网壳结构抗震设计方法

网壳结构抗震设计方法
网壳结构抗震设计方法

网壳结构抗震设计方法探讨

【摘要】众所周知,网壳结构的应用日益广泛。目前有关网壳结构的静力稳定问题已经得到系统解决,而针对其抗震性能的研究还不够,网壳结构抗震性能不同于传统多高层结构和网架结构形式,因此,如何对大跨空间结构进行抗震设计,是工程实践中急待解决的问题,本文在大量数值分析的基础上,针对网壳结构地震作用下的响应规律进行系统研究,在理论分析和试验研究的基础上,总结网壳结构的倒塌及破坏机理,提出网壳结构动力破坏新概念以及适用于网壳结构的抗震设计方法。

【关键字】网壳结构,抗震,设计方法

中图分类号:u452.2+8 文献标识码:a 文章编号:

前言

地震是一种破坏性极大的突发性自然灾害,能够造成人员伤亡和社会物质财富的巨大损失,对社会生活和地区经济发展有着广泛而深远的影响。为减轻地震所造成的生命与财产损失,人类与之进行了长期不懈的斗争,虽然科学技术和工程技术的突飞猛进,地震工程的理论和实践得到了很大发展,但是,就近20余年来说,全球发生的许多大地震,仍然造成大量严重的工程破坏和惨重的生命财产损失。例如1976年我国的唐山地震、1994年美国的northridge 地震、1995年日本的阪神地震及1999年台湾的集集地震。随着城市现代化和经济的高度发展,地震所造成的损失,平均每几十年翻一番。因此,了解地震灾害的特点,采取正确的对策,方能保证防

建筑结构抗震设计课后习题答案

武汉理工大学《建筑结构抗震设计》复试 第1章绪论 1、震级和烈度有什么区别和联系? 震级是表示地震大小的一种度量,只跟地震释放能量的多少有关,而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。烈度不仅跟震级有关,同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。一次地震只有一个震级,但不同的地点有不同的烈度。 2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防? 规范将建筑物按其用途分为四类: 甲类(特殊设防类)、乙类(重点设防类)、丙类(标准设防类)、丁类(适度设防类)。 1 )标准设防类,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。 2 )重点设防类,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。 3 )特殊设防类,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。 4 )适度设防类,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。 3.怎样理解小震、中震与大震? 小震就是发生机会较多的地震,50年年限,被超越概率为63.2%; 中震,10%;大震是罕遇的地震,2%。 4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系? 建筑抗震设计包括三个层次:概念设计、抗震计算、构造措施。概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则;抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段;构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。他们是一个不可割裂的整体。 5.试讨论结构延性与结构抗震的内在联系。 延性设计:通过适当控制结构物的刚度与强度,使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大的延性,从而可以通过塑性变形吸收更多地震输入能量,使结构物至少保证至少“坏而不倒”。延性越好,抗震越好.在设计中,可以通过构造措施和耗能手段来增强结构与构件的延性,提高抗震性能。 第2章场地与地基 1、场地土的固有周期和地震动的卓越周期有何区别和联系? 由于地震动的周期成分很多,而仅与场地固有周期T接近的周期成分被较大的放大,因此场地固有周期T也将是地面运动的主要周期,称之为地震动的卓越周期。 2、为什么地基的抗震承载力大于静承载力? 地震作用下只考虑地基土的弹性变形而不考虑永久变形。地震作用仅是附加于原有静荷载上

双层网壳结构的静力分析与设计

双层网壳结构的静力分析与设计 摘要:本文简述了双层网壳的静力设计过程,并通过对杆件内力的分析和变形能力的探讨得出如下结论:双层网壳这种结构型式具有有较强的承载能力,良好的稳定性和优越的协调变形性能,是各种大跨度建筑值得采用的一种屋盖型式。 关键词:双层网壳,柱壳,大跨度空间结构。 设计概况:某展览馆主展厅屋面为弧线形,跨度27m,结合使用要求,拟采用双层网壳的屋盖结构型式。该结构不仅具有有较高的承载能力,且当在屋顶安装照明、空调等各种设备及管道时,它还能有效地利用空间,方便吊顶构造,经济合理。 一、柱壳结构的型式与分析 1 柱壳结构型式 本设计所用柱壳采用正放四角锥体系,柱壳跨度27m,矢高4.5m,纵向长度42m。杆件长度控制在3m~3.5m之间。 2 柱壳结构分析 结构分析的核心问题是计算模型的确定。本设计中柱壳结构的计算模型为空 图1 柱壳上弦支座图 图1中,a点为二向支承(约束x,z方向位移),d点为二向支承(约束y,z方向位移),c点为三向支承(约束x,y,z方向位移),其余带×号的各点均设置单向支承(只约束z方向的位移)。 柱壳结构为大型复杂结构,因此采用有限元分析软件SAP2000对其进行结构分析,并结合我国钢结构设计规范对各杆件进行截面设计和验算。 二、静力设计 1、荷载计算 1)恒载标准值计算

2 /375 m KN 2/5m KN 2 /m KN 屋面构件及网壳自重恒载: 0.752/m KN 灯具: 0.052/m KN 2)活载标准值计算 屋面活载:0.52/m KN ; 雪荷载:375.05.075.00=?=?=s s r k μ2/m KN ; 风荷载: C 类地貌,风压高度变化系数查表得74.0=z μ,风振系数 0.1=z β 2所示: 因此,有:21/0789.0m KN w -=,22/237.0m KN w -= ,23/148.0m KN w -= 2○ 1。 ○ 2 ○ 3 6/127/5.4/==l f 15 4)2.06/1(1.02.0-=-?-=s μl f /s μ 0.10.8 -0.20 0.50.6 +

