問(wèn)題討論1：地震計(jì)算時(shí)地震質(zhì)量的取值問(wèn)題

1、-精品 word 文檔值得下載值得擁有 -問(wèn)題討論 1地震計(jì)算時(shí)地震質(zhì)量的取值問(wèn)題建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 (GB 500112001) 中對(duì)地震計(jì)算時(shí)的 重力荷載代表值有如下規(guī)定：在 5.2 節(jié)中明確規(guī)定，重力荷載代表值 Gi 的計(jì)算應(yīng)按第條確定。第條中規(guī)定，“建筑的重力荷載代表值應(yīng)取結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值和可變荷載組合值之和?！?，同時(shí)列表指出了各種可變荷載的組合值系數(shù)。規(guī)范中相關(guān)的可變荷載組合值系數(shù)摘錄如下：按等效均布荷載計(jì)算的樓面活荷載藏書(shū)庫(kù)、檔案庫(kù)0.8其他民用建筑0.5按實(shí)際情況計(jì)算的樓面活荷載1.0上述第一類(lèi)組合值系數(shù)顯然是針對(duì)民用建筑的。 第二類(lèi)組合值系數(shù)可以用于工業(yè)建筑，但限制條件較

2、多，適用于設(shè)備較重且能確定位置的那一類(lèi)工業(yè)建筑。在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中，還經(jīng)常會(huì)遇到另一類(lèi)樓面活荷載。它的特點(diǎn)是，荷載比較大，但位置不確定， 在一定的區(qū)域內(nèi)可以用等效均布荷載控制。 它也分幾種不同的情況：1. 不同的房間里有若干輕重不等的設(shè)備，布置方式有較大的隨機(jī)性，而且使用一段時(shí)間之后工藝設(shè)備還可能調(diào)整、 更新，多數(shù)情況下原有的等效均布荷載仍能滿(mǎn)足要求；2. 活荷載系由生產(chǎn)過(guò)程中的運(yùn)輸荷載控制，例如在樓層運(yùn)輸材料或產(chǎn)品用的叉車(chē)荷載安裝設(shè)備時(shí)的運(yùn)輸荷載等；3. 樓層及屋蓋的吊掛荷載，這里有三種情況，一是較輕的吊掛荷載，例如輕質(zhì)吊頂荷載，組合系數(shù)的大小對(duì)地震質(zhì)量的影響很??； 二是較重的吊掛荷載，吊掛位

3、置也能確定， 且在計(jì)算程序的荷載輸入中也是按確定位置輸入時(shí)， 這屬于“設(shè)備較重且能確定位置” 的那一類(lèi)工業(yè)建筑荷載；三是吊掛荷載的位置在計(jì)算初期難于確定或雖能確定位置但過(guò)于瑣碎，只能用等效均布荷載宏觀控制時(shí)，這也屬于本文需討論的荷載情況；4. 在空間整體結(jié)構(gòu)模型中輸入的懸掛式或橋式吊車(chē)荷載。以上幾類(lèi)荷載具有共同的特性：對(duì)于空間結(jié)構(gòu)中的一個(gè)局部來(lái)說(shuō)，這些活荷載都可能是相對(duì)滿(mǎn)負(fù)荷，但對(duì)于一個(gè)樓層或一個(gè)屋蓋來(lái)說(shuō)平均的荷載就比較低。例如，某一工業(yè)建筑的樓層，對(duì)次梁和板的活荷載為 7.5kN/m2，對(duì)主梁來(lái)說(shuō)可以按 6.0kN/ m 2 計(jì)算，但作為與樓層活荷載對(duì)應(yīng)的那部分樓層質(zhì)量來(lái)說(shuō)，遠(yuǎn)低于上述數(shù)字，

4、很多情況下這個(gè)與樓層質(zhì)量相關(guān)的折算活荷載平均不到 2kN/m2(相當(dāng)于質(zhì)量折減系數(shù)為 0.33)。原因可作如下分析： (1) 7.5 kN/m2、6.0 kN/m2 代表的是小范圍的等效均布荷載，對(duì)于整個(gè)樓層來(lái)說(shuō)，這些范圍所占的比例數(shù)較小；(2)走廊、通道處在地震時(shí)不存在實(shí)際的地震質(zhì)量； (3)對(duì)于一個(gè)局部范圍，人群的荷載都有可能達(dá)到一定的量， 但對(duì)整個(gè)樓層來(lái)說(shuō)， 人群的荷載總量不可能超過(guò)實(shí)際樓層總?cè)藬?shù)所代表的荷載量，平均到每平方米上是個(gè)很小的數(shù)。又如，某一工業(yè)建筑的樓層，其活荷載主要由叉車(chē)荷載或安裝荷載控制，對(duì)22-精品 word 文檔值得下載值得擁有 -精品 word 文檔值得下載值得擁有

