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關(guān)于地震作用和抗震驗算第1節(jié)地震作用計算6.1結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時,建筑的重力荷載代表值應(yīng)取結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值和各可變荷載組合值之和。此時,風(fēng)荷載參與組合嗎?按《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的原則規(guī)定,2001規(guī)范5.1.3條將地震發(fā)生時恒載與其他重力荷載可能的遇合結(jié)果總稱為“抗震設(shè)計的重力荷載代表值GE”,即永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gk和與重力有關(guān)的可變荷載組合值之和,對樓面活荷載、雪荷載等豎向可變荷載給出了組合值系數(shù)ψE如:GE=Gk+ΣψELk(6—1)組合值系數(shù)表6-1可變荷載種類 組合值系數(shù)雪荷載 0.5屋面積灰荷載 0.5屋面活荷載 不計入按實際情況計算的樓面活荷載 1.0按等效均布荷載計算的樓面活荷載 藏書庫、檔案庫 0.8 其他民用建筑 0.5吊車懸吊物重力 硬鉤吊車 0.3 軟鉤吊車 不計入注:硬鉤吊車的吊重較大時,組合值系數(shù)應(yīng)按實際情況采用。從表6-l可見,計算結(jié)構(gòu)重力荷載代表值時,只有由各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件(建筑構(gòu)件和設(shè)施等)的自重等豎向荷載參與組合,水平可變荷載風(fēng)荷載不參與組合。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面抗震驗算,地震作用效應(yīng)與其他荷載效應(yīng)的基本組合時,對風(fēng)荷載的組合加于考慮,但只限對于風(fēng)荷載起控制作用的高層建筑,按2001規(guī)范5.4.1條,取風(fēng)荷載組合值系數(shù)為1.2;一般結(jié)構(gòu)則取0.0。這里,所謂風(fēng)荷載起控制作用,指風(fēng)荷載和地震作用產(chǎn)生的總剪力和傾覆力矩相當(dāng)?shù)那闆r。6.26度區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)是否都不需要進(jìn)行地震作用計算和截面抗震驗算?2001規(guī)范3.1.4條和5.1.6條規(guī)定部分建筑結(jié)構(gòu)在6度時可不進(jìn)行地震作用計算和構(gòu)件截面抗震驗算,但應(yīng)符合有關(guān)抗震措施要求。對于位于Ⅳ類場地上的較高的高層建筑,例如高于40m的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),高于60m的其他鋼筋混凝土民用房屋和類似的工業(yè)廠房,以及高層鋼結(jié)構(gòu)房屋等,由于Ⅳ類場地反應(yīng)譜的特征周期Tg較長,結(jié)構(gòu)自振周期也較長,則6度Ⅳ類場地的地震作用值可能與7度Ⅱ類場地的地震作用值相當(dāng),此時仍需進(jìn)行抗震驗算。所以并非所有的建筑在6度區(qū)不進(jìn)行地震作用計算。另外,對于鋼筋混凝土房屋的抗震等級四級以上的結(jié)構(gòu),截面抗震驗算涉及到內(nèi)力調(diào)整。例如,6度區(qū)的丙類鋼筋混凝土房屋的抗震等級,部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)之框支層框架為二級、抗震墻為三級(建筑高度小于等于80m)或二級(建筑高度大于等于80m);其他結(jié)構(gòu)中也有框架為三級,筒體和抗震墻為三級甚至二級。因此,抗震措施中有許多需進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整計算。