高層建築彈性時程分析天然波的選取

2022-10-10 13:18:03 字數 2963 閱讀 6658

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首先要確定不少於二組實際**記錄和一組人工模擬的加速度時程曲線。

人工模擬加速度曲線由**評價部門提供,在此不做討論。

如何選取實際**記錄(天然波)呢?

高規規定如下:實際**記錄需要滿足**影響係數曲線「在統計意義上相符」,如何滿足?規範條文說明如下解釋:

所謂「在統計意義上相符」指的是,其平均**影響係數曲線與振型分解反應譜法所用的**影響係數曲線相比,在各個週期點上相差不大於20%。

**影響係數α是單質點彈性體系在**時以重力加速度為單位的質點最大加速度反應。

在實際計算時,對於每一條天然**波,satwe給出乙個主方向反應譜:規準加速度譜,即β-t曲線,此曲線稱為β(動力係數)反應譜曲線,簡稱β譜曲線。高層建築

彈性時程分析天然波的選取

費戰武中鐵鄭州勘察設計諮詢院****

在高層建築結構設計中,採用彈性時程分析法進行多遇**下的補充計算時,高規規定,應符合下列要求:

1 應按建築場地類別和設計**分組選用不少於二組實際**記錄和一組人工模擬的加速度時程曲線,其平均**影響係數曲線應與振型分解反應譜法所採用的**影響係數曲線在統計意義上相符,且彈性時程分析時,每條時程曲線計算所得的結構底部剪力不應小於振型分解反應譜法求得的底部剪力的65%,多條時程曲線計算所得的結構底部剪力的平均值不應小於振型分解反應譜法求得的底部剪力的80%。

2 **波的持續時間不宜小於建築結構基本自振週期的3~4倍,也不宜少於12s,**波的時間間距可取0.01s或0.02s;

3 輸入**加速度的最大值,可按表1採用;

4 結構**作用效應可取多條時程曲線計算結果的平均值與振型分解反應譜法計算結果的較大值。

在實際工程設計中,我們採用satwe結構計算程式進行結構計算和時程分析,在彈性動力時程分析中,

動力係數β是質點最大加速度比地面最大加速度放大的倍數。β譜曲線具有如下特點:(1)β譜曲線為多峰點曲線,這是由於地面運動的不規則造成的;(2)β譜曲線均在週期為tg的附近達到峰值點,tg為場地的特徵週期;(3)β譜曲線的變化規律是:

當t<tg時,β值隨著週期的增大而急劇增長,在t=tg附近達到峰值,過峰值點(t>tg)後,β值隨著週期的增大而逐漸衰減,並逐漸趨於平緩;(4)阻尼比ζ值對β譜曲線影響較大,ζ值小則β譜曲線幅值大,峰點多;ζ值大則β譜曲線幅值小,峰點少。

β譜曲線實際上反映了**地面運動的頻譜特性,對不同自震週期的結構有不同的**動力效應。**動的頻譜特性決定了反應譜的形狀。β譜曲線的形狀取決於影響**動的各種因素,如場地條件、震級及震中距等。

對於土質鬆軟的場地,β譜曲線的主

表1 彈性時程分析時輸入**加速度的最大值(cm/s2)

注:括號內數值分別用於設計基本**加速度為 0.15g和 0.30g的地區。

表2  **係數與**烈度的關係

注:括號內數值分別用於設計基本**加速度為 0.15g 和 0.30g 的地區。

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要峰點偏於較長的週期,而土質堅硬時則偏於較短的週期。同時,場地土愈鬆軟,並且該鬆軟土層愈厚時,在較長週期範圍內,β譜的譜值也就愈大。對於震中距遠時β譜曲線的峰點偏於較長的週期,近時則偏於較短的週期。

因此,在離大**震中較遠的地方,高柔結構因其週期較長所受到的**破壞,將比在同等烈度下較小或中等**的震中區所受到的破壞更嚴重,而剛性結構的**破壞情況則相反。

**影響係數α與動力係數β具有如下關係:α=kβ。

式中,k為**係數,是地面運動加速度最大值與重力加速度的比值。在不同烈度下,**係數k為一具體數值,詳見表2。對於鄭州地區,7度0.15g的**係數k為0.15。

結構在進行彈性動力時程分析時,驗算的是多遇**烈度,比基本烈度約底1.55度,其對應的k值為約為相應基本烈度k值的1/3,對於鄭州地區約為0.355。

由上式可知,α曲線的形狀由β譜決定。這樣,通過**係數k與動力係數β的乘積,即可得到抗震設計反應譜α-t曲線。給定的β譜曲線對應一條α曲線。

根據以上分析,可知選取天然波時應遵循如下原則:

1.根據地質報告提供的場地類別選取天然波。

2.根據《**安全性評價工作報告》提供的場地特徵週期tg選取天然波。

3.根據《**安全性評價工作報告》提供的標準加速度反應譜最大值βm和天然波的β最大值比較,差別不超過20%的為入選波,滿足「在統計意義上相符」。

如鄭州某工程,框筒結構,地面上高度120m,第一自震週期為3.1s,場地類別為三類,根據《**安全性評價工作報告》,50年內超越概率為63%的多遇**時,場地特徵週期tg為0.50s,加速度反應譜最大值βm為3.0,**分組為第一組,據此,選取天然**波應滿足如下幾點:三類場地、場地特徵週期0.45s和0.55s(因

橫向防雷均壓環連通處。幕牆橫向避

雷帶一般由通長一50x4扁鋼構成,每隔一層設定一道,該扁鋼通過直徑ф12

鋼筋與主體防雷引下線相連。豎向避雷帶在其交叉處,利用豎料固定件焊接連通形成避雷網,共同起到保護鋁塑複合板幕牆和建築物免遭雷電破壞的作用。鋁塑複合板幕牆要形成自身的防雷體系,整個幕牆系統應形成連貫的電氣通路,相互之間的連線不要非金屬材料隔離,以免阻礙強大雷電流的通行。

高層建築幕牆頂部的接閃器,不能防止閃電電流的側面橫向發展繞擊作用。雖然閃電繞擊概率較少,但決不等於繞擊不存在,不能忽略。良好的接地效果也是防雷成功的重要保證之一。

每個建築物都要考慮哪種接地方式的效果最好和最經濟。筆者認為,當鋼筋混凝土結構的建築物

符合規範條件時,應利用基礎內的鋼筋作為接地裝置。當達不到規範中規定的條件或基礎包在防水卷材層內時,可做周圈式接地裝置,但應將周圈式

接地裝置預先埋在基礎槽的最外邊3m以外)。接地體靠近基礎內的鋼筋有利於均衡電位,同時還可節省為挖深溝所花費的人力和物力。在基礎完工後再挖深溝則易影響基礎的穩定性。

5、結束語

幕牆的防雷是較深的研究課題。上面只介紹鋁塑複合板幕牆一般防雷,只是在工程施工中遇到的一般常識,和大家共同研討。近年來,國內確實在高層建築上用了不少鋁塑複合板幕牆。

尤其是空曠地區唯一的一幢超過百公尺的鋁塑複合板幕牆,周圍沒有高層樓房掩護,較易遭受雷擊,這好比在空曠的田野上一棵樹木易遭雷擊一樣。希望已建好的高層鋁塑板幕牆根據實際情況採取必要的防雷措施,以防萬一。

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