抗震验算
地基和基础的抗震验算
1、砌体房屋；
2、地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的一般单层厂房、 单层空矿房屋和不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房 屋及与其基础荷载相当的多层框架厂房；
3、本规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。(6度时，建 造于Ⅳ类场地土上较高的高层建筑与高耸结构以外的建筑)
二、天然地基抗震承载力验算
各类建筑场地的覆盖层厚度（m）
§3-2 地基和基础的抗震设计 地基在地震作用下的稳定性对基础结构乃至上部结构的内力
分布是比较敏感的。因此，确保地震时地基基础始终能够承受上 部结构传来的竖向地震作用，水平地震作用以及倾覆力矩，而不 发生过大的沉陷或不均匀沉陷是地基基础抗震设计的一个基本要 求。
根据震害规律，地基和基础的抗震设计是通过选择合理的基 础体系、地基土的抗震承载力验算、地基基础抗震措施来保证其 抗震能力。 一、可不进行地基基础抗震验算的范围
地基和基础的抗震验算
第三章 地基与基础的抗震设计
§3-1 建筑场地
地震对建筑物的破坏作用是通过场地、地基和基础 传递给上部结构的；同时，场地与地基在地震时又支撑 着上部结构，因此具有双重作用。任何一个建筑物，都 坐落和嵌固在建设场地的岩土地基上。研究工程在地震 作用的震害形态、破坏机理，以及抗震设计等问题，都 离不开对场地土和地基的研究，而研究场地和地基在地 震作用下的反应及其对上部结构的影响，正是场地抗震 评价的重要任务。通过对地震地质、工程地质、地形地 貌以及岩土工程环境等场地条件的分析，研究场地条件 对基础和上部结构震害的影响，从而合理地选择有利建 筑场地以及地基或结构抗震措施，避免和减轻地震对建 筑物或工程设施的破坏。
P≤faE
式中：
Pmax≤1.2faE
P—基础底面平均压力(KPa)
抗震验算
1.相邻层质量的变化不宜过大。
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。
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/H<1/5），局部缩进 的尺寸也不宜大（缩进后的宽度B1与总宽度B之比满足 B1 / B 5 / 6 ~ 3 / 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.抗侧力构件在平面内呈正交 （夹角大于75度）分布，以便在两 个主轴方向分别进行抗震分析； B b h H
振型分解反应谱法
1940年美国皮奥特提出 根据结构震动分析，多质点体系振动可以分解为各个振型的组合，而 每个振型又是一个广义的单自由度体系，利用反应谱可得到每个振型 的水平地震作用，经过内力分析计算每个振型相应的结构内力。 实际上仍属于拟静力法。 目前世界上普遍采用的方法。
考虑单向水平地震作用下的扭转的地震作用效应
层建筑，应计算竖向地震作用。
二、竖向地震作用计算方法 目前，竖向地震作用有以下三种计算方法： （1）静力法——取结构或构件重量的一定百分数作为地震 作用，并考虑上、下两个方向。此法简单、不计算竖向自振周
期和振型 （2）竖向地震反应谱法——按反应谱方法计算竖向地震作
用。此法较合理，然而要计算结构的竖向自振特性，并需要建 立相应的竖向地震反应谱。 （3）水平地震作用折减法——此法认为结构的竖向地震反 应与水平地震反应直接相关，取结构或构件所受的竖向地震作 用为水平作用的一个百分数。由于竖向地面运动与水平地面运 动的频率成份不同，结构竖向振动特性也不同，所以竖向地震 作用与水平地震作用并无直接关系。此法不甚合理。 此外，结构的竖向地震反应谱也可采用时程分析法求解， 但计算量较大。在我国根据竖向地震反应谱和时程分析法的结 果进行统计分析，获得了高耸结构和大跨度结构竖向地震作用 的实用简化分析法—拟静力法。此法为现行规范采用。
地震作用与结构抗震验算
第一节地震作用
• 2.按作用大小分 • 地震作用按其作用大小可分为:多遇地震作用、基本地震作用和预
估的罕遇地震作用。下节主要介绍多遇地震作用的计算方法。
• 四、水平地震作用与风荷载的区别
• 水平地震作用与风荷载都是以水平作用为主的形式作用在建筑物上 的，但是它们作用的表现形式和作用时间的长短是有很大区别的。因 此，在结构设计中要求结构的工作状态是不同的。
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第二节地震作用的计算
• 一、动力计算简图
