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介紹日本抗震設計分兩個階段

作者:建筑鋼結構網    
時間:2009-12-22 20:26:10 [收藏]

    1.一次設計
    采用許用應力法,確保在中等規模地震下,結構應力不超過鋼材的屈服極限,保證建筑的使用性能不受影響,相當中國的“中震可修”吧。一次設計即所謂的彈性設計,亦稱許用應力設計。
    日本的中等規模地震,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%(此值隨地震區域系數Z,地質,有些變化,這里恕不多談)。
    日本建筑基準法規定的一次設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。故基本水平力系數為0.2。
    日本震度標準,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)。規范定義的中等規模地震,系指V弱級(強震)。

    2.二次設計
    目標是大地震時,建筑物不倒。使人有足夠的逃生時間。
    設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準,二次設計的地震烈度為VI強。
    1923年日本關東大地震為M7.9,300至400Gal。1995年阪神地震為M7.3,500至800Gal。
    二次設計的震度是參照1923年關東大地震設定的(我個人認為)。

    在一次設計合格基礎上,二次設計進行以下計算:
    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。規定各層偏心率<0.15為合格。
    4)構件的變形能力計算,包括鋼結構外露式柱腳的轉動能力等
    5)進入塑性化領域后,各節點的強度的確認。即構件發生塑性變形時,節點強度足夠。
    6)耐震支撐和拉撐的超負載計算。其節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。計算結構可以承受的最大地震水平力。

    至于那些建筑需要一次設計,那些需要二次設計,還有詳細規定,以后有機會再談。
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