AP1000抗震分析与设计特点研究

24卷1期

2008年3月世　界　地　震　工　程WORLD E ARTHQUAKE E NGI N EER I N G Vol .24,No .1Mar .,2008收稿日期:2007-08-16;　修订日期:2008-01-23

作者简介:李忠诚(1971-),男,高级工程师,主要从事核电站厂址评估及地震安全分析与研究工作.

文章编号:100726069(2008)0120137206

AP1000抗震分析与设计特点研究

李忠诚杨孟嘉

(中广核工程有限公司工程技术部,广东深圳518124)

摘要:对AP1000抗震分析与设计的主要特点进行分析,并将这些特点同现有核电站的设计状况和我

国潜在厂址的情况进行对比。研究侧重于抗震分类、抗震设防水准及设计地震、地基岩土条件、抗震

裕度分析等几个主要方面。通过研究,把握AP1000抗震分析与设计的主要特点,对其设计特点和适

应性加深理解,并提出需要继续跟踪研究和关注的问题。研究成果可以为后续研究和AP1000堆型

的工程引进提供参考和基础素材。其中关于抗震裕度分析的研究内容对于在我国开展在役核电厂的

地震安全评估和3级PRA 分析亦有借鉴意义。

关键词:AP1000;抗震分析;设计;抗震裕度分析

中图分类号:P315 文献标识码:A

Study on the ma jor character isti cs of se is m i c ana lysis

and desi gn of AP 1000

L I Zhong 2cheng Y ANG Meng 2jia

(Depart m ent of Engineering Technol ogy,China Guangdong Nuclear Power Engineering Company,Shenzhen 518124,China )

Abstract:The maj or features of seis m ic analysis and design of AP1000are studied,which are compared with the relatives of an existing nuclear power p lant and with actual situati on of a potential site in China .The i m portant is 2sues f or the seis m ic design and safety evaluati on of a nuclear power p lant are e mphasized in this article,na mely seis m ic categories,res ponse s pectra of design gr ound moti on,s oil conditi ons and seis m ic margin analysis .A s better understanding about the maj or characteristics of the seis m ic analysis and design of the nuclear power p lant,the p re 2li m inary evaluati on conclusi ons on the technical issues and maturity of AP1000seis m ic design,and als o s ome sug 2gesti ons for the successive study and engineering i m p le mentati on are raised .And the research contents with related t o seis m ic margin analysis of AP1000would be p r ovided s ome useful references t o the seis m ic safety evaluati on and Level 3PS A f or an existing nuclear power p lant .

Key words:AP1000;seis m ic analysis;design;seis m ic margin analysis

1　前言

AP1000是美国西屋公司开发的一种两环路1000Mwe 非能动型的压水反应堆核电站,其设计满足美国

用户要求文件(URD )[1],具有被逐步认同的所谓“第三代”先进轻水堆的相对简单性、安全性和可靠性等特

点。特别是,与同样容量的传统压水堆核电站相比,由于AP1000设备等级降低,很多动力设备不再需要配置应急动力电源,很多设备无需作抗震分析或鉴定,抗震厂房容积得到很大程度的减小。由于AP1000遵循了URD 的某些要求,在抗震分类、抗震设防水准及设计地震和抗震分析等方面也有一些新的特点。

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目前我国正在进行基于国产化驱动项目的“第三代”堆的招评标工作,AP1000是参与投标的潜在堆型之一。本文拟对AP1000抗震分析与设计的主要特点进行分析,并将这些特点同现有核电站的设计状况和我国的潜在厂址进行对比。研究侧重于抗震分类、抗震设防水准及设计地震、抗震裕度分析等几个主要方面。通过研究,把握AP1000抗震分析与设计的主要特点,形成对其设计特点和成熟度的初步认识,并提出需要继续跟踪研究和关注的问题。研究成果可以为后续研究和AP1000堆型的工程引进提供参考和基础素材。其中对抗震裕度分析的介绍对于在我国开展在役核电厂的地震安全评估和3级PRA分析亦有借鉴意义。

1　AP1000抗震分类

AP1000的抗震分类遵循RG1.29[2]的推荐方法,将结构、系统和部件分为三类:抗震I类(C-I)、抗震II类(C-II)和非抗震类(NS)。抗震I类用于在地震条件下既要保持功能又必须保证完整性的物项。必须确保物项在地震事件发生时和发生后,满足详细的性能要求,严格保持预定设计功能及规范要求;抗震II类用于在地震条件下只须保证完整性而无需执行功能的物项。保证完整性主要是防止C-II类物项在SSE地震作用下(失稳)倒塌或损坏后,同C-I类物项发生相互作用(如碰撞、飞射物冲击等),从而使C-I类物项的功能恶化至不可接受的水平。因此,对C-II类设备主要局限于加强支承锚固设计,对于C-II类建(构)筑物,则主要注意平面和结构布置;不属于抗震I类和II类的物项均归为非抗震类。抗震分类的具体定义,以及在相关定义中用到“安全相关”和“安全相关功能”的概念,与传统定义无异,在此不予赘述。

以下对AP1000厂房和结构的抗震分类情况进行分析,并与一传统1000Mwe级压水堆核电站进行对比。AP1000主要厂房及结构的抗震分类见表1。

表1AP1000厂房结构的抗震分类

厂房/结构抗震分类厂房的容积/m3核岛:筏基、安全壳内部结构、防护厂房、辅助厂房、安全壳通风隔板C-I

158400钢质安全壳C-I

汽轮机厂房NS

附属厂房(远离辅助厂房一侧)NS

附属厂房(靠近辅助厂房一侧)C-II29000

放射性废物厂房NS

柴油发电机厂房NS

循环冷却水泵房NS

注:厂房容积按一台机组计算。

M310型核电厂为1000Mwe级压水堆核电厂,将它与AP1000进行一比较。M310中所有与安全相关的厂房和结构,都定义为抗震I类,其主要厂房及结构抗震分类情况见表2。

表2M310厂房结构的抗震分类

厂房/结构抗震分类厂房的容积/m3

反应堆厂房(筏基、壳体、内部结构)抗震1类75100

燃料厂房及PTR换料水池抗震1类25190+6550

核辅助厂房抗震1类50210

电气厂房、联结厂房抗震1类30810+15600

应急和循环冷却水取水泵站抗震1类35900

柴油发电机厂房抗震1类8370

辅助给水贮存罐厂房抗震1类6690

汽轮机厂房非抗震类

抗震1类厂房容积总计254420

注:①厂房容积按一台机组估算。

M310对于抗震1类的定义与AP1000完全相同,

都是指与安全相关的厂房和结构。但在M310中无明确的抗震II 类结构的分类,AP1000对抗震的要求更细,介于C -I 与NS 之间增加了C -II 厂房结构的分类,明确了在地震作用下需要防止倒塌和防止对抗震I 类结构产生影响的结构的抗震要求。

由于非能动安全系统的采用,安全系统得到较大的简化,设备数量减少,部分系统的抗震要求也相应降级,由表1和表2对比可见,AP1000抗震厂房容积减小。以1台机组估算,与M310相比,AP1000抗震I 类厂房的容积减少约38%,抗震I 类和抗震II 类厂房的容积比M310减少约26%。有特殊抗震要求的厂房结构容积的减小,会使建筑材料消耗量相应减少,施工工期相应缩短,也给电厂布置带来更多灵活性,可以带来比较明显的经济效益。

