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建筑结构耐火性能分析(新编版)

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建筑结构耐火性能分析(新编

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Safety management is an important part of production management. Safety and production are in

the implementation process

建筑结构耐火性能分析(新编版)

本节介绍了主要的建筑结构形式以及各种建筑结构耐火性能的特点、影响建筑结构耐火性能的主要因素、火灾下建筑结构及构件极限状态的定义、建筑结构耐火时间计算模型的选取方法及计算步骤、钢结构和混凝土结构的耐火时间计算方法、整体结构耐火时间计算的方法和步骤等。

一、影响建筑结构耐火性能的因素

(一)结构类型

1.钢结构

钢结构是由钢材制作结构,包括钢框架结构、钢网架结构和钢网壳结构、大跨交叉梁系结构。钢结构具有施工机械化程度高、抗震性能好等优点,但钢结构的最大缺点是耐火性能较差,需要采取涂覆钢结构防火涂料等防火措施才能耐受一定规模的火灾。在高大空间等钢结构建筑中,在进行钢结构耐火性能分析的基础上,如果

火灾下钢结构周围的温度较低,并能保持结构安全时,钢结构可不必采取防火措施。

2.钢筋混凝土结构

钢筋混凝土结构是在混凝土配置钢筋形成的结构,混凝土主要承受压力,钢筋主要承受拉力,二者共同承担荷载。当建筑结构耐火重要性较高,火灾荷载较大、人员密度较大或建筑结构受力复杂的场合时,钢筋混凝土结构的耐火能力也可能不满足要求。这时,需要进行钢筋混凝土结构及构件的耐火性能评估,确定结构的耐火性能是否满足要求。

3.钢-混凝土组合结构

(1)型钢混凝土结构。型钢混凝土结构是将型钢埋入钢筋混凝土结构形成一种组合结构,截面形式如图5-4-15所示。适合大跨、重载结构。由于型钢被混凝土包裹,火灾下钢材的温度较低,型钢混凝土结构的耐火性能较好。

图5-4-15型钢混凝土结构

(2)钢管混凝土结构。钢管混凝土结构是由钢和混凝土两种材

料组成的,它充分发挥了钢和混凝土两种材料的优点,具有承载能力高、延性好等优点。钢管混凝土结构中,由于混凝土的存在可降低钢管的温度,钢管的温度比没有混凝土时要低得多。一般情况下,钢管混凝土结构中的钢管需要进行防火保护。钢管混凝土柱截面如图5-4-16所示。

图5-4-16钢管混凝土结构

(二)荷载比

荷载比为结构所承担的荷载与其极限荷载的比值。火灾下,结构承受的荷载总体不变,而随温度升高,材料强度降低,构件的承载能力降低。当构件的荷载达到极限荷载,构件就达到了火灾下的承载能力,构件就达到了耐火极限状态,开始倒塌破坏,这时的耐火时间为耐火极限。荷载比越大,构件的耐火极限越小,荷载比是影响结构及构件耐火性能的主要因素之一。

(三)火灾规模

火灾规模包括火灾温度和火灾持续时间。火灾高温是构件升温的源泉,它通过对流和辐射两种传热方式将热量从建筑内空气向构

件传递。作为构件升温的驱动者,火灾规模对构件温度场有明显的影响。当火灾高温持续时间较长时,构件的升温也较高。

(四)结构及构件温度场

温度越高,材料性能劣化越严重,结构及构件的温度场是影响其耐火性能的主要因素之一。材料的热工性能直接影响构件的升温快慢,从而决定了火灾下结构及构件的温度场分布。

二、结构耐火性能分析的目的及判定标准

结构耐火性能分析的目的就是验算结构和构件的耐火性能是否满足现行规范要求。结构的耐火性能分析一般有两种方法:第一种验算结构和构件的耐火极限是否满足规范的要求;第二种即在规范规定的耐火极限时的火灾温度场作用下,结构和构件的承载能力是否大于荷载效应组合。这两种方法是等效的。

(一)耐火极限要求

构件的耐火极限要求应符合《建筑设计防火规范》GB50016、《高层民用建筑设计防火规范》GB50045及其他相关国家标准的要求一致。

建筑结构抗震设计课后习题答案

武汉理工大学《建筑结构抗震设计》复试 第1章绪论 1、震级和烈度有什么区别和联系? 震级是表示地震大小的一种度量,只跟地震释放能量的多少有关,而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。烈度不仅跟震级有关,同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。一次地震只有一个震级,但不同的地点有不同的烈度。 2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防? 规范将建筑物按其用途分为四类: 甲类(特殊设防类)、乙类(重点设防类)、丙类(标准设防类)、丁类(适度设防类)。 1 )标准设防类,应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用,达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。 2 )重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施;地基基础的抗震措施,应符合有关规定。同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3 )特殊设防类,应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。同时,应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。 4 )适度设防类,允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施,但抗震设防烈度为6度时不应降低。一般情况下,仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3.怎样理解小震、中震与大震? 小震就是发生机会较多的地震,50年年限,被超越概率为63.2%; 中震,10%;大震是罕遇的地震,2%。 4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系? 建筑抗震设计包括三个层次:概念设计、抗震计算、构造措施。概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则;抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段;构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。他们是一个不可割裂的整体。 5.试讨论结构延性与结构抗震的内在联系。 延性设计:通过适当控制结构物的刚度与强度,使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大的延性,从而可以通过塑性变形吸收更多地震输入能量,使结构物至少保证至少“坏而不倒”。延性越好,抗震越好.在设计中,可以通过构造措施和耗能手段来增强结构与构件的延性,提高抗震性能。 第2章场地与地基 1、场地土的固有周期和地震动的卓越周期有何区别和联系? 由于地震动的周期成分很多,而仅与场地固有周期T接近的周期成分被较大的放大,因此场地固有周期T也将是地面运动的主要周期,称之为地震动的卓越周期。 2、为什么地基的抗震承载力大于静承载力? 地震作用下只考虑地基土的弹性变形而不考虑永久变形。地震作用仅是附加于原有静荷载上