建筑结构抗震设计要点

建筑结构抗震设计的要点分析 提要:本文主要针对建筑结构抗震设计的要点展开了分析,对建筑混凝土框架结构抗震薄弱的部位作了详细的概述,并给出了一系列提高混凝土框架结构抗震性能的措施,以期能为有关方面的需要提供有益的参考借鉴。 近年来,随着我国地震灾害的频繁发生,建筑抗震设计成为了我国建筑结构设计一个新的重要发展方向。但是由于实际操作经验缺乏经验,建筑抗震设计存在着一定的薄弱环节,是需要相关的工作人员给予足够的重视,并采取有效措施提高建筑抗震的性能,以减轻地震灾害对建筑的破坏。 1 混凝土框架结构抗震薄弱部位 1.1 从震害中找出结构薄弱部位 某次地震中,多层混凝土框架教学楼的倒塌,使我们对混凝土框架结构的抗震性能有了进一步的认识。根据地震现场的调查,混凝土框架结构的震害大致如下:6、7度区,底层柱上下端出现斜裂缝,并且柱头比柱脚更厉害。8、9度区,底层柱上下端保护层混凝土脱落,箍筋拉脱,柱心混凝土被压碎,纵筋压成灯笼状。二层柱端及底层梁端也出现不同程度的开裂。在地震中倒塌的框架结构,估计也是底层柱上下端先出现斜裂缝,最后被折断的,只不过整个过程时间很短。不难判断:框架结构薄弱层在底层,底层柱是薄弱构件,底层柱的上下端是最薄弱的部位。震害同时表明:在底层柱中存在某些比较薄弱的柱,地震作用下,这些柱的柱端首先出现斜裂缝,最先形成塑

性铰,使整个结构内力重新分布,导致底层柱逐根被击破,引起连续倒塌。 1.2 从结构分析中确定结构薄弱部位 混凝土框架结构抗震有其特性,与带有剪力墙的其他混凝土结构相比,框架结构侧向刚度小,变形能力强。对抗震有利的是吸收地震总能量少,不利的是抗侧力能力差。框架唯一的竖向构件——柱的侧向刚度比剪力墙的墙肢小得多,比梁板组成的楼层平面刚度也小很多。地震通过地层土晃动框架楼房,刚度大而且质量集中的各楼层就会前后左右来回移动,产生楼层水平地震剪力,这些力由梁传给柱。结构的整体变形主要是各楼层按一定的振型和周期往复侧移。柱本身刚度较小,其竖向变形被动地随各楼层。梁属于楼层的一部分,变形较小。框架的水平地震力和侧移变形主要来自梁板,而抗侧力和侧移主要靠柱。在结构分析中,若忽视板对梁刚度的影响是不现实的,尤其是一起现浇的梁板。相对于梁来说,柱是薄弱构件。因此,“强柱弱梁”便成为框架结构抗震设计的基本原则之一。 框架结构底层柱托起整栋楼房,除了承受整栋楼全部垂直力外,还要承受地震产生的水平力。结构分析显示:底层任何一根柱的轴力、剪力及弯矩都比上层柱大,底层柱比上层柱更容易被破坏。底层柱上下端弯矩最大,成为整个框架结构内力最大的部位,也就是最薄弱的部位。不难理解:为什么地震时,首先出现裂缝的总是底层柱上下端。各楼层抗剪承载力分析结果表明,底层抗剪承载力最小,验证了底层是抗震薄弱层。底层柱既是框架结构抗震的“中流砥柱”,又是薄弱

建筑结构抗震设计基本知识

单元21 建筑结构抗震设计基本知识 学习目标】 1、能够对抗震的基本概念、抗震设防目标和抗震设计的基本要求知识点掌握。 2、能够具备砌体结构房屋和钢筋混凝土框架房屋、框架剪力墙结构、剪力墙结构房屋的抗 震设计要点,从而为识读平法03G101-1混凝土结构施工图中抗震部分打下基础。 【知识点】 构造地震;地震波;震级;烈度;抗震设防;抗震设计的基本要求;钢筋混凝土框架房屋的抗震规定。 【工作任务】 任务1 建筑结构抗震设计基本知识 【教学设计】通过带领学生观看地震灾害照片,让学生对抗震设计的必要性有一个清楚的认识,从而为识读平法03G101-1混凝土结构施工图中抗震部分打下基础,为今后识读结构 施工图、胜任施工员岗位打下基础。 21.1地震基本知识 21.1.1 地震 21.1.1.1构造地震 地震是由于某种原因引起的地面强烈运动(见图21-1)。是一种自然现象,依其成因,可分为三种类型:火山地震、塌陷地震、构造地震。由于火山爆发,地下岩浆迅猛冲出地面时引起的地面运动,称为火山地震。此类地震释放能量小,相对而言,影响围和造成的破坏程度均比较小;

由于石灰岩层地下溶洞或古旧矿坑的大规模崩塌引起的地面震动,称为塌陷地震。此类地震不仅能量小,数量也小,震源极浅,影响围和造成的破坏程度均较小;由于地壳构造运动推挤岩层,使某处地下岩层的薄弱部位突然发生断裂、错动而引起地面运动,称为构造地震;构造地震的破坏性强影响面广,而且频繁发生,约占破坏性地震总量度的95%以上。因此,在建筑抗震设计中,仅限于讨论在构造地震作用下建筑的设防问题(见图21-2)。 地壳深处发生岩层断裂、错动的部位称为震源(见图21-3)。这个部位不是一个点,而是有一定深度和围的体。震源正上方的地面位置叫震中。震中附近地面震动最厉害,也是破坏最严重的地区,称为震中区。地面某处至震中的水平距离称为震中距。把地面上破坏程度相似的点连成的曲线叫做等震线。震中至震源的垂直距离称为震源深度。 根据震源深度不同,可将构造地震分为浅源地震(震源深度不大于60km),中源地震(震源深度60~300km),深源地震(震源深度大于300km)三种。我国发生的绝大部分(地震都属于浅源地震,一般深度为5~40km)。浅源地震造成的危害最大。如大地震的断裂岩层深约1lkm,属于浅源地震,发震构造裂缝带总长8km多,展布围30m,穿过市区东南部,这里就是震中,市铁路两侧47km的区域属于极震区。 21.1.1.2 地震波 当地球的岩层突然断裂时,岩层积累的变形能突然释放,这种地震能量一部分转化为热能,一部分以波的形式向四周传播。这种传播地震能量的波就是地震波。总之,地震波的传播以纵波最快,横波次之,面波最慢。在离震中较远的地方,一般先出现纵波造成房屋的上下颠簸,然

