《建筑结构抗震》课程授课教案（讲义）第三章 结构地震反应分析与抗震验算 3.9 结构抗震验算

教案及讲义建筑结构抗震第十讲河北联合大学建筑工程学院

教案及讲义 建筑结构抗震 第十讲 河北联合大学建筑工程学院

教案10课程名称《建筑结构抗震》授课专业土木工程授课内容第三章结构地震反应分析与抗震验算3.9结构抗震验算知识熟悉竖向地震作用计算：目标教熟悉抗震变形验算学能力理解抗震变形验算的基本内容和要求，培养学生的工程素质目目标标德育培养执著追求科学的精神，并不断提出多种解决问题的思路目标竖向地震作用计算；重点抗震变形验算教材难点抗震变形验算分析关键抗震变形验算教学设备传统板书教教法强调概念的理解，按逻辑思维推理演算学方学法紧扣概念→强调计算→加强练习→总结归纳法教学环节教学内容教师调控学生活动时间点名2'组织教学师生问好1、以复习前一章知识导入本次课内容。导入新课5"教师提问，学生思考，1、复习结构非弹性分析的思路；教师边讲边启发边归纳边2、重点讲述截面抗震验算原则：新授75°强调。提出问题，让学生回3、讲述抗震变形验算原则；答，之后给出正确答案。4、总结该节课的教学内容。10*课堂练习给出思考题、判断题分别让学生回答。5'课后小结截面抗震验算原则学生总结→教师归纳思考题3-113-12作业做到作业本上作业3通过调动了学生学习的积极性，掌握了相关的基本知识，教研室主任签字课堂评价做到结合规范教学，达到了教学目标要求，教学效果较好

教案 10 课程名称 《建筑结构抗震》 授课专业 土木工程 授课内容 第三章 结构地震反应分析与抗震验算 3.9 结构抗震验算 教 学 目 标 知识 目标 熟悉竖向地震作用计算； 熟悉抗震变形验算 能力 目标 理解抗震变形验算的基本内容和要求，培养学生的工程素质 德育 目标 培养执著追求科学的精神，并不断提出多种解决问题的思路 教 材 分 析 重点 竖向地震作用计算； 抗震变形验算 难点 抗震变形验算 关键 抗震变形验算 教学设备 传统板书 教 学 方 法 教法 强调概念的理解，按逻辑思维推理演算 学法 紧扣概念→强调计算→加强练习→总结归纳 教学环节 教学内容 教师调控学生活动 时间 组织教学 点名 师生问好 2` 导入新课 1、以复习前一章知识导入本次课内容。 教师提问，学生思考， 5’ 新授 1、复习结构非弹性分析的思路； 2、重点讲述截面抗震验算原则； 3、讲述抗震变形验算原则； 4、总结该节课的教学内容。 教师边讲边启发边归纳边 强调。提出问题，让学生回 答，之后给出正确答案。 75’ 课堂练习 给出思考题、判断题 分别让学生回答。 10’ 课后小结 截面抗震验算原则 学生总结→教师归纳 5’ 作业 思考题 3-11 3-12 作业做到作业本上 3’ 课堂评价 通过调动了学生学习的积极性，掌握了相关的基本知识， 做到结合规范教学，达到了教学目标要求，教学效果较好。 教研室主任签字

