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近断层地震对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响

近断层地震对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响
近断层地震对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响

工程结构抗震设计作业

姓名:****

学号:#####

日期:2017年1月1日

1引言

近场地震动(near-field ground motion)是指当震源距较小时,地震波中的近场和中场项不能忽略的区域的地震动。近断层地震动(near-fault ground motion)是指发生在近断层区域内的地震动,大部分研究人员将距离断层破裂面小于20km 的区域看作近断层区域。近断层地震由于距离断层很近,显然包含近场效应,但近断层地震还具有某些近场地震不具有的特征。

目前,美国规范引入了近场设计反应谱放大因子,并将设计反应谱的长周期段设为等谱值的平台,从设计理论上考虑了近场效应,通过修正断层距10km 以内场地的地震动参数考虑近断层影响。我国抗震规范2010第3.10.3条规定了近场影响增大系数来考虑近场地震的影响,但目前仍没有形成完善的用于近场和近断层区域的设计反应谱

2本文研究内容

(1)比较近场地震和近断层地震加速度反应谱与规范加速度反应谱,找出

规范设计反应谱的不足;

(2)分析近场地震对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响;

(3)分析近断层地震两种不同特性,即向前方向性效应和滑冲效应对框架

结构抗震性能的影响。

3 近场地震加速度反应谱与规范谱的比较

分析近场地震的特征需要用到大量的强震记录,ATC-63在FEMAP-695中推荐了相应的地震动记录集,包括22组远场记录(Far-Field Record Set)和28组近场记录(Near-Field Record Set),其中近场记录包括14组有脉冲(Pulse)的记录和没有脉冲的记录(No-Pulse)。因为记录数量过少,不能根据场地条件进行筛选,故本文在ATC-63推荐的每组中随机挑选了7条进行研究,如表1所示。

表2地震波记录集

地震名称台站震级断层

类型

断层

距离

(km)

PGA

(g)

远场地震记录集

SanFernando LA-HollywoodStor_FF 6.6 Reverse 22.8 0.210 Northridge BeverlyHills-14145Mulhol 6.7 Reverse 9.4 0.516 KocaeliTurkey Duzce 7.5 Strike-Slip 13.6 0.358 FriuliItaly Tolmezzo 6.5 Reverse 15 0.351 ImperialValley ElCentroArray#11 6.5 Strike-Slip 12.4 0.380 SuperstitionHills ElCentroImp.Co.Cent 6.5 Strike-Slip 18.2 0.358 KocaeliTurkey Arcelik 7.5 Strike-Slip 10.6 0.219

近场无脉冲地震记录集

ImperialValley Chihuahua 6.5 Strike-Slip 7.3 0.270 Northridge Northridge-17645SaticoySt 6.7 Reverse 0 0.477 ImperialValley Bonds_Corner 6.5 Strike-Slip 0.5 0.775 LomaPrieta BRAN 6.9 Reverse-Oblique 3.9 0.526 LomaPrieta Corralitos 6.9 Reverse-Oblique 0.1 0.644 Northridge LA-SepulvedaVAHospital 6.7 Reverse 0 0.749 KocaeliTurkey Yarimca 7.5 Strike-Slip 1.4 0.349

近场有脉冲地震记录集

ImperialValley ElCentroArray#6 6.5 Strike-Slip 0 0.439 ImperiaValley ElCentroArray#7 6.5 Strike-Slip 0.6 0.463 LomaPrieta Saratoga-AlohaAve 6.9 Reverse-Oblique 7.6 0.324 Landers Lucerne 7.3 Strike-Slip 2.2 0.727 DuzceTurkey Duzce 7.1 Strike-Slip 0 0.348 Chi-ChiTaiwan TCU065 7.6 Reverse-Oblique 0.6 0.603 Chi-ChiTaiwan TCU102 7.6 Reverse-Oblique 1.5 0.298 为与规范谱比较,并为后续动力时程分析提供有效的地震波,现对这21条地震波进行调幅。调幅的同时考虑场地条件的影响,故使各条地震波调幅之后的加速度谱与规范设计谱在结构基本周期T1处一致。

( a) 远场地震波( b) 近场不含脉冲地震波( c) 近场含脉冲地震波

图1多遇地震调幅

( d) 远场地震波( e) 近场不含脉冲地震波( f) 近场含脉冲地震波

图2罕遇地震调幅

图1和图2给出了所选地震波在多遇地震下的调幅后平均谱,可以看出近场不带脉冲效应的地震波与远场地震波则比较类似;而近场带脉冲效应地震波的反应谱具有较宽的加速度平台段,在长周期阶段的衰减相对较慢,且在加速度谱的下降段,近场加速度谱的值要大于规范设计谱的相应值,所以这对于现有的大多数结构的设计是十分不安全的。

3框架结构计算参数

本文选择一栋按照现行规范设计的六层框架结构住宅,框架梁、柱均采用C40混凝土,钢筋采用HRB400钢筋;楼面板采用100mm厚混凝土现浇楼板。按照荷载规范,楼面恒载为5kN/m2,活载取为2kN/m2。实际计算取该框架结构中一榀横向框架进行分析(框架纵向跨度3.6m)。

该混凝土框架结构为8度抗震设防,考虑近场效应和近断层地震作用,设计地震分组为第一组,场地类别为II类场地,特征周期T g=0.35s。结构立面布置如图3所示。

图3六层框架结构示意图

荷载统计

板传恒载:215

5.0/ 3.6 5.6/28

kN m m kN m ???=

板传活载:215

2.0/

3.6 2.3/28

kN m m kN m ???=

墙自重线荷载:2

3.7/(2.80.5)0.76/

kN m m m kN m ?-?=

顶层梁: 恒载:11.2/kN m 活载:4.6/kN m 其它层梁

恒载:11.2/6/17.2/kN m kN m kN m += 活载:4.6/kN m

顶层柱恒载

边柱恒载:255.0/ 3.6/2 3.620.38kN m m m kN ?

????= ???

中2柱恒载:()255.0/ 3.6 2.6/2 3.634.98kN m m m kN ?

??+??= ???

中柱恒载:255.0/ 3.6 3.640.58kN m m m kN ?

????= ??

?

其它层柱恒载

边柱恒载:255.0/ 3.6/26 3.641.88kN m m m kN ??

??+?= ???

中2柱恒载:()255.0/ 3.6 2.6/26 3.656.58kN m m m kN ??

?+?+?= ???

中柱恒载:255.0/ 3.66 3.662.18kN m m m kN ??

??+?= ???

柱活载:

边柱:252.0/ 3.6/2 3.68.18kN m m m kN ?

????= ??

?

中2柱:()252.0/ 3.6 2.6/2 3.614.08kN m m m kN ?

??+??= ??

?

中柱:252.0/ 3.6 3.616.38kN m m m kN ?

????= ??

?

