竖向地震作用效应系数与水平地震作用效应系数有哪些关系

如题所述

竖向地震作用效应系数与水平地震作用效应系数有哪些关系
地震系数(sei *** ic coefficient)是地震时地面最大加速度与重力加速度的比值,以K表示,是确定地震烈度的一个定量指标。可以用于抗震强度验算、抗震试验和工程设计等。当地震时,假设建筑物为刚性体,并承受一个均匀不变化水平加速度,此时的地震力在物理意义上是建筑物自身的惯性力。 《建筑抗震设计规范》第5.1.4条采用加速度反应谱计算地震作用。取加速度反应绝对最大值计算惯性力作为等效地震荷载F,F=αG,α为地震影响系数,G为质点的重力荷载代表值。规范中用曲线形式给出了α的确定方法,α曲线又称为地震反应谱曲线。 单质点弹性体系在地震时的最大反应加速度与重力加速度的比值。 α为地震影响系数,是多次地震作用下不同周期T,相同阻尼比ζ的理想简化的线性单质点体系的结构加速度反应与重力加速度之比,是多次地震反应的包络线,是所谓标准反应谱或平均反应谱。它是两项的乘积即地震系数k(地震动峰值加速度与重力加速度之比)和结构物加速度的放大倍数β(结构最大反应加速度与地震动最大加速度 之比)。α:地震影响系数,α(T)=S a(T)/g=K ×β(T), S a(T)为加速度设计反应谱,K为地震系数K=a/g,β(T)为放大系数谱。
效应组合时地震效应与哪些效应组合
地震作用效应和其他荷载效应组合

根据抗震设计规范,进行结构抗震设计时,结构构件的地震作用效应和其他荷载效应组合的设计值,应按照下式进行:

这个公式涉及许多引数,看起来比较抽象,尤其是工程计算软体的普及,已经让工程师忘记在工程设计中应该如何选择其中合理的引数数值,以及选择的依据。今天我们就来剖析一下这个公式的意义。

(1)S为荷载效应的组合值。

首先,理解什么是荷载效应。我们在计算中,通常要验算结构的内力和变形,内力和变形就是所谓的荷载效应。

(2)为重力荷载分项系数,根据抗震条文规定,此分项系数一般情况下采用1.2,当重力荷载效应对构件承载力有利时,可采用1.0。

首先,我们要明确什么是荷载的分项系数。荷载的分项系数,是反映荷载的不确定性并与结构可靠度概念相关联的一个系数。我们知道,荷载的标准值,是指在结构的设计基准期内,满足一定概率的情况下,在正常情况下可能出现的最大荷载值。考虑到实际工程中,实际荷载还是有可能超过统计的标准值情况,所以需要对标准值乘以一个分项系数,荷载的标准值与分项系数的乘积,即为荷载的设计值。荷载的不确定性越大,分项系数的取值越大,因此活荷载的分项系数要大于重力荷载的分项系数。

第二,荷载总是会对结构产生内力,因此荷载给人的直觉应该总是不利的,为何规范中还规定“当重力荷载效应对构件承载力有利时,重力荷载分项系数可采用1.0”?下面举个例子就理解了。

框架结构在水平荷载作用下的弯矩图,如下图所示。

框架结构在竖向重力荷载作用下,梁的弯矩图如下图所示。

如果我们现在需要组合的荷载效应是梁端弯矩,注意到梁左端,重力荷载作用下的梁左端弯矩为负弯矩,与水平荷载作用下的梁左端弯矩符号正好相反,组合的效果会导致梁左端弯矩降低,因此,对于这样的受力情况,重力荷载效应对构件承载力有利。

(3)γ_EH,γ_EV,分别为水平、竖向地震作用分项系数。按下表取值。

此处水平地震作用的分项系数,根据《建筑结构可靠度设计统一标准》中的方法,将众值烈度下的地震作用视为可变作用而不是偶然作用,确定取值为1.3,竖向地震作用的分项系数参考水平地震作用设为1.3.当竖向与水平同时考虑时,根据加速度峰值记录和反应谱的分析,二者的组合比为1:0.4,故γ_EH=1.3,γ_EV=0.4*1.3≈0.5.

(4)γ_w:风荷载分项系数,采用1.4。

(5)G_E:重力荷载代表值,注意应该是恒载和活载的组合值;(微信平台内请回复“重力荷载代表值”,检视详细内容)

(6)E_EH和E_EV:分别水平、竖向地震作用的标准值。

(7)w_k:风荷载标准值;

(8)ψ_w:风荷载组合系数,一般结构可取0,高层建筑和高耸结构可采用0.2。

首先,需要理解组合系数的含义。荷载组合系数所考虑的因素是,对于两种以上的可变荷载进行效应组合时,考虑到几种可变荷载同时达到最大值的可能性极低,因此乘以一个组合系数,对效应进行折减。历次地震表明,大地震发生时,似乎都是风平浪静,因此考虑地震作用后,通常不再考虑风荷载效应,但是对于高层建筑,由于风荷载还是一个主要的控制荷载,因此地震作用效应的基础上仍要加上20%的风荷载效应。

(9)C_G,C_Eh, C_EV,Cw, 这些分别为重力荷载、水平地震作用、竖向地震作用和风荷载的作用效应系数。此处只需理解作用效应系数的含义即可,作用效应系数可以理解为一个传递函式,我们知道了荷载,需要对结构内力或变形进行验算,通过荷载效应系数,可以通过荷载得出所需要验算的内力或是变形。...
在什么情况下需要考虑竖向地震作用效应
8度及9度抗震设防时,水平长悬臂构件、大跨度结构以及结构上部楼层外挑部分要考虑竖向地震作用。8度和9度设防时竖向地震作用的标准值,可分别取该结构或构件承受的重力荷载代表值的10%和20%进行计算。
地震作用的介绍
地震作用(earthquake action),建筑学术语,指由地运动引起的结构动态作用,分水平地震作用和竖向地震作用。设计时根据其超越概率,可视为可变作用或偶然作用。
什么是荷载效应组合?有地震作用组合和无地震作用组合表示式是什么
荷载效应:建筑结构设计中,由荷载引起结构或结构构件的反应,例如内力、变形和裂缝等。

荷载效应组合是指结构或结构构件在使用期间,除承受恒荷载外,还可能同时承受两种或两种以上的活荷载,这就需要给出这些荷载同时作用时产生的效应
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