高層建筑荷載與地震作用

1、會(huì)計(jì)學(xué)1高層建筑荷載與地震作用高層建筑荷載與地震作用第1頁(yè)/共114頁(yè)荷載作用豎向荷載水平荷載樓面，屋面活荷載恒載風(fēng)荷載地震作用其他作用第2頁(yè)/共114頁(yè)第3頁(yè)/共114頁(yè)基本風(fēng)壓值風(fēng)振系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù)地面粗糙度類別風(fēng)荷載體型系數(shù)第4頁(yè)/共114頁(yè)第5頁(yè)/共114頁(yè) 0=v02/1600第6頁(yè)/共114頁(yè)地面粗糙度類別第7頁(yè)/共114頁(yè)地面粗糙度類別A,B,C,DA，海面，沙漠，空曠，空氣無(wú)阻擋B，田野，鄉(xiāng)村，丘陵，房屋稀疏，大城市郊區(qū)C，密集建筑物的大城市D，密集建筑物群，且房屋較高第8頁(yè)/共114頁(yè)第9頁(yè)/共114頁(yè)第10頁(yè)/共114頁(yè)第11頁(yè)/共114頁(yè)第12頁(yè)/共114頁(yè)第13頁(yè)/

2、共114頁(yè)第14頁(yè)/共114頁(yè)變化的風(fēng)壓值對(duì)高層建筑的動(dòng)力效應(yīng)高度較高，剛度較小的建筑，必須考慮其實(shí)質(zhì)是乘以一個(gè)大于1的系數(shù)，仍然按照靜力作用計(jì)算風(fēng)荷載效應(yīng)，對(duì)于大于200米的高層，最好進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)第15頁(yè)/共114頁(yè)第16頁(yè)/共114頁(yè)第17頁(yè)/共114頁(yè)第18頁(yè)/共114頁(yè)第19頁(yè)/共114頁(yè)第20頁(yè)/共114頁(yè)第21頁(yè)/共114頁(yè)第22頁(yè)/共114頁(yè)第23頁(yè)/共114頁(yè)第24頁(yè)/共114頁(yè)第25頁(yè)/共114頁(yè)第26頁(yè)/共114頁(yè)第27頁(yè)/共114頁(yè)第28頁(yè)/共114頁(yè)地震波作用，產(chǎn)生地面運(yùn)動(dòng)，通過(guò)房屋基礎(chǔ)影響上部結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)，這就是地震作用。產(chǎn)生豎向振動(dòng)和水平振動(dòng)，破壞主要有水平

3、振動(dòng)造成的，一般僅考慮水平振動(dòng)，震中附近高烈度區(qū)或者豎向振動(dòng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響時(shí)才考慮豎向振動(dòng)。第29頁(yè)/共114頁(yè)位移，速度，加速度，引起內(nèi)力，變形地震波特性有關(guān)，與場(chǎng)地土特性有關(guān)，場(chǎng)地土類別（軟土，堅(jiān)硬土質(zhì)，覆蓋層厚度）與房屋的動(dòng)力特性有關(guān)，自振周期，振型，阻尼，結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度第30頁(yè)/共114頁(yè)第31頁(yè)/共114頁(yè)第32頁(yè)/共114頁(yè)第33頁(yè)/共114頁(yè)第34頁(yè)/共114頁(yè)第35頁(yè)/共114頁(yè)第36頁(yè)/共114頁(yè)第37頁(yè)/共114頁(yè)第38頁(yè)/共114頁(yè)承載力和使用狀態(tài)下的變形驗(yàn)算承載力和使用狀態(tài)下的變形驗(yàn)算彈塑性變形驗(yàn)算彈塑性變形驗(yàn)算 采用第一水準(zhǔn)烈度的地震動(dòng)參數(shù)，先計(jì)算出結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的

4、地震作用效應(yīng)，與風(fēng)、重力等荷載效應(yīng)組合，并引入承載力抗震調(diào)整系數(shù)，進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計(jì)，從而滿足第一水準(zhǔn)的強(qiáng)度要求；采用同一地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算出結(jié)構(gòu)的彈性層間位移角，使其不超過(guò)規(guī)定的限值。 同時(shí)采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延續(xù)、變形能力和塑性耗能，從而自動(dòng)滿足第二水準(zhǔn)的變形要求。第39頁(yè)/共114頁(yè)第40頁(yè)/共114頁(yè)1 規(guī)范規(guī)定的結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算方法2 是一種擬靜力方法3 底部剪力法，振型分解法4 抗震規(guī)范給出了標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜曲線，確定地震影響系數(shù)第41頁(yè)/共114頁(yè)第42頁(yè)/共114頁(yè)第43頁(yè)/共114頁(yè)1 加速度反應(yīng)譜隨地面運(yùn)動(dòng)不同而改變2 加速度反應(yīng)譜與場(chǎng)地土的性質(zhì)有關(guān)3 相同場(chǎng)地

