象。

建筑方案阶段,针对教学楼的特殊情况,为了达到最优化的建筑功能,最安全的结构体系,首先应防止建筑方案导致的结构体系不合理。建筑在平面布置上应该尽量对称、避免平面凹凸不规则,避免平面扭转不规则,保证整体性良好;建筑在竖向剖面立面上也应尽量规则,避免出现竖向不规则的建筑方案。另外,按抗震概念设计的理念,侧向刚度不宜变化过大宜均匀,为了避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变,竖向抗侧力构件的材料强度和截面尺寸宜自下而上逐渐减小。

我们一直要求抗震设计要做到“强柱弱梁”,但地震中却发现依然有很多“强梁弱柱”的破坏。国内外的研究表明:框架梁邻近楼板内的配筋会使框架梁的实际抗弯承载力增大百分之二十到百分之三十,在某些情况下,甚至可能增大几乎一倍。梁筋超配导致的“强梁弱柱”的情况也很多。所以在结构设计中建议做到以下几点:充分考虑梁的刚度增大系数,考虑梁的塑形内力重分布;梁端配筋应取用梁在柱边截面的弯矩设计值;适当控制中下部钢筋进入支座的数量,避免框架梁端和中下部钢筋计算值差异过大;严格控制柱子轴压比,当柱子采用构造配筋时可以适当加大柱子配筋。

加强框架柱底部沿两个主轴方向的约束,将所有的框架柱底部都连成一个整体,有效地控制甚至消除框架柱底端之间的相对水平位移,共同抵抗地震作用,防止单根框架柱受力过大破坏,继而其它柱子被破坏,有效的避免底层柱抗震能力较小而使得教学楼整体垮塌。

现浇钢筋混凝土梁板结构是多层框架结构教学楼的楼、屋面较常采用的,预应力多孔板的装配整体式结构也会偶尔用到。平面刚度较大的楼、屋盖是框架柱的侧向支点,可确保框架柱侧向水平位移在同一楼面保持相同。

单跨结构的抗侧刚度小,耗能能力弱,结构超静定次数少,一旦柱子出现强震时不可避免的塑性铰,出现连续倒塌的可能性很大,震害表明单跨框架结构震害较重,甚至房屋倒塌。所以抗震设计的框架结构不宜采用单跨结构。

填充墙、隔墙的设计,是框架结构抗震设计中十分重要的内容。填充墙、隔墙的平面及竖向布置不当,可能会引起结构实际受力时的偏心扭转过大或上下楼层侧向刚度突变,所以填充墙、隔墙的平面和竖向布置宜均匀、对称。填充墙、隔墙自身的倒塌也是地震中的一个严重的破坏。加强填充墙、隔墙与主体结构的可靠拉结,保证填充墙及隔墙自身的稳定性与整体性,是十分重要和必要的。

楼梯设计,楼梯是建筑物的竖向交通要道,遇到地震等突发事件时更是人员疏散的重要通道。楼梯间的布置应尽量减小其造成结构平面不规则;宜采用现浇钢筋混凝土楼梯,应有足够的防倒塌能力;楼梯间的结构布置应尽可能避免出现短柱,梯段板和休息平台板不宜采用折板式做法;加强楼梯间填充墙与主体结构构件的拉结。

人们通过大量的地震灾害中总结出来,新型防震技术基础隔震通过控制结构底部有限的滑动能有效的减轻地震对上部结构的破坏。基础隔震技术是指在基础与上部结构之间安装隔震层,地震时隔震层会吸收地震力而导致较大的集中变形,从而减少或降低了上部结构的速度、加速度和位移,使得上部结构变形减小或免招破会。因为教学楼这类建筑层数低,平立面比较简单,上部结构可选方案类型较多,所以非常适宜基础隔震技术的应用。

教学楼抗震设计要重视以下几点:

1、加强对中小学师生在地震突发事件中的逃生及自救教育;

2、重视抗震概念设计与构造设计、包括结构整体抗震性能化设计、结构整体抗震分析计算、非结构构件设计;

