高層課件4 第三章荷載與地震作用

1、深圳大學(xué)深圳大學(xué) 土木工程學(xué)院土木工程學(xué)院3.1 高層建筑結(jié)構(gòu)上的作用類型高層建筑結(jié)構(gòu)上的作用類型3.2 恒載恒載3.3 樓面活荷載樓面活荷載3.4 屋面活荷載屋面活荷載3.5 雪荷載雪荷載3.6 風(fēng)荷載風(fēng)荷載3.7 地震作用地震作用恒荷載是指各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重和找平層、保溫層、防水層、裝修材料層、隔墻、幕墻及其附件、固定設(shè)備及其管道等重量，其標(biāo)準(zhǔn)值可按構(gòu)件及其裝修的設(shè)計(jì)尺寸和材料單位體積或面積的自重計(jì)算確定。樓面活荷載（注意折減） 1）高層建筑樓面均布活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值系數(shù)，可按荷載規(guī)范的規(guī)定取用。 2）在荷載匯集及內(nèi)力計(jì)算中，應(yīng)按未經(jīng)折減的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算，樓面活

2、荷載的折減可在構(gòu)件內(nèi)力組合時(shí)取用。 1）屋面均布活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值系數(shù)，可按荷載規(guī)范的規(guī)定取用。 2）有些情況下，應(yīng)考慮屋面直升機(jī)平臺(tái)的活荷載；不宜小于5kN/m2。（1）雪荷載計(jì)算0ssrk S0為基本雪壓，系以當(dāng)?shù)匾话憧諘缙教沟孛嫔辖y(tǒng)計(jì)所得 50 年一遇最大積雪的自重確定。按荷載規(guī)范取用；r為屋面積雪分布系數(shù)，可按荷載規(guī)范取用。 （2）雪荷載的組合值系數(shù)可取 0.7；頻遇值系數(shù)可取 0.6；準(zhǔn)永久值系數(shù)按雪荷載分區(qū)、和的不同，分別取 0.5、0.2 和 0。 （3）雪荷載不應(yīng)與屋面均布活荷載同時(shí)組合。 空氣從氣壓大的地方向氣壓小的地方流動(dòng)就形成了風(fēng)，與建筑物有關(guān)的是

3、靠近地面的流動(dòng)風(fēng)，簡(jiǎn)稱為近地風(fēng)。 當(dāng)風(fēng)遇到建筑物時(shí)在其表面上所產(chǎn)生的壓力或吸力即為建筑物的風(fēng)荷載。 風(fēng) 荷 載風(fēng) 荷 載標(biāo) 準(zhǔn)標(biāo) 準(zhǔn)值值標(biāo)準(zhǔn)地標(biāo)準(zhǔn)地貌貌標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速速風(fēng)向風(fēng)向風(fēng)的動(dòng)風(fēng)的動(dòng)力作力作用用建筑外建筑外型型建筑高建筑高度度 我國(guó)荷載規(guī)范規(guī)定，基本風(fēng)壓系以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面上離地 10m高，統(tǒng)計(jì)所得的 50 年一遇 10 分鐘平均最大風(fēng)速v0（m/s）為標(biāo)準(zhǔn)，按風(fēng)速確定的風(fēng)壓值，但不得小于 0.3kN/m2。特別重要的高層建筑，取100年。平均風(fēng)壓和波動(dòng)風(fēng)壓風(fēng)壓和風(fēng)速關(guān)系20021vw 風(fēng)速大小與高度有關(guān)，一般近地面處的風(fēng)速較小，愈向上風(fēng)速逐步加大。當(dāng)達(dá)到一定高度時(shí)（300500m）

4、，風(fēng)速不受地表影響，達(dá)到所謂梯度風(fēng)。而且風(fēng)速的變化還與地面粗糙程度有關(guān)。 z風(fēng)速隨高度變化規(guī)律地面粗糙度A類：近海面和海島、海岸及沙漠地區(qū)，a=0.12，梯度風(fēng)高度取300mB類：田野、鄉(xiāng)村、叢林、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、郊區(qū)，a=0.16，梯度風(fēng)高度取350mC類：有密集建筑群的城市市區(qū)， a=0.22，梯度風(fēng)高度取400mD類：有密集建筑群且房屋較高的大城市市區(qū)，a=0.30，梯度風(fēng)高度取 450m（慎用）aHzHzvv 風(fēng)速隨高度變化規(guī)律aHzHzvv梯度風(fēng)梯度風(fēng)海洋鄉(xiāng)村城市70799110049597690100617789100梯度風(fēng)離地高度（m） 1）風(fēng)壓分布系數(shù)風(fēng)壓與體型的關(guān)系 2）定義：風(fēng)荷載體