3　抗震设防水准及设计地震

3.1　抗震设防水准

核电厂抗震设计一般用到两个设防水准,一为运行基准地震(OBE ),一为安全停堆地震(SSE ),两水准具有明显不同的概率重现期水平,对应不同的量值。SSE 地震通常为核电厂区可能遭遇的最大潜在地震震动,是确保核电厂抗震I 类结构、系统和部件的完整性和可运行性,防止发生不可接受的放射性泄漏的设计基准地震水平。OBE 地震则通常为核电厂能保持正常运行的地震震动,OBE 地震效应参与某些工况的荷载组合,另外OBE 是评估管系和设备低周疲劳损伤状况的地震水平,也是确定停堆准则的主要指标。地震对核电厂设施可能造成两种模式的破坏:一是地震作用效应与其它荷载(如运行载荷)组合后使物项的应力强度超过允许的应力强度限值而发生强度破坏;另一种是地震作用效应和运行载荷组合后由于应力循环效应超过允许疲劳循环次数而损伤失效。可见,核电厂设计主要基于SSE 和OBE 两个设防水准,来确保抗震安

全,前者主要控制应力强度,后者主要控制疲劳损伤。相关研究[3]和工程实践表明,“两水准”设计往往有不

协调、不合理的地方(如不同法规标准对OBE 循环次数的规定不一致、对OBE 和SSE 阻尼比系数及应力限值的规定相互矛盾等),使抗震设计过分复杂(如使管系和设备的布置设计复杂化)、过分保守。为了解决上述矛盾,使抗震设计更为合理和经济,美国用户要求文件(URD )对抗震设防水准进行了“简化”,在抗震设计中取消了OBE 。

与URD 的要求基本一致,在AP1000中,仅以SSE 作为抗震设防基准,OBE 不再作为设计基准,取消OBE 对应的地震效应。基于SSE,引入一个“低水平地震(LLE )”的概念,LLE 地震的峰值加速度取SSE 地震的1/3。此LLE 不仅用于确立停堆准则,而且用于评估低水平地震所产生的应力循环导致的疲劳损伤,以考虑地震对管系和设备的疲劳影响。

3.2　设计地震反应谱

AP1000设计地震反应谱是根据美国潜在厂址(主要是美东部)的特征,在美国RG1.60[4]标准谱的基础

上修正而来,适当调高了高频部分的谱值。修正的具体方法是:以加速度反应谱为例,RG1.60标准谱在控制点0.25、2.5、9和33Hz 处的反应谱的谱值(即放大系数)保持不变,另外增加一个控制点(25Hz ),其谱值相当于RG1.60标准谱相应频率处谱值的1.3倍(即在25Hz 处谱值抬高幅度为30%)。AP1000设计竖向反应谱的修正与水平向类似。

在标准设计中,SSE 地面运动峰值加速度水平方向为0.30g,竖向为0.20g (g 为重力加速度,g =9.8m /s 2)。AP1000阻尼比为5%时的反应谱曲线见图1。

根据具体厂址的地质地震背景和特征作出的反应谱称为厂址相关反应谱,也简称场地谱。为了探讨AP000标准设计反应谱在中国的适应性,拟选广东滨海一潜在厂址作为适应性分析的对象。另外,我国核安

全导则HAD101/01和《核电厂抗震设计规范》

(G B50267-97)均推荐了具有区域包络意义的标准设计反应谱,简称HAD101/01谱。将AP1000标准谱与潜在厂址场地谱以及HAD101/01标准谱进行比较,阻尼比为5%时的反应谱对比见图1。潜在厂址场地谱和HAD101/01标准谱的零周期加速度(ZP A ,为反应谱的高频平台值,亦为地面运动加速度峰值)水平方向为0.2g,竖向为0.133g 。对比可见,无论是水平方向,还是竖向,AP1000标准设计反应谱均完全包络潜在厂址的场地谱和HAD101/01标准谱,且具有较大的裕量,尤其是对于所选的潜在厂址,裕量更为显著。可见,由于将AP1000地面运动峰值加速度定得比较高,而且基于RG1.60谱调高了高频段的谱值,因此,AP1000标准设计在中国具有较好的适应性。值得一提的是,相对于

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311期李忠诚等:AP1000抗震分析与设计特点研究

所选的潜在厂址,AP1000标准谱超出场地谱较多,显示出很大的裕量。从经济的角度,为了减小抗震设计裕量,有人提出考虑降低AP1000设计反应谱的ZP A,使之与厂址的ZP A 水平一致。但在工程中,若降低标准设计反应谱,需要作大量的分析评估工作,比如对标准设计的修改以及对设备等的重新实验和鉴定等,反而可能给投资和工期带来更为不利的影响。因此,根据国内外核电厂设计与建造经验,如果标准设计反应谱能够完全包络场地谱,直接采用标准设计,应是合理的选择

。

图1　设计地震反应谱的比较

3.3　设计地震时程

按照美国《标准审查大纲》

(SRP )[5]

的规定,AP1000采用人工合成的单组地震加速度时程,作为抗震I 类结构的动力分析输入。单组时程包含三个分量,三方向(两个水平方向和一个竖向)彼此正交、统计独立。人造时程根据一组实际地震时程记录(Taft 地震)修正得来。设计时程持时为20秒,包含一个平稳段,强震动持时超过6秒。由于设计时程依据SRP 的单组时程法,有1个特点:按照SRP 的要求,当采用单组时程,必须增加一个控制条件即满足对最小功率谱密度(PS D )的包络要求,以防止设计地面运动加速度时程在任何频率段出现能量不足的现象。按照SRP 的方法作出与设计反应谱相匹配的功率谱密度,此设计时程功率谱密度曲线完全包络目标功率谱密度曲线,满足SRP 要求。由于地震动具有很大的不确定性,而结构地震响应对地震动输入相当敏感,因此,国内外核电厂抗震分析大多采用多组时程法,以多样化的地震输入来考虑地震动的不确定性,通过对地震响应进行包络以确保地震安全。值得一提的是,我国现行《核电厂抗震设计规范(G B50267-97)》规定地震时程输入不得少于3组,为多组时程法。由此可见,作为国产化依托项目,AP1000如若引入中国,为了最终实现自主设计目标,在技术上存在如何同我国的法规、标准进行对接和协调的问题。4　地基岩土条件