一些不規(guī)則的結(jié)構(gòu),當(dāng)按2001規(guī)范3.4.3條進(jìn)行地震作用效應(yīng)的調(diào)整并對薄弱部位采取有效的構(gòu)造措施時,如對結(jié)構(gòu)薄弱層的地震剪力乘以1.15的增大系數(shù),對轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力乘以1.25~1.5的增大系數(shù)等。此時,為了更好執(zhí)行,也需要適當(dāng)計算。6.3高層混凝土結(jié)構(gòu)中,6度抗震設(shè)計時為何規(guī)定計算地震作用和作用效應(yīng)?《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(以下簡稱《混凝土高規(guī)》)JGJ3-2002第3.3.1條規(guī)定,要求所有6度抗震設(shè)計的高層建筑也進(jìn)行地震作用和作用效應(yīng)計算,而不僅限于Ⅳ類場地上的較高房屋。這是鑒于高層建筑的重要性且結(jié)構(gòu)計算分析軟件應(yīng)用已十分普遍,通過計算,可與無地震作用效應(yīng)組合工況進(jìn)行比較,并可采用有地震作用組合的柱軸壓力設(shè)計值計算柱的軸壓比等,方便抗震設(shè)計。按照標(biāo)準(zhǔn)化法,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求可以比國家標(biāo)準(zhǔn)提高,二者并不矛盾。6.4對突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等突出屋面的小結(jié)構(gòu),抗震設(shè)計應(yīng)注意哪些事項?1,突出屋面的屋頂房間屬于結(jié)構(gòu)體系中剛度突變的部位。2001規(guī)范第3章關(guān)于概念設(shè)計的規(guī)定中,第3.4.2條明確規(guī)定,剛度和承載力突變的結(jié)構(gòu)體系屬于不利于抗震的不規(guī)則結(jié)構(gòu),第3.5.3條要求結(jié)構(gòu)體系的選型應(yīng)防止剛度和強度的突變。突出屋面的小結(jié)構(gòu)明顯存在剛度突變,其抗震設(shè)計尤應(yīng)注意采取可靠措施。例如,對計算分析,第5.2.4條規(guī)定,當(dāng)采用底部剪力法時,突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等的地震作用效應(yīng),宜乘以增大系數(shù)3;采用振型分解法時,突出屋面部分可作為一個質(zhì)點進(jìn)行計算。同時還要根據(jù)計算結(jié)果加強構(gòu)造措施。2,突出屋面的屋頂房間的大小如何掌握?2001規(guī)范第5.2.4條規(guī)定,突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等的地震作用效應(yīng),宜乘以增大系數(shù)3,此增大部分不應(yīng)往下傳遞,但與突出部位相連構(gòu)件的地震效應(yīng)亦宜乘以增大系數(shù)3。國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50023第5.2.4條規(guī)定,出屋面樓電梯間、水箱間應(yīng)作為局部易損部位對待;第5.2.5條要求,其最大抗震橫墻間距和寬度宜按一般樓層的l/3采用;第5.3.3條3款也規(guī)定,其對樓層綜合抗震能力的局部影響系數(shù)取l/3。因此,一般認(rèn)為,突出屋面的屋頂房間面積不應(yīng)超過標(biāo)準(zhǔn)層面積的30%。當(dāng)突出屋面的屋頂房間面積小于樓層面積的30%時,可按突出屋面的屋頂間計算而不算做一個樓層。6.5舉例說明考慮雙向水平地震的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時,求出的地震作用如何在實際工程中參與荷載(作用)的組合?2001規(guī)范在5.1.1條3款明確要求,質(zhì)量和剛度分布明顯不對稱、即特別不規(guī)則的結(jié)構(gòu),應(yīng)計人雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響。根據(jù)強震觀測記錄的統(tǒng)計分析,兩個方向水平地震加速度的最大值不相等,二者之間的比值約為1:0.85,而且兩個方向的最大值不一定發(fā)生在同一時刻,因此,按照平穩(wěn)隨機變量的最大遇合概率,采用平方和開方方法計算兩個水平方向地震作用效應(yīng)的組合。