4.3 】 地震作用
】
?
4.3.2 】 结构的前》三个振型中当—某一:。振型的扭转方向【因,子在0?.35-0.65之!间表明结构的质量与!刚度分布明》。显不:对称、?不均:匀应计算双向地震】作用当存在地震反】应最大的最不—利方向时《。还,应补:充最不?。利方向?的计算大跨度结构】指楼盖、连体跨【度≥24《m、转?换结:构跨度≥16—m;长?悬臂结构指》悬挑:。。跨度≥6m》
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,
4.3—.3 ? 偶然偏心》应与楼面《的平面的形》状及:。质量的分《布有关?对单位面积》上质量均匀》分布、同样长度的楼!层平面哑《铃形平面《矩形平面圆形平【面的:偶然偏心应》是哑:铃形平面最大—矩形平面次之圆形平!面最:。小对单位面积上【质量非均匀分布、形!状相同的楼层平【面质量?向,边缘集中《。的平:面与:质量向?质心集中的》平面其偶《然偏心应是前者【最大后者最小质【量回转半径》正好符合上述规律】故以质量回转半【径为基础计算偶【然偏心?比较合?理
《
】
第i层】平行于?地震:作用方向质心轴的质!量回转半径的定义】。如下(图1》)
【
! 对分?布质量;
!
对—集中质量
》
— 根据式—(4:。.3.3)》计算得?。到的几?个,典型平?面在y向地震作用下!x向的偶然偏—心结果见表1
!
—
—
《
4.3】.4 由于—计算机技术的发展】考虑扭转及》振型相关性的影响】。已非常方《。便,结构的地震作—。用效应采用CQ【C法组合《比SR?SS:法更为合《理,计算:双向地震应采用CQ!C法:组合仅计《算单向地震且结【构振动频率分布【稀疏时可采用SRS!S法组合《
《
—随着现代工程科学的!发展:随机振?动方法日益引起国】内外工程《界的高度重视并得】以推广?。应用1995年【颁,。布的欧洲桥梁—抗震设计规》范,以及:2008年颁布的我!国公路桥梁抗震设计!细则已?把随:机振动方法列为可供!设计选用的三种方】法,之一时域《显式随机《模拟法是一种基【于随机振动理—论的地震《。作,用效应计算方法可】以通过快速随机模】拟,获得结构《地震作?用效应的《各种统计特征
【
【 本条第3款【对于需要采用—弹性时程分析方法】或,时域显?式随机模《拟法进?行,补充计算的》高层建?。筑做:了具体规定这些【高层建筑结构高度】较高或刚度、—承,载力和质《量沿竖向分布不规】则或属于特别重要】的甲类建筑所谓“】补充”主要指对计算!。的基底剪力、楼【层剪力和《层间:位移进行比较当时程!分析结果或时域显式!随机:模拟法分析结果大于!振型:分解:反应谱法分析—结果时相《关,部,位的构件内力和【配筋宜?作相应的调整
】
4》.3.5 —时,程分析?时输:入地:震加速?度的最大值考虑了】场地影?响的修正地震波的持!续时:间指有效持续时间从!到达时程曲线振幅最!大值的1《0%起算到衰—减至振幅最大值的1!0%为止
】
4.3.—8 水平地震影】响系数最《大值amax考虑】了场地?类别的影响》
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:
,4.3.《9、4.3.1【0 该地震—影响系数曲线—是华南理工大学建筑!设计研究院根据【6495条实—际记录?的地:震波对长周期结【构进行统计》分析并结合工程经】验进行拟合》。的综合结《果并经华南》理工大学土木系49!081条实际记录的!地震波的校核主要是!基于:以下几个影响因【。素的研究构》建本:地震影响《系数曲线
】
1 !研究表明加速度反应!谱,。平台段与场地类别相!关,动力放大系数最大值!。βmax可取2.5!。Ⅰ、Ⅱ、和Ⅲ、【Ⅳ类场?地的场?地影:响系:数,可分别?取为:0.:8、0.9和1.】0适当?延长大震《级地震影《响所及的Ⅲ、Ⅳ场】地的特征周期—;,与我:。国地震?动参数区《划图:中定义?的方:。法确定的特征周期】Tg比较在Ⅰ、【Ⅱ类:和Ⅲ:类场地吻合较好【本规程动《力放大系数最大值】βmax《取,2.25《以Ⅱ场地为基准【Ⅰ、Ⅱ、和》Ⅲ、Ⅳ类场地—的场地影响系—数分别取为0.9、!1.0和1.—1
—
: 2 研究表!明震中距、震—级和场地类》别是影响长》周期地震动》反应:谱形态?及拐点周期的主要】因素特征周期Tg】和TD随着震中距和!震级增大而增大【场地类别对》Tg有显著影响【考虑震中《。距、:震级和场《地类别的综》合影响第三组(远】震,)的特值《周期Tg需要加大】。
】 :3 考虑震中距、!震,。级和场地《类别的综合影—。响曲线下降段—拐点TD建议取【值3.5s较为合适!
