11.抗震设计中的三强三弱强柱弱梁如何实现框架杆件主要靠混凝土受压钢筋受拉平衡外力混凝土和钢筋力学性能相差大混凝土从受压压碎变形量小属脆性破坏;钢筋受拉从屈服拉断变形过程长延性良好.强柱弱梁、强剪弱弯,柱子先于梁破坏因梁破坏属于构件破坏局部性柱子破坏危及整结构安全---能会整体倒塌严重所我们要保证柱子更相对安全故要强柱弱梁;弯曲破坏延性破坏有预兆--开裂或下挠等而剪切破坏种脆性破坏没有预兆舜时发生没有防范所我们要避免发生剪切破坏我们设计时要结构达强柱弱梁强剪弱弯目标人控制利、更危险破坏发生2.二阶段三水准三水准:小震不坏,中震可修,大震不倒二阶段设计:第一阶段:针对所有进行抗震设计的高层建筑,应进行小震作用的抗震计算和保证结构延性的抗震构造设计,以到达三水准要求第二阶段:针对甲级建筑和特别不规则的结构,用大震作用进行结构易损部位(薄弱层)的塑性变形验算答:三水准:小震不坏、中震可修、大震不倒两阶段:第一阶段设计方法:在多遇地震(小震作用下)的作用效应与其它荷载组合验算结构构件的承载力以及结构的弹性变形,以满足第一水准的要求第二阶段设计方法:在罕遇地震(大震)作用下,验算结构薄弱层(部位)的弹塑性变形,以满足第三水准要求。3.水平地震力的计算方法有哪些?底部剪力法的适用范围4.抗震设防烈度等一些基本概念5常用的抗震分析方法国内常用分析法都有底部剪力法振型分解反应谱法和时程分析法1、底部剪力法适用条件:对于重量和刚度沿高度分布比较均匀、高度超过40m并剪切变形主(房屋高宽比小于4时)结构振动时具有下特点;(1)位移反应基本振型主;(2)基本振型接近直线基本原理:振型分解反应谱法基础上针对某些建筑物特定条件做进步简化而得种近似计算2水平地震作用方法:多自由度体系简化成单自由度体系计算出结构总地震作用(即结构底部剪力)再其按倒三角形原则分配各楼层计算结构内力2、振型分解反应谱法适用范围:除上述底部剪力法外建筑结构基本原理:利用振型分解法概念把多自由度体系分解成若干单自由度体系振动组合并利用单自由度体系反应谱理论计算各振型振动地震作用各振型计算出地震效应按定规则组合起来求出总地震响应3、时程分析法适用范围:《抗震规范》规定重要工程结构例:大跨桥梁特别规则建筑、甲类建筑高度超出规定范围高层建筑应采用时程分析法进行补充计算基本原理:时程分析法对结构物运动微分方程直接进行逐步积分求解种动力分析方法由时程分析得各质点随时间变化位移、速度和加速度动力反应并进而计算出构件内力时程变化关系阻尼比大小对结构抗震性能的影响8度设防,框架整体分析中抗震薄弱环节是哪些.反弯点法、D值法:框架水平作用下内力计算的方法。3.分层法、二次分配法:框架竖向荷载作用下内力计算的方法。4.框架设计一般原则:抗震延性框架设计应遵循的原则,包括三方面——强柱弱梁、强剪弱弯、强节点及强锚固、(轴压比的限制)。5竖向不规则和平面不规则的内容耐火等级耐火极限的概念梁、柱截面初选的原则,方法填充墙与框架间的连接构造填充墙对框架结构的影响计算竖向荷载时,分层法和二次分配法如何选择?基础顶面荷载组合有哪些基础设计时的荷载组合有哪些3地基构造处理,施工工艺手算和电算分析结果比较电算周期折减0.9的目的学校类建筑与其他工业建筑的区别楼梯计算模型带拉杆小雨棚的计算简图基础梁下为地基土,地基土如何处理,基础梁与基础如何连接地震影响系数,地震力计算重力荷载代表值如何计算,标准值?1、n个质点的弹性体系,振动时含有n个自振频率,即有n个自振周期,其中最长一个自振周期称为基本周期。2、抗震设计中的三强三弱。抗震框架设计的一般原则.(一)强柱弱梁.(二)强剪弱弯.(三)强节点、强锚固3、什么是“强柱弱梁”?为什么要“强柱弱梁”?如何实现“强柱弱梁”?即节点处柱端实际受弯承载力应大于梁端实际受弯承载力,目的是控制塑性铰出现的位置在梁端,尽可能避免出现在柱中。框架柱设计时弯矩设计值乘上一个柱端弯矩增大系数。强柱弱梁指的是使框架结构塑性铰出现在梁端的设计要求。用以提高结构的变形能力,防止在强烈地震作用下倒塌。“强柱弱梁”不仅是手段,也是目的,其手段表现在人们对柱的设计弯矩人为放大,对梁不放大。其目的表现在调整后,柱的抗弯能力比之前强了,而梁不变。即柱的能力提高程度比梁大。这样梁柱一起受力时,梁端可以先于柱屈服。