浅谈结构抗震设计

《浅谈结构抗震设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、浅谈结构抗震设计近半个世纪以来，由于地壳板块运动活跃，世界各地地震灾害频发，我国更是地震灾害多发国家。地震灾害给国家和人民生命财产造成了极大地损害，在此，合理的抗震设计就显得尤为重要。首先，谈一下地震反应和地震：结构的地震反应是地震作用下建筑物的惯性力，其大小取决于地震震级及距震中距离、场地特征、结构动力特征，它具有冲击性、反复性、短暂性和随机性。一次地震只有一个震级，震级相差一级释放能量相差30倍左右。地震烈度是地震波及范围内建筑物和构筑物遭受破坏的程度，确定其大小有两种方法：其一，抗震设防烈度由国家根据地震历史记录和地质调查研究确定。《抗震规范》规定,抗震设防烈度应采用设计基木

2、地震加速度和设计特征周期体现，其中，设计基本加速度值采用的是50年设计基准期超越概率10%的地震加速度的设计值，设计特征周期根据建筑物所在场地的场地土类别及建筑物按近震远震设计的地震分组进行确定；其二，地震发生以后经过震害调查根据建筑物、构筑物遭受损坏和破坏的情况确定地震烈度；一次地震，震中（震源正对地面位置）烈度约为震级的1.3倍。一次地震，当震源距地表越深，震中相对应烈度较小，地震波及范围大，震源距地表浅时，震中烈度大，地震波及范围小。基于上述地震反应和地震的特点，结构抗震设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用，避免地震能量的耗散仅集中在极少数薄弱部位，导致结构过早的破

3、坏。现有抗震设计方法的前提之一是假定整个结构能发挥耗散地震能量的作用，在此前提下，才能以多遇地震作用进行结构计算，构件设计并加以构造措施，或采用动力时程分析进行验算，试图达到罕遇地震作用下结构不倒塌的目标。下面谈一下结构抗震设计的基本原则：1.结构布置的简单性：结构简单则结构在地震作用下具有直接和明确的传力途径，结构的计算模型、内力和位移分析以及限制薄弱部位岀现易于把握，对结构抗震性能的估计比较可靠。2•结构布置的规则性和均匀性：沿建筑物竖向，建筑造型和结构布置应比较均匀，避免刚度、承载力和传力途径的突变，以限制结构在竖向某一楼层或极少数几个楼层岀现敏感的薄弱部位（这些部位会产生过

4、大的应力集中或过大的变形，容易导致结构过早的倒塌）；建筑平面应比较规则，平而内结构比较均匀，使建筑物分部质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递，并使质量分布与结构刚度分布协调，限制质量与刚度之间的偏心。建筑平面规则、结构布置均匀，有利于防止薄弱的子结构过早破坏、倒塌，使地震作用能在各子结构之间重分布，增加结构的赘余度数量，发挥整个结构耗散地震能量的作用。3•结构的抗震能力和刚度：水平地震作用是双向的，结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用。通常，可使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的抗震能力和刚度（停顿）。结构抗震能力是结构承载力及延性的综合反映。当结构虽承载力较小但具有

5、很大延性吋，所能吸收的能量多，虽然较早出现损坏，但能经受住较大的变形，避免倒塌，但是，仅有较大承载力而无塑性变形能力也就是延性较差的脆性结构，所能吸收的能量少，一旦遭遇超过设防烈度的地震作用时，很容易因脆性破坏使房屋造成倒塌。钢筋混凝土结构具有塑性变形能力，抗震设计的任务是合理的控制结构的塑性较区，掌握结构的屈服过程及最后形成的屈服机制，当地震作用下结构达到屈服以后，利用结构塑性变形（延性）来吸收能量。所以增加结构的延性，不仅能削弱地震反应而U提高了结构抗御地震的能力。而结构的延性是由采取一系列构造措施实现的，因此，在结构抗震设计中必须严格执行规范、规程中有关的构造要求。可以说从保

6、证延性的重要性来讲，抗震结构的构造措施比计算更重要（停顿）；结构的刚度，应能控制结构变形的增大，过大的变形将会因P-▲效应过大而导致结构破坏。刚度要适应在地震作用下的动力要求并应均匀连续分布，在一般静力设计中，任何结构部位的超强设计都不会影响结构的安全，但是，在抗震设计中，某一部分结构的超强，就可能造成结构的相对薄弱部位，因此，抗震设计中要严格遵循该强就强、该弱就弱原则，不得任意加强。4.结构的整体性：多、高层建筑结构中，楼盖对于结构的整体性起到非常重耍的作用。楼盖相当于水平隔板，它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力子结构，而且要使这些子结构能协同承受地震作用，特别是当竖向抗侧力

7、子结构布置不均匀或布置复杂或各抗侧力子结构水平变形特征不同时，整个结构就要依靠楼盖使各抗侧力子结构能协同工作。楼盖体系最重要的得作用是提供足够的面内刚度和抗力，并与竖向各子结构有效连接，当结构空旷、平面狭长或平面凹凸不规则或楼盖开大洞口时，应特别注意；此外，基础的整体性以及基础与上部结构的可靠连接也是结构整体性的重要保证（停顿）。基于上述抗震设计的基本原则，我国的建筑结构抗震设计按“三个水准”和“二阶段”进行。三水准抗震设防要求“小震不坏，屮震可修，大震不倒”，其中小