抗震底部剪力法

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13.3.2多質(zhì)點體系振型圖23.3.2多質(zhì)點體系振型圖33.3.3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：43.3.3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。53.3.4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40m2、剪切變形為主3、質(zhì)量和

2、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63.3.4 計算水平地震作用的底部剪力法一、底部剪力的計算第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，0.85G7二、各質(zhì)點的水平地震作用標準值的計算H1G1GkHk地震作用下各樓層水平地震層間剪力為8三、頂部附加地震作用的計算 當結(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 。H1G1GkHk-結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值；-相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本周期的水平地震影

3、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；- 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。頂部附加地震作用系數(shù)9四、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?！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

4、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。10 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），局部縮進的尺寸也不宜大（縮進后的寬度B1與總寬度B之比滿足 ）；bhHB 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行抗震分析；11 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)

5、果合理化。bBlbBlbBllbBl12五、底部剪力法應(yīng)用舉例例1：試用底部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10.5m7.0m3.5m（2）計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 9 8 7 6地震影響烈度地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為0.05）13解：（1）計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值例1：試用底部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

6、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。10.5m7.0m3.5m（2）計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）0.90 0.65 0.450.35第三組0.75 0.55 0.400.30第二組0.65 0.45 0.35 0.25第一組 場地類別（3）計算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標準值14例1：試用底部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10.5m7.0m3.5m（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

7、作用標準值（4）頂部附加水平地震作用頂部附加地震作用系數(shù)（5）計算各層的水平地震作用標準值15例1：試用底部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10.5m7.0m3.5m（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準值（4）頂部附加水平地震作用（5）計算各層的水平地震作用標準值16例1：試用底部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

8、荷載代表值10.5m7.0m3.5m（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準值（4）頂部附加水平地震作用（5）計算各層的水平地震作用標準值（6）計算各層的層間剪力振型分解反應(yīng)譜法結(jié)果17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, G6=3856.9kN。試用底部剪力法計算各層地震剪力標準值。G12.952.702.702.702.702.70G2G3G4G5G6 由于多層砌體房屋中縱向或橫

9、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。18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準值。解：結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值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 9 8 7 6地震

10、影響烈度地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為0.05）19G12.952.702.702.702.702.70G2G3G4G5G6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準值。解：結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值各層水平地震剪力標準值各層水平地震作用67320.921328.8233815.2547544.7561274.2575003.75306269.72884.5985.7805.3624.8444.4280.44025.1884.51870.22675.53300.33744.74

11、025.129596.620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準值。解：結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值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 9 8 7 6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）0.90 0.65 0.4

12、50.35第三組0.75 0.55 0.400.30第二組0.65 0.45 0.35 0.25第一組 場地類別21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準值。解：結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值4.363.363.36G4 =831. 6G3 =1039. 6G2 =1039. 6G1 =1122.73.3622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

13、計算各層地震剪力標準值。解：結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值4.363.363.36G4 =831. 6G3 =1039. 6G2 =1039. 6G1 =1122.73.36頂部附加水平地震作用頂部附加地震作用系數(shù)23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準值。解：結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值4.363.363.36G4 =831. 6G3 =1039. 6G2 =1039. 6G1 =1122.73.36頂部附加水平地震作用各層水平地震作用131.6238.9313.

14、7359.319.7111.9107.374.845.6339.612008.311517.78024.94895.036445.914.4411.087.724.36831.61039.51039.51122.74033.34321 Vi(kN)(kN) Fi (kN) GiHi(kN.m) Hi (m) Gi (kN) 層各層水平地震剪力標準值24六、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。253.6 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)，地震地面運動速度和位移可能對結(jié)構(gòu)的破壞具有