PPT建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計12

3.6結(jié)構(gòu)豎向地地震作用豎向地震運運動是可觀觀的：根據(jù)觀測資資料的統(tǒng)計計分析，在在震中距小小于200km范圍內(nèi)，同同一地震的的豎向地面面加速度峰峰值與水平平地面加速速度峰值之之比av/ah平均值約為為1/2，甚至有時時可達1.6。豎向地震作作用的影響響是顯著的的：根據(jù)地震計計算分析，，對于高層層建筑、高高聳及大跨跨結(jié)構(gòu)影響響顯著。結(jié)結(jié)構(gòu)豎向地地震內(nèi)力NE/與重力荷載載產(chǎn)生的內(nèi)內(nèi)力NG的比值沿高高度自下向向上逐漸增增大，烈度度為8度時為50%至90%，9度時可達或或超過1；335m高的電視塔塔上部，8度時為138%；高層建筑筑上部，8度時為50%至110%。我國抗震規(guī)規(guī)范（GB50011-2001）規(guī)定：設(shè)防烈度為為8度和9度區(qū)的以下下結(jié)構(gòu)：1.長懸臂結(jié)構(gòu)構(gòu)；2.大跨度屋蓋蓋結(jié)構(gòu)；3.煙囪及類似似高聳結(jié)構(gòu)構(gòu)。和設(shè)防烈度度為9度區(qū)的高層層建筑，應(yīng)考慮豎向地地震作用。

計算結(jié)構(gòu)豎向地震作用的方法：3.豎向地震反應(yīng)譜法：與水平地震反應(yīng)譜法相同。規(guī)范采用的是基于豎向地震反應(yīng)譜法的擬靜力法。4.時程反應(yīng)分析：1.靜力法：取取結(jié)構(gòu)或構(gòu)構(gòu)件重力的的某個百分分數(shù)作為其其豎向地震震作用用；2.水平地震作作用折減法法：取結(jié)構(gòu)構(gòu)或構(gòu)件水水平地震作作用的某個個百分數(shù)其豎豎向地震作作用；一、豎向地地震反應(yīng)譜譜豎向地震反反應(yīng)譜與水水平地震反反應(yīng)譜的比比較:Ⅰ類場地豎向向地震平均反應(yīng)譜譜與水平地震平均反反應(yīng)譜形狀狀相相差差不不大大加速速度度峰峰值值約約為為水水平平的的1/2至2/3?？衫糜盟狡降氐卣鹫鸱捶磻?yīng)應(yīng)譜譜進進行行分分析析。。二、、高高聳聳結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和高高層層建建筑筑豎豎向向地地震震作作用用的的計計算算公公式式---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。H1G1Hi---質(zhì)點點i的豎豎向向地地震震作作用用標標準準值值。。規(guī)范范要要求求：：9度時時，，高高層層建建筑筑樓樓層層的的豎豎向向地地震震作作用用效效應(yīng)應(yīng)應(yīng)應(yīng)乘乘以以1.5的增增大大系系數(shù)數(shù)。。分析析結(jié)結(jié)果果表表明明：：高聳聳結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和高高層層建建筑筑豎豎向向第第一一振振型型的的地地震震內(nèi)內(nèi)力力與與豎豎向向前前5個振振型型按按平平方方和和開開方方組組合合的的地地震震內(nèi)內(nèi)力力相相比比較較，，誤誤差差僅僅在在5%--15%。此外外，，豎豎向向第第一一振振型型的的數(shù)數(shù)值值大大致致呈呈倒倒三三角角形形式式，，基基本本周周期期小小于于場場地地特特征征周周期期。。因此此，，高高聳聳結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和高高層層建建筑筑豎豎向向地地震震作作用用可可按按與與底底部部剪剪力力法法類類似似的的方方法法計計算算。。三、、大大跨跨度度結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)（（平平板板型型網(wǎng)網(wǎng)架架、、大大跨跨度度屋屋蓋蓋、、長長懸懸臂臂結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)））---第i桿件的豎向地震內(nèi)力；---第i桿件的重力內(nèi)力。反應(yīng)應(yīng)譜譜法法計計算算結(jié)結(jié)果果表表明明1.比值值雖雖不不相相同同,但相相差差不不大大,故可可取取最最大大值值作作為為設(shè)設(shè)計計依依據(jù)據(jù)；；2.比值值與與烈烈度度和和場場地地類類別別有有關(guān)關(guān)；；3.比值值與與跨跨度度有有關(guān)關(guān)，，但但在在常常用用的的范范圍圍內(nèi)內(nèi)，，變變化化不不很很大大；；為為了了簡簡化化，，略略去去其其影影響響；；---豎向地震作用系數(shù)，按表采用；---重力荷載代表值。0.250.250.2090.13(0.19)0.13(0.19)0.10(0.15)80.200.150.1590.10(0.15)0.08(0.12)可不計算（0.10)8Ⅲ、ⅣⅡ

