《工程抗震》教材配套PPT課件,工程抗震,工程,抗震,教材,配套,PPT,課件 第第 1010 講講扭轉(zhuǎn)地震效應與豎向地震作用扭轉(zhuǎn)地震效應與豎向地震作用本講內(nèi)容本講內(nèi)容考慮扭轉(zhuǎn)的水平地震作用計算10/10/20222第10講 豎向地震作用與變形驗算一、產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震反應的原因一、產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震反應的原因3.7 3.7 建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)地震效應建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)地震效應1.1.建筑結(jié)構(gòu)的偏心建筑結(jié)構(gòu)的偏心兩方面：建筑自身的原因和地震地面運動的原因。兩方面：建筑自身的原因和地震地面運動的原因。質(zhì)心質(zhì)心剛心剛心產(chǎn)生偏心的原因：產(chǎn)生偏心的原因：a.a.建筑物的柱體與墻體等抗建筑物的柱體與墻體等抗 側(cè)力構(gòu)件布置不對稱。側(cè)力構(gòu)件布置不對稱。b.b.建筑物的平面不對稱。建筑物的平面不對稱。10/10/20223第10講 豎向地震作用與變形驗算c.c.建筑物的立面不對稱。建筑物的立面不對稱。d.d.建筑物的平面、立面均不對稱。建筑物的平面、立面均不對稱。e.e.建筑物各層質(zhì)心與剛心重合，建筑物各層質(zhì)心與剛心重合，但上下層不在同一垂直線上。但上下層不在同一垂直線上。f.f.偶然偏心。偶然偏心。2.2.地震地面運動存在扭轉(zhuǎn)分量地震地面運動存在扭轉(zhuǎn)分量 地震波在地面上各點的波速、周期和相位不同。建地震波在地面上各點的波速、周期和相位不同。建筑結(jié)構(gòu)基底將產(chǎn)生繞豎直軸的轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)便會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)筑結(jié)構(gòu)基底將產(chǎn)生繞豎直軸的轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)便會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動。振動。無論結(jié)構(gòu)是否有偏心，地震地面運動產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)扭無論結(jié)構(gòu)是否有偏心，地震地面運動產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)振動均是存在的。轉(zhuǎn)振動均是存在的。但二者有區(qū)別，無偏心結(jié)構(gòu)的平動與扭轉(zhuǎn)振動不是但二者有區(qū)別，無偏心結(jié)構(gòu)的平動與扭轉(zhuǎn)振動不是耦合的，而有偏心結(jié)構(gòu)的平動與扭轉(zhuǎn)振動是耦合的。耦合的，而有偏心結(jié)構(gòu)的平動與扭轉(zhuǎn)振動是耦合的。10/10/20224第10講 豎向地震作用與變形驗算二、考慮扭轉(zhuǎn)地震效應的方法二、考慮扭轉(zhuǎn)地震效應的方法1 1、規(guī)則結(jié)構(gòu)不進行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計算時，平行于地震作用、規(guī)則結(jié)構(gòu)不進行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計算時，平行于地震作用方向的兩個邊榀，其地震作用效應宜乘以增大系數(shù)。方向的兩個邊榀，其地震作用效應宜乘以增大系數(shù)。一般情況下，短邊可按一般情況下，短邊可按1.151.15、長邊可按、長邊可按1.051.05采用；當采用；當扭轉(zhuǎn)剛度較小時，宜按不小于扭轉(zhuǎn)剛度較小時，宜按不小于1.31.3采用。采用。2 2、采用扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)的振型分解反應譜法。、采用扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)的振型分解反應譜法。