《结构抗震计算》PPT课件

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1、§4.1计算原则第4章结构抗震计算1.结构地震反应地震对结构的影响称为结构的地震反应(如速度、加速度、位移和内力等)。结构在地震作用过程中的每一瞬间上，其动力反应是不同的，且结构的动力反应又是与自身的动力特性互相影响的。只有求解结构体系的运动微分方程才能了解每一瞬间时的结构动力反应。2.地震作用各类施加于结构上的荷载为直接作用；结构的地震反应是地震动通过结构惯性产生的，因此是一个间接作用,而不称为荷载。地震作用和结构抗震验算是建筑抗震设计的重要环节，是确定所设计的结构满足最低抗震设防安全要求的关键步骤。计算步骤

2、（1）计算结构地震作用；（2）计算结构、构件的地震作用效应；（3）与其他荷载进行组合；（4）验算结构构件的强度、变形（小震不坏、中震可修、大震不倒）。其中:(1)地震作用的计算:弹性反应谱理论；(2)结构的内力分析:线弹性理论；(3)结构构件截面抗震验算:各种静力设计规范方法和基本指标;(4)脆性结构（无筋砌体）：抗震构造措施上加强；(5)延性结构（易倒塌结构）：薄弱层弹塑性变形验算。4.1.1各类建筑结构的地震作用各类建筑结构的地震作用，应按下列原则考虑：(1）一般情况下，应允许在建筑结构的两个主轴方向分别计

3、算水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用由该方向抗侧力构件承担。(2）有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15°时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。(3）质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况，允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。(4)8度和9度时的大跨度结构（如跨度大于24m的屋架等）、长悬臂结构（如1.5m以上的悬挑阳台等）,9度时的高层建筑，应计算竖向地震作用。4.1.2各类建筑结构的抗震计算《规范》规定的以下三种方法：(1)高度≤40米

4、的，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布均匀的结构，以及近似单质点体系的结构，宜采用底部剪力法；(2)除1外⇒振型分解反应谱法；(3)特别不规则建筑(平面、竖向不规则，见表4-1、表4-2)、甲类建筑和表4-3所列高度范围的高层建筑⇒时程分析法进行补充计算。⇓类别选取不少于2条以上实际强震记录曲线和1条人工模拟波。(4)罕遇地震下结构的变形，采用简化的弹塑性分析方法或弹塑性时程分析法；(5)采用隔震和消能减震设计的建筑结构，应采用第九、十章的方法进行计算。不规则类型定义扭转不规则楼层的最大弹性水平位移（或层间位

5、移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层平面不规则的类型表4-1扭转不规则凹凸角不规则扭转不规则与凹凸不规则平面不规则的类型局部不连续大开洞错层楼板局部不连续竖向不规则的类型表4-2不规则类型定义侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的

6、80%；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等)向下传递楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%侧向刚度不规则与竖向抗侧力构件不连续沿竖向的侧向刚度不规则（有柔软层）竖向抗侧力构件不连续楼层承载力突变竖向抗侧力结构屈服抗剪强度不均匀（有薄弱层）严重不规则是指体型复杂，多项不规则指标超过表中指标或某一项大大超过规定值，具有严重的抗震薄弱环节，将会导致地震破坏的严重后果者。注：以上规定主要

7、针对钢筋混凝土和钢结构的多层和高层建筑。4.1.3地基与结构相互作用的影响地基与结构的相互作用表现在两个方面：(1)结构对地基的反馈作用⇒放大了接近结构自振频率的分量，导致削减；(2)地基变形改变结构的振动特性：周期增大，阻尼增大，位移增大，结构所受的地震作用下降。相互作用的影响范围（1）上部结构刚度较大，而地基刚度相对较小，非常显著；（2）上部结构刚度较小，而地基刚度相对较大，相互作用趋于消失折减系数（1）H/B<3的结构，各楼层地震剪力的折减系数——按刚性地基假定确定的结构基本自振周期——计入地基与结构动力

8、相互作用的附加周期(2)H/B不小于3的结构，底部的地震剪力按（1）款规定折减，顶部不折减，中间各层按线性插值；(3)折减后各楼层的水平地震力，应符合规范相关规定。4.1.4结构楼层水平地震剪力的分配(1)现浇和装配整体式钢筋砼楼、屋盖，按抗侧力构件等效刚度的比例分配。(2)木楼、屋盖等柔性建筑，宜按抗侧力构件从属面积上重力荷载代表值的比例分配。(3)普通的预制装配式钢筋混凝土半刚性楼