结构抗震计算

结构抗震计算第1页，共147页，2023年，2月20日，星期二3.1结构抗震计算原则

本章主要内容3.2设计地震动

3.3水平地震作用计算

3.4竖向地震作用计算

3.5结构抗震验算

第2页，共147页，2023年，2月20日，星期二学习目标

掌握结构抗震的计算原则，能够正确选取设计参数对结构进行水平和竖直方向的地震作用计算，计算结果并能正确对结构进行抗震验算。

重点：底部剪力法的计算与应用第3页，共147页，2023年，2月20日，星期二抗震设防分类：依据：根据建筑遭受地震破坏后可能产生的经济损失，社会影响及其在抗震救灾中的作用，分为四类。甲类：重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑。乙类：地震时使用不能中断或尽快恢复的建筑。丙类：一般建筑。丁类：次要的建筑。如水塔、烟囱、仓库等3.1.1建筑物重要性分类与设防标准

对于不同用途建筑物的抗震设防，应根据其破坏后果加以区别对待§3.1结构抗震计算原则第4页，共147页，2023年，2月20日，星期二甲类建筑地震作用：高于本地区抗震设防烈度要求，按地震安全性评价结果确定抗震措施：抗震设防烈度为6～8度时，抗震措施应

提高一度，9度时，抗震设防应比9度更高乙类建筑地震作用：符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施：抗震设防烈度为6～8度时，抗震措施应

提高一度，9度时，抗震设防应比9度更高抗震设防标准：第5页，共147页，2023年，2月20日，星期二抗震设防标准：丙类建筑：地震作用和抗震措施均按应符合本地区抗震设防烈度的要求丁类建筑：地震作用：按设防烈度进行抗震计算抗震措施：可适当降低要求（设防烈度为6度时不再降低）

抗规3.1.2在设防烈度为6度时，除规范有具体规定外，对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。第6页，共147页，2023年，2月20日，星期二关于场地对抗震构造措施的影响I类场地甲乙类建筑可按原地区设防考虑丙类建筑可降低一度，但6度时仍按本地区设防烈度采取抗震构造措施III、IV类场地设计基本加速度为0.15g和0.30g的地区，宜分别按设防烈度8度（0.20g）和9度（0.40g）的要求采取抗震构造措施。第7页，共147页，2023年，2月20日，星期二例题1A、B两栋多层建筑：A为乙类建筑，位于6度区，III类场地；B为丙类建筑，位于8度区，IV类场地，关于其抗震设计，下列说法正确的是：（）A、A栋不必作抗震计算，按6度采取抗震措施，B栋按8度计算，按9度采取抗震措施；B、A栋按6度作抗震计算，按7度采取抗震措施，B栋按8度计算，按8度采取抗震措施；C、A栋不必作抗震计算，按6度采取抗震措施，B栋按9度计算，按9度采取抗震措施；D、A栋不必作抗震计算，按7度采取抗震措施，B栋按8度计算，按8度采取抗震措施；D若B位于8度（0.30g）地区，结果会有何不同？第8页，共147页，2023年，2月20日，星期二汇总表：第9页，共147页，2023年，2月20日，星期二3.1.2三水准抗震设防目标基本目的：在一定的经济条件下，最大限度地降低和减轻建筑物的地震破坏，保障人民生命财产的安全。

基本准则：抗震设计规范趋向于以“小震不坏、中震可修、大震不倒”作为建筑抗震设计的基本准则。第10页，共147页，2023年，2月20日，星期二我国地震烈度的概率分布基本上符合于极值III型分布其概率密度函数的基本形式为：

式中，I——地震烈度；

k——形状参数，取决于一个地区的地震背景的复杂性；

——地震烈度上限值，取=12; ——烈度概率密度曲线上峰值所对应的强度。图3-1地震烈度概率密度函数曲线小震：发生机会较多的地震对应峰值烈度定义为小震烈度，又称多遇地震烈度中震：全国地震区划图所规定的各地的基本烈度，可取为中震对应的烈度大震：是罕遇的地震,对应烈度又可称为罕遇地震烈度