表3荷载统计

梁 (kN/m) 边柱 (kN) 中柱 (kN) 其他柱 (kN) 顶层 其它层 顶层 其它层 顶层 其它层 顶层 其它层 恒载 11.2 17.2 20.3 41.8 40.5 56.5 34.9 62.1 活载

4.6

4.6

8.1

8.1

16.3

16.3

14.0

14.0

4近场地震对框架结构抗震性能的影响 4.1弹性时程分析

对框架结构进行弹性时程分析,比较每组地震波作用下结构最大基底剪力。

表4最大基底剪力

远场 地震波 最大基底剪力 近场无脉冲 地震波

最大基底剪力 近场有脉冲 地震波 最大基底剪力 FreqFar68 339.4 FreqNoPulse165 403.7 FreqPulse181 372.6 FreqFar953 291.9 FreqNoPulse1048 391.1 FreqPulse182 450.0 FreqFar1158 406.5 FreqNoPulse160 360.3 FreqPulse802 365.4 FreqFar125 289.5 FreqNoPulse741 354.2 FreqPulse879 506.1 FreqFar174 367.1 FreqNoPulse753 332.7 FreqPulse1605 357.0 FreqFar721 362.2 FreqNoPulse1004 410.9 FreqPulse1503 417.1 FreqFar1148 451.8 FreqNoPulse1176

413.2 FreqPulse1529 494.1 平均值

358.3

平均值

380.8

平均值

423.2

由表4可知,近场地震波产生的结构基底剪力比远场地震波大,近场有脉冲地震波的最大基底剪力比远场地震波大18.3%,这说明用远场地震波设计有近场地震影响的结构是偏于危险的。

采用最大层间侧移角评价结构体系的抗震性能。最大层间侧移角取各组地震波计算值得平均值和平均值加标准差。

( g) 远场地震波

( h) 近场不含脉冲地震波

( i) 近场含脉冲地震波

图4 多遇地震下层间侧移角

图4给出了框架结构的最大层间侧移角。根据现行规范,框架结构在多遇地震下结构的层间侧移角限值为1/550(0.18%)。从图中可以看出,三组地震动下框架结构层间侧移均值以及均值加标准差均未超过了规范限值。三组地震波下层间侧移角的均值加标准差最大值分别为0.11%、0.11%、0.13%,可以看出,近场不带脉冲效应地震对结构产生的影响与远场地震波较为相似,而近场带脉冲效应地震对结构破坏略为严重。

4.2弹塑性时程分析

使用工程中最常用的集中塑性铰模型,为梁的两端指定弯矩铰,为柱的两端指定弯矩轴力相关铰,进行弹塑性时程分析。图5给出了框架结构罕遇地震下的最大层间侧移角。

( j) 远场地震波

( k) 近场不含脉冲地震波

( l) 近场含脉冲地震波

图5罕遇地震下结构层间位移角

根据现行规范,框架结构在罕遇地震下结构的层间侧移角限值为0.02,当考虑竖向构件不同破坏状态时,可以根据最大层间侧移角进行判断:完好(1/550)、轻微破坏(1/250)、中等破坏(1/120)、不严重破坏(1/60)。

在图5(a)中,框架结构在远场罕遇地震作用下结构的层间位移角均值和均值加标准差均未超过规范大震不倒的限值2%,层间位移最大为0.85%,略大于中等破坏的限值,说明结构在远场罕遇地震下经过一定的修复还能继续使用。在图5(b)中,框架结构在近场无脉冲地震下结构层间位移角均值和均值加标准差也均未超过规范大震不倒的限值2%,层间位移最大为0.90%,略大于其在远场地震下的响应。在图5(c)中,框架结构在近场有脉冲地震下结构层间位移角均值加标准差最大为2.1%,超过规范大震不倒的限值2%。

所以,近场带脉冲效应地震对结构破坏较为严重,已经不能使用现有的规范设计谱进行结构的设计。而近场不带脉冲效应地震对结构的作用略大于远场地震波,但对结构产生的影响与远场地震波较为相似。

5近断层地震动对框架结构抗震性能的影响

5.1近断层地震的特性

目前对于近断层地震的研究主要是考虑近断层效应对于结构动力响应的分析,对于近断层地震不同类型的动力特性对结构影响的分析仍然较少。

近断层地震动的基本特征包括近断层强地震动的集中性、地表破裂、地面永久变形、破裂的方向性效应、近断层速度大脉冲和上盘效应。这些基本特征可能不会同时出现,但一次成功的数值模拟必须体现出这些基本特征错误!未找到引用源。。而现有的能够反映这些特征的地震波记录较少,具有统计意义的主要有其中台湾集集地震的滑冲效应和美国北岭地震的向前方向性效应。

当地震过程中断层发生滑动引起地面的突然升高或者降低形成台阶,则会产生滑冲效应。滑冲效应的最大特点是会引起地面的永久位移,从而在速度和位移时程上出现明显的单向脉冲。

向前方向性效应在速度以及位移时程上会出现短时大幅值脉冲,这些特征导致地震波的能量集中在脉冲持时段内。图3给出了台湾集集地震的地面运动加速度、速度、位移时程。

图 6台湾集集地震时程曲线

5.2不同特性的近断层地震的影响。

杨迪雄等研究了向前方向性效应、滑冲效应和无脉冲效应对高层建筑的影响,分析结果表明滑冲效应会引起结构的基本振型,导致结构层间变形发生在结构底层,而向前方向性效应则引起抗弯框架的高阶振型。本文将继续文献的研究思路,分析向前方向性效应、滑冲效应和无脉冲效应三种不同特性的近断层地震对于钢筋混凝土框架结构的影响。

表5根据杨迪雄给出了三组近断层地震动记录进行整理,地震动来自于1999年台湾集集地震(M w=7.6)和1994年北岭地震(M w=6.6),台湾集集地震的记录主要包含具有滑冲效应的地震动记录,而北岭地震则主要以向前方向性效应为主。

表5近断层地震动特征参数

台站及分量PGA PGV PGD

TCU051-EW 6.95 D 160 51.53 124.52 0.27 TCU054-EW 4.64 D 146 45.69 121.47 0.32 TCU082-EW 4.47 D 226 54.54 152.35 0.23 TCU102-EW 1.19 D 304 87.16 163.13 0.29 TCU120-EW 9.87 C 228 62.58 107.63 0.28 JEN-022 5.43 D 424 106.22 43.06 0.26 RRS-228 6.50 D 838 166.05 28.78 0.20

滑冲效应

TCU052-NS 1.84 D 488 220.64 723.27(676.90) 0.46 TCU052-EW 1.84 D 356 182.96 506.73(-443.10) 0.52 TCU065-EW 2.49 D 789 132.29 194.31(134.20) 0.17 TCU067-EW 1.11 D 499 97.26 186.16(102.95) 0.20 TCU068-NS 3.01 D 365 291.94 867.76(619.30) 0.82 TCU068-EW 3.01 D 505 279.88 709.11(-567.30) 0.57 TCU075-EW 3.38 D 332 116.05 171.07(120.00) 0.36

无脉冲

69.83 170.60 0.08 TCU072-EW 7.87 D 476 85.51 223.86 0.18 TCU078-EW 8.27 D 442 42.14 98.88 0.10 TCU079-EW 10.95 D 589 64.49 172.20 0.11

TCU089-EW 8.33 C 354 45.43 194.62 0.13 KAT-090 13.42 D 640 37.84 5.09 0.06 PKC-360 7.26 D 433 51.49 7.21 0.12

( m) 无脉冲( n) 向前方向性效应( o) 滑冲效应

图7多遇近断层特性地震调幅

( p) 无脉冲( q) 向前方向性效应( r) 滑冲效应

图8罕遇近断层特性地震调幅

图7和图8错误!未找到引用源。给出了三组不同特性的近断层地震动的多遇地震和罕遇地震调幅。从图中可以看出,无脉冲效应的近断层地震与规范设计反应谱类似,其在长周期阶段的衰减较快,而具有滑冲效应和向前方向性效应的地震动具有更宽的加速度平台段,且在加速度谱的下降段比规范谱对应的值更大。