土木工程抗震设计基础知识考试题

一、填空题(本大题共10小题,每题3分,共30分) 2.已知一水塔可简化为单自由度体系,kN mg 100=,位于Ⅱ类场 地第二组,基本烈度为7度(地震加速度为g 1.0),阻尼比 03.0=ξ, 结构自振周期s T 99.1=。则水平地震作用EK F 为__________。 3.局部突出屋顶处的附属物,因受___________的影响,震害 较重,故水平地震剪力应放大至_________倍,但增大部分不向下部结构传递。 4.建筑抗震设计在总体上要求把握的基本原则可以概括为 _注意场地选择 把握建筑体型 利用结构延性 设置多道防线 重视非结构因素 五条。 5.建筑场地的选择原则__________ __________ __________ 6.建筑平面不规则的三种类型是 __________ _ _________ __________ 7.按照土层绝对刚度定义的覆盖层厚是指___________或_ _________至地表面的距离。 8. 结构的地震反应包括__________ __________ __________ 反应。 9.计算地震作用的方法可分为__________ __________ __________ 三大类。

10.抗震设计中,箍筋末端应做_________弯钩,弯钩平直部分的长度不小于箍筋直径的______倍。 二、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分) 1."小震不坏,中震可修,大震不倒"是建筑抗震设计三水准的设防要求。所谓小震,下列何种叙述为正确?【】 A. 6度或7度的地震 B. 50年设计基准期内,超越概率大于10%的地震?C. 50年设计基准期内,超越概率约为63%的地震 2.多遇地震作用下层间弹性变形验算的D.6度以下的地震? 主要目的是下列所哪种?【】 A. 防止结构倒塌 B. 防止结构发生破坏C .防止非结构部分发生过重的破坏D .防止使人们惊慌 3.框架—剪力墙结构的内力与变形随刚度特征值λ的变化规律是【】。 A..随λ的增大,剪力墙所分担的水平力增大 B.随λ的增大,剪力墙所分担的水平力减小 C. 随λ的增大,剪力墙所分担的水平力不变 D.随λ的增大,侧向变形曲线趋于弯曲型曲线 4.建筑设防烈度为8度时,相应的地震波加速度峰值当时取下列

建筑结构抗震设计(第三版)习题解答1-5章

第一章的习题答案 1.震级是衡量一次地震强弱程度(即所释放能量的大小)的指标。地震烈 度是衡量一次地震时某地区地面震动强弱程度的尺度。震级大时,烈度就高;但某地区地震烈度同时还受震中距和地质条件的影响。 2.参见教材第10面。 3.大烈度地震是小概率事件,小烈度地震发生概率较高,可根据地震烈度 的超越概率确定小、中、大烈度地震;由统计关系:小震烈度=基本烈度-1.55度;大震烈度=基本烈度+1.00度。 4.概念设计为结构抗震设计提出应注意的基本原则,具有指导性的意义; 抗震计算为结构或构件达到抗震目的提供具体数据和要求;构造措施从结构的整体性、锚固连接等方面保证抗震计算结果的有效性以及弥补部分情况无法进行正确、简洁计算的缺陷。 5.结构延性好意味可容许结构产生一定的弹塑性变形,通过结构一定程度 的弹塑性变形耗散地震能量,从而减小截面尺寸,降低造价;同时可避免产生结构的倒塌。 第二章的习题答案 1.地震波中与土层固有周期相一致或相近的波传至地面时,其振幅被放 大;与土层固有周期相差较大的波传至地面时,其振幅被衰减甚至完全过滤掉了。因此土层固有周期与地震动的卓越周期相近, 2.考虑材料的动力下的承载力大于静力下的承载力;材料在地震下地基承 载力的安全储备可低于一般情况下的安全储备,因此地基的抗震承载力高于静力承载力。 3.土层的地质年代;土体中的粘粒含量;地下水位;上覆非液化土层厚度; 地震的烈度和作用时间。 4.a 中软场地上的建筑物抗震性能比中硬场地上的建筑物抗震性能要差 (建筑物条件均同)。 b. 粉土中粘粒含量百分率愈大,则愈容易液化. c.液化指数越小,地震时地面喷水冒砂现象越轻微。 d.地基的抗震承载力为承受竖向荷载的能力。

