PPT建筑结构抗震设计12

3.6结构竖向地地震作用竖向地震运运动是可观观的：根据观测资资料的统计计分析，在在震中距小小于200km范围内，同同一地震的的竖向地面面加速度峰峰值与水平平地面加速速度峰值之之比av/ah平均值约为为1/2，甚至有时时可达1.6。竖向地震作作用的影响响是显著的的：根据地震计计算分析，，对于高层层建筑、高高耸及大跨跨结构影响响显著。结结构竖向地地震内力NE/与重力荷载载产生的内内力NG的比值沿高高度自下向向上逐渐增增大，烈度度为8度时为50%至90%，9度时可达或或超过1；335m高的电视塔塔上部，8度时为138%；高层建筑筑上部，8度时为50%至110%。我国抗震规规范（GB50011-2001）规定：设防烈度为为8度和9度区的以下下结构：1.长悬臂结构构；2.大跨度屋盖盖结构；3.烟囱及类似似高耸结构构。和设防烈度度为9度区的高层层建筑，应考虑竖向地地震作用。

计算结构竖向地震作用的方法：3.竖向地震反应谱法：与水平地震反应谱法相同。规范采用的是基于竖向地震反应谱法的拟静力法。4.时程反应分析：1.静力法：取取结构或构构件重力的的某个百分分数作为其其竖向地震震作用用；2.水平地震作作用折减法法：取结构构或构件水水平地震作作用的某个个百分数其竖竖向地震作作用；一、竖向地地震反应谱谱竖向地震反反应谱与水水平地震反反应谱的比比较:Ⅰ类场地竖向向地震平均反应谱谱与水平地震平均反反应谱形状状相相差差不不大大加速速度度峰峰值值约约为为水水平平的的1/2至2/3。可利利用用水水平平地地震震反反应应谱谱进进行行分分析析。。二、、高高耸耸结结构构和和高高层层建建筑筑竖竖向向地地震震作作用用的的计计算算公公式式---结构总竖向地震作用标准值；---竖向、水平地震影响系数最大值。H1G1Hi---质点点i的竖竖向向地地震震作作用用标标准准值值。。规范范要要求求：：9度时时，，高高层层建建筑筑楼楼层层的的竖竖向向地地震震作作用用效效应应应应乘乘以以1.5的增增大大系系数数。。分析析结结果果表表明明：：高耸耸结结构构和和高高层层建建筑筑竖竖向向第第一一振振型型的的地地震震内内力力与与竖竖向向前前5个振振型型按按平平方方和和开开方方组组合合的的地地震震内内力力相相比比较较，，误误差差仅仅在在5%--15%。此外外，，竖竖向向第第一一振振型型的的数数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场场地地特特征征周周期期。。因此此，，高高耸耸结结构构和和高高层层建建筑筑竖竖向向地地震震作作用用可可按按与与底底部部剪剪力力法法类类似似的的方方法法计计算算。。三、、大大跨跨度度结结构构（（平平板板型型网网架架、、大大跨跨度度屋屋盖盖、、长长悬悬臂臂结结构构））---第i杆件的竖向地震内力；---第i杆件的重力内力。反应应谱谱法法计计算算结结果果表表明明1.比值值虽虽不不相相同同,但相相差差不不大大,故可可取取最最大大值值作作为为设设计计依依据据；；2.比值值与与烈烈度度和和场场地地类类别别有有关关；；3.比值值与与跨跨度度有有关关，，但但在在常常用用的的范范围围内内，，变变化化不不很很大大；；为为了了简简化化，，略略去去其其影影响响；；---竖向地震作用系数，按表采用；---重力荷载代表值。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)可不计算（0.10)8Ⅲ、ⅣⅡ

