建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中國地質(zhì)大學

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

Seismicdesignofbuildings

主講：張美霞中國地質(zhì)大學（武漢）工程學院土木系第3章結(jié)構(gòu)地震反應分析和抗震驗算3.1概述3.2單自由度彈性體系的地震反應分析3.3單自由度彈性體系的水平地震作用及其反應譜3.4多自由度彈性體系地震反應分析的振型分解法3.5多自由度體系的水平地震作用3.6結(jié)構(gòu)的地震扭轉(zhuǎn)效應3.8結(jié)構(gòu)豎向地震作用3.10結(jié)構(gòu)的抗震驗算本章是全課的重點！！3.1概述

3.1.1幾個概念

1、結(jié)構(gòu)地震作用：是指地面震動在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生動力荷載，俗稱為地震荷載，屬于間接作用。2、結(jié)構(gòu)地震反應：由地震引起的結(jié)構(gòu)振動，包括結(jié)構(gòu)的位移反應、速度反應、加速度反應及內(nèi)力和變形等。3、結(jié)構(gòu)動力特性：結(jié)構(gòu)的自振周期、振動頻率、阻尼、振型等。4、結(jié)構(gòu)的地震反應分析：是結(jié)構(gòu)地震作用的計算方法，應屬于結(jié)構(gòu)動力學的范疇。3.1.2建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計步驟1、計算結(jié)構(gòu)的地震作用—地震荷載；2、計算結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的地震作用效應—M、Q、N及位移；3、地震作用效應與其他荷載效應進行組合、驗算結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的抗震承載力及變形。地震作用和結(jié)構(gòu)抗震驗算是建筑抗震設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，是確定所設(shè)計的結(jié)構(gòu)滿足最低抗震設(shè)防安全要求的關(guān)鍵步驟。由于地震作用的復雜性和地震作用發(fā)生的強度的不確定性，以及結(jié)構(gòu)和體形的差異等，地震作用的計算方法是不同的。3.1.3結(jié)構(gòu)抗震理論的發(fā)展一個世紀以來，結(jié)構(gòu)地震反應計算方法的發(fā)展，大致可以劃分為三個階段：1、靜力理論階段---靜力法1920年，由日本大森房吉提出。假設(shè)建筑物為絕對剛體，結(jié)構(gòu)所受的水平地震作用，可以簡化為作用于結(jié)構(gòu)上的等效水平靜力F，其大小等于結(jié)構(gòu)重力荷載G的k倍，即——地震系數(shù)：反映震級、震中距、地基等的影響3.1.3結(jié)構(gòu)抗震理論的發(fā)展——續(xù)缺點：（1）沒有考慮結(jié)構(gòu)的動力特性；（2）認為地震時結(jié)構(gòu)上任一點的振動加速度均等于地面運動的加速度，這意味著結(jié)構(gòu)剛度是無限大的，即結(jié)構(gòu)是剛性的。2、反應譜理論階段地震反應譜：單自由度彈性體系在地震作用下其最大的反應與自振周期的關(guān)系曲線稱為地震反應譜。1943年美國皮奧特（M.A.Biot）發(fā)表了以實際地震記錄求得的加速度反應譜，提出的“彈性反應譜理論”。

3.1.3結(jié)構(gòu)抗震理論的發(fā)展——續(xù)按照反應譜理論，作為一個單自由度彈性體系結(jié)構(gòu)的底部剪力或地震作用為：按靜力計算方法計算結(jié)構(gòu)的地震效應。由于反應譜理論正確而簡單地反映了地震特性以及結(jié)構(gòu)的動力特性，從而得到了國際上廣泛的承認。實際上到50年代，反應譜理論已基本取代了靜力法。目前，世界上普遍采用此方法。

3.1.3結(jié)構(gòu)抗震理論的發(fā)展——續(xù)

3.動力分析階段---時程分析法大量的震害分析表明，反應譜理論雖考慮了振幅和頻譜兩個要素，但只解決了大部分問題，地震持續(xù)時間對震害的影響始終在設(shè)計理論中沒有得到反映。這是反應譜理論的局限性。時程分析法將實際地震加速度時程記錄作為動荷載輸入，進行結(jié)構(gòu)的地震響應分析。不僅可以全面考慮地震強度、頻譜特性、地震持續(xù)時間等強震三要素，還進一步考慮了反應譜所不能概括的其它特性。時程分析法用于大震分析計算，借助于計算機計算。3.1.4我國規(guī)范采用的結(jié)構(gòu)地震反應分析方法我國規(guī)范與各類型結(jié)構(gòu)相應的地震作用分析方法：不超過40m的規(guī)則結(jié)構(gòu)：底部剪力法；一般的規(guī)則結(jié)構(gòu)：兩個主軸的振型分解反應譜法；質(zhì)量和剛度分布明顯不對稱結(jié)構(gòu)：考慮扭轉(zhuǎn)或雙向地震作用的振型分解反應譜法8、9度時的大跨、長懸臂結(jié)構(gòu)和9度的高層建筑，考慮豎向地震作用；特別不規(guī)則、甲類和超過規(guī)定范圍的高層建筑：一維或二維時程分析法的補充計算。3.2單自由度彈性體系的地震反應分析

