結構抗震計算第1頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二3.1結構抗震計算原則

本章主要內容3.2設計地震動

3.3水平地震作用計算

3.4豎向地震作用計算

3.5結構抗震驗算

第2頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二學習目標

掌握結構抗震的計算原則，能夠正確選取設計參數(shù)對結構進行水平和豎直方向的地震作用計算，計算結果并能正確對結構進行抗震驗算。

重點：底部剪力法的計算與應用第3頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二抗震設防分類：依據：根據建筑遭受地震破壞后可能產生的經濟損失，社會影響及其在抗震救災中的作用，分為四類。甲類：重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴重次生災害的建筑。乙類：地震時使用不能中斷或盡快恢復的建筑。丙類：一般建筑。丁類：次要的建筑。如水塔、煙囪、倉庫等3.1.1建筑物重要性分類與設防標準

對于不同用途建筑物的抗震設防，應根據其破壞后果加以區(qū)別對待§3.1結構抗震計算原則第4頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二甲類建筑地震作用：高于本地區(qū)抗震設防烈度要求，按地震安全性評價結果確定抗震措施：抗震設防烈度為6～8度時，抗震措施應

提高一度，9度時，抗震設防應比9度更高乙類建筑地震作用：符合本地區(qū)抗震設防烈度的要求；抗震措施：抗震設防烈度為6～8度時，抗震措施應

提高一度，9度時，抗震設防應比9度更高抗震設防標準：第5頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二抗震設防標準：丙類建筑：地震作用和抗震措施均按應符合本地區(qū)抗震設防烈度的要求丁類建筑：地震作用：按設防烈度進行抗震計算抗震措施：可適當降低要求（設防烈度為6度時不再降低）

抗規(guī)3.1.2在設防烈度為6度時，除規(guī)范有具體規(guī)定外，對乙、丙、丁類建筑可不進行地震作用計算。第6頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二關于場地對抗震構造措施的影響I類場地甲乙類建筑可按原地區(qū)設防考慮丙類建筑可降低一度，但6度時仍按本地區(qū)設防烈度采取抗震構造措施III、IV類場地設計基本加速度為0.15g和0.30g的地區(qū)，宜分別按設防烈度8度（0.20g）和9度（0.40g）的要求采取抗震構造措施。第7頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二例題1A、B兩棟多層建筑：A為乙類建筑，位于6度區(qū)，III類場地；B為丙類建筑，位于8度區(qū)，IV類場地，關于其抗震設計，下列說法正確的是：（）A、A棟不必作抗震計算，按6度采取抗震措施，B棟按8度計算，按9度采取抗震措施；B、A棟按6度作抗震計算，按7度采取抗震措施，B棟按8度計算，按8度采取抗震措施；C、A棟不必作抗震計算，按6度采取抗震措施，B棟按9度計算，按9度采取抗震措施；D、A棟不必作抗震計算，按7度采取抗震措施，B棟按8度計算，按8度采取抗震措施；D若B位于8度（0.30g）地區(qū)，結果會有何不同？第8頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二匯總表：第9頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二3.1.2三水準抗震設防目標基本目的：在一定的經濟條件下，最大限度地降低和減輕建筑物的地震破壞，保障人民生命財產的安全。

基本準則：抗震設計規(guī)范趨向于以“小震不壞、中震可修、大震不倒”作為建筑抗震設計的基本準則。第10頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二我國地震烈度的概率分布基本上符合于極值III型分布其概率密度函數(shù)的基本形式為：

式中，I——地震烈度；

k——形狀參數(shù)，取決于一個地區(qū)的地震背景的復雜性；

——地震烈度上限值，取=12; ——烈度概率密度曲線上峰值所對應的強度。圖3-1地震烈度概率密度函數(shù)曲線小震：發(fā)生機會較多的地震對應峰值烈度定義為小震烈度，又稱多遇地震烈度中震：全國地震區(qū)劃圖所規(guī)定的各地的基本烈度，可取為中震對應的烈度大震：是罕遇的地震,對應烈度又可稱為罕遇地震烈度