10/10/20225第10講 豎向地震作用與變形驗算三、考慮扭轉(zhuǎn)的振型分解反應譜法三、考慮扭轉(zhuǎn)的振型分解反應譜法1 1、平扭耦聯(lián)體系的自由振動、平扭耦聯(lián)體系的自由振動基本假定：基本假定：基本假定：基本假定：（1 1）樓板在其自身平面內(nèi)為絕對剛性，在平面外的剛度很）樓板在其自身平面內(nèi)為絕對剛性，在平面外的剛度很小可以忽略不計；小可以忽略不計；（2 2）各榀抗側(cè)力結(jié)構(gòu)（框架或剪力墻）在其自身平面內(nèi)剛）各榀抗側(cè)力結(jié)構(gòu)（框架或剪力墻）在其自身平面內(nèi)剛度很大，在平面外的剛度很小可以忽略不計；度很大，在平面外的剛度很小可以忽略不計；（3 3）所有構(gòu)件都不考慮其自身的抗扭作用；）所有構(gòu)件都不考慮其自身的抗扭作用；（4 4）將質(zhì)量（包括柱、墻的質(zhì)量）都集中于）將質(zhì)量（包括柱、墻的質(zhì)量）都集中于各層樓板處。各層樓板處。計算簡圖如圖所示，坐標原點一般選在計算簡圖如圖所示，坐標原點一般選在各樓層的質(zhì)心處。每一層樓質(zhì)量有三個自由各樓層的質(zhì)心處。每一層樓質(zhì)量有三個自由度。度。10/10/20226第10講 豎向地震作用與變形驗算由結(jié)構(gòu)動力學，可建立結(jié)構(gòu)的運動方程為由結(jié)構(gòu)動力學，可建立結(jié)構(gòu)的運動方程為式中式中-質(zhì)量矩陣質(zhì)量矩陣-位移矩陣位移矩陣10/10/20227第10講 豎向地震作用與變形驗算-阻尼矩陣阻尼矩陣-剛度矩陣剛度矩陣-平行于平行于x x軸第軸第s s榀框架的剛度矩陣；榀框架的剛度矩陣；-平行于平行于x x軸軸框架的榀數(shù)；框架的榀數(shù)；-平行于平行于y y軸第軸第r r榀框架的剛度矩陣；榀框架的剛度矩陣；-平行于平行于y y軸框架的榀數(shù)；軸框架的榀數(shù)；10/10/20228第10講 豎向地震作用與變形驗算-第第i i層第層第s s榀榀x x方向的方向的y y向座標；向座標；第i層-第第i i層第層第r r榀榀y y方向框架的方向框架的x x向座標向座標;10/10/20229第10講 豎向地震作用與變形驗算求振型和頻率時可不計阻尼求振型和頻率時可不計阻尼利用雅可比等方法可求出振型和頻率：利用雅可比等方法可求出振型和頻率：10/10/202210第10講 豎向地震作用與變形驗算2 2、考慮扭轉(zhuǎn)影響的水平地震作用、考慮扭轉(zhuǎn)影響的水平地震作用-地面運動加速度地面運動加速度-地面運動方向與地面運動方向與x x軸夾角軸夾角10/10/202211第10講 豎向地震作用與變形驗算設設代入方程，并利用振型正交性，可得代入方程，并利用振型正交性，可得 經(jīng)過與前面單向平移振動類似的推導，可得到考慮扭轉(zhuǎn)經(jīng)過與前面單向平移振動類似的推導，可得到考慮扭轉(zhuǎn)地震效應時水平地震作用標準值的計算公式地震效應時水平地震作用標準值的計算公式分別為分別為j j振型振型i i層的層的x x方向、方向、y y方向和方向和轉(zhuǎn)角方向的地震作用標準值轉(zhuǎn)角方向的地震作用標準值質(zhì)心質(zhì)心j j振型振型i i層質(zhì)心處地震作用層質(zhì)心處地震作用10/10/202212第10講 豎向地震作用與變形驗算 考慮扭轉(zhuǎn)地震效應時水平地震作用標準值考慮扭轉(zhuǎn)地震效應時水平地震作用標準值的計算公式的計算公式:-分別為分別為j j振型振型i i層的層的x x、y y方方 向的水平相對位移；向的水平相對位移；-為為j j振型振型i i層的相對扭轉(zhuǎn)角；層的相對扭轉(zhuǎn)角；-j-j振型周期振型周期T Tj j對應的地震對應的地震 影響系數(shù)；影響系數(shù)；-i-i層轉(zhuǎn)動半徑；層轉(zhuǎn)動半徑；質(zhì)心質(zhì)心j j振型振型i i層質(zhì)心處地震作用層質(zhì)心處地震作用10/10/202213第10講 豎向地震作用與變形驗算 考慮扭轉(zhuǎn)地震效應時水平地震作用標準值考慮扭轉(zhuǎn)地震效應時水平地震作用標準值的計算公式的計算公式:質(zhì)心質(zhì)心j j振型振型i i層質(zhì)心處地震作用層質(zhì)心處地震作用-考慮扭轉(zhuǎn)的考慮扭轉(zhuǎn)的j j振型參與系數(shù)；振型參與系數(shù)；僅考慮僅考慮x x方向地震時方向地震時僅考慮僅考慮y