• 实际结构在地震作用下颠簸摇晃的现象十分复杂。在计算地震作用 时，为了将实际问题的主要矛盾突显出来，然后运用理论公式进行计 算设计，需将复杂的建筑结构简化为动力计算简图。
• 例如:对于图4-1(a)所示的实际结构一水塔，在确定其动力计算简图 时，常常将水箱及其支架的一部分质量集中在顶部，以质点m来表示; 而支承水箱的支架则简化为无质量而有弹性的杆件，其高度等于水箱 的重心高，其动力计算简图如图4-1(b)所示。这种动力计算体系称为 单质点弹性体系。
• ３)整根桩应一次连续压到设计标高,当必须中途 停压时,桩端应停留在软弱土层中,且停压的间隔 时间不宜超过２４h;
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第一节地震作用
• 1.作用形式 • 风荷载是直接作用于建筑物表面上的压(吸)力，只和建筑物的体形、
高度、环境(地面粗糙度、地貌、周围的楼群)、受风面积大小等有关; 而地震作用都是由质量受振动而引发的惯性力，地震作用是通过场地、 地基、基础作用于结构上部的。 • 2.作用时间 • 风荷载的作用时间长，发生的机遇也多，因而要求结构在风荷载作 用下不能出现较大的变形，结构处于弹性工作状态;相反，发生地震 的机遇少，持续时间也短，但作用剧烈，故要求做到“小震不坏，中 震可修，大震不倒”。
结构抗震验算
结构抗震验算
结构抗震计算方法的确定
底部剪力法 地震作用计算方法 振型分解反应谱法
时程分析法
结构抗震计算方法的确定
按《建筑抗震设计规范》（GB50011）规定：
5.1.2 各类建筑结构的抗震计算，应采用下列方法：
1 高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度 沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体 系的结构，宜采用底部剪力法等简化方法。
结构抗震验算的内容
2 下列结构宜进行弹塑性变形验算：
1) 表5.1.2-1所列高度范围且属于表3.4.2-2所列竖向 不规则类型的高层建筑结构；
表5.1.2-1 烈度、场地类别
８度Ⅰ、Ⅱ类场地及７度 ８度Ⅲ、Ⅳ类场地 ９度
房屋高度范围（ｍ） ＞100 ＞80 ＞60
结构抗震验算的内容
2 下列结构宜进行弹塑性变形验算：
结构抗震验算的内容
1 下列结构应进行弹塑性变形验算：
1) 8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时，高大的单层钢筋 混凝土柱厂房的横向排架； 2) 7～9度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋混 凝土框架结构； 3) 高度大于150m的钢结构； 4) 甲类建筑和9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结 构和钢结构； 5) 采用隔震和消能减震设计的结构。
4 计算罕遇地震下结构的变形，应按本章第5.5节规定， 采用简化的弹塑性分析方法或弹塑性时程分析法。
结构抗震验算的内容
采用二阶段设计法
第一阶段： 对绝大多数结构进行多遇地震作用下的结
构和构件承载力验算,以及多遇地震作用下的弹 性变形验算。
第二阶段： 对一些结构进行罕遇地震作用下的弹塑性
变形验算。
结构抗震验算的内容
钢筋混凝土框架 钢筋混凝土框架－抗震墙、板柱－抗震墙、框架－核心筒
抗震结构设计(抗震验算)
ue (i) Ve (i) / Ki
ue (i) ---第i层的层间位移；
Ki ---第i层的侧移刚度； Ve (i) ---第i层的水平地震剪力标准值。
多遇地震作用下，楼层内最大弹性层间位移应符合下式（5.5.1条）
ue [e ]h ue ---多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移；
三、结构在罕遇地震作用下薄弱层（部位）弹塑性变 形的简化计算(5.5.3条、5.5.4条)
规范规定（5.5.3条）的弹塑性变形计算方法： 1）不超过12层且层刚度无突变的钢筋混凝土框架和
框排架结构，以及单层钢筋混凝土柱厂房，可采用5.5.4 条规定的简化计算方法；
2）第1）条以外的其它结构，可采用静力弹塑性分析 方法或弹塑性时程分析法等。
Ve ---按罕遇地震作用标准值计算的楼层弹性地震剪力。
V y 的计算：
Vy
Vcyj
j
j
M
上 cj
M
下 cj
hj
Mc上j 、Mc下j ---分别为楼层屈服时柱j上、下端弯矩； h j ---为楼层柱j的净高。
M
c上j 、M
下 cj
的计算：
M
c上j 、M
下 cj
的计算：
1）强梁弱柱型节点：柱端屈服
2、重力、重力荷载代表值、等效重力荷载 3、结构的基本周期计算有那些方法？ 4、抗震设计时，
