建筑結(jié)構(gòu)抗震3課件

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析和抗震計(jì)算第 3 章 結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析與抗震計(jì)算 3-1 概述（概念、設(shè)計(jì)步驟、理論發(fā)展） 3-2 單自由度體系的彈性地震反應(yīng)分析 （計(jì)算簡圖、運(yùn)動方程的建立） 3-3 單自由度體系的水平地震作用與反應(yīng)譜單自由度體系的水平地震作用與反應(yīng)譜 3-4 多自由度體系的地震反應(yīng)分析多自由度體系的地震反應(yīng)分析 3-5 多自由度體系的最大地震反應(yīng)與水平多自由度體系的最大地震反應(yīng)與水平 地震作用地震作用 3-6 豎向地震作用豎向地震作用3-7 結(jié)構(gòu)平扭與雙向水平地震影響結(jié)構(gòu)平扭與雙向水平地震影響 3-8 結(jié)構(gòu)非彈性地震反應(yīng)分析與抗震驗(yàn)算結(jié)構(gòu)非彈性地震反應(yīng)分析與抗震驗(yàn)算3.4

2、多自由度彈性體系地震反應(yīng)分析的振型分解法3.4.1計(jì)算簡圖 在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的動力分析時(shí)，對于質(zhì)量比較分散的結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的動力分析時(shí)，對于質(zhì)量比較分散的結(jié)構(gòu)，為了能夠比較真實(shí)地反映其動力性能，可將其簡化為多質(zhì)點(diǎn)為了能夠比較真實(shí)地反映其動力性能，可將其簡化為多質(zhì)點(diǎn)體系，并按多質(zhì)點(diǎn)體系進(jìn)行結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析。體系，并按多質(zhì)點(diǎn)體系進(jìn)行結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析。一般一般n n層結(jié)構(gòu)有層結(jié)構(gòu)有n n個(gè)質(zhì)點(diǎn)，個(gè)質(zhì)點(diǎn)，n n個(gè)自由度。個(gè)自由度。3.4.2 運(yùn)動方程多自由度體系的運(yùn)動方程m1m2mimNxixg(t)Ni, 2 , 1）giiixxmI (慣性力慣性力彈性恢復(fù)力彈性恢復(fù)力niniiixkxkx

3、kS2211阻尼力阻尼力niniiixcxcxcR2211運(yùn)動方程運(yùn)動方程giinjijnjiijiixmxkxcxm 11 )(txImxkxcxmg 3.4.3 運(yùn)動方程的解運(yùn)動方程的解：采用結(jié)構(gòu)動力學(xué)中的振型分解法， 多自由度線性體系的振動位移x（t）可以表示為各振型下位移反應(yīng)的疊加（線性組合）。1( )( )nijijjx tX qt 3( )2( )1( )1213111(t)1(t)2122232(t)3132333+3.4.3 運(yùn)動方程的解續(xù)。與與第第二二振振型型所所占占的的分分量量時(shí)時(shí)刻刻的的變變位位中中第第一一振振型型一一義義坐坐標(biāo)標(biāo)，表表示示在在質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)任任是是時(shí)時(shí)間間的的

4、函函數(shù)數(shù)，稱稱為為廣廣、來來表表示示，即即：其其兩兩個(gè)個(gè)振振型型的的線線性性組組合合用用和和的的位位移移在在地地震震作作用用下下任任一一時(shí)時(shí)刻刻和和將將質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn))()()()()()()()()()(21222121221211112121tqtqXtqXtqtxXtqXtqtxtxtxmm 以兩個(gè)自由度線性體系為例以兩個(gè)自由度線性體系為例 )(txImxkxcxmg 代入運(yùn)動方程代入運(yùn)動方程3.4.3 運(yùn)動方程的解續(xù) 值。值。時(shí)的時(shí)的即當(dāng)各質(zhì)點(diǎn)位移即當(dāng)各質(zhì)點(diǎn)位移振型的振型參與系數(shù)。振型的振型參與系數(shù)。體系在地震反應(yīng)中第體系在地震反應(yīng)中第式中式中理后得理后得剛度矩陣的正交性，整剛度矩陣的正交性