y方向地震時方向地震時與與x x方向斜交地震時方向斜交地震時地震作用方向與地震作用方向與x軸方向夾角軸方向夾角10/10/202214第10講 豎向地震作用與變形驗算3 3、考慮扭轉(zhuǎn)影響的水平地震作用效應、考慮扭轉(zhuǎn)影響的水平地震作用效應不計扭轉(zhuǎn)影響時的水平地震作用效應不計扭轉(zhuǎn)影響時的水平地震作用效應(一般情況下一般情況下 m=3m=3）考慮單向水平地震作用下扭轉(zhuǎn)的地震作用效應考慮單向水平地震作用下扭轉(zhuǎn)的地震作用效應-考慮扭轉(zhuǎn)的地震作用效應考慮扭轉(zhuǎn)的地震作用效應-分別為分別為j j、k k振型地震作用產(chǎn)生的作用效應；振型地震作用產(chǎn)生的作用效應；可取前可取前9 9 15個振型。個振型。-分別為分別為j j、k k振型的阻尼比；振型的阻尼比；-為為j j振型與振型與k k振型的耦聯(lián)系數(shù)；振型的耦聯(lián)系數(shù)；-為為k k振型與振型與j j振型的自振周期比；振型的自振周期比；10/10/202215第10講 豎向地震作用與變形驗算考慮雙向水平地震作用下扭轉(zhuǎn)的地震作用效應考慮雙向水平地震作用下扭轉(zhuǎn)的地震作用效應取兩者中較大值取兩者中較大值-為僅考慮為僅考慮x(y)x(y)向水平地震作用時的地震作用效應。向水平地震作用時的地震作用效應。10/10/202216第10講 豎向地震作用與變形驗算3.8 3.8 結(jié)構(gòu)豎向地震作用結(jié)構(gòu)豎向地震作用豎向地震運動是可觀的：豎向地震運動是可觀的：根據(jù)觀測資料的統(tǒng)計分根據(jù)觀測資料的統(tǒng)計分析，在震中距小于析，在震中距小于200km200km范范圍內(nèi)，同一地震的豎向地面圍內(nèi)，同一地震的豎向地面加速度峰值與水平地面加速加速度峰值與水平地面加速度峰值之比度峰值之比av/ah平均值約為平均值約為1/21/2，甚至有時可達，甚至有時可達1.61.6。豎向地震作用的影響是顯著的：豎向地震作用的影響是顯著的：根據(jù)地震計算分析，對于高層建筑、高聳及大跨結(jié)構(gòu)影根據(jù)地震計算分析，對于高層建筑、高聳及大跨結(jié)構(gòu)影響顯著。結(jié)構(gòu)豎向地震內(nèi)力響顯著。結(jié)構(gòu)豎向地震內(nèi)力N NE E/與重力荷載產(chǎn)生的內(nèi)力與重力荷載產(chǎn)生的內(nèi)力N NG G的比的比值沿高度自下向上逐漸增大，烈度為值沿高度自下向上逐漸增大，烈度為8 8度時為度時為50%50%至至90%90%，9 9度度時可達或超過時可達或超過1 1；335m335m高的電視塔上部，高的電視塔上部，8 8度時為度時為138%138%；高層；高層建筑上部，建筑上部，8 8度時為度時為50%50%至至110%110%。10/10/202217第10講 豎向地震作用與變形驗算 目前，國外抗震設計規(guī)定中要求考慮豎向地震作用的目前，國外抗震設計規(guī)定中要求考慮豎向地震作用的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件有：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件有：1.1.長懸臂結(jié)構(gòu)；長懸臂結(jié)構(gòu)；2.2.大跨度結(jié)構(gòu)；大跨度結(jié)構(gòu)；3.3.高聳結(jié)構(gòu)和較高的高層建筑；高聳結(jié)構(gòu)和較高的高層建筑；4.4.以軸向力為主的結(jié)構(gòu)構(gòu)件（柱或懸掛結(jié)構(gòu)）；以軸向力為主的結(jié)構(gòu)構(gòu)件（柱或懸掛結(jié)構(gòu)）；5.5.砌體結(jié)構(gòu)；砌體結(jié)構(gòu)；6.6.突出于建筑頂部的小構(gòu)件。突出于建筑頂部的小構(gòu)件。我國抗震設計規(guī)范規(guī)定前三類結(jié)構(gòu)要考慮向上或向下我國抗震設計規(guī)范規(guī)定前三類結(jié)構(gòu)要考慮向上或向下豎向地震作用的不利影響。豎向地震作用的不利影響。