1、一、产生扭转地震反应的原因一、产生扭转地震反应的原因3.9 3.9 建筑结构的扭转地震效应建筑结构的扭转地震效应1.1.建筑结构的偏心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。两方面：建筑自身的原因和地震地面运动的原因。m)(tug质心质心刚心刚心产生偏心的原因：产生偏心的原因：a.a.建筑物的柱与墙体等抗建筑物的柱与墙体等抗 侧力构件布置不对称。侧力构件布置不对称。b.b.建筑物的平面不对称。建筑物的平面不对称。c.c.建筑物的立面不对称。建筑物的立面不对称。d.d.建筑物的平面、立面均不对称。建筑物的平面、立面均不对称。e.e.建筑物各层质心与刚心重合，建筑物各层质心与刚心
2、重合，但上下层不在同一垂直线上。但上下层不在同一垂直线上。f.f.偶然偏心。偶然偏心。2.2.地震地面运动存在扭转分量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。振动。因此，无论结构是否有偏心，地震地面运动产生的因此，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。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动不是但二者有区别，无偏心结构的平动与扭转振动不是耦合的，而有偏心结构的平动与扭转振动
3、是耦合的。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二、考虑扭转地震效应的方法(5.2.35.2.3条条)水平地震作用下，建筑结构的扭转偶联地震效应应符水平地震作用下，建筑结构的扭转偶联地震效应应符合下列要求：合下列要求：1 1、规则结构不进行扭转耦联计算时，平行于地震作用、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构件，其地震作用效应宜乘以增大系方向的两个边榀构件，其地震作用效应宜乘以增大系数。一般情况下，短边可按数。一般情况下，短边可按1.151.15、长边可按、长边可按1.051.05采用；采用；当扭转刚度较小时，周边各构件宜按不小于当扭转刚
4、度较小时，周边各构件宜按不小于1.31.3采用。采用。角部构件宜同时乘以两个方向各自的增大系数。角部构件宜同时乘以两个方向各自的增大系数。2 2、采用扭转耦联振型分解反应谱法计算时，各楼层、采用扭转耦联振型分解反应谱法计算时，各楼层可取两个正交的水平位移和一个转角共三个自由度，可取两个正交的水平位移和一个转角共三个自由度，并按下列公式计算结构的地震作用和作用效应。确并按下列公式计算结构的地震作用和作用效应。确有依据时，尚可采用简化计算方法确定地震作用效有依据时，尚可采用简化计算方法确定地震作用效应。应。单向水平地震作用时：单向水平地震作用时：1 1）j j振型振型i i层水平地震作用标准值，应
5、按下列的公式确定：层水平地震作用标准值，应按下列的公式确定：ijitjjxjiGxFijitjjyjiGyFijiitjjtjiGrF2jijiyx、-分别为分别为j j振型振型i i层的层的x x、y y方方 向的水平相对位移；向的水平相对位移；ji-为为j j振型振型i i层的相对扭转角；层的相对扭转角；j-j-j振型周期振型周期T Tj j对应的地震对应的地震 影响系数；影响系数；iiiMJr/-i-i层转动半径；层转动半径；xjiFyjiFtjiFxy质心质心j j振型振型i i层质心处地震作用层质心处地震作用ijitjjxjiGxFijitjjyjiGyFijiitjjtjiGrF2
6、xjiFyjiFtjiFxy质心质心j j振型振型i i层质心处地震作用层质心处地震作用tj-考虑扭转的考虑扭转的j j振型参与系数；振型参与系数；仅考虑仅考虑x x方向地震时方向地震时niiijijijiniijitjGryxGx122221)(/仅考虑仅考虑y y方向地震时方向地震时niiijijijiniijitjGryxGy122221)(/与与x x方向斜交地震时方向斜交地震时sincosyjxjtj地震作用方向与地震作用方向与x轴方向夹角轴方向夹角2 2）单向水平地震作用下的扭转偶联效应：）单向水平地震作用下的扭转偶联效应：S SEKEK计算：完全二次型方根法组合（计算：完全二次型
