工程結構抗震設計課程總結報告(共5頁)

1、2011-2012第二學期工程抗震課程過程考核：課程總結報告 課 程 總 結 報 告姓 名： 張志星 學 號： 0901012045 專業(yè)班級： 09土木 2 班 成 績： 建筑結構抗震設計學習總結通過一學期對建筑結構抗震設計課程的學習，雖然時間很短暫，但還是了解和認識到了，結構抗震設計對房屋建筑的重要性，并且學習到了抗震設防的目標和思想，當遭受低于本地區(qū)抗震設防烈度的多遇地震影響時，主體結構不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用；當遭受相當于本地區(qū)抗震設防烈度的設防地震影響時，可能發(fā)生損壞，但經(jīng)一般性修理仍可繼續(xù)使用；當遭受高于本地區(qū)抗震設防烈度的罕遇地震影響時，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞。使用

2、功能或其他方面有專門要求的建筑，當采用抗震性能化設計時，具有更具體或更高的抗震設防目標。一、了解地震知識和設防思想地球內(nèi)部的溫度隨深度增加而不斷升高，從地下20km到700km，溫度從大約600°C上升到2000°C。另外，地球內(nèi)部的壓力也不均衡，在地幔上部約為900MPa，地幔中間則達到370000MPa。在這樣的熱狀態(tài)和不均衡壓力下，地幔內(nèi)部的物質(zhì)處于緩慢運動之中，地殼巖層也不停地連續(xù)變動，不斷產(chǎn)生變形和應力，積聚了大量的能量。當巖層的應變達到其極限應變時，巖層就會發(fā)生突然斷裂和錯動，積聚的應變能得到突然釋放，以波的形式傳到地面，從而形成地震。這從局部地質(zhì)構造上解釋了地

3、震的成因，稱為斷層學說。地震引起的振動將能量以波的形式從震源向各個方向傳播，此即為地震波。地震波是一種彈性波，包括在地球內(nèi)部傳播的體波和在地表傳播的面波。體波又包括縱波和橫波，面波包括瑞利波和樂夫波。地震烈度某一區(qū)域的地表和各類建筑物遭受某一次地震影響的平均強弱程度，既反應地震后果又是地面運動強度的一種度量。表示一次地震大小的震級只有一個，然而由于同一次地震對不同地點的影響不一樣，隨著距離震中的遠近會出現(xiàn)多種不同的烈度。一般來說，距離震中越近，烈度就越高；距離震中越遠，烈度就越低?？拐鹪O防的思想抗震設防目標應達到經(jīng)濟與安全間的合理平衡，世界上的大多數(shù)國家都遵循“小震不壞，中震可修，大震不倒”的

4、設防目標。我國“抗震規(guī)范”的三水準設防目標是：第一水準當遭遇多遇的、低于本地區(qū)設防烈度的地震時，主體結構不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用；第二水準當遭遇相當于本地區(qū)設防烈度的地震影響時，可能發(fā)生損壞，但經(jīng)一般修理仍可繼續(xù)使用；第三水準當遭受高于本地區(qū)設防烈度的罕遇地震影響時，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞。使用功能或其它方面有特殊要求的建筑，當采用抗震性能化設計時，具有更具體或更高的抗震設防目標。規(guī)范要求對抗震設防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑，必須進行抗震設計。二、抗震概念設計抗震概念設計就是根據(jù)實際的震害和工程經(jīng)驗、科學和試驗研究等形成的基本設計原則和設計思想，做好建筑和結構的總體布置和細部構

5、造，避免不利于結構抗震的做法。建筑結構抗震概念設計涉及勘察、設計、施工等環(huán)節(jié)，包括場地選擇、建筑平立面造型、結構體系的選擇、非結構構件的處理以及材料的選用等。2、1場地、地基與基礎在建筑選址時，應根據(jù)工程需要和地震活動情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關資料，盡量選擇對建筑抗震有利的地段，避開不利和危險地段。主要的考慮方面：斷裂帶、滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流、孤突地形、非巖質(zhì)陡坡、河岸和邊坡邊緣、軟弱土、液化土、延性及均勻性等。對山區(qū)建筑，場地勘察應有邊坡穩(wěn)定性評價和防治建議，邊坡設計應符合建筑邊坡工程技術規(guī)范（GB 50330）的要求。邊坡附近的建筑基礎應進行抗震穩(wěn)定性設計，建筑基礎與土質(zhì)邊坡

