結(jié)構(gòu)基本自振周期計(jì)算

3.4結(jié)構(gòu)自振周期期及振型的實(shí)實(shí)用計(jì)算方法法3.4.1能量法能量法是根據(jù)據(jù)體系在振動(dòng)動(dòng)過程的能量量守恒原理導(dǎo)導(dǎo)出的，適用用求結(jié)構(gòu)的基本頻頻率此方法常用于于求解以剪切型為主主的框架結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)體系作自由由振動(dòng)，任一一質(zhì)點(diǎn)i的位移：速度為3.4.1能量法速度：當(dāng)體系振動(dòng)達(dá)達(dá)到平衡位置置時(shí)，體系變變形位能為零，體體系動(dòng)能達(dá)到到最大值Tmax當(dāng)體系振動(dòng)達(dá)達(dá)到振幅最大大值時(shí)，體系系動(dòng)能為零，，位能達(dá)到最大大值Umax位移：3.4.1能量法根據(jù)能量守恒恒原理：Tmax＝Umax一般假定：將將結(jié)構(gòu)重力荷荷載當(dāng)成水平平荷載作用于于質(zhì)點(diǎn)上所得的結(jié)構(gòu)彈彈性曲線為結(jié)結(jié)構(gòu)的基本振振型3.4.2折算質(zhì)量法（（等效質(zhì)量法法）基本原理：將多質(zhì)點(diǎn)體系系用單質(zhì)點(diǎn)體體系代替。使單質(zhì)點(diǎn)體系系的自振頻率率和原體系的的基本頻率相相等或相近等效原則：兩個(gè)體系的動(dòng)動(dòng)能相等多質(zhì)點(diǎn)體系的的最大動(dòng)能為為單質(zhì)點(diǎn)體系的的最大動(dòng)能為為---體系按第一振型振動(dòng)時(shí)，相應(yīng)于折算質(zhì)點(diǎn)處的最大位移；3.4.2折算質(zhì)量法（（等效質(zhì)量法法）---單位水平力作用下頂點(diǎn)位移。3.4.3頂點(diǎn)位移法頂點(diǎn)位移法是是根據(jù)在重力荷載水水平作用時(shí)算算得的頂點(diǎn)位位移來求解基本頻頻率的一種方方法(b):彎曲型(c):剪切型(d):彎剪型3.4.3頂點(diǎn)位移法抗震墻結(jié)構(gòu)可可視為彎曲型型桿，即彎曲曲型結(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)可近近似視為剪切切型桿?？蚣?抗震墻結(jié)構(gòu)可可近似視為剪剪彎型桿。補(bǔ)充：自振周期的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)公式根據(jù)實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)計(jì)，忽略填充充墻布置、質(zhì)質(zhì)量分布差異異等，初步設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)可按下下列公式估算算（1）高度低于25m且有較多的填填充墻框架辦辦公樓、旅館館的基本周期期（2）高度低于50m的鋼筋混凝土土框架-抗震墻結(jié)構(gòu)的的基本周期H---房屋總高度；；B---所考慮方向房房屋總寬度。。（3）高度低于50m的規(guī)則鋼筋混混凝土抗震墻墻結(jié)構(gòu)的基本本周期自振周期的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)公式在實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)基基礎(chǔ)上，再忽忽略房屋寬度和層高的影響等，有下列更粗略略的公式（1）鋼筋混凝土土框架結(jié)構(gòu)（2）鋼筋混凝土土框架-抗震墻或鋼筋筋混凝土框架架-筒體結(jié)構(gòu)N---結(jié)構(gòu)總層數(shù)。（3）鋼筋混凝土土抗震墻或筒筒中筒結(jié)構(gòu)（4）鋼-鋼筋混凝土混混合結(jié)構(gòu)（5）高層鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)3.5結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)地地震效應(yīng)一、產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)地震反應(yīng)的的原因1.建筑結(jié)構(gòu)的偏偏心兩方面：建筑自身的原原因和地震地面運(yùn)動(dòng)動(dòng)的原因。