三種烈度含義：第11頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二我國《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）提出三個水準的抗震設防要求：第一水準：當遭受低于本地區(qū)設防烈度的多遇地震影響時，建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用；第二水準：當遭受相當于本地區(qū)設防烈度的地震影響時，建筑物可能損壞，但經一般修理即可恢復正常使用；第三水準：當遭受高于本地區(qū)設防烈度的罕遇地震影響時，建筑物不致倒塌或發(fā)生危及生命安全的嚴重破壞。我國主要城鎮(zhèn)中心地區(qū)的抗震設防烈度設計地震加速度值城鎮(zhèn)的設計地震分組——反映震源遠近的影響我國采取6度起設防的方針，地震設防區(qū)面積約占國土面積的60﹪規(guī)范規(guī)定了：第12頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二3.1.3抗震設計方法簡化的兩階段設計方法：＊第一階段設計：按多遇地震烈度對應的地震作用效應和其它荷載效應的組合驗算結構構件的承載能力和結構的彈性變形＊第二階段設計：按罕遇地震烈度對應的地震作用效應驗算結構的彈塑性變形目前一般認為，良好的抗震構造措施有助于實現(xiàn)第二水準——保證了第一水準的強度要求和變形要求

——保證結構滿足第三水準的抗震設防要求第13頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二3.1.4抗震計算的一般規(guī)定建筑抗震設計包括三個層次的內容與要求：概念設計——在總體上把握抗震設計的基本原則抗震計算——為建筑抗震設計提供定量手段構造措施——在保證結構整體性、加強局部薄弱環(huán)節(jié)等意義上保證抗震計算結果的有效性建筑抗震設計在總體上要求把握的基本原則:

注意場地選擇，把握建筑體型，利用結構延性，設置多道防線，重視非結構因素第14頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二一、注意場地選擇地震區(qū)宜選擇有利地段，避開不利地段，不在危險地段進行工程建設地段類別地質、地形、地貌有利地段穩(wěn)定基巖、堅硬土或開闊平坦密實均勻的中硬土等不利地段軟弱土、液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，非巖質的陡坡，河岸和邊坡邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層（如故河道、疏散的斷層破碎帶、暗埋的塘浜溝谷及半填半挖地基）等危險地段地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表位錯的部位當確實需要在不利地段或危險地段建筑工程時應遵循建筑抗震設計的有關要求進行詳細的場地評價，并采取必要的抗震措施表3-1場地類別及地形地貌第15頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二二、把握建筑體型抗規(guī)3.4.1建筑設計應符合抗震概念設計的要求，不應采用嚴重不規(guī)則的設計方案?？挂?guī)3.4.2建筑及其抗側力結構的平面布置宜規(guī)則、對稱，并應具有良好的整體性；建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則，結構的側向剛度宜均勻變化，豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自上而下逐漸減小，避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變。第16頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二建筑物平、立面布置的基本原則：結構對稱——有利于減輕結構的地震扭轉效應形狀規(guī)則——在地震時應力集中現(xiàn)象較少，有利于抗震質量與剛度變化均勻——平面內使結構剛度中心與質量中心相一致，避免扭轉效應高度方向均勻變化，避免薄弱層，減小變形集中、鞭梢效應平面上宜對稱、規(guī)則、豎向上質量與剛度變化均勻第17頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二不規(guī)則類型定義扭轉不規(guī)則樓層的最大彈性水平位移（或層間位移）大于該樓層兩端彈性水平位移（或層間位移）平均值的1.2倍凹凸不規(guī)則結構平面凹進的一側尺寸大于相應投影方向總尺寸的30%樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化。例如：有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%，或開洞面積大于該層樓面面積的30%，或較大的樓層錯層。表3-2平面不規(guī)則的類型

第18頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二扭轉不規(guī)則第19頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二正確答案C例題2第20頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二凹凸不規(guī)則第21頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第22頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第23頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二樓板局部不連續(xù)第24頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二不規(guī)則類型定義側向剛度不規(guī)則