建筑结构抗震设计的研究

建筑结构抗震设计的研究 发表时间:2018-09-18T16:24:34.330Z 来源:《基层建设》2018年第23期作者:张智民 [导读] 摘要:近年来我国地震频发,强烈的地震造成人身伤亡和财产的巨大损伤,所以建筑结构的抗震设计也越来越受人们所关注。 广州地铁集团有限公司 摘要:近年来我国地震频发,强烈的地震造成人身伤亡和财产的巨大损伤,所以建筑结构的抗震设计也越来越受人们所关注。目前,建筑结构抗震设计研究已成为土木工程行业中的研究前沿,随着近年来新型建筑材料不断涌现,在建筑结构设计方法与应用上出现了很多新思路,新方法,并在传统的抗震设计基础上引入了一些新理念,设计了很多刚度大、耗能能力强的结构体系和结构构件。本文就当前一些最新的研究作一些简述。 关键词:建筑结构;新型建筑材料;抗震设计;刚度;耗能 1 引言 建筑结构在地震作用下会产生振动,过大的结构振动现象不仅会影响到结构物的正常使用,还会造成主体结构的破坏、甚至倒塌。有时虽然主体结构未破坏,但由于建筑饰面、装修或非结构配件、室内昂贵仪器、设备的破坏而导致严重的损失。为了保护人类生命财产的安全,减轻地震灾害,全国地震工程科技人员致力于提高建筑抗震能力的研究,已经形成一套较为完整的抗震设计理论。这种抗震设计理论建立在传统抵御地震灾害思想的基础上,主要是通过增加结构本身的强度、刚度或延性的办法,使所设计的建筑达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目的。传统的抗震理论虽然在很多情况下非常有效,但仍然存在较大的局限性[1]。 2 结构抗震设计应注意的问题 2.1选择有利的抗震场地 选择对建筑抗震有利的场地。首先人们常常看到在具有不同工程地质条件的场地上,建筑物在地震中的破坏程度是明显不同的。地震造成建筑物的破坏,除地震动直接引起的结构破坏外,场地条件也是一个重要的原因。因此,应选择对建筑抗震有利的地段,应避开对抗震不利地段,如软弱场地土,易液化土,条件突出的山嘴,高耸孤立的山丘,非岩质陡坡、采空区、河岸和边坡边缘,场地土在平面分布上的成因、岩性、状态明显不均匀等地段;当无法避开时,应采取适当的抗震加强措施,应根据抗震设防类别、地基液化等级,分别采取加强地基和上部结构整体性和刚度、部分消除或全部消除地基液化沉陷的措施。 2.2 抗震的建筑平面和立面布置的选择 (1)建筑形状力求简单规则,平立面不出现凹角的结构。体型简单和规则的建筑,受力性能明确,设计时容易分析结构在地震作用下的实际反应及其内力分析,且结构细部的构造也易于处理。所以这类结构遭遇地震后其震害相对都较轻。反之,建筑体型不规则,平面上曲出凹进,立面上高低错落。易于形成刚度和强度上的突变,引起应力集中或变形集中,也容易形成薄弱环节,往往造成比较严重的危害。 (2)建筑的平、立面刚度和质量分布力求对称。因为不对称结构由于地震作用引起的扭转作用十分明显,在设计时应采取加强措施;周边构件的强度和刚度不对称,布置时应在总体上减小刚度偏心,计算时要充分估计薄弱侧的较大位移及构件的内力和变形。 (3)建筑的质量和刚度变化要均匀。建筑的质量和刚度沿竖向分布往往是不均匀的。 2.3 合理的抗震结构体系选择 合理的抗震结构体系,首先应根据建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、材料和施工等因素,结合技术、经济条件综合考虑抗震结构体系。其次,还应该设计多道抗震防线。避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力。一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接起来协同丁作。一般情况下,应优先选择不负担重力荷载的竖向支撑或填充墙,或选用轴压比不太大、延性较好的抗震墙等构件,作为第一道抗震防线的抗侧力构件。框架—抗震墙结构体系中的抗震墙、处于第一道防线,当抗震墙在一定强度的地震作用下遭受可允许的损坏,刚度降低而部分退出工作并吸收相当的地震能量后,框架部分起到第二道防线的作用。这种体系的设计既考虑到抗震墙承受大部分的地震力。对于强栓弱梁型的延性框架。另外,该抗震体系还要具备必要的强度,良好的变形能力和耗能能力以及合理的刚度和强度分布,避免因局部削弱或突变形成薄弱部位。最后,要选择合适的材料,减轻结构自重。 2.4 合理的建筑结构参数设计 结构主要靠延性来抵抗较大地震作用下的非弹性变形,因此,地震作用下,结构的延性与结构的强度具有同等重要的意义。为了使钢筋混凝土结构在地震引起的动力反应过程中表现出必要的延性,就必须使塑性变形更多地集中在比较容易保证良好延性性能或者具有一定延性能力的构件上参数设计是进行地震作用和房屋各构件的地震响应计算,包括各墙柱梁板承载力和变形计算。开始计算前,应根据高层结构的实际工作状况,建立正确的计算模型,根据概念设计做必要的简化计算与处理。 3结构构件的抗震优化设计 在结构延性设计中应保证结构关键构件的延性优于整个结构以保证结构的整体延性性能的要求,因此,在抗震设计中需要对一些延性要求高的部位的结构构件进行优化设计,以保证其良好的延性性能。以下是几种常用的构件的优化设计方案: 3.1框架梁塑性铰外移 传统钢筋混凝土框架梁的塑性铰出现在始于柱面的梁端。将塑性铰从柱面移开一定距离,可以避免梁端钢筋屈服,从而不仅可以避免钢筋屈服后向节点核心区发展,引起粘结破坏,还能改善核心区的性能。如图1所示

建筑结构抗震设计试卷及答案 新

建筑结构抗震设计试卷及答案 一、判断题 1、非结构构件的存在,不会影响主体结构的动力特性。(×) 2、场地类比是根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度综合确定。(√) 3、一般工程结构均为欠阻尼状态。(√) 4、地震动振幅越大,地震反应谱值越大。(√) 5、当结构周期较长时,结构的高阶振型地震作用影响不能忽略。(√) 6、多遇地震下的强度验算,以防止结构倒塌。(×) 7、砌体房屋震害,刚性屋盖是上层破坏轻,下层破坏重。(√) 8、柱的轴力越大,柱的延性越差。(√) 9、抗震墙的约束边缘构件包括暗柱、端柱和暗梁。(×) 10、排架结构按底部剪力法计算,单质点体系取全部重力荷载代表值。(√) 二、填空 1、天然地震主要有(构造地震)与(火山地震)。 2、地震波传播速度以(纵波)最快,(横波)次之,(面波)最慢。 3、地震动的三要素:(峰值);(频谱);(持时)。 4、多层土的地震效应主要取决于三个基本因素:(覆盖土层厚度)(剪切波速)(阻尼比)。 5、结构的三个动力特性是:(自振周期)(振型)(岩土阻抗比)。 6、地震动的特性的三要素:(振幅)(频率)(持时)。 7、框架按破坏机制可分为:(梁铰机制)(柱铰机制)。 8、柱轴压比的定义公式为:(n=N/(f c A c))。 三1、影响土层液化的主要因素是什么? 答案:影响土层液化的主要因素有:地质年代,土层中土的粘性颗粒含量,上方覆盖的非液化土层的厚度,地下水位深度,土的密实度,地震震级和烈度。土层液化的三要素是:粉砂土,饱和水,振动强度。因此,土层中粘粒度愈细、愈深,地下水位愈高,地震烈度愈高,土层越容易液化。 2、什么是地震反应谱?什么是设计反应谱?它们有何关系? 答案:单自由度弹性体系的地震最大加速度反应与其自振周期的关系曲线叫地震(加速度)反应谱,以S a(T)表示。设计反应谱:考虑了不同结构阻尼、各类场地等因素对地震反应谱的影响,而专门研究可供结构抗震设计的反应谱, 常以a(T),两者的关系为a(T)= S a(T)/g 3、什么是时程分析?时程分析怎么选用地震波? 答案:选用地震加速度记录曲线,直接输入到设计的结构,然后对结构的运动平衡方程进行数值积分,求得结构在整个时程范围内的地震反应。应选择与计算结构场地相一致、地震烈度相一致的地震动记录或人工波,至少2条实际强震记录和一条人工模拟的加速度时程曲线。 4、在多层砌体结构中设置圈梁的作用是什么? 答案:设置圈梁作用:加强纵横墙的连接,增加楼盖的整体性,增加墙体的