5、，整根據(jù)振型對質(zhì)量矩陣和根據(jù)振型對質(zhì)量矩陣和，得：，得：將上式等號兩邊各乘以將上式等號兩邊各乘以故得：故得：比例常數(shù)比例常數(shù)、式中式中的耦合，即令：的耦合，即令：條件，以消除振型之間條件，以消除振型之間阻尼矩陣亦能滿足正交阻尼矩陣亦能滿足正交合，從而使合，從而使陣和剛度矩陣的線性組陣和剛度矩陣的線性組假定阻尼矩陣是質(zhì)量矩假定阻尼矩陣是質(zhì)量矩jnjjnijiinijiijTjTjjjjjjjjTjTjTjTjTjqxxxxjXmXmXmXmXnjxqqqxmXqXkXqXkmXqXmXXxmqXkqXkmqXmkmc11), 2, 1(;21121022210210212121 3.4.3 運(yùn)動

6、方程的解續(xù) 222221112121210222122),2,1(22 解解得得：阻阻尼尼比比確確定定，即即由由下下式式型型的的頻頻率率和和通通常常根根據(jù)據(jù)第第一一、第第二二振振、系系數(shù)數(shù)振振型型的的阻阻尼尼比比，對對應(yīng)應(yīng)于于式式中中則則上上式式可可寫寫成成令令：jnjxqqqjjjjjjjjjjj 02221xqqqjjjjjj 3.4.3 運(yùn)動方程的解續(xù)。的的中任一質(zhì)點(diǎn)中任一質(zhì)點(diǎn)在地震作用下其在地震作用下其得的多自由度彈性體系得的多自由度彈性體系這就是用振型分解法求這就是用振型分解法求將解代回式得：將解代回式得：。相應(yīng)的相應(yīng)的自由度體系稱作與振型自由度體系稱作與振型下的位移反應(yīng)，這個(gè)單下的

7、位移反應(yīng)，這個(gè)單反應(yīng)反應(yīng)的單自由度體系在地震的單自由度體系在地震、自振頻率為、自振頻率為相當(dāng)于阻尼比為相當(dāng)于阻尼比為式中式中或?qū)憺椋夯驅(qū)憺椋嚎蓪懗鍪降慕猓嚎蓪懗鍪降慕猓簞游⒎址匠痰慕?，動微分方程的解，參照單自由度體系的運(yùn)參照單自由度體系的運(yùn)位移公式振子injjijjnjjijijjtjtjjjjjtjtjjjmXtXtqtxjdtextttqdtextqjjjj 110)(00)(0)()()()(sin)(1)()()()(sin)()( 3.4.3 運(yùn)動方程的解續(xù)3.5 多自由度體系的水平地震作用3.5.1 振型分解反應(yīng)譜法 多自由度彈性體系在地震時(shí)質(zhì)點(diǎn)所受到的慣性力就是質(zhì)點(diǎn)的地震作用。質(zhì)

8、點(diǎn)上的地震作用為： 地震作用效應(yīng)。地震作用效應(yīng)。應(yīng)，以求得結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)，以求得結(jié)構(gòu)的最大效應(yīng)，然后組合這些效效應(yīng)，然后組合這些效相應(yīng)的地震作用相應(yīng)的地震作用型的最大地震作用及其型的最大地震作用及其一般采用先求出每一振一般采用先求出每一振算繁瑣，算繁瑣，最大地震作用。由于計(jì)最大地震作用。由于計(jì)的最大值就是設(shè)計(jì)用的的最大值就是設(shè)計(jì)用的線上線上時(shí)程曲線。曲時(shí)程曲線。曲隨時(shí)間變化的曲線，即隨時(shí)間變化的曲線，即根據(jù)上式作出根據(jù)上式作出速度。速度。振型相應(yīng)振子的絕對加振型相應(yīng)振子的絕對加與第與第的相對加速度；的相對加速度；質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)地面運(yùn)動的加速度；地面運(yùn)動的加速度；式中式中)()()()()()()()(