所謂扭轉(zhuǎn)地震作用效應(yīng),是指兩個正交方向地震作用在每個構(gòu)件的同一局部坐標(biāo)方向產(chǎn)生的效應(yīng)(位移和內(nèi)力)。2001規(guī)范5.2.3條2款中規(guī)定的雙向水平地震作用扭轉(zhuǎn)效應(yīng)組合的計算公式為:SEk=[(SX2+(0.85Sy)2]1/2或SEk=[(Sy2+(0.85Sx)2]1/2(6—2)可進(jìn)一步細(xì)化為下列計算公式:對X方向取SxEk=[(Sxx2+(0.85Sxy)2)1/2或SxEk=[(Sxy2+(0.85Sxx)2)1/2中的較大值;對Y方向取SyEk=[(Syy2+(0.85Syx)2)1/2或SyEk=[(Syx2+(0.85Syy)2)1/2中的較大值。式中SxEk、SyEk――考慮x、y兩方向水平地震作用的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)(包括彎矩M、剪力V、軸力N及相應(yīng)的位移):Sxx――x方向地震作用在局部坐標(biāo)xi方向產(chǎn)生的地震作用效應(yīng);Sxy――y方向地震作用在局部坐標(biāo)xi方向產(chǎn)生的地震作用效應(yīng);Syy――y方向地震作用在局部坐標(biāo)yi方向產(chǎn)生的地震作用效應(yīng);Syx――x方向地震作用在局部坐標(biāo)yi方向產(chǎn)生的地震作用效應(yīng)。在結(jié)構(gòu)計算中,一般需計算彎矩M、剪力V、軸力N、扭矩Mt,按不利情況考慮時,若取最大彎矩,如果Mx1>Mx2,則組合時應(yīng)取M現(xiàn)對應(yīng)的這組值V現(xiàn)、N現(xiàn)、M鐵,而不管Vx1、Vx2誰更大的問題。同理,取最大剪力時,則取最大剪力對應(yīng)的那組彎矩、軸力;取最大軸力時,則取最大軸力對應(yīng)的那組彎矩、剪力等。對樓層位移u和層間位移Δu,也應(yīng)按上述要求計算雙向水平地震位移的組合:第一組:u1=[(ux2+(0.85uy)2)1/2,Δu1=[(Δux2+(0.85Δuy)2)1/2;第二組:u2=[(uy2+(0.85ux)2)1/2,Δu2=[(Δuy2+(0.85Δux)2)1/2。若抗側(cè)力構(gòu)件正交的結(jié)構(gòu)完全對稱,y方向地震作用在坐標(biāo)x方向構(gòu)件產(chǎn)生的地震作用效應(yīng)Sxy=0,x方向地震作用在坐標(biāo)y方向構(gòu)件產(chǎn)生的地震作用效應(yīng)Syx=0。雙向地震作用計算與單向地震作用計算完全相同。因而,對于完全對稱的結(jié)構(gòu),以及不屬于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則的結(jié)構(gòu),規(guī)范不要求進(jìn)行雙向地震作用效應(yīng)的組合。6.6對于一些長懸臂、大跨度結(jié)構(gòu)和9度區(qū)的高層建筑,如何計算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震作用效應(yīng)及其與其他荷載效應(yīng)的組合?1,關(guān)于大跨度和長懸臂結(jié)構(gòu),按2001規(guī)范第5.1.1條的條文說明,根據(jù)我國大陸和臺灣地震的經(jīng)驗,9度和9度以上時,跨度大于18m的屋架、1.5m以上的懸挑陽臺和走廊等震害嚴(yán)重甚至倒塌;8度時,跨度大于24m的屋架、2m以上的懸挑陽臺和走廊等震害嚴(yán)重。因此,一般情況,需要考慮豎向地震作用的大跨度和長懸臂構(gòu)件,參照上述數(shù)據(jù)掌握。2,大跨度構(gòu)件的豎向地震計算,按規(guī)范5.3.2條規(guī)定,可采用豎向地震系數(shù)方法:FEvk=λEvGE(6-3)式中,系數(shù)λEv按表6-2采用。豎向地震作用系數(shù)表6-2結(jié)構(gòu)類型 烈度 場地類別ⅠⅡⅢ、Ⅳ平板型網(wǎng)架、鋼屋架 8 可不計算(0.1) 0.08(0.12) 0.1(0.15) 9 0.15 0.15 0.20鋼筋混凝土屋架 8 0.10(0.15) 0.13(0.19) 0.13(0.19) 9 0.20 0.25 0.25注:括號中數(shù)值用于設(shè)計基本地震加速度為0.30g的地區(qū)。