第二章荷载与作用
2.1_结构上的荷载

准永久值 系数 ψq
0.5
0.7
0.5
0
2.0
0.7
0.5
0.4
3.0
0.7
0.6
0.5
注:1 不上人的屋面,当施工或维修荷载较大时,应按实际情况采用;对不同 结构应按有关设计规范的规定,将标准值作0.2kN/m2 的增减。
2 上人的屋面,当兼作其他用途时,应按相应楼面活荷载采用。 3 对于因屋面排水不畅、堵塞等引起的积水荷载,应采取构造措施加 以防止;必要时,应按积水的可能深度确定屋面活荷载。
4 屋顶花园活荷载不包括花圃土石等材料自重。
屋面活荷载
一般 上人屋面的活载标准值2.0kN/m2 不上人屋面的活载标准值0.5kN/m2 屋顶花园3.0kN/m2 (不包括池墙)
屋面活荷载不应于雪荷载同时考虑,取其较大者 屋面活荷载标准值与是否上人、屋面的结构形式有关;与面
风速 物体的形状
风流动模式的改变
力或风荷载
(二)可变荷载(活载)
2. 风荷载
作用在建筑物表面单位面积上的风荷载标准值wk:
wk z s z w0 (kN / m2 )
式中: w0——基本风压值,单位kN/m2 μz ——风压高度变化系数 μs ——风载体型系数 βz ——高度处的风震系数
使用荷载——直接、可变荷载
施工安装——直接、可变荷载
施工荷载——直接、可变荷载
钢材焊接——间接、永久荷载
气象
动力
雪荷载——直接、可变荷载
振动荷载——直接、可变荷载
风荷载——直接、可变荷载
冲击荷载——直接、可变荷载
冰荷载——直接、可变荷载
车辆荷载——直接、可变荷载
《工程结构荷载及可靠度设计》课程笔记

《工程结构荷载及可靠度设计》课程笔记第一章:荷载类型1.1 荷载与作用荷载是指作用在结构上的各种力,它们可以导致结构的变形、位移或破坏。
荷载通常分为两类:直接作用和间接作用。
1. 直接作用:指直接施加在结构上的力,如人的重量、家具、车辆等。
这些力可以直接作用在结构的某个部分,导致该部分产生应力、应变和变形。
2. 间接作用:指不是直接施加在结构上的力,但会通过结构的一部分传递到另一部分,如温度变化、地震等。
这些力不会直接导致结构产生应力,但会通过结构的变形和位移产生影响。
1.2 作用的分类荷载作用可以分为以下几类:1. 恒载:指在结构使用过程中始终存在的荷载,如结构自重、固定设备等。
恒载的大小和作用点一般不会发生变化。
2. 活载:指在结构使用过程中可能变化的荷载,如人的活动、车辆的行驶等。
活载的大小和作用点可能会随着时间发生变化。
3.偶然荷载:指在结构使用过程中可能发生,但发生概率较小的荷载,如意外事故、爆炸等。
偶然荷载的大小和作用点通常难以预测。
4.地震作用:指地震时地面的震动对结构产生的影响。
地震作用是一种特殊的偶然荷载,其大小和作用点取决于地震的强度和震中距离。
5.风荷载:指风对结构产生的影响。
风荷载的大小和作用点取决于风速、风向和地形等因素。
6.温度作用:指温度变化对结构产生的影响。
温度作用可能导致结构产生膨胀或收缩,从而产生应力、应变和变形。
7.变形作用:指由于地基沉降、结构老化等原因导致结构产生的变形。
变形作用可能会导致结构的应力、应变和位移发生变化。
8.爆炸作用:指由于爆炸事故对结构产生的影响。
爆炸作用通常会导致结构产生局部破坏或整体破坏。
9.浮力作用:指由于水的浮力对结构产生的影响。
浮力作用通常发生在水下结构或浮体结构中。
10.制动力、牵引力与冲击力:指由于车辆行驶、机械运动等原因对结构产生的影响。
这些力可能会导致结构产生振动、噪声和疲劳损伤。
11.预加力:指在施工过程中预先施加在结构上的力,如预应力混凝土结构中的预应力钢筋。