6、、強風化巖質(zhì)邊坡的邊緣應留有足夠的距離。為減少地面運動傳給上部結構的地震能量，應選擇具有較大平均剪切波速的堅實場地，較薄的場地土覆蓋層可以減輕柔性建筑的震害。盡量將建筑物的自振周期與地震的卓越周期錯開，避免共振的情況出現(xiàn)。同一結構單元的基礎不宜設置在性質(zhì)截然不同的地基上，也不宜部分采用樁基礎部分采用天然基礎，充分考慮到地基不均勻沉降可能帶來的影響。2、2建筑的平立面布置建筑設計應根據(jù)抗震概念設計的要求，明確建筑形體（建筑平面、立面和豎向剖面）的規(guī)則性。不規(guī)則的建筑應按規(guī)定采取加強措施，特別不規(guī)則的建筑應進行專門研究和論證并采取特別的加強措施。不應采取嚴重不規(guī)則的建筑。規(guī)則性評價需綜合考慮幾何布

7、局、結構設計以及使用等因素，總的要求是平面布置、質(zhì)量和抗側力構件的平面布局宜規(guī)則、對稱，立面變化和側向剛度沿豎向宜均勻變化，豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小，避免側向剛度和承載力的突變。2、3防震縫的設置要求1）當不設防震縫時，應采用符合實際的計算模型，分析判明應力集中、變形集中或地震扭轉效應等導致的易損部位，采取相應的加強措施；2）當在適當部位設置防震縫時，宜形成多個較規(guī)則的抗側力結構單元。防震縫應根據(jù)設防烈度、結構材料種類、結構類型、結構單元的高度和高差以及可能的地震扭轉效應情況，留有足夠的寬度，其兩側的上部結構應完全斷開；3）當防震縫兼作伸縮縫和沉降縫時，其寬度應符合

8、防震縫的要求。防震縫寬度應符合下列要求：（1）框架結構（含設少量抗震墻的框架結構）房屋的防震縫寬度，當高度不超過15m時不應小于100mm，高度超過15m時，6度、7度、8度和9度分別增加5m、4m、3m和2m時，宜增加20mm；（2）框架-抗震墻結構房屋的防震縫寬度不小于上述寬度的70，抗震墻結構房屋不小于上述值的50。均不可小于100mm；（3）防震縫兩側結構類型不同時，宜按較寬者和較低的房屋高度確定。三、結構地震反應分析與結構抗震驗算3、1振型分解反應譜法分析平動的振型分解反應譜法是最常用的振型分解法。“平動”表示只考慮單向的地震作用且不考慮結構的扭轉振型；“反應譜法”表示采用反應譜將動

9、力問題轉換為等效的靜力問題而不是用時程分析獲得各個振型的反應。平動的振型分解反應譜法適用于可沿兩個主軸分別計算的一般結構，其變形可以是剪切型，也可以是彎剪型和彎曲型。3、2計算水平地震作用的底部剪力法用振型分解反應譜法計算比較復雜，能否采用簡單近似的方法？前面的例題中發(fā)現(xiàn)，總的地震作用效應與第一振型的地震剪力分布相近。用第一振型的地震作用效應作為結構地震作用效應的方法稱為底部剪力法。底部剪力法的適用條件和假定：適用條件：建筑高度不超過40m以剪切變形為主，質(zhì)量和剛度沿高度分布均勻；假定：位移反應以第一振型為主，為一直線。思路是：首先求出等效單質(zhì)點體系的總作用力（即底部總剪力），然后再按一定的規(guī)

10、則分配到各個質(zhì)點。最后按靜力法計算結構的內(nèi)力和變形。3、3結構地震反應的時程分析法為了了解不同結構在不同地震歷程中的反應過程，從70年代開始，動力時程分析方法開始在理論界作為分析結構地震作用的主導方法。該方法對一條具體的具有某種頻譜特點的地震波，根據(jù)給定的場地條件、具概念意義的加速度直接求解結構的動力方程。不滿足于反應譜法中對延性的總體考慮，根據(jù)試驗和理論分析結果，建立結構(構件)的非線性恢復力模型，對結構進行彈塑性動力時程分析，以期把握結構在地震過程中任一時刻的力和位移的反應、薄弱部位、甚至各構件的狀態(tài)和屈服機制。這一階段的主要研究內(nèi)容有時程分析方法、結構或構件的非線性性能(各種滯回模型)的