讲义103.9结构抗震验算3.9.1结构抗震计算原则各类建筑结构的抗震计算，应遵循下列原则：（1）一般情况下，可在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用全部由该方向抗侧力构件承担。（2）有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15°时，宜分别考虑各抗侧力构件方向的水平地震作用。（3）：质量和刚度明显不均匀、不对称的结构，应考虑水平地震作用的扭转影响，同时应考虑双向水平地震作用的影响。（4）不同方向的抗侧力结构的共同构件（如框架结构角柱），应考虑双向水平地震作用的影响。（5）8度和9度时的大跨度结构、长悬臂结构、烟窗和类似高耸结构及9度时的高层建筑，应考虑竖向地震作用。3.9.2结构抗震计算方法的确定可将前面介绍的结构抗震计算方法总结如下：（1）底部剪力法。把地震作用当做等效静力荷载，计算结构最大地震反应。（2）振型分解反应谱法。利用振型分解原理和反应谱理论进行结构最大地震反应分析。时程分析法。选用一定的地震波，直接输入到所设计的结构，然后对结构的运动平(3）衡微分方程进行数值积分，求得结构在整个地震时程范围内的地震反应。时程分析法有两种，一种是振型分解法，另一种是逐步积分法。底部剪力法是一种拟静力法，结构计算量最小，但因忽略了高振型的影响，且对第一振型也作了简化，因此计算精度稍差。振型分解反应谱法是一种拟动力方法，计算量稍大，但计算精度较高，计算误差注要来自振型组合时关于地震动随机特性的假定。时程分析法是一完全动力方法，计算量大，而计算精度高。但时程分析法计算的是某一确定地震动的时程反应，不象底部剪力法和振型分解反应谱法考虑了不同地震动时程记录的随机性。底部剪力法、振型分解反应谱法和振型分解时程分析法，因建立在结构的动力特性基础上，只适用于结构弹性地震反应分析。而逐步积分时程分析法，则不仅适用于结构非弹性地震反应分析，也适用于作为非弹性特例的结构弹性地震反应分析。采用什么方法进行抗震设计，可根据不同的结构和不同的设计要求分别对待。在多遇地震作用下，结构的地震反应是弹性的，可按弹性分析方法进行计算：在罕遇地震作用下，结构的地震反应是非弹性的，则要按非弹性方法进行抗震计算。对于规则、简单的结构，可以采用简化方法进行抗震计算：对于不规则、复杂的结构，则应采用较精确的方法进行计算。对于次要结构，可按简化方法进行抗震计算：对于重要结构，则应采用精确方法进行抗震计算。为此，我国《建筑抗震设计规范》（GBJ50011一2001）规定，各类建筑结构的抗震计算，采用下列方法：（1）：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；（2）除（1）外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法；（3）：特别不规则建筑、甲类建筑和表3-10所列高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值

讲义 10 3.9 结构抗震验算 3.9.1 结构抗震计算原则 各类建筑结构的抗震计算，应遵循下列原则： （1） 一般情况下，可在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用并进行抗震验算， 各方向的水平地震作用全部由该方向抗侧力构件承担。 （2） 有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于 150 时，宜分别考虑各抗侧力构件方向 的水平地震作用。 （3） 质量和刚度明显不均匀、不对称的结构，应考虑水平地震作用的扭转影响，同时应 考虑双向水平地震作用的影响。 （4） 不同方向的抗侧力结构的共同构件（如框架结构角柱），应考虑双向水平地震作用的 影响。 （5） 8 度和 9 度时的大跨度结构、长悬臂结构、烟囱和类似高耸结构及 9 度时的高层建 筑，应考虑竖向地震作用。 3.9.2 结构抗震计算方法的确定 可将前面介绍的结构抗震计算方法总结如下： （1） 底部剪力法。把地震作用当做等效静力荷载，计算结构最大地震反应。 （2） 振型分解反应谱法。利用振型分解原理和反应谱理论进行结构最大地震反应分 析。 （3） 时程分析法。选用一定的地震波，直接输入到所设计的结构，然后对结构的运动平 衡微分方程进行数值积分，求得结构在整个地震时程范围内的地震反应。时程分析法有 两种，一种是振型分解法，另一种是逐步积分法。 底部剪力法是一种拟静力法，结构计算量最小，但因忽略了高振型的影响，且对第一振 型也作了简化，因此计算精度稍差。振型分解反应谱法是一种拟动力方法，计算量稍大，但 计算精度较高，计算误差注要来自振型组合时关于地震动随机特性的假定。时程分析法是一 完全动力方法，计算量大，而计算精度高。但时程分析法计算的是某一确定地震动的时程反 应，不象底部剪力法和振型分解反应谱法考虑了不同地震动时程记录的随机性。 底部剪力法、振型分解反应谱法和振型分解时程分析法，因建立在结构的动力特性基础 上，只适用于结构弹性地震反应分析。而逐步积分时程分析法，则不仅适用于结构非弹性地 震反应分析，也适用于作为非弹性特例的结构弹性地震反应分析。 采用什么方法进行抗震设计，可根据不同的结构和不同的设计要求分别对待。在多遇地 震作用下，结构的地震反应是弹性的，可按弹性分析方法进行计算；在罕遇地震作用下，结 构的地震反应是非弹性的，则要按非弹性方法进行抗震计算。对于规则、简单的结构，可以 采用简化方法进行抗震计算；对于不规则、复杂的结构，则应采用较精确的方法进行计算。 对于次要结构，可按简化方法进行抗震计算；对于重要结构，则应采用精确方法进行抗震计 算。为此，我国《建筑抗震设计规范》（GBJ50011—2001）规定，各类建筑结构的抗震计算， 采用下列方法： （1） 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； （2） 除（1）外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法； （3） 特别不规则建筑、甲类建筑和表 3-10 所列高度范围的高层建筑，应采用时程分析法 进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法 计算结果的较大值