7、方根法组合（CQCCQC法）法）mjmkkjjkEKSSS111.52228(1)(1)4(1)jkTTjkTjkTT EKS-考虑扭转的地震作用效应考虑扭转的地震作用效应kjSS、-分别为分别为j j、k k振型地震作用产生的作用效应；振型地震作用产生的作用效应；可取前可取前9 9 15个振型。个振型。kj、-分别为分别为j j、k k振型的阻尼比；振型的阻尼比；jk-为为j j振型与振型与k k振型的振型的耦联系数耦联系数,即：相关系数；即：相关系数；T-为为k k振型与振型与j j振型的自振周期比；振型的自振周期比；根据考虑地震作用的方式不同，采用不同的组合方式：根据考虑地震作用的方式不
8、同，采用不同的组合方式：对于平面振动的多质点弹性体系，可以用对于平面振动的多质点弹性体系，可以用SRSS法（简称法（简称“平平方和开平方方和开平方”），它是基于假定输入地震为平稳随机过程，各，它是基于假定输入地震为平稳随机过程，各振型反应之间相互独立而推导得到的；振型反应之间相互独立而推导得到的；对于考虑平对于考虑平扭耦连的多质点弹性体系，采用扭耦连的多质点弹性体系，采用CQC（complete quaddratic combination）法（完全二次型方根组合法）法（完全二次型方根组合法），它，它与与SRSSSRSS法的主要区别在于：平面振动时假定各振型相互独立，法的主要区别在于：平面振动
9、时假定各振型相互独立，并且各振型的贡献随着频率的增高而降低；而平并且各振型的贡献随着频率的增高而降低；而平扭耦连时各扭耦连时各振型频率间距很小，相邻较高振型的频率可能非常接近，这就振型频率间距很小，相邻较高振型的频率可能非常接近，这就要考虑不同振型间的相关性，还有扭转分量的影响并不一定随要考虑不同振型间的相关性，还有扭转分量的影响并不一定随着频率增高而降低，有时较高振型的影响可能大于较低振型的着频率增高而降低，有时较高振型的影响可能大于较低振型的影响，相比影响，相比SRSSSRSS时就要考虑更多振型的影响。时就要考虑更多振型的影响。简单地说：简单地说：SRSSSRSS近似认为每个振型的振动是相
10、互独立的；而近似认为每个振型的振动是相互独立的；而CQCCQC考虑了平扭耦联效应及振型间的相互影响，对于复杂结构考虑了平扭耦联效应及振型间的相互影响，对于复杂结构采用此法。采用此法。3 3）双向水平地震作用下扭转偶联效应，可按下式）双向水平地震作用下扭转偶联效应，可按下式22)85.0(yxEKSSS22)85.0(xyEKSSS取两者中较大值取两者中较大值)(yxSS-为仅考虑为仅考虑x(y)x(y)向水平地震作用时的地震作用效应。向水平地震作用时的地震作用效应。根据强震记录统计分析：两个方向的水平地震根据强震记录统计分析：两个方向的水平地震加速度的最大值不相等，二者之比约为加速度的最大值不
11、相等，二者之比约为1：0.85.*三、考虑扭转的振型分解反应谱法三、考虑扭转的振型分解反应谱法1 1、平扭耦联体系的自由振动、平扭耦联体系的自由振动基本假定：基本假定：（1 1）楼板在其自身平面内为绝对刚性，在平面外的刚度很）楼板在其自身平面内为绝对刚性，在平面外的刚度很小可以忽略不计；小可以忽略不计；（2 2）各榀抗侧力结构（框架或剪力墙）在其自身平面内刚）各榀抗侧力结构（框架或剪力墙）在其自身平面内刚度很大，在平面外的刚度很小可以忽略不计；度很大，在平面外的刚度很小可以忽略不计；（3 3）所有构件都不考虑其自身的抗扭作用；）所有构件都不考虑其自身的抗扭作用；（4 4）将质量（包括柱、墙的质
12、量）都集中于）将质量（包括柱、墙的质量）都集中于各层楼板处。各层楼板处。计算简图如图所示，坐标原点一般选在计算简图如图所示，坐标原点一般选在各楼层的质心处。每一层楼质量有三个自由各楼层的质心处。每一层楼质量有三个自由度。度。由结构动力学，可建立结构的运动方程为由结构动力学，可建立结构的运动方程为 0MDCDKDmMmJ式中式中M-质量矩阵质量矩阵D-位移矩阵位移矩阵12nmmmm12nJJJJC-阻尼矩阵阻尼矩阵K-刚度矩阵刚度矩阵 00X XXYYYTXYKKKKKKKKynssxXXKK1sXK-平行于平行于x x轴第轴第s s榀框架的刚度矩阵；榀框架的刚度矩阵；yn-平行于平行于x x轴
13、框架的榀数；轴框架的榀数；xnrrYYYKK1rYK-平行于平行于y y轴第轴第r r榀框架的刚度矩阵；榀框架的刚度矩阵；xn-平行于平行于y y轴框架的榀数；轴框架的榀数；snssXXYKKy112sssnsyyYyisy-第第i i层第层第s s榀榀x x方向的方向的y y向座标；向座标；rsisyirx第i层xy rnrrYYXKKx112rrrnrxxXxirx-第第i i层第层第r r榀榀y y方向框架的方向框架的x x向座标向座标;1ynTXssssKYKY 1xnTYrrrrXKX求振型和频率时可不计阻尼求振型和频率时可不计阻尼 0MDKD利用雅可比等方法可求出振型和频率：利用雅
