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1、3.1 3.1 概 述结构地震反应地震作用结构动力计算简图及体系自由度 第1页/共166页结构地震反应 由地震动引起的结构内力、变形、位移及结构运动速度与加速度等统称结构地震反应。地震时，地面上原来静止的结构物因地面运动而产生强迫振动。因此，结构地震反应是一种动力反应，其大小(或振动幅值)不仅与地面运动有关，还与结构动力特性(自振周期、振型和阻尼)有关，一般需采用结构动力学方法分析才能得到。第2页/共166页地震作用 结构工程中“作用”一词，指能引起结构内力、变形等反应的各种因素。按引起结构反应的方式不同，“作用”可分为直接作用与间接作用。各种荷载（如重力、风载、土压力等）为直接作用，而各种非
2、荷载作用（如温度、基础沉降等）为间接作用。结构地震反应是地震动通过结构惯性引起的，因此地震作用（即结构地震惯性力）是间接作用，而不称为荷载。第3页/共166页结构动力计算简图及体系自由度进行结构地震反应分析的第一步，就是确定结构动力计算简图。由于结构的惯性是结构质量引起的，因此结构动力计算简图的核心内容是结构质量的描述。描述结构质量的方法有两种，一种是连续化描述（分布质量），另一种是集中化描述（集中质量）。第4页/共166页 如采用连续化方法描述结构的质量，结构的运动方程将为偏微分方程的形式，而一般情况下偏微分方程的求解和实际应用不方便。因此，工程上常采用集中化方法描述结构的质量，以此确定结构
3、动力计算简图。第5页/共166页结构动力计算简图及体系自由度采用集中质量方法确定结构动力计算简图时，需先定出结构质量集中位置。可取结构各区域主要质量的质心为质量集中位置，将该区域主要质量集中在该点上，忽略其他次要质量或将次要质量合并到相邻主要质量的质点上去。确定结构各质点运动的独立参量数为结构运动的体系自由度。各种结构自由度的确定示例如下图。第6页/共166页第7页/共166页补充：结构抗震理论的发展1.1.静力理论阶段-静力法19201920年，日本大森房吉提出。假设建筑物为绝对刚体。地震作用:-地震系数 将F F作为静荷载，按静力计算方法计算结构的地震效应。第8页/共166页2.2.定函数
4、理论 苏联扎夫里耶夫首先提出的，他认为地震地面运动可用余弦函数来描述，也即地面位移为:苏联的柯尔琴斯基提出地面运动可用若干个不同振幅、不同阻尼和不同频率的衰减正弦函数的和来表示，也即:第9页/共166页3.3.反应谱理论-反应谱法19401940年，美国皮奥特提出。地震作用:-重力荷载代表值-地震系数（反映震级、震中距、地基等的影响）-动力系数(反映结构的特性,如周期、阻尼等的影响)按静力计算方法计算结构的地震效应。目前，世界上普遍采用的方法。缺点：线弹性方法，难以正确反映结构开裂后的非弹性阶段的特性，其应用范围有一定限制；第10页/共166页4.4.直接动力分析理论-时程分析法 将实际地震加
5、速度时程记录（简称地震记录 Earthquake RecordEarthquake Record）作为动荷载输入，进行结构的地震响应分析。5.5.非线性静力分析方法（Push Over Analysis)Push Over Analysis)缺点：由于需要准备包括场地地震波等在内的大量数据，且其计算繁琐，难以在实际工程应用中广泛推广。Push Pushoverover方法又称推倒法，是一个用于预测地震引起的力和变形需求和能力的方法。其基本原理是：在结构分析模型上施加按某种方式(如均匀荷载，倒三角形荷载等)模拟地震水平惯性力的侧向力，并逐级单调加大，直到结构达到预定的状态(位移超限或达到目标位移
6、)，然后评估结构的性能。第11页/共166页 此外，有用随机振动理论来分析结构地震响应统计特征的，有以地震时输入结构的能量进行设计，使结构所吸收的能量不致造成结构破坏的理论等。但这些方法还没有进入抗震设计规范，因此未被抗震设计使用 。第12页/共166页与各类型结构相应的地震作用分析方法1 1、不超过40m40m的规则结构：底部剪力法2 2、一般的规则结构：两个主轴的振型分解反应谱法3 3、质量和刚度分布明显不对称结构：考虑扭转或双向地震作用的振型分解反应谱法4 4、8 8、9 9度时的大跨、长悬臂结构和9 9度的高层建筑：考虑竖向地震作用5 5、特别不规则、甲类和超过规定范围的高层建筑：一维