1）引起结构产生扭转的原因主要有哪些？ 2）规则结构如何考虑扭转效应的影响？ 3）需要进行扭转计算的结构： j振型时第i层质心处的水平地震作用标准值计算公式Fxji(Fyji、Ftji)； 考虑单向水平地震作用时，结构的地震作用效应（扭转效应）Sx(Sy)的计算方 法；
单层工业厂房抗震验算
十三抗震验算抗震计算的一般原则：（1）、《建筑抗震设计规范》规定：对于7度I、II类场地，柱高不超过10m且结构单元两端均有山墙的单跨及等高多跨厂房（锯齿形厂房除外），当按此规范的规定采取抗震构造措施时，可不进行横向及纵向的截面抗震验算。
本厂房所在地为7度II类场地，不过柱高超过10m，故应进行抗震验算。
（2）、厂房抗震计算时，采用单质点模型计算地震作用。
有吊车的厂房，当按平面框（排）架进行抗震计算时，对设置一层吊车的厂房，在每跨取两台吊车。
（3）、轻质墙板或与柱柔性连接的预制钢筋混凝土墙板，应计入墙体的全部自重，但不应计入刚度。
与柱贴砌且与柱拉结的砌体围护墙，应计入全部自重，在平行于墙体方向计算时可计入等效刚度，其等效刚度系数可根据柱列侧移的大小取0.2～0.6（详见后）。
（4）、一般单层厂房需要进行水平地震作用下的横向和纵向抗侧力构件的抗震强度验算。
沿厂房横向的主要抗侧力构件是由柱、屋架（屋面梁）组成的排架和刚性横墙；沿厂房纵向的主要抗侧力构件是由柱、柱间支撑、吊车梁、连系梁组成的柱列和刚性纵墙。
（5）、在8度和9度地震区，对跨度大于24m的屋架，尚需考虑竖向地震作用。
8度III、IV类场地和9度时，对高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架应进行弹塑性变形验算。
本工程为7度II类场地，故不需要进行弹塑性变形验算，只需进行横向抗震验算。
13.1 横向抗震验算13.1.1 柱顶横向水平地震作用的计算取一个柱距的单榀平面排架为计算单元，质量集中在柱顶标高处的单质点系，用原结构体系的最大动能和质量集中到柱顶质点的折算体系的最大动能相等的原则求的等效重力荷载代表值。
单层排架厂房墙、柱、吊车梁等质量集中于屋架下弦处时的质量集中系数汇见下表：集中到柱顶的各部分结构重力等效集中系数周期内力位于柱顶以上部位的结构及屋面重力荷载（屋盖、雪、檐墙等）1.0 1.0单跨厂房柱 0.25 0.5 与柱等高的纵墙0.25 0.5 吊车梁 0.5 0.75 吊车桥架0 0.5计算自振周期时的质量集中：吊车梁纵墙柱雪载屋盖G G G G G 5.025.025.0)5.0(0.1G ++++= 计算地震作用时的质量集中：吊车桥架吊车梁纵墙柱雪载屋盖G G G G G G 5.075.05.05.0)5.0(0.1G +++++=注：上面各式中，G 屋盖等均为重力荷载代表值（屋盖的重力荷载代表值包括作用于屋盖处的活荷载和檐墙的重力荷载代表值）。
地基基础抗震验算
地基抗 震承载 力
调整后的地基抗震承载力 faE=ζafa ζa-地基抗震承载力调整系数，按岩土分类取 值；查表 4.2.3。
天然地 基地震 作用下 的竖向 承载力 验算
轴心受压
p≤faE=ζafa p≤faE=ζafa pmax≤1.2faE=1.2ζafa
（同时满足）
偏心受压
偏心受压
RaE=1.25Ra
液化 土、低 承台桩 基抗震 承载力
水平抗力乘以折减 系数 ψl 水平地震作用 FEK=α1 Geq 竖 向 水 平 RaE=1.25Ra
液化土桩 基抗震承 载力
液化土层极限侧阻力、土 抗力（地基系数） 、内摩 擦角、粘聚力均乘以液化 折减系数 ψl 进行折减
地震作用按 水平地震影 响系数最大 值的 10%采 用
RhaE=1.25Rha
水平地震作用 FEK=0.1 αmax Geq 扣除液化土层的全 部摩阻力及承台下 2m 深度范围内非液 化土的桩周摩阻力·
单 桩 水 平 抗 震 承 载 力 特 征 值
RhaE=1.25Rha
根据公式 Rha=0.75������������������������ ������0������
柱桩 摩擦 桩 非液化土 桩基抗震 承载力 采用 荷载 试验 确定 单桩 承载 力时
RaE=1.5Ra RaE=kRa （k-查表 4.2.2） 竖 向 水 平· RaE=1.5Ra
RhaE=1.25Ra
承台埋深 较浅
不宜计入承台周围土的抗力或刚性 地坪对水平地震的分担作用 竖 向 水 平 RaE=1.25Ra RhaE=1.25Rha
桩 基 础 液 化 效 应 和 抗 震 验 算
桩承受全部 地震作用 承台底面 上下分别 有厚度不 小于 1.5m、 1.0m 的 非液化土 或非软弱 土层时 （按两种 情况计 算，并按 不利取 值）
新抗震规范——地震作用和结构抗震验算
