中震弹性设计与中震不屈服设计的理解及实施

我国目前的抗震规范规定结构抗震设计时,进行小震作用下的承载力验算、弹性变形验算和大震作用下的弹塑性变形验算,对中震设计的具体内容涉及很少。近年来随着我国复杂和超限结构的不断出现,国内一些专家提出对此类重要结构实施中震作用下的抗震设计,具体包含"中震弹性"和"中震不屈服"两种方法。文中首先就这两种设计方法的概念、具体设计参数进行了对比分析;然后以某一高层混合结构为例,对比了按7度丙类建筑小震、乙类建筑小震、丙类建筑中震不屈服、丙类建筑中震弹性下的设计结果,得到的一系列结论可供设计人员和规范修编参考。

中震作用下构件不屈服的定量分析方法

本文通过地震组合效应的分析，提出抗力富余度的概念，即扣除自重效应后，构件承载力富余度与地震组合效应的比值，利用该比值可实现“中震下构件不屈服”程度的定量验算。由于各种类型构件的受力不同，需编制相应的计算程序，本文说明了钢筋混凝土剪力墙和钢筋混凝土柱的编制原理，并通过一超限工程的计算结果说明抗力富余度能直观反映结构的抗震能力。

中震不屈服设计内力与小震弹性设计内力比较分析

《抗震设计规范(GB50011—2010)》及《高层建筑结构混凝土结构技术规程(JGJ3-2010)》第一次将基于性能的抗震设计方法写入规范,中震不屈服设计是规范中基于性能抗震设计方法之一。通过比较规范中的中震不屈服计算方法与小震弹性设计在内力计算上的区别,建立小震弹性设计内力与中震不屈服设计内力比值随构件抗震等级、受力类型变化的函数关系,为今后中震不屈服设计提供参考。

小震弹性中震不屈服和中震弹性在某多层建筑中的计算结果分析比较

通过对某工程进行小震弹性、中震不屈服、中震弹性3种抗震计算模型下计算结果分析对比,直观揭示了在3种计算模型下计算结果的差异,可为多层复杂结构的抗震性能化优化设计提供参考。

某项目穿层柱计算长度的确定及中震不屈服验算

文章通过某工程实例,针对工程中经常遇到的酒店、公寓、高层办公等项目大堂出现的穿层柱情况,分析了某穿层柱计算长度的确定过程,同时对可能形成薄弱部位的跃层柱进行了中震不屈服承载力验算,对跃层柱的承载力有了直观的把握。

对中震不屈服设防目标的讨论

关键构件中震弹性或中震不屈服的设防目标,作为一种加强措施在抗震设计中已经得到了应用。然而,工程实践表明按小震不坏设计得到的截面配筋率有时往往要大于中震不屈服的配筋率。在详细剖析有地震效应荷载组合公式的基础上,用图表和工程实例说明了中震不屈服对截面配筋的影响。从抗震承载力调整系数γRE,线性叠加原理和以概率理论为基础的设计极限状态等方面,对中震不屈服做出进一步评价。目前工程界采用小震弹性分析,中震放大系数和荷载效应组合来实现薄弱部位或重要部位构件中震不屈服的设计方法,与当前的抗震设计理论是有矛盾的。中震不屈服是中震可修设防目标中的一种状态,表示震后建筑物恢复使用需要修理的程度。结构工程师应采用非线性分析验算构件中震时是否屈服。

不屈服的小金粒

在一个阳光明媚的日子里,沉睡了几千年的小金粒们和小沙粒们被一只有力的＂巨手＂从河底兜到了一张大网上。一阵颠簸后,小沙粒们被抛到了河滩上,小金粒们被放进了一个盒子里。

单跨高层钢筋混凝土转运站抗震性能分析

为满足工艺功能需求,转运站经常为单跨结构,高度有时会超过24 m,相关规范指出该类结构不宜采用单跨结构。由于抗震冗余度较小,按规范本意宜增设支撑或剪力墙形成双重抗侧力体系,以此提高结构耗能能力,否则应进行充分的抗震性能分析。在案例工程中,采用PKPM软件对单跨高层转运站进行多遇地震作用下的反应谱和弹性时程分析,罕遇地震作用下的动力弹塑性分析以及“中震不屈服”性能化设计,结果表明:单跨高层转运站质量小、周期长、地震作用小,结构在多遇地震作用下弹性层间位移角和罕遇地震作用下弹塑性层间位移角均满足规范要求;在设防地震作用下,薄弱部位的变形满足“轻微损坏”的性能目标;整个结构能实现“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设防目标,可以不设置支撑或剪力墙。

基于不同性能目标的RC结构抗震设计的效益分析

针对不同的建筑抗震设防类别和性能目标(小震丙类、小震乙类、"中震不屈服"和"中震弹性"),对框架结构和框架-剪力墙结构进行抗震设计。以小震丙类建筑为基准,比较按小震乙类建筑、"中震不屈服"和"中震弹性"设计时,结构地震效应和抗震措施的差别所引起的构件截面尺寸与配筋(即工程量)的变化。分析表明:①按中震设计时结构的楼层位移约为按小震设计时的2￣3倍。②框架结构:6度、7度区按不同性能目标设计,工程增加量都在10%以内;8度区,工程量增加很多,尤其是按"中震弹性"设计,混凝土和钢筋增加量都超过40%。③框架-剪力墙结构:6度区,只有按乙类建筑设计时,用钢量增加很多,约为82.0%;7度区,按中震性能目标设计时,用钢量增加很多,尤其是按"中震弹性"设计时,剪力墙截面非常大,实用性和经济性均较差。④《建筑抗震设计规范》中,对不同设防水准下的不同结构所规定的抗震措施(包括构造措施)具有重要意义。在低烈度区,单纯依靠提高设计地震作用进行设计,并不能达到提高结构抗震安全的目的;除非结构的重要性要求提高抗震设防类别,一般情况下,对结构的关键部位和关键构件采用性能设计,更为经济有效。

