2.7 结构抗震验算.pdf

1、第二章结构抗震基本知识第二章结构抗震基本知识2.1 计算原则计算原则2.2 地震作用地震作用2.3 设计反应谱设计反应谱2.4 振型分解反应谱法振型分解反应谱法2.5 底部剪力法底部剪力法2.6 结构竖向地震作用结构竖向地震作用2.7 结构抗震验算结构抗震验算2.7结构抗震验算抗震设防两阶段设计步骤的第一阶段做到“小震不坏”，以多遇地震的水平地震作用标准值，用线弹性理论求出结构构件的地震作用效应，再与其他荷载效应组合得到结构构件内力组合设计值进行验算。因此，结构抗震验算分为截面抗震验算和结构抗震变形验算两部分。第二阶段设计，罕遇地震下验算结构的弹塑性变形。一、截面抗震验算1.地震作用效应和其他

2、荷载效应的基本组合GGEEhEhkEvEvkwwwkSSSSS=+其中：结构构件内力组合的设计值；S重力荷载分项系数 1.2或1.0；分别为水平、竖向地震作用分项系数；风荷载分项系数；GEhEvw(2-95)总力荷载代表值的效应；GES水平、竖向地震作用标准值的效应，尚应相应的增大系数或调整系数，按具体的规定；EvkSEhkS风荷载标准值的效应；wkS风荷载组合值系数，一般结构0.0，风荷载起控制作用时0.2。w2.截面抗震验算RESR结构构件承载力设计值；式中：R承载力抗震调整系数，按表。RE3.有关系数的确定(2-96)地震作用分项系数的确定众值烈度下的地震作用，应视为可变作用而不是偶然作

3、用。这样，根据中确定直接作用（荷载）分项系数的方法，规范对水平地震作用：；竖向地震作用：；二者同时考虑时，根据加速度峰值记录和反应谱分析，二者组合比为1:0.4，故：3.1=Eh3.1=Eh5.03.14.0=Ev3.1=Eh抗震验算中作用组合值系数的确定规范在计算地震作用时，已考虑了地震作用与各种重力荷载（恒载、活载、雪载等）的组合问题，在表中规定了一组组合值系数，形成了抗震设计的重力荷载代表值规范规定在验算和计算地震作用时（除吊车悬吊重力外），对重力荷载均采用相同的组合值系数，为了简化计算式(2-95)中仅出现风荷载的组合值系数，并按建筑结构可靠度设计统一标准的方法，对于一般结构取0.0，

4、高层建筑取0.2。关于重要性系数有关规范的结构构件截面承载力验算公式(为结构构件重要性系数)，而式(2-96)中没有。0SR0这是因为：根据地震作用的特点、抗震设计的现状、以及抗震重要性分类与标准中安全等级的差异,重要性系数对抗震设计的实际意义不大,抗震规范对建筑重要性的处理仍采用抗震措施的改变来实现。承载力调整系数现阶段大部分结构构件截面抗震验算时,采用了各有关规范的承载力设计值R 抗震设计的抗力分项系数,就相应的变为承载力设计值的抗震调整系数，即/REER R=REERR/=或RE从数值上看，取值范围为0.751.0，其实质含义是提高构件的承载力设计值R。当仅计算竖向地震作用时，各类结构构

5、件的承载力抗震调整系数均宜采用1.0。RE二.抗震变形验算包括多遇、罕遇地震作用下的变形验算两个部分。1.多遇地震作用下结构的抗震变形验算目的：为避免建筑物的非结构构件破坏使其最大层间弹性位移小于规定的限值。步骤：(1)确定地震作用；(2)线弹性理论求结构的层间位移；(3)验算：其中：多遇地震作用标准值产生的层间弹性位移；层高；层间弹性位移角限值，按表采用。eeuheuh e分析式(2-97)：结构构件必然处于弹性阶段,验证实质是控制建筑物非结构部件的损坏程度，减少震后的修复费用。2.罕遇地震作用下结构的抗震变形验算目的：防止薄弱楼层(部位)弹塑性变形过大而倒塌,必须对延性结构，如框架、高层建

6、筑进行弹塑性变形验算。规范规定：对于不超过12层且刚度无突变的钢筋混凝土框架结构、单层钢筋混凝土柱厂房可采用简化方法；其它建筑结构可采用静力弹塑性分析方法或弹塑性时程分析法。钢筋混凝土层间剪切型结构弹塑性变形的一般规律在侧向力作用下水平位移曲线呈剪切型在一定条件下，层间弹塑性位移层间弹性位移增大系数；对结构弹塑性变形具有重大影响：pyyyeVV=yyVeV楼层屈服强度系数；按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力；罕遇地震作用下楼层弹性地震剪力。（2-98）经统计分析得出以下规律：结构层间弹塑性变形，有明显的不均匀性，即存在结构抗震的薄弱楼层。结构刚度、质量以及沿高度分布均匀时，层间

7、的弹塑性变形仍然不均匀。因为地震是动荷载，各层弹性反应不可能同时达到最大值各楼层不会同时屈服，而且有楼层先屈服，会造成结构内力重分布，在屈服楼层产生塑性变形集中；yK和沿H分布均匀的结构，薄弱层可取底层，而且弹塑性位移增大系数的值稳定，仅与建筑总层数和底层的有关；不均匀的结构，薄弱层在的那一层，与总层数和该层的有关。当各楼层的屈服强度系数均大于0.5结构就不存在塑性变形明显集中的薄弱楼层，而无需进行验算。yymin()yypyy罕遇地震下薄弱楼层弹塑性变形验算的简化方法步骤：按式（2-98）：当均0.5时，该结构不存在薄弱层。只需验算多遇地震下的变形；结构薄弱楼层（部位）位置的确定：均匀时底层；不均匀时和 相对较小处，一般不超过23处；单层厂房可取上柱。yyyyminy薄弱楼层层间弹塑性位移的计算eppuu=ppyyyuuu=或：罕遇地震作用下按弹性分析的层间位移；层间屈服位移；楼层延性系数；弹塑性位移增大系数，查表3-15弹塑性层间位移；puyueup（2-99）（2-100）结构薄弱楼层（部位）层间弹塑性位移符合下式：ppuh弹塑性层间位移角限值，查表；ph薄弱层层高或单层厂的上柱。（2-101）