荷载与与结构设计原则复习

荷载与与结构设计原则复习第一章荷载类型1.荷载类型:1.荷载与作用:荷载、直接作用、间接作用、效应2.作用的分类:按随时间的变异、随空间位置的变异和结构的反应分类例如:1、由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力称为荷载。
(√)2、由各种环境因素产生的间接作用在结构上的各种力称为荷载。
(×)3、什么是荷载? (荷载的定义是什么?)?)答:由各种环境因素产生的直接作用在结构的各种力称为荷载。
4、土压力、风压力和水压力是荷载,由爆炸、离心作用等产生的作用在物体上的惯性力不是荷载。
(×)5、什么是效应?答:作用在结构上的荷载使结构产生的内力、变形、裂缝等就叫做效应。
6、什么是作用?直接作用和间接作用?答:使结构产生效应(结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝等)的各种因素总称为作用。
可归结为作用在结构上的力的因素称为直接作用;不是作用力但同样引起结构效应的因素称为间接作用。
7、只有直接作用才能引起结构效应,间接作用并不能引起结构效应。
(×)8、严格意义上讲,只有直接作用才能称为荷载。
(√)9、以下几项中属于间接作用的是C C10、预应力属于 A 。
温度变化属于 B 。
A、永久作用B、静态作用C、直接作用D、动态作用第二章重力1.重力(静载)1)结构自重2)土的自重应力3)雪荷载(基本雪压、雪重度、屋面的雪压)例如:1、基本雪压是指当地空旷平坦地面上根据气象记录资料经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压值。
(√)2、我国基本雪压分布图是按照 C 一遇的重现期确定的。
A、10年B、30年C、50年D、100年3、虽然最大雪重度和最大雪深两者有很密切的关系,但是两者不一定是同时出现。
(√)4、造成屋面积雪与地面积雪不同的主要原因有:风、屋面形式和屋面散热等。
2.重力(活载)1)车辆荷载:公路车辆荷载(车道荷载、车列荷载)、列车荷载2)楼面活荷载例如:1、车列荷载与车道荷载有什么区别?答:车列荷载是把大量经常出现的汽车荷载排列成车列的形式作为设计荷载。
水工建筑物:第二章 拱坝—拱坝的荷载

第三节 拱坝的荷载及荷载组合
1 拱坝的荷载
拱坝和重力坝都是挡水建筑物,承受相同的作用荷载,但是拱坝 的结构形式和工作特点与重力坝有不同之处,各种荷载在两种坝 中的重要性是不同的。
温度荷载 地震荷载
扬压力 其它
温度荷载上升为主要荷载。 竖向分量产生的作用效应远远小于水平分量 扬压力下降为次要荷载,稳定计算中应计入。 浪压力、冰压力
第三节
1 拱坝的荷载
1.温度荷载
拱坝的荷载及荷载组合
温升效应 Δt>0
温降效应 Δt<0
第三节 拱坝的荷载及荷载组合
1 拱坝的荷载
1. 温度荷载
平均温度
线性温差
非线性温差
第三节 拱坝的荷载及荷载组合
1 拱坝的荷载
3、扬压力 在中、小型拱坝和薄拱坝的坝体应力分析中可不考虑扬压力的作用,
重力拱坝和中厚拱坝则宜考虑扬压力的作用;坝基及拱座稳定分析时, 应计及扬压力或渗透压力荷载。
第三节 拱坝的荷载及荷载组合
1 拱坝的荷载
1.温度荷载
拱坝建成并且进行封拱灌浆形成整体之后,坝体内部具有 相对稳定的温度场(即封拱温度 )t1。在大坝运行过程中,水温 和气温发生周期性的改变,坝内温度也随之相应改变t2,由于坝 体嵌固在基岩不能自由伸缩,因此坝体内产生温度应力。
拱坝的温度荷载就是指坝体内温度 相对于封拱温度 的变化 值。Δt=t2-t1