5、型系數(shù)是指風(fēng)作用在建筑物表面所引起的壓力(吸力)與原始風(fēng)速算得的理論風(fēng)壓的比值。 3）特點(diǎn)：風(fēng)荷載體型系數(shù)一般都是通過(guò)實(shí)測(cè)或風(fēng)洞模擬試驗(yàn)的方法確定，它表示建筑物表面在穩(wěn)定風(fēng)壓作用下的靜態(tài)壓力分布規(guī)律，主要與建筑物的體型與尺度有關(guān)。4）風(fēng)壓的空間不均勻性5）風(fēng)荷載體型系數(shù)的確定：根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和風(fēng)洞試驗(yàn)+0.8-0.6-0.6(0.48+0.03H/L)0.8+1.2/n1/2檐口、雨蓬、遮陽(yáng)板、陽(yáng)臺(tái)等水平構(gòu)件計(jì)算局部上浮風(fēng)荷載時(shí)，風(fēng)荷載體型系數(shù)不宜小于2.0。設(shè)計(jì)建筑幕墻時(shí)，應(yīng)按有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用。）風(fēng)速特點(diǎn)：風(fēng)壓的時(shí)間不均勻性風(fēng)速的變化可分為兩部分：一種是長(zhǎng)周期的成分，其值一般在10min以上

6、；另一種是短周期成分，一般只有幾秒左右。因此，為便于分析，通常把實(shí)際風(fēng)分解為平均風(fēng)（穩(wěn)定風(fēng)）和脈動(dòng)風(fēng)兩部分。穩(wěn)定風(fēng)周期長(zhǎng)，對(duì)結(jié)構(gòu)影響小；脈動(dòng)風(fēng)周期短，對(duì)結(jié)構(gòu)影響大。）風(fēng)的動(dòng)力效應(yīng)：對(duì)于高度較大、剛度較小的高層建筑，脈動(dòng)風(fēng)壓會(huì)產(chǎn)生不可忽略的動(dòng)力效應(yīng)，在設(shè)計(jì)中必須考慮，目前采用加大風(fēng)荷載的辦法來(lái)考慮這個(gè)動(dòng)力效應(yīng)，即對(duì)風(fēng)壓值乘以風(fēng)振系數(shù)。風(fēng)振系數(shù)反映風(fēng)荷載的動(dòng)力作用，與建筑物的高度、高寬比、基本自振周期（剛度）及地面粗糙度有關(guān)3）風(fēng)振系數(shù)計(jì)算：對(duì)于高度大于30m且高寬比大于1.5的高柔房屋均應(yīng)考慮脈動(dòng)風(fēng)壓對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的風(fēng)振影響。210121zzgI BR 參數(shù)計(jì)算過(guò)程見(jiàn)教材p48-50頁(yè)建筑物每個(gè)表面

7、的風(fēng)荷載沿建筑物高度總風(fēng)荷載izzizsiziikiizWwBwBWcos)(cos0isiiiwBWcos0izzzWW總風(fēng)荷載為建筑物各個(gè)表面上承受風(fēng)力的合力，是沿建筑物高度變化的線荷載。通常按x、y兩個(gè)互相垂直的方向分別計(jì)算總風(fēng)荷載。集中于樓層標(biāo)高處的風(fēng)荷載合力221iizihhWF目的：適應(yīng)用“近似法”計(jì)算高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形，將分布于樓層的風(fēng)荷載換算成三種典型水平荷載：頂點(diǎn)集中荷載、均布荷載和倒三角形荷載換算原則：彎矩等效兩種方法：1.換算成二層樓面均布風(fēng)載加倒三角形荷載2.全部換算成倒三角荷載212213HqHFHqkiikiikHFHq237.27.2級(jí)；級(jí)；6400多人死亡

