结构可靠PPT学习教案

1、会计学1结构可靠结构可靠三、雪荷载三、雪荷载在寒冷地区，雪荷载是屋面的主要活载之一，尤其大跨在寒冷地区，雪荷载是屋面的主要活载之一，尤其大跨结构，若设计不当会造成结构破坏。结构，若设计不当会造成结构破坏。2、基本雪压、基本雪压S0：按：按50年一遇的年最大雪压确定。年一遇的年最大雪压确定。1、雪压：单位面积的、雪压：单位面积的地面地面上积雪自重（上积雪自重（ KN/m2）规定：屋面雪荷载的标准值计算：规定：屋面雪荷载的标准值计算：0SSrK3、屋面积雪：因受屋面形式、屋面散热及风等作用、屋面积雪：因受屋面形式、屋面散热及风等作用的影响，所以其雪荷载不同与基本雪压。的影响，所以其雪荷载不同与基本

2、雪压。屋面积雪分布系数屋面积雪分布系数（雪荷载组合值系数：（雪荷载组合值系数：0.7）第1页/共80页重点注意：重点注意：屋面均布活载不与雪荷载同时组合；（取二者较大值）屋面均布活载不与雪荷载同时组合；（取二者较大值）例例2 2：某厂房用：某厂房用1.5 m1.5 m6m6m的大型屋面板，计算跨度的大型屋面板，计算跨度L=5.87mL=5.87m，永久荷载标准值为，永久荷载标准值为2.7KM/ m2.7KM/ m2 2，屋面活载为，屋面活载为0.7KM/ m2 0.7KM/ m2 ，屋面积灰为屋面积灰为0.5 KM/ m2 0.5 KM/ m2 ，雪荷载为，雪荷载为0.4 KM/ m2 0.4

3、 KM/ m2 ，求：以恒，求：以恒载控制时，跨中弯矩的基本组合值。载控制时，跨中弯矩的基本组合值。mKN /05. 45 . 17 . 2恒载：恒载：屋面活载：屋面活载：积灰荷载：积灰荷载：mKN /05. 15 . 17 . 0mKN /6 . 05 . 14 . 0mKN /75. 05 . 15 . 0雪荷载雪荷载：222187. 575. 0819 . 04 . 187. 505. 1817 . 04 . 187. 505. 48135. 1niQiKciQiGKGMMM第2页/共80页四、楼面活荷载四、楼面活荷载1、定义：房屋中生活或工作的人群、家具、用品、设施等产生的重力荷载。3

4、、设计楼面梁时，楼面活载标准值在某些情况下要进行折减：（1）住宅、办公楼、医院病房：楼面梁（或主梁）从属面积大于25m2时，取0.9（2）公共建筑：楼面梁（或主梁）从属面积大于50m2时，取0.9（3）汽车通道及停车库：计算单向板楼盖主梁，取0.6；次梁取0.8；计算双向板楼盖梁，取0.82、规范规定的楼面活载不包括隔墙自重及二次装修荷载。注意：如果是多、高层民用建筑，楼板与次梁的楼面荷载不注意：如果是多、高层民用建筑，楼板与次梁的楼面荷载不可降低。可降低。第3页/共80页12m3.9m3.9m3.9m3.9mv要求：求次梁承受的楼面均要求：求次梁承受的楼面均布线荷载标准值，及主梁承布线荷载标

5、准值，及主梁承受次梁传来的集中力标准值受次梁传来的集中力标准值已知车库楼面活载标准值为已知车库楼面活载标准值为4KN/m4KN/m2 2v 解：解：（1）次梁承受荷载：）次梁承受荷载：mKNqk/48.128 . 09 . 34v条件：某停放轿车的停车库为钢筋混凝土楼盖，结构体系如条件：某停放轿车的停车库为钢筋混凝土楼盖，结构体系如图：图：v（2）主梁承受集中荷载：）主梁承受集中荷载：KNFk32.1126 . 0129 . 344、设计墙、柱及基础时，楼面活载标准值在某些情况也要进行折减：第4页/共80页第三章第三章 侧压力侧压力一、土的侧压力一、土的侧压力1、土压力：、土压力：静止土压力静

6、止土压力E0、主动土压力、主动土压力Ea （最小）（最小） 、 被动土压力被动土压力Ep （最大）（最大） （1）静止土压力静止土压力E0：02021KHE是土的有效内摩擦角0sin1K（2）主动土压力主动土压力Ea ：aaKH：E221无粘性土是土的内摩擦角主动土压力系数)245(02 tg：Ka第5页/共80页aaK）z（H：E2021有粘性土aKcz20临界深度主动土压力主动土压力Ea ：是土的内摩擦角主动土压力系数)245(02 tg：Ka（3）被动土压力被动土压力EP ：ppKH：E221无粘性土是土的内摩擦角被动土压力系数)245(02 tg：KppppKcHKH：E2212粘性土

7、C是填土的粘聚力第6页/共80页工程计算应用：工程计算应用：1 1、地下室土压力计算、地下室土压力计算用静止土压力计算用静止土压力计算2 2、边坡支挡结构土压力计算、边坡支挡结构土压力计算用主动土压力计算用主动土压力计算acaKHE221对于墙背垂直、填土水平的无粘性土对于墙背垂直、填土水平的无粘性土)245(02 tgKaH为为挡土结构的高度挡土结构的高度；C为主动土压力增大系数；为主动土压力增大系数；土坡土坡高小于高小于5米，取米，取1.0 土坡土坡高高5-8米，取米，取1.1 土坡土坡高大于高大于8米，取米，取1.2第7页/共80页例题例题2 2：某挡墙高：某挡墙高4.54.5米，墙背垂

