中南大学结构抗震原理第3章-6.ppt
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1、一、产生扭转地震反应的原因,3.7 建筑结构的扭转地震效应,1.建筑结构的偏心,两方面:建筑自身的原因和地震地面运动的原因。,质心,刚心,产生偏心的原因:,a.建筑物的柱体与墙体等抗 侧力构件布置不对称。,b.建筑物的平面不对称。,c.建筑物的立面不对称。,d.建筑物的平面、立面均不对称。,e.建筑物各层质心与刚心重合, 但上下层不在同一垂直线上。,f.偶然偏心。,2.地震地面运动存在扭转分量,地震波在地面上各点的波速、周期和相位不同。建筑结构基底将产生绕竖直轴的转动,结构便会产生扭转振动。,无论结构是否有偏心,地震地面运动产生的结构扭转振动均是存在的。,但二者有区别,无偏心结构的平动与扭转振
2、动不是耦合的,而有偏心结构的平动与扭转振动是耦合的。,二、考虑扭转地震效应的方法,1、规则结构不进行扭转耦联计算时,平行于地震作用方向的两个边榀,其地震作用效应宜乘以增大系数。一般情况下,短边可按1.15、长边可按1.05采用;当扭转刚度较小时,宜按不小于1.3采用。,2、采用扭转耦联的振型分解反应谱法。,1、考虑扭转地震效应时水平地震作用标准值的计算公式:,-分别为j振型i层的x、y方 向的水平相对位移;,-为j振型i层的相对扭转角;,-j振型周期Tj对应的地震 影响系数;,-i层转动半径;,三、考虑扭转的振型分解反应谱法,考虑扭转地震效应时水平地震作用标准值的计算公式:,-考虑扭转的j振型
3、参与系数;,仅考虑x方向地震时,仅考虑y方向地震时,与x方向斜交地震时,地震作用方向与x轴方向夹角,2、考虑扭转影响的水平地震作用效应,考虑双向水平地震作用下扭转的地震作用效应,3.10 地基与上部结构相互作用的影响,一般规定:建筑物基底为刚性,建筑的振动仅取决于上部结构的特性。,考虑土结构相互作用:,(1)改变了临近场地中地面运动的频谱成分; (2)改变了结构的振动特性,使结构周期增长、阻尼和位移增大,将减小结构所受的地震作用,但增大了结构的位移。,由于考虑到我国地震作用取值偏低,因此规范规定:结构抗震计算,一般情况下可不计入地基与结构相互作用的影响;8度和9度时建造于、类场地,采用箱基、刚
4、性较好的筏基和桩箱联合基础的钢筋混凝土高层建筑,当结构基本自振周期处于特征周期的1.2倍至5倍范围时,若计入地基与结构动力相互作用的影响,对刚性地基假定计算的水平地震剪力可按下列规定折减,其层间变形可按折减后的楼层剪力计算。,1.高宽比小于3的结构,各楼层水平地震剪力的折减系数,可按下式计算:,-计入地基与结构动力相互作用后的地震剪力折减系数;,-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相互作用的附加周期 按右表采用(单位:s);,2.高宽比不小于3的结构,底部的地震剪力按1款规定折减,顶部不折减,中间各层按线性插入值折减.,3.折减后各楼层的水平地震剪力应符合楼层最低剪力
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