混凝土结构房屋的震害分析和抗震概念设计

混凝土结构房屋的震害分析和抗震概念设计

摘要：本文主要对混凝土结构房屋结构震害，重点围绕结构布置不合理造成的震害及框架结构、框架填充墙和抗震墙的震害进行了分析。并基于这些震害围绕结构体系选择及最大适用高度、抗震等级、防震缝的设置、结构布置和抗震墙的局部加强等几点论述了抗震概念设计。

关键词：混凝土结构房屋；震害分析；抗震概念设计

一、多高层钢筋混凝土建筑的主要震害特征

1、结构布置不合理引起的震害

1）结构平面不对称造成的震害

结构平面不对称有两种情况，一是结构平面形状的不对称，如L 形、Z形平面等；二是结构的平面形状对称但结构的刚度分布不对称，这往往是楼梯间或抗震墙布置不对称造成[1]。

2）防震缝宽度不足产生的震害

一些高层建筑由于预留的防震缝宽度不足，出现了房屋相互碰撞而引起损坏的现象。

2、框架结构的震害

框架结构的震害主要是由于强度和延性不足引起，一般规律是：柱的震害重于梁，角柱的震害重于下端。因此，可以归纳为框架柱和节点的破坏，其主要形式如下：

1）框架柱

框架柱结构的震害主要有弯曲破坏、剪切破坏和压弯破坏。弯曲破坏主要表现为上下柱端出现水平裂缝和斜裂缝（也有交叉裂缝），混凝土局部压碎，柱端形成塑性铰。严重混凝土剥落，箍筋外鼓崩断，柱筋屈曲。剪切破坏表现为柱子在往复水平地震剪力作用下，出现斜裂缝或交叉裂缝，裂缝宽度比较大，箍筋屈服崩断，以修难复，属于脆性破坏。压弯破坏表现为柱子在轴力和变号弯矩作用下，混凝土压碎剥落，主筋压曲成灯笼状。柱子轴压比过大，主筋不足，箍筋过稀等都会导致这种破坏。破坏大多出现在梁底与柱顶交接处。这是一种脆性破坏，较难修复[2]。需要注意的是，箍筋在施工时由于端部接口处弯曲角度不足，使箍筋端部接口仅锚固在柱混凝土保护层中，在地震的反复作用下，混凝土保护层剥落、箍筋迸开失效，使柱混凝土和纵向钢筋得不到约束，从而导致柱子破坏。

从破坏的位置分析则主要有角柱破坏、短柱破坏和柱牛腿破坏。角柱破坏是由于双向受弯、受剪。加上扭转作用，震害比内柱严重。有的上、下柱身错动，钢筋由柱内拔出。短柱破坏是当柱高小于4倍柱截面高度（H/hc≤4）时，形成短柱。短柱刚度大，易产生剪切破坏。柱牛

腿破坏则是牛腿外侧混凝土压碎，预埋件拔出，柱边混凝土拉裂，其主要原因是由水平力引起的。

2）梁柱节点

节点破坏的主要原因是节点的受剪承载力不足， 约束箍筋太少，梁筋锚固长度不够以及施工质量差所引起的。节点核心区产生的对角方向的斜裂缝或交叉斜裂缝，混凝土剪碎剥落，接点内箍筋很少或没有放箍筋时，柱纵向钢筋压曲外鼓。梁筋锚固破坏是梁纵向钢筋锚固长度不足，从节点内被拔出，将混凝土拉裂。装配式框架构件连接处容易发生脆性断裂，特别是用坡口焊接钢筋处容易拉断，预制构件接缝处后浇混凝土开裂或散落。

3、框架填充墙的震害

框架中嵌砌砖填充墙，容易发生墙面斜裂缝，并沿柱周边开裂。端墙、窗间墙和门窗洞口边角部位破坏更加严重。烈度较高时墙体容易倒塌。由于框架变形属剪切型，下部层间位移大，填充墙震害呈现“下重上轻”的现象。

