建筑结构 第十五章 建筑抗震设计基本知识二.ppt

第十五章地震作用和结构的抗震检查，第一节地震基本知识第二节地震设计的基本要求第三节地震作用计算第四节结构的固有振动周期第五节结构的抗震检查，第五节建筑的抗震设计基本知识，第一节地震基本知识，第一节地震类型第二节一般术语，第一节地震类型，地震是地壳结构运动(岩石结构状态的变化)地震根据其原因分为火山地震、陷落地震、构造地震。1.火山地震火山爆发引起的地震；2.陷落地震指标或地下地层突然大规模陷落和崩塌引起的地震；3.结构地震地壳运动推动地壳岩体，使其脆弱部分发生裂缝而产生的地震。前两种地震的影响范围和破坏程度比较小，下一种地震的破坏力大，第二种常用术语，1 .地震的大小：大小是衡量地震本身大小(能量释放量是多少)的尺度。目前国际上比较普遍的是里氏大小，原是1935年由里氏给的。也就是说，地震大小M=logA大小与源发射能量的大小相关，每一步大小差异为地震发射能量的32倍。微地震级以下地震2级；感觉地震24地震，人们能感觉到；破坏性地震5以上的地震可以造成不同程度的破坏；强烈的地震7以上的地震。2 .地震强度地震强度是指特定地区地面和各建筑物第一次地震影响的强度程度。对于地震，只有一个地震大小的大小。震中的距离和距离，强度有所不同。评估地震强度的标准称为地震强度表。包括我国在内的绝大多数国家都采用了分为12度的地震强度表。3.作为一个地区地震防御工事基础的基本强度是指该地区今后一段时间内在一般场地土条件下可能发生的最大地震强度，即国家地震局制定的全国地震烈度区计划图所规定的强度。4.加固强度：用于建筑抗震加固的强度。地震对建筑物的影响、第二节抗震设计的基本要求、1、建筑抗震设防分类和加强标准2、抗震设防目标3、抗震概念设计、1、建筑抗震设防分类和加强标准、1。抗震设防类别根据建筑物使用功能的重要性分为a类、b类、c类和4类抗震设防类别。2.抗震设防标准a类建筑c类建筑，2，抗震设防目标，抗震设防目标 3级要求：所谓3级抗震目标，简单摘要：1)小地震还不错2)地震可修复3)大地震，3，抗震概念设计，概念设计在计算中或规范中难以制定具体规定结构破坏机制的概念；力学概念；地震损失、实验现象等概述的各种宏观具体经验等。概念和经验应通过方案确定和结构布置过程进行，并在一些薄弱环节的加固结构运行的计算示意图或计算结果处理中反映出来。概念设计具有一定的经验性。但是抗震计算、结构设计等是不分割、互补抗震设计的重要组成部分。1 .选取工址、基础和基础工址土壤的分类工址选取基础和基础选取2。结构的平面和立面布局3。结构系统的选择4。抗震结构构件及其连接5 .非结构构件6。材料选择和施工，第三节地震作用计算，第一，重力荷载为值2，单点弹性系统的地震作用3，多粒子弹性系统的地震作用，一，重力荷载通常集中在底部，形成n个粒子。每个楼板标高位置的重量(重力荷载表示值)由恒定荷载(楼板结构和上、下半层墙、柱)的全部组成。50%的雪荷载；一般地板活荷载的50%，储藏室，储藏室活荷载的80%。在图中，Gi是层I粒子的重力载荷表示值的简单计算图。1 .单层工厂，水塔等，如单点系统。在此结构中，所有与振动相关的质量都转换为顶部。墙、柱被认为是弹性杆，形成单点系统；只有单向振动时，该系统才会成为单自由度系统。第二，单点弹性系统的地震作用，2 .单点弹性系统的地震作用，形式：m，G是单点系统的质量和重量；G重力加速度；是地面运动的最大加速度。称为地震系数，表示地面运动的相对强度。称为力系数，表示粒子加速度与地面加速度相比较的放大系数。是地震影响系数，=k 。3。米反应谱曲线，-地震影响系数； max-地震影响系数最大值；T-结构自然周期；Tg-特征周期；-曲线下降段衰减指数； 1-直线下降段下降倾斜调整系数； 2-阻尼调整系数，4 .单点系统的地震作用计算方法、计算结构固有频率为站点类别、设计地震分组查找表、站点特性周期Tg；通过加强强度查找表获得水平地震影响系数最大 max。确认，1，2；水平地震影响系数由t，Tg，max按图形计算。作用于单点的水平地震为FEK=g=mg。3，多粒子弹性系统的地震作用，1。多粒子系统的振动和固有振动周期2。多粒子系统的地震作用计算方法应根据各种情况采用适当的地震作用计算方法：高度不超过40m，可以采用剪切变形、刚度和质量高度分布相对均匀的建筑物、底部剪切方法。高超过40米的高层建筑一般可以使用模式分解反应谱方法。刚度和质量分布特别不均匀的建筑物、甲类建筑物等要利用时程分析进行补充计算。基本思想：根据结构楼板整体剪切力相同的原则，将多个粒子系统简化为单点体系，用基本自然珍珠欺骗器确定整个地面剪切力，按照一定的规律将地震力(整个地面剪切力)沿高度分配给每个粒子。