5 地震作用和结构抗震验算5.1 一般规定5.1.1各类建筑结构的地震作用，应符合下列规定：1一般情况下，应至少在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用，各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。
2有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15°时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。
3质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响；其它情况，应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。
48、9度时的大跨度和长悬臂结构及9度时的高层建筑，应计算竖向地震作用5平面投影尺度很大的空间结构，应视结构形式和支承条件，分别按单点一致、多点、多向或多向多点输入计算地震作用。
注：8、9度时采用隔震设计的建筑结构，应按有关规定计算竖向地震作用。
【说明】本次修订，拟明确大跨空间结构地震作用的计算要求。
1、平面投影尺度很大的空间结构指，跨度大于120m、或长度大于300m、或悬臂大于40m的结构。
2、关于结构形式和支承条件（1）周边支承空间结构，如：网架、单、双层网壳、索穹顶、弦支穹顶屋盖和下部圈梁-框架结构，当下部支承结构为一个整体、且与上部空间结构侧向刚度比大于等于2时，应允许采用三向（水平两向加竖向）单点一致输入计算地震作用；当下部支承结构由结构缝分开、且每个独立的支承结构单元与上部空间结构侧向刚度比小于2时，应采用三向多点输入计算地震作用；（2）两线边支承空间结构，如：拱，拱桁架；门式刚架，门式桁架；圆柱面网壳等结构，当支承于独立基础时，应采用三向多点输入计算地震作用。
（3）长悬臂空间结构，应视其支承结构特点，采用多向单点一致输入、或多向多点输入计算地震作用。
3、关于单点一致输入仅对基础底部输入一致的加速度反应谱或加速度时程进行结构计算。
4、关于多向输入沿空间结构基础底部，三向同时输入，其地震动参数（加速度峰值或反应谱峰值）比例取：水平主向：水平次向：竖向= 1.00：0.85：0.65。
地震作用的计算和抗震验算
17.7.2
单质点体系的地震作用
今以任一微分脉冲作用进行讨论，设它 在t=τ－dτ时开始作用，作用时间为 x dτ，则冲量大小为 g (t )d 动量增量为 mx( ) 从动量定理，得
g (t )d x
由通解式可求得当τ－dτ时，作用 一个 g (t )d 微分脉冲的位移反应为 x ( ) x ( t ) g dx( ) e sin ' (t )d 地震作用下的质点位移分析 ' 将所有微分脉冲作用后产生的自由振动叠加，得总位移反应
质点相对于地面的最大加速度反应为
10
17.7.2
单质点体系的地震作用
地震反应谱：主要反映地面运动的特性 最大相对位移 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 期的关系曲线称为该反应的地震反应谱。
h=5m
地震影响系数最大值（阻尼比为0.05） （2）求水平地震影响系数
地震影响 烈度
6 0.04 ----7 0.08(0.12) 0.50(0.72) 8 0.16(0.24) 0.90(1.20) 9 0.32 1.40
查表确定
多遇地震 罕遇地震
22
17.7.2
单质点体系的地震作用
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度，设计地震分组为二组，Ⅰ类 场地；屋盖处的重力荷载代表值G=700kN，框架柱线刚 度 ,阻尼比为0.05。试求该结构多 遇地震时的水平地震作用。 解： （1）求结构体系的自振周期 （2）求水平地震影响系数 查表确定
地震特征周期分组的特征周期值（s）
建筑物抗震验算
（2）建筑物抗震验算
1）管道抗震验算
根据《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》（GB50032－2003）第
5.1.3规定对埋地管道应计算地震时剪切波作用下产生的变位或应变；
承插式接头的埋地圆形管道，在地震作用下应满足下式要求：
[]i n
i a c u k pl ∑=≤∆1EHP ,λγ
k pl ,∆——剪切波行进中引起半个视波长范围内管道沿管轴向的位移量标准值；
EHP γ ——计算埋地管道的水平向地震作用分项系数，可取1.2；
［ua ］i ——管道i 种接头方式的单个接头设计允许位移量；
c λ——半个视波长范围内管道接头协同工作系数，可取0.64计算；
n ——半个视波范围内，管道的接头总数。
