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1考試時間:6月23日(周四)1.2節8:00~10:00考試地點:一班:二教723二班:二教705補課:6月14日7.8節二教2斷裂帶附近房屋的破壞情況重點內容回顧

3在震源、震中、震中距和震源深度中,下圖中的①~④分別代表什么?①震源;②震源深度;③震中;④震中距重點內容回顧

4判斷:一次地震只有一個震級和一個烈度×一個震級、多個烈度重點內容回顧

5我國抗震設防目標中的“三個水準”指什么?小震不壞、中震可修、大震不倒重點內容回顧

6如何保證“小震不壞、中震可修、大震不倒?小震不壞:承載力計算中震可修:彈性階段的變形驗算+構造措施大震不倒:彈塑性階段的變形驗算+構造措施重點內容回顧

7某小學的教學樓,位于7度區,進行抗震設計時,應按幾度采取抗震措施,按幾度計算地震作用?8度→抗震措施7度→地震作用8第10章建筑結構抗震抗震設防類別甲類乙類丙類丁類地震作用按批準提高按設防烈度計算按設防烈度計算一般按設防烈度計算抗震措施提高一度提高一度(基礎除外)按設防烈度采用適當降低抗震設防烈度本身已經為9度時,規范沒有10度的構造措施,所以要采用比9度更高的抗震措施6度的抗震措施已經最低,不再降低9第10章建筑結構抗震場地類別:勘察與設計10第10章建筑結構抗震場地類別:土的類型判別場地對建筑物在地震過程中的破壞有很大影響在確定地震作用前要首先明確場地信息根據剪切波速來確定土的類型剪切波速測試儀器(右圖)11第10章建筑結構抗震場地類別:土的類型與剪切波速12第10章建筑結構抗震場地類別場地類別≠場地土類別場地類別取決于場地土和覆蓋層厚度覆蓋層:大體可以理解為巖石以上土層13第10章建筑結構抗震場地類別與抗震構造措施建筑場地為Ⅰ類時,對甲、乙類的建筑應允許仍按本地區抗震設防烈度的要求采用抗震構造措施對丙類的建筑應允許按本地區抗震設防烈度降低一度的要求采取抗震構造措施,但抗震烈度為6度時仍應按本地區抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施抗震措施:除地震作用計算和抗力計算以外的抗震設計內容,包括抗震構造措施(強柱弱梁)14第10章建筑結構抗震場地類別與抗震構造措施建筑場地為Ⅲ、Ⅳ類時,對設計基本加速度為0.15g和0.30g的地區,除本規范另有規定外,宜分別按抗震設防烈度8度(0.20g)和9度(0.40g)時各抗震設防類別建筑的要求采取抗震構造措施(相當于提高半度)抗震構造措施:根據抗震概念設計原則,一般不需計算而對結構和非結構各部分必須采取的各種細部要求(箍筋加密區)15第10章建筑結構抗震建筑形體的規則性合理的建筑形體和布置在抗震設計中是頭等重要的平、立面簡單對稱的結構容易估計地震反應,也容易采取抗震構造措施規則:正常設計(超大震也不倒)不規則:按規定采取加強措施(大震不倒)特別不規則:進行專門研究和論證,采取特別的加強措施(論證結果為不倒,但可能倒)嚴重不規則:不應采用(釘在恥辱柱上)16第10章建筑結構抗震建筑形體的規則性:扭轉不規則“規則”包含了對建筑的平、立面外形尺寸,抗側力構件布置、質量分布,直至承載力分布等諸多因素的綜合要求17第10章建筑結構抗震建筑形體的規則性:扭轉不規則L型平面→扭轉不規則→角柱破壞嚴重18第10章建筑結構抗震建筑形體的規則性:扭轉不規則單側懸挑+單側開窗→扭轉不規則19第10章建筑結構抗震建筑形體的規則性:凹凸不規則20第10章建筑結構抗震建筑形體的規則性:凹凸不規則外縱墻開窗,形成明廳后,造成了結構上的凹凸不規則(外縱墻水平向不連續)21第10章建筑結構抗震相當于兩個獨立結構中部加連梁連接22第10章建筑結構抗震中部明廳處形成連梁23第10章建筑結構抗震中部明廳處倒塌24第10章建筑結構抗震中部明廳處倒塌25第10章建筑結構抗震建筑形體的規則性:樓板局部不連續26第10章建筑結構抗震樓板局部不連續,若無橫梁破壞更嚴重27第10章建筑結構抗震建筑形體的規則性:側向剛度不規則28第10章建筑結構抗震未設剪力墻,底框破壞29第10章建筑結構抗震上部結構下落30第10章建筑結構抗震剛度均勻:上部中等開裂31第10章建筑結構抗震底框剛度過大,上部砌體倒塌32第10章建筑結構