9、)()()(00010tFtFjttxitxtxttxXmtxtxmtFiijijnjjijiiii 3.5.1 振型分解反應(yīng)譜法續(xù) 。質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值集中于集中于即振型位移；即振型位移；質(zhì)點(diǎn)的水平相對位移，質(zhì)點(diǎn)的水平相對位移，振型振型的振型參與系數(shù)；的振型參與系數(shù)；振型振型的地震影響系數(shù)；的地震影響系數(shù)；振型自振周期振型自振周期相應(yīng)于第相應(yīng)于第式中式中則上式寫為：則上式寫為：令令絕對最大標(biāo)準(zhǔn)值：絕對最大標(biāo)準(zhǔn)值：質(zhì)點(diǎn)上的水平地震作用質(zhì)點(diǎn)上的水平地震作用振型第振型第作用在第作用在第iGijXjTjGXFgmGgttxttxXmFijijijjjijijjjiiijjjji

10、jiji max0max0)()()()( 用1、振型的最大地震作3.5.1 振型分解反應(yīng)譜法續(xù)和變形。和變形。的作用效應(yīng)，包括內(nèi)力的作用效應(yīng)，包括內(nèi)力振型水平地震作用產(chǎn)生振型水平地震作用產(chǎn)生水平地震作用效應(yīng)；水平地震作用效應(yīng)；式中式中即：即：”的方法確定，”的方法確定，近似采用“平方和開方近似采用“平方和開方結(jié)構(gòu)總的地震作用效應(yīng)結(jié)構(gòu)總的地震作用效應(yīng)也達(dá)最大值。則也達(dá)最大值。則震作用及效應(yīng)并不一定震作用及效應(yīng)并不一定值時(shí)，其他各振型的地值時(shí)，其他各振型的地的效應(yīng)）達(dá)最大的效應(yīng)）達(dá)最大的地震作用（使其相應(yīng)的地震作用（使其相應(yīng)但任一時(shí)刻當(dāng)某一振型但任一時(shí)刻當(dāng)某一振型也是最大值。也是最大值。變形），

11、這里的變形），這里的（彎矩、剪力、軸力、（彎矩、剪力、軸力、用效應(yīng)用效應(yīng)震作震作后，就可計(jì)算結(jié)構(gòu)的地后，就可計(jì)算結(jié)構(gòu)的地質(zhì)點(diǎn)上的最大地震作用質(zhì)點(diǎn)上的最大地震作用振型振型求出求出jSSSSSSijjjjj 22、振型組合3.5.1 振型分解反應(yīng)譜法續(xù)R 一般的，各個(gè)振型在地震總反應(yīng)中的貢獻(xiàn)隨其頻率的增加而迅速減少，所以頻率最低的幾個(gè)振型控制結(jié)構(gòu)的最大地震反應(yīng)。實(shí)際計(jì)算中，一般采用前23個(gè)振型即可。R規(guī)范規(guī)定：在進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算時(shí)，結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震剪力應(yīng)符合下式要求層的重力荷載代表值。層的重力荷載代表值。第第的增大系數(shù)；的增大系數(shù)；尚應(yīng)乘以尚應(yīng)乘以規(guī)則結(jié)構(gòu)的薄弱層，規(guī)則結(jié)構(gòu)的薄弱層，向不向不

12、規(guī)范規(guī)定的數(shù)值，對豎規(guī)范規(guī)定的數(shù)值，對豎剪力系數(shù)，不應(yīng)小于剪力系數(shù)，不應(yīng)小于標(biāo)準(zhǔn)值的樓層剪力；標(biāo)準(zhǔn)值的樓層剪力；層對應(yīng)于水平地震作用層對應(yīng)于水平地震作用第第jGiVGVjEkinijjEki1.15 3.5.2 底部剪力法用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算比較復(fù)雜，對于高度不超過40m，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)，總的地震作用效應(yīng)與第一振型的地震剪力分布相近，可用第一振型的地震剪力作為結(jié)構(gòu)的地震剪力，此方法稱為底部剪力法。1、底部剪力法適用范圍和假定適用條件：規(guī)范5.2.1：對于高度不超過40m，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近

