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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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