7、或二维时程分析法的补充计算。第13页/共166页3.2 3.2 单自由度体系的 弹性地震反应运 动 方 程 运 动 方 程 的 解第14页/共166页引言 某些简单的建筑结构，例如等高单层厂房，因其质量绝大部分集中于屋盖，故在进行地震反应分析时，可将该结构中参与振动的所有质量按动能等效的原理全部折算至屋盖，而将柱视作一无重量的弹性直杆，这样就形成了一个单质点弹性体系。若忽略杆的轴向变形，当该体系只做水平单向振动时，质点只有单向水平位移，故为一个单自由度弹性体系。又如水塔，因其质量绝大部分集中于塔顶储水柜处，故亦可按单质点体系来分析其振动。第15页/共166页3.2 3.2 单自由度弹性体系的地
8、震反应分析一、地震作用下单自由度体系的运动方程质点位移质点加速度惯性力弹性恢复力阻尼力运动方程第16页/共166页二、单自由度体系动力学分析回顾1.1.单自由度体系自由振动（1 1）无阻尼时时（2 2）有阻尼时第17页/共166页mm 将荷载看成是连续作用的一系列冲量，求出每个冲量引起的位移后将这些位移相加即为动荷载引起的位移。2.2.单自由度体系受迫振动-冲量法第18页/共166页m（1 1）.瞬时冲量的反应a.a.t=0 时作用瞬时冲量mb.b.时刻作用瞬时冲量第19页/共166页(2).(2).动荷载的位移反应m-杜哈美积分计阻尼时：若t=0 时体系有初位移、初速度b.b.时刻作用瞬时冲
9、量第20页/共166页三、单自由度体系地震作用分析运动方程或其中由Duhamel积分可得零初始条件下质点相对于地面的位移为最大位移反应第21页/共166页质点相对于地面的速度为质点相对于地面的最大速度反应为-+-=-tdtgdttdtextexdtdxtx0)(0d)(g)(sin)(d)(cos)()(ttwtwxwttwttxwtxw&第22页/共166页质点的绝对加速度为质点相对于地面的最大加速度反应为第23页/共166页四、地震反应谱最大相对速度最大加速度最大反应之间的关系在阻尼比、地面运动确定后，最大反应只是结构周期的函数。单自由度体系在给定的地震作用下某个最大反应与体系自振周期的关
10、系曲线称为该反应的地震反应谱。最大相对位移第24页/共166页位移反应谱Elcentro 1940（N-S）地震记录第25页/共166页相对速度反应谱Elcentro 1940（N-S）地震记录第26页/共166页绝对加速度反应谱Elcentro 1940（N-S）地震记录第27页/共166页相对位移反应谱绝对加速度反应谱相对速度反应谱地震反应谱的特点：1.1.阻尼比对反应谱影响很大2.2.对于加速度反应谱，当结构周期 小于某个值时幅值随周期急剧增 大，大于某个值时，快速下降。3.3.对于速度反应谱，当结构周期小于某 个值时幅值随周期增大，随后趋于常数。4.4.对于位移反应谱，幅值随周期增大。
11、第28页/共166页不同场地条件对反应谱的影响将多个地震加速度反应谱平均后得平均加速度反应谱 地震反应谱是现阶段计算地震作用的基础，通过反应谱把随时程变化的地震作用转化为最大的等效侧向力。周期（s)s)岩石坚硬场地厚的无粘性土层软土层结构的阻尼比和场地条件对反应谱有很大影响。第29页/共166页3.3 3.3 单自由度弹性体系的水平地震作用与抗震设计反应谱一、单自由度体系的水平地震作用 对于单自由度体系，把惯性力看作反映地震对结构体系影响的等效力，用它对结构进行抗震验算。结构在地震持续过程中经受的最大地震作用为-集中于质点处的重力荷载代表值；-重力加速度-动力系数-地震系数-水平地震影响系数第
12、30页/共166页二、抗震设计反应谱第31页/共166页-地震影响系数；-地震影响系数最 大值；地震影响系数最大值（阻尼比为0.050.05）1.400.90(1.20)0.50(0.72)-罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震 9 8 7 6地震影响烈度 括号数字分别对应于设计基本加速度0.15g0.15g和0.30g0.30g地区的地震影响系数-结构周期；第32页/共166页-特征周期；地震特征周期分组的特征周期值（s s）0.90 0.65 0.450.35第三组0.75 0.55 0.400.30第二组0.65 0.45 0.35 0.25第一组 场