三种烈度含义：第11页，共147页，2023年，2月20日，星期二我国《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）提出三个水准的抗震设防要求：第一水准：当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用；第二水准：当遭受相当于本地区设防烈度的地震影响时，建筑物可能损坏，但经一般修理即可恢复正常使用；第三水准：当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏。我国主要城镇中心地区的抗震设防烈度设计地震加速度值城镇的设计地震分组——反映震源远近的影响我国采取6度起设防的方针，地震设防区面积约占国土面积的60﹪规范规定了：第12页，共147页，2023年，2月20日，星期二3.1.3抗震设计方法简化的两阶段设计方法：＊第一阶段设计：按多遇地震烈度对应的地震作用效应和其它荷载效应的组合验算结构构件的承载能力和结构的弹性变形＊第二阶段设计：按罕遇地震烈度对应的地震作用效应验算结构的弹塑性变形目前一般认为，良好的抗震构造措施有助于实现第二水准——保证了第一水准的强度要求和变形要求

——保证结构满足第三水准的抗震设防要求第13页，共147页，2023年，2月20日，星期二3.1.4抗震计算的一般规定建筑抗震设计包括三个层次的内容与要求：概念设计——在总体上把握抗震设计的基本原则抗震计算——为建筑抗震设计提供定量手段构造措施——在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性建筑抗震设计在总体上要求把握的基本原则:

注意场地选择，把握建筑体型，利用结构延性，设置多道防线，重视非结构因素第14页，共147页，2023年，2月20日，星期二一、注意场地选择地震区宜选择有利地段，避开不利地段，不在危险地段进行工程建设地段类别地质、地形、地貌有利地段稳定基岩、坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土等不利地段软弱土、液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质的陡坡，河岸和边坡边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层（如故河道、疏散的断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷及半填半挖地基）等危险地段地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表位错的部位当确实需要在不利地段或危险地段建筑工程时应遵循建筑抗震设计的有关要求进行详细的场地评价，并采取必要的抗震措施表3-1场地类别及地形地貌第15页，共147页，2023年，2月20日，星期二二、把握建筑体型抗规3.4.1建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。抗规3.4.2建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自上而下逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。第16页，共147页，2023年，2月20日，星期二建筑物平、立面布置的基本原则：结构对称——有利于减轻结构的地震扭转效应形状规则——在地震时应力集中现象较少，有利于抗震质量与刚度变化均匀——平面内使结构刚度中心与质量中心相一致，避免扭转效应高度方向均匀变化，避免薄弱层，减小变形集中、鞭梢效应平面上宜对称、规则、竖向上质量与刚度变化均匀第17页，共147页，2023年，2月20日，星期二不规则类型定义扭转不规则楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化。例如：有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%，或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层。表3-2平面不规则的类型

第18页，共147页，2023年，2月20日，星期二扭转不规则第19页，共147页，2023年，2月20日，星期二正确答案C例题2第20页，共147页，2023年，2月20日，星期二凹凸不规则第21页，共147页，2023年，2月20日，星期二第22页，共147页，2023年，2月20日，星期二第23页，共147页，2023年，2月20日，星期二楼板局部不连续第24页，共147页，2023年，2月20日，星期二不规则类型定义侧向刚度不规则

该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%。竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等）向下传递楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%表3-3竖向不规则的类型

第25页，共147页，2023年，2月20日，星期二侧向刚度不规则第26页，共147页，2023年，2月20日，星期二竖向抗侧力构件不连续第27页，共147页，2023年，2月20日，星期二楼层承载力突变第28页，共147页，2023年，2月20日，星期二例题3第29页，共147页，2023年，2月20日，星期二例题3第30页，共147页，2023年，2月20日，星期二第31页，共147页，2023年，2月20日，星期二＊体型复杂的结构物：可以设置抗震缝，将结构物分成规则的结构单元，不宜设置抗震缝的体型复杂的建筑，则应进行较精细的结构抗震分析＊高层建筑：要注意使设缝后形成的结构单元的自振周期避开场地土的卓越周期第32页，共147页，2023年，2月20日，星期二例题4第33页，共147页，2023年，2月20日，星期二第34页，共147页，2023年，2月20日，星期二第35页，共147页，2023年，2月20日，星期二正确答案125正确答案128例题55第36页，共147页，2023年，2月20日，星期二三、重力荷载代表值进行结构抗震设计时，所考虑的重力荷载，称为重力荷载代表值

