3-2高层建筑结构的抗震计算及荷载效应组合.pptVIP

§3.2 单自由度弹性体系的地震反应分析 一、结构的计算简图 水平地震作用下结构的自由度简化 体系的自由度问题 一个自由质点,若不考虑其转动,则相对于空间坐标系有3个独立的唯一分量,因而有三个自由度（上下、左右、前后）,而在平面内只有两个自由度. 如果忽略直杆的轴向变形,则在平面内与直杆相连的质点只有一个位移分量,即只有一个自由度 二 、反应谱理论 根据已有的大量地震地面运动的记录，再运用结构动力学中弹性振动理论，通过计算结构的地震反应来确定地震作用。 （将计算结果以地震反应随结构自振周期的变化规律曲线的方式表达，供设计时查用。有最大加速度反应谱、最大速度反应谱、最大位移反应谱等。） 三、地震反应谱示例（ Elcentro波 ）（计算从略） 速度反应谱 加速度反应谱 位移反应谱 场地影响 四、反应谱的特征 1.加速度反应随结构自振周期增大而减小。 2.位移随周期增大而增大。 3.阻尼比的增大使地震反应减小。 4.场地的影响，软弱的场地使地震反应的峰值范围加大。 将惯性力看为反映地震对结构影响的等效力，取最大值。 G为重力，质点的重力荷载，单位KN（力） α大致为多少？ 五、单自由度弹性体系的水平地震作用 影响水平地震作用的因素 （1）G，结构的重量（或称为重力荷载代表值）。 G越大，地震作用越大。 （2）K，称为地震系数。表示地面震动的大小。 K与烈度有关。规范根据烈度所对应的地面加速度峰值进行调整后得到。 （3）β，称为动力系数。 与结构的动力特性和外激励有关。 0 1 2 3 βv 2 1 λ 0.707 0.4 0.3 0.2 简谐激励 地震激励 β与地震作用频率组成（场地）有关；与结构的自振周期有关；与结构的阻尼有关。 通过大量的分析计算，我国地震规范取最大的动力系数βmax为2.25。 （4）为计算简便，令α=kβ。?是一个无量纲的系数，称为水平地震影响系数。 六、抗震设计反应谱（标准反应谱） 地震是随机的，每一次地震的加速度时程曲线都不相同，则加速度反应谱也不相同。 抗震设计时，无法预计将发生地震的时程曲线。用于设计的反应谱应该是一个典型的具有共性的可以表达的一个谱线。 标准化 规范中的设计反应谱 （1）反应谱是α-T关系谱， 实质是加速度谱。 设计地震分组 场 地 类 别 I II III IV 第一组 0.25 0.35 0.45 0.65 第二组 0.30 0.40 0.55 0.75 第三组 0.35 0.45 0.65 0.90 （2）α为一无量纲系数， T的量纲为秒。 （3）Tg为特征周期值，与场地类别和地震分组有关。 （4）用于设计的?max 值（多遇烈度，罕遇烈度） 烈度 6 7 8 9 设计基本地震加速度值 0.05g 0.1g 0.2g 0.4g K 0.05 0.1 0.2 0.4 ?max（设防烈度） 0.113 0.23 0.45 0.90 ?max（多遇烈度） 0.04 0.08 0.16 0.32 ?max（罕遇烈度） 0.50 0.90 1.40 多遇烈度=基本烈度-1.55度(1/2.82) 罕遇烈度=基本烈度+1度左右 单自由度体系的水平地震作用的计算 FEK F1 G F1 计算G 计算结构的自振周期T和阻尼比ζ 计算α 确定设防烈度?max 确定建设场地及地震分组（Tg） 计算FEK 进行后续计算 5 5 2.4 不同高层建筑结构应采用的 地震作用计算方法 ①对质量和刚度不对称，不均匀的结构以及高度超过100m的结构应采用振型分解反应谱法 ②对质量和刚度沿高度分布较均匀，以剪切变形为主，且高度不超过40m的结构应采用底部剪力法 ③地下水的埋藏条件，变化规律，评价有关工程的主要工程地质问题 ④评价斜坡地区边坡的稳定性 表 采用时程分析法的高层建筑结构 设防烈度，场地类别 建筑高度范围 8度的 60m 多遇烈度=基本烈度-1.55度(1/2.82) 罕遇烈度=基本烈度+1度左右 2、建筑物与构筑物的破坏 如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等； 2、建筑物与构筑物的破坏 如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等； 2、建筑物与构筑物的破坏 如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等； 2、建筑物与构筑物的破坏 如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等； 3、山体等自然物的破坏。如山崩、滑坡等； 4、海啸。 海底地震引起的巨大海浪冲上海岸，可造成沿海地区的破坏； 二、次生灾害： 直接灾害发生后，破坏了自然或社会原有的平衡、稳定状态，从而引发出的灾害。有时