( s) 无脉冲效应

( t) 向前方向性效应

( u) 滑冲效应

图9多遇近断层特性地震下结构层间位移角

由图9可以看出,三组地震波下层间侧移角的均值加标准差最大值分别为0.11%、0.12%、0.13%。这种规律大致符合杨迪雄等的研究结果,即对一阶振型起主要作用的滑冲效应对框架结构的影响更大,而向前方向性效应主要对结构的高阶振型起作用,因此其对框架结构的影响略小于滑冲效应。

6本文结论

(1) 近场地震加速度反应谱与规范反应谱:近场不带脉冲效应的地震波与

远场地震波加速度谱较类似,而近场带脉冲效应地震波的反应谱具有较宽的加速度平台段和值更大的加速度谱的下降段。

(2) 近场地震对RCF 抗震性能的影响:近场不带脉冲效应地震对结构产生

的影响与远场地震波较为相似,而近场带脉冲效应地震对结构破坏较为严重,直接使用现有的规范谱进行结构设计可能导致严重的后果。 (3) 近断层地震加速度反应谱与规范反应谱:无脉冲效应的近断层地震与

规范设计反应谱类似,具有滑冲效应和向前方向性效应的地震动具有更宽的加速度平台段,且在加速度谱的下降段比规范谱对应的值更大 (4) 近断层地震对RCF 抗震性能的影响:对一阶振型影响较大的滑冲效应

对框架结构位移响应影响更大。

地震、活动断层

1、地震是如何发生的? 我们赖以生存的地球,内部有地壳、地幔、地核三部分组成。 由于地球内部每时每刻在孕育发生着各种复杂的运动,地震便是地壳剧烈运动的一种表现形式。地球在运动和发展过程中,由于内部物质组成的不均匀以及宇宙间星体引力对地球的影响,使得内部存在大量能量,产生巨大的作用力,时刻推动着地壳中的岩石,使地壳岩石发生形变,这种力量逐渐积累、加强,当岩石承受不了强大的应力作用时,就会发生突然破裂或沿原有的破裂猛烈错动,从而引发震动,当震动传到地面上时,便形成了地震。地下岩石中的应力积累越多,释放能量越大、越集中,地震也就越强烈。据统计约有92%的地震发生在地壳中,其余的发生在地幔上部。 避震: 1、在家庭怎样避震:躲在室内易于形成三角空间的地方。 2、在学校怎样避震:正在上课时,要在教师指挥下迅速抱头、闭眼、躲在各自的课桌下。在操场或室外时,可原地不动蹲下,双手保护头部,注意避开高大建筑物或危险物。震后应当有组织的撤离。必要时应在户外上课。 3、在公共场所怎样避震:听从现场工作人员的指挥,不要慌乱,不要拥向出口,要避免拥挤,要避开人流,避免被挤到墙壁或栅栏处。 4、在户外怎样避震:就地选择开阔地避震;避开高大建筑物或构筑物;避开危险物、高耸物或悬挂物。蹲下或趴下,以免摔倒;不要乱跑,避开人多的地方;不要随便返回室内。 5、在野外怎样避震:避开山边的危险环境;躲避山崩、滑坡、泥石流。避开山脚、陡崖,以防山崩、滚石、泥石流等;避开陡峭的山坡、山崖,以防地裂,滑坡等。遇到山崩、滑坡,要向垂直于滚石前进方向跑,切不可顺着滚石方向往下跑;也可躲在结实的障碍物下,或蹲在地沟、坎下;特别要保护好头部。 6、地震时遇到特殊危险怎么办: (1)燃气泄露时:用湿毛巾捂住口、鼻,千万不要使用明火,震后设法转移。 (2)遇到火灾时:趴在地上,用湿毛巾捂住口、鼻。地震停止后向安全地方转移,要匍匐,逆风而进。(3)毒气泄露时:遇到化工厂着火,毒气泄露,不要向顺风方向跑,要尽量绕到上风方向去,并尽量用湿毛巾捂住口、鼻。 (4)应尽量避开的危险场所:生产危险品的工厂;易危品,易燃、易爆品仓库等。 如何识别地震谣传? 一个人具备了一定的防震减灾知识常识和科学分析能力,就能识别地震谣传。识别地震谣传主要从以下几个方面进行: 1)是否具有科学性。例如:“某月某日某时将在某地发生某级地震的说法”肯定是地震谣传,因为当前地震预报水平不可能对地震做出如此准确的临震预报。 2)是否符合我国地震预报的规定和国际惯例。例如“某专家、某机构”预报的地震,这种消息必定是地震谣传,因为国务院批准的《发布地震预报规定》中指出,地震预报由省级政府发布,其它任何单位和个人都无权发布地震预报消息。联合国也曾规定任何国家都无权进行跨国地震预报。

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示,在地震断层上的房屋倒塌和人员伤亡都相对严重。如果建房时避开地震断层,就能有效地预防地震伤亡。研究人员已经呼吁立法禁止在地震断层建筑房屋。地震是一种地质现象。它的分布不是杂乱无章的,而是严格地依照断裂运动发生的。从这个观点说,地震直接与断裂运动有关。人类历史时期的地震活动,对整个地质时期来说,虽是短暂的一瞬间,但无论是历史地震还是现代地震,都属于地壳运动阶段中的最新活动。# 为何中国地震断层多? 我国处于环太平洋板块、欧亚板块、印度洋板块等几个板块相接的地方,至少有495个中国地震断层带。如果将中国地震断层带很详细地勾画出来,可以有效减轻地震的破坏。到2020年左右,中国内地存在的主要地震活动带将全部被勾画出来,精确的地震区划图将作为建造房屋的新标准。地震断层是指近代大地震造成的具有一定规模和连续分布的中国地震断层带。又称地震断裂。研究人员通过多年的研究显示,在地震断层上的房屋倒塌和人员伤亡都相对严重。如果建房时避开地震断层,就能有效地预防地震伤亡。研究人员已经呼吁立法禁止在中国地震断层建筑房屋。# 中国以占世界7%的国土承受了全球33%的大陆强震,是大陆强震最多的国家,从2004年开始,中国已经开始在人口集中的21个大城市进行了地层活动断层带的研究,并且将研究成果绘制成图。研究显示,中国至少有495个地震断裂带,现在所研究出的地震断层分布只是其中的一部分,到了2020年,中国内地所存在的主要地震带将被全部勾画出来,那个时候可根据这个中国地震断层图表有效地建立预防地震的措施。#

框架填充墙结构抗震性能研究的回顾与展望_刘猛_李烁_高中山_匡景瑞 (1)

