结构工程师必备的抗震知识:二阶段设计如何保证三水准设防要求

来源:建筑界编辑:黄子俊发布时间:2021-05-19 16:08:07

[摘要] 作为结构工程师,抗震概念设计是我们要重点关注和研究的,今天我们就来盘点一下大家容易混淆的几个概念,先来看看二阶段设计如何保证三水准设防要求。

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  在进行建筑抗震设计时,应满足三水准抗震设防目标的要求,根据《建筑抗震设计规范》,我们采取的是二阶段设计方法:

  (1)第一阶段

  承载力验算,取第一水准的地震动参数(50年内超越概率约为63.2%的地震烈度,即众值烈度,比基本烈度约低一度半)计算结构的弹性地震作用标准值和相应的地震作用效应,既满足了在第一水准下具有必要的承载力可靠度,又满足第二水准的损坏可修的目标。

  8度区普通民用建筑,我们平时在做设计的时候,到底是如何做的呢,地震动参数如何取值呢?

  根据前面的讲解,我们肯定是取第一水准的地震动参数(50年内超越概率约为63.2%的地震烈度,即众值烈度,比基本烈度约低一度半)计算结构的弹性地震作用标准值和相应的地震作用效应,也就是取比8度低1.5度即6.5度计算此8度区建筑来满足小震不坏和中震可修,即满足了前两个水准。但是具体在计算的时候是如何体现的呢?

  众所周知,水平地震作用计算,最重要的就是水平地震影响系数的取值,见下表:

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  而与水平地震影响系数关系最大的是水平地震影响系数最大值αmax,因此,《高规》对于不同烈度给出了三个水平地震影响系数最大值αmax,8度区0.2g对应的水平地震影响系数最大值αmax分别为多遇地震(小震)0.16,设防地震(中震)0.45,罕遇地震(大震)0.90,而我们在计算8度区普通民用建筑的时候,地震动参数是取第一水准的地震动参数,也就是αmax取值为0.16。

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  此表格的水平地震影响系数最大值αmax的取值就是对应我们上文提到的三水准设防目标,也就是对应众值烈度、基本烈度、大震烈度,我们在平时普通项目的计算中,水平地震影响系数最大值αmax都是直接按照多遇地震取值,也就是一阶段的设计的具体体现。

  《抗规》1.0.1条文说明:对大多数的结构,可只进行第一阶段设计,而通过概念设计和抗震构造措施来满足第三水准的设计要求,也就是《抗规》第六章的内容。

  很多人不重视《抗规》抗震措施的内容,认为都是抗震措施,不是计算得来的,其实不然,保证第三水准的大震不倒,还是要靠概念设计和抗震构造措施。

  (2)第二阶段

  弹塑性变形验算,对地震时易倒塌的结构、有明显薄弱层的不规则结构以及有专门要求的建筑,除进行第一阶段设计外,还要进行结构薄弱部位的弹塑性层间变形验算并采取相应的抗震构造措施,实现第三水准的设防要求。

  第二阶段的设计只有对于一些超限项目或者有其他要求的建筑结构才会进行。

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