结构重力荷载

恒载（自重）活载（可变荷载）

重力荷载代表值

结构恒载标准值

有关活载（可变荷载）标准值有关活载组合值系数（见下表）地震发生时，活载不一定达到标准值的水平，一般小于标准值因此计算重力荷载代表值时可对活载折减活载的变异性较大，我国荷载规范规定的活载标准值是按50年最大活载的平均值加0.5～1.5倍的均方差确定第37页，共147页，2023年，2月20日，星期二可变荷载种类组合值系数雪荷载0.5屋顶积灰荷载0.5屋面活荷载不计入按实际情况考虑的楼面活荷载1.0按等效均布荷载考虑的楼面活荷载藏书库、档案库0.8其他民用建筑0.5吊车悬吊物重力硬钩吊车0.3软钩吊车不计入表3-4可变荷载组合值系数

第38页，共147页，2023年，2月20日，星期二例题6第39页，共147页，2023年，2月20日，星期二第40页，共147页，2023年，2月20日，星期二3.2设计地震动3.2.1基本术语抗震设防烈度抗震设防标准地震作用设计地震动参数设计基本加速度设计特征周期场地第41页，共147页，2023年，2月20日，星期二3.2.2地震影响和抗震设防烈度

2001年版的《中国地震动参考区划图》，是确定我国城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组的依据，具有法律效应。抗震设防烈度6度7度8度9度抗震设计基本地震加速度值0.05g0.1g（0.15g）0.2g（0.3g）0.4g中国地震动峰值加速度区划图表3-5抗震设防烈度和设计基本地震加速度值的对应关系

第42页，共147页，2023年，2月20日，星期二3.2.3设计地震分组

设计地震分组是新规范新提出的概念，用以代替旧规范设计近震、设计远震的概念。在宏观烈度大体相同条件下，处于大震级远离震中的高耸建筑物的震害比中小级震级近震中距的情况严重的多。设计地震分三组，对于Ⅱ类场地，第一、二、三组的设计特征周期分别为：0.35s、0.40s、0.45s.6度近震6度远震7度近震7度远震第43页，共147页，2023年，2月20日，星期二3.2.4场地土的影响场地：建筑物所在地，其范围大体相当于厂区、居民点和自然村的范围地震类型、结构类型、下卧层的构成、覆盖层厚度影响建筑物震害的因素:1967年委内瑞拉加拉加斯地震第44页，共147页，2023年，2月20日，星期二1．场地影响的总体规律软弱地基上:柔性结构容易遭到破坏，刚性结构表现较好；坚硬地基上:柔性结构表现较好，刚性结构表现较复杂。深厚覆盖土层上建筑物的震害较重，而浅薄覆盖土层上建筑物的震害则相对要轻些。

原因一：

类共振现象

地震动的卓越周期：在振幅谱中幅值最大的频率分量所对应的周期

地震波通过覆盖土层传向地表与土层固有周期相一致的一些频率波群将被放大

另一些频率波群将被衰减甚至被完全过滤掉

因此，地表地震动的卓越周期与场地的固有周期接近时

建筑物的振动会加大，相应地，震害也会加重第45页，共147页，2023年，2月20日，星期二原因二：地震波进入表土层可能被放大一般而言，深厚覆盖土层地基上建筑物的震害比较严重。多层土的地震效应主要取决于三个基本因素覆盖土层厚度土层剪切波速岩土阻抗比影响地震动的频谱特性——

影响共振放大效应坚硬场地土地震动以短周期为主，软弱场地土以长周期为主第46页，共147页，2023年，2月20日，星期二场地土层的固有周期的简化计算公式为单一土层时多层土时---覆盖层厚度---土的剪切波速---土层总数----i层厚度----i层剪切波速2.场地土层的固有周期表3-9特征周期（单位：s）第47页，共147页，2023年，2月20日，星期二＊原意：从地表面至地下基岩面的距离

＊工程上的判定：

当下部土层的剪切波速达到上部土层剪切波速的2.5倍，且下部土层中没有剪切波速小于400m/s的岩土层时，该下部土层就可以近似看作基岩

＊我国建筑抗震设计规范：地下基岩或剪切波速大于500m/s的坚硬土层至地表面的距离，称为“覆盖层厚度”3.场地土覆盖层厚度第48页，共147页，2023年，2月20日，星期二土层等效剪切波速