13、似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)，可以采用底部剪力法。假定：位移反應(yīng)以第一振型為主，為一直線。3.5.2 底部剪力法續(xù)2、總思路是：首先求出等效單質(zhì)點(diǎn)的作用力（即底部剪力），然后再按一定的規(guī)則分配到各個(gè)質(zhì)點(diǎn)，最后按靜力法計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形。GeqGiGeqFekFekGiFi3.5.2 底部剪力法續(xù)3、結(jié)構(gòu)底部剪力計(jì)算 根據(jù)底部剪力相等的原則，把多質(zhì)點(diǎn)體系用一個(gè)與其基本周期相等的單質(zhì)點(diǎn)體系代替。底部剪力用下式進(jìn)行計(jì)算：eqEkGF1 1 對應(yīng)基本周期的地震影響系數(shù)，對于多層砌體房屋、底部框架和多層內(nèi)框架磚房，可取水平地震影響系數(shù)最大值； Geq 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值， c等效系數(shù)；單質(zhì)點(diǎn)：c=1；多

14、質(zhì)點(diǎn)：c=0.85eqiGcG GeqGi3.5.2 底部剪力法續(xù)4、各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算地震反應(yīng)以基本振型為主，而且基本振型接近于直線，呈倒三角形，故1HkHH1G1GkHknF1FkFiiiiGxFF1111iiGH11nkkknkkEKGHFF11111nkkkGH111nkkkEKGHF111/EKnkkkiiiFGHGHF1地震作用下各樓層水平地震層間剪力為地震作用下各樓層水平地震層間剪力為 nikkiFV1iixH 的結(jié)構(gòu)。的結(jié)構(gòu)。適用于基本周期適用于基本周期gTT4 . 11 3.5.2 底部剪力法續(xù)5、對底部剪力法的修正1）當(dāng) 時(shí)，由于高振型的影響，按上式計(jì)算的結(jié)構(gòu)

15、頂部地震剪力偏小，故需進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的方法是將結(jié)構(gòu)總地震作用的一部分作為集中力作用于結(jié)構(gòu)頂部，再將余下的部分按倒三角形分配給各質(zhì)點(diǎn)。頂部需附加水平地震作用：gTT4 . 11 H1G1GkHk1HkHnF1FkF)1(1nEKnkkkiiiFGHGHFeqEkGF1EKnnFF3.5.2 底部剪力法續(xù)gTT4 . 11gTT4 . 11)(sTg35. 055. 035. 055. 007. 008. 01T01. 008. 01T02. 008. 01T000頂部附加地震作用系數(shù)頂部附加地震作用系數(shù)n 頂部附加地震作用系數(shù)，多層內(nèi)框架磚房頂部附加地震作用系數(shù)，多層內(nèi)框架磚房0.2,0.2,多

16、層鋼混、鋼結(jié)構(gòu)房屋按下表多層鋼混、鋼結(jié)構(gòu)房屋按下表, ,其它可不考慮。其它可不考慮。 當(dāng)房屋頂部有突出屋面的小建筑物時(shí)，上述附加集中水平當(dāng)房屋頂部有突出屋面的小建筑物時(shí)，上述附加集中水平地震作用應(yīng)置于主體房屋的頂層而不應(yīng)置于小建筑物的頂?shù)卣鹱饔脩?yīng)置于主體房屋的頂層而不應(yīng)置于小建筑物的頂部，但小建筑物頂部的地震作用仍可按上式計(jì)算部，但小建筑物頂部的地震作用仍可按上式計(jì)算。3.5.2 底部剪力法續(xù) 2）鞭端效應(yīng)底部剪力法適用于重量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)。當(dāng)建筑物有突出屋面的小建筑如屋頂間、女兒墻和煙囪等時(shí)，由于該部分的重量和剛度突然變小，地震時(shí)將產(chǎn)生鞭端效應(yīng)，使得突出屋面小建筑的地震反應(yīng)特