13、地类别-曲线下降段的衰减指数；-直线下降段的斜率调 整系数；-阻尼调整系数，小于 0.550.55时，应取0.550.55。第33页/共166页解：（1 1）求结构体系的自振周期（2 2）求水平地震影响系数查表确定地震影响系数最大值（阻尼比为0.050.05）1.400.90(1.20)0.50(0.72)-罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震 9 8 7 6地震影响烈度例：单层单跨框架。屋盖刚度为无穷大，质量集中于屋盖处。已知设防烈度为8 8度，设计地震分组为二组，类场地；屋盖处的重力荷载代表值G=700kNG=700kN，框架柱线刚度 ,阻尼比为0.05
14、0.05。试求该结构多遇地震时的水平地震作用。h=5mh=5m第34页/共166页查表确定地震特征周期分组的特征周期值（s s）0.90 0.65 0.450.35第三组0.75 0.55 0.400.30第二组0.65 0.45 0.35 0.25第一组 场地类别查表确定解：例：单层单跨框架。屋盖刚度为无穷大，质量集中于屋盖处。已知设防烈度为8 8度，设计地震分组为二组，类场地；屋盖处的重力荷载代表值G=700kNG=700kN，框架柱线刚度 ,阻尼比为0.050.05。试求该结构多遇地震时的水平地震作用。（1 1）求结构体系的自振周期（2 2）求水平地震影响系数h=5mh=5m16.0ma
15、x=a第35页/共166页解：例：单层单跨框架。屋盖刚度为无穷大，质量集中于屋盖处。已知设防烈度为8 8度，设计地震分组为二组，类场地；屋盖处的重力荷载代表值G=700kNG=700kN，框架柱线刚度 ,阻尼比为0.050.05。试求该结构多遇地震时的水平地震作用。（1 1）求结构体系的自振周期（2 2）求水平地震影响系数h=5mh=5m（3 3）计算结构水平地震作用第36页/共166页三、重力荷载代表值的确定 结构的重力荷载代表值等于结构和构配件自重标准值G Gk k加上各可变荷载组合值。-第i i个可变荷载标准值；-第i i个可变荷载的组合值系数；不考虑 软钩吊车 0.3 硬钩吊车 0.5
16、 其它民用建筑 0.8 藏书库、档案库 1.0按实际情况考虑的楼面活荷载 不考虑 屋面活荷载 0.5屋面积灰荷载 0.5 雪荷载组合值系数可变荷载种类按等效均布荷载考虑的楼面活荷载吊车悬吊物重力组合值系数第37页/共166页3.4 3.4 多自由度弹性体系的地震反应分析 振型分解反应谱法ii+1m1m2mimn第38页/共166页一.多自由度弹性体系动力分析回顾1.1.自由振动分析运动方程设方程的特解为mm1mm2-频率方程 （动力特征值方程）-振型方程（动力特征方程）若X=0X=0，则体系不振动，故有：研究自由振动时不考虑阻尼的影响X1X1、X2X2表示的是幅值第39页/共166页解:例.求
17、图示体系的频率、振型.已知:m1m21 11.6181.6181 10.6180.618运动方程：频率方程：对应第1 1频率对应第2 2频率对应m m1 1对应m m2 2第40页/共166页按振型振动时的运动规律m1m2按i i振型振动时，质点的位移为质点的加速度为质点上的惯性力为 振型可看成是将按振型振动时的惯性力幅值作为静荷载所引起的静位移。质点上的惯性力与位移同频同步。将该振型振动时的惯性力幅值作为静荷载加在相应的质点上，并计算其所引起的静位移，所得到的静位移形状即为该振型。第41页/共166页2.2.振型的正交性i i振型i i振型上的惯性力j j振型i i振型上的惯性力在j j振型
18、上作的虚功i i振型j j振型第42页/共166页j j振型上的惯性力2.2.振型的正交性i i振型上的惯性力在j j振型上作的虚功i i振型j j振型j j振型上的惯性力在i i振型上作的虚功由虚功互等定理考虑到质量矩阵的对称性，得到：第43页/共166页i i振型j j振型由虚功互等定理振型对质量正交性的物理意义i i振型上的惯性力在j j振型上作的虚功等于0 0振型对刚度的正交性:第44页/共166页振型对质量正交性的物理意义i i振型上的惯性力在j j振型上作的虚功等于0 0振型对刚度的正交性:振型对刚度正交性的物理意义 i i振型上的弹性力在j j振型上作的虚功等于0 0i i振型j
