5.5.4  原规范规定烟囱高度不超过100m时，可采用简化方法计算水平地震力。简化计算与实际结果误差较大，特别是自振周期相差会达到50%，随着计算机普及和发展，应该全部采用振型分解反应谱法进行计算。本次规范修改取消了简化计算方法。

5.5.5  本规范给出的烟囱在竖向地震作用下的计算方法，是根据冲量原理推导的。对于烟囱等高耸构筑物，根据上述理论，推导出的竖向地震作用计算公式(5.5.5-2)和公式(5.5.5-3)。

     用这两个公式计算的竖向地震力的绝对值，沿高度的分布规律为：在烟囱上部和下部相对较小，而在烟囱中下部h/3附近（在烟囱质量重心处）竖向地震力最大。

    对公式(5.5.5-2)进行整理得：

    由公式(5.5.5-3)可以看出，竖向地震力与结构自重荷载的比值，自下而上呈线性增大规律。这与地震震害及地震时在高层建筑上的实测结果是相符合的。

    针对上述计算公式，规范组进行了验证性试验。做了180m钢筋混凝土烟囱和45m砖烟囱模拟试验，模型比例分别为1/40和1/15。竖向地震力沿高度的分布规律，试验结果与理论计算结果吻合较好（见图3）。其最大竖向地震力的绝对值，发生在烟囱质量重心处，在烟囱的上部和下部相对较小。

图3  试验与理论计算竖向地震力比较

    注：“89”抗震规范指原国家标准《建筑抗震设计规范》GBJ 11-89。

    为了偏于安全，本规范规定：烟囱根部取FEv0＝±0.75αvmaxGE，而其余截面按公式(5.5.5-2)计算，但在烟囱下部，当计算的竖向地震力小于FEv0时，取等于FEv0（见图4）。

图4  本规范竖向地震力分布

    用本规范提出的竖向地震力计算方法得到的竖向地震作用，与原国家标准《建筑抗震设计规范》GBJ 11-89计算的竖向地震作用对比如下：

    1  《建筑抗震设计规范》GBJ 11-89给出的竖向地震力最大值在烟囱根部，数值为：

      符号意义见该规范。同时该规范第11.1.5条规定，烟囱竖向地震作用效应的增大系数，采用2.5。因此烟囱根部最大竖向地震力标准值为：

式中：a——设计基本地震加速度，见现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011；

      g——重力加速度。

     2  本规范最大竖向地震力标准值发生在烟囱中下部，数值为：

     3  将结构弹性恢复系数代入公式(10)，得到两种计算方法计算的竖向地震力最大值比较，见表2。

表2  两种计算方法得到的竖向地震力最大值比较

     可见，对于砖烟囱和钢筋混凝土烟囱而言，两种计算方法所得竖向地震力最大值基本相等。两种计算方法的最大区别，在于竖向地震作用的最大值位置不在同一点，用本规范给出的计算方法计算的最大竖向地震力，发生在大约距烟囱根部h/3处。因此，在上部约2h/3范围内，按本规范计算的竖向地震力较《建筑抗震设计规范》GBJ 11-89计算结果偏大，这是符合震害规律的。

5.5.6  对于悬挂钢内筒或分段支承的砖内筒，其竖向地震作用主要是由外筒通过悬挂（或支承）平台传递给内筒。因此，在竖向地震作用计算时，可以把悬挂（或支承）平台作为排烟筒根部，自由端作为顶部按规范公式进行计算。

    无论是水平地震，还是竖向地震，它们对地面上除刚体外的结构物都具有一定的动力放大作用。这种动力放大效应沿结构高度不是固定的，而是变化的，变化规律是自下而上逐渐增大。

    美国圣费尔南多地震，在近十座多层及高层建筑上，测得竖向加速度沿建筑高度呈线性增大，最大值为地面加速度的4倍。1995年日本阪神地震时，在高层建筑上，也测到同样规律。但在高耸构筑物上，还没有地震实测值。《烟囱设计规范》编写组进行的烟囱模型竖向地震响应试验，测试了竖向地震作用沿高度的变化规律，烟囱模型顶部地震加速度放大倍数约为6倍～8倍。

    烟囱各点竖向地震加速度为：

式中：avi、av0——分别表示烟囱各截面和地面竖向加速度值。

     由上式可得各截面竖向地震加速度放大系数为：