14、可比等方法可求出振型和频率：123 nAXXX123,n2 2、考虑扭转影响的水平地震作用、考虑扭转影响的水平地震作用()gMDCDKDMDt 1111cos11()()sin100DnggDnnDtdt -地面运动加速度地面运动加速度()gdt-地面运动方向与地面运动方向与x x轴夹角轴夹角D设设)()()(31tqAtqXtDniii()()D tAq t()()D tAq t代入方程，并利用振型正交性，可得代入方程，并利用振型正交性，可得22()jjjjjjjgqqqdt 1,2,3jn 经过与前面单向平移振动类似的推导，可得到考虑扭转经过与前面单向平移振动类似的推导，可得到考虑扭转地震
15、效应时地震效应时水平地震作用标准值的计算公式：水平地震作用标准值的计算公式：ijitjjxjiGxFijitjjyjiGyFijiitjjtjiGrF2分别为分别为j j振型振型i i层的层的x x方向、方向、y y方向和方向和转角方向的地震作用标准值转角方向的地震作用标准值xjiFyjiFtjiFxy质心质心j j振型振型i i层质心处地震作用层质心处地震作用思考题思考题1、底部剪力法的计算步骤是怎样的？底部剪力法的计算步骤是怎样的？1）底部总剪力计算）底部总剪力计算 2）高阶振型影响如何考虑？）高阶振型影响如何考虑？3）屋顶突出屋面附属建筑鞭梢效应的考虑及计算）屋顶突出屋面附属建筑鞭梢效应
16、的考虑及计算2、重力、重力、重力荷载代表值、等效重力荷载重力荷载代表值、等效重力荷载3、结构的基本周期计算有那些方法？结构的基本周期计算有那些方法？4、抗震设计时，、抗震设计时，1）引起结构产生扭转的原因主要有哪些？）引起结构产生扭转的原因主要有哪些？2）规则结构如何考虑扭转效应的影响？）规则结构如何考虑扭转效应的影响？3）需要进行扭转计算的结构：）需要进行扭转计算的结构：j振型时第振型时第i层质心处的水平地震作用标准值计算公式层质心处的水平地震作用标准值计算公式Fxji(Fyji、Ftji)；考虑单向水平地震作用时，结构的地震作用效应（扭转效应）考虑单向水平地震作用时，结构的地震作用效应（扭
17、转效应）Sx(Sy)的计算方的计算方法；法；考虑双向水平地震作用效应时，结构地震作用效应的计算方法，考虑双向水平地震作用效应时，结构地震作用效应的计算方法，0.85的物理意义。的物理意义。5、什么是地基与结构相互作用影响？在我国规范中，如何考虑地基与结构的相互、什么是地基与结构相互作用影响？在我国规范中，如何考虑地基与结构的相互作用影响的？作用影响的？6、振型分解反应谱法、底部剪力法的适用条件与适用范围、振型分解反应谱法、底部剪力法的适用条件与适用范围 3.10 3.10 地基与上部结构相互作用的影响地基与上部结构相互作用的影响规范规范5.2.75.2.7规定：（按刚性地基计算的水平地震作用值
18、偏大）规定：（按刚性地基计算的水平地震作用值偏大）结构抗震计算，一般情况下可不计入地基与结构相结构抗震计算，一般情况下可不计入地基与结构相互作用的影响互作用的影响；8 8度和度和9 9度时建造于度时建造于、类场地，类场地，采用采用箱基、刚性较好的筏基和桩箱联合基础的钢筋混凝土高箱基、刚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层建筑，当结构基本自振周期处于特征周期的1.21.2倍至倍至5 5倍范围时，若计入地基与结构动力相互作用的影响，对倍范围时，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，刚性地基假定计算的水平地
19、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。其层间变形可按折减后的楼层剪力计算。1.1.高宽比小于高宽比小于3 3的结构，各楼层水平地震剪力的折减系数，的结构，各楼层水平地震剪力的折减系数，可按下式计算：可按下式计算：9.011)(TTT-计入地基与结构动力相互作用后的地震剪力折减系数；计入地基与结构动力相互作用后的地震剪力折减系数；1T-按刚性地基假定确定的结构基本自振周期；按刚性地基假定确定的结构基本自振周期；T-计入地基与结构动力相互作用的附加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：按右表采用（单位：s s）；）；0.250.10 90.200.08