3、必要的加固改造现有教学楼,采取有效措施对其进行是减轻地震损失,避免或减轻其在地震中的损坏,避免或减少人员及财产的伤亡;

4、在节点处安装阻尼器,或者在底层设置隔震支座等耗能构件,使得主体结构的地震反应减小,在大震到来时有效保护主体结构不发生破坏。在合理的设计后,能够满足规范中“小震不坏、中震可修、大震不倒”的要求。

3实例与分析

3.1.1工程概况

某教学楼,五层框架结构,设计使用年限为50年。按国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)的要求,中小学为重点设防类建筑。抗震设防烈度为 7 度区(0.15g),(按8度考虑抗震等级),设计地震分组为第1组,特征周期Tg=0.35s,Ⅱ类场地类别,抗震等级为二级。

3.1.2教学楼平面设计及结构选型

学校建筑要求跨度较大,在通风、采光等方面也有要求较高,内外廊式平面在学校建筑中特别经常使用。由于教学楼多为宽度较小的建筑,且空间使用上中间不能下柱,所以很容易会设计出单跨结构,单跨结构在规范中规定乙类建筑不应采用单跨结构,所以外廊式教学楼在端部增设一排柱子成了建筑师们的首选,提高了结构的整体抗震性能同时也保证建筑使用功能。而且,外廊式教学楼非常有利于疏散,所以应该适当的做宽。单跨结构体系的教学楼汶川大地震的调研结果显示在大地震中的破坏非常严重,甚至有很大一部分教学楼直接整体倒塌。但是外廊式教学楼增设了一整排的柱子,可能会影响建筑外立面,使得建筑师在立面设计上多了些局限性,而且造价也会普遍增加。此外,因为教学楼与教学楼之间设有连廊,而且连廊多为单跨结构,但又不得不设,为了满足规范,需要把连廊分割归入教学楼整体计算,但这样做的弊端会导致教学楼跟连廊连接的位置刚度聚变,地震时扭转较大,为了避免地震时变形过大需要增大连廊部分的刚度,一般会加厚楼板,从而又增加了造价。但是相对于地震破坏造成的损失,这些必要的费用增加是微乎其微的。

3.1.3教学楼基础形式

该教学楼采用预应力管桩基础,首先是出于该教学楼所在位置地质情况考虑的。桩基基础,尤其是端承桩在很多次地震灾害中被证实其在地震作用下附加沉降小,上部结构震害比较轻。此外箱型基础,有地下室的建筑,因为埋在地下的部分在地震作用时与上部结构形成一个刚度很大的整体,能够共同抵御地震的动力作用,所以在有需要的情况下可以建议采用,尤其是抗震烈度高的8度或9度区。

4总结

本文通过阐述设计过程中的设计思路和方法,根据教学楼的特殊性从建筑方案开始进行考虑,确保主体结构抗震性能的良好性。具体分析了某五层框架结构教学楼的平面布置及基础选型,并得出该教学楼的具体抗震措施。为今后学者研究教学楼的抗震设计方法提供参考意见。

参考文献

[1] 王利中.中小学教学楼抗震性能及对策分析[D].西安:西安建筑科技大学,2011.[2] 徐建.建筑结构设计常见及疑难问题解析(第二版)中国建筑工业出版社,2014.

第四篇:结构抗震概念设计论文

结构抗震概念设计论文

在平平淡淡的日常中,大家肯定对论文都不陌生吧,论文是探讨问题进行学术研究的一种手段。相信写论文是一个让许多人都头痛的问题,下面是小编精心整理的结构抗震概念设计论文,欢迎大家分享。

一、结构抗震概念设计的提出原因及必要性

每栋建筑物都是一个空间结构体,在荷载作用下各构件并非是以脱离体系的单一构件独自工作,而是以相当复杂的方式共同工作,精确计算其作用和受力是相当困难的,在计算地震作用时尤其如此,由于地震作用下的结构构件受力状态的复杂性及不确定性、人们对地震时结构响应认识的局限性和模糊性、理论计算中的假定与实际情况的差异性,注定了在现阶段无论计算工具再如何发展,计算过程再如何严格,其结果也只能是一种比较粗略的估计,甚至有时还根本无法计算。

