地震作用与建筑结构抗震设计.pptx

第五章地震作用和结构抗震设计要点一、建筑物抗震设防类型的确定二、地震作用的计算规定及计算方法三、结构抗震验算5.1建筑抗震设防分类标准丙类建筑——地震破坏后对社会有一般影响，对国民经济有一般损失的建筑物。如一般工业与民用建筑、公共建筑、住宅、旅馆、厂房等。丁类建筑——地震破坏后对社会影响轻微，对国民经济影响轻微，且不致影响其它甲、乙、丙类建筑的建筑物。附属建筑。二、各类建筑抗震设防的标准丁类建筑：一般情况下（具体规定除外），地震作用应符合本地区抗震设防烈度要求，抗震措施可适当降低，但6度抗震时不降低。抗震设防烈度为6度时，除特殊要求外，一般情况下对乙类、丙类和丁类建筑可不进行地震作用计算。5.2地震作用计算质量和刚度明显不对称的结构，应考虑双向水平地震作用下的扭转影响。其他情况，可以采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响；不同方向抗侧力结构的共同构件，应考虑双向水平地震作用的影响。8度和9度的大跨度结构、长悬臂结构及9度时的高层建筑，应考虑竖向地震作用。二、地震作用计算方法的确定地震作用各计算方法的特点地震作用计算方法的选用情况采用时程分析法进行计算应注意以下问题：最小剪力要求(有效峰值）表5.1采用时程分析的房屋高度范围三、重力荷载代表值的计算四、水平地震作用计算的有关规定3）平扭耦合体系地震作用的计算方法当仅取x方向地震作用时4）扭转效应的计算方法双向水平地震作用的扭转效应，可按下列公式中较大者确定：1)反应特点质量和刚度突然变小，地震时产生鞭端效应而使其地震反应急剧增大；震害也表明，突出屋面的小房间在地震中破坏较为严重。严格地说，对带有突出屋面小房间的房屋结构，底部剪力法已不再适用，应采用振型分解反应谱法计算其水平地震作用。2)实际情况简化处理考虑到工程实践中带有突出屋面小房间的房屋结构数量极大，进行简化计算。《抗震规范》规定，对于这类结构，仍可采用底部剪力法计算其水平地震作用，在计算时，将突出屋面的小房间也作为一个质点，并将计算所得的该质点的水平地震作用乘以增大系数3予以调整，此增大部分不往下传递，但与该突出部分相连的构件在设计时应考虑这种增大影响。3.楼层最小地震剪力的规定最小剪力规定类别4.楼层地震剪力的分配四、地基与结构相互作用的考虑由于地基的柔性，有相当一部分振动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，使得结构振动衰减，地基愈柔，衰减愈大。大量研究表明，一般来说由于地基与结构的相互作用，结构的地震作用将减少，但结构的位移和由P-Δ效应引起的附加内力将增加。相互作用对结构影响的大小与地基硬、软和结构的刚、柔等情况有关，硬质地基对柔性结构影响极小，对刚性结构有一定的影响；软土地基对刚性结构影响显著，而对柔性结构则有一定的影响。结构抗震计算，一般情况下，可不考虑地基与结构相互作用的影响；8度和9度时建造在Ⅲ，Ⅳ类场地土上，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，当结构基本周期处于特征周期得1.2倍至5倍范围时，若计入地基与结构动力相互作用得影响，对刚性地基假定计算的水平地震剪力可按下列规定折减，其层间变形可按折减后的楼层剪力计算。高宽比不小于3的结构，底部的地震剪力按上一条的规定折减，顶部不折减，中间各层按线性插入值折减。折减后各楼层的水平地震剪力，应符合楼层最小地震剪力的规定。表5.5附加周期（s）5.3竖向地震作用的计算一、高层建筑的竖向地震作用其中，、分别为竖向和水平地震系数；、分别为竖向和水平动力系数；、分别为竖向和水平地震影响系数。竖向地震作用计算：高层建筑和高耸结构取第一振型的竖向地震作用为结构总的竖向地震作用时其误差是不大的。第一振型接近于直线，于是，质点i上的地震作用可写成：将代入（1）结构总竖向地震作用标准值为：（2）各质点的竖向地震作用：4.《抗震规范》规定，9度时高层建筑的竖向地震作用可按上式计算，并应乘以增大系数1.5。这主要是根据中国台湾921到大地震的经验而提出的要求。对高层建筑楼层的竖向地震作用效应乘以1.5的增大系数后，使结构总竖向地震作用标准值，8、9度时分别略大于重力荷载代表值的10%和20%。二、网架及大跨度屋架的地震作用结构类型三、长悬臂和其他大跨度结构5.4结构抗震验算内容二、结构抗震验算结构类型多遇地震下强度验算抗震承载力调整：动力荷载下材料强度比静力荷载下高；地震是偶然作用，可靠度要求可降低。结构构件的地震作用效应和其它荷载效应组合，可按下式计算：——重力荷载分项系数，一般情况取1.2。当重力荷载效应对构件承载力有利时,可取1.0；表5.9地震作用分项系数验算方法：应对结构的薄弱层（变形大）进行弹塑性变形验算，一般在强震作用下使其小于某一限值，以保证结构不致倒塌。《抗震规范》还规定了下列结构宜进行弹塑性变形验算：本章表5.2所列高度范围且属