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抗震结构设计计算问题重点:(1)抗震概念;(2)规范要求(3)程序处理方法1．抗震设计计算综述1.1抗震结构分析方法分析方法方法概述方法特点控制条件静力分析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.弹性动力时程分析用振型迭加法求解强逼振动微分方程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)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,层抗剪承载力比拟静力推覆分析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.弹塑性动力时程分析1.用分步积分法解结构强逼振动方程.1.刚度矩阵按每步出现塑性破坏情况修正;2.采用小变形假定时,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.1.弹塑性层位移角2.弹塑性破坏过程3.防倒塌控制4.需加强的薄弱层或薄弱部位整体分析动力时程分析对地震波要求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,MIDAC,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11.2规范对抗震结构分析要求地震作用分析方法适用范围说明底部剪力法高度不超过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FEK=α1Geq，Geq=0.85GE;α1—相应于T1=1.7ψT(uT)0.5的水平地震影响系数水平向地震作用振型分解反应谱法所有多高层结构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≥0.2αmax;对薄弱层要求λ≥1.15×0.2αmax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);3．8度I、II类场地和7度区建筑高＞100m；8度III、IV类场地建筑高度＞80m；9度区建筑高＞60m4．《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。定义为质量平均分布密度为相邻层的1.5倍以上)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+一组人工波；弹性时程分程的每条时程曲线所得的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。水平向地震作用罕遇地震弹塑性动力或静力时程分析1.B级高度的高层;2.《高规》第10章规定的复杂高层.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》静力法8、9度时的平板型网架和大于24m跨的屋架地震作用取Ge的10%、20%Ge---重力荷载代表值+竖向地震作用地震作用系数法9度时的长悬挑结构、大跨度结构和上部外挑结构FEVK=αvmaxGeq,各质点按基底剪力法分配Geq=0.75Ge,αvmax=0.65αmax1.3各类建筑的抗震设防类别和抗震要求(《高规》4.8节)建筑设防类别地震作用抗震措施抗震构造措施甲类建筑据地震安全评估结果确定按本地烈度提高一度,9度时应适当提高；8（0.3g）III、IV场地按9+；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+；6、7度I类场地不提高乙类建筑按本地烈度按本地烈度提高一度（不含6度）,9度时应适当提高；按本地烈度提高一度（不含6度）,III、IV类场地再适当提高；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。21.4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调整方法及放大系数框剪结构梁柱内力调整调整柱剪力∑Q=0.2Q0,柱弯矩按相应比例调整竖向不规则结构薄弱层内力调整梁柱墙支撑地震内力放大1.15构件抗震等级特一级一级二级备注梁内力放大系数1.81.51.25配筋时框支柱轴力放大系数1.81.51.2(10.2.6)转换层梁柱内力调整(包括轴力)柱内力放大系数(10.2.7-2)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)构件类型特一级9度一级一级二级三级备注框架梁剪力1.3*1.21.1*1.1*1.11.31.21.1连梁剪力1.31.31.31.21.1强剪弱弯(6.2.5)(4.9.2)弯矩1.5*1.21.331*1.21.51.251.15柱底剪力1.5*1.4*1.22.3191.5*1.41.25*1.21.15*1.1强剪弱弯,强柱弱梁;底部加强(6.2.2,6.2.3)(4.9.2)弯矩1.4*1.21.2*1.1*1.11.41.21.1一般柱其它剪力1.4*1.4*1.22.1081.4*1.41.2*1.21.1*1.1强剪弱弯,强柱弱梁(6.2.1)(6.2.2)(4.9.2)弯矩1