第35卷第3期辽宁工业大学学报(自然科学版)V ol.35, No.3 2015年 6 月Journal of Liaoning University of Technology(Natural Science Edition) Jun. 2015 收稿日期:2014-03-24 作者简介:刘猛(1968-),男,辽宁凌海人,副教授,博士。DOI:10.15916/j.issn1674-3261.2015.03.005 框架填充墙结构抗震性能研究的回顾与展望 刘 猛,李 烁,高中山,匡景瑞 (辽宁工业大学 土木建筑工程学院,辽宁 锦州 121001) 摘 要:为研究和改进框架填充墙结构的抗震性能,分析了框架与填充墙之间连接方法和新型填充墙的研究现状,其中连接方法包括柔性连接、刚性连接。在此基础上,分析了柔性连接和刚性连接的优缺点,并展望了框架填充墙结构抗震性能研究的发展方向。 关键词:框架;填充墙;抗震;连接 中图分类号:TU323.5 文献标识码:A文章编号:1674-3261(2015)03-0157-03 Review and Prospect of Seismic Performance of Infilled-wall Frame Structure LIU Meng, LI Shuo, GAO Zhong-shan, KUANG Jing-rui (Civil and Architectural Engineering College, Liaoning University of Technology, Jinzhou 121001, China) Abstract: In order to study and improve the seismic performance of infilled-wall frame structure, the status of connecting methods between infilled wall and frames was analyzed, as well as the new type of infilled wall. And the connecting methods include flexible connection and rigid connection. The advantages and disadvantages of the flexible connection and rigid connection were analyzed. Outlook of the development direction on the research of seismic performance of infilled-wall frame structure was made in the end. Key words: frame; infilled wall; seismic; connection 2008年汶川地震、2010年玉树地震、2013年雅安地震的震害现象表明,框架填充墙结构在这些地区受到地震作用后破坏非常严重,特别是填充墙发生了不同程度的破坏,造成了重大的经济损失和人员伤亡[1-2]。框架填充墙结构广泛应用于多、高层建筑中,其中框架是主要的受力结构,填充墙作为非结构构件起着围护和分隔的作用。从地震中填充墙的破坏情况来看,开裂和倒塌是填充墙震害的集中体现。框架填充墙结构抗震性能的好坏直接关系到人民生命和财产安全,因此如何提高框架填充墙结构的抗震性能,保证其在地震作用下的安全性,已成为设计人员和研究者必须高度重视的问题。 1 国内外研究现状 各国学者对填充墙的受力性能和抗震性能做了大量研究,并且取得了很多研究成果。本文通过回顾分析国内外对框架填充墙抗震性能的研究现状,总结了框架与填充墙之间的连接方法,包括刚性连接、柔性连接等,以及新型填充墙的研究。 1.1 柔性连接研究现状 框架与填充墙柔性连接一般有2种做法(如图1所示)。一种是在填充墙与框架间留缝隙,通过填塞软性材料提高结构延性,另一种是通过添加阻尼装置,吸收地震能量,减轻框架填充墙的破坏。 张广寿等[3]提出了在墙体中设置水平耗能横缝的构造措施,试验结果表明,设置了水平耗能横缝的填充墙在受到地震作用时横缝发生相对运动,从而吸收地震能量。李哲明等[4]证明了相对于刚性连接,采用柔性连接的墙体有着更好的整体性和变形能力,能够保证在地震发生时墙体不至于瞬间倒

影响框架结构抗震性能的因素浅析

影响框架结构抗震性能的因素浅析 摘要:建筑结构抗震设计在框架结构设计中的地位日益重要,文章对影响工业与民用框架结构抗震性能的因素进行了简要的总结,为了减轻地震对建筑物顶部突出部分的破坏作用及影响,文章通过简要阐释,得出地震荷载作用下,结构的“鞭梢效应”产生的原因和条件,并为结构抗震设计提出建议。 关键词:建筑结构;刚度;延性;主振型;鞭梢效应建筑结构具有很多形式,包括砌体结构、框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构、索膜结构、筒体结构等,不同的结构形式,其抗震性能有明显的不同。 建筑的抗震等级一般是由多层和高层钢筋混凝土结构、构件进行抗震设计计算和确定并最终构造措施的标准。为了抗震设计的安全可靠与经济合理,应充分考虑多方面因素及各种不同情况,并且针对钢筋混凝土结构、构件的抗震要求,在计算和构造上应区别对待。因此,地震作用越大(或房屋高度越大),抗震要求亦越高;对于不同的结构体系,应有不同的抗震要求。此外,同一结构中的不同部位以及同一种结构形式在不同结构体系中所起的作用不同,其抗震要求也应有所区别。例如,在框架结构中,框架是主要抗侧力构件,而在框架一抗震墙结构中,框架是次要抗侧力构件(抗震墙是主要抗侧力构件),因此框架结构中的框架应比框架一抗震墙结构中的框架抗震要求高。又如,在部分框支抗震墙结构中,框支层由于刚度和强度的削弱,往往成为塑性变形集中的薄弱楼层,因此其落地抗震墙底部加强部位的抗震要求就应高于一般抗震墙的抗震要求。 为此,我国抗震规范和高层规程综合考虑建筑抗震重要性类别、地震作用(包括区分设防烈度和场地类别)、结构类型(包括区分主、次抗侧力构件)和房屋高度等因素,对钢筋混凝土结构划分了不同的抗震等级。抗震等级的高低,体现了对抗震性能要求的严格程度。不同的抗震等级有不同的抗震计算方法及相应的构造措施要求,从最高等级四级到一级,抗震要求依次提高;高层规程中还规定了抗震等级更高的特一级。 对于砌体结构,由于整体性比较差,抗震性能较差,对其进行科学的配筋,可有效的提高其抗震性能,但也只限于多层建筑,已经逐渐退出建筑市场。框架结构其具有较大的刚度,用自身的刚度进行抗震,但是在水平地震作用下框架结构将发生侧向变形,由于框架结构的整体抗侧刚度对称处理不利,会导致结构整体在地震过程中产生整体的扭转,发生复合破坏,因此,框架结构对抗震来说并不理想。根据此种问题,产生框架剪力墙结构、筒体结构,在抗震性能上有明显的提高,成为高层建筑的首选结构形式。 1 问题的提出 随着高层建筑的建造,高层建筑抗震在建筑设计中占有很大的比重,由于地震作用的复杂性于人类对地震规律认识的局限性,目前对建筑物的抗震设计水平还停留在一个初步的阶段,尚无法做出精确的计算,现有的地震作用力的计算方法和结构抗震设计的计算大都是近似方法。因此结构设计对抗震的设计内容应包括概念设计与计算设计两方面,本文论述就属于概念设计的理论阐述,建筑物结构抗震设计应考虑到在六度与九度范围内设防,不同场地根据不同的烈度进行地震作用力计算与截面抗震验算,同时应符合相应的抗震构造要求。 2 两种抗震因素分析 地震作用力实际上是建筑物对地面运动的反应,他与许多因素有关。人们针