19、 j振型第45页/共166页振型正交性的应用1.1.检验求解出的振型的正确性。例:试验证振型的正确性2.2.对耦联运动微分方程组作解 耦运算等等.第46页/共166页第47页/共166页第48页/共166页三.振型分解法(不计阻尼)运动方程设代入运动方程，得方程两端左乘参见P48P48第49页/共166页折算体系-j-j振型广义质量-j-j振型广义荷载-j-j振型广义刚度第50页/共166页 所以，多自由度体系的地震反应可以通过分解为各阶振型地震反应求解，其分析计算步骤:2.2.求广义质量、广义荷载;3.3.求组合系数;4.4.按下式求位移：1.1.求振型、频率：折算体系第51页/共166页例
20、一.求图示体系的稳态振幅.解:EIEI第52页/共166页第53页/共166页从结果看,低阶振型贡献大。一般不需要用全部振型叠加,用前几个低阶振型叠加即可。第54页/共166页例二.求图示体系在突加荷载作用下的位移反应.解:mm1mm2已知:加荷前静止。第55页/共166页第56页/共166页三.振型分解法(计阻尼)阻尼力-阻尼矩阵-当质点j j有单位速度 ,其余质点速度为0 0时,质点i i上的阻尼力.若下式成立则将 称作正交阻尼矩阵,称作振型j j的广义阻尼系数.第57页/共166页运动方程设令-第j j振型阻尼比(由试验确定).).同前，计算步骤:1.1.求振型、频率;2.2.求广义质量
21、、广义荷载;4.4.求组合系数;5.5.求位移;3.3.确定振型阻尼比;第58页/共166页方法：通过实测获得两个振型阻尼比 和 来计算a 0、a1 。四.正交阻尼矩阵的构成其中，a 0、a1由试验确定。同理-瑞利（RayleighRayleigh）阻尼矩阵通过以上（1 1）、（2 2），可以得到P50P50的式 （3-1073-107）、（3-1083-108）（1 1）（2 2）第59页/共166页例.已知图示体系求：mm2mm解.第60页/共166页mm2mm解.第61页/共166页五、计算水平地震作用的振型分解反应谱法 是求解多自由度弹性体系地震反应的重要方法。作用于i i质点上的力有
22、m1m2mimNxixg(t)惯性力弹性恢复力阻尼力运动方程第62页/共166页设代入运动方程，得方程两端左乘第63页/共166页-j-j振型广义质量-j-j振型广义阻尼系数-j-j振型广义刚度第64页/共166页-j-j振型的振型参与系数令：第65页/共166页对于单自由度体系对于j j振型折算体系（右图）第66页/共166页i i质点相对于基础的位移与加速度为i i质点t t时刻的水平地震作用为-t-t时刻第j j振型i i质点的水平地震作用又：第67页/共166页-体系j j振型i i质点水平地震作用标准值-体系j j振型i i质点水平地震作用标准值计算公式-t-t时刻第j j振型i i
23、质点的水平地震作用对于单自由度体系第68页/共166页-相应于j j振型自振周期的地震影响系数；-j-j振型i i质点的水平相对位移；-j-j振型的振型参与系数；-i-i质点的重力荷载代表值。m1m2mi1振型地震作用标准值2振型j振型n振型 地震作用效应（弯矩、位移等）-j-j振型地震作用产生的地震效应；m-选取的振型数量；-体系j j振型i i质点水平地震作用标准值计算公式 一般只取2-3个振型，当基本自振周期大于1.5s或房屋高宽比大于5时，振型个数可适当增加。第69页/共166页例：试用振型分解反应谱法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。抗震设防烈度为8 8度，类场地，设计地震分组为第二
24、组。解：（1 1）求体系的自振周期和振型（2 2）计算各振型的地震影响系数1.400.90(1.20)0.50(0.72)-罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震 9 8 7 6地震影响烈度地震影响系数最大值（阻尼比为0.050.05）查表得地震特征周期分组的特征周期值（s s）0.90 0.65 0.450.35第三组0.75 0.55 0.400.30第二组0.65 0.45 0.35 0.25第一组 场地类别第70页/共166页例：试用振型分解反应谱法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。抗震设防烈度为8 8度，类场地，设计地震分组为第二组。解：（1 1）求