针对超限高层剪力墙中震拉应力问题的工程实践

水平地震作用会对高层结构的底部竖向构件产生轴向拉压作用。在高烈度地区,对超限高层建筑进行中震不屈服计算时,这种作用可引起结构底部某些剪力墙墙肢的拉应力,该拉应力可能大于混凝土抗拉强度标准值。在进行超限高层抗震专项审查时,按照《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》的要求,剪力墙构件需满足中震不屈服墙肢平均拉应力不超过2倍混凝土抗拉强度标准值的要求。基于高烈度地区的超限高层设计实践,讨论了中震计算方法;论述了剪力墙拉应力与受剪承载力的关系;阐述了墙体中震拉应力的工程计算方法;最后,给出了中震拉应力不满足要求时的一种工程处理方法。

北京达美中心广场2#楼超限高层结构设计

北京达美中心广场2#楼为高度148m的超限高层建筑,采用基于性能的设计方法进行设计。结合抗震设计性能目标,提出了拟采用的加强措施。采用SATWE和MIDAS对结构进行了小震作用下的反应谱分析和弹性时程分析;采用SATWE进行了中震弹性及中震不屈服复核,并对重要受力构件进行了截面承载力分析;采用MIDAS进行了大震作用下的静力弹塑性(Push-over)分析。结果表明,结构抗震性能良好,体系安全可行。

超限高层中震时墙肢拉应力问题探讨与工程实践

在高烈度区,对超限高层建筑进行中震分析,地震作用效应将使某些部位的墙肢产生拉应力,对墙肢的抗剪性能造成影响。我国《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》对其作出建议性要求,具体实践尚有一定争议。根据现行规范及各学者的观点,对组合墙肢、钢筋作用、含钢率及荷载工况等影响墙肢拉应力的若干因素进行探讨,并根据工程实例进行中震时拉应力的分析及对比,给出了设计建议。

对钢筋混凝土大小偏心受压构件的判别

对偏心受压构件,本文提出了不屈服状态的概念,并阐述了判别不同偏心受压状态的最重要因素是轴力和偏心距,从而给出了较合理的判别方法。

采用SATWE软件进行结构中震设计的探讨

主要阐述了结构中震弹性设计和中震不屈服设计的基本概念和SATWE软件的实现过程。通过工程实例比较小震弹性和中震弹性的计算结果,对比表明很多构件在中震作用下内力会有较大幅度增长,为保证结构满足《抗震规范》提出的抗震设防目标要求,对结构设计提出相关建议。

基于弹塑性分析的结构性能设计方法探讨

结构的设计性能评估，取决于其采用的手段，不同的方法，得到的结构抗震性能可能是不同的。这就有必要探讨合理的性能设计方法。基于弹塑性分析为主，弹性分析为辅的性能设计方法，为评估结构的性能目标，提出一种综合的解决方法，为深化设计提供一种参考思路。

中震设计在超限高层中的应用研究

为提高重要结构的安全性,设计中对于超限高层以及复杂工程多提出中震弹性和中震不屈服设计的性能目标.结合小震和中震设计时,超限高层中特一级框架梁、柱和不规则楼板截面组合内力的对比分析,发现中震弹性设计和中震不屈服设计相比于现行小震弹性的设计方法,框架梁、柱的安全性能并不能完全提高;在实际工程设计中框架梁、柱仍应以小震弹性作为主要控制指标,中震设计可以作为补充验算的手段;复杂工程中的不规则楼板可以进行中震不屈服设计.

某超限建筑基于性能的抗震分析

某建筑为地下3层、地上31层的钢筋混凝土框架-剪力墙结构。主体结构总高度为116.3m,属于B级高度的超限高层建筑。本文采用基于性能的方法,对其进行超限抗震设计可行性分析。

基于不同性能目标的RC结构抗震设计的效益分析

随着我国经济的飞速发展,在不同性能目标的RC结构中,关于抗震设计也有了一定的效益分析,关于它的发展和分析都是来源于现实,从现实之中摸索经验进行深入研究。对于不同建筑在抗震方面的设防性能以及类别、目标上都是不的相同的,在框架结构以及框架的剪力墙进行抗震结构的优化设计。把小震丙类型的建筑作为它的基准,比较小震乙类的建筑、"中震弹性"与"中震不屈服"进行设计的时候,就够地震在效应以及抗震措施方面也会有所差别。关于设计效益的分析,应该在关键部位上进行"性能设计",这样才会有更好的经济效益。

抗震性能化设计在某高层抗震加固中的应用

通过对某高层住宅楼剪力墙结构进行小震弹性、中震不屈服及大震不屈服的分析研究,深入了解既有建筑物实际的抗震性能。采用抗震性能化设计理论,确定切实可行、经济合理的抗震加固设计方案,使其满足"三阶段、二水准"的抗震要求。

超限框支高层抗震墙建筑结构抗震设计

结合工程实例,对超限框支结构设计原则进行简要论述。通过对设计探索过程的剖析,我们试图阐明:对于较为复杂的结构体系,在缺乏较为明确或常规的规范依据情况下,需要回归到结构设计最基本的原理上。先期针对结构不同部位、不同受力状态,分别设定出在小震、中震、大震作用下不同的抗震设防目标,并根据目标期望,进行有目的的结构分析,并取得相对应的、可靠的内力值。这样,才更能够最真实的反应出结构状态,从而确保结构安全。