抗震复习资料2

一、绪论1、地震分类按成因分为4种：构造地震（90﹪）、火山地震、陷落地震和诱发地震；按震源深度分为：浅源地震、中源地震、深源地震按破坏程度分：微震（小于2级的地震）、有感地震（2～4级地震）、破坏性地震（5级以上）、强烈地震或大震（7级以上）、特大地震（8级以上）2、震源深度：震中到震源的垂直距离3、震级：是表示一次地震本身强弱程度和大小的尺度。4、地震烈度：指地震时某一地区的地面和各类建筑物遭受到一次地震影响的强弱程度。5、世界—4带主要地震带环太平洋地震带；欧亚地震带；沿北冰洋、大西洋和印度洋中主要山脉的狭窄浅震活动带；地震相当活跃的断裂谷。6、中国2带6区2带：南北地震带、东西地震带6区：台湾及其附近海域；喜马拉雅山脉活动区；南北地震带；天山地震活动区；华北地震活动区；东南沿海地震活动区。7、抗震设防定义：对建筑物进行抗震设计并采取一定的抗震构造措施，以达到结构抗震的效果和目的。依据：抗震设防烈度目标：小震不坏；中震可修；大震不倒三种烈度：多遇烈度（第一水准烈度）、基本烈度（第二水准烈度）、罕遇烈度（第三水准烈度）；多遇烈度：发生机会较多的地震，故可将其定义为烈度概率密度函数曲线峰值点所对应的烈度，即众值烈度基本烈度相当于抗震设防烈度8、两阶段设计方法①第一阶段设计:是在方案布置符合抗震设计原理的前提下，按与基本烈度相对应的众值烈度的地震动参数，用弹性反应谱法求得结构在弹性状态下的地震作用标准值和相应的地震作用效应，然后与其他荷载效应按一定的组合系数进行组合，并对结构截面进行承载力验算，对于较高的建筑物还要进行变形验算，以控制其侧向变形不要过大。这样，既满足了第一水准下必要的承载力可靠度，又可满足第二水准的设防要求，然后再通过概念设计和构造措施来满足第三水准的设防要求。②第二阶段设计：即按与基本烈度相对应的罕遇烈度（相当于大震），验算结构的弹塑性层间变形是否满足规范要求（不发生倒塌）对于大多数结构，一般可只进行第一阶段设计；2/12对于少部分结构，如有特殊要求的建筑和地震时易倒塌的结构，除应进行第一阶段的设计外，还要进行第二阶段的设计。9、设防分类根据建筑使用功能的重要性，按其受地震破坏时产生的后果，将建筑分为甲类、乙类、丙类和丁类四个抗震设防类别。甲类建筑（特殊设防类）：重大建筑工程和遭遇地震破坏时可能发生严重次生灾害的建筑；乙类建筑（重点设防类）：地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑丙类建筑（标准设防类）：除甲、乙、丁类以外的一搬建筑丁类建筑（适度设防类）：抗震次要建筑10、建筑的抗震设防标准甲类建筑：地震作用计算应高于本地区抗震设防烈度的要求，其值应按批准的地震安全性评价结果确定；当抗震设防烈度为6～8度时，其抗震措施应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当抗震设防烈度为9度时，应符合比9度设防更高的要求。乙类建筑：地震作用计算应符合本地区抗震设防烈度的要求；当抗震设防烈度为6～8度时，一般情况下，其抗震措施应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当抗震设防烈度为9度，应符合比9度抗震设防更高的要求；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。对于较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结构类型时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采用抗震措施。丙类建筑：地震作用计算和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求丁类建筑：一般情况下，地震作用计算应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低，但抗震设防烈度为6度时不应降低。抗震设防烈度为6度，除另有规定外，对乙丙丁类建筑可不进行地震作用计算。第二章场地、地基和基础1、覆盖层厚度一种是绝对的，即从地面至基岩顶面的距离；另一种是相对的，即定义两相邻土层波速比（下上）大于某一定值的埋深为覆盖层厚度。