5、土的加速度反應(yīng)譜曲線接近第44頁(yè)/共114頁(yè)第45頁(yè)/共114頁(yè)我國(guó)抗震規(guī)范根據(jù)大量的地震加速度記錄計(jì)算得到的反應(yīng)譜曲線，經(jīng)過(guò)處理后得到的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)譜，地震影響系數(shù)，作為設(shè)計(jì)反應(yīng)譜。第46頁(yè)/共114頁(yè)05. 0;55 . 005. 09 . 0阻尼比，取00; 8/05. 002. 0111時(shí)，取且當(dāng)）（ 地震影響系數(shù)；地震影響系數(shù)；max 地震影響系數(shù)最大值；地震影響系數(shù)最大值； -曲線下降段的衰減指數(shù)；曲線下降段的衰減指數(shù)； 1- 直線下降段的下降斜率調(diào)整系數(shù)；直線下降段的下降斜率調(diào)整系數(shù)；2- 阻尼調(diào)整系數(shù)，阻尼調(diào)整系數(shù)，T -結(jié)構(gòu)自振周期（結(jié)構(gòu)自振周期（s），），Tg-特征周期，它是對(duì)

6、應(yīng)于反應(yīng)譜峰值區(qū)拐點(diǎn)處的周期，可特征周期，它是對(duì)應(yīng)于反應(yīng)譜峰值區(qū)拐點(diǎn)處的周期，可根據(jù)場(chǎng)地類別，地震震級(jí)和震中距確定。根據(jù)場(chǎng)地類別，地震震級(jí)和震中距確定?？拐鹨?guī)范抗震規(guī)范按震按震級(jí)和震中距的影響將設(shè)計(jì)地震分成三組，特征周期及可根據(jù)級(jí)和震中距的影響將設(shè)計(jì)地震分成三組，特征周期及可根據(jù)場(chǎng)地類別及設(shè)計(jì)地震分組按表采用，但在計(jì)算場(chǎng)地類別及設(shè)計(jì)地震分組按表采用，但在計(jì)算8度度.9度罕遇地度罕遇地震作用時(shí)，其特征周期應(yīng)增加震作用時(shí)，其特征周期應(yīng)增加0.05 s55. 055. 07 . 106. 005. 01222時(shí)，取；且當(dāng)?shù)?7頁(yè)/共114頁(yè)第一階段設(shè)計(jì)，承載力和使用狀態(tài)下的變形驗(yàn)算，取多遇地震時(shí)的眾

7、值烈度，此時(shí)結(jié)構(gòu)處于使用狀態(tài)，視結(jié)構(gòu)為彈性狀態(tài)，采用反應(yīng)譜法計(jì)算地震作用，彈性方法計(jì)算內(nèi)力和位移，進(jìn)行荷載效應(yīng)組合。通過(guò)構(gòu)造措施滿足設(shè)防烈度下的抗震要求。第二階段設(shè)計(jì)是彈塑性變形驗(yàn)算。對(duì)于特殊重要的建筑，還要進(jìn)行罕遇地震下的結(jié)構(gòu)薄弱層部位變形驗(yàn)算。第48頁(yè)/共114頁(yè)什么是特征周期？一組加速度反應(yīng)譜曲線中最大值對(duì)應(yīng)的周期就是特征周期，也叫卓越周期。什么是場(chǎng)地土類別？抗震規(guī)范根據(jù)土層等效剪切波速和場(chǎng)地覆蓋層厚度將場(chǎng)地分為四類，I類最好類最差，大多數(shù)為II類。什么是地震設(shè)計(jì)分組？原來(lái)規(guī)范是設(shè)計(jì)近震，遠(yuǎn)震。為了更好地體現(xiàn)震級(jí)和震中距的影響，改為設(shè)計(jì)地震分組，共分為三組。第49頁(yè)/共114頁(yè)第50頁(yè)/