10/10/202218第10講 豎向地震作用與變形驗算計算結(jié)構(gòu)豎向地震作用的方法：計算結(jié)構(gòu)豎向地震作用的方法：計算結(jié)構(gòu)豎向地震作用的方法：計算結(jié)構(gòu)豎向地震作用的方法：靜力法：靜力法：靜力法：靜力法：取結(jié)構(gòu)或構(gòu)件重力的某個百分數(shù)作為其豎向地震取結(jié)構(gòu)或構(gòu)件重力的某個百分數(shù)作為其豎向地震取結(jié)構(gòu)或構(gòu)件重力的某個百分數(shù)作為其豎向地震取結(jié)構(gòu)或構(gòu)件重力的某個百分數(shù)作為其豎向地震 作用；作用；作用；作用；水平地震作用折減法：水平地震作用折減法：水平地震作用折減法：水平地震作用折減法：取結(jié)構(gòu)或構(gòu)件水平地震作用的某個取結(jié)構(gòu)或構(gòu)件水平地震作用的某個取結(jié)構(gòu)或構(gòu)件水平地震作用的某個取結(jié)構(gòu)或構(gòu)件水平地震作用的某個 百分數(shù)其豎向地震作用；百分數(shù)其豎向地震作用；百分數(shù)其豎向地震作用；百分數(shù)其豎向地震作用；豎向地震反應譜法：豎向地震反應譜法：豎向地震反應譜法：豎向地震反應譜法：與水平地震反應譜法相同。與水平地震反應譜法相同。與水平地震反應譜法相同。與水平地震反應譜法相同。規(guī)范采用的是基于豎向地震反應譜法的擬靜力法。規(guī)范采用的是基于豎向地震反應譜法的擬靜力法。規(guī)范采用的是基于豎向地震反應譜法的擬靜力法。規(guī)范采用的是基于豎向地震反應譜法的擬靜力法。時程反應分析：時程反應分析：時程反應分析：時程反應分析：采用豎向地震波時程，按直接動力法計算采用豎向地震波時程，按直接動力法計算采用豎向地震波時程，按直接動力法計算采用豎向地震波時程，按直接動力法計算10/10/202219第10講 豎向地震作用與變形驗算一、豎向地震反應譜一、豎向地震反應譜豎向地震反應譜與水平地震反應譜的豎向地震反應譜與水平地震反應譜的比較比較:類場地豎向地震類場地豎向地震平均反應譜與水平平均反應譜與水平地震平均反應譜地震平均反應譜形狀相差不大形狀相差不大加速度峰值約為水平的加速度峰值約為水平的1/21/2至至2/32/3?？衫盟降卣鸱磻V進行分析?？衫盟降卣鸱磻V進行分析。10/10/202220第10講 豎向地震作用與變形驗算分析結(jié)果表明：分析結(jié)果表明：高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑豎向第一振型的地震內(nèi)力與豎向高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑豎向第一振型的地震內(nèi)力與豎向前前5 5個振型按平方和開方組合的地震內(nèi)力相比較，誤差僅個振型按平方和開方組合的地震內(nèi)力相比較，誤差僅在在5%-15%5%-15%。此外，豎向第一振型的數(shù)值大致呈倒三角形式，基本此外，豎向第一振型的數(shù)值大致呈倒三角形式，基本周期小于場地特征周期。周期小于場地特征周期。因此，高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑豎向地震作用可按與底部因此，高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑豎向地震作用可按與底部剪力法類似的方法計算。剪力法類似的方法計算。10/10/202221第10講 豎向地震作用與變形驗算二、高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑豎向地震作用的計算公式二、高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑豎向地震作用的計算公式-結(jié)構(gòu)總豎向地震作用標準值；結(jié)構(gòu)總豎向地震作用標準值；-豎向、水平地震影響系數(shù)最大值。豎向、水平地震影響系數(shù)最大值。H1G1Hi-質(zhì)點質(zhì)點i i的豎向地震作用標準值。的豎向地震作用標準值。規(guī)范要求：規(guī)范要求：9 9度時，高層建筑樓層的豎向地震作用效度時，高層建筑樓層的豎向地震作用效應應乘以應應乘以1.51.5的增大系數(shù)的增大系數(shù)。10/10/202222第10講 豎向地震作用與變形驗算 三、平板型網(wǎng)架屋蓋與大于三、平板型網(wǎng)架屋蓋與大于24m24m屋架的豎向地震作用計算屋架的豎向地震作用計算-第第i i桿件的豎向地震內(nèi)力；桿件的豎向地震內(nèi)力；-第第i i桿件的重力內(nèi)力。桿件的重力內(nèi)力。反應譜法計算結(jié)果表明反應譜法計算結(jié)果表明1.1.比值雖不相同比值雖不相同,但相差不大但相差不大,故可取最大值作為設計依據(jù)；故可取最大值作為設計依據(jù)；2.2.