抗震验算.pptx
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1、河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一1.1.考虑扭转地震效应的方法考虑扭转地震效应的方法1 1、采用扭转耦联的振型分解反应谱法。、采用扭转耦联的振型分解反应谱法。3.6 结构地震扭转效应结构地震扭转效应河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一2.规则结构的扭转影响规则结构的扭转影响 规则结构也有扭转影响,虽然不考虑扭转计算,但规则结构也有扭转影响,虽然不考虑扭转计算,但抗震规范作了如下规定。抗震规范作了如下规定。平行于地震作用方向的两个边榀,其地震作用效应平行于地震作用方向的两个边榀,其地震作用效应宜乘以增大系数,一般情况
2、下,短边为宜乘以增大系数,一般情况下,短边为1.15,长边为,长边为1.05。当扭转刚度较小时,不小于。当扭转刚度较小时,不小于1.3。1.151.05 3.6 结构地震扭转效应结构地震扭转效应河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一双向水平地震作用下扭转的地震作用效应双向水平地震作用下扭转的地震作用效应取两者中较大值取两者中较大值-为仅考虑为仅考虑x(y)x(y)向水平地震作用时的地震作用效应。向水平地震作用时的地震作用效应。附加附加 双向水平地震效应双向水平地震效应河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一1.1.结构抗震计
3、算原则结构抗震计算原则 1 1)一般情况下,应至少在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作)一般情况下,应至少在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算,各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担,用并进行抗震验算,各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担,如该构件带有翼缘,尚应包括翼缘的作用。如该构件带有翼缘,尚应包括翼缘的作用。2 2)有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于)有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于1515度时,应分别计算各度时,应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。抗侧力构件方向的水平地震作用。3 3)质量和刚度分布明显不对称的结构,应计入双向水
4、平地震作用下的)质量和刚度分布明显不对称的结构,应计入双向水平地震作用下的扭转影响;其他情况,应允许采用调整地震作用效应的方法考虑扭转影扭转影响;其他情况,应允许采用调整地震作用效应的方法考虑扭转影响。响。4 4、8 8度和度和9 9度时的大跨度结构、长悬臂结构,度时的大跨度结构、长悬臂结构,9 9度时的高层建筑,应考虑度时的高层建筑,应考虑竖向地震作用。竖向地震作用。附加附加 地震作用计算的一般规定地震作用计算的一般规定 8度跨度大于24米,2米悬挑,9度跨度大于18米,悬挑1,5米河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一附加附加 地震作用计算的一般规定地震
5、作用计算的一般规定河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一附加附加 地震作用计算的一般规定地震作用计算的一般规定河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一附加附加 地震作用计算的一般规定地震作用计算的一般规定河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一v1 1)现浇和装配整体式混凝土楼、屋盖等刚性楼盖建)现浇和装配整体式混凝土楼、屋盖等刚性楼盖建筑,宜按抗侧力构件等效刚度的比例分配。筑,宜按抗侧力构件等效刚度的比例分配。2 2)木楼盖、木屋盖等柔性楼盖建筑,宜按抗侧力构)木楼盖、木屋盖等柔性楼盖建筑
6、,宜按抗侧力构件从属面积上重力荷载代表值的比例分配。件从属面积上重力荷载代表值的比例分配。3 3)普通的预制装配式钢筋混凝土等半刚性楼、屋盖)普通的预制装配式钢筋混凝土等半刚性楼、屋盖的建筑,可取上述两种分配结果的平均值。的建筑,可取上述两种分配结果的平均值。4 4)计入空间作用、楼盖变形、墙体弹塑性变形和扭)计入空间作用、楼盖变形、墙体弹塑性变形和扭转的影响时,可按本规范各有关规定对上述分配结果转的影响时,可按本规范各有关规定对上述分配结果作适当调整。作适当调整。附加附加 水平地震作用的计算水平地震作用的计算楼层地震剪力的分配楼层地震剪力的分配河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院
7、2024/4/1 周一周一规范规范5.2.75.2.7规定:规定:结构抗震计算,一般情况下可不计入地基与结构相互作结构抗震计算,一般情况下可不计入地基与结构相互作用的影响;用的影响;8 8度和度和9 9度时建造于度时建造于、类场地,采用箱基、类场地,采用箱基、刚性较好的筏基和桩箱联合基础的钢筋混凝土高层建筑,刚性较好的筏基和桩箱联合基础的钢筋混凝土高层建筑,当结构基本自振周期处于特征周期的当结构基本自振周期处于特征周期的1.21.2倍至倍至5 5倍范围时,倍范围时,若计入地基与结构动力相互作用的影响,对刚性地基假若计入地基与结构动力相互作用的影响,对刚性地基假定计算的定计算的水平地震剪力水平地
8、震剪力可按下列规定折减,其可按下列规定折减,其层间变形层间变形可按折减后的楼层剪力计算。可按折减后的楼层剪力计算。1.地基与上部结构相互作用的影响地基与上部结构相互作用的影响 3.7 地基与结构的相互作用地基与结构的相互作用河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一原因:原因:地基与结构相互作用的结果,使得地基运动和结构动力地基与结构相互作用的结果,使得地基运动和结构动力特性发生改变,主要表现如下方面:特性发生改变,主要表现如下方面:1.1.改变了土的频譜组成,使得接近结构自振频率的分量改变了土的频譜组成,使得接近结构自振频率的分量得到加强,同时也改变了地基振动
