发布时间 : 星期六 文章结构抗震—中震设计要点 - 图文更新完毕开始阅读
四．抗震设计
1． 抗震设计计算综述
1.1 抗震结构分析方法 分析方法 整体分析 弹性 静力分析 方法概述 1. 解结构自由振动方程; 2. 振型分解反应谱法求各层地震力; 3. 将地震力作用于各层偏心点,解静力平衡方程求出地震反应. 动力时程分析 弹塑性 拟静力推覆分析 用振型迭加法求解强逼振动微分方程 1. 竖向荷载一次施加,求出结构弹性应力作为初始应力; 2. 分步施加侧向荷载,用分步积分法解结构静力平衡方程. 动力时程分析 动力时程分析对地震波要求 1. 用分步积分法解结构强逼振动方程. 1. 最少一条人工波+二条实测波; 2. 按场地类别或场地特征周期选波; 3. 基底剪力与反应谱法比,每条波不少于65%,三波平均不少于80%; 4. 记录长度不少于12s.且大于3～4倍自振周期. 局部分析 弹性应力分析 1. 通用有限元分析 2. 可选程序:SAP84, SAP2000, MIDAS,PMSAP等 3. 需分析部位:超限框支剪力墙,连体结构连结体,厚板转换层,板柱墙结构楼面,不连续楼板应力集中区域
1. 刚度矩阵按每步出现塑性破坏情况修正; 几何矩阵不变; 采用大变形假定时, 几何矩阵每步按位移修正. 方法特点 1. 刚度矩阵,几何矩阵不变(小变形假定) 2. 断面设计考虑塑性.(梁调幅,钢筋砼受压区应力均布假定,板配筋的屈服线法等) 控制条件 1. 强度控制:截面承戴力设计 2. 延性控制:轴压比,剪压比,受压区高度,配筋率 3. 位移控制:位移比,层位移角 4. 扭转刚度控制:偶然偏心,周期比 5. 竖向规则性控制:层刚度比,层抗剪承载力比 1. 弹塑性层位移角 2. 弹塑性破坏过程 3. 防倒塌控制 位 2. 采用小变形假定时, 4. 需加强的薄弱层或薄弱部
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1.2 规范对抗震结构分析要求 地震作用 水平向地震作用 分析方法 底部剪力法 振型分解反应谱法 适用范围 高度不超过40m,以剪切变形为主且质量与刚度沿高度分布比较均匀的建筑 所有多高层结构 说明 FEK=α1Geq，Geq=0.85GE; α1—相应于T1=1.7ψT(uT)0.5的水平地震影响系数 单向地震考虑扭转耦连、偶然偏心 双向地震考虑扭转耦连、不考虑偶然偏心 要求剪重比λ=VEki/∑Gi≥0.2α弱层要求λ≥1.15×0.2α水平向或水平向+竖向地震作用 多遇地震弹性时程补充分析 1．甲类高层; 2．竖向层刚度比或层受剪承载力比超限(第4.4.2—4.4.5条); 8度III、IV类场地建筑高度＞80m； 9度区建筑高＞60m 4．《高规》第10章规定的复杂高层； 5．质量沿竖向分布特别不均匀的高层。(文献[13]定义为质量平均分布密度为相邻层的1.5倍以上) 水平向地震作用 罕遇地震弹塑性动力或静力时程分析 +竖向地震作用 地震作用系数法 静力法 8、9度时的平板型网架和大于24m跨的屋架 9度时的长悬挑结构、大跨度结构和上部外挑结构 1. B级高度的高层; 2.《高规》第10章规定的复杂高层. 选择地震波的要求： 1．按场地类别（或特征周期）和设计地震分组选择不少于两组实测波+一组人工结构底部剪力不小于振型分解反应谱法的65%；多条时程曲线的结构底部剪力的平均值不小于振型分解反应谱法的80%; 2．地震波的持续时间不小于3～4T1≥12s，地震波的时间间距取0.01或0.02s; 3．地震作用效应取弹性时程分析多波平均值与振型分解反应谱法比较取大值。 弹塑性静力时程分析： 1.目标位移可取Δy=2Δu; 2.侧荷分布:倒Δ形或矩形; 3.材料本构关系:按《砼规范》 地震作用取Ge 的10%、20% Ge--- 重力荷载代表值 FEVK=αvmaxGeq,各质点按基底剪力法分配 vmax=0.65αmax max max;对薄3． 