《钢筋混凝土的抗震性能设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢筋混凝土的抗震性能设计（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、钢筋混凝土的抗震性能设计目录1.地震的发震机制32.地震危险性评价（采用危险性评估概率方法）33，地面运动记录的特征（P白14）34.输入地震波的选取方法35.弹性反应谱的概念46.弹性反应谱的影响因素47.我国标准设计反应谱48.用较小的弹性地震作用参与组合所设计出的结构能够抵抗中等或大震作用的原因59.什么是R，什么是，什么是R-T关系510.单自由度体系与多次超静定多自由度体系非弹性特征的区别611.什么是多次超静定结构的体系超强？体系超强对结构带来的影响612.考虑结构非弹性性能的抗震设计总体思路（PPT总结）613.钢筋的受压屈曲，对钢筋混凝土构件的受力性能影响614.什么是钢筋的包
2、兴格效应？钢筋的包兴格效应对构件抗震性能的影响715.混凝土的裂面在接触效应716.粘结滑移滞回规律特征817.循环受力下，钢筋粘结性能的影响因素（联系4-4节点钢筋粘结性能）818.钢筋混凝土柱的非弹性滞回反应特征（对柱滞回反应的影响因素）919.增加轴压比，滞回捏拢现象减轻的原因920.钢筋混凝土梁的非弹性滞回反应特征921.梁中纵筋屈服前与屈服后，构件非弹性特征（塑性变形）增大的原因1022.钢筋的屈服区长度随着结构地震反应的增大和地震作用的反复而逐步增大的原因（屈服渗透）1023.影响剪力墙抗震性能的因素（抗震构造措施原则，待完善）1124.梁的抗震构造措施中控制纵向受拉纵筋的最小配筋
3、率的原因1125.柱的抗震构造措施中控制纵筋最小配筋率的原因1126.剪力墙抗震措施中控制纵筋最小配筋率的原因1227.剪力墙和筒体结构墙肢底部约束边缘构件中纵向钢筋最低数量的原因1228.混凝土剪力墙的抗震能力设计方法1229.混凝土框架结构抗震能力设计方法1330.中间层中间节点滞回性能（抗震性能）影响的因素13附：一些基本概念151.滞回概念152.斜弯效应153.钢筋的内力偶154.屈服渗透，塑性铰区，塑性铰，塑性铰等效长度155.捏拢现象166.Capacity Desige 能力设计161.地震的发震机制（1） 活动断裂带是易发生地震的部位（2） 现在广为接受的地震的发生的断层破裂
4、机制是基于弹性回跳原理。2.地震危险性评价（采用危险性评估概率方法）（1） 根据地震活动性，地震地质条件，确定各地区的潜在震源及其最大地震强度。（2） 确切了解各发震活动断裂带，确定各活动断裂带或震源区的发震概率特征。（3） 确定分别适用于不同传播环境的各震源与场地之间的地面运动峰值加速度或反应谱值得衰减规律。（4） 对每个场地，根据分段泊松分布模型和全概率理论，计算N个地震带对场点的地震危险性贡献。3，地面运动记录的特征（P白14）地面运动记录的特征主要是三个，即，幅值，频谱特性，持续时间。4.输入地震波的选取方法（1） 应首先考虑震源和传播的途径来选取地震波。再兼顾考虑场地因素，根据反应谱
5、来选拨。选波时的依据是，选出的波用于计算反应后，差异不大，在可接受的范围。（2） 峰值的调整：地震波的峰值一定程度上反映了地震波的强度，因此要求输入结构的地震波峰值应于设防烈度要求的多遇地震或罕遇地震的峰值相当。（3） 频谱特性：所输入的地震波的卓越周期应尽可能与拟建场地的特征周期一致，所输入的地震波的震中距应尽可能与拟建场地的震中距一致。（4） 地震动的持时：地震记录最强烈的部分应包含在所选持续时间内，若仅对结构进行弹性最大地震反应分析，持续时间可以取短一些，如果对结构进行弹塑性分析或耗能过程分析，持续时间应该长些。（5） 地震波数量：输入地震波数量太少，不足以保证时辰分析的合理性，地震波太