20、8 烈度场地类别2.2.高宽比不小于高宽比不小于3 3的结构的结构,底部的地震底部的地震剪力按剪力按1 1款规定折减款规定折减,顶部不折减顶部不折减,中间中间各层按线性插入值折减各层按线性插入值折减.3.3.折减后各楼层的水平地震剪力应符合第折减后各楼层的水平地震剪力应符合第5.2.55.2.5条的规定。条的规定。即：即：,313nEKijj iVG的值见规范或书表3.11 3.11 结构竖向地震作用（结构竖向地震作用（5.35.3）竖向地震运动是可观的：竖向地震运动是可观的：根据观测资料的统计分析，根据观测资料的统计分析，在震中距小于在震中距小于200km200km范围内，范围内，同一地震的
21、竖向地面加速度峰同一地震的竖向地面加速度峰值与水平地面加速度峰值之比值与水平地面加速度峰值之比av/ah平均值约为平均值约为1/21/2，但有时可，但有时可达达1.61.6。还有特殊例子：。还有特殊例子：19791979年美国英佩里尔谷年美国英佩里尔谷6.76.7级地震，级地震，竖向加速度：竖向加速度：1.74g1.74g。竖向地震作用的影响是显著的：竖向地震作用的影响是显著的：根据地震计算分析，对于高层建筑、高耸及大跨结构根据地震计算分析，对于高层建筑、高耸及大跨结构,竖向竖向地震影响显著。地震影响显著。结构竖向地震内力结构竖向地震内力N NE E/与重力荷载产生的内力与重力荷载产生的内力N
22、 NG G的比值沿高度自下向上逐渐增大的比值沿高度自下向上逐渐增大，烈度为，烈度为8 8度时为度时为50%50%至至90%90%，9 9度时可达到或超过度时可达到或超过1 1；335m335m高的电视塔上部，高的电视塔上部，8 8度时为度时为138%138%；高；高层建筑上部，层建筑上部，8 8度时为度时为50%50%至至110%110%。目前，国外抗震设计规定中要求考虑竖向地震作用的目前，国外抗震设计规定中要求考虑竖向地震作用的结构或构件有（结构或构件有（规范规范5.35.3节节）：）：1.1.长悬臂结构；长悬臂结构；2.2.大跨度结构；大跨度结构；3.3.高耸结构和较高的高层建筑；高耸结构
23、和较高的高层建筑；4.4.以轴向力为主的结构构件（柱或悬挂结构）；以轴向力为主的结构构件（柱或悬挂结构）；5.5.砌体结构；砌体结构；6.6.突出于建筑顶部的小构件。突出于建筑顶部的小构件。我国抗震设计规范规定前三类结构要考虑向上或向下我国抗震设计规范规定前三类结构要考虑向上或向下竖向地震作用的不利影响。竖向地震作用的不利影响。计算结构竖向地震作用的方法：计算结构竖向地震作用的方法：静力法：静力法：取结构或构件重力的某个百分数作为其竖向地震取结构或构件重力的某个百分数作为其竖向地震 作用；作用；水平地震作用折减法：水平地震作用折减法：取结构或构件水平地震作用的某个取结构或构件水平地震作用的某个
24、 百分数作为其竖向地震作用；百分数作为其竖向地震作用；竖向地震反应谱法：竖向地震反应谱法：与水平地震反应谱法相同。与水平地震反应谱法相同。对高耸结构和高层建筑，我国规范采用的是基于竖向地震对高耸结构和高层建筑，我国规范采用的是基于竖向地震反应谱法的拟静力法；对大跨度结构则用静力法。反应谱法的拟静力法；对大跨度结构则用静力法。动力时程分析法：动力时程分析法：一、竖向地震反应谱一、竖向地震反应谱竖向地震反应谱与水平地震反应谱的比较竖向地震反应谱与水平地震反应谱的比较:类场地竖向地震类场地竖向地震平均反应谱与水平平均反应谱与水平地震平均反应谱地震平均反应谱形状相差不大形状相差不大一般：竖向加速度峰值
25、约为水平加速度的一般：竖向加速度峰值约为水平加速度的1/21/2至至2/32/3。可利用水平地震反应谱进行分析。可利用水平地震反应谱进行分析。分析结果表明：分析结果表明：高耸结构和高层建筑竖向第一振型的地震内力与竖向高耸结构和高层建筑竖向第一振型的地震内力与竖向前前5 5个振型按平方和开方组合（个振型按平方和开方组合（SRSSSRSS）的地震内力相比较，）的地震内力相比较，误差仅在误差仅在5%-15%5%-15%。此外，竖向第一振型的数值大致呈倒三角形式，基本此外，竖向第一振型的数值大致呈倒三角形式，基本周期小于场地特征周期。周期小于场地特征周期。因此，因此，高耸结构和高层建筑高耸结构和高层建
26、筑的竖向地震作用可按与底的竖向地震作用可按与底部剪力法类似的方法计算。部剪力法类似的方法计算。二、高耸结构和高层建筑竖向地震作用的计算公式（二、高耸结构和高层建筑竖向地震作用的计算公式（5.3.15.3.1）eqVEVKGFmaxieqGG75.0maxmax65.0HV-结构总竖向地震作用标准值；结构总竖向地震作用标准值；EVKFmaxmax,HV-竖向、水平地震影响系数最大值。竖向、水平地震影响系数最大值。H1G1HinGiGEVKFViFEVKnjjjiiViFHGHGF1-质点质点i i的竖向地震作用标准值。的竖向地震作用标准值。规范要求：规范要求：9 9度时度时，高层建筑楼层的竖向地