長懸臂構(gòu)件的豎向地震作用,按靜力法計算,8度取10%重力荷載代表值,8度(0.15g)取15%重力荷載代表值,9度取20%重力荷載代表值。3,對于長懸臂、大跨度結(jié)構(gòu)和9度區(qū)的高層建筑,豎向地震作用效應(yīng)的抗震驗算,一般取下列二種情況的不利狀態(tài):(1)僅考慮豎向地震作用,按2001規(guī)范5.4.3條規(guī)定,承載力抗震調(diào)整系數(shù)取γRE=1.0;(2)同時計算水平與豎向地震作用效應(yīng),按2001規(guī)范5.4.l條取水平地震作用分項系數(shù)γEh=1.3和豎向地震作用系數(shù)γEV=0.5的基本組合;必要時,如豎向地震作用效應(yīng)大于水平地震作用效應(yīng)時,可以考慮取水平地震作用分項系數(shù)γEh=0.5和豎向地震作用系數(shù)γEV=1.3的一種基本組合。6.7結(jié)構(gòu)時程分析法的適用范圍如何?在結(jié)構(gòu)抗震驗算中起什么作用?結(jié)構(gòu)抗震驗算的基本方法是振型分解反應(yīng)譜法,時程分析法作為補充計算方法,只對特別不規(guī)則、特別重要的和較高的高層建筑結(jié)構(gòu)才要求采用。采用時程分析的高度范圍如表6-3所示。需要采用時程分析的高層建筑表6-3烈度、場地類別 房屋高度范圍8度Ⅰ、Ⅱ類場地和7度 >100m8度Ⅲ、Ⅳ類場地 >80m9度 >60m時程分析法又稱為直接動力分析法,可分為彈性時程分析法和彈塑性時程分析法,時程分析法主要用于結(jié)構(gòu)變形驗算,判斷結(jié)構(gòu)的薄弱層和薄弱部位。采用彈塑性時程分析法還能找到結(jié)構(gòu)的塑性鉸位置及其發(fā)生的時刻。圖6-l是某高層建筑結(jié)構(gòu)的彈性時程分析法與反應(yīng)譜法計算結(jié)果的比較。可以看到,由于高振型的影響,高層建筑頂部的地震反應(yīng)(剪力和位移)大于建筑下部的地震反應(yīng),只有通過彈性時程分析法才能看出這種效果。6.8時程分析法對輸入地震波的要求如何?是否必須采用當(dāng)?shù)氐膹娬鹩涗?采用時程分析法時,應(yīng)按建筑場地類別和設(shè)計地震分組選用不少于二組的實際強震記錄和一組人工模擬的加速度時程曲線,其平均地震影響系數(shù)曲線應(yīng)與振型分解反應(yīng)譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線在統(tǒng)計意義上相符。所謂“實際強震記錄”并非一定是當(dāng)?shù)氐膹娬鹩涗洠窃跀?shù)據(jù)庫中,按上述原則選取的強震加速度記錄。由于地震是一種小概率的隨機事件,在我國和世界上發(fā)生過強地震的地點,已獲取強地震記錄的極少,不可能要求抗震設(shè)計時一定要采用當(dāng)?shù)氐挠涗洝S捎趯嶋H地震加速度時程是一種非穩(wěn)態(tài)的隨機過程,即使是同一地點,在不同時間發(fā)生的地震中所得到的地震加速度記錄也不可能完全相同。因此,對一個特定的建設(shè)場地,不能預(yù)期今后地震發(fā)生時所產(chǎn)生的加速度時間過程。從設(shè)計角度,只能定出一定的規(guī)則采選擇或人工合成地震波。所謂“在統(tǒng)計意義上相符”指的是,輸入地震加速度記錄的平均地震影響系數(shù)與振型分解反應(yīng)譜法所用的地震影響系數(shù)曲線相比,在各周期點上相差不大于20%。正確選擇輸入的地震加速度時程曲線,要滿足地震動三要素的要求,即有效加速度峰值、頻譜特性和持續(xù)時間的要求。有效加速度峰值由表6-4確定,頻譜特性由地震影響系數(shù)曲線表征,地震加速度時程曲線的持續(xù)時間一般為結(jié)構(gòu)基本周期的5~10倍。地震波選擇的正確與否,規(guī)定一個定量的標(biāo)準(zhǔn),即:彈性時程分析時,計算結(jié)果的平均底部剪力值不應(yīng)小于振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果的80%,每條加速度時程曲線計算結(jié)果的底部剪力值則不應(yīng)小于65%。