結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算

1、結(jié)構(gòu)抗震變形驗(yàn)算(一)多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)抗震變形驗(yàn)算框架和框架一抗震墻結(jié)構(gòu)宜進(jìn)行多遇地震作用下結(jié)構(gòu)的抗震變形驗(yàn)算，其層間彈性位移應(yīng)符合下式要求：ueQH(25367)式中：一多遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的層間彈性位移，計(jì)算時(shí)，水平地震影響系數(shù)最大值應(yīng)按表2537采用，各作用分項(xiàng)系數(shù)均應(yīng)采用1.0，鋼筋混凝土構(gòu)件可取彈性剛度；氏層間彈性位移角限值，可按表25313米用；H層高。層間彈性位移角限值表25313結(jié)構(gòu)類型條件框架考慮磚填充墻抗側(cè)力作用1/550其它1/450框架抗震墻裝修要求高的公共建筑1/800其它1/650按照結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算層間彈性位移的公式如下:XJ|fJFY尊rX,nLIFn1

2、Fin1F|nrjtt1JfFiiJfp*iifJ1J1f/、JiFijfE?1fIIfX*r、?福型j袴1不考慮扭轉(zhuǎn)影響時(shí)的彈性層間位移底部剪力法:Uj=V/k(25368)Uj=V/k嚴(yán)心-自)占+nn1振型分解反應(yīng)譜法:（25369）uj尸Uj,i-Uj,i-1KUj=FEj式中：i層的彈性層間位移八1UiVji層的地震剪力設(shè)計(jì)值（YE=1.0）Ki一一i層的彈性側(cè)移剛度iUjij振型i層的層間位移u.j振型i層的側(cè)向位移jjK一一結(jié)構(gòu)彈性側(cè)移剛度矩陣Ujj振型側(cè)移向量（由n個(gè)Ujj分量組成）FEjj振型水平地震作用向量（由n個(gè)Fji分量組成）2.考慮扭轉(zhuǎn)影響的彈性層間位移圖2538(2

3、5370).s.j.yiS.JiXIx方向構(gòu)件uii=uxii.s.j.yiS.JiXIJIXJIy方向構(gòu)件u.=u.j.yji斜向構(gòu)件Uj尸UxjjCOse+UyjjSine+jisq式中：u.j振型x方向質(zhì)心位移向量（n個(gè)u.組成）;xjxjiUy.j振型y方向質(zhì)心位移向量（n個(gè)Uyj.組成）；jj振動(dòng)扭轉(zhuǎn)角向量（n個(gè)j.組成）；s.i層質(zhì)心至x方向構(gòu)件的垂直距離；y.Sx.一一i層質(zhì)心至y方向構(gòu)件的垂直距離；e斜向構(gòu)件與x方向的夾角；sfl.一一i層質(zhì)心至e方向構(gòu)件的垂直距離，當(dāng)e=o時(shí)；e.r圖25一3一9se.=-syi，e=n/2時(shí)，se.=sx.；仃一一j振型地震作用向量（x、y

4、和扭轉(zhuǎn)角方向，3n階）；K一一結(jié)構(gòu)考慮扭轉(zhuǎn)的剛度矩陣（3nx3n階）；妝一一j振型與k振型的耦連系數(shù)。3.平面結(jié)構(gòu)考慮轉(zhuǎn)角影響的彈性層間位移（25371）uj尸uj,i-uj,i-i-ej,i-ih.=t&為.kJKJ式中：ej一一j振型樓層轉(zhuǎn)角向量；Kx結(jié)構(gòu)x方向水平剛度；%結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度；Kxe一一結(jié)構(gòu)平移轉(zhuǎn)動(dòng)耦連剛度；0j層的層高；MEj一j振型水平地震作用形成的傾覆力矩。4考慮扭轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)角影響的彈性層間位移同3,但求解勺的剛度矩陣包括轉(zhuǎn)動(dòng)剛度的4nx4n階;地震作用向量包括x.y方向平動(dòng)地震作用分量、扭轉(zhuǎn)地震作用分量和地震傾覆力矩分量，為4n階。當(dāng)不考慮轉(zhuǎn)角影響時(shí)，計(jì)算偏于安全。(二)罕遇

5、地震作用下的結(jié)構(gòu)抗震彈塑性變形驗(yàn)算結(jié)構(gòu)彈塑性變形驗(yàn)算是在罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)層間變形不超過防倒塌容許值的驗(yàn)算，體現(xiàn)大震不倒的設(shè)防目標(biāo)，是變形能力極限狀態(tài)驗(yàn)算。計(jì)算模型采用以層間變形為主要分析對象而比結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析較為簡單的模型。作用效應(yīng)組合僅考慮罕遇地震作用下的層間變形，不考慮其他荷載下產(chǎn)生的變形。1結(jié)構(gòu)抗震彈塑性變形的控制與計(jì)算在多遇地震烈度下處于彈性階段的結(jié)構(gòu)，而且是接近或達(dá)到屈服，延性結(jié)構(gòu)只能通過發(fā)展塑性變形來消耗地震輸入能量。若結(jié)構(gòu)的變形能力不足，勢必發(fā)生倒塌，因此需要計(jì)算結(jié)構(gòu)在此強(qiáng)震作用下的變形，以校核結(jié)構(gòu)的抗震安全性。結(jié)構(gòu)在彈性階段地震位移的計(jì)算方法對于超過12層的建筑和甲類建筑，可采

