浅谈钢筋混凝土结构抗震分析方法与设计原则

《浅谈钢筋混凝土结构抗震分析方法与设计原则》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、浅谈钢筋混凝土结构抗震分析方法与设计原则　　摘要：近年来，世界各地高强度地震频发，我国也未能幸免于难。通过不断分析地震灾害中建筑的主要破坏形式，以国家建筑抗震设计规范为基本依据，对钢筋混凝土结构抗震设计主要理论进行说明并提出相关钢筋混凝土结构抗震设计的基本原则。关键词：钢筋混凝土抗震弹塑性分析设计方法　　地震是危及人民生命财产的一种突发式自然灾害，而我国东临环太平洋地震带，南接欧亚地震带，这使得我国成为了世界上多地震国家之一。我国的地震活动具有震源浅、强度大、分布范围广、重演周期长等特点，并且位于地震区的大中城市多而其建筑物普遍抗震能力较低。因此，中国范围内的地震通常造成的破坏较大，损

2、失也较为惨重。如1976年7月28日的河北唐山大地震，震级级，整个唐山市顷刻间夷为平地，地震共造成24万余人死亡，重伤万人，名列20世纪世界地震史死亡人数第一。XX年5月12日的四川汶川地震，震级级，造成万人死亡，万人受伤，万人失踪，是新中国成立以来破坏力最大的地震，也是继唐山大地震后伤亡最惨重的一次。XX年4月14日发生的级青海省玉树大地震同样造成了2698名中国同胞遇难。这些惨重的代价中，由于建筑物抗震能力不足而倒塌破坏造成的人员损伤占了很大比例。　　在唐山大地震中，唐山市内超过90%的房屋彻底倒毁，震中区的砖石混合结构全部倒塌，而有剪力墙的高层建筑和经过抗震设计的建筑破坏较少。作

3、为一种特殊的自然灾害，地震给人们带来的破坏通常是毁灭性的。为尽量减少其带来的损失，一个切实有效的措施就是结合现代技术进行结构抗震设计和采取加固方法。钢筋混凝土结构作为现代主流结构形式，对其进行抗震研究及设计当然必不可少。本文将从钢筋混凝土结构抗震理论基础和结构抗震设计两个方面进行简单的介绍和探讨。　　1钢筋混凝土结构抗震分析　　对结构在地震作用下的变形和破坏分析可以采用静力弹塑性分析法即Pushover分析法。　　Pushover分析法的基本原理　　Pushover分析法的基本原理和基本做法是，保持施加在结构上的竖向荷载作用不变，并且沿结构的侧面施加某种特定分布形式的水平荷载或位移，随

4、着水平方向的荷载或位移逐级增加，结构由最初的弹性状态转变为弹塑性状态最后发生破坏。记录每级加载的荷载效应下结构发生开裂、屈服、形成塑性铰和其他结构破坏行为，通过分析来找到结构的薄弱环节和可能的破坏形式。　　Pushover分析法的水平加载模式选择　　到目前为止，研究者们已经提出了很多种不同的水平加载模式，根据其是否考虑了地震过程中层惯性力的重分布，可将其分为固定模式和自适应模式。前者是指在整个水平加载的过程中，侧向力的分布保持不变，因而不考虑地震过程中层惯性力的改变；后者则是指在整个水平加载过程中，根据结构动力特性的改变而不断调整侧向力的分布。　　均布加载模式：施加的水平荷载沿结构高度

5、分布并且与楼层质量成正比的加载方式，属于固定模式。适用于结构刚度和质量沿高度分布较为均匀、薄弱层为底层的结构。其数学表达式为：式中，为第层的水平荷载；为结构底部的剪力；为结构的总层数。　　倒三角分布水平加载模式：施加的水平荷载沿结构高度分布且与质量及高度成正比的加载方式，属于固定模式。适用于高度不大于40m，以剪切变形为主，质量、刚度沿高度分布较为均匀，梁端出塑性铰的结构。数学表达式为：式中，为结构第层的重力荷载代表值；为结构第层楼面距地面的高度。　　抛物线分布水平加载模式：施加的水平荷载沿结构高度呈抛物线分布的加载模式，属于固定模式。它的优点在于能较好地反映该结构在地震作用下的高振型

6、影响。数学表达式为：，　　式中，其中为结构基本周期。　　随振型而变的水平加载模式：基于结构瞬时振型，施加的水平荷载的分布方式由振型分解反应谱法平方与开平方决定，属于自适应模式。它能考虑地震过程中的结构层惯性力分布的改变情况，因此比其他三种模式更为合理，但是其计算量相比于前三种模式也大为增加。数学表达式为：，　　式中，，；其中是由SRSS得出的第层的层间剪力，与分别为第振型第层的层间剪力和水平荷载，是上一步加载的振型参与系数，是考虑的振型数，是上一步加载的第振型周期所对应的地震影响因数，是上一步加载的第振型第质点的水平相对位移。　　四种水平加载模式各有其适用范围，在结构抗震设计分析时，可

7、以根据工程的具体情况和要求来选择适当的水平荷载加载模式。　　Pushover分析法的一般步骤　　选择好适当的水平加载模式后就可以开始分析：建立结构和构件的弹塑性分析模型，施加相应的竖向荷载。选择一种合适的沿竖向分布形式的水平荷载施加于结构侧面，在结构主要受力方向还要采用两种以上不同分布方式的水平荷载逐一进行分析。当施加的水平荷载使最薄弱的构件达到屈服变形时，将已屈服的构件进行刚度修正，修正后结构继续承受持续增加的水平荷载或位移。重复以上步骤，达