8、共114頁(yè)第51頁(yè)/共114頁(yè)第52頁(yè)/共114頁(yè)1 max查表確定2 特征周期Tg查表確定3 ，2 ，1 未知第53頁(yè)/共114頁(yè)1 除專門(mén)規(guī)定外，鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比應(yīng)取0.05，此時(shí)阻尼調(diào)整系數(shù)2應(yīng)取1。2 直線上升段，周期小于0.1s的區(qū)段。3 水平段，自0.1s至特征周期Tg的區(qū)段，地震影響系數(shù)取最大值。4 曲線下降段，自特征周期至5倍特征周期區(qū)段，衰減指數(shù)取0.9。5 直線下降段，自5倍特征周期至6s區(qū)段， 1 取0.02。結(jié)構(gòu)自振周期？第54頁(yè)/共114頁(yè)第55頁(yè)/共114頁(yè)第56頁(yè)/共114頁(yè)第57頁(yè)/共114頁(yè)第58頁(yè)/共114頁(yè)1 結(jié)構(gòu)高度小于40米2 沿高度方向

9、質(zhì)量及剛度分布比較均勻3 以剪切變形為主的高層建筑4 僅考慮一個(gè)振型，以基本自振周期確定底部總剪力5 按照一定規(guī)律將地震作用沿高度分布1 不符合底部剪力法的其他高層，都采用振型分解法2 對(duì)于質(zhì)量和剛度不均勻的結(jié)構(gòu)及高度超過(guò)100米的高層結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用考慮扭轉(zhuǎn)偶聯(lián)振動(dòng)影響的振型分解法。第59頁(yè)/共114頁(yè)第60頁(yè)/共114頁(yè)建筑為n層，各樓層處的地震作用Fi第61頁(yè)/共114頁(yè)EKnnFF三、頂部附加地震作用的計(jì)算三、頂部附加地震作用的計(jì)算EKnkkkiiiFGHGHF1 當(dāng)結(jié)構(gòu)層數(shù)較多時(shí)，按上式計(jì)算出的水平地當(dāng)結(jié)構(gòu)層數(shù)較多時(shí)，按上式計(jì)算出的水平地震作用比振型分解反應(yīng)譜法小。震作用比振型分解反應(yīng)譜

10、法小。 為了修正，在頂部附加一個(gè)集中力為了修正，在頂部附加一個(gè)集中力 。nFH1G1GkHk1HkHnF1FkFnF)1(1nEKnkkkiiiFGHGHF-結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；EkF1-相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本周期的水平地震相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本周期的水平地震影響系數(shù)；多層砌體房屋、底部框架影響系數(shù)；多層砌體房屋、底部框架和多層內(nèi)框架磚房，宜取水平地震影和多層內(nèi)框架磚房，宜取水平地震影響系數(shù)最大值；響系數(shù)最大值；eqG- - 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載結(jié)構(gòu)等效總重力荷載；iF- - i i質(zhì)點(diǎn)水平地震作用質(zhì)點(diǎn)水平地震作用；eqEkGF1iG-i i質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值；

11、iH- - i i質(zhì)點(diǎn)的計(jì)算高度；質(zhì)點(diǎn)的計(jì)算高度；n- - 頂部附加地震作用系數(shù)，多層內(nèi)框架頂部附加地震作用系數(shù)，多層內(nèi)框架 磚房磚房0.2,0.2,多層剛混、鋼結(jié)構(gòu)房屋按下多層剛混、鋼結(jié)構(gòu)房屋按下 表表, ,其它可不考慮。其它可不考慮。gTT4 . 11gTT4 . 11)(sTg35. 055. 035. 055. 007. 008. 01T01. 008. 01T02. 008. 01T000頂部附加地震作用系數(shù)頂部附加地震作用系數(shù)第62頁(yè)/共114頁(yè)第63頁(yè)/共114頁(yè)突出屋面的房屋，如樓梯間，水箱間，電梯間等，宜作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)參與計(jì)算，計(jì)算求得水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)增大，增大后的地震作用

12、僅用于計(jì)算突出的房屋自身和連接的結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)。第64頁(yè)/共114頁(yè)第65頁(yè)/共114頁(yè)我國(guó)抗震規(guī)范根據(jù)大量的地震加速度記錄計(jì)算得到的反應(yīng)譜曲線，經(jīng)過(guò)處理后得到的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)譜，地震影響系數(shù)，作為設(shè)計(jì)反應(yīng)譜。第66頁(yè)/共114頁(yè)第67頁(yè)/共114頁(yè)建筑為n層，各樓層處的地震作用Fi第68頁(yè)/共114頁(yè)第69頁(yè)/共114頁(yè)底部剪力法應(yīng)用舉例底部剪力法應(yīng)用舉例例例1 1：試用底部剪力法計(jì)算圖示框：試用底部剪力法計(jì)算圖示框架多遇地震時(shí)的層間剪力。已知架多遇地震時(shí)的層間剪力。已知結(jié)構(gòu)的基本周期結(jié)構(gòu)的基本周期T T1 1=0.467s ,=0.467s ,抗震抗震設(shè)防烈度為設(shè)防烈度為8 8度度,類場(chǎng)地類場(chǎng)地,

