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32地震作用


② 高度不超过40m、以剪切变形为主的且质量和刚度沿高度 分布较均匀的高层建筑结构,可采用底部剪力法
③ 7~9度设防的高层建筑,下列情况宜采用弹性时程分析 法进行多遇地震作用下的补充计算:
(1)甲类高层建筑结构
(2)刚度与质量沿竖向分布特别不均匀的高层建筑结构
(3)表中所示的乙、丙类高层建筑结构
设防烈度、场地类别 7度、8度I、II类场地
T1 (0.1 ~ 0.15)N
❖ 自振周期的修正:
➢ 计算中未考虑砌体填充墙的刚度影响,计算周期 较实际周期长,地震作用偏于不安全,故应乘以 周期折减系数ΨT
➢ 框架结构:ΨT=0.6~0.7 ➢ 框架-剪力墙:ΨT=0.7~0.8 ➢ 剪力墙结构:ΨT=0.9~1.0
7、水平地震影响系数 :
3.2 地震作用
一.基本概念 1、地震分类(成因) 火山地震:火山爆发 陷落地震:地表或地下岩层突然大规模陷落和崩塌而产生 构造地震:地壳运动,
地震能量——波的形式——振动
地震的三要素: 强度:反映地震波的幅度,烈度大,强度大(振幅大小表示) 频谱:反映地震波的波形。 持时:反映地震波的持续时间,短则对建筑物影响不大.0.01s
2、地震作用:由地震动引起的结构动态作用,包括水平地震作用
、扭转地震作用和竖向地震作用。
建筑物所受的地震作用大小——(取决于)
a. 自重(成正比)
b.刚度(刚度大,地震作用大)
c.烈度(烈度高,地震作用大)
d.周期(T短,地震作用大)
e.场地类别(有放大,过滤作用)
深软地基——柔性结构 浅硬土性地基——刚性结构
按建筑的使用功能调整设防烈度
➢ 甲类建筑:地震破坏会导致严重后果,造成经济上严重 损失或特别重要的建筑物;
地震作用计算:应高于本地区抗震设防烈度
抗震措施: 60 ~ 80 ,+10; 90 > 90
➢ 乙类建筑:地震时必须维持正常使用和救灾需要的建筑 物,人员大量集中的公共建筑物或其他重要的建筑物; 地震作用计算:按设防烈度计算
② 质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构,应计算双 向水平地震作用下的扭转影响,其他情况应计算单向地震 作用下的扭转影响
③ 8度和9度抗震设计时,高层建筑中的大跨度和长悬臂 结构应考虑竖向地震作用
④ 9度抗震设计时应计算竖向地震作用
三、高层建筑结构应根据不同情况采用不同计算方法:
① 对质量和刚度不对称、不均匀的结构和高度超过100m的 高层建筑应采用考虑扭转耦连振动影响的振型分解反应 谱法
分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构。
2)特点 适用于手算 只考虑基本振型 利用反应谱
3)计算步骤 计算总水平地震作用(作用于结构底部的剪力)——分 配到各质点剪力——计算结构内力
FEk
1Geq
Geq 0.85GE
GE 结构总重力荷载代表值 顶层:100%恒荷载+50%雪荷载
其他层:100%恒荷载+50%楼面活荷载
地震影响系数曲线
6、结构自振周期T
结构的动力特性: 阻尼 振型 自振周期
T的确定方法:
MX KX 0
精确计算——动力学方法
K 2M 0
近似法——顶点位移法,能量法
经验公式
钢筋砼框架
T1 (0.08 ~ 0.1)N
钢筋砼框剪
T1 (0.06 ~ 0.08)N
钢筋砼剪力墙及筒体 T1 0.05N
钢结构
8度III、IV类场地 9度
建筑高度范围 >100m >80m >60m
四.地震作用的计算模型--集中质量模型
五.地震作用的计算方法 1.反应谱法
反应谱:单质点弹性体系在地震作用下,最大反应 与自振周期的关系曲线。
有位移、速度和加速度反应谱
反应谱法:求结构最大地震反应的方法
反应谱法计算步骤: 1)求最大地震反应 2)视其为静力作用施予结构 3)按力学方法分析其内力
场地:工程群体所在地,具有相似的反应谱特征,其范 围相当于厂区、居民小区和自然村或不小于1.0km2的平 面面积。
影响场地类别的因素: 场地土的软硬:按剪切波速划分 覆盖层的厚度:越厚,震害越大
覆盖层的厚度的确定:一般为地面至坚硬土或岩石(剪切 波速大于500m/s)土层顶面的距离。
按建筑物所在地的场地类别调整设防烈度 ➢ Ⅰ类 甲,乙类建筑 按设防烈度
质点最大绝对加速度 sa
重力加速度
g
msa F 水平地震作用 mg G 结构自重
根据烈度、场地类别、设计地震分组、结构自振周期 T和阻尼比确定:
二、高层建筑结构应按下列原则考虑地震作用:
① 一般情况下,计算两个主轴方向的地震作用;有斜交 抗侧力构件(角度大于15度)时应分别计算各抗侧力构件 方向的地震作用
反应谱优点: 1)理论成熟 2)计算简单 3)可以满足抗震要求 4)应用广泛,绝大多数国家都用
缺点: 1)主要根据速度反应谱,没有反映位移、速度、持时 2)建立在弹性理论基础上,没有考虑塑性 3)结构大部分是多质点,反应谱来源于单质点 4)只适合规则结构
1.1反应谱底部剪力法
1)适用范围 高度不超过40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度
抗震措施: 60 ~ 80 ,+10; 90 > 90
➢ 丙类建筑物:除甲、乙、丁以外的一般建筑;
地震作用和抗震措施:应设防烈度计算
➢ 丁类建筑物:属于抗震次要建筑;
地震作用:按设防烈度计算
抗震措施:适当降低(60不变)。
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4、建筑场地的类别:Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ、 Ⅳ 坚硬 中硬 中软 软弱
(80%藏书库、档案库和库房活荷载)
Fi
Gi Hi
易坏
3、抗震设防烈度:按国家规定的权限批准作为一个地区 抗震设防依据的地震烈度。
烈度:表示某一地区的地面和各类建筑物遭受某一次地震 影响的强弱程度。
烈度值的划分:人的感觉,器皿的反映以及地面、建筑物 的破坏程度等宏观现象,综合评定。
日本:0—7 共8级
我国:1—12 共12级
设防范围:6度—9度 按甲、乙、丙、丁建筑
丙类建筑,设防烈度降低10 (60不变) ➢ Ⅲ,Ⅳ类,0.15g和0.3g,提高“半度”
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5、设计特征周期(Tg) 定义:抗震设计用的地震影响系数曲线中,反映地震 等级,震中距和场地类别等因素的下降段起始点对应 的周期值。
确定: 场地类别 设计地震分组(三组):体现震级和震中距的影响
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