建筑抗震設(shè)計(jì)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算詳解演示文稿

建筑抗震設(shè)計(jì)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算詳解演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)優(yōu)選建筑抗震設(shè)計(jì)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算當(dāng)前第2頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算33.1概述

地震作用是由于地面運(yùn)動(dòng)引起結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)間接作用。地震作用與一般靜載的區(qū)別地震作用與一般靜載不同，它不僅取決于地震烈度大小和近震、遠(yuǎn)震的情況，而且與建筑結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性有密切關(guān)系。而一般靜荷載與結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性無(wú)關(guān)，可以獨(dú)立的確定。因此，確定地震作用比確定一般靜荷載復(fù)雜得多。當(dāng)前第3頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3加速度反應(yīng)譜就是單質(zhì)點(diǎn)彈性體系在一定的地面運(yùn)動(dòng)作用下，最大反應(yīng)加速度(一般用相對(duì)值)與體系自振周期的變化曲線。當(dāng)前第4頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算33.2單質(zhì)點(diǎn)彈性體系某些簡(jiǎn)單的建筑結(jié)構(gòu)，例如等高單層廠房，因其質(zhì)量絕大部分集中于屋蓋，故在進(jìn)行地震反應(yīng)分析時(shí)，可將該結(jié)構(gòu)中參與振動(dòng)的所有質(zhì)量按動(dòng)能等效的原理全部折算至屋蓋，而將柱視作一無(wú)重量的彈性直桿，這樣就形成了一個(gè)單質(zhì)點(diǎn)彈性體系。又如水塔，因其質(zhì)量絕大部分集中于塔頂儲(chǔ)水柜處，故亦可按單質(zhì)點(diǎn)體系來(lái)分析其振動(dòng)。當(dāng)前第5頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3單自由度彈性體系的運(yùn)動(dòng)方程如設(shè)地震時(shí)地面水平運(yùn)動(dòng)的位移為xg(t)，質(zhì)點(diǎn)相對(duì)地面的水平位移為x(t)，它們皆為時(shí)間t的函數(shù)，則質(zhì)點(diǎn)的絕對(duì)位移為xg(t)+x(t)，而絕對(duì)加速度為：當(dāng)前第6頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3為一常系數(shù)二階非齊次線性微分方程，其通解由兩部分組成，一為齊次解，一為特解。前者代表體系的自由振動(dòng)，后者代表體系在地震作用下的強(qiáng)迫振動(dòng)。

表示結(jié)構(gòu)的阻尼系數(shù)c與臨界阻尼系數(shù)cr的比值，故ζ稱為臨界阻尼比，簡(jiǎn)稱阻尼比。

當(dāng)前第7頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算33.3單自由度彈性體系的水平地震作用----地震反應(yīng)譜法計(jì)算水平地震作用的基本公式：式中：FEK--水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；Sa--質(zhì)點(diǎn)加速度最大值；----地震動(dòng)峰值加速度；β----動(dòng)力系數(shù)；k----地震系數(shù)；α----地震影響系數(shù)；G----建筑的重力荷載代表值。意義：求得地震作用后，即可按靜力分析方法計(jì)算結(jié)構(gòu)的最大地震位移反應(yīng)。當(dāng)前第8頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3地震動(dòng)時(shí)能作質(zhì)量產(chǎn)生地震作用(慣性力)的各種豎向荷載，稱為重力荷載?？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)，在地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算中和結(jié)構(gòu)構(gòu)件地震作用效應(yīng)的基本組合中，建筑物重力荷載的取值稱為重力荷載代表值?！犊拐鹨?guī)范》規(guī)定，建筑物的重力荷載代表值應(yīng)取結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重(恒

載)標(biāo)準(zhǔn)值和各可變荷載(活荷載)組合值之和。各可變荷載的組合值系數(shù)按規(guī)范取值。

當(dāng)前第9頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3組合值系數(shù)

