计算水平地震作用的底部剪力法文档.pptx

职业技术学院职业技术学院3.5 3.5 计算水平地震作用的底部剪力法计算水平地震作用的底部剪力法一、底部剪力的计算一、底部剪力的计算第第j j振型振型j j振型的底部剪力为振型的底部剪力为G G结结构的总重力荷载代表值构的总重力荷载代表值组合后的结构底部剪力组合后的结构底部剪力高振型影响系数高振型影响系数(规范取规范取0.85)0.85)Geq结构等效总重力荷载代表值结构等效总重力荷载代表值,0.85G,0.85G职业技术学院职业技术学院三、重力荷载代表值的确定三、重力荷载代表值的确定 结构的重力荷载代表值等于结构和构配件自重标准结构的重力荷载代表值等于结构和构配件自重标准值值G Gk k加上各可变荷载组合值。加上各可变荷载组合值。-第第i i个可变荷载标准值；个可变荷载标准值；-第第i i个可变荷载的组合值系数个可变荷载的组合值系数；不考虑不考虑 软钩吊车软钩吊车 0.3 硬钩吊车硬钩吊车 0.5 其它民用建筑其它民用建筑 0.8 藏书库、档案库藏书库、档案库 1.0按实际情况考虑的楼面活荷载按实际情况考虑的楼面活荷载 不考虑不考虑 屋面活荷载屋面活荷载 0.5屋面积灰荷载屋面积灰荷载 0.5 雪荷载雪荷载组合值系数组合值系数可变荷载种类可变荷载种类按等效均布荷载考虑按等效均布荷载考虑的楼面活荷载的楼面活荷载吊车悬吊物重力吊车悬吊物重力组合值系数组合值系数职业技术学院职业技术学院二、各质点的水平地震作用标准值的计算二、各质点的水平地震作用标准值的计算H1G1GkHk地震作用下各楼层水平地震层间剪力为地震作用下各楼层水平地震层间剪力为职业技术学院职业技术学院三、顶部附加地震作用的计算三、顶部附加地震作用的计算 当结构层数较多时当结构层数较多时,按上式计算出的水平地震按上式计算出的水平地震作用比振型分解反应谱法小。作用比振型分解反应谱法小。为了修正，在顶部附加一个集中力为了修正，在顶部附加一个集中力 。H1G1GkHk职业技术学院职业技术学院-结构总水平地震作用标准值；结构总水平地震作用标准值；-相应于结构基本周期的水平地震相应于结构基本周期的水平地震影响系数；多层砌体房屋、底部框架影响系数；多层砌体房屋、底部框架和多层内框架砖房，宜取水平地震影和多层内框架砖房，宜取水平地震影响系数最大值；响系数最大值；-i-i质点水平地震作用质点水平地震作用；-i-i质点重力荷载代表值质点重力荷载代表值；-i-i质点的计算高度；质点的计算高度；-顶部附加地震作用系数，多层内框架顶部附加地震作用系数，多层内框架 砖房砖房0.2,0.2,多层钢混、钢结构房屋按下多层钢混、钢结构房屋按下 表表,其它可不考虑。其它可不考虑。顶部附加地震作用系数顶部附加地震作用系数-结构等效总重力荷载结构等效总重力荷载；职业技术学院职业技术学院四、底部剪力法适用范围四、底部剪力法适用范围 底部剪力法适用于一般的多层砖房等砌底部剪力法适用于一般的多层砖房等砌体结构、内框架和底部框架抗震墙砖房、单体结构、内框架和底部框架抗震墙砖房、单层空旷房屋、单层工业厂房及多层框架结构层空旷房屋、单层工业厂房及多层框架结构等低于等低于40m40m以剪切变形为主的规则房屋。以剪切变形为主的规则房屋。以以“剪切变形剪切变形”为主为主:在结构侧移曲线中在结构侧移曲线中,楼盖出平面转动产生的侧移所楼盖出平面转动产生的侧移所占的比例较小。占的比例较小。“规则房屋规则房屋”:1.1.相邻层质量的变化不宜过大。相邻层质量的变化不宜过大。2.2.避免采用层高特别高或特别矮的楼层避免采用层高特别高或特别矮的楼层,相邻层和相邻层和连续三层的刚度变化平缓。连续三层的刚度变化平缓。职业技术学院职业技术学院 3.3.出屋面小建筑的尺寸不宜过大出屋面小建筑的尺寸不宜过大（宽度（宽度b大于高度大于高度h且出屋面高度与总且出屋面高度与总高度之比满足高度之比满足h/H1/51/5），局部缩进的），局部缩进的尺寸也不宜大（缩进后的宽度尺寸也不宜大（缩进后的宽度B B1 1与总宽与总宽度度B B之比满足；之比满足；bhHB 4.4.楼层内抗侧力构件的布置和楼层内抗侧力构件的布置和质量的分布要基本对称质量的分布要基本对称;5.5.