浅析框架结构的楼梯斜撑效应

浅析框架结构的楼梯斜撑效应 摘要:楼梯作为混凝土框架结构重要的逃生通道,在大量的震害统计中,表现 出先于框架主体结构的严重破坏,使其丧失应有的作用。本文针对该现象,通过 文献检索对其主要因素“楼梯斜撑效应”进行了分析,并探索了相应的解决措施。 关键词:框架结构;楼梯;斜撑效应;混凝土 前言 钢筋混凝土框架结构在国内仍被广泛应用,其中的楼梯作为重要的逃生通道,在大量的震害统计中,表现出先于主体结构的严重破坏,使其丧失安全岛的作用。究其原因,以前的相关研究在肯定楼梯对结构刚度和承载力影响的条件下,旨在 通过相应的抗震设计增强楼梯间结构的耗能能力,使其成为第一道抗震防线;抗 震设计方案则是将楼梯间与框架结构主体分开计算,结构分析中将楼梯间作开洞 处理,将其荷载作为重力荷载代表值的一部分考虑其对框架结构的抗震影响。传 统的设计方法,忽略了楼梯间与框架结构的整体性,忽略了楼梯梯段斜撑作用及 其对框架结构整体抗震性能的影响,导致楼梯间与其周边框架结构构件的联系不 够紧密,成为地震中的第一道防线优先被破坏。 1楼梯斜撑效应 国内关于楼梯斜撑效应的研究可追溯到20世纪80年代。1986年,设计大师傅学怡[1]在“高层建筑结构正现浇楼梯对抗侧刚度的影响分析”中,提出楼梯斜撑 效应及其对框架结构抗侧刚度的影响,并推导了抗侧刚度增大系数。90年代,曹万林教授等人[2]对混凝土异形柱框架楼梯结构进行试验研究,重点分析了楼梯耗 能的原因,并对提高楼梯耗能性能提出建设性意见。21世纪初,清华大学王奇教授[3]从工程实例出发,分别对框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构在考虑楼梯作用下的结构自振特性和受力性能进行分析,结果表明,楼梯的参与对框架结 构的自振特性、整体刚度及构件内力影响更为明显。随后,设计人员胡庆昌[4]从 工程经验及数次震害的统计中,对楼梯间的震害表现做了统计,并提出在不同的 设计体系中都应加强楼梯和楼梯间结构的概念设计与构造措施。2008年汶川地震后,楼梯间先于框架主体发生的严重破坏,让专家学者们意识到之前将楼梯设计 成第一道抗震防线的做法是错误的。随后,便出现大量关于楼梯对框架结构抗震 性能影响、框架结构考虑楼梯斜撑作用的抗震分析的研究文献。西南交通大学刘俊、沈火明[13]通过对不带楼梯、带楼梯、带采用活动支座楼梯模型进行静力推 覆(pushover)分析,得出采用滑动支座可释放楼梯斜撑作用、减少楼梯地震作 用效应的结论;同时指出,该方法会造成结构变柔、层间位移过大的不利影响。 2 楼梯的震害表现 由汶川地震的震害统计[5]得知,框架结构楼梯的破坏主要集中于梯段板、楼 梯间角柱、梯柱和平台梁处。 (1)梯段板。梯段板的破坏主要表现为沿梯段宽方向的水平裂缝,且在水 平裂缝处混凝土压碎、梯段板弯曲下挠甚至断裂。水平裂缝主要集中在距离两端 支座约1/4处和楼梯施工缝(梯段板1/3跨)处。 (2)楼梯间角柱。角柱破坏主要表现为半柱高处的剪切破坏,破坏面处钢 筋屈曲,混凝土压碎。 (3)楼梯间梯柱。梯柱一般为构造构件,截面尺寸和配筋均偏小,故在大

活动断层探测

国家标准《活动断层探测》 征求意见稿编制说明 一、任务来源、计划编号等基本情况 “活动断层探测”是科学合理地鉴定具有发生破坏性地震危险性的活动断层及确定其空间位臵的重要依据,也是地面建(构)筑物避让活动断层同震错动引发的严重地震灾害带的前提和基础。随着城市活动断层探测和1:5万活动断层填图计划的有效实施和蓬勃发展,探测经验不断丰富,探测方法和技术指标不断完善,活动断层鉴定技术和发震危险性评价技术渐趋科学、合理,工作流程日趋成熟。为进一步规范全国范围内城市活动断层探测和1:5万活动断层填图有序发展,保证活动断层探测质量,为地面建(构)筑物有效避让活动断层严重灾害带提供可靠的科学依据,提高我国防震减灾基础能力,中国地震局震害防御司和政策法规司于2015年初立项,决定在原有活动断层相关规范、标准的基础上,起草制定国家推荐性标准《活动断层探测》,指导全国蓬勃发展城市活动断层探测与活动断层填图计划。项目研究经费主要由震害防御司支持,政策法规司和全国标准化委员会主管部门也进行了配套支持。 标准起草组大部分成员自2001年以来作为项目首席科学家

和科技骨干承担了2001年-2003年期间实施的“福州市活动断层试验探测”,国家发展与改革委员会资助于2004年-2008年期间实施的包括北京、天津、上海等直辖市在内的“中国地震活动断层探测技术系统—20个大城市活动断层探测与地震危险性评价”,以及于2009年开始的以1:5万活动断层填图为主要目标的国家公益性重大科研专项“中国地震活动断层探察—华北构造区、南北地震带中南段和北段”等项目,2004年颁布了指导十五“20个大城市活动断层探测与地震危险性评价”项目的JSGC—04《中国地震活动断层探测技术系统技术规程》,2005年修订为中华人民共和国地震行业标准DB/T 15—2005《活动断层探测方法》,2009年再次修订为DB/T 15—2009《活动断层探测》(代替DB/T 15—2005),并于2014年10月14日-15日在北京会议中心组织召开了有180位来自中国地震局、中国科学院、北大、科大等高等学校和美国加州地质调查局等从事活动断层探测与研究学者参加的“全国活动断层探测方法学术研讨会”,总结探测成果,讨论先进、有效、实用的活动断层探测技术方法。所有上述成果的取得为制定国家推荐性技术标准《活动断层探测》奠定良好基础。 2015年初立项后,标准起草组进一步开展了对国内外有关活动断层鉴定、探测等研究现状、发展方向和技术方法的系统调研、收集和整理,分析、总结了已经完成的69个城市活动断层探测成功经验和不足之处,以及原有行业规范、标准的优、缺点

楼梯对结构设计计算的影响

楼梯对结构设计计算的影响 楼梯作为重要的疏散工具,在抗震防灾中起着重要的作用。《抗震规范》第3. 6. 6条的局部修订中要求“计算中应考虑楼梯构件的影响”,结构设计中该如何考虑? 泣川地震震害表明,楼梯对结构安全及人生安全影响重大,2010版《抗震规范》增加了“计算中应考虑楼梯构件的影响”的要求。“考虑楼梯构件的影响”应注意下列两方面:一是,楼梯对竖向构件的影响(使竖向构件中间受力,形成短柱或局部错层等);二是,要考虑楼梯的传力需要(楼梯作为水平传力构件之一,应确保其传力及疏散功能的实现)。 理论研究及震害调查表明,楼梯对主体结构的影响,取决于楼梯与主体结构的相对刚度之比。楼梯对主体结构影响的程度取决于主体结构的结构体系,主体结构的刚度越大、整体性越好(如采用剪力墙、框架-剪力墙结构等),楼梯对主体结构的影响越小;而主体结构的刚度越小、整体性越差(如框架结构、装配式楼盖结构、砌体结构等),楼梯对主体结构的影响就越大。 楼梯对主体结构的影响主要集中在砌体结构、框架结构和装配式结构中。在多遇地震作用下,由于结构基本处于弹性工作状态,填充墙、砌体承重墙开裂程度较低,刚度退化不严重,装配式楼盖的整体性尚可,楼梯刚度在主体结构刚度中的比值很小,楼梯对主体结构的影响不大。而在设防烈度地震及罕遇地震作用下,结构进入弹塑性状态,填充墙、砌体承重墙开裂严重,刚度急剧降低,装配式楼盖的整体性很差,楼梯刚度在主体结构刚度中的比值逐步加大,楼梯对主体结构的影响也随之加大。现浇梯板起局部刚性楼板的作用,传递水平地震剪力,导致梯板拉裂,框架柱形成短柱及错层柱而破坏。 在剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构中,由于结构刚度大,整体性好,楼梯自身刚度在主体结构中的刚度比值不大,楼梯受主体结构的“呵护”而很少破坏。 考虑楼梯对主体结构的影响及主体结构对楼梯的影响时,应根据主体结构与楼梯的侧向刚度大小,采取相应的设计措施: 楼梯采用现浇或装配整体式钢筋混凝土结构,不应采用装配式楼梯。 对框架结构、砌体结构及楼盖整体性较差的结构,在结构计算中应考虑楼梯对主体结构的影响及主体结构对楼梯的影响,并宜进行包络设计。 现阶段,在对结构进行规则性判别及位移计算时,可不考虑楼梯的影响; 构件设计时,应考虑楼梯的影响,对相关构件按考虑与不考虑楼梯的影响进行分 别计算,包络设计。 对剪力墙结构、框架-剪力墙结构等主体结构侧向刚度大、楼盖整体性好的结构,当楼梯周围有剪力墙围合时,计算中可不考虑楼梯的影响,而采取有效的构造措施(加配梯跑跨中板顶通长钢筋、框架柱箍筋加密等)确保楼梯及相应框架柱的安全。 楼梯对主体结构的影响及主体结构对楼梯的反作用主要集中在结构的底部,因此 应加强楼梯底部的抗震措施,如:明确楼梯梯板的传力途径,加强梯板的配筋,同时应加强与梯板相连之框架柱的受剪承载力。. 无地下室时,当楼梯在底层直接支承在孤独楼梯梁上时,地震时楼梯板吸收的水平地震作用在楼梯梁处的水平传递路径被截断,而梯板外的孤独楼梯梁将无法承担梯板传来的水平推力,破坏常发生在梯板边缘的孤独梁截面处,因此应避免采 用此做法。必须采用时,应适当加大楼梯梁的平面外配筋并加密箍筋。