6、用時(shí)程分析法，對于不超過12層且層剛度無突變的框架結(jié)構(gòu)、填充墻框架結(jié)構(gòu)及單層鋼筋混凝土柱廠房可采用下述簡化計(jì)算法。2下列結(jié)構(gòu)宜進(jìn)行高于本地區(qū)設(shè)防烈度預(yù)估的罕遇地震作用下的薄弱層的抗震變形驗(yàn)算。8度III、W類場地和9度時(shí)，高大的單層鋼筋混凝土柱廠房的橫向排架；79度時(shí)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)小于0.5的框架結(jié)構(gòu)、底層框架磚房；甲類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)為按構(gòu)件實(shí)際配筋和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的樓層受剪承載力和樓層彈性地震剪力的比值;對排架柱指按實(shí)際配筋面積、材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和軸向力計(jì)算的正截面受彎承載力與彈性地震彎矩的比值。3計(jì)算罕遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，水平地震影響系數(shù)應(yīng)按圖2532采用，其

7、最大值按表25314米用。圖2-5-3-2地震影響系數(shù)曲線a地震影響系數(shù)；a地震影響系數(shù)最大值；T結(jié)構(gòu)自振周期；T特征周期，根據(jù)場地類maxg別和近震，遠(yuǎn)震，應(yīng)按表2-5-3-7采用管道基礎(chǔ)表3237罕遇地震作用的水平地震影響系數(shù)最大值表25314烈度789a0.500.901.40max4結(jié)構(gòu)層間彈塑性層間位移的簡化計(jì)算法樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)與結(jié)構(gòu)薄弱層的確定結(jié)構(gòu)彈性層間位移主要取決于樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)的大小及樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)沿房屋高度的分布情況。結(jié)構(gòu)第i層的樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)i)可用下式表示：Ey(i)=vy(i)/ve(i)(25372)式中：vy(i)一按構(gòu)件實(shí)際配筋及材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的i層

8、受剪承載力；ve(i)第i層的彈性地震剪力，計(jì)算時(shí)，水平地震影響系數(shù)最大值ama應(yīng)采用罕遇地震時(shí)的emaxamax。對于J沿高度分布不均勻的結(jié)構(gòu)，在地震作用下，在J最小或相對較小的樓層率先屈服，出現(xiàn)較大的彈性層間位移，其他各層的層間位移則相對較小，接近于按完全彈性反應(yīng)計(jì)算的結(jié)果。gy相對愈小，彈塑性位移愈大，稱此塑性變形集中的樓層為結(jié)構(gòu)薄弱層，對于gy沿高度分布均勻的結(jié)構(gòu)，薄弱層多發(fā)生在底層，對于單層廠房，薄弱層往往在上柱。計(jì)算公式多層結(jié)構(gòu)排架柱g=Va/Vg=Ma/MRyy，e=y，eVay樓層實(shí)際的受剪承載力，各類結(jié)構(gòu)方法不同Ve罕遇地震下的樓層彈性剪力(ye=1-0)My排架柱實(shí)際的正截

9、面受彎承載力a同一截面在罕遇地震下的彈性彎矩(Ye=1.0)Me薄弱層的位置:項(xiàng)次薄弱層位置gy基本均勻的結(jié)構(gòu)可取底層一般多層結(jié)構(gòu)取gy最小和相對較小的樓層；gy(i)0.5gy(i+1)+gy(i-1)gy(n)gy(n-1),gy(Dgy(2)單層廠房排架可取階形柱的上柱底層框架磚房取底層結(jié)構(gòu)薄弱層層間彈塑性位移的簡化計(jì)算多層剪切型結(jié)構(gòu)薄弱層的層間彈塑性層間位移與彈性位移之間有相對穩(wěn)定的關(guān)系，因此層間彈塑性層間位移可由層間彈性位移乘以修正系數(shù)得之：up=npue(25373)式中：AUp層間彈塑性位移；ue一一罕遇地震作用下，按彈性分析的層間位移，對于第i層為：ue(i)=ve(i)/ki

10、(2一5一3一74)ve(i)一i層的彈性地震剪力；k.一一i層的層間剛度；in一一彈塑性位移增大系數(shù)，當(dāng)薄弱層的屈服強(qiáng)度系數(shù)不小于相鄰層該系數(shù)平均值的0.8時(shí)，p可按表2一5一3一15采用;當(dāng)不大于該平均值的0.5時(shí)，可按表內(nèi)相應(yīng)數(shù)值的1.5倍采用;其他情況可采用內(nèi)插法取值。彈塑性位移增大系數(shù)表2一5一3一15結(jié)構(gòu)類別總層數(shù)n或部位&0.50.40.30.2多層均勻結(jié)構(gòu)241.301.401.602.10571.501.651.802.408121.802.002.202.80單層廠房上柱1.301.602.002.60薄弱層在罕遇地震作用下的彈性層間位移，在計(jì)算時(shí)amax需取罕遇地震的數(shù)值

11、?；騏p=pAUy=np/EyAUy(25375)式中：AUy層間屈服位移；M樓層延性系數(shù)；結(jié)構(gòu)薄弱層的抗震變形驗(yàn)算抗震變形驗(yàn)算，要求結(jié)構(gòu)的層間彈塑性位移小于層間變形能力。如將結(jié)構(gòu)的變形能力用層間位移角表達(dá)，則應(yīng)滿足下式要求，即：UpSepH(25376)式中：H薄弱層的層高或單層廠房的上柱高度；切一一層間彈塑性位移角限值，可按表25316采用，對框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)軸壓比小于0.4時(shí)，可提高10%，當(dāng)柱子全高的箍筋構(gòu)造采用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范表6.3.10中的上限值時(shí)，可提高20%，但累計(jì)不超過25%。圖25310第二階段設(shè)計(jì)流程圖層間彈塑性位移角限值表25316結(jié)構(gòu)類別印單層鋼筋混凝土排架1/30框架和填充墻框架1/50底層框架磚房中