建筑结构抗震设计要点

建筑结构抗震设计的要点分析 提要:本文主要针对建筑结构抗震设计的要点展开了分析,对建筑混凝土框架结构抗震薄弱的部位作了详细的概述,并给出了一系列提高混凝土框架结构抗震性能的措施,以期能为有关方面的需要提供有益的参考借鉴。 近年来,随着我国地震灾害的频繁发生,建筑抗震设计成为了我国建筑结构设计一个新的重要发展方向。但是由于实际操作经验缺乏经验,建筑抗震设计存在着一定的薄弱环节,是需要相关的工作人员给予足够的重视,并采取有效措施提高建筑抗震的性能,以减轻地震灾害对建筑的破坏。 1 混凝土框架结构抗震薄弱部位 1.1 从震害中找出结构薄弱部位 某次地震中,多层混凝土框架教学楼的倒塌,使我们对混凝土框架结构的抗震性能有了进一步的认识。根据地震现场的调查,混凝土框架结构的震害大致如下:6、7度区,底层柱上下端出现斜裂缝,并且柱头比柱脚更厉害。8、9度区,底层柱上下端保护层混凝土脱落,箍筋拉脱,柱心混凝土被压碎,纵筋压成灯笼状。二层柱端及底层梁端也出现不同程度的开裂。在地震中倒塌的框架结构,估计也是底层柱上下端先出现斜裂缝,最后被折断的,只不过整个过程时间很短。不难判断:框架结构薄弱层在底层,底层柱是薄弱构件,底层柱的上下端是最薄弱的部位。震害同时表明:在底层柱中存在某些比较薄弱的柱,地震作用下,这些柱的柱端首先出现斜裂缝,最先形成塑

性铰,使整个结构内力重新分布,导致底层柱逐根被击破,引起连续倒塌。 1.2 从结构分析中确定结构薄弱部位 混凝土框架结构抗震有其特性,与带有剪力墙的其他混凝土结构相比,框架结构侧向刚度小,变形能力强。对抗震有利的是吸收地震总能量少,不利的是抗侧力能力差。框架唯一的竖向构件——柱的侧向刚度比剪力墙的墙肢小得多,比梁板组成的楼层平面刚度也小很多。地震通过地层土晃动框架楼房,刚度大而且质量集中的各楼层就会前后左右来回移动,产生楼层水平地震剪力,这些力由梁传给柱。结构的整体变形主要是各楼层按一定的振型和周期往复侧移。柱本身刚度较小,其竖向变形被动地随各楼层。梁属于楼层的一部分,变形较小。框架的水平地震力和侧移变形主要来自梁板,而抗侧力和侧移主要靠柱。在结构分析中,若忽视板对梁刚度的影响是不现实的,尤其是一起现浇的梁板。相对于梁来说,柱是薄弱构件。因此,“强柱弱梁”便成为框架结构抗震设计的基本原则之一。 框架结构底层柱托起整栋楼房,除了承受整栋楼全部垂直力外,还要承受地震产生的水平力。结构分析显示:底层任何一根柱的轴力、剪力及弯矩都比上层柱大,底层柱比上层柱更容易被破坏。底层柱上下端弯矩最大,成为整个框架结构内力最大的部位,也就是最薄弱的部位。不难理解:为什么地震时,首先出现裂缝的总是底层柱上下端。各楼层抗剪承载力分析结果表明,底层抗剪承载力最小,验证了底层是抗震薄弱层。底层柱既是框架结构抗震的“中流砥柱”,又是薄弱

关于对建筑结构抗震设计分析84

关于对建筑结构抗震设计分析 摘要:我国是地震多发国,破坏性地震造成建筑结构、桥梁结构的损坏,人员 的伤亡及经济损失都是巨大的。随着社会的不断向前发展,各门学科的交叉发展,使得隔震、消能减震等抗震技术的运用走上一个新的阶段。任何结构所受的载荷 都具有不同程度的动载荷性质,有不少结构主要在振动环境下工作。通过对隔震 装置的动力学分析,发现自振振动在结构的地震反应中经常占有主导地位,不能 够忽略。建筑结构抗震设计中的概念设计是对建筑抗震设计的宏观控制。本文根 据地震的特点,从建筑物的场地选择、平立面形式、结构布置、延性等方面论述 了建筑结构设计中概念设计的内容。 关键词:建筑结构;抗震;设计 一、建筑结构抗震概念设计概述 我国结构计算理论经历了经验估算、容许应力法、破损阶段计算、极限状态 计算,到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。现行的《建筑结构可靠度设 计统一标准》(GB50068-2001)则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则,以使建筑结构的设计得以符合技术先进、经济合理、安全适用的原则。概率 极限状态设计法更科学、更合理,但该法在运算过程中还带有一定程度近似,只 能视作近似概率法,并且仅凭极限状态设计也很难估算建筑物的真正承载力。事 实上,建筑物是一个空间结构,各种构件以相当复杂的方式共同工作,并非是脱 离结构体系的单独构件。 地震具有随机性、不确定性和复杂性,要准确预测建筑物所遭遇地震的特性 和参数,目前是很难做到的。而建筑物本身又是一个庞大复杂的系统,在遭受地 震作用后其破坏机理和破坏过程十分复杂。且在结构分析方面,由于未能充分考 虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素,也存在着不 确定性。因此,结构工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决。应立足于工程 抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念,从“概念设计”的角 度着眼于结构的总体地震反应,按照结构的破坏过程,灵活运用抗震设计准则, 全面合理地解决结构设计中的基本问题,既注意总体布置上的大原则,又顾及到 关键部位的细节构造,从根本上提高结构的抗震能力。 二、抗震概念设计的基本原则与要求 1.选择有利场地。 造成建筑物震害的原因是多方面的,场地条件是其中之一。由于场地因素引 起的震害往往特别严重,而且有些情况仅仅依靠工程措施来弥补是很困难的。因此,选择工程场址时,应进行详细勘察,搞清地形、地质情况,挑选对建筑抗震 有利的地段,尽可能避开对建筑抗震不利的地段,任何情况下均不得在抗震危险 地段上建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。 对建筑抗震有利的地段,一般是指位于开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均 匀中硬场地土。建造于这类场地上的建筑一般不会发生由于地基失效导致的震害,从而可从根本上减轻地震对建筑物的影响。对建筑抗震不利的地段,就地形而言,一般是指条状突出的山嘴、孤立的山包和山梁的顶部、高差较大的台地边缘、非 岩质的陡坡、河岸和边坡的边缘;就场地土质而言,一般是指软弱土、易液化土、故河道、断层破碎带、暗埋塘浜沟谷或半挖半填地基等,以及在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。 2.采用合理的建筑平立面。