式中

——计算深度，取覆盖层厚度和20m两者的较小值；

——计算深度范围内土层的分层数；

——第i层土的剪切波速；

——第i层土的厚度。计算：4.场地土剪切波速a、剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层；b、土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖层中扣除。第49页，共147页，2023年，2月20日，星期二不方便测定土的剪切波速时第50页，共147页，2023年，2月20日，星期二抗震规范场地类别划分

按照表层土的剪切波速和场地覆盖层厚度两个因素，将建筑场地分为Ⅰ～Ⅳ四种类别，见表3-6所示：表3-6各类建筑场地覆盖层厚度的关系等效剪切波速场地类别（m/s）Ⅰ0Ⅰ1ⅡIIIⅣ>8000800≥Vse>5000500≥Vse>250<5≥5250≥Vse>140<33～50>50Vse≤140<33～1515～80>805.确定场地类别第51页，共147页，2023年，2月20日，星期二例题7第52页，共147页，2023年，2月20日，星期二第53页，共147页，2023年，2月20日，星期二3.2.5设计反应谱结构在地震持续过程中经受的最大地震作用为---集中于质点处的重力荷载代表值；---重力加速度---动力系数---地震系数---水平地震影响系数第54页，共147页，2023年，2月20日，星期二(1)地震系数---地面运动最大加速度与重力加速度的比值A、反映了地面运动的强弱程度B、一般而言，地面加速度越大，地面烈度越高——

据统计：烈度每增加一度，K值大致增加一倍表3-7地震系数与基本烈度的关系第55页，共147页，2023年，2月20日，星期二(2)动力系数---单自由度体系在地震作用下最大反应加速度与地面运动加速度的比值A、反映了由于动力效应，质点最大绝对加速度比地面最大加速度的放大倍数B、对每一个给定的地面运动加速度记录和结构阻尼比，动力系数是结构自振周期的函数β－T曲线（β谱曲线）实质就是加速度反应谱曲线C、我国抗规中将动力系数谱的最大值取为2.25，所以水平地震影响系数最大值，表3-12给出了水平地震影响系数最大值经过统计取综合平均并结合经验判断给予平滑化得到“标准反应谱”第56页，共147页，2023年，2月20日，星期二已知水平地震影响系数，所以水平地震影响系数最大值：（3）水平地震影响系数最大值的确定表3-10水平地震影响系数的最大值地震影响6度7度8度9度多遇地震0.040.08（0.12）0.16（0.24）0.32罕遇地震0.280.50（0.72）0.90（1.20）1.40第57页，共147页，2023年，2月20日，星期二注意事项：1）表3-7中对应于基本烈度，相当于第二个水准。2）多遇地震：结构处于弹性范围内。相当于地震作用值乘以0.35,即上表中的要乘以0.35。第58页，共147页，2023年，2月20日，星期二3）罕遇地震：结构处于弹塑性变形相当于地震作用值乘以4-6倍,即上表中的要乘以4-6.第59页，共147页，2023年，2月20日，星期二α是单质点弹性体系在地震时的最大绝对加速度和重力加速度的比值《规范》把α与T的关系作为设计反应谱。

α谱的实质亦为加速度反应谱（4）水平地震影响系数的含义第60页，共147页，2023年，2月20日，星期二谱曲线由四部分组成0＜T＜0.1区段，α为向上倾斜的直线0.1＜T＜Tg区段，α为水平线Tg＜T＜5Tg区段，α为下降的曲线5Tg＜T＜6s区段，α为下降直线第61页，共147页，2023年，2月20日，星期二---地震影响系数；---地震影响系数最大值；表3-8水平地震影响系数的最大值第62页，共147页，2023年，2月20日，星期二---特征周期；---结构周期；表3-9特征周期（单位：s）第63页，共147页，2023年，2月20日，星期二3.2.6设计用反应谱---曲线下降段的衰减指数；---直线下降段的斜率调整系数；---阻尼调整系数，小于