显然在结构设计中,仅依靠现有理论进行抗震计算往往不能满足结构安全性、可靠性的要求,无法达到预期的设计目标。因此在不确定因素众多,受力状况复杂的结构抗震设计中,抗震概念设计的提出和应用就显得尤为重要了。

二、结构抗震概念设计的涵义

所谓抗震概念设计,一般是指不经过计算,尤其在难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分结构体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、实验现象和工程经验中所获得的基本设计原则和设计思想,从总体的角度来进行建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制,从而从根本上保证结构的抗震性能。

三、结构抗震概念设计的基本原则和具体要求

(一)建筑场地的选择

地震造成建筑的破坏,除地震动直接引起结构破坏以外,还有场地条件的原因,诸如:地震引起的地表错动与地裂,地基土的不均匀沉陷、滑坡和土体液化等。因此选择有利于抗震的建筑场地是减轻建筑物地震灾害的第一道重要工序。

(二)建筑物的平面、立面及竖向剖面的布置建筑物平面和立面的规则性是抗震概念设计中需要考虑的一个重要因素。

规则的建筑方案体现在:建筑物的平面布置基本对称;结构体型简单;抗侧力体系的刚度和承载力上下变化连续、均匀。因为,简单、对称的结构容易估算其在地震时的反应,容易有针对性的采取抗震措施并对其进行细部处理。因此,这就要求建筑专业的设计人员具有一定的抗震知识素养,应该对所设计的建筑的抗震性能有所估计,避免采用抗震性能差的严重不规则的设计方案。

(三)结构体系的确定和结构布置

结构体系的.确定是结构设计中头等重要的大事。结构设计时应通过综合分析使结构体系尽量合理且经济,应优先采用抗震能力强、延性好、耗能能力强、便于施工且具有多道防线的结构体系(如框架-剪力墙结构,框架-筒体结构,设置耗能连梁的剪力墙结构等),避免采用抗震能力较低的结构体系(如板柱-剪力墙结构,单跨框架结构等),尤其应避免采用看似“合法”(符合规范)但不合理的结构体系(如当房屋高度接近规范框架结构类适用高度上限时,仍采用框架结构,震害表明,框架结构的侧向刚度较小,整体性较差,结构的抗震性能较差,此情况下应采用抗震性能较好的框架-剪力墙结构为宜)。

而在结构布置时,应采用概念清晰、传力途径明确的布置方式,尽量避免造成结构扭转、平面和立面的里出外进、竖向传力杆件的间断与不连续等问题。

(四)多道抗震防线的设置

单一结构体系只有一道抗震防线,一旦破坏就会造成建筑物倒塌的严重后果。特别是当建筑物的自振周期与地震动卓越周期相近时,建筑物由此而发生的共振,更加速其倒塌进程。而如果建筑物采用的是多重抗侧力体系时,第一道防线的抗侧力构件在当第一道抗侧力防线因共振而破坏,第二道防线接替工作,建筑物自振周期将出现较大幅度的变动,与地震动卓越周期错开,使建筑物的共振现象得以缓解,避免再度严重破坏。在双重结构体系中一般应优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙,或轴压比值较小的抗震墙、实墙筒体等构件作为第一道防线的抗侧力构件,如框架-剪力墙结构中的剪力墙,框架-填充墙结构中的填充墙,单层厂房纵向体系中的柱间支撑,均可作为各自体系中的第一道抗震防线。如因条件限制,只能采用单一的框架体系,则框架就成为整个体系中唯一的抗侧力构件,此时应采用“强柱弱梁”型的延性框架。