建筑结构抗震能力设计研究论文

建筑结构抗震能力设计研究论文 建筑行业快速发展,社会对建筑工程项目应用的安全性、稳定性也越来越为 ___。近几年来地震自然灾害发生频繁,社会各界对建筑结构抗震性能也提出了很多新的要求。建筑结构设计人员在设计工作开展中需要不断提升结构的抗倒塌能力,从而为社会提供抗震性能良好的建筑工程项目,保护人们的生命财产安全。本文就是对提高建筑结构抗震能力的设计思想进行探究,希望对相关人员有所启示。 提高;建筑结构;抗震能力;设计思想 地震是一种破坏性极强的自然灾害,对建筑应用人员生命财产安全会造成巨大威胁。地震对人们生命财产威胁主要是因为地震应力会破坏建筑工程结构体系。地震自然灾害影响下,建筑结构的抗震性能直接影响建筑应用人员的生命安全。所以建筑结构设计人员要积极找寻提升建筑结构抗震性能的结构设计新思想,通过有效措施强化建筑的抗震性能,降低地震应力对建筑结构的破坏程度。 (一)地震的灾害性 地震与其它自然灾害进行比较,地震自然灾害的破坏性较大,而且具备明显的瞬时特征。回想以往地震发生案例,眼前似乎可以划

过那一片片废墟的画面,还有在废墟中因失去家园、亲人而哭泣的声音。地震应力会较大程度的破坏建筑结构体系,严重情况下就会导致房屋坍塌。若是在深夜人们熟睡中发生地震灾害,很有可能造成较大的人员伤亡。 ___建设发展速度不断加快,在该背景影响下城市化建设脚步也在不断加快,城市建筑工程项目建设也呈现出了密集化的特点,但是并没有对建筑结构抗震设计进行优化和改良,如果发生较大等级地震,会造成不可想象的后果。分析以往地震案例数据,其中有大部分人员伤亡都是因为建筑结构抗倒塌能力较差所导致的。从中也可以看出强化建筑结构的抗震性能是非常必要的,可以降低地震自然灾害的破坏力。 (二)地震对建筑构造的破坏 地震地质灾害发生后,震源会发出较大的地震震波,处于地震震波范围内的建筑物会在震波影响下出现一定晃动,对建筑结构体系会造成不同程度的破坏,从而影响建筑结构体系应用的安全性、稳定性,严重情况下会导致建筑主体结构会开裂,致使建筑物倒塌。地震震波可以概括性的分为三种类型,分别为地震纵波、地震横波和地震混合波。这三种类型对建筑结构的破坏程度不同,地震横波会在水平方向传播,所以地震横波对建筑结构体系的破坏程度较大。地震横波与地震纵波相遇后就会导致混合波产生,这种地震震波对建筑结构体系的破坏程度是最大的。因为震波相遇后会产生一

建筑结构抗震设计期末考试习题全集

建筑结构抗震设计期末考试习题全集 1、场地土的液化:饱和的粉土或砂土,在地震时由于颗粒之间的孔隙水不可压缩而无法排出,使得孔隙水压力增大,土体颗粒的有效垂直压应力减少,颗粒局部或全部处于悬浮状态,土体的抗剪强度接近于零,呈现出液态化的现象。 2、等效剪切波速:若计算深度范围内有多层土层,则根据计算深度范围内各土层剪切波速加权平均得到的土层剪切波速即为等效剪切波速。 3、地基土抗震承载力:地基土抗震承载力aE a a f f ζ=?,其中ζa 为地基土的抗震承载力调整系数,f a 为深宽修正后的地基承载力特征值。 4、场地覆盖层厚度:我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)定义:一般情况下,可取地面到剪切波速大于500m/s 的坚硬土层或岩层顶的距离。 5、砌体的抗震强度设计值:VE N V f f ?=,其中f v 为非抗震设计的砌体抗剪强度设计值,ζN 为砌体抗震抗剪强度的正应力影响系数。 6、剪压比:剪压比为c 0V/f bh ,是构件截面上平均剪力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值,用以反映构件截面上承受名义剪应力的大小。 7、地震波包括在地球内部传播的体波和只限于在地球表面传播的面波,其中体波包括 纵波(P )波和 横(S ) 波,而面波分为 瑞利 波和 勒夫 波,对建筑物和地表的破坏主要以 面 波为主。 8、场地类别根据 等效剪切波波速 和 场地覆土层厚度划分为IV 类。 9.在用底部剪力法计算多层结构的水平地震作用时,对于T 1>1.4T g 时,在 结构顶部 附加ΔF n ,其目的是 考虑 高振型 的影响。 10.《抗震规范》规定,对于烈度为8度和9度的大跨和 长悬臂 结构、烟囱和类似的高耸结构以及9度时的 高层建筑 等,应考虑竖向地震作用的影响。 11.钢筋混凝土房屋应根据烈度、 建筑物的类型 和 高度 采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。 12.多层砌体房屋的抗震设计中,在处理结构布置时,根据设防烈度限制房屋高宽比目的是 为了使多层砌体房屋有足够的稳定性和整体抗弯能力 ,根据房屋类别和设防烈度限制房屋抗震横墙间距的目的是 避免纵墙发生较大出平面弯曲变形,造成纵墙倒塌 。 13.用于计算框架结构水平地震作用的手算方法一般有 反弯点法 和 D 值法 。 14.在振型分解反应谱法中,根据统计和地震资料分析,对于各振型所产生的地震作用效应,可近似地采用 平方和开平方 的组合方法来确定。 15.为了减少判别场地土液化的勘察工作量,饱和沙土液化的判别可分为两步进行,即 初步判别 和 标准贯入试验 判别。 16.工程结构的抗震设计一般包括 结构抗震计算 、抗震概念设计 和抗震构造措施三个方面的内容。 17.《抗震规范》规定,建筑场地类别根据等效剪切波速和场地覆盖土层厚度双指标划分为4类。 18.一般情况下,场地的覆盖层厚度可取地面至土层的剪切波速大于 500m/s 的坚硬土层或岩石顶面的距离。 19.从地基变形方面考虑,地震作用下地基土的抗震承载力比地基土的静承载力 大。 20.地震时容易发生场地土液化的土是:处于地下水位以下的饱和砂土和粉土。 21.目前,求解结构地震反应的方法大致可分为两类:一类是拟静力方法,另一类为直接动力分析法。 22.对砌体结构房屋,楼层地震剪力在同一层墙体中的分配主要取决于楼盖的水平刚度和各墙体的侧移刚度。 23.用地震烈度来衡量一个地区地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度, 5级以上的地震称为