0.55时，应取0.55。第64页，共147页，2023年，2月20日，星期二例题8第65页，共147页，2023年，2月20日，星期二例题9第66页，共147页，2023年，2月20日，星期二例题10第67页，共147页，2023年，2月20日，星期二第68页，共147页，2023年，2月20日，星期二§3.3水平地震作用计算一、各类结构的地震作用考虑原则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用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应由该方向的抗侧力构件承担，如该构件带有翼缘，尚应包括翼缘作用；2、有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15°时，应分别计算各抗侧构件方向的水平地震作用；3、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计入扭转影响；4、8°和9°时的大跨度结构、长悬臂结构、9°时的高层建筑，应计算竖向地震作用。第69页，共147页，2023年，2月20日，星期二例题11答案C第70页，共147页，2023年，2月20日，星期二二、抗震计算的方法1、高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，宜采用底部剪力法等简化方法；2、除上1条外的建筑结构，宜采用振型分解反映谱法；3、特别不规则的建筑、甲类建筑和表3-3所列高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算。第71页，共147页，2023年，2月20日，星期二三、平动的振型分解反应谱法1.j振型i质点上的地震作用标准值为：2.地震作用效应------振型组合3.层间剪切型结构，j振型地震作用下各楼层水平地震层间剪力：第72页，共147页，2023年，2月20日，星期二振型反应的组合数可按如下规定确定

（1）一般情况下，可取结构前2-3阶振型反应进行组合，但不多于结构自由度数（2）当结构基本周期时或建筑高宽比大于5时可适当增加振型反应组合数第73页，共147页，2023年，2月20日，星期二第74页，共147页，2023年，2月20日，星期二例题12112.8kN第75页，共147页，2023年，2月20日，星期二四.楼层水平地震剪力的最小值：类别6度7度8度9度扭转效应明显或基本周期小于3.5s的结构0.0100.016（0.024）0.032（0.048）0.064基本周期大于5.0s的结构0.0080.012（0.018）0.024（0.032）0.040楼层最小地震剪力系数值第76页，共147页，2023年，2月20日，星期二例题13第77页，共147页，2023年，2月20日，星期二第78页，共147页，2023年，2月20日，星期二五.楼层水平地震剪力的折减：第79页，共147页，2023年，2月20日，星期二第80页，共147页，2023年，2月20日，星期二第81页，共147页，2023年，2月20日，星期二六.楼层水平地震剪力的分配：刚性楼盖建筑：按抗侧力构件等效刚度的比例分配柔性楼盖建筑：按抗侧力构件从属面积上重力荷载代表值的比例分配半刚性楼盖建筑：按刚性、柔性楼盖分配结果取均值第82页，共147页，2023年，2月20日，星期二例题14第83页，共147页，2023年，2月20日，星期二第84页，共147页，2023年，2月20日，星期二例题15第85页，共147页，2023年，2月20日，星期二第86页，共147页，2023年，2月20日，星期二例题16第87页，共147页，2023年，2月20日，星期二第88页，共147页，2023年，2月20日，星期二第89页，共147页，2023年，2月20日，星期二第90页，共147页，2023年，2月20日，星期二第91页，共147页，2023年，2月20日，星期二满足要求第92页，共147页，2023年，2月20日，星期二三层剪切型结构。结构处于8度区（地震加速度为0.20g），I类场地第一组，结构阻尼比为0.05。试采用振型分解反应谱法，求结构在多遇地震下的最大底部剪力和最大顶点位移。已知[1.0000.6480.301][1.000-0.6010.676][1.000-2.572.47]例题17第93页，共147页，2023年，2月20日，星期二解：由得查(特征周期值表)、（水平地震影响系数最大值表）得：第94页，共147页，2023年，2月20日，星期二设计地震分组场地类别I0IIIIIIV第一组0.250.350.450.65第二组0.300.400.550.75第三组0.350.450.650.90特征周期值Tg(s)地震影响设防烈度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水平地震影响系数最大值返回第95页，共147页，2023年，2月20日，星期二则（参见地震影响系数谱曲线）由得第一振型各质点（或各楼面）水平地震作用为第96页，共147页，2023年，2月20日，星期二地震影响系数谱曲线