填充墙破坏的主要原因是：框架与填充墙之间没有钢筋拉结，墙面开洞过大过多，砂浆强度等级低，施工质量差，灰缝不饱满等因素，都会使填充墙的震害加重。

4、抗震墙的震害

连梁和墙肢底层的破坏是抗震墙的主要震害。开洞抗震墙中，由于洞口应力集中，连梁端部在约束弯矩下容易形成垂直的弯曲裂缝；若连梁跨高比较小，梁腹还容易出现斜裂缝；若连梁抗剪强度不足，可能发生剪切破坏，使墙肢间失去联系，抗震墙承载力降低。剪切破坏是脆性破坏，而弯曲破坏延性较好。在强震作用下，抗震墙的震害主要表现为墙肢之间连梁的剪切破坏。这主要是由于连梁的跨度较小、高度大形成深梁，在反复荷载作用下形成X形剪切裂缝，这种破坏为剪切型脆性破坏，尤其是在房屋1/3高度处的连梁破坏更为明显。

二、混凝土结构的抗震概念设计

1．结构体系选择及最大适用高度

不同的结构体系，其抗震性能、使用效果与经济指标也不同。《规范》在总结国内外大量震害和工程设计经验的基础上，根据地震烈度、场地类别、抗震性能，使用要求及经济效果等因素，规定了地震区各种结构体系的最大适用高度，见表1。

选择结构体系时还应注意

1）结构的自振周期避开场地的特征周期，以免发生类共振而加重震害。

2)选择合理的基础形式，保证基础有足够的埋置深度，有条件时宜

设置地下室。在软弱地基土宜选用桩基、片筏基础、箱形基础或桩-箱、桩-筏联合基础。

2．抗震等级

《规范》根据房屋的设防烈度、结构类型和房屋高度，分别采用不同的抗震等级，即一、二、三、四级。不同抗震等级的结构，应符合相应的计算、构造措施要求。具体使用时，应注意以下几点：

1）建筑场地为Ⅰ类时，除6度外可按规定降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低。

2）接近或等于高度分界时，应允许结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级。

3）部分框支抗震墙结构中，抗震墙加强部位以上的一般部位，应允许按抗震墙结构确定其抗震等级。

4）抗震设防类别为甲、乙、丁类的建筑，应按规定调整抗震设防烈度后，再根据表2确定抗震等级。当8度乙类建筑高度超过规定的范围时，应经专门研究采取比一级抗震等级更有效的抗震措施。

3．防震缝的设置

高层钢筋混凝土房屋宜避免采用不规则建筑结构方案，宜采用合理的结构方案而不设防震缝，同时采用合适的计算方法和有效的措施，以消除不设防震缝带来的影响。

当需要设防震缝时，可以结合沉降缝要求贯通到地基，当无沉降问题时也可以从基础或地下室以上贯通[3]。防震缝的缝宽应不小于《建筑抗震设计规范》规定的最小宽度，并且应在防震缝两侧采取抗撞措施。

4．结构布置

1）为抵抗不同方向的地震作用，框架结构和框架-抗震墙结构中的框架和抗震墙均应双向设置；为防止柱发生扭转，柱中线与抗震墙中线、梁中线与柱中线之间偏心距不宜大于柱宽的1/4。

2）为了使楼盖、屋盖有效地将楼层地震剪力传给抗震墙，框架-抗震墙结构和板柱-抗震墙结构中，抗震墙之间无大洞口的楼盖、屋盖的长宽比，不宜过大。

框架-抗震墙结构采用装配式楼、屋盖时，应采取措施保证楼、屋盖的整体性及其与抗震墙的可靠连接。采用配筋现浇面层加强时，厚度不宜小于50mm。

5. 抗震墙的局部加强

由于在水平荷载作用下抗震墙的弯矩和剪力均在底部最大，故需要加强抗震墙的底部。加强部位包括底部塑性铰范围及其上部的一定范围，在此范围内要增加边缘构件箍筋和墙体横向钢筋等必要的抗震加强

措施，以避免脆性的剪切破坏，改善整个结构的抗震性能。

抗震墙底部加强部位的范围是：部分框支抗震墙结构的抗震墙，其底部加强部位的高度，可取框支层加框支层以上二层的高度及落地抗震墙总高度的1/8二者的较大值，且不大于15m；其他结构的抗震墙，其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8及底部二层二者的较大值，且不大于15m 。

参考文献：

[1] 孙永义,曹亮,何晓锋等.结构设计中的钢筋混凝土构造[J].浙江水利水电专科学校学报,2008,20(2):63-66.