抗震结构的地基岩土条件乃抗震分析的下部边界条件。AP1000标准设计只给出了硬岩场地(条件)的抗震分析情况,假设核岛坐落在硬岩上,岩土动态剪切波速大于2400m /s 。AP1000标准设计将此下限值设得如此之高,根据作者的分析,主要基于以下几方面考虑:(1)考虑硬岩场地,其反应谱能够包络软岩、中等土质和软土场地条件的反应谱;(2)满足固定端分析条件,可以简化分析。原美国标准ASCE 4-86中提出,只要地基岩土剪切波速≥1100m /s 就可以忽略土-结构动力相互作用(SSI )效应,直接按固定端进行分析。可见,实际上AP1000突破了ASCE 4-86考虑SSI 效应的剪切波速下限值;(3)西屋公司曾分析过地基岩土剪切波速上限取为6000m /s 时的地震反应,并与2400m /s 时的地震反应进行比较,二者的反应非常接近,对于超过2400m /s 的情况可以引用2400m /s 的分析结果。因此,可以说2400m /s 的剪切波速是一个具有包络意义的上限值、满足简化条件的下限值。此条件对于广东潜在的滨海核电厂址(剪切波速在2200～2900m /s 之间)而言,非常接近,基本处于AP1000标准设计参数的包络范畴,但在适应性评估时,仍需进一步分析岩土工程参数的差异所带来的地震反应的敏感性。

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5　抗震裕度分析

在国际核电工业界,尤其是美、欧、日等核电发达国家,于上世纪80年代开始,即进行基于概率层次的抗

震裕度分析(S MA ),取得了大量的成果[7～11],研究结果集中反映在美国先进轻水堆URD 要求文件之中。

AP1000抗震分析的一个显著特点即是根据URD 的要求,结合电厂的概率风险分析(PRA ),进行了抗震裕度分析,该分析非常系统和深入,乃S MA 技术首次在一个标准核电厂设计中得到全面应用。之所以进行抗震裕度分析,主要是借助于PRA 分析手段,证明电厂对超过设计水平的地震仍有裕度,即证明电厂具有抵御“抗震裕度地震(S ME )”的能力。

AP1000具有完整的PRA 分析,按照URD 的要求,建立了1级(堆芯损坏)、2级(大剂量释放)和3级(厂址剂量)PRA 分析模型。在3级PRA 分析中,考虑3类外部事件:火灾、内部水淹、地震。AP1000抗震裕

度分析即在3级PRA 中进行。采用美国核管会推荐的“高置信度低失效概率”

(HCLPF )概念和方法,在S MA 分析中,HCLPF 是地震加速度值,其含义是:物项或整个电厂在发生地震情况下,高于95%的置信度、不大于5%的失效概率条件下对应的地震加速度值,为一概率意义的抗震裕量值。

在AP1000中,S MA 分析的主要内容和步骤如下:

(1)确定抗震裕度地震(S ME )水平。AP1000的S ME 水平定为0.5g,与SSE 地震水平(0.3g )之比为1.67。S ME 反应谱则取AP1000标准反应谱,并将其零周期加速度标定至0.5g 。

(2)建立概率风险模型。在构建S MA 模型时作如下一些基本假定:地震事件发生的同时,电厂处于满功率运行状态;因AC 电源设备属于非抗震I 类,且不能保证厂内应急电源(柴油发电机)正常投运,故假定地震事件将引起丧失厂外电源(即引起全厂断电);不考虑非安全相关系统的作用,假定其在地震事件中损坏或丧失功能。

根据地震可能引发的初因事件及其序列,构建AP1000“地震初因事件树”,见图2。考虑6类地震初因事件:结构破坏、失流事故、大LOCA 、小LOCA 、假想瞬态、失去厂外电源

。

图2　地震初因事件树

(3)对电厂安全相关的结构和部件,分别计算其HCLPF 值。计算HCLPF 时,根据不同的对象和参数,采用不同的方法和数据,主要有:概率风险分析、确定论方法、实验数据、普通(非核电专用)风险分析数据。

(4)初因事件的HCLPF 计算。根据电厂安全相关的结构和部件的HCLPF 值,基于地震初因事件树,即可确定各类初因事件的HCLPF 值,结果见表3。其中,地震导致全厂断电事故E Q -I EV -LOSP 的HCLPF 为0.09g,虽低于S ME 和SSE,但因为安全相关系统按SSE 水准设计,且能抵御更高水准的地震,因而这种低水平的地震不会对电厂的任何安全相关系统构成威胁。所以地震导致的全厂断电事件不对电厂的HCLPF 产生贡献。实际上,这里隐含了电厂HCLPF 值的取值下限为SSE 地震加速度峰值水平。

表3

AP1000初因事件HCLPF 值初因事件

HCLPF 值主要(导)破坏模式EQ -I EV -STRUC

0.50g I RW ST 水池和安全壳结构内部损坏EQ -I EV -RVF A

0.50g 燃料破损EQ -I EV -LLOCA

0.76g PRHR 热交换器损坏EQ -I EV -S LOCA

0.54g 蒸发器导流管损坏EQ -I EV -AT W S

0.50g 堆芯组件破坏EQ -I EV -LOSP 0.09g 陶瓷绝缘体损坏

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5、按照最小值(即最不利)原则,确定电厂的HCLPF值。电厂的HCLPF由表3的最小HCLPF值确定,且不考虑E Q-I EV-LOSP的影响,因此,电厂HCLPF为0.50g。

S MA分析结果表明,对于安全停堆所必须的结构、系统和部件,其HCLPF值≥0.50g。因此,AP1000电厂具有抵御地面运动峰值加速度为0.5g地震的能力。

6　小结

通过本文的分析,可以得出如下初步结论,供进一步研究和工程引进时参考:

(1)AP1000抗震分类要求更细,在C-I和NS之间增加了C-II厂房结构的要求(防倒塌和与C-I相互作用),在设计中,AP1000具体考虑了NS和C-II物项对C-I物项的影响问题。AP1000中有特殊抗震要求的厂房结构的体积比传统的1000Mwe级压水堆核电厂明显减小,会带来比较明显的经济效益,也给电厂布置带来更多灵活性。

(2)基于URD的要求,AP1000设计地震中取消OBE的设防标准,以SSE作为唯一的设防基准,使得抗震设计更为合理和经济。

(3)AP1000设计地震反应谱由RG1.60标准反应谱修正而来,提高了高频部分的谱值。分析表明,此标准反应谱能够适应中国的厂址。AP1000抗震时程采用SRP单组时程法,同时满足时程反应谱的包络和最小功率谱密度函数的包络要求。当引入AP000时,需关注其与我国国标要求多组时程的衔接问题。

(4)由于标准设计只考虑硬岩厂址条件,所以抗震系统分析中未考虑SSI效应。标准设计采用单一的岩土参数,对于楼层反应谱的修正,AP1000只用到拓宽法,当地基岩土分布均一性较差,参数变化较大时,还应该用到包络方法,由此,可能会对标准设计进行较大的修改。中国引入AP1000时需关注此问题。

(5)AP1000采用HCLFP方法进行地震裕度分析,结果表明AP1000电厂具有对地面运动峰值加速度为0.5g地震的抵御能力。

归结起来,AP1000抗震分析与设计考虑了URD的一些要求,具有区别于传统设计的一些特点。当引入AP1000时,可能的问题主要在于具体厂址条件(如地基岩土参数和设计地震反应谱)同AP1000标准设计条件的接口问题,涉及对标准设计的评估和修改。必须说明的是,本文的分析仅仅针对抗震分析与设计特点进行探讨,并不代表所属单位在实际项目中采用或者排斥AP1000堆型的倾向性意见。

