4、3 地震作用4.3。2.结构的前三个振型中，当某一振型的扭转方向因子在0.35。0.65之间,表明结构的质量与刚度分布明显不对称 不均匀，应计算双向地震作用.当存在地震反应最大的最不利方向时。还应补充最不利方向的计算，大跨度结构指楼盖，连体跨度.24m.转换结构跨度.16m.长悬臂结构指悬挑跨度,6m 4.3，3、偶然偏心应与楼面的平面的形状及质量的分布有关.对单位面积上质量均匀分布。同样长度的楼层平面 哑铃形平面，矩形平面,圆形平面的偶然偏心应是哑铃形平面最大.矩形平面次之.圆形平面最小、对单位面积上质量非均匀分布 形状相同的楼层平面 质量向边缘集中的平面与质量向质心集中的平面,其偶然偏心应是前者最大，后者最小,质量回转半径正好符合上述规律。故以质量回转半径为基础计算偶然偏心比较合理，第i层平行于地震作用方向质心轴的质量回转半径的定义如下。图1.对分布质量 对集中质量，根据式、4。3.3.计算得到的几个典型平面在y向地震作用下x向的偶然偏心结果见表1、4,3,4,由于计算机技术的发展 考虑扭转及振型相关性的影响已非常方便，结构的地震作用效应采用CQC法组合比SRSS法更为合理 计算双向地震应采用CQC法组合 仅计算单向地震且结构振动频率分布稀疏时可采用SRSS法组合。随着现代工程科学的发展,随机振动方法日益引起国内外工程界的高度重视并得以推广应用，1995年颁布的欧洲桥梁抗震设计规范以及2008年颁布的我国公路桥梁抗震设计细则已把随机振动方法列为可供设计选用的三种方法之一 时域显式随机模拟法是一种基于随机振动理论的地震作用效应计算方法。可以通过快速随机模拟获得结构地震作用效应的各种统计特征、本条第3款对于需要采用弹性时程分析方法或时域显式随机模拟法进行补充计算的高层建筑做了具体规定 这些高层建筑结构高度较高或刚度.承载力和质量沿竖向分布不规则或属于特别重要的甲类建筑，所谓。补充.主要指对计算的基底剪力、楼层剪力和层间位移进行比较，当时程分析结果或时域显式随机模拟法分析结果大于振型分解反应谱法分析结果时。相关部位的构件内力和配筋宜作相应的调整,4.3。5。时程分析时输入地震加速度的最大值考虑了场地影响的修正。地震波的持续时间指有效持续时间.从到达时程曲线振幅最大值的10 起算。到衰减至振幅最大值的10、为止.4,3.8。水平地震影响系数最大值amax考虑了场地类别的影响。4 3.9、4，3 10,该地震影响系数曲线是华南理工大学建筑设计研究院根据6495条实际记录的地震波对长周期结构进行统计分析并结合工程经验进行拟合的综合结果、并经华南理工大学土木系49081条实际记录的地震波的校核，主要是基于以下几个影响因素的研究构建本地震影响系数曲线.1，研究表明,加速度反应谱平台段与场地类别相关.动力放大系数最大值βmax可取2.5，和 类场地的场地影响系数可分别取为0，8.0、9和1。0，适当延长大震级地震影响所及的,场地的特征周期.与我国地震动参数区划图中定义的方法确定的特征周期Tg比较、在.类和,类场地吻合较好，本 规程,动力放大系数最大值βmax取2。25 以、场地为基准、和.类场地的场地影响系数分别取为0.9.1 0和1.1。2 研究表明。震中距，震级和场地类别是影响长周期地震动反应谱形态及拐点周期的主要因素、特征周期Tg和TD随着震中距和震级增大而增大 场地类别对Tg有显著影响 考虑震中距。震级和场地类别的综合影响、第三组 远震.的特值周期Tg需要加大。3，考虑震中距,震级和场地类别的综合影响。曲线下降段拐点TD建议取值3。5s较为合适、4,研究表明，设计反应谱在第一和第二下降段采用形式简单的1、T和1,T2的规律衰减是合理可行的。无需通过修正衰减指数获得基于拟加速度的大阻尼比抗震设计谱，5,地震动长周期分量对结构阻尼修正系数有很大的影响、阻尼修正系数宜通过拟加速度反应谱或位移反应谱来确定,为便于工程应用.给出了拟合.简化后的计算公式，4,3,9、2,本设计谱长周期段谱值比 建筑抗震设计规范。GB 50011设计谱值小 而与欧洲,美国规范比较差异不大，在速度敏感段.该设计谱的谱值较大 主要原因是增大，这也表明长周期结构高振型的反应更为明显，与，建筑抗震设计规范，GB、50011的设计谱相比 本设计谱有如下特点 1，采用拟加速度谱标定抗震设计谱，解决了不同阻尼比设计谱曲线在长期段交叉的问题 美国，欧洲规范亦采用拟加速度谱。