自己总结下承载力抗震调整系数rRE小于1的原因
樱花满开
樱花满开 Lv.13
2010年04月18日 17:01:29
只看楼主

承载力抗震调整系数rRE小于1的原因在设计时采用地震调整系数有三个因素: 地震动的特性 构件在地震中实际承载力比按照静力进行设计时承载力要高。 结构构件的抗震设计原则 目前的结构设计是采用分项系数表达的以概率理论为基础的极限状态设计方法。在各种作用、材料性能和几何参数等基本变量确定之后,结构的可靠度决定于各分项系数的取值,既定的结构构件的可靠指标需要靠一定的分项系数来保证。地震作用属于可变作用或偶然作用,其目标可靠指标的取值应低于静力作用下的目标可靠指标。因而,从理论上说,抗震设计中采用的材料强度设计值应高于静力作用时的材料强度设计值。但设计规范为了使用方便,便于将地震作用效应与静力荷载作用效应直接比较,在抗震设计中仍采用静力设计时的材料强度设计值。但通过引入承载力抗震调整系数γRE来提高其承载力。

承载力抗震调整系数rRE小于1的原因
在设计时采用地震调整系数有三个因素:

地震动的特性
构件在地震中实际承载力比按照静力进行设计时承载力要高。

结构构件的抗震设计原则
目前的结构设计是采用分项系数表达的以概率理论为基础的极限状态设计方法。在各种作用、材料性能和几何参数等基本变量确定之后,结构的可靠度决定于各分项系数的取值,既定的结构构件的可靠指标需要靠一定的分项系数来保证。地震作用属于可变作用或偶然作用,其目标可靠指标的取值应低于静力作用下的目标可靠指标。因而,从理论上说,抗震设计中采用的材料强度设计值应高于静力作用时的材料强度设计值。但设计规范为了使用方便,便于将地震作用效应与静力荷载作用效应直接比较,在抗震设计中仍采用静力设计时的材料强度设计值。但通过引入承载力抗震调整系数γRE来提高其承载力。
我国现行建筑结构抗震设计方法遵循“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设计原则,具体采用两阶段的设计方法—小震下进行强度验算,大震下进行变形验算,中震可修的目标认为是构造措施可以保证。 因此,可以对结构构件在罕遇地震作用下的抗震可靠度可以适当进行降低,以反映这种设计思想。

结构在罕遇地震作用下,通常会进入弹塑性工作阶段
结构在罕遇地震作用下,通常会进入弹塑性工作阶段,结构构件的刚度将有所降低,结构上所分得的力也会降低,结构构件抗力与变形之间的关系不再满足弹性关系,如果按照弹性分析,计算得到的作用于结构构件上的作用要大于实际的情况。

总之,引入地震调整系数的目的是为了更加合理地反映作用在结构构件上的外部作用,更加合理地体现结构可靠度设计思想,也更加合理地体现“经济、适用、美观”的设计思想和抗震设计中的“强柱弱梁、强剪弱弯、更强节点”的设计基本原则。

用于承载力设计的地震作用可以取到小震水平,当更大的地震来临的时候,则靠结构的延性去抵抗。所以,我们并不取用设防烈度地震作用力来进行结构承载力设计,而需要把设防烈度地震力降低一个系数,称为地震力降低系数。
地震力降低系数取得越大,设计地震作用就取得越小;地震力降低系数取得越小,设计地震作用就取得越大。在同一个设防烈度下,地震力降低系数取得越大,地震作用就越小,那么按此小的地震作用设计出来的结构的屈服水准就越低,意味着结构在相应强烈程度地震下形成的非弹性变形就越大,这就要求结构具有较大的延性来保证它较大的非弹性变形的实现,因而对延性提出的要求就更高。

不同意见:
我们在设计的时候总是用公式S<=R,但对抗震设计的时候,我们将公式调整为S<=R/γRE,因为γRE<1,显然是提高抗力的,而效应不变,所以应该是偏不安全的。我们知道,分项系数都是大于1的,从而使材料的强度有所保留,进而来保证结构的安全。
事实上这样做是很不安全的,我国之所以定为小于1,主要是从经济的角度去考虑的,因为γRE变大一点,要多配很多的钢筋,多用很多材料,而地震又是一种随机荷载,可能一个建筑物在其整个服役期间都没有遇到地震,那么多配的材料相当于浪费。所以规范来了一个比较折中的方法,将γRE调到小于1,有很多学者对此表示担忧。
jx232398233
2010年04月18日 18:08:59
2楼
收益匪浅
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wangyong_tj
2010年04月20日 20:03:34
3楼
跟人意见,抗震调整系数的引入就是为了在在概念上允许地震荷载组合超过承载力设计值。因为地震发生概率较小(不确定性较大),完全使结构不抗震调整下成立,会造成大量浪费。因此引入小于1的抗震调整系数。
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gyc5188
2010年04月20日 20:41:34
4楼
精辟!!!!!!!!!!!!!!!!:handshake
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zhangwq8200
2010年04月20日 22:12:20
5楼
收益匪浅
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523ft
2010年04月21日 10:12:03
6楼
跟概率没有任何关系。Re小于1,主要是因为混凝土和钢筋在动荷载作用下的抗力高于静荷载下的抗力。比如混凝土加载实验,15min一加载所得的抗力小于5min一加载。而地震都是很快的加载,所以地震作用下对构件的受力是有利的。所以Re小于1,相当于把材料性能提高了。
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wuhanheng
2010年04月21日 22:44:16
7楼
这是基于延性地震理论。
当构件的延性越好,γRE越小,抗力越大,相当于荷载效应越小。反之亦然
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xuzheping
2010年10月06日 16:33:29
8楼
本人也被这个问题困扰了很久,看到大家的留言受益匪浅啊,
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122-wyx
2010年10月27日 08:57:20
9楼
我们想一下,对于同样的建筑,是地震时安全还是不地震时安全,考虑抗震时折减,如果说是考虑经济原因折减了,那不地震时更应该折减。地震时应该更加保守才对,而实际上根据规范,不仅不保守反而更加大胆的放大了地震作用,所以我完全同意6楼的说法,举例来说,让你长时间背100公斤的沙袋你背不动,但只背10秒的话你却可以坚持住。但不能无限度的放大你的背负能力,所以调整系数其实是一个下限值,即不能过大的放大了构件在地震时的承载力。对于7楼,部分同意,因为因果关系条理不对。我觉得应该这样说“地震时采取了箍筋加密等措施提高构件延性,提高了延性的构件在地震作用时需要消耗更多的能量才会破坏,能量是力对位移的积分,所以延性好,所能提供的抗力也大,故γRE小”
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tianyaw
2010年11月13日 11:31:48
10楼
原来不止我一个人有这个疑问啊,网上搜索的时候搜到的本帖。
我想会不会出现这样一种情况,那就是同一结构,不考虑地震作用的结构配筋反而比考虑地震作用的配筋要大,也就是说不考虑地震作用的工况是控制工况,而考虑地震作用并非控制工况,这样的情况会出现吗?
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木刀之龙
2012年08月08日 17:00:11
11楼
好贴,我也被这个问题困扰了好久
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