大學(xué)課件-建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)2.1 計(jì)算原理

第二章結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算

2.1

計(jì)算原則

2.2

地震作用

2.3

設(shè)計(jì)反應(yīng)譜2.4

振型分解反應(yīng)譜法2.5

底部剪力法

2.6

結(jié)構(gòu)豎向地震作用

2.7

結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算2.1

計(jì)算原則抗震計(jì)算包括：（1）地震作用計(jì)算；（2）結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算

。計(jì)算步驟（1）計(jì)算結(jié)構(gòu)地震作用；（2）計(jì)算結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的地震作用效應(yīng)；（3）與其他荷載進(jìn)行組合；（4）驗(yàn)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、變形（小震不壞、中震可修、大震不倒

）。其中:(1)地震作用的計(jì)算:彈性反應(yīng)譜理論；(2)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析:線彈性理論；(3)結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面抗震驗(yàn)算:各種靜力設(shè)計(jì)規(guī)范方法和基本指標(biāo);(4)脆性結(jié)構(gòu)（無(wú)筋砌體）：抗震構(gòu)造措施上加強(qiáng)；(5)延性結(jié)構(gòu)（易倒塌結(jié)構(gòu)）：薄弱層彈塑性變形驗(yàn)算。一

、各類建筑結(jié)構(gòu)的地震作用（1）建筑結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算水平地震作用并進(jìn)行抗震驗(yàn)算，不耦聯(lián)；（2）有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，角度>15o時(shí)，分別計(jì)算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用；（3）質(zhì)量和剛度分布明顯不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，計(jì)入雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響；（4）8度和9度時(shí)的大跨度結(jié)構(gòu)(跨度>24米的屋架)、長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)(1.5以上的懸挑陽(yáng)臺(tái)等)，9度時(shí)的高層建筑，應(yīng)計(jì)算豎向地震作用。二

、各類建筑結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算基本方法:底部剪力法、振型分解反應(yīng)譜法；補(bǔ)充方法:時(shí)程分析法?！兑?guī)范》規(guī)定的以下三種方法：(1)高度≤40米的，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛

度沿高度分布均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似單質(zhì)點(diǎn)體

系的結(jié)構(gòu)，宜采用底部剪力法；(3)特別不規(guī)則building(平面、豎向不規(guī)則，有

表)、甲類建筑和規(guī)范所列高度范圍的高層建(2)除1外

?振型分解反應(yīng)譜法；筑

?時(shí)程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算；?按場(chǎng)地類別選取2條以上實(shí)際強(qiáng)震記錄曲線和1條人工模擬波。(4)

罕遇地震下結(jié)構(gòu)的變形，采用簡(jiǎn)化的

彈塑性分析方法或彈塑性時(shí)程分析法；(5)采用隔震和消能減震設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)，

應(yīng)采用第四章的方法進(jìn)行計(jì)算

。

三、地基與結(jié)構(gòu)相互作用的影響地基與結(jié)構(gòu)的相互作用表現(xiàn)在兩個(gè)方面：(1)結(jié)構(gòu)對(duì)地基的反饋?zhàn)饔?/p>

放大了接近結(jié)

構(gòu)自振頻率的分量，導(dǎo)致

削減；(2)地基變形改變結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性：周期增

大，阻尼增大，位移增大，結(jié)構(gòu)所受的

地震作用下降。?αmax相互作用的影響范圍

（1）上部結(jié)構(gòu)剛度較大，而地基剛度相

對(duì)較小，非常顯著；（2）上部結(jié)構(gòu)剛度較小，而地基剛度相

對(duì)較大，相互作用趨于消失。H/B<3的結(jié)構(gòu)，各樓層地震剪力的折減系數(shù)——按剛性地基假定確定的結(jié)構(gòu)基本自

振周期——計(jì)入地基與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的附

加周期)0.9

T1T1+?Tψ

=

(

T1?T(2-1)款規(guī)定折減，頂部不折減，中間各層按線性插值；(3)折減后各樓層的水平地震力，應(yīng)符合規(guī)范相關(guān)規(guī)定。(2)H/B≥3的結(jié)構(gòu)，底部的地震剪力按（1）四、結(jié)構(gòu)樓層水平地震剪力的分配(1)現(xiàn)澆和裝配整體式鋼筋砼樓、屋蓋，按抗側(cè)力構(gòu)件等效K。(2)木樓、屋蓋等柔性建筑，宜按抗側(cè)力構(gòu)件從屬面積上重力荷載代表值的比例分配。(3)普通的預(yù)制裝配式鋼筋混凝土半剛性樓、屋蓋的建筑，可取上述兩種分配法結(jié)果的平均值。(4)考慮空間作用、樓蓋變形、墻體彈塑性變形和扭轉(zhuǎn)的影響時(shí)，適當(dāng)調(diào)整。五、結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的基本原則1、6度時(shí)的建筑（建造于Ⅳ類場(chǎng)地上較高的

高層建筑除外），允許不進(jìn)行截面抗震驗(yàn)

算，但應(yīng)符合有關(guān)的抗震措施要求；2、6度時(shí)建造于Ⅳ類場(chǎng)地上較高的高層建

筑，7度和7度以上的建筑結(jié)構(gòu)

多遇地震

作用下的截面抗震驗(yàn)算；?3、對(duì)于鋼筋混凝土框架、框架－抗震墻、

框架－核心筒、抗震墻、筒中筒和多、

高層鋼結(jié)構(gòu)，除按規(guī)定進(jìn)行多遇地震作

用下的截面抗震驗(yàn)算外，尚應(yīng)進(jìn)行罕遇

地震作用下的變形驗(yàn)算；4、結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下薄弱層的彈塑性變形驗(yàn)算，符合下列要求：(1)規(guī)范規(guī)定了一些結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算；(2)規(guī)范規(guī)定了一些結(jié)構(gòu)宜進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算

；(3)彈塑性變形計(jì)算可采用下列方法：a)不超過(guò)12層且剛度無(wú)突變的鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)、單層鋼筋混凝土柱廠房可采用本章的簡(jiǎn)化計(jì)算方法；b)除第a)款外，可采用靜力彈塑性方法或彈塑性時(shí)程分析法等；c)規(guī)則結(jié)構(gòu)可采用彎剪層模型或平面桿系模型，屬于表2－1、2－2規(guī)定的不規(guī)則結(jié)構(gòu)應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)模型。V

Eki

>

λ∑G

j5、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：

nj=i

V