比值與烈度和場地類別有關(guān)；比值與烈度和場地類別有關(guān)；3.3.比值與跨度有關(guān)，但在常用的范圍內(nèi)，變化不很大；為了簡化，略比值與跨度有關(guān)，但在常用的范圍內(nèi)，變化不很大；為了簡化，略去其影響；去其影響；-豎向地震作用系豎向地震作用系 數(shù)，按表采用；數(shù)，按表采用；-重力荷載代表值。重力荷載代表值。0.250.250.2090.13(0.19)0.13(0.19)0.10(0.15)0.10(0.15)80.200.150.150.1590.10(0.15)0.08(0.12)可不計算（可不計算（0.10)8、鋼筋混凝土鋼筋混凝土屋架屋架平板型網(wǎng)架平板型網(wǎng)架鋼屋架鋼屋架結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型烈烈度度場地類別場地類別采用靜力法采用靜力法10/10/202223第10講 豎向地震作用與變形驗算 對于長懸臂和其它大跨度結(jié)構(gòu)的豎向地震作用標準值，對于長懸臂和其它大跨度結(jié)構(gòu)的豎向地震作用標準值，8 8度和度和9 9度可分別取該結(jié)構(gòu)、構(gòu)件度可分別取該結(jié)構(gòu)、構(gòu)件重力荷載代表值的重力荷載代表值的10%10%和和20%20%，設計基本地震加速度為設計基本地震加速度為0.30g0.30g時，可取該結(jié)構(gòu)構(gòu)件重力荷載代時，可取該結(jié)構(gòu)構(gòu)件重力荷載代表值的表值的15%15%。10/10/202224第10講 豎向地震作用與變形驗算一、結(jié)構(gòu)抗震計算原則一、結(jié)構(gòu)抗震計算原則3.9 3.9 結(jié)構(gòu)抗震驗算結(jié)構(gòu)抗震驗算各類建筑結(jié)構(gòu)的抗震計算應遵循下列原則：各類建筑結(jié)構(gòu)的抗震計算應遵循下列原則：1 1、一般情況下，可在建筑結(jié)構(gòu)的、一般情況下，可在建筑結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向兩個主軸方向分別考慮水平地震作用并分別考慮水平地震作用并進行抗震驗算，各方向的水平地震作用應由該方向抗側(cè)力構(gòu)件承擔。進行抗震驗算，各方向的水平地震作用應由該方向抗側(cè)力構(gòu)件承擔。2 2、有、有斜交抗側(cè)力構(gòu)件斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，當相交角度大于的結(jié)構(gòu)，當相交角度大于1515度時，應分別考慮各度時，應分別考慮各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用?？箓?cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用。3 3、質(zhì)量和剛度分布明顯、質(zhì)量和剛度分布明顯不對稱的結(jié)構(gòu)不對稱的結(jié)構(gòu)，應考慮雙向水平地震作用下的，應考慮雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響其他情況宜采用調(diào)整地震作用效應的方法考慮扭轉(zhuǎn)影響。扭轉(zhuǎn)影響其他情況宜采用調(diào)整地震作用效應的方法考慮扭轉(zhuǎn)影響。4 4、8 8度和度和9 9度時的大跨度結(jié)構(gòu)、長懸臂結(jié)構(gòu)，度時的大跨度結(jié)構(gòu)、長懸臂結(jié)構(gòu)，9 9度時的高層建筑，應考慮度時的高層建筑，應考慮豎向地震豎向地震作用。作用。10/10/202225第10講 豎向地震作用與變形驗算二、結(jié)構(gòu)抗震計算方法的確定二、結(jié)構(gòu)抗震計算方法的確定 1 1、高度不超過、高度不超過40m40m，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度 分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點體系的結(jié)構(gòu)，分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點體系的結(jié)構(gòu)，宜采用宜采用底部剪力法底部剪力法等簡化方法。等簡化方法。2 2、除上述以外的建筑結(jié)構(gòu)，宜采用、除上述以外的建筑結(jié)構(gòu)，宜采用振型分解反應譜法振型分解反應譜法。