混凝土框架结构地震作用影响因素分析

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1、第26卷第1期武汉工业学院学报Vol126No112007年3月JournalofWuhanPolytechnicUniversityMar12007文章编号:1009-4881(2007)01-0076-03混凝土框架结构地震作用影响因素分析黎丹(武汉工业学院土木工程系,湖北武汉430023)摘要:混凝土结构是目前应用最广泛的结构形式,一般需计算水平地震作用并进行抗震验算。本文采用比较相对值的方法分析了诸因素的变化对水平地震作用大小的影响,并用图形表示影响水平地震作用各因素对混凝土框架结构所起的作用,为结构设计提供了参考。关键词:混凝土框架结构;反应谱

2、;地震作用;影响因素中图分类号:TU317.1文献标识码:AF=αG(1)Ek1eq0引言式中F———结构总水平地震作用标准值;Ek我国《建筑抗震设计规范》GB5001122001(以下α———相应于结构基本自振周期T的水平地11简称《抗震规范》)规定,设防烈度为6度以上的建震影响系数值;筑物必须进行抗震设计。而对于7、8、9度以及6度G———结构等效总重力荷载,单质点应取总重eq[1]设防的Ⅳ类场地上的较高建筑应计算地震作用。力荷载代表值,多质点可取总重力荷载代表值的随着反应谱理论的不断成熟,各个国家对地震85%;力在结构上的作用,都接受了底部剪力法和

3、振型分水平地震影响系数可通过反应谱曲线得到。我解反应谱法等方法。底部剪力法适用于高度不超过国《抗震规范》规定的反应谱曲线,即地震影响系数40m,以剪切变形为主且质量刚度沿高度分布比较曲线如图1。由图可见,确定结构地震作用大小的均匀的结构,以及近似单质点的结构。振型分解反地震影响系数α值根据结构自振周期T的大小分应谱法适用于当前现有大多数建筑结构体系。对特为四个线段:(1)T<0.1s的线段在设计时不用;别不规则的建筑,甲类建筑,以及《抗震规范》所列(2)0.1

4、自振周期T与场地特征周期Tg接近,α达到最[2]遇地震下的补充计算。大值,类似于“共振”现象。αmax只与设防烈度有关。通过加速度反应谱将地震惯性力处理成等效水η2是阻尼调整系数,对于一般钢筋混凝土结构,η2平地震荷载,按主轴方向计算地震作用。一般混凝=1;(3)5Tg>T>Tg后,曲线进入下降段,5Tg以前γ土框架结构水平地震作用可以采用底部剪力法简化Tg为曲线下降,α=ηα,对于混凝土结构,α=2max计算。本文拟对混凝土框架结构地震作用的影响因T0.9素进行分析。Tgα;(4)T>5T曲线按直线下降至6.0s,ηmaxg1T1反应谱曲线为直线下降段

5、斜率调整系数,对于一般混凝土结构0.9采用底部剪力法时,各楼层可仅取一个自由度,η2=0.02,α=[0.2-0.02(T-5Tg)]αmax。底部结构的水平地震作用标准值,按下列公式确定:剪力法只考虑结构基本自振周期,因此α1即为反应收稿日期:2006211206作者简介:黎丹(1969-),女,湖北省武汉市人,讲师。1期黎丹:混凝土框架结构地震作用影响因素分析77谱中的α。2.2场地类别对地震作用的影响图1地震影响系数曲线α—地震影响系数;α—地震影响系数最大值;max图2结构刚度与地震作用的关系T—结构自振周期;T—场地特征周期;g《抗震规范》规定

6、特征周期应根据场地类别和γ—衰减指数;η—直线下降段斜率调整系数;1设计地震分组按表2采用。η———阻尼调整系数2表2特征周期值/s设计地场地类别2地震作用影响因素震分组ⅠⅡⅢⅣGeq是结构等效总重力荷载,对某建筑物来说是第一组0.250.350.450.65常数。α为水平地震影响系数,是较活跃的因素,第二组0.300.400.550.751研究水平地震作用主要是研究α1。影响α1的因素第三组0.350.450.650.90有结构自振周期T,建筑场地特征周期T,与设防烈g当0.1

7、现分别就各因max防烈度有关,场地类别和自振周期均无影响;自振周素对α的影响即对地震作用的影响进行分析。0.91Tg期5T>T>T时,α=,在此区间内,当自振2.1结构的自振周期T对地震作用的影响ggTmaxT与结构的刚度直接相关,而刚度比T更形象周期和设防烈度一定时,设Ⅰ类场地的地震作用为直观,所以T对地震作用的影响可演变为结构刚度1,场地类别地震作用的相对值见表3和图3。k与α1的关系。假定刚度k与结构的质量m无关。表3场地类别对地震作用的影响计算T的理论方法常用刚度法,理论方法由于未考设计地场地类别虑填充墙等非结构材料对刚度的增大影响,得到的震分组

8、ⅠⅡⅢⅣ周期比结构实际周期长,一般对周期乘以小于1的第一组11.351.702.