影響反應譜曲線的主要因素
2021-05-08 09:23 高層鋼結構 華邦建設
當發生地震時，地面運動受到地層土質的影響，不同場地上高層鋼結構震害的差異很大。震害統計表明，一般說來，自振周期長的高層鋼結構在軟土地基上震害較為嚴重，而自振周期短的高層鋼結構在堅硬地基上震害較為嚴重。高層鋼結構建在軟弱地基上破壞嚴重，而建在堅硬的巖石地基上破壞輕微。另外，基巖上覆蓋土層的厚度對高層鋼結構震害的影響很大，覆蓋層越厚，震害越嚴重。我國的《建筑抗震設計規范》根據場地土軟硬程度和覆蓋層厚度將建筑場地分為1、2、3、4類。
根據地震觀測統計，對于相同的地震烈度，當地震的震級和震中距不同時，對高層鋼結構造成的危害也明顯不同。對于高層鋼結構，大震級、遠震中距地震引起的破壞，要比中小震級、近震中距而烈度相同的地震嚴重得多。當場地的基本烈度與震中烈度相同或比震中烈度低一度時，稱為近震;當場地基本烈度比震中烈度低二度或二度以上時，稱為遠震。
理論分析和對實際地震記錄進行計算統計的結果表明，阻尼比對地震影響系數也有一定影響。當阻尼比減小時，地震影響系數增大，而增大的幅度隨周期的增大而減小，普通高層鋼結構的阻尼比為0.02,而我國的《建筑抗震設計規范》中的反應譜曲線是相應于阻尼比為0.05時的情況。因此，計算高層鋼結構時，需要對抗震規范中的反應譜曲線進行修正，高層鋼結構抗震設計采用的地震影響系數曲線如下圖所示，其中的兩條曲線分別對應于阻尼比為0.02與0.05時的情況。水平地震影響系數需要根據近震或遠震、場地類別及結構的自振周期T進行計算。
“高鋼規程”中規定，在進行高層鋼結構的階段抗震設計時，當高度不超過60米且平面和豎向布置較為規則的建筑以及高度超過60米的建筑預估截面時，可以采用反應譜底部剪力法。底部剪力法是結構抗震設計中一種常用的簡化方法，它的基本思想是假定高層鋼結構在水平地震作用下的主要受力形態相當于一個等效的單自由度體系，結構的側移曲線形狀近似于結構的基本振型，結構底部總剪力為各層質點水平地震作用之和。
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