25、体系的自振周期和振型（2 2）计算各振型的地震影响系数查表得第一振型第二振型第三振型第71页/共166页例：试用振型分解反应谱法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。抗震设防烈度为8 8度，类场地，设计地震分组为第二组。解：（1 1）求体系的自振周期和振型（2 2）计算各振型的地震影响系数（3 3）计算各振型的振型参与系数第一振型第二振型第三振型第72页/共166页例：试用振型分解反应谱法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。抗震设防烈度为8 8度，类场地，设计地震分组为第二组。解：（1 1）求体系的自振周期和振型（2 2）计算各振型的地震影响系数（3 3）计算各振型的振型参与系数（4 4）计算各振型
26、各楼层的水平地震作用第一振型第一振型第73页/共166页例：试用振型分解反应谱法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。抗震设防烈度为8 8度，类场地，设计地震分组为第二组。解：（1 1）求体系的自振周期和振型（2 2）计算各振型的地震影响系数（3 3）计算各振型的振型参与系数（4 4）计算各振型各楼层的水平地震作用第一振型第二振型第二振型第74页/共166页例：试用振型分解反应谱法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。抗震设防烈度为8 8度，类场地，设计地震分组为第二组。解：（1 1）求体系的自振周期和振型（2 2）计算各振型的地震影响系数（3 3）计算各振型的振型参与系数（4 4）计算各振型各楼层的
27、水平地震作用第一振型第二振型第三振型第三振型第75页/共166页例：试用振型分解反应谱法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。抗震设防烈度为8 8度，类场地，设计地震分组为第二组。解：（1 1）求体系的自振周期和振型（2 2）计算各振型的地震影响系数（3 3）计算各振型的振型参与系数（4 4）计算各振型各楼层的水平地震作用第一振型第二振型第三振型（5 5）计算各振型的地震作用效应（层间剪力）第一振型1 1振型第76页/共166页例：试用振型分解反应谱法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。抗震设防烈度为8 8度，类场地，设计地震分组为第二组。解：（1 1）求体系的自振周期和振型（2 2）计算各振型的地
28、震影响系数（3 3）计算各振型的振型参与系数（4 4）计算各振型各楼层的水平地震作用第一振型第二振型第三振型（5 5）计算各振型的地震作用效应（层间剪力）1 1振型第二振型2 2振型第77页/共166页例：试用振型分解反应谱法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。抗震设防烈度为8 8度，类场地，设计地震分组为第二组。解：（1 1）求体系的自振周期和振型（2 2）计算各振型的地震影响系数（3 3）计算各振型的振型参与系数（4 4）计算各振型各楼层的水平地震作用第一振型第二振型第三振型（5 5）计算各振型的地震作用效应（层间剪力）1 1振型2 2振型第三振型3 3振型第78页/共166页例：试用振型分
29、解反应谱法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。抗震设防烈度为8 8度，类场地，设计地震分组为第二组。解：（1 1）求体系的自振周期和振型（2 2）计算各振型的地震影响系数（3 3）计算各振型的振型参与系数（4 4）计算各振型各楼层地震作用第一振型第二振型第三振型（5 5）计算各振型的地震作用效应1 1振型2 2振型3 3振型（6 6）计算地震作用效应（层间剪力）组合后各层地震剪力第79页/共166页3.5 3.5 计算水平地震作用的底部剪力法一、底部剪力的计算第j j振型j j振型的底部剪力为G G结构的总重力荷载代表值组合后的结构底部剪力高振型影响系数(规范取0.85)0.85)Geq结构等效