第三节 拱坝的荷载及荷载组合
1 拱坝的荷载
1.温度荷载
在水压力和温度荷载共同引起的径向变位中,温度荷载约占 据1/3至1/2,对坝顶部分的影响更大。按拱、梁作用来分析拱坝 应力时,通常假定温度荷载由拱圈承担。
产生温度荷载的两个原因是: (1)混凝土施工过程中水化热的散发; (2)外界气温和水温的变化
第二章 结构上的荷载及其取值

●基本风压w0
贵阳 厦门 南宁 香港 台 湾
全国基本风压分布图(局部,单位:kN/m2)
●基本风压w0
全国各城市的50年一遇基本风压和雪压(部分)
对于平坦或稍有起伏的地形
风压高度变化系数μz(部分)
离地面或海 平面高度 ( m)
地面粗糙度类别
●风压高度变化系数μz
对于山峰和山坡
z B z
z B 1 ktg 1 2.5 H
B z A H
2
k:山峰3.2 山坡1.4
B C
d1 d2
某城市风荷载统计资料
概率密度函数
频率 密度
全概率: P
平均值: E X
-
f x dx 1
f x xdx
对称轴
均方值: EX
2
f x x 2 dx
反弯点
离散系数:
随机变量x
方差: E X
悬挂吊车
电动葫芦
单梁桥式吊车
双梁桥式吊车
壁行吊车(实腹悬臂)
壁行吊车(桁架悬臂)
◆吊车荷载标准值
●吊车竖向荷载标准值 ●吊车纵向水平荷载标准值 ●吊车横向水平荷载标准值
Pmin
Pmax Q2
Pmax、Pmin 0.1ΣPmax T Q Q2 g
Pmin T
T Q1
T
T
K
Pmax
第二章地下结构的荷载0920

(2)可变(附加)荷载
分为基本可变荷载和其它可变荷载两类。 基本可变荷载,即长期的、经常作用的变化荷 载,如吊车荷载、设备重量、地下储油库的油压力 、车辆、人员等荷重人群荷载等。其它可变荷载, 即非经常作用的变化荷载,如温度变化、施工荷载 (施工机具,盾构千斤顶推力,注浆压力)等。
(3)偶然(特殊)荷载
第一节 荷载种类和组合
地下结构的荷载:
(1)结构自重 (2)地层压力
(3)弹性抗力 (4)静水压力 (5)使用荷载 (6)附加荷载:注浆压力、 落石、施工荷载 (7)特殊荷载:地震、 爆炸
第一节 荷载种类和组合 荷载种类:
(一)静荷载:
恒载,长期作用在结构上且大小、方向与作用点不变的荷载, 如结构自重、岩土体压力和地下水压力等;
( )
δ α
β φ δ φ
库伦土压力计算图式
θ
α
θ
( )
( )
图2.5 具有地表分布荷载的情况
土的抗剪强度与极限平衡条件
一、库仑定律
1776年,库仑根据砂土剪切试验
f
砂土
库仑定律:土的抗剪强
度是剪切面上的法向总应 力 的线性函数
后来,根据粘性土剪切试验
f
f tan c
1 3 tan2 45o
o 2 c tan 45 2 2 3 1 tan2 45o 2c tan 45o 2 2
o 1 3 t an 45 2
dlsin
斜面上的应力
1 1 3 1 1 3 cos 2 2 2 1 1 3 sin 2 2
码头介绍与作用荷载

37
四、说明 1、正常条件下,结构使用过程中的状况为持久状况,按承载
能力极限状态的持久组合和正常使用极限状态的持久组合分 别进行设计.如,基床和地基承载力应按承载能力极限状态的持 久组合进行设计;构件裂缝宽度验算应按正常使用极限状态 的长期效应组合进行设计. 2、结构施工和安装等持续时间较短的状况为短暂状况,宜按 承载能力极限状态的短暂组合进行设计,必要是可同时对正常 使用极限状态的短暂状况进行设计.如码头施工期稳定性验算 应按承载能力极限状态的短暂效应组合进行设计 3、结构承受设防地震等持续时间很短的状况为偶然状况,应 按承载能力极限状态的偶然组合进行设计.