《结构抗震设计》简答题及名词解释答案

《结构抗震设计》简答题及名词解释答案 1、简述两阶段三水准抗震设计方法。 答:我国《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2001)规定:进行抗震设计的建筑,其抗震设防目标是:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,一般不受损坏或不需修理可继续使用,当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用,当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。 具体为两阶段三水准抗震设计方法: 第一阶段是在方案布置符合抗震设计原则的前提下,按与基本烈度相对应的众值烈度的地震动参数,用弹性反应谱求得结构在弹性状态下的地震作用效应,然后与其他荷载效应组合,并对结构构件进行承载力验算和变形验算,保证第一水准下必要的承载力可靠度,满足第二水准烈度的设防要求(损坏可修) ,通过概念设计和构造措施来满足第三水准的设防要求; 对大多数结构,一般可只进行第一阶段的设计。 对于少数结构,如有特殊要求的建筑,还要进行第二阶段设计,即按与基本烈度相对应的罕遇烈度的地震动参数进行结构弹塑性层间变形验算,以保证其满足第三水准的设防要求。 2、简述确定水平地震作用的振型分解反应谱法的主要步骤。 (1)计算多自由度结构的自振周期及相应振型; (2)求岀对应于每一振型的最大地震作用(同一振型中各质点地震作用将同时达到最大值) ; (3)求出每一振型相应的地震作用效应; (4)将这些效应进行组合,以求得结构的地震作用效应。 3、简述抗震设防烈度如何取值。 答:一般情况下,抗震设防烈度可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度(或与本规范设计基本地震加速度值对应 的烈度值)。对已编制抗震设防区划的城市,可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。 4、简述框架节点抗震设计的基本原则。 节点的承载力不应低于其连接构件的承载力; 多遇地震时节点应在弹性范围内工作; 罕遇地震时节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递; 梁柱纵筋在节点区内应有可靠的锚固; 节点配筋不应使施工过分困难。 5、简述钢筋混凝土结构房屋的震害情况。 答:1.共振效应引起的震害; 2.结构布置不合理引起的震害; 3.柱、梁和节点的震害; 4.填充墙的震害; 5.抗震墙的震害。 6.采用底部剪力法计算房屋建筑地震作用的适用范围?在计算中,如何考虑长周期结构高振型的影响? 答:剪力法的适用条件: (1)房屋结构的质量和刚度沿高度分布比较均匀; 2)房屋的总高度不超过40m; (3)房屋结构在地震运动作用下的变形以剪切变形为主; (4)房屋结构在地震运动作用下的扭转效应可忽略不计; T >1 4T 为考虑长周期高振型的影响,《建筑抗震设计规范》规定:当房屋建筑结构的基本周期1■ g时, 在顶部附加水平地震作用,取^F n二rF Ek 再将余下的水平地震作用(1一7 )F Ek分配给各质点: F i (1_、:n)F Ek ' G j H j j吐 结构顶部的水平地震作用为F n和■F n之和。

建筑结构抗震设计复习资料(完美篇)

《建筑结构抗震设计》总复习 (武汉理工配套) 考试的具体题型和形式可能会有变化,但知识点应该均在以下内容中。复习不要死记硬背,而应侧重理解。 第一章:绪论 1.什么是地震动和近场地震动?P3 由地震波传播所引发的地面振动,叫地震动。其中,在震中区附近的地震动称为近场地震动。 2. 什么是地震动的三要素?P3 地震动的峰值(振幅)、频谱和持续时间称作地震动的三要素。 3. 地震按其成因分为哪几类?其中影响最大的是那一类?答: 地震按其成因可分为构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震等几类,其中影响最大的是构造地震。 4. 什么是构造地震、震源、震中、震中距、震源深度?P1 答: 由于地壳构造运动使深部岩石的应变超过容许值,岩层发生断裂、错动而引起的地面震动,这种地震称为构造地震,一般简称地震。地壳深处发生岩层断裂、错动的地方称为震源。震源至地面的距离称为震源深度。一般震源深度小于60km的地震称为浅源地震;60~300km的称为中源地震;大于300km的称为深源地震;我国绝大部分发生的地震属于浅源地震,一般深度为5~40km。震源正上方的地面称为震中,震中邻近地区称为震中区,地面上某点至震中的距离称为震中距。 5. 地震波分哪几类?各引起地面什么方向的振动?P1-3 答: 地震波按其在地壳传播的位置不同可分为体波和面波。在地球内部传播的波称为体波,体波又分为纵波(P波)和横波(S波)。纵波引起地面垂直方向的震动,横波引起地面水平方向震动。在地球表面传播的波称为面波。地震曲线图中,纵波首先到达,横波次之,面波最后到达。分析纵波和横波到达的时间差,可以确定震源的深度。 6. 什么是震级和地震烈度?几级以上是破坏性地震?我国地震烈度表分多少度?P4答: 震级:指一次地震释放能量大小的等级,是地震本身大小的尺度。(1)m=2~4的地震为有感地震。(2)m>5的地震,对建筑物有不同程度的破坏。(3)m>7的地震,称为强烈地震或大地震。 地震烈度:是指某一区域内的地表和各类建筑物遭受一次地震影响的平均强弱程度。 M(地震震级)大于5的地震,对建筑物就要引起不同程度的破坏,统称为破坏性地震。我国地震烈度表分为十二度,用罗马数字表示。 7. 什么是基本烈度和设防烈度?什么是设计基本地震加速度?P5答: 基本烈度是指一个地区在一定时期(我国取50年)内在一般场地条件下按一定概率(我国取10%)可能遭遇到的最大地震烈度。它是一个地区抗震设防依据的地震烈度。 抗震设防烈度是指按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。 设计基本地震加速度指50年设计基准期内超越概率为10%的地震加速度的取值:7度--0.10g(0.15g); 8度--0.20g(0.30g);9度--0.40g 8. 不同震中距的地震对建筑物的影响有什么不同?设计规范如何考虑这种影响? 答:宏观地震烈度相同的两个地区,由于它们与震中的距离远近不同,则震害程度明显不同。处于大震级,远震中距下的高柔结构,其震害远大于同样烈度的中小震级、近震中距的建筑物,且反映谱特性不同。 ?为了区别同样烈度下不同震级和震中距的地震对建筑物的破坏作用,89《规范》将地震影响分为近震和远震两种情况。01《规范》进一步引入了设计基本地震加速度和设计地震分组。

建筑结构抗震设计(高起专)

河南工程学院 2017年秋《建筑结构抗震》期末试题 批次专业:2016年春季-建筑工程技术(高起专)课程:建筑结构抗震 设计(高起专)总时长:180分钟 1. ( 单选题 ) 下列哪种不属于地震波的传播方式()(本题 2.5分) A、P波 B、S波 C、L波 D、M波 学生答案: 标准答案:D 解析: 得分:0 2. ( 单选题 ) 罕遇烈度50年的超越概率为(本题2.5分) A、2-3% B、20% C、10% D、5% 学生答案: 标准答案:A 解析:

得分:0 3. ( 单选题 ) 震级相差一级,能量就要相差()倍之多(本题2.5分) A、 2 B、10 C、32 D、100 学生答案: 标准答案:C 解析: 得分:0 4. ( 单选题 ) 下面哪个不属于影响土的液化的因素?()(本题2.5分) A、土中黏粒含量 B、上覆非液化土层厚度和地下水位深度 C、土的密实程度 D、地震烈度和震级 学生答案: 标准答案:D 解析: 得分:0 5. ( 单选题 ) 抗震设计原则不包括:()(本题2.5分)

A、小震不坏 B、中震可修 C、大震不倒 D、强震不倒 学生答案: 标准答案:D 解析: 得分:0 6. ( 单选题 ) 框架结构中布置填充墙后,结构的基本自振周期将(本题2.5分) A、增大 B、减小 C、不变 D、说不清 学生答案: 标准答案:B 解析: 得分:0 7. ( 单选题 ) 钢筋混凝土房屋的抗震等级应根据那些因素查表确定()(本题2.5分) A、抗震设防烈度、结构类型和房屋层数 B、抗震设防烈度、结构类型和房屋高度

C、抗震设防烈度、场地类型和房屋层数 D、抗震设防烈度、场地类型和房屋高度 学生答案: 标准答案:B 解析: 得分:0 8. ( 单选题 ) 下列哪项不属于地震动的三要素(本题2.5分) A、震幅 B、震级 C、频谱 D、持时 学生答案: 标准答案:B 解析: 得分:0 9. ( 单选题 ) 体波可以在地球内部和外部传播。()(本题2.5分) A、 B、 学生答案: 标准答案:B 解析: 得分:0 10. ( 单选题 ) 钢筋混凝土构造柱可以先浇柱,后砌墙。()(本题2.5分)

建筑结构抗震基本知识

一. 地震基本知识 地震俗称地动,是一种具有突发性的自然现象。地震按其发生的原因,主要有火山地震、陷落地震、人工诱发地震以及构造地震。构造地震破坏作用大,影响范围广是房屋建筑抗震研究的主要对象。在建筑抗震设计中,所指的地震是由于地壳构造运动(岩层构造状态的变动)使岩层发生断裂、错动而引起的地面振动,这种地面振动称为构造地震,简称地震。 地壳深处发生岩层断裂、错动的地方称为震源。震源正上方的地面称为震中。震中附近地面运动最激烈,也是破坏最严重的地区,叫震中区或极震区。地面上某处到震源的距离叫震源距。震源至地面的距离称为震源深度。一般把震源深度小于60Km的地震称为浅源地震;60~300Km称为中源地震;大于300Km成为深源地震。中国发生的绝大部分地震均属于浅源地震。 地震波 地震引起的振动以波的形式从震源向四周传播,这种波就称为地震波。地震波按其在地壳传播的位置不同,分为体波和面波。 体波是在地球内部由震源向四周传播的波,分为纵波(P波)和横波(S波)。纵波(P波)是由震源向四周传播的压缩波,介质质点的振动方向与波的传播方向一致,引起地面垂直振动,周期短、振幅小、波速快。横波(S波)传播的是由震源向四周传播的剪切波,介质质点的振动方向与波的传播方向垂直,引起地面水平振动,周期长、振幅大、波速慢。 面波是体波经地层界面多次放射、折射形成的次生波。面波的质点振动方向比较复杂,既引起地面水平振动又引起地面垂直振动。当地震发生时,纵波首先到达,使房屋产生上下颠簸,接着横波到达,使范围产生水平摇晃,一般是当面波和横波都到达时,房屋振动最为激烈。 震级 地震的震级是衡量一次地震大小的等级,用符号M表示。地震的震级M,一般称为里氏震级。1935年由里希特首先提出了震级的定义。 当震级相差一级,地面振动振幅增加约10倍,而能量增加近32倍。一般说来,M<2的地震,人们感觉不到,称为微震;M=2~4的地震称为有感地震;M>5的地震,对建筑物就要引起不同程度的破坏,统称为破坏性地震;M>7的地震称为强烈地震或大地震;M>8的地震称为特大地震。

(完整版)建筑结构抗震设计整理

《建筑结构抗震设计》期末考试复习题 一、名词解释 (1)地震波:地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量; (2)地震震级:表示地震本身大小的尺度,是按一次地震本身强弱程度而定的等级; (3)地震烈度:表示地震时一定地点地面振动强弱程度的尺度; (4)震中:震源在地表的投影; (5)震中距:地面某处至震中的水平距离; (6)震源:发生地震的地方; (7)震源深度:震源至地面的垂直距离; (8)极震区:震中附近的地面振动最剧烈,也是破坏最严重的地区; (9)等震线:地面上破坏程度相同或相近的点连成的曲线; (10)建筑场地:建造建筑物的地方,大体相当于一个厂区、居民小区或自然村; (11)沙土液化:处于地下水位以下的饱和砂土和粉土在地震时有变密的趋势,使孔隙水的压 力急剧上升,造成土颗粒局部或全部将处于悬浮状态,形成了犹如“液化”的现象,即称为 场地土达到液化状态; (12)结构的地震反应:地震引起的结构运动; (13)结构的地震作用效应:由地震动引起的结构瞬时内力、应力应变、位移变形及运动加速 度、速度等;(14)地震系数:地面运动最大加速度与重力加速度的比值; (15)动力系数:单质点体系最大绝对加速度与地面运动最大加速度的比值; (16)地震影响系数:地震系数与动力系数的乘积; (17)振型分解法:以结构的各阶振型为广义坐标分别求出对应的结构地震反应,然后将对应 于各阶振型的结构反应相组合,以确定结构地震内力和变形的方法,又称振型叠加法; (18)基本烈度:在设计基准期(我国取50年)内在一般场地条件下,可能遭遇超越概率(10%)的地震烈度。 (19)设防烈度:按国家规定权限批准的作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。 (20)罕遇烈度:50年期限内相应的超越概率2%~3%,即大震烈度的地震。 (21)设防烈度 (22)多道抗震防线:一个抗震结构体系,有若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的 结构构件连接起来协同作用; (24)鞭梢效应; (25)楼层屈服强度系数; (26)重力荷载代表值:建筑抗震设计用的重力性质的荷载,为结构构件的永久荷载(包括自 重)标准值和各种竖向可变荷载组合值之和; (27)等效总重力荷载代表值:单质点时为总重力荷载代表值,多质点时为总重力荷载代表值 的85%; (28)轴压比:名义轴向应力与混凝土抗压强度之比; (29)强柱弱梁:使框架结构塑性铰出现在梁端的设计要求;(30)非结构部件:指在结构分析 中不考虑承受重力荷载以及风、地震等侧向力的部件 二、简答题 1.抗震设防的目标是什么?实现此目标的设计方法是什么? 答:目标是对建筑结构应具有的抗震安全性能的总要求。我国《抗震规范》提出了三水准的