抗震原來認為底框柔些,可以起隔震作用現在傾向于剛度均勻底框磚混→底部框架抗震墻砌體房屋:原來只有框架,沒有抗震墻,現在必須設置抗震墻;原來材料是磚,現在是砌體底框:計入構造柱影響的第二層側向剛度/底層側向剛度,1≤λ≤2.5(6、7度)1≤λ≤2.0(8度)底部兩層框架:1≤λ≤2.0(6、7度)1≤λ≤1.5(8度)底框剛度要小于上部砌體,但不能小太多(框架的延性更好,充分利用其耗能)33第10章建筑結構抗震建筑形體的規則性:豎向抗側力構件不連續34第10章建筑結構抗震建筑形體的規則性:豎向抗側力構件不連續底框砌體結構→砌體墻不落地35第10章建筑結構抗震建筑形體的規則性:豎向抗側力構件不連續底框砌體結構→底部兩層倒塌,5層變3層36第10章建筑結構抗震建筑形體的規則性:豎向抗側力構件不連續2層柱頂折斷37框支剪力墻轉換層破壞嚴重第10章建筑結構抗震38第10章建筑結構抗震建筑形體的規則性:樓層承載力突變中間薄弱層被“錯平”39第10章建筑結構抗震建筑形體的規則性:分類與界定平面不規則類型:扭轉不規則、凹凸不規則、樓板局部不連續豎向不規則類型:側向剛度不規則、豎向抗側力構件不規則、樓層承載力突變不規則:六項中符合一項及兩項特別不規則:①符合三項或三項以上;②符合下頁特別不規則表格中所列的一項;③平面和豎向均有不規則項,且其中一項接近特別不規則40第10章建筑結構抗震建筑形體的規則性:特別不規則項目41第10章建筑結構抗震建筑形體的規則性:分類與界定嚴重不規則:指形體復雜,多項不規則指標超過不規則項目,或某一項大大超過規定,具有現代技術和經濟條件不能克服的嚴重抗震薄弱環節,可能導致地震破壞的嚴重后果上述表格中的數值只是參考,實際上還有很多因素,很難用量化的指標來界定有經驗的、有抗震知識素養的設計人員,應該對所設計建筑的抗震性能有所估計,能夠區分不規則程度,避免采用嚴重不規則的設計方案42第10章建筑結構抗震抗震計算方法:分類地震反應即地震作用所產生的效應,求解地震反應有三種方法:①靜力彈性分析法(等效荷載法):即將地震對結構的作用,用等效荷載來表示,然后根據這一荷載用靜力分析方法對接構進行內力計算,以校核結構強度,如底部剪力法、振型分解反應譜法43第10章建筑結構抗震抗震計算方法:分類②靜力彈塑性分析法(pushover分析法):在結構上加力(一步一步的加),直至屈服,求出每個力對應的周期,連成能力曲線,與抗震設計反應譜進行對比,如相交則滿足要求③直接動力分析法(時程分析法,彈性時程分析,彈塑性時程分析),即對動力方程進行直接積分,求出結構反應與時間變化的關系,得到時程曲線44第10章建筑結構抗震抗震計算方法:底部剪力法適用條件:①高度不超過40m、以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構;②近似于單質點體系的結構適合于手算的一種簡單方法45第10章建筑結構抗震抗震計算方法:底部剪力法求解思想:①計算結構的總重力荷載代表值;②求底部剪力;③再按一定的方法把底部剪力分配到各個樓層①結構的總重力荷載代表值:GE=ΣGi重力荷載代表值:算地震作用時,用“質量×加速度”如何考慮質量:恒荷載是總存在的,活荷載在地震時不一定達到最大值,要乘以一個組合值系數46第10章建筑結構抗震抗震計算方法:底部剪力法這個系數和準永久值系數比較接近重力荷載代表值=1.0×恒載+組合值系數×活載47第10章建筑結構抗震抗震計算方法:底部剪力法②求底部剪力,FEk=α1Geqα1——結構基本周期T1所對應的地震影響系數(質點加速度與重力加速度的比值,以重力加速度來表征的質點加速度)48第10章建筑結構抗震抗震計算方法:底部剪力法對單質點體系輸入地震波得到單質點體系的加速度時程曲線取這條加速度時程曲線上的最大值地震波加速度時程曲線49第10章建筑結構抗震抗震計算方法:底部剪力法對不同周期的單質點體系輸入這條地震波把周期作為橫軸,最大加速度反應作為縱軸,得到單質點體系的單條地震波激勵下的加速度反應譜50第10章建筑結構抗震抗震計算方法:底部剪力法重復輸入多條地震波,得到多條加速度反應譜對多條反應譜求均值并進行平滑處理,得到抗震設計反應譜51第10章建筑結構抗震抗震計算方法:底部剪力法T=0時,0.45αmax(地震影響系數最大值)T=0~