[2] 贾崇权,田慧平.建筑结构设计中抗震概念设计的优化准则与构造措施[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(3).

[3] 赵菲,陈超核,黄利等.抗震概念设计在高设防烈度结构体系中的应用[J].海南大学学报(自然科学版),2011,29(3):242-245.

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

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

浅谈建筑结构设计中抗震概念设计的重要性

浅谈建筑结构设计中抗震概念设计的重要性 摘要：抗震性能是建筑结构中评判稳固性最为重要的指标之一，基于此，本文 对于抗震设计在建筑结构设计中的相关内容进行了论述，力求不断推进建筑结构 质量的发展。 关键词：建筑结构；设计；抗震设计 引言 在建筑工程设计中，切实有效地处理好结构的基本要点可以有效提高建筑结 构的可靠性，使结构的使用更加合理与安全。在建筑结构设计过程中，抗震设计 可以说是比较重要的一个方面，提高建筑的抗震性能需要从概念设计、计算分析 和构造做法等层层把关，概念设计和构造做法为计算分析的假定提供了可能，而 计算分析又对概念设计和构造做法提供了延伸，三者间缺一不可，互相依存。而 对于当前建筑结构设计中比较容易出现的问题，却是抗震设计中的毒瘤，我们需 要不断地反思与总结，将这些问题严格控制，才能保证建筑结构设计的有效性， 保障安全。 1、建筑结构抗震的重要性 我们对建筑赋予了不同的职能，有提供居住的建筑，有办公的建筑，还有休 闲娱乐的建筑。这些建筑的质量关系到人们的生命安全。只有建筑物本身是安全 可靠，才能够给人们带来不同的功能。所以，现在越来越多的设计师开始注重起 建筑物的质量，一定要把质量安全放在第一位。地震是非常严重的自然灾害，现 在我们的技术还不能够精确预测出地震的发生时间、地点。这种未知的情况下， 当地震发生时会给建筑物带来致命的打击。现在的建筑以高层为主，一旦建筑物 倒塌以后，那么人们的生命财产会受到严重的后果。所以，对建筑物进行抗震设 计就是从根本上保障人们的生命财产安全。 2、影响抗震效果的因素 2.1、抗震场地 建筑抗震场地的选择对建筑整体结构抗震性能有着非常重要的影响，可以说 是抗震设计当中最为重要的一个影响因素。地震灾害将会带来严重性不同的破坏，在其出现之时，地表的位置将会出现变化，如果将建筑场地选择在了土质较为疏 松的位置，建筑的整体结构将会遭受到非常严重的破坏，导致十分严重的损失出现。 2.2、建筑结构 建筑结构体系直接关系到建筑整体的安全性，抗震设计工作应该着重处理好 建筑整体和局部之间的关系。要确保建筑结构具备足够的余度，不应该因为某一 部分而影响到建筑整体的应用效果，在建筑局部遭到破坏的时候，也应该确保建 筑整体结构的抗震性不会受到严重的影响。此外，在对建筑结构体系进行设计的 时候，应该确保建筑结构各个部件的刚度以及强度能够均衡。要是出现强度以及 刚度分配不够合理的情况，有些建筑结构部件所具备的刚度无法达到设计要求， 在建筑区域受到影响的时候，也就会对建筑结构所具备的抗震性能形成损害。 3、建筑结构设计中抗震设计分析 3.1、加强建筑施工场地的优化选择 建筑施工场地的安全性是保证建筑物质量的前提。在选择施工场地时，应根 据施工场地的周围环境、施工难度进行全面分析，从而保证建筑施工过程顺利进行。不同建筑物结构类型对施工场地的要求也不同，我国有关条例将施工场地的