13、 ,設(shè)計(jì)地設(shè)計(jì)地震分組為第二組。震分組為第二組。解：解： （1 1）計(jì)算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值）計(jì)算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值8.9)180270270(85.085.0nikkeqGGkN6.5997tm2701tm2702tm1803MN/m2451KMN/m1952KMN/m983K10.5m7.0m3.5m（2 2）計(jì)算水平地震影響系數(shù)）計(jì)算水平地震影響系數(shù)查表得查表得16.0max1.400.90(1.20)0.50(0.72)-罕遇地震罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震多遇地震 9 8 7 6地震影響地震影響烈度烈度地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為

14、地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為0.050.05）第70頁(yè)/共114頁(yè)解：解： （1 1）計(jì)算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值）計(jì)算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值kN6.5997eqG例例1 1：試用底部剪力法計(jì)算圖示框：試用底部剪力法計(jì)算圖示框架多遇地震時(shí)的層間剪力。已知架多遇地震時(shí)的層間剪力。已知結(jié)構(gòu)的基本周期結(jié)構(gòu)的基本周期T T1 1=0.467s ,=0.467s ,抗震抗震設(shè)防烈度為設(shè)防烈度為8 8度度,類場(chǎng)地類場(chǎng)地, ,設(shè)計(jì)地設(shè)計(jì)地震分組為第二組。震分組為第二組。tm2701tm2702tm1803MN/m2451KMN/m1952KMN/m983K10.5m7.0m3.5m（2 2）計(jì)算水平地震影

15、響系數(shù)）計(jì)算水平地震影響系數(shù)16.0maxs4.0gT地震特征周期分組的特征周期值（地震特征周期分組的特征周期值（s s）0.90 0.65 0.450.35第三組第三組0.75 0.55 0.400.30第二組第二組0.65 0.45 0.35 0.25第一組第一組 場(chǎng)地類別場(chǎng)地類別s21 TTgmax21)(TTg139.0)(sT01 . 0gTgT50 . 6max2max45. 0max2)(TTgmax12)5(2 . 0gTT（3 3）計(jì)算結(jié)構(gòu)總的水）計(jì)算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值eqEKGF1kN7.8336.5997139.0第71頁(yè)/共114頁(yè)例例1 1：試

16、用底部剪力法計(jì)算圖示框：試用底部剪力法計(jì)算圖示框架多遇地震時(shí)的層間剪力。已知架多遇地震時(shí)的層間剪力。已知結(jié)構(gòu)的基本周期結(jié)構(gòu)的基本周期T T1 1=0.467s ,=0.467s ,抗震抗震設(shè)防烈度為設(shè)防烈度為8 8度度,類場(chǎng)地類場(chǎng)地, ,設(shè)計(jì)地設(shè)計(jì)地震分組為第二組。震分組為第二組。解：解： （1 1）計(jì)算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值）計(jì)算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值kN6.5997eqGtm2701tm2702tm1803MN/m2451KMN/m1952KMN/m983K10.5m7.0m3.5m（2 2）計(jì)算水平地震影響系數(shù)）計(jì)算水平地震影響系數(shù)16.0maxs4.0gT139.01（3 3）計(jì)算

17、結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值）計(jì)算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值kN7.833EKF（4 4）頂部附加水平地震作用）頂部附加水平地震作用EKnnFFgTT4 . 11gTT4 . 11)(sTg35. 055. 035. 055. 007. 008. 01T01. 008. 01T02. 008. 01T000頂部附加地震作用系數(shù)頂部附加地震作用系數(shù)56.04.1gTgTT4 .110n（5 5）計(jì)算各層的水平地震作）計(jì)算各層的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值用標(biāo)準(zhǔn)值)1(1nEKnkkkiiiFGHGHF第72頁(yè)/共114頁(yè)例例1 1：試用底部剪力法計(jì)算圖示框：試用底部剪力法計(jì)算圖示框架多遇地震時(shí)的層間剪力。已

