混凝土结构抗震培训

混凝土结构抗震 地震形成原因 构造地震 是由于岩层断裂 发生变位错动 在地质构造上发生巨大变化而产生的地震 所以叫做构造地震 也叫断裂地震 板块构造与地震 火山的关系火山地震 是由火山爆发时所引起的能量冲击 而产生的地壳振动 火山地震有时也相当强烈 但这种地震所波及的地区通常只限于火山附近的几十公里远的范围内 而且发生次数也较少 只占地震次数的7 左右 所造成的危害较轻 陷落地震 由于地层陷落引起的地震 这种地震发生的次数更少 只占地震总次数的3 左右 震级很小 影响范围有限 破坏也较小 诱发地震 在特定的地区因某种地壳外界因素诱发 如陨石坠落 水库蓄水 深井注水 而引起的地震 10 11 人工地震 地下核爆炸 炸药爆破等人为引起的地面振动称为人工地震 人工地震是由人为活动引起的地震 如工业爆破 地下核爆炸造成的振动 在深井中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压力 有时也会诱发地震 地震分级 按震级大小可把地震划分为以下几类 弱震震级小于3级 如果震源不是很浅 这种地震人们一般不易觉察 有感地震震级等于或大于3级 小于或等于4 5级 这种地震人们能够感觉到 但一般不会造成破坏 中强震震级大于4 5级 小于6级 属于可造成破坏的地震 但破坏轻重还与震源深度 震中距等多种因素有关 强震震级等于或大于6级 其中震级大于等于8级的又称为巨大地震 地震能量单位里氏 共划分12级 每级强度差约32倍 地震的危害 直接灾害破坏地震直接灾害是地震的原生现象 如地震断层错动 起地面振动 所造成的灾害 主要有 地面的破坏 建筑物与构筑物的破坏 山体等自然物的破坏 如滑坡 泥石流等 海啸 地光烧伤等 次生灾害地震次生灾害是直接灾害发生后 破坏了自然或社会原有的平衡或稳定状态 从而引发出的灾害 主要有 火灾 水灾 毒气泄漏 瘟疫等 其中火灾是次生灾害中最常见 最严重的 此外 社会经济技术的发展还带来新的继发性灾害 如通信事故 计算机事故等 这些灾害是否发生或灾害大小 往往与社会条件有着更为密切的关系 日本震后图 日本震后图 汶川震后图 抗震设防目标 1 第一目标 小震不坏 当遭受低于本地区地震基本烈度的多遇地震影响时 一般不受损坏或不修理可继续使用 2 第二目标 中震可修 当遭受相当于本地区地震基本烈度的地震影响时 可能损坏 经一般修理或不需修理仍可继续使用 3 第三目标 大震不倒 当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震时 不致倒塌或发生危及生命的严重破坏 抗震等级划分特一 一级 二级 三级 四级其中特一级抗震是在一级抗震的基础上提对塑性铰进行加强 提高塑变能力 抗烈度等级6 7 8 9级因为缺乏可靠的地震资料及数据大于9级可按照 地震基本烈度X度建筑抗震设防暂行规定 执行 汶川震后建筑照片反思 核心区钢筋锚固长度不够 箍筋加密区未加密 短柱破坏箍筋未加密 核心区钢筋搭接箍筋未加密 核心区钢筋搭接 核心区节点柱子无箍筋 柱子应力集中区受剪破坏 柱子根部受剪破坏箍筋未加密 柱子钢筋核心区受剪破坏 纵向受力钢筋拉断 钢筋有明显径缩 梁出现斜剪破坏加密区箍筋设置不到位核心区受剪破坏 剪力墙洞口上翻X破坏 连梁破坏 通过上面的震后照片来看 柱子受到破坏严重 作为主要称重构件柱子破坏严重的话会产生整体塌陷 而将主要应力通过节点传递到梁上使梁产生应力破坏之产生具备塌陷符合抗震设防核心要点 大震不倒 中震可修 小震不坏 柱强梁弱 强剪弱弯主要破坏应力集中表现与柱的剪切破坏上 所以提高抗剪能力并使框架柱在地震过程中所产生的应力转变为弯矩有利于抗震 因为剪切破坏是脆性破坏 是瞬间破坏 弯矩破坏为塑性破坏有明显征兆下扰 裂缝 塑性破坏会在震中过程中给大家逃生争取宝贵时间 对建筑有影响的三种地震效应鞭梢效应 在地震作用下 高层建筑或其他建 构 筑物顶部细长突出部分振幅剧烈增大的现象 