适用条件：结构高度为40m低于。高度方向质量和刚度分布相对均匀。剪切变形为主(h/b 4)的高层建筑。3 .底部剪切法、计算方法基本自然周期T1、反应谱曲线(T-)测定1；(地震影响系数最大max；特征周期TG；曲线下降段衰减指数；直线下降段下降梯度调整系数1；阻尼调整系数2)计算底部剪切fek:fek=1 geq(geq=0.85 ge=0.85 gi)fek指定给每个粒子。如果建筑是n层，那么每层的地震力都是Fi。顶部附加载荷Fn近似考虑了高振动类型的影响。最上层等效地震力为Fn Fn。多粒子系统的水平地震作用分布特性：质量和刚度沿高度分布相对均匀时(gi-gj)，Fi与Hi成正比。第四节结构的固有频率，1，顶点位移法2，固有振动周期计算经验公式，I .顶点位移法，沿高度分布的质量和刚度相对均匀的框架结构，框架剪力墙结构和剪力墙结构： t-结构顶点的虚拟侧移：集中在每层的重量Gi被认为是作用在I层底部的虚拟水平载荷，由弹性刚度 0-基本周期的缩减系数：框架结构的0=0.6 0.7；框架剪力墙结构0=0.7 0.8；剪力墙结构为 0=0.9 1.0。，2 .自然周期计算经验公式，高层钢筋混凝土剪力墙结构(高20 50米，剪力墙间距3 6米的房屋，酒店建筑)横向墙间距密集时，T1宽度=0.054nT1垂直=0.04n相交墙偏移时：T1水平=0.06nT1垂直=0.05n样式：n是建筑层数。h是建筑物的总高度。b是建筑物的总宽度。在钢筋混凝土框架、框架剪力墙结构：或T1=(0.07-0.09)n样式中，h、b、n的含义相同。第5节结构的抗震检查，1，荷载效应的基本组合2，抗震检查的设计表达3，抗震变形检查，1，荷载效应的基本组合，1。无地震作用组合：S=GSGKQQ QSQKWWSWk样式的：S荷载效应组合的设计值，无地震组合；SGK永久负载效果标准值；SQk楼板活荷载效果标准值；SWK风荷载效果标准值；G、Q、 w-分别为永久载荷、地板活载荷、风荷载部分系数；Q、 w-地板活荷载和风荷载组合值系数。载荷子系数应按照以下规定采用：1)轴承容量计算：永久载荷的子系数G:其效果对结构产生不利影响时：对由可变载荷效果控制的组合应使用1.2。由永久荷载效果控制的组合应使用1.35。其效果对结构好的时候，应采取1.0。楼板活荷载的部分系数Q:一般应具有1.4。应具有风荷载系数W: 1.4。2)计算位移时：公式的每个部分系数必须等于1.0。楼板活荷载和风荷载组合值系数Q，W:控制永久荷载效果时，应分别使用0.7和0.0。控制可变载荷效果时，必须分别使用1.0和0.6，或者0.7和1.0。对于图书馆、档案馆、储藏室、通风室和电梯室，如果此地板活荷载组合值系数为0.7，则应使用0.90。2 .如果有地震作用组合：SE=GSGE EhSEhk EvSEvk WWSWk样式：se-荷载效应和地震作用效果组合的设计值；SGE重力负载表示值的效果。重力载荷是指载荷，例如100%自重的标准值、50%积雪载荷标准值、50%到80%地板活载荷(库和库中使用了80%地板活载荷)。SEhk水平地震作用标准值的效果应乘以相应的增长系数或调整系数。SEvk垂直地震活动的标准值效果必须乘以相应的增长系数或调整系数。 g-重力载荷部分系数； w-风荷载部分系数； eh-水平地震子系数； ev-垂直地震子系数； w-风荷载的组合值系数应为0.20，如果地震作用效果组合，则载荷效果和地震作用效果的部分系数应根据下表使用：1)承载力计算。如果重力负载效果有助于结构的支撑力，则表格中的G不能大于1.0。2)在位移计算中，公式的每个部分系数必须等于1.0。根据极限状态设计的要求，各种元件的轴承容量检查的一般表示式如下：考虑不考虑地震作用的组合0SR地震作用组合时，SERE/RE类型：s，SE组件的内力；r，RE在地震和地震中不考虑构件的承载力设计值。地震时，构件能承受反复的作用力和变形，支撑力能承受RE减少，0结构的重要性系数根据结构的重要性(即安全等级)分别取1.1、1.0、0.9；在地震设计中，不考虑结构构件的重要性系数。RE承载力地震调整系数考虑了地震作用的偶然性和短时间，适当调整承载能力，根据下表采用。2，地震检查的设计表达，3，地震变形检查，1)在正常使用条件下结构水平位移，风荷载和地震作用下用弹性方法计算。(2)使用水平之间的最大位移和水平h的比率作为限制条件。也就是说，对于delta/h/h高度大于250米的高层建筑，级别之间的最大位移和高度比的限制为1/500。高度低于150米的高层建筑