建筑非結構抗震設計基本計算要求

  建筑非結構抗震設計基本計算要求

  世界各國的抗震規范、規定中，有60％規定了要對非結構的地震作用進行計算，而僅有28％對非結構的構造做出規定。

  我國現行抗震規范（gbjll89）主要對出屋面女兒墻、長懸臂附屬構件（雨棚等）的抗震計算做了規定。新規范明確結構體系計算時如何計入非結構的影響，以及非結構構件地震作用的基本計算方法。

  1．非結構對結構整體計算的影響

  在結構體系抗震計算時，與非結構有關的規定是：

  1）結構體系計算地震作用時，應計入支承于結構構件的建筑構件和建筑附屬機電設備的重力。

  2）對柔性連接的建筑構件，可不計入其剛度對結構體系的影響；對嵌入抗側力構件平面內的剛性建筑構件，可采用周期調整系數等簡化方法計入其剛度影響；當有專門的構造措施時，尚可按規定計入其抗震承載力。

  3）對需要采用樓面譜計算的建筑附屬機電設備，應采用合適的簡化計算模型計入設備與結構體系的相互作用。

  4）支承非結構構件的部位，應計入非結構構件地震作用效應所產生的附加作用。

  2．非結構自身計算要求

  對于非結構自身設計時，有關的計算規定是：

  1）非結構構件自身的地震力應施加于其重心，水平地震力應沿任一水平方向。

  2）非結構構件自身重力產生的地震作用，一般只考慮水平方向，采用等效側力法；當建筑附屬設備（含支架）的體系自振周期大于0．1s，且其重力超過所在樓層重力的1％，或建筑附屬設備的重力超過所在樓層重力的10％時，如巨大的高位水箱、出屋面的大型塔架等，則采用樓面反應譜方法。

  3）非結構構件的地震作用，除了自身質量產生的慣性力外，還有地震時支座間相對位移產生的附加作用，二者需同時組合計算。

  非結構構件因支承點相對水平位移產生的內力，可按該構件在位移方向的剛度乘以規定的支承點相對水平位移計算。

  非結構構件在位移方向的剛度，應根據其端部的實際連接狀態，分別采用剛接、鉸接、彈性連接或滑動連接等簡化的力學模型。

  相鄰樓層的相對水平位移，可按規定的限值采用；防震縫兩側的相對水平位移，宜根據使用要求確定。

  3．關于等效側力法計算

  當采用等效側力法時，非結構的水平地震作用標準值按下列公式計算：

  f＝γηζ1ζ2αmaxg (16.1)

  式中 f ─沿最不利方向施加于非結構構件重心處的水平地震作用標準值；

  γ─非結構構件功能系數，取決于建筑抗震設防類別和使用要求，由相關標準根據建筑設防類別和使用要求等確定；一般分為1.4、1.0、0.6三檔；

  η─非結構構件類別系數，取決于構件材料性能等因素，由相關標準根據構件材料性能等因素確定；一般0.6~1.2范圍內取值；

  ζ1─狀態系數；對預制建筑構件、懸臂類構件、支承點低于質心的任何設備和柔性體系宜取2.0，其余情況可取1.0；

  ζ2─位置系數，建筑的頂點宜取2.0，底部宜取1.0，沿高度線性分布；對新規范要求采用時程分析法補充計算的結構，應按其計算結果調整；

  αmax─地震影響系數最大值；可按多遇地震的規定采用；

  g ─非結構構件的重力，應包括運行時有關的人員、容器和管道中的介質及儲物柜中物品的重力。