抗震驗算課件

1、抗震驗算時如何考慮三維運動影響？何時考慮豎向地震作用？ 土木3班:翁偉海1地震面運動是三維運動結構在地震狀態(tài)下處于彈性狀態(tài)下：對結構的影響分解為三個一維地面運動。即可分為水平和豎向地震反應靜力理論階段-靜力法1920年，由日本大森房吉提出假設建筑物為絕對剛體。地震作用：將F作為靜荷載計算結構的地震效應。但只適用于低矮且剛度較大的建筑。不適用高柔的建筑。 單自由度彈性體系的水平地震作用一、單自由度體系的水平地震作用 對于單自由度體系，把慣性力看作反映地震對結構體系影響的等效力，用它對結構進行抗震驗算。結構在地震持續(xù)過程中經(jīng)受的最大地震作用為-集中于質(zhì)點處的重力荷載代表值；-重力加速度-動力系數(shù)-

2、地震系數(shù)-水平地震影響系數(shù)的 由上式可知，當?shù)卣鹨欢〞r， 僅是 的函數(shù)，反映結構本身動力效應，也可以繪出 曲線，稱動力系數(shù)反應譜曲線或譜曲線，形狀與 曲線完全一致。 反應譜曲線的形狀與建筑場地類別、震級、地震波、震中距等因素有關。GBJ11-89規(guī)范和新規(guī)范都取 。 反映基本烈度的大小，基本烈度愈高k 愈大。 k 值與結構性能無關，當設防烈度給定，k 是個常數(shù)?；玖叶让吭黾右欢?， k 值增加一倍。 地震系數(shù) k 與基本烈度的關系 0.400.200.100.059876基本烈度k，當?shù)卣鸾o定后， 是 的函數(shù)， 與基本烈度的關系 0.900.450.230.119876基本烈度maxa2地震作

3、用計算方法由于地震作用的復雜和發(fā)生強度不確定，結構體形等差異。地震作用的計算方法不同，分為簡單法和精細法主要有：1底部剪力法2振型分解反應譜法3時程分析法4靜力彈塑性法 3.出屋面小建筑的尺寸不宜過大（寬度b大于高度h且出屋面高度與總高度之比滿足h/H1/5），局部縮進的尺寸也不宜大（縮進后的寬度B1與總寬度B之比滿足 ）；bhHB 4.樓層內(nèi)抗側力構件的布置和質(zhì)量的分布要基本對稱； 5.抗側力構件在平面內(nèi)呈正交（夾角大于75度）分布，以便在兩個主軸方向分別進行抗震分析； 6.平面局部突出的尺寸不大（局部伸出部分在長度方向的尺寸l大于寬度方向的尺寸b，且寬度b與總寬度B之比滿足b/B1/5-1

4、/4）； 對于不滿足規(guī)則要求的建筑結構，則不宜將底部剪力法作為設計依據(jù)。否則，要采取相應的調(diào)整，使計算結果合理化。bBlbBlbBllbBl地震反應譜結構豎向地震作用豎向地震運動是可觀的： 根據(jù)觀測資料的統(tǒng)計分析，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，甚至有時可達1.6。豎向地震作用的影響是顯著的： 根據(jù)地震計算分析，對于高層建筑、高聳及大跨結構影響顯著。結構豎向地震內(nèi)力NE/與重力荷載產(chǎn)生的內(nèi)力NG的比值沿高度自下向上逐漸增大，烈度為8度時為50%至90%，9度時可達或超過1；335m高的電視塔上部，8度時為138%；高

5、層建筑上部，8度時為50%至110%。一、概述 規(guī)范規(guī)定：8、9度時的大跨度和長懸臂結構及9度時的高層建筑，應計算豎向地震作用。 地震時地面運動是多分量的。宏觀地震現(xiàn)象表明，在高烈度區(qū)，地震動豎向加速度分量對建筑破壞狀態(tài)和破壞程度的影響是明顯的。另據(jù)調(diào)查，強烈地震時人們感到先上下顛簸，后左右搖晃。從實測看，一般 ，也曾記錄到 ，而記錄到 。所以豎向地震作用也是結構抗震設計中需要考慮的一種作用。 目前，國外抗震設計規(guī)定中要求考慮豎向地震作用的結構或構件有： 1.長懸臂結構； 2.大跨度結構； 3.高聳結構和較高的高層建筑； 4.以軸向力為主的結構構件（柱或懸掛結構）； 5.砌體結構； 6.突出于

6、建筑頂部的小構件。 我國抗震設計規(guī)范規(guī)定前三類結構要考慮向上或向下豎向地震作用的不利影響。二、豎向地震作用計算方法目前，豎向地震作用有以下三種計算方法： （1）靜力法取結構或構件重量的一定百分數(shù)作為地震作用，并考慮上、下兩個方向。此法簡單、不計算豎向自振周期和振型 （2）豎向地震反應譜法按反應譜方法計算豎向地震作用。此法較合理，然而要計算結構的豎向自振特性，并需要建立相應的豎向地震反應譜。 （3）水平地震作用折減法此法認為結構的豎向地震反應與水平地震反應直接相關，取結構或構件所受的豎向地震作用為水平作用的一個百分數(shù)。由于豎向地面運動與水平地面運動的頻率成份不同，結構豎向振動特性也不同，所以豎向

7、地震作用與水平地震作用并無直接關系。此法不甚合理。 此外，結構的豎向地震反應譜也可采用時程分析法求解，但計算量較大。在我國根據(jù)豎向地震反應譜和時程分析法的結果進行統(tǒng)計分析，獲得了高聳結構和大跨度結構豎向地震作用的實用簡化分析法擬靜力法。此法為現(xiàn)行規(guī)范采用。 1、豎向地震反應譜類場地豎向地震平均反應譜與水平地震平均反應譜我國學者對豎向地震反應譜（共257條）進行研究，結果表明： （1）標準化的豎向譜與水平譜具有相同的規(guī)律性，場地類別對譜的形狀有很大影響，也是決定譜形狀的重要參數(shù)，兩種譜曲線的變化趨勢和形狀十分接近。 （2）豎向譜的峰值 與水平譜的峰值 差不多。 （3）在短周期區(qū)段（ ），豎向譜比

8、水平譜值約大20%。 統(tǒng)計結果表明：加速度 我國規(guī)范取 。 -豎向地震作用系 數(shù)，按表采用；-重力荷載代表值。（2）平板型網(wǎng)架屋蓋和跨度大于24m屋架采用靜力法規(guī)范規(guī)定：平板型網(wǎng)架屋蓋和跨度大于24m屋架的豎向地震 作用標準值宜取其重力代表值和豎向地震作用系 數(shù)的乘積； 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)可不計算（0.10)8、 鋼筋混凝土屋架平板型網(wǎng)架鋼屋架結構類型烈度場地類別注：括號中數(shù)值分別用于設計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區(qū)。（3）長懸臂和其它大跨度結構靜力法 長懸臂和其它大跨度結構的豎向地震作用標準值，8度和9度可分別取該結構、構件重力荷載代表值的10%和20%，設計基本地震加速度為0.3g時，可取該結構、構件重力荷載代表值的15%。 一、結構抗震計算原則結構抗震驗算各類建筑結構的抗震計算應遵循下列原則： 1、一般情況下，可在建筑結構的兩個主軸方向分別考慮水平地震作用并進行抗震驗算，各方向的水平地震作用應由該方向抗側力構件承擔。 2、有斜交抗側力構件的結