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第四章地震作用计算
§地震作用计算
一、结构抗震计算原则
各类建筑结构的抗震计算应遵循下列原则:
1、一般情况下,可在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用
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。
2、有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15度时,应分别考虑各
抗侧力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,应考虑双向水平地震作用下的
扭转影响其他情况宜采用调整地震作用效应的方法考虑扭转影响。
4、8度和9度时的大跨度结构、长悬臂结构,9度时的高层建筑,应考虑
竖向地震作用。
二、结构抗震计算方法的确定
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、除上述以外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱法。
3、特别不规则的建筑、甲类建筑和下表所列高度范围的
高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下的补充
计算,可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分
解反应谱法计算结果的较大值。
烈度、场地类别 房屋高度范围(m)
8度Ⅰ、Ⅱ类场地和7度 100
8度Ⅲ、Ⅳ类场地 80
9度 60
水平地震作用计算
一、产生扭转地震反应的原因
两方面:建筑自身的原因和地震地面运动的原因。
1.建筑结构的偏心 m
产生偏心的原因:
a.建筑物的柱体与墙体等抗
侧力构件布置不对称。
b.建筑物的平面不对称。 u (t)
g
刚心
质心
c.建筑物的立面不对称。
d.建筑物的平面、立面均不对称。
e.建筑物各层质心与刚心重合,
但上下层不在同一垂直线上。
f.偶然偏心。
2.地震地面运动存在扭转分量
地震波在地面上各点的波速、周期和相位不同。建
筑结构基底将产生绕竖直轴的转动,结构便会产生扭转
振动。
无论结构是否有偏心,地震地面运动产生的结构扭
转振动均是存在的。
但二者有区别,无偏心结构的平动与扭转振动不是
耦合的,而有偏心结构的平动与扭转振动是耦合的。
二、考虑扭转地震效应的方法
1、规则结构不进行扭转耦联计算时,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。
一般情况下,短边可按1.15、长边可按1.05采用;当
扭转刚度较小时,宜按不小于1.3采用。
2、采用扭转耦联的振型分解反应谱法。
三、考虑扭转的振型分解反应谱法
1、平扭耦联体系的自由振动
基本假定:
(1)楼板在其自身平面内为绝对刚性,在平面外的刚度很
小可以忽略不计;
(2)各榀抗侧力结构(框架或剪力墙)在其自身平面内刚
度很大,在平面外的刚度很小可以忽略不计;
(3)所有构件都不考虑其自身的抗扭作用;
(4)将质量(包括柱、墙的质量)都集中于
各层楼板处。
坐标原点一般选在各楼层的质心处。每
一层楼质量有三个自由度。两个正交的水平
位移和一个转角。
经过与前面单向平移振动类似的推导,可得到考虑扭转
地震效应时水平地震作用标准值的计算公式
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