3.2.1計算簡圖

等高單層廠房和公路高架橋、水塔等，將該結(jié)構(gòu)中參與振動的所有質(zhì)量全部折算至屋蓋處，而將墻、柱視為一個無重量的彈性桿，這樣就形成了一個單質(zhì)點體系。當該體系只作單向振動時，就形成了一個單自由度體系。假定地基不產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，而把地基的運動分解為一個豎向和兩個水平方向的分量，然后分別計算這些分量對結(jié)構(gòu)的影響。3.2.2運運動動方方程程1、、水水平平方方向向的的振振動動時時的的運運動動方方程程的的建建立立：地面（基礎(chǔ)）的水平位移：質(zhì)點對地面的的相對位移：質(zhì)點的總位移：質(zhì)點的絕對加速度取質(zhì)質(zhì)點點為為隔隔離離體體，，作作用用在在質(zhì)質(zhì)點點上上的的力力慣慣性性力力：：彈性性恢恢復復力力：：阻尼尼力力：：（（粘粘滯滯阻阻尼尼理理論論））3.2.2運運動動方方程程————續(xù)續(xù)根據(jù)據(jù)達達朗朗貝貝爾爾原原理理，，運運動動方方程程為為：：進一一步步簡簡化化為為：：這是是一一個個二階階常常系系數(shù)數(shù)非非齊齊次次微微分分方方程程。令令方方程程式式左左邊邊=0，，得得該該方方程程的的齊齊次次解解。。非齊齊次次微微分分方方程程解由由有有上上述述的的齊次次解解和和特特解解兩部部分分組組成成。。3.2.3單單自自由由度度體體系系地地震震作作用用分分析析由Duhamel積積分分可可得得零零初初始始條條件件下下質(zhì)質(zhì)點點相相對對于于地地面面的的位位移移為質(zhì)點點相相對對于于地地面面的的最最大大加加速速度度反反應應為為相對對于于地地面面最大大位位移移反反應應3.3單單自自由由度度彈彈性性體體系系的的水水平平地地震震作作用用及及其其反反應應譜譜3.3.1水水平平地地震震作作用用的的基基本本公公式式單自自由由度度彈彈性性體體系系的的水水平平地地震震作作用用當基基礎(chǔ)礎(chǔ)作作水水平平運運動動時時，，作作用用于于單單自自由由度度彈彈性性體體系系質(zhì)質(zhì)點點上上的的慣慣性性力力為由得可見見，，在地地震震作作用用下下，，質(zhì)質(zhì)點點在在任任一一時時刻刻的的相相對對位位移移x(t)將與與該該時時刻刻的的瞬瞬時時慣慣性性力力成成正比比。。因因此此可可認認為為這這一一相相對對位位移移是是在在慣慣性性力力的的作作用用下下引引起起的的，，慣慣性性力力對對結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系的的作作用用和和地地震震對對結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系的的作作用用效效果果相相當當，，可可認認為為是是一一種種反反映映地地震震影影響響效效果果的的等等效效力力，，利利用用它它的的最最大大值值來來對對結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)進進行行抗抗震震驗驗算算，，就就可可以以使使抗抗震震設(shè)設(shè)計計這這一一動動力力計計算算問問題題轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為相相當當于于靜靜力力荷荷載載作作用用下下的的靜靜力力計計算算問問題題。。3.3.2地地震震反反應應譜譜質(zhì)點點相相對對于于地地面面的的最最大大加加速速度度反反應應為為質(zhì)點點的的絕絕對對最最大大加加速速度度取取決決于于地地震震時時地地面面運運動動加加速速度度、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的自自振振周周期期及及結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的阻阻尼尼比比。。在在阻阻尼尼比比、、地地面面運運動動確確定定后后，，最最大大反反應應只只是是結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)周周期期的的函函數(shù)數(shù)。。單自由由度體體系在在給定定的地地震作作用下下某個個最大大反應應與體體系自振周周期的的關(guān)系系曲線線稱為為該反反應的的地震反反應譜譜。曲線被被稱為為加速速度反反應譜譜。3.3.2地地震反反應譜譜——續(xù)續(xù)根據(jù)1940年年埃爾爾森特特羅地地震時時地面面運動動加速速度記記錄繪繪出的的加速速度反反應譜譜曲線線可見見：①加速速度反反應譜譜曲線線為一一多峰峰點曲曲線。。當阻阻尼比比等于于零時時，加加速度度反應應譜的的譜值值最大大，峰峰點突突出。。但是是，不不大的的阻尼尼比也也能使使峰點點下降降很多多，并并且譜譜值隨隨著阻阻尼比比的增增大而而減小小；②當結(jié)結(jié)構(gòu)的的自振振周期期較小小時，，隨著著周期期的增增大其其譜值值急劇劇增加加，但但至峰峰值點點后，，則隨隨著周周期的的增大大其反反應逐逐漸衰衰減，，而且且漸趨趨平緩緩。根據(jù)反反應譜譜曲線線，對對于任任何一個單單自由由度彈彈性體體系，，如果果已知其其自振振周期期和阻阻尼比比，就就可以從從曲線線中查查得該該體系系在特特定地震震記錄錄下的的最大大加速速度。。