采用时程分析法的房屋高度范围表3-107度和8度时I、IⅡ类场地>100m8度IⅢI、IV类场地>80m9度>60m采用时程分析法进行结构抗震计算时，应注意下列问题：（1）地震波的选用。最好选用本地历史上的强震记录，如果没有这样的记录，也可选用震中距和场地条件相近的其他地区的强震记录，或选用主要周期接近的场地卓越周期或其反应谱接近当地设计反应谱的人工地震波。地震波的加速度峰值可按表3-11取用。地震波加速度峰值（m/s2）表 3-1179设防烈度68多遇地震0.180.35(0.55)1.440.70(1.10)罕遇地震6.21.02.2(3.10)4.0(5.10)注：括号内数值分别用于设计基本地震加速度取0.15g和0.30g的地区（2）最小底部剪力要求。弹性时程分析时，每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小手振型分解反应谱法计算结果的65%，多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法的80%。如不满足这一最小底部剪力要求，可将地震波加速度峰值提高，以使时程分析的最小底部剪力要求得以满足。（3）：最少地震波数。为考虑地震波的随机性，采用时程分析法进行抗震设计需至少选用2条实际强震记录和一条人工模拟的加速度时程曲线，取3条或3条以上地震波反应计算结果的平均值或最大值进行抗震验算。3.9.3重力荷载代表值进行结构抗震设计时，所考虑的重力荷载，称为重力荷载代表值。结构的重力荷载分恒载（自重）和活载（可变荷载）两种。活载的变异性较大，我国荷载规范规定的活载标准值是按50年最大活载的平均值加0.5～1.5倍的均方差确定的，地震发生时，活载不一定达到标准值的水平，一般小于标准值，因此计算重力荷载代表值时可对活载折减。抗震规范规定：Ge =Dk +Zy,Lki(3-212)式中G一重力荷载代表值：D,一结构恒载标准值：L一有关活载（可变荷载）标准值：

采用时程分析法的房屋高度范围 表 3-10 7 度和 8 度时Ⅰ、Ⅱ类场地 >100m 8 度Ⅲ、Ⅳ类场地 >80m 9 度 >60m 采用时程分析法进行结构抗震计算时，应注意下列问题： （1） 地震波的选用。最好选用本地历史上的强震记录，如果没有这样的记录，也可选用 震中距和场地条件相近的其他地区的强震记录，或选用主要周期接近的场地卓越周期或 其反应谱接近当地设计反应谱的人工地震波。地震波的加速度峰值可按表 3-11 取用。 地震波加速度峰值（m/s2） 表 3-11 设防烈度 6 7 8 9 多遇地震 0.18 0.35(0.55) 0.70(1.10) 1.44 罕遇地震 1.0 2.2（3.10） 4.0（5.10） 6.2 注：括号内数值分别用于设计基本地震加速度取 0.15g 和 0.30g 的地区 （2） 最小底部剪力要求。弹性时程分析时，每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小 于振型分解反应谱法计算结果的 65％，多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值 不应小于振型分解反应谱法的 80％。如不满足这一最小底部剪力要求，可将地震波加 速度峰值提高，以使时程分析的最小底部剪力要求得以满足。 （3） 最少地震波数。为考虑地震波的随机性，采用时程分析法进行抗震设计需至少选用 2 条实际强震记录和一条人工模拟的加速度时程曲线，取 3 条或 3 条以上地震波反应计 算结果的平均值或最大值进行抗震验算。 3.9.3 重力荷载代表值 进行结构抗震设计时，所考虑的重力荷载，称为重力荷载代表值。 结构的重力荷载分恒载（自重）和活载（可变荷载）两种。活载的变异性较大，我国荷 载规范规定的活载标准值是按 50 年最大活载的平均值加 0.5～1.5 倍的均方差确定的，地震 发生时，活载不一定达到标准值的水平，一般小于标准值，因此计算重力荷载代表值时可对 活载折减。抗震规范规定： GE = Dk + iLki （3-212） 式中 GE—重力荷载代表值； Dk —结构恒载标准值； Lki —有关活载（可变荷载）标准值；