经计算由地震剪切波引起的半个视波长范围内管轴方向的位移量为5mm ，小于管道接头的允许位移量，满足地埋管道抗震要求。
2）蓄水池抗震验算
根据《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》（GB50032－2003）第
6.1.4规定，设防烈度为7度各种结构型式的不设变形缝的单层蓄水池当满足抗震构造要求时，可不进行抗震验算，结构构造和材料满足抗震要求。
3）管道附属构筑物抗震要求
根据《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》（GB50032－2003）第10.1.4规定，管道上的阀门井、减压井等附属构筑物可不进行抗震验算。
结构抗震验算
结构抗震验算的内容
2 下列结构宜进行弹塑性变形验算： 下列结构宜进行弹塑性变形验算： 1) 表5.1.2-1所列高度范围且属于表 所列高度范围且属于表3.4.2-2所列竖向 所列高度范围且属于表 所列竖向 不规则类型的高层建筑结构； 不规则类型的高层建筑结构；
表5.1.2-1 5.1.2烈度、 烈度、场地类别 类场地及７ ８度Ⅰ、Ⅱ类场地及７度 ８度Ⅲ、Ⅳ类场地 ９度 房屋高度范围（ｍ） 房屋高度范围（ｍ） ＞100 ＞80 ＞60
ψW
结构抗震验算的内容
多遇地震下结构承载力验算
S ≤ R/ γ RE
多遇地震下结构弹性变形验算
∆ue ≤[θe ]h
或
∆ue ≤[θe ] h
结构抗震验算的内容
弹性层间位移角限值 结构类型 钢筋混凝土框架 钢筋混凝土框架－抗震墙、板柱－抗震墙、框架－ 钢筋混凝土框架－抗震墙、板柱－抗震墙、框架－核心筒 钢筋混凝土抗震墙、 钢筋混凝土抗震墙、筒中筒 钢筋混凝土框支层 多、高层钢结构
γ Eh、Eh、 Ev γγ Ev γ
1.3 0.0 1.3
0.0 1.3 0.5
结构抗震验算的内容
S = γGSGE +γ EhSEhk +γ EvSEvk +ψWγW SWk
γG ——重力荷载分项系数，一般取 ，当重力荷载效 重力荷载分项系数， 重力荷载分项系数 一般取1.2，
应对构件承载能力有利时，不应大于 应对构件承载能力有利时，不应大于1.0
表5.1.2-1 5.1.2采用时程分析的房屋高度范围 房屋高度范围（ｍ） 房屋高度范围（ｍ） ＞100 ＞80 ＞60
烈度、 烈度、场地类别 类场地及７ ８度Ⅰ、Ⅱ类场地及７度 ８度Ⅲ、Ⅳ类场地 ９度
桥梁结构抗震能力验算
墩柱设计：在地震作用下将会受到较大剪力和弯矩作 用，由地震反应控制。
另一方面，在强震作用下，通常希望在墩柱中(而不是 在上部结构)形成塑性铰耗散能量，以降低对结构强度 的要求。
墩柱的剪切破坏：脆性破坏，伴随着强度和刚度的急 剧下降。 墩柱的弯曲破坏：延性破坏，多表现为开裂、混凝土剥 落、压溃、钢筋裸露和弯曲等，产生很大的塑性变形。
图5.1给出了得到广泛认可的约束混凝土的应力—应变 曲线，其1 xr
(x c / cc)
(5 1)
式中：fcc 是约束混凝土的峰值纵压应力，εC为混凝土 的纵向压应变，εCC为相应于 fcc 的纵向压应变。
f c 、εCO分别为无约束混凝土的圆柱体抗压强度
延性可分为材料、截面、构件和整体延性等。 延性—般可用以下的无量纲比值μ来表示，其定义为：
式中，Δy和Δmax分 别表示结构首次屈 服和所经历过的最 大变形。延性系数 通常表示成与变形 有关的各种参数的 函数，如挠度、转 角和曲率等。
5.2.2 墩柱容许的最大塑性转角
通过桥梁结构的非线性地震反应时程分析，可得到结 构在强震作用下危险截面的最大塑性转角θp及相应的 轴力水平。
应力—应变关系为： 由平衡条件得：
求和下标j表示截面的第j种材料，Aj为相应面积，积分 号中不是两项相乘，而是函数关系。
由(5.5)和(5.6)可得M—φ关系，一般如下图所示，求解 通常采用数值解法。
对确定的轴向力Np，计算M—φ关系的步骤为：
(b) 选择参考轴，一般选截面形心轴，假定其应变为ε0； (c) 由式(5.4)求出各条带(窄条)的应变ε；
其保守估计值为：
其中，εsu为约束箍筋在最大拉应力时的应变；ρS是
抗震倾覆稳定验算公式
抗震倾覆稳定验算公式
我们要计算抗震倾覆稳定验算公式。
首先，我们需要了解这个公式是用来做什么的。
抗震倾覆稳定验算公式主要用于评估建筑物在地震作用下的稳定性。
公式如下：
Kc = (Gd / G0) × (Hd / H0)
其中：
Gd 是倾覆力矩设计值
G0 是倾覆力矩标准值
Hd 是倾覆力矩计算高度
H0 是倾覆力矩计算高度标准值
Kc 是倾覆稳定系数，用于评估建筑物在地震作用下的稳定性。
为了得到具体的数值，我们需要知道这些参数的具体数值。
计算结果为：Kc =
所以，该建筑物的抗震倾覆稳定验算结果为：。
地震作用和结构抗震验算
坚硬场地
岩石
周期（s)