17、別強(qiáng)烈，其程度取決于突出物與建筑物的質(zhì)量比與剛度比以及場地條件等。為了簡化計(jì)算，抗震規(guī)范規(guī)定，當(dāng)采用底部剪力法計(jì)算這類小建筑的地震作用效應(yīng)時(shí)，宜乘以增大系數(shù)3，但此增大部分不應(yīng)往下傳遞，但與該突出部分相連的構(gòu)件應(yīng)予計(jì)入；當(dāng)采用振型分解法計(jì)算時(shí)，突出屋面部分可作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn) 。3.6 結(jié)構(gòu)的地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng) 3.6.1 結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動的原因1、是地面運(yùn)動存在著轉(zhuǎn)動分量，或地震時(shí)地面各點(diǎn)的運(yùn)動存在著相位差，這些都屬于外因；2、是結(jié)構(gòu)本身不對稱，即結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心與剛度中心不重合。結(jié)構(gòu)的剛度中心即結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件恢復(fù)力合力的作用點(diǎn)。結(jié)構(gòu)的質(zhì)心就是結(jié)構(gòu)的重心。當(dāng)房屋的質(zhì)心、剛心不重合時(shí)，即有偏心距，在水平力作

18、用下，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。 震害調(diào)查表明，扭轉(zhuǎn)作用會加重結(jié)構(gòu)的破壞，并且在某些情況下還將成為導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的主要因素。m)(tug質(zhì)心質(zhì)心剛心剛心3.6.1 結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動的原因續(xù)抗震規(guī)范規(guī)定1）對于質(zhì)量和剛度明顯不均勻、不對稱的結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響；2）其他情況下宜采用調(diào)整地震作用效應(yīng)的方法來考慮結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)作用的影響。規(guī)則結(jié)構(gòu)在計(jì)算中未考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí)，平行于地震作用方向的兩個(gè)邊榀，其地震作用效應(yīng)宜乘以增大系數(shù)。一般情況下短邊可按l.15、長邊可按1.05采用；當(dāng)扭轉(zhuǎn)剛度較小時(shí)，可按不小于1.3采用。1.151.053.6.2 結(jié)構(gòu)的振動形式當(dāng)結(jié)構(gòu)的質(zhì)心與剛心不重合時(shí)，在水平地震作

19、用下由于慣性力的合力是通過結(jié)構(gòu)的質(zhì)心，而相應(yīng)的各抗側(cè)力構(gòu)件恢復(fù)力的合力則通過結(jié)構(gòu)的剛心，結(jié)構(gòu)的振動為平移扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動，x方向，y方向和轉(zhuǎn)動 ，角部的線位移最大，破壞嚴(yán)重。對于n層房屋，有3n個(gè)自由度。在計(jì)算中考慮扭轉(zhuǎn)影響的結(jié)構(gòu)，各樓層可取兩個(gè)正交的水平移動和一個(gè)轉(zhuǎn)角共3個(gè)自由度，然后按振型分解法計(jì)算地震作用和作用效應(yīng)。確有依據(jù)時(shí)，也可采用簡化計(jì)算方法確定地震作用效應(yīng)。具體計(jì)算方法可參照規(guī)范進(jìn)行。 3.8 結(jié)構(gòu)豎向地震作用 豎向地震作用會在結(jié)構(gòu)中引起豎向振動。根據(jù)觀測資料的統(tǒng)計(jì)分析，在震中距小于200km范圍內(nèi)，同一地震的豎向地面加速度峰值與水平地面加速度峰值之比av/ah平均值約為1/2，甚至

20、有時(shí)可達(dá)1.6。震害調(diào)查表明，在高烈度區(qū)，豎向地震的影響十分明顯，尤其是對高柔的結(jié)構(gòu)。對于較高的高層建筑，其豎向地震作用在結(jié)構(gòu)上部可達(dá)其重量的40以上?？拐鹨?guī)范規(guī)定，對于烈度為8度和9 度的大跨和長懸臂結(jié)構(gòu)、煙囪和類似的高聳結(jié)構(gòu)以及9度時(shí)的高層建筑等，應(yīng)考慮豎向地震作用的影響。3.8.1 高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑的豎向地震作用1、豎向地震反應(yīng)譜豎向地震反應(yīng)譜與水平地震反應(yīng)譜的比較:形狀相差不大，加速度峰值約為水平的1/2至2/3。故可利用水平地震反應(yīng)譜進(jìn)行分析?？拐鹨?guī)范規(guī)定豎向地震影響系數(shù)取其最大值，且為水平地震影響系數(shù)最大值的65，即：2、計(jì)算方法高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑豎向第一振型的地震內(nèi)力與豎向前5