中国地震断层分布图(图)

中国地震断层分布图 地震专家称建房时避开可有效防震10年内有望勾画出中国内地主要地震活动带 ●在近年发生的历次大地震中,研究人员发现,断层带上的房屋倒塌、人员伤亡情况严重;但断层带以外的情况就要好得多。 ●研究人员勾画出21多个大城市断层带,建房时避开这些断层带,就可有效防震。 ●银川已探索在地震断层带两边宽两百米的地方建了绿化带,不准建房。 ●到2020年左右,中国内地主要地震活动带都有望勾画出来,能有效减轻地震带来的破坏。

“东京南面曾预测有八级以上地震,等了30年还没有发生,没想到东北部却来了个9级地震。地震预测是世界性难题。”昨日下午,中国地震局地质研究所研究员徐锡伟在凤凰卫视“世纪大讲堂”作讲座时透露,研究人员已勾画出我国21个大城市断层带,建房时避开可有效防震。到2020年左右,有望把中国内地主要地震活动带勾画出来。 福岛核电站离地震带太近了 徐锡伟说,尽管国际原子能组织对核电站有严格的选址标准,但福岛仍不安全,因为它离地震活动带太近了。“核电站应该考虑选在地壳稳定区的中心,要远离地震带,离可能发生的大地震越远越好。” 徐锡伟介绍说,全世界存在三大地震带,一是环太平洋地震带,集中70%的大地震;二是喜马拉雅山到地中海的欧亚地震带,比较分散,不像环太平洋板块那么集中在一个狭长的地带,集中了20%的大地震;三是大洋中脊地震带,占大地震的5%左右。 东京等了30年没等到强震 环太平洋地震带活动相当强烈,1990年以来,16次破坏性强的大地震11次都发生在这个板块。从2004年苏门答腊大地震,到2008年汶川地震、2010年玉树地震、新西兰地震,再到这次日本大地震,表明现在的地震活动到了活跃期。 “地震的预测是世界性难题。”徐锡伟说,上世纪七八十年代,有专家提出“地震空白论”,即地震会发生在以前没有发生过的空白区。日

中国地震断层分布图高清版:中国21个大城市地震断层带

中国地震断层分布图高清版:中国21个大城市地震断层带中国地震断层分布图高清版:中国21个大城市地震断层带 中国地震断层分布图公布,台湾地震断层最多最多,山东东北部有零星分布.中国地震断层探清看看你所处的省市有没 有地震危险: # 中国地震断层:国内21个大城市断层带摸清已有准确位置(图)

中国地震断层 什么是地震断层, # 地震断层是指近代大地震造成的具有一定规模和连续分布的地表破裂带。又称地震断裂。研究人员通过多年的研究显 示,在地震断层上的房屋倒塌和人员伤亡都相对严重。如果建房时避开地震断层,就能有效地预防地震伤亡。研究人员已经呼吁立法禁止在地震断层建筑房屋。地震是一种地质现象。它的分布不是杂乱无章的,而是严格地依照断裂运动发生的。从这个观点说,地震直接与断裂运动有关。人类历史时期的地震活动,对整个地质时期来说,虽是短暂的一瞬间,但无论是历史地震还是现代地震,都属于地壳运动阶段中的最新活动。 # 为何中国地震断层多, 我国处于环太平洋板块、欧亚板块、印度洋板块等几个板块相接的地方,至少有495个中国地震断层带。如果将中国地震断层带很详细地勾画出来,可以有效减轻地震的破坏。到2020年左右,中国内地存在的主要地震活动带将全部被勾画出来,精确的地震区划图将作为建造房屋的新标准。地震断层是指近代大地震造成

的具有一定规模和连续分布的中国地震断层带。又称地震断裂。研究人员通过多年的研究显示,在地震断层上的房屋倒塌和人员伤亡都相对严重。如果建房时避开地震断层,就能有效地预防地震伤亡。研究人员已经呼吁立法禁止在中国地震断层建筑房屋。 # 中国以占世界7%的国土承受了全球33%的大陆强震,是大陆强震最多的国家,从2004年开始,中国已经开始在人口集中的21个大城市进行了地层活动断层带的研究,并且将研究成果绘制成图。研究显示,中国至少有495个地震断裂带,现在所研究出的地震断层分布只是其中的一部分,到了2020年,中国内地所存在的主要地震带将被全部勾画出来,那个时候可根据这个中国地震断层图表有效地建立预防地震的措施。 #

