抗震設(shè)計概念總結(jié)

1、第一章：概論1. 我國450個城市中有3/4處于地震區(qū)，二其中大中城市的4/5以上均在地震區(qū)。2. 抗震規(guī)范規(guī)定：抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑，必須進行抗震設(shè)計。3. 地震類型： 按其成因分為：1）誘發(fā)地震：人為導(dǎo)致，危害不嚴重； 2）構(gòu)造地震：普遍、影響廣； 3）火山地震； 4）陷落地震。 按其震源深度分為：1）淺源地震：d<60Km，波及范圍小，危害大，最普遍； 2）中源地震：d=60300Km； 3）深源地震：d>300Km，波及范圍廣，破壞程度??；4. 地震術(shù)語： 1）震源：導(dǎo)致地震發(fā)生的起源區(qū)域； 2）震中：震源在地表的投影區(qū)域； 3）場地：被地震波及的某一地區(qū)；

2、4）震中距：場地到震中的水平距離； 5）震源距：場地到震源的距離； 6）震源深度：震源到震中的垂直距離； 7）震級（M）：里氏震級，表示地震本身強度和大小的度量。有一定適用條件，需用特定的地震儀。震級每增加一級，地震釋放的能量增加32倍。 8）地震烈度：某一地區(qū)的地面和各類建筑遭受一次地震影響的強弱程度，用于衡量地震引起的后果。一般震中區(qū)影響大，烈度高。我國采用12度劃分的烈度表。一次地震有一個震級但可能有多個烈度。 9）抗震設(shè)防烈度：國家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度。一般采用基本烈度?？拐鹪O(shè)防烈度每增加一度，設(shè)計基本地震加速度增加一倍。10）基本烈度：50年內(nèi)，II類場地

3、條件下，可能遭遇超越概率為10%的烈度值。多遇地震烈度=基本烈度-1.55 罕遇地震烈度=基本烈度+1。5. 地震帶：環(huán)太平洋地震帶、歐亞地震帶。我國處于兩地震帶之間；6. 地震災(zāi)害的表現(xiàn)：1）地表破壞：地裂縫、噴水冒砂、地陷、滑坡塌方；2）建筑物破壞：結(jié)構(gòu)喪失整體性破壞、承載力不足破壞、變形過大導(dǎo)致非結(jié)構(gòu)破壞、地基失效破壞；3）次生災(zāi)害：火災(zāi)、水災(zāi)、泥石流、海嘯等；7. 地震波：1）體波 縱波：壓縮波（P波），振動方向與傳播方向一致，引起地面垂直方向振動，周期短，振幅小。 橫波：剪切波（S波），振動方向與傳播方向垂直，引起地面水平方向振動，周期長，振幅大，振動方向不唯一，傳播遠。 2）面波

4、瑞利波（R波）：地面上表現(xiàn)為滾動形式。 勒夫波（L波）：地面上表現(xiàn)為蛇形運行。 面波周期長、振幅大、衰減慢，導(dǎo)致地表既垂直又水平振動。（破壞嚴重）速度：P>S>RL 振幅：RL最大一般震害來源：由體波和面波引起的水平地震作用。8. 地震三要素：1）峰值（最大振幅）：定量反應(yīng)地震動的強度特性； 2）頻譜特性：揭示地震動的周期分布特征； 3）持續(xù)時間：考察地震動循環(huán)作用程度的強弱；9. 三水準(zhǔn)兩階段：1）第一水準(zhǔn)：低于設(shè)防烈度的多遇地震，主體結(jié)構(gòu)不受損害。小震不壞。要求建筑物滿足多遇地震下的承載力極限狀態(tài)驗算要求，彈性變形不超過限值； 第二水準(zhǔn)：相當(dāng)于設(shè)防烈度的地震，可能損壞，但經(jīng)修理