装卸液体货物.
3
4
南京新生圩港区
毛里塔尼亚友谊港
20万吨级黄岛油码头
宁波北仑港矿石中转码头 5
顺岸式重力码头
6
突堤式码头
7
3、按断面形式分类
⑴直立式:多用于水位变幅不大的港口, 如海岸港、河口港.
⑵斜坡式:多用于水位变幅较大的港口, 如上、中游河港或水库港.
⑶半斜坡式:适用于枯水期较长而洪水 期较短的山区河港.
22
1、上部结构的作用 ⑴直接承受船舶荷载和地面使用荷
载,并将这些荷载传给下部结构. ⑵将下部结构的构件连成整体. ⑶设置码头设施,如防冲设施、系
船设施等. 2、下部结构的作用
⑴支承上部结构,形成直立岸壁. ⑵将作用在上部结构和本身上的荷 载传给地基. 3、码头设备 用于船舶的系靠和装卸作业等.
23
26
二、 作用组合和作用代表值的取值 ㈠、组合原则 1. 对实际有可能同时出现的作用,应按其最不利情况进行
组合. 2. 对于不同的计算项目,应分别按各自的最不利情况进行
第二章荷载分析

第二章荷载分析荷载:包括汽车荷载、飞机荷载和工业区荷载。
一、引言1、导致路面损坏的原因有两个,一是荷载因素,一是环境因素。
2、不同的荷载构型,如不同大小的车辆荷载、飞机荷载和港区荷载,将在路面中造成不同的应力、应变分布,从而造成不同的损伤。
3、车辆交通的渠化程度不一,在道路横断面上的分布不一,因此横断面上的每一点受荷载作用的频率相差很大。
4、车辆的动态影响,与车速有关,与路面的类型有关,与路面的平整度有关。
5、车辆在刹车、启动时,路面的受力与匀速行驶时有很大差别。
6、与规划、几何设计所不同的是,路面设计与管理中所关心的是车辆的轴重,而不仅是交通量的多少。
7、所以,仔细分析荷载的特性,对于路面设计和管理是非常必要的。
二、荷载类型1、汽车荷载汽车分为客车和货车。
客车一般较轻,不做详细分类,仅区分为小客车(<6座)、中客车(6-20座)和大客车(>20座)三类。
货车可粗略地分为轻型、中型和重型货车三类。
对路面设计和管理而言,仅考虑较重的车辆。
轻型货车:<2.5吨中型货车:2.5-7吨重型货车:7-12吨特重型货车:>12吨荷载限:2000年2月23日交通部《超限运输车辆行驶公路管理规定》(中华人民共和国交通部令2000年第2号)的对轴载质量和总质量的限定,若发生如下情况,则认为超限: 单车、半挂车、全挂列车车货总质量40000kg以上;集装箱半挂列车车货总质量46000kg以上:车辆轴质量大于:单轴(每侧单轮胎)载质量6000kg;单轴(每侧双轮胎)载质量10000kg;双联轴(每侧单轮胎)载质量10000kg;双联轴(每侧各一单轮胎、双轮胎)载质量14000kg;双联轴(每侧双轮胎)载质量18000kg;三联轴(每侧单轮胎)载质量12000kg;三联轴(每侧双轮胎)载质量22000kg。
其他国家的最大轴载和车辆总重[1]Country Maximum Load Single Axle, t Gross VehicleWeight, t FranceGermany ItalyNetherlands UK12 10 12 9 10.238 36 40 50 38注:英国,轮胎位于轴的两端时规定为10.2吨,轮胎在轴中间隙布置时可放宽至11.2吨。
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第二章荷载与作用1.作用于高层房屋的荷载有哪两种?在地震区与非地震区分别是由哪些荷载起控制作用?答:作用于高层房屋的荷载有两种:竖向荷载与水平荷载,竖向荷载包括结构自重和楼(屋)盖上的均布荷载,水平荷载包括风荷载和地震作用。