几种建筑结构抗震性能比较与分析

几种建筑结构抗震性能比较与分析 1.前言 地震是一种突发性的自然灾害,至今可预报性仍然很低。强烈地震发生时会使建筑物产生沿竖直和水平方向的加速度,给建筑局部构件以严重破坏,严重时甚至造成整体结构的倒塌,并造成人身和财产的巨大损失。由于建筑物依附在地球表面,建筑物受地震破坏的方式主要受地震波的传播方式影响。通常,地震对建筑物的破坏有三种方式:上下颠簸、水平摇摆、左右扭转。多数时候,还是三种方式的复合作用。地震波传播方式有纵波、横波、面波,由于地球表层岩性的复杂性,传播过程中也会出现像激流中“漩涡”的复杂情况。 我国属地震多发国家,需要考虑抗震设防的地域辽阔。自五十年代开始,在国际抗震理论的推动下,我国逐渐形成了自己的抗震设防的特色。经过充分的研究和大量的实践,在2001年新修订的抗震设计规范(gb5001122001)中,建筑物的抗震能力较之前的规范可提高10 %以上,其技术含量达到国际先进水平。但是受经济实力的限制,我国建筑安全可靠度的设置仍低于欧美等发达国家。因此研究结构的抗震性能在我国具有充分的必要性。 2.几种建筑结构的特点及抗震分析 目前,我国主要民用建筑的结构主要有三类:底框结构、砌体结构和混凝土结构 2.1底框结构

底框结构能够在建筑物底层形成大空间,是我国现阶段经济条件下特有的一种结构。这种结构多用于临街的住宅、办公楼等建筑在底层设置商店、饭店、邮局或银行等。这样,房屋的上面几层为纵横墙较多的砌体承重结构,而底层则因使用要求上需要大空间的原因采用框架结构形成了砖混底层框架结构。但这种结构形式在抗震性能方面却是不利的:上部砖混结构部分纵横墙较密,不仅重量大, 抗侧移刚度也大,而底框部分抗侧移刚度则较小,形成“上刚下柔” 的结构体系。地震位移反应相对集中于底层,引起底层的严重破坏,从而危及整个房屋的安全。 底框结构建筑因其在使用上的方便性和灵活性而被广泛采用,但是从抗震角度来看它是一种不合理的结构形式。这类结构的体系亦较混乱,由于经济原因,大多尽可能少用混凝土框架,导致框架和砌体承重墙抗侧力构件的承载力和变形能力很不协调,平面抗侧刚度极不均匀心。这类结构的震害现象主要表现为底部框架由于变形集中而破坏,或上部砌体结构破坏。其具体表现为: 1.由于刚度突变,底框和上部砖混的结合处成为底框结构的薄弱环节。底框结构刚度大,上部砖混结构破坏;砖混结构刚度大,底框结构破坏。 2.在底框结构建筑中,如果底部为多层框架结构的混合结构,则由于底层设置抗震墙,底框的坍塌减少;而上部砖混的坍塌增多。 3.圈梁和构造柱的设置对上部结构的抗震起到关键作用

建筑结构设计中的抗震结构设计研究

建筑结构设计中的抗震结构设计研究 摘要:随着社会经济的发展,建筑项目不断增多,规模不断加大。然而,世界 各地发生地震灾害的概率也在上升,因此建筑结构中的抗震设计具有十分重要的 作用。只有保证了建筑结构的抗震性才能确保建筑的安全稳定,从而保证人们人 身和财产的安全。本文则叙述了抗震设计在建筑结构设计的原则,并阐述了建筑 结构设计中缺陷,提出了加强建筑的抗震设计措施,以供参考! 关键词:建筑结构设计;抗震设计 引言 2008年的四川汶川地震给当地人们带来的巨大的损失,不管从物质上还是从 精神上,这种国家的创伤使我们永久的铭记。地震这种灾害总是突然间发生,令 人防不胜防,并且破坏力极强,能够引起房屋倒塌等严重的后果,并严重危害人 们生命以及财产。因此,有关建筑工程的抗震设计已经引起了世界各地的高度认识,它对人们的生产生活有着重要的影响。在建筑设计的过程中,设计人员要重 视抗震方面的问题并采取有效的措施来降低地震对建筑工程的破坏,进而保障人 们的切身利益。 1、抗震设计的基本原则 为了使建筑物达到抗震的效果,在对建筑工程进行设计的过程中首先要考虑 建筑物的整体结构,然后注意某一结构在地震情况下的整体反应,随后对其进行 分析,通过分析计算、材料的选择和方案的规划来进一步的提高建筑工程的抗震 效果。在地震发生的过程中,尽量的避免建筑物因薄弱部分而引起的一定程度的 破坏。在建筑设计的国政中要遵循以下几点原则。 1.1 对建筑结构进行整体的规划 设计人员在进行建筑设计的过程中要综合规划抗侧力的结构,进而保证建筑 设计的均匀、对称和规整。在进行实际设计的过程中,设计人员要将规则的图形 或者是对称的图形作为构造形式并在此基础上调整调整建筑结构的整体性,进一 步的实现惯性力的聚集和传递,将地震过程中的破坏力分开,以此来保证建筑物 在地震过程中的安全。 1.2 保证建筑物的结构刚度 在对建筑物进行设计的过程中,要考虑地震作用力的双向性,进而保证建筑 物能够从各个方向对作用力进行抵抗。设计者还要将主轴方向上的刚度控制在合 理的范围。另外,结构刚度方面的设计还要能够防止建筑物的过度变形,柔性结 构对外力进行分担,进而避免地震作用力下的整体结构变形,导致人员伤亡和财 务损失。 1.3 抗震防线的设置 建筑工程的结构体系包括很多的结构分体,这些结构分体进行协调合作,进 而降低地震对建筑物的影响。有些地震在发生之后还伴随着很多次的余震,并且 余震的级别不一,所以设计人员要设计多道抗震的防线,以此来保证建筑物尽量 不受余震的影响。抗震的防线要通过有效的方式安置在结构在内外部,设计人员 还要尽最大努力来处理结构刚和柔的关系,进而提高建筑物抵抗地震的能力。 2、建筑抗震设计中的问题 2.1 结构体系与材料方面的缺陷 建筑物所用的材料和结构体系是人们逐渐开始重视的问题,它们的正确选择 对于地震多发区有着重要的意义。目前,我国的建筑结构主要以钢筋混凝土为主,

