計(jì)算水平地震作用的底部剪力法文檔

3.5計(jì)算水平地震作用的底部剪力法一、底部剪力的計(jì)算第j振型j振型的底部剪力為G—結(jié)構(gòu)的總重力荷載代表值組合后的結(jié)構(gòu)底部剪力—高振型影響系數(shù)(規(guī)范取0.85)Geq—結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值,0.85G三、重力荷載代表值的確定

結(jié)構(gòu)的重力荷載代表值等于結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值Gk加上各可變荷載組合值。---第i個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值；---第i個(gè)可變荷載的組合值系數(shù)；

不考慮

軟鉤吊車0.3

硬鉤吊車0.5

其它民用建筑0.8

藏書庫(kù)、檔案庫(kù)1.0按實(shí)際情況考慮的樓面活荷載

不考慮屋面活荷載0.5屋面積灰荷載0.5雪荷載組合值系數(shù)可變荷載種類按等效均布荷載考慮的樓面活荷載吊車懸吊物重力組合值系數(shù)二、各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算H1G1GkHk地震作用下各樓層水平地震層間剪力為三、頂部附加地震作用的計(jì)算

當(dāng)結(jié)構(gòu)層數(shù)較多時(shí),按上式計(jì)算出的水平地震作用比振型分解反應(yīng)譜法小。

為了修正，在頂部附加一個(gè)集中力。H1G1GkHk---結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；---相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本周期的水平地震影響系數(shù)；多層砌體房屋、底部框架和多層內(nèi)框架磚房，宜取水平地震影響系數(shù)最大值；---i質(zhì)點(diǎn)水平地震作用；---i質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值；---i質(zhì)點(diǎn)的計(jì)算高度；---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。頂部附加地震作用系數(shù)---結(jié)構(gòu)等效總重力荷載；四、底部剪力法適用范圍

底部剪力法適用于一般的多層磚房等砌體結(jié)構(gòu)、內(nèi)框架和底部框架抗震墻磚房、單層空曠房屋、單層工業(yè)廠房及多層框架結(jié)構(gòu)等低于40m以剪切變形為主的規(guī)則房屋。以“剪切變形”為主:

在結(jié)構(gòu)側(cè)移曲線中,樓蓋出平面轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的側(cè)移所占的比例較小?！耙?guī)則房屋”:1.相鄰層質(zhì)量的變化不宜過大。2.避免采用層高特別高或特別矮的樓層,相鄰層和連續(xù)三層的剛度變化平緩。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/H<1/5），局部縮進(jìn)的尺寸也不宜大（縮進(jìn)后的寬度B1與總寬度B之比滿足；bhHB4.樓層內(nèi)抗側(cè)力構(gòu)件的布置和質(zhì)量的分布要基本對(duì)稱;5.抗側(cè)力構(gòu)件在平面內(nèi)呈正交(夾角大于75度)分布,以便在兩個(gè)主軸方向分別進(jìn)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(zhǎng)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/B<1/5-1/4);

