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,