【正文】 百分數(shù)其豎向地震作用；百分數(shù)其豎向地震作用；豎向地震反應譜法：豎向地震反應譜法： 與水平地震反應譜法相同。與水平地震反應譜法相同。規(guī)范采用的是基于豎向地震反應譜法的擬靜力法。規(guī)范采用的是基于豎向地震反應譜法的擬靜力法。時程反應分析：時程反應分析： 采用豎向地震波時程，按直接動力法計算采用豎向地震波時程，按直接動力法計算 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理143一、豎向地震反應譜豎向地震反應譜與水平地震反應譜的 比較 :Ⅰ 類場地豎向地震平均反應譜與水平地震平均反應譜形狀相差不大加速度峰值約為水平的 1/2至 2/3?？衫盟降卣鸱磻V進行分析。 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理144分析結(jié)果表明： 高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑豎向第一振型的地震內(nèi)力與豎向前 5個振型按平方和開方組合的地震內(nèi)力相比較，誤差僅在 5%15%。 此外，豎向第一振型的數(shù)值大致呈倒三角形式，基本周期小于場地特征周期。 因此，高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑豎向地震作用可按與底部剪力法類似的方法計算。 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理145二、高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑豎向地震作用的計算公式結(jié)構(gòu)總豎向地震作用標準值；豎向、水平地震影響系數(shù)最大值。H1G1Hi質(zhì)點 i的豎向地震作用標準值。 規(guī)范要求： 9度時，高層建筑樓層的豎向地震作用效應應乘以 。 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理146 三、平板型網(wǎng)架屋蓋與大于 24m屋架的豎向地震作用計算第 i桿件的豎向地震內(nèi)力；第 i桿件的重力內(nèi)力。反應譜法計算結(jié)果表明 ,但相差不大 ,故可取最大值作為設計依據(jù)；；，但在常用的范圍內(nèi)，變化不很大；為了簡化，略去其影響；豎向地震作用系 數(shù)，按表采用；重力荷載代表值。 ()()()8()()可不計算（ )8Ⅲ 、 Ⅳ Ⅱ Ⅰ 鋼筋混凝土屋架平板型網(wǎng)架鋼屋架結(jié)構(gòu)類型 烈度場地類別采用靜力法 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理147 對于長懸臂和其它大跨度結(jié)構(gòu)的豎向地震作用標準值， 8度和 9度可分別取該結(jié)構(gòu)、構(gòu)件 重力荷載代表值的 10%和 20%，設計基本地震加速度為 ，可取該結(jié)構(gòu)構(gòu)件重力荷載代表值的 15%。 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理148一、結(jié)構(gòu)抗震計算原則167。 結(jié)構(gòu)抗震驗算各類建筑結(jié)構(gòu)的抗震計算應遵循下列原則： 一般情況下，可在建筑結(jié)構(gòu)的 兩個主軸方向 分別考慮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抗側(cè)力構(gòu)件承擔。 有 斜交抗側(cè)力構(gòu)件 的結(jié)構(gòu)，當相交角度大于 15度時，應分別考慮各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用。 質(zhì)量和剛度分布明顯 不對稱的結(jié)構(gòu) ，應考慮雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響其他情況宜采用調(diào)整地震作用效應的方法考慮扭轉(zhuǎn)影響。 8度和 9度時的大跨度結(jié)構(gòu)、長懸臂結(jié)構(gòu)， 9度時的高層建筑，應考慮豎向地震 作用。 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理149二、結(jié)構(gòu)抗震計算方法的確定 高度不超過 40m，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度 分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點體系的結(jié)構(gòu)， 宜采用 底部剪力法 等簡化方法。 除上述以外的建筑結(jié)構(gòu)，宜采用 振型分解反應譜法 。 特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑和下表所列高度范圍的 高層建筑，應采用 時程分析法 進行多遇地震下的補充 計算，可取多條時程曲線計算結(jié)果的平均值與振型分 解反應譜法計算結(jié)果的較大值。烈度、場地類別 房屋高度范圍（ m）8度 Ⅰ 、 Ⅱ 類場地和 7度 100 8度 Ⅲ 、 Ⅳ 類場地 80 9度 60 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理150時程分析方法要點：按建筑場地類別和設計地震分組選用不少于 二組的實際強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。