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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：

浅析高层建筑结构设计的中震设计概念

浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间：2016-06-27T14:51:54.553Z 来源：《基层建设》2016年5期作者：隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 摘要：对于普通建筑物的结构抗震设计，目前我国是以小震为设计基础，中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 关键词：中震设计概念；地震影响系数；荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标，但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题： 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定，仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定； 2在中震作用下，规范仅提出“中震可修”的概念设计要求，没有具体的抗震设计方法； 3“中震可修”的技术经济问题：可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步，现在的建筑物体型复杂，结构新颖，超高超限越来越多，因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢？ 《抗规》条文说明1.0.1条指出，对大多数结构，可只进行第一阶段设计（即小震下的弹性计算），而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求，但前提是建筑物的体型常规、合理，经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物，在大震下的结构反应和小震完全不同，不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求，须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计，其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时，要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度，即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10％的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展，它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡，业主（设计者）可选择所需的性能目标，而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点，设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言，利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现，给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍（αmax=0.23）取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法，第一种按照中震弹性设计，第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点，中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念，两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计，设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数，保留材料、荷载等分项系数，对应地保留了结构的安全度和可靠度，结构仍属于弹性阶段，属正常设计。中震不屈服设计，设计中除了地震内力不作调整，同时也取消了材料、荷载等分项系数，对应地不考虑结构的安全度和可靠度，结构已经处于弹塑性阶段，属承载力极限状态设计，是一种基于性能的设计方法。由此可见，中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计，而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类，以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法，介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数，则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数，屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算：地震信息中抗震等级均为四级；αmax按表3取值；总信息中风荷载不参加计算；勾选地震信息中的按中震（或大震）不屈服做结构设计选项；其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算：主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级：四级；主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数：定义中震反应谱，在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可，β值按表3计算所得；总信息中风荷载不参加计算；主菜单→结果→荷载组合：将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0；主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数：将材料分项系数取为1.0；其它同小震。 3.3.4 ETABS计算：选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级：四级；定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱，地震影响系数最大值αmax取值，其余参数按《抗规》；静荷载工况中不定义风荷载作用；定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ；定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数：二十二层框支剪力墙结构，三层楼面转换，无地下室，首、二层4.5米，标准层3.5米，总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76，长宽比1.22；抗震参数，7 度，第一组，0.10g；场地II类；风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。

建筑结构抗震课程大纲

《建筑结构抗震》课程大纲课程代码CV405 课程名称中文名：建筑结构抗震 英文名：Seismic Design of Buildings 课程类别专业课修读类别专业必修 学分 2 学时32 开课学期第6学期 开课单位船舶海洋与建筑工程学院土木工程系 适用专业土木工程专业 先修课程结构力学、钢筋混凝土结构、土力学与基础工程、砌体结构 教材及主要参考书1.郭继武, 建筑抗震设计, 中国建筑工业出版社，2011， 9787112050239. 2.(新西兰) T. 鲍雷, (美) M. J. N. 普里斯特利著, 钢筋混凝土和砌 体结构的抗震设计, 中国建筑工业出版社, 2011, ISBN: 9787112125005. 3.建筑结构抗震设计理论与实例, 同济大学出版社, 2011, ISBN: 7560824447. 4.Anil K. Chopra. 结构动力学理论及其在地震工程中的应用，第三 版，2009，ISBN：9787302202189 一课程简介 《建筑结构抗震》是土木工程专业本科生的专业核心课程，是一门理论与实践并重，涉及到地震概念、场地影响、结构动力分析以及各类建筑抗震设计多学科交叉的重要专业课程。 通过本课程的学习，使学生了解建筑抗震设计的发展历史以及在工程设计中的重要地位。能够掌握建筑抗震设计的基本原则、计算方法和设计要求，并具有把这些知识应用到一般工程抗震设计中的能力，为成为一名卓越结构工程师打下坚实的基础。 二本课程所支撑的毕业要求 本课程支撑的毕业要求及比重如下： 序号毕业要求指标点毕业要求指标点具体内容支撑比重 1 毕业要求2. 2 基于所学的工程科学的基本原理和方 法，并结合文献查阅，能够针对复杂 土木工程问题进行分析和建模，并获 得有效结论，且能试图改进。 55% 2 毕业要求3.1 具有完成土木工程结构构件、节点和 单体的设计能力。 45%