該層的側向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80%；除頂層外，局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%。豎向抗側力構件不連續(xù)豎向抗側力構件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內力由水平轉換構件（梁、桁架等）向下傳遞樓層承載力突變抗側力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%表3-3豎向不規(guī)則的類型

第25頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二側向剛度不規(guī)則第26頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二豎向抗側力構件不連續(xù)第27頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二樓層承載力突變第28頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二例題3第29頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二例題3第30頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第31頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二＊體型復雜的結構物：可以設置抗震縫，將結構物分成規(guī)則的結構單元，不宜設置抗震縫的體型復雜的建筑，則應進行較精細的結構抗震分析＊高層建筑：要注意使設縫后形成的結構單元的自振周期避開場地土的卓越周期第32頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二例題4第33頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第34頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第35頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二正確答案125正確答案128例題55第36頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二三、重力荷載代表值進行結構抗震設計時，所考慮的重力荷載，稱為重力荷載代表值

結構重力荷載

恒載（自重）活載（可變荷載）

重力荷載代表值

結構恒載標準值

有關活載（可變荷載）標準值有關活載組合值系數(shù)（見下表）地震發(fā)生時，活載不一定達到標準值的水平，一般小于標準值因此計算重力荷載代表值時可對活載折減活載的變異性較大，我國荷載規(guī)范規(guī)定的活載標準值是按50年最大活載的平均值加0.5～1.5倍的均方差確定第37頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二可變荷載種類組合值系數(shù)雪荷載0.5屋頂積灰荷載0.5屋面活荷載不計入按實際情況考慮的樓面活荷載1.0按等效均布荷載考慮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軟鉤吊車不計入表3-4可變荷載組合值系數(shù)

第38頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二例題6第39頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第40頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二3.2設計地震動3.2.1基本術語抗震設防烈度抗震設防標準地震作用設計地震動參數(shù)設計基本加速度設計特征周期場地第41頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二3.2.2地震影響和抗震設防烈度

2001年版的《中國地震動參考區(qū)劃圖》，是確定我國城鎮(zhèn)抗震設防烈度、設計基本地震加速度和設計地震分組的依據，具有法律效應?？拐鹪O防烈度6度7度8度9度抗震設計基本地震加速度值0.05g0.1g（0.15g）0.2g（0.3g）0.4g中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖表3-5抗震設防烈度和設計基本地震加速度值的對應關系

第42頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二3.2.3設計地震分組

設計地震分組是新規(guī)范新提出的概念，用以代替舊規(guī)范設計近震、設計遠震的概念。在宏觀烈度大體相同條件下，處于大震級遠離震中的高聳建筑物的震害比中小級震級近震中距的情況嚴重的多。設計地震分三組，對于Ⅱ類場地，第一、二、三組的設計特征周期分別為：0.35s、0.40s、0.45s.6度近震6度遠震7度近震7度遠震第43頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二3.2.4場地土的影響場地：建筑物所在地，其范圍大體相當于廠區(qū)、居民點和自然村的范圍地震類型、結構類型、下臥層的構成、覆蓋層厚度影響建筑物震害的因素:1967年委內瑞拉加拉加斯地震第44頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二1．場地影響的總體規(guī)律軟弱地基上:柔性結構容易遭到破壞，剛性結構表現(xiàn)較好；堅硬地基上:柔性結構表現(xiàn)較好，剛性結構表現(xiàn)較復雜。深厚覆蓋土層上建筑物的震害較重，而淺薄覆蓋土層上建筑物的震害則相對要輕些。

原因一：

類共振現(xiàn)象

地震動的卓越周期：在振幅譜中幅值最大的頻率分量所對應的周期

地震波通過覆蓋土層傳向地表與土層固有周期相一致的一些頻率波群將被放大

另一些頻率波群將被衰減甚至被完全過濾掉

因此，地表地震動的卓越周期與場地的固有周期接近時

建筑物的振動會加大，相應地，震害也會加重第45頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二原因二：地震波進入表土層可能被放大一般而言，深厚覆蓋土層地基上建筑物的震害比較嚴重。多層土的地震效應主要取決于三個基本因素覆蓋土層厚度土層剪切波速巖土阻抗比影響地震動的頻譜特性——