?
— 4 研》究表明?设,计反应谱在第一和第!二下降段采用形式】简单的1/T和1/!T2的规律衰—减是合理可行的无】需通过修正衰减【指数获得基于—拟加速度的大—阻尼比?抗震设计谱》
?
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? 5 地震动】长周期分《量对结构阻尼修正】系,数有很大的》影响阻尼修正—系数:宜通过拟加》速,度反:应谱或?位移:反应谱来确定为便于!。工程应用给出了【拟合、简化后的【。计算公式《(4.3.9-【2,)
《
本设!计谱长?周期段谱值》比,建,筑,抗震设计规》范G:B 50011设】计谱值小而》与,欧洲、?美国规范比较—差异不大在速度敏】感段:该,设计:。谱的谱值较大主要】。原因是增大这—也表明长周期结【构高振型的》反应更为明显—
《
与建筑!抗震设计规范G【B 50011的设!计谱相比本设计谱有!如下:。特点
》
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1 !采用拟加速度谱标】定,抗震设?计谱解决了不同阻尼!比设计谱《曲线在长期》段交叉的问题;【美国:、欧洲?规范亦采用拟加【速,度谱
】 : , 2 《引入场地效应—系数Si考虑了场】地类别的《影响(场地类别不同!动,力放大程度不同【),反映了不同场地【地震反应的差别
】
【 :3 增《大了设计地震—分组中?第二组和第》三组的场地》特征周期T》g值:Tg结合Si—。可,充分考虑远场长【周期:地震动的影》响
:
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? 4《 根据大量数字】化地震动《记录的统计》分析结果位移—敏感段起点》特征周期《均取:统计平?均值为TD=—3.5s取T—。D,=5Tg不符合【统计规?律
《
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, ,。 5 第一下!降段和第二下降【段,分别了采用-—1和-2衰减—指数能够通过—拟,谱关:系得到符合统计衰】减规律的速度—谱、位移谱对应的】功率谱物理意义【合理、明确;
【
《
6 【 阻尼调整系数与】设计谱衰《减,指数无关同时—考虑了在长周期结】构的:。阻,尼力在结构体系内力!中比例增大的影响】采用:分段的阻《尼调:整系数
【
?。 ?7, :部分中、《短周期结构的—设计地震力增—大提高了此部分【结构的抗震安全性
!
!8 虽《然,在长周期《段的本设计谱值【比规范谱值小很【多但只要计算考虑的!振型:质量参与系数不【。小于90《。。%通过SR》SS:、CQC法分析由】本设计谱计算得到】的结构地震》剪力:常比由现行建筑【抗震设?计,规范GB 500】11设计谱》计算得到的》还略大其主》要原因是《高层长周期》结构的高阶》。。振型:分布于中短周—期段:本设计谱考虑—了场地类《。别的影响(》场地影响《系,数系数不同)、增大!。了Tg值较充分【地考:虑了:长周期?结构高阶振型的贡献!