8、直，填土表面水平，填米，墙背垂直，填土表面水平，填土为砂土，重度土为砂土，重度18KN/m3,18KN/m3,土的内摩擦角为土的内摩擦角为3030度，确定挡度，确定挡土墙的主动土压力及其作用点。土墙的主动土压力及其作用点。)23045(5 . 418210 . 12100222tgKHEacamKN /61作用点：距墙底作用点：距墙底H/3即即1.67米米二、水压力二、水压力AAhpp0静水压力静水压力：动水压力动水压力：22vCpp动压力系数压力系数水的密度（水的密度（Kg/m3)水的平均流速（水的平均流速（m/s)第8页/共80页2 2、基本风压、基本风压w0 0：是以当地比较：是以当地比

9、较空旷平坦空旷平坦的地面上，的地面上，离地离地1010米米高，统计所得的高，统计所得的5050年一遇年一遇，时距为时距为10min10min的平均最大风速的平均最大风速v v0 0（m/s)m/s)为标准，按为标准，按w0=v02/1600确定的风压。确定的风压。注意事项注意事项：基本风压按规范规定基本风压按规范规定5050年一遇风压采用，但年一遇风压采用，但不得小于不得小于0.3KN/m0.3KN/m2 2；对烟囱结构不小于；对烟囱结构不小于0.350.35KN/m2；对特别重要或对对特别重要或对风荷载比较敏感风荷载比较敏感的高层建筑，及安全等级的高层建筑，及安全等级为一级的烟囱，其基本风压

10、按为一级的烟囱，其基本风压按100100年重现期年重现期的风压采用。的风压采用。100年重现期的风压：年重现期的风压：1.14 W0（KN/m2)第四章第四章 风荷载风荷载第9页/共80页对风荷载是否敏感主要与高层建筑的对风荷载是否敏感主要与高层建筑的自振特性自振特性有关，一般情有关，一般情况下，房屋高度大于况下，房屋高度大于6060米的高层可按百年一遇的风压值采用米的高层可按百年一遇的风压值采用。3 3、垂直于建筑物表面的风荷载标准值、垂直于建筑物表面的风荷载标准值WK K（KN/mKN/m2 2) )计算：计算：0wwzszk高度高度Z处的风振系数处的风振系数风荷载的体型系数风荷载的体型系

11、数风压高度变化系数风压高度变化系数100年重现期的风压：年重现期的风压：1.14 W0（KN/m2)此公式主要用于计算承重结构，当计算围护结构时，将风振系数直接变成阵风系数查表得到。围护结构：如非承重的外墙、檐口、雨篷、遮阳板，玻璃幕墙等构件第10页/共80页1）风压高度变化系数）风压高度变化系数uz：与：与地面粗糙度地面粗糙度类别有关；（类别有关；（45页页）2）风载体型系数）风载体型系数uS：与：与房屋体型、尺度房屋体型、尺度有关有关( (迎风面为正迎风面为正， 指向截面；背风面为负，背离截面指向截面；背风面为负，背离截面）计算主体结构时：计算主体结构时：圆形平面建筑：圆形平面建筑：uS=

12、0.8正多边形建筑：正多边形建筑：uS=0.8+1.2/n1/2 （n为多边形边数为多边形边数）高宽比高宽比H/B不大于不大于4的矩形、方形、十字型建筑：的矩形、方形、十字型建筑：uS=1.3（其中（其中B为建筑平面宽度）为建筑平面宽度）其余建筑：其余建筑：uS=1.4或由风洞试验确定或由风洞试验确定0wwzszk（58页页）第11页/共80页3）风振系数）风振系数Z：与：与脉动风压脉动风压有关；有关；风的作用是不规则的，通常把风作用的平均值作为稳风的作用是不规则的，通常把风作用的平均值作为稳定风压即平均风压。定风压即平均风压。实际风压是在平均风压上下波动的；平均风压让建筑实际风压是在平均风压

13、上下波动的；平均风压让建筑物产生侧移，而物产生侧移，而脉动风压脉动风压使建筑物产生风振。使建筑物产生风振。0wwzszk风振影响常使结构受扭振动，如刚度不足则导致失风振影响常使结构受扭振动，如刚度不足则导致失效破坏效破坏.第12页/共80页所以风振作用下，如果结构自身刚度不大，则其自振周期所以风振作用下，如果结构自身刚度不大，则其自振周期T1会愈长，脉动风压对其影响会越大。会愈长，脉动风压对其影响会越大。脉动风压的动力效应与建筑的高度和刚度有关，以下两种脉动风压的动力效应与建筑的高度和刚度有关，以下两种情况可不考虑：情况可不考虑：A A：对于：对于高度不大于高度不大于3030米或高宽比小于米或

14、高宽比小于1.51.5的的高层建筑高层建筑B B：基本自振周期小于基本自振周期小于0.25S0.25S的的高耸结构高耸结构风振系数均取风振系数均取Z =1.0=1.0即不考虑风振影响。即不考虑风振影响。对于高度较大，刚度较小的高层，以及跨度大于对于高度较大，刚度较小的高层，以及跨度大于36米的的屋米的的屋盖则不能忽略风振系数盖则不能忽略风振系数Z 第13页/共80页对于外形和重量沿高度无变化的等截面结构，可导出沿高度对于外形和重量沿高度无变化的等截面结构，可导出沿高度Z Z处的风振系数：处的风振系数：zzz1：为脉动增大系数；（：为脉动增大系数；（56页表页表4-9）：脉动影响系数；（：脉动影

