結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算

結(jié)構(gòu)抗震變形驗(yàn)算(一)多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)抗震變形驗(yàn)算框架和框架一抗震墻結(jié)構(gòu)宜進(jìn)行多遇地震作用下結(jié)構(gòu)的抗震變形驗(yàn)算，其層間彈性位移應(yīng)符合下式要求：△ueS〔Q〕H (2—5—3—67)式中：—一多遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的層間彈性位移，計(jì)算時(shí)，水平地震影響系數(shù)最大值應(yīng)按表2—5—3—7采用，各作用分項(xiàng)系數(shù)均應(yīng)采用1.0，鋼筋混凝土構(gòu)件可取彈性剛度；〔氏〕層間彈性位移角限值，可按表2—5—3—13米用； H 層高。層間彈性位移角限值表2—5—3—13結(jié)構(gòu)類型條件［隔框架考慮磚填充墻抗側(cè)力作用1/550其它1/450框架 抗震墻裝修要求高的公共建筑1/800其它1/650按照結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算層間彈性位移的公式如下:I振型 2振型 3振型 /撮型圖2—5—3—71.不考慮扭轉(zhuǎn)影響時(shí)的彈性層間位移底部剪力法:

△Uj=V/k(2—5—3—68)△Uj=V/kj^G恥一耳)S+ n n振型分解反應(yīng)譜法:(2—5—3—69)△Uj尸Uj'i-Uj,振型分解反應(yīng)譜法:(2—5—3—69)△Uj尸Uj'i-Uj,i-1〔K〕{Uj}={FEj}式中：Am i層的彈性層間位移V一一i層的地震剪力設(shè)計(jì)值（Ye=1.0）K.一一i層的彈性側(cè)移剛度i△Uji j振型i層的層間位移u.. j振型i層的側(cè)向位移ji〔K〕一一結(jié)構(gòu)彈性側(cè)移剛度矩陣{Uj} j振型側(cè)移向量（由n個(gè)片分量組成）{FEj} j振型水平地震作用向量（由n個(gè)Fji分量組成）2?考慮扭轉(zhuǎn)影響的彈性層間位移心）魔心位直（b）f層第醴三個(gè)地產(chǎn)作用. 腕心位移?S.jiyi(2—5—3—70)x方向構(gòu)件u..=u..ji Xjiy方向構(gòu)件u..=u..ji yji?S.

