工程结构抗震设计.ppt

工程结构抗震设计
第1页，共43页，编辑于2022年，星期三
多层混合结构房屋抗震设计
第一节 震害分析
砖房震害情况如下
1．房屋倒塌
整体倒塌，上部倒塌，局部倒塌
2．墙体裂缝、破坏
斜裂缝：底层较上部重，山墙等级。
第13页，共43页，编辑于2022年，星期三
3．结构布置
（1）柱网布置
柱网布置：要简单规整，刚度分布均匀，满足生产工艺、使用情况下力求经济合理
（2）结构平面布置
宜简单、规则、对称
（3）结构竖向布置
体型力求规则均匀，抗侧力构件宜上下连续贯通。
4．抗震缝布置
当建筑平面突出部分较长，结构刚度及荷载相差悬殊或房屋有较大错层时，可设置。
抗震缝最小宽度应符合抗震规定要求。
第14页，共43页，编辑于2022年，星期三
5．延性框架设计
设计原则：强柱弱梁，强剪弱弯，强节点强锚固
6．其他问题
尽量减轻建筑自重并降低重心位置，减小地震作用；
避免出现错层和夹层，以免造成短柱破坏；
刚度沿高度不宜突变，以免造成薄弱层；
楼电梯间不宜设在结构单元的两端及拐角处。
第15页，共43页，编辑于2022年，星期三
第三节 框架结构抗震计算
1．竖向荷载作用下框架内力计算
分层法，弯矩分配法
2．水平荷载作用下框架内力计算
反弯点法，D值法（即改进的反弯点法）
第四节 框架结构抗震构造措施
1．框架梁
2．框架柱
3．梁柱节点区
4．砌体填充墙
第16页，共43页，编辑于2022年，星期三
钢结构抗震设计
第一节 震害现象及其分析
一、结构倒塌
主要原因是出现薄弱层。
二、构件的破坏
1．框架柱
翼缘的屈曲、拼接处的裂缝、节点焊缝处裂缝引起的柱翼缘层状撕裂、框架柱的脆性断裂，
2．框架梁
翼缘屈曲、腹板屈曲和裂缝、截面扭转屈曲
第17页，共43页，编辑于2022年，星期三
3．框架柱和梁的破坏原因
框架梁或柱的局部屈曲是因为梁或柱在地震作用下反复受弯，以及构件的截面尺寸和局部构造如长细比、板件宽厚比设计不合理造成的；柱的水平断裂是因为地震动造成的倾覆拉力较大、动应变速率较高、材性变脆
第18页，共43页，编辑于2022年，星期三
4．支撑
破坏形式主要是轴向受压失稳。
主要原因是支撑构件为结构提供了较大的侧向刚度，当地震强度较大时，承受的轴向力（反复拉压）增加，如果支撑的长度、局部加劲板构造与主体结构的连接构造等出现问题，就会出现破坏或失稳。
第19页，共43页，编辑于2022年，星期三
三、节点破坏
1. 节点破坏是地震中发生最多的一种破坏。
原因：由于节点传力集中、构造复杂，施工难度大，容易造成应力集中、强度不均衡现象，再加上可能出现的焊缝缺陷、构造缺陷，就更容易出现节点破坏。
2. 节点域的破坏形式比较复杂，主要有加劲板的屈曲和开裂、加劲板焊缝出现裂缝、腹板的屈曲和裂缝。
第20页，共43页，编辑于2022年，星期三
四、基础锚固破坏
钢构件与基础的连接锚固破坏主要有螺栓拉断、混凝土锚固失效、连接板断裂等。
主要是设计构造、材料质量、施工质量等方面出现问题所致。
第21页，共43页，编辑于2022年，星期三
第二节 钢结构的抗震概念设计
一、钢结构房屋的结构体系
常用的钢结构体系有
1. 框架结构
2. 框架-支撑结构
3. 框架-抗震墙板结构
4. 筒体结构
5. 巨型框架结构
第22页，共43页，编辑于2022年，星期三
二、钢结构房屋抗震设计的一般规定
1. 钢结构房屋的结构类型与最大适用高度
2. 钢结构房屋适用的最大高宽比
3. 结构平、立面布置以及防震缝的设置
4. 支撑、加强层的设置要求
5．钢结构房屋中楼盖
6．钢结构房屋的地下室
第23页，共43页，编辑于2022年，星期三
第三节 多层和高层钢结构抗震设计简介
一、地震作用计算方法
底部剪力法、振型分解反应谱法、时程分析法
二、钢结构房屋的阻尼比
1. 多遇地震作用下，，，；
2. 罕遇地震作用下，。
三、变形验算
1. 多遇地震下，层间变形应不超过层高的1/300；
2. 罕遇地震下，层间变形不应超过层高的1/50。
第24页，共43页，编辑于2022年，星期三
工程结构的隔震与减震
第一节 结构控制的基本概念
一、抗震理论的发展阶段
1．静力理论，即抗侧力系数法
刚性结构体系，无法真正实现
2．弹性地震反应谱分析方法
设计