15、响系数；（58页表页表4-10）z：振型系数；由动力计算确定。：振型系数；由动力计算确定。对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的弯剪型结构，可对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的弯剪型结构，可近似取为计算点到室外地面高度近似取为计算点到室外地面高度Z与房屋高度与房屋高度H之比之比uZ：风压高度变化系数；（可查荷载规范表：风压高度变化系数；（可查荷载规范表7.2.1） （课本（课本 186页表页表11-6）注意：表注意：表4-10中中B指迎风面宽度指迎风面宽度59页4-49第14页/共80页注意：注意：高规规定高规规定*表表4-9中计算中计算W0T12时，如果地面粗糙度为时，如果地面粗糙度为B类时，可

16、直类时，可直接代入基本风压接代入基本风压W0，而对，而对A类、类、C类、类、D类地区时，应按类地区时，应按当地的基本风压当地的基本风压W0分别乘以分别乘以1.38、0.62、0.32。*表表4-9中计算中计算W0T12时，结构自振周期时，结构自振周期T1的近似计算：的近似计算：剪力墙和筒中筒结构：剪力墙和筒中筒结构： T1=(0.050.06)n框架框架-剪力墙和框架剪力墙和框架核心筒结构：核心筒结构：T1=(0.060.08)n框架结构：框架结构：T1=(0.080.1)nn为结构层为结构层数数高层钢结构：高层钢结构：T T1 1=(0.1=(0.10.15)n0.15)n第15页/共80页

17、振型系数由结构动力计算确定，对于质量和高度分布比较均振型系数由结构动力计算确定，对于质量和高度分布比较均匀的弯剪扭型结构，可用振型计算点距室外地面的高度匀的弯剪扭型结构，可用振型计算点距室外地面的高度Z Z与房与房屋总高度屋总高度H H的比值查表求出。（查荷载规范附录的比值查表求出。（查荷载规范附录F F中的表）中的表）单层房屋的风荷载计算中几个注意事项：单层房屋的风荷载计算中几个注意事项：1 1、风振系数、风振系数Z =1.02、对于墙、柱的风压高度变化系数、对于墙、柱的风压高度变化系数uZ ，均按墙顶、柱顶离，均按墙顶、柱顶离在距离作为计算高度在距离作为计算高度Z，查表确定，查表确定uZ3

18、、坡屋盖的风荷载计算，要投影到水平面上，即、坡屋盖的风荷载计算，要投影到水平面上，即q=WK h2h2h1W单位：单位：KN/m第16页/共80页例例1 1：有一单跨单层金工车间，外形尺寸及风载体型系数如图示，基本风压为：有一单跨单层金工车间，外形尺寸及风载体型系数如图示，基本风压为W0=0.35KN/m0.35KN/m2 2，柱顶标高，柱顶标高10.5m10.5m，室外地坪标高，室外地坪标高-0.30m ,-0.30m ,地面粗糙度为地面粗糙度为B B类，类，离地离地1010米时，风压高度变化系数米时，风压高度变化系数uZ=1.001.00，离地，离地1515米时，米时，风压高度变化系数风压

19、高度变化系数uZ=1.14，排架计算宽度为排架计算宽度为6m,6m,求作用在排架上的风荷载设计值。求作用在排架上的风荷载设计值。解：解：1）求排架柱上均）求排架柱上均布荷载：布荷载：单层柱顶离地面的距离单层柱顶离地面的距离为为10.8m，由插值法求，由插值法求出出uZ=1.021.2m2.1m风向11.50-0.6-0.50.8q1q2-0.5W檐口)(/71. 1635. 002. 18 . 00 . 101mKNBwqzszK)(/07. 1635. 002. 15 . 00 . 102mKNBwqzszKmKNqqKQ/39. 271. 14 . 111mKNqqKQ/5 . 107.

20、14 . 122第17页/共80页2) 2) 屋顶坡面部分的合力：（先计算檐口到柱顶，再计算坡面屋顶坡面部分的合力：（先计算檐口到柱顶，再计算坡面）A:A:檐口离室外地坪的高度为檐口离室外地坪的高度为10.5+0.3+2.1=12.9m10.5+0.3+2.1=12.9m：插值法得到插值法得到uZ=1.08,则柱顶到檐口则柱顶到檐口h2范围内风荷载为：范围内风荷载为：)(19. 661 . 235. 008. 1)5 . 08 . 0(0 . 1)(1021KNBhwBhWFzszKK)(27. 062 . 135. 008. 1)5 . 06 . 0(0 . 1)(2022KNBhwBhWF

21、zszKK)(92. 527. 019. 6KNFWK合h2h1W-0.6-0.50.8-0.5B：屋上顶部坡面处风荷载为：屋上顶部坡面处风荷载为：h1=2.1h2=1.2第18页/共80页例例4 4：某高层建筑剪力墙结构，上部结构：某高层建筑剪力墙结构，上部结构3838层，底部层，底部1313层层高层层高4 4米，其米，其它各层层高它各层层高3 3米，室外地面到檐口高为米，室外地面到檐口高为120120米，平面尺寸为米，平面尺寸为30m30m40m40m，地，地下室筏板基础底面埋深下室筏板基础底面埋深13m13m，如图示：已知基本风压为，如图示：已知基本风压为0.45KN/m0.45KN/m

22、2 2, ,场地位场地位于大城市郊区，已计算求得突出屋面的小塔楼上风荷载标准值为于大城市郊区，已计算求得突出屋面的小塔楼上风荷载标准值为800KN800KN，为简化计算，将建筑物沿高度划分为为简化计算，将建筑物沿高度划分为6 6个区段，每个区段为个区段，每个区段为20 m20 m，近似取，近似取其中点位置的风荷载作为该区段的平均值。其中点位置的风荷载作为该区段的平均值。要求：计算风荷载作用下结构底部一要求：计算风荷载作用下结构底部一层剪力设计值和筏板底面弯矩设计值层剪力设计值和筏板底面弯矩设计值。解：先求出各个区段的风荷载标准值解：先求出各个区段的风荷载标准值风向30400wwzszkBwBw