不同形式楼梯对框架结构的抗震影响初探

不同形式楼梯对框架结构的抗震影响初探 发表时间:2014-12-23T13:43:47.187Z 来源:《防护工程》2014年第9期供稿作者:孟亚丹[导读] 楼梯是高层及多层建筑的重要组成结构,其在建筑物中发挥着重要的交通枢纽作用。孟亚丹 巨力索具股份有限公司 072550 [摘要]为探究不同形式楼梯对框架结构抗震能力的影响,本文总结了依照不同标准划分的多种类型的楼梯形式,并借助构建的四种形式的楼梯模型,利用构件不计入与计入楼梯的4种不同框架结构模型及GSSAP软件分析与计算,得出了框架结构动力特性及楼梯和有关构建的一些特性。旨在掌握各种不同形式楼梯对框架结构的抗震影响力。 [关键词]楼梯;抗震能力;框架结构 楼梯是高层及多层建筑的重要组成结构,其在建筑物中发挥着重要的交通枢纽作用,更是灾难发生时的主要疏散通道。所以,在设计楼梯时,不仅要确保其正常的交通功能,还要确保其危急情况下的牢固性及整体性,预防的非结构与结构性破坏。本文借助GSSAP软件构建了四种不同的楼梯模型,通过计算并分析对比了不同形式楼梯对框架结构的抗震影响,以期获得有价值的结论。 一、楼梯类型。 依照不同的参考标准,可把楼梯分成以多种类型。依照用途可分为:特殊楼梯、一般楼梯等。普通楼梯依照材料的不同还可分成:金属楼梯、混合楼梯、钢筋混凝土楼梯、木楼梯等。特殊楼梯依照功能可分为:自动梯、消防梯、安全梯三种。 依照楼梯的结构特点,可将其分为:悬挑式、吊挂式、整体式、支撑式等。笔者将对这4种形式的楼梯进行详细分析:①支撑式。该形式楼梯是传统的从上至下的体系,楼梯荷载及自重先转移到楼梯的平台梁及斜梁上,再从这些部位转移到建筑物主体结构的墙体、柱子或者梁等位置。该结构形式在力学模型中被称为简支梁,具有受力合理、简明的特点。三是因为支撑式楼梯必须具备一定的承重结构,所以该类型楼梯灵活性较差。②悬挑式。该形式楼梯的梯段板、踏步、休息平台从框架或者墙体上悬挑出来。在力矩图中,可明确看到该形式楼梯的形态十分简捷,并具有很强的力量感,甚至部分楼梯极其精简,只有踏板自墙体中伸出,具有很强的视觉冲击力。③吊挂式。一般情况下楼梯的踏步与休息平台是由钢管、钢丝等吊挂起来,除了构件吊挂外,通常还需要一些较为稳定的构件以确保楼梯具有较高的稳定性。依据楼梯不同的踏步位置,所用到的吊挂杆件也各不相同。如果想要进行精确的理学计算,就应该详细计算各个杆件所具有的应力值。一般情况下,栏杆、扶手都会和拉杆连接为一体,以展现统一、完整的形象。④整体式。楼梯应该是一个完整的整体结构,其自重与荷载时借助构件应力实现荷载转移的,最终把力转移到和其连接在一起的楼板或者框架上。该形式的楼梯整体刚性很好,受力情况也十分合理。该形式楼梯通常都属于现浇混凝土结构,显著体现了混凝土的整体性与可塑性。 二、框架结构的四种模型。 第一,四种模型类别。本文借助同一混凝土框架结构为分析对象,在第一个模型中只分析楼梯在竖向上的荷载传递,不输入构建;第二个模型也不输入有关楼梯构件,楼梯是由梯柱、梯梁、梯板三部门组成,外侧的平台两构建在两侧的框架柱上;在第三个模型中设置楼梯构件,但是梯梁构建在和框架柱相互分离的楼梯梯柱上;第四个模型中同样设计有楼梯构建,但是位于半层位置的平台板必须使悬挑板,主体结构不可和平台板相连。 第二,模型的各种参数计算。算例中的框架结构是第五层,第一层层高是4.2米,第二层及以上每层高度都是3.90米,建筑物高度共计19.8米;楼梯、梁、柱的钢筋混凝土刚性等级都是C30;主要构建的横截面大小分别为:基本风压是0.60KN/M2;梯板厚度是140毫米、楼板厚度是120毫米、梯梁尺寸是300毫米×400毫米、梯柱尺寸是300毫米×300毫米、次梁尺寸是300毫米×600毫米、框架梁尺寸是300毫米×700毫米、框架柱尺寸平均是600毫米×600毫米,地表的粗糙等级是B级;抗震烈度是7度,地震设计分组是第三组,场地类别是Ⅱ类,抗能能力属三级。 三、楼梯对框架柱的内力影响。 通常情况下,楼梯在Y轴上对框架结构影响最为显著,最能体现楼梯对框架柱的内力影响情况,所以笔者楼梯的框架柱作为研究对象,以探究Y轴方向地震条件下楼梯对第一层框架柱的作用。Y轴方向地震环境中的第一层框架柱的轴力曲线如下图。从图中我们可以看出,第二个模型楼梯四周的框架柱轴力发生了显著变化,第三个、第四个模型也都有一定变化,但均未第二个模型明显,剩余编号的框架柱轴力也未明显变化;第二个模型重的楼梯平台位置的框架柱轴力也发生了显著变化,剩余位置变化也不大,第三个及第四个模型的框架柱在各处的弯矩也没有明显变化。从这里我们可以指导,当我们将楼梯纳入计算之后,主要对楼梯四周框架柱产生内力影响,第三及第四模型中框架柱受影响不明显,但是第二个模型中楼梯对框架柱的内力作用较明显,在设计时必须全面考虑各种影响因素。 四、分析楼梯构件。 楼梯各个部分在地震环境下的受力很复杂,地震中梯柱可承担很大拉力,导致其在上端节点位置极易被破坏,梯板在受到较大拉力情况下也很可能被拉断,甚至梯梁也会被毁坏。我们将第一个模型中的楼梯作为研究对象,第二、第三、第四个模型中的楼梯的构件最大内力详见表2,在该研究中所选取的梯梁是半层平台与梯板连接位置的梁。从表4中我们通过

地震勘探断层组合及解释

在地震勘探圈闭评价中断层是一个非常重要的元素,油田早期勘探多以构造圈闭为主,构造圈闭中断层起着至关重要的作用。断层可以作为油气运移的通道,横向上、纵向上短距离运移、长距离运移都可能存在,这种断层有种说法叫“油源断层”或“控油断层”等;断层也可以实现油气的封堵,尤其是那种反向断层,由于断层的存在使得目的层储层正好对接致密泥岩;或形成断鼻构造、或形成断块构造。 在地震解释流程中,断层和层位追踪解释是核心。断层在垂直剖面上的直观反映是波组错断、扭曲以及振幅和频率的突变,在断层两侧体现出地层产状不同、构造变形不协调、地层厚度不同等特征。如下图: 断层的类型整体上分三种:正断层、逆断层和平移断层,如下图:

断层组合形态基本包括如下几类: 根据断层对构造、沉积的控制作用以及构造发育史,通常将断层分为几个级别:一级断裂,控制盆地沉积,断穿基底,在剖面上上下盘断距非常大,断层可能从深层一直断到浅层,平面上延伸很长,规模较大,从浅到深都会存在;二级断裂,控制构造带,是构造带的分界

线,剖面特征也很明显,断距比较大平面延伸较长;三级断裂,控制局部构造,如形成鼻状构造的两翼断层,剖面特征上断距不是很大,延伸较短;四级断裂,也就是那些伴生断层、小断层等。 从解释过程来看,断层组合就是选定某一层位面上各层位段与断层段在剖面上的交点(断点)分布规律,再根据用户对研究区域断裂分布的了解以及工作经验,把属于同一断层的断点相连,形成该层位面的断层分布图,进而形成空间断层面分布图。如下图: 由于断点来源于剖面,断层组合是在某一个层面上,所以在进行组合的时候必须要平剖吻合。 在描述上,断层剖面上的组合方式包括:“Y”字型、反“Y”字型、阶梯状或雁形、平行排列等,平面上组合方式包括:斜列状、网状、放射状、硫状、树枝状等。