18、知架多遇地震時(shí)的層間剪力。已知結(jié)構(gòu)的基本周期結(jié)構(gòu)的基本周期T T1 1=0.467s ,=0.467s ,抗震抗震設(shè)防烈度為設(shè)防烈度為8 8度度,類場(chǎng)地類場(chǎng)地, ,設(shè)計(jì)地設(shè)計(jì)地震分組為第二組。震分組為第二組。解：解： （1 1）計(jì)算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值）計(jì)算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值kN6.5997eqGtm2701tm2702tm1803MN/m2451KMN/m1952KMN/m983K10.5m7.0m3.5m（2 2）計(jì)算水平地震影響系數(shù)）計(jì)算水平地震影響系數(shù)16.0maxs4.0gT139.01（3 3）計(jì)算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值）計(jì)算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值kN7.833E

19、KF（4 4）頂部附加水平地震作用）頂部附加水平地震作用0n（5 5）計(jì)算各層的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值）計(jì)算各層的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值)1 (1nEKnkkkiiiFGHGHF7 .1667 .8335 .108 .918078 .92705 .38 .92705 .38 .92701F5 .3337 .8335 .108 .918078 .92705 .38 .92700 .78 .92702F5 .3337 .8335 .108 .918078 .92705 .38 .92705 .108 .91803F第73頁(yè)/共114頁(yè)例例1 1：試用底部剪力法計(jì)算圖示框：試用底部剪力法計(jì)算圖示框架多遇地震

20、時(shí)的層間剪力。已知架多遇地震時(shí)的層間剪力。已知結(jié)構(gòu)的基本周期結(jié)構(gòu)的基本周期T T1 1=0.467s ,=0.467s ,抗震抗震設(shè)防烈度為設(shè)防烈度為8 8度度,類場(chǎng)地類場(chǎng)地, ,設(shè)計(jì)地設(shè)計(jì)地震分組為第二組。震分組為第二組。解：解： （1 1）計(jì)算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值）計(jì)算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值kN6.5997eqGtm2701tm2702tm1803MN/m2451KMN/m1952KMN/m983K10.5m7.0m3.5m（2 2）計(jì)算水平地震影響系數(shù)）計(jì)算水平地震影響系數(shù)16.0maxs4.0gT139.01（3 3）計(jì)算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值）計(jì)算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值

21、kN7.833EKF（4 4）頂部附加水平地震作用）頂部附加水平地震作用0n（5 5）計(jì)算各層的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值）計(jì)算各層的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值7 .1661F5 .3332F5 .3333F（6 6）計(jì)算各層的層間剪力）計(jì)算各層的層間剪力kNFFFV7 .8333211kNFFV0 .667322kNFV5 .33333tm2701tm27025 .3335 .3337 .1665.3330.6677.8338 .3356 .6718 .845振型分解反應(yīng)譜法結(jié)果第74頁(yè)/共114頁(yè)例例2 2：六層磚混住宅樓，建造于基本烈度為：六層磚混住宅樓，建造于基本烈度為8 8度度區(qū)，場(chǎng)地為區(qū)，場(chǎng)地為類

22、，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，根類，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，根據(jù)各層樓板、墻的尺寸等得到恒荷和各樓面活據(jù)各層樓板、墻的尺寸等得到恒荷和各樓面活荷乘以組合值系數(shù)，得到的各層的重力荷載代荷乘以組合值系數(shù)，得到的各層的重力荷載代表值為表值為G G1 1=5399.7kN, G=5399.7kN, G2 2=G=G3 3=G=G4 4=G=G5 5=5085kN, =5085kN, G G6 6=3856.9kN=3856.9kN。試用底部剪力法計(jì)算各層地震剪。試用底部剪力法計(jì)算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。力標(biāo)準(zhǔn)值。G12.952.702.702.702.702.70G2G3G4G5G6 由于多層砌體房屋中縱向或橫向

23、承重墻體的數(shù)量較多，由于多層砌體房屋中縱向或橫向承重墻體的數(shù)量較多，房屋的側(cè)移剛度很大，因而其縱向和橫向基本周期較短，一房屋的側(cè)移剛度很大，因而其縱向和橫向基本周期較短，一般均不超過(guò)般均不超過(guò)0.25s0.25s。所以規(guī)范規(guī)定，對(duì)于多層砌體房屋，確。所以規(guī)范規(guī)定，對(duì)于多層砌體房屋，確定水平地震作用時(shí)采用定水平地震作用時(shí)采用 。并且不考慮頂部附加水。并且不考慮頂部附加水平地震作用。平地震作用。max1第75頁(yè)/共114頁(yè)例例2 2：基本烈度為基本烈度為8 8度，場(chǎng)地為度，場(chǎng)地為類，設(shè)計(jì)地震分類，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，組為第一組，G G1 1=5399.7kN, G=5399.7kN, G2 2=