影響共振放大效應堅硬場地土地震動以短周期為主，軟弱場地土以長周期為主第46頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二場地土層的固有周期的簡化計算公式為單一土層時多層土時---覆蓋層厚度---土的剪切波速---土層總數(shù)----i層厚度----i層剪切波速2.場地土層的固有周期表3-9特征周期（單位：s）第47頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二＊原意：從地表面至地下基巖面的距離

＊工程上的判定：

當下部土層的剪切波速達到上部土層剪切波速的2.5倍，且下部土層中沒有剪切波速小于400m/s的巖土層時，該下部土層就可以近似看作基巖

＊我國建筑抗震設計規(guī)范：地下基巖或剪切波速大于500m/s的堅硬土層至地表面的距離，稱為“覆蓋層厚度”3.場地土覆蓋層厚度第48頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二土層等效剪切波速

式中

——計算深度，取覆蓋層厚度和20m兩者的較小值；

——計算深度范圍內土層的分層數(shù)；

——第i層土的剪切波速；

——第i層土的厚度。計算：4.場地土剪切波速a、剪切波速大于500m/s的孤石、透鏡體，應視同周圍土層；b、土層中的火山巖硬夾層，應視為剛體，其厚度應從覆蓋層中扣除。第49頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二不方便測定土的剪切波速時第50頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二抗震規(guī)范場地類別劃分

按照表層土的剪切波速和場地覆蓋層厚度兩個因素，將建筑場地分為Ⅰ～Ⅳ四種類別，見表3-6所示：表3-6各類建筑場地覆蓋層厚度的關系等效剪切波速場地類別（m/s）Ⅰ0Ⅰ1ⅡIIIⅣ>8000800≥Vse>5000500≥Vse>250<5≥5250≥Vse>140<33～50>50Vse≤140<33～1515～80>805.確定場地類別第51頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二例題7第52頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第53頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二3.2.5設計反應譜結構在地震持續(xù)過程中經受的最大地震作用為---集中于質點處的重力荷載代表值；---重力加速度---動力系數(shù)---地震系數(shù)---水平地震影響系數(shù)第54頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二(1)地震系數(shù)---地面運動最大加速度與重力加速度的比值A、反映了地面運動的強弱程度B、一般而言，地面加速度越大，地面烈度越高——

據統(tǒng)計：烈度每增加一度，K值大致增加一倍表3-7地震系數(shù)與基本烈度的關系第55頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二(2)動力系數(shù)---單自由度體系在地震作用下最大反應加速度與地面運動加速度的比值A、反映了由于動力效應，質點最大絕對加速度比地面最大加速度的放大倍數(shù)B、對每一個給定的地面運動加速度記錄和結構阻尼比，動力系數(shù)是結構自振周期的函數(shù)β－T曲線（β譜曲線）實質就是加速度反應譜曲線C、我國抗規(guī)中將動力系數(shù)譜的最大值取為2.25，所以水平地震影響系數(shù)最大值，表3-12給出了水平地震影響系數(shù)最大值經過統(tǒng)計取綜合平均并結合經驗判斷給予平滑化得到“標準反應譜”第56頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二已知水平地震影響系數(shù)，所以水平地震影響系數(shù)最大值：（3）水平地震影響系數(shù)最大值的確定表3-10水平地震影響系數(shù)的最大值地震影響6度7度8度9度多遇地震0.040.08（0.12）0.16（0.24）0.32罕遇地震0.280.50（0.72）0.90（1.20）1.40第57頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二注意事項：1）表3-7中對應于基本烈度，相當于第二個水準。2）多遇地震：結構處于彈性范圍內。相當于地震作用值乘以0.35,即上表中的要乘以0.35。第58頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二3）罕遇地震：結構處于彈塑性變形相當于地震作用值乘以4-6倍,即上表中的要乘以4-6.第59頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二α是單質點彈性體系在地震時的最大絕對加速度和重力加速度的比值《規(guī)范》把α與T的關系作為設計反應譜。