3.3.3標標準反反應譜譜1、把把水平平地震震作用用的基基本公公式變變換為為規(guī)范根根據(jù)烈烈度所所對應應的地地面加加速度度峰值值進行行調(diào)整整后得得到地震系系數(shù)k與地地震烈烈度的的關(guān)系系表3.3.3標標準反反應譜譜———續(xù)β與T的關(guān)系系曲線線稱為為β譜曲線線，實實質(zhì)也也是一一條加加速度度反應應譜曲曲線。。3.3.3標標準反反應譜譜———續(xù)地震是是隨機機的，，每一一次地地震的的加速速度時時程曲曲線都都不相相同，，則加加速度度反應應譜也也不相相同。?？拐鹪O(shè)設(shè)計時時，我我們無無法預預計將將發(fā)生生地震震的時時程曲曲線。。用于于設(shè)計計的反反應譜譜應該該是一一個典典型的的具有有共性性的可可以表表達的的一個個譜線線。標準反反應譜譜曲線線：根據(jù)據(jù)大量量的強強震記記錄算算出對對應于于每一一條強強震記記錄的的反應應譜曲曲線，，然后后統(tǒng)計計求出出的最最有代代表性性的平平均曲曲線。。標準化化3.3.3設(shè)計反反應譜譜1、設(shè)計反反應譜譜為了便便于計計算，，《抗抗震規(guī)規(guī)范》》采用用相對對于重重力加加速度度的單質(zhì)質(zhì)點絕絕對最最大加加速度度與體體系自自振周周期之之間的的關(guān)系譜譜，實質(zhì)是是加速速度譜譜。稱稱為地震影影響系系數(shù)。3.3.3設(shè)計反反應譜譜———續(xù)2、各各系數(shù)數(shù)意義義（1））（2））設(shè)計地震分組場地類別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（3））Tg為特特征周周期值值，與與場地地類別別和地地震分分組有有關(guān)，，見下下表。。---結(jié)構(gòu)構(gòu)周期期；---地震震影響響系數(shù)數(shù)；3.3.3設(shè)計反反應譜譜———續(xù)3.3.3設(shè)計反反應譜譜———續(xù)地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為0.05）1.400.90(1.20)0.50(0.72)-----罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震9876地震影響烈度括號數(shù)字分別對應于設(shè)計基本加速度0.15g和0.30g地區(qū)的地震影響系數(shù)3.4多自自由度度彈性性體系系地震震反應應分析析的振振型分分解法法3.4.1計算簡簡圖在進行行建筑筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的動動力分分析時時，對對于質(zhì)質(zhì)量比比較分分散的的結(jié)構(gòu)構(gòu)，為為了能能夠比比較真真實地地反映映其動動力性性能，，可將將其簡簡化為為多質(zhì)質(zhì)點體體系，，并按按多質(zhì)質(zhì)點體體系進進行結(jié)結(jié)構(gòu)的的地震震反應應分析析。一般n層結(jié)結(jié)構(gòu)有有n個個質(zhì)點點，n個自自由度度。3.4.2運運動方程程多自由度度體系的的運動方方程m1m2mimNxixg(t)慣性力彈性恢復復力阻尼力運動方程程3.4.3運運動方程程的解運動方程程的解：：采用結(jié)結(jié)構(gòu)動力力學中的的振型分分解法，，多自由度度線性體體系的振振動位移移x（t））可以表示示為各振振型下位位移反應應的疊加加（線性性組合））。++3.4.3運運動方程程的解———續(xù)以兩個自自由度線線性體系系為例代入運動動方程3.4.3運運動方程程的解———續(xù)3.4.3運運動方程程的解———續(xù)3.4.3運運動方程程的解———續(xù)3.4.3運運動方程程的解———續(xù)3.5多多自由度度體系的的水平地地震作用用3.5.1振型分解解反應譜譜法多自由度度彈性體體系在地地震時質(zhì)質(zhì)點所受受到的慣慣性力就就是質(zhì)點點的地震震作用。。質(zhì)點上上的地震震作用為為：3.5.1振型分解解反應譜譜法———續(xù)3.5.1振型分解解反應譜譜法———續(xù)3.5.1振型分解解反應譜譜法———續(xù)一般的，，各個振振型在地地震總反反應中的的貢獻隨隨其頻率率的增加加而迅速速減少，，所以頻頻率最低低的幾個個振型控控制結(jié)構(gòu)構(gòu)的最大大地震反反應。實實際計算算中，一一般采用用前2——3個振振型即可可?！兑?guī)范》》規(guī)定：：在進行行結(jié)構(gòu)抗抗震驗算算時，結(jié)結(jié)構(gòu)任一一樓層的的水平地地震剪力力應符合合下式要要求3.5.2底底部剪力力法用振型分分解反應應譜法計計算比較較復雜，，對于高度度不超過過40m，以剪剪切變形形為主且且質(zhì)量和和剛度沿沿高度分分布比較較均勻的的結(jié)構(gòu)，，以及近近似于單單質(zhì)點體體系的結(jié)結(jié)構(gòu)，總的地震震作用效效應與第第一振型型的地震震剪力分分布相近近，可用用第一振振型的地地震剪力力作為結(jié)結(jié)構(gòu)的地地震剪力力，此方方法稱為為底部剪力力法。1、底部剪力力法適用用范圍和和假定適用條件件：《規(guī)范》5.2.1：對對于高度度不超過過40m，以剪剪切變形形為主且且質(zhì)量和和剛度沿沿高度分分布比較較均勻的的結(jié)構(gòu)，，以及近近似于單單質(zhì)點體體系的結(jié)結(jié)構(gòu)，可可以采用用底部剪剪力法。。