偶然偏心及双向地震的区别及实际应用(3)

2019-05-17 11:36

注意:规范规定只有质量和刚度明显不对称、不均匀的结构,才考虑双向地震作用。目前,工程界普遍做法为:在刚性楼板假定下,结构位移比>1.2,需要考虑双向地震作用。

3. “偶然偏心”和“双向地震作用”同时选择,程序如何处理? 程序允许设计人员同时选择“偶然偏心” 和“双向地震作用”,若同时选择,则程序在计算内力时自动选择二者之间的较大值进行设计。

——摘自《PKPM结构CAD软件问题解惑及工程应用实例解析》陈岱林 赵

兵 刘民易 编著 2005年版 第24页

考虑偶然偏心

规范规定: 《高层规程》第3.3.3条规定,“计算单向地震作

用时应考虑偶然偏心的影响。”

《高层规程》第4.3.5条规定,“在考虑偶然偏心影响的地震作用下”验算楼层位移比。

程序实现:偶然偏心是指由偶然因素引起的结构质量分布变化,会导致结构固有振动特性的变化,因而结构在相同地震作用下的反应也将发生变化。考虑偶然偏心,就是考虑偶然偏心引起的不利地震作用。

程序设置(考虑偶然偏心)选择开关,由设计人员自行决定是否考虑偶然偏心的影响。考虑偶然偏心时,程序将无偏心的初始质量分布作为一组地震作用,再按附加偏心距取X、Y地震作用方向垂直建筑物边长的±5%,形成四种偏心方式的两组地震作用效应合起来共三个地震组合进行内力分析计算,使地震组合数增加到原来的三倍。

操作要点:对于高层建筑结构,通常选择考虑偶然偏心。初始值为不选择。

注意事项:由于结构平、立面布置的多样性、复杂性,大量计算分析表明,计算双向水平地震作用并考虑扭转影响与计算单向水平地震作用并考虑偶然偏心的影响相比,前者并不总是不利的。因此抗震设计时,根据《抗震规范》第5.2.3条规定及其条文说明,对于多层建筑,除平面规则的可通过考虑扭转耦联计算来估计水平地震作用的扭转影响外,凡属该规范第3.4.2条所指的平面不规则多层建筑,亦应考虑偶然偏心的影响。

考虑双向地震作用

规范规定:《抗震规范》第5.1.1条规定,“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影响”。

《高层规程》第3.3.1条规定,“质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构,应计入双向水平地震作用下的扭转影响”。

程序实现:考虑双向地震扭转效应,在X和Y方向地震作用的效应分别为和,则:

,

程序对柱采用了与其他构件略有不同的双向地震的组合方式。 柱的剪力和弯矩只考虑地震作用主方向的双向地震组合,此方向不作双向地震组合。在进行柱双偏压配筋计算时,这种调整后的组合方式会使计算结果更合理。

考虑双向地震时,输出双向地震作用下楼层最大位移及位移比,将地震工况内力替换成双向地震作用工况内力。

操作要点:当建筑结构的质量和刚度明显不对称、不均匀时,应选择该项。初始值为不选择。对质量和刚度分布明显不对称,不均匀的分析讨论参看6.8节。

注意事项:(1)不对称不均匀的结构是不规则结构的一种,指同一平面内质量、刚度布置不对称,或虽在本层内对称,但沿高度分布不对称的结构。

(2)从计算公式可以看出,考虑双向水平地震作用,意味着对X和Y方向地震作用予以放大,构件配筋也会相应增大。

(3)允许同时考虑偶然偏心和双向地震作用,程序按规范要求分别计算,不进行叠加,取不利结果。

——摘自《PKPM结构软件从入门到精通》杨星 编著2008年版 第73页

4. 双向地震作用

《抗震规范》5.1.1条规定“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影响”。但“明显不对称的结构”如何衡量呢,如果没有明确的标准,强制条文岂不成为可执行可不执行?建议本文提出的 特别不规则结构应考虑双向地震作用。

6.8.3 建筑结构不规则程度的分类 3.特别不规则结构

(1)结构方案中有多项超过了规范条款中“不宜”的规定,或某一项超过规定指标较多,具有较明显的抗震薄弱部位,将会引起不良后果;

(2)位移比:1.35<A级高层建筑<1.5,1.3<B级高层建筑<1.4;

(3)周期比:A级高层建筑<0.9,B级高层建筑<0.85; (4)承载力比:A级高层建筑>0.65,B级高层建筑>0.75; (5)同时具有两种复杂高层结构类型(如带转换层、带加强层、错层、连体、多塔等);

(6)具有高位转换、复杂错层或连体、偏置多塔、厚板转换等特别复杂结构。

——摘自《PKPM结构软件从入门到精通》杨星 编著2008年8月版 第201、204页


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