2,引入场地效应系数Si考虑了场地类别的影响，场地类别不同 动力放大程度不同，反映了不同场地地震反应的差别,3.增大了设计地震分组中第二组和第三组的场地特征周期Tg值.Tg结合Si可充分考虑远场长周期地震动的影响，4。根据大量数字化地震动记录的统计分析结果、位移敏感段起点特征周期均取统计平均值为TD.3 5s、取TD。5Tg不符合统计规律，5、第一下降段和第二下降段分别了采用，1和。2衰减指数.能够通过拟谱关系得到符合统计衰减规律的速度谱、位移谱 对应的功率谱物理意义合理 明确.6 阻尼调整系数与设计谱衰减指数无关,同时考虑了在长周期结构的阻尼力在结构体系内力中比例增大的影响、采用分段的阻尼调整系数,7。部分中、短周期结构的设计地震力增大。提高了此部分结构的抗震安全性 8,虽然在长周期段的本设计谱值比规范谱值小很多.但只要计算考虑的振型质量参与系数不小于90.通过SRSS,CQC法分析，由本设计谱计算得到的结构地震剪力常比由现行，建筑抗震设计规范.GB 50011设计谱计算得到的还略大，其主要原因是高层长周期结构的高阶振型分布于中短周期段 本设计谱考虑了场地类别的影响。场地影响系数系数不同、增大了Tg值.较充分地考虑了长周期结构高阶振型的贡献、9，设计谱值对应的加速度谱与位移谱均符合统计的衰减规律.符合结构地震变形反应的实际情况.计算的位移反应显著小于按国标，建筑抗震设计规范,GB,50011设计谱计算的结果。因此。较容易满足结构抗侧刚度要求或层间位移角限值、减少减震控制所需的阻尼器。节约结构抗震减震投资,节省工程造价、在应用过程中,应尽可能多地采用源于中国大陆的长周期地震动记录。特别是场地的记录，进行结构的地震反应计算.对本设计谱进行验证分析。期望在积累更多的数据和经验的基础上.对本设计谱做进一步的改进和完善,参考文献 1.方小丹，魏琏。周靖,长周期结构地震反应的特点与反应谱究 J，建筑结构学报、2014，35。3 16.23。2 周靖,方小丹.江毅,远场长周期地震动反应谱拐点特征周期研究，J 建筑结构学报.2015,36、6 1 12。3 周靖.方小丹。毛威。长周期抗震设计反应谱衰减指数与阻尼修正系数研究，J、建筑结构学报.2017.38.1、62。75,4，周靖，方小丹，梁志豪、基于振动台测试及数值模拟的长周期设计谱评估。J、建筑结构学报,2018、39、1 88 984 3、12。计算结构地震作用力的抗震设计谱在长周期段下降较快。反应谱法是中，美,欧 日等主流国家计算结构地震反应最主要的方法。长期以来.由于模拟式强震仪自身的缺点.也由于大震级地震发生的几率较小 记录到的长周期地震动时程不多。对反应谱长周期段的可靠性没有把握。此外,虽然数字式强震仪最近以来得到较广泛应用.但由于采用拟加速度谱标定抗震设计谱时,因拟加速度谱忽略了结构固有阻尼力增大滞回恢复力的影响，在长周期段较为明显。为安全起见 规定结构需承担必要的最小地震剪力.4。3 13，当弹性计算的底部剪力不满足最小地震剪力要求时、则全部楼层的地震剪力均应放大 放大系数等于规定的最小地震剪力，弹性计算的基底剪力、放大后的底部总剪力宜取按底部剪力法算得的总剪力的85、和本规程第4 3、12条规定的最小地震剪力的较大值,结构地震作用效应均相应放大.4,3、15，本条源自国标，建筑抗震设计规范,GB.50011。2010第5.2、7条.常规的结构计算假定基底固定.与实际情况有差别.尤其是软土地基的，类场地。偏大估计了结构刚度,使计算地震水平力偏大.类场地的结构一般情况下采用桩基或整体刚度较大的筏基、考虑软土地基上结构与地基的相互作用、可以采用附加周期、T对楼层剪力进行折减.低烈度区地震力较小、不考虑此有利影响，4.3,16。通常7度.0。15g 及8。9度设防区的大跨楼盖。连体。24m、大跨度转换结构，16m，长悬挑梁。6.结构需用振型分解反应谱法、动力时程分析方法或时域显式随机模拟法计算竖向地震作用,4 3、20,考虑地基与基础共同作用，软土地基上结构的实际基本周期比假定基础固定的计算结果长 所有建筑的周期折减系数可取1、0。设防烈度7度及以上的建筑在设防烈度地震作用下、结构刚度已有不同程度的退化。周期折减系数可取1.0。