假定：位位移反應應以第一一振型為為主，為為一直線線。3.5.2底底部剪力力法———續(xù)2、總思路是是：首先先求出等等效單質(zhì)質(zhì)點的作作用力（（即底部部剪力），然然后再按按一定的的規(guī)則分分配到各各個質(zhì)點點，最后后按靜力力法計算結(jié)結(jié)構(gòu)的內(nèi)內(nèi)力和變變形。GeqGiGeqFekFekGiFi3.5.2底底部剪力力法———續(xù)3、結(jié)構(gòu)構(gòu)底部剪力力計算根據(jù)底部部剪力相相等的原原則，把把多質(zhì)點點體系用用一個與與其基本周期期相等的的單質(zhì)點點體系代代替。底部剪力力用下式式進行計計算：α1——對應應基本周周期的地地震影響響系數(shù)，，對于多層層砌體房房屋、底底部框架架和多層層內(nèi)框架架磚房，，可取水水平地震震影響系系數(shù)最大大值；Geq——結(jié)構(gòu)構(gòu)等效總總重力荷荷載代表表值，c——等等效系數(shù)數(shù)；單質(zhì)質(zhì)點：c=1；；多質(zhì)點點：c=0.85GeqGi3.5.2底底部剪力力法———續(xù)4、各質(zhì)點的的水平地地震作用用標準值值的計算算地震反應應以基本本振型為為主，而而且基本本振型接近于直直線，呈呈倒三角角形，故故H1G1GkHk地震作用用下各樓樓層水平平地震層層間剪力力為3.5.2底底部剪力力法———續(xù)5、對底部剪剪力法的的修正1）當時時，由由于高振振型的影影響，按按上式計計算的結(jié)結(jié)構(gòu)頂部部地震剪剪力偏小小，故需需進行調(diào)調(diào)整。調(diào)整的方方法是將將結(jié)構(gòu)總總地震作作用的一一部分作作為集中中力作用用于結(jié)構(gòu)構(gòu)頂部，，再將余余下的部部分按倒倒三角形形分配給給各質(zhì)點點。頂部需附附加水平平地震作作用：H1G1GkHk3.5.2底底部剪力力法———續(xù)頂部附加地震作用系數(shù)——頂部附加地震作用系數(shù)，多層內(nèi)框架磚房0.2,多層鋼混、鋼結(jié)構(gòu)房屋按下表,其它可不考慮。當房屋頂頂部有突突出屋面面的小建建筑物時時，上述述附加集集中水平平地震作用用應置于于主體房房屋的頂頂層而不不應置于于小建筑筑物的頂頂部，但小小建筑物物頂部的的地震作作用仍可可按上式式計算。3.5.2底底部剪力力法———續(xù)2）鞭端端效應底部剪力力法適用用于重量量和剛度度沿高度度分布比比較均勻勻的結(jié)構(gòu)構(gòu)。當建筑物物有突出出屋面的的小建筑筑如屋頂頂間、女女兒墻和和煙囪等等時，由由于該部部分的重重量和剛剛度突然然變小，，地震時時將產(chǎn)生生鞭端效效應，使使得突出出屋面小小建筑的的地震反反應特別別強烈，，其程度度取決于于突出物物與建筑筑物的質(zhì)質(zhì)量比與與剛度比比以及場場地條件件等。為了簡化化計算，，《抗震震規(guī)范》》規(guī)定，，當采用用底部剪剪力法計計算這類類小建筑筑的地震震作用效效應時，，宜乘以以增大系系數(shù)3，，但此增增大部分分不應往往下傳遞遞，但與與該突出出部分相相連的構(gòu)構(gòu)件應予予計入；；當采用用振型分分解法計計算時，，突出屋屋面部分分可作為為一個質(zhì)質(zhì)點。3.6結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的地震震扭轉(zhuǎn)效效應3.6.1結(jié)結(jié)構(gòu)發(fā)生生扭轉(zhuǎn)振振動的原原因1、是地面運運動存在在著轉(zhuǎn)動動分量，，或地震震時地面面各點的的運動存存在著相相位差，，這些都都屬于外外因；2、是結(jié)構(gòu)本本身不對對稱，即即結(jié)構(gòu)的的質(zhì)量中中心與剛剛度中心心不重合合。結(jié)構(gòu)的剛剛度中心心即結(jié)構(gòu)抗抗側(cè)力構(gòu)件恢復復力合力力的作用用點。結(jié)構(gòu)的質(zhì)質(zhì)心就是結(jié)構(gòu)構(gòu)的重心心。當房屋的的質(zhì)心、、剛心不不重合時時，即有偏心心距，在在水平力力作用下下，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生生扭轉(zhuǎn)。。震害調(diào)查查表明，，扭轉(zhuǎn)作作用會加加重結(jié)構(gòu)構(gòu)的破壞壞，并且且在某些些情況下下還將成成為導致致結(jié)構(gòu)破破壞的主主要因素素。質(zhì)心剛心3.6.1結(jié)結(jié)構(gòu)發(fā)生生扭轉(zhuǎn)振振動的原原因———續(xù)《抗震規(guī)規(guī)范》規(guī)規(guī)定1）對于質(zhì)量量和剛度度明顯不不均勻、、不對稱稱的結(jié)構(gòu)構(gòu)，應考考慮雙向向水平地地震作用用下的扭扭轉(zhuǎn)影響響；2）其他情況況下宜采采用調(diào)整整地震作作用效應應的方法法來考慮慮結(jié)構(gòu)扭扭轉(zhuǎn)作用用的影響響。規(guī)則結(jié)構(gòu)構(gòu)在計算算中未考考慮扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)耦聯(lián)時，平行于于地震作作用方向向的兩個個邊榀，，其地震震作用效效應宜乘乘以增大大系數(shù)。。