抗震期末复习知识点.docx

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抗震期末复习知识点

第一章

1、地震~震级~烈度-----三者定义与关系

地震------由于地壳构造运动使岩层发生断裂，错动而引起的地面振动，这种地震称构造地震，简称地震。

震级-----是反映其次地震大小的一种定量指标，即指地震时本身产生的能量大小，用符号M表示。

地震烈度-----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。

关系：

烈度I，震级M和震中距R的关系为I=0.92+1.63M-3.49lgR

基本烈度：

一个地区的基本烈度——指该地区今后一定时间内（一般指50年），在一般场地条件下（指该地区普遍分布的地基土质条件及一般地形、地貌、地质构造条件）。

可能遭遇超越程率为10%的地震烈度。

设防烈度：

在一般情况下，设防烈度是采用基本烈度。

超越程率为10%。

众值烈度：

在概率密度曲线上表示为峰值对应的烈度称众值烈度。

超越程率为63.2%。

罕遇烈度：

在概率密度曲线上超越概率2～3%的烈度。

2、抗震设防分类、标准、目标、依据

1）分类：

特殊设防类，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑——简称甲类。

重点设防类，指地震时使用功能不能中断的或是需尽快恢复的生命线相关建筑。

以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑，——乙类。

标准设防类，指大量的除1、2、4、类以外按标准要求进行设防的建筑。

称为丙类。

适度设防类、指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑简称丁类。

2）标准：

地震作用计算；

抗震承载力计算

抗震措施

（1）地震作用计算

甲类建筑——按地震安全性评估结果确定；高于本地区抗震设防烈度的要求。

乙类建筑——应符合要地区抗震设防烈度要求；

丙类建筑——应符合本地区抗震设防烈度要求；

丁类建筑——一般情况下仍应符合本地区抗震设防烈度要求。

（2）抗震承载力计算

水平地震作用计算

竖向地震作用计算

扭转地震作用计算

（3）抗震措施：

甲类建筑——设防烈度6～8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高1度；要求。

设防烈度9度时，应符合比9度抗震设防更高要求。

乙类建筑——设防烈度6～8度时，应符合本地震抗震设防烈度提高1度；要求，设防烈度9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求；对较小的乙类建筑，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。

丙类建筑——应符合本地区抗震设防烈度的要求。

丁类建筑——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度时不会降低。

3）抗震设防目标：

“三水准、两阶段”

4）抗震设防的依据

工程结构抗震设防的依据是中国地震烈度区划图中给出的基本烈度或其他地震动参数,对做过地震小区划的地区,可采用小区划给出的设防烈度和地震动参数.为反映不同震级和震中距的地震对工程结构影响,《建筑抗震规范》将建筑工程的设计地震划分为三组,不同设计地震分组,采用不同的设计特征周期和设计基本地震加速度值.

a设计基本地震加速度，

定义：

50年设计基准期超越概率10%的地震加速度设计值。

b设计特征周期

根据规范，将地震反应谱特征周期取名为“设计特征周期”，对II类场地，第一、二、三组的设计特征周期分别取为0.35s、0.40s、0.45s。

c设计地震分组

规范将我国主要城镇（县级及县级以上城镇）中心地区的抗震设防烈度、设计基本地震加速度植和所属的设计地震分分为三组。

3、抗震设计包括慨念设计：

根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程）

1）．建筑设计应重视建筑结构的规则性。

建筑平面，立面简单，对称，尽可能使质量中心而刚度中心重合——否则将产生扭转，和薄弱层。

a平面不规则类型：

扭转不规则，凹凸不规则，楼板局部不连续。

b竖向不规则类型：

侧向刚度不规则，竖向抗侧力构件不连续，楼层承载力突变。

c.建筑结构不规则程度的区分:

不规则：

指的是超过表格4-3,4-4中一项及以上的不规则指标.

特别不规则：

指的是多项超过表格4-3,4-4中不规则指标三个或三个以上；下表所列的一项不规则（规范268）；或表格4-3,4-4所列两个方面的基本不规则且其中有一项接近下表所列的不规则指标。

严重不规则：

指的是形体复杂,多项不规则指标规范3.4.4条上限或某一项大

大超过规定值,具有严重的抗震薄弱环节,将会导致地震破坏的严重后果者.

