5.2 水平地震作用计算
5.2.1 采用底部剪力法时,结构水平地震作用计算简图可按图5.2.1采用;水平地震作用和作用效应应符合下列规定:
1 结构总水平地震作用标准值应按下列公式确定:
式中:FEk——结构总水平地震作用标准值;
α1——相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数,应按本规范第5.1.6条的规定确定;
Geq——相应于结构基本自振周期的等效总重力荷载;
Gi——集中于质点i的重力荷载代表值,应按本规范第5.1节的规定确定;
X1i——结构基本振型质点i的水平相对位移;
hi——质点i的计算高度;
h——结构的总计算高度;
δ——结构基本振型指数,可按表5.2.1取值;
n——质点数。
图5.2.1 结构水平地震作用计算简图
表5.2.1 结构基本振型指数
2 结构基本振型和第二振型质点i的水平地震作用标准值应按下列公式确定:
式中:F1i、F2i——分别为结构基本振型和第二振型质点i的水平地震作用标准值;
FEk1、FEk2——分别为结构基本振型和第二振型的总水平地震作用标准值;
X2i——结构第二振型质点i的水平相对位移;
h0——结构第二振型曲线的交点计算高度,可采用结构总计算高度的80%。
3 水平地震作用标准值效应应按下列公式确定:
式中:SEk——水平地震作用标准值效应;
SEk1、SEk2——分别为结构基本振型和第二振型的水平地震作用标准值效应;
ξ——地震效应折减系数。
5.2.2 当采用振型分解反应谱法,且不进行扭转耦联计算时,水平地震作用和作用效应应按下列规定计算:
1 结构j振型i质点的水平地震作用标准值应按下列公式确定:
式中:Fji——j振型i质点的水平地震作用标准值;
αj——相应于j振型自振周期的水平地震影响系数,应按本规范第5.1.6条的规定确定;
Xji——j振型i质点的水平相对位移;
γj——j振型的参与系数;
m——振型数。
2 水平地震作用标准值效应(弯矩、剪力、轴向力和变形),当相邻振型的周期比小于0.85时,可按下式确定:
式中:Sj——j振型水平地震作用标准值效应,除本规范另有规定外,振型数可只取前3个~5个振型;当基本自振周期大于1.5s时,振型数目可适当增加,振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%;
SEk——水平地震作用标准值效应。
5.2.3 构筑物估计水平地震作用扭转影响时,应按下列规定计算其地震作用和作用效应:
1 可能存在偶然偏心的规则构筑物,可不进行扭转耦联计算,但结构两个水平主轴方向的外侧两排抗侧力构件,其地震作用效应应乘以增大系数。短边可按1.15采用,长边可按1.05采用;当扭转刚度较小时,周边各构件宜按不小于1.3采用。角部构件宜同时乘以两个方向各自的增大系数。
2 对于偏心构筑物,进行扭转耦联地震作用和效应计算时,可采用三维空间有限元分析模型,也可采用多质点体系平动-扭转耦联分析模型。采用振型分解法计算时,应选取包括两个正交水平方向和扭转的振型,每个方向的振型数不应少于含有该方向的前三阶振型,且振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。单向水平地震作用标准值效应可采用完全二次项平方根法。双向水平地震作用标准值效应可按下列公式中的较大值确定:
式中:Sx、Sy——分别为x向、y向按扭转耦联分析得出的单向水平地震作用标准值效应。
5.2.4 突出构筑物顶面的小型结构采用底部剪力法计算时,除本规范另有规定外,其地震作用效应宜乘以增大系数3,增大部分可不往下传递,但与该突出部分相连的构件设计时应予以计入。
5.2.5 抗震验算时,任意结构层的水平地震剪力应符合下式规定:
式中:VEki——第i层对应于水平地震作用标准值的结构层剪力;
λ——剪力系数,不应小于表5.2.5的规定,对竖向不规则结构的薄弱层,尚应乘以1.15的增大系数;
Gj——第j层的重力荷载代表值。
表5.2.5 结构层最小地震剪力系数值
注:1 基本自振周期介于3.5s和5.0s之间的结构,采用插入法取值;
2 括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。