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浅析建筑抗震结构设计要点及其策略

浅析建筑抗震结构设计要点及其策略 发表时间：2019-09-21T22:48:52.813Z 来源：《基层建设》2019年第19期作者：边思捷 [导读] 摘要：抗震结构设计对建筑结构工程建设具有重要影响，因此为了提升建筑结构的抗震能力以及整个建筑的抗震性能，本文阐述了建筑抗震相关理论及其设计原则，对建筑抗震结构设计要点及其策略进行了探讨分析。 上海原构设计咨询有限公司天津分公司 摘要：抗震结构设计对建筑结构工程建设具有重要影响，因此为了提升建筑结构的抗震能力以及整个建筑的抗震性能，本文阐述了建筑抗震相关理论及其设计原则，对建筑抗震结构设计要点及其策略进行了探讨分析。 关键词：建筑抗震；理论；设计原则；结构设计；要点；策略 1.建筑抗震的相关理论及其设计原则的分析 1.1建筑抗震相关理论分析。主要包括： 1.1.1动力理论。动力理论也称地震时程分析理论，其主要对地震作为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入，建筑物简化为多自由度体系，计算得到每一时刻建筑物的地震反应，从而保障抗震的有效性。 1.1.2拟静力理论。拟静力理论是在估计地震对结构的作用时，仅假定结构为刚性，地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力大小等于结构的重量乘以地震系数。 1.1.3反应谱理论。反应谱理论是以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的分析，以及结构动力反应特性的研究为基础，是对地震动加速度记录的特性进行分析后的研究成果。 1.2建筑抗震设计原则分析。 1.2.1结构性原则。建筑结构设计要始终保证建筑结构的合理性，从建筑整体布局和整体结构进行考虑，最大限度保证建筑结构的合理性。对于建筑物的布局应考虑平衡和稳定，尽可能减少建筑物的侧向拉力，保证建筑物结构的稳定性。 1.2.2整体性原则。建筑结构设计需要注意建筑的整体合理性。虽然建筑结构设计需要注意相关抗震设计，但在抗震设计过程中还是对建筑整体的合理性给予关注，防止其与相关建筑规范相悖。 1.2.3垂直统一原则。建筑结构设计中的抗震设计时，需要对建筑自身的竖向均匀给予关注，在出现地震时，建筑自身会承担比较大的外力，这时就会使得建筑产生形变。假如建筑自身的竖向设计不均匀，在不均匀的应力影响下，一旦建筑自身强度和刚度出现不足，就会使得建筑产生扭曲，令建筑整体存在形变的可能，使得建筑自身的危险系数持续提升。所以在涉及建筑自身结构抗震时候，需要尽可能保证建筑自身的竖向均匀，针对建筑竖向受力情况给予详尽分析与了解，保证建筑竖向力可以被抑制在合理范围内。另外，还需要保证建筑物中墙柱等承重结构上下保持一致的链接，这样可以令建筑自身的整体性得到提升，令建筑具备吸收地震力的能力，减少地震对建筑结构造成的破坏。 2.建筑抗震结构设计要点的分析 2.1合理选择建筑场地。建筑抗震结构设计过程中，需要选择持力层土壤结构密度，性能好的场地，尽量稳定的土壤组成。作为建筑结构工程的场地，应确保施工场地内的持力层更加均匀地承受上层建筑的负荷。设计人员应避开软土和液化土，采空区和河岸边等相关地段的选址，以避免由于上述地质区域内土壤的密度，硬度和凝结而造成的土壤性能差对地震进行反应的过程。对于一些易发生山体滑坡，泥石流的危害，在设计的时候需要尽可能的避开。同时尽量避免在地震断层带选址，这样才能够提升上部建筑结构对地震灾害作用力的抵抗性能。 2.2严格建筑结构抗震材料的选择。从地震的角度来看，作为建筑材料应该是较轻并保持高强度；部件之间的连接应具有良好的整体性，延展性，并能充分发挥材料的强度。根据这一原理，钢结构最符合抗震材料的要求，多次地震的例子表明，钢结构的抗震性能好，但钢材的成本和维修费用较高。现浇钢筋混凝土结构完整性好，其自身的成本相对较低，抗侧向刚度较大，设计可以保证结构具有一定的延性。但是这种材料也有不可逾越的弱点：当地震长期存在时，在反复的地震荷载作用下，由于裂缝的萌生，构件的刚度下降，混凝土被压碎。组合式钢筋混凝土结构易于施工，但其地震弱点在于框架节点等节点的强度和变形能力低于构件本身的强度，并且预制构件在进行装配的时候会出现次应力，整体结构缺少连续性与整体性；所以这种结构不应该在高烈度地区进行使用。所以在建筑结构进行设计的过程中，为了使得建筑抗震性能得到提升，一定要科学合理的去选择适合该建筑的建筑材料。 2.3科学布局建筑结构平立面体型。建筑抗震结构设计过程中，如果建筑结构布局合理，符合抗震规范要求，就可以有效提升建筑结构抗震能力。建筑结构平面布局是指建筑物体型尺寸设计过程中，在保证功能使用的基础上，合理选择平面规则进行布局，从而保证同一楼层同一建筑楼层刚度一致；同时需要减少建筑物的竖向不平度，使建筑物的竖向刚度变化稳定，避免不同刚度之间的不稳定性。 2.4做好结构参数计算工作。建筑抗震结构设计过程中，需要结合该地区的自然条件，选择合适的地震级别和合理的建筑物抗震策略。根据不同类型结构在地震冲击力作用下的荷载作用力，完成抗震设计参数的选取。采用先进的计算机技术，建立相应的建筑结构抗震计算模型，清晰地计算出建筑物的抗震力，确保选定的抗震等级和抗震策略，以及抗震设计参数还有相关的抗震计算模型能够达到抗震性能需要，确保建筑结构抗震设计过程中的应力合理性和科学性。 3.建筑抗震结构设计策略的分析 3.1充分考虑位移问题。我国建筑抗震结构设计大多以承载力作为基础，而设计人员则采取线弹性方法，对小幅度震动情况下的结构变形力、内力等进行分析，采取组合内力方法，对构件的截面进行验证，以此确保结构的可靠性、稳定性。另外，为了更好地针对基础位移状况实行抗震设计，应该充分了解结构变形情况和配筋之间的关系，有针对性地采取设计方法，当建筑结构进入到抗震阶段后，对其变形力进行细致分析与探讨。 3.2设置多道抗震防线。发生强烈地震后通常会发生多次余震，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。 3.3提升薄弱部位的抗震能力。 3.3.1在强烈的地震影响下，构件并不存在强度安全储备，其实际承载能力是判断薄弱部位的重要依据。