在多层房屋中,往往以竖向荷载为主,但也要考虑水平荷载的影响,特别是地震作用的影响。
随着房屋高度的增加,水平荷载产生的内力越来越大,会直接影响结构设计的合理性、经济性,成为控制荷载。
因此在非地震区,风荷载和竖向荷载的组合将起控制作用,而在地震区,则往往是地震作用与竖向荷载组合起控制作用。
2.什么是风荷载?答:风受到地面上各种建筑物的阻碍和影响,风速会改变,并在建筑物表面上形成压力或吸力,这种风力的作用称为风荷载。
3.什么是基本风压值0w 、风载体型系数s μ、风压高度变化系数z μ、风振系数z β答:(1)基本风压值0w基本风压值0w 系以当地比较空旷平坦地面上离地10m 高统计所得的重现期为50年一遇10min 平均最大风速0v (m/s )为标准,按0w =20v /1600确定的风压值。
它应根据现行《荷载规范》中“全国基本风压分布图”采用,但不得小于0.3 kN/㎡。
(2)风载体型系数s μ风载体型系数s μ是指实际风压与基本风压的比值。
它描述的是建筑物表面在稳定风压作用下静态压力的分布规律,主要与建筑物的体型与尺度有关,也与周围环境和地面粗糙度有关。
当风流经建筑物时,对建筑物不同部位会产生不同的效果,即产生压力和吸力。
μ(3)风压高度变化系数zμ,应根据地面粗糙度类别按《荷载规范》确定。
风压高度变化系数zβ(4)风振系数z风对建筑结构的作用是不规则的,通常把风作用的平均值看成稳定风压(即平均风压),实际风压是在平均风压上下波动的。
平均风压使建筑物产生一定的侧移,而波动风压使建筑物在平均侧移附近振动。
对于高度较大、刚度较小的高层建筑,波动风压会产生不可忽略的动力效应,使振幅加大,在设计中必须考虑。
β。
目前采用加大风载的办法来考虑这个动力效应,在风压值上乘以风振系数z 4.什么是地震波?分为哪两类?答:当震源岩层发生断裂、错动时,岩层所积蓄的变形能突然释放,它以波的形式从震源向四周传播,这种波就称为地震波。
地震波按其在地壳传播的位置不同,可将其分为体波和面波。
5.什么是地震的震级?根据震级可将地震划分为哪几级?答:地震的震级是衡量一次地震释放能量大小的等级,震级M可用公式表达如下:=AM log(2-1)式中A即是上述标准地震记录仪在距震中100km处记录到的最大振幅。
例如,在距震中100km处标准地震记录仪记录到的最大振幅A=100mm=100000μm,则=AM,即这次地震为5级。
5=log5=10log震级差一级,能量就要差32倍之多。
根据震级可将地震划分为:微震(2级以下,人一般感觉不到,只有仪器才能记录到),有感地震(2~4级),破坏性地震(5级以上),强烈地震(7级以上)。
6.什么是地震烈度?答:地震烈度是指地震时在一定地点振动的强烈程度。
对于一次地震,表示地震大小的震级只有一个,但它对不同地点的影响程度是不一样的。
7.什么是基本烈度?建筑抗震设防类别分为哪几类?抗震设防标准的依据是什么?答:基本烈度:一个地区的基本烈度是指该地区今后50年时期内,在一般场地条件下可能遭遇超越概率为10%的地震烈度。
根据建筑使用功能的重要性,现行《抗震规范》将甲类、乙类、丙类、丁类建筑。
抗震设防标准的依据是设防烈度。
《抗震规范》附录A给出了我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组。
在一般情况下可采用基本烈度。