主要原因：結(jié)結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心與剛度中心不重合質(zhì)心：在水平地震作作用下，慣性力的合力力中心剛心：在水平地震作作用下，結(jié)構(gòu)抗側(cè)力的的合力中心質(zhì)心剛心3.5結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)地地震效應(yīng)2.地震地面運(yùn)動(dòng)動(dòng)存在扭轉(zhuǎn)分分量地震波在地面面上各點(diǎn)的波波速、周期和和相位不同。。建筑結(jié)構(gòu)基基底將產(chǎn)生繞繞豎直軸的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)便便會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)振動(dòng)。無論結(jié)構(gòu)是否否有偏心，地地震地面運(yùn)動(dòng)動(dòng)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)構(gòu)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)均均是存在的。?！锱まD(zhuǎn)作用會(huì)加加重結(jié)構(gòu)的震震害《規(guī)范》規(guī)定對(duì)質(zhì)量和和剛度明顯不不均勻、不對(duì)對(duì)稱結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮水平地地震作用的扭扭轉(zhuǎn)效應(yīng)3.6豎向地震作用用抗震設(shè)計(jì)中，，一般不考慮慮豎向地震作作用的影響震害表明：1、在高烈度區(qū)區(qū)，豎向地面面運(yùn)動(dòng)的影響響是明顯的2、豎向地震作作用對(duì)高層建筑、高高聳及大跨結(jié)結(jié)構(gòu)影響顯著。我國抗震設(shè)計(jì)計(jì)《規(guī)范》規(guī)定，對(duì)下列列建筑應(yīng)考慮豎向地地震作用的不利影影響：1、8度和9度時(shí)的大跨度度結(jié)構(gòu)、長懸懸臂結(jié)構(gòu)；2、8度和9度時(shí)煙囪和類似的的高聳結(jié)構(gòu)；；3、9度時(shí)的高層建建筑。3.6.1高聳結(jié)構(gòu)及高高層建筑的豎豎向地震作用用分析結(jié)果表明明：高聳結(jié)構(gòu)和高高層建筑豎向向第一振型的地地震內(nèi)力與豎向前5個(gè)振型按“平方方和開方”組合的地震內(nèi)內(nèi)力相比較，誤差差僅在5%--15%。豎向第一振型型的數(shù)值大致致呈倒三角形式高聳結(jié)構(gòu)和高高層建筑豎向向地震作用可可按與底部剪力法類似的方法計(jì)計(jì)算。3.6.1高聳結(jié)構(gòu)及高高層建筑的豎豎向地震作用用（1）豎向反應(yīng)譜譜及豎向振動(dòng)動(dòng)周期豎向地震反應(yīng)應(yīng)譜:與水平地震反反應(yīng)譜的形狀相差不大大豎向反應(yīng)譜的的加速度峰值值約為水平反反應(yīng)譜的1/2至2/3?？衫盟降氐卣鸱磻?yīng)譜進(jìn)進(jìn)行分析。Ⅰ類場(chǎng)地的豎向向和水平平均均反應(yīng)譜3.6.1高聳結(jié)構(gòu)及高高層建筑的豎豎向地震作用用豎向振動(dòng)周期期：計(jì)算結(jié)果表明明：高聳結(jié)構(gòu)構(gòu)和高層建筑筑豎向振動(dòng)周周期較短，基基本周期在0.1~0.2s范圍內(nèi)小于場(chǎng)地的特特征周期Tg《建筑抗震規(guī)范范》直接取豎向地地震影響系數(shù)數(shù)：3.6.1高聳結(jié)構(gòu)及高高層建筑的豎豎向地震作用用（2）豎向地震作作用計(jì)算----底部剪力法---質(zhì)點(diǎn)i的豎向地震作作用標(biāo)準(zhǔn)值。。規(guī)范要求：9度時(shí)，高層建建筑樓層的豎向地震作用用效應(yīng)應(yīng)乘以1.5的增大系數(shù)。。3.6.2大跨度結(jié)構(gòu)的的豎向地震作作用大跨度結(jié)構(gòu)：跨度大于24m的鋼屋架和預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土土屋架，各類類網(wǎng)架和懸索索屋蓋---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(jì)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(chǎng)地類別《抗震規(guī)范》：大跨度結(jié)構(gòu)構(gòu)的豎向地震震作用取其重力荷載代表值GE和豎向地震作用用系數(shù)λv的乘積3.6.3懸臂結(jié)構(gòu)的豎豎向地震作用用懸臂結(jié)構(gòu)地震震作用：估算《抗震規(guī)范》：長懸臂和其它它大跨度結(jié)構(gòu)構(gòu)的豎向地震震作用標(biāo)準(zhǔn)值值，8度和9度可分別取該該結(jié)構(gòu)、構(gòu)件件重力荷載代代表值的10%和20%設(shè)計(jì)基本地震震加速度為0.30g時(shí)，可取該結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件重力力荷載代表值值的15%。