8、、受傷3萬(wàn)多人近10萬(wàn)棟房屋被摧毀，另有10萬(wàn)余棟遭受不同程度的破壞；直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1000億美元。地震導(dǎo)致傾覆的城市高架地震導(dǎo)致傾覆的城市高架道路（道路（ 19691969年建成）年建成）日本日本Nishinomiya Nishinomiya 港口橋震落的橋跨港口橋震落的橋跨橋梁鋼筋混凝土墩的剪切破壞橋梁鋼筋混凝土墩的剪切破壞剪壓破壞的槽形鋼骨剪壓破壞的槽形鋼骨 鋼筋混凝土柱鋼筋混凝土柱槽形鋼骨鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)中間層槽形鋼骨鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)中間層 （第二層）的破壞（第二層）的破壞日本日本神戶大地震對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)的破壞神戶大地震對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)的破壞 地震破壞的公路地震破壞的公路7.7.9

9、9級(jí)；級(jí)；死亡人數(shù)達(dá)16403人，受傷人數(shù)達(dá)55863人，經(jīng)濟(jì)損失45億美元。 為了省錢，近年興建的建筑物沒(méi)有抗震結(jié)構(gòu)，使地震的傷亡加重。為了省錢，近年興建的建筑物沒(méi)有抗震結(jié)構(gòu)，使地震的傷亡加重。座落在活斷層上的一座二層小學(xué)教學(xué)樓被完全摧毀座落在活斷層上的一座二層小學(xué)教學(xué)樓被完全摧毀 伊茲米特市一樓房底層空曠，結(jié)構(gòu)不合理，房屋整伊茲米特市一樓房底層空曠，結(jié)構(gòu)不合理，房屋整體傾斜，二樓成了一樓體傾斜，二樓成了一樓 7.3級(jí)。全島均感受到嚴(yán)重?fù)u晃。共持續(xù)全島均感受到嚴(yán)重?fù)u晃。共持續(xù)102秒。臺(tái)灣秒。臺(tái)灣的臺(tái)中縣、南投縣為主震央?yún)^(qū)域，受災(zāi)特別嚴(yán)重。臺(tái)的臺(tái)中縣、南投縣為主震央?yún)^(qū)域，受災(zāi)特別嚴(yán)重。臺(tái)北縣

10、、臺(tái)北市、苗栗縣、臺(tái)中市、彰化縣、云林縣等北縣、臺(tái)北市、苗栗縣、臺(tái)中市、彰化縣、云林縣等地亦有嚴(yán)重災(zāi)情。人口死亡地亦有嚴(yán)重災(zāi)情。人口死亡2321名，傷名，傷8000余名傷，余名傷，有有40845棟房屋全倒、棟房屋全倒、41373棟半倒。損失近百億美棟半倒。損失近百億美元元 。 臺(tái)灣南投縣集集鎮(zhèn)、原為供奉玄天上帝的武昌宮震后底層坍塌臺(tái)灣南投縣集集鎮(zhèn)、原為供奉玄天上帝的武昌宮震后底層坍塌 臺(tái)灣省玉林縣多棟臺(tái)灣省玉林縣多棟7層住宿樓傾倒毀損層住宿樓傾倒毀損臺(tái)中東勢(shì)鎮(zhèn)東勢(shì)大橋斷裂臺(tái)中東勢(shì)鎮(zhèn)東勢(shì)大橋斷裂8.0級(jí)。汶川地震造成的直接經(jīng)濟(jì)損失8451億元人民幣。四川最嚴(yán)重，占到總損失的91.3%，甘肅占到總

11、損失的5.8%，陜西占總損失的2.9%。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局將損失指標(biāo)分三類，第一類是人員傷亡問(wèn)題，第二類是財(cái)產(chǎn)損失問(wèn)題，第三類是對(duì)自然環(huán)境的破壞問(wèn)題。在財(cái)產(chǎn)損失中，房屋的損失很大，民房和城市居民住房的損失占總損失的27.4%。包括學(xué)校、醫(yī)院和其他非住宅用房的損失占總損失的20.4%。另外還有基礎(chǔ)設(shè)施，道路、橋梁和其他城市基礎(chǔ)設(shè)施的損失，占到總損失的21.9%，這三類是損失比例比較大 凝固了的時(shí)間的，70%以上的損失是由這三方面造成的。 夷為平地夷為平地近距離房屋倒塌近距離房屋倒塌9.0級(jí)。日本警察廳指出，截至當(dāng)?shù)貢r(shí)間25日深夜11時(shí)，在強(qiáng)震及海嘯重創(chuàng)日本東北部地區(qū)兩周后，12都道縣警方已確認(rèn)有1010

