3.3 地震作用
3.3.1 各抗震設防類別的高層建筑地震作用的計算,應符合下列規(guī)定:
1、甲類建筑:應按高于本地區(qū)抗震設防烈度計算,其值應按批準的地震安全性評價結果確定;
2、乙、丙類建筑:應按本地區(qū)抗震設防烈度計算。
3.3.2 高層建筑結構應按下列原則考慮地震作用:
1、一般情況下,應允許在結構兩個主軸方向分別考慮水平地震作用計算;有斜交抗側力構件的結構,當相交角度大于 15°時,應分別計算各抗側力構件方向的水平地震作用;
2、質(zhì)量與剛度分布明顯不對稱、不均勻的結構,應計算雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響;其他情況,應計算單向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響;
3、8 度、9 度抗震設計時,高層建筑中的大跨度和長懸臂結構應考慮豎向地震作用;
4、9 度抗震設計時應計算豎向地震作用。
3.3.3 計算單向地震作用時應考慮偶然偏心的影響。每層質(zhì)心沿垂直于地震作用方向的偏移值可按下式采用:
ei=±0.05Li ?。?.3.3)
式中 ei———第 i 層質(zhì)心偏移值(m),各樓層質(zhì)心偏移方向相同;
Li———第 i 層垂直于地震作用方向的建筑物總長度(m)。
3.3.4 高層建筑結構應根據(jù)不同情況,分別采用下列地震作用計算方法:
1、高層建筑結構宜采用振型分解反應譜法。對質(zhì)量和剛度不對稱、不均勻的結構以及高度超過100m的高層建筑結構應采用考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動影響的振型分解反應譜法;
2、高度不超過40m、以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的高層建筑結構,可采用底部剪力法;
3、7~9度抗震設防的高層建筑,下列情況應采用彈性時程分析法進行多遇地震下的補充計算: 3.3.5 按本規(guī)程第3.3.4條規(guī)定進行動力時程分析時,應符合下列要求: 1、應按建筑場地類別和設計地震分組選用不少于二組實際地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)曲線應與振型分解反應譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線在統(tǒng)計意義上相符,且彈性時程分析時,每條時程曲線計算所得的結構底部剪力不應小于振型分解反應譜法求得的底部剪力的65%,多條時程曲線計算所得的結構底部剪力的平均值不應小于振型分解反應譜法求得的底部剪力的80%。 2、地震波的持續(xù)時間不宜小于建筑結構基本自振周期的3~4倍,也不宜少于12s,地震波的時間間距可取0.01s或0.02s; 3、輸入地震加速度的最大值,可按表3.3.5采用;
1)甲類高層建筑結構;
2)表3.3.4所列的乙、丙類高層建筑結構;
3)不滿足本規(guī)程第4.4.2~4.4.5條規(guī)定的高層建筑結構;
4)本規(guī)程第10章規(guī)定的復雜高層建筑結構;
5)質(zhì)量沿豎向分布特別不均勻的高層建筑結構。
4、結構地震作用效應可取多條時程曲線計算結果的平均值與振型分解反應譜法計算結果的較大值。
3.3.6 計算地震作用時,建筑結構的重力荷載代表值應取永久荷載標準值和可變荷載組合值之和。可變荷載的組合值系數(shù)應按下列規(guī)定采用:
1、雪荷載取 0.5;
2、樓面活荷載按實際情況計算時取 1.0;按等效均布活荷載計算時,藏書庫、檔案庫、庫房取 0.8,一般民用建筑取 0.5。
3.3.7 建筑結構的地震影響系數(shù)應根據(jù)烈度、場地類別、設計地震分組和結構自振周期及阻尼比確定。其水平地震影響系數(shù)最大值αmax應按表3.3.7-1采用;特征周期應根據(jù)場地類別和設計地震分組按表3.3.7-2采用,計算8、9度罕遇地震作用時,特征周期應增加0.05s。
注:1、周期大于6.0s的高層建筑結構所采用的地震影響系數(shù)應做專門研究;
2、已編制抗震設防區(qū)劃的地區(qū),應允許按批準的設計地震動參數(shù)采用相應的地震影響系數(shù)。
3.3.8 高層建筑結構地震影響系數(shù)曲線(圖3.3.8)的形狀參數(shù)和阻尼調(diào)整應符合下列要求:
1 除有專門規(guī)定外,鋼筋混凝土高層建筑結構的阻尼比應取0.05,此時阻尼調(diào)整系數(shù)η2應取1.0,形狀參數(shù)應符合下列規(guī)定:
1)直線上升段,周期小于0.1s的區(qū)段;
2)水平段,自0.1s至特征周期Tg的區(qū)段,地震影響系數(shù)應取最大值αmax;
3)曲線下降段,自特征周期至5倍特征周期的區(qū)段,衰減指數(shù)γ應取0.9;
4)直線下降段,自5倍特征周期至6.0s的區(qū)段,下降斜率調(diào)整系數(shù)η1應取0.02。
2 當建筑結構的阻尼比不等于0.05時,地震影響系數(shù)曲線的分段情況與本條第1款相同,但其形狀參數(shù)和阻尼調(diào)整系數(shù)η2應符合下列規(guī)定:
1)曲線水平段地震影響系數(shù)應取η2αmax;
2)曲線下降段的衰減指數(shù)應按下式確定:
3)直線下降段的下降斜率調(diào)整系數(shù)應按下式確定:
4)阻尼調(diào)整系數(shù)應按下式確定:
3.3.9 高層建筑的場地類別應按現(xiàn)行國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》GB 50011 的規(guī)定確定。
3.3.10 采用振型分解反應譜方法時,對于不考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動影響的結構,應按下列規(guī)定進行地震作用和作用效應的計算:
1 結構第j振型i質(zhì)點的水平地震作用的標準值應按下式確定:
2 水平地震作用效應(內(nèi)力和位移)應按下式計算:
3.3.11 考慮扭轉(zhuǎn)影響的結構,按扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振型分解法計算時,各樓層可取兩個正交的水平位移和一個轉(zhuǎn)角位移共三個自由度,并應按下列規(guī)定計算地震作用和作用效應。確有依據(jù)時,尚可采用簡化計算方法確定地震作用效應。
1、j振型i層的水平地震作用標準值,應按下列公式確定:
2、單向水平地震作用下,考慮扭轉(zhuǎn)的地震作用效應,應按下列公式確定:
3、考慮雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)地震作用效應,應按下列公式中的較大值確定:
3.3.12 采用底部剪力法計算結構的水平地震作用時,可按本規(guī)程附錄 B 進行。
3.3.13 抗震驗算時,結構任一樓層的水平地震剪力應符合下式要求:
(3.3.13)
式中:VEki———第 i 層對應于水平地震作用標準值的樓層剪力;
λ———水平地震剪力系數(shù),不應小于表 3.3.13 規(guī)定的值;對豎向不規(guī)則結構的薄弱層,尚應乘以 1.15 的增大系數(shù);
Gj———第 j 層的重力荷載代表值。
n———結構計算總層數(shù)。
表 3.3.13 樓層最小地震剪力系數(shù)值
類別 |
7 度 |
8 度 |
9 度 |
扭轉(zhuǎn)效應明顯或基本周期小于 3.5s 的結構 |
0.016(0.024) |
0.032(0.048) |
0.064 |
基本周期大于 5.0s 的結構 |
0.012(0.018) |
0.024(0.032) |
0.040 |
注:1、基本周期介于 3.5s 和 5s 之間的結構,應允許線形插入取值;
2、7、8 度時括號內(nèi)數(shù)值分別用于設計基本地震加速度為 0.15g 和 0.30g 的地區(qū)。
3.3.14 9度抗震設計時,結構豎向地震作用標準值可按下列規(guī)定計算(圖3.3.14):
1 結構總豎向地震作用標準值可按下列公式計算:
2 結構質(zhì)點i的豎向地震作用標準值可按下式計算:
3 樓層各構件的豎向地震作用效應可按各構件承受的重力荷載代表值比例分配,并宜乘以增大系數(shù)1.5。
3.3.15 水平長懸臂構件、大跨度結構以及結構上部樓層外挑部分考慮豎向地震作用時,豎向地震作用的標準值在 8 度和 9 度設防時,可分別取該結構或構件承受的重力荷載代表值的 10%和 20%。
3.3.16 計算各振型地震影響系數(shù)所采用的結構自振周期應考慮非承重墻體的剛度影響予以折減。
3.3.17 當非承重墻體為填充磚墻時,高層建筑結構的計算自振周期折減系數(shù) ψT 可按下列規(guī)定取值:
1、框架結構可取 0.6~0.7;
2、框架-剪力墻結構可取 0.7~0.8;
3、剪力墻結構可取0.9~1.0。
對于其他結構體系或采用其他非承重墻體時,可根據(jù)工程情況確定周期折減系數(shù)。
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