Ⅰ

钢筋混凝土屋架平板型网架钢屋架结构类型烈度场地类别竖向向地地震震作作用用与与重重力力荷荷载载的的内内力力的的比比值值：：对于于长长悬悬臂臂和和其其它它大大跨跨度度结结构构的的竖竖向向地地震震作作用用标标准准值值，，8度和和9度可可分分别别取取该该结结构构、、构构件件重重力力荷荷载载代代表表值值的的10%和20%，设设计计基基本本地地震震加加速速度度为为0.30g时，，可可取取该该结结构构构构件件重重力力荷荷载载代代表表值值的的15%。一、、产产生生扭扭转转地地震震反反应应的的原原因因3.7建筑筑结结构构的的扭扭转转地地震震效效应应1.建筑筑结结构构的的偏偏心心两方方面面：：建建筑筑自自身身的的原原因因和和地地震震地地面面运运动动的的原原因因。。质心心刚心心产生生偏偏心心的的原原因因：：a.建筑筑物物的的柱柱体体与与墙墙体体等等抗抗侧力力构构件件布布置置不不对对称称。。b.建筑筑物物的的平平面面不不对对称称。。c.建筑筑物物的的立立面面不不对对称称。。d.建筑筑物物的的平平面面、、立立面面均均不不对对称称。。e.建筑筑物物各各层层质质心心与与刚刚心心重重合合，，但上上下下层层不不在在同同一一垂垂直直线线上上。。f.偶然然偏偏心心。。2.地震震地地面面运运动动存存在在扭扭转转分分量量地震震波波在在地地面面上上各各点点的的波波速速、、周周期期和和相相位位不不同同。。建建筑筑结结构构基基底底将将产产生生绕绕竖竖直直轴轴的的转转动动，，结结构构便便会会产产生生扭扭转转振振动动。。无论论结结构构是是否否有有偏偏心心，，地地震震地地面面运运动动产产生生的的结结构构扭扭转转振振动动均均是是存存在在的的。。但二二者者有有区区别别，，无无偏偏心心结结构构的的平平动动与与扭扭转转振振动动不不是是耦耦合合的的，，而而有有偏偏心心结结构构的的平平动动与与扭扭转转振振动动是是耦耦合合的的。。二、、考考虑虑扭扭转转地地震震效效应应的的方方法法1、规规则则结结构构不不进进行行扭扭转转耦耦联联计计算算时时，，平平行行于于地地震震作作用用方方向向的的两两个个边边榀榀，，其其地地震震作作用用效效应应宜宜乘乘以以增增大大系系数数。。一一般般情情况况下下，，短短边边可可按按1.15、长长边边可可按按1.05采用用；；当当扭扭转转刚刚度度较较小小时时，，宜宜按按不不小小于于1.3采用用。。2、不不规则则结结构构采用用扭扭转转耦耦联联的的振振型型分分解解反反应应谱谱法法。。三、、考考虑虑扭扭转转的的振振型型分分解解反反应应谱谱法法1、平扭耦联体体系的自由振振动基本假定：（1）楼板在其自自身平面内为为绝对刚性，，在平面外的的刚度很小可可以忽略不计计；（2）各榀抗侧力力结构（框架架或剪力墙））在其自身平平面内刚度很很大，在平面面外的刚度很很小可以忽略略不计；（3）所有构件都都不考虑其自自身的抗扭作作用；（4）将质量（包包括柱、墙的的质量）都集集中于各层楼楼板处。计算简图如图图所示，坐标标原点一般选选在各楼层的的质心处。每每一层楼质量量有三个自由由度。由结构动力学学，可建立结结构的运动方方程为式中---质量矩阵---位移矩阵---阻尼矩阵---刚度矩阵---平行于x轴第s榀框架的刚度矩阵；---平行于x轴框架的榀数；---平行于y轴第r榀框架的刚度矩阵；---平行于y轴框架的榀数；---第i层第s榀x方向的y向座标；第i层--第i层第r榀y方向框架的x向座标;求振型和频率率时可不计阻阻尼利用雅可比等等方法可求出出振型和频率率：2、考虑扭转影影响的水平地地震作用---地面运动加速度---地面运动方向与x轴夹角设代入方程，并并利用振型正正交性，可得得经过与前面单单向平移振动动类似的推导导，可得到考考虑扭转地震震效应时水平平地震作用标标准值的计算算公式分别为j振型i层的x方向、y方向和转角方方向的地震作作用标准值质心j振型i层质心处地震作用考虑扭转地震震效应时水平平地震作用标标准值的计算算公式:---分别为j振型i层的x、y方向的水平相对位移；---为j振型i层的相对扭转角；---j振型周期Tj对应的地震影响系数；---i层转动半径；质心j振型i层质心处地震作用考虑扭转地震震效应时水平平地震作用标标准值的计算算公式:质心j振型i层质心处地震作用---考虑扭转的j振型参与系数；仅考虑x方向地震时仅考虑y方向地震时与x方向斜交地震震时地震作用方向向与x轴方向夹角3、考虑扭转影影响的水平地地震作用效应应不计扭转影响时的水平地震作用效应（SRSS法）(一般情况下m=3）考虑单向水平平地震作用下下扭转的地震震作用效应采用完全二次次振型组合法法（CQC法）---考虑扭转的地震作用效应---分别为j、k振型地震作用产生的作用效应；可取前9~15个振型。---分别为j、k