12、2人遇難，17053人失蹤，共計(jì)達(dá)27155萬(wàn)人。此外，在18個(gè)都道縣內(nèi)共計(jì)2777人受輕重傷。在建筑物損害方面，包括巖手縣內(nèi)約12600萬(wàn)棟全毀，總共約18800萬(wàn)棟全毀，若加上半毀或部分受損建筑物，則約高達(dá)13.81萬(wàn)棟。至于仍被迫在避難所棲身的災(zāi)民，17都縣近2000個(gè)避難所收容約24.62萬(wàn)人，其中宮城縣約86900萬(wàn)人、福島縣約86300萬(wàn)人、巖手縣約43700萬(wàn)人。 美國(guó)風(fēng)險(xiǎn)分析業(yè)者AIR Worldwide表示，西太平洋9.0強(qiáng)震或會(huì)致保險(xiǎn)損失金額高達(dá)近350億美元，成為史上代價(jià)最昂貴災(zāi)難，這還未計(jì)入海嘯造成的損失。這項(xiàng)數(shù)額幾乎等同2010年全球保險(xiǎn)業(yè)的全世界整體災(zāi)損金額，或會(huì)迫

13、使保險(xiǎn)市場(chǎng)調(diào)高保費(fèi)。 a、巖層的原始狀態(tài)、巖層的原始狀態(tài)b、受力發(fā)生彎曲、受力發(fā)生彎曲c、巖層破裂發(fā)生震動(dòng)、巖層破裂發(fā)生震動(dòng)地球板塊運(yùn)動(dòng)地球板塊運(yùn)動(dòng) 板塊之間的相互作用力板塊之間的相互作用力 地殼中巖層變形地殼中巖層變形 變形積聚超過(guò)巖石所能承受的程度變形積聚超過(guò)巖石所能承受的程度 巖體就會(huì)發(fā)生突然斷裂或錯(cuò)動(dòng)巖體就會(huì)發(fā)生突然斷裂或錯(cuò)動(dòng) 地震地震 震源震源：地球內(nèi)部斷層錯(cuò)動(dòng)并引地球內(nèi)部斷層錯(cuò)動(dòng)并引起周圍介質(zhì)振動(dòng)的部位起周圍介質(zhì)振動(dòng)的部位 震中震中：震源正上方的地面位置震源正上方的地面位置 震中距震中距：地面某處至震中的水平距離地面某處至震中的水平距離 震源震源深度震 中等震線震中距震源深度震源深

14、度: 從震中到震源的距離從震中到震源的距離 震源深度在震源深度在70公里以內(nèi)的地震為淺源地震公里以內(nèi)的地震為淺源地震震源深度超過(guò)震源深度超過(guò)300公里的地震叫深源地震公里的地震叫深源地震震源深度介于震源深度介于70-300公里之間的地震為中源地震公里之間的地震為中源地震震中距在震中距在100公里公里-1000公里的稱為近震公里的稱為近震震中距超過(guò)震中距超過(guò)1000公里的稱為遠(yuǎn)震公里的稱為遠(yuǎn)震”。地震波地震波：地下巖體斷裂，錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)，并以波的形式從震源向外傳播，地下巖體斷裂，錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)，并以波的形式從震源向外傳播， 形成地震波形成地震波 地震波的組成：地震波的組成：體波體波：在地球內(nèi)部在地

15、球內(nèi)部 傳播的波傳播的波 面波面波：沿地球表面沿地球表面 傳播的波傳播的波 縱波縱波( (壓縮波壓縮波) )橫波橫波( (剪切波剪切波) )樂(lè)夫波樂(lè)夫波瑞雷波瑞雷波面波周期長(zhǎng)，振幅大；比體波衰減慢，能傳到很遠(yuǎn)的地方面波周期長(zhǎng)，振幅大；比體波衰減慢，能傳到很遠(yuǎn)的地方瑞雷波樂(lè)夫波壓縮波剪切波橫波周期較長(zhǎng)，振幅較大橫波周期較長(zhǎng)，振幅較大地震震級(jí)地震震級(jí) ：表示地震本身大小的一種度量；用周期表示地震本身大小的一種度量；用周期為為0.8s0.8s、阻尼系數(shù)為、阻尼系數(shù)為0.80.8和放大倍數(shù)為和放大倍數(shù)為28002800的標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)地震儀，在距震中地震儀，在距震中100km100km處記錄的以微米為單位