21、個(gè)振型按平方和開方組合的地震內(nèi)力相比較，誤差僅在5%-15%。此外，豎向第一振型的數(shù)值大致呈倒三角形式，基本周期小于場地特征周期。因此，高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑豎向地震作用可按與底部剪力法類似的方法計(jì)算，即先求出結(jié)構(gòu)的總豎向地震作用。maxmax0.65vH3.8.1 高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑的豎向地震作用續(xù)2、高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑豎向地震作用的計(jì)算公式eqVEVKGFmax ieqGG75.0maxmax65.0HV 結(jié)構(gòu)總豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；結(jié)構(gòu)總豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；EVKFmaxmax,HV 豎向、水平地震影響系數(shù)最大值。豎向、水平地震影響系數(shù)最大值。H1G1HinGiGEVKFViFEVKnjjji

22、iViFHGHGF 1質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)i i的豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值。的豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值。規(guī)范要求：規(guī)范要求：9 9度時(shí)，高層建筑樓層的豎向地震作用效應(yīng)應(yīng)乘度時(shí)，高層建筑樓層的豎向地震作用效應(yīng)應(yīng)乘以以1.51.5的增大系數(shù)。的增大系數(shù)。3.8.2 屋蓋結(jié)構(gòu) 規(guī)范規(guī)定：平板型網(wǎng)架屋蓋和跨度大于24m屋架結(jié)構(gòu)的豎向地震作用采用靜力法計(jì)算，即： 重力荷載代表值； 豎向地震作用系數(shù)，與烈度和場地有關(guān)，按下表采用。 0.250.250.2090.13(0.19)0.13(0.19)0.10(0.15)80.200.150.1590.10(0.15)0.08(0.12)可不計(jì)算（0.10)8、 鋼筋混凝土鋼筋混凝土

23、屋架屋架平板型網(wǎng)架平板型網(wǎng)架鋼屋架鋼屋架結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型烈烈度度場地類別場地類別viviFG iGv 3.8.3 長懸臂和其他大跨度結(jié)構(gòu) 對于長懸臂和其它大跨度結(jié)構(gòu)的豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，8度和9度可分別取該結(jié)構(gòu)、構(gòu)件重力荷載代表值的10%和20%；設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.30g時(shí)，可取該結(jié)構(gòu)構(gòu)件重力荷載代表值的15%。0.1(0.2)viiFG 或或iviGF15. 0 3.10 建筑結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3.10.1 結(jié)構(gòu)抗震承載力驗(yàn)算1、結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算原則各類建筑結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算應(yīng)遵循下列原則：在驗(yàn)算水平地震作用效應(yīng)時(shí)，一般情況下可在建筑結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向分別考慮水平地震作用并進(jìn)行抗震驗(yàn)算，各方向的水平

24、地震作用應(yīng)由該方向抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān)。有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，當(dāng)相交角度大于15。時(shí)應(yīng)分別計(jì)算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用。質(zhì)量和剛度分布明顯不對稱的結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響其他情況宜采用調(diào)整地震作用效應(yīng)的方法考慮扭轉(zhuǎn)影響。 8度和9度時(shí)的大跨度結(jié)構(gòu)、長懸臂結(jié)構(gòu)，9度時(shí)的高層建筑，應(yīng)考慮豎向地震作用。3.10.1 結(jié)構(gòu)抗震承載力驗(yàn)算續(xù)2、結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算方法的確定高度不超過40m，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)，宜采用底部剪力法等簡化方法。 除上述以外的建筑結(jié)構(gòu)，宜采用振型分解反應(yīng)譜法。特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑和下表所列高度范圍的高層

25、建筑，應(yīng)采用時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算，可取多條時(shí)程曲線計(jì)算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的較大值。烈度、場地類別烈度、場地類別房屋高度范圍（房屋高度范圍（m）8度度、類場地和類場地和7 7度度 100 8度度、類場地類場地 80 9度度 603.10.1 結(jié)構(gòu)抗震承載力驗(yàn)算續(xù)3、 重力荷載代表值 在抗震設(shè)計(jì)中，當(dāng)計(jì)算地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值、計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震作用效應(yīng)與其他荷載效應(yīng)的基本組合時(shí)，作用于結(jié)構(gòu)的重力荷載采用重力荷載代表值，它是永久荷載和有關(guān)可變荷載的組合值之和，即：數(shù)數(shù)，查查規(guī)規(guī)范范表表取取值值。個(gè)個(gè)可可變變荷荷載載的的組組合合值值系系第第個(gè)個(gè)可可變變荷荷載載的的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)