2、场地分类分为三种地段：有利地段、不利地段和危险地段四种场地：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ，定量进行抗震验算和有选择地采取抗震措施。3、液化等级分为轻微、中等和严重4、全部消除地基液化沉陷的措施：可采用桩基、深基础、加密法、换土法、用非液化土替换全部液化土层等措施。部分消除地基液化沉陷：（1）处理深度应使处理后的地基液化指数减少，当判别深度为15m时，其值不宜大于4，当判别深度为20m，其值不宜大于5；对独立基础和条形基础，尚不应小于基础底面下液化土特征深度和基础宽度的较大值。（2）采用振冲或挤密碎石桩加固后，桩间土的标准贯入锤击数不宜小于相应的液化判别标准贯入锤击数临界值。（3）基础边缘以外的处理宽度，应符合全部消除地基液化沉陷的要求。第三章结构地震反应分析与抗震验算1、单质点体系在地震作用下的运动方程可简化为；ω=ζ=规范规定：一般结构ζ=0.01～0.1；混凝土结构：0.05；钢结构：多遇地震0.02大于12层、0.035小于12层；罕遇地震0.052、建筑结构抗震设计①计算结构的地震作用；②求出结构和构件的地震作用效应；③将地震作用效应与其他荷载效应进行组合；④验算结构和构件的抗震承载力及变形，以满足“小震不坏，中震可修，大震不倒”的设计目的。3、多质点的底部剪力法（很可能考计算）①多自由度体系的水平地震作用计算方法有两种：阵型分解反应谱法（计算量大、精确度高）；底部剪力法②多质点的底部剪力法适用于：对于高度不超过40米，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可以采用底部剪力法。例题P554、求解结构的自振频率和阵型的近似计算方法①矩阵迭代法采用逐步逼近的计算方法来确定结构的频率和振型，即假值求真值，低频求高频。例题P43②能量法根据体系在振动过程中的能量守恒原理导出的，即一个无阻尼的弹性体系在自由振动时，其在任一时刻的动能与变形位能之和保持不变。例题P46③等效质量法在求多自由度体系或无限自由度体系的基本频率时，为了简化计算，可根据频率相等的原则，将全部质量集中在一点或几点上，此集中所得的质量称为等效质量法。5、竖向地震作用范围：对于烈度为8度和9度的大跨度和长悬臂结构、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。方法：A高耸结构和高层结构高耸结构和高层结构竖向地震作用的简化计算可采用类似于水平地震作用的底部剪力法，即先求出结构的总竖向地震作用，然后再在各质点上进行分配。B屋盖结构采用静力法对于平板型网架屋盖，各杆地震内力与重力荷载内力的比值不尽相同，但相差不大；对于大跨屋架，此比值腹杆比弦杆大，并且上述比值还与场地类别有关。这类屋盖结构的竖向地震作用标准值可按下式计算：C其他结构除了上述高耸结构和屋架外，对于长悬臂和其他大跨度结构在考虑竖向地震作用时，为简单起见，其竖向地震作用的标准值对烈度为8度和9度时可分别取该结构重力荷载代表值的10﹪和20％，设计基本地震加速度为0.30g，可取该结构重力荷载代表值的15％6、抗震验算验算内容：结构抗震承载力验算、结构抗震变形的验算验算方向：在验算结构抗震承载力时，一般只考虑水平地震作用，仅在高烈度区建造竖向地震作用敏感的大跨、长悬臂、高耸结构及高层建筑时才考虑竖向地震作用。实际抗震验算中一般均假定地震作用在结构的主轴方向，并分别在两个主轴方向进行分析和验算，而各方向的水平地震作用全部由该方向抗侧力的构件来承担。对于有斜交抗侧力的结构，当相交角大于15°时应分别计算各抗力构件方向的水平地震作用。验算公式：在结构抗震设计的第一阶段，即多遇地震下的抗震承载力验算中，结构构件截面的承载能力应满足：式中结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合，应按下式计算S=γGSGE+（具体字母含义详见P75）7、特征周期影响因素—特征周期，时对应于反应谱峰值区拐点处的周期，可根据场地类别、地震震级和震中距离确定。《抗震规范》按后者的影响将设计地震分为三组，特征周期即可根据场地类别及设计地震分组查取。P36第四章建筑抗震概念设计1、概念设计内容：工程结构的场地选择，建筑的平立面布置，结构选型与结构布置，设置多道抗震防线和确保结构的整体性等因素：地震有难于把握的复杂性和不确定性；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；地震影响有一定的规律性。