3 3、特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑和下表所列高度范圍的、特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑和下表所列高度范圍的 高層建筑，應采用高層建筑，應采用時程分析法時程分析法進行多遇地震下的補充進行多遇地震下的補充 計算，可取多條時程曲線計算結(jié)果的平均值與振型分計算，可取多條時程曲線計算結(jié)果的平均值與振型分 解反應譜法計算結(jié)果的較大值。解反應譜法計算結(jié)果的較大值。烈度、場地類別烈度、場地類別房屋高度范圍（房屋高度范圍（m）8度度、類場地和類場地和7 7度度 100 8度度、類場地類場地 80 9度度 6010/10/202226第10講 豎向地震作用與變形驗算時程分析方法要點：時程分析方法要點：按建筑場地類別和設計地震分組選用不少于按建筑場地類別和設計地震分組選用不少于二組的實際強震二組的實際強震記錄記錄和和一組人工模擬的加速度時程曲線一組人工模擬的加速度時程曲線，其平均地震影響系，其平均地震影響系數(shù)曲線應與振型分解反應譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線在數(shù)曲線應與振型分解反應譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線在統(tǒng)計意義上相符。統(tǒng)計意義上相符。烈度、場地類別烈度、場地類別房屋高度范圍（房屋高度范圍（m）8度度、類場地和類場地和7 7度度 1008度度、場地場地 809度度 60采用時程分析法的房屋高度范圍采用時程分析法的房屋高度范圍時程分析所用地震加速度時程的最大峰值地震影響烈 度6789設計基本地震加速度值(g)0.050.10 0.150.20 0.300.40多遇地震(cm/s2)1835 5570 110140罕遇地震(cm/s2)220 310400 51062010/10/202227第10講 豎向地震作用與變形驗算采用二階段設計法：采用二階段設計法：第一階段：對絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)進行多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件承載力第一階段：對絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)進行多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件承載力驗算驗算,以及多遇地震作用下的彈性變形驗算。以及多遇地震作用下的彈性變形驗算。第二階段：對一些結(jié)構(gòu)進行罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算。第二階段：對一些結(jié)構(gòu)進行罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算。三、結(jié)構(gòu)抗震驗算內(nèi)容三、結(jié)構(gòu)抗震驗算內(nèi)容1.1.多遇地震下結(jié)構(gòu)允許彈性變形驗算多遇地震下結(jié)構(gòu)允許彈性變形驗算 除砌體結(jié)構(gòu)、廠房外的框架結(jié)構(gòu)、填充墻框架結(jié)構(gòu)、框架除砌體結(jié)構(gòu)、廠房外的框架結(jié)構(gòu)、填充墻框架結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)等需驗算允許彈性變形。剪力墻結(jié)構(gòu)等需驗算允許彈性變形。對于按底部剪力法分析結(jié)構(gòu)地震作用時，其彈性位移計算公對于按底部剪力法分析結(jié)構(gòu)地震作用時，其彈性位移計算公式為式為-第第i i層的層間位移；層的層間位移；-第第i i層的側(cè)移剛度；層的側(cè)移剛度；-第第i i層的水平地震剪力標準值。層的水平地震剪力標準值。10/10/202228第10講 豎向地震作用與變形驗算 樓層內(nèi)最大彈性層間位移應符合下式樓層內(nèi)最大彈性層間位移應符合下式-多遇地震作用標準值產(chǎn)生的樓層內(nèi)最大的彈性層間位移；多遇地震作用標準值產(chǎn)生的樓層內(nèi)最大的彈性層間位移；-計算樓層層高；計算樓層層高；-彈性層間位移角限值，按下表采用。彈性層間位移角限值，按下表采用。