[发明专利]弯曲型变形结构在水平地震作用下的弹性位移计算方法

说明书

本发明提供一种弯曲型变形结构在水平地震作用下的弹性位移计算方法，包括以下步骤：步骤一、判定所计算建筑结构是否属于弯曲型变形结构；步骤二、计算结构各层重力荷载代表值G_i和总的重力荷载代表值G；步骤三、确定结构各层的累计层高H_i和结构的总高度H；步骤四、计算水平地震作用影响系数最大值α₁；步骤五、计算结构底部剪力F_EK；步骤六、计算出结构各层水平地震作用大小分布系数X_1i；步骤七、计算出结构各楼层水平地震作用标准值F_i；步骤八、计算结构各层地震剪力V_i；步骤九、计算结构各层水平弹性位移Δ_i。本发明所提供的计算方法所计算出的结果更加准确，更加接近建筑结构的实际的变形曲线。

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，具体是弯曲型变形结构在水平地震作用下的弹性位移计算方法。

背景技术

钢筋混凝土剪力墙结构、钢筋混凝土筒体结构、混合结构等是高层及超高层建筑结构中最常用的结构形式之一，底部剪力法作为地震作用的拟静力分析方法，是当前各国抗震设计规范中规定的建筑结构抗震设计主要计算方法。目前我国现行《建筑抗震设计规范50011-2010 2016版》所规定使用的底部剪力法，其前提假定为：结构所遭受的水平地震作用沿结构高度方向呈倒三角形分布，即假定结构在遭遇地震动时结构位移反应以第一振型为主且第一阶振型呈倒三角型。但对于高层及超高层建筑结构来说，在水平地震作用影响下其侧向位移多呈弯曲型变形，其具体变形状态如说明书附图中的图1所示。因此可知，现行规范所使用的底部剪力法在水平地震作用分布模式假定上与实际情况具有较大的出入。

发明内容

针对上述现有技术存在的技术问题，本发明提供了弯曲型变形结构在水平地震作用下的弹性位移计算方法。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括以下步骤：

步骤一：根据所计算建筑结构的结构类型和主体结构尺寸，判定所计算建筑结构是否属于弯曲型变形结构，如是弯曲型变形结构，则进行步骤二；

步骤二：根据所述所计算建筑的结构类型、结构尺寸和建筑结构的用途，计算结构各层重力荷载代表值G_i，并将所有楼层G_i累加得到结构总的重力荷载代表值G；

步骤三：根据所述所计算建筑的主体结构尺寸，给出结构各层的累计层高H_i和结构的总高度H；

步骤四：估算建筑结构的基本周期T₁，并计算结构基本周期T₁所对应的水平地震作用影响系数最大值α₁；

步骤五：基于步骤二所得G和步骤四所得α₁，并采用考虑楼层数量影响的计算式计算出高阶振型效应等效系数c，可得结构底部剪力F_EK；

步骤六：基于步骤三所确定的H_i和H，采用新的计算式计算出结构各层水平地震作用大小分布系数X_1i；

步骤七：依据步骤五所得F_EK和步骤六所得X_1i，采用新的弯曲型变形结构水平地震作用标准值分配计算式，计算出结构各楼层水平地震作用标准值F_i计算结果。

步骤八：基于步骤七计算所得F_i，按照公式分别计算得到结构各层地震剪力V_i；

步骤九：基于步骤八所得计算结果，根据所述所计算建筑的主体结构尺寸，参考教科书《抗震结构设计第4版》(王社良主编，武汉理工大学出版社出版)第127页相关内容，计算出结构各层水平弹性位移Δ_i。