可變荷載種類組合值系數(shù)雪荷載0.5屋面積灰荷載

0.5屋面活荷載

不考慮按實(shí)際情況考慮的樓面活荷載

1.0按等效均布活荷載考慮的樓面活荷載藏書(shū)庫(kù)、檔案庫(kù)0.8其它民用建筑0.5吊車懸吊物重力硬鉤吊車0.3軟鉤吊車不考慮當(dāng)前第10頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3地震系數(shù)是地震動(dòng)峰值加速度（地面運(yùn)動(dòng)的最大絕對(duì)加速度）與重力加速度的比值，也就是以重力加速度為單位的地震動(dòng)峰值加速度。顯然，地面加速度愈大，地震的影響就愈強(qiáng)烈，即地震烈度愈大。所以，地震系數(shù)與地震烈度有關(guān)，都是地震強(qiáng)烈程度的參數(shù)。例如，地震時(shí)在某處地震加速度記錄的最大值，就是這次地震在該處的k值(以重力加速度g為單位)。意義：通過(guò)地震系數(shù)可將地震動(dòng)振幅對(duì)地震反應(yīng)譜的影響分離出來(lái)。當(dāng)前第11頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3動(dòng)力系數(shù)動(dòng)力系數(shù)是單質(zhì)點(diǎn)彈性體系在地震作用下最大反應(yīng)加速度與地面最大加速度之比，也就是質(zhì)點(diǎn)最大反應(yīng)加速度比地面最大加速度放大的倍數(shù)。而對(duì)于給定的地震是個(gè)定值，所以β~T曲線實(shí)質(zhì)上是一種加速度反應(yīng)譜曲線。當(dāng)前第12頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3當(dāng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，由于無(wú)法確知今后發(fā)生地震的地震動(dòng)時(shí)程，因而無(wú)法確定相應(yīng)的地震反應(yīng)譜。為了解決地震反應(yīng)譜直接用于結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的困難，需專門研究可供結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)用的反應(yīng)譜，即設(shè)計(jì)反應(yīng)譜。由于地震的隨機(jī)性，即使是同一地點(diǎn)、同一烈度，每次地震的地面加速度記錄也很不一致，因此需要根據(jù)大量強(qiáng)震記錄算出對(duì)應(yīng)于每一條強(qiáng)震記錄的反應(yīng)譜曲線，然后統(tǒng)計(jì)求出最有代表性的平均曲線作為設(shè)計(jì)依據(jù)，這種曲線稱為標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)譜曲線。當(dāng)前第13頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3地震影響系數(shù)：表示單自由度彈性體系在地震時(shí)以重力加速度g為單位的最大反應(yīng)加速度。地震影響系數(shù)也是作用在質(zhì)點(diǎn)上的地震作用與結(jié)構(gòu)重力荷載代表值之比（）。抗震規(guī)范就是以地震影響系數(shù)α作為抗震設(shè)計(jì)依據(jù)的，其數(shù)值應(yīng)根據(jù)烈度、場(chǎng)地類別、設(shè)計(jì)地震分組以及結(jié)構(gòu)自振周期和阻尼比確定。當(dāng)前第14頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3地震影響系數(shù)曲線（抗震設(shè)計(jì)反應(yīng)譜）----地震影響系數(shù)；----地震影響系數(shù)最大值；----結(jié)構(gòu)自振周期；----特征周期；----直線下降段的下降斜率調(diào)整系數(shù)；----阻尼調(diào)整系數(shù)；----衰減指數(shù)當(dāng)前第15頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3設(shè)計(jì)特征周期規(guī)范規(guī)定，根據(jù)建筑工程的實(shí)際情況，將地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期Tg，取名為“設(shè)計(jì)特征周期”。設(shè)計(jì)特征周期的值應(yīng)根據(jù)建筑物所在地區(qū)的地震環(huán)境確定。（所謂地震環(huán)境，是指建筑物所在地區(qū)及周圍可能發(fā)生地震的震源機(jī)制、震級(jí)大小、震中距遠(yuǎn)近以及建筑物所在地區(qū)的場(chǎng)地條件等。）

當(dāng)前第16頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3設(shè)計(jì)地震分組GB50011—2001規(guī)范在附錄A中規(guī)定了縣級(jí)及縣級(jí)以上城鎮(zhèn)的中心地區(qū)(如城關(guān)地區(qū))的抗震設(shè)防烈度、設(shè)計(jì)基本地震加速度和所屬的設(shè)計(jì)地震分組。特征周期Tg值設(shè)計(jì)地震分組場(chǎng)地類別Ⅰ

