5,5。地震作用5 5,4,原规范规定烟囱高度不超过100m时 可采用简化方法计算水平地震力.简化计算与实际结果误差较大.特别是自振周期相差会达到50。随着计算机普及和发展,应该全部采用振型分解反应谱法进行计算 本次规范修改取消了简化计算方法、5.5、5,本规范给出的烟囱在竖向地震作用下的计算方法、是根据冲量原理推导的,对于烟囱等高耸构筑物。根据上述理论 推导出的竖向地震作用计算公式 5,5,5、2,和公式,5 5。5。3。用这两个公式计算的竖向地震力的绝对值 沿高度的分布规律为。在烟囱上部和下部相对较小,而在烟囱中下部h。3附近、在烟囱质量重心处、竖向地震力最大.对公式.5.5。5.2 进行整理得。由公式 5.5 5,3 可以看出。竖向地震力与结构自重荷载的比值、自下而上呈线性增大规律,这与地震震害及地震时在高层建筑上的实测结果是相符合的.针对上述计算公式、规范组进行了验证性试验.做了180m钢筋混凝土烟囱和45m砖烟囱模拟试验,模型比例分别为1 40和1,15,竖向地震力沿高度的分布规律.试验结果与理论计算结果吻合较好,见图3.其最大竖向地震力的绝对值.发生在烟囱质量重心处。在烟囱的上部和下部相对较小。图3,试验与理论计算竖向地震力比较,注、89.抗震规范指原国家标准 建筑抗震设计规范,GBJ,11。89.为了偏于安全 本规范规定,烟囱根部取FEv0 0,75αvmaxGE.而其余截面按公式,5,5 5 2,计算.但在烟囱下部 当计算的竖向地震力小于FEv0时。取等于FEv0,见图4.图4,本规范竖向地震力分布、用本规范提出的竖向地震力计算方法得到的竖向地震作用、与原国家标准,建筑抗震设计规范 GBJ,11、89计算的竖向地震作用对比如下 1.建筑抗震设计规范,GBJ.11,89给出的竖向地震力最大值在烟囱根部。数值为.符号意义见该规范,同时该规范第11。1。5条规定,烟囱竖向地震作用效应的增大系数,采用2、5,因此烟囱根部最大竖向地震力标准值为。式中 a,设计基本地震加速度,见现行国家标准。建筑抗震设计规范,GB.50011.g、重力加速度,2,本规范最大竖向地震力标准值发生在烟囱中下部.数值为,3,将结构弹性恢复系数代入公式,10。得到两种计算方法计算的竖向地震力最大值比较。见表2。表2,两种计算方法得到的竖向地震力最大值比较,可见,对于砖烟囱和钢筋混凝土烟囱而言。两种计算方法所得竖向地震力最大值基本相等,两种计算方法的最大区别,在于竖向地震作用的最大值位置不在同一点.用本规范给出的计算方法计算的最大竖向地震力,发生在大约距烟囱根部h,3处、因此 在上部约2h。3范围内、按本规范计算的竖向地震力较。建筑抗震设计规范、GBJ.11 89计算结果偏大、这是符合震害规律的。5、5、6、对于悬挂钢内筒或分段支承的砖内筒,其竖向地震作用主要是由外筒通过悬挂。或支承 平台传递给内筒.因此,在竖向地震作用计算时 可以把悬挂。或支承,平台作为排烟筒根部 自由端作为顶部按规范公式进行计算 无论是水平地震 还是竖向地震 它们对地面上除刚体外的结构物都具有一定的动力放大作用、这种动力放大效应沿结构高度不是固定的、而是变化的.变化规律是自下而上逐渐增大 美国圣费尔南多地震 在近十座多层及高层建筑上,测得竖向加速度沿建筑高度呈线性增大、最大值为地面加速度的4倍,1995年日本阪神地震时,在高层建筑上 也测到同样规律、但在高耸构筑物上,还没有地震实测值.烟囱设计规范 编写组进行的烟囱模型竖向地震响应试验 测试了竖向地震作用沿高度的变化规律.烟囱模型顶部地震加速度放大倍数约为6倍.8倍。烟囱各点竖向地震加速度为 式中.avi,av0.分别表示烟囱各截面和地面竖向加速度值,由上式可得各截面竖向地震加速度放大系数为。