在地震作用下,框架梁成为第一道抗震防线,框架柱为第二道抗震防线,用框架梁的变形去消耗地震能量,使框架梁的屈服先于框架柱的屈服,从而保护了框架柱的相对完整,最终达到“大震不倒”的要求。

(五)结构抗震设计关键点的把握

在结构抗震概念设计中,还应注重对结构体系中的关键部位(如薄弱层,加强层等)、关键部位中的关键构件(如加强层的重要竖向构件、转换层的水平转换构件等)、关键构件中的关键节点(如梁柱节点,柱根部位等)几个关键点的把握,从而实现“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固、强柱根弱杆件”的设计理念。

结构抗震概念设计不是拒绝进行复杂结构设计,而是要求在处理复杂结构设计时明确:什么是结构设计的最佳选择?采用不合理的结构方案或结构布置可能会带来什么样的后果?需要采取哪些补救或加强措施,并对这些措施的合理性和有效性做出客观的评价,以保证结构性能目标的实现,确保房屋安全。结构抗震概念设计不是指手画脚的空洞说教,而是具有丰富内涵的实实在在的工作。

第五篇:抗震设计感受

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《建筑抗震设计理论与实例》学习感受

学院: *** 班级: *** 姓名: ***

学号: ***

2013年9月

抗震设计感受

通过对《抗震设计理论与实例》这门课的学习,使我对地震以及抗震结构设计有了更加深入的认识。地震又称地动,地震动,是地壳快速释放能量过程中造成振动,期间会产生地震波的一种自然现象。全球每年发生地震约五百五十万次。地震常常造成严重的人员伤亡,能引起火灾,水灾,有毒气体泄漏,细菌及放射性物质扩散,还可能造成海啸,滑坡,崩塌,地裂缝的次生灾害。而我国地处世界两个最活跃的地震带中间,东频环太平洋地震带,西部和西南部是欧亚地震带所经过的地区,是世界多地震国家之一。中国的台湾大地震最多,新疆,西藏次之,西南,西北,华北和东南沿海地区也是破坏性地震较多的地区。根据1990年版的《中国地震烈度区划图》,中国有79%的国土面积需按国家标准进行设防,有8%的国土面积处于较高烈度设防区(烈度8度)但是由于人们对建筑结构抗震的重要性认识不足,以及对抗震设计知识掌握不够致使1976年的唐山地震以及2008年汶川大地震中重大人员伤亡和财产损失,这无不一次次的为我们敲响了重视与加强建筑抗震设防与抗震设计的警钟。

抗震设防是以现有的科学水平和经济条件为前提的,根据目前世界各国的研究水平和震害经验,在抗震设防目标上,各国所采取的通用做法,抗震设防简单地说,就是为达到抗震效果,在工程建设时对建筑物进行抗震设计并采取抗震设施。抗震设防要求是指经国务院地震行政主管部门制定或审定的,对建设工程制定的必须达到的抗御地震破坏的准则和技术指标。在这门《抗震设计理论与实例》课中我们主要学习了如何对建筑物(构筑物)进行抗震设计与验算,在充分认识了地震的特点后有针对性的进行抗震设计与验算,使我们对地震灾害有了科学的认识,学会了如何规避和减轻地震给我们带来的危害,在以后的工作学习中有着重要的作用。

在第一章的学习中我们主要学到了地震及结构抗震的基本知识知道了我们的地球是由地壳,地幔,地核做成的。明白了地震波以及其传播的主要特点及其在工程中的应用;对地震震级与地震烈度有了清析的概念与对它们之间的关系有了明确的认识;知道了中国抗震规范确定的抗震设防要求为“小震不坏,中震可修,大震不倒”这就是人们常说的三水准设防要求,我国2001年和2010年抗震设计规范一直沿用这一抗震思想。

在第二章中学习到场地类别的划分,知道了有利地段,不利地段和危险地段划分的标准,知道了建筑场地覆盖层厚度的确定应,符合下列要求: 一般情况下,应按地面至剪切波速大于 500m/s 的土层顶面的距离确定。当地面 5m 以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速 2.5 倍的土层,且其下卧岩土的剪切波速均不小于 400m/s 时,可按地面至该土层顶面的距离确定。剪切波速大于 500m/s 的孤石、透镜体,应视同周围土层。

