浅析结构设计中的位移抗震设计3600字

1、浅析构造设计中的位移抗震设计3600字 摘要：文章主要就现代高层建筑构造设计中的位移的抗震设计要点进展分析。并且结合在自身的工作理论中介绍设计的根本方法和设计过程。 Abstract: The article is mainly analysis of modern high-rise building structure design of displacement-based seismic design points together with the bination of their own work practice and introduction on the basic de

2、sign method and design process 关键词：设计思想；理论设计；抗震设计Key Words: design concept, practice design, anti-seismic design中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：1、基于位移的抗震设计思想 现代的建筑构造设计时，对建筑的抗震要求是具有足够的刚度和承载力以抵御小震，具有足够的变形和耗能才能以抵御大震。震害、实验和理论分析都说明，变形才能缺乏和耗能才能缺乏是构造在大震作用下倒塌的主要原因。构造构件在地震作用下的破坏程度与构造的位移响应和构件的变形才能有关，用位移控制构造在大震作用下行为更

3、为合理。在基于力的抗震设计根底上，这种新的设计方法以预期的构造位移反响为设计目的，实现了构造在设计地震作用下预期的性能要求，以构造、构件的变形才能设计为根据，设计者可更好地控制构造在地震作用下的行为，防止构造由于变形才能缺乏而破坏。基于位移的抗震设计的根本思想是基于“投资效益准那么和强调构造“个性，即在将来抗震设计中，在不同强度程度地震作用下，可以有效地控制建筑的破坏状态，使建筑物实现明确的不同性能程度，从而使建筑物在整个生命周期内，在遭遇可能发生的地震作用下，总体费用到达最小。2、基于位移的抗震设计方法分析 基于位移的抗震设计是一种以变形位移、层间侧移角为性能指标，进展构造及构件的设计。在这

4、种方法中，位移是的给定输入量，而强度和刚度那么是设计的输出结果。基于位移的抗震设计方法目前大致可以分为用位移延性系数设计的方法、才能谱设计方法。2.1 按延性系数设计的方法 延性系数法是利用的延性和要求的延性对应构造或构件的需求延性，即目的延性的计算方法，将延性需求和可资利用的延性作比照，以评价构造的抗震性能并用于考虑改变影响的延性构造基于位移的设计。延性反映了构造或构件非弹性变形的才能。这种才能能保证强度不会因为发生非弹性变形而急剧下降。延性通常包括构造延性、构件延性和截面延性。其中构造延性又称为整体延性，构件延性和截面延性又称为部分延性，构造的整体延性与构造中的构件的部分延性亲密相关。构造

5、延性可以用顶点位移延性或层间位移延性来表示构件延性与塑性铰区长度和截面延性等有关截面延性与其几何形状、混凝土强度、轴压比、纵筋配筋率和含箍特征值等因素有关。衡量延性的量化设计指标，最常用的是曲率延性系数和位移延性系数，二者的定义为截面构件屈从后的曲率位移与屈从曲率位移之比。设计中一般关心的是最大曲率位移延性系数，用公式表示如下：式中，准和准分别表示塑性铰区截面的极限曲率和屈从曲率；和分别表示延性构件的极限位移和屈从位移。按延性系数设计的方法实际上是通过建立构件的位移延性系数或截面曲率延性系数与塑性铰区混凝土极限压应变的关系，由约束箍筋来保证核心混凝土可以到达所要求的极限压应变，从而使得构件具有

6、要求的延性系数。使用此种方法时必须认识到所选择的位移延性程度将直接影响到构造的地震破坏程度。用位移延性系数描绘构件的弹塑性变形才能最大的问题是如何定义构造和构件的屈从位移和极限位移。不同的定义得到的延性系数可能相差很大。通常屈从位移是指临界截面受拉钢筋屈从时的位移，极限位移是指临界截面最外边缘受压混凝土到达极限压应变时的位移。然而在详细计算时，对屈从位移和极限位移存在不同的理解，特别是当荷载位移曲线无明显的转折点时以及荷载位移曲线有下降段时。2.2 才能谱法 才能谱设计方法的根本思想是：对己设计好的构造进展静力弹塑性分析，将分析的结果基底剪力顶点位移关系曲线转化成一条才能谱曲线加速度Sa 与位

