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影響反應(yīng)譜曲線的主要因素
2021-05-08 09:23 高層鋼結(jié)構(gòu) 華邦建設(shè)
當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，地面運(yùn)動(dòng)受到地層土質(zhì)的影響，不同場地上高層鋼結(jié)構(gòu)震害的差異很大。震害統(tǒng)計(jì)表明，一般說來，自振周期長的高層鋼結(jié)構(gòu)在軟土地基上震害較為嚴(yán)重，而自振周期短的高層鋼結(jié)構(gòu)在堅(jiān)硬地基上震害較為嚴(yán)重。高層鋼結(jié)構(gòu)建在軟弱地基上破壞嚴(yán)重，而建在堅(jiān)硬的巖石地基上破壞輕微。另外，基巖上覆蓋土層的厚度對高層鋼結(jié)構(gòu)震害的影響很大，覆蓋層越厚，震害越嚴(yán)重。我國的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》根據(jù)場地土軟硬程度和覆蓋層厚度將建筑場地分為1、2、3、4類。
根據(jù)地震觀測統(tǒng)計(jì)，對于相同的地震烈度，當(dāng)?shù)卣鸬恼鸺壓驼鹬芯嗖煌瑫r(shí)，對高層鋼結(jié)構(gòu)造成的危害也明顯不同。對于高層鋼結(jié)構(gòu)，大震級、遠(yuǎn)震中距地震引起的破壞，要比中小震級、近震中距而烈度相同的地震嚴(yán)重得多。當(dāng)場地的基本烈度與震中烈度相同或比震中烈度低一度時(shí)，稱為近震;當(dāng)場地基本烈度比震中烈度低二度或二度以上時(shí)，稱為遠(yuǎn)震。
理論分析和對實(shí)際地震記錄進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)的結(jié)果表明，阻尼比對地震影響系數(shù)也有一定影響。當(dāng)阻尼比減小時(shí)，地震影響系數(shù)增大，而增大的幅度隨周期的增大而減小，普通高層鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比為0.02,而我國的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中的反應(yīng)譜曲線是相應(yīng)于阻尼比為0.05時(shí)的情況。因此，計(jì)算高層鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，需要對抗震規(guī)范中的反應(yīng)譜曲線進(jìn)行修正，高層鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)采用的地震影響系數(shù)曲線如下圖所示，其中的兩條曲線分別對應(yīng)于阻尼比為0.02與0.05時(shí)的情況。水平地震影響系數(shù)需要根據(jù)近震或遠(yuǎn)震、場地類別及結(jié)構(gòu)的自振周期T進(jìn)行計(jì)算。
“高鋼規(guī)程”中規(guī)定，在進(jìn)行高層鋼結(jié)構(gòu)的第一階段抗震設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)高度不超過60米且平面和豎向布置較為規(guī)則的建筑以及高度超過60米的建筑預(yù)估截面時(shí)，可以采用反應(yīng)譜底部剪力法。底部剪力法是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中一種常用的簡化方法，它的基本思想是假定高層鋼結(jié)構(gòu)在水平地震作用下的主要受力形態(tài)相當(dāng)于一個(gè)等效的單自由度體系，結(jié)構(gòu)的側(cè)移曲線形狀近似于結(jié)構(gòu)的基本振型，結(jié)構(gòu)底部總剪力為各層質(zhì)點(diǎn)水平地震作用之和。
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