2、防震缝的宽度对于钢筋混凝土结构房屋的防震缝最小宽度，一般情况下，应符合《抗震规定》所作的如下规定：①框架房屋，当高度不超过15m时，可采用70mm;当高度超过15m时，6度、7度、8度和9度相应每增高5m、4m、3m和2m，宜加宽20mm;②框架-抗震墙房屋的防震缝宽度，可采用第条数值的70％，抗震墙房屋可采用第一条数值的50％，且均不小于70mm对于多层砌体结构房屋，有特殊情况时宜设置防震缝，缝两侧均应设置墙体，缝宽应根据烈度和房屋高度确定，可采用50～100mm；需要说明，对于抗震设防烈度为6度以上的房屋，所有伸缩缝和沉降缝，均应符合防震缝的要求。3、结构体系的要求①应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径②宜有多道抗震防线，应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；③应具备必要的强度以及良好的变形能力和耗能能力；④宜具有合理地刚度和强度分布，避免因局部消弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中；对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。选择结构体系，要考虑建筑物刚度与场地条件的关系。一般首先了解场地和地基土及其卓越周期，调整结构刚度，避开共振周期；选择结构体系时，要注意选择合理的基础形式，基础应有足够的埋深，对于层数较多的房屋宜设置地下室。4、不规则（竖向、水平）P83平面不规则的类型扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续竖向不规则的类型侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续、楼层承载力突变5、延性（含义、改善途径）含义：结构承载力无明显降低的前提下，结构发生非弹性变形的能力。在结构抗震设计中，“提高结构延性时增强结构抗倒塌能力，并使抗震设计做到经济合理重要途径之一”。在结构抗震设计中，“结构延性”这个术语实际上有以下4层含义：①结构的总体延性：一般用结构的“顶点位移比”或结构的“平均层间位移比”来表达；②结构楼层延性：以一个楼层的层间侧移比来表达；③构件延性：指整个构件中某一构件的延性④杆件延性：指一个构件中某一杆件（框架中的梁或柱，墙片中的连梁或墙肢）的延性。改善措施：①控制构件的破坏形态②减小杆件轴压比③高强混凝土的应用④钢纤维混凝土的应用⑤型钢混凝土的应用第五章多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计1、抗震等级（划分依据）抗震等级是结构构件抗震设防的标准，钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级并应符合相应的计算、构造措施和材料要求。抗震等级的划分考虑了技术要求和经济要求，随着设计方法的改进和经济水平的提高，抗震等级亦将相应调整。抗震等级分为四级，它体现了不同的抗震要求，其中一级抗震要求最高。丙类多层及高层钢筋混凝土结构房屋的抗震等级划分见P103划分依据：建筑物抗震设防类别、结构类型、高度、烈度2、延性框架内力调整（四强四弱）①强剪弱弯：P113框架结构的合理屈服机制是在梁上出现塑性铰。但在梁端出现塑性铰后，随着反复荷载的循环作用，剪力的影响逐渐增加，剪切变形相应增大。即允许塑性铰在梁上出现又不要出现梁剪切破坏。因此要进行内力强剪弱弯的调整。梁端剪力要乘以剪力放大系数（一级为1.3，二级为1.2，三级为1.1）。人为地减少梁端负弯矩，减少节点附近梁顶面的配筋量，以节约钢材。②强柱弱梁P115“强剪弱弯”的概念是要求在强烈的地震作用下，结构发生较大侧移进入非弹性阶段时，为使框架保持足够的竖向承载力而免于倒塌，要求实现梁铰侧移机制，即塑性铰应首先在梁上形成，尽可能避免在危险更大的柱上出现。就承载力而言，要求同一节点上、下柱端截面极限抗弯承载力之和应大于同一平面内节点左、右梁端截面的极限抗弯承载力之和。③强节点弱杆件节点区破坏或者变形过大，梁、柱构件就不能再形成抗侧力的框架结构了。通过抗剪验算，在节点区配置足够的箍筋，并保证混凝土的强度及密实性，实现强节点