V，一有关活载组合值系数，按表3-12采用。组合值系数表3-12可变荷载种类组合值系数雪荷载0.5屋顶积灰荷载0.5不计入屋面活荷载1.0按实际情况考虑的楼面活荷载藏书库、档案库0.8按等效均布荷载考虑的楼面活荷载其他民用建筑0.50.3硬钩吊车吊车悬吊物重力软钩吊车不计入3.9.4不规则结构的内力调整及最低水平地震剪力要求对于符合表1一7情况的竖向不规则结构，其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数并应符合下列要求：（1）：竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以1.25～1.5的增大系数；（2）楼层承载力突变时，薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%。为保证结构的基本安全性，抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式的最低要求(3-213)/rhi>j=i式中VEi一第i层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力；2一剪力系数，不应小于表3一13规定的楼层最小地震剪力系数值，对竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以1.15的增大系数；G，一第j层的重力荷载代表值。楼层最小地震剪力系数值表 3—13类别7度8度9度扭转效应明显或基本周0.0640.016(0.024)0.032(0.048)期小于3.5s的结构基本周期大于5.0s的结0.024 (0.032)0.0400.012（0.018)构

 i—有关活载组合值系数，按表 3-12 采用。 组合值系数 表 3-12 可变荷载种类 组合值系数 雪荷载 0.5 屋顶积灰荷载 0.5 屋面活荷载 不计入 按实际情况考虑的楼面活荷载 1.0 按等效均布荷载考 虑的楼面活荷载 藏书库、档案库 0.8 其他民用建筑 0.5 吊车悬吊物重力 硬钩吊车 0.3 软钩吊车 不计入 3.9.4 不规则结构的内力调整及最低水平地震剪力要求 对于符合表 1—7 情况的竖向不规则结构，其薄弱层的地震剪力应乘以 1.15 的增大系数， 并应符合下列要求： （1） 竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以 1.25～1.5 的增大系数； （2） 楼层承载力突变时，薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的 65％。 为保证结构的基本安全性，抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式的最 低要求 =  n j i VEki  Gj （3-213） 式中 VEki —第 i 层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力；  —剪力系数，不应小于表 3—13 规定的楼层最小地震剪力系数值，对竖向不规则结 构的薄弱层，尚应乘以 1.15 的增大系数； Gj —第 j 层的重力荷载代表值。 楼层最小地震剪力系数值 表 3—13 类别 7 度 8 度 9 度 扭转效应明显或基本周 期小于 3.5s 的结构 0.016（0.024） 0.032（0.048） 0.064 基本周期大于 5.0s 的结 构 0.012（0.018） 0.024（0.032） 0.040

注：1基本周期介于3.5s和5.0s之间的结构，可插入取值：2括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。3.9.5地基一结构相互作用8度和9度时建造于ⅢI、IV类场地，采用箱基、刚性较好的筱基和桩箱联合基础的钢筋混凝土高层建筑，当结构基本周期处于特征周期的1.2～5倍范围时，若计入地基与结构动力相互作用的影响，对刚性地基假定计算的水平地震剪力可按下列规定折减，其层间变形可按折减后的楼层剪力计算。1.高宽比小于3的结构，各楼层水平地震剪力的折减系数，可按下式计算：(T)0.9(3-214)y=(T+AT式中一计入地基与结构动力相互作用后的地震剪力系数；T,一按刚性地基假定确定的结构基本自振周期（s)；△T一计入地基与结构动力相互作用的附加周期（s)，可按表3一14采用。表3—14附加周期（s）场地类别烈度Ⅲ类IV类80.080.2090.100.252.高宽比不小于3的结构，底部的地震剪力按1款规定折减，顶部不折减，中间各层按线性插入值折减。3.折减后各楼层的水平地震剪力，尚应满足结构最低地震剪力要求。3.9.6结构抗震验算内容为满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震要求，我国抗震规范规定进行下列内容的抗震验算：（1）多遇地震下结构允许弹性变形验算，以防止非结构构件（隔墙、幕墙、建筑装饰等）破坏。（2）多遇地震下强度验算，以防止结构构件破坏。（3）罕遇地震下结构的弹塑性变形验算，以防止结构倒塌。“中震可修”抗震要求，通过构造措施加以保证。1.多遇地震下结构允许弹性变形验算因砌体结构刚度大、变形小，以及厂房对非结构构件要求低，故可不验算砌体结构和厂房结构的充许弹性变形，而只验算框架结构、填充墙框架结构、框架一剪力墙结构、框架一支撑结构和框支结构的框支层部分的允许弹性变形。其验算公式为Au.≤[e,Jh(3—215)