5、可繼續(xù)使用。中震可修。要求建筑物具有相當(dāng)?shù)难有裕话l(fā)生不可修復(fù)的脆性破壞； 第三水準(zhǔn)：高于設(shè)防烈度的罕遇地震，建筑物不倒塌。大震不倒。要求建筑物的彈塑性變形不超過限值。 2）第一階段：驗算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力和結(jié)構(gòu)的彈性變形。小震不壞； 第二階段：驗算結(jié)構(gòu)的彈塑性變形。大震不倒。10. 建筑設(shè)防分類：根據(jù)使用功能的重要性和災(zāi)害的后果，分為甲乙丙丁四類。11. 抗震設(shè)計包括：1）概念設(shè)計：根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗所形成的基本設(shè)計原則和設(shè)計思路，進行建筑和結(jié)構(gòu)的總體布置并確定細部構(gòu)造的過程； 概念設(shè)計包含的內(nèi)容： a）注意場地選擇和地基基礎(chǔ)設(shè)計； b）把握結(jié)構(gòu)的規(guī)則性：應(yīng)使建筑物的平立面布置規(guī)則、對稱

6、，具有良好的整體性，質(zhì)量和剛度變化均勻，放置在平面上質(zhì)量中心和剛度中心不重合而造成嚴重的扭轉(zhuǎn)振動。 c）選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)體系； d）合理利用結(jié)構(gòu)延性：強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構(gòu)件。砌體采用配筋措施 e）重視非結(jié)構(gòu)因素：會影響主體結(jié)構(gòu)的動力特性、阻尼、周期。 f）確保材料和施工質(zhì)量。2）抗震計算：為抗震設(shè)計提供定量手段；3）構(gòu)造措施：保證結(jié)構(gòu)整體性、加強薄弱環(huán)節(jié)。 第一章課后題：1.1抗震設(shè)防烈度為6度以上的建筑，必須進行抗震設(shè)計。1.2構(gòu)造地震、火山地震、陷落地震、誘發(fā)地震 淺源地震、中源地震、深源地震1.3地表破壞、建筑物破壞、次生災(zāi)害 結(jié)構(gòu)喪失整體性、承重結(jié)構(gòu)承載力不足、變形過大導(dǎo)致

7、非結(jié)構(gòu)破壞、地基失效引起的破壞。1.4地震以振動波的形式傳遞并釋放能量。 地震波包含體波和面波1.5地震動的三要素：峰值：反映振動強度、持續(xù)時間：反映地震動循環(huán)作用強度、頻譜特性：反映地震動的周期分布特征第二章：建筑場地與地基基礎(chǔ)1. 建筑物和構(gòu)筑物的破壞類型：場地地基的破壞作用、場地的地震動作用。1）場地地基破壞作用：地震時首先是廠地和地基破壞。主要有地面破裂、劃破、坍塌、地基失效等。 解決措施：場地選擇、地基處理。2）場地的地震動作用：建筑和構(gòu)筑物首先破壞（普遍和主要原因） 解決措施：合理的進行抗震和減震設(shè)計和采取抗震和減震措施?？拐鹨?guī)范采用通過建筑場地分類來調(diào)整設(shè)計反應(yīng)譜的途徑加以抵御。

8、2. 場地條件對建筑震害的主要影響因素：1）場地土的剛度大小2）場地覆蓋層厚度場地土質(zhì)越軟，覆蓋層越厚，建筑物震害越嚴重，反之越輕。3. 場地土的類型：根據(jù)場地土的剛度來表示，場地土的剛度一般用土的剪切波速表示。剪切波速越大越堅硬。4. 場地覆蓋層厚度：從地表到地下基巖的垂直距離。影響地面反應(yīng)譜的周期及強度。薄土層主周期偏短，厚土層主周期偏長5. 土層等效剪切波速：反映各土層的綜合剛度（小計算）P216. 影響地表振動的主要因素：1）場地土剛度；2）場地覆蓋層厚度；7. 建筑場地類別劃分：根據(jù)場地土剛度和覆蓋層厚度劃分為I、II、III、IV類（適用于剪切波速隨深度增加的情況，當(dāng)深度下有軟弱土

9、時應(yīng)提高類別。建筑場地和場地土類型的區(qū)別：場地土類型只反映某單一土質(zhì)的情況，建筑場地類別是對位于覆蓋層深度范圍內(nèi)的各類土質(zhì)的綜合評價。劃分建筑場地類別的目的：在地震作用計算中定量考慮場地條件對設(shè)計參數(shù)的影響，確定不同場地上的設(shè)計反應(yīng)譜，以采取合理的設(shè)計參數(shù)和有關(guān)的抗震構(gòu)造措施。8. 場地的卓越周期：地表振動的頻度周期曲線上頻度最大值對應(yīng)的周期稱為場地的卓越周期。卓越周期越長則場地土軟。凡建筑物的自振周期與場地的卓越周期相等或相近時，建筑物的震害都有加重的趨勢9. 地基土的液化：飽和沙土或粉土的顆粒在強烈地震下發(fā)生相對位移，使圖的顆粒結(jié)構(gòu)趨于密實，若土本省的滲透系數(shù)較小，則孔隙水排泄不走收到擠壓

