简析结构最小地震剪力系数

针对目前国内超高层建筑抗震设计最小剪力系数比较难以满足规范要求的实际情况,介绍了地震剪力系数的概念和意义;分析指出了场地特征周期Tg、结构基本周期T、结构阻尼比等地震剪力系数主要的影响因素;提出增加结构刚度、减少结构自重、进一步细分最小地震剪力系数等主要控制方法,建议考虑地震剪力系数与场地类别的相关性;同时结合具体工程分析了6度抗震设防区关于满足最小地震剪力系数的具体设计方法.     

关于建筑抗震设计最小地震剪力系数的讨论

介绍了GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》关于楼层最小地震剪力系数规定的编写背景,及其与其他国家规范的相关规定的区别。论述了结构的最小地震剪力系数（剪重比）与设防烈度、场地特征周期、结构周期、振型、阻尼比等参数的关系。列举了位于不同地区（沿海和内地）、不同高度的超高层建筑设计,说明由于地震作用和风荷载不同,计算的楼层地震剪力系数、层间位移及墙、柱等构件轴压比也会不同。结构对地震作用与风荷载的反应不同,设计应区别对待。只要设计合理,大多数结构的最小地震剪力系数可以满足规范要求。对一幢超高层建筑结构进行全面剖析,综合比较,论证了各类参数之间的关系,证明我国规范关于楼层最小地震剪力系数的规定不但是必要的,也是合理可行的。     

多自由度系统楼层最小地震剪力系数值的分析

采用多自由度系统为研究对象,在单向地震的作用下,推导出基底剪力的计算公式,并分析了结构自振周期、特征周期以及阻尼比对结构基底剪力的影响。分析结果表明:在满足质量系数的前提下,基底剪力并未达到预设的要求,所以控制最小剪重比是十分必要的。结构第一周期越大,结构剪重比越小;结构阻尼越大,结构剪重比越小;特征周期越大,结构剪重比越大。     

最小地震剪力系数对隔震结构抗震性能的影响

最小地震剪力系数是隔震结构设计的关键控制因素之一。对等效周期为2~6s的单质点隔震体系在远场地震动（FF地震动）、近场含脉冲地震动（NFWP地震动）和近场不含脉冲地震动（NFWNP地震动）作用下的剪力系数分布特点进行分析,并将其与规程中有关最小地震剪力系数的相关规定进行对比,探寻在不同抗震设防烈度下,不能满足最小地震剪力系数的隔震结构的等效周期范围。以位于我国抗震设防烈度8度区的某隔震结构为例,采用三种不同的设计地震剪力取值方法,设计了6种不同的结构模型。通过模型的弹塑性时程分析,比较了地震动的近远场特性对各模型抗震性能的影响,及其在罕遇地震作用下的性能差异。分析结果表明：地震动的近远场特性对隔震结构的楼层设计剪力影响较大;对不满足最小地震剪力系数要求的隔震结构,采用放大设计地震剪力使其承载力满足最小地震剪力系数的方法,能够有效提高其抗震能力;不考虑最小地震剪力系数对结构设计地震剪力的限制,采用结构的实际地震剪力需求进行设计的隔震结构能够满足地震作用下的承载力和层间位移限值要求。     

超高层结构地震剪力系数限值研究

基于目前抗震设计规范中地震剪力系数限值的要求,针对目前国内高度较高(500m以上)的超高层建筑设计实际,介绍了地震剪力系数一般较难满足规范要求的情况,分析了超高层结构地震剪力系数的影响因素,指出结构周期、场地土特征周期是相对较为显著的影响因素,超高层结构阻尼比因变化幅度较小一般对地震剪力系数影响较小。分析了设计中提高地震剪力系数的方法。提出了地震剪力系数限值的一些建议,包括地震剪力系数限值与场地土类型相关、减小高度超高结构地震剪力系数限值等。     