27、震作用效，高层建筑楼层的竖向地震作用效应，应乘以应，应乘以1.51.5的增大系数。的增大系数。三、大跨度结构竖向地震作用的计算三、大跨度结构竖向地震作用的计算iViGF-竖向地震作用系竖向地震作用系 数，数，按右表采用按右表采用；-重力荷载代表值。重力荷载代表值。iG0.250.250.2090.13(0.19)0.13(0.19)0.10(0.15)80.200.150.1590.10(0.15)0.08(0.12)可不计算（可不计算（0.10)8、钢筋混凝土钢筋混凝土屋架屋架平板型网架平板型网架钢屋架钢屋架结构类型结构类型烈烈度度场地类别场地类别 大跨度结构我国规范采用的是拟大跨度结构我国
28、规范采用的是拟静力法静力法进行计算进行计算1、平板型网架屋盖与大于、平板型网架屋盖与大于24m屋架、屋盖横梁及托架屋架、屋盖横梁及托架（5.3.25.3.2）2 2、长悬臂和其它大跨度结构（长悬臂和其它大跨度结构（5.3.3条条）对于长悬臂和其它大跨度结构的竖向地震作用标准值，对于长悬臂和其它大跨度结构的竖向地震作用标准值，8 8度和度和9 9度可分别取该结构、构件重力荷载代表值的度可分别取该结构、构件重力荷载代表值的10%10%和和20%20%，设计基本地震加速度为设计基本地震加速度为0.30g0.30g时，可取该结构构件重力荷载代时，可取该结构构件重力荷载代表值的表值的15%15%。3 3
29、、大跨度空间结构、大跨度空间结构（5.3.4条条）大跨度空间结构的竖向地震作用，除上述两种简化计算大跨度空间结构的竖向地震作用，除上述两种简化计算方法外，尚可按竖向振型分解反应谱方法计算。其竖向地震方法外，尚可按竖向振型分解反应谱方法计算。其竖向地震影响系数可采用本规范第影响系数可采用本规范第5.1.4、第、第5.1.5条规定的水平地震影条规定的水平地震影响系数的响系数的65%，但特征周期可均按设计第一组采用。，但特征周期可均按设计第一组采用。一、结构抗震计算原则一、结构抗震计算原则3.13 3.13 结构抗震验算结构抗震验算各类建筑结构的抗震计算应遵循下列原则（各类建筑结构的抗震计算应遵循下
30、列原则（强条：强条：5.1.15.1.1）1 1、一般情况下，应、一般情况下，应至少至少在建筑结构的在建筑结构的两个主轴方向两个主轴方向分别考虑水平地震作用，分别考虑水平地震作用，各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。2 2、有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于、有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于1515时，应分别计算各抗时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。侧力构件方向的水平地震作用。3 3、质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的、质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转扭转影响影响
31、，其他情况，应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。，其他情况，应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。4 4、8 8度和度和9 9度时的大跨度结构、长悬臂结构，度时的大跨度结构、长悬臂结构，9 9度时的高层建筑，度时的高层建筑，应考虑竖应考虑竖向地震作用向地震作用。二、结构抗震计算方法的确定（二、结构抗震计算方法的确定（5.1.25.1.2条条）1 1、高度不超过、高度不超过40m40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度 分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，宜采用底部剪力法等简化方法。宜