16、的處記錄的以微米為單位的最大水平地面位移最大水平地面位移A A的常用對(duì)數(shù)。的常用對(duì)數(shù)。近震震級(jí)近震震級(jí)M計(jì)算計(jì)算 ：M=logAM=logA 震級(jí)震級(jí)M與震源釋放能量之間的關(guān)系與震源釋放能量之間的關(guān)系 ：又稱為里氏震級(jí)又稱為里氏震級(jí) 式中式中 AA記錄圖上量得的以記錄圖上量得的以 m m為單位的最大水平位移；為單位的最大水平位移；logE=1.5M+11.8logE=1.5M+11.8地震烈度地震烈度：是指某一區(qū)域的地表和各類建筑物遭受某一次地震影響是指某一區(qū)域的地表和各類建筑物遭受某一次地震影響 的平均強(qiáng)弱程度的平均強(qiáng)弱程度 一般來(lái)說(shuō)，距離震中近，烈度就高；距離震中越遠(yuǎn)，烈度也越低一般來(lái)說(shuō)，

17、距離震中近，烈度就高；距離震中越遠(yuǎn)，烈度也越低 基本烈度基本烈度：指一個(gè)地區(qū)在一定時(shí)期（我國(guó)取指一個(gè)地區(qū)在一定時(shí)期（我國(guó)取5050年）內(nèi)在一般場(chǎng)地年）內(nèi)在一般場(chǎng)地 條件下按一定的概率（我國(guó)取條件下按一定的概率（我國(guó)取10%10%）可能遭遇到的最大地震烈度）可能遭遇到的最大地震烈度 1580 315 350 0 500sev250500sev140250sevsev140m5m5m35080m3等效剪切波速（m/s）場(chǎng) 地 類 型各類場(chǎng)地土的覆蓋層厚度表：土層等效剪切波速場(chǎng)地覆蓋層厚度場(chǎng)地類別確定根據(jù)：土層等效剪切波速seV nisiioseVddV1)/(/ 計(jì)算深度，取覆蓋層厚度和20m兩者

18、的較小值； 計(jì)算深度范圍內(nèi)土層的分層數(shù)； 第i層土的剪切波速； 第i層土的厚度。0dnsiVid剪切波速隨深度遞增的一般情況 適用于：當(dāng)計(jì)算深度以下有明顯的軟弱土夾層時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高場(chǎng)地類別計(jì)算 ：1d2d4d3d0d2sv3sv4sv1sv土的類型劃分和剪切波速范圍akf10層和高度30m以下的丙類建筑及丁類建筑 適用于：-由荷載試驗(yàn)等方法得到的地基土靜承載力特征值對(duì)于不同用途建筑物的抗震設(shè)防，應(yīng)根據(jù)其破壞后果加以區(qū)別對(duì)待對(duì)于不同用途建筑物的抗震設(shè)防，應(yīng)根據(jù)其破壞后果加以區(qū)別對(duì)待甲類建筑：重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑破壞會(huì)甲類建筑：重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑

19、破壞會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果導(dǎo)致嚴(yán)重的后果 ，其確定須經(jīng)國(guó)家規(guī)定的批準(zhǔn)權(quán)限批準(zhǔn)；，其確定須經(jīng)國(guó)家規(guī)定的批準(zhǔn)權(quán)限批準(zhǔn)；乙類建筑：地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的建筑；乙類建筑：地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的建筑；丙類建筑：一般建筑，包括除甲、乙、丁類建筑以外的一般工業(yè)與丙類建筑：一般建筑，包括除甲、乙、丁類建筑以外的一般工業(yè)與 民用建筑民用建筑丁類建筑：次要建筑，包括一般的倉(cāng)庫(kù)，人員較少的輔助建筑物等丁類建筑：次要建筑，包括一般的倉(cāng)庫(kù)，人員較少的輔助建筑物等我國(guó)我國(guó)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范將建筑物按其用途的重要性為四類：將建筑物按其用途的重要性為四類：第一水準(zhǔn)：當(dāng)遭受低于本地區(qū)設(shè)防烈度