最小地震剪力系数对超高层建筑结构抗震性能的影响

最小地震剪力系数是超高层建筑抗震设计中的关键控制因素。首先对中美两国典型抗震规范或规程中有关最小地震剪力系数(最小基底剪力)的相关规定进行了对比分析。借鉴美国规范中最小基底剪力的处理方法,以位于我国设防烈度7度区的一超高层建筑为例,采用两种不同的设计地震剪力取值方法,按照8度地震设防烈度设计了两个不同的结构模型。通过弹塑性时程分析,比较了两个模型在罕遇地震作用下的性能差异,分析了长周期地震动对两个模型抗震性能的影响,并对比了两个模型抗地震倒塌能力的差异。分析结果表明:通过提高楼层设计剪力来满足最小地震剪力系数的方案与提高结构刚度的方案相比,其抗罕遇地震的性能基本相当,而抗地震倒塌能力更好,设计难度和建造成本会更低。     

时程分析与场地类别对长周期结构地震剪力系数的影响

影响建筑结构在水平地震作用下所承受地震剪力的因素主要有结构的总质量和总刚度及分布、场地类别和设计地震分组。文中通过对某超高层建筑在反应谱计算下地震剪力的分析,分析了场地类别对于结构剪重比的具体影响规律,同时还采用时程分析方法,通过大量实际的地震波,分析了结构在不同场地类别下剪重比的变化规律,并提出了在高层或超高层建筑设计中剪重比不满足时的各种处理方法。     

长周期超高层建筑最小底部剪力系数

推导了底部剪力系数Cs的通用表达式,绘制了Cs-T关系曲线,结果表明Cs随基本周期变长而快速下降。不满足最小底部剪力系数Cmin s的需求并不意味结构方案和布置不合理。按当前的抗震理论,底部剪力是结构承受地震作用大小的宏观指标。当结构的基本周期超过某一个临界周期时,合理、简单、有效的方法是按比例放大设计地震作用使Cs≥Cmin s,而不是增大刚度、缩短周期。另外,笔者认为《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)规定的Cmin s限值是合理的,应予以执行。然而,当使用基于性能的方法进行抗震设计时,可予以放松。     

地震剪力系数的控制和调整

结合实践经验,归纳了在计算地震剪力系数时,地震剪力计算应考虑的因素,总结了地震剪力系数不满足规范规定的最小值要求时的调整方法,最后探讨了调整地震剪力时应注意的问题,以供参考。     

关于高层建筑结构地震剪力系数限值的研究

关于最小地震剪力系数的研究是目前高层及超高层建筑研究的热点,论文介绍了有关中外关于剪力系数的规定,阐述了设计中所提到的地震剪力系数的分析方法,对地震剪力系数限值提出一些建议,如地震剪力系数与当地土质的一些关系,提出减少超高层建筑地震剪力系数限值的一些研究,另外分析了影响剪力系数的影响因素。     

长周期结构地震反应的特点与反应谱

讨论长周期结构地震反应的特点,分析我国建筑抗震设计规范中反应谱存在的主要缺陷。对反应谱进行人为的改变,会导致地震动特性的失真。我国规范反应谱的长周期段由于人为的调整,改变了地震动的统计特性,导致加速度反应谱对应的功率谱在长周期段异常,也导致长周期结构在地震作用下的计算位移偏大。抗震规范所规定的最小地震剪力系数仅与地震影响系数的最大值α_max相关,而与场地类别无关,有悖于软土场地上结构地震反应大于硬土场地上地震反应的一般规律。由加速度谱S_a、拟速度谱S _v和位移谱Sd之间的拟谱关系,给出了具有较长周期段(T延长至约10 s)的反应谱建议,可供规范修订时参考。工程算例表明,依据建议的反应谱进行结构的位移验算是可行的。     

中国建筑抗震设计规范与欧洲规范Eurocode 8关于抗震设计反应谱的比较

通过比较GB50011-2001《建筑抗震设计规范》、GB50011-2010《建筑抗震设计规范》和欧洲Eurocode8规范,说明GB50011-2010《建筑抗震设计规范》地震影响系数曲线更符合理论意义和统计规律。并按三种规范的规定绘制了不同条件下地震影响系数曲线,利用图形直观地分析了新规范的一些新特点及不足之处。     