ⅡⅢ

IV第一組0.250.350.450.65第二組0.300.400.550.75第三組0.350.450.650.90當(dāng)前第17頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3水平地震影響系數(shù)最大值（阻尼比0.05）注：括號(hào)數(shù)字分別對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)基本地震加速度0.15g和0.30g地區(qū)的地震作用影響系數(shù)。地震影響烈度6789多遇地震0.040.08（0.12）0.16（0.24）0.32罕遇地震0.50（0.72）0.90（1.20）1.40當(dāng)前第18頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3設(shè)計(jì)基本地震加速度設(shè)計(jì)基本地震加速度定義：50年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期超越概率10％的地震加速度設(shè)計(jì)取值?？拐鹪O(shè)防烈度和設(shè)計(jì)基本地震加速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系

表中設(shè)計(jì)基本地震加速度的取值與《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》所規(guī)定的地震動(dòng)峰值加速度相當(dāng)?？拐鹪O(shè)防烈度6789設(shè)計(jì)基本地震加速度0.05g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g當(dāng)前第19頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算33.4多自由度彈性體系的地震反應(yīng)在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析時(shí)，除了少數(shù)質(zhì)量比較集中的結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化為單質(zhì)點(diǎn)體系外，大量的多層和高層工業(yè)與民用建筑、多跨不等高單層工業(yè)廠房等，質(zhì)量比較分散，則應(yīng)簡(jiǎn)化為多質(zhì)點(diǎn)體系來(lái)分析，這樣才能得出比較符合實(shí)際的結(jié)果。

一般，對(duì)多質(zhì)點(diǎn)體系，若只考慮其作單向振動(dòng)時(shí)，則體系的自由度與質(zhì)點(diǎn)個(gè)數(shù)相同。當(dāng)前第20頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3兩自由度彈性體系的自由振動(dòng)

設(shè)兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)作同頻率、同相位的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，則上列微分方程組的解為：式中

X1和X2——分別為質(zhì)點(diǎn)1和質(zhì)點(diǎn)2的位移振幅；

ω——振動(dòng)頻率；

φ——初相位。經(jīng)整理后得下列振幅方程：當(dāng)前第21頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3自振頻率和自振周期由此可求得ω的兩個(gè)正實(shí)根，它們就是體系的兩個(gè)自振圓頻率。其中較小的一個(gè)用ωl表示，稱為第一頻率或基本頻率，較大的一個(gè)ω2稱為第二頻率。當(dāng)前第22頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3主振型

由于線性齊次方程組的系數(shù)行列式等于零，所以兩個(gè)頻率方程并不是獨(dú)立的，振幅方程的解只能是兩質(zhì)點(diǎn)位移振幅的比值，如：

或當(dāng)前第23頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3主振型的正交性

對(duì)n自由度彈性體系，主振型正交性一般可表示為

（j≠k）它反映了主振型的一種特性，即體系各質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量與其在不同振型上的位移振幅的連乘積的代數(shù)和為零。其物理意義是：某一振型在振動(dòng)過(guò)程中所引起的慣性力不在其它振型的位移上作功。這說(shuō)明某一振型的動(dòng)能不會(huì)轉(zhuǎn)移到其它振型上去，也就是體系按某一振型作自由振動(dòng)時(shí)不會(huì)激起該體系其它振型的振動(dòng)。當(dāng)前第24頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3振型分解法振型分解法就是通過(guò)把體系的位移反應(yīng)按振型加以分解，并利用各振型相互正交的特性，將原來(lái)耦聯(lián)的微分方程組變?yōu)槿舾苫ハ嗒?dú)立的微分方程，從而使原來(lái)多自由度體系結(jié)構(gòu)的動(dòng)力計(jì)算變?yōu)槿舾蓚€(gè)相當(dāng)于各自振周期的單自由度體系結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，在求得了各單自由度體系結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)后，采用振型組合法即可求出多自由度體系的地震反應(yīng)。當(dāng)前第25頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算33.5多自由度彈性體系的水平地震作用