8.抗震设计总思路是什么?什么是“三水准”的抗震设防目标与二阶段设计法?答:抗震设计总思路是:在建筑物使用寿命期间,对不同频度和强度的地震,建筑物应具有不同的抵抗力。
即对一般较小的地震,由于其发生的可能性较大,因此要求防止结构破坏,这在技术上、经济上是可以做到的;强烈地震发生的可能性较小,而且如果遭遇到强烈地震,要求做到结构不损坏,在经济上不合理,因此允许结构破坏,但在任何情况下,不应导致建筑物倒塌。
《抗震规范》结合我国目前的经济能力,提出了“三水准”的抗震设防目标:第一水准:当遭受到多遇的低于本地区设防烈度的地震(简称“小震”)影响时,建筑一般应不受损坏或不需修理仍能继续使用。
第二水准:当遭受到本地区设防烈度影响时,建筑可能有一定的损坏,经一般修理或不修理仍能继续使用。
第三水准:当遭受到高于本地区设防烈度的罕遇地震(简称“大震”)时,建筑不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
在进行建筑结构抗震设计时,原则上应满足三水准抗震设防目标的要求,在具体做法上,为简化计算,《抗震规范》采用二阶段设计法,即:第一阶段设计:按小震作用效应和其他荷载效应的一定组合验算结构构件的承载能力以及构件的弹性变形,以满足第一水准抗震设防目标的要求。
第二阶段设计:在大震作用下验算结构薄弱层(部位)的弹塑性变形,以满足第三水准的抗震设防目标的要求。
《抗震规范》以一定的抗震构造措施保证结构满足第二水准抗震设防目标的要求。
上述“三水准,二阶段”的抗震设防目标可概括为“小震不坏,中震可修,大震不倒”。
9.什么是地震作用?地震作用与一般静载荷有何不同?我国和其他许多国家的抗震设计规范都采用什么理论来确定地震作用?答:地震所释放出来的能量,以地震波的形式向四周扩散,地震波到达地面后引起地面运动,使地面上原来处于静止的建筑物受到动力作用而产生强迫振动。
在振动过程中,作用在结构上的惯性力就是地震作用。
因此,地震作用可以理解为一种能反映地震影响的等效作用。
地震作用与一般静载荷不同,它不仅取决于地震烈度大小,而且与建筑物的动力特性(结构的自振周期、阻尼)有密切关系,而一般静荷载与结构的动力特性无关,可以独立地确定。
例如,屋面的雪载只与当地的气候条件有关;楼面的使用荷载只取决于房间的用途等等。
因此,确定地震作用比确定一般静荷载要复杂得多。
目前,我国和其他许多国家的抗震设计规范都采用反应谱理论来确定地震作用。
10.什么是反应谱理论?为什么被各国工程界所广泛采用?答:这种计算理论是根据地震时地面运动的实测纪录,通过计算分析所绘制的加速度(在计算中通常采用加速度相对值)反应谱曲线为依据的。
所谓加速度反应谱曲线,就是单质点弹性体系在一定地震作用下,最大反应加速度与体系自振周期的函数曲线。
如果已知体系的自振周期,那么利用加速度反应谱曲线或相应公式就可以很方便地确定体系的反应加速度,进而求出地震作用。
应用反应谱理论不仅可以解决单质点体系的地震反应计算问题,而且,在一定假设条件下,通过振型组合的方法还可以计算多质点体系的地震反应。
反应谱理论已经成为当前抗震设计中的主要理论,因为它方法简单,便于掌握,所以为各国工程界所广泛采用。
11.什么是地震系数k 、动力系数β、地震影响系数?《抗震规范》就是以什么作为抗震设计依据的,其值如何确定?答:(1)地震系数k地震系数k 是地震动峰值加速度与重力加速度之比,即g x k g max=也就是以重力加速度为单位的地震动峰值加速度。
显然,地面加速度愈大,地震的影响就愈强烈,即地震烈度愈大。