0.1s時,直線上升段0.1s~Tg(特征周期)取αmax52第10章建筑結構抗震抗震計算方法:底部剪力法特征周期:與覆蓋層厚度和剪切波速有關,反應場地土的振動特性,類似于結構的自振周期53第10章建筑結構抗震抗震計算方法:底部剪力法T=Tg~5Tg時,曲線下降段T=

5Tg~6s時,直線下降段54第10章建筑結構抗震抗震計算方法:底部剪力法影響抗震設計反應譜形狀的幾個因素:①烈度αmax,相當于整體放大②特征周期,相當于變胖③阻尼比,相當于除T=0以外點的增大或衰減幅度改變55第10章建筑結構抗震抗震計算方法:底部剪力法③按一定的方法把底部剪力分配到各個樓層按倒三角形將底部剪力分配到各樓層,并考慮高階振型影響及鞭梢效應56第10章建筑結構抗震抗震計算方法:振型分解反應譜法求解思想:①分別求出對應于每個振型的、各質點的水平地震作用;②再將各振型產生的效應進行組合57第10章建筑結構抗震抗震計算方法:振型分解反應譜法振型:體系的某一固有頻率所對應的振動形式如果按某一頻率進行激振,結構就按某一振型振動一般情況下,結構的振動形式是某幾個振型的組合自振頻率越低的振型,越容易發生,在組合中所占的比例也越大可以根據振型特點判斷結構的破壞情況58第10章建筑結構抗震抗震計算方法:振型分解反應譜法空間結構的三種振型