一般情情況下短短邊可按按l.15、長長邊可按按1.05采用用；當扭扭轉(zhuǎn)剛度度較小時時，可按按不小于于1.3采用。。1.151.053.6.2結(jié)構(gòu)的振動形形式當結(jié)構(gòu)的質(zhì)心心與剛心不重重合時，在水水平地震作用用下由于慣性性力的合力是是通過結(jié)構(gòu)的的質(zhì)心，而相相應的各抗側(cè)側(cè)力構(gòu)件恢復復力的合力則則通過結(jié)構(gòu)的的剛心，結(jié)構(gòu)構(gòu)的振動為平平移——扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動，，x方向，y方向和轉(zhuǎn)動動，角部的線位位移最大，破破壞嚴重。對于n層房屋屋，有3n個個自由度。在計算中考慮慮扭轉(zhuǎn)影響的的結(jié)構(gòu)，各樓樓層可取兩個個正交的水平平移動和一個個轉(zhuǎn)角共3個個自由度，然然后按振型分分解法計算地地震作用和作作用效應。確確有依據(jù)時，，也可采用簡簡化計算方法法確定地震作作用效應。具體計算方法法可參照規(guī)范范進行。3.8結(jié)結(jié)構(gòu)豎向地震震作用豎向地震作用用會在結(jié)構(gòu)中中引起豎向振振動。根據(jù)觀測資料料的統(tǒng)計分析析，在震中距距小于200km范圍內(nèi)內(nèi)，同一地震震的豎向地面面加速度峰值值與水平地面面加速度峰值值之比av/ah平均值約為1/2，甚至至有時可達1.6。震害調(diào)查表明明，在高烈度度區(qū)，豎向地地震的影響十十分明顯，尤尤其是對高柔柔的結(jié)構(gòu)。對對于較高的高高層建筑，其其豎向地震作作用在結(jié)構(gòu)上上部可達其重重量的40％％以上?！犊拐鹨?guī)范》》規(guī)定，對于于烈度為8度度和9度的的大跨和長懸懸臂結(jié)構(gòu)、煙煙囪和類似的的高聳結(jié)構(gòu)以以及9度時的的高層建筑等等，應考慮豎豎向地震作用用的影響。3.8.1高高聳結(jié)構(gòu)構(gòu)和高層建筑筑的豎向地地震作用1、豎向地震反應應譜豎向地震反應應譜與水平地地震反應譜的的比較:形狀狀相差不大，，加速度峰值值約為水平的的1/2至2/3。故可可利用水平地地震反應譜進進行分析。《抗震規(guī)范》》規(guī)定豎向地地震影響系數(shù)數(shù)取其最大值值，且為水平平地震影響系系數(shù)最大值的的65％，即即：2、計算方法法高聳結(jié)構(gòu)和高高層建筑豎向向第一振型的的地震內(nèi)力與與豎向前5個個振型按平方方和開方組合合的地震內(nèi)力力相比較，誤誤差僅在5%--15%。此外，豎向第第一振型的數(shù)數(shù)值大致呈倒倒三角形式，，基本周期小小于場地特征征周期。因此，高聳結(jié)結(jié)構(gòu)和高層建建筑豎向地震震作用可按與與底部剪力法法類似的方法法計算，即先先求出結(jié)構(gòu)的的總豎向地震震作用。3.8.1高高聳結(jié)構(gòu)構(gòu)和高層建筑筑的豎向地地震作用———續(xù)2、高聳結(jié)構(gòu)和高高層建筑豎向向地震作用的的計算公式——結(jié)構(gòu)總豎豎向地震作用用標準值；——豎向、水水平地震影響響系數(shù)最大值值。H1G1Hi——質(zhì)點i的的豎向地震作作用標準值。。規(guī)范要求：9度時，高層層建筑樓層的的豎向地震作作用效應應乘乘以1.5的的增大系數(shù)。。3.8.2屋蓋結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定：平平板型網(wǎng)架屋屋蓋和跨度大大于24m屋屋架結(jié)構(gòu)的豎豎向地震作用采采用靜力法計計算，即：——重力荷載載代表值；——豎向地震震作用系數(shù)，，與烈度和場場地有關(guān)，按按下表采用。。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)8Ⅲ、ⅣⅡ

Ⅰ

鋼筋混凝土屋架平板型網(wǎng)架鋼屋架結(jié)構(gòu)類型烈度場地類別3.8.3長懸臂和其他他大跨度結(jié)構(gòu)構(gòu)對于長懸臂和和其它大跨度度結(jié)構(gòu)的豎向向地震作用標標準值，8度度和9度可分分別取該結(jié)構(gòu)構(gòu)、構(gòu)件重力力荷載代表值值的10%和和20%；設(shè)計基本地震震加速度為0.30g時時，可取該結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件重力力荷載代表值值的15%。。3.10建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)抗震驗算算3.10.1結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震承載力力驗算1、結(jié)構(gòu)抗震震計算原則各類建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的抗震計算算應遵循下列列原則：在驗算水平地地震作用效應應時，一般情情況下可在建建筑結(jié)構(gòu)的兩兩個主軸方向向分別考慮水水平地震作用用并進行抗震震驗算，各方方向的水平地地震作用應由由該方向抗側(cè)側(cè)力構(gòu)件承擔擔。