α譜的實質亦為加速度反應譜（4）水平地震影響系數(shù)的含義第60頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二譜曲線由四部分組成0＜T＜0.1區(qū)段，α為向上傾斜的直線0.1＜T＜Tg區(qū)段，α為水平線Tg＜T＜5Tg區(qū)段，α為下降的曲線5Tg＜T＜6s區(qū)段，α為下降直線第61頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二---地震影響系數(shù)；---地震影響系數(shù)最大值；表3-8水平地震影響系數(shù)的最大值第62頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二---特征周期；---結構周期；表3-9特征周期（單位：s）第63頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二3.2.6設計用反應譜---曲線下降段的衰減指數(shù)；---直線下降段的斜率調整系數(shù)；---阻尼調整系數(shù)，小于

0.55時，應取0.55。第64頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二例題8第65頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二例題9第66頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二例題10第67頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第68頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二§3.3水平地震作用計算一、各類結構的地震作用考慮原則1、一般情況下，應至少在建筑結構的兩個主軸方向分別計算水平地震作用并進行抗震驗算，各方向的水平地震作用應由該方向的抗側力構件承擔，如該構件帶有翼緣，尚應包括翼緣作用；2、有斜交抗側力構件的結構，當相交角度大于15°時，應分別計算各抗側構件方向的水平地震作用；3、質量和剛度分布明顯不對稱的結構，應計入雙向水平地震作用下的扭轉影響；其他情況，應允許采用調整地震作用效應的方法計入扭轉影響；4、8°和9°時的大跨度結構、長懸臂結構、9°時的高層建筑，應計算豎向地震作用。第69頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二例題11答案C第70頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二二、抗震計算的方法1、高度不超過40m，以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構，以及近似于單質點體系的結構，宜采用底部剪力法等簡化方法；2、除上1條外的建筑結構，宜采用振型分解反映譜法；3、特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑和表3-3所列高度范圍的高層建筑，應采用時程分析法進行多遇地震下的補充計算。第71頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二三、平動的振型分解反應譜法1.j振型i質點上的地震作用標準值為：2.地震作用效應------振型組合3.層間剪切型結構，j振型地震作用下各樓層水平地震層間剪力：第72頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二振型反應的組合數(shù)可按如下規(guī)定確定

（1）一般情況下，可取結構前2-3階振型反應進行組合，但不多于結構自由度數(shù)（2）當結構基本周期時或建筑高寬比大于5時可適當增加振型反應組合數(shù)第73頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第74頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二例題12112.8kN第75頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二四.樓層水平地震剪力的最小值：類別6度7度8度9度扭轉效應明顯或基本周期小于3.5s的結構0.0100.016（0.024）0.032（0.048）0.064基本周期大于5.0s的結構0.0080.012（0.018）0.024（0.032）0.040樓層最小地震剪力系數(shù)值第76頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二例題13第77頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第78頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二五.樓層水平地震剪力的折減：第79頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第80頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第81頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二六.樓層水平地震剪力的分配：剛性樓蓋建筑：按抗側力構件等效剛度的比例分配柔性樓蓋建筑：按抗側力構件從屬面積上重力荷載代表值的比例分配半剛性樓蓋建筑：按剛性、柔性樓蓋分配結果取均值第82頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二例題14第83頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第84頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二例題15第85頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第86頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二例題16第87頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第88頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第89頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第90頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第91頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二滿足要求第92頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二三層剪切型結構。結構處于8度區(qū)（地震加速度為0.20g），I類場地第一組，結構阻尼比為0.05。試采用振型分解反應譜法，求結構在多遇地震下的最大底部剪力和最大頂點位移。已知[1.0000.6480.301][1.000-0.6010.676][1.000-2.572.47]例題17第93頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二解：由得查(特征周期值表)、（水平地震影響系數(shù)最大值表）得：第94頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二設計地震分組場地類別I0IIIIIIV第一組0.250.350.450.65第二組0.300.400.550.75第三組0.350.450.650.90特征周期值Tg(s)地震影響設防烈度6789多遇地震0.040.08（0.12）0.16（0.24）0.32罕遇地震-0.50（0.72）0.90（1.20）1.40水平地震影響系數(shù)最大值返回第95頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二則（參見地震影響系數(shù)譜曲線）由得第一振型各質點（或各樓面）水平地震作用為第96頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二地震影響系數(shù)譜曲線