土层中的火山岩硬夹层应视为刚体其厚度,应从覆盖土层中扣除。

下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算: 1 砌体房屋。地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层的下列建筑: 1)一般的单层厂房和单层空旷房屋;

2)不超过 8 层且高度在 25m 以下的一般民用框架房屋; 3)基础荷载与 2)项相当的多层框架厂房。

知道了什么是地基液化现象;如何对地基土的液化进行判别;采取哪些措施来对抗液化现象:

全部消除地基液化沉陷的措施,应符合下列要求:

采用桩基时,桩端伸入液化深度以下稳定土层中的长度(不包括桩尖部分),应按计算确定,且对碎石土,砾、粗、中砂,坚硬黏性土和密实粉土尚不应小于 0.5m,对其他非岩石土尚不宜小于 1.5m。

采用深基础时,基础底面应埋入液化深度以下、的稳定土层中,其深度不应小 0.5m。

采用加密法(如振冲、振动加密、挤密碎石桩强夯等)加固时,应处理至液化深度下界;振冲或挤密碎石桩加固后,桩间土的标准贯入锤击数不宜小于规范规定的液化判别标准贯入锤击数临界值。用非液化土替换全部液化土层。

采用加密法或换土法处理时,在基础边缘以外的处理宽度,应超过基础底面下处理深度的 1/2 且不小于基础宽度的 1/5。部分消除地基液化沉陷的措施,应符合下列要求:

处理深度应使处理后的地基液化指数减少,当判别深度为 15m 时,其值不宜大于 4,当判别深度为 20m 时,其值不宜大于 5;对独立基础和条形基础,尚不应小于基础底面下液化土特征深度和基础宽度的较大值。

采用振冲或挤密碎石桩加固后,桩间土的标准贯入锤击数不宜小于按规范规定的液化判别标准贯入锤击数临界值。基础边缘以外的处理宽度,应符合抗震规范的要求。

减轻液化影响的基础和上部结构处理,可综合采用下列各项措施:

选择合适的基础埋置深度。

调整基础底面积,减少基础偏心。

加强基础的整体性和刚度,如采用箱基、筏基或钢筋混凝土交叉条形基础,加设基础圈梁等。

减轻荷载,增强上部结构的整体刚度和均匀对称性,合理设置沉降缝,避免采用对不均匀沉降敏感的结构形式等。管道穿过建筑处应预留足够尺寸或采用柔性接头等。

在第三章中我们学习了单自由度体系结构的地震反应这一内容,在上课时我们学习到力学模型及其运动方程,建筑结构由地震引起的振动反应称为建筑结构的地震反应,它包括地震在建筑结构中引起的内力,变形,位移,速度和加速度等,建筑结构的地震反应的求解可以归结为一个结构动力学问题,因为可以用结构动力学的方法来进行建筑结构的地震反应分析。要进行建筑结构的抗震设计,必须首先进行建筑结构的地震反应分析,为此,必须对建筑结构作适当的简化,抽象,建立建筑结构的动力计算简图。在对建筑结构进行简化,抽象时,主要考虑以下几个因素:首先是建筑结构包括各结构构件的特性,其次是地震时地面运动的特点,包括地面运动的强烈程度,频谱特征,持续时间等,最后是进行地震反应分析的目的,如分析目的仅是进行方案设计,则动力计算简图可适当简化。在计算结构之间的力时可以利用单自由度体系进行简化,可以将单层平面框架的动力计算简图化简为简单的单自由度体系。

在第四章中我们学到了多自由度体系结构的地震反应的相关知识,利用多自由度体系结构可以对多层,高层房屋进行简化方便计算,是对单自由度体系结构的地震反应的一个补充。在这章中我们主要掌握了以下几个内容:

1.多自由度体系的动力计算模型。

多自由度体系的常用分析模型:层间模型即每个楼面、屋面可作用一个质点,墙柱质量则分别向上下质点集中。

2.多自由度体系的运动方程的建立、自振频率及振型。(1)多自由度体系结构无阻尼运动方程:

(t)}[K]{x(t)}[M]{I}g(t)[M]{xx

考虑阻尼时:

(t)}[C]{x(t)}[K]{x(t)}[M]{I}g(t)[M]{xx采用端雷阻尼假定: [C]0[M]1[K](2)多自由度体系的自振频率:

2kkkkkk2kk2k112211222222m1m2m1m2m1m2

(3)多自由度体系的振型

振型的概念:对应某一自振频率各质点位移间的关系:位移比值为常数。

(4)振型的正交性:任意两个不同频率的主振型之间有在互相正交的性质。

振型关于质量矩阵正交性:振型关于刚度矩阵正交性:进一步可得:T{X}i[M]{X}j0{X}i[K]{X}j0TT

{X}i[M]{X}i1;

{X}i[K]{X}ii2T3.多自由度体系基本自振周期的近似计算方法: 能量法、顶点位移法、等效质量法。

4.多自由度体系的振型分解法的思路及求解过程。

(1)思路:利用各振型相互正交的特性,将原来耦联的微分方程组变为若干互相独立的微分方程,从而使原来多自由度体系的动力计算变为若干个单自由度体系的问题。

(2)求解:求得各单自由度体系的解后,再将各个解进行组合,从而可求得多自由度体系的地震反应。

多自由度体系地震反应振型分解法的求解步骤: ①求体系自振效率和振型.②计算振型参与系数γj

③求解各单自由度体系的广义坐标:

qj(t)④按振型叠加原理计算各质点的位移

x(t){Xj1n(j)}qj(t)X(j)jj(t)j1n

6.振型分解反应谱法和底部剪力法。(1)振型分解反应谱法

多自由度体系的水平地震作用、可用各质点所受的惯性力来代表。振型的地震组合时振型反应的确定:结构的总地震反应应以底阶振型为主,高阶振型的影响较小。

①一般情况下、可取结构前2-3振型进行组合、但不多于结构自由度。②当结构基本周期大于1.5s或高宽比大于5时,可适当增加。(2)底部剪力法

①适用条件:结构的质量和刚度沿高度分布比较均匀;房屋的总高度不超过40米;建筑结构在地震作用下的变形以剪切变形为主;建筑结构在地震作用时的扭转效应可忽略不计。②底部剪力计算

鞭梢效应:突出屋面的小建筑,由于刚度和质量突然变小,局中地震反应有可能加剧,计算作用在小建筑上的地震作用需乘以增大系数,抗震规范规定为3,向主体结构传递时不乘增大系数。7.多自由度体系地震反应的时程分析法的适用范围。

(1)特别不规则的建筑、特别重要的建筑以及房屋高度和设防烈度较高的建筑宜采用时程分析法补充计算。

(2)房屋结构的弹塑性变形验算时,由于结构明显的非线性,需采用弹塑性时程分析法。

在第五章中我们学到了以下几个内容:

1.建筑抗震设防分类及抗震设防标准,小震、中震、大震。根据建筑的重要性、在地震中和地震后建筑物的损坏对社会和经济产生的影响大小以及在抗震防灾中的作用,将建筑明确地划分为甲、乙、丙、丁四类。

各类建筑抗震设防的目标:“三水准”、“两阶段”抗震设计目标,即“小震不坏、中震可修、大震不倒”,分别按弹性和弹塑性两阶段设计。2.抗震概念设计。

抗震概念设计主要体现在以下几方面:(1)预防为主,全面规划;

(2)选择有利的抗震场地,作好地基基础的抗震设计;(3)建筑布置宜规则;(4)选用良好的抗震结构体系;(5)重视防止非结构构件的震害。

3.地震作用计算的一般规定、水平地震作用的计算、竖向地震作用的计算。

(1)《抗震规范》规定的计算原则。(2)地震作用计算方法的确定:

现行《抗震规范》的抗震设计计算采用以下三种方法:底部剪力法、振型分解反应谱法、时程分析法。(3)重力荷载代表值的计算:

进行结构抗震设计时考虑的重力荷载称为重力荷载代表值,重力荷载包括恒载和活载。由于地震发生时,活载往往达不到标准值,因此,在计算重力荷载可对活载进行折减。(4)水平地震作用的有关规定: ①考虑扭转藕联时水平地震作用计算: ②突出屋面小房间的地震作用 ③楼层最小地震剪力的规定 ④楼层地震剪力的分配

(5)地基与结构相互作用的考虑。(6)竖向地震作用的计算

《抗震规范》规定:8度和9度时的大跨度结构、长悬臂结构、9度时的高层建筑,应考虑竖向地震作用。

①高层建筑的竖向地震作用的计算:按反应谱法计算。②网架及大跨度屋架的地震作用的计算:静力法。③长悬臂和其它大跨度结构:静力法。4.截面强度抗震验算、抗震变形验算。

(1)多遇地震下结构允许弹性变形验算:ueeh

SR(2)多遇地震下强度验算:

RE

(3)罕遇地震作用下结构弹塑性变形验算:

验算方法:应对结构的薄弱层(变形大)进行弹塑性验算,一般在强震作用下使其小于某限值,以保证结构不致倒塌。

结构薄弱层(部位)的确定:结构薄弱层定义、楼层屈服强度系数、结构薄弱层(部位)的位置确定。结构薄弱层(部位)弹塑性层间位移计算公式:

upph

在第六章:多层和高层钢筋混凝土结构房屋抗震设计中我学习了:

1.多层和高层钢筋混凝土结构房屋的震害及分析。

(1)框架结构震害:结构层间屈服强度有明显薄弱楼层;柱端破坏;节点破坏;砌体填充墙破坏严重。(2)防震缝破坏普遍。

(3)抗震墙(相当于剪力墙)结构的震害:连梁震害、墙肢破坏。2.结构体系与抗震等级。(1)结构体系的选择原则。

(2)抗震等级划分:综合考虑地震作用、结构类型和房屋高度等因素划分抗震等级进行抗震设计,可以对同一设防烈度的不同高度的房屋采用不同抗震等级设计。(3)合理设计结构破坏机制:

框架结构的破坏机制:概念设计理念:强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件。

(4)控制构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏:轴压比限制:(N/bhfc);剪压比限制。

3.框架结构抗震设计。

(1)结构抗震设计内力组合情况 1)需考虑的内力组合项

SGSGEEhSEhk SGSGEwwSwEhSEhkSGSGQSQ

SR2)承载力验算式:

RE

对于某些需考虑竖向地需作用的结构,尚需按下式验算:

SGSGEEhSEhkvSEvk

3)梁端内力不利组合; 4)柱内力不利组合。

(2)抗震设计构件内力设计值调整: 1)根据强柱弱梁原则进行柱弯矩值调整:9度和一级框框尚应符合:MC1.2MbuaMCCMb

2)根据强剪弱弯原则进行剪力设计值调整 框架梁剪力设计值调整:

lVvb(MbMbr)/lnVGb

9度和一级框架尚应符合:框架柱剪力设计值的调整:9度和一级框架尚应符合:

lrV1.1(MluaMlua)/lnVGbVvc(MclMcb)/Hn

tbV1.2vc(McuaMcua)/Hn3)根据强节点弱杆件进行节点核心区剪力设计值调整。(3)截面抗震验算:

1)梁截面验算:正截面验算、斜截面验算。

2)柱截面验算:正截面验算、轴压比的限制、斜截面的验算。3)框架节点验算:

①影响节点承载力和延性的因素:

梁板的约束作用:有直交梁的中柱节点砼抗剪强度有明显提高。轴压比较小时,压力的存在对砼抗剪强度有利,当轴压比大于0.6~0.8时,节点区砼抗剪强度随轴压力提高而降低。轴压力的存在使节点延性降低。

剪压比和配箍率的影响:应对配筋率加以限制、以使箍筋充分发挥作用,一般设计中、通过限制剪压比来实现。

②节点核心区抗震验算要求:“强节点弱杆件”的概念设计要求。③框架节点抗剪设计。(4)框架结构水平位移验算: 1)层间弹性位移验算;

2)罕遇地震作用下框架结构弹塑性水平位移验算。4.抗震墙结构抗震设计。

抗震墙结构就是抵抗侧向力的钢筋砼剪力墙结构。剪力墙承受水平力中的绝大部分,但并非只是抗剪或以剪切破坏为主,在高宽比大于2的抗震墙中,破坏往往由弯曲破坏控制。

类型:悬臂剪力墙、开洞抗震墙、带边框剪力墙、井筒、框支剪力墙。5.框架结构抗震构造措施、抗震墙结构抗震构造措施。(1)框架结构构造要求:

1)梁的构造:梁的截面尺寸、梁纵筋、梁箍筋构造。2)柱构造:柱的截面尺寸、柱纵筋、柱篐筋。(2)抗震墙结构抗震构造要求 1)抗震墙的钢筋 2)抗震墙的边缘构件.在第七章:多层砌体房屋和底部框架、内框架砌体房屋抗震设计中主要掌握了以下几方面内容:

1.多层砌体房屋的震害及原因分析、砌体结构房屋抗震设计三要素。多层砌体房屋在地震作用下发生破坏的根本原因是地震作用在结构中产生的效应超过了结构材料的抗力或强度。原因分为三大类:(1)房屋建筑布置、结构布置不合理造成局部地震作用效应过大;(2)砌体墙片抗震强度不足;(3)房屋构件间的连接强度不足。

砌体房屋的抗震设计可以分成三个主要部分:(1)建筑布置与结构选型;(2)抗震强度验算;(3)抗震构造措施。

2.多层砌体建筑平、立、剖面及结构布置,砌体房屋总高度及层数限制、多层砌体房屋高宽比限制、抗震墙的间距限制和房屋的局部尺寸限制。

多层砌体建筑平、立、剖面布置的基本要求是规则、均匀、对称,避免质量和刚度发生突变,避免楼层错层等。

3.多层砌体房屋抗震强度验算,底部框架砌体房屋抗震强度验算及变形验算、多层多排柱内框架砌体房屋抗震强度验算。

《抗震规范》规定多层砌体房屋可不进行竖向地震作用下的抗震强度验算,也可不进行水平地震作用下整体弯曲强度验算。

多层砌体房屋在水平地震作用下砌体墙片的抗震抗剪强度验算包括:(1)确定计算简图;

(2)地震作用及楼层地震剪力的计算;(3)各墙体承担的地震剪力计算;(4)墙体抗震强度验算。

4.多层砌体房屋的抗震构造措施、底部框架-抗震墙房屋抗震构造措施、多排柱内框架房屋抗震构造措施。(1)加强房屋整体性的构造措施; ①钢筋混凝土构造柱及芯柱设置; ②钢筋混凝土圈梁的设置。(2)加强构件间连接的构造措施。

通过对《抗震设计理论与实例》这门课的学习,使我对地震以及抗震结构设计有了更加深入的认识。在这门《抗震设计理论与实例》课中我们主要学习了如何对建筑物(构筑物)进行抗震设计与验算,在充分认识了地震的特点后有针对性的进行抗震设计与验算,在这次学习过程中我发现我以前有许多关于地震和抗震设计的许多错误观点,它使我对这门学问有了更深入的了解,丰富了我的知识结构,提高了我的专业素养,使我们对地震灾害有了更加科学的认识,学会了如何利用所学的知识去有效的规避和减少地震给我们带来的危害,这次的学习在以后的工作学习中有着重要的作用。

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