所以,地震系数与地震烈度有关,都是地震强烈程度的参数。
(2)动力系数动力系数β是单质点弹性体系在地震作用下反应加速度与地面最大加速度之比,即maxgax S ∙∙=β 也就是质点最大反应加速度对地面最大加速度放大的倍数。
(3)地震影响系数为了简化计算,将上述地震系数k 和动力系数β的乘积用a 来表示,并称为地震影响系数。
βk a =地震影响系数a 就是单质点弹性体系在地震时最大反应加速度(以重力加速度g 为单位)。
另一方面,若将式(2-27)写成G F a Ek /=,则可以看出,地震影响系数乃是作用在质点上的地震作用与结构重力荷载代表值之比。
《抗震规范》就是以地震影响系数a 作为抗震设计依据的,其数值应根据烈度、场地类别、设计地震分组以及结构自振周期和阻尼比确定。
12.多自由度弹性体系的水平地震作用及其地震内力可采用什么方法求得?底部剪力法的适用条件如何?答:多自由度弹性体系的水平地震作用及其地震内力可采用振型分解反应谱法或底部剪力法求得。
底部剪力法的适用条件:当结构高度不超过40m ,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法。
13.振型分解反应谱法的原理与解题思路如何?答:多质点弹性体系第j 振型第i 质点的水平地震作用标准值,可写成 i ji j j ji G x a F γ= ),,2,1,,2,1(n j n i ==; 式中 ji F -第j 振型第i 质点的水平地震作用标准值;j a -相应于第j 振型自振周期的地震影响系数,j γ -第j 振型参与系数,按式(2-62)计算;ji x -第j 振型第i 质点的水平相对位移;i G -集中于质点i 的重力载荷代表值,应取结构和构配件自重标准值和各可变载荷组合值之和。
求出第j 振型第i 质点的水平地震作用ij F 后,就可按一般力学方法计算结构的地震作用效应j S (弯矩、剪力、轴向力和变形)。
我们知道,根据振型分解反应谱法确定的相应于各振型的地震作用ij F ),,2,1,,2,1(n j n i ==;均为最大值。
所以,按ij F 所求得的地震作用效应j S ),,2,1(n j =也是最大值。
但是,相应于各振型的最大地震效应j S 不会同时发生,这样就出现了如何将j S 进行组合,以确定合理的地震作用效应问题。
《抗震规范》根据随机振动理论分析的结果,得出了结构地震作用效应“平方和开平方”的近似计算公式: ∑==n j j S S 12(2-77)式中 S -水平地震效应; j S -第j 振型水平地震作用产生的作用效应(包括内力及变形)。
一般各个振型在地震总反应中的贡献随着频率的增加而迅速减少,故频率最低的几个振型往往控制着最大反应。
在实际计算中一般采用2~3个振型即可。
考虑到周期较长的结构及其各个自振频率较接近,故《抗震规范》建议当基本周期1T 大于1.5秒或房屋高宽比大于5时,可适当增加参与组合的振型数目。
以上就是振型分解反应谱法的原理与解题思路。
14.底部剪力法的基本思路?答:底部剪力法是先计算出作用于结构的总水平地震作用,也就是作用于结构底部的剪力,然后将总水平地震作用按一定的规律分配给各质点。
15.什么是“鞭端效应”?采用底部剪力法时《抗震规范》是如何规定的? 答:震害表明,突出屋面的屋顶间(电梯机房、水箱房)、女儿墙、烟囱等,它们的震害比下面主体结构严重。
这是由于出屋面的这些建筑的质量和刚度突然变小,地震反应随之加大的缘故。