返回第97頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第二振型各質點水平地震作用為第三振型各質點水平地震作用為則由各振型水平地震作用產生的底部剪力為第98頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二通過振型組合求結構的最大底部剪力為若僅取前兩階振型反應進行組合由各振型水平地震作用產生的結構頂點位移為第99頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二通過振型組合求結構的最大頂點位移若僅取前兩階振型反應進行組合注意振型分解反應譜法計算結構最大地震反應易犯錯誤：先將各振型地震作用組合成總地震作用，然后用總地震作用計算結構總地震反應正確的計算次序：先由振型地震作用計算振型地震反應，再由振型地震反應組合成總地震反應第100頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二以本例底部剪力結果加以說明：

若先計算總地震作用，則各樓層處的總地震作用分別為按上面各樓層總地震作用所計算的結構底部剪力為與前面正確計算次序的結果相比，值偏大

原因:振型各質點地震作用有方向性，負值作用與正值作用方向相反，而按平方和開方的方法計算各質點總地震作用，沒有反映振型各質點地震作用方向性的影響。

第101頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二底部剪力法適用條件：1、高度不超過40m2、剪切變形為主3、質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構計算假定：1、地震作用下的振動以基本振型為主2、基本振型近似為一條斜直線基本思路：結構的底部剪力等于其總水平地震作用，根據其基本周期由反應譜得到，而地震作用沿高度的分布則根據近似的結構側移假定得到。3.3.2底部剪力法第102頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二（1）結構底部剪力j振型i質點水平地震作用為：j振型結構底部剪力:G—結構的總重力荷載代表值Gi—質點i的重力荷載代表值第103頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二結構總的底部剪力－－振型組合q----等效總重力荷載換算系數(shù)或高振型影響系數(shù)

Geq—結構等效總重力荷載代表值，0.85G----相應于結構基本周期的水平地震影響系數(shù)GeqGi第104頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二（2）質點的地震作用H1G1GkHk第105頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二適用于基本周期:T1≤1.4Tg當T1＞1.4Tg時，需考慮高振型的影響，否則計算所得的結構頂部地震作用偏小第106頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二（3）頂部附加地震作用頂部附加地震作用系數(shù)頂部附加水平地震作用頂部附加地震作用系數(shù)第107頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二結構頂部的水平地震作用為Fn＋△Fn第108頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二例題16第109頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第110頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二例題17第111頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第112頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第113頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第114頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二作業(yè)題第115頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二（4）突出屋面地震作用放大震害表明：地震作用下突出建筑物屋面的附屬小建筑物，破壞嚴重原因：由于小建筑物重量和剛度的突變，高振型的影響，地震反應會加大,

鞭端效應處理措施：應對計算出的突出屋面小建筑物的地震作用效應乘以放大系數(shù)3，但此放大作用不往下傳Fn+1×3第116頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二例題18第117頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第118頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第119頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二第120頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二1）震害現(xiàn)象表明，高烈度區(qū)的豎向地震地面運動相當可觀，此外，結構豎向地震作用與結構形式也有關；2）《規(guī)范》規(guī)定：8度和9度時的大跨度結構、長懸臂結構、煙囪和類似的高聳結構，9度時的高層建筑結構，應考慮豎向地震作用。3.4豎向地震作用計算第121頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二