32、采用底部剪力法等简化方法。2 2、除上述以外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法。、除上述以外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法。3 3、特别不规则的建筑、甲类建筑和下表所列高度范围的特别不规则的建筑、甲类建筑和下表所列高度范围的 高层建筑，高层建筑，应采用时程分析法进行应采用时程分析法进行多遇地震下的补充多遇地震下的补充 计算计算；当取三组加速度时程曲线（当取三组加速度时程曲线（2+1）时，计算结果宜取时程法的）时，计算结果宜取时程法的包络值包络值和振型分解反应谱法的较大值；当取七组和振型分解反应谱法的较大值；当取七组(5+2)及七组以上的时程曲线及七组以上的时程曲线时，计算结果可取时程法的平
33、均值和振型分解法的较大值。时，计算结果可取时程法的平均值和振型分解法的较大值。烈度、场地类别烈度、场地类别房屋高度范围（房屋高度范围（m）8度度、类场地和类场地和7 7度度 100 8度度、类场地类场地 80 9度度 60 采用弹性时程分析法时采用弹性时程分析法时，每条时程曲线计算每条时程曲线计算所得结构底部剪力不所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的应小于振型分解反应谱法计算结果的65%65%，多条时程曲线计算多条时程曲线计算所所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%80%。采用时程分析法时，应按建筑
34、采用时程分析法时，应按建筑场地类别和设计地震分组场地类别和设计地震分组选用实际选用实际强震记录（不应少于总数的强震记录（不应少于总数的2/32/3）和人工模拟的加速度时程曲线，）和人工模拟的加速度时程曲线，其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。响系数曲线在统计意义上相符。“在统计意义上相符在统计意义上相符”指的是：平均影响系数曲线与振型分解反指的是：平均影响系数曲线与振型分解反应谱法所用的地震影响系数曲线相比，在各个周期点上相差不大应谱法所用的地震影响系数曲线相比，在各个周期点上相差不大于于2
35、0%20%。输入的地震加速度时程曲线的持续时间输入的地震加速度时程曲线的持续时间，不论是实际的强震记录，不论是实际的强震记录还是人工模拟波，一般为结构基本周期的还是人工模拟波，一般为结构基本周期的5-105-10倍。倍。当采用三维空间模型当采用三维空间模型等需要双向或三向地震波输入时，其加速度等需要双向或三向地震波输入时，其加速度最大值通常按：最大值通常按：“1 1（水平（水平1 1）：）：0.850.85（水平（水平2 2）：）：0.650.65（竖向）（竖向）”的比例调整。的比例调整。采用二阶段设计法：采用二阶段设计法：第一阶段：对绝大多数结构进行多遇地震作用下的结构和构件承载力第一阶段：
36、对绝大多数结构进行多遇地震作用下的结构和构件承载力验算验算,以及多遇地震作用下的弹性变形验算。以及多遇地震作用下的弹性变形验算。第二阶段：对一些结构进行罕遇地震作用下的弹塑性变形验算。第二阶段：对一些结构进行罕遇地震作用下的弹塑性变形验算。三、结构抗震验算内容三、结构抗震验算内容结构截面的抗震验算，应符合下列规定结构截面的抗震验算，应符合下列规定（5.1.65.1.6条，强条）条，强条）：（1 1）6 6度时的建筑（不规则建筑及建造于度时的建筑（不规则建筑及建造于类场地上较高的高层建筑除外），类场地上较高的高层建筑除外），以及生土房屋和木结构房屋等，应符合有关的抗震措施要求，但应允许不进以及生
37、土房屋和木结构房屋等，应符合有关的抗震措施要求，但应允许不进行截面抗震验算；行截面抗震验算；（2 2）6 6度时的不规则建筑、建造于度时的不规则建筑、建造于类场地上较高的高层建筑除外，类场地上较高的高层建筑除外，7 7度和度和7 7度以上的建筑结构（生土房屋和木结构房屋等除外），应进行多遇地震作用度以上的建筑结构（生土房屋和木结构房屋等除外），应进行多遇地震作用下的截面抗震验算。下的截面抗震验算。注意：采用隔震设计的建筑结构，其抗震验算应符合相关规定。注意：采用隔震设计的建筑结构，其抗震验算应符合相关规定。符合本规范第符合本规范第5.55.5节规定的结构，除按规定进行多遇地震作用下的截面抗震节
