《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 3-2002)之地震作用/

      3.3  地震作用

      3.3.1 各抗震設(shè)防類別的高層建筑地震作用的計(jì)算,應(yīng)符合下列規(guī)定:

      1、甲類建筑:應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度計(jì)算,其值應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)結(jié)果確定;

      2、乙、丙類建筑:應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度計(jì)算。

      3.3.2 高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)按下列原則考慮地震作用:

      1、一般情況下,應(yīng)允許在結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向分別考慮水平地震作用計(jì)算;有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu),當(dāng)相交角度大于 15°時(shí),應(yīng)分別計(jì)算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用;

      2、質(zhì)量與剛度分布明顯不對(duì)稱、不均勻的結(jié)構(gòu),應(yīng)計(jì)算雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響;其他情況,應(yīng)計(jì)算單向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響;

      3、8 度、9 度抗震設(shè)計(jì)時(shí),高層建筑中的大跨度和長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮豎向地震作用;

      4、9 度抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)計(jì)算豎向地震作用。

      3.3.3 計(jì)算單向地震作用時(shí)應(yīng)考慮偶然偏心的影響。每層質(zhì)心沿垂直于地震作用方向的偏移值可按下式采用:

      ei=±0.05Li     ?。?.3.3)

式中 ei———第 i 層質(zhì)心偏移值(m),各樓層質(zhì)心偏移方向相同;
   Li———第 i 層垂直于地震作用方向的建筑物總長(zhǎng)度(m)。

      3.3.4 高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)不同情況,分別采用下列地震作用計(jì)算方法:

      1、高層建筑結(jié)構(gòu)宜采用振型分解反應(yīng)譜法。對(duì)質(zhì)量和剛度不對(duì)稱、不均勻的結(jié)構(gòu)以及高度超過(guò)100m的高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)采用考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動(dòng)影響的振型分解反應(yīng)譜法;

      2、高度不超過(guò)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高層建筑結(jié)構(gòu),可采用底部剪力法;

      3、7~9度抗震設(shè)防的高層建筑,下列情況應(yīng)采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算:
      1)甲類高層建筑結(jié)構(gòu);
      2)表3.3.4所列的乙、丙類高層建筑結(jié)構(gòu);
      3)不滿足本規(guī)程第4.4.2~4.4.5條規(guī)定的高層建筑結(jié)構(gòu);
      4)本規(guī)程第10章規(guī)定的復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu);
      5)質(zhì)量沿豎向分布特別不均勻的高層建筑結(jié)構(gòu)。


      3.3.5 按本規(guī)程第3.3.4條規(guī)定進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析時(shí),應(yīng)符合下列要求:

      1、應(yīng)按建筑場(chǎng)地類別和設(shè)計(jì)地震分組選用不少于二組實(shí)際地震記錄和一組人工模擬的加速度時(shí)程曲線,其平均地震影響系數(shù)曲線應(yīng)與振型分解反應(yīng)譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線在統(tǒng)計(jì)意義上相符,且彈性時(shí)程分析時(shí),每條時(shí)程曲線計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力不應(yīng)小于振型分解反應(yīng)譜法求得的底部剪力的65%,多條時(shí)程曲線計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值不應(yīng)小于振型分解反應(yīng)譜法求得的底部剪力的80%。

      2、地震波的持續(xù)時(shí)間不宜小于建筑結(jié)構(gòu)基本自振周期的3~4倍,也不宜少于12s,地震波的時(shí)間間距可取0.01s或0.02s;

      3、輸入地震加速度的最大值,可按表3.3.5采用;
      
      4、結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)可取多條時(shí)程曲線計(jì)算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的較大值。

      3.3.6 計(jì)算地震作用時(shí),建筑結(jié)構(gòu)的重力荷載代表值應(yīng)取永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值和可變荷載組合值之和。可變荷載的組合值系數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定采用:

      1、雪荷載取 0.5;

      2、樓面活荷載按實(shí)際情況計(jì)算時(shí)取 1.0;按等效均布活荷載計(jì)算時(shí),藏書(shū)庫(kù)、檔案庫(kù)、庫(kù)房取 0.8,一般民用建筑取 0.5。

      3.3.7 建筑結(jié)構(gòu)的地震影響系數(shù)應(yīng)根據(jù)烈度、場(chǎng)地類別、設(shè)計(jì)地震分組和結(jié)構(gòu)自振周期及阻尼比確定。其水平地震影響系數(shù)最大值αmax應(yīng)按表3.3.7-1采用;特征周期應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地類別和設(shè)計(jì)地震分組按表3.3.7-2采用,計(jì)算8、9度罕遇地震作用時(shí),特征周期應(yīng)增加0.05s。

      注:1、周期大于6.0s的高層建筑結(jié)構(gòu)所采用的地震影響系數(shù)應(yīng)做專門研究;

      2、已編制抗震設(shè)防區(qū)劃的地區(qū),應(yīng)允許按批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)采用相應(yīng)的地震影響系數(shù)。

      3.3.8 高層建筑結(jié)構(gòu)地震影響系數(shù)曲線(圖3.3.8)的形狀參數(shù)和阻尼調(diào)整應(yīng)符合下列要求:

      1 除有專門規(guī)定外,鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比應(yīng)取0.05,此時(shí)阻尼調(diào)整系數(shù)η2應(yīng)取1.0,形狀參數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定:

      1)直線上升段,周期小于0.1s的區(qū)段;
      2)水平段,自0.1s至特征周期Tg的區(qū)段,地震影響系數(shù)應(yīng)取最大值αmax;
      3)曲線下降段,自特征周期至5倍特征周期的區(qū)段,衰減指數(shù)γ應(yīng)取0.9;
      4)直線下降段,自5倍特征周期至6.0s的區(qū)段,下降斜率調(diào)整系數(shù)η1應(yīng)取0.02。

      2 當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比不等于0.05時(shí),地震影響系數(shù)曲線的分段情況與本條第1款相同,但其形狀參數(shù)和阻尼調(diào)整系數(shù)η2應(yīng)符合下列規(guī)定:

      1)曲線水平段地震影響系數(shù)應(yīng)取η2αmax;

      2)曲線下降段的衰減指數(shù)應(yīng)按下式確定:

      3)直線下降段的下降斜率調(diào)整系數(shù)應(yīng)按下式確定:

      4)阻尼調(diào)整系數(shù)應(yīng)按下式確定:

      3.3.9 高層建筑的場(chǎng)地類別應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011 的規(guī)定確定。

      3.3.10 采用振型分解反應(yīng)譜方法時(shí),對(duì)于不考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動(dòng)影響的結(jié)構(gòu),應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行地震作用和作用效應(yīng)的計(jì)算:

      1 結(jié)構(gòu)第j振型i質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下式確定:

      2 水平地震作用效應(yīng)(內(nèi)力和位移)應(yīng)按下式計(jì)算:

      3.3.11 考慮扭轉(zhuǎn)影響的結(jié)構(gòu),按扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振型分解法計(jì)算時(shí),各樓層可取兩個(gè)正交的水平位移和一個(gè)轉(zhuǎn)角位移共三個(gè)自由度,并應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算地震作用和作用效應(yīng)。確有依據(jù)時(shí),尚可采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法確定地震作用效應(yīng)。

      1、j振型i層的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值,應(yīng)按下列公式確定:

      2、單向水平地震作用下,考慮扭轉(zhuǎn)的地震作用效應(yīng),應(yīng)按下列公式確定:

      3、考慮雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)地震作用效應(yīng),應(yīng)按下列公式中的較大值確定:

      3.3.12 采用底部剪力法計(jì)算結(jié)構(gòu)的水平地震作用時(shí),可按本規(guī)程附錄 B 進(jìn)行。

      3.3.13 抗震驗(yàn)算時(shí),結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震剪力應(yīng)符合下式要求:

      (3.3.13)

式中:VEki———第 i 層對(duì)應(yīng)于水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的樓層剪力;

   λ———水平地震剪力系數(shù),不應(yīng)小于表 3.3.13 規(guī)定的值;對(duì)豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)的薄弱層,尚應(yīng)乘以 1.15 的增大系數(shù);

    Gj———第 j 層的重力荷載代表值。

    n———結(jié)構(gòu)計(jì)算總層數(shù)。

      表 3.3.13    樓層最小地震剪力系數(shù)值

類別
7 度
8 度
9 度
扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期小于 3.5s 的結(jié)構(gòu)
0.016(0.024)
0.032(0.048)
0.064
基本周期大于 5.0s 的結(jié)構(gòu)
0.012(0.018)
0.024(0.032)
0.040

注:1、基本周期介于 3.5s 和 5s 之間的結(jié)構(gòu),應(yīng)允許線形插入取值;
      2、7、8 度時(shí)括號(hào)內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計(jì)基本地震加速度為 0.15g 和 0.30g 的地區(qū)。

      3.3.14 9度抗震設(shè)計(jì)時(shí),結(jié)構(gòu)豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值可按下列規(guī)定計(jì)算(圖3.3.14):

      1 結(jié)構(gòu)總豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值可按下列公式計(jì)算:

      2 結(jié)構(gòu)質(zhì)點(diǎn)i的豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算:

      3 樓層各構(gòu)件的豎向地震作用效應(yīng)可按各構(gòu)件承受的重力荷載代表值比例分配,并宜乘以增大系數(shù)1.5。

      3.3.15 水平長(zhǎng)懸臂構(gòu)件、大跨度結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)上部樓層外挑部分考慮豎向地震作用時(shí),豎向地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值在 8 度和 9 度設(shè)防時(shí),可分別取該結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受的重力荷載代表值的 10%和 20%。

      3.3.16 計(jì)算各振型地震影響系數(shù)所采用的結(jié)構(gòu)自振周期應(yīng)考慮非承重墻體的剛度影響予以折減。

      3.3.17 當(dāng)非承重墻體為填充磚墻時(shí),高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算自振周期折減系數(shù) ψT 可按下列規(guī)定取值:
      1、框架結(jié)構(gòu)可取 0.6~0.7;
      2、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)可取 0.7~0.8;
      3、剪力墻結(jié)構(gòu)可取0.9~1.0。
      對(duì)于其他結(jié)構(gòu)體系或采用其他非承重墻體時(shí),可根據(jù)工程情況確定周期折減系數(shù)。

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