26、值值；結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)或或構(gòu)構(gòu)件件第第載載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值；結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)或或構(gòu)構(gòu)件件的的永永久久荷荷iiQGQGGEiKiKKiEiKE 抗震計(jì)算時(shí)重力荷載代表值集中到每個(gè)樓層質(zhì)點(diǎn)處。3.10.1 結(jié)構(gòu)抗震承載力驗(yàn)算續(xù)4、結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面的抗震驗(yàn)算 在抗震設(shè)計(jì)的第一階段，對絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)要進(jìn)行多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件承載力驗(yàn)算,即用多遇地震的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，采用線彈性理論的方法求出結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震作用效應(yīng)，再與其他荷載效應(yīng)組合，計(jì)算出結(jié)構(gòu)內(nèi)力組合設(shè)計(jì)值進(jìn)行驗(yàn)算，以達(dá)到“小震不壞”的要求。 截面承載力驗(yàn)算按下式進(jìn)行：RERS/S包含地震作用效應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力組合的設(shè)計(jì)值；包含地震作用效應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力組合的設(shè)計(jì)值

27、；R結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值；結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值； 承載力抗震調(diào)整系數(shù)，用以反映不同材料和受力承載力抗震調(diào)整系數(shù)，用以反映不同材料和受力狀態(tài)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有不同的抗震可靠指標(biāo)。狀態(tài)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有不同的抗震可靠指標(biāo)。 其值查表采用。其值查表采用。當(dāng)僅考慮豎向地震作用時(shí)，對各類構(gòu)件均取為當(dāng)僅考慮豎向地震作用時(shí)，對各類構(gòu)件均取為1.01.0。RE3.10.1 結(jié)構(gòu)抗震承載力驗(yàn)算續(xù) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)的基本組合，應(yīng)按下式計(jì)算： 重力荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般情況應(yīng)采用l.2，當(dāng)重力荷載效應(yīng)對構(gòu)件承載能力有利時(shí)，不應(yīng)大于1.0； 分別為水平、豎向地震作用分項(xiàng)系數(shù)，應(yīng)按下表采用；WkWWEvkEvE

28、hkEhGEGSSSSSG EvEh 、地震作用分項(xiàng)系數(shù)地震作用分項(xiàng)系數(shù) 0.51.3同時(shí)計(jì)算水平與豎向地震作用1.30.0僅計(jì)算豎向地震作用0.01.3僅計(jì)算水平地震作用地震作用Eh Ev 3.10.1 結(jié)構(gòu)抗震承載力驗(yàn)算續(xù) 風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)，應(yīng)采用l.4； 重力荷載代表值的效應(yīng)，有吊車時(shí)，尚應(yīng)包括懸吊物重力標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)； 水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)，尚應(yīng)乘以相應(yīng)的增大系數(shù)或調(diào)整系數(shù)； 豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)，尚應(yīng)乘以相應(yīng)的增大系數(shù)或調(diào)整系數(shù)； 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)； 風(fēng)荷載組合值系數(shù)，一般結(jié)構(gòu)取0.0，風(fēng)荷載起控制作用的高層建筑應(yīng)采用0.2。WkWWEvkEvEhkEhGEGSSSSSEvkS

29、WkSW GESEhkSW 3.10.2 結(jié)構(gòu)的抗震變形驗(yàn)算 結(jié)構(gòu)的抗震變形驗(yàn)算包括兩個(gè)部分：在多遇地震作用下結(jié)構(gòu)的彈性變形驗(yàn)算，屬于第一階段的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容；在罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)的彈塑性變形驗(yàn)算，屬于第二階段的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容。1、多遇地震作用下結(jié)構(gòu)的抗震變形驗(yàn)算1）目的： 抗震設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下保持在彈性階段工作，不受損壞，其變形驗(yàn)算的主要目的是對框架等較柔結(jié)構(gòu)以及高層建筑結(jié)構(gòu)的變形加以限制，使其層間彈性位移不超過一定的限值，以免非結(jié)構(gòu)構(gòu)件(包括圍護(hù)墻、隔墻和各種裝修等)在多遇地震作用下出現(xiàn)破壞，保證小震不壞。3.10.2 結(jié)構(gòu)的抗震變形驗(yàn)算續(xù) 計(jì)算樓層層高。計(jì)算樓層層高。，查規(guī)范表采

