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4《.3: 地震《作用
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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≥2—4m、转换结构跨度!≥16m;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)
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》
?。 :对分布质量;
【。。
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》 对集中质量
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【 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
【
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《
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: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S》RSS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SRS】S法组?合
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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1】995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
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— 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1》0%为止
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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
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49081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
【
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? 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β!max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βm】ax:取2.2《5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
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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
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, 《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Tg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》TD:=5:Tg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;
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《 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
!。
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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 50011】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
【
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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》01:。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
【
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》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201》536(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201】7,。。38(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201839(】1)8?8-98
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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
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4.3.1】5 : 本:条源自国《标建筑抗震设计规范!GB 5001【1-2?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(0.1!。5g)?及8、9《度设防?区的大跨楼盖、连体!(≥24《m)、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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