24、G=G3 3=G=G4 4=G=G5 5=5085kN, =5085kN, G G6 6=3856.9kN=3856.9kN。計(jì)算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。計(jì)算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。解：解： 結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值G12.952.702.702.702.702.70G2G3G4G5G6eqEKGFmax61max85.0iiGkN1.40256.2959685.016.01.400.90(1.20)0.50(0.72)-罕遇地震罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震多遇地震 9 8 7 6地震影響地震影響烈度烈度地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為地

25、震影響系數(shù)最大值（阻尼比為0.050.05）16.0max第76頁(yè)/共114頁(yè)G12.952.702.702.702.702.70G2G3G4G5G6例例2 2：基本烈度為：基本烈度為8 8度，場(chǎng)地為度，場(chǎng)地為類，設(shè)計(jì)地震分類，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，組為第一組，G G1 1=5399.7kN, G=5399.7kN, G2 2=G=G3 3=G=G4 4=G=G5 5=5085kN, =5085kN, G G6 6=3856.9kN=3856.9kN。計(jì)算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。計(jì)算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。解：解： 結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值kN1.4025maxeqEKGFEK

26、nkkkiiiFGHGHF1各層水平地震各層水平地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值剪力標(biāo)準(zhǔn)值nikkiFV各層水平地震作用各層水平地震作用層層Gi (kN)Hi (m)Gi Hi (kN.m)Fi (kN)Vi (kN)63856.917.4555085.014.7545085.012.0535085.09.3525085.06.6515399.72.95 67320.921328.8233815.2547544.7561274.2575003.75306269.72884.5985.7805.3624.8444.4280.44025.1884.51870.22675.53300.33744.74025.1295

27、96.6第77頁(yè)/共114頁(yè)例例3 3：四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建造于基本四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建造于基本烈度為烈度為8 8度區(qū)，場(chǎng)地為度區(qū)，場(chǎng)地為類，設(shè)計(jì)地震分組為類，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，層高和層重力代表值如圖所示。結(jié)構(gòu)第一組，層高和層重力代表值如圖所示。結(jié)構(gòu)的基本周期為的基本周期為0.56s,0.56s,試用底部剪力法計(jì)算各層試用底部剪力法計(jì)算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。解：解：結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值4.363.363.36G4 =831. 6G3 =1039. 6G2 =1039. 6G1 =1122.73.361.400.90(1.20)0.50(

28、0.72)-罕遇地震罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震多遇地震 9 8 7 6地震影響地震影響烈度烈度地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為0.050.05）地震特征周期分組的特征周期值（地震特征周期分組的特征周期值（s s）0.90 0.65 0.450.35第三組第三組0.75 0.55 0.400.30第二組第二組0.65 0.45 0.35 0.25第一組第一組 場(chǎng)地類別場(chǎng)地類別16.0maxs35.0gT第78頁(yè)/共114頁(yè)例例3 3：四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建造于基本：四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建造于基本烈度為烈度為8 8度區(qū)，

29、場(chǎng)地為度區(qū)，場(chǎng)地為類，設(shè)計(jì)地震分組為類，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，層高和層重力代表值如圖所示。結(jié)構(gòu)第一組，層高和層重力代表值如圖所示。結(jié)構(gòu)的基本周期為的基本周期為0.56s,0.56s,試用底部剪力法計(jì)算各層試用底部剪力法計(jì)算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。解：解：結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值4.363.363.36G4 =831. 6G3 =1039. 6G2 =1039. 6G1 =1122.73.3616.0maxs35.0gT)(sT01 . 0gTgT50 . 6max2max45. 0max2)(TTgmax12)5(2 . 0gTTggTTT51max21)(

30、TTg1048.016.0)(9.01TTgeqEKGF1iG85.01kN3.359)7.112225.10396.831(85.01048.0第79頁(yè)/共114頁(yè)例例3 3：四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建造于基本：四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建造于基本烈度為烈度為8 8度區(qū)，場(chǎng)地為度區(qū)，場(chǎng)地為類，設(shè)計(jì)地震分組為類，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，層高和層重力代表值如圖所示。結(jié)構(gòu)第一組，層高和層重力代表值如圖所示。結(jié)構(gòu)的基本周期為的基本周期為0.56s,0.56s,試用底部剪力法計(jì)算各層試用底部剪力法計(jì)算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。解：解：結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值4.363.3