23、qzszkK)(040;45. 0; 3 . 10Bw：s其中20ikiqF 每个区段的力因为：对高宽比因为：对高宽比H/B不大于不大于4的矩形建的矩形建筑筑, ,其风荷载体型系数其风荷载体型系数:uS=1.313m0.000F1F2F3F4F5F6800KN120m第19页/共80页由由5656页基本自振周期确定脉动增大系数：根页基本自振周期确定脉动增大系数：根据钢筋混凝土剪力墙结构经验公式：得到结据钢筋混凝土剪力墙结构经验公式：得到结构基本周期：构基本周期：T T1 1=0.05=0.0538=1.9S38=1.9SW0T12=0.451.92=1.62查表查表4-94-9得到：脉动增大系

24、数为得到：脉动增大系数为1.5021.502查表查表4-104-10得到：脉动影响系数为得到：脉动影响系数为0.474(0.474(注意迎风面宽度为注意迎风面宽度为4040米米) )12m0.000F1F2F3F4F5F6800KN风向3040因此求第因此求第i i个区段的水平向风荷载关个区段的水平向风荷载关键是求两个系数键是求两个系数zz与风压高度变化系数风振系数先求第先求第i i个区段的风压高度变化系数个区段的风压高度变化系数，此系数由离地面高度，此系数由离地面高度h hi i 和地面粗和地面粗糙度类别查表求出糙度类别查表求出再求第再求第i i个区段的风振系数个区段的风振系数zzz1第20

25、页/共80页计算风振系数计算风振系数:zzz1对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,近似取近似取HHiz/(即取计算点到室外地面的高度与房屋总高度之比即取计算点到室外地面的高度与房屋总高度之比.)风荷载作用下风荷载作用下,沿房屋不同高度的各个点计算分布的风荷载沿房屋不同高度的各个点计算分布的风荷载标准值为标准值为:)/(4 .234045. 0)3 . 1 ()(0mKNBwZqzzzzzsz第21页/共80页风荷载作用下底部一层剪力设计值: )(204 . 1)1312800(4 . 11zqV风荷载作用下各层的剪力计算风荷载作用下各层的剪力计算区段突

26、出屋面654321对应高度110907010Hi/HZzq(Z)区段合力 20q(Z)800131265.650300.9170.7502.15筏板底面的弯矩设计值:)13()(20)13120(800 4 . 1iiHzqM119210659217484961.304第22页/共80页第第5章章 地震作用地震作用5. 1 地震的基本知识地震的基本知识1 1、地震类型：火山地震、陷落地震、构造地震、地震类型：火山地震、陷落地震、构造地震2、地震作用：地壳突然断裂或错动，从而产生地、地震作用：地壳突然断裂或错动，从而产生地震波，引起地面振动。震波，引起地面振动。（包括位移、速度、加速度包括位移、

27、速度、加速度）第23页/共80页3、震级：衡量震源释放能量的大小。（用震级：衡量震源释放能量的大小。（用M表示）表示）M=lgA 其中其中A是离震中是离震中100公里的坚硬地面上由标准地震公里的坚硬地面上由标准地震仪记录的最大水平位移。仪记录的最大水平位移。M8：特大地震：特大地震；6 6级以下可以直接算出，级以下可以直接算出，6 6级以上则要将地面位移级以上则要将地面位移A A进行进行修正后再按公式确定。修正后再按公式确定。ME：E5 . 18 .11lg的计算地震能第24页/共80页一次地震只有一个震级，但有多个烈度。一次地震只有一个震级，但有多个烈度。 4、地震烈度：地震时某一地区受其影

28、响的强弱程度。、地震烈度：地震时某一地区受其影响的强弱程度。第25页/共80页建筑抗震设计总体把握的基本原则：注意场地选择、把握建建筑抗震设计总体把握的基本原则：注意场地选择、把握建筑体型、利用结构延性、设置多道防线，重视非结构因素。筑体型、利用结构延性、设置多道防线，重视非结构因素。主要内容：概念设计、抗震计算、构造措施。主要内容：概念设计、抗震计算、构造措施。三水准抗震设防目标：小震不坏、中震可修、大震不倒。三水准抗震设防目标：小震不坏、中震可修、大震不倒。（小震是为设计基础，中震和大震则是通过调整系数（小震是为设计基础，中震和大震则是通过调整系数和各种抗震构造措施来保证的）和各种抗震构造

29、措施来保证的）汶川地震后，汶川地震后，04规范中抗震设防分类发生修改，规范中抗震设防分类发生修改，中小学中小学教学楼、幼儿园改为乙类设防。教学楼、幼儿园改为乙类设防。汶川、茂县、松潘、平武、北川、都江堰抗震设防烈汶川、茂县、松潘、平武、北川、都江堰抗震设防烈度改为度改为8度度。第26页/共80页5、地震对建筑的影响从三个方面来考虑：、地震对建筑的影响从三个方面来考虑：（1）大环境：建筑物所在地区的设防烈度）大环境：建筑物所在地区的设防烈度 （国家权限批准的）（国家权限批准的）（2）小环境：建筑物所在地点的场地类别）小环境：建筑物所在地点的场地类别 （反映于建筑物的特征周期上）（反映于建筑物的特

30、征周期上）（3）本身条件：建筑物使用功能的设防标准）本身条件：建筑物使用功能的设防标准 （衡量建筑物抗震能力高低的尺度）（衡量建筑物抗震能力高低的尺度）第27页/共80页6、建筑工程的四个抗震设防类别：、建筑工程的四个抗震设防类别：（1）特殊设防类）特殊设防类:有特殊使用设施，涉及国家公共安全，有特殊使用设施，涉及国家公共安全，和地震时可能发生严重次生灾害等重大灾难性建筑。和地震时可能发生严重次生灾害等重大灾难性建筑。（2）重点设防类：地震时功能不能中断或需尽快恢复的生）重点设防类：地震时功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震可能造成大量人员伤亡的建筑。命线相关建筑，以及地震可能造