9、的加速度幅值,使其得到加强,同时也改变了地基振动的加速度幅值,使其小于临近的自由场地的加速度幅值。小于临近的自由场地的加速度幅值。2.2.由于地基的柔性,使结构的基本周期延长;由于地基的柔性,使结构的基本周期延长;3.3.由于地基的柔性,有相当一部分能量将通过地基土的由于地基的柔性,有相当一部分能量将通过地基土的滞回作用和波的辐射作用逸散至地基,从而使结构的振滞回作用和波的辐射作用逸散至地基,从而使结构的振动衰减。动衰减。3.7 地基与结构的相互作用地基与结构的相互作用河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一1.1.高宽比小于高宽比小于3 3的结构,各楼层水平
10、地震剪力的折减系数,的结构,各楼层水平地震剪力的折减系数,可按下式计算:可按下式计算:-计入地基与结构动力相互作用后的地震剪力折减系数;计入地基与结构动力相互作用后的地震剪力折减系数;-按刚性地基假定确定的结构基本自振周期;按刚性地基假定确定的结构基本自振周期;-计入地基与结构动力相互作用的附加周期计入地基与结构动力相互作用的附加周期 按右表采用(单位:按右表采用(单位:s s););0.250.10 90.200.08 8 烈度烈度场地类别场地类别 3.7 地基与结构的相互作用地基与结构的相互作用河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一2.2.高宽比不小于高
11、宽比不小于3 3的结构的结构,底部的地震剪力按底部的地震剪力按1 1款规定折减款规定折减,顶部不折减顶部不折减,中间各层按线性插入值折减中间各层按线性插入值折减.3.3.折减后各楼层的水平地震剪力应符合第折减后各楼层的水平地震剪力应符合第5.2.55.2.5条的规定。条的规定。3.7 地基与结构的相互作用地基与结构的相互作用河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一 地震作用一般简化为三个方向:两个水平方向和竖向。地震作用一般简化为三个方向:两个水平方向和竖向。竖向地震作用下的破坏3.8 竖向地震作用的计算竖向地震作用的计算河南理工大学土木工程学院河南理工大学土
12、木工程学院2024/4/1 周一周一在烈度较高的震中区,竖向地震对结构的破坏也会有较大影响。烟囱等高耸结构和高层建筑的上部在竖向地震的作用下,因上下振动,而会出现受拉破坏震害调查表明震害调查表明 对于大跨度结构,竖向地震引起的结构上下振动惯性力,相当增加结构的上下荷载作用。3.8 竖向地震作用的计算竖向地震作用的计算河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一目前,国外抗震设计规定中要求考虑竖向地震作用的结构目前,国外抗震设计规定中要求考虑竖向地震作用的结构或构件有:或构件有:1.1.8度和度和9度的度的长悬臂结构;长悬臂结构;2.82.8度和度和9 9度的大跨度
13、结构;度的大跨度结构;3.93.9度高层建筑;度高层建筑;烟筒有专门的规范3.8 竖向地震作用的计算竖向地震作用的计算河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一一、高层建筑一、高层建筑方法:类似于水平地震作用的底部剪力法 范围:9度,高层建筑 按各构件承受的重力按各构件承受的重力荷载代表值的比例分荷载代表值的比例分配,并宜乘以配,并宜乘以1.51.5的增的增大系数大系数 3.8 竖向地震作用的计算竖向地震作用的计算河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一3.8 竖向地震作用的计算竖向地震作用的计算河南理工大学土木工程学院河南理工
14、大学土木工程学院2024/4/1 周一周一条件:今有一办公大楼,地上10层,高40m,钢筋混凝土框架结构位于9度抗震设防区,设计基本地震加速度值为0.40g,设计地震分组为第一组,建筑场地属II类。剖面见图所示。该楼屋顶为上人屋面。已知每层楼面的永久荷载标准值共13000kN,每层楼面的活荷载标准值共2100kN;屋面的永久荷载标准值共14050kN,屋面的活荷载标准值共2100kN。经动力分析,考虑了填充墙的刚度后的结构基本自振周期T1=1.0s。该楼的结构布置,侧向刚度及质量等均对称,规则,均匀,属规则结构,要求:求该楼底层中柱A的竖向地震轴向力标准值。3.8 竖向地震作用的计算竖向地震作
15、用的计算河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一v结构的总竖向地震作用标准值v现今为9度区,在多遇地震影响下的水平地震影响系数最大值,。地震影响烈度6789多遇地震 0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32罕遇地震 0.280.50(0.72)0.90(1.20)1.43.8 竖向地震作用的计算竖向地震作用的计算河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一各楼层(各质点)重力荷载代表值各楼层(各质点)重力荷载代表值 计算屋顶层重力荷载代表值时,不考虑屋面活荷载3.8 竖向地震作用的计算竖向地震作用的计算河南理工大学
16、土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一因此,结构的总重力荷载代表值 结构等效总重力荷载代表值 3.8 竖向地震作用的计算竖向地震作用的计算河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一结构的总竖向地震作用标准值3.8 竖向地震作用的计算竖向地震作用的计算河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一现今各层层高均为4.0m 3.8 竖向地震作用的计算竖向地震作用的计算河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一3.8 竖向地震作用的计算竖向地震作用的计算河南理工大学土木工程学院河南理工
17、大学土木工程学院2024/4/1 周一周一1.底层中柱A的竖向地震轴向力标准值今有9榀中间框架及2榀边框架,间距均5m,按重力荷载代表值计,可近似地视为10榀中间框架,每榀中间框架承受的总竖向地震作用标准值,并计算效益增大系数1.5,则每榀中间框架的3根底层边柱,共承受竖向地震轴向力标准值共为3.8 竖向地震作用的计算竖向地震作用的计算河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一周一按重力荷载代表值比例分配,中柱A将受到1/3的竖向地震作用轴向力标准值,即3.8 竖向地震作用的计算竖向地震作用的计算河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院2024/4/1 周一
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