6、多，工作量太大。（6） 中国抗震规范选择地震波的方法：设计规范标准反应谱法。通过地震分组和场地类别，考虑了震级，震中距，场地条件对频谱特征的影响。（7） 美国选择地震波的方法：地震危险性的解聚处理。对所考虑的结构的主要振型的自振周期的地震风险，找到对应的地震事件，并找到地震事件对应的震级和震中距，最后找到符合条件的台站处，获得地面运动的记录，作为非弹性动力反应分析的输入。5.弹性反应谱的概念（1） 弹性反应谱即为在给定阻尼比下的弹性单自由度体系在某一地震地面运动激励下最大反应随体系自振周期变化的规律。（2） 弹性反应谱包括：最大位移反应谱，最大速度反应谱，最大加速度反应谱。（3） 反映了不同自
7、振周期单自由度体系的最大反应的差异，展示了这条地震输入中不同频率的震动分量携带能量的多少。（4） 最常用的是加速度反应谱。（5） （一条地震输入，多个自振周期不同的单自由度体系，得到一个弹性反应谱）6.弹性反应谱的影响因素（1） 地震动幅值仅对地震反应谱的大小有影响（2） 地震动的频谱组成特征对地震反应谱的形状有明显影响。场地条件越硬，震中距越近，震级越高，反应谱最大值越大。（3） 阻尼可减小地震反应，持续时间对弹性反应谱影响不大。7.我国标准设计反应谱由上一问知，震级，震源矩，场地条件三者将会影响设计用的标准反应谱取值（走向）。查询规范时，震级和震源距用“设计地震分组”来考虑，场地条件用“场
8、地类别”来考虑。 8.用较小的弹性地震作用参与组合所设计出的结构能够抵抗中等或大震作用的原因因为结构在屈服后，具有保持承担竖向和水平荷载能力前提下的塑性变形能力，结构在屈服后通过塑性变形耗散掉一部分地震强迫震动输入结构的能量，从而使结构在强地震地面作用过程中保持不倒。（由于设计时采用了材料及荷载的分项系数，引入承载力抗震调整系数荷载进行组合及取最不利内力组合抗震措施带来的内力调整，如强柱弱梁，强剪弱弯，强节点，角柱内力调整等截面的配筋抗震构造措施设计人员的主观超配多自由度体系的体系超强结构进入塑性后，刚度下降，自振周期增大，导致地震作用减小。这些原因都将对结构抵抗中震和大震提供有利帮助）9.什
9、么是R，什么是，什么是R-T关系（1） R即为：“非线性反应的地震力降低系数”或者“单自由度体系屈服水准调整系数”。是一种地震输入下最大弹性反应对应的剪力与每种屈服水准下的剪力的比值。（2） 为非线性反应的位移延性系数。（3） 对于单自由度体系的R-T关系，即：对于不同自振周期的单自由度体系，其在抗震设计中选用的屈服水准（R），与屈服水准对应的在罕遇地震下所需具备的延性能力（）之间的关系。（4） 对于长周期的结构，对应适用等位移原理，即弹性体系与弹塑性体系的最大位移反应总是基本相同的。延性要求相对容易满足。（5） 对于短周期的结构，对应适用等能量原理。对延性的需求高。（6） 对于更短周期的结构
10、，则只能形成弹性反应，此类结构的强度很重要，应尽量提高结构的承载能力，避免在强震下进入屈服，不能依靠延性。（7） 若R的取值大，将变大，即若设计的结构的屈服水准低，在相同的强震下，结构的非弹性变形需求将变大。反之亦然。若R值不变，值也基本不变，即在相同的强震下结构的非弹性变形需求也可基本相同。10.单自由度体系与多次超静定多自由度体系非弹性特征的区别（1） 单自由度体系的塑性铰只有一个，体系屈服点的定义是唯一并且是确定的，即R-关系是明确唯一的（2） 多自由度体系由于在地震作用下，逐步形成塑性铰，且不是单一的，导致R关系不像单自由度体系一样明确。（3） 单自由度体系在塑性铰形成后，在更大的地面