10、，孔隙水壓力上升，當(dāng)壓力與土顆粒所受總壓力相等時，土粒之間的抗剪能力消失。稱為液化。地基土液化的因素：1）土層的地址年代；2）土的組成：細砂較易液化，顆粒級配好的不易液化；3）相對密度：松砂較易液化，粘性顆粒少的易液化4）土層的埋深：埋深越大越不容易液化。5）地震烈度和持續(xù)時間。液化的判別：1）初步判別2）標(biāo)準(zhǔn)貫入度試驗：錘落距76cm，錘重63.5kg，連續(xù)打入30cm，所得的錘擊數(shù)。第三章地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗算1. 地震作用：地震時由地面加速度振動在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的慣性力地震反應(yīng)：結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形、位移及結(jié)構(gòu)運動速度和加速度。2. 地震反應(yīng)分析理論的劃分：靜力理論、反應(yīng)譜理論、動力理論

11、。1）靜力法：假定整個上部結(jié)構(gòu)隨地面做剛體平移運動，結(jié)構(gòu)各質(zhì)點水平地震作用的最大值即為質(zhì)點質(zhì)量與地面最大加速度的乘積。 缺點：未考慮上部結(jié)構(gòu)變形對地震作用的影響，未考慮地震作用隨時間的變化及其與結(jié)構(gòu)動力特性的關(guān)系。2）反應(yīng)譜理論（主要抗震分析方法）：將多個實測的地面震動波分別代入單自由度動力反應(yīng)方程，計算出各自最大彈性地震反應(yīng)，從而得出結(jié)構(gòu)最大地震反應(yīng)與該結(jié)構(gòu)自振周期的關(guān)系曲線。3）動力理論（時程分析）：只能用于特定地震波，計算分析量大。利用其進行補充計算。3. 反應(yīng)譜：單自由度體系最大地震反應(yīng)與體系自振周期的關(guān)系曲線。工程領(lǐng)域常采用加速度反應(yīng)譜計算結(jié)構(gòu)的地震作用。4. 地震系數(shù)：地面運動運動

12、加速度最大絕對值與重力加速度的比值。烈度每增加一度，k值大致增加一倍。5. 動力系數(shù)：單自由度彈性體系在地震作用下加速度反應(yīng)最大絕對值與地面加速度最大絕對值之比。無量綱，與地震烈度無關(guān)。影響動力系數(shù)的因素：1）地面加速度；2）結(jié)構(gòu)的自振周期；3）阻尼比曲線實際上是加速度反應(yīng)譜曲線。震中距遠時曲線的峰點偏于較長的周期，近時偏于較短周期。高柔結(jié)構(gòu)周期長6. 地震影響系數(shù)：單質(zhì)點彈性體系在地震時以重力加速度為單位的質(zhì)點最大加速度反應(yīng)。曲線由曲線決定7. 標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)譜：按照影響反應(yīng)譜曲線形狀的因素分類，按每種分類進行統(tǒng)計分析，求出最有代表性的平均曲線作為設(shè)計依據(jù)，這種曲線稱為標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)譜。8. 地震分組：

13、考慮震中距遠近不同對各類建筑物造成的影響。9. 利用反應(yīng)譜確定地震作用：P4010. 振型分解反應(yīng)譜法：將多自由度體系分解成若干單自由度系統(tǒng)的組合，然后引用單自由度體系的反應(yīng)譜理論計算各振型的地震作用。P5011. 底部剪力法應(yīng)用條件：1）高度不超過40m，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)。2）近似于單質(zhì)點體系的結(jié)構(gòu)。底部剪力法的假定：1）地震位移以基本陣型為主；2）基本陣型接近于倒三角分布12. 我國抗震規(guī)范規(guī)定：設(shè)防烈度為8度或9度區(qū)的大跨度結(jié)構(gòu)、長懸臂結(jié)構(gòu)，以及設(shè)防烈度為9度區(qū)的高層建筑，應(yīng)計算豎向地震作用。13. 抗震設(shè)計表達式中引入承載力抗震調(diào)整系數(shù)，主要考慮了（1