】 9 设计谱】值对应的《加速度谱与》。位移谱均《。符合统计的》衰减规律符合结构】地震变形反》应的实际情况—计算的位移反应显著!小于:按国:标建筑?抗震设计规范G【B 5001—1设计谱计算的结果!因此:较容易?满足结构抗侧刚【度要求或层间位移】角限值减少减震【控制所需的阻尼【器节:约,。结构抗震减震投【资节省?工程造?价
》
: , 在应》用过程中应尽—可能多地采用源【。于中国大《陆的长周期地震动记!录(特别是场地【的记录)进行—结构的地震反—应计算对本设计谱】进行验证分析期望在!积累更?多的数据和经—验的:基础上对本设计谱做!进一步的改进—和完:。善
?
参!考文献
! , [1]方小丹!。、魏琏、周靖—.长周?期结构地震反应的特!点与反?应谱:究[:J].建《筑结构学报2014!35(3《)16-23
【
— [2》]周靖、方》小丹、江毅.—远场:长周期地震动反应谱!拐点特征《周期研究[J—],。.建筑结构学报2】015?36(6)1—-12
! , ,。 [?3]:周靖:、方:小丹、?毛威.长周期抗【震设计反应谱—衰减指?数,。与阻尼修《正系数研《究[J]《.建筑?。结构学报20173!8(1)62-7】5
》
?。 [4]—周靖、方小丹、梁】志豪.?基于振动《台测:。试及数值模拟的长】周,期设:计谱评估[J—].建筑结构学报2!0,。1,8,39(1)8—8,-98
》
:
4.3.12】 计算结构地震作!用力:。的抗震设计谱在长周!。期段:下降较快反应谱【法是中、美、—欧、日等主流国家】计算结构《地震反应最主要【的方法?长期以来由于模拟】式,强震仪自《身的缺点《也由于大震级地震发!生的几率较小记【录到的长周期地震动!时程不?多对反应谱长周期】段的可靠《。性没有把握》。;此外?虽然数?字式强?震仪:最近以?来得到较广泛应【用但:由于采?用拟加速《度,谱标定?抗震设计谱时因拟】加速度谱《忽略了结《。构固有?阻,尼力增?大滞回恢复力的影】响在长周期段较为】明显为安全》起见规?定结构需承担必要的!最小地震剪力
【
4—.3.13 【当弹性计《算的底部剪力—不满足最小地震剪力!。要求时则《全,部楼层的地》震剪力均应放大放】大系数等于规—定的最小地震剪力】/弹性计《算的基底《剪力放大《后的底部总剪—力宜取按《。底部剪?力法算得的总剪力的!。85%和本规—程第4.3》.1:2条规定的最小地】震剪力的较大值结构!地震作用效应—均,相,应放大
—
4.》。3.15《 本条源》自国标建筑抗—震设计规范G—B 5?0011-2—010第《5.2.《7条常规的结构【计算:假定:基底固定与实—际情况有差别尤其】是软:土地基的Ⅲ、Ⅳ类场!地偏大估计了结【构刚度使计算地震】水平:力偏大Ⅲ《、Ⅳ类场地》的结构一般情况下采!用桩基或整体刚度较!大的筏基考虑—软土地基上结构与地!基的:相,互作用可以采用【附加周期△T对楼层!剪力进?行折:减低烈度区地震力较!小不考虑此有利影响!
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4.3—.16? 通常7度(0】.15g)及8【、9度设防区的大】跨楼:盖、连体(≥24】m)、大跨》度转换结构(≥16!m):、长悬挑梁(≥6】)结构?需用振型分解反应谱!法、动力《时程分析方法—。或时域显式随机模拟!法计算?竖向地震作用
!
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4.3.20 !。考虑地基与》基础共同作用软土】地基上结构的—实际基本《周,期比假定基础固定的!计算结果长》所,有建筑的《周期:折减系?数可:取,1.0设防烈度7】度,及以上的建筑在设防!烈度地震作用下结构!。刚度已有不》。。同程度的退化—周期折减系数可取】1.0
》