11、运动输入时，体系抵抗水平地震力的相对裕量不大。（4） 多自由度体系，多自由度体系，当地面运动使其达到屈服水准后，通常只在很少几个塑性区进入屈服后状态，在更大的地面运动输入后，其余多数塑性铰是在结构更大的侧向变形过程中陆续形成的，抗水平力能力随侧向位移的增加而增长，体系抵抗水平地震力的相对裕量大。11.什么是多次超静定结构的体系超强？体系超强对结构带来的影响（1） 多次超静定体系多自由度体系在抗水平力逐步增大的过程中，把抗竖向荷载的能力维持到整体延性能力所及的或者相对更大的塑性变形状态。这一现象叫做体系超强。 （2） 体系超强的影响：带来影响：对于单自由度体系结构来说，从纵筋屈服到体系失效，抗力
12、增大幅度有限，而且只能形成一个塑性铰，失效过程相对较快；而多自由度体系结构由于存在体系超强，构件首批次达到屈服时，考虑材料平均值等因素，基底剪力一般大于“小震”水平，且达到屈服的构件数量一般较少，在失效过程中塑性铰陆续出现，从而使得结构的侧移和抗力均有所增大，因此具有体系超强的结构具有更高的抵抗地震作用的承载力储备。体系的超强不仅影响体系的R值，也影响构件的值。12.考虑结构非弹性性能的抗震设计总体思路（PPT总结） 杨红PPT 4-2 P25 总结1、2更多的是“保障结构延性性能的能力设计”的设计过程。换一个问题问：“结构能表现出好的抗震能力的原因”答案可以由4-2P11满足三水准的原因+老
13、白讲义P78 13.钢筋的受压屈曲，对钢筋混凝土构件的受力性能影响（1） 对于钢筋本身来说：屈曲后纵筋的受压强度会降低。屈曲后纵筋的弯曲部位将形成很大的局部应变。屈曲后再重新受拉（地震下的反复受力），纵筋更容易拉断。屈曲 后会对相应位置的箍筋形成挤压，导致箍筋提早拉断。（2） 对于柱中的受压钢筋屈曲，则为受压区混凝土的提前压溃创造了条件。受压钢筋压屈，则把全部压力传给混凝土，从而造成混凝土的提前压溃。（3）14.什么是钢筋的包兴格效应？钢筋的包兴格效应对构件抗震性能的影响（1） 当钢筋第一次不论受压还是受拉进入屈服后状态之后，若卸去应力并反向加载时，则在应力未超过大约0.4屈服应力之前，钢筋任
14、为理想弹性，超过大约0.4倍屈服应力后，钢筋将表现出越来越明显的塑性，直到达到屈服应力，在钢筋屈服后应力应变关系仍与一次单调受力相同。这个现象叫做钢筋的包兴格效应。（2） 钢筋混凝土构件梁，柱，剪力墙中的钢筋，在地震反复作用下，受拉或者是受压屈服都将表现出包兴格效应。此时当钢筋受力超过0.4倍屈服应力时，钢筋的变形模量（刚度）会随着应力增加而显著降低。导致构件的刚度下降，构件的反应位移加大。（3） 对于柱中的纵筋，由于包兴格效应导致变形模量降低，在受压以及混凝土保护层脱落，箍筋间距不足时，容易发生局部失稳，最终导致混凝土的突然压溃。（4） 锚固段纵筋在循环加载下逐渐受拉屈服后，粘结滞回曲线的刚
15、度退化由于受到钢筋的包兴格效应影响而逐渐降低。15.混凝土的裂面在接触效应（1） 混凝土的裂面再接触效应，是混凝土在反复拉压受力下产生的。（2） 混凝土一向受拉开裂后，卸载，部分拉应变恢复。当反向加载时，由于剪力存在，裂缝两个界面有错动，裂缝再接触有一个过程，混凝土的刚度，随着裂面接触的程度加深而提高。（3） 混凝土的裂面再接触效应加上钢筋的内力偶关系，将会对梁，柱滞回性能产生捏缩影响。16.粘结滑移滞回规律特征（1） 钢筋与混凝土粘结性能在滞回受力下，捏缩现象严重，这是高粘结应力段在反复受力后产生的大滑移状态，此时加载刚度为零，形成对抗震性能非常不利的空滑现象。钢筋的包兴格效应导致加载段滞回曲线的刚度退化。（2） 反复受力的最大粘结应力比一次受力时明显降低（抗震设计的锚固长度和搭接长度都比非抗震设计时偏长的原因）（3） 曲线正反循环所包围的面积小，粘结滑移耗能差。17.循环受力下，钢筋粘结性能的影响因素（联系4-4节点钢筋粘结性能）