反应谱的主要影响因素： 结构的阻尼比和场地条件。
地震反应谱的作用：
（1）反映地震引起的地面运动特性 （2）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。
xg (t) (ms 2)
F＝mSa m
t (s)
Elcentro 1940 （N-S） 地震记录
3、地震影响系数α
当基本烈度确定，地震系数k为常数，α仅随β变化。 建筑结构的地震影响系数α应根据烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周 期以及阻尼比确定。
4、标准反应谱
由于地震的随机性，即使在同一地点、同一烈度，每次地震的地面加速度记录也 很不一致；
因此需要根据大量的强震记录计算出对应于每一条强震记录的反应谱曲线，然后 统计求出最有代表性的平均曲线作为设计依据，这种曲线称为标准反应谱曲线。
(2)多质点体系----近似计算
2、特征周期 Tg
设 计 特 征 周 期 Tg 值
设计地
场地类别
震分组 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
抗震设计中，设计特征周期Tg的取值根据“设计地震分组”确定。
其实在结构抗震设计中，我们更多地关心结构在地震持续过程中经受的最大地震 作用以及质点振动响应的最大值。
最大位 移反应
x(t) 1
t 0
xg
(
)e
(t
)sin(t
)d
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
5.5 抗震变形验算
5.5 抗震变形验算5.5.1表5.5.1所列各类结构应进行多遇地震作用下的抗震变形验算，其楼层内最大的弹性层间位移应符合下式要求：式中Δue－多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移；计算时除以弯曲变形为主的高层建筑外，可不扣除结构整体弯曲变形；应计入扭转变形，各作用分项系数均应采用1.0；钢筋混凝土结构构件的截面刚度可采用弹性刚度；[θe]－弹性层间位移角限值宜按表5.5.1采用；h－计算楼层层高。
5.5.2结构在罕遇地震作用下薄弱层的弹塑性变形验算，应符合下列要求：1 下列结构应进行弹塑性变形验算：1)8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时，高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架；2)7～9度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝土框架结构；3)高度大于150m的钢结构；4)甲类建筑和9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；5)采用隔震和消能减震设计的结构。
2 下列结构宜进行弹塑性变形验算：1)表5.1.21所列高度范围且属于表3.4.2-2所列竖向不规则类型的高层建筑结构：2)7度Ⅲ、Ⅳ类场地和8度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；3)板柱-抗震墙结构和底部框架砖房；4)高度不大于150m的高层钢结构。
注：楼层屈服强度系数为按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力和按罕遇地震作用标准值计算的楼层弹性地震剪力的比值；对排架柱，指按实际配筋面积、材料强度标准值和轴向力计算的正截面受弯承载力与按罕遇地震作用标准值计算的弹性地震弯矩的比值。
5.5.3结构在罕遇地震作用下薄弱层(部位)弹塑性变形计算，可采用下列方法：1 不超过12层且层刚度无突变的钢筋混凝土框架结构、单层钢筋混凝土柱厂房可采用本节第5.5.4条的简化计算法；2 除1款以外的建筑结构，可采用静力弹塑性分析方法或弹塑性时程分析法等；3 规则结构可采用弯剪层模型或平面杆系模型，属于本规范第3.4节规定的不规则结构应采用空间结构模型。
抗震验算中构件地震作用取值规则
2.地震作用取值有E1地震作用、E2地震作用及能力保护设计三个水平。
3.某一具体构件的某一计算方向（纵向或横向）的某项验算，必定只取上述三种地震作用中的一种进行。不同计算方向采用的地震作用水平可能不同。
a)若选择“按公路2008规范”，则D类桥梁，或6度区的B、C、D类桥梁（细则3.1.3条），判断为“否”。其它情况判断为“是”。
b)若选择“按城市2011规范”，则丁类桥梁，或6度区的乙、丙、丁类桥梁（规范3.3.3条），判断为“否”。其它情况判断为“是”。
然后桥墩系梁（包括柱系梁和基础系梁）按下图流程执行，将桥墩系梁单独列出仅为叙述的方便：
2.1.