注：1 基本周期介于 3.5s 和 5.0s 之间的结构，可插入取值； 2 括号内数值分别用于设计基本地震加速度为 0.15g 和 0.30g 的地区。 3.9.5 地基—结构相互作用 8 度和 9 度时建造于Ⅲ、Ⅳ类场地，采用箱基、刚性较好的筏基和桩箱联合基础的钢筋 混凝土高层建筑，当结构基本周期处于特征周期的 1.2～5 倍范围时，若计入地基与结构动 力相互作用的影响，对刚性地基假定计算的水平地震剪力可按下列规定折减，其层间变形可 按折减后的楼层剪力计算。 1. 高宽比小于 3 的结构，各楼层水平地震剪力的折减系数，可按下式计算： 0.9 1 1         +  = T T T  （3-214） 式中  —计入地基与结构动力相互作用后的地震剪力系数； T1 —按刚性地基假定确定的结构基本自振周期（s）； T —计入地基与结构动力相互作用的附加周期（s），可按表 3—14 采用。 附加周期（s） 表 3—14 烈度 场地类别 Ⅲ类 Ⅳ类 8 0.08 0.20 9 0.10 0.25 2. 高宽比不小于 3 的结构，底部的地震剪力按 1 款规定折减，顶部不折减，中间各层按 线性插入值折减。 3. 折减后各楼层的水平地震剪力，尚应满足结构最低地震剪力要求。 3.9.6 结构抗震验算内容 为满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震要求，我国抗震规范规定进行下列内 容的抗震验算： （1）多遇地震下结构允许弹性变形验算，以防止非结构构件（隔墙、幕墙、建筑装饰等） 破坏。 （2）多遇地震下强度验算，以防止结构构件破坏。 （3） 罕遇地震下结构的弹塑性变形验算，以防止结构倒塌。 “中震可修”抗震要求，通过构造措施加以保证。 1. 多遇地震下结构允许弹性变形验算 因砌体结构刚度大、变形小，以及厂房对非结构构件要求低，故可不验算砌体结构和厂 房结构的允许弹性变形，而只验算框架结构、填充墙框架结构、框架－剪力墙结构、框架－ 支撑结构和框支结构的框支层部分的允许弹性变形。其验算公式为 ue  [ e ]h （3—215）

式中Au。一多遇地震作用标准值产生的结构层间弹性位移；h一结构层高：[0.]一结构层间弹性位移角限值，按表3-15采用。结构弹性层间位移角限值表3-15结构类型框架1/500框架一抗震墙，板柱一抗震墙，1/800钢筋混凝土结构框架一核心筒抗震墙、筒中筒1/1000框支层1/10001/300多、高层钢结构2.多遇地震下结构强度验算经分析，下列情况可不进行结构强度抗震验算，但仍应符合有关构造措施：（1）6度时的建筑（建造于IV类场地上较高的高层建筑与高算结构除外）；（2）7度时I、IⅡ类场地、柱高不超过10m且两端有山墙的单跨及多跨等高的钢筋混凝土厂房（锯齿形厂房除外），或柱顶标高不超过4.5m，两端均有山墙的单跨及多跨等高的砖柱厂房。除上述情况的所有结构，都要进行结构构件的强度（或承载力）的抗震验算，验算公式如下：S<R/YRE(3-216)式中S一包含地震作用效应的结构构件内力组合设计值：R一构件承载力设计值，按各有关结构设计规范计算；YRE一承载力抗震调整系数，按表3-16采用。但当仅考虑竖向地震作用时，各类结构构件承载力抗震调整系数均宜采用1.0。进行结构抗震设计时，结构构件的地震作用内力效应和其他荷载内力效应组合的设计值，应按下式计算(3-217)S=YGCGe+YEnCEEh+EvCEvEV+VYCW式中G一重力荷载分项系数，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；Eh、Ev一分别为水平、竖向地震作用分项系数，不同时考虑时，分别取1.3，同