31、63.36G4 =831. 6G3 =1039. 6G2 =1039. 6G1 =1122.73.3616.0maxs35.0gTkN3.3591eqEKGF頂部附加水平地震作用頂部附加水平地震作用s49.035.04.11TgTT4 . 11gTT4 . 11)(sTg35. 055. 035. 055. 007. 008. 01T01. 008. 01T02. 008. 01T000頂部附加地震作用系數(shù)0548.001.008.01TnkN7.193.3590548.0EKnnFF第80頁(yè)/共114頁(yè)例例3 3：四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建造于基本：四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建造于基本烈度為烈

32、度為8 8度區(qū)，場(chǎng)地為度區(qū)，場(chǎng)地為類，設(shè)計(jì)地震分組為類，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，層高和層重力代表值如圖所示。結(jié)構(gòu)第一組，層高和層重力代表值如圖所示。結(jié)構(gòu)的基本周期為的基本周期為0.56s,0.56s,試用底部剪力法計(jì)算各層試用底部剪力法計(jì)算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。解：解：結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值4.363.363.36G4 =831. 6G3 =1039. 6G2 =1039. 6G1 =1122.73.36kN3.3591eqEKGF頂部附加水平地震作用頂部附加水平地震作用0548.0nkN7.19nF)1(1nEKnkkkiiiFGHGHF各層水平地震作用

33、各層水平地震作用131.6238.9313.7359.319.7111.9107.374.845.6339.612008.311517.78024.94895.036445.914.4411.087.724.36831.61039.51039.51122.74033.34321 Vi(kN)(kN) Fi (kN) GiHi(kN.m) Hi (m) Gi (kN) 層層nF各層水平地震各層水平地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值剪力標(biāo)準(zhǔn)值nnikkiFFV第81頁(yè)/共114頁(yè)第82頁(yè)/共114頁(yè)83ijijjjiGXFn1i2jiin1ijiijXGXGiGjixj相應(yīng)與 j 振型自振周期 的地震響應(yīng)系數(shù)jT第

34、j 振型 i 質(zhì)點(diǎn)的振幅系數(shù)第 i 層（i 質(zhì)點(diǎn)）重力荷載代表值jj振型的振型參與系數(shù)：第83頁(yè)/共114頁(yè)一、底部剪力的計(jì)算一、底部剪力的計(jì)算3jF第第j j振型振型2jF1 jFj j振型的底部剪力為振型的底部剪力為nijijFV10jjjijjiGxFniijijjGx1niijijjGGxG111G G結(jié)結(jié)構(gòu)的總重力荷載代表值構(gòu)的總重力荷載代表值niiGG1組合后的結(jié)構(gòu)底部剪力組合后的結(jié)構(gòu)底部剪力GqGGxGVFnjniijijjnjEKj11121112)(0 njniijijjGGxq1121)(高振型影響系數(shù)高振型影響系數(shù)( (規(guī)范取規(guī)范取0.85)0.85)eqEKGF1Geq

35、結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值，結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值，0.85G0.85G底部剪力法是一個(gè)特例底部剪力法是一個(gè)特例第84頁(yè)/共114頁(yè)iiiiGxFF1111二、各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算二、各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算1HkHH1G1GkHknF1FkFiiGH11nkkknkkEKGHFF11111nkkkGH111nkkkEKGHF111/EKnkkkiiiFGHGHF1地震作用下各樓層水平地震層間剪力為地震作用下各樓層水平地震層間剪力為nikkiFV第85頁(yè)/共114頁(yè) 對(duì)于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)，地震地面運(yùn)動(dòng)速度和位移可能對(duì)結(jié)對(duì)于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)，地震地面運(yùn)動(dòng)速度和位移可能對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞具有更大

36、的影響。為了安全，按振型分解反應(yīng)譜構(gòu)的破壞具有更大的影響。為了安全，按振型分解反應(yīng)譜法和底部剪力法算得的結(jié)構(gòu)層間剪力應(yīng)符合下式要求法和底部剪力法算得的結(jié)構(gòu)層間剪力應(yīng)符合下式要求njjEKiGV1VEKi - -第第i i層對(duì)應(yīng)與水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的樓層剪力；層對(duì)應(yīng)與水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的樓層剪力；Gj - -第第j j層的重力荷載代表值。層的重力荷載代表值。-剪力系數(shù)，不應(yīng)小于下表數(shù)值，對(duì)豎向不規(guī)則結(jié)剪力系數(shù)，不應(yīng)小于下表數(shù)值，對(duì)豎向不規(guī)則結(jié) 構(gòu)的薄弱層，尚應(yīng)乘以構(gòu)的薄弱層，尚應(yīng)乘以1.15的增大系數(shù)；的增大系數(shù)；類別類別7度度8度度9度度扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期小于小于3.