短柱效应 在同一层楼中柱长度原以楼层高度设计 然实际上部分柱子因与窗台短墙相连 受其侧向束制作用影响 使柱子之有效长度减短 以致柱之刚度大为增加 地震来临时 因此短柱之刚度大 而较其它正常柱吸收更大之水平力 引致此短柱剪应力超过负荷而开裂破坏 该区域受压加密应延伸至窗台台面高度500 最好通长加密地震土液化 地震引起的振动使饱和砂土或粉土趋于密实 导致孔隙水压力急剧增加 在地震作用的短暂时间内 这种急剧上升的孔隙水压力来不及消散 使有效应力减小 当有效应力完全消失时 砂土颗粒局部或全部处于悬浮状态 此时 土体抗剪强度等于零 形成 液体 现象 三种地震效应对建筑业的影响鞭梢效应在地震作用时屋面构筑物倒塌 部分构件甩出主体坠落 特别是大型屋面设备 短柱效应在地震过程中导致主体承重构建受剪脆性破坏 导致地震作用时结构构件未安预计顺序破坏 受压构件优先于受弯构件破坏 地震土液化1 地震土液化对于主体结构抗震是有利的 地基土在地震过程中起到效能作用 其地震水平力对主体结构影响很小 但要考虑因地基土瞬间失去承载能力导致的倾覆 2 地震土液化对于端承桩特别是在桩基区域出现土液化会导致桩基瞬间受剪导致断桩 3 土液化会导致地震过程中及震后因荷载导致室外喷水冒沙 柱强梁弱 强剪弱弯 通过上面的震后照片来看 柱子受到破坏严重 作为主要称重构件柱子破坏严重的话会产生整体塌陷 而将主要应力通过节点传递到梁上使梁产生应力破坏之产生具备塌陷符合抗震设防核心要点 大震不倒 中震可修 小震不坏 主要破坏应力集中表现与柱的剪切破坏上 所以提高抗剪能力并使框架柱在地震过程中所产生的应力转变为弯矩有利于抗震 因为剪切破坏是脆性破坏 是瞬间破坏 弯矩破坏为塑性破坏有明显征兆下扰 裂缝 塑性破坏会在震中过程中给大家逃生争取宝贵时间 最终核心 塑性铰延性变形 钢筋原材料 1 25 实测 9 试验表明 7 就能满足结构构件延性要求 因为考虑地震过程中钢筋反复受力疲劳导致钢筋延伸率损失 另外钢筋加工过程中也会对延伸率产生影响 钢筋原材料 1 259 试验表明 7 就能满足结构构件延性要求 因为考虑地震过程中钢筋反复受力疲劳导致钢筋延伸率损失 另外钢筋加工过程中也会对延伸率产生影响 框架结构施工过程中控制要点 1 钢筋核心区2 柱子箍筋加密3框支构件4 屋面锚固 框架结构抗震核心点 钢筋核心区 1 钢筋锚固2 核心区柱子箍筋 箍筋 1 箍筋弯折角度2 箍筋加密区搭接 加密区框支构件 理想震害流程框架梁铰塑性变形 框架柱铰塑性变形 梁破坏 柱破坏 框架破坏 剪力墙结构抗震核心点 底部加强区该区域集中荷载较大 该部位提高钢筋有利于剪力墙带裂缝工作以免倾覆洞口部位约束边缘构件锚固实际证明约束边缘构件提高承载力40 抗震效能提高20 有利于结构稳定连梁受弯破坏为保证连梁正常受弯破坏 应该避免连梁与二次结构洞口过梁同时浇筑 如同时浇筑要保证二条梁钢筋分开设置 并设置水平缝 其中跨高比较小的连梁需设计成二根或多跟跨高比大的连梁 屋面连梁伸入支座内需要设置箍筋 理想震害流程连梁破坏 剪力墙底部钢筋屈服产生塑性铰 剪力墙出现X裂缝失去承载力破坏坍塌 柱强梁弱很难实现 设计仅考虑梁受力 实际楼板插入梁翼缘区梁板共同受力日本梁板分离有利于抗震填充墙 构造柱会影响梁下扰破坏导致柱先破坏与梁 填充墙与柱 墙交接处刚接 地震过程中会产生短柱效应 特别是混凝土板带 日本有特殊的应力释放构件构造要求 梁底部钢筋拉通或锚固过长导致支座配筋率增大节点过强 关于一二次结构一同浇筑原理上影响结构抗震产生短柱效应 但是二次浇筑也有存在问题 解决是要从设计上根本解决 非结构构件1 非结构构件包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备 自身与结构主体连接 应进行抗震设计 如幕墙 屋面大型设备 装装修吊顶 挂墙板等2 框架维护墙和隔墙应估计其设置对结构抗震的不利影响 避免不合理设置导致主体结构破坏 钢筋锚固长度计算公