理论教育 稳定系数:重力二阶与地震一阶比值

稳定系数:重力二阶与地震一阶比值

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:重力二阶弯矩与地震一阶弯矩的比值称稳定系数。《建筑抗震设计规范》规定用稳定系数来考虑二阶效应的影响,具体方法在条文说明中有交代。对混凝土结构,弹性位移角限值较小,上述稳定系数一般均在0.1以下,可不考虑弹性阶段重力二阶效应影响。

稳定系数:重力二阶与地震一阶比值

图 1.4.3

建筑抗震设计规范》和条文说明对计入重力二阶效应影响的条件有规定:

《建筑抗震设计规范》第3.6.3条规定:

3.6.3 当结构在地震作用下的重力附加弯矩大于初始弯矩的10%时,应计入重力二阶效应的影响。

注:重力附加弯矩指任一楼层以上全部重力荷载与该楼层地震平均层间位移的乘积;初始弯矩指该楼层地震剪力与楼层层高的乘积。

重力附加弯矩即所谓的二阶弯矩;初始弯矩即一阶弯矩。重力二阶弯矩与地震一阶弯矩的比值称稳定系数。《建筑抗震设计规范》规定用稳定系数来考虑二阶效应的影响,具体方法在条文说明中有交代。

3.6.3 本条规定,框架结构和框架-抗震墙(支撑)结构在重力附加弯矩Ma与初始弯矩M0之比符合下式条件下,应考虑几何非线性,即重力二阶效应的影响。

式中 θi——稳定系数;

Gi——i层以上全部重力荷载计算值;

Δui——第i层楼层质心处的弹性或弹塑性层间位移;

Vi——第i层地震剪力计算值;

hi——第i层层间高度。

上式规定是考虑重力二阶效应影响的下限,其上限则受弹性层间位移角限值控制。对混凝土结构,弹性位移角限值较小,上述稳定系数一般均在0.1以下,可不考虑弹性阶段重力二阶效应影响。(www.daowen.com)

当在弹性分析时,作为简化方法,二阶效应的内力增大系数可取1/(1-θ)。

当在弹塑性分析时,宜采用考虑所有受轴向力的结构和构件的几何刚度的计算机程序进行重力二阶效应分析,亦可采用其他简化分析方法。

混凝土柱考虑多遇地震作用产生的重力二阶效应的内力时,不应与混凝土规范承载力计算时考虑的重力二阶效应重复。

砌体结构和混凝土墙结构,通常不需要考虑重力二阶效应。

【例1.4.1】 稳定系数θ

条件:6层框架结构,平面及竖向均规则,该结构在y向地震作用下,底层y方向的剪力系数(剪重比)为0.075,层间弹性位移角为1/663。

要求:当判断是否考虑重力二阶效应影响时,求底层y方向的稳定系数θ

提示:不考虑刚度折减。重力荷载计算值近似取重力荷载代表值;地震剪力计算值近似取对应于水平地震作用标准值的楼层剪力。

解答:根据《建筑抗震设计规范》第3.6.3条及其条文说明中公式:

今对于底层y向,对应于水平地震作用标准值的剪力标准值为V1y=0.075∑Gi,底层顶部位移Δu1=θ1h1,依据给出的提示近似计算,可得:

依据《建筑抗震设计规范》的第3.6.3条条文说明,满足下式条件时应计入二阶效应影响。

本题不需计入二阶效应影响。

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