38、规定的结构，除按规定进行多遇地震作用下的截面抗震验算外，尚应进行相应的变形验算。（验算外，尚应进行相应的变形验算。（5.1.75.1.7条条）RERS/1.1.多遇地震下结构强度验算（抗震截面验算）（多遇地震下结构强度验算（抗震截面验算）（5.4.25.4.2条）条）结构构件的截面抗震验算，应采用下列设计表达式：结构构件的截面抗震验算，应采用下列设计表达式：S-包含地震作用效应的结构构件内力组合的设计值；包含地震作用效应的结构构件内力组合的设计值；R-结构构件承载力设计值；结构构件承载力设计值；RE-承载力抗震调整系数，除另有规定外，按下表采用；承载力抗震调整系数，除另有规定外，按下表采用；材
39、料材料 结构构件结构构件受力状态受力状态 钢钢柱、梁、支撑、节点板件、螺栓、柱、梁、支撑、节点板件、螺栓、焊缝焊缝柱、支撑柱、支撑强度强度稳定稳定0.750.80 砌体砌体两端均有构造柱、芯柱的抗震墙两端均有构造柱、芯柱的抗震墙 其他抗震墙其他抗震墙受剪受剪受剪受剪0.91.0混凝土混凝土 梁梁梁轴压比小于梁轴压比小于0.15柱柱梁轴压比不小于梁轴压比不小于0.15柱柱 抗震墙抗震墙各类构件各类构件受弯受弯偏压偏压偏压偏压偏压偏压受剪、偏拉受剪、偏拉0.750.750.800.850.85RE表：承载力抗震调整系数表：承载力抗震调整系数（5.4.25.4.2表）表）RERS/当仅计算竖向地震作
40、用时，各类结构构件承载力抗震调整系数应采用当仅计算竖向地震作用时，各类结构构件承载力抗震调整系数应采用1.0（4.4.3条）条）RERS/WkWWEvkEvEhkEhGEGSSSSSG-重力荷载分项系数，一般取重力荷载分项系数，一般取1.21.2，当重力荷载效应对构件承载能力，当重力荷载效应对构件承载能力 有利时，不应大于有利时，不应大于1.01.0；EvEh、-分别为水平、竖向分别为水平、竖向 地震作用分项系数，地震作用分项系数，按右表采用；按右表采用；0.51.3同时计算水平与竖向地震作用同时计算水平与竖向地震作用1.30.0仅计算竖向地震作用仅计算竖向地震作用0.01.3仅计算水平地震作
41、用仅计算水平地震作用地震作用地震作用EhEvW-风荷载分项系数，应采用风荷载分项系数，应采用1.41.4；GES-重力荷载代表值的效应；重力荷载代表值的效应；EvkEhkSS、-水平、竖向地震作用的标准值效应水平、竖向地震作用的标准值效应,尚应乘以相应的增大系数或调整系数尚应乘以相应的增大系数或调整系数;WkS-风荷载标准值的效应；风荷载标准值的效应；W-风荷载组合系数风荷载组合系数;一般结构可不考虑一般结构可不考虑,风荷载起控制作用的高层建筑应采用风荷载起控制作用的高层建筑应采用0.2;0.2;强制性条文：强制性条文：5.4.1条条2.2.多遇地震下结构多遇地震下结构“允许弹性变形允许弹性变
42、形”验算验算抗震变形验算抗震变形验算(5.5.1(5.5.1条条)除砌体结构、厂房外，框架结构、填充墙框架结构、框架除砌体结构、厂房外，框架结构、填充墙框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、框架框架支撑结构和框支结构的框支层部分等，需验算其允许弹性变形。支撑结构和框支结构的框支层部分等，需验算其允许弹性变形。对于按底部剪力法分析结构地震作用时，其弹性位移计算公式为对于按底部剪力法分析结构地震作用时，其弹性位移计算公式为ieeKiViu/)()(-第第i i层的层间位移；层的层间位移；)(iue-第第i i层的侧移刚度；层的侧移刚度；iK-第第i i层的水平地震剪力标准值。层的水平地震剪力标准
43、值。)(iVe多遇地震作用下，楼层内最大弹性层间位移应符合下式（多遇地震作用下，楼层内最大弹性层间位移应符合下式（5.5.15.5.1条条）huee-多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移；多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移；eu-计算楼层层高；计算楼层层高；he-弹性层间位移角限值，按下表采用。弹性层间位移角限值，按下表采用。1/250多、高层钢结构多、高层钢结构1/1000钢筋混凝土框支层钢筋混凝土框支层1/1000钢筋混凝土抗震墙、筒中筒钢筋混凝土抗震墙、筒中筒1/800钢筋混凝土框架钢筋混凝土框架-抗震墙、板柱抗震墙、板柱-抗震墙、框架抗震墙、框架-核心筒核心筒
44、1/550钢筋混凝土框架钢筋混凝土框架 结构类型结构类型e3.3.罕遇地震下结构弹塑性变形验算（罕遇地震下结构弹塑性变形验算（5.5.25.5.2条）条）需要进行结构罕遇地震作用下薄弱层弹塑性变形验算的范围需要进行结构罕遇地震作用下薄弱层弹塑性变形验算的范围(a)(a)下列结构下列结构应应进行弹塑性变形验算进行弹塑性变形验算1 1）8 8度度、类场地和类场地和9 9度时度时,高大的单层钢筋混凝土柱高大的单层钢筋混凝土柱 厂房的横向排架厂房的横向排架;2 2）7-97-9度时楼层屈服强度系数小于度时楼层屈服强度系数小于0.50.5的钢筋混凝土框的钢筋混凝土框 架结构；架结构；3 3）高度大于）高
