第三节 地震作用效应验算

第5.3.1条

本条是根据“小震不坏,大震不倒”的抗震设计原则提出来的,我国现行国家标准《建筑抗震设计规范》(GBJ 11)中提出了抗震设防三水准和二阶段的设计要求,本条根据我国抗震规范的要求拟定。

 

第5.3.2条

一般情况下,结构越高基本自振周期越长,结构高阶振型对结构的影。向越大,而底部剪力法只考虑结构的一阶振型,因此底部剪力法不适用于很高的建筑结构计算,其适用高度,日本为 45m,印度为 40m,我国现行国家标准《建筑抗震设计规范》(GBJ 11) 规定高度不超过40m的规则结构可用该规范规定的底部剪力法计算。本规程中的底部剪力法,已近似考虑了部分高振型的影响,因此将其底部剪力法的适用高度放宽到60m。

振型分解反应谱法实际上已是一种动力分析方法,基本上能够反映结构的地震反应,因此将它作为第一阶段弹性分析时的主要方法。时程分析法是完全的动力分析方法,能够较真实地描述结构地震反应的全过程,但时程分析得到的只是一条具体地震波的结构反应,具有一定的“特殊性”,而结构地震反应受地震波特性( 如频谱)的影响是很大的,因此,在第一阶段设计中,仅建议作为竖向特别不规则建筑和重要建筑的补充计算。

 

第5.3.3条

本条系参考美国加州规范中有关条文拟定。本条的含义,是在框架-支撑结构中,当框架部分所分配得到的剪力小于结构总底部剪力的25%时,框架部分应按能承受总底部剪力的25%计算,将其在地震作用下的内力进行调整,然后与其他荷载产生的内力组合。

 

第5.3.4条

在地震时,结构在两个方向同时受地震作用,对于较规则的结构,仅按单方向受地震作用进行设计,但对于角柱和两个互相垂直的抗侧力构件上所共有的柱,应考虑同时受双向地震作用的效应,本条采用简化方法,将一个方向的荷载产生的柱内力提高30%。

 

第5.3.5条

美国ATC3-06建议,设计基础时按等效静力计算的倾覆力矩可折减35%。参考此资料,并考虑在罕遇地震作用下基础的稳定,采用倾覆力矩折减系数0.8。此外,基础埋深也有一定的有利条件。

 

第5.3.6条

底部剪力法和振型分解反应谱法只适用于结构的弹性分析,进行第二阶段抗震设计时,结构一般进入弹塑性状态,故只能采用时程分析法计算。

结构的计算模型,可采用杆系模型或层模型。用杆系模型作弹塑性时程分析,可以了解结构的时程反应,计算结果较精确,但工作量大,耗费机时,费用高。用层模型可以得到各层的时程反应,虽然精确性不如杆系模型,但工作量小,费用低,结果简明,易于整理。地震作用是不确定的、复杂的、许多问题还在研究中,而且结构构件的强度有一定的离散性。另外,第二阶段设计的目的,是验算结构在大震时是否会倒塌,从总体上了解结构在大震时的反应,因此工程设计中,大多采用层模型。

 

第5.3.7条

用时程分析法计算结构的地震反应时,时间步长的运用与输入加速度时程的频谱情况和所用计算方法等有关。一般说来,时间步长取得越小,计算结果越精确,但计算工作量越大。最好的办法是用几个时间步长进行计算,步长逐渐减小(例如每次步长减小一半),到计算结果无明显变化时为止,但需重复计算,这在必要时可采用。一般情况下,可取时间步长不超过输入加速度主要周期的1/10,而且不大于0.02s。

结构阻尼比的实测值很分散,因为它与结构的材料和类型、连接方法和试验方法等有关。钢结构的阻尼比一般比钢筋混凝土结构的阻尼比小,钢筋混凝土结构的阻尼比通常取0.05。根据一些实测资料,在弹塑性阶段,钢结构的阻尼比可取0.05。

 

第5.3.8条

进行高层钢结构的弹塑性地震反应分析时,如采用杆系模型,需先确定杆件的恢复力模型;如采用层模型,需先确定层间恢复力模型。恢复力模型一般可参考已有资料确定,对新型、特殊的杆件和结构,则宜进行恢复力特性试验。

 

第5.3.9条

用静力弹塑性法计算层间恢复力模型骨架线的方法,可参阅武藤清《结构物动力设计》。

 

第5.3.10条

大震时的较大,是不可忽视的。