有斜交抗側(cè)力力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)構(gòu)，當相交角角度大于15。時應分別計算算各抗側(cè)力構(gòu)構(gòu)件方向的水水平地震作用用。質(zhì)量和剛度分分布明顯不對對稱的結(jié)構(gòu)，，應考慮雙向向水平地震作作用下的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)影響其他情情況宜采用調(diào)調(diào)整地震作用用效應的方法法考慮扭轉(zhuǎn)影影響。8度和9度時時的大跨度結(jié)結(jié)構(gòu)、長懸臂臂結(jié)構(gòu)，9度度時的高層建建筑，應考慮慮豎向地震作作用。3.10.1結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震承載力力驗算——續(xù)續(xù)2、結(jié)構(gòu)抗震計算算方法的確定定高度不超過40m，以剪剪切變形為主主且質(zhì)量和剛剛度沿高度分分布比較均勻勻的結(jié)構(gòu)，以以及近似于單單質(zhì)點體系的的結(jié)構(gòu)，宜采采用底部剪力力法等簡化方方法。除上述以外的的建筑結(jié)構(gòu)，，宜采用振型型分解反應譜譜法。特別不規(guī)則則的建筑、、甲類建筑筑和下表所所列高度范范圍的高層層建筑，應應采用時程程分析法進進行多遇地地震下的補補充計算，，可取多條條時程曲線線計算結(jié)果果的平均值值與振型分分解反應譜譜法計算結(jié)結(jié)果的較大大值。烈度、場地類別房屋高度范圍（m）8度Ⅰ、Ⅱ類場地和7度>1008度Ⅲ、Ⅳ類場地>809度>603.10.1結(jié)結(jié)構(gòu)抗震震承載力驗驗算——續(xù)續(xù)3、重力荷載代代表值在抗震設(shè)計計中，當計計算地震作作用的標準準值、計算算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震震作用效應應與其他荷荷載效應的的基本組合合時，作用于結(jié)構(gòu)的的重力荷載載采用重力力荷載代表表值，它是是永久荷載和有關(guān)可可變荷載的的組合值之之和，即：：抗震計算時時重力荷載載代表值集集中到每個個樓層質(zhì)點點處。3.10.1結(jié)結(jié)構(gòu)抗震震承載力驗驗算——續(xù)續(xù)4、結(jié)構(gòu)構(gòu)件截截面的抗震震驗算在抗震設(shè)計計的第一階階段，對絕絕大多數(shù)結(jié)結(jié)構(gòu)要進行行多遇地震作用下下的結(jié)構(gòu)和和構(gòu)件承載載力驗算,即用多遇遇地震的水水平地震作用用標準值，，采用線彈彈性理論的的方法求出出結(jié)構(gòu)構(gòu)件件的地震作用用效應，再再與其他荷荷載效應組組合，計算算出結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)力組合設(shè)計計值進行驗驗算，以達達到“小震不壞”的要求。截面承載力驗算算按下式進進行：——包含地震作用效應的結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力組合的設(shè)計值；——結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計值；——承載力抗震調(diào)整系數(shù)，用以反映不同材料和受力狀態(tài)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有不同的抗震可靠指標。

其值查表采用。當僅考慮豎向地震作用時，對各類構(gòu)件均取為1.0。3.10.1結(jié)結(jié)構(gòu)抗震震承載力驗驗算——續(xù)續(xù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的的地震作用用效應和其其他荷載效效應的基本本組合，應按下式計計算：——重力荷荷載分項系系數(shù)，一般般情況應采采用l.2，當重力力荷載效應應對構(gòu)件承承載能力有有利時，不不應大于1.0；——分別為為水平、豎豎向地震作作用分項系系數(shù)，應按按下表采用用；地震作用分分項系數(shù)0.51.3同時計算水平與豎向地震作用1.30.0僅計算豎向地震作用0.01.3僅計算水平地震作用地震作用3.10.1結(jié)結(jié)構(gòu)抗震震承載力驗驗算——續(xù)續(xù)——風荷載載分項系數(shù)數(shù)，應采用用l.4；；——重力荷荷載代表值值的效應，，有吊車時時，尚應包包括懸吊物物重力標準準值的效應應；——水平地地震作用標標準值的效效應，尚應應乘以相應應的增大系系數(shù)或調(diào)整整系數(shù)；——豎向地地震作用標標準值的效效應，尚應應乘以相應應的增大系系數(shù)或調(diào)整整系數(shù)；——風荷載載標準值的的效應；——風荷載載組合值系系數(shù)，一般般結(jié)構(gòu)取0.0，風風荷載起控控制作用的的高層建筑筑應采用0.2。