時程分析所用的有效加速度峰值(cm/s2)表6-4設(shè)防地震烈度 6度 7度 8度 9度多遇地震 18 35(55) 70(110) 140罕遇地震 - 220(310) 400(510) 320注:括號內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區(qū)。6.9對6度抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu),《混凝土高規(guī)》JGJ3第3.3.4條和5.1.13條對彈性動力時程分析的要求不一致,如何執(zhí)行?《混凝土高規(guī)》第3.3.4條對6度抗震設(shè)防時,未作彈性時程分析補充計算的明確規(guī)定,是考慮到此種情況的地震作用相對較小,主要以抗震構(gòu)造設(shè)計為主。但并不表明6度時對所有結(jié)構(gòu)都不需要做彈性時程分析補充計算。對特別不規(guī)則或《混凝土高規(guī)》另有規(guī)定的高層建筑,如第5.1.13條規(guī)定,B級高度的高層建筑結(jié)構(gòu)、具有轉(zhuǎn)換層、加強層、錯層和多塔等復(fù)雜的高層建筑結(jié)構(gòu),仍應(yīng)進(jìn)行彈性時程分析補充計算。6度設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu),小震加速度時程曲線的最大加速度峰值可按2001規(guī)范表5.1.2-2采用,即取18cm/s2。6.10規(guī)范規(guī)定了樓層最小地震剪力系數(shù),對采用多質(zhì)點振型分解反應(yīng)譜法計算時,其值有時不易滿足,該如何對結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理?是否可以僅僅將地震作用按比例放大?對于剛度較弱、周期較長的結(jié)構(gòu),地震發(fā)生時地面運動的長周期成分(以速度和位移值來表征)可能對結(jié)構(gòu)的破壞具有更大影響,但目前抗震規(guī)范所采用的振型分解反應(yīng)譜法尚無法對此做出估計。2001規(guī)范第5.2.5條要求控制樓層地震作用的最小值,取樓層的地震剪力與該樓層及以上各層重力荷載代表值的比值——地震剪力系數(shù)作為控制指標(biāo)(表6-5)。樓層最小地震剪力系數(shù)值表6-5類別 7度 8度 9度扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較明顯或基本周期小于3.5s的結(jié)構(gòu) 0.016(0.024) 0.032(0.048) 0.064基本周期大于5.0s的結(jié)構(gòu) 0.012(0.018) 0.024(0.032) 0.040注:1,基本周期介于3.5s和5s之間的結(jié)構(gòu),可插值取值;2,括號內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區(qū)。如果結(jié)構(gòu)部分樓層實際計算的地震剪力系數(shù)與2001規(guī)范5.2.5條規(guī)定的樓層最小地震剪力系數(shù)值相差不大,則可采用地震作用增大系數(shù)或修改結(jié)構(gòu)計算的周期折減系數(shù)的辦法,以近似考慮地震地面運動的長周期成分的作用;如果結(jié)構(gòu)總地震剪力與規(guī)定的值相差較多,表明結(jié)構(gòu)整體剛度偏小,宜調(diào)整結(jié)構(gòu)總體布置,增加結(jié)構(gòu)剛度;如果部分樓層的地震剪力系數(shù)小于規(guī)定值較多,說明結(jié)構(gòu)存在明顯的軟弱層,于抗震不利,也應(yīng)對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行調(diào)整,如增加、增強這些軟弱層的抗側(cè)剛度等,不能再簡單地采用地震作用增大系數(shù)或修改結(jié)構(gòu)計算的周期折減系數(shù)的辦法。對高層建筑的地下室,當(dāng)嵌固部位在地下室頂板位置時,因為地下室的地震作用是明顯衰減的,故一般不要求單獨核算地下室部分的樓層最小地震剪力系數(shù)。第二節(jié)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件抗震驗算6.11規(guī)范中對鋼筋混凝土框架柱進(jìn)行軸壓比和結(jié)構(gòu)層間位移控制,這二者之間有無關(guān)系?