烈度、場地類別 房屋高度范圍（ m）8度 Ⅰ 、 Ⅱ 類場地和 7度 1008度 Ⅲ 、 Ⅳ 場地 809度 60采用時程分析法的房屋高度范圍時程分析所用地震加速度時程的最大峰值地震影響烈 度6 7 8 9設計基本地震加速度值(g) 多遇地震 (cm/s2) 18 35 55 70 110 140罕遇地震 (cm/s2) — 220 310 400 510 620 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理151采用二階段設計法：第一階段：對絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)進行多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件承載力驗算 ,以及多遇地震作用下的彈性變形驗算。第二階段：對一些結(jié)構(gòu)進行罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算。三、結(jié)構(gòu)抗震驗算內(nèi)容 除砌體結(jié)構(gòu)、廠房外的框架結(jié)構(gòu)、填充墻框架結(jié)構(gòu)、框架 剪力墻結(jié)構(gòu)等需驗算允許彈性變形。 對于按底部剪力法分析結(jié)構(gòu)地震作用時，其彈性位移計算公式為第 i層的層間位移；第 i層的側(cè)移剛度；第 i層的水平地震剪力標準值。 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理152 樓層內(nèi)最大彈性層間位移應符合下式多遇地震作用標準值產(chǎn)生的樓層內(nèi)最大的彈性層間位移；計算樓層層高；彈性層間位移角限值，按下表采用。1/300多、高層鋼結(jié)構(gòu)1/1000鋼筋混凝土框支層1/1000鋼筋混凝土抗震墻、筒中筒1/800鋼筋混凝土框架 抗震墻、板柱 抗震墻、框架 核心筒1/550鋼筋混凝土框架 結(jié)構(gòu)類型 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理153下列情況可不進行結(jié)構(gòu)強度驗算：（ 1） 6度時的建筑（ Ⅳ 類場地上較高的高層建筑與高聳結(jié)構(gòu)除外）；（ 2） 7度時 Ⅰ 、 Ⅱ 類場地、柱高不超過 10m且兩端有山墻的單跨及多跨等高的鋼筋混凝土廠房，或柱頂標高不超過 ，兩端均有山墻的單跨及多跨等高的磚柱廠房。 除上述情況的所有結(jié)構(gòu)都要進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力的抗震驗算，驗算公式為包含地震作用效應的結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力組合的設計值；結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設計值；承載力抗震調(diào)整系數(shù)，除另有規(guī)定外，按下表采用； 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理154 材料 結(jié)構(gòu)構(gòu)件 受力狀態(tài) 鋼柱、梁支撐節(jié)點板件、連接螺栓連接焊縫 砌體 兩端均有構(gòu)造柱、芯柱的抗震墻 其他抗震墻受剪受剪混凝土 梁梁軸壓比小于 梁軸壓比不小于 抗震墻各類構(gòu)件受彎偏壓偏壓偏壓受剪、偏拉承載力抗震調(diào)整系數(shù) 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理155重力荷載分項系數(shù)，一般取 ，當重力荷載效應對構(gòu)件承載能力 有利時，不應大于 ；分別為水平、豎向 地震作用分項系數(shù)， 按右表采用；地震作用風荷載分項系數(shù)，應采用 ；重力荷載代表值的效應；水平、豎向地震作用的標準值效應 ,尚應乘以相應的增大系數(shù)或調(diào)整系數(shù) 。風荷載標準值的效應；風荷載組合系數(shù) 。一般結(jié)構(gòu)可不考慮 ,風荷載起控制作用的高層建筑應采用 。 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理156 需要進行結(jié)構(gòu)罕遇地震作用下薄弱層彈塑性變形驗算的范圍(a)下列結(jié)構(gòu) 應 進行彈塑性變形驗算1） 8度 Ⅲ 、 Ⅳ 類場地和 9度時 ,高大的單層鋼筋混凝土柱 廠房的橫向排架 。2） 79度時樓層屈服強度系數(shù)小于 架結(jié)構(gòu)；3）高度大于 150m的鋼結(jié)構(gòu)；4）甲類建筑和 9度時乙類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼 結(jié)構(gòu)；5）采用隔震和消能減震設計的結(jié)構(gòu)。 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理157(b)下列結(jié)構(gòu) 宜 進行彈塑性變形驗算1）下表所列高度范圍且屬于下表所列不規(guī)則類型的高層建筑結(jié)構(gòu)；2） 7度 Ⅲ 、 Ⅳ 類場地和 8度時乙類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)；3）板柱 抗震墻結(jié)構(gòu)和底部框架磚房；4）高度不大于 150m的其它高層鋼結(jié)構(gòu)。