13章建筑结构抗震设计基础知识

青岛黄海职业学院教师教案 (编号1)年月日课题第十三章建筑结构抗震设计基本知识 课时 13.1 概述13.2抗震设计的基本要求 教学目的熟悉地震波、震级、烈度的概念;明确建筑抗震设防依据、目标及分类标准;理解抗震概念设计的基本内容和要求 教学重点抗震设防要求 教学难点抗震设防要求 教学关键点地震波、震级、烈度的概念 教具《建筑结构》教材及教案 板书设计第十三章建筑结构抗震设计基本知识 13.1 概述 三、震级 一、构造地震 二、地震波 13.2抗震设计的基本要求 四、烈度 五、抗震设防

青岛黄海职业学院教师教案 教案内容及教学过程提示与补充 课题导入: 地球是一个近似于球体的椭球体,平均半径约6370km,赤道半径约6378km,两极 半径约6357km. 地球内部可分为三大部分:地壳、地幔和地核. 课程新授: 第十三章建筑结构抗震设计基本知识 13.1 概述 一、构造地震 地震按其成因划分为四种类型: 1.火山地震:由于火山爆发而引起的地震; 2.陷落地震:由于地表或者地下岩层突然发生大规模陷落和崩塌而造成的地震; 3.诱发地震:由于人工爆破,矿山开采及工程活动引发的地震; 4.构造地震:由于地球内部岩层的构造变动引起的地震(约占地震发生的90%)—— 是结构抗震的主要研究对象 震源、震中和震中距 地球内部断层错动并引起周围介质振动的部位为震源;震源正上方的地面位置为震 中;地面某处至震中的水平距离为震中距. 二、地震波 地震时振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量,这就是地震波。它包括在地球内部传 播的体波和只限于在地球表面传播的面波。 1.体波 体波中包括有纵波和横波两种形式。 纵波是由震源向外传递的压缩波,这种波质点振动的方向与波的前进方向一致,其特点是 振幅小、传播速度快,能引起地面上下颠簸(竖向振动)。 横波是由震源向外传递的剪切波,其质点振动的方向与波的前进方向垂直,其特点是周 幅大、传播速度较慢,能引起地面水平摇晃。 2.面波 面波是体波经地层界面多次反射传播到地面后,又沿地面传播的次生波。面波的特点是 振幅大,能引起地面建筑的水平振动。面波的传播是平面的,衰减较体波慢,故能传播到很远地震波的传播以纵波最快,横波次之,面波最慢。因此,地震时一般先出现由纵波 引起的上下颠簸,而后出现横波和面波造成的房屋左右摇晃和扭动。 青岛黄海职业学院教师教案

抗震设计方法概述

本学期的“工程结构抗震分析”课程首先介绍了地震与地震震害以及结构抗震分析的必要性和其方法的发展过程,然后简单回顾了一下结构动力学基础,接下来认识了地震波与强震地面运动的特性,以及地震作用下结构的动力方程,最后重点讲述了几种抗震设计分析方法——反应谱分析法,时程分析法(弹性和弹塑性),和静力弹塑性分析法。通过一个学期的学习,本人对强震地面运动特征和抗震设计原理和方法有了一定的了解和把握。 在进行建筑、桥梁以及其它结构物的抗震设计时,一般都要遵循以下五个步骤:抗震设防标准选定、抗震概念设计、地震反应分析、抗震性能验算以及抗震构造设计,其流程如图1 所示。 本文将着眼于图1流程中的第3个步骤, 从我国现行规范中的3种最常用的结构响应分 析方法出发,简单介绍一下其各自的基本概念 和适应范围(具体原理和计算过程在此不再详 述,读者可另查阅相关课本和规范),以及现有 抗震设计规范中存在的问题,以便初学者对结 构抗震设计分析方法有个初步的认识,也作为 本人对本课程的学习总结。 一.3种最常用的结构响应分析方法 1.底部剪力法 定义:根据地震反应谱理论,以工程结构 底部的总地震剪力与等效单质点的水平地震作 用相等来确定结构总地震作用的一种计算方 法。 底部剪力法适用于基本振型主导的规则和 高宽比很小的结构,此时结构的高阶振型对于 结构剪力的影响有限,而对于倾覆弯矩则几乎 没有什么影响,因此采用简化的方式也可满足 工程设计精度的要求。 高规规定: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高层 建筑结构,可采用底部剪力法。 底部剪力法尚有一个重要的意义就是我们可以用它的理念,简化的估算建筑结构的地震响应,从而至少在静力的概念上把握结构的抗震能力,它还是很有用的。 2.振型分解反应谱法 定义:振型分解反应谱法是用来计算多自由度体系地震作用的一种方法。该法是利用单自由度体系的加速度设计反应谱和振型分解的原理,求解各阶振型对应的等效地震作用,然后按照一定的组合原则对各阶振型的地震作用效应进行组合,从而得到多自由度体系的地震作用效应。振型分解反应谱法一般可考虑为计算两种类型的地震作用:不考虑扭转影响的水平地震作用和考虑平扭藕联效应的地震作用。 反应谱的振型分解组合法常用的有两种:SRSS和CQC。虽然说反应谱法是将并非同一时刻发生的地震峰值响应做组合,仅作为一个随机振动理论意义上的精确,但是从实际上它对于结构峰值响应的捕捉效果还是很不错的。一般而言,对于那些对结构反应起重要作用的振型所对应频率稀疏的结构,并且地震此时长,阻尼不太小(工程上一般都可以满足)时,SRSS是精确的,频率稀疏表面上的反应就是结构的振型周期拉的比较开;而对于那些结构