裝修較高時,結(jié)構(gòu)層間彈性位移角限制有什么規(guī)定?對鋼筋混凝土框架柱進(jìn)行軸壓比控制是為了保證混凝土構(gòu)件的延性,防止脆性破壞。對結(jié)構(gòu)層間位移進(jìn)行控制是為了保證結(jié)構(gòu)整體剛度和整體安全。控制軸壓比和控制層間位移是從兩個不同的方面來保證結(jié)構(gòu)地震安全,兩者無顯著的聯(lián)系。層間位移限值主要根據(jù)保證建筑正常使用功能(彈性)和保證結(jié)構(gòu)抗倒塌能力(彈塑性)來確定,其中也包括對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和建筑內(nèi)各類設(shè)備的正常使用和破壞程度的控制。2001規(guī)范5.5.1條規(guī)定,結(jié)構(gòu)進(jìn)行多遇地震作用下的抗震變形驗算,其樓層內(nèi)最大的彈性層間位移應(yīng)符合下式要求:Δue≤[θe]h(6-4)式中Δue——多遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的樓層內(nèi)最大的彈性層間位移;計算時,除以彎曲變形為主的高層建筑外,可不扣除結(jié)構(gòu)整體彎曲變形;應(yīng)計人扭轉(zhuǎn)變形,各作用分項系數(shù)均應(yīng)采用1.0;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面剛度可采用彈性剛度;[θe]——彈性層間位移角限值,宜按表6-6采用;h——計算樓層層高。結(jié)構(gòu)彈性層間位移角限值表6-6結(jié)構(gòu)類型 [θe]鋼筋混凝土框架 1/550鋼筋混凝土框架-剪力墻、板柱-抗震墻、框架-核心筒 1/800鋼筋混凝土抗震墻、筒中筒 1/1000鋼筋混凝土框支層 1/1000多、高層鋼結(jié)構(gòu)構(gòu) 1/30002001規(guī)范55.5.55條還規(guī)定定,結(jié)構(gòu)薄薄弱層(部位)彈塑性層層間位移角角θp不應(yīng)超過過表6-7的限值。結(jié)構(gòu)彈塑性層間間位移角限限值表6-?結(jié)構(gòu)類型 [θp]單層鋼筋混凝土土柱排架 1/300鋼筋混凝土框架架 1/500底部框架磚房中中的框架-剪力墻 1/1000鋼筋混凝土框架架-剪力墻、板板柱-抗震墻、框框架-核心筒 1/1000鋼筋混凝土抗震震墻、筒中中筒 1/1220多、高層鋼結(jié)構(gòu)構(gòu) 1/500隨著建材工業(yè)和和裝修技術(shù)術(shù)的發(fā)展,建建筑裝修越越高級,其其細(xì)部構(gòu)造造越精密,變變形能力可可能會更好好,例如建建筑室內(nèi)的的木裝修和和許多化學(xué)學(xué)建材裝修修以及玻璃璃幕墻都具具有很好的的適應(yīng)變形形的能力,大大理石墻面面一般也是是采用多點點懸掛方式式固定于主主體結(jié)構(gòu),89規(guī)范對建建筑裝修標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)高的建建筑結(jié)構(gòu)采采用較小的的側(cè)移限值值在目前已已無必要,故2001規(guī)范中不再對裝修情況進(jìn)行區(qū)分。6.12計算薄弱層變形的方法有幾種?適用范圍如何?計算薄弱層變形形的主要方方法包括::規(guī)范簡化化方法、靜靜力彈塑性性分析方法法(pussh—over法)、彈塑性性時程分析析法等,有有不同的使使用范圍::(1)不超過112層且層剛剛度無突變變的框架結(jié)結(jié)構(gòu)及單層層鋼筋混凝凝土柱廠房房可采用規(guī)規(guī)范5.55.4條的簡化化方法;(2)除上述結(jié)結(jié)構(gòu)之外,可可以采用靜靜力彈塑性性分析方法法(pussh-ovver法)或彈塑性性時程分析析法。對于于規(guī)則結(jié)構(gòu)構(gòu),可采用用簡化的彎彎剪層模型型和平面桿桿系模型;;對于不規(guī)規(guī)則結(jié)構(gòu),則則應(yīng)采用三三維空間有有限元模型型進(jìn)行分析析。