6. 结构抗震设计基本概念
a) 三水准抗震设计目标
根据海城、唐山地震经验,并参考国外抗震设计思想,中国抗震规范对建筑或和构筑物的抗震设防提出三个水准的要求,通常称为“小震不坏,中震可修,大震不倒”,具体标准是:
i. 当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,一般不受损坏或不需修理可继续使用;
ii. 当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用;
iii. 但遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生生命的严重破坏;
b) 抗震设计要点
i. 选择抗震有利地段,避开不利地形,宜远离河岸,基础不宜跨在两类土层上,不采用可液化土、软土等震陷土作天然地基。重要的建筑,应对场地进行地震安全性评估;
ii. 合理的结构选型。通常认为在抗震性能方面,钢结构优于钢-混凝土组合结构,钢-混凝土组合结构优于混凝土结构,混凝土结构又优于砌体结构。混凝土和钢结构体系中,筒体结构优于剪力墙或框架-剪力墙结构,剪力墙或框架-剪力墙结构优于框架结构。从施工方法上看,现浇整体式混凝土结构要优于装配式混凝结构结构;
iii. 良好的构造措施。进大震后,抗震目标是“裂而不倒”。由于加速度很大,仅靠结构强度抵抗地震,效果并不显著,需要靠结构进入塑性阶段后的非线性滞回耗能特性来耗散地震能量,从而达到减震的目的。这种塑性性能力学上称为延性,建筑结构的延性主要是通过构件和节点的构造细节来保证;
iv. 按现行抗震标准对结构进行地震作用计算。随着对地震灾害的认识不断提高和国家经济实力的增强,抗震标准也在不断提高。早期的地震作用计算是采用基底剪力法,将结构的重量乘上一个地震系数作为地震水平施加在结构上然后进行静力计算,地震系数是根据当时的地震波记录按经验取值,计算较为简单,可以手算,但只适合于单层建筑或低层结构,层数较多时,由于没有考虑高振形的影响因而计算误差较大。随着计算机的广泛应用和高层建筑的兴起,目前多采用基于随机振动理论的振型分解反应谱法,更为准确合理。