31、成大量人员伤亡的建筑。（3）标准设防类：指大量的除）标准设防类：指大量的除1、2、4款以外按标准要求款以外按标准要求进行设防的建筑。进行设防的建筑。（4）适度设防类：指使用上人员稀少且震损不致产生）适度设防类：指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害的建筑。次生灾害的建筑。第28页/共80页6、各种抗震设防类别的抗震设防标准，应符合下列要求：、各种抗震设防类别的抗震设防标准，应符合下列要求：（1）特殊设防类：）特殊设防类：高于本地区设防烈度的要求进行抗震计高于本地区设防烈度的要求进行抗震计算，比本地区设防烈度提高一度的要求加强抗震措施。算，比本地区设防烈度提高一度的要求加强抗震措施。（2）重点设

32、防类：）重点设防类：按照本地区设防烈度的要求进行抗震计按照本地区设防烈度的要求进行抗震计算，比本地区设防烈度提高一度的要求加强抗震措施。算，比本地区设防烈度提高一度的要求加强抗震措施。（3）标准设防类：）标准设防类：按照本地区设防烈度的要求进行抗震计按照本地区设防烈度的要求进行抗震计算和采用抗震措施。算和采用抗震措施。（4）适度设防类：允许比本地区设防烈度的要求）适度设防类：允许比本地区设防烈度的要求适当降低适当降低其其抗震措施。但抗震设防烈度为抗震措施。但抗震设防烈度为6度时，不应降低。一般按度时，不应降低。一般按本地设防烈度确定其地震作用。本地设防烈度确定其地震作用。第29页/共80页注：

33、注：对于划为重点设防类而规模很小的工业建筑，当改用对于划为重点设防类而规模很小的工业建筑，当改用抗震性能较好的材料且符合抗震设计规范对结构体系的要抗震性能较好的材料且符合抗震设计规范对结构体系的要求时，允许按标准设防类设防。求时，允许按标准设防类设防。对抗震设防为对抗震设防为6度，除抗震规范有度，除抗震规范有具体的规定具体的规定外，对乙外，对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。（但抗震构造措施要附合要求）（但抗震构造措施要附合要求）如：如：6度时建于度时建于类场地上的高层建筑则要进行抗类场地上的高层建筑则要进行抗震计算震计算第30页/共80页例：例： A、

34、B两幢高层建筑，两幢高层建筑，A为乙类建筑，位于为乙类建筑，位于6度地震区度地震区，场地类别为，场地类别为类，类，B为丙类建筑，位于为丙类建筑，位于8度区，场地为度区，场地为类，其抗震设计应按（类，其抗震设计应按（ ）进行？）进行？A：A幢不必抗震计算，按幢不必抗震计算，按6度采取抗震措施，度采取抗震措施，B幢按幢按8度计度计算，按算，按9度采取抗震措施；度采取抗震措施；B：A幢按幢按6度计算，按度计算，按7度采取抗震措施，度采取抗震措施，B幢按幢按8度计算度计算，按，按8度采取抗震措施；度采取抗震措施；C：A幢不必抗震计算，按幢不必抗震计算，按6度采取抗震措施，度采取抗震措施，B幢按幢按9度

35、计度计算，算，9度采取抗震措施；度采取抗震措施；D：A幢不必抗震计算，按幢不必抗震计算，按7度采取抗震措施，度采取抗震措施，B幢按幢按8度计度计算，算，8度采取抗震措施；度采取抗震措施；D第31页/共80页7、我国规范与各类型结构相应的地震作用分析方法：、我国规范与各类型结构相应的地震作用分析方法：（1）不超过）不超过40m的规则结构：底部剪力法；的规则结构：底部剪力法； 其余宜用振型分解反应谱法；其余宜用振型分解反应谱法； 超过规定范围的高层建筑、甲类、特别不规则建筑用超过规定范围的高层建筑、甲类、特别不规则建筑用时程分析法补充计算时程分析法补充计算（2）质量和刚度分布明显不对称结构：考虑扭

36、转或双向地）质量和刚度分布明显不对称结构：考虑扭转或双向地震作用的振震作用的振 型分解反应谱法；型分解反应谱法；（3）8、9度时的度时的大跨、长悬臂结构大跨、长悬臂结构和和9度的高层建筑，考度的高层建筑，考虑竖向地震作用；虑竖向地震作用；8度时跨度大于度时跨度大于24米的屋架米的屋架,及及2米以上的悬挑阳台及走廊米以上的悬挑阳台及走廊;9度及度及9度以上时跨度大于度以上时跨度大于18米的屋架米的屋架,及及1.5米以上的悬挑米以上的悬挑阳台和走廊阳台和走廊;第32页/共80页例：图示建筑抗震设防烈度为例：图示建筑抗震设防烈度为8 8度，二级抗震等级。下度，二级抗震等级。下列的几种结构动力分析方法

37、中，哪项是正确的？（列的几种结构动力分析方法中，哪项是正确的？（ ）A A：只作：只作X X向抗震计算，因为向抗震计算，因为Y Y向抗侧刚度较强。向抗侧刚度较强。YXB B：该结构为简单纯框架，层数又不高，只用底部剪：该结构为简单纯框架，层数又不高，只用底部剪力法计算其横向水平地震力，再按各榀框架的抗侧刚力法计算其横向水平地震力，再按各榀框架的抗侧刚度进行分配就行了度进行分配就行了C C：除作：除作X X向、向、Y Y向抗震计算，还要作扭转振型的耦联计算向抗震计算，还要作扭转振型的耦联计算。B B：不仅仅作：不仅仅作X X向向抗震计算抗震计算，还要做还要做Y Y向抗震计算。向抗震计算。C第33