论建筑结构工程抗震设计研究分析

论建筑结构工程抗震设计研究分析 发表时间:2020-01-13T15:59:20.167Z 来源:《基层建设》2019年第28期作者:葛云霞1 吴晓晨2 [导读] 摘要:近年来,人们在生产生活中的用地面积随着社会不断进步与发展而逐渐增加,并且对物质生活的质量要求也在不断提高,所以,建筑高层及超高层的趋势就普遍应用在房屋建筑方面。 身份证号码:1、22070219790924XXXX;2、23112119810618XXXX 摘要:近年来,人们在生产生活中的用地面积随着社会不断进步与发展而逐渐增加,并且对物质生活的质量要求也在不断提高,所以,建筑高层及超高层的趋势就普遍应用在房屋建筑方面。建筑结构工程中的抗震设计是一种复杂并且系统性极强的工作,从建筑的选址到建筑的结构设计都要进行严谨的抗震设计,根据不同的建筑项目,不同的抗震方法进行不同的建筑设计及抗震设计,保证建筑的抗震能力符合其结构设计。所以在对房屋建筑进行建筑结构工程时应根据建筑的特点选择合适的抗震设计。 关键词:抗震设计;多安全系数;层间位移角限值 1建筑结构工程中抗震设计的重要性 1.1可以保护人民群众的生命财产安全 人类社会在发展过程中,首先要解决的就是温饱与安全的需求,如据有关报道,在2008 年的汶川地震的主震区内,完好的建筑几乎没有。除却地震本身的烈度较高,破坏性较强的原因之外,一个更重要的问题值得我们的深思,就是建筑结构的抗震能力非常差,一方面在技术水平上缺乏突破,另一方面一部分人受利益驱动,往往在施工过程中,存在偷工减料等行为,导致了建筑物抗震能力薄弱,加强建筑结构抗震设计的重要性,对于保护人民群众的生命财产安全不言而喻。 1.2具有正能量效应 整个社会发展是一个复杂的系统,建筑物抗震结构设计的加强对于构建和谐社会具有重要意义,良好的建筑物抗震能力,有利于维护社会稳定,对于建设“美丽中国”,实现“中国梦”,具有良好的社会效应。因此,不能孤立的片面的静止的对待建筑结构抗震设计。 1.3促进建筑结构工程理念的创新; 以地震多发地区的日本为例,鉴于地震给建筑物造成的重大损害,日本成立了“震灾预防调查委员会”,开始着手进行抗震结构设计研究。经过近百年的发展,日本的建筑物结构抗震设计无论是在技术还是在理念上都处于领先的地位,虽然解决了大部分问题,地震持续时间对震害的影响始终在设计理论中没有得到反映。 2抗震结构设计理论的基本概念及注意事项 2.1建筑结构工程中抗震设计的基本概念 建筑结构工程中的抗震设计理论是在长期的工程实践中积累总结而来的,是一种防御地震灾害,将地震灾害所产生的破坏降到最低点的一种设计思路和概念。也就是说建筑结构工程中的抗震设计的目的是提高建筑结构整体抗震能力,确保建筑物在地震灾害来临时能够有效地抵御灾害。当然地震发生时的剧烈程度我们是无法预知的,我们能做的是运用抗震设计理论知识,结合建筑空间结构工程的实际情况,从分析抗震材料选择等方面入手,提高建筑结构整体抗震能力。 2.2 建筑结构工程抗震设计注意事项 2.2.1 建筑物建筑场地的选择 在建筑结构工程抗震设计阶段,建筑场地的选择是抗震设计过程中必须要注意的关键技术性问题,抗震设计人员在设计时应深入到建筑场地,对建筑场地的地质情况和水文情况进行勘察,收集记录数据,认真研讨在该建筑场地建筑房屋对抗震设计的影响因素,比如建筑场地处于地震频发地段或者建筑场地的地基为软弱地基等,所以在建筑场地选择时应尽量避开这些地段,如果无法避开,就需要充分地运用建筑抗震设计理论知识,对建筑地基和结构进行强化和优化设计,保证建筑整体结构的稳固性,进而提升建筑的抗震能力。同时,根据建筑物地域性分布及结构特征选择不同的建筑材料和抗震设计方案,如果建筑场地处在地震高发区,建筑房屋的抗震防烈度要求高,这就需要对建筑结构的柔性和延展性进行考虑。 2.2.2 建筑结构体系的选择 在建筑结构体系选择时要对建筑结构的特征进行综合考虑分析,在设计过程中要对建筑结构中的任何一个构件都要进行抗震能力的分析及试验,避免因某个微小的房屋构件未达到抗震设计要求,一旦地震发生,会因一个微小的建筑构件影响整个建筑的抗震能力。因此在建筑结构体系选择时,首要工作是对建筑结构中的各个构件承重能力、构件均匀沉重分布情况及构件的抗震能量传输进行分析和计算。 2.2.3建筑结构中的抗震设计另外一个需要注意的问题是建筑平面布置问题 在建筑结构抗震设计时,除了抗震设计达到有关要求外,还需要注意建筑平面布置的规则性,做到既能满足抗震要求又能满足城镇建设规划要求。 3建筑结构工程中抗震设计的作用 3.1降低地震对建筑的影响 现最被工程界认可的一个办法是在建筑基础与建筑的主体部分之间加设一个隔震层,有的设计师在建筑物的顶端部分加设一个"反摆"。此反摆的作用是能够在地震时使建筑物的位移方向相反,降低了加速度,降低地震的作用。根据相关研究分析,如果对"反摆"设置合理,那么对降低地震作用的概率可达65%,也能最大限度地减少建筑物内的物品受损程度。这一方式在国内外正被广泛地研究,并应用到了实际的工程建筑中,取得了较好的成效。 3.2保证建筑的刚度 在建筑结构的设计过程中,合理地设计和确定建筑物的刚度非常重要。因此首先要考虑到的是采用大量的钢筋混凝土。主要是在已有的钢筋混凝土之上使用"钢结构"对其进行进一步加层加固。加固分为两种情况:a.如果所需要进行加层的建筑结构的体系是钢结构,而国家规定:上部是钢结构、下部是钢筋混凝土两种不同的体系结构是不符合抗震规范的。b.假设屋盖的部分是采用钢结构,而钢筋混凝土仍然是作为整个建筑结构的抗侧力的主要体系,则必须根据相关的规定进行抗震设计。 3.3提高建筑结构的抗震力 出于对建筑结构抗震功能的保证,在建筑结构工程中要特别注意做到以下几点:a.在建筑结构工程中要考虑地基的稳定性因素,挑选对