大跨度柱面网壳结构设计要点

大跨度柱面网壳结构设计要点 袁耀明 (唐钢国际工程技术股份有限公司,河北唐山063000) [摘要]钢铁企业的露天原料厂很多不符合当今我国的环保要求,所以需要新型的符合环保要求的原 料厂来替代。由于生产工艺限制,封闭结构必须满足空间大跨的要求,大跨度柱面网壳以其优异的空间大跨 的结构性能,本文将重点阐述该结构形式的优势及设计要点Q [关键词]大跨度;网壳;空间结构 文章编号:2095 -4085 (2019)03 - 0032 - 01謂年上计 1概述 大跨度柱面网壳结构该结构形式具有三维受力特 点,该结构为超静定结构,如果出现某杆位置失效,大跨度柱面网壳结构可以通过内力的调节,重新达到 稳定,安全度较高。交汇于节点处的杆件相互支撑,增强了结构的稳定性,也具有一定的抗震能力。该结 构还有节约材料,安装方便,空间刚度大,适于工业 化生产等优点。该结构形式是近半个世纪以来应用最 广的一空间结构。 2设计方法 大跨度柱面网壳结构,无论采用哪种节点,荷载 都在节点上,构件内力仅为轴向拉力和压力,由节点 刚度引起的杆件弯矩很小。按照空间杆系结构进行计 算,杆件之间的连接假定为铰接,忽略节点刚度的影 响和次应力引起的杆件内力变化。受荷后网格结构位 移很小,属于小挠度范畴,不必考虑因挠度所引起的 结构几何非线性;另外结构设计时钢材处于弹性阶 段,不必考虑材料的非线性,这样大大缩短了结构计 算时间。 传统计算方法分为两类,一类是连续化假定,一 类是离散化假定。连续化假定已很少采用;离散化假 定也就是通常所说的有限单元法,这种方法首先将结 构离备为各个M元,茬卓元基础上建立卓元节点另和 节点位移之间的基本方程,以及相应的单元刚度矩 阵,然后利用节点平衡条件和位移协调条件建立整体 结构节点荷载和节点位移关系的基本方程,及其相应 的总体刚度矩阵,通过引入边界约束条件求解出节点 位移,再由节点位移计算出杆件内力。 复杂的网架结构杆件数量多,计算量大,需要辅 助设计软件进行计算,目前国内空间结构辅助设计软 件有 3D3S,SFCAD,MST及 SAP2000,其中 3D3S在 建模与模型编辑,荷载添加,构件分析验算,后处 理,节点设计等方面均有独特优势,作为主要的辅助 设计软件,用SAP2000进行校核验算。 3案例分析 以某封闭料场进行案例分析,案例概况:三心圆 柱面网壳由三心圆拟合而成,中部以半径为63m的圆弧进行12等分,每等分3.51m,两边以半径为 31m的圆弧进行11等分,每等分3.485m,大小圆 在相交点相切,为减小水平推力,两小圆弧与基础顶 面正交,网壳厚度为3m,最终模型净跨77m,外包 尺寸83m,矢高为32. 75m。 网壳计算参数:沿网壳面均匀分布的檩条及屋面 板等恒荷载:〇?25kN/m2;活荷载0?5kN/m2;基本 雪压0?4kN/m2;基本风压0?6kN/m2;网壳自重模 型自动计算。 ?32? 3D3S开发平台为CAD,建模操作相对灵活,可 以利用CAD命令进行操作,利用线段来拟合三心圆 网壳,然后对几何线段赋予结构属性,如截面尺寸,材料属性等,通过杆件导荷,将面荷载转化成节点荷 载施加到结构模型,最后按照实际支座位置设置边界 约束条件,这样就形成了最终的结构模型,通过设置 求解参数,如抗震设防烈度,地震分组,场地类别,阻尼比等参数,对结构模型进行求解。最终利用 SAP2000复核3d3s计算结果,通过对比发现结果完 全一^致。 4设计及施工中中应注意的问题 大跨度柱面网壳结构对荷载比较敏感,荷载取值 必须做到尽可能的精准,以恒荷载为例,以往结构设 计中认为恒荷载对结构不利,可适当取大值,以保证 结构安全,但是柱面网壳并非如此,很有可能由于恒 载取值过大,导致在风荷载控制的组合工况下本应拉 压发生转变的杆件没有发生拉压转变,意味着计算过 程中始终处于受拉状态的杆件在实际工作过程中处于 受压状态,这是不安全的。 大跨度柱面网壳结构的抗风设计参数取值主要参 考高层或高耸结构设计规范,由于设计依据少,难以 选取风振系数,这种取值方法还不够完善,风振系数 的选取主要靠经验。 网壳结构的支座通常采用铰接形式。考虑到支座 不可能存在理想的不动铰支座,也就是说支座在两个 水平方向上是一种弹性支承。既然是弹性支撑,就涉 及到了弹性支撑的线刚度问题。由于影响这一支承刚 度很难精准进行计算,那么如何来解决这个支座刚度 为问题的关键。目前关于这个问题的解决方案就是对 支座支承刚度进行包络设计,通过支承刚度自足够小 到足够大这一包络设计过程,以充分保证结构的安全 可靠。 5结语 该结构形式设过程中计算已经比较成熟,但应注 意施工工况的验算,跟踪计算每一施工步骤的受力状 态变化,避免采用不同的施工方法和施工顺序引发的 工程事故。 参考文献: [1]罗尧治,沈雁彬.干煤棚网壳结构使用现状与缺陷分 析[J].工业建筑,2005,(01). [2]邢克勇,刘辰.华能海口电厂干煤棚网壳结构设计 [J].建筑结构,2006,(05). [3]聂国隽,浅若军.干煤棚柱面网壳结构设计[J].结 构工程师,2001,(02). [4]黄鹤,顾明,叶孟洋.干煤棚柱面网壳结构风荷载试 验研究[J].建筑结构,2011,(03).

