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。     

筒承式群仓水平地震作用分析及简化计算

对钢筋混凝土筒承式群仓建立串联多质点体系简化计算模型,采用Baruch法对有限元计算的模态矩阵进行修正,利用振型分解反应谱法计算192个模型的水平地震作用分布及基底剪力.分析钢筋混凝土筒承式群仓水平地震作用分布和基底剪力的影响因素.综合各种影响因素,回归得到筒承式群仓底部剪力法中的基本振型指数的简化计算公式,进而可以得到筒承式群仓水平地震作用及基底剪力的简化计算方法—改进的基底剪力法.     

广东地方标准与《抗规》反应谱的对比及长周期结构影响分析

对广东地方标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(DBJ/T15-92—2021)、《建筑工程混凝土结构抗震性能设计规程》(DBJ/T 15-151—2019)及《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)三本规范抗震设计反应谱的标定方式、反应谱曲线及主要控制参数进行了对比，阐述了三者之间的异同，其中谱值差异最大的是位移段；通过不同算例的对比分析指出，《抗规》反应谱位移段谱值整体抬高是长周期结构低阶振型的谱值及低阶振型对基底剪力的贡献均与广东《高规》差异巨大的根本原因，亦是两者楼层剪力分布形态、倾覆力矩均差异大的主要原因。基于对比结果探讨了相对《抗规》整体抬高反应谱位移段谱值(辅助小震最小剪力系数规定)的处理方式，广东《高规》中震最小剪力系数规定及楼层剪力的调整方式或与《抗规》避免长周期结构计算剪力过小的出发点更吻合。     

对结构影响系数C取值的建议

我国工业与民用建筑抗震设计规范给出的抗震设计方法,包括基底剪力法和振型分解法,都是以反应谱理论为基础的。如所周知,反应谱理论又是建立在这样的前提之下的,即结构物始终保持弹性性质,可作振型分解,而各振型的反应可以通过单质点弹性体系的地震反应来求得。该结构物的地震反应,就是各振型反应的组合。为了反映实际结构物的情况和赖以建立反应谱理论的这些假设之间的差异,在计算地震荷载时,规范引入了一个系数,即结构影响系数C,对按反应谱计算的结果作一修正。但是,它的取值基本上是凭工程经验协商确定的。     

基于场地特征周期的最小地震剪力系数研究

楼层最小地震剪力系数是建筑抗震设计中的重要控制指标之一。对现行规范规定的最小地震剪力系数限值与场地特征周期无关的不合理性进行了分析,这也是导致Ⅰ、Ⅱ类场地上的长周期结构基底剪力系数难以满足规范限值的主要原因。分析了影响基底剪力系数的因素,发现基底剪力系数受到结构质量和刚度的分布、地震烈度、场地特征周期、结构阻尼比以及设计反应谱形状的影响。提出了基于场地特征周期的最小地震剪力系数限值,在场地条件较好时可放松规范限值,这样使长周期结构的抗震设计更容易满足地震剪力系数的要求,更为经济合理。通过一个算例验证了文中提出的基于场地特征周期的最小地震剪力系数限值的合理性。     

建筑减震结构分析的层间剪力校准系数法

我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)推荐采用考虑附加阻尼比和附加刚度的振型分解反应谱法进行建筑减震结构地震作用效应分析。但附加阻尼比和附加刚度的确定存在近似性，亟待发展高效准确的减震结构分析方法。以减震结构为研究对象，建立了减震结构地震响应的时域显式表达式，实现了非线性减震装置恢复力(阻尼力)的快速迭代计算。结合蒙特卡罗模拟，通过地震响应平均峰值的计算获得了统计上准确的结构层间剪力，并将其与规范反应谱法得到的层间剪力进行对比，进而获得了各楼层的层间剪力校准系数，采用该校准系数对规范反应谱法计算得到的各楼层构件内力进行了调整。最后，针对三个建筑减震结构，分别采用层间剪力校准系数法和规范反应谱法进行地震响应分析，验证了层间剪力校准系数法在减震结构地震作用效应计算方面的高效性和准确性。     

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。     

高地震烈度区大底盘双塔结构设计研究

基于某抗震设防烈度8度半区大底盘双塔结构,通过多种计算模型(整体、单塔、多塔切除纯裙房、切除大底盘以上塔楼、不同底盘相对高度)和计算方法(反应谱、弹性时程、弹塑性时程),分析结构周期、振型及振型质量参与系数、层剪力、底盘相对高度、扭转等因素的影响。研究表明:采用规范反应谱法时,各阶振型对不同结构部位的激励是大底盘结构分析的关键。低阶振型对大底盘的激励不足,高阶振型影响较大。因此地震作用下整体模型相对单塔模型的层剪力明显增大;且大底盘不只是影响底部区域,而是放大了塔楼全高的层剪力,楼层越高放大系数越大;在高烈度地震区,大底盘对结构整体指标及构件设计均有显著影响,大底盘楼板水平剪应力的影响有可能超过正应力。     

菏泽市牡丹人民医院门诊妇儿楼消能减震分析与设计

菏泽市牡丹人民医院门诊妇儿楼采用框架-剪力墙结构体系,按8度0.20g进行设计.为降低地震输入响应,减小结构最大层间位移角,提高其抗震性能并满足结构减震目标,采用消能减震技术——黏滞阻尼器(VFD).采用YJK软件进行振型分解反应谱计算,ETABS振型分解反应谱(补充复核)、弹性时程和弹塑性时程分析计算;并将减震及非减震结构的结果进行对比分析.结果 显示,采用该消能减震技术后,多遇地震作用下结构基底剪力和层间位移角的减震效果显著,满足结构既定附加等效阻尼比要求;时程法结构基底剪力减震率远高于反应谱法结构基底剪力减震率;罕遇地震作用下结构减震效果良好,弹塑性层间位移角满足规范及既定性能目标要求.     