20、的第一水準(zhǔn)：當(dāng)遭受低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震多遇地震 影響時(shí)，影響時(shí)， 建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用；建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用；第二水準(zhǔn)：當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)第二水準(zhǔn)：當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū) 設(shè)防烈度的地震設(shè)防烈度的地震 影響時(shí)，影響時(shí)， 建筑物可能損壞，但經(jīng)一般修理即可恢復(fù)正常使用；建筑物可能損壞，但經(jīng)一般修理即可恢復(fù)正常使用；第三水準(zhǔn)：當(dāng)遭受高于本地區(qū)設(shè)防烈度的第三水準(zhǔn)：當(dāng)遭受高于本地區(qū)設(shè)防烈度的 罕遇地震罕遇地震 影響時(shí)，影響時(shí)， 建筑物不致倒塌或發(fā)生危及生命安全的嚴(yán)重破壞。建筑物不致倒塌或發(fā)生危及生命安全的嚴(yán)重破壞。我國(guó)主要城鎮(zhèn)中心地區(qū)的抗震設(shè)防烈度我國(guó)主要城鎮(zhèn)

21、中心地區(qū)的抗震設(shè)防烈度 設(shè)計(jì)地震加速度值設(shè)計(jì)地震加速度值城鎮(zhèn)的設(shè)計(jì)地震分組城鎮(zhèn)的設(shè)計(jì)地震分組反映震源遠(yuǎn)近的影響反映震源遠(yuǎn)近的影響 我國(guó)采取我國(guó)采取6 6度起設(shè)防的方針，地震設(shè)防區(qū)面積約占國(guó)土面積的度起設(shè)防的方針，地震設(shè)防區(qū)面積約占國(guó)土面積的6060規(guī)范規(guī)定了：規(guī)范規(guī)定了：簡(jiǎn)化的兩階段設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)化的兩階段設(shè)計(jì)方法 ：第一階段設(shè)計(jì)：按多遇地震烈度第一階段設(shè)計(jì)：按多遇地震烈度 對(duì)應(yīng)的地震作用效應(yīng)對(duì)應(yīng)的地震作用效應(yīng) 和其它荷載效應(yīng)的組合驗(yàn)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的和其它荷載效應(yīng)的組合驗(yàn)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的 承載能力和結(jié)構(gòu)的彈性變形承載能力和結(jié)構(gòu)的彈性變形保證了第一水準(zhǔn)的強(qiáng)度要求和變形要求保證了第一水準(zhǔn)的強(qiáng)度要求和變形要求

22、第二階段設(shè)計(jì)：按罕遇地震烈度第二階段設(shè)計(jì)：按罕遇地震烈度 對(duì)應(yīng)的地震作用效應(yīng)驗(yàn)算結(jié)對(duì)應(yīng)的地震作用效應(yīng)驗(yàn)算結(jié) 構(gòu)的彈塑性變形構(gòu)的彈塑性變形保證結(jié)構(gòu)滿足第三水準(zhǔn)的抗震設(shè)防要求保證結(jié)構(gòu)滿足第三水準(zhǔn)的抗震設(shè)防要求目前一般認(rèn)為，良好的抗震構(gòu)造措施有助于實(shí)現(xiàn)第二水準(zhǔn)目前一般認(rèn)為，良好的抗震構(gòu)造措施有助于實(shí)現(xiàn)第二水準(zhǔn)底部剪力底部剪力法法振型分解振型分解反應(yīng)普法反應(yīng)普法時(shí)程分析時(shí)程分析法法高度不超過(guò)40m、以剪切變形為主、質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的多自由度結(jié)構(gòu)；近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)。先計(jì)算作用于結(jié)構(gòu)的總水平地震作用，即作用于結(jié)構(gòu)底部的剪力；將總水平地震作用按一定的規(guī)律在分配給各個(gè)質(zhì)點(diǎn)。（1）結(jié)構(gòu)的地震反