李国强《建筑结构抗震设计》课后习题答案

第1章绪论 1、震级和烈度有什么区别和联系? 震级是表示地震大小的一种度量,只跟地震释放能量的多少有关,而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。烈度不仅跟震级有关,同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。一次地震只有一个震级,但不同的地点有不同的烈度。 2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防? 规范将建筑物按其用途分为四类: 甲类(特殊设防类)、乙类(重点设防类)、丙类(标准设防类)、丁类(适度设防类)。 1 )标准设防类,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。 2 )重点设防类,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。 3 )特殊设防类,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。 4 )适度设防类,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。 3.怎样理解小震、中震与大震? 小震就是发生机会较多的地震,50年年限,被超越概率为63.2%; 中震,10%;大震是罕遇的地震,2%。 4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系? 建筑抗震设计包括三个层次:概念设计、抗震计算、构造措施。概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则;抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段;构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。他们是一个不可割裂的整体。 5.试讨论结构延性与结构抗震的内在联系。 延性设计:通过适当控制结构物的刚度与强度,使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大的延性,从而可以通过塑性变形吸收更多地震输入能量,使结构物至少保证至少“坏而不倒”。延性越好,抗震越好.在设计中,可以通过构造措施和耗能手段来增强结构与构件的延性,提高抗震性能。 第2章场地与地基 1、场地土的固有周期和地震动的卓越周期有何区别和联系? ;由于地震动的周期成分很多,而仅与场地固有周期T接近的周期成分被较大的放大,因此场地固有周期T也将是地面运动的主要周期,称之为地震动的卓越周期。 2、为什么地基的抗震承载力大于静承载力? 地震作用下只考虑地基土的弹性变形而不考虑永久变形。地震作用仅是附加于原有静荷载上的一种动力作用,并且作用时间短,只能使土层产生弹性变形而来不及发生永久变形,其结果是地震作用下的地基变形要比相同静荷载下的地基变形小得多。因此,从地基变形的角度来说,地震作用下地基土的承载力要比静荷载下的静承载力大。另外这是考虑了地基土在有限次循环动力作用下强度一般较静强度提高和在地震作用下结构可靠度容许有一定程度降低这两个因素。 3、影响土层液化的主要因素是什么?

高层建筑结构抗震设计方法

高层建筑结构抗震设计方法 结构抗震设计方法 基础的抗震设计。基础是实现高层建筑安全性的重要条件。我国高层建筑通常采用钢筋混凝土连续地基梁形式,在基础梁的设计中,为充分发挥钢筋的抗拉性和混凝土的抗压性的复合效应,把设计重点放在梁的高度和钢筋的用量上,在钢筋的布置上采用主筋、腹筋、肋筋、基础筋、基础辅筋5种钢筋的结合。为防止基础钢筋的生锈,一方面采用耐酸化的混凝土,另一方面是增加钢筋表面的保护层厚度,以抑止钢筋的腐蚀。高层建筑基础处理的另一个特色是钢制基础结合垫块的应用,它是高层建筑上部结构柱与基础相连的重要结构部件。它的功能之一是使具有吸湿性的混凝土基础和钢制结构柱及上部建筑相分离,有效防止结构体的锈蚀,确保部件的耐久性。 钢结构骨架的抗震设计。采用钢框架结合点柱壁局部加厚技术来提高结构抗震性能。一般钢框架结构,梁和柱结合点通常是柱上加焊钢制隅撑与梁端用螺栓紧固连接。在这种方式下,钢柱必须在结合部被切断,加焊隅撑后再结合,这样做技术上的不稳定性和材料品质不齐全的可能性很大,而且遇到大地震,钢柱结合部折断的危险性很大。鉴于此,可以首先该结构的梁柱采用高密度钢材,以发挥其高强抗震、抗拉和耐久性。柱壁增厚法避免断柱形式,对二、三层的独立住宅而言,结构柱可以一贯到底,从而解决易折问题。与梁结合部柱壁达到两倍厚,所采用的是高频加热引导增厚技术。在制造过程中品质易下降的钢管经过加热处理反

而使材料本来所具有的拉伸强度得以恢复。对于地震时易产生的应力集中,柱的增厚部位能发挥很大的阻抗能力,从而提高和强化了结构的抗震性。 墙体的抗震设计。“三合一”外墙结构体系,首先是由日本专家设计应用的,采用外墙结构柱与两侧外墙板钢框架组合形成的“三合一”整体承重的结构体系。该体系不仅仅用柱和梁来支撑高层建筑,而是利用墙体钢框架与结构柱结合,有效地承受来自垂直方向与水平方向的荷载。由于外墙板钢框架的补强作用,该做法可以较好地发挥结构柱设计值以外的补强承载力。加强了对竖向地震力及雪荷载的抵抗能力,最大限度地发挥其抗震优势;另一方面,由于外墙板钢框架与内部斜拉杆所构成“面”承载与结构柱的结合并用,也提高了整体抗侧推力和抗变形能力。它的抗水平风载和地震力的能力比单纯墙体承重体系提高30%左右。

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