工程抗震辅导资料八

1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。工程抗震辅导资料八主题: 第三章结构的地震响应与地震作用( 第 67 节 )学习时间 :11 月 18 日 11 月 24 日内容 :这周我们将学习第三章中的第67 节, 这部分主要介绍竖向地震作用及结构抗震验算, 下面整理出的框架供同学们学习, 希望能够帮助大家更好的学习这部分知识。一、 学习要求1、 熟悉并掌握竖向地震作用的计算;2、 了解结构抗震计算原则、计算方法及结构扭转效应计算;3、 熟练掌握重力荷载代表值计算及结构抗震验算。二、 主要内容( 一) 竖向地震作用1、 计算范围震害调查表明, 在烈度较高的震中区, 竖向地震作

2、用对结构的破坏也会产生较大的影响。烟囱等高耸结构和高层建筑的上部结构在竖向地震的作用下, 因上下震动 , 而会出现受拉破坏, 对于大跨度结构 , 竖向地震引起的结构上下振动惯性力 , 相当于增加了结构的上下荷载作用。 因此 , 中国建筑抗震设计规范 ( GB50011- ) 规资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。定: 设防烈度为8 度和 9 度区域的大跨度屋盖结构、长悬臂结构、烟囱及类似高耸结构和设防烈度为9 度区域的高层建筑, 应考虑竖向地震作用。2、 竖向地震的特点( 1) 竖向地震反应谱与水平地震反应谱大致相同, 因此竖向地震影响系数谱与水平地震影响系数谱形状类

3、似。( 2) 高耸结构或高层建筑竖向基本周期很短, 一般处于地震影响系数最大值的周期范围内。( 3) 竖向地震动加速度峰值大约为水平地震加速度峰值的1/2 2/3, 因而能够近似取竖向地震影响系数最大值为水平地震影响系数最大值的65%。3、 9 度高层结构竖向地震作用计算可采用类似于水平地震作用的底部剪力法, 计算高层结构的竖向地震作用。即先确定结构底部总竖向地震作用, 再计算作用在结构各质点上的竖向地震作用, 公式为FEvkvmax GeqFvinGi H iFEvkG j H 2jj1式中 : FEvk 结构总竖向地震作用标准值;Fvi 质点 i 的竖向地震作用标准值;vmax 竖向地震影

4、响系数的最大值, 可取水平地震影响系数最大值的资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。65%;Geq 结构等效总重力荷载, 可取其重力荷载代表值的75%。计算楼层的竖向地震作用效应时, 可按各构件承受的重力荷载代表值的比例分配, 并宜乘以 1.5 的竖向地震动力效应增大系数。4、 平板型网架和屋架结构建筑抗震设计规范( GB50011- ) 规定 : 跨度小于120m 或长度小于 300m, 且规则的平板型网架屋盖和跨度大于24m 的屋架、屋盖横梁及托架的水箱地震作用标准值, 宜取其重力荷载代表值和竖向地震作用系数的乘积, 即FvvG式中 : Fv 竖向地震作用标准值;G

5、 重力荷载代表值;v 竖向地震作用系数, 按下表 1 采用。表 1竖向地震作用系数场地类别结构类别烈度、 平板型网架、8不考虑 ( 0.10)0.08( 0.12)0.10( 0.15)钢屋架90.150.150.20钢筋混凝土屋80.10( 0.15)0.13( 0.19)0.13( 0.19)架90.200.250.25注: 括号中数值用于设计基本地震加速度为0.30g 的地区。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。5、 长悬臂构件长悬臂构件和不满足4 中条件的大跨结构的竖向地震作用标准值 , 8 度和 9 度 , 取该结构、 构件重力荷载代表值的10%和 20%,