.5*1.2—1.51.251.15柱顶、底面剪力1.8*1.4*1.2—1.5*1.41.25*1.21.15*1.1强剪弱弯,强柱弱梁;底部加强(6.2.2,6.2.3)(4.9.2)弯矩1.4*1.2—1.41.21.1框支柱其它剪力1.68*1.4*1.2—1.4*1.41.2*1.21.1*1.1强剪弱弯,强柱弱梁(6.2.1)(6.2.2)(4.9.2)弯矩1.81.51.51.251.0加强区墙剪力1.91.6*1.11.61.41.2(10.2.14)底部加强(7.2.10)强剪弱弯弯矩1.31.21.21.21.0复杂高层非加强区剪力1.21.01.01.01.0(7.2.6)(4.9.2)弯矩1.11.01.01.01.0加强区墙剪力1.91.6*1.11.61.41.2(7.2.10)(4.9.2-4)底部加强弯矩1.2*1.11.21.21.01.0普通高层非加强区剪力1.21.01.01.01.0(7.2.6)(4.9.2)弯矩1.11.01.01.01.0加强区墙剪力1.9*1.41.6*1.1*1.41.6*1.41.4*1.21.2*1.2(7.1.2)强剪弱弯弯矩1.31.21.21.01.0短肢高层非加强区剪力1.2*1.41.0*1.41.0*1.41.0*1.21.0*1.2(7.1.2)强剪弱弯注:角柱内力按上表系数再放大1.1倍。(“高规”10.2.12-5)31.5抗震措施中的抗震构造要求1.5.1框架柱抗震构造表抗震设计项目细目一级二级三级四级非抗震设计适用条件9度,≤25m8度,＞35m8度,≤35m7度,＞35m7度,≤35m6度,＞25m6度,≤35m不分高度梁、柱≥C30现浇:≥C20装配整体:≥C30混凝土强度等级梁柱强度差≤5MPa净保护层厚度室内≥25mm,潮湿环境及地梁≥35mm框架一般要求钢筋锚固长度lal(laE)la+10dla+5dla构造要求hc≥400mm,bc≥350mm,hcn/hc≥4一般柱0.70.80.90.9轴压比短柱0.650.750.850.85截面尺寸受剪要求Vc≤（1/γRE）(0.20fcbchc0)Vc≤0.25fcbchc0最大配筋率4%,搭接区段5%，一级抗震短柱每边≤1.2%5%中柱，边柱0.8%0.7%0.6%0.5%0.4%角柱1.0%0.9%0.8%0.7%0.4%最小配筋率特殊Ⅳ类场地上较高建筑，表中数值增大0.1%钢筋净距≥50mm钢筋最大间距≤200mm≤350mm连接方法应采用焊接底层应焊接其他宜焊接直径≥22mm宜焊接底层应焊接直径≥22mm宜焊接直径≥22mm宜焊接搭接长度1.2la+5d1.2la1.2lala接头接头位置1.在受力较小位置搭接，每次搭接一半；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。纵向受力钢筋锚固长度la+10dla+5dlalala加密区范围1.柱端;hc或D、Hcn/6、500mm中的最大值；2.底层刚性地坪上、下500mm；3.短柱全高,(Hcn/hc＜4);4.角柱全高.最大间距(取小值)6d,100mm8d,100mm8d,150mm8d,150mm最小间距(取大值)d/4,10mmd/4,8mmd/4,8mmd/4,6mm轴压比＜0.4普通箍0.8%螺旋箍0.8%0.6～0.8%0.6%0.4～0.6%0.4%轴压比0.4~0.6普通箍1.2%螺旋箍1.0%0.8～1.2%0.8～1.0%0.6～0.8%0.6%加密区最小体积配筋率轴压比＞0.6普通箍1.6%螺旋箍1.2%1.2～1.6%1.0～1.2%0.8～1.2%0.8%无特殊加密要求其他要求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。数量为加密区箍筋量的50%无要求非加密区间距≤10d≤10d≤15d不大于bC,不大于400mm不大于15d(绑扎)、20d(焊接)1.肢距不大于200mm，每隔一根纵筋要双向有箍筋约束；2.有135°弯钩,直段长度大于10d封闭式箍框架柱设计箍筋箍筋的其它要求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).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.41.5.2框架梁抗震构造表抗震设计项目细目一级二级三级四级非抗震设计构造要求1.hb≈(1/8～1/12)lb;hb≤1/4lbn;2.bb≥1/4hb;bb≥1/2bn;bb≥250mm叠合梁预制部分hb1≥lb/15;后浇部分hb2≥100mm.受剪要求vb≤（1/γRE）(0.20fcbbhbo)vb≤0.25fcbbhbo截面尺寸最大受压区高度x≤0.25hbox≤0.35hboX≤ξbhboξb=0.8(1+fv/0.0033Es)梁一般要求梁柱对中梁柱尽量做到对中；有偏心时，e≤hb/4或e≤bb/4最大配筋率2.5%无要求支座0.4%0.3%0.25%0.25%0.25%最小配筋率跨中0.3%0.25%0.2%0.2%0.2%贯通全长的钢筋1.不少于上部或下部较大面积的1/42.不少于2φ14不小于2φ121.跨中上部,至少2φ12,可以搭接2.支座下部,至少两根钢筋.上部钢筋切断1.通长钢筋不允许切断后搭接;2.非通长钢筋可在柱边外0.2Ln处切断1.距柱边至少.25Ln;2.与上部跨中钢筋搭接长度1.2La锚固长度laE=l