强柱弱梁是一个从结构抗震设计角度提出的一个结构概念。就是柱子不先于梁破坏,因为梁破坏属于构件破坏,是局部性的,柱子破坏将危及整个结构的安全---可能会整体倒塌,后果严重。要保证柱子更“相对”安全,故要“强柱弱梁”。4、什么是“强剪弱弯”?为什么要“强剪弱弯”?如何实现“强剪弱弯”?防止梁端部、柱和剪力墙底部在弯曲破坏前出现剪切破坏,目的保证结构发生弯曲延性破坏,不发生剪切脆性破坏,对不同抗震等级采用不同的剪力增大系数。强剪弱弯是指构件的抗剪能力应好于抗弯能力,“弯曲破坏”是延性破坏,是有预兆的,如开裂或下挠等,而“剪切破坏”是一种脆性破坏,没有预兆的,瞬时发生,没有防范,所以我们要避免发生剪切破坏!保证弯曲破坏之前不发生剪切破坏。对于高层,特别是20层以上或者超高层,也有人认为应该“强梁弱柱”,就像鱼骨头一样,脊椎骨很柔软,但肋骨很硬,如果把肉吃完了,拿着鱼尾可以摇晃,这就是“强梁弱柱”。对于很多超高层,他们的顶层位移很大,那就要柱子有一定的柔性,而且在上面都有很重的重力摆,使顶部的摆动减少。特别是在地震中,重力摆的作用更加明显。使震动快速减弱,如果是强柱,那么地震反力是很可怕的,不知道大家想过没有,玻璃是很坚硬的物质,但在音频的震动下会破碎。同样,竹子有很强的受压性能,但由于柔软,可以经受反复的摇动和受压。5、什么是“强节点强锚固”?为什么要“强节点强锚固”?如何实现?4防止杆件破坏之前发生节点的破坏,节点核心区是保证框架承载力和延性的关键部位,它包括节点核心区受剪承载力以及杆件端部钢筋的锚固进行框架梁柱节点核心区截面验算,采取构造措施。强节点弱构件,是指节点的承载力应高于连接构件,因节点失效意味着与之相连的梁与柱都失效。6、水平荷载作用下框架内力的计算方法用反弯点法和D值法。具体计算步骤是:反弯点位置的确定;柱的侧移刚度的确定;各柱剪力的分配;柱端弯矩的计算;梁端弯矩的计算;梁的剪力的计算。水平荷载作用下的侧移的计算:可认为是由梁柱弯曲变形引起的侧移和柱轴向变形的叠加。由于在实际的多高层结构中,梁柱线刚度比不一定能满足大于3的条件,节点处梁构件存在转角,反弯点的位置也不一定靠近柱的中间,这时反弯点法的精度较差。为了考虑节点转角的影响,日本的武藤清提出了改进的反弯点法,用修正柱的侧移刚度和调整反弯点高度来计算框架结构在水平荷载作用下的内力。由于修正之后柱的侧移刚度用D表示,因此该方法又称为D值法。修正反弯点法(D值法)的计算要点是:1)修正柱的抗侧移刚度;2)修正反弯点刚度;3)柱的剪力分配;4)柱端弯矩计算;5)梁端弯矩的计算;6)梁的剪力的计算。7、计算竖向荷载时,分层法和二次分配法如何选择?框架结构在竖向荷载作用下的计算方法有分层法和二次弯矩分配法等。二次弯矩分配法在《结构力学》课程中已有详细的讲解,当杆件数量较多,超静定次数较多时,计算工作量比较大。弯矩二次分配法:1)求固端弯矩;2)求分配系数、传递系数;3)进行两次弯矩的分配与传递;4)求梁端弯矩。使用分层法的假定:(1)梁上荷载仅在该梁上及与其相连的上下层柱产生内力,在其他层梁上及柱上产生的内力可忽略不计;(2)竖向荷载作用下框架结构产生的水平位移可以忽略不计.8、水平地震力的计算方法有哪些?底部剪力法的适用范围静力法,底部剪力法,振型分解反映谱法,时程分析法。对于高度不超过40m,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的简化方法计算水平地震作用。9、什么是建筑的重力荷载的代表值?怎样确定它的数值?10、什么情况下考虑竖向地震?(1)、8、9度抗震设计时,高层建筑中的大跨度和长悬臂结构(如结构转换层中的转换构件、跨度大于24m的楼盖或屋盖、悬挑大于2m的水平悬臂构件等)应考虑竖向地震作用。(2)、地震烈度在9度以上的建筑。11、建筑抗震设防烈度地震烈度是指某一特定地区的地面和各类建、构筑物遭受一次地震影响的强弱程度。震中烈度与地震的震级大致符合下表的关系。表震中烈度与震级的关系震级M23456788以上震中烈度0I1~234~56~77~89~101112由于地震具有很大的随机性,根据50年设计基准期内发生概率的大小,可分为基本烈度(10%)、多遇烈度(63%)和罕遇烈度(2%)三种。