8度I、II类场地和7度区建筑高＞100m； 波；弹性时程分程的每条时程曲线所得的Geq=0.75Ge, α抗震构造措施 1.3 各类建筑的抗震设防类别和抗震要求(《高规》4.8节) 建筑设防类别 甲类建筑 据地震安全评估结果确定 乙类建筑 按本地烈度 按本地烈度提高一度, 9度时应适当提高； 按本地烈度提高一度, 9度时应适当提高； 7（0.15g）、8（0.3g）III、IV场地按8+、9+；按本地烈度提高一度（不含6度）,III、IV类地震作用 抗震措施 8（0.3g）III、IV场地按9+； 6、7度I类场地不提高 按本地烈度提高一度（不含6度）, 9度时应适当提高； 场地再适当提高；9度时应适当提高； 丙类建筑 按本地烈度（包括6度） 按本地烈度 按本地烈度 丁类建筑 按本地烈度 比本地烈度略降低（ 6度除外） 比本地烈度略降低（ 6度除外）； 8、9度I类场地按本地烈度降1度； 7（0.15g）、8（0.3g）III、IV场地按本地烈度。 注:1.“抗震措施”指地震作用计算和抗力计算外的所有措施；包括避开不利地段，结构选型，结构布
置，抗震内力调整，抗震构造措施等。
2.“抗震构造措施”指根据抗震概念设计原则，一般不须计算而对结构和非结构构件必须采用的细部构造要求。
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1.4抗震措施中的结构内力调整 1.4.1 地震作用内力调整 调整项目 框剪结构梁柱内力调整 竖向不规则结构薄弱层内力调整 转换层梁柱内力调整(包括轴力) 构件抗震等级 梁内力放大系数 配筋时框支柱轴力放大系数 柱内力放大系数(10.2.7-2) 调整方法及放大系数 调整柱剪力∑Q=0.2Q0,柱弯矩按相应比例调整 梁柱墙支撑地震内力放大1.15 特一级 1.8 1.8 一级 1.5 1.5 二级 1.25 1.2 备注 (10.2.6) 框支柱数<10时每根柱Q=0.02Q0;3≤框支柱数＜10,Q=0.03Q0 框支柱数>10时,1,2层转换∑Q=0.2Q0;其它层转换∑Q=0.3Q0 框支柱剪力调整后弯矩按相应比例调整,轴力不调 1.4.2 构件组合内力调整
(计算条件:钢筋超强系数=材料标准强度/设计强度=1.1,超配系数=实际配筋/计算配筋=1.1) 构件类型 框架梁剪力 连梁剪力 一般柱 其它 柱底 弯矩 剪力 弯矩 剪力 框支柱 柱顶、底面 其它 弯矩 剪力 弯矩 剪力 复杂高层 普通高层 短肢高层 加强区 弯矩 墙 非加强区 剪力 弯矩 剪力 剪力 弯矩 剪力 弯矩 剪力 弯矩 剪力 特一级 1.3*1.2 1.3 1.5*1.2 1.5*1.4*1.2 1.4*1.2 1.4*1.4*1.2 1.5*1.2 1.8*1.4*1.2 1. 4*1.2 1.68*1.4*1.2 1.8 1.9 1.3 1.2 1.1 1.9 1.2*1.1 1.2 1.1 1.9*1.4 1.3 1.2*1.4 9度一级 1.1*1.1*1.1 1.3 1.331*1.2 2.319 1.2*1.1*1.1 2.108 — — — — 1.5 1.6*1.1 1.2 1.0 1.0 1.6*1.1 1.2 1.0 1.0 1.6*1.1*1.4 1.2 1.0*1.4 一级 1.3 1.3 1.5 1.5*1.4 1.4 1.4*1.4 1.5 1.5*1.4 1.4 1.4*1.4 1.5 1.6 1.2 1.0 1.0 1.6 1.2 1.0 1.0 1.6*1.4 1.2 1.0*1.4 二级 1.2 1.2 1.25 1.25*1.2 1.2 1.2*1.2 1.25 1.25*1.2 1.2 1.2*1.2 1.25 1.4 1.2 1.0 1.0 1.4 1.0 1.0 1.0 1.4*1.2 1.0 1.0*1.2 三级 1.1 1.1 1.15 1.15*1.1 1.1 1.1*1.1 1.15 1.15*1.1 1.1 1.1*1.1 1.0 1.2 1.0 1.0 1.0 1.2 1.0 1.0 1.0 1.2*1.2 1.0 1.0*1.2 (7.1.2) 强剪弱弯 (7.1.2) 强剪弱弯 强剪弱弯,强柱弱梁;底部加强(6.2.2,6.2.3)(4.9.2) 强剪弱弯,强柱弱梁 (6.2.1) (6.2.2)(4.9.2) 强剪弱弯,强柱弱梁;底部加强(6.2.2,6.2.3)(4.9.2) 强剪弱弯,强柱弱梁 (6.2.1) (6.2.2)(4.9.2) (10.2.14) 底部加强 (7.2.10) 强剪弱弯 (7.2.6)(4.9.2) (7.2.10) (4.9.2-4) 底部加强 (7.2.6)(4.9.2) 备注 强剪弱弯(6.2.5)(4.9.2) 加强区 弯矩 墙 非加强区 加强区墙 非加强区 注:角柱内力按上表系数再放大1.1倍。(“高规”10.2.12-5)