11、研究、振動臺試驗、擬動力試驗、頻域分析方法、抗震可靠度和多維多點地震輸入等問題。動力時程分析理應能更好地反應結構的地震行為，但由于對結構的非線性性質(zhì)和地震動特性認識的不足，分析過程中所用的結構或構件的恢復力模型和合理的地震動輸入問題等尚需進一步發(fā)展，相對復雜的分析過程也限制了這種方法的普及。3、4建筑結構抗震驗算地震作用的方向：規(guī)則結構對抗震有利，對分析的結果也易于把握，因此盡可能保證結構的規(guī)則性。對各類建筑結構的地震作用，一般情況下應至少在建筑的兩個主軸方向分別計算地震作用，各方向的水平地震作用應由該方向的抗側力構件承擔。對有斜交抗側力構件的結構，當交角大于15°時，應分別計算各抗

12、側力構件方向的水平地震作用。對質(zhì)量和剛度分布明顯不對稱的結構，應計入雙向水平地震作用下的扭轉影響，其它情況允許采用調(diào)整地震作用效應的方法計入扭轉影響。8、9度時的大跨度和長懸臂結構及9度時的高層建筑應計算豎向地震作用。計算模型：結構體系應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。質(zhì)量和剛度分布接近對稱且樓、屋蓋可視為剛性橫隔板的結構可采用平面結構模型進行抗震分析，其它情況應采用空間結構模型進行抗震分析。除抗震規(guī)范特別規(guī)定外，建筑結構應進行多遇地震下的內(nèi)力和變形分析，此時可假定結構處于彈性工作狀態(tài)，內(nèi)力和變形分析可采用線性方法。不規(guī)則或具有明顯薄弱部位的結構應進行罕遇地震下的彈塑性變形分析，可

13、采用彈塑性靜力或時程分析方法，符合條件時可采用簡化方法。利用計算機進行結構分析時，可采取必要的簡化計算與處理，但應符合結構的實際工作狀況，應考慮樓梯構件的影響。計算軟件的技術條件應符合規(guī)范和有關標準的規(guī)定，并應闡明其特殊處理的內(nèi)容和依據(jù)。多遇地震下復雜結構的內(nèi)力和變形分析應采用不少于兩個合適的不同力學模型，并對計算結果進行比較分析。所有計算結果應經(jīng)分析判斷確認合理、有效后方可用于過程設計。當重力附加彎矩大于初始彎矩的10時應計入重力二階效應的影響。樓屋蓋的剛度對受力影響很大?，F(xiàn)澆和裝配整體式混凝土樓屋蓋等剛性樓屋蓋建筑，樓層水平地震剪力宜按抗側力構件的等效剛度的比例分配；木樓蓋、木屋蓋等柔性樓

14、屋蓋建筑，宜按抗側力構件從屬面積上重力荷載代表值的比例分配；普通的預制裝配式混凝土樓屋蓋等半剛性樓屋蓋結構，可取前述兩種分配結果的平均值。四、總結 通過本次抗震設計，使我認識到建筑結構抗震設計是一門土木專業(yè)的重要專業(yè)課，對于我們?yōu)姆缹I(yè)的學生來講，是必須掌握的，眼下會對以后相關的課程起到很大的輔助作用。特別是畢業(yè)設計時會有很多的相關知識設計，長遠來看，對我們以后的從事工作有很大幫助。而且在當前社會形勢下，地震災害愈來愈多的出現(xiàn)，對于我們抗震設計將會是非常重要的。本次課程設計我們進行了1地基砂土液化評價；2判別地基砂土液化等級；3計算底層抗震墻-框架側移剛度；4計算地震作用標準值；5計算層間地震

15、剪力；6畫出力學分析簡圖。通過對這些內(nèi)容的設計讓我意識到結構抗震設計對房屋建筑的重要性，并且學習到了抗震設防的目標和思想，當遭受低于本地區(qū)抗震設防烈度的多遇地震影響時，主體結構不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用；當遭受相當于本地區(qū)抗震設防烈度的設防地震影響時，可能發(fā)生損壞，但經(jīng)一般性修理仍可繼續(xù)使用；當遭受高于本地區(qū)抗震設防烈度的罕遇地震影響時，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞。使用功能或其他方面有專門要求的建筑，當采用抗震性能化設計時，具有更具體或更高的抗震設防目標，達到小震不壞，中震可修，大震不倒”的設防目標抗震設防的思想抗震設防目標應達到經(jīng)濟與安全間的合理平衡，世界上的大多數(shù)國家都遵循“小震不壞，中震可修，大