7、移Sd 关系曲线，同时将设计地震反响谱曲线转化成一条需求谱曲线。将这两条曲线放入同一坐标系中，假设两曲线相交，可以求得交点性能点的位移，此位移称为构造的目的位移。同时根据图示的方法可以直观的评价构造在给定地震作用下的性能。假设两曲线无交点，说明构造需要加固处理或需要重新设计；如交点存在，可以根据交点的坐标反推出构造所处的状态。才能谱法计算步骤如下： 1按标准进展构造承载力设计； 2用静力弹塑性分析方法计算构造的基底剪力Vb 与顶点位移Un。 3建立才能谱曲线。 对于高度不是很高、地震反响以第一振型为主的建筑构造，可以用等效单自由度体系代替原多自由度体系分析构造。因此，可以按下式将Vb-Un 曲

8、线转换为谱加速度Sa 与谱位Sd关系曲线。 4建立需求谱曲线，进步构造和构件的延性程度。构造的延性一般用构造顶点的延性系数表示： 式中：构造顶点屈从位移； 构造顶点延性系数； 构造顶点弹塑性位移限制。 一般认为，在抗震构造中构造顶点延性系数应不小于3-4。构造的顶点位移是由楼层的层间位移累积产生的，而层间位移又是由构造构件的变形形成的。因此，要求构造具有一定的延性就必须保证构造构件有足够大的延性，主要抗侧力的钢筋混凝土构件的极限破坏应以构件弯曲时主筋受拉屈从破坏为主，应防止变形性能差的混凝土受压或剪切破坏以及钢筋锚固失效和粘结破坏。为进步构造和构件的延性程度，防止脆性破坏，应主要注意以下两点：

9、 a.轴压比限制。轴压比是控制偏心受拉边钢筋先到抗拉强度，还是受压区混凝土边缘先到达其极限压应变的主要指标。根据试验研究说明，柱的变形才能随轴压比增大而急剧降低，尤其在高轴压比下，增加箍筋对改善柱变形才能的作用并不甚明显。所以，抗震构造应限制偏心受压构件的轴压比。 b.剪压比限制。现行的钢筋混凝土构件斜截面受剪承载力的设计表达式，是基于斜截面上箍筋根本能到达抗拉屈从强度，其受剪承载力随配箍特征值的增长呈线性关系。试验说明，配箍特征值过大时箍筋不能充分发挥其强度，构件将呈腹部混凝土斜压破坏；同时剪压比对构件变形性能也有显著影响，因此限制剪压比，本质上也是对构件最小截面的要求。 5检验构造的抗震才

10、能。 将才能谱曲线和某一水准地震的需求谱画在同一坐标系中，假设两条曲线没有交点，说明构造的抗震才能缺乏，预期构造会发生不可修复的破坏或倒塌，需要重新设计：假设两条曲线相交，说明构造可以抵抗该地震作用，交点对应的位移即等效单自由度体系在该地震作用下的谱位移。将谱位移按式转换为原构造的顶点位移，根据该位移在原构造Vb-Un曲线上的位置，即可确定构造在该地震作用下的塑性铰分布、杆端截面的曲率、截面边缘混凝土的压应变等，综合检验构造的抗震才能。与以力为根底和以位移为根底的2种抗震设计方法相比，才能谱方法的特点是将才能和需求用位移与加速度关系由图给出，表征构造性能的4个根本参数分别由加速度Sa，位移Sd，延性系数U和弹性周期T 表示，才能与需求图能明晰地表示出构造的抗震才能与其地震响应的关系，概念明确，设计参数容易控制。当知周期和目的延性时，用才能谱方法进展的估算就是以力为根底的设计过程；当目的位移和延性时，用才能谱方法进展的估算就是以位移为根底的设计过程，说明用才能谱力法可以适应以力为根底和以位移为根底的2 种抗震设计的需要。3、小结 随着高层与超高层建筑的不断出现，震害对这些建筑的威胁越来越严重，对高层建筑的抗震分析也越来越具有广泛而现实的意义。当前，相应的工程时间研究者已获得很多成果，如弹塑性