38、页/共80页5. 2 地震作用地震作用1、建筑结构地震影响系数的确定依据：、建筑结构地震影响系数的确定依据：根据地震烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期根据地震烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期及阻尼比确定。及阻尼比确定。周期大于周期大于6 6秒的建筑结构所采用的地震影响系数应专门研秒的建筑结构所采用的地震影响系数应专门研究究; ;已编制的抗震设防区划城市已编制的抗震设防区划城市, ,应允许按批准的设计地震参应允许按批准的设计地震参数采用相应的地震影响系数数采用相应的地震影响系数. .第34页/共80页注意事项：注意事项：高层建筑中计算单向地震作用时，要考虑偶然偏心的影响高层建筑

39、中计算单向地震作用时，要考虑偶然偏心的影响，每层质心沿垂直于地震作用方向的偏移值按下式采用：，每层质心沿垂直于地震作用方向的偏移值按下式采用：)( ;:;:)(05. 0相同各楼层的质心偏移方向层质心的偏移值第的建筑物的总长层垂直于地震作用方向第单位是米ieiLLeiiii例：某地震区带有裙房的高层，如图，地基例：某地震区带有裙房的高层，如图，地基土比较均匀，中等压缩性，用筏板基础，（土比较均匀，中等压缩性，用筏板基础，（提示：裙房与主楼分开考虑）试问：主楼基提示：裙房与主楼分开考虑）试问：主楼基底平面形心与上部结构的重心偏心距不宜大底平面形心与上部结构的重心偏心距不宜大于下列哪项数值：于下列

40、哪项数值：( )A:0.333 B:0.5 C:0.775 D:1.020m40m70m12mD解：按上述注意事项，重心偏心距解：按上述注意事项，重心偏心距不大于不大于0.05Li=0.0520=1 m第35页/共80页2、地震作用中重力荷载代表值、地震作用中重力荷载代表值GE的计算的计算:;:;:;:1活载地震组合值系数活载标准值自重的标准值EiikkniikEiKEQGQGG计算地震作用时计算地震作用时,活载组合系数活载组合系数 如下如下:Ei雪荷载、屋面积灰荷载雪荷载、屋面积灰荷载:取取0.5；按实际情况计算的楼面活载：取按实际情况计算的楼面活载：取1.0，一般民用建筑取，一般民用建筑取

41、0.5 ；（对藏书库、档案库、库房取（对藏书库、档案库、库房取0.8）屋面活载不计入组合屋面活载不计入组合G1G2G3G4G5第36页/共80页集中于各楼层标高处重力荷载代表值：楼面或屋面自集中于各楼层标高处重力荷载代表值：楼面或屋面自重的标准值、楼面活载、屋面雪荷载、积灰荷载、（重的标准值、楼面活载、屋面雪荷载、积灰荷载、（注意组合系数注意组合系数0.5）、墙与柱均取上下各半层的重来计）、墙与柱均取上下各半层的重来计算；屋面活载不计算。算；屋面活载不计算。G1G2G3G4G5第37页/共80页例例: 重力荷载代表值的计算重力荷载代表值的计算:已知某多层房屋各层荷载如下表所示已知某多层房屋各层

42、荷载如下表所示,楼盖、屋盖层的面积均为楼盖、屋盖层的面积均为200平米，平米，屋盖第6层第2-5层第1层屋面恒载3640N/m2雪荷载300N/m2女儿墙重120KN山墙230KN横墙640KN楼面恒载3640N/m2楼面活载1800N/m2外纵墙（含钢窗）590KN内纵墙230KN隔墙50KN楼面恒载3640N/m2楼面活载1800N/m2楼面恒载3640N/m2楼面活载1800N/m2阳台拦板44KN山墙220KN横墙620KN山墙260KN横墙1020KN外纵墙（含钢窗）560KN外纵墙（含钢窗）660KN内纵墙240KN隔墙48KN内纵墙370KN隔墙42KN解：由规范得到：雪荷载、楼

43、面活载的组合系数：均为解：由规范得到：雪荷载、楼面活载的组合系数：均为0.5;KNG1748174021908)50230590640230(211202003 . 05 . 020064. 36KNG26661688211822)48240560620220(21174021442008 . 15 . 020064. 35KNGGG26401688442008 . 15 . 020064. 3234KNG2972)423706601020260(21168821442008 . 15 . 020064. 31第38页/共80页KNG2972)423706601020260(211688214

44、42008 . 15 . 020064. 31重力荷载总代表值：重力荷载总代表值：KNGii153062972326402666174861A：自振周期自振周期: 是结构本身的动力特性。与结构的高度是结构本身的动力特性。与结构的高度H,宽度宽度B有关。当自振周期与地有关。当自振周期与地 震作用的周期接近时震作用的周期接近时,共振发生共振发生,对建筑对建筑造成很大影响，加大震害。造成很大影响，加大震害。 B：特征周期：特征周期：是建筑场地自身的周期，抗震规范中是通过地是建筑场地自身的周期，抗震规范中是通过地震分组和地震烈度查表确定的。震分组和地震烈度查表确定的。3、结构的自振周期和特征周期、结构