對(duì)于不滿足規(guī)則要求的建筑結(jié)構(gòu),則不宜將底部剪力法作為設(shè)計(jì)依據(jù)。否則,要采取相應(yīng)的調(diào)整,使計(jì)算結(jié)果合理化。bBlbBlbBllbBl五、底部剪力法應(yīng)用舉例例1:試用底部剪力法計(jì)算圖示框架多遇地震時(shí)的層間剪力。已知結(jié)構(gòu)的基本周期T1=0.467s,抗震設(shè)防烈度為8度,Ⅱ類場(chǎng)地,設(shè)計(jì)地震分組為第二組。解:(1)計(jì)算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值10.5m7.0m3.5m(2)計(jì)算水平地震影響系數(shù)查表得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地震影響烈度地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為0.05）解：（1）計(jì)算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值例2：試用底部剪力法計(jì)算圖示框架多遇地震時(shí)的層間剪力。已知結(jié)構(gòu)的基本周期T1=0.467s,抗震設(shè)防烈度為8度,Ⅱ類場(chǎng)地,設(shè)計(jì)地震分組為第二組。10.5m7.0m3.5m(2)計(jì)算水平地震影響系數(shù)地震特征周期分組的特征周期值（s）0.900.650.450.35第三組0.750.550.400.30第二組0.650.450.350.25第一組ⅣⅢⅡⅠ場(chǎng)地類別(3)計(jì)算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值例2:六層磚混住宅樓,建造于基本烈度為8度區(qū),場(chǎng)地為Ⅱ類,設(shè)計(jì)地震分組為第一組,根據(jù)各層樓板、墻的尺寸等得到恒荷和各樓面活荷乘以組合值系數(shù),得到的各層的重力荷載代表值為G1=5399.7kN,G2=G3=G4=G5=5085kN,G6=3856.9kN。試用底部剪力法計(jì)算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。G12.952.702.702.702.702.70G2G3G4G5G6

由于多層砌體房屋中縱向或橫向承重墻體的數(shù)量較多，房屋的側(cè)移剛度很大，因而其縱向和橫向基本周期較短，一般均不超過0.25s。所以規(guī)范規(guī)定，對(duì)于多層砌體房屋，確定水平地震作用時(shí)采用。并且不考慮頂部附加水平地震作用。例2:基本烈度為8度,場(chǎng)地為Ⅱ類,設(shè)計(jì)地震分組為第一組,G1=5399.7kN,G2=G3=G4=G5=5085kN,G6=3856.9kN。計(jì)算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。解:結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值G12.952.702.702.702.702.70G2G3G4G5G61.400.90(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地震影響烈度地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為0.05）各層水平地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值各層水平地震作用層Gi(kN)Hi(m)GiHi(kN.m)Fi(kN)Vi(kN)63856.917.4555085.014.7545085.012.0535085.09.3525085.06.6515399.72.95Σ

67320.921328.8233815.2547544.7561274.2575003.75306269.72884.5985.7805.3624.8444.4280.44025.1884.51870.22675.53300.33744.74025.129596.6例3:四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),建造于基本烈度為8度區(qū),場(chǎng)地為Ⅱ類,設(shè)計(jì)地震分組為第一組,層高和層重力代表值如圖所示。結(jié)構(gòu)的基本周期為0.56s,試用底部剪力法計(jì)算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。解:結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值4.363.363.36G4=831.6G3=1039.6G2=1039.6G1=1122.73.361.400.90(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地震影響烈度地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為0.05）地震特征周期分組的特征周期值（s）0.900.650.450.35第三組0.750.550.400.30第二組0.650.450.350.25第一組ⅣⅢⅡⅠ場(chǎng)地類別六、突出屋面附屬結(jié)構(gòu)地震內(nèi)力的調(diào)整

震害表明,突出屋面的屋頂間(電梯機(jī)房、水箱間)、女兒墻、煙囪等,它們的震害比下面的主體結(jié)構(gòu)嚴(yán)重。

原因是由于突出屋面的這些結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度突然減小,地震反應(yīng)隨之增大。---鞭端效應(yīng)?！犊拐鹨?guī)范》規(guī)定:采用底部剪力法時(shí),突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等的地震作用效應(yīng),宜乘以增大系數(shù)3。此增大部分不應(yīng)向下傳遞,但與該突出部分相連的構(gòu)件應(yīng)計(jì)入。3.6長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)地震內(nèi)力的調(diào)整

對(duì)于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu),地震地面運(yùn)動(dòng)速度和位移可能對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞具有更大的影響。為了安全,按振型分解反應(yīng)譜法和底部剪力法算得的結(jié)構(gòu)層間剪力應(yīng)符合下式要求VEKi---第i層對(duì)應(yīng)與水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的樓層剪力;Gj