23、應(yīng)可用第一振型反應(yīng)表征； （2）結(jié)構(gòu)的第一振型為線性倒三角形， 即任意質(zhì)點(diǎn)的第一振型位移與其高度成正比圖 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化第一振型結(jié)構(gòu)總水平地震作用 1EkeqFG1相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期T1的水平地震影響系數(shù)。eqG結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值。Geq結(jié)構(gòu)等效總重力荷載; Gi集中于質(zhì)點(diǎn)i的重力荷載代表值； c等效系數(shù)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析，其大小與結(jié)構(gòu)的基本周期及場(chǎng)地條件有關(guān)。 當(dāng)結(jié)構(gòu)的基本周期小于0.75s時(shí)，可近似取0.85；對(duì)于單質(zhì)點(diǎn)體系等于1.0。適用于用底部剪力法計(jì)算地震作用的結(jié)構(gòu)的基本周期一般都小于0.75s，所以抗震規(guī)范規(guī)定對(duì)于多質(zhì)點(diǎn)體系取c=0.85；對(duì)于單質(zhì)點(diǎn)體系取c= 1.0。因此，多

24、質(zhì)點(diǎn)體系的等效總重力荷載即為：1neqiiGcG10.85neqiiGGs25. 0gT9 . 055 . 005. 09 . 0s433. 0T1s202. 0T2s136. 0T30976. 016. 0433. 025. 09 . 0max9 . 011TTg16. 0max216. 0max3取決于場(chǎng)地類型、建筑物的自振周期和阻尼比等諸多因素；反映這些因素與的關(guān)系曲線稱為反應(yīng)普曲線。設(shè)計(jì)地震分組場(chǎng)地類別IIIIIIIV第一組0.250.350.450.65第二組0.300.400.550.75第三組0.350.450.650.90表3.28特征周期值 Tg(s)max地震影響設(shè)防烈度6

25、789多遇地震0.040.08（0.12）0.16（0.24）0.32罕遇地震-0.50（0.72）0.90（1.20）1.40表3.26水平地震影響系數(shù)最大值根據(jù)假定，振型為倒三角形時(shí)( )iiiF tG H1iiiEknjjjG HFFG H上述公式的建立基于使用了結(jié)構(gòu)的基本周期和相應(yīng)的基本振型，對(duì)于基本周期較低的結(jié)構(gòu)，計(jì)算結(jié)果誤差較小。因此公式適用于基本周期T11.4 Tg 的結(jié)構(gòu)。對(duì)于周期較長(zhǎng)（ T1 1.4 Tg ）時(shí)，需考慮高振型影響的結(jié)構(gòu)，按上述公式計(jì)算的結(jié)果，結(jié)構(gòu)頂部的地震剪力偏小，還需進(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)的頂部，再將余下的部分按

26、倒三角形分配給各質(zhì)點(diǎn)。頂部附加的集中水平地震作用可表示為n 頂部附加地震作用系數(shù)；Fn 頂部附加水平地震作用。nnEkFF： 結(jié)構(gòu)基本周期 g1T4 . 1T ，則需在結(jié)構(gòu)頂部附加集中水平地震作用 EKFnnF結(jié)構(gòu)頂部附加地震作用系數(shù)1.多層鋼筋混凝土房屋和鋼結(jié)構(gòu)房屋按下表采用 n不考慮不考慮0.350.55)(sTg35. 055. 0gTT4 . 1107. 008. 01T01. 008. 01T02. 008. 01TgTT4 . 112.多層內(nèi)框架磚房 2 . 0n3.其它房屋可不考慮 表3.291(1)iiiEknnjjjG HFFG H10.85neqiiGG1EkeqFG底部剪

27、力法適用于重量和剛度沿高度分布均比較均勻的結(jié)構(gòu)當(dāng)建筑物有局部突出屋面的小建筑時(shí)，該部分結(jié)構(gòu)的重量和剛度突然變小，將產(chǎn)生鞭梢效應(yīng)，即局部突出小建筑的地震反應(yīng)有加劇的現(xiàn)象。 因此，按底部剪力法計(jì)算作用在小建筑上的地震作用，需乘以增大系數(shù)3 ；但是作用在小建筑上的地震作用向建筑主體傳遞時(shí)（或計(jì)算建筑主體的地震作用效應(yīng)時(shí)），則不乘增大系數(shù)。如圖結(jié)構(gòu)為三層剪切型結(jié)構(gòu)。s433. 0T1結(jié)構(gòu)處于8度區(qū)（地震加速度為0.20g），I類場(chǎng)地第一組，結(jié)構(gòu)阻尼比為0.05。試采用底部剪力法，求結(jié)構(gòu)在多遇地震下的最大底部剪力和最大頂點(diǎn)位移。已知：解：查 表 3.28 (特征周期值表) 和 3.26 （水平地震影響系數(shù)最大值表）得：