----振型分解反應(yīng)譜法理論基礎(chǔ)：振型分解法和地震反應(yīng)譜理論當(dāng)前第26頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3地震作用效應(yīng)組合對(duì)于各平動(dòng)振型產(chǎn)生的地震作用效應(yīng)可近似地采用“平方和開(kāi)方”法確定，即

式中S——結(jié)構(gòu)水平地震作用效應(yīng)，

Sj——j振型水平地震作用產(chǎn)生的作用效應(yīng)(彎矩、剪力、軸力和變形等)m——參與組合的振型的個(gè)數(shù)，可只取前2～3個(gè)振型(因?yàn)楦唠A振型隨著其自振頻率ωj的增加，Sj在S中的貢獻(xiàn)迅速減少)，當(dāng)基本自振周期大于1.5s或房屋高寬比大于5時(shí)，振型個(gè)數(shù)可適當(dāng)增加。當(dāng)前第27頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3必須注意，不能先將各振型的地震作用Fji采用“平方和開(kāi)方”法組合成總的地震作用，然后用總地震作用計(jì)算結(jié)構(gòu)總地震效應(yīng)。因?yàn)檎裥透髻|(zhì)點(diǎn)地震作用有方向性，負(fù)值與正值方向相反，經(jīng)平方后，全為正值，沒(méi)有反映振型各質(zhì)點(diǎn)地震作用方向性的影響，將夸大結(jié)構(gòu)所受的地震作用效應(yīng)。當(dāng)前第28頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3底部剪力法底部剪力法的適用條件：(1)房屋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻；(2)房屋的總高度不超過(guò)40m；(3)房屋結(jié)構(gòu)在地震作用時(shí)的變形以剪切變形為主(房屋高寬比小于4時(shí))；(4)房屋結(jié)構(gòu)在地震作用時(shí)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)可忽略不計(jì)。滿足上述條件的結(jié)構(gòu)，在水平地震作用下振動(dòng)時(shí)，其位移反應(yīng)通常以基本振型為主，且基本振型近似于直線。

底部剪力法是振型分解反應(yīng)譜法的簡(jiǎn)化。當(dāng)前第29頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3式中，F(xiàn)Ek----結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，即結(jié)構(gòu)底部剪力標(biāo)準(zhǔn)值；

----相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本周期的水平地震影響系數(shù)，----結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值ξ----為高振型影響系數(shù)，也稱等效重力荷載系數(shù)，即把多質(zhì)點(diǎn)體系視為等效的單質(zhì)點(diǎn)體系時(shí)的轉(zhuǎn)換系數(shù)。對(duì)單質(zhì)點(diǎn)體系，ξ＝1；如為無(wú)窮多質(zhì)點(diǎn)體系，ξ＝0.75；對(duì)單質(zhì)點(diǎn)體系，即ξ＝0.85結(jié)構(gòu)底部剪力的計(jì)算（FEk）當(dāng)前第30頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算（Fi）而質(zhì)點(diǎn)i的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值

當(dāng)前第31頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3頂部附加地震作用的計(jì)算（△Fn）

1）、頂部附加地震作用系數(shù)δn當(dāng)結(jié)構(gòu)基本周期較長(zhǎng)，特征周期Tg較小時(shí)，由于高階振型的影響增大，且主要影響在結(jié)構(gòu)上部，按質(zhì)點(diǎn)i的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算式計(jì)算時(shí)，結(jié)構(gòu)頂部的地震剪力偏小，故須按頂部附加地震作用系數(shù)δn進(jìn)行調(diào)整。頂部附加地震作用系數(shù)δnTg(s)T1>1.4TgT1≤1.4Tg≤0.350.08T1+0.070<0.3～0.550.08T1+0.010>0.550.08T1—0.020當(dāng)前第32頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算32）、T1>1.4Tg