45、度大于150m150m的钢结构；的钢结构；4 4）甲类建筑和）甲类建筑和9 9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢 结构；结构；5 5）采用隔震和消能减震设计的结构。）采用隔震和消能减震设计的结构。(b)(b)下列结构下列结构宜宜进行弹塑性变形验算进行弹塑性变形验算1 1）下表所列高度范围且属于竖向不规则类型的高层建筑结构；）下表所列高度范围且属于竖向不规则类型的高层建筑结构；2 2）7 7度度、类场地和类场地和8 8度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；3 3）板柱）板柱-抗震墙结构和底部框架砖房；抗震墙结构和底部框架
46、砖房；4 4）高度不大于）高度不大于150m150m的其它高层钢结构。的其它高层钢结构。烈度、场地类别烈度、场地类别房屋高度范围（房屋高度范围（m）8度度、类场地和类场地和7 7度度 1008度度、场地场地 809度度 60不规则类型不规则类型 定义定义侧向刚度不规则侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的水平向尺寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件不竖向抗侧力构件不连续连续竖向抗侧力构件（柱、抗震
47、墙、抗震支撑）的内力由水平竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等向下传递转换构件（梁、桁架等向下传递楼层承载力突变楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%竖向不规则的类型（竖向不规则的类型（3.4.33.4.3条）条）采用时程分析法的房屋高度范围采用时程分析法的房屋高度范围(5.1.2(5.1.2条条)薄弱楼层弹塑性层间位移的验算（薄弱楼层弹塑性层间位移的验算（5.5.55.5.5条条）：）：hupp-弹塑性层间位移角限值，按下表采用；弹塑性层间位移角限值，按下表采用；h-薄弱层楼层高度或单层厂
48、房上柱高度。薄弱层楼层高度或单层厂房上柱高度。p1/50多、高层钢结构多、高层钢结构1/120钢筋混凝土抗震墙、筒中筒钢筋混凝土抗震墙、筒中筒1/100钢筋混凝土框架钢筋混凝土框架-抗震墙、板柱抗震墙、板柱-抗震墙、框架抗震墙、框架-核心筒核心筒1/100底部框架砖房中的框架底部框架砖房中的框架-抗震墙抗震墙1/50钢筋混凝土框架钢筋混凝土框架1/30单层混凝土柱排架单层混凝土柱排架结构类型结构类型p思考题思考题1、底部剪力法的计算步骤是怎样的？底部剪力法的计算步骤是怎样的？1）底部总剪力计算）底部总剪力计算 2）高阶振型影响如何考虑？）高阶振型影响如何考虑？3）屋顶突出屋面附属建筑鞭梢效应的
49、考虑及计算）屋顶突出屋面附属建筑鞭梢效应的考虑及计算2、重力、重力、重力荷载代表值、等效重力荷载重力荷载代表值、等效重力荷载3、结构的基本周期计算有那些方法？结构的基本周期计算有那些方法？4、抗震设计时，、抗震设计时，1）引起结构产生扭转的原因主要有哪些？）引起结构产生扭转的原因主要有哪些？2）规则结构如何考虑扭转效应的影响？）规则结构如何考虑扭转效应的影响？3）需要进行扭转计算的结构：）需要进行扭转计算的结构：j振型时第振型时第i层质心处的水平地震作用标准值计算公式层质心处的水平地震作用标准值计算公式Fxji(Fyji、Ftji)；考虑单向水平地震作用时，结构的地震作用效应（扭转效应）考虑单
50、向水平地震作用时，结构的地震作用效应（扭转效应）Sx(Sy)的计算方的计算方法；法；考虑双向水平地震作用效应时，结构地震作用效应的计算方法，考虑双向水平地震作用效应时，结构地震作用效应的计算方法，0.85的物理意义。的物理意义。5、什么是地基与结构相互作用影响？在我国规范中，如何考虑地基与结构的相互、什么是地基与结构相互作用影响？在我国规范中，如何考虑地基与结构的相互作用影响的？作用影响的？6、振型分解反应谱法、底部剪力法的适用条件与适用范围、振型分解反应谱法、底部剪力法的适用条件与适用范围 思考题思考题1、竖向地震作用及其计算、竖向地震作用及其计算2、结构抗震计算的原则、结构抗震计算的原则,