扩大基础的各项验算均采用E1作用，这主要是因为规范没有提供合适。以下桥墩和桥台的判断规则均不适用于扩大基础。
2.2.
首先判断“是否进行E2下的计算”， 该项控制可由用户在“抗震计算控制 =》是否进行E2地震下的计算”直接选择“是”或者“否”，若用户选择“自动考虑”，则根据“偶然作用 =》反应谱确定方法”和“抗震设防类别作进一步判断，规则如下：
4.判断的总前提是“计算资料 =》偶然作用 =》地震作用是否考虑”选择“是”，若选择“否”则不进行抗震计算。
（顺便指出：目前的抗震计算书章节结构有些不妥，不应以地震作用水平为章标题，而应以验算构件及验算项目作为章节标题）
2.
本节分为扩大基础、桥台、桥墩分别叙述仅仅是为了叙述方便。另外桩基础及支座的地震作用水平选取随相应墩台不像扩大基础这样单独论述。
桥墩的其它构件按下图流程执行：
2.3.
桥台只有E1作用和E2作用两种选择，“是否进行E2下的计算”判断为“是”则采用E2，否则采用E1，判断规则基本同上一节的桥墩，仅存在以下差异：
截面抗震验算
截面抗震验算5.4 截面抗震验算5.4.1 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：式中S——结构构件内力组合的设计值，包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值等；g G——重力荷载分项系数，一般情况应采用1.2，当重力荷载效应对构件承载能力有利时，不应大于1.0；g Eh、g Ev——分别为水平、竖向地震作用分项系数，应按表5.4.1采用；g w——风荷载分项系数，应采用1.4；S GE——重力荷载代表值的效应，可按本规范第5.1.3条采用，但有吊车时，尚应包括悬吊物重力标准值的效应；S Ehk——水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数；S Evk——竖向地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数；S wk——风荷载标准值的效应；ψw——风荷载组合值系数，一般结构取0.0，风荷载起控制作用的建筑应采用0.2。
注：本规范一般略去表示水平方向的下标。
5.4.2 结构构件的截面抗震验算，应采用下列设计表达式：5.4.3 当仅计算竖向地震作用时，各类结构构件承载力抗震调整系数均应采用1.0。
5.5 抗震变形验算5.5.1 表5.5.1 所列各类结构应进行多遇地震作用下的抗震变形验算，其楼层内最大的弹性层间位移应符合下式要求：5.5.2 结构在罕遇地震作用下薄弱层的弹塑性变形验算，应符合下列要求：1 下列结构应进行弹塑性变形验算：1) 8度III、IV类场地和9度时，高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架；2) 7～9度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝土框架结构和框排架结构；3)高度大于150m的结构；4)甲类建筑和9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；5)采用隔震和消能减震设计的结构。
2 下列结构宜进行弹塑性变形验算：1)本规范表5.1.2-1所列高度范围且属于本规范表3.4.3-2所列竖向不规则类型的高层建筑结构；2)7度III、IV类场地和8度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；3)板柱-抗震墙结构和底部框架砌体房屋；4)高度不大于150m的其它高层钢结构；5)不规则的地下建筑结构及地下空间综合体。
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3.8 竖向地震作用的计算
目前，国外抗震设计规定中要求考虑竖向地震作用的结构 或构件有：
1. 8度和9度的长悬臂结构； 2.8度和9度的大跨度结构； 3.9度高层建筑；
烟 筒 有 专 门 的 规 范
n
VEKi G j j 1
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3.8 竖向地震作用的计算
地震作用一般简化为三个方向：两个水平方向和竖向。
竖向 地震 作用 下的 破坏
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3.8 竖向地震作用的计算
震害调查表明
在烈度较高的震中区，竖向地震对结构的破坏也会有较大影响。 烟囱等高耸结构和高层建筑的上部在竖向地震的作用下，因上下 振动，而会出现受拉破坏
按右表采用（单位：s）；
烈度
场地类别
Ⅲ
Ⅳ
8 0.08 0.20
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9 0.10
0.25
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3.7 地基与结构的相互作用
2.高宽比不小于3的结构,底部的地震剪力按1款规定折减, 顶部不折减,中间各层按线性插入值折减. 3.折减后各楼层的水平地震剪力应符合第5.2.5条的规定。
F EVk
按各构件承受的重力 荷载代表值的比例分 配，并宜乘以1.5的增
大系数
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3.8 竖向地震作用的计算
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3.8 竖向地震作用的计算