45、的自振周期和特征周期第39页/共80页(1) 建筑结构的基本周期即第一自振周期，是抗震设计中建筑结构的基本周期即第一自振周期，是抗震设计中必不可少的参数，采用底部剪力法和振型分解反应谱法确必不可少的参数，采用底部剪力法和振型分解反应谱法确定地震影响系数定地震影响系数时，均要先计算结构自振周期值时，均要先计算结构自振周期值T1，多多层砌体房屋、底层框架层砌体房屋、底层框架抗震墙和内框架砌体房屋等结构抗震墙和内框架砌体房屋等结构的自振周期一般较短，在的自振周期一般较短，在0.3秒以内秒以内,可直接采用地震影响可直接采用地震影响系数最大值系数最大值max(2) 对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架

46、结构、对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构、 框框剪剪结构、剪力墙结构其基本自振周期结构、剪力墙结构其基本自振周期T1 (单位单位:秒秒),按下式计按下式计算：算：TTuT7 . 11结构顶点水平位结构顶点水平位移移(单位单位:米米)结构自振周期折减系结构自振周期折减系数数第40页/共80页强条：（必须严格执行）强条：（必须严格执行）计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期应考虑非承重墙体的刚度影响予以折减。期应考虑非承重墙体的刚度影响予以折减。当非承重墙体为填充砖墙时，自振周期折减系数当非承重墙体为填充砖墙时，自振周期折减系数T按下列规按下列规

47、定采用定采用:(1)(1)框架结构取框架结构取0.60.70.60.7 (2) (2)框剪结构取框剪结构取0.70.80.70.8 (3) (3)剪力墙结构取剪力墙结构取0.91.00.91.0结构基本振周期也可根据实侧资料并考虑地震影响系数的经验公式结构基本振周期也可根据实侧资料并考虑地震影响系数的经验公式确定确定.但用这种方法只是估算但用这种方法只是估算.第41页/共80页例例1: 某高层质量和刚度沿高度分布比较均匀的一般剪某高层质量和刚度沿高度分布比较均匀的一般剪力墙结构力墙结构,未用砖墙作非承重墙体未用砖墙作非承重墙体,层数层数15层层,高度高度40.5米米,经计算结构顶点水平位移为经

48、计算结构顶点水平位移为0.235米米,计算结构的基本自计算结构的基本自振周期振周期.TTuT7 . 11解解: 应用公式应用公式:此处取自振周期折减系数为此处取自振周期折减系数为1.0;(因为本高层是剪力墙结构且未用因为本高层是剪力墙结构且未用砖墙作非承重墙体砖墙作非承重墙体.)秒824. 0235. 017 . 17 . 11TTuT例例2： 有一现浇钢筋混凝土框架结构共有一现浇钢筋混凝土框架结构共10层，底层高层，底层高4.6米米,其余均为其余均为3.6米米,梁柱混凝土的强度等级均采用梁柱混凝土的强度等级均采用C30,(E=3.0104N/m2).横梁跨度横梁跨度6.2米米,截面尺寸截面尺

49、寸250 mm650mm,与板整浇与板整浇,柱的截面尺寸柱的截面尺寸500mm500mm,已知底层侧移刚度已知底层侧移刚度D=329.5KN/mm,其余楼层的侧其余楼层的侧移刚度为移刚度为D=490.1KN/mm,各质点的重力荷载代表值分别为：各质点的重力荷载代表值分别为：G1=5000KN, G10=3000KN,其余各层均为其余各层均为4500KN.试确定该房屋的自振周期试确定该房屋的自振周期:第42页/共80页G1G2G10解解:将各楼层的重力荷载代表值作为楼层的水平荷载将各楼层的重力荷载代表值作为楼层的水平荷载,先求结构顶点的水平位移先求结构顶点的水平位移T:由由D值法近似计算各楼层的

50、相对水平位移值法近似计算各楼层的相对水平位移i=Gi/ Di从而求出顶点水平位移从而求出顶点水平位移.楼层Gi(KN)Gi(KN)Di(KN/mm)i(m)T(m)1098765432145004500300045004500500045004500450045001650034500300075001200021000 25500300003900044000490.1490.1490.1490.1490.1490.1490.1490.1490.1329.50.006120.01530.02450.03370.04290.05200.06120.07040.07960.13350.51920

51、.13350.21310.51310.28350.34470.39670.43960.47330.4978从此表中求出顶点位移从此表中求出顶点位移: 为为0.5192，应用公式，应用公式:TTuT7 . 11考虑非承重墙刚度对框架结构自振周期的折减系数取为考虑非承重墙刚度对框架结构自振周期的折减系数取为0.6，则，则秒735. 05192. 06 . 07 . 17 . 11TTuT第43页/共80页建筑抗震设计中小环境的影响：即场地类别，应根据建筑抗震设计中小环境的影响：即场地类别，应根据土层土层等效剪切波速等效剪切波速和和场地覆盖层厚度场地覆盖层厚度按按建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范中表

52、中表 划分为四类。对建筑结构最有利的是一类场地，二类划分为四类。对建筑结构最有利的是一类场地，二类；依次次之。；依次次之。第44页/共80页规范上虽然把建筑场地分为四类，但是实际应用当中有五类，规范上虽然把建筑场地分为四类，但是实际应用当中有五类，“上海上海”场地作为一种特殊的场地类别区别于规范所定的前四类场地。场地作为一种特殊的场地类别区别于规范所定的前四类场地。 各类建筑场地的覆盖层厚度（各类建筑场地的覆盖层厚度（m）第45页/共80页地震影响系数最大值（阻尼比为地震影响系数最大值（阻尼比为0.050.05）1.400.90(1.20)0.50(0.72)-罕遇地震罕遇地震0.320.16