抗侧力构件在平面内呈正交抗侧力构件在平面内呈正交(夹角大于夹角大于7575度度)分布分布,以便在两个主以便在两个主轴方向分别进行抗震分析轴方向分别进行抗震分析;职业技术学院职业技术学院 6.6.平面局部突出的尺寸不大平面局部突出的尺寸不大(局部伸出局部伸出部分在长度方向的尺寸部分在长度方向的尺寸l大于宽度方向的尺大于宽度方向的尺寸寸b,且宽度且宽度b与总宽度与总宽度B之比满足之比满足b/B1/5-1/5-1/4);1/4);对于不满足规则要求的建筑结对于不满足规则要求的建筑结构构,则不宜将底部剪力法作为设计依则不宜将底部剪力法作为设计依据。否则据。否则,要采取相应的调整要采取相应的调整,使计使计算结果合理化。算结果合理化。bBlbBlbBllbBl职业技术学院职业技术学院五、底部剪力法应用举例五、底部剪力法应用举例例例1:1:试用底部剪力法计算图示框试用底部剪力法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。已知架多遇地震时的层间剪力。已知结构的基本周期结构的基本周期T T1 1=0.467s,=0.467s,抗震抗震设防烈度为设防烈度为8 8度度,类场地类场地,设计地设计地震分组为第二组。震分组为第二组。解解:(1)(1)计算结构等效总重力荷载代计算结构等效总重力荷载代表值表值10.5m7.0m3.5m(2)(2)计算水平地震影响系数计算水平地震影响系数查表得查表得1.400.90(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地震影响地震影响烈度烈度地震影响系数最大值（阻尼比为地震影响系数最大值（阻尼比为0.050.05）职业技术学院职业技术学院解：解：（1 1）计算结构等效总重力荷载代表值）计算结构等效总重力荷载代表值例例2 2：试用底部剪力法计算图示框：试用底部剪力法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。已知架多遇地震时的层间剪力。已知结构的基本周期结构的基本周期T T1 1=0.467s,=0.467s,抗震抗震设防烈度为设防烈度为8 8度度,类场地类场地,设计地设计地震分组为第二组。震分组为第二组。10.5m7.0m3.5m(2)(2)计算水平地震影响系数计算水平地震影响系数职业技术学院职业技术学院地震特征周期分组的特征周期值（地震特征周期分组的特征周期值（s s）0.90 0.65 0.450.35第三组第三组0.75 0.55 0.400.30第二组第二组0.65 0.45 0.35 0.25第一组第一组 场地类别场地类别(3)(3)计算结构总的水平计算结构总的水平地震作用标准值地震作用标准值职业技术学院职业技术学院例例2:2:六层砖混住宅楼六层砖混住宅楼,建造于基本烈度为建造于基本烈度为8 8度区度区,场地为场地为类类,设计地震分组为第一组设计地震分组为第一组,根据各根据各层楼板、墙的尺寸等得到恒荷和各楼面活荷乘层楼板、墙的尺寸等得到恒荷和各楼面活荷乘以组合值系数以组合值系数,得到的各层的重力荷载代表值得到的各层的重力荷载代表值为为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。试用底部剪力法计算各层地震剪。试用底部剪力法计算各层地震剪力标准值。力标准值。G12.952.702.702.702.702.70G2G3G4G5G6 由于多层砌体房屋中纵向或横向承重墙体的数量较多，由于多层砌体房屋中纵向或横向承重墙体的数量较多，房屋的侧移刚度很大，因而其纵向和横向基本周期较短，一房屋的侧移刚度很大，因而其纵向和横向基本周期较短，一般均不超过般均不超过0.25s0.25s。所以规范规定，对于多层砌体房屋，确。所以规范规定，对于多层砌体房屋，确定水平地震作用时采用定水平地震作用时采用 。并且不考虑顶部附加水。并且不考虑顶部附加水平地震作用。平地震作用。职业技术学院职业技术学院例例2:2:基本烈度为基本烈度为8 8度度,场地为场地为类类,设计地设计地震分组为第一组震分组为第一组,G,G1 1=5399.7kN,=5399.7kN,G G2 2=G=G3 3=G=G4 4=G=G5 5=5085kN,G=5085kN,G6 6=3856.9kN=3856.9kN。计算各。