建筑结构抗震设计(第三版)习题解答1-5章

第一章的习题答案 1.震级是衡量一次地震强弱程度(即所释放能量的大小)的指标。地震烈 度是衡量一次地震时某地区地面震动强弱程度的尺度。震级大时,烈度就高;但某地区地震烈度同时还受震中距和地质条件的影响。 2.参见教材第10面。 3.大烈度地震是小概率事件,小烈度地震发生概率较高,可根据地震烈度 的超越概率确定小、中、大烈度地震;由统计关系:小震烈度=基本烈度-1.55度;大震烈度=基本烈度+1.00度。 4.概念设计为结构抗震设计提出应注意的基本原则,具有指导性的意义; 抗震计算为结构或构件达到抗震目的提供具体数据和要求;构造措施从结构的整体性、锚固连接等方面保证抗震计算结果的有效性以及弥补部分情况无法进行正确、简洁计算的缺陷。 5.结构延性好意味可容许结构产生一定的弹塑性变形,通过结构一定程度 的弹塑性变形耗散地震能量,从而减小截面尺寸,降低造价;同时可避免产生结构的倒塌。 第二章的习题答案 1.地震波中与土层固有周期相一致或相近的波传至地面时,其振幅被放 大;与土层固有周期相差较大的波传至地面时,其振幅被衰减甚至完全过滤掉了。因此土层固有周期与地震动的卓越周期相近, 2.考虑材料的动力下的承载力大于静力下的承载力;材料在地震下地基承 载力的安全储备可低于一般情况下的安全储备,因此地基的抗震承载力高于静力承载力。 3.土层的地质年代;土体中的粘粒含量;地下水位;上覆非液化土层厚度; 地震的烈度和作用时间。 4.a 中软场地上的建筑物抗震性能比中硬场地上的建筑物抗震性能要差 (建筑物条件均同)。 b. 粉土中粘粒含量百分率愈大,则愈容易液化. c.液化指数越小,地震时地面喷水冒砂现象越轻微。 d.地基的抗震承载力为承受竖向荷载的能力。

钢结构抗震性能分析

钢结构抗震性能分析 摘要:钢结构建筑具有建设速度快、工业化程度比较高、技术经济指标好、抗震性能相比较其他建筑材料比较优越,所以能够广泛地应用于建筑的各个领域,有着得天独厚的发展优势。本文对钢结构建筑的抗震性能进行分析,总结出钢结构抗震的特点及在建设中的应用,分析了几种钢结构所具有的抗震性能,为建筑中明确钢结构的抗震性能找到了依据。 关键词:建筑;钢结构;发展;抗震;分析 引言 近几年,随着我国建筑产业高速发展,钢铁材料和结构体逐渐呈现多元化的发展趋势,建筑行业的发展也更是各具特色。作为现代建筑领域新兴的钢结构建筑,也越来越被建筑界所重视,这对地震多发的地区,建筑在地震中由于倒坍所造成的灾害,将会成为地震灾害中,对于生命和财产安全中,最具破坏力和杀伤力的直接因素,这就需要不断加强钢结构的抗震性能,提升钢结构建筑抗震的能力 1 钢结构的特点 优质的钢结构具有良好的延伸性,能够将震动时发生的波动抵消掉。对于钢结构在抗拉、抗压、抗剪的强度要求上都很高,特别是钢结构需要凭着工艺制造,利用其所具有的高延性,提升其在地震中的抗震能力[1]。钢结构通过自身的塑性变形特点,达到吸收和消耗震动过程中,抵抗强烈地震的能力。 2 建筑中的钢结构体系 在钢结构建筑中,用的较多钢结构框架体系有纯框架结构、中心支撑结构、偏心支撑结构等。纯框架结构延性和抗震性能比较好,但是由于抗侧刚度比较差,一般不太适合用于层数比较高的建筑。以中心支撑的钢结构框架结构抗侧刚度大,适用于层数较高的建筑。由于一些钢结构支撑构件,具有的滞回性能较差,对于耗散的震动的能量有限,抗震性能没有钢结构纯框架的性能好。钢结构的框架偏心支撑结构,还可以通过偏心连梁进行剪切,达到耗散地震的能量,保证通过钢结构框架的支撑不丧失稳定,这种抗震性能的效果,优于中心支撑的钢结构框架[2],并且其弹性阶段的刚度也接近中心支撑框架。如果采用能与钢结构框架抗侧刚度相匹配含有钢板的剪力墙,还有带竖缝剪力墙的钢结构代替支撑,可以构成具有钢结构框架的抗震墙板结构,其抗震的性能强于由钢结构框架构成的中心支撑结构。当房屋建筑的刚度要求更高时,一般都可以采用沿着建筑周边,有秩序地进行设置一些密柱深梁框架,来构成钢结构的框筒结构。这样设计安装的框筒结构抗侧刚度大,能够起到具有良好抗震性能的效果。 3 建筑中钢结构的抗震性能分析

建筑结构抗震分析论文

建筑结构抗震分析论文 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】

山东科技大学土木工程与建筑学院《土木工程理论与实践》学习报告 题目建筑结构抗震分析 专业班级土木工程2011级2班 学生姓名张国刚 学号 2015 年 5月

建筑结构抗震分析 摘要 近年来,我国地震频发,在多次地震中,建筑物也经受着重大的考验,有关建筑物结构抗震设计的问题引起了全社会的高度重视。本文在此背景下,首先分析了当前的研究背景,对结构抗震理论的内容及其发展做了扼要的介绍,在此基础上,分析了建筑结构抗震设计的重要性,最后提出了一些对策措施和意见建议。地震区建筑结构设防与不设防,震后结果大不一样。要使工程建设真正达到能够减轻以至避免地震灾害,把握好抗震设计关是减轻地震灾害的根本措施。文章根据实践经验和对有关资料的总结,对多层及高层钢筋混凝土房屋的抗震设计问题进行了研究和探讨。 关键词:建筑结构、抗震设计、抗震设防 目录 1研究背景以及结构抗震理论的发展 (4) 2建筑结构抗震的意义是什么 (4) 3建筑结构抗震设计的重要性分析 (5) 4震害多发点 (6) 结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层 (6) 柱端与节点的破坏较为突出 (6)

砌体填充墙的破坏较为普遍 (6) 5抗震结构设计 (6) 抗震计算中的延性保证 (7) 构造措施上的延性保证 (7) 抗震设计的依据和目标 (8) (8) (8) 6结语………………………………………………………………………………………………… 8 参考文献 (9) 建筑结构抗震分析 1研究背景以及结构抗震理论的发展 5·12汶川地震是于2008年5月12日14时28分04秒,四川省汶川县发生的级地震,地震造成69227人遇难,374643人受伤,17923人失踪。自2008年“5·12”汶川大地震之后,2009年6月30日云南姚安级地震,2010年4月14日青海玉树发生级地震,2012年9月7日云南彝良、贵州威宁交界处发生级地震,2013年4月20日四川省