平動振型扭轉振型板振型59第10章建筑結構抗震抗震計算方法:振型分解反應譜法求出對應于每個振型的、各質點的水平地震作用后Fji=αjγjXjiGi再將各振型產生的效應進行組合(對效應組合而不是作用組合)60第10章建筑結構抗震抗震計算方法:靜力彈塑性分析方法靜力彈塑性分析法(pushover分析法):在結構上加力(一步一步的加),直至屈服,求出每個力對應的周期,連成能力曲線,與抗震設計反應譜(需求譜)進行對比如相交則能抵抗相應地震,根據交點可求地震反應(位移,基底剪力)從彈性到彈塑性61第10章建筑結構抗震抗震計算方法:時程分析方法時程分析法:對動力方程進行直接積分,求出結構反應與時間變化的關系,得到時程曲線從最大反應到全過程反應板柱結構和框架結構的基底剪力時程曲線對比62第10章建筑結構抗震抗震計算方法:時程分析方法能量耗散情況63第10章建筑結構抗震截面抗震驗算不抗震:S<R(荷載效應<抗力)抗震:S<R/γREγRE—承載力抗震調整系數①滿足中震可修要進行彈塑性變形驗算,為了符合設計習慣,將變形驗算轉化為承載力驗算,γRE體現了二者之間的轉換關系(保證可靠度相同);②地震作用相當于短期動態加載,承載力比靜載時的承載力高64第10章建筑結構抗震截面抗震驗算65第10章建筑結構抗震抗震等級房屋應根據設防類別、烈度、結構類型和房屋高度采用不同的抗震等級再根據抗震等級采取不同的抗震措施大跨度框架:跨度≥18m66第10章建筑結構抗震大跨度框架抗側剛度小,容易倒塌67第10章建筑結構抗震結構的倒塌機制(形成機構的方式)結構的延性取決于倒塌前能形成的塑性鉸的數量(和倒塌機制有關)和每個塑性鉸的轉動能力(和配筋構造有關)梁鉸機制68第10章建筑結構抗震梁端形成塑性鉸69第10章建筑結構抗震結構的倒塌機制柱鉸機制梁鉸機制塑性鉸數量多,梁鉸比柱鉸轉動能力強→結構延性好,耗能能力強柱鉸機制塑性鉸數量少,抗震性能不好70第10章建筑結構抗震底層柱鉸機制71第10章建筑結構抗震底層柱鉸機制72第10章建筑結構抗震底層柱頂、柱底均出鉸73第10章建筑結構抗震結構的倒塌機制多層柱鉸機制混合機制:既有梁鉸、又有柱腳,抗震性能介于梁鉸機制和柱鉸機制之間74第10章建筑結構抗震頂層柱頂形成塑性鉸75第10章建筑結構抗震結構的倒塌機制為了形成梁鉸機制,人為增大柱的配筋,讓塑性鉸出在梁端→強柱弱梁為了保證塑性鉸延性,讓構件發生彎曲破壞,而不是剪切破壞(靠箍筋加密)→強剪弱彎為了保證節點安全,使節點不在構件前破壞→強節點弱構件框架的抗震設計原則:強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件76第10章建筑結構抗震強梁弱柱型破壞由結構力學計算的節點處Σ梁端彎矩=Σ柱端彎矩強柱弱梁:節點處梁端實際受彎承載力(各梁的承載力之和)小于柱端實際受彎承載力(各柱的承載力之和)一般結構以內力表達式來代替承載力表達式:ΣMc=ηcΣMb一級框架結構和9度的一級框架直接應用承載力表達式(更合理,傾向于這種調整):ΣMc=1.2ΣMbua77第10章建筑結構抗震強梁弱柱型破壞由于地震的復雜性、樓板的影響和鋼筋屈服強度的超強,難以通過精確的承載力計算真正實現強柱弱梁無樓板和有樓板破壞情況不同78第10章建筑結構抗震強梁弱柱型破壞柱端箍筋不足導致縱筋壓屈79第10章建筑結構抗震梁端箍筋加密區80第10章建筑結構抗震柱端箍筋加密區81第10章建筑結構抗震箍筋加密,但綁扎不牢82第10章建筑結構抗震短柱破壞保證柱延性的措施:①剪跨比不能過小(發生彎曲破壞);②軸壓比不能過大;③箍筋不能過少柱的剪切破壞83第10章建筑結構抗震短柱破壞填充墻設置不當會形成短柱,或者造成應力集中,設計時應盡量避免,無法避免時要采取構造措施(a)半跨填充墻(b)半高填充墻(c)“L型”填充墻84第10章建筑結構抗震短柱破壞半高填充墻,形成短柱85第10章建筑結構抗震窗間形成短柱86第10章建筑結構抗震樓梯平臺約束形成短柱87第10章建筑結構抗震墻體約束形成短柱88第10章建筑結構抗震強節點強錨固節點區破壞89第10章建筑結構抗震節點區破壞90第10章建筑結構抗震節點區破壞91第

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