3.10.2結(jié)結(jié)構(gòu)的的抗震變形形驗算結(jié)構(gòu)的抗震震變形驗算算包括兩個部分：在多遇地震震作用下結(jié)構(gòu)的彈性性變形驗算，，屬于第一一階段的抗抗震設(shè)計內(nèi)內(nèi)容；在罕遇地震震作用下結(jié)構(gòu)的彈塑塑性變形驗算，屬于于第二階段段的抗震設(shè)設(shè)計內(nèi)容。。1、多遇地地震作用下下結(jié)構(gòu)的抗抗震變形驗驗算1）目的：抗震設(shè)計要要求結(jié)構(gòu)在在多遇地震震作用下保保持在彈性性階段工作作，不受損損壞，其變變形驗算的的主要目的的是對框架架等較柔結(jié)結(jié)構(gòu)以及高高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的變形形加以限制制，使其層層間彈性位位移不超過過一定的限限值，以免免非結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件(包括括圍護墻、、隔墻和各各種裝修等等)在多遇遇地震作用用下出現(xiàn)破破壞，保證證小震不壞壞。3.10.2結(jié)結(jié)構(gòu)的的抗震變形形驗算———續(xù)2）驗算公公式樓層內(nèi)最大大彈性層間間位移應符符合下式3.10.2結(jié)結(jié)構(gòu)的的抗震變形形驗算———續(xù)——第i層的層間位移；——第i層的側(cè)移剛度；——第i層的水平地震剪力標準值。3）樓層內(nèi)內(nèi)最大彈性性層間位移移計算對于按底部部剪力法分分析結(jié)構(gòu)地地震作用時時，其彈性性位移計算公式為3.10.2結(jié)結(jié)構(gòu)的的抗震變形形驗算———續(xù)2、罕遇地震作作用下的結(jié)結(jié)構(gòu)抗震變變形驗算1）驗算目目的——不不倒塌罕遇地震作作用下，結(jié)結(jié)構(gòu)進入彈彈塑性工作作階段；結(jié)結(jié)構(gòu)進入彈彈塑性后（（屈服）），結(jié)構(gòu)承承載能力已已經(jīng)沒有儲儲備，需要要通過發(fā)展展塑性變形形來吸收和和消耗地震震輸入的能能量；若結(jié)結(jié)構(gòu)的變形形能力不足足，結(jié)構(gòu)會會倒塌。通過驗算結(jié)結(jié)構(gòu)在罕遇遇地震作用用下的變形形能力，判判斷結(jié)構(gòu)是是否具有足足夠的安全全性。2）驗算范范圍經(jīng)過第一階階段抗震設(shè)設(shè)計的結(jié)構(gòu)構(gòu)，構(gòu)件已已經(jīng)具備了了必要的延延性，多數(shù)數(shù)構(gòu)件可以以滿足在罕罕遇地震下下不倒塌的的要求；對對某些處于于特殊條件件的結(jié)構(gòu)，，尚須計算算其在罕遇遇地震作用用下的變形形，即進行行第二階段段抗震設(shè)計計，以考察察安全性。。3.10.2結(jié)結(jié)構(gòu)的的抗震變形形驗算———續(xù)《抗震規(guī)范范》要求對對下列結(jié)構(gòu)構(gòu)應進行罕罕遇地震作作用下薄弱弱層的彈塑塑性變形驗驗算：a．8度III、Ⅳ類場地地和9度時時，高大的的單層鋼筋筋混凝土柱柱廠房的橫橫向排架；；b．7～9度時樓層層屈服強度度系數(shù)小于于0.5的的鋼筋混凝凝土框架結(jié)結(jié)構(gòu)；c．．采采用用隔隔震震和和消消能能減減震震設(shè)設(shè)計計的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)；；d．．甲甲類類建建筑筑和和9度度時時乙乙類類建建筑筑中中的的鋼鋼筋筋混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)；；e．．高高度度大大于于150m的的鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)。。同時時，，《《抗抗震震規(guī)規(guī)范范》》還還規(guī)規(guī)定定了了宜宜進進行行罕罕遇遇地地震震作作用用下下薄薄弱弱層層的的彈彈塑塑性性變變形形驗驗算算的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，詳詳見見規(guī)規(guī)范范。。3.10.2結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的抗抗震震變變形形驗驗算算————續(xù)續(xù)3））罕罕遇遇地地震震作作用用下下結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗震震變變形形驗驗算算方方法法①不不超超過過12層層且且層層剛剛度度無無突突變變的的鋼鋼筋筋混混凝凝土土框框架架結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)、、單單層層工工業(yè)業(yè)廠廠房房可可采采用用簡化化的計計算算方方法法。。②除除①①以以外外的的建建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，可可采采用用靜靜力力彈彈塑塑性性計計算算方方法法或或彈彈塑塑性性時時程程分分析析法法；；③規(guī)規(guī)則則結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)可可采采用用彎彎剪剪層層模模型型或或平平面面桿桿系系模模型型，，屬屬于于規(guī)規(guī)范范規(guī)規(guī)定定的的不不規(guī)規(guī)則則結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)應應采采用用空空間間結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)模模型型。。