式中 e u —多遇地震作用标准值产生的结构层间弹性位移； h —结构层高； [ ]  e —结构层间弹性位移角限值，按表 3-15 采用。 结构弹性层间位移角限值 表 3-15 结构类型 钢筋混凝土结构 框架 1/500 框架－抗震墙，板柱－抗震墙， 框架－核心筒 1/800 抗震墙、筒中筒 1/1000 框支层 1/1000 多、高层钢结构 1/300 2. 多遇地震下结构强度验算 经分析，下列情况可不进行结构强度抗震验算，但仍应符合有关构造措施： （1） 6 度时的建筑（建造于Ⅳ类场地上较高的高层建筑与高耸结构除外）； （2） 7 度时Ⅰ、Ⅱ类场地、柱高不超过 10m 且两端有山墙的单跨及多跨等高的钢筋混凝 土厂房（锯齿形厂房除外），或柱顶标高不超过 4.5m，两端均有山墙的单跨及多跨等高 的砖柱厂房。 除上述情况的所有结构，都要进行结构构件的强度（或承载力）的抗震验算，验算公式 如下： S R RE  /  （3-216） 式中 S —包含地震作用效应的结构构件内力组合设计值； R —构件承载力设计值，按各有关结构设计规范计算； RE  —承载力抗震调整系数，按表 3-16 采用。但当仅考虑竖向地震作用时，各类结 构构件承载力抗震调整系数均宜采用 1.0。 进行结构抗震设计时，结构构件的地震作用内力效应和其他荷载内力效应组合的设计 值，应按下式计算 S GCGGE EhCEhEhk EVCEV EVk w wCwWk =  + + +  （3-217） 式中  G —重力荷载分项系数，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； Eh  、 EV  —分别为水平、竖向地震作用分项系数，不同时考虑时，分别取 1.3，同

时考虑时，YE取1.3，YEv取0.5。一风荷载分项系数，采用1.4；G一重力荷载代表值；Eh一水平地震作用标准值：Evk一竖向地震作用标准值；W.一风荷载标准值；V，一风荷载组合系数，一般结构可取0，高层建筑和高结构可采用0.2；CG、CEb、Cev、Cw一分别为重力荷载、水平地震作用、竖向地震作用和风荷载的作用效应系数。承载力抗震调整系数表3-16材料结构构件受力状态YRE0.75梁、柱支撑0.80钢节点板件、连接螺栓0.850.90连接焊缝两端均有构造柱、芯柱的抗震受剪0.9砌体墙受剪1.0其他抗震墙梁受弯0.75偏压0.75轴压比小于0.15的柱钢筋混凝土偏压0.80轴压比不小于0.15的柱偏压0.85抗震墙各类构件受剪、偏拉0.85进行结构抗震设计时，对结构构件承载力加以调整（提高），主要考虑下列因素：（1）动力荷载下材料强度比静力荷载下高：（2）地震是偶然作用，结构的抗震可靠度要求可比承受其他荷载的可靠度要求低。3.罕遇地震下结构弹塑性变形验算在罕遇地震下，结构薄弱层（部位）的层间弹塑性位移应满足下式要求Au,=[0,]h(3-218)式中Au,一层间弹塑性位移；

时考虑时， Eh  取 1.3， EV  取 0.5。 w  —风荷载分项系数，采用 1.4； GE—重力荷载代表值； Ehk —水平地震作用标准值； EVk —竖向地震作用标准值； Wk —风荷载标准值；  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； CG 、CEh、CEV 、Cw—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。 承载力抗震调整系数 表 3-16 材料 结构 构件 受力状态 RE  钢 梁、柱 支撑 节点板件、连接螺栓 连接焊缝 0.75 0.80 0.85 0.90 砌体 两端均有构造柱、芯柱的抗震 墙 其他抗震墙 受剪 受剪 0.9 1.0 钢筋混凝土 梁 轴压比小于 0.15 的柱 轴压比不小于 0.15 的柱 抗震墙 各类构件 受弯 偏压 偏压 偏压 受剪、偏拉 0.75 0.75 0.80 0.85 0.85 进行结构抗震设计时，对结构构件承载力加以调整（提高），主要考虑下列因素： （1） 动力荷载下材料强度比静力荷载下高； （2） 地震是偶然作用，结构的抗震可靠度要求可比承受其他荷载的可靠度要求低。 3. 罕遇地震下结构弹塑性变形验算 在罕遇地震下，结构薄弱层（部位）的层间弹塑性位移应满足下式要求 u p = [ p ]h （3-218） 式中 u p —层间弹塑性位移；

