结构所受地震作用等于结构重量与地震影响系数的乘积,则同一结构在不同条件下地震影响系数的变化即等于其所承受地震作用的变化,我们可以通过对比同一结构在不同条件下的地震影响系数来了解结构所受地震作用的变化。
图4.1.24 不同地震烈度下地震影响系数
(一)决定地震影响系数高低的因素
1.烈度
选用Ⅲ类场地,设计地震分组为第一组(Tg=0.45)的钢筋混凝土结构(阻尼比ζ=0.05)来进行不同烈度下的地震影响系数α对比,如图4.1.24所示。
在结构阻尼、场地条件、震中距条件不变的情况下,不同烈度的地震影响系数之比就是地震影响系数最大值αmax之比。也就是说,同一地点上的相同建筑物在不同设防烈度下所承受的地震作用的比值就是地震影响系数最大值αmax之比。如:设防烈度为8度(0.2g)时建筑物所承受的地震作用是7度(0.1g)时的0.16/0.08=2.0倍。
2.阻尼比
由结构动力学可知,振动系统的阻尼可以吸收和消耗振动能量。同样道理,建筑物的结构阻尼可以吸收和消耗地震能量。
图4.1.25是在Ⅲ类场地、设防烈度8度、设计地震分组为第一组的条件下,结构阻尼比分别为ζ=0.02、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25时,按《建筑抗震设计规范》公式求解的设计地震反应谱曲线对比,可以看出阻尼比越大,α值越小。
(二)决定地震影响系数形状的因素
1.场地(www.xing528.com)
一般来讲,场地覆盖层越厚、土质越软,其地面加速度反应谱的主要峰点所对应的周期越长;相反,场地覆盖层越薄、土质越硬,其地面加速度反应谱的主要峰值点所对应的周期越短。图4.1.26是当设计地震分组为第一组、设防烈度7度(0.10g)、结构阻尼比为ζ=0.05时,不同场地类别条件下按《建筑抗震设计规范》公式求解的设计反应谱曲线对比。
图4.1.25 不同阻尼比设计反应谱对比(8度、第一组)
图4.1.26 不同场地条件下设计反应谱对比
2.设计地震分组
设计地震分组,主要是反映潜在震源远近的影响。震源远近与场地类别对加速度反应谱的影响类似:离震中越远,地震波中长周期分量的贡献越大,加速度反应谱的主要峰点越偏于较长的周期;相反,离震中越近,加速度反应谱的主要峰值点则偏于较短周期,参见图4.1.27。
由图4.1.27可以看出,设计地震分组与场地类别对加速度反应谱的影响类似,但没有场地类别那样强烈。
图4.1.27 不同设计地震分组设计地震反应谱对比
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