1/300多、高層鋼結(jié)構(gòu)多、高層鋼結(jié)構(gòu)1/1000鋼筋混凝土框支層鋼筋混凝土框支層1/1000鋼筋混凝土抗震墻、筒中筒鋼筋混凝土抗震墻、筒中筒1/800鋼筋混凝土框架鋼筋混凝土框架-抗震墻、板柱抗震墻、板柱-抗震墻、框架抗震墻、框架-核心筒核心筒1/550鋼筋混凝土框架鋼筋混凝土框架 結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型10/10/202229第10講 豎向地震作用與變形驗算2.2.多遇地震下結(jié)構(gòu)強度驗算多遇地震下結(jié)構(gòu)強度驗算下列情況可不進行結(jié)構(gòu)強度驗算：下列情況可不進行結(jié)構(gòu)強度驗算：（1 1）6 6度時的建筑（度時的建筑（類場地上較高的高層建筑與高聳結(jié)構(gòu)除外）；類場地上較高的高層建筑與高聳結(jié)構(gòu)除外）；（2 2）7 7度時度時、類場地、柱高不超過類場地、柱高不超過10m10m且兩端有山墻的單跨及且兩端有山墻的單跨及多跨等高的鋼筋混凝土廠房，或柱頂標高不超過多跨等高的鋼筋混凝土廠房，或柱頂標高不超過4.5m4.5m，兩端均有山兩端均有山墻的單跨及多跨等高的磚柱廠房。墻的單跨及多跨等高的磚柱廠房。除上述情況的所有結(jié)構(gòu)都要進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力的抗震驗算，除上述情況的所有結(jié)構(gòu)都要進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力的抗震驗算，驗算公式為驗算公式為-包含地震作用效應的結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力組合的設計值；包含地震作用效應的結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力組合的設計值；-結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設計值；結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設計值；-承載力抗震調(diào)整系數(shù)，除另有規(guī)定外，按下表采用；承載力抗震調(diào)整系數(shù)，除另有規(guī)定外，按下表采用；10/10/202230第10講 豎向地震作用與變形驗算 材料材料 結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力狀態(tài)受力狀態(tài) 鋼鋼柱、梁柱、梁支撐支撐節(jié)點板件、連接螺栓節(jié)點板件、連接螺栓連接焊縫連接焊縫0.750.800.850.90 砌體砌體兩端均有構(gòu)造柱、芯柱的抗震墻兩端均有構(gòu)造柱、芯柱的抗震墻 其他抗震墻其他抗震墻受剪受剪受剪受剪0.91.0混凝土混凝土 梁梁梁軸壓比小于梁軸壓比小于0.15柱柱梁軸壓比不小于梁軸壓比不小于0.15柱柱 抗震墻抗震墻各類構(gòu)件各類構(gòu)件受彎受彎偏壓偏壓偏壓偏壓偏壓偏壓受剪、偏拉受剪、偏拉0.750.750.800.850.85承載力抗震調(diào)整系數(shù)承載力抗震調(diào)整系數(shù)10/10/202231第10講 豎向地震作用與變形驗算-重力荷載分項系數(shù)，一般取重力荷載分項系數(shù)，一般取1.21.2，當重力荷載效應對構(gòu)件承載能力，當重力荷載效應對構(gòu)件承載能力 有利時，不應大于有利時，不應大于1.01.0；-分別為水平、豎向分別為水平、豎向 地震作用分項系數(shù)，地震作用分項系數(shù)，按右表采用；按右表采用；0.51.3同時計算水平與豎向地震作用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僅計算豎向地震作用0.01.3僅計算水平地震作用僅計算水平地震作用地震作用地震作用-風荷載分項系數(shù)，應采用風荷載分項系數(shù)，應采用1.41.4；-重力荷載代表值的效應；重力荷載代表值的效應；-水平、豎向地震作用的標準值效應水平、豎向地震作用的標準值效應,尚應乘以相應的增大系數(shù)或調(diào)整系數(shù)尚應乘以相應的增大系數(shù)或調(diào)整系數(shù);-風荷載標準值的效應；風荷載標準值的效應；-風荷載組合系數(shù)風荷載組合系數(shù);一般結(jié)構(gòu)可不考慮一般結(jié)構(gòu)可不考慮,風荷載起控制作用的高層建筑應采用風荷載起控制作用的高層建筑應采用0.2;0.2;10/10/202232第10講 豎向地震作用與變形驗算3.3.