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】≥24m、》转换:结构跨度≥》16m;《长悬臂结构指悬【挑跨度≥《6m
《
?
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CQC法组【合比SR《S,S法更为合理计算】双向:地震应采用CQC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SR—SS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199》5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10%【起算:到衰减至振》幅最大值的10【%为止
】
4.3.8 】水平地震影响—系数最大值am【ax考虑了场地【类,别的影响
【
4《.3.9、4.3.!。10: :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64—95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490《81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【.5Ⅰ?、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βma—x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T】g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T《D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
】
:
《 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GB【 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GB? 50011的设计!谱相:比,本设计谱有如下特】点
—
》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:
《
—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?TD=5Tg不【符合统计规律
!
,
—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S—RSS?、,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T—g,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GB 【50:011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201—43:5(: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】。0,1536(6)1】-,12
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[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20《1738(1)62!-,75
! [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20183【9(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《.12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》.,3.1?5 ?本条源自国标建筑】抗震设计规》范GB 50—。011-《201?0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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4.3.1【6 通常》7,。度(0.15g【。)及8、9》度,。设,防区的大跨楼盖【、,连体(≥24m【)、大跨度转换结】构(≥16m)、】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
《
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
!
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