返回第97页，共147页，2023年，2月20日，星期二第二振型各质点水平地震作用为第三振型各质点水平地震作用为则由各振型水平地震作用产生的底部剪力为第98页，共147页，2023年，2月20日，星期二通过振型组合求结构的最大底部剪力为若仅取前两阶振型反应进行组合由各振型水平地震作用产生的结构顶点位移为第99页，共147页，2023年，2月20日，星期二通过振型组合求结构的最大顶点位移若仅取前两阶振型反应进行组合注意振型分解反应谱法计算结构最大地震反应易犯错误：先将各振型地震作用组合成总地震作用，然后用总地震作用计算结构总地震反应正确的计算次序：先由振型地震作用计算振型地震反应，再由振型地震反应组合成总地震反应第100页，共147页，2023年，2月20日，星期二以本例底部剪力结果加以说明：

若先计算总地震作用，则各楼层处的总地震作用分别为按上面各楼层总地震作用所计算的结构底部剪力为与前面正确计算次序的结果相比，值偏大

原因:振型各质点地震作用有方向性，负值作用与正值作用方向相反，而按平方和开方的方法计算各质点总地震作用，没有反映振型各质点地震作用方向性的影响。

第101页，共147页，2023年，2月20日，星期二底部剪力法适用条件：1、高度不超过40m2、剪切变形为主3、质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构计算假定：1、地震作用下的振动以基本振型为主2、基本振型近似为一条斜直线基本思路：结构的底部剪力等于其总水平地震作用，根据其基本周期由反应谱得到，而地震作用沿高度的分布则根据近似的结构侧移假定得到。3.3.2底部剪力法第102页，共147页，2023年，2月20日，星期二（1）结构底部剪力j振型i质点水平地震作用为：j振型结构底部剪力:G—结构的总重力荷载代表值Gi—质点i的重力荷载代表值第103页，共147页，2023年，2月20日，星期二结构总的底部剪力－－振型组合q----等效总重力荷载换算系数或高振型影响系数

Geq—结构等效总重力荷载代表值，0.85G----相应于结构基本周期的水平地震影响系数GeqGi第104页，共147页，2023年，2月20日，星期二（2）质点的地震作用H1G1GkHk第105页，共147页，2023年，2月20日，星期二适用于基本周期:T1≤1.4Tg当T1＞1.4Tg时，需考虑高振型的影响，否则计算所得的结构顶部地震作用偏小第106页，共147页，2023年，2月20日，星期二（3）顶部附加地震作用顶部附加地震作用系数顶部附加水平地震作用顶部附加地震作用系数第107页，共147页，2023年，2月20日，星期二结构顶部的水平地震作用为Fn＋△Fn第108页，共147页，2023年，2月20日，星期二例题16第109页，共147页，2023年，2月20日，星期二第110页，共147页，2023年，2月20日，星期二例题17第111页，共147页，2023年，2月20日，星期二第112页，共147页，2023年，2月20日，星期二第113页，共147页，2023年，2月20日，星期二第114页，共147页，2023年，2月20日，星期二作业题第115页，共147页，2023年，2月20日，星期二（4）突出屋面地震作用放大震害表明：地震作用下突出建筑物屋面的附属小建筑物，破坏严重原因：由于小建筑物重量和刚度的突变，高振型的影响，地震反应会加大,

鞭端效应处理措施：应对计算出的突出屋面小建筑物的地震作用效应乘以放大系数3，但此放大作用不往下传Fn+1×3第116页，共147页，2023年，2月20日，星期二例题18第117页，共147页，2023年，2月20日，星期二第118页，共147页，2023年，2月20日，星期二第119页，共147页，2023年，2月20日，星期二第120页，共147页，2023年，2月20日，星期二1）震害现象表明，高烈度区的竖向地震地面运动相当可观，此外，结构竖向地震作用与结构形式也有关；2）《规范》规定：8度和9度时的大跨度结构、长悬臂结构、烟囱和类似的高耸结构，9度时的高层建筑结构，应考虑竖向地震作用。3.4竖向地震作用计算第121页，共147页，2023年，2月20日，星期二