30、总重力荷载代表值，0.85G0.85G第80页/共166页二、各质点的水平地震作用标准值的计算H1G1GkHk地震作用下各楼层水平地震层间剪力为第81页/共166页三、顶部附加地震作用的计算 当结构层数较多时，按上式计算出的水平地震作用比振型分解反应谱法小。为了修正，在顶部附加一个集中力 。H1G1GkHk-结构总水平地震作用标准值；-相应于结构基本周期的水平地震影响系数；多层砌体房屋、底部框架和多层内框架砖房，宜取水平地震影响系数最大值；-结构等效总重力荷载；-i-i质点水平地震作用；-i-i质点重力荷载代表值；-i-i质点的计算高度；-顶部附加地震作用系数，多层内框架 砖房0.2,0.2,
31、多层钢混、钢结构房屋按下 表,其它可不考虑。顶部附加地震作用系数第82页/共166页四、底部剪力法适用范围 底部剪力法适用于一般的多层砖房等砌体结构、内框架和底部框架抗震墙砖房、单层空旷房屋、单层工业厂房及多层框架结构等低于40m40m、以剪切变形为主的规则房屋。以“剪切变形”为主：在结构侧移曲线中，楼盖出平面转动产生的侧移所占的比例较小。“规则房屋”：1.1.相邻层质量的变化不宜过大。2.2.避免采用层高特别高或特别矮的楼层，相邻层和连续三层的刚度变化平缓。第83页/共166页 3.3.出屋面小建筑的尺寸不宜过大（宽度b大于高度h且出屋面高度与总高度之比满足h/H1/51/5），局部缩进的尺
32、寸也不宜大（缩进后的宽度B B1 1与总宽度B B之比满足 ）；bhHB 4.4.楼层内抗侧力构件的布置和质量的分布要基本对称；5.5.抗侧力构件在平面内呈正交（夹角大于7575度）分布，以便在两个主轴方向分别进行抗震分析；第84页/共166页 6.6.平面局部突出的尺寸不大（局部伸出部分在长度方向的尺寸l大于宽度方向的尺寸b，且宽度b与总宽度B之比满足b/B100 8度度、类场地类场地 80 9度度 60第154页/共166页结构抗震计算方法的确定结构抗震计算方法的确定4 4、采用时程分析法时，宜按烈度、近震、远震和场地类别选用适当数量的实际记录或人工模拟的加速度时程曲线，得到的底部剪力不应
33、小于底部剪力法或振型分解反应谱法计算结果的80%80%。可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。第155页/共166页结构抗震验算内容结构抗震验算内容 为满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震要求，我国抗震规范规定进行下列内容的抗震验算：3 3）罕遇地震下结构弹塑性变形验算，以防止结构倒塌。1 1）多遇地震下结构允许弹性变形验算，以防止非结构构件破坏；2 2）多遇地震下强度验算，以防止结构构件破坏；“中震可修”抗震要求，通过构造措施保证。第156页/共166页结构抗震验算内容结构抗震验算内容一、多遇地震下结构弹性变形验算 在多遇地震作用下，满足抗震承载力要求的结
34、构一般保持在弹性工作阶段，不受损坏，但如果弹性变形过大，将会导致非结构构件或部件，如围护墙、隔墙及各类装修等出现过重破坏。因此，须对框架(包括填充墙框架)和框架抗震墙结构(包括框支层)一类较柔结构及高层建筑结构的变形加以限制，使其层间弹性位移不超过一定的限值。验算公式：e e 结构层间弹性位移角限值，按表3-153-15采用。第157页/共166页结构抗震验算内容结构抗震验算内容验算公式：e e 结构层间弹性位移角限值，按表3-153-15采用。对于按底部剪力法分析结构地震作用时，其弹性位移计算公式为-第i i层的层间位移；-第i i层的侧移刚度；-第i i层的水平地震剪力标准值。第158页/
35、共166页 楼层内最大弹性层间位移应符合下式-多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移；-计算楼层层高；-弹性层间位移角限值，按下表采用。1/300多、高层钢结构1/1000钢筋混凝土框支层1/1000钢筋混凝土抗震墙、筒中筒1/800钢筋混凝土框架-抗震墙、板柱-抗震墙、框架-核心筒1/550钢筋混凝土框架 结构类型第159页/共166页二、多遇地震下结构强度验算下列情况可不进行结构强度验算：（1 1）6 6度时的建筑（类场地上较高的高层建筑与高耸结构除外）；（2 2）7 7度时、类场地、柱高不超过10m10m且两端有山墙的单跨及多跨等高的钢筋混凝土厂房，或柱顶标高不超过4.5m4.