h一结构薄弱层的层高或钢筋混凝土结构单层厂房上柱高度：[]一层间弹塑性位移角限值，按表3-17采用。对钢筋混凝土框架结构，当轴压比小于0.4时，可提高10%：当柱子全高的箍筋构造采用比规定的最小配箍特征值大30%时，可提高20%，但累计不超过25%。表3-17结构层间弹塑性位移角限值结构类别[0,]单层钢筋混凝土柱排架1/30钢筋混凝土框架或填充墙框架1/501/100底层框架砖房中的框架一抗震墙框架一抗震墙、板柱一抗震墙、框架一核心筒1/1001/120抗震墙和筒中筒多高层钢结构1/50抗震规范规定：1.下列结构应进行弹塑性变形验算：(1)8度IⅢI、IV类场地和9度时，高大的单层钢筋混凝土厂房的横向排架；(2)7～9度时楼层屈服强度系数小于0.5的框架结构；(3)采用隔震和消能减震设计的结构；(4)甲类建筑和9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构：(5)高度大于150m的钢结构。2.下列结构宜进行弹塑性变形验算：(1)表3-10所列高度范围且符合表1一7所列竖向不规则类型的高层建筑结构；(2)7度IⅢI、IV类场地和8度是乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构：(3)板柱一抗震墙结构和底部框架砖房：(4)高度不大于150m的钢结构

h —结构薄弱层的层高或钢筋混凝土结构单层厂房上柱高度； [ ]  p —层间弹塑性位移角限值，按表 3-17 采用。对钢筋混凝土框架结构，当轴压比 小于 0.4 时，可提高 10％；当柱子全高的箍筋构造采用比规定的最小配箍特征值大 30％时，可提高 20％，但累计不超过 25％。 结构层间弹塑性位移角限值 表 3-17 结构类别 [ ]  p 单层钢筋混凝土柱排架 1/30 钢筋混凝土框架或填充墙框架 1/50 底层框架砖房中的框架－抗震墙 1/100 框架－抗震墙、板柱－抗震墙、框架－核心筒、 1/100 抗震墙和筒中筒 1/120 多高层钢结构 1/50 抗震规范规定： 1．下列结构应进行弹塑性变形验算： （1） 8 度Ⅲ、Ⅳ类场地和 9 度时，高大的单层钢筋混凝土厂房的横向排架； （2） 7～9 度时楼层屈服强度系数小于 0.5 的框架结构； （3） 采用隔震和消能减震设计的结构； （4） 甲类建筑和 9 度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构； （5） 高度大于 150m 的钢结构。 2． 下列结构宜进行弹塑性变形验算： （1） 表 3-10 所列高度范围且符合表 1—7 所列竖向不规则类型的高层建筑结构； （2） 7 度Ⅲ、Ⅳ类场地和 8 度是乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构； （3） 板柱－抗震墙结构和底部框架砖房； （4） 高度不大于 150m 的钢结构

本章小结1.单自由度体系的振动问题。在自由振动中，强调了自振周期、自振频率、阻尼系数和阻尼比等基本概念以及一些自由振动的重要特性。在强迫振动中，主要讨论了瞬时冲量及其引起的自由振动问题，同时还讨论了结构动力反应的一些特点。单自由度体系的计算是本章的基础，困为实际结构的动力计算很多都可以简化为单自由度体系来进行。此外，多自由度体系的动力计算问题也可归结为单自由度体系的计算问题。因此，对这一部分仍应进行一定的练习，以求切实掌握。2.单自由度弹性体系的水平地震作用及其反应谱，讲解了地震反应谱的概念、特性和计算方法，强调了地震系数、动力系数、标准反应谱、设计反应港及其水平地震作用等基本概念，这些都是结构抗震设计的基本理论和方法，学习时应深刻理解，重点掌握。3.多自由度弹性体系地震反应的分析方法。首先说明了多自由度体系接单自由度振动的可能性，并由此在自由振动中引出了主振型的概念。在强迫振动中，主要介绍了振型分解法。振型分解法是将多自由度体。系的振动问题转化为单自由度体系的计算方法，其中转化是这一方法的核芯。从处理方法上看，它使复杂的问题分解为简单的问题。从力学现象上看，它使我们从复杂运动中找出其主要规律。在求解多自由度弹性体系的水平地震作用时，一般情况下可采用振型分解反应谱法计算，但在一定条件下也可采用比较简单的底部剪力法。振型分解反应谱法和底部剪力法是结构抗震设计的基本方法，学习时应重点掌握。此外，在这一部分中还介绍了一些多自由度体系自振频率及振型的实用计算方法。3.结构竖向地震作用的计算方法以及结构地震反应的时程分析法。主要有：高算结构和屋盖结构的竖向地震作用计算、长悬臂和大跨度结构的竖向地震作用考虑方法、结构地震反应时程分析时计算模型与恢复力模型的确定、地震波的选取以及逐步积分方法等，这些都是结构竖向地震作用计算和结构动力分析的基础知识，对其中的一些基本概念应深刻理解，并了解其计算方法和过程。4.建筑结构抗震验算的基本方法，其中包括结构抗震承载力验算与结构抗震变形验算两部分内容。结构抗震承载力验算涉及地震作用方向和重力荷载代表值的选取以及结构构件截面抗震验算的基本原则等，是结构抗震设计的基本内容。结构抗震变形验算包括在多遇地震作用下的变形验算和在罕遇地震作用下的变形验算。前者的主要目的是为了对框架等较柔结构及高层建筑结构的变形加以限制，从而使其层间弹性位移不超过一定的限值，以避免非结构构件在多遇地震作用下出现破坏：后者则是为了保证结构在罕遇的高烈度地震作用下不发生倒塌，即进行第二阶段的抗震设计，以校核结构的抗震安全性。这些都是结构抗震验算的基本内容，是本章的学习重点