关于建筑结构设计中抗震结构设计的分析

关于建筑结构设计中抗震结构设计的分析 发表时间：2016-05-21T10:22:48.723Z 来源：《基层建设》2016年1期作者：吴坚 [导读] 普洱市建设工程施工图设计审查事务所本文以建设结构设计为主题，探讨与其相关的抗震结构设计问题。 普洱市建设工程施工图设计审查事务所云南普洱 665000 摘要：本文以建设结构设计为主题，探讨与其相关的抗震结构设计问题。首先结合地震危害对建筑工程设计的抗震结构设计进行了简要概述，主要从延性系数设计、能力普法方面对抗震结构进行了分析说明，并对具体的抗震设计内容、目标进行了介绍，重点结合实际工程案例，探讨了建筑结构设计中的场地选择、平面结构设计的均衡性、简单性与完整性等。希望通过本文初步论述可以引起更多的关注与交流，同时希望可以为该方面的研究工作提供一些有价值的信息，以供参考。 关键词：建筑；结构设计；抗震结构；分析 自然灾害对人类的生存有巨大危害，以地震为例，在2008年5月12日，我国发生的7.8级汶川大地震，损失惨重，造成了众多生命的消逝；另一方面，地震会破坏地面上的建筑物、各种生物等，而且，当这些建筑物或大型树木倒塌时，也会给人类带来严重伤亡，因此，对于人类范围难以控制的领域应该防患于未然，采取远离的措施，而对于人类可控的范围，则应该采用防震技术进行预防，尤其应该加强对建筑结构中抗震结构设计的研究。 一、建筑结构抗震设计分析 在我国，建筑行业以《建筑抗震设防分类标准》为依据，进行具体的抗震设计，从而为建筑工程结构质量提供可靠保障；在抗震设计方面，会根据不同的区域、工程要求等，选择不同的抗震设计方案；其最终目的在于切实落实抗震标准要求，严格按照相关需要进行抗震结构设计，并将其运用到实际的施工之中。从建筑结构抗震设计方面分析，建筑结构中，有抗震设计这一重要环节，而且，是保障建筑物安全性能的必要基础；在通常情况之下，会采用能力普法、延性系数设计；从关联性看两种办法，均以建筑位移、抗震设计间的关系为基本考量范围，辅助建筑施工，确保建筑抗震方案的有效性，从而增加其安全可靠性。 二、从抗震结构设计的具体内容方面分析 1、建筑场地的选择 首先，应该选择适宜的建筑场地；设计师在具体的设计中，应该考虑其平坦性、开阔性，并对地质的密度、硬性以及相关构成加以具体检测；其次，对荷载承重加以分析，尽可能的避开液化土层、软土地基等；还应该防止在易发生泥石流、滑坡等地段进行场地选择；第三，应该避开地震断裂带，减少地震灾害。 2、建筑空间布置设计 首先，在建筑结构平面空间、立体空间方面的设计，应该以提高建筑结构自身的优越性，达到抗震性能的提升，应该稳定、科学合理，符合数据计算要求；最重要的是，在均衡性方面、简单性方面、整体性方面保持切实有效。 其次，在均衡性方面，应该考虑地震来袭时的作用力，引发的应力、对空气冲击所形成的作用力等，所以，应该考虑多方面的作用力，从而保证平面主轴方面强度、刚度，通过强有力的稳定性能克服来自地震灾害的强大冲击；通常而言，强度高、稳定性好，抵抗能力就越强； 第三，在结构的简单性方面，主要是考虑到建筑结构的稳定性，才选择这个结构，因为建筑结构设计的简单化，可以减少其它因素的影响，从而增加对建筑的加固建设，防止稳定性出现问题； 第四，在整体性方面而言，主要是指应该从整体抗震、部分抗震两个方向思考，确保整体上的抗震能力，又增加局部的抗震能力，从而将其消于无形之中，保障建筑工程的质量，防止因单一化造成坍塌现象。 3、科学进行参数技术工作 首先，在延性系数设计方面；主要是以最大曲率为对象，对建筑结构抗震设计中的抗震数据进行具体运算（其中，延性设计目标数据、抗震水平是与其相关的主要因素）；从最大曲率的计算公式可以看出 其中，为建筑抗震结构设计中的极限曲率，为其屈服曲率；是抗震构件的极限位移，为曲线位移；以此可以计算最大曲率，并对延性系数加以计算，弄清晰二者的关联，然后，以需求的延性系数为准，设置抗震方案。 其次，从能力普法方面分析；这种方法集中用于设计好的抗震方案之中，原因是该方法重点分析抗震中的弹塑性问题、汇总抗震设计中的剪力、屈服位移；并且，在这种方法的运用之下，以变化曲线设计的方法，可以将加速度（Sa）、建筑位移（Sd）的关系清晰的表达出来；而且需要延性系数的参与；具体的公式如下 ， 其中，屈服位移与位移限值的比值，就等于延性系数；而当不小于3时，抗震结构设计会有充足的延性空间，从而达到抗震的效果。

关于建筑抗震结构设计的分析

关于建筑抗震结构设计的分析 摘要：本文作者介绍了建筑抗震设计的标准及设计的基本要求，提出了建筑抗震结构设计的措施。 关键词：建筑；抗震结构设计；分析 abstract: in this paper, the author introduces the building seismic design standards and the basic design requirements, and puts forward the building seismic structural design measures. key words: building; seismic structural design; analysis 中图分类号：tu3 文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）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。自从去年东京的大地震之后，人们对于建筑物防震性能的关注加强了，建筑物的防震性能在地震来临之时对于保护人民的财产和生命安全起着至关重要的作用，作为一名建筑工作者，对于建筑结构中有关防震设计的理念和措施，提出了一些自己的看法

(完整版)东南大学抗震结构设计考研复试重点

2012抗震防灾笔试题回忆 大题1：振型分解反应谱法，很简单，记得验算最小地震剪力。 大题2：底部剪力法；需要知道怎么算弯矩，算剪力时记得考虑鞭端效应。 简答题：1.解释隔振和减震的原理; 2.耐火极限； 3.为什么底部框架，上部砖房的结构在汶川地震中底部破坏严重； 4.怎样形成整体破坏机制； 5.什么是动力系数，地震系数，水平地震影响系数以及他们的关系; 6.简述框架结构中延性原则 判断题：桥梁抗震是根据水平地震影响系数来计算的 同样地震烈度，远震中距破坏严重。 地震只有一个烈度，一个震级。 混凝土强度要适中。 为什么砌体结构中，横强要有最小间距？ 还考了两题延性，请注意，判断题要说明理由。 第一章绪论 学习要求： 1．了解地震震害 震害主要表现为地表破坏、工程结构破坏和次生灾害三种形式。 2．了解地震分类 构造地震，火山地震，陷落地震，诱发地震 3．理解地震波、地震震级与地震烈度的定义 a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，称为地震波，地震波是一种弹性波。体波(纵波，横波)，面波（瑞雷波，乐浦波）， 纵波使建筑物产生上下颠簸 剪切波（横波）使建筑物产生水平方向摇晃 面波使建筑物既产生上下颠簸又产生左右摇晃 b里氏震级 1935年美国人查尔斯·里克特﹙C.F.Richter﹚给出定义：M=lgA A—标准地震仪记录的距震中100km的最大水平地动位移（微米） M<2，微震，无感觉，只有仪器可观测 2≤M<5，有感地震