罕遇地震下結(jié)構(gòu)彈塑性變形驗算罕遇地震下結(jié)構(gòu)彈塑性變形驗算 需要進行結(jié)構(gòu)罕遇地震作用下薄弱層彈塑性變形驗算的范圍需要進行結(jié)構(gòu)罕遇地震作用下薄弱層彈塑性變形驗算的范圍(a)(a)下列結(jié)構(gòu)下列結(jié)構(gòu)應應進行彈塑性變形驗算進行彈塑性變形驗算1 1）8 8度度、類場地和類場地和9 9度時度時,高大的單層鋼筋混凝土柱高大的單層鋼筋混凝土柱 廠房的橫向排架廠房的橫向排架;2 2）7-97-9度時樓層屈服強度系數(shù)小于度時樓層屈服強度系數(shù)小于0.50.5的鋼筋混凝土框的鋼筋混凝土框 架結(jié)構(gòu)；架結(jié)構(gòu)；3 3）高度大于）高度大于150m150m的鋼結(jié)構(gòu)；的鋼結(jié)構(gòu)；4 4）甲類建筑和）甲類建筑和9 9度時乙類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼度時乙類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼 結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)；5 5）采用隔震和消能減震設計的結(jié)構(gòu)。）采用隔震和消能減震設計的結(jié)構(gòu)。10/10/202233第10講 豎向地震作用與變形驗算(b)(b)下列結(jié)構(gòu)下列結(jié)構(gòu)宜宜進行彈塑性變形驗算進行彈塑性變形驗算1 1）下表所列高度范圍且屬于下表所列不規(guī)則類型的高層建筑結(jié)構(gòu)；）下表所列高度范圍且屬于下表所列不規(guī)則類型的高層建筑結(jié)構(gòu)；2 2）7 7度度、類場地和類場地和8 8度時乙類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)；度時乙類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)；3 3）板柱）板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)和底部框架磚房；抗震墻結(jié)構(gòu)和底部框架磚房；4 4）高度不大于）高度不大于150m150m的其它高層鋼結(jié)構(gòu)。的其它高層鋼結(jié)構(gòu)。不規(guī)則類型不規(guī)則類型 定義定義側(cè)向剛度不規(guī)則側(cè)向剛度不規(guī)則該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個樓，或小于其上相鄰三個樓層側(cè)向剛度平均值的層側(cè)向剛度平均值的80%；除頂層外，局部收進的水平向尺寸大；除頂層外，局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的于相鄰下一層的25%豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、桁架等向下傳遞（梁、桁架等向下傳遞樓層承載力突變樓層承載力突變抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%豎向不規(guī)則的類型豎向不規(guī)則的類型10/10/202234第10講 豎向地震作用與變形驗算薄弱樓層彈塑性層間位移的驗算：薄弱樓層彈塑性層間位移的驗算：-彈塑性層間位移角限值，按下表采用；彈塑性層間位移角限值，按下表采用；-薄弱層樓層高度或單層廠房上柱高度。薄弱層樓層高度或單層廠房上柱高度。1/50多、高層鋼結(jié)構(gòu)多、高層鋼結(jié)構(gòu)1/120鋼筋混凝土抗震墻、筒中筒鋼筋混凝土抗震墻、筒中筒1/100鋼筋混凝土框架鋼筋混凝土框架-抗震墻、板柱抗震墻、板柱-抗震墻、框架抗震墻、框架-核心筒核心筒1/100底部框架磚房中的框架底部框架磚房中的框架-抗震墻抗震墻1/50鋼筋混凝土框架鋼筋混凝土框架1/30單層混凝土柱排架單層混凝土柱排架結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型10/10/202235第10講 豎向地震作用與變形驗算第第10講結(jié)束！講結(jié)束！學習是一件快樂的事情，且學習是一件快樂的事情，且聽下回分解！聽下回分解！