抗震底部剪力法.ppt

1、3.3多質(zhì)點體系水平地震作用,3.3.1多質(zhì)點體系計算簡圖,3.3.2多質(zhì)點體系振型圖,3.3.2多質(zhì)點體系振型圖,3.3.3計算多質(zhì)點體系水平地震作用 的振型分解反應(yīng)譜法,通過結(jié)構(gòu)動力學(xué)知識可推導(dǎo)出振型最大地震作用,j振型i質(zhì)點上的地震作用絕對最大值為：,3.3.3計算多質(zhì)點體系水平地震作用 的振型分解反應(yīng)譜法,地震作用效應(yīng)-振型組合,“平方和開方”的方法,一般，各個振型在地震總反應(yīng)中的貢獻(xiàn)隨其頻率的增加 而迅速減少，頻率最低的幾個振型控制著結(jié)構(gòu)的最大地震 反應(yīng)。實際計算中，一般采用前23個振型即可。,3.3.4計算水平地震作用的底部剪力法,底部剪力法適用條件： 1、高度不超過40m 2、剪

2、切變形為主 3、質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu) 計算假定： 1、地震作用下的振動以基本振型為主 2、基本振型近似為一條斜直線,3.3.4 計算水平地震作用的底部剪力法,一、底部剪力的計算,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,Geq結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值，0.85G,二、各質(zhì)點的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的計算,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算,當(dāng)結(jié)構(gòu)層數(shù)較多時，按上式計算出的水平地震作用比振型分解反應(yīng)譜法小。,為了修正，在頂部附加一個集中力 。,-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

3、架和多層內(nèi)框架磚房，宜取水平地震影響系數(shù)最大值；,- 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載；,- i質(zhì)點水平地震作用；,-i質(zhì)點重力荷載代表值；,- i質(zhì)點的計算高度；,- 頂部附加地震作用系數(shù)，多層內(nèi)框架 磚房0.2,多層剛混、鋼結(jié)構(gòu)房屋按下 表,其它可不考慮。,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)動產(chǎn)生的側(cè)移所占的比例較小。,“規(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

4、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/H1/5），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 ）；,4.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/B1/5-1/4）；,對于不滿足規(guī)則要求的建筑結(jié)構(gòu)，則不宜將底部剪力法作為設(shè)計依據(jù)。否則，要采取相應(yīng)的調(diào)整，使計算結(jié)果合理化。,五、底部剪力法應(yīng)用舉例,例1：試用底部

5、剪力法計算圖示框架多遇地震時的層間剪力。已知結(jié)構(gòu)的基本周期T1=0.467s ,抗震設(shè)防烈度為8度,類場地,設(shè)計地震分組為第二組。,解：,（1）計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值,（2）計算水平地震影響系數(shù),查表得,（2）計算水平地震影響系數(shù),（3）計算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值,（4）頂部附加水平地震作用,（5）計算各層的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值,（6）計算各層的層間剪力,例2：六層磚混住宅樓，建造于基本烈度為8度區(qū)，場地為類，設(shè)計地震分組為第一組，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, G

6、6=3856.9kN。試用底部剪力法計算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。,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，對于多層砌體房屋，確定水平地震作用時采用 。并且不考慮頂部附加水平地震作用。,例2：基本烈度為8度，場地為類，設(shè)計地震分組為第一組，G1=5399.7kN, G2=G3=G4=G5=5085kN, G6=3856.9kN。計算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。,解：,結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值,各層水平地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值,各層水平地震作用,67320.9,21328.82,33815.25,47544.75,6127

7、4.25,75003.75,306269.72,884.5,985.7,805.3,624.8,444.4,280.4,4025.1,884.5,1870.2,2675.5,3300.3,3744.7,4025.1,29596.6,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)，場地為類，設(shè)計地震分組為第一組，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,頂部附加水平地震作用,頂部附加水平地震作用,各層水平地震作用,各層水平地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值,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)。,抗震規(guī)范規(guī)定：采用底部剪力法時，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)計入。,3.6 長周期結(jié)構(gòu)地震內(nèi)力的調(diào)整,對于長周期結(jié)構(gòu)，地震地面運(yùn)動速度和位移可能對結(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)