結(jié)構(gòu)薄弱層(部部位)彈塑性層層間位移的的簡化計算算,包括薄薄弱層位置置和位移值值的估計,系系根據(jù)數(shù)千千個l~15層剪切型型結(jié)構(gòu)采用用理想彈塑塑性恢復(fù)力力模型進(jìn)行行彈塑性時時程分析的的計算結(jié)果果獲得的簡簡化方法::1,多層結(jié)構(gòu)存在在“塑性變形形集中”的薄弱層層是一種普普遍現(xiàn)象,其其薄弱層(部位)的位置可可按下列情情況確定::(1)樓層屈服服強度系數(shù)數(shù)沿高度分分布均勻的的結(jié)構(gòu),可可取底層;;(2)樓層屈服服強度系數(shù)數(shù)沿高度分分布不均勻勻的結(jié)構(gòu),可可取該系數(shù)數(shù)最小的樓樓層(部位)和相對較較小的樓層層,一般不不超過2~3處;(3)單層廠房房,可取上上柱。2,多層剪切型結(jié)結(jié)構(gòu)薄弱層層的彈塑性性變形與彈彈性變形之之間有相對對穩(wěn)定的關(guān)關(guān)系,其最最大的彈塑塑性層間位位移可按下下列公式估估算:Δup=ηpΔue(6-55)或Δup=μΔuy=(ηp/ξy)Δuy(6-66)式中Δup——彈塑性層間位移移;ΔΔuy——層間屈服服位移;μ——樓層延性性系數(shù);ΔΔue——罕遇地震震作用下按按彈性分析析的層間位位移,可取取多遇地震震下的位移移乘以罕遇遇與多遇地地震影響系系數(shù)最大值值的比值計計算;ηp——彈塑性層層間位移增增大系數(shù),當(dāng)當(dāng)薄弱層(部位)的屈服強強度系數(shù)不不小于相鄰鄰層(部位)該系數(shù)平平均值的0.8時,可按按表6-8采用。當(dāng)當(dāng)不大于該該平均值的的0.5時,可按按表內(nèi)相應(yīng)應(yīng)數(shù)值的1.5倍采用;;其他情況況可采用內(nèi)內(nèi)插法取值值;ξy——樓層屈服服強度系數(shù)數(shù),為按構(gòu)構(gòu)件實際配配筋和材料料強度標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值計算的的樓層受剪剪承載力和和按罕遇地地震作用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值計算算的樓層彈彈性地震剪剪力的比值值;對排架架柱,指按按實際配筋筋面積、材材料強度標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值和軸軸向力計算算的正截面面受彎承載載力與按罕罕遇地震作作用標(biāo)準(zhǔn)值值計算的彈彈性地震彎彎矩的比值值。彈塑性層間位移移增大系數(shù)數(shù)表6-8結(jié)構(gòu)類型 總層數(shù)n或部位位 當(dāng)ξy為下列數(shù)數(shù)值時 0.5 0.44 0.3多層均勻框架結(jié)結(jié)構(gòu) 2~4 1.300 1.400 1.600 5~7 1.50 1..65 1.800 8~12 1.800 2.000 2.200單層廠房 上柱 1.300 1.600 2.000計算結(jié)構(gòu)樓層或或構(gòu)件的屈屈服強度系系數(shù)時,實實際承載力力應(yīng)取截面面的實際配配筋和材料料強度標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值計算,鋼鋼筋混凝土土梁柱的正正截面受彎彎實際承載載力公式如如下:梁:柱:軸向力滿足足NG/(fcbbchc))≤0.5時,式中,NG為對對應(yīng)于重力力荷載代表表值的柱軸軸壓力(分項系數(shù)數(shù)取1.0)。6.13靜靜力彈塑性性分析方法法(pussh-ovver法)的確切含含義及特點點是什么?結(jié)構(gòu)彈塑性變形形分析方法法有動力非非線性分析析(彈塑性時時程分析)和靜力非非線性分析析兩大類。動動力非線性性分析能比比較準(zhǔn)確而而完整地得得出結(jié)構(gòu)在在罕遇地震震下的反應(yīng)應(yīng)全過程,但但計算過程程中需要反反復(fù)迭代,數(shù)數(shù)據(jù)量大,分分析工作繁繁瑣,且計計算結(jié)果受受到所選用用地震波以以及構(gòu)件恢恢復(fù)力和屈屈服模型的的影響較大大,一般只只在設(shè)計重重要結(jié)構(gòu)或或高層建筑筑結(jié)構(gòu)時采采用。