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介绍日本抗震设计分两个阶段

作者：建筑钢结构网    
时间：2009-12-22 20:26:10 [收藏]

    1．一次设计
    采用许用应力法，确保在中等规模地震下，结构应力不超过钢材的屈服极限，保证建筑的使用性能不受影响，相当中国的“中震可修”吧。一次设计即所谓的弹性设计，亦称许用应力设计。
    日本的中等规模地震，指建筑物在使用期间（如50年），可能多次遭遇到的地震。地震水平力约为建筑物自重的20%（此值随地震区域系数Z，地质，有些变化，这里恕不多谈）。
    日本建筑基准法规定的一次设计最低地表面加速度为80至100Gal（Gal=cm/s2），实测的建筑物对地震波的应答倍率为2至3，那么建筑物的地震水平力=80x2至100x3=160至300Gal。故基本水平力系数为0.2。
    日本震度标准，分为：0（无感），I（微震），II（轻震），III（弱震），IV（中震），V弱及V强（强震），VI弱及VI强（烈震），VII（激震）。规范定义的中等规模地震，系指V弱级（强震）。

    2．二次设计
    目标是大地震时，建筑物不倒。使人有足够的逃生时间。
    设计地震水平力为建筑物自重的100%。地面加速度为300至400Gal。
    建筑物的应答倍率为2至3，那么建筑物的地震水平力=300x2至400x3=600至1200Gal。约为980Gal。
    按照日本震度划分标准，二次设计的地震烈度为VI强。
    1923年日本关东大地震为M7.9，300至400Gal。1995年阪神地震为M7.3，500至800Gal。
    二次设计的震度是参照1923年关东大地震设定的（我个人认为）。

    在一次设计合格基础上，二次设计进行以下计算：
    1）层间变形角计算，各层间的变形量/层高<=1/200,为合格。
    2）刚性率计算，各层的刚性率>=0.6，为合格。意指上下层的刚性不要相差太大。
    3）偏心率计算，各层墙壁及支撑拉撑布置不均衡，不利抗震。规定各层偏心率<0.15为合格。
    4）构件的变形能力计算，包括钢结构外露式柱脚的转动能力等
    5）进入塑性化领域后，各节点的强度的确认。即构件发生塑性变形时，节点强度足够。
    6）耐震支撑和拉撑的超负载计算。其节点强度为支拉杆屈服强度的1.2倍以上。
    7）保有水平耐力计算。计算结构可以承受的最大地震水平力。

    至于那些建筑需要一次设计，那些需要二次设计，还有详细规定，以后有机会再谈。
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