结构竖向地震作用第122页，共147页，2023年，2月20日，星期二1）反应谱形状和水平地震相同，地震影响系数：2）竖向地震作用标准值：第一振型起主要作用，而且第一振型接近于直线。一般结构竖向振动的基本周期在0.1-0.2s的范围内，即处在地震影响系数最大值的范围内。我国《规范》按结构类型规定了不同的计算方法一、高层建筑结构与高耸结构的竖向地震作用第123页，共147页，2023年，2月20日，星期二结构的竖向地震作用标准值计算公式：——结构总竖向地震作用标准值；——质点i的竖向地震作用标准值；——结构等效总重力荷载，取实际荷载的75%。第124页，共147页，2023年，2月20日，星期二3）楼层各构件的竖向地震作用效应，可按各构件承受的重力荷载代表值的比例分配。第125页，共147页，2023年，2月20日，星期二竖向地震作用的计算步骤：1）计算，即竖向地震产生的结构底部轴向力；3）各楼层的轴向力：2）计算，实际是按倒三角形分布；4）将按该层各竖向构件（柱、墙等）所承受的重力荷载代表值的比例分配到各竖向构件，并乘以增大系数1.5。第126页，共147页，2023年，2月20日，星期二《规范》规定：——竖向地震作用系数二、大跨度结构第127页，共147页，2023年，2月20日，星期二1）现行《抗震规范》采用两阶段设计法，第一阶段设计按多遇地震作用效应和其它荷载效应的基本组合验算构件截面的抗震承载力，并在多遇地震作用下验算结构的弹性变形；第二阶段设计验算罕遇地震作用下的弹塑性变形；2）因此，结构抗震验算分为截面抗震验算和结构抗震变形验算两部分。3.5结构抗震验算第128页，共147页，2023年，2月20日，星期二一、截面抗震验算1.地震作用效应和其它荷载效应的基本组合——结构构件内力组合的设计值；其中：——重力荷载分项系数1.2或1.0；——水平、竖向地震作用的分项系数；——风荷载分项系数；第129页，共147页，2023年，2月20日，星期二——重力荷载代表值的效应；——水平、竖向地震作用标准值的效应，尚应按规定乘以相应的增大系数或调整系数；——风荷载标准值的效应；——风荷载组合值系数，一般结构为0.0，风荷载起控制作用时为0.2第130页，共147页，2023年，2月20日，星期二2.截面抗震验算——结构构件承载力设计值；其中：——承载力抗震调整系数，按表3-16；第131页，共147页，2023年，2月20日，星期二材料结构构件受力状态钢梁、柱支撑节点板件、连接螺栓连接焊缝0.750.800.850.90砌体两端均有构造柱、芯柱的抗震墙其他抗震墙受剪受剪0.91.0钢筋混凝土梁轴压比小于0.15的柱轴压比不小于0.15的柱抗震墙各类构件受弯偏压偏压偏压受剪、偏拉0.750.750.800.850.85仅考虑竖向地震作用时，各类结构构件承载力抗震调整系数均宜采用1.0

承载力抗震调整系数第132页，共147页，2023年，2月20日，星期二1）地震作用分项系数的确定：二者同时考虑时，根据加速度峰值记录和反应谱分析，二者的组合比为1：0.4，故：3.有关系数的确定众值烈度下的地震作用，应视为可变作用而不是偶然作用。这样，对于水平地震作用：对于竖向地震作用：第133页，共147页，2023年，2月20日，星期二2）抗震验算中组合值系数的确定：

为了简化计算，公式（3-45）中仅出现风荷载的组合值系数，并按《建筑结构可靠度设计统一标准》的方法，对一般结构取0.0，对高层建筑取0.2。第134页，共147页，2023年，2月20日，星期二3）地震作用标准值的效应第135页，共147页，2023年，2月20日，星期二其中为结构构件重要性系数。但公式（3-46）中却没有。这是因为：地震作用的特点、抗震设计的现状，以及抗震重要性分类与《标准》中安全等级的差异，重要性系数对抗震设计的实际意义不大，《抗震规范》对建筑重要性的处理采用抗震构造措施的改变来实现。4）关于重要性系数

有关规范的结构构件截面承载力验算公式为第136页，共147页，2023年，2月20日，星期二

现阶段大部分结构构件截面抗震验算时，采用了各有关规范的承载力设计值R，因此抗震设计的抗力分项系数就变相应地变为承载力设计值的抗震调整系数，即：从数值上看，取值范