(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

建筑抗震设计原理题库答案

一、判断(共计22.5分,每题2.5分) 1、横波只能在固态物质中传播． A. 正确 B. 错误 2、建筑场地类别主要是根据场地土的等效剪切波速和覆盖厚度来确定的 A. 正确 B. 错误 3、防震缝两侧结构类型不同时，宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽 A. 正确 B. 错误 4、对多层砌体房屋，楼层的纵向地震剪力皆可按各纵墙抗侧移刚度大小的比例 A. 正确 B. 错误 5、振型分解反应谱法只能适用于弹性体系 A.正确 B. 错误 6、地震作用下，绝对刚性结构的绝对加速度反应应趋于零 A. 正确 B.错误 7、多层砌体房屋应优先采用纵墙承重体系。 A. 正确 B. 错误 8、质量、刚度明显不对称、不均匀结构，应考虑水平地震作用的扭转影响。 A. 正确 B. 错误

9、在截面抗震验算时，其采用的承载力调整系数一般均小于1 A. 正确 B. 错误 二、单选(共计77.5分,每题2.5分) 10、框架—抗震墙结构布臵中，关于抗震墙的布臵，下列哪种做法是错误的：（） A. 抗震墙在结构平面的布臵应对称均匀 B. 抗震墙应沿结构的纵横向设臵 C. 抗震墙宜于中线重合 D 抗震墙宜布臵在两端的外墙 11、考虑内力塑性重分布，可对框架结构的梁端负弯矩进行调幅（） A.梁端塑性调幅应对水平地震作用产生的负弯矩进行 B.端塑性调幅应对竖向荷载作用产生的负弯矩进行 C. 梁端塑性调幅应对内力组合后的负弯矩进行 D.梁端塑性调幅应只对竖向恒荷载作用产生的负弯矩进行 12、大量震害表明，多层房屋顶部突出屋面的电梯间、水箱等，它们的震害比下面主体结构严重。在地震工程中,把这种效应称为（）。 A. 扭转效应 B.鞭端效应 C. 共振 D.主体结构破坏 13、在《建筑抗震设计规范》中，设计反应谱的具体表达是地震影响系数α曲线，其中当结构自振周期在0.1s~Tg之间时，反应谱曲线为（） A. 水平直线 B. 斜直线 C. 抛物线 D. 指数曲线