時(shí)各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用《抗震規(guī)范》規(guī)定，當(dāng)結(jié)構(gòu)基本周期T1>1．4Tg時(shí)，將結(jié)構(gòu)總地震作用的一部分作為集中力△Fn作用于結(jié)構(gòu)頂部，頂部附加的水平地震作用可取為：△Fn=δnFEk；再將余下的部分(1一δn)FEk按質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行分配。在考慮頂部附加水平地震作用影響，調(diào)整后，各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用可表示為1、頂點(diǎn)的水平地震作用為：2、其余各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用為：當(dāng)前第33頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3鞭端效應(yīng)震害表明，局部突出屋面的小建筑如電梯機(jī)房、水箱間、女兒墻、煙囪等，它們的震害比下面主體結(jié)構(gòu)嚴(yán)重。這是由于出屋面的這些建筑的質(zhì)量和剛度突然變小，地震反應(yīng)隨之急劇增大的緣故。這種現(xiàn)象在地震工程中稱為“鞭端效應(yīng)”。這類小建筑地震反應(yīng)強(qiáng)烈的程度取決于其與下面主體建筑物的質(zhì)量比與剛度比，以及場(chǎng)地條件。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，《抗震規(guī)范》提出，當(dāng)房屋屋面有局部突出的小屋時(shí)，可將小屋上半部分的質(zhì)量集中于其頂面，成為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，用底部剪力法計(jì)算結(jié)構(gòu)各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用。但當(dāng)計(jì)算這小屋的地震作用效應(yīng)時(shí)，宜乘以增大系數(shù)3，但增大部分不應(yīng)往下傳遞（計(jì)算以下各層地震剪力時(shí)不考慮）。當(dāng)前第34頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3時(shí)程分析法反應(yīng)譜法，是將地震對(duì)結(jié)構(gòu)的作用用等效荷載來(lái)表示，并利用靜力學(xué)分析的方法分析結(jié)構(gòu)的地震作用及其效應(yīng)。優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)：不能反映地震作用下的反應(yīng)過(guò)程，尤其是在強(qiáng)烈地震作用下結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性狀態(tài)時(shí)，基于彈性分析的反應(yīng)譜法就不能得到真正的地震反應(yīng)。

時(shí)程分析法：直接對(duì)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)微分方程進(jìn)行積分，當(dāng)確定了地震時(shí)的地面運(yùn)動(dòng)加速度曲線時(shí)，可以求得地震過(guò)程中每一時(shí)刻的結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)。時(shí)程分析法可以跟蹤結(jié)構(gòu)在地震時(shí)的整個(gè)反應(yīng)過(guò)程，并能適用于結(jié)構(gòu)的彈塑性地震反應(yīng)分析。當(dāng)前第35頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算33.8結(jié)構(gòu)的豎向地震作用8度和9度時(shí)的大跨結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)、煙囪和類似高聳結(jié)構(gòu)，9度時(shí)的高層建筑，應(yīng)考慮豎向地震作用。

對(duì)于豎向地震作用的計(jì)算，我國(guó)《抗震規(guī)范》根據(jù)建筑類別不同，分別采用豎向反應(yīng)譜法和靜力法：1、9度時(shí)的高層建筑，其豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值可按反應(yīng)譜法計(jì)算。2、對(duì)平板型網(wǎng)架屋蓋、跨度大于24m屋架、長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)及其他大跨度結(jié)構(gòu)的豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，可按靜力法計(jì)算。

當(dāng)前第36頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3豎向地震作用計(jì)算結(jié)構(gòu)總豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值

當(dāng)前第37頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算33.9結(jié)構(gòu)自振周期的近似計(jì)算瑞利（Rayleigh）法這個(gè)方法是根據(jù)多質(zhì)點(diǎn)彈性體系在自由振動(dòng)過(guò)程中，總能量保持不變即能量守恒原理導(dǎo)出的，是一種只能用于求解多質(zhì)點(diǎn)彈性體系基本頻率或基本周期的近似方法。基本頻率的近似計(jì)算公式結(jié)構(gòu)的基本周期為

Gi——質(zhì)點(diǎn)i的重力荷載(kN)，Gi=mig；ui——在各假設(shè)水平荷載Gi共同作用下，質(zhì)點(diǎn)i處的水平彈性位移(m)。

