鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)
基于前述理由,高層鋼結(jié)構(gòu)第一階段抗震設(shè)計(jì),可針對(duì)不同情況,采用下列方法計(jì)算地震作用效應(yīng):①高度不超過(guò)40m且平面和豎向較規(guī)則的以剪切型變形為主的建筑,可采用《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的地震作用和底部剪力法計(jì)算;②高度不超過(guò)60m且平面和豎向較規(guī)則的建筑,以及高度超過(guò)60m的建筑預(yù)估截面時(shí),也可采用上述地震作用和底部剪力法計(jì)算;③高度超過(guò)6m的建筑,應(yīng)采用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算;④豎向特別不規(guī)則的建筑,宜采用時(shí)程分析法作補(bǔ)充計(jì)算。
在第一階段抗震設(shè)計(jì)中,框架一支撐(剪力墻板)體系中總框架任一樓層所承擔(dān)的地震剪力,不得小于結(jié)構(gòu)底部總剪力的25%島。這類(lèi)體系通常是支撐(剪力墻板)承擔(dān)大部分水平地震作用,但在出現(xiàn)罕遇地震時(shí),支撐斜桿有可能先失穩(wěn),剪力墻也可能先形成塑性鏡,從而使框架的負(fù)擔(dān)增大。為此,框架的抗水平作用能力不應(yīng)太低。當(dāng)框架部分所分
配得到的剪力小于結(jié)構(gòu)底部總剪力的25%時(shí),框架部分應(yīng)按能承受底部總剪力的25%計(jì)算,將其在地震作用下的內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整,然后與其他荷載產(chǎn)生的內(nèi)力組合。在地震時(shí),結(jié)構(gòu)在兩個(gè)方向同時(shí)受地震作用,對(duì)于較規(guī)則的結(jié)構(gòu),可按單方向受地震作用進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于角柱和兩個(gè)互相垂直的抗側(cè)力構(gòu)件上所有共有的柱,應(yīng)考慮到同時(shí)受雙向地震作用的效應(yīng),應(yīng)將一個(gè)方向的荷載產(chǎn)生的桂內(nèi)力在上述調(diào)整的基礎(chǔ)上提高30%。理論分析和實(shí)際地震記錄計(jì)算地震影響系數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,不同阻尼比的地震影響系數(shù)是有差別的,隨著阻尼比的減小,地震影響系數(shù)增大,而其增大的幅度則隨周期的增大而減小。結(jié)構(gòu)阻尼比的實(shí)測(cè)值很分散,因?yàn)樗c結(jié)構(gòu)的材料和類(lèi)型、連接方式和試驗(yàn)方法等有關(guān)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的阻尼比通常取為0.05。根據(jù)一些實(shí)測(cè)資料,在彈性階段,鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比可采用0.02。
用于第一階段抗震設(shè)計(jì)地震作用效應(yīng)的計(jì)算方法主要包括底部剪力法和振型分解反應(yīng)譜法。底部剪力法適用于高度運(yùn)60m且平面和豎向較規(guī)則的高層建筑,這里的"規(guī)則"是"簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)"抗震設(shè)計(jì)觀念的發(fā)展,包含建筑平立面外形、抗側(cè)構(gòu)件、質(zhì)量剛度等分布均勻、合理的綜合要求。底部剪力運(yùn)法根據(jù)建筑物的總重力荷載計(jì)算結(jié)構(gòu)底部的總剪力,結(jié)構(gòu)底郁的總剪力等于總的水平地震作用,由反應(yīng)譜得到。而地震作用沿高度的分布則根據(jù)近似的結(jié)構(gòu)側(cè)移假定得到,即按一定的比例分配到各樓層。得到各樓層的水平地震作用后,即可按靜力方法計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力,使用較方便。采用底部剪力法計(jì)算水平地震作用時(shí),各樓層可集中到一個(gè)質(zhì)點(diǎn),僅按一個(gè)自由度計(jì)算,見(jiàn)圖8-26。
多、高層房屋突出屋面的小建筑部分的質(zhì)量、剛度與相鄰結(jié)構(gòu)層的質(zhì)量、剛度相差很大,已不滿足采用底部剪力法的條件。根據(jù)振型分解法比較分析,采用底部剪力法計(jì)算的突出屋面小塔樓、女兒墻、煙囪的地震作用效應(yīng),宜乘以增大系數(shù)3;增大影響宜向下考慮1- 2層,但不再往下傳遞。
不符合底部剪力法適用條件的其他高層鋼結(jié)構(gòu),宜采用振型分解反應(yīng)譜法。在復(fù)雜體型或不能按平面結(jié)構(gòu)假定進(jìn)行計(jì)算時(shí),應(yīng)按空間協(xié)同工作或空間結(jié)構(gòu)計(jì)算空間振型。