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：

浅谈日本建筑抗震技术

浅谈日本建筑抗震技术 摘要：日本每年发生有感地震约1000多次，其中6级以上的地震每年至少发生1次。频繁的地震灾害使日本的抗震技术快速发展、完善，并形成了比较完整的技术体系。本文将介绍日本建筑抗震技术体系的各个方面，希望能为同样是地震重灾国的我国，提供借鉴，引起更多研究者的思考。 关键词：耐震，减振，免震,强震观测，振动台 0引言 据我国国家地震台网测定，北京时间2011年1月3日4时20分，在智利中部发生7.1级地震。这是距离我们最近的一次大地震。地震一直是伴随着人类文明发展的重大自然灾害之一。日本是世界公认的地震重灾国，每年发生有感地震约1000多次，全球10%的地震均发生在日本及其周边地区。其中6级以上的地震每年至少发生1次。[1]如图1、2所示。然而，频繁的地震灾害，却使日本的抗震技术快速发展、完善，并形成了比较完整的技术体系。自1998年至2007年，日本共发生震级为6.0以上的地震199次，约占全球同等规模地震总数961的20.7%左右，但由其导致的灾害死亡人数仅占世界的9%(中国却占约30%)。由此可见，日本抗震技术体系的先进与完善。 图1 全球地震分布图2 日本周边发生过的地震 1.日本的地理概况 日本位于亚欧大陆东端，陆地面积377880平方公里。由于日本列岛正好位于亚欧板块与太平洋板块交界处，按照地质板块学说，太平洋板块比较薄，密度比较大，而位置相对低一些。当太平洋板块向西呈水平移动时，它就会俯冲到相邻的亚欧板块之下。于是，当亚欧板块与太平洋板块发生碰撞、挤压时，两大板块交界处的岩层便出现变形、断裂等运动，从而产生火山爆发、地震等。 2.日本建筑抗震发展历史 由于日本地震多发，很早日本就对建筑的抗震性能进行研究。早在一百多年前，1891年浓尾大地震砖结构建筑被毁严重时，就开始探讨采取什么措施，来抵御地震破坏。 20世纪初，日本学者大森房吉提出近似分析地震动影响的静力计算法。日本从美国引进钢结构和钢筋混凝土结构技术后，不久，日本的钢结构建筑创始人、东京大学教授佐野利器于1914年发表了《家屋抗震结构论》。首先提出了“抗震结构”的概念，并创造性提出了用“静态”的水平力，代替“动态”的地震力的“度震法”，来进行建筑结构的抗震计算，为现代结构抗震的计算奠定了基础。

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。

概念设计在建筑抗震设计中的体现及应用

概念设计在建筑抗震设计中的体现及应用 近些年地震频率逐步提升，对人们生命、财产有着较大威胁。因此对建筑抗震设计进行有效强化成为必然。本文主要对建筑抗震中如何运用概念设计进行探讨分析，对其应用状况进行总结，以期为建筑抗震性能的有效增强做出贡献。 标签：概念设计；建筑抗震设计；体现；应用 设计建筑时，对概念设计进行恰当运用可使抗震性能得以有效提升，不论是安全性还是稳定性都显著增强，进而使结构体系与抗震要求相契合的同时，使结构造价达到经济理想化。 1、概念设计具体体现概述 1.1基本概述 建筑设计通常分成计算、概念两部分设计。计算设计通常以准确数据、信息等为基础，而地震无法有效预测，因此从计算设计出发对建筑进行抗震设计并不现实。而概念设计主要指设计师以建筑空间为基准，从整体概念出发对结构方案进行设计，同时对各构件和结构相关关系进行有效处理。设计时一般会通过概念设计对地震情形进行引入，而后做出相应模拟，同时按照相关参数对建筑结构进行合理计算，从而获得相应抗震结构，确保其抗震性能的有效强化。此外抗震设计应以建筑周围小震效应为基准，计算各主要构件相应的承载力，从而把握好建筑具体弹性变形。此外还应合理计算大震时结构变形情况，确保设计在抗震方面实现第三水准。抗震设计以设计目标为导向来展开，为确保抗震性能的有效提升，设计师应对结构概念进行强化，使结构方案在效果、造价方面都实现理想化，从而实现小震不坏而大震不倒的设计目标。 1.2概念设计关注要点分析 首先选取场地需要使建筑与不利地段相远离，如果不能避免则需采取相应抗震措施。因此选取地基时应靠近抗震有利地段。可选择土质较为坚硬而地质元素也较为均匀的地区。此外结构设计应尽量使平立面保持规则，同时刚度分布较为均匀，从而避免地震导致薄弱处产生集中性质的破坏。结构设计需要使扭转规、侧向刚度等规则化，同时构件在布置方面须保持规则。其次对结构体系进行针对选取。结构体系需要对计算简图及内力如何传递等进行概括，还应对多道防线进行合理布置从而防止构件因地震损坏使得结构体系丧失抗震、承载能力。此外概念设计要对强度等的分布进行重视，通常质心、刚心相应的偏心距不应过大，防止局部削弱造成薄弱部位的出现。 2、建筑抗震中概念设计具体应用 2.1对抗震结构进行重点设计