5≤M<7，破坏地震 7≤M<8，强烈地震或大地震 M≥8，特大地震 震级M与能量E的关系： M增大一级E增大32倍 c烈度（intensity）：表示地震所造成的某一地区的地面和地面以上建筑物破坏的程度。或者说地震时在一定点震动的强弱程度。 4．深刻理解抗震设防烈度的概念 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。一般情况，取50年内超越概率10%的地震烈度。 具有规定性和权威性 ◆地区最小单位为县级 ◆依据基本烈度但不一定等于基本烈度 ◆设防烈度为6、7、8、9度 5．理解多遇地震、罕遇地震的定义 6．掌握“三水准”抗震设防目标，了解建筑结构抗震设计方法 小震不坏，中震可修，大震不倒 7．了解抗震设计的基本要求 a选择有利场地，避免不利场地，不得危险场地修建建筑物。 b地基基础设计注意,同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同 的地基上；同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用 桩基。 c建筑平立面设计要求,力求简单规则、避免刚度突变 d结构体系要求, 有明确的计算简图，受力明确、传力直接，有多道抗震防线。 e结构构件要求,有较好的延性、加强节点连接及整体性 f非结构构件要求,与主体结构要有可靠连接，避免不当设置对主体结构的不利影响。 g施工质量,施工应正确贯彻抗震设计意图，并符合质量验收标准。 h隔震和耗能减震 要点、难点分析： 一、“三水准”抗震设防目标 当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用。(小震不坏)。 当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用。(中震可修)。 当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。(大震不倒)。 二、建筑结构抗震设计方法 第一阶段： 对绝大多数结构进行小震作用下的结构和构件承载力验算；在此基础上对各类结构按规定要求采取抗震措施。对于大多数结构一般可只进行第一阶段的设计。 第二阶段： 对一些规范规定的结构（有特殊要求的建筑、地震易倒塌的建筑、有明显薄弱层的建筑，不规则的建筑等）进行大震作用下的弹塑性变形验算。

建筑结构抗震设计复习资料完美篇

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：

提高建筑结构抗震设计的措施

提高建筑结构抗震性能的措施 摘要：随着社会的发展和科学技术的进步，建筑抗震设防已是工程结构设计面临的迫切任务，建筑结构设计人员为防止、减少地震给建筑造成的危害，就需要分析研究如何合理地提高结构的抗震性能。从目前抗震设计现状出发，找出结构安全与经济合理的最佳结合点，找出合理有效的抗震设计方法。 一、建筑结构抗震性能的影响因素 1.1 建造场地的选址不正确 当建筑物的建造场地在软土、液化土等土壤分布不均等 场地时，在地震发生时可能会导致建筑物的崩塌和下陷，这是由于地基内土壤存在软弱粘性的土壤和不均匀的土层造成的，特别是在填土的区域，特别是在建筑物建设时如果无法避开土地和地形地势的影响，应该对地基进行加固处理和建筑结构的合理设计。 1.2 建筑物结构设计不科学 当发生较大的地震灾害时，建筑结构的延性能力的性能十分重要，某种程度上来说，建筑结构构件的延性能力能够产生更大的抗震能力。建筑结构的延性能力主要是通过破坏部分次要的建筑构件来减轻地震对整个建筑结构所造成的破坏，达到对建筑物整体的保护作用。延性构件能够很好的在地震发生时产生非弹性的形变，最大限度地将地震能力转移至自身，其抗震性能和产生的作用甚至高于建筑结构的抗震强度，但是在对于建筑延性构件的设计上往往存在很多的问题。在地震灾害发生时，以钢筋混凝土为主的框架梁往往会最先出现形变，在对建筑起支撑作用的支柱变形出现稍晚。如果在延性框架上的设计缺乏合理，没有正确的选择一个可以受到强力作用的形变构件，建筑结构延性构件还没有发挥其延性就遭到破坏，没有一定的消耗地震发生对建筑结构产生的破坏力，那么就无法保证框架的对地震能量的消耗，从而对建筑结构造成破坏。

建筑结构安全等级建筑抗震设防类别地基基础设计等级框架的抗震等级

建筑结构安全等级建筑抗震设防类别地基基础设计等级框架的抗震等 级 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

建筑结构安全等级. 0.8 建筑结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性，采用不同的安全等级。建筑结构安全等级的划分应符合表1.0.8 的要求 表1.0.8 建筑结构的安全等级 安全等级破坏后果建筑物类型 一级很严重重要的房屋 二级严重一般的房屋 三级不严重次要的房屋 注 1 对特殊的建筑物，其安全等级应根据具体情况另行确定； 2 地基基础设计安全等级及按抗震要求设计时建筑结构的安全等级，尚应符合国家现行有关规范的规定。 建筑抗震设防类别 3.0.2 建筑工程应分为以下四个抗震设防类别： 1特殊设防类：指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑。简称甲类。 2 重点设防类：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑。简称乙类。

3 标准设防类：指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑。简称丙类。 4 适度设防类：指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑。简称丁类。 3.0.3 各抗震设防类别建筑的抗震设防标准，应符合下列要求： 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。 注：对于划为重点设防类而规模很小的工业建筑，当改用抗震性能较好的材料且符合抗震设计规范对结构体系的要求时，允许按标准设防类设防

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/㎡。

浅析建筑结构设计中的抗震设计

浅析建筑结构设计中的抗震设计 摘要：进入21世纪，在建筑设计中，抗震设计依然在建筑设计中占重要地位， 一个好的建筑设计必定会有与之相匹配的优秀抗震设计，因此，在工程建设当中，加强工程结构的抗震性设计是工程师在设计时主要考虑的问题之一。特别是近年 来我国的工程建设脚步逐渐加快，为了应付日益频繁的地震灾害，必须要使建筑 结构具有非常高的抗震能力，减少地震带来的损失。抗震性设计是工程结构设计 中的重要环节，抗震性设计要兼顾工程实际以及地震类型以使抗震效果得到最大 发挥。该文正是基于此，研究地震发生时的特质，分析工程结构设计中的关键要素，供同行参考。 关键词：建筑结构；抗震性；设计要点；应用 当下，在面对地震这样的自然灾害时，为了使人民群众的生命、财产在地震 的自然灾害中减少伤害损失，因此我们需要对抗震设计在建筑结构设计中的应用 进行探讨，进而增加其应用范围，最大限度的减少损失。地震会对工程结构产生 复杂的机理破坏，而工程抗震设计就是为了抵消地震对建筑物的不良作用，降低 建筑的受影响程度，即：“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设计标准。在 工程结构的抗震设计上，不应将计算设计作为唯一方式，更主要的是将工程抗震 理念与实践经验相结合。解决抗震问题主要经过定性的实际现象、物理机制分析、变化过程研究以及总结特性规律和震后情况分析等方式来解决。这些理念共同组 成了抗震概念设计，即概念化设计，其主要研究结果如下。 1、我国目前工程结构抗震理论的问题 众所周知，从世界各国的建筑方式来看，普遍采用吸收消耗地震作用力为主 的插入式整体结构，但是对于工程结构抵抗地震作用力的受力设计与分析，则必 须从结构的整体来分析建筑的抗震性能。 随着建筑市场的蓬勃发展，超高层建筑的数量激增，这给建筑抗震工作带来了更 大的难度，对于这些不同种类的建筑，基础深度的差异主要对应于地震作用的强弱，建筑基础的深度与受地震影响的大小成正比，同时加上基础设施的多样化： 例如地铁、管道、电缆等地下设施都增加了地震场地的不稳定性。当前的抗震设 计没有考虑建筑本身的效果，忽略了建筑地基的地震场地效应衍生的种种问题。2、抗震概念的关键要素 因为近年来我国几次严重的地震灾害给受灾区域的经济、群众人身安全带来 严重打击，所以目前国内抗震技术也在不断地发展，其占工程结构设计的比重也 逐渐增加。因此根据地震的形态进行抗震设计非常具有必要性。其中需要注意的 有以下几点：第一，抗震概念设计要求工程结构的形态足够简练。当工程各构件 的受力情况清晰时，抗震设计的难度也会相应降低，同时保证了受力信息分析的 准确性。且简明的建筑结构也能降低建筑的受损害程度，避免了过多的结构薄弱点，从而保证了建筑的整体性，增强了建筑的抗震能力。第二，设计当中首先要 研究竖向力的均匀分布，要保证建筑横隔层上下部分比例的竖向收进尺寸的准确性，只有合理分析结构的竖向受力情况才能使分隔层平衡达标。洞口的开设要保 证整齐规则，确保建筑整体的刚度和强度得到加强，防止因为地震外力导致刚度 不稳定变化以及整体结构变形的情况出现。另外还应保证建筑的刚度和延性，这 需要相同高度的层面支柱与相关连接构件保持统一。刚度均匀分布和强化结构的 延性，使建筑具有更强的地震抵抗能力，同时保证填充墙的墙和柱不直接接触， 必要时可以设置防震缝。第三，建筑的基础设计是工程结构设计的核心工作，为