Study on seismic base shear factor in Chinese ＇Code for seismic design of buildings＇

介绍了基底地震剪力的影响因素及美国、新西兰、加拿大及欧洲抗震规范采用振型分解反应谱法进行分析时的基底地震剪力最小需求,并从中美规范剪力系数所考虑因素的对比及高阶振型对长周期结构基底地震剪力影响的分析中发现,剪力系数应满足2个必要条件：剪力系数应与反应谱形状（由场地类型等因素决定）相关;剪力系数应反映高阶振型的影响,即满足单调性条件。根据SEAOC的研究报告,针对我国GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》剪力系数计算式存在的不足,提出了修正建议。对比分析表明,修正后的剪力系数计算式更符合基底地震剪力的特性,且工程适用范围更广,可为抗震规范今后的修订提供参考。     

我国《建筑抗震设计规范》基底剪力系数研究

介绍了基底地震剪力的影响因素及美国、新西兰、加拿大及欧洲抗震规范采用振型分解反应谱法进行分析时的基底地震剪力最小需求,并从中美规范剪力系数所考虑因素的对比及高阶振型对长周期结构基底地震剪力影响的分析中发现,剪力系数应满足2个必要条件：剪力系数应与反应谱形状（由场地类型等因素决定）相关;剪力系数应反映高阶振型的影响,即满足单调性条件。根据SEAOC的研究报告,针对我国GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》剪力系数计算式存在的不足,提出了修正建议。对比分析表明,修正后的剪力系数计算式更符合基底地震剪力的特性,且工程适用范围更广,可为抗震规范今后的修订提供参考。     

新旧抗震设计反应谱在地震作用计算上的比较

本文分析了《建筑抗震设计规范》GBJ11－89（以下简称“89规范”）与新修订的建筑抗震设计规范在设计反应谱方面的主要差别，文中将北京地区常出现的两类场地，按上述两规范确定的设计反应谱和场地类别判定方法分别进行评价。通过比较分析，建议北京地区按“89规范”为Ⅱ类而按新修订的规范为Ⅲ类的场地上的建筑物，应按新的抗震设计理新进行地震作用计算和抗震验算。     

中硬场地概率反应谱研究

现代反应谱是以平均值作为设防水准的,但缺乏统一的概率保证,需要从概率意义上研究反应谱。搜集了中硬场地上反映最新地震活动情况的205条地震记录,建立了不同区间—周期下的三维分布概率图,发现概率图中反应谱与均值谱的比值难以集中在平均值附近,以均值确认反应谱的设防水准是不合理的。因此,建立了三维累计概率图,求得不同概率保证率下的反应谱;最后拟合8度设防水准下,不同概率保证的地震影响系数和周期之间的函数关系式。     

综合考虑场地特征周期和结构基本周期影响的地震动选择方法研究

结构时程分析中选择合适的地震动记录至关重要.以地震动反应谱与规范设计反应谱相匹配为原则,重点考虑场地特征周期和结构基本周期的影响,全周期控制地震动反应谱与设计反应谱的一致性,提出新的地震动选择方法;将选出的地震动记录带入结构时程分析,以我国抗规时程分析基底剪力要求为评价原则,分析结构时程基底剪力结果,验证本方法的可行性...     

建筑场地类别对同一结构地震作用效应的影响

介绍了场地类别的划分方法,结合工程实例分析了不同场地类别对结构地震作用效应的影响,阐述了建筑场地对结构抗震设计的影响因素,指出设计时应根据勘察结果,结合具体情况选择特征周期,以保证结构安全、经济。     

苏州中润广场主楼结构的性能设计

苏州中润广场主楼地上42层,为B级高度的钢筋混凝土高层建筑,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系.由于建筑造型及功能要求,核心筒在28层核心筒由18.2 m ×19.9 m收为12 m ×19.9 m,另外南北两侧框架柱从30层以上变为斜柱.结合国家规范、场地安全性评价报告、专家咨询意见以及主楼超限情况,重点介绍了主楼地震动参数的取值,以及基于结构性能设计采取的措施和对策.