14、）動力荷載下材料強度比靜力荷載下高（2）地震是偶然作用，接哦股的抗震可靠度要求可比承受其他荷載的要求低。第四章 結(jié)構(gòu)非彈性地震反應(yīng)分析1. 非彈性地震反應(yīng)分析的必要性：結(jié)構(gòu)進入非彈性變形狀態(tài)后，剛度發(fā)生變化，疊加原理不適用，動力特征（自振頻率和振型）不再存在。2. 非彈性地震分析的方法：1）非彈性時程分析法；2）結(jié)構(gòu)靜力彈塑性分析方法：推覆分析（push-over）3. 結(jié)構(gòu)計算模型的種類：1）層間模型；2）桿系模型；3）有限元模型4. 人工地震波可以通過修改真實地震記錄或用隨機過程產(chǎn)生。修改真實地震波的方法是：修改振幅可實現(xiàn)不同的抗震設(shè)防烈度要求，改變時間尺度可以修改頻率范圍，階段或重復(fù)記錄

15、可以修改持續(xù)時間的長短。5. 結(jié)構(gòu)恢復(fù)力模型：描述結(jié)構(gòu)或構(gòu)件力變形滯回關(guān)系的數(shù)學(xué)模型建立方法：偽靜力加載試驗、反復(fù)靜力加載試驗、周期循環(huán)動荷載試驗及振動臺試驗等6. 對隔震結(jié)構(gòu)進行非線性地震反應(yīng)分析的主要目的：檢驗隔振設(shè)計的有效性、計算上部結(jié)構(gòu)地震作用及作用效應(yīng)、檢驗隔震層的安全性。第五章多層及高層鋼筋混凝土房屋抗震設(shè)計1. 多層和高層鋼筋混凝土房屋的震害：1）平面布置不當(dāng)產(chǎn)生的震害；2）豎向不規(guī)則產(chǎn)生的震害；3）防震縫處碰撞；4）框架柱的震害；5）框架梁的震害；6）框架梁柱節(jié)點的震害；7）抗震墻的震害；8）填充墻的震害。2. 框架結(jié)構(gòu)的框架應(yīng)比框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的框架抗震要求高。3. 一般性抗

16、震措施1）樓蓋的要求：優(yōu)先采用現(xiàn)澆樓、屋蓋結(jié)構(gòu)，其次是裝配整體式樓、屋蓋2）框架結(jié)構(gòu)的要求：不應(yīng)采用鉸接，框架梁和柱的中線應(yīng)盡可能重合，偏心距不超過柱寬的0.25，不應(yīng)采用部分由砌體墻承重的混合形式。3）對抗震墻結(jié)構(gòu)的要求：抗震墻的長度不宜過長，以避免在水平地震作用下的剪切破壞，洞口連梁的跨高比宜大于6，墻肢的長度沿全高不宜有突變，抗震墻有較大洞口時，洞口位置宜上下對齊。4）對樓梯間的要求：樓梯與主體整澆時，梯板起到斜支撐作用，對結(jié)構(gòu)剛度、承載力、規(guī)則性的影響比較大，抗震計算應(yīng)該計入其影響。4. 框架結(jié)構(gòu)的合理破壞機制及有關(guān)原則（1） 總體機制即為“梁鉸型破壞機制”以及強柱弱梁原則（2） 強剪

17、弱彎原則（3） 強節(jié)點和強錨固原則5. 柱軸壓比n定義為 ：n=NfcA軸壓比n越大，則延性越差。6. 每層柱要有箍筋加密區(qū)，以提高延性和轉(zhuǎn)動能力。7. P138例題第六章多層及高層鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計1. 鋼結(jié)構(gòu)房屋的震害：1）結(jié)構(gòu)倒塌：出現(xiàn)薄弱層；2）支撐構(gòu)件破壞；3）節(jié)點破壞；4）基礎(chǔ)錨固破壞；5）構(gòu)件破壞2. 鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)選型：1）純框架結(jié)構(gòu)：延性好，但抗側(cè)剛度較差；2）框架中心支撐體系：支撐會受壓屈曲；3）框架偏心支撐：具有穩(wěn)定的承載力和耗能性能。3. 設(shè)置多道防線設(shè)計，框架結(jié)構(gòu)一般設(shè)計成梁餃機制，有利于消耗地震能量、防止倒塌，梁是這種結(jié)構(gòu)的第一道抗震防線；框架-支撐（抗震墻板）體系以

