影响反应谱曲线的主要因素

2021-05-08 09:23 高层钢结构 华邦建设

　　当发生地震时，地面运动受到地层土质的影响，不同场地上高层钢结构震害的差异很大。震害统计表明，一般说来，自振周期长的高层钢结构在软土地基上震害较为严重，而自振周期短的高层钢结构在坚硬地基上震害较为严重。高层钢结构建在软弱地基上破坏严重，而建在坚硬的岩石地基上破坏轻微。另外，基岩上覆盖土层的厚度对高层钢结构震害的影响很大，覆盖层越厚，震害越严重。我国的《建筑抗震设计规范》根据场地土软硬程度和覆盖层厚度将建筑场地分为1、2、3、4类。

　　根据地震观测统计，对于相同的地震烈度，当地震的震级和震中距不同时，对高层钢结构造成的危害也明显不同。对于高层钢结构，大震级、远震中距地震引起的破坏，要比中小震级、近震中距而烈度相同的地震严重得多。当场地的基本烈度与震中烈度相同或比震中烈度低一度时，称为近震;当场地基本烈度比震中烈度低二度或二度以上时，称为远震。

　　理论分析和对实际地震记录进行计算统计的结果表明，阻尼比对地震影响系数也有一定影响。当阻尼比减小时，地震影响系数增大，而增大的幅度随周期的增大而减小，普通高层钢结构的阻尼比为0.02,而我国的《建筑抗震设计规范》中的反应谱曲线是相应于阻尼比为0.05时的情况。因此，计算高层钢结构时，需要对抗震规范中的反应谱曲线进行修正，高层钢结构抗震设计采用的地震影响系数曲线如下图所示，其中的两条曲线分别对应于阻尼比为0.02与0.05时的情况。水平地震影响系数需要根据近震或远震、场地类别及结构的自振周期T进行计算。

　　“高钢规程”中规定，在进行高层钢结构的第一阶段抗震设计时，当高度不超过60米且平面和竖向布置较为规则的建筑以及高度超过60米的建筑预估截面时，可以采用反应谱底部剪力法。底部剪力法是结构抗震设计中一种常用的简化方法，它的基本思想是假定高层钢结构在水平地震作用下的主要受力形态相当于一个等效的单自由度体系，结构的侧移曲线形状近似于结构的基本振型，结构底部总剪力为各层质点水平地震作用之和。

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