5、 -時(shí)與活荷載相關(guān)的地震質(zhì)量其實(shí)是很低的。 地震時(shí)可能在樓面上實(shí)際運(yùn)行的叉車(chē)也就是 12 輛，充其量也不會(huì)超過(guò) 34 輛，均攤到每平方米上是個(gè)很小的荷載量。對(duì)于這種類(lèi)型的廠(chǎng)房，地震時(shí)的平均活荷載一般不超過(guò) 5kN/m 2(相當(dāng)于質(zhì)量折減系數(shù)為 0.25)。再如，吊車(chē)荷載，如果是在空間整體結(jié)構(gòu)模型中輸入時(shí)，假設(shè)是懸掛吊車(chē)，且吊車(chē)運(yùn)行范圍通過(guò) 8 個(gè)樓屋面梁或屋架，由于軟件設(shè)計(jì)的限制，許多情況下，只能在這 8 個(gè)樓屋面梁或屋架上同時(shí)輸入懸掛吊車(chē)的荷載。 后果是，吊車(chē)荷載的輸入在整體結(jié)構(gòu)中達(dá)到了實(shí)際應(yīng)有荷載的 8 倍。前已說(shuō)明，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 (GB 500112001)中，對(duì)于地震作用計(jì)算中為計(jì)

6、算地震質(zhì)量所引用的重力荷載代表值 G i 的取值是：“ 建筑的重力荷載代表值應(yīng)取結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值和可變荷載組合值之和。 ” 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 (GB 500112001)中，在地震作用和結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算中，有兩個(gè)性質(zhì)不同的部位需要引用重力荷載代表值： 一處是第 5.2 節(jié)關(guān)于水平地震作用的驗(yàn)算中， 計(jì)算自振周期和地震作用時(shí)；另一處是第 5.4 節(jié)截面抗震驗(yàn)算中，計(jì)算重力荷載代表值的效應(yīng) SGE 時(shí)。重力荷載代表值考慮的主要因素是，在截面的抗震驗(yàn)算中，合理地界定地震作用下活荷載效應(yīng)的組合值系數(shù)。 由于地震作用的不確定性以及由此產(chǎn)生的地震作用計(jì)算的近似性，抗震規(guī)范直接用重力荷載代表值來(lái)確定地震質(zhì)

7、量?？拐鹨?guī)范的這種處理方法， 對(duì)于活荷載相對(duì)較小的民用建筑和設(shè)備較重且能確定位置的那一類(lèi)工業(yè)建筑是比較合理的。 但對(duì)于本文所討論的這類(lèi)工業(yè)建筑的活荷載，仍采用同樣的處理方法就顯得不合理。抗震規(guī)范中實(shí)際上并沒(méi)有對(duì)各類(lèi)工業(yè)建筑的活荷載組合值系數(shù)加以規(guī)定。 從原理上看，對(duì)截面抗震驗(yàn)算而言， 活荷載組合值系數(shù)不可能定得太低。 因?yàn)樵诮孛娴目拐痱?yàn)算中， 必須保證活荷載相對(duì)密集處結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度。 這樣，對(duì)本文所注意的這一類(lèi)工業(yè)建筑， 直接用重力荷載代表值來(lái)確定地震質(zhì)量就顯得不太合理，對(duì)于“活荷載由生產(chǎn)過(guò)程中運(yùn)輸荷載控制”的情況更是明顯的不合理。由于地震質(zhì)量的不合理加大會(huì)引發(fā)地震位移的加大， 從而迫使框架

8、柱截面的不合理加大， 這樣做并不符合抗震規(guī)范的本意。 反之，如果為了地震位移計(jì)算的合理性而降低活荷載組合值系數(shù)， 則將不合理地降低了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度， 也不符合抗震規(guī)范的本意。為了解決這個(gè)矛盾， 引入活荷載的質(zhì)量折減系數(shù)是一個(gè)可行的方案。 SATWE 程序中，在 89 規(guī)范版中有此系數(shù)。在建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 (GB 50011 2001) 進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用的階段取消了活荷載質(zhì)量折減系數(shù)的引入， 但在近期又恢復(fù)了活荷載質(zhì)量折減系數(shù)的引入，這是一個(gè)合理的引入。需要指出的是，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 (GB 50011 2001)中表指的是計(jì)算地震作用時(shí)，可變荷載的組合值之和。在 SATWE 程序中對(duì)應(yīng)的是“參數(shù)

9、頁(yè)切換菜單”中“荷載組合”頁(yè)的參數(shù)“活荷重力代表值系數(shù) E”，而不是“活荷載組合值系數(shù)” 這個(gè)參數(shù)。后一個(gè)參數(shù)對(duì)應(yīng)的是，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 (GB 50009 2001)公式中的 C i ，其值分別在表、表等表中。為了避免在程序應(yīng)用中產(chǎn)生混淆，在本文后面表述中用 SATWE 程序中的“活荷載重力代表值系數(shù)”代替抗震規(guī)范中的“活荷載組合值系數(shù)”。對(duì)于本文中關(guān)注的那一類(lèi)工業(yè)建筑， 抗震計(jì)算中活荷載 重力代表值 系數(shù)與活荷載質(zhì)量折減系數(shù)取值的建議：-精品 word 文檔值得下載值得擁有 -精品 word 文檔值得下載值得擁有 -1. 活荷載重力代表值 值系數(shù)，是抗震驗(yàn)算時(shí)， 重力荷載代表值中活荷載的組合值系數(shù)。一般可取 0.7，當(dāng)設(shè)備荷載比較密集，按活荷載計(jì)算時(shí)的等效均布荷載又沒(méi)有什么余地時(shí)，也可取 0.8。