36、5m，两端均有山墙的单跨及多跨等高的砖柱厂房。除上述情况的所有结构都要进行结构构件承载力的抗震验算，验算公式为-包含地震作用效应的结构构件内力组合的设计值；-结构构件承载力设计值；-承载力抗震调整系数，除另有规定外，按下表采用；第160页/共166页 材料材料 结构构件结构构件受力状态受力状态 钢钢柱、梁柱、梁支撑支撑节点板件、连接螺栓节点板件、连接螺栓连接焊缝连接焊缝0.750.800.850.90 砌体砌体两端均有构造柱、芯柱的抗震墙两端均有构造柱、芯柱的抗震墙 其他抗震墙其他抗震墙受剪受剪受剪受剪0.91.0混凝土混凝土 梁梁梁轴压比小于梁轴压比小于0.15柱柱梁轴压比不小于梁轴压比不小
37、于0.15柱柱 抗震墙抗震墙各类构件各类构件受弯受弯偏压偏压偏压偏压偏压偏压受剪、偏拉受剪、偏拉0.750.750.800.850.85承载力抗震调整系数第161页/共166页-重力荷载分项系数，一般取1.21.2，当重力荷载效应对构件承载能力 有利时，不应大于1.01.0；-分别为水平、竖向 地震作用分项系数，按右表采用；0.51.3同时计算水平与竖向地震作用1.30.0仅计算竖向地震作用0.01.3仅计算水平地震作用地震作用-风荷载分项系数，应采用1.41.4；-重力荷载代表值的效应；-水平、竖向地震作用的标准值效应,尚应乘以相应的增大系数或调整系数;-风荷载标准值的效应；-风荷载组合系数
38、;一般结构可不考虑,风荷载起控制作用的高层建筑应采用0.2;0.2;其中：结构构件的地震作用效应和其它荷载效应的基本组合，应按下式计算：第162页/共166页三、罕遇地震下结构弹塑性变形验算 需要进行结构罕遇地震作用下薄弱层弹塑性变形验算的范围：(a)(a)下列结构应应进行高于本地区设防烈度预估的罕遇地震作用下薄弱层(部位)的弹塑性变形验算：1 1）8 8度、类场地和9 9度时,高大的单层钢筋混凝土柱 厂房的横向排架;2 2）7-97-9度时楼层屈服强度系数小于0.50.5的钢筋混凝土框 架结构；3 3）高度大于150m150m的钢结构；4 4）甲类建筑和9 9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和
39、钢 结构；5 5）采用隔震和消能减震设计的结构。第163页/共166页(b)(b)下列结构宜宜进行弹塑性变形验算1 1）下表所列高度范围且属于下表所列不规则类型的高层建筑结构；2 2）7 7度、类场地和8 8度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；3 3）板柱-抗震墙结构和底部框架砖房；4 4）高度不大于150m150m的其它高层钢结构。烈度、场地类别烈度、场地类别房屋高度范围（房屋高度范围（m）8度度、类场地和类场地和7 7度度 1008度度、场地场地 809度度 60不规则类型不规则类型 定义定义侧向刚度不规则侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%
40、，或小于其上相邻三，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的向尺寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件不竖向抗侧力构件不连续连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等向下传递换构件（梁、桁架等向下传递楼层承载力突变楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%竖向不规则的类型采用时程分析法的房屋高度范围第164页/共166页验算方法：抗震变形验算要求结构薄弱层(部位)的层间弹塑性位移不超过层间变形能力，即：-弹塑性层间位移角限值，按下表采用；-薄弱层楼层高度或单层厂房上柱高度。1/50多、高层钢结构1/120钢筋混凝土抗震墙、筒中筒1/100钢筋混凝土框架-抗震墙、板柱-抗震墙、框架-核心筒1/100底部框架砖房中的框架-抗震墙1/50钢筋混凝土框架1/30单层混凝土柱排架结构类型第165页/共166页感谢您的观看。第166页/共166页