中国与伊朗抗震规范地震作用对比研究

介绍了伊朗抗震规范的抗震设防目标与方法、场地类型、地震风险分区、设计反应谱以及基底剪力的计算，并与《建筑抗震设计规范》相关内容进行了对比。结果表明，伊朗规范根据结构重要性对建筑有选择性地做“两水准”抗震设防；基于平均剪切波速伊朗规范中的Ⅰ类场地近似于中国规范的Ⅰ₀场地，其余各类场地之间无直接对应关系；伊朗规范设计反应谱动力系数随场地类型与地震风险分区变化，在低地震风险区的软弱场地上动力系数峰值高达3.25;伊朗规范地震作用基于“中震”计算，经结构性能系数折减后的基底剪力：高延性混凝土框架的基底剪力比中国规范小，低延性混凝土框架的基底剪力比中国规范大得多，中延性混凝土框架的基底剪力与中国规范的大小比较结果在不同场地不同周期段表现不同。     

隔震结构振型分解反应谱计算方法研究

隔震结构采用分离式计算方法进行结构设计,由于使用统一的减震系数,部分楼层剪力调整偏大。采用振型分解反应谱法,将隔震层和上部结构作为整体结构进行分析可有效解决这一问题。然而隔震层的阻尼与上部结构显著不同,隔震结构是一个不同阻尼的组合体。采用振型分解反应谱法进行结构整体分析时,计算隔震结构的振型阻尼比,是计算地震作用的关键。采用能量法,推导出隔震结构振型阻尼比的计算公式,并对其进行简化。结合GB 50011-2010《建筑结构抗震规范》反应谱,给出了适用于隔震结构整体模型的振型分解反应谱地震作用计算方法。对一栋16层隔震框架结构地震作用分析表明,按振型分解反应谱法计算得到的结构基底剪力与时程分析的结果基本相符。     

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。     

中美抗震规范的结构基底地震剪力比较

为满足完成国内合资及海外项目工程的需要,依据国标抗震规范GB50011—2002和美标UBC97规定的地震作用静力计算法,比较了结构在多种场地类型和地震烈度下的基底剪力计算结果。分析表明,在绝大多数情况下,框架结构国标地震基底剪力大于UBC计算值,最后给出了结果对比表以方便工程应用。     

不同地震剪力系数控制方案对某超高层建筑结构抗震性能的影响

地震剪力系数是结构抗震设计的重要参数,我国现行抗震设计规范对最小地震剪力系数有明确的限值要求,当楼层的最小地震剪力系数不满足要求时,需调整结构基底剪力和各楼层的水平地震剪力使其满足规范的要求,当基底剪力与规范限值相差较多时,尚需调整结构布置或改变结构体系使其满足要求。工程实践表明,对于基本周期较长的超高层建筑一般很难满足最小剪力系数限值要求,若采用调整结构布置的方法,往往会导致材料用量大幅增加。以位于8度抗震设防区的某超高层建筑结构为例,分别采用三种不同的楼层地震剪力系数控制方案建立三个模型,并对其进行了多遇地震弹性分析、罕遇地震弹塑性分析和材料用量对比。研究表明,改变结构布置使所有楼层的计算地震剪力系数满足规范要求设计的结构(模型A),刚度最大,材料用量最大;对不满足最小地震剪力系数要求的楼层,采用放大地震剪力按规范验算位移,并进行构件设计的结构(模型B),其刚度和材料用量均低于模型A;不改变结构布置,先按规范验算位移,再对不满足最小地震剪力系数要求的楼层放大地震剪力使之满足规范要求并进行构件设计的结构(模型C),其刚度和材料用量均略低于模型B。在罕遇地震作用下结构弹塑性响应方面,三个模型均能满足规范要求,模型B与模型C的位移响应较为接近,模型A的位移响应略小。     

基底剪力法与地震作用分布的修正

一、前言在各国抗震设计规范里,对一般建筑的地震作用多数采用简化方法计算。这里所说的简化方法是指不计算结构的振型,先计算结构的基底剪力,然后将剪力变为地震作用按某一形式分配到结构不同高度。我国的抗震规范 TJ11-78(以下简称78规范)规定地震作用沿结构高度按倒三角形分布。震害与精确的分析结果表明,按倒三角形分布,结构上部偏于不安全;特别是对周期较长的结构。下面我们着重讨论简化方法中结构的基底     

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。     

自锚式悬索桥动力特性及地震反应特点

结合一座自锚式悬索桥的工程设计实例,研究了该桥的动力特性及地震反应的特点.采用反应谱和时程法对该桥进行了线性地震反应分析,初步探讨了自锚式悬索桥地震反应的特点.分析了冲刷深度、高阶振型和竖向地震动对该桥抗震性能的影响.结果表明:局部冲刷情况减小了塔底的弯矩响应;高阶振型对自锚式悬索桥的地震反应有一定的影响,特别是对主塔的剪力响应;而竖向地震动对主梁弯矩和主塔的动轴力贡献很大.     

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。     

解析底部剪力法计算多自由度体系水平地震力

简要介绍了底部剪力法和振型分解反应谱法,结合《建筑抗震设计规范》,对底部剪力法计算多自由度弹性体系水平地震作用的适用范围和条件进行了解析,为类似工程提供借鉴。     

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.