建筑结构基于性能抗震设计的问题分析 秦伟高

建筑结构基于性能抗震设计的问题分析秦伟高 发表时间：2019-08-28T14:58:30.140Z 来源：《防护工程》2019年11期作者：秦伟高高庆马彦峰 [导读] 近年来，我国地震自然灾害频繁发生，给我国受众人身财产安全以及国家公共财产安全带来了很大的威胁。 中国建筑第八工程局有限公司广东深圳 518000 摘要：我国建筑行业的快速发展推动我国经济建设的发展迅速。随着社会的进步和发展，建筑业在这几年获得了蓬勃的发展，建筑的高度也在逐渐增加。可以说，在人们的生活中，建筑涉及的种类众多，随处可见。但是，许多问题也逐渐暴露出来，比如说在建筑过程中，没有详细的对建筑的抗震结构进行设计和分析。 关键词：建筑工程；结构；抗震设计 引言 我国地大物博，幅员辽阔，地质环境非常复杂。地震是破坏性较强的自然灾害，不仅对社会基础设施、建筑工程有着很大的破坏性，还给受众日常工作生活带来了巨大的影响。近年来，我国地震自然灾害频繁发生，给我国受众人身财产安全以及国家公共财产安全带来了很大的威胁。 1建筑设计与建筑抗震设计之间的关系 当前，很多建筑项目的实施工都综合的考虑到了建筑的抗震性能，并采取了一些措施进行建筑抗震的设计，取得了较好的效果，大大的提高了建筑工程的安全性能。建筑设计通常进行于项目施工的准备阶段，以便为工程的正式施工提供良好的参考。在进行具体的设计时，为了确保设计方案的科学合理以及工程施工的顺利进行，设计人员要结合地质及场条件、环境因素等进行综合的考虑。建筑设计是项目完成的重要环节，合理的建筑设计能保障建筑项目的顺利施工，并能保证建筑物有足够安全度抵御地震力对建筑物的破坏。所以，在建筑设计中有效的融入抗震理念，将大大提高建筑的抗震性能，给建筑物的稳定性提供最大的保障。此外，建筑设计可以为抗震设计提供重要的参考，将两者进行有效的结合，能够让建筑物的抗震性能更上一个层面。通常来说，一旦制定了建筑的设计方案，后期就很难进行改动。所以在建筑设计的过程中，设计人员要先深入的分析建筑结构的构建设置和整体布局，充分考虑建筑物的抗震性能，之后再对设计方案进行最终的确定。这样做也能让建筑物在长期的使用中仍然保持良好的抗震性能。 2建筑结构基于性能抗震设计的问题分析 2.1工程结构体系问题 就现代建筑工程结构体系问题而言，主要可以总结归纳为以下几点：第一，建筑工结构体系一定要从根本上规避制约工程整体稳定性的各类因素，这就要求工程设计师要全面考虑，着重考虑部分架构受损而影响到工程整体结构的抗震性能；第二，要想进一步提高建筑工程整体结构的稳定性，工程设计师一定要和现场施工人员做好交接，这就要求工程设计师给出确定的计算简图和科学的地震能量传播渠道，只有这样才能够让现场施工人员理解设计师的设计意图，从而更好地保证工程架构的整体抗震性能；第三，架构体系一定要具有能够满足实际使用需求的承载能力、强大的变形能力以及消耗地震能量的能力。这就要求设计师在实际设计工作中务必要有效利用钢筋混凝土架构，积极利用钢筋混凝土强大的承载力、变形力以及能量传送能力，从而全面提升建筑工程整体结构的抗震性能；第四，工程结构体系一定要具备适宜的刚度和强度，只有这样才能够最大限度地集中应力和塑性能力，从而全面规避因工程结构局部稳定性受到损坏而影响工程整体。 2.2地基选择问题 当前，随着人口的不断增加以及城市化的不断推进，各种生活资源表现出日益紧缺的趋势。部分房地产商在建筑过程中，只注重经济效益，没有按照建筑选址要求进行合理的建筑选址，没有详细的分析建筑周围地区的场地和环境，甚至根本没有考虑过是否适合建筑，有的建筑的选址在地震断裂带上，一旦发生地震将出现后果。其实，我国也出台了一些文件来规范建筑的选址，比如要求房屋建设要尽量避免在地震多发区域，建筑基础要选择在地质均云的土层或岩层上。 3提高抗震设计的对策 3.1对建筑的平立面进行合理的布置 建筑物性能的优劣可以说在一定程度上取决于房屋自身的建筑布局。所以，房屋的抗震性能也可以通过科学合理的建筑布局以及结构设计得到加强。这也就是说，如果抗震设计的要求没有很好的建筑布局配合，那么就算在精细的地震分析也无法发挥抗震设计的真正效果。此外，为了能够充分体现建筑物的抗震效果，建筑物的宽度和高度必须符合相关的要求。 3.2重视抗震结构设计方式的选取，强化非结构位置构件抗震设计 由于我国幅员辽阔，我国各地区地质土质情况各不相同。建筑工程施工建设过程中，因地质土质柔软、不稳定因素引发的工程结构不稳定问题频繁出现，因此，现代建筑工程结构抗震能力设计工作中，工程设计师一定要全面根据施工现场地质土质情况展开设计，这样才能够从根本上保证工程结构设计全面符合施工场地位置抗震能力的实际需求。实际工程结构设计工作中，建筑工程抗震结构设计方式的选取，直接决定建筑工程整体结构的安全性和稳定性，利用选取强度较高、刚度较强的工程主体架构设计方式，可以从根本上降低工程结构弯曲变形的发生几率，有利于从根本上提高建筑工程抗震能力。这就要求工程结构设计师要仔细对抗震结构进行研究，具体情况具体分析，全面根据施工现场土质地质情况进行，只有这样才能够在从根本上确保抗震结构探究的全面性和非结构位置构件设计的有效性。这一过程中需要注意的是，对于非结构位置构件设计，设计师务必要针对容易发生风险隐患的短柱进行有效的设计处理，全面遵循整体性原则，着重强化短柱位置的抗震性能，从而从根本上强化建筑工程整体结构的抗震能力。 3.3合理计算建筑结构参数 通过分析近些年来的地震灾害现象，可以发现同一地震等级对不同地区、不同类型房屋建筑所造成的影响是不同的。所以严格遵循地震设防标准，结合当地实际情况，来对房屋建筑结构进行抗震设计，才能够使得所制定的抗震设计方案是科学的、有效的。在对房屋建筑结构进行设计的过程中，设计人员应采用科学的计算方法，合理计算房屋建筑结构参数，确保所计算出来的结构参数的有效性和准确性。

