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介紹日本抗震設(shè)計分兩個階段

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時間：2009-12-22 20:26:10 [收藏]

    1．一次設(shè)計
    采用許用應(yīng)力法，確保在中等規(guī)模地震下，結(jié)構(gòu)應(yīng)力不超過鋼材的屈服極限，保證建筑的使用性能不受影響，相當(dāng)中國的“中震可修”吧。一次設(shè)計即所謂的彈性設(shè)計，亦稱許用應(yīng)力設(shè)計。
    日本的中等規(guī)模地震，指建筑物在使用期間（如50年），可能多次遭遇到的地震。地震水平力約為建筑物自重的20%（此值隨地震區(qū)域系數(shù)Z，地質(zhì)，有些變化，這里恕不多談）。
    日本建筑基準(zhǔn)法規(guī)定的一次設(shè)計最低地表面加速度為80至100Gal（Gal=cm/s2），實測的建筑物對地震波的應(yīng)答倍率為2至3，那么建筑物的地震水平力=80x2至100x3=160至300Gal。故基本水平力系數(shù)為0.2。
    日本震度標(biāo)準(zhǔn)，分為：0（無感），I（微震），II（輕震），III（弱震），IV（中震），V弱及V強（強震），VI弱及VI強（烈震），VII（激震）。規(guī)范定義的中等規(guī)模地震，系指V弱級（強震）。

    2．二次設(shè)計
    目標(biāo)是大地震時，建筑物不倒。使人有足夠的逃生時間。
    設(shè)計地震水平力為建筑物自重的100%。地面加速度為300至400Gal。
    建筑物的應(yīng)答倍率為2至3，那么建筑物的地震水平力=300x2至400x3=600至1200Gal。約為980Gal。
    按照日本震度劃分標(biāo)準(zhǔn)，二次設(shè)計的地震烈度為VI強。
    1923年日本關(guān)東大地震為M7.9，300至400Gal。1995年阪神地震為M7.3，500至800Gal。
    二次設(shè)計的震度是參照1923年關(guān)東大地震設(shè)定的（我個人認(rèn)為）。

    在一次設(shè)計合格基礎(chǔ)上，二次設(shè)計進(jìn)行以下計算：
    1）層間變形角計算，各層間的變形量/層高<=1/200,為合格。
    2）剛性率計算，各層的剛性率>=0.6，為合格。意指上下層的剛性不要相差太大。
    3）偏心率計算，各層墻壁及支撐拉撐布置不均衡，不利抗震。規(guī)定各層偏心率<0.15為合格。
    4）構(gòu)件的變形能力計算，包括鋼結(jié)構(gòu)外露式柱腳的轉(zhuǎn)動能力等
    5）進(jìn)入塑性化領(lǐng)域后，各節(jié)點的強度的確認(rèn)。即構(gòu)件發(fā)生塑性變形時，節(jié)點強度足夠。
    6）耐震支撐和拉撐的超負(fù)載計算。其節(jié)點強度為支拉桿屈服強度的1.2倍以上。
    7）保有水平耐力計算。計算結(jié)構(gòu)可以承受的最大地震水平力。

    至于那些建筑需要一次設(shè)計，那些需要二次設(shè)計，還有詳細(xì)規(guī)定，以后有機會再談。
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