當(dāng)前第38頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3瑞利（Rayleigh）法示意圖Gi——質(zhì)點(diǎn)i的重力荷載(kN)，Gi=mig；ui——在各假設(shè)水平荷載Gi共同作用下，質(zhì)點(diǎn)i處的水平彈性位移(m)。當(dāng)前第39頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)等效質(zhì)量法（折算質(zhì)量法）將多質(zhì)點(diǎn)體系用單質(zhì)點(diǎn)體系代替。多質(zhì)點(diǎn)體系的最大動(dòng)能為單質(zhì)點(diǎn)體系的最大動(dòng)能為---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；---單位水平力作用下頂點(diǎn)位移。地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3當(dāng)前第40頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3頂點(diǎn)位移法基本原理：將結(jié)構(gòu)按其質(zhì)量分布情況化成有限個(gè)質(zhì)點(diǎn)或無(wú)限個(gè)質(zhì)點(diǎn)的懸臂直桿，以結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移來(lái)表達(dá)體系的基本周期?？紤]一質(zhì)量均勻的懸臂直桿(如左圖)，桿單位長(zhǎng)度的質(zhì)量為，相應(yīng)重力荷載為。

當(dāng)前第41頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3桿按彎曲振動(dòng)若桿按彎曲振動(dòng)，則其基本周期可按下式計(jì)算懸臂直桿在均布重力荷載q水平作用下，彎曲變形時(shí)的頂點(diǎn)位移為這樣當(dāng)前第42頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3桿按剪切振動(dòng)

若桿按剪切振動(dòng)，則其基本周期為懸臂直桿在均布重力荷載q水平作用下，剪切變形時(shí)的頂點(diǎn)位移為

這樣，當(dāng)前第43頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3體系按彎剪振動(dòng)若體系按彎剪振動(dòng)，而相應(yīng)彎剪變形時(shí)的頂點(diǎn)位移為△bＥ，則其基本周期可按下式計(jì)算

上式亦可用于計(jì)算一般多層框架結(jié)構(gòu)的基本周期，只須求得框架在集中于樓(屋)蓋的重力荷載水平作用時(shí)的頂點(diǎn)位移即可。上述諸公式中，△的單位為m，Ｔ的單位為s。

當(dāng)前第44頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3框架結(jié)構(gòu)：抗側(cè)剛度較小，位移由兩部分組成，梁和柱的彎曲變形產(chǎn)生的位移，側(cè)移曲線呈剪切型，自上而下層間位移減小；柱的軸向變形產(chǎn)生的側(cè)移，側(cè)移曲線呈彎曲型，自下而上層間位移增大。第一部分是主要的，第二部分很小可以忽略，所以框架結(jié)構(gòu)在側(cè)向力作用下的側(cè)移曲線以剪切型為主。剪力墻結(jié)構(gòu)：抗側(cè)剛度較大，在側(cè)向力作用下的側(cè)移曲線呈彎曲型，即層間位移自下而上逐漸增大，相當(dāng)于懸臂梁?？蚣艚Y(jié)構(gòu)：位移曲線包括剪切型和彎曲型，由于樓板的作用，框架和剪力墻的側(cè)移必須協(xié)調(diào)，在結(jié)構(gòu)的底部，框架的側(cè)移減??；在結(jié)構(gòu)的上部，剪力墻的側(cè)移減小，側(cè)移曲線呈彎剪型，層間位移沿建筑物的高度比較均勻。當(dāng)前第45頁(yè)\共有50頁(yè)\編于星期二\23點(diǎn)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算33.10地震作用計(jì)算的一般規(guī)定一、各類建筑結(jié)構(gòu)地震作用的規(guī)定(1)一般情況下，可在建筑結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向分別考慮水平地震作用并進(jìn)行抗震驗(yàn)算，各方向的水平地震作用應(yīng)由該方向抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān)。(2)有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，當(dāng)相交角度大于15°時(shí)，應(yīng)分別考慮各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用。(3)質(zhì)量和剛度分布明顯不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，應(yīng)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(yīng)的方法考慮扭轉(zhuǎn)影響。(4)8度和9度時(shí)的大跨度結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)，9度時(shí)的高層建筑