本章小结 1. 单自由度体系的振动问题。在自由振动中，强调了自振周期、自振频率、阻尼系数 和阻尼比等基本概念以及一些自由振动的重要特性。在强迫振动中，主要讨论了瞬时冲量及 其引起的自由振动问题，同时还讨论了结构动力反应的一些特点。单自由度体系的计算是本 章的基础，困为实际结构的动力计算很多都可以简化为单自由度体系来进行。此外，多自由 度体系的动力计算问题也可归结为单自由度体系的计算问题。因此，对这一部分仍应进行一 定的练习，以求切实掌握。 2．单自由度弹性体系的水平地震作用及其反应谱，讲解了地震反应谱的概念、特性和 计算方法，强调了地震系数、动力系数、标准反应谱、设计反应港及其水平地震作用等基本 概念，这些都是结构抗震设计的基本理论和方法，学习时应深刻理解，重点掌握。 3．多自由度弹性体系地震反应的分析方法。首先说明了多自由度体系接单自由度振动 的可能性，并由此在自由振动中引出了主振型的概念。在强迫振动中，主要介绍了振型分解 法。振型分解法是将多自由度体。系的振动问题转化为单自由度体系的计算方法，其中转化 是这一方法的核芯。从处理方法上看，它使复杂的问题分解为简单的问题。从力学现象上看， 它使我们从复杂运动中找出其主要规律。在求解多自由度弹性体系的水平地震作用时，一般 情况下可采用振型分解反应谱法计算，但在一定条件下也可采用比较简单的底部剪力法。振 型分解反应谱法和底部剪力法是结构抗震设计的基本方法，学习时应重点掌握。此外，在这 一部分中还介绍了一些多自由度体系自振频率及振型的实用计算方法。 3．结构竖向地震作用的计算方法以及结构地震反应的时程分析法。主要有：高耸结构 和屋盖结构的竖向地震作用计算、长悬臂和大跨度结构的竖向地震作用考虑方法、结构地震 反应时程分析时计算模型与恢复力模型的确定、地震波的选取以及逐步积分方法等，这些都 是结构竖向地震作用计算和结构动力分析的基础知识，对其中的一些基本概念应深刻理解， 并了解其计算方法和过程。 4.建筑结构抗震验算的基本方法，其中包括结构抗震承载力验算与结构抗震变形验算两 部分内容。结构抗震承载力验算涉及地震作用方向和重力荷载代表值的选取以及结构构件截 面抗震验算的基本原则等，是结构抗震设计的基本内容。结构抗震变形验算包括在多遇地震 作用下的变形验算和在罕遇地震作用下的变形验算。前者的主要目的是为了对框架等较柔结 构及高层建筑结构的变形加以限制，从而使其层间弹性位移不超过一定的限值，以避免非结 构构件在多遇地震作用下出现破坏；后者则是为了保证结构在罕遇的高烈度地震作用下不发 生倒塌，即进行第二阶段的抗震设计，以校核结构的抗震安全性。这些都是结构抗震验算 的基本内容，是本章的学习重点