3.8建筑結(jié)構(gòu)抗震震驗(yàn)算3.8.1地震作用及計(jì)計(jì)算方法1、地震作用的的考慮原則1、一般情況下下，可在建筑筑結(jié)構(gòu)的兩個(gè)個(gè)主軸方向分分別考慮水平平地震作用并并進(jìn)行抗震驗(yàn)驗(yàn)算，各方向向的水平地震震作用應(yīng)由該該方向抗側(cè)力力構(gòu)件承擔(dān)。。2、有斜交抗側(cè)側(cè)力構(gòu)件的結(jié)結(jié)構(gòu)，當(dāng)相交交角度大于15度時(shí)，應(yīng)分別別考慮各抗側(cè)側(cè)力構(gòu)件方向向的水平地震震作用。3、質(zhì)量和剛度度分布明顯不不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)構(gòu)，應(yīng)考慮雙雙向水平地震震作用下的扭扭轉(zhuǎn)影響;其他情況,應(yīng)采用調(diào)整地地震作用效應(yīng)應(yīng)的方法考慮慮扭轉(zhuǎn)影響。。4、8度和9度時(shí)的大跨度度結(jié)構(gòu)、長懸懸臂結(jié)構(gòu)，9度時(shí)的高層建建筑，應(yīng)考慮慮豎向地震作作用。3.8.1地震作用及計(jì)計(jì)算方法2、抗震計(jì)算方方法的確定1、高度不超過過40m，以剪切變形為為主且質(zhì)量和和剛度沿高度度分布比較均勻勻的結(jié)構(gòu)，以以及近似于單單質(zhì)點(diǎn)體系的的結(jié)構(gòu)，宜采用底部剪力法等簡化方法。。2、除上述以外外的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)，宜采用振型分解反應(yīng)應(yīng)譜法。3、特別不規(guī)則則的建筑、甲甲類建筑和規(guī)規(guī)范規(guī)定的高高層建筑，應(yīng)采用時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震震下的補(bǔ)充計(jì)計(jì)算。烈度、場(chǎng)地類別房屋高度范圍（m）8度Ⅰ、Ⅱ類場(chǎng)地和7度>1008度Ⅲ、Ⅳ場(chǎng)地>809度>603.8.2重力荷載代表表值重力荷載代表表值：取結(jié)構(gòu)或構(gòu)構(gòu)件永久荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值與有關(guān)可變荷載組合合值之和3.8.3結(jié)構(gòu)抗震承載載力驗(yàn)算（1）構(gòu)件作用用效應(yīng)組合合---重力荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般取1.2，當(dāng)重力荷載效應(yīng)對(duì)構(gòu)件承載能力有利時(shí)，不應(yīng)大于1.0；---分別為水平、豎向地震作用分項(xiàng)系數(shù)，按右表采用；0.51.3同時(shí)計(jì)算水平與豎向地震作用1.30.0僅計(jì)算豎向地震作用0.01.3僅計(jì)算水平地震作用地震作用---風(fēng)荷載組合系數(shù);一般結(jié)構(gòu)可不考慮,風(fēng)荷載起控制作用的高層建筑應(yīng)采用0.2;---風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般取1.43.8.3結(jié)構(gòu)抗震承承載力驗(yàn)算算（2）截面抗震震驗(yàn)算---包含地震作用效應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力組合的設(shè)計(jì)值；---結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值；---承載力抗震調(diào)整系數(shù)；3.8.3結(jié)構(gòu)抗震承承載力驗(yàn)算算材料結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力狀態(tài)鋼柱、梁支撐節(jié)點(diǎn)板件、連接