(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

土木工程结构设计中对抗震问题的分析 郝懂

土木工程结构设计中对抗震问题的分析郝懂 发表时间：2019-10-10T15:21:55.497Z 来源：《建筑模拟》2019年第33期作者：郝懂 [导读] 本文首先分析建筑抗震性能影响因素及其抗震设计原则，然后以此为基础，进一步探究抗震设计策略，希望能够对其工程质量进行更高程度的保障。 郝懂 陕西鑫濯建设工程开发有限公司 710000 摘要：在进行土木工程结构设计过程中，建筑位置选择和高度因素会对其抗震性能造成很大程度的影响，相关工作人员必须对其进行严格控制，本文首先分析建筑抗震性能影响因素及其抗震设计原则，然后以此为基础，进一步探究抗震设计策略，希望能够对其工程质量进行更高程度的保障。 关键词：土木工程：结构设计：抗震问题 引言： 在对土木工程具体实施结构设计工作时，科学分析抗震问题能够确保土木工程结构具有更高的抗震性能，确保土木工程结构具有更高的安全性，同时，还可以确保土木工程结构有效提升整体刚度，进而提升其抗震性。为了进一步明确在土木工程结构设计过程中如何更高程度的落实抗震设计，特此展开本次研究。 一、工程抗震性能影响因素 （一）建筑位置选择 在对土木工程进行结构设计时，建筑位置选择会在很大程度内影响其抗震性能，因此，在具体进行抗震设计时，相关工作人员需要确保合理选择建设位置，以此为基础，确保土木工程结构具更高的抗震性。在具体进行选择时，相关工作人员首先需要确保所选位置地势平坦，使其在地震作用下能够保持良好的平稳性，避免地震作用对其造成严重破坏[1]。其次，还需要确保位置选择平坦开阔，避免由于地震导致出现断层或滑坡等现象，对其地基稳固性进行更高程度的保障。 （二）高度因素 土木工程在进行结构设计时，高度也会对其抗震性能造成很大程度的影响，因此，在具体进行施工作业时，相关工作人员需要基于现场具体情况对其结构高度进行科学控制，以此为基础，确保土木工程结构具有更高的抗震性。就地震过程中不同建筑具体表现形式而言，建筑高度越高，地震对其破坏越强烈，建筑自身稳定性无法抵御地震作用产生的巨大冲击力，基于此，在对土木工程具体进行结构设计，相关工作人员需要基于施工现场具体环境科学设计结构高度，确保其合理性。 二、抗震结构设计原则 （一）简化结构形状 在对土木工程进行抗震结构设计时，相关工作人员必须简化结构设计，以此为基础，确保通过简单计算能够进一步明确建筑结构整体受力情况，进而确保对其土木工程进行更为精确的抗震结构设计。简化工程结构设计，不仅能够确保项目工程薄弱环节具有更高的坚固度，同时，还可以在很大程度内减少地震损害建筑物，有效提升建筑整体抗震性能及其结构稳定性。 （二）合理化和科学化 为了进一步保障土木工程结构具有更高的抗震性能，相关工作人员在进行抗震结构设计过程中，必须基于建筑具体情况合理规划其结构设计，确保在进行结构设计过程中能够对其科学性进行更高程度的保障，避免影响建筑整体结构。与此同时，在进行抗震设计时，相关工作人员还必须确保其设计的整体性，确保建筑各个结构都具有较高的可靠性和稳定性，尤其是对基础设施进行结构设计时，必须确保其连接解密性，对建筑整体稳定性进行更高程度的保障。 三、抗震设计策略 （一）优化工程基础结构 在进行土木建筑工程施工作业时，桩基等基础结构会对其工程质量造成很大程度的影响，决定建筑整体安全性能和功能发挥。因此，在具体进行结构设计时，相关工作人员必须高度重视基础结构设计，通过合理控制施工现场桩基长度，桩基设置形式和现场地质情况能够确保合理优化建筑基础结构强度，确保项目基础结构可以承载工程整体质量，同时还需要确保能够抵抗外力。与此同时，在具体进行墙体设计时，设计人员还需要对其尺寸和厚度进行合理控制，以抵抗八级地震所具有的抗震能力为目标进行墙体设计，避免在地震环境下出现墙体倒塌等不安全因素，业主经济损失进行有效控制。 （二）划分土木工程结构 通常情况下，不同地震等级所产生的破坏力存在很大程度的差异性，相关工作人员在对土木工程结构进行抗震设计时，需要综合分析当地地震历史状况，并以此为基础科学处理建筑墙结构和梁结构，确保建筑抗震能力可以抵御当地最高等级地震，进而对建筑整体结构的稳定性和适用性进行更高程度的保障，同时，还可以进一步节约资源，有效提升土木工程整体性能。与此同时，在具体进行设计过程中，相关人员还需要综合考虑在地震环境下，钢筋混凝土所具有的延展性和承载力，有效提升建筑延展性，能够确保建筑物各构件具有更高的刚度和强度，从而使建筑更为高效的抵御地震作用力。为了确保在出现地震时能够对其损害进行更高程度的控制，相关工作人员还需要科学协调土木工程结构与建筑防护标准。 （三）合理改进抗震线设计 在土木工程建设过程中，确保建筑物具有更高的整体抗震能力，避免地震导致建筑出现大面积崩塌，更高程度的保护建筑物及其相关人员是进行抗震结构的主要目的。在具体进行土木工程设计时，相关工作人员需要不断提升其延展性，同时，还需要有效结合建筑强度和刚度，以此为基础，当发生地震时，地震作用力会在一定程度内向建筑各个部门分散，从而有效提升工程结构整体抗震能力。在安装抗震结构构建时，相关工作人员需要在框架内部加强同一水平柱两端长度，确保防治柱地段能够有效避免发生塑胶性变形，进而对其梁端和柱端出现的塑胶性情况进行有效纠正，进而对胶性变形造成的影响进行有效分散[2]。在具体进行工程结构设计时，如果相关工作人员无法确定当地最强地震等级，会对其建筑结构设计准确性造成一定程度的不利影响，因此，在具体进行土木工程结构设计时，需要对其概念设计