6、设计基本地震加速度为0.30g 时 , 可取该结构、构件重力荷载代表值的 15%。6、 竖向振型分解反应谱方法大跨度空间结构的竖向地震作用尚可按竖向振型分解反应谱方法计算。 竖向地震影响系数可采用水平地震影响系数的 65%。设计特征周期可按设计第一组采用。( 二) 结构抗震验算1、 结构抗震计算原则( 1) 一般情况下 , 应至少在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用并进行抗震验算, 各方向的水平地震作用全部由该方向抗侧力构件承担。( 2) 有斜交抗侧力构件的结构, 当相交角度大于15时 , 宜分别考虑各抗侧力构件方向的水平地震作用。( 3) 质量和刚度明显不对称的结构 , 应计入双向水

7、平地震作用下的扭转影响 ; 其它情况 , 应允许采用地震作用效应的方法计入扭转影响。( 4) 8 度和 9 度时的大跨度结构、长悬臂结构 , 以及 9 度时的高层建筑 , 应考虑竖向地震作用。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。2、 结构抗震计算方法( 1) 几种结构抗震计算方法介绍底部剪力法把地震作用看作时等效静力荷载, 计算结构最大地震反应, 是一种拟静力法。结构计算量小 , 可是因为忽略了高阶振型的影响 , 而且对第一振型也作了简化 ( 假定第一阶振型为直线 ) , 因此计算精度稍差。振型分解反应谱法利用振型分解的原理和反应谱理论进行结构最大地震反应分析 , 是

8、一种拟动力法。计算量稍大 , 但计算精度较好。计算误差主要来自于振型组合时关于地震动随机特性的假定。时程分析法选用一定的地震波 , 直接输入到所设计的结构 , 然后对结构的运动平衡微分方程进行数值积分 , 求得结构在整个地震时程范围内的地震反应。时程分析法有两种 , 一种是振型分解法 , 另一种是逐步积分法。时程分析法是一种完全动力法, 计算量大 , 而计算精度高。可是时程分析法计算的是某一确定地震动的时程反应, 无法像底部剪力法和振型分解反应谱法那样考虑不同地震动时程记录的随机性。底部剪力法、 振型分解反应谱法和振型分解时程分析法 , 因建立在结构的动力特性基础上 , 只适用于结构弹性地震反

9、应分析。而资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。逐步积分时程分析法, 则不但适用于结构非弹性地震反应分析, 也适用于作为非弹性特例的结构弹性地震反应分析。推覆验算推覆验算 (push over 分析 ), 又称为”静力弹塑性分析方法”。优点 : 能够估计结构和构件的非线性变形, 比承载力方法接近实际。缺点 : 地震的动力效应近似等效为静态荷载。选取不同的水平荷载分布形式, 计算结果存在一定的差异, 为最终结果的判断带来了不确定性。动力弹塑性分析( 2) 计算方法选用原则采用什么方法进行抗震设计, 可根据不同的结构和不同的设计要求分别对待。在小震 ( 多遇地震 ) 作用下

10、 , 结构的地震反应是弹性的, 可按弹性分析方法进行计算; 在大震 ( 罕遇地震 ) 作用下 , 结构的地震反应是非弹性的, 则要按非弹性分析方法进行抗震计算。对于规则、简单的结构 , 可采用简化的方法进行抗震计算; 对于不规则、复杂的结构 , 则应采用较精确的方法进行计算。对于次要结构 , 可按简化的方法进行抗震计算; 对于重要结构 ,则应采用精确方法进行计算。为此 , 中国建筑抗震设计规范规定, 各类建筑结构的抗震计算采用下列方法:资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。高度不超过40m, 以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构, 以及近似于单质点体系的结构, 可采用底部剪力法。除外的建筑结构, 宜采用振型分解反应谱法。特别不规则建筑、甲类建筑和表2 中范围的高层建筑, 应采用时程分析法进行多遇地震下的补充验算。表 2 采用时程分析法的房屋高度范围烈度、 场地类别房屋高度范围 ( m)8 度、类场地和 7度1008 度、 类场地809 度60计算罕遇地震作用下的变形, 应采用简化的弹塑性分析方法或弹塑性时程分析方法。( 3) 采用时