滿足規(guī)范剪重比要求的高層結(jié)構(gòu)基本自振周期研究

王福明+沈蒲生??

摘要：介紹了美國等國規(guī)范有關(guān)剪重比的規(guī)定，以及我國《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB 50011—2010）和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 3-2010）中最小剪重比提出的背景，對高層結(jié)構(gòu)滿足現(xiàn)行規(guī)范剪重比要求的結(jié)構(gòu)自振周期進(jìn)行了分析.根據(jù)現(xiàn)行抗震規(guī)范的要求將地震影響系數(shù)曲線分為兩種情況，又將每種情況下的地震影響系數(shù)曲線分為5段，分析了每段的結(jié)構(gòu)自振周期與樓層最小地震剪力系數(shù)值之間的關(guān)系，最后對結(jié)果進(jìn)行合并，得到了滿足規(guī)范要求的樓層最小地震剪力系數(shù)值的結(jié)構(gòu)基本周期，根據(jù)結(jié)構(gòu)的基本自振周期便可以判斷該結(jié)構(gòu)的剪重比是否能夠滿足規(guī)范剪重比的要求.通過工程實例對分析結(jié)果進(jìn)行了驗證.

關(guān)鍵詞：剪重比；高層建筑；樓層最小地震剪力系數(shù)值；地震影響系數(shù)最大值；結(jié)構(gòu)基本自振周期

中圖分類號：TU318；P315.9文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

由于地震影響系數(shù)在長周期段下降較快，對于基本周期大于3.5 s的結(jié)構(gòu)，由此計算所得的水平地震作用下的結(jié)構(gòu)效應(yīng)可能太小.而對于長周期結(jié)構(gòu)，地震動態(tài)作用中的地面運動速度和位移可能對結(jié)構(gòu)的破壞具有更大影響，出于結(jié)構(gòu)安全的考慮，我國《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB 50011—2010）[1]和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 3—2010）[2]提出了對結(jié)構(gòu)總水平地震剪力系數(shù)及各樓層水平地震剪力系數(shù)（又稱為剪重比）最小值的要求，規(guī)定了不同烈度下的最小樓層地震剪力系數(shù)，當(dāng)不滿足時，需改變結(jié)構(gòu)布置或調(diào)整結(jié)構(gòu)總剪力和各樓層的水平地震剪力使之滿足要求.《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》引入樓層最小剪力系數(shù)λmin來保證長周期結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全是合適的.各國規(guī)范關(guān)于最小剪力系數(shù)也有相應(yīng)的規(guī)定.

5結(jié)論

基于《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB 50011—2010）與《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 3-2010）對結(jié)構(gòu)的最小地震剪力系數(shù)值的要求，對符合現(xiàn)行抗震規(guī)范地震剪力系數(shù)要求的高層結(jié)構(gòu)基本周期進(jìn)行分析，得到以下結(jié)論：

1）由于我國規(guī)范人為規(guī)定的最小剪重比與結(jié)構(gòu)的自振周期有關(guān)，因此，根據(jù)結(jié)構(gòu)的自振周期值便可以初步判斷結(jié)構(gòu)的剪重比是否滿足規(guī)范的要求.

2）當(dāng)高層建筑結(jié)構(gòu)的剪重比能滿足規(guī)范的最小剪重比要求時，結(jié)構(gòu)的基本自振周期均滿足表4～表6的要求；若結(jié)構(gòu)的自振周期不在表4～表6所示的區(qū)間中，則該結(jié)構(gòu)的剪重比一定不滿足我國規(guī)范對剪重比的要求.

3） 由表4～表6可見，在滿足規(guī)范剪重比要求的結(jié)構(gòu)自振周期最大值的區(qū)間內(nèi)，有可能出現(xiàn)不滿足規(guī)范剪重比要求的自振周期區(qū)段.

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