18、支撐或抗震墻板作為第一道抗震防線；偏心支撐體系以梁的消能段作為第一道防線。4. 結(jié)構(gòu)布置要求：1）超過50m的鋼結(jié)構(gòu)房屋應(yīng)該設(shè)置地下室；2）一二級的鋼結(jié)構(gòu)房屋，宜設(shè)置偏心支撐，帶豎縫鋼筋混凝土抗震墻板、內(nèi)藏鋼支撐鋼筋混凝土墻板、屈曲約束支撐等消能支撐或筒體。3）采用偏心支撐框架，頂層可以為中心支撐；4）樓板宜采用壓型鋼板加現(xiàn)澆混凝土疊合成的樓板。5. 鋼結(jié)構(gòu)房屋的計算模型：1）進行內(nèi)力與位移分析時，一般可假定樓板在自身平面內(nèi)為絕對剛性；2）多遇地震分析時，考慮現(xiàn)澆混凝土樓板與鋼梁的共同作用；3）罕遇地震分析時，不考慮樓板與梁的共同作用。6. 罕遇地震下阻尼比的取值：0.057. 承載力和穩(wěn)定性

19、驗算的基本內(nèi)容1）框架梁柱承載力和穩(wěn)定性驗算；2）節(jié)點承載力和穩(wěn)定性驗算；3）支撐構(gòu)件承載力驗算；4）偏心支撐框架構(gòu)件的抗震承載力驗算；5）構(gòu)件及其聯(lián)接的極限承載力驗算8. 鋼框架構(gòu)造措施：1）限制長細比：保證彎曲變形能力；2）限制板件寬厚比：保證耗能能力。9. 梁端狗骨式設(shè)計：具有優(yōu)越的抗震性能，可將框架的屈服控制在消弱梁端截面處。10. 抗震設(shè)計時消能梁端應(yīng)該設(shè)計為剪切屈服型第七章：砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計1. 砌體結(jié)構(gòu)采用的是脆性材料，而且整個結(jié)構(gòu)由塊體砌筑而成，整體性不好。2. 樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端或轉(zhuǎn)角處3. 多層砌體房屋的抗震計算，一般可只考慮水平地震作用的影響，而不考慮豎向地震

20、作用的影響。4. 進行結(jié)構(gòu)的抗震計算時，宜使用底部剪力法等簡化方法。5. 設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱或芯柱是多層砌體房屋的一項重要抗震構(gòu)造措施。不僅可以提高墻體抗剪能力，還可以明顯提高結(jié)構(gòu)的極限變形能力。6. 圈梁在砌體結(jié)構(gòu)中，作為一項抗震構(gòu)造措施，可加強墻體見的連接以及墻體與樓蓋間的連接，與構(gòu)造柱一起，增強了房屋的整體性和空間剛度；作為樓（屋）蓋的邊緣構(gòu)件，將裝配式樓屋蓋箍住，從而提高了裝配式樓屋蓋的整體性和水平剛度；此外還可以約束墻體，限制裂縫展開，提高墻體的穩(wěn)定性，減輕地基不均勻沉降的不利影響。7. 砌體震害：1）房屋倒塌；2）墻體開裂；3）縱橫墻連接處破壞；4）墻角破壞；5）樓梯間墻體破壞；6）樓、屋蓋破壞；7）其他破壞。8. 房屋結(jié)構(gòu)的總體布置要求：1）有線采用橫墻承重或縱橫墻共同承重。2）縱橫墻均勻布置，豎向連續(xù)3）樓梯間不應(yīng)在房屋盡端或轉(zhuǎn)角處4）橫墻少、跨度大應(yīng)采用現(xiàn)澆樓、屋蓋。9. 房屋高寬比限制：保證足夠的穩(wěn)定性和整體抗彎能力。橫墻間距限制：間距大時，樓蓋不能將橫向地震作用有效傳遞到橫墻，造成縱墻出平面彎曲變形，倒塌。房屋局部尺寸限制：避免出現(xiàn)薄弱部位10. 多層砌體房屋抗震計算重點：對薄弱層的墻體進行抗剪強度的復(fù)核?；静襟E：1）確定計算簡圖；2）分配地震剪力