计算各层地震剪力标准值。层地震剪力标准值。解解:结构总水平地震作用标准值结构总水平地震作用标准值G12.952.702.702.702.702.70G2G3G4G5G61.400.90(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地震影响地震影响烈度烈度地震影响系数最大值（阻尼比为地震影响系数最大值（阻尼比为0.050.05）职业技术学院职业技术学院各层水平地震各层水平地震剪力标准值剪力标准值各层水平地震作用各层水平地震作用层层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 67320.921328.8233815.2547544.7561274.2575003.75306269.72884.5985.7805.3624.8444.4280.44025.1884.51870.22675.53300.33744.74025.129596.6职业技术学院职业技术学院例例3:3:四层钢筋混凝土框架结构四层钢筋混凝土框架结构,建造于基本建造于基本烈度为烈度为8 8度区度区,场地为场地为类类,设计地震分组为设计地震分组为第一组第一组,层高和层重力代表值如图所示。结层高和层重力代表值如图所示。结构的基本周期为构的基本周期为0.56s,0.56s,试用底部剪力法计算试用底部剪力法计算各层地震剪力标准值。各层地震剪力标准值。解解:结构总水平地震作用标准值结构总水平地震作用标准值4.363.363.36G4=831.6G3=1039.6G2=1039.6G1=1122.73.361.400.90(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地震影响地震影响烈度烈度地震影响系数最大值（阻尼比为地震影响系数最大值（阻尼比为0.050.05）地震特征周期分组的特征周期值（地震特征周期分组的特征周期值（s s）0.90 0.65 0.450.35第三组第三组0.75 0.55 0.400.30第二组第二组0.65 0.45 0.35 0.25第一组第一组 场地类别场地类别职业技术学院职业技术学院职业技术学院职业技术学院六、突出屋面附属结构地震内力的调整六、突出屋面附属结构地震内力的调整 震害表明震害表明,突出屋面的屋顶间突出屋面的屋顶间(电电梯机房、水箱间梯机房、水箱间)、女儿墙、烟囱等、女儿墙、烟囱等,它们的震害比下面的主体结构严重。它们的震害比下面的主体结构严重。原因是由于突出屋面的这些结构的质量和刚度突然原因是由于突出屋面的这些结构的质量和刚度突然减小减小,地震反应随之增大。地震反应随之增大。-鞭端效应。鞭端效应。抗震规范抗震规范规定规定:采用底部剪力法时采用底部剪力法时,突出屋面的突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应,宜乘以增大宜乘以增大系数系数3 3。此增大部分不应向下传递。此增大部分不应向下传递,但与该突出部分相连但与该突出部分相连的构件应计入。的构件应计入。职业技术学院职业技术学院3.6 3.6 长周期结构地震内力的调整长周期结构地震内力的调整 对于长周期结构对于长周期结构,地震地面运动速度地震地面运动速度和位移可能对结构的破坏具有更大的影响。和位移可能对结构的破坏具有更大的影响。为了安全为了安全,按振型分解反应谱法和底部剪按振型分解反应谱法和底部剪力法算得的结构层间剪力应符合下式要求力法算得的结构层间剪力应符合下式要求VEKi -第第i i层对应与水平地震作用标准值的楼层剪力层对应与水平地震作用标准值的楼层剪力;Gj -第第j j层的重力荷载代表值。层的重力荷载代表值。-剪力系数剪力系数,不应小于下表数值不应小于下表数值,对竖向不规则结对竖向不规则结 构的薄弱层构的薄弱层,尚应乘以尚应乘以1.15的增大系数的增大系数;类别类别7度度8度度9度度扭转效应明显或基本周期小扭转效应明显或基本周期小于于3.5s的结构的结构0.0160.0320.064基本周期大于基本周期大于5.0s的结构的结构0.0120.0240.040基本周期介于基本周期介于3.5s3.5s和和5s5s之间的结构之间的结构,可插入取值。可插入取值。