活断层和地震

第七章活断层和地震工程地质研究 活断层 一.概述 1.地质学科领域内,将由活断层和地震活动所产生的工程地质问题,称为“区域地壳稳定性问题” 2.地球的构造运动可使地壳和上地幔中积聚构造应力,当构造应力增大并超过介质强度时,往往表现为活断层的突然错动,释放应变能,并以弹性波的形式在地壳表层传播而发生地震。 二.活断层 1.什么是活断层: 指今正在活动的断层,或近期曾活动过、不就得将来可能会重新活动的断层(又称潜在活断层)。 2.活断层时间上限问题: 美国原子能委员会: ①活动断层:全新世(10000a)以来活动的断层,并且未来任 有可能活动,其活动可以找到相应证据。 ②能动断层:在过去的35000a内至少有过一次活动证据,或 者在过去的500000a内有过反复活动证据。 我国规定潜在活断层的时间上线: 铁路线为10000a 高坝和核电站为50000a 3.活断层对工程建筑物的影响:

①地面错动直接损害跨越该断层的地标建筑 ②由此引发的地震所引起的危害 4.活断层的基本特征: ①活断层是深大断裂复活运动的产物。 ②活断层的继承性和反复性 ③活断层的活动方式 粘滑型:以地震方式产生间歇性地突然滑动。 围岩强度高,断裂带锁固能力强,能不断积累应变能蠕滑型:沿断层滑动面两侧岩层连续缓慢地滑动。 围岩强度低,断裂锁固能力弱,不能积累较大应变能。5.活断层参数: 产状;长度;断距;错动速率;错动周期;活动年龄 6. 活断层的鉴别标志 ①地质标志 a) 断层两侧地层岩性和产状截然不同,被错断,是最本质最重要最可靠的标志 b) 第四纪沉积层变形,砾石层中的砾石受剪断或压碎,视断层性质而定 c) 断层带的岩石因积压磨碎,变现为松散未胶结的破碎带 d) 在强震过程中沿活动性断裂带常常出现地裂缝 ②地貌标志 a) “风口”、“垭口”

板式建筑物楼梯对框架结构整体计算的影响分析

板式建筑物楼梯对框架结构整体计算的影响分析 在框架结构建筑物不断增多的今天,我们对框架结构的建筑物进行计算的过程中,不可忽视一些关键性的因素,比如板式建筑物楼梯的影响就比较大,它对框架结构会造成的影响也是比较多的。所以,本文进一步分析了板式建筑物楼梯对框架结构整体的计算影响,总结了影响的诸多方面,供参考和借鉴。 标签:板式建筑物;楼梯;框架结构;整体计算;影响 我们研究和计算框架结构建筑物,不得不重视板式建筑物楼梯的影响力,在分析和计算的过程中,要将板式建筑物楼梯的影响放在重点位置,才能够保证框架结构整体计算更加科学。 1、楼梯概念设计的理论分析 建筑框架结构设计是主要设计依据、抗震等级、人防等级、地基情况及承载力、防潮抗渗做法、活荷载值、材料等级、施工中的注意事项,选用详图,通用详图或节点,以及施工图中未画而通过说明来表达的信息,如混凝土的含碱量不得超过3kg/m3等。 楼梯在建筑物中是一个空间结构,各种构件以相当复杂的方式共同工作,这种复杂的、非弹性性质的、材料的时效、阻尼变化等多种因素,在实际计算中存在着不准确性。故在建筑抗震理论远未达到很科学严密的情况下,单靠理论计算很难使楼梯具有良好的抗震能力,因而在实际工程设计中我们多了许多概念,假定与简化。如楼梯不宜放在建筑物的角部和边部,以便于荷载的传递;同时减少水平地震力作用下空间扭转作用的影响。实际上踏步和平台梁是整体连接,计算时需要在支座处加构造负筋;以往在建筑工程中负筋一端锚入楼梯梁,另一端伸进楼梯板四分之一的踏步板跨度。但通过实际工程震害发现,在梯板四分之一处梯板断裂或梯板混凝土剥落。 再次,楼梯板在水平地震力作用下具有桁架中的腹杆效应,将产生较大的拉压力。楼梯板由原先我们只考虑竖向力时的受弯构件,转变为“拉压弯”构件,加强了楼梯处的局部抗侧刚度;结构刚度越大,地震作用效应越大,配筋越多。楼梯参与整体计算时的楼梯板配筋要比常规做法计算出来的钢筋面积大出40%左右,当楼梯板不能承受地震力所产生的轴力及弯矩,势必出现梯段被拉断的情况。这样为抵御地震而配的钢筋,增加了结构的刚度,反而又使地震作用效应增强。这样不仅加大了结构构件的设计难度,还增加了造价成本。 传统板式楼梯在进行设计时,没有考虑楼梯在地震作用下对结构整体抗震设计的影响,只是将楼梯单独进行设计和配筋,并且简单的将其按照简支梁、简支板进行荷载计算和配筋设计。传统板式楼梯在进行整体建模分析时也只是将竖向传递过来的荷载施加到框架梁、柱等主体结构上进行计算,对于楼梯间的楼板进行开洞处理,并且在进行配筋时没有采用双层双向的配筋形式。

断层在地震剖面上的反映及解释

断层在地震剖面上的反映及解释 论文提要 断层是一种普遍存在的较复杂的地质现象,我国华北、苏北、江汉、南海北部湾盆地等地区断层都相当发育,断层对于油气的运移聚集起着很重要的控制作用,与油气形成、分布、富集有十分密切的关系,因此正确解释断层就成为地震资料解释中一个十分重要的问题。下面我同大家一起来探讨一下这个问题。 正文 断层在时间剖面上的主要特征: 1.反射波同相轴错断,由于断层规模不同可表现为反射标准层错断和波阻系的错断,在断层两侧波阻关系稳定,波阻特征稳定,这一般是小型断层的反映,其特点是是断距不大,延伸较短,破碎带较窄。 2.反射同相轴数目突然增减或消失,波阻间隔突然变化,在断层的下降盘地层变厚,而上升盘地层变薄甚至缺失,这种情况往往是基底大断层裂的反映,其特点是断距大,延伸破碎带宽,这种断层对地层厚度起着控制作用,一般是划分区域构造单元的分界线。 3.反射波同相轴形状突变,反射零乱或出现空白带,这是由于断层错动引起的两侧地层产状突变,或是断层面的屏蔽作用和对射线的畸变造成的。 4.标准反射波同相轴发生分叉、合并、扭曲、强相位转换等现象,一般这是小断层的反映,但应注意这类变化有时可能是由于地表条件变化或地层岩性变化以及波的干涉等引起,区别他们要综合考虑上下波阻关系进行分析,对于地表条件引起的同相轴扭曲常表现为对不同深度的同相轴都是一样的影响。 5.异常波的出现这是识别断层的主要标志,在时间剖面上反射层中断处往往伴随出现一些异常波如绕射波,断面反射波它们一方面使记录复杂化另一方面成为确定断层的重要依据 一、断层模型的剖面特征 (一)水平地层中的断层 图一所示是水平地层中直立断层、倾斜正断层、倾斜逆断层的断层模型和叠加剖面上的反射同相轴形态,从图中可以看出地震反射剖面特征与实际模型基本一致,断层棱点处出现绕射波。 (二)倾斜地层中的断层 当断面倾斜时,断面反射波向其下倾方向偏移有以下几种情况: 正向断层和反向断层上下盘地层倾向与断面倾向一致称为正向断层,上下盘地层倾向与断面倾向相反称为反向断层,在水平叠加剖面上,正向断层的两盘的反射和断面波都向下倾方向偏移,反向断层的两盘反射向断面波相反方向偏移,(图一)绕射波的极小点对应真实地层断点位置,断盘反射波在断点处与绕射波向切,断面反射相对地下真实地层的断面位置总是向下倾方向偏移。

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