靜力彈塑性分析析方法(pussh-ovver法),是對結(jié)結(jié)構(gòu)在罕遇遇地震作用用下進(jìn)行彈彈塑性變形形分析的一一種簡化方方法,從本本質(zhì)上說它它是一種靜靜力分析方方法。具體體地說,就就是在結(jié)構(gòu)構(gòu)計算模型型上施加按按某種規(guī)則則分布的水水平側(cè)向力力,單調(diào)加加載并逐級級加大;一一旦有構(gòu)件件開裂(或屈服)即修改其其剛度(或使其退退出工作),進(jìn)而修修改結(jié)構(gòu)總總剛度矩陣陣,進(jìn)行下下一步計算算,依次循循環(huán)直到結(jié)結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)預(yù)定的狀態(tài)態(tài)(成為機構(gòu)構(gòu)、位移超超限或達(dá)到到目標(biāo)位移移),從而判判斷是否滿滿足相應(yīng)的的抗震能力力要求。靜力彈塑性分析析方法(pussh-ovver法)分為兩個個部分,首首先建立結(jié)結(jié)構(gòu)荷載—位移曲線線,然后評評估結(jié)構(gòu)的的抗震能力力,基本工工作步驟為為:第一步:準(zhǔn)備結(jié)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)::包括建立立結(jié)構(gòu)模型型、構(gòu)件的的物理參數(shù)數(shù)和恢復(fù)力力模型等;;第二步:計算結(jié)結(jié)構(gòu)在豎向向荷載作用用下的內(nèi)力力。第三步:在結(jié)構(gòu)構(gòu)每層的質(zhì)質(zhì)心處,沿沿高度施加加按某種規(guī)規(guī)則分布的的水平力(如:倒三三角、矩形形、第一振振型或所謂謂自適應(yīng)振振型分布等等),確定其其大小的原原則是:施施加水平力力所產(chǎn)生的的結(jié)構(gòu)內(nèi)力力與前一步步計算的內(nèi)內(nèi)力疊加后后,恰好使使一個或一一批構(gòu)件開開裂或屈服服。在加載載中隨結(jié)構(gòu)構(gòu)動力特征征的改變而而不斷調(diào)整整的自適應(yīng)應(yīng)加載模式式是比較合合理的,比比較簡單而而且實用的的加載模式式是結(jié)構(gòu)第第一振型。第四步:對于開開裂或屈服服的桿件,對對其剛度進(jìn)進(jìn)行修改,同同時修改總總剛度矩陣陣后,再增增加一級荷荷載,又使使得一個或或一批構(gòu)件件開裂或屈屈服;不斷重復(fù)第三步步、第四步步,直到結(jié)結(jié)構(gòu)達(dá)到某某一目標(biāo)位位移(當(dāng)多自由由度結(jié)構(gòu)體體系可以等等效為單自自由度體系系時)或結(jié)構(gòu)發(fā)發(fā)生破壞(采用性能能設(shè)計方法法時,根據(jù)據(jù)結(jié)構(gòu)性能能譜與需求求譜相交確確定結(jié)構(gòu)性性能點)。對于結(jié)構(gòu)振動以以第一振型型為主、基基本周期在在2s以內(nèi)的結(jié)結(jié)構(gòu),pushh-oveer方法能夠夠很好地估估計結(jié)構(gòu)的的整體和局局部彈塑性性變形,同同時也能揭揭示彈性設(shè)設(shè)計中存在在的隱患(包括層屈屈服機制、過過大變形以以及強度、剛剛度突變等等)。靜力彈塑性分析析方法的特特點:(1)由于于在計算時時考慮了構(gòu)構(gòu)件的塑性性,可以估估計結(jié)構(gòu)的的非線性變變形和出現(xiàn)現(xiàn)塑性鉸的的部位;(2)與彈彈塑性時程程分析法比比較,其輸輸人數(shù)據(jù)簡簡單,工作作量較小,計計算時間短短。在實際計算中必必須注意以以下幾個問問題:(1)計算算模型必須須包括對結(jié)結(jié)構(gòu)重量、強強度、剛度度及穩(wěn)定性性有較大影影響的所有有結(jié)構(gòu)部件件。(2)在對對結(jié)構(gòu)進(jìn)行行橫向力增增量加載之之前,必須須把所有重重力荷載(恒載和參參與組合的的活荷載)施加在相相應(yīng)位置。(3)結(jié)構(gòu)構(gòu)的整體非非線性性能能及剛度是是根據(jù)增量量靜力分析析所求得的的基底剪力力-頂點位移移的關(guān)系曲曲線確定的的。(4)在某某些情況下下,靜力彈彈塑性分析析不能準(zhǔn)

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