2）．合理的建筑结构体系选择。

3）．抗侧力结构和构件的延性设计。

参数设计：

1．地震作用计算。

2．构件强度验算。

3．结构变形验算。

掌握抗震要领设计，有的于明确抗震设计思路、灵活、恰当运用抗震设计原则，合理进行抗震设计。

第二章

1、场地、场地土类别划分：

1）、建筑场地类别概括土层等效剪切波速和覆盖层厚度分为四类：

2）、土的类型，再利用土层剪切波速分四类；

3）、自振周期（卓越周期）。

4）场地条件的建筑物震害的影响因素主要有：

a．场地土的刚性（坚硬密实程度）大小

b．场地覆盖土层厚度≤20米

2、地基验算：

A、天然地基：

1）验算内容：

对地基而言，应同时满足地基变形和地基承载力的要求，但地震作用下，地基变形十分复杂，目前没有这方面定量指标，所以现行规范规定：

对地基只进行抗震承载力验算。

对地基不进行变形验算通过构造满足。

2）．地基基础抗震设计的一般要求

a同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土层上；

b同一结构单元不宜部分采用天然地基而另外部分采用桩基；

c地基有软弱粘性土，可液化土，新近填上或严重不均匀土层时，宜加强基础学，整体性和刚性；

c根据具体情况，选择对抗震有利的基础类型，在抗震验算时应尽量考虑结构，基础和地基学相互影响。

3）、承载力验算方法：

“拟静力法”抗震容许承载力采用——在静力设计承载力的基础上乘以一个大于1.0的系数加以调整。

原因：

a地震是偶发事件，是特殊荷载，因而地基抗震承载力安全系数可比静载降低；

b地震是有限次数个等幅的随机荷数，多数情况在有限次数动荷载下强度较静载下稍高。

B桩基

1）、桩基不需进行验算的范围：

具体规定与天然地基不验算范围基本相同，区别是：

对于7度和8度时一般的单层厂房和单层空旷房屋，不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋和基础荷载相当的多层框架厂房也可不验算桩基。

2）、单桩抗震承载力调整

1．非液化土中桩基

1）单桩的竖向和水平向抗震承载力特征值比非抗震设计时提高25%。

2．存在液化土层的桩基

1）主震时：

考虑全部地震作用，桩承载力计算可按非液化土考虑，但液化土的桩周摩阻力及桩水平抗力应。

2）余震时：

桩承载力仍按非抗震提高25%，但应扣除液化土层全部摩阻力及桩承台以下2m的摩阻力。

3、液化

1）．机理：

2）判定：

初判、细判

3）液化评价

4）抗液化措施

第三章

一、基本计算理论：

A、水平地震作用

1）振型分解法：

地震影响系数α，

～T曲线:

振型参与系数

2）底部剪力法适用范围和基本思路：

《规范》规定：

对于质量和刚度沿高度分布比较均匀，高度不超过40m，并且以剪切变形为主〈房屋高宽比小于4的结构〉，可采用底部剪力法。

3）Fi计算公式的修正

4）特殊修正；

a突出屋面附属结构地震内力的调整

b长周期结构地震内力的调整

c考虑地基与结构相互作用的影响地震内力的调整

B、水平地震作用扭转计算

发生扭转振动的原因有：

一是地面运动存在转动分量，或地震时地面各点的运动存在着相位差。

其二是结构本身存在偏心，即质量中心与刚度中心不相重合。

震害表明：

扭转作用会加重结构的破坏，在基础情况下将成为导致结构破坏的主要因素。

计算时各楼层采用二个自由度：

x、y方面水平位移和转角。

C、竖向地震作用的计算：

《规范》规定：

对于然度为8度和9度时的大跨和长悬臂结构，烟囱和类似高耸结构，及9度时的高层建筑应考虑竖向地震作用。

竖向反应谱-----高层建筑和高耸结

静力法——长悬臂结构及其它大跨度结构

二、各类建筑结构的地震作用考虑项目

1．一般情况下，可在建筑结构两个主轴方向分别考虑水平地震作用，并进行抗震验算。

2．有斜交的抗侧力构件的结构，宜分别考虑各侧力构件方向的水平地震作用。

3．质量和刚度明显不均匀，不对称的结构，应考虑水平地震作用的扭转影响。

4．8度、9度时的大跨度结构，长悬臂结构，烟囱和类似高耸结构，9度时高层建筑，应考虑竖向地震作用。

三、各类建筑结构的抗震计算，应采用下列方法

1）

且质量和刚度沿高度方向分布比较均匀的结构以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法。

2）除上述结构外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法。

3）特别不规则的建筑，甲类建筑和超过P101表3—11所建的高层建筑，宜用时程分析法补充验算。

四、结构抗震验算

根据小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设计思想《规范》采用两阶段设计方法。

第一阶段：

按多遇地震作用效应和其经荷载效应的基本组合验算构件截面抗震承哉力，以及在多遇地震作用下验算结构的弹性变形。

第二阶段：

在罕遇地震作用下验算结构的弹塑性变形。

1）截面抗震验算：

2）抗震变形验算：

a、多遇地震作用下结构抗震变形验算。

b、罕遇地震作用下薄弱层的弹塑性变形验算。

确定薄弱层力位置——以计算楼层屈服强度系数。

规范规定：

当结构薄弱层（部位）的楼层屈服强度系数不小于相邻层（部位）该系数平均值为0.8。

即：

——标准层。

——顶层均匀

——底层。

c．薄弱层位置可按下列情况确定

ⅰ）楼层ξy沿高度分布均匀的结构，可取底层。

ⅱ）楼层ξy沿高度分布不均匀的结构，可取该率数最小楼层。

ⅲ）单层工业厂房，可取上柱。

第四章多层砌体房屋

砌体结构的抗震设计可分两大部分：

一为抗震承载力验算，对构件及整体结构进行承载力极限状态较核。

二是采取抗震结构措施，以保证结构的合理布局和必要的连接和整体性。

一、抗震概念设计：

房屋的总高度和层数的限值

多层的砌体房屋高宽比限值

防震缝的设置

结构造型和布置

1）应优先采用横墙承重或纵、横墙共同承重的方案。

2）纵横墙应对称布置

3）楼梯间不直设置在房屋的尽端和拐角处

4）设置烟囱、风道、垃圾道时，不应削弱墙体。

5）不宜采用无锚固的予制挑檐。

横墙间距的限制。

房屋局部尺寸的限制

二、地震作用计算

1）水平地震作用——应在建筑物两个主轴方向分别进行验算；

垂直地震作用——仅对高耸，大跨度结构加以考虑，多层砌体不要求；

地震扭转作用——不作计算，仅在建筑平、立面布置时加以注意。

2）地震作用及楼层地震剪力：

结构底部总水平地震作用标准值：

FEK=α1Ge

质点水平地震作用标准值：

突出屋面的屋顶间，如女儿墙、烟囱等建筑，其地震作用乘以增大系数3。

三、楼层地震剪力在墙体间的分配----取决于楼盖水平刚度及墙体的侧移刚度

1）横向楼层地震剪力的分配：

刚性楼盖——现浇或装配整体式楼盖：

柔性楼盖——木楼盖：

；

中等刚度楼盖——装配式楼盖：

。

2）纵向楼层地震剪力的分配，不管哪种楼盖，均可按刚性方案考虑

3）墙体侧移（刚度）

剪切变形h/b＜1；

同时考虑弯曲，剪切变形影响的构件，（1≤h/b≤4）：

四、同一道墙上各墙段间地震剪力分配

在同一道墙上，门窗洞口之间墙段所承担的地震剪力可按墙段的侧移刚

度进行分配，由于各墙段的高宽比hr/br不同，侧移刚度求法也不同。

对于开有不规则洞口的墙体

五、截面验算表达式：

应进行墙体截面承载力验算的不利墙段

1）承受地震作用较大的墙体。

2）竖向正应力较小的墙段。

3）局部截面较小的墙垛。

六、抗震构造措施

抗震构造措施是作为抗震强度验算的一种补充和保证。

设置钢量砼构造柱及芯柱

设置现浇砼圈梁

第五章砼框架结构房屋

一、抗震概念设计：

房屋最大适用高度

结构抗震等级

结构布置：

a.柱网布置及规则建筑

b.平面布置：

最主要的是使结构平面的质量中心和刚度中心相重合或尽可能靠近，以减小结构的扭转反应。

c.竖向布置：

结构沿竖向（铅直方向）应尽可能均匀且少变化，使结构的刚度沿竖向均匀。

d、抗震缝的设置

e.框架结构和框架--抗震墙结构中的框架和抗震墙均应双向布置。

f.框架--抗震墙结构中抗震墙之间搂盖长度

g.其它问题

二、地震作用计算

1）

；

；

2）水平荷载作用下框架内力计算：

反弯点法：

假定框架横梁刚度为∞，结构仅有侧移而无转动，当梁柱线刚度比大于3的结构，采用这种方法误差不大。

D值法:

实际工程中，通常梁柱线刚度比不大于3，为了减小误差，考虑框架结点转动的影响，这时倏的侧移刚度以D表示。

3）竖向荷载作用下框架内力计算：

分层法，

弯矩分配法

4）梁端弯矩的调幅:

由于框架结点处内力最大，配筋最多，为了保证梁端的延性和便于施工。

对框架在竖向荷载作用下的梁端弯矩乘以调幅系数β予以降低，梁端弯矩降低后，跨中弯矩相应增加。

现浇结构β=0.8～0.9，装配式结构β=0.7～0.8

5）控制截面及内力组合

a.地震作用效应和其它荷载效应的组合：

按第三章的表达式确定，《规范》规定，除烟囱，水塔和高层建筑，一般结构可不考虑风荷载，地震荷载组合。

对于框架结构也不需考虑竖向地震作用，故其效应组合表在式为：

b.不考虑地震荷载，按正常恒载、活载效应组合；考虑到可变荷载组合系数一般为0.5～0.8，承载力调整系数

=0.75～0.85所以框架在正常重力荷载作用下构件的承载能力有可能小于考虑地震作用的相关承载力。

故尚需进行正常重力荷载作用下的验算，其作用效应组合为：

三、框架梁柱和节点抗震设计

1、设计原则

结构应有足够的延性,，因此必须保证框架节点及架柱有足够的延性。

而梁柱的延性是以塑性铰的转动能力来度量的，所以在进行结构抗震设计时，应控制塑性较的生成位置，并保证其转动能力，一般应遵循强柱弱梁、强剪弱弯、强节点、弱构件的原则。

2、三强三弱应用：

，

另：

（1）、一,二,三，四级框架结构的底层，柱下端截面组合的弯矩设计值，应分别乘以增大系数1.7，1.5，1.3，1.2.

（2）对角柱考虑到扭转作用，《规范》规定：

对一、二、三、四级框架结构的角柱按调整后弯矩、剪力设计值，尚应乘以≥1.10的增大系数

四、位移计算

框架结构侧移验算包括：

多遇地震下的弹性侧移验算，罕遇地震下的弹塑性侧移验算。

a、多遇地震下的弹性侧移验算弹性侧移计算

1.计算多遇地震作用框架地震剪力

2.计算楼层地震剪力Vi作用下的层间侧移：

3.验算层间位移条件：

b、罕遇地震作用下薄弱的弹性侧移的验算

1.按罕遇地震作用下，确定地震影响系数最大值αnex和α1，求出层间弹性地震剪力Ve（i）.

2.计算楼层间屈服剪力

3.计算屈服强度系数（楼层间）：

——找出薄弱层

4.计算薄弱层间侧移：

5.验算层间位移条件：

.