jiXi式中：{uxj} j振型x方向質(zhì)心位移向量（n個(gè)u組成）;XJ XJI{UyJ J振型y方向質(zhì)心位移向量（n個(gè)Uyjj組成）；{ ” J振動(dòng)扭轉(zhuǎn)角向量（n個(gè)jj組成）；sy——i層質(zhì)心至x方向構(gòu)件的垂直距離；Sxj一一i層質(zhì)心至y方向構(gòu)件的垂直距離；e——斜向構(gòu)件與x方向的夾角；sfli一一i層質(zhì)心至e方向構(gòu)件的垂直距離，當(dāng)e=o時(shí)；eisei=-syi，e=n/2時(shí)，sei=sxi；{仃}一一J振型地震作用向量（x、y和扭轉(zhuǎn)角方向，3n階）；[K]一一結(jié)構(gòu)考慮扭轉(zhuǎn)的剛度矩陣（3nx3n階）；妝一一J振型與k振型的耦連系數(shù)。3?平面結(jié)構(gòu)考慮轉(zhuǎn)角影響的彈性層間位移㈣叫〔用牛振型）（2—5—3—71）△uJi=uJ，i-UJ，i-i-eJ，i-ihihl&怠.;?二＜式中：{0j}j振型樓層轉(zhuǎn)角向量；[Kx]——結(jié)構(gòu)x方向水平剛度；[KJ 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度；[Kx0]一一結(jié)構(gòu)平移轉(zhuǎn)動(dòng)耦連剛度；0 j層的層高；{MEj}—一j振型水平地震作用形成的傾覆力矩。4.考慮扭轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)角影響的彈性層間位移同3,但求解勺的剛度矩陣包括轉(zhuǎn)動(dòng)剛度的4nx4n階;地震作用向量包括x.y方向平動(dòng)地震作用分量、扭轉(zhuǎn)地震作用分量和地震傾覆力矩分量，為4n階。當(dāng)不考慮轉(zhuǎn)角影響時(shí)，計(jì)算偏于安全。(二)罕遇地震作用下的結(jié)構(gòu)抗震彈塑性變形驗(yàn)算結(jié)構(gòu)彈塑性變形驗(yàn)算是在罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)層間變形不超過(guò)防倒塌容許值的驗(yàn)算，體現(xiàn)''大震不倒''的設(shè)防目標(biāo)，是變形能力極限狀態(tài)驗(yàn)算。計(jì)算模型采用以層間變形為主要分析對(duì)象而比結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析較為簡(jiǎn)單的模型。作用效應(yīng)組合僅考慮罕遇地震作用下的層間變形，不考慮其他荷載下產(chǎn)生的變形。1?結(jié)構(gòu)抗震彈塑性變形的控制與計(jì)算在多遇地震烈度下處于彈性階段的結(jié)構(gòu)，而且是接近或達(dá)到屈服，延性結(jié)構(gòu)只能通過(guò)發(fā)展塑性變形來(lái)消耗地震輸入能量。若結(jié)構(gòu)的變形能力不足，勢(shì)必發(fā)生倒塌，因此需要計(jì)算結(jié)構(gòu)在此強(qiáng)震作用下的變形，以校核結(jié)構(gòu)的抗震安全性。結(jié)構(gòu)在彈性階段地震位移的計(jì)算方法對(duì)于超過(guò)12層的建筑和甲類建筑，可采用時(shí)程分析法，對(duì)于不超過(guò)12層且層剛度無(wú)突變的框架結(jié)構(gòu)、填充墻框架結(jié)構(gòu)及單層鋼筋混凝土柱廠房可采用下述簡(jiǎn)化計(jì)算法。2?下列結(jié)構(gòu)宜進(jìn)行高于本地區(qū)設(shè)防烈度預(yù)估的罕遇地震作用下的薄弱層的抗震變形驗(yàn)算。8度III、IV類場(chǎng)地和9度時(shí)，高大的單層鋼筋混凝土柱廠房的橫向排架；7?9度時(shí)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)小于0.5的框架結(jié)構(gòu)、底層框架磚房；甲類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)為按構(gòu)件實(shí)際配筋和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的樓層受剪承載力和樓層彈性地震剪力的比值;對(duì)排架柱指按實(shí)際配筋面積、材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和軸向力計(jì)算的正截面受彎承載力與彈性地震彎矩的比值。3?計(jì)算罕遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，水平地震影響系數(shù)應(yīng)按圖2—5—3—2采用，其最大值按表2—5—3—14米用。