螺栓連接焊縫0.750.800.850.90砌體兩端均有構(gòu)造柱、芯柱的抗震墻其他抗震墻受剪受剪0.91.0混凝土梁梁軸壓比小于0.15柱梁軸壓比不小于0.15柱抗震墻各類構(gòu)件受彎偏壓偏壓偏壓受剪、偏拉0.750.750.800.850.85承載力抗震震調(diào)整系數(shù)數(shù)3.8.4多遇地震作作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震變形形驗(yàn)算---第i層的層間位移；---i層第k根柱的側(cè)移剛度；---第i層的水平地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。樓層內(nèi)最大大彈性層間間位移應(yīng)符符合下式：：---多遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的樓層內(nèi)最大的彈性層間位移；---計(jì)算樓層層高；---彈性層間位移角限值，按表3.14采用。層間彈性位位移的計(jì)算算：3.8.4多遇地震作作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震變形形驗(yàn)算表3.14彈性層間位位移角限值值1/300多、高層鋼結(jié)構(gòu)1/1000鋼筋混凝土框支層1/1000鋼筋混凝土抗震墻、筒中筒1/800鋼筋混凝土框架-抗震墻、板柱-抗震墻、框架-核心筒1/550鋼筋混凝土框架

結(jié)構(gòu)類型3.8.5罕遇地震作作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)彈塑性變變形驗(yàn)算⑴應(yīng)進(jìn)行罕遇遇地震作用用下薄弱層層彈塑性變變形驗(yàn)算的的結(jié)構(gòu)為：：1）8度Ⅲ、Ⅳ類場(chǎng)地和9度時(shí),高大的單層層鋼筋混凝凝土柱廠房的橫向向排架;2）7-9度時(shí)樓層屈服強(qiáng)強(qiáng)度系數(shù)小于0.5的鋼筋混凝凝土框架結(jié)構(gòu)；3）高度大于于150m的鋼結(jié)構(gòu)；；4）甲類建筑和9度時(shí)乙類建建筑中的鋼筋混混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)；5）采用隔震和消能能減震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)。3.8.5罕遇地震作作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)彈塑性變變形驗(yàn)算（2）罕遇地震震作用下薄薄弱層彈塑塑性變形計(jì)計(jì)算方法：①不超過12層且層剛度度無突變的的鋼筋混凝凝土框架結(jié)結(jié)構(gòu)、單層層工業(yè)廠房房可采用簡化計(jì)算方方法。②超過12層的建筑和甲類結(jié)構(gòu)，可采采用彈塑性時(shí)程程分析法等等；3.8.5罕遇地震作作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)彈塑性變變形驗(yàn)算（3）結(jié)構(gòu)彈塑塑性變形的的簡化計(jì)算算方法震害表明：：剪切型結(jié)構(gòu)構(gòu)在強(qiáng)烈地地震作用下下，大多因因?yàn)楸∪鯇幼冃涡渭袑?dǎo)致倒倒塌①薄弱層位置置判斷結(jié)構(gòu)彈塑性性層間變形形主要取決于于樓層屈服強(qiáng)強(qiáng)度系數(shù)的大小及樓層屈服強(qiáng)強(qiáng)度系數(shù)沿沿房屋高度度的分布情況況3.8.5罕遇地震作作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)彈塑性變變形驗(yàn)算結(jié)構(gòu)薄弱層層位置的確確定ξ沿高度分布布均勻取底層ξ沿高度分布布不均勻，，取相對(duì)較較小的，一一般不超過過2～3個(gè)單層廠房取取上柱3.8.5罕遇地震作作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)彈塑性變變形驗(yàn)算薄弱樓層彈彈塑性層間間位移的驗(yàn)驗(yàn)算：---彈塑性層間位移角限值，按表3.16采用；---薄弱層樓層高度或單層廠房上柱高度。②彈塑性層間間位移的計(jì)計(jì)算3.8.5罕遇地震作作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)彈塑性變變形驗(yàn)算1/50多、高層鋼結(jié)構(gòu)1/120鋼筋混凝土抗震墻、筒中筒1/100鋼筋混凝土框架-抗震墻、板柱-抗震墻、框架-核心筒1/100底部框架磚房中的框架-抗震墻