30、用；，查規(guī)范表采用；彈性層間位移角限值彈性層間位移角限值剛度；剛度；的截面剛度可采用彈性的截面剛度可采用彈性。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件各作用分項(xiàng)系數(shù)取各作用分項(xiàng)系數(shù)取形。形。整體彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變整體彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變建筑外，不應(yīng)扣除結(jié)構(gòu)建筑外，不應(yīng)扣除結(jié)構(gòu)以彎曲變形為主的高層以彎曲變形為主的高層間位移，計(jì)算時(shí)除間位移，計(jì)算時(shí)除產(chǎn)生的樓層最大彈性層產(chǎn)生的樓層最大彈性層多遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值多遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值huhueeee 1.0 2）驗(yàn)算公式 樓層內(nèi)最大彈性層間位移應(yīng)符合下式3.10.2 結(jié)構(gòu)的抗震變形驗(yàn)算續(xù)3）樓層內(nèi)最大彈性層間位移計(jì)算 對于按底部剪力法分析結(jié)構(gòu)地震作用時(shí)，其彈性位移

31、計(jì)算公式為第第i i層的層間位移；層的層間位移；)(iue 第第i i層的側(cè)移剛度；層的側(cè)移剛度；iK第第i i層的水平地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。層的水平地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。)(iVeieeKiViu/ )()( 3.10.2 結(jié)構(gòu)的抗震變形驗(yàn)算續(xù)2、罕遇地震作用下的結(jié)構(gòu)抗震變形驗(yàn)算1） 驗(yàn)算目的不倒塌罕遇地震作用下，結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性工作階段；結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性后 （屈服），結(jié)構(gòu)承載能力已經(jīng)沒有儲備，需要通過發(fā)展塑性變形來吸收和消耗地震輸入的能量；若結(jié)構(gòu)的變形能力不足，結(jié)構(gòu)會倒塌。通過驗(yàn)算結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的變形能力，判斷結(jié)構(gòu)是否具有足夠的安全性。2）驗(yàn)算范圍 經(jīng)過第一階段抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，構(gòu)件已經(jīng)具備了必要的延

32、性，多數(shù)構(gòu)件可以滿足在罕遇地震下不倒塌的要求；對某些處于特殊條件的結(jié)構(gòu)，尚須計(jì)算其在罕遇地震作用下的變形，即進(jìn)行第二階段抗震設(shè)計(jì)，以考察安全性。3.10.2 結(jié)構(gòu)的抗震變形驗(yàn)算續(xù)抗震規(guī)范要求對下列結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行罕遇地震作用下薄弱層的彈塑性變形驗(yàn)算： a8度III、類場地和9度時(shí)，高大的單層鋼筋混凝土柱廠房的橫向排架； b79度時(shí)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)小于0.5的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)； c采用隔震和消能減震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)； d甲類建筑和9度時(shí)乙類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)； e高度大于150m的鋼結(jié)構(gòu)。同時(shí)，抗震規(guī)范還規(guī)定了宜進(jìn)行罕遇地震作用下薄弱層的彈塑性變形驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)，詳見規(guī)范。 3.10.2 結(jié)構(gòu)的抗震變形驗(yàn)算續(xù)3）罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)抗震變形驗(yàn)算方法不超過12層且層剛度無突變的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、單層工業(yè)廠房可采用簡化的計(jì)算方法。除以外的建筑結(jié)構(gòu)，可采用靜力彈塑性計(jì)算方法或彈塑性時(shí)程分析法；規(guī)則結(jié)構(gòu)可采用彎剪層模型或平面桿系模型，屬于規(guī)范規(guī)定的不規(guī)則結(jié)構(gòu)應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)模型。