53、(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震多遇地震 90.4g 80.2g 70.1g60.05g地震影响地震影响烈度烈度 括号数字分别对应于设计基本加速度括号数字分别对应于设计基本加速度0.15g0.15g和和0.30g0.30g地区的地震影响系数地区的地震影响系数)(sT0 1 . 0gTgT50 . 6max2max45. 0max2)(TTgmax12)5(2 . 0gTTmax45. 0 与地面加速度相等，即与地面加速度相等，即 其加速度其加速度0时，结构为一刚体，时，结构为一刚体，T注意：当结构自振周期注意：当结构自振周期max 水平地震系数的最大值如下表水平地震系数的最大值

54、如下表：第第3节节 地震作用的计算地震作用的计算1、建筑结构地震影响系数的确定：、建筑结构地震影响系数的确定：对于阻尼比为对于阻尼比为0.05的钢筋混凝土结构和砌体结构的钢筋混凝土结构和砌体结构,地震影响系数曲线阻尼调整系数地震影响系数曲线阻尼调整系数2=1第46页/共80页)(sT0 1 . 0gTgT50 . 6max2max45. 0max2)(TTgmax12)5(2 . 0gTT2、各系数意义、各系数意义（1）（2）设计地震分组场 地 类 别IIIIIIIV第一组0.250.350.450.65第二组0.300.400.550.75第三组0.350.450.650.90（3）Tg为特

55、征周期值，与场地类别和地震分组有关，见为特征周期值，与场地类别和地震分组有关，见下表。下表。 (8、9度的罕遇地震作用下度的罕遇地震作用下,特征周期值增加特征周期值增加0.05)T-结构周期；结构周期；-地震影响系数；地震影响系数；)05. 0(9 . 0时阻尼比为)05. 0(02. 0时阻尼比为对于阻尼比为对于阻尼比为0.05的钢筋混凝土结构和砌体结构的钢筋混凝土结构和砌体结构,地震影响系数曲线阻尼调整系数地震影响系数曲线阻尼调整系数2=1第47页/共80页例例1:1:某一建于某一建于8 8度地震地震区的度地震地震区的1010层钢筋混凝土框架结构层钢筋混凝土框架结构, ,抗震设防类抗震设防

56、类别为丙类别为丙类, ,设计地震分组为第一组设计地震分组为第一组, ,设计基本地震加速度为设计基本地震加速度为0.2 g ,0.2 g ,场场地类别为地类别为类类. .结构自振周期结构自振周期T=1.0S,T=1.0S,阻尼比取阻尼比取0.05.0.05.试问试问: :当计算罕遇地震作用时当计算罕遇地震作用时, ,该结构的水平地震影响系数与下列哪项该结构的水平地震影响系数与下列哪项最接近最接近? ?A 0.350 B 0.395 C 0.478 D 0.544A 0.350 B 0.395 C 0.478 D 0.544B解解: 罕遇地震罕遇地震,8度度(0.2g)设防查表设防查表:其水平影响

57、系数最大值为其水平影响系数最大值为0.908、9度的罕遇地震作用下度的罕遇地震作用下,特征周期值增加特征周期值增加0.05，因此特征周期为因此特征周期为Tg=0.35+0.05=0.4S；结构自振周期结构自振周期T在在Tg 与与5Tg之间，且阻尼调整系数之间，且阻尼调整系数2=1该结构的水平地震影响系数为：该结构的水平地震影响系数为：395. 09 . 0) 1/4 . 0()/(9 . 0maxTTg第48页/共80页)(sT01 . 0gTgT50 . 6max2max45. 0max2)(TTgmax12)5(2 . 0gTT此曲线中系数求解参照此曲线中系数求解参照:P185页页第49页

58、/共80页3、水平地震作用的计算：、水平地震作用的计算：（1）底部剪力法：采用此方法时，各层可只取一个自由度，结构的）底部剪力法：采用此方法时，各层可只取一个自由度，结构的水平地震作用标准值按下式确定：水平地震作用标准值按下式确定：eqEKGF1)1 (1nEKnjjjiiiFHGHGFFEK：结构总水平地震作用标准值；结构总水平地震作用标准值；1：水平地震影响系数；（根据烈度、场地类别、设计地震分组和水平地震影响系数；（根据烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期及阻尼比确定，方法同前）结构自振周期及阻尼比确定，方法同前） 多层砌体、底部框架、和多层砌体、底部框架、和多层内框架砖房取水平地

59、震影响系数的最大值（查表得到）多层内框架砖房取水平地震影响系数的最大值（查表得到） Geq：结构等效总重力荷载；单质点取总重力荷载代表值，多质点取：结构等效总重力荷载；单质点取总重力荷载代表值，多质点取总重力荷载代表值的总重力荷载代表值的85%；Fi：质点质点 i 的水平地震作用标准值；（的水平地震作用标准值；（各层之和就是总水平地震作用各层之和就是总水平地震作用FEK ）第50页/共80页Gi、 Gj ： 集中于质点集中于质点i、j 的重力荷载代表值；的重力荷载代表值；Hi、 Hj ： 质点质点i、j 的计算高度；的计算高度；n：顶部附加地震作用系数：当结构基本自振周期顶部附加地震作用系数：

60、当结构基本自振周期T11.4Tg时时,不用考虑不用考虑,取取n=0;当结构基本自振周期当结构基本自振周期T11.4Tg时时,分以下三种情况分以下三种情况:Tg0.35时时:取取n= 0.08T1+0.07Tg（0.35-0.55）时）时:取取n=0.08T1+0.01Tg0.55时时:取取n=0.08T1-0.02主体结构顶层附加水平地震作用标准值主体结构顶层附加水平地震作用标准值Fn可按下式计算可按下式计算EKnnFF第51页/共80页例题例题: 某一单层钢筋混凝土框架结构某一单层钢筋混凝土框架结构,已知集中于屋盖的重已知集中于屋盖的重力荷载代表值为力荷载代表值为1200KN,梁的抗弯刚度为