Ⅰ

鋼筋混凝土屋架平板型網(wǎng)架鋼屋架結(jié)構(gòu)類型烈度場地類別豎向向地地震震作作用用與與重重力力荷荷載載的的內(nèi)內(nèi)力力的的比比值值：：對于于長長懸懸臂臂和和其其它它大大跨跨度度結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的豎豎向向地地震震作作用用標標準準值值，，8度和和9度可可分分別別取取該該結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)、、構(gòu)構(gòu)件件重重力力荷荷載載代代表表值值的的10%和20%，設(shè)設(shè)計計基基本本地地震震加加速速度度為為0.30g時，，可可取取該該結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件重重力力荷荷載載代代表表值值的的15%。一、、產(chǎn)產(chǎn)生生扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)地地震震反反應(yīng)應(yīng)的的原原因因3.7建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)地地震震效效應(yīng)應(yīng)1.建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的偏偏心心兩方方面面：：建建筑筑自自身身的的原原因因和和地地震震地地面面運運動動的的原原因因。。質(zhì)心心剛心心產(chǎn)生生偏偏心心的的原原因因：：a.建筑筑物物的的柱柱體體與與墻墻體體等等抗抗側(cè)力力構(gòu)構(gòu)件件布布置置不不對對稱稱。。b.建筑筑物物的的平平面面不不對對稱稱。。c.建筑筑物物的的立立面面不不對對稱稱。。d.建筑筑物物的的平平面面、、立立面面均均不不對對稱稱。。e.建筑筑物物各各層層質(zhì)質(zhì)心心與與剛剛心心重重合合，，但上上下下層層不不在在同同一一垂垂直直線線上上。。f.偶然然偏偏心心。。2.地震震地地面面運運動動存存在在扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)分分量量地震震波波在在地地面面上上各各點點的的波波速速、、周周期期和和相相位位不不同同。。建建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)基基底底將將產(chǎn)產(chǎn)生生繞繞豎豎直直軸軸的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動，，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)便便會會產(chǎn)產(chǎn)生生扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)振振動動。。無論論結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)是是否否有有偏偏心心，，地地震震地地面面運運動動產(chǎn)產(chǎn)生生的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)振振動動均均是是存存在在的的。。但二二者者有有區(qū)區(qū)別別，，無無偏偏心心結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的平平動動與與扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)振振動動不不是是耦耦合合的的，，而而有有偏偏心心結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的平平動動與與扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)振振動動是是耦耦合合的的。。二、、考考慮慮扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)地地震震效效應(yīng)應(yīng)的的方方法法1、規(guī)規(guī)則則結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)不不進進行行扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)耦耦聯(lián)聯(lián)計計算算時時，，平平行行于于地地震震作作用用方方向向的的兩兩個個邊邊榀榀，，其其地地震震作作用用效效應(yīng)應(yīng)宜宜乘乘以以增增大大系系數(shù)數(shù)。。一一般般情情況況下下，，短短邊邊可可按按1.15、長長邊邊可可按按1.05采用用；；當當扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)剛剛度度較較小小時時，，宜宜按按不不小小于于1.3采用用。。2、不不規(guī)則則結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)采用用扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)耦耦聯(lián)聯(lián)的的振振型型分分解解反反應(yīng)應(yīng)譜譜法法。。三、、考考慮慮扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的的振振型型分分解解反反應(yīng)應(yīng)譜譜法法1、平扭耦聯(lián)體體系的自由振振動基本假定：（1）樓板在其自自身平面內(nèi)為為絕對剛性，，在平面外的的剛度很小可可以忽略不計計；（2）各榀抗側(cè)力力結(jié)構(gòu)（框架架或剪力墻））在其自身平平面內(nèi)剛度很很大，在平面面外的剛度很很小可以忽略略不計；（3）所有構(gòu)件都都不考慮其自自身的抗扭作作用；（4）將質(zhì)量（包包括柱、墻的的質(zhì)量）都集集中于各層樓樓板處。計算簡圖如圖圖所示，坐標標原點一般選選在各樓層的的質(zhì)心處。每每一層樓質(zhì)量量有三個自由由度。由結(jié)構(gòu)動力學學，可建立結(jié)結(jié)構(gòu)的運動方方程為式中---質(zhì)量矩陣---位移矩陣---阻尼矩陣---剛度矩陣---平行于x軸第s榀框架的剛度矩陣；---平行于x軸框架的榀數(shù)；---平行于y軸第r榀框架的剛度矩陣；---平行于y軸框架的榀數(shù)；---第i層第s榀x方向的y向座標；第i層--第i層第r榀y方向框架的x向座標;求振型和頻率率時可不計阻阻尼利用雅可比等等方法可求出出振型和頻率率：2、考慮扭轉(zhuǎn)影影響的水平地地震作用---地面運動加速度---地面運動方向與x軸夾角設(shè)代入方程，并并利用振型正正交性，可得得經(jīng)過與前面單單向平移振動動類似的推導導，可得到考考慮扭轉(zhuǎn)地震震效應(yīng)時水平平地震作用標標準值的計算算公式分別為j振型i層的x方向、y方向和轉(zhuǎn)角方方向的地震作作用標準值質(zhì)心j振型i層質(zhì)心處地震作用考慮扭轉(zhuǎn)地震震效應(yīng)時水平平地震作用標標準值的計算算公式:---分別為j振型i層的x、y方向的水平相對位移；---為j振型i層的相對扭轉(zhuǎn)角；---j振型周期Tj對應(yīng)的地震影響系數(shù)；---i層轉(zhuǎn)動半徑；質(zhì)心j振型i層質(zhì)心處地震作用考慮扭轉(zhuǎn)地震震效應(yīng)時水平平地震作用標標準值的計算算公式:質(zhì)心j振型i層質(zhì)心處地震作用---考慮扭轉(zhuǎn)的j振型參與系數(shù)；僅考慮x方向地震時僅考慮y方向地震時與x方向斜交地震震時地震作用方向向與x軸方向夾角3、考慮扭轉(zhuǎn)影影響的水平地地震作用效應(yīng)應(yīng)不計扭轉(zhuǎn)影響時的水平地震作用效應(yīng)（SRSS法）(一般情況下m=3）考慮單向水平平地震作用下下扭轉(zhuǎn)的地震震作用效應(yīng)采用完全二次次振型組合法法（CQC法）---考慮扭轉(zhuǎn)的地震作用效應(yīng)---分別為j、k振型地震作用產(chǎn)生的作用效應(yīng)；可取前9~15個振型。---分別為j、k