建筑结构抗震设计基本知识

单元21 建筑结构抗震设计基本知识 学习目标】 1、能够对抗震的基本概念、抗震设防目标和抗震设计的基本要求知识点掌握。 2、能够具备砌体结构房屋和钢筋混凝土框架房屋、框架剪力墙结构、剪力墙结构房屋的抗 震设计要点,从而为识读平法03G101-1混凝土结构施工图中抗震部分打下基础。 【知识点】 构造地震;地震波;震级;烈度;抗震设防;抗震设计的基本要求;钢筋混凝土框架房屋的抗震规定。 【工作任务】 任务1 建筑结构抗震设计基本知识 【教学设计】通过带领学生观看地震灾害照片,让学生对抗震设计的必要性有一个清楚的认识,从而为识读平法03G101-1混凝土结构施工图中抗震部分打下基础,为今后识读结构 施工图、胜任施工员岗位打下基础。 21.1地震基本知识 21.1.1 地震 21.1.1.1构造地震 地震是由于某种原因引起的地面强烈运动(见图21-1)。是一种自然现象,依其成因,可分为三种类型:火山地震、塌陷地震、构造地震。由于火山爆发,地下岩浆迅猛冲出地面时引起的地面运动,称为火山地震。此类地震释放能量小,相对而言,影响围和造成的破坏程度均比较小;

由于石灰岩层地下溶洞或古旧矿坑的大规模崩塌引起的地面震动,称为塌陷地震。此类地震不仅能量小,数量也小,震源极浅,影响围和造成的破坏程度均较小;由于地壳构造运动推挤岩层,使某处地下岩层的薄弱部位突然发生断裂、错动而引起地面运动,称为构造地震;构造地震的破坏性强影响面广,而且频繁发生,约占破坏性地震总量度的95%以上。因此,在建筑抗震设计中,仅限于讨论在构造地震作用下建筑的设防问题(见图21-2)。 地壳深处发生岩层断裂、错动的部位称为震源(见图21-3)。这个部位不是一个点,而是有一定深度和围的体。震源正上方的地面位置叫震中。震中附近地面震动最厉害,也是破坏最严重的地区,称为震中区。地面某处至震中的水平距离称为震中距。把地面上破坏程度相似的点连成的曲线叫做等震线。震中至震源的垂直距离称为震源深度。 根据震源深度不同,可将构造地震分为浅源地震(震源深度不大于60km),中源地震(震源深度60~300km),深源地震(震源深度大于300km)三种。我国发生的绝大部分(地震都属于浅源地震,一般深度为5~40km)。浅源地震造成的危害最大。如大地震的断裂岩层深约1lkm,属于浅源地震,发震构造裂缝带总长8km多,展布围30m,穿过市区东南部,这里就是震中,市铁路两侧47km的区域属于极震区。 21.1.1.2 地震波 当地球的岩层突然断裂时,岩层积累的变形能突然释放,这种地震能量一部分转化为热能,一部分以波的形式向四周传播。这种传播地震能量的波就是地震波。总之,地震波的传播以纵波最快,横波次之,面波最慢。在离震中较远的地方,一般先出现纵波造成房屋的上下颠簸,然

建筑结构抗震能力分析

建筑结构抗震能力分析 【摘要】破坏性地震会给国家经济建设和人民生命财产安全造成直接和间接的危害和损失,尤其是强烈的地震会给人类带来巨大的灾害。目前,每年全世界由地震灾害造成的平均死亡人数达8000-10000 人/次,平均经济损失每次达十亿美元。尽管如此,地震造成的惨重人员伤亡和巨大的财产损失,主要却是由建筑物的破坏所引起。因此,如何提高建筑物抗震能力就成为一个人们很关注的问题。地震是一种危害性极大的自然灾害。地震造成的惨重人员伤亡和巨大的财产损失,主要是由建筑物的破坏所引起。抗震就是和地震这种自然灾害进行斗争。 【关键词】地震;建筑结构;抗震能力 1.影响建筑结构抗震能力的主要因素 1.1建造结构所用的材料及施工质量 这个因素是显而易见的,但是也容易被人们忽视。对于材料而言,我们要明确这样一个道理:地震对结构作用的大小几乎与结构的质量成正比。一般说在相同条件下,质量大,地震作用就大,震害程度就大;质量小,地震作用就小,震害就小。所以,在建筑的楼板、墙体、框架、隔断、围护墙以及屋面构件中,广泛采用多孔砖、硅酸盐砌块、陶粒混凝土、加气混凝土板、空心塑料板材、瓦楞铁等轻质材料,将能显著改善建筑的抗震性能。 施工质量的影响是深远的,在整个施工过程中,任何一个环节出现问题,都可能影响建筑结构本身的抗震能力。施工中造成的材料性能和截面几何特征在一定范围内变动,砂浆强度、混凝土浇筑质量以及延性构造措施在施工中的变动等施工质量问题,对实际结构抗震性能具有重要影响。 1.2建筑物本身的设计 建筑物如果平面布置复杂,致使质心与刚心不重合,在地震作用下产生扭转效应,则会加剧了地震的破坏作用,海城地震和唐山地震中有不少这样的震害实例.台湾921 地震中,一栋钢筋混凝土结构由于结构平面不规则,在水平地震作用下,结构产生严重扭转效应而破坏倒塌,同时撞坏相邻建筑上部的阳台。抗震设计中,要求结构平面布置尽可能地使结构的刚心和质心相一致,以减小地震作用下结构产生的扭转效应,对于结构平面布置不规则的房屋应注意偏离结构刚心远端抗震墙或框架柱承载力的验算。建筑立面应避免头重脚轻,结构重心尽可能的降低,出屋面部分如屋顶的女儿墙、水箱间等,由于根部与下部结构连接薄弱,刚度突变,受鞭梢效应影响严重,在地震时容易率先破坏倾倒;另外,其地震作用通过周边的屋面结构传至下部结构,如屋面结构刚度不够时,在突出屋面结构的下部一定范围内破坏相对集中。 1.3建筑场地 地震造成建筑物的破坏,情况是各种各样的,其一,由于地震时的地面强烈运动,使建筑物在振动过程中,因丧失整体性或强度不足,或变形过大而破坏;其二,由于水坝倒塌、海啸、火灾、爆炸等次生灾害所造成;其三,由于断层错动、山崖崩塌、河岸滑坡、地层陷落等地面严重变形直接造成。前两种可以通过工程措施加以防治,而后一种情况,单靠工程措施很难达到预防目的,或者代价昂贵。 2.建筑结构抗震能力评估方法 建筑结构抗震能力评估方法是高层建筑结构分析的核心内容。只有对建筑结

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