4））結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)彈彈塑塑性性層層間間位位移移的的簡簡化化計計算算方方法法①計計算算各各樓樓層層的的屈屈服服強強度度系系數(shù)數(shù)根據(jù)據(jù)對對大大量量鋼鋼筋筋混混凝凝土土剪切切型型結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)實例例的的彈彈塑塑性性時時程程分分析析可可知知：：結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)彈彈塑塑性性層層位位移移主主要要取取決決于于樓層層屈屈服服強強度度系系數(shù)數(shù)的的大大小小和樓層層屈屈服服強強度度系系數(shù)數(shù)沿沿房房屋屋高高度度的的分分布布情情況況。3.10.2結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的抗抗震震變變形形驗驗算算————續(xù)續(xù)3.10.2結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的抗抗震震變變形形驗驗算算————續(xù)續(xù)②結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)薄薄弱弱層層位位置置的的確確定定《抗抗震震規(guī)規(guī)范范》》建建議議:樓層層屈屈服服強強度度系系數(shù)數(shù)沿沿高高度度分分布布均均勻勻的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，可可取取底底層層。。樓層層屈屈服服強強度度系系數(shù)數(shù)沿沿高高度度分分布布不不均均勻勻的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，可可取取該該系系數(shù)數(shù)最最小小的的樓樓層層和和相相對對較較小小的的樓樓層層，，一一般般不不超超過過2～～3處處。。對于于單單層層廠廠房房，，薄薄弱弱層層可可取取在在上柱柱。當各各層層大大于于0.5，，該該結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)無無薄薄弱弱層層；；若若小小震震抗抗震震抗抗震震變變形形驗驗算算滿滿足足要要求求，，則則大大震震也也能能滿滿足足，，不不需需驗驗算算。。3.10.2結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的抗抗震震變變形形驗驗算算————續(xù)續(xù)③薄薄弱弱樓樓層層層層間間彈彈塑塑性性位位移移的的計計算算在一一定定條條件件下下，，層層間間彈彈塑塑性性變變形形與與層層間間彈彈性性變變形形存存在在著比比較較穩(wěn)穩(wěn)定定的的關(guān)關(guān)系系，，即即可可以以用用一一放放大大系系數(shù)數(shù)表表示示。。3.10.2結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的抗抗震震變變形形驗驗算算————續(xù)續(xù)④結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)薄薄弱弱層層彈彈塑塑性性層層間間位位移移按下下式式驗驗算算：：——彈塑性層間位移角限值，查下表采用；——薄弱層樓層高度或單層廠房上柱高度。1/70多、高層鋼結(jié)構(gòu)1/120鋼筋混凝土抗震墻、筒中筒1/100鋼筋混凝土框架-抗震墻、板柱-抗震墻、框架-核心筒1/100底部框架磚房中的框架-抗震墻1/50鋼筋混凝土框架1/30單層混凝土柱排架結(jié)構(gòu)類型小結(jié)結(jié)抗震設(shè)計步驟開始結(jié)構(gòu)方案按多遇地震烈度確定彈性地震作用，將地震作用效應與其他荷載組合效應組合抗震強度驗算彈性位移驗算抗震構(gòu)造措施是否需要驗算彈塑性位移否結(jié)束按罕遇地震烈度驗算彈塑性位移對薄弱部位采取加強措施是本章章結(jié)結(jié)束束！！9、靜夜四無鄰鄰，荒居舊業(yè)業(yè)貧。。12月-2212月-22Thursday,December8,202210、雨中黃葉葉樹，燈下下白頭人。。。14:17:4914:17:4914:1712/8/20222:17:49PM11、以我我獨沈沈久，，愧君君相見見頻。。。12月月-2214:17:4914:17Dec-2208-Dec-2212、故人江江海別，，幾度隔隔山川。。。14:17:4914:17:4914:17Thursday,December8,202213、乍乍見見翻翻疑疑夢夢，，相相悲悲各各問問年年。。。。12月月-2212月月-2214:17:4914:17:49December8,202214、他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生白白發(fā)，，舊國國見