高层建筑结构设计
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22.地震作用计算的原则和方法有哪些?

(1)各抗震设防类别高层建筑的地震作用,应符合下列规定:

1)甲类建筑,应按批准的地震安全性评价结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定;

2)乙、丙类建筑,应按本地区抗震设防烈度计算。

(2)高层建筑结构应按下列原则考虑地震作用

1)一般情况下,应允许在结构两个主轴方向分别考虑水平地震作用;有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15°时,应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。

2)质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构,应计算双向水平地震作用下的扭转影响;其他情况,应计算单向水平地震作用下的扭转影响。

3)高层建筑中大跨度和长悬臂结构,7度(0.15g)、8度抗震设计时应计入竖向地震作用。

4)9度抗震设计应计算竖向地震作用。

计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。每层质心沿垂直于地震作用方向的偏移值可按下式采用:

式中 ei——第i层质心偏移值(m),各楼层质心偏移方向相同;

Li——第i层垂直于地震作用方向的建筑物总长度(m)。

关于各楼层垂直于地震作用方向的建筑物总长度Li的取值,当楼层平面有局部凸出时,可按回转半径相等的原则,简化为无局部凸出的规则平面,以近似确定垂直于地震计算方向的建筑物边长Li。图2-6所示平面,当计算y向地震作用时,若b/Bh/H均不大于1/4,可以认为局部凸出,此时用于确定偶然偏心距的边长可近似按下式计算:

(3)高层建筑结构应根据不同情况,分别采用下列地震作用计算方法

图2-6 平面局部凸出时总长度Li计算示意

1)高层建筑结构宜采用振型分解反应谱法。对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及高度超过100m的高层建筑结构应采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法。

2)高度不超过40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的高层建筑结构,可采用底部剪力法。

3)7~9度设防的高层建筑,下列情况应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算。

①甲类高层建筑结构;

②表2-24所列的乙、丙类高层建筑结构;

③不满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)第3.5.2~3.5.6条规定的高层建筑结构;

④带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构、连体结构、多塔结构等复杂高层建筑结构;

⑤质量沿竖向分布特别不均匀的高层建筑结构。

表2-24 采用时程分析法的高层建筑结构