地震作用

② 高度不超过40m、以剪切变形为主的且质量和刚度沿高度 分布较均匀的高层建筑结构，可采用底部剪力法
③ 7～9度设防的高层建筑，下列情况宜采用弹性时程分析 法进行多遇地震作用下的补充计算：
(1)甲类高层建筑结构
(2)刚度与质量沿竖向分布特别不均匀的高层建筑结构
(3)表中所示的乙、丙类高层建筑结构
设防烈度、场地类别 7度、8度I、II类场地
钢筋砼剪力墙及筒体 T1 = 0.05N
钢结构
T1 = (0.1 ~ 0.15)N
❖ 自振周期的修正：
➢ 计算中未考虑砌体填充墙的刚度影响，计算周期 较实际周期长，地震作用偏于不安全，故应乘以 周期折减系数ΨT
0.7～0.8 ➢ 剪力墙结构：ΨT＝0.9～1.0
7、水平地震影响系数 a ：
a=
质点最大绝对加速度
重力加速度
=
sa g
?
msa mg
F? G
水平地震作用 结构自重
根据烈度、场地类别、设计地震分组、结构自振周期 T和阻尼比确定：
二、高层建筑结构应按下列原则考虑地震作用：
① 一般情况下，计算两个主轴方向的地震作用；有斜交 抗侧力构件（角度大于15度）时应分别计算各抗侧力构件 方向的地震作用
抗震措施： 60 ～ 80 ，＋10； 90 > 90
➢ 丙类建筑物：除甲、乙、丁以外的一般建筑；
地震作用和抗震措施：应设防烈度计算
➢ 丁类建筑物：属于抗震次要建筑；
地震作用：按设防烈度计算
抗震措施：适当降低（60不变）。
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4、建筑场地的类别：Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ、 Ⅳ 坚硬 中硬 中软 软弱
② 质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双 向水平地震作用下的扭转影响，其他情况应计算单向地震 作用下的扭转影响
③ 8度和9度抗震设计时，高层建筑中的大跨度和长悬臂 结构应考虑竖向地震作用
④ 9度抗震设计时应计算竖向地震作用
三、高层建筑结构应根据不同情况采用不同计算方法：
① 对质量和刚度不对称、不均匀的结构和高度超过100m的 高层建筑应采用考虑扭转耦连振动影响的振型分解反应 谱法
分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构。
2）特点 适用于手算 只考虑基本振型 利用反应谱
3）计算步骤 计算总水平地震作用（作用于结构底部的剪力）——分 配到各质点剪力——计算结构内力
FEk = a 1Geq
Geq = 0.85GE GE - 结构总重力荷载代表值 顶层：100%恒荷载＋50％雪荷载 其他层：100%恒荷载＋50％楼面活荷载 (80%藏书库、档案库和库房活荷载）
按建筑的使用功能调整设防烈度
➢ 甲类建筑：地震破坏会导致严重后果，造成经济上严重 损失或特别重要的建筑物；
地震作用计算：应高于本地区抗震设防烈度
抗震措施： 60 ～ 80 ，＋10； 90 > 90
➢ 乙类建筑：地震时必须维持正常使用和救灾需要的建筑 物，人员大量集中的公共建筑物或其他重要的建筑物； 地震作用计算：按设防烈度计算
场地：工程群体所在地，具有相似的反应谱特征，其范 围相当于厂区、居民小区和自然村或不小于1.0km2的平 面面积。
影响场地类别的因素： 场地土的软硬：按剪切波速划分 覆盖层的厚度：越厚，震害越大
覆盖层的厚度的确定：一般为地面至坚硬土或岩石（剪切 波速大于500m/s）土层顶面的距离。
按建筑物所在地的场地类别调整设防烈度 ➢ Ⅰ类 甲，乙类建筑 按设防烈度
丙类建筑，设防烈度降低10 （60不变） ➢ Ⅲ，Ⅳ类，0.15g和0.3g，提高“半度”
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5、设计特征周期（Tg） 定义：抗震设计用的地震影响系数曲线中，反映地震 等级，震中距和场地类别等因素的下降段起始点对应 的周期值。
确定： 场地类别 设计地震分组（三组）：体现震级和震中距的影响
反应谱优点： 1）理论成熟 2）计算简单 3）可以满足抗震要求 4）应用广泛，绝大多数国家都用
缺点： 1）主要根据加速度反应谱，没有反映位移、速度、持时 2）建立在弹性理论基础上，没有考虑塑性 3）结构大部分是多质点，反应谱来源于单质点 4）只适合规则结构
1.1反应谱底部剪力法
1）适用范围 高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度
8度III、IV类场地 9度
建筑高度范围 >100m >80m >60m
四．地震作用的计算模型－－集中质量模型
五．地震作用的计算方法 1．反应谱法
反应谱：单质点弹性体系在地震作用下，最大反应 与自振周期的关系曲线。
有位移、速度和加速度反应谱
反应谱法：求结构最大地震反应的方法
反应谱法计算步骤： 1）求最大地震反应 2）视其为静力作用施予结构 3）按力学方法分析其内力
2、地震作用：由地震动引起的结构动态作用，包括水平地震作用
、扭转地震作用和竖向地震作用。
建筑物所受的地震作用大小——（取决于）
a. 自重（成正比）
b．刚度（刚度大，地震作用大）
c．烈度（烈度高，地震作用大）
d．周期（T短，地震作用大）
e．场地类别（有放大，过滤作用）
深软地基——柔性结构 浅硬土性地基——刚性结构
Fi =
Gi Hi
n
FEk (1- dn )
å GjHj
j= 1
D Fn = dn FEk
1.2 振型分解反应谱法
1）适用范围： 都可以
2）计算原理：利用振型分解，将多自由度体系分解成几个 独立的等效单自由度体系；分别利用单自由度体系的反应谱， 求出各振型的水平地震作用，并用结构力学的方法求出相应 的作用效应；最后，按一定的组合原则，将各振型的作用效 应进行组合，便得到多自由度体系的水平地震作用效应。
易坏
3、抗震设防烈度：按国家规定的权限批准作为一个地区 抗震设防依据的地震烈度。
烈度：表示某一地区的地面和各类建筑物遭受某一次地震 影响的强弱程度。
烈度值的划分:人的感觉，器皿的反映以及地面、建筑物 的破坏程度等宏观现象，综合评定。
日本：0—7 共8级
我国：1—12 共12级
设防范围：6度—9度 按甲、乙、丙、丁建筑
地震影响系数曲线
6、结构自振周期T
结构的动力特性： 阻尼 振型 自振周期
T的确定方法：
[M ]{X&&}+ [K ]{X }= {0}
精确计算——动力学方法 [K ]- w2 [M ] = 0
近似法——顶点位移法，能量法
经验公式
钢筋砼框架
T1 =（0.08 ~ 0.1)N
钢筋砼框剪
T1 = (0.06 ~ 0.08)N