圖2-5-3-2地震影響系數(shù)曲線a—地震影響系數(shù)；a—地震影響系數(shù)最大值；T—結(jié)構(gòu)自振周期；T—特征周期，根據(jù)場(chǎng)地類max g別和近震，遠(yuǎn)震，應(yīng)按表2-5-3-7采用管道基礎(chǔ)表3—2—3—7罕遇地震作用的水平地震影響系數(shù)最大值表2—5—3—14烈度789amax0.500.901.404?結(jié)構(gòu)層間彈塑性層間位移的簡(jiǎn)化計(jì)算法樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)與結(jié)構(gòu)薄弱層的確定結(jié)構(gòu)彈性層間位移主要取決于樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)的大小及樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)沿房屋高度的分布情況。結(jié)構(gòu)第i層的樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)i)可用下式表示：Ey(i)=vy(i)/ve(i) (2—5—3—72)式中：vy(i)—一按構(gòu)件實(shí)際配筋及材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的i層受剪承載力；ve(i)——第i層的彈性地震剪力，計(jì)算時(shí)，水平地震影響系數(shù)最大值ama應(yīng)采用罕遇地震時(shí)的e maamax。對(duì)于j沿高度分布不均勻的結(jié)構(gòu)，在地震作用下，在j最小或相對(duì)較小的樓層率先屈服，出現(xiàn)較大的彈性層間位移，其他各層的層間位移則相對(duì)較小，接近于按完全彈性反應(yīng)計(jì)算的結(jié)果。j相對(duì)愈小，彈塑性位移愈大，稱此塑性變形集中的樓層為結(jié)構(gòu)薄弱層，對(duì)于j沿高度分布均勻的結(jié)構(gòu)，薄弱層多發(fā)生在底層，對(duì)于單層廠房，薄弱層往往在上柱。計(jì)算公式多層結(jié)構(gòu)排架柱E=Va/V E=Ma/MRy y，e = y，eVay樓層實(shí)際的受剪承載力，各類結(jié)構(gòu)方法不同Ve罕遇地震下的樓層彈性剪力(Ye=1.0)My排架柱實(shí)際的正截面受彎承載力a同一截面在罕遇地震下的彈性彎矩(Ye=1.0)Me薄弱層的位置:項(xiàng)次薄弱層位置Ey基本均勻的結(jié)構(gòu)可取底層一般多層結(jié)構(gòu)取Ey最小和相對(duì)較小的樓層；Ey(i)<0.5[Ey(i+i)+Ey(i-1)]Ey(n)<E/n-1),Ey(l)<Ey(2)單層廠房排架可取階形柱的上柱底層框架磚房取底層結(jié)構(gòu)薄弱層層間彈塑性位移的簡(jiǎn)化計(jì)算多層剪切型結(jié)構(gòu)薄弱層的層間彈塑性層間位移與彈性位移之間有相對(duì)穩(wěn)定的關(guān)系，因此層間彈塑性層間位移可由層間彈性位移乘以修正系數(shù)得之：△up=npg(2—5—3—73)式中：AUp——層間彈塑性位移；△ue一一罕遇地震作用下，按彈性分析的層間位移，對(duì)于第i層為：△ue(i)=ve(i)/kj(2—5—3—74)ve(i)一一i層的彈性地震剪力；k.一一i層的層間剛度；I Fn一一彈塑性位移增大系數(shù)，當(dāng)薄弱層的屈服強(qiáng)度系數(shù)不小于相鄰層該系數(shù)平均值的0.8時(shí)，p可按表2—5—3—15采用；當(dāng)不大于該平均值的0.5時(shí)，可按表內(nèi)相應(yīng)數(shù)值的1.5倍采用;其他情況可采用內(nèi)插法取值。彈塑性位移增大系數(shù)表2—5—3—15結(jié)構(gòu)類別總層數(shù)n或部位0.50.40.30.2多層均勻結(jié)構(gòu)2?41.301.401.602.105?71.501.651.802.408?121.802.002.202.80單層廠房上柱1.301.602.002.60薄弱層在罕遇地震作用下的彈性層間位移，在計(jì)算時(shí)amax需取罕遇地震的數(shù)值?；颉鱑pMpAUyMnp/EyAUy(2—5—3—75)式中：AUy層間屈服位移；M——樓層延性系數(shù)；結(jié)構(gòu)薄弱層的抗震變形驗(yàn)算抗震變形驗(yàn)算，要求結(jié)構(gòu)的層間彈塑性位移小于層間變形能力。如將結(jié)構(gòu)的變形能力用層間位移角表達(dá)，則應(yīng)滿足下式要求，即：

△UpS〔ep〕H(2—5—3—76)式中：H——薄弱層的層高或單層廠房的上柱高度；〔切〕一一層間彈塑性位移角限值，可按表2—5—3—16采用，對(duì)框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)軸壓比小于0.4時(shí)，可提高10%，當(dāng)柱子全高的箍筋構(gòu)造采用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范表6.3.10中的上限值時(shí)，可提高20%，但累計(jì)不超過(guò)25%。第?階段設(shè)汁1 ： 11r~結(jié)構(gòu)的實(shí)際強(qiáng)匱罕遇她層卜的屈服強(qiáng)度系數(shù) |博弱層成簿弱部位1--I Z"左變位角g兪算t1TfTJ ，-F—sidb(不含格K提臨薄弱卩厶，tFTJ工能h哎強(qiáng)度飩1圖2—5—3—10第二階段設(shè)計(jì)流程圖層間彈塑性位移角限值表2—5—3—16結(jié)構(gòu)類別[ep單層鋼筋混凝土排架1/30框架和填充墻框架1