結構豎向地震作用第122頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二1）反應譜形狀和水平地震相同，地震影響系數(shù)：2）豎向地震作用標準值：第一振型起主要作用，而且第一振型接近于直線。一般結構豎向振動的基本周期在0.1-0.2s的范圍內，即處在地震影響系數(shù)最大值的范圍內。我國《規(guī)范》按結構類型規(guī)定了不同的計算方法一、高層建筑結構與高聳結構的豎向地震作用第123頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二結構的豎向地震作用標準值計算公式：——結構總豎向地震作用標準值；——質點i的豎向地震作用標準值；——結構等效總重力荷載，取實際荷載的75%。第124頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二3）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的比例分配。第125頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二豎向地震作用的計算步驟：1）計算，即豎向地震產生的結構底部軸向力；3）各樓層的軸向力：2）計算，實際是按倒三角形分布；4）將按該層各豎向構件（柱、墻等）所承受的重力荷載代表值的比例分配到各豎向構件，并乘以增大系數(shù)1.5。第126頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二《規(guī)范》規(guī)定：——豎向地震作用系數(shù)二、大跨度結構第127頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二1）現(xiàn)行《抗震規(guī)范》采用兩階段設計法，第一階段設計按多遇地震作用效應和其它荷載效應的基本組合驗算構件截面的抗震承載力，并在多遇地震作用下驗算結構的彈性變形；第二階段設計驗算罕遇地震作用下的彈塑性變形；2）因此，結構抗震驗算分為截面抗震驗算和結構抗震變形驗算兩部分。3.5結構抗震驗算第128頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二一、截面抗震驗算1.地震作用效應和其它荷載效應的基本組合——結構構件內力組合的設計值；其中：——重力荷載分項系數(shù)1.2或1.0；——水平、豎向地震作用的分項系數(shù)；——風荷載分項系數(shù)；第129頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二——重力荷載代表值的效應；——水平、豎向地震作用標準值的效應，尚應按規(guī)定乘以相應的增大系數(shù)或調整系數(shù)；——風荷載標準值的效應；——風荷載組合值系數(shù)，一般結構為0.0，風荷載起控制作用時為0.2第130頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二2.截面抗震驗算——結構構件承載力設計值；其中：——承載力抗震調整系數(shù)，按表3-16；第131頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二材料結構構件受力狀態(tài)鋼梁、柱支撐節(jié)點板件、連接螺栓連接焊縫0.750.800.850.90砌體兩端均有構造柱、芯柱的抗震墻其他抗震墻受剪受剪0.91.0鋼筋混凝土梁軸壓比小于0.15的柱軸壓比不小于0.15的柱抗震墻各類構件受彎偏壓偏壓偏壓受剪、偏拉0.750.750.800.850.85僅考慮豎向地震作用時，各類結構構件承載力抗震調整系數(shù)均宜采用1.0

承載力抗震調整系數(shù)第132頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二1）地震作用分項系數(shù)的確定：二者同時考慮時，根據加速度峰值記錄和反應譜分析，二者的組合比為1：0.4，故：3.有關系數(shù)的確定眾值烈度下的地震作用，應視為可變作用而不是偶然作用。這樣，對于水平地震作用：對于豎向地震作用：第133頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二2）抗震驗算中組合值系數(shù)的確定：

為了簡化計算，公式（3-45）中僅出現(xiàn)風荷載的組合值系數(shù)，并按《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》的方法，對一般結構取0.0，對高層建筑取0.2。第134頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二3）地震作用標準值的效應第135頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二其中為結構構件重要性系數(shù)。但公式（3-46）中卻沒有。這是因為：地震作用的特點、抗震設計的現(xiàn)狀，以及抗震重要性分類與《標準》中安全等級的差異，重要性系數(shù)對抗震設計的實際意義不大，《抗震規(guī)范》對建筑重要性的處理采用抗震構造措施的改變來實現(xiàn)。4）關于重要性系數(shù)

有關規(guī)范的結構構件截面承載力驗算公式為第136頁，共147頁，2023年，2月20日，星期二

現(xiàn)階段大部分結構構件截面抗震驗算時，采用了各有關規(guī)范的承載力設計值R，因此抗震設計的抗力分項系數(shù)就變相應地變?yōu)槌休d力設計值的抗震調整系數(shù)，即：從數(shù)值上看，取值范