五、抗震构造措施

1、梁、柱端部箍筋的配置：

1）为防止节点附近产生剪切破坏，《规范》规定，在梁柱端部一定范围内，加密箍筋，一般称梁柱端部与箍筋加密区。

2）加密区的长度

箍筋最大间距Snax、Dmin

3）特殊情况：

对hn/hc＜4，因剪跨比≥2——取全高

一、二级框架角柱取全高

2、柱箍筋加密区的体积配筋率

一级为≥0.8%二级≥0.6%四、三级≥0.4%

式中：

fc——砼轴压强度数计值≥G35采用

fyv——箍筋抗拉强度计值≤360N/mm2

λv——最小配筋特征值P新

3.轴压比限制——

是影响柱延性的重要因素之一，随轴压比提高，柱剪跨比的减少，柱的变形能力变差，有时可能出现脆性破坏。

所以要保证柱延性，其轴压比不应超过P219，表4-54规定。

不满足应加大截面或提高砼强度等级。

4、框架梁柱钢筋在框架节点的锚固与搭接

第六章单层钢筋砼厂房抗震设计

一、抗震概念设计：

总体布置要求：

结构造型的要求

二、单层钢筋砼厂房抗震设计

单层铪柱厂房，应分别接横向和纵向两个方向进行抗震计算，一般用底部剪力法，对结构复杂，质量与刚度分布很不均匀的厂房宜采用振型分解反应谱法。

对建立在7度Ⅰ、Ⅱ类场地，柱高<10m见两端有山垟的单跨或等高多垮可不进行抗震验算，只需符合构造要求。

一）、横向计算：

1、基本假定

1）、厂房按平面排架计算，但须考虑山垟对厂房空间工作，屋盖弹性变形与扭转，以及吊车桥架的影响。

——通过不同调整系数对地震作用、地震内力加以调整。

2）、厂房按平面排架进行动力、计算时，将重力荷载集中于柱顶和吊车梁高处。

（如有必要时）

3）、地震作用沿厂房高度倒三角形分布。

二）、结构计算简图及重力荷载代表值计算

1）、确定自振周期；屋盖重量占整个排架重量较大部分，故把排架各部分重量，经折算后集中于屋盖下缘处。

一般不考虑吊车重量及吊车影响，计算结果偏于安全。

2）横向自振周期的修正：

横向自振周期的计算是按铰接排架简图进行的，但实际上屋架与柱焊接存在某些刚按作用。

纵垟对增大横向排架刚度也有一定影响，所以实际上自振周期比计算值小。

所以《规范》规定，按平面铰接排架计算横向自振周期，应加以调整：

3）、确定地震作用：

对于设有桥式吊车的厂房，除了把厂房质量集中于屋盖标高处外，还要考虑吊车重量对柱子的不利影响，把某跨吊车的全部重量置于该跨任一柱子的吊车梁顶面处。

四）、排架地震作用效应计算及调整

1）考虑厂房间作用及扭转影响对柱地震作用效应的调整。

厂房空间作用大小，与山垟间距，屋盖水平刚度有关。

屋盖刚度越大，山垟间距越小，厂房空间作用越明显，这时传给山垟的地震作用越多，排架实际承受的地震作用比按平面排架计算小得越多。

如果厂房仅一端有山垟，或两端山垟的抗侧刚度相差很大时，厂房屋盖的整体振动很复杂。

除了空间作用影响，还有较大的平面扭转效应。

使得排架柱顶侧移不相同，各排架实际承受的地震作用也不同于平面排架分析的结果。

2）高低跨交接处的铪柱内力的调整

当排架按第二主振型振动时，高跨横梁与低跨横梁的运动方向相反，使高低跨交接处上柱的两端之间产生了较大的相对位移。

由于上柱的长度一般较短，侧移刚度较大，所以此处产生的地震内力也较大。

3）吊车桥架对排架柱局部地震作用效应的修正

这是因为在单层厂房中，吊车桥是一个较大的移动质量，地震时已将引起厂房的强烈局部振动，从而使吊车所在排架的地震作用效应突出地增大。

造成局部严重破坏，为防止这种震害发生，将而车桥引起的地震作用效应予以放大。

五）天窗架的横向水平地震作用标准值

突出屋面的铪天窗架主要反映在纵向地震作用下的破坏，在横向由于天窗架的横向刚度远比厂房排架刚度大，在横向水平地震作用下，基本上是随排架平移，自身变位很小，第二振型影响很小。

《规范》规定。

对突出屋面只带有斜腹杆的桁架式钢筋砼天窗架，其跨度大于9m或烈度9度时，横向地震作用按底部剪力法计算，天窗架的横向地震作用效应应乘以效应增大系数1.5，以考虑高振型的影响。

三、纵向计算；柱列法

1、适用范围：

纵垟对称布置的单跨厂房

轻型屋盖、多跨等高厂房

2、柱列的柔度和刚度

柱列抗侧力构件——柱，支撑，纵垟

∴柱列柱顶标高的侧移刚度等于各抗侧力构件同一标高的侧移刚度之和：

式中：

、

、

——为一根法，一片支撑，一片垟体顶点的侧移刚度。

3、柱列水平地震作用标准值——底部剪力法

4、抗侧力构件水平地震作用计算

一根柱分配的地震作用标准值

一片支撑分配的地震作用标准值

一片垟分配的地震作用标准值