条件：今有一办公大楼，地上10层，高40m，钢筋混凝土框架 结构位于9度抗震设防区，设计基本地震加速度值为0.40g，设 计地震分组为第一组，建筑场地属II类。剖面见图所示。该楼 屋顶为上人屋面。已知每层楼面的永久荷载标准值共13000kN， 每层楼面的活荷载标准值共2100kN；屋面的永久荷载标准值共 14050kN，屋面的活荷载标准值共2100kN。经动力分析，考虑 了填充墙的刚度后的结构基本自振周期T1=1.0s。该楼的结构 布置，侧向刚度及质量等均对称，规则，均匀，属规则结构， 要求： 求该楼底层中柱A的竖向地震轴向力标准值。
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3.7 地基与结构的相互作用
原因：
地基与结构相互作用的结果，使得地基运动和结构动力 特性发生改变，主要表现如下方面： 1.改变了土的频譜组成，使得接近结构自振频率的分量 得到加强，同时也改变了地基振动的加速度幅值，使其 小于临近的自由场地的加速度幅值。 2.由于地基的柔性，使结构的基本周期延长； 3.由于地基的柔性，有相当一部分能量将通过地基土的 滞回作用和波的辐射作用逸散至地基，从而使结构的振 动衰减。
附加 地震作用计算的一般规定
1.结构抗震计算原则
1）一般情况下，应至少在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震 作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承 担，如该构件带有翼缘，尚应包括翼缘的作用。
2）有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15度时，应分别计算各 抗侧力构件方向的水平地震作用8。度跨度大于24米，
1.05
1.15
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附加 双向水平地震效应
双向水平地震作用下扭转的地震作用效应
SEK
S
2 x
(0.85S
y
)2
SEK
S
2 y
(0.85Sx
)2
取两者中较大值
Sx (S y ) ---为仅考虑x(y)向水平地震作用时的地震作用效应。
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附加 地震作用计算的一般规定
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附加 地震作用计算的一般规定
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附加 地震作用计算的一般规定
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附加 水平地震作用的计算
楼层地震剪力的分配 ❖ 1 ）现浇和装配整体式混凝土楼、屋盖等刚性楼盖建
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3.8 竖向地震作用的计算
一、高层建筑
方法：类似于水平地震作用的底部剪力法 FVn
Gn
范围：9度，高层建筑
FEVk V maxGeq
F Vi
Gi
n
V max 0.65max Geq 0.75 Gi
Hi
i 1
FVi
Gi Hi
n
FEVk
Gi Hi
i 1
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3.7 地基与结构的相互作用
1.高宽比小于3的结构，各楼层水平地震剪力的折减系数， 可按下式计算：
( T1 )0.9
T1 T
---计入地基与结构动力相互作用后的地震剪力折减系数；
T1 ---按刚性地基假定确定的结构基本自振周期；
T ---计入地基与结构动力相互作用的附加周期
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3.7 地基与结构的相互作用
1.地基与上部结构相互作用的影响 规范5.2.7规定：
结构抗震计算，一般情况下可不计入地基与结构相互作 用的影响；8度和9度时建造于Ⅲ、Ⅳ类场地，采用箱基、 刚性较好的筏基和桩箱联合基础的钢筋混凝土高层建筑， 当结构基本自振周期处于特征周期的1.2倍至5倍范围时， 若计入地基与结构动力相互作用的影响，对刚性地基假 定计算的水平地震剪力可按下列规定折减，其层间变形 可按折减后的楼层剪力计算。
筑，宜按抗侧力构件等效刚度的比例分配。 2 ）木楼盖、木屋盖等柔性楼盖建筑，宜按抗侧力构 件从属面积上重力荷载代表值的比例分配。 3 ）普通的预制装配式钢筋混凝土等半刚性楼、屋盖 的建筑，可取上述两种分配结果的平均值。 4 ）计入空间作用、楼盖变形、墙体弹塑性变形和扭 转的影响时，可按本规范各有关规定对上述分配结果 作适当调整。
2米悬挑，9度跨度 扭3转）影质响量；和其刚他度情分况布，明应显允不许对采称大 米用的于调结1整构8米地，，震应悬作计挑用入1效双,5应向的水方平法地考震虑作扭用转下影的 响。
4、8度和9度时的大跨度结构、长悬臂结构，9度时的高层建筑，应考虑 竖向地震作用。
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3.6 结构地震扭转效应
1.考虑扭转地震效应的方法 1、采用扭转耦联的振型分解反应谱法。
河南理工大学土木工程学院来自2020/4/193.6 结构地震扭转效应
2.规则结构的扭转影响
规则结构也有扭转影响，虽然不考虑扭转计算，但 抗震规范作了如下规定。
平行于地震作用方向的两个边榀，其地震作用效应 宜乘以增大系数，一般情况下，短边为1.15，长边为 1.05。当扭转刚度较小时，不小于1.3。