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1.5 抗震措施中的抗震构造要求 1.5.1 框架柱抗震构造表 项目 细 目 一级 9度,≤25m 8度,＞35m 抗震设计 二级 三级 8度,≤35m 7度,≤35m 7度,＞35m 6度,＞25m 四级 6度,≤35m 现 浇:≥C20 装配整体:≥C30 ≤5MPa 室内≥25mm,潮湿环境及地梁≥35mm la+5d la 0.8 0.75 Vc≤ （1/γhc≥400mm,bc≥350mm,hcn/hc≥4 0.9 0.9 0.85 0.85 Vc≤0.25fcbchc0 5% 0.4% 0.4% 非抗震设计 不分高度 适用条件 框 架 混凝土强梁、柱 一 度等 般 级 梁柱强度差 要 净保护层厚度 求 钢筋锚固长度lal(laE) 构造要求 一般柱 截 轴压比 短 柱 面 尺 寸 受剪要求 最大配筋率 最 中柱，边柱 小 角 柱 配 筋 特 殊 率 钢 筋 净 距 钢筋最大间距 连接方法 接 框 架 柱 设 计 头 搭接长度 ≥C30 la+10d 0.7 0.65 RE）(0.20fcbchc0) 4%,搭接区段5%，一级抗震短柱每边≤1.2% 0.8% 0.7% 0.6% 0.5% 1.0% 0.9% 0.8% 0.7% Ⅳ类场地上较高建筑，表中数值增大0.1% ≥50mm ≤200mm 底层应焊接 底层应焊接 其他宜焊接 应采用焊接 直径≥22mm 直径≥22mm 宜焊接 宜焊接 1.2la+5d 1.2la 纵 向 受 力 钢 筋 ≤350mm 直径≥22mm 宜焊接 1.2la la 1.在受力较小位置搭接，每次搭接一半； 接头位置 2.相邻接头位置间距，焊接≥500mm，搭接≥600mm； 3.距楼板至少为hc，宜为750mm。 la+10d la+5d la 锚固长度 la la 1.柱端;hc或D、Hcn/6、500mm中的最大值；2.底层刚性地坪上、下加密区范围 500mm； 3.短柱全高,(Hcn/hc＜4);4.角柱全高. 最大间距(取小6d,100mm 8d,100mm 8d,150mm 8d,150mm 值) 加 最小间距(取大d/4,10mm d/4,8mm d/4,8mm d/4,6mm 值) 密 无特殊加密要求 区 轴压比＜普通箍 0.8% 0.6～0.8% 0.4～0.6% 0.4 0.6% 0.4% 螺旋箍 0.8% 最小体积轴压比普通箍 1.2% 0.8～1.2% 0.6～0.8% 0.6% 配筋0.4~0.6 螺旋箍 1.0% 0.8～1.0% 箍 率 轴压比＞普通箍 1.6% 1.2～1.6% 0.8～1.2% 0.6 0.8% 螺旋箍 1.2% 1.0～1.2% 筋 1.混凝土强度等级＞C40，IV类场地上较高建筑，最小配箍率取较大 其他要求 值。 2.局部错层、夹层、楼梯间等处的短柱，按轴压比大于0.6一项采用。 非 数 量 为加密区箍筋量的50% 无 要 求 加 不大于bC,不大于400mm 密 间 距 ≤10d ≤10d ≤15d 不大于15d(绑扎)、20d(焊接) 区 1.肢距不大于200mm，每隔一根纵筋要双向有箍筋约束； 封闭式箍 2.有135°弯钩,直段长度大于10d 1.当纵向钢筋配筋率大于3%,直径不小于￠8mm,焊成封闭箍(焊缝长5d). 箍筋的其它要求 且间距不大于200mm,不大于10d. 2.纵向钢筋接头处间距,受拉时不大于5d,也不大于100mm;受压时不大于 10d,也不大于200mm.
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