不規(guī)則類型 定義側(cè)向剛度不規(guī)則 該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的 70%，或小于其上相鄰三個樓層側(cè)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(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、桁架等向下傳遞樓層承載力突變 抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的 80%豎向不規(guī)則的類型 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理158薄弱樓層彈塑性層間位移的驗算：彈塑性層間位移角限值，按下表采用；薄弱層樓層高度或單層廠房上柱高度。1/50多、高層鋼結(jié)構(gòu)1/120鋼筋混凝土抗震墻、筒中筒1/100鋼筋混凝土框架 抗震墻、板柱 抗震墻、框架 核心筒1/100底部框架磚房中的框架 抗震墻1/50鋼筋混凝土框架1/30單層混凝土柱排架結(jié)構(gòu)類型 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理159一、能量法計算基本周期167。 結(jié)構(gòu)自振周期的計算設體系按 i振型作自由振動。速度為 應用抗震設計反應譜計算地震作用下的結(jié)構(gòu)反應，除砌體結(jié)構(gòu)、底部框架抗震墻磚房和內(nèi)框架房屋采用底部剪力法不需要計算自振周期外，其余均需計算自振周期。計算方法：矩陣位移法解特征問題、近似公式、經(jīng)驗公式。t時刻的位移為 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理160一、能量法計算基本周期設體系按 i振型作自由振動。速度為t時刻的位移為動能為勢能為 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理161一、能量法計算基本周期設體系按 i振型作自由振動。速度為t時刻的位移為動能為勢能為最大動能為最大勢能為由能量守恒，有 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理162 通常將重力作為荷載所引起的位移代入上式求基本頻率的近似值。 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理163解 :例 .已知：求結(jié)構(gòu)的基本周期。G2G1（ 1）計算各層層間剪力（ 2）計算各樓層處的水平位移（ 3）計算基本周期 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理164二、等效質(zhì)量法（折算質(zhì)量法）將多質(zhì)點體系用單質(zhì)點體系代替。多質(zhì)點體系的最大動能為單質(zhì)點體系的最大動能為體系按第一振型振動時，相應于折算質(zhì)點處的最大位移；單位水平力作用下頂點位移。 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理165解 :例 .已知：求結(jié)構(gòu)的基本周期。G2G1能量法的結(jié)果為T1= 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理166三、頂點位移法對于頂點位移容易估算的建筑結(jié)構(gòu)，可直接由頂點位移估計基本周期。(1)體系按彎曲振動時抗震墻結(jié)構(gòu)可視為彎曲型桿。無限自由度體系，彎曲振動的運動方程為懸臂桿的特解為振型基本周期為重力作為水平荷載所引起的位移為 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理167(2)體系按剪切振動時框架結(jié)構(gòu)可近似視為剪切型桿。無限自由度體系，剪切桿的的運動方程為懸臂桿的特解為 振型基本周期為重力作為水平荷載所引起的位移為 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理168(3)體系按剪彎振動時框架 抗震墻結(jié)構(gòu)可近似視為剪彎型桿?；局芷跒榭紤]填充墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響：α 取 ~ 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理169四、自振周期的經(jīng)驗公式 根據(jù)實測統(tǒng)計，忽略填充墻布置、質(zhì)量分布差異等，初步設計時可按下列公式估算（ 1）高度低于 25m且有較多的填充墻框架辦公樓、旅館的基本周期（ 2）高度低于 50m的鋼筋混凝土框架 抗震墻結(jié)構(gòu)的基本周期H房屋總高度； B所考慮方向房屋總寬度。（ 3）高度低于 50m的規(guī)則鋼筋混凝土抗震墻結(jié)構(gòu)的基本周期（ 4）高度低于 35m的化工煤炭工業(yè)系統(tǒng)鋼筋混凝土框架廠房的基本周期 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理170 在實測統(tǒng)計基礎上，再忽略房屋寬度和層高的影響等，有下列更粗略的公式（ 1）鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)（ 2）鋼筋混凝土框架 抗震墻或鋼筋混凝土框架 筒體結(jié)構(gòu)N結(jié)構(gòu)總層數(shù)。（ 3）鋼筋混凝土抗震墻或筒中筒結(jié)構(gòu)（ 4）鋼 鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)（ 5）高層鋼結(jié)構(gòu) 工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理工程結(jié)構(gòu)抗震設計原理171矩陣