设防烈度是指国家批准的作为一个地区抗震设防依据的地震烈度,一般情况下即是该地区的基本烈度,按国家标准《建筑结构荷载规范》附录A采用。12、建筑抗震设防类别国家标准《建筑抗震设防分类标准》(GB50223-2008)将建筑抗震设防类别分为四类:甲类建筑:指使用上有特殊设施,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。5甲类建筑应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。同时,应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。乙类建筑:指地震时使用功能不能中断或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。乙类建筑:应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施;地基基础的抗震措施,应符合有关规定。同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。丙类建筑:属于甲、乙、丁类建筑以外按标准设防的建筑。丙类建筑:应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用,达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。丁类建筑: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。丁类建筑:允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施,但抗震设防烈度为6度时不应降低。一般情况下,仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。13、“三水准”和“两阶段”“三水准”是指抗震规范GB50011采用“三水准”建筑抗震设防目标:第一水准:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时,一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。第二水准:当遭受相当于本地区地震设防烈度的多遇地震时,发生一定程度的损坏,不需修理或经过一般修理后仍可使用。第三水准:当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估计的罕遇地震烈度时,应不至于倒塌或发生危机人身安全的严重破坏。“两阶段”则是指原则上应满足“三水准”抗震设防目标而采用的“两阶段”设计方法:第一阶段设计:按多遇地震计算地震作用,并与其他荷载效应的基本组合验算结构构件的承载能力,以及结构弹性变形,以满足第一水准的抗震设防目标要求。第二阶段设计:按罕遇地震计算地震作用,验算结构的弹塑性变形,以满足第三水准的抗震设防目标要求。第二水准的抗震设防目标,是通过抗震构造措施来加以保证,而抗震构造措施具体要求则是根据建筑物抗震设防类别而设定。14、建筑抗震场地类别建筑场地类别,一般由有资质的岩土工程勘察部门进行现场勘测,并根据土层剪切波速和场地覆盖层厚度作出相应判定。我国规范将场地划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类。建筑场地为Ⅰ类时,甲、乙类建筑应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施;丙类建筑应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施,但抗震设防烈度为6度时,仍应该按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。建筑场地为Ⅱ、Ⅲ时,对设计基本抗震加速度为0.15g和0.3g的地区,宜分别按抗震设防烈度为8度(0.20g)和9度(0.40g)时建筑的要求采取抗震构造措施。15、房屋结构抗震等级抗震等级是确定抗震分析和抗震措施的标准,可按照地震烈度、场地类别、建筑重要性类别、结构体