37、5s的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)0.0160.0320.064基本周期大于基本周期大于5.0s的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)0.0120.0240.040基本周期介于基本周期介于3.5s3.5s和和5s5s之間的結(jié)構(gòu)，可插入取值。之間的結(jié)構(gòu)，可插入取值。第86頁(yè)/共114頁(yè)高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑豎向地震作用的計(jì)算公式高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑豎向地震作用的計(jì)算公式eqVEVKGFmaxieqGG75.0maxmax65.0HV-結(jié)構(gòu)總豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；結(jié)構(gòu)總豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；EVKFmaxmax,HV-豎向、水平地震影響系數(shù)最大值。豎向、水平地震影響系數(shù)最大值。H1G1HinGiGEVKFViFEVKnjjjiiViFHGHGF1-質(zhì)

38、點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)i i的豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值。的豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值。 規(guī)范要求：規(guī)范要求：9 9度時(shí)，高層建筑樓層的豎向地震作用效度時(shí)，高層建筑樓層的豎向地震作用效應(yīng)應(yīng)乘以應(yīng)應(yīng)乘以1.51.5的增大系數(shù)。的增大系數(shù)。第87頁(yè)/共114頁(yè)設(shè)防烈度、場(chǎng)地類別建筑高度范圍8度、類場(chǎng)地和7度100m8度、類場(chǎng)地80m9度60m采用時(shí)程分析法的高層建筑結(jié)構(gòu)第88頁(yè)/共114頁(yè)89第89頁(yè)/共114頁(yè)90第90頁(yè)/共114頁(yè)設(shè)計(jì)要求豎向荷載風(fēng)荷載水平地震作用豎向地震作用非抗震設(shè)計(jì)68度9度設(shè)計(jì)中考慮的荷載和地震作用表設(shè)計(jì)中考慮的荷載和地震作用表注：只有建筑物的高度超過(guò)注：只有建筑物的高度超過(guò)60m時(shí)，才同時(shí)考慮風(fēng)與地

39、震產(chǎn)生的效應(yīng)。時(shí)，才同時(shí)考慮風(fēng)與地震產(chǎn)生的效應(yīng)。 在高層建筑結(jié)構(gòu)上作用有豎向荷載、風(fēng)荷載；在抗震設(shè)計(jì)中，還有水平地震作用和豎向地震作用。在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮各種荷載的不同作用產(chǎn)生的效應(yīng)。第91頁(yè)/共114頁(yè)荷載效應(yīng)的組合荷載效應(yīng)的組合非抗震設(shè)計(jì)時(shí)的組合：非抗震設(shè)計(jì)時(shí)的組合：抗震設(shè)計(jì)時(shí)的組合：抗震設(shè)計(jì)時(shí)的組合：WKWWQKQQLGKGSSSSWKWWEVKEVEhKEhGEGdSSSSS第92頁(yè)/共114頁(yè)93SDSGKSQKSWKS GQQWWGESEhVSEVKS第93頁(yè)/共114頁(yè)第94頁(yè)/共114頁(yè)小震不壞，中震可修，大震不倒偶遇地震設(shè)防烈度罕遇地震三水準(zhǔn)目標(biāo)偶遇地震下，結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)設(shè)防烈度地震發(fā)生概率不大，此時(shí)要求結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)，浪費(fèi)材料。此時(shí)，結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，塑性變形可以吸收能量，只要結(jié)構(gòu)有足夠的變形能力，就不會(huì)發(fā)生破壞。延性結(jié)構(gòu)利用變形而不是承載力抵抗地震作用。罕遇地震下，結(jié)構(gòu)不倒塌就是完成目標(biāo)第95頁(yè)/共114頁(yè)小震不壞中震可修大震不倒1 承載力計(jì)算2 使用狀態(tài)下的變形驗(yàn)算（地震作用取多遇地震的參數(shù)計(jì)算）延性和抗震構(gòu)造措施實(shí)現(xiàn)一階段設(shè)計(jì)二階段設(shè)計(jì)彈塑性變形驗(yàn)算，構(gòu)造措施第96頁(yè)/共114頁(yè)97ddRS 0REdd