3.4 地震作用计算


3.4.1 建筑机电工程设备应根据所属建筑抗震要求、所属部位 采用不同功能系数、类别系数进行抗震计算,建筑机电设备构件 的类别系数和功能系数可按表3.4.1的规定确定,并应符合下列 规定:
      1 高要求时,外观可能损坏但不影响使用功能和防火能力, 可经受相连结构构件出现1.4倍以上设计挠度的变形,其功能系 数应大于等于1.4;
      2 中等要求时,使用功能基本正常或可很快恢复,耐火时 间减少1/4,可经受相连结构构件出现设计挠度的变形,其功能系数应取1.0;
      3 一般要求时,多数构件基本处于原位,但系统可能损坏, 需修理才能恢复功能,耐火时间明显降低,只能经受相连结构构 件出现0.6倍设计挠度的变形,其功能系数应取0.6。
表3.4.1 建筑机电设备构件的类别系数和功能系数
3.4.2 当计算两个连接在一起、抗震措施要求不同的建筑机电 设备时,应按较高要求进行抗震设计。建筑机电设备连接损坏 时,不应引起与之相连的有较高要求的机电设备失效。
3.4.3 下列建筑机电设备应进行抗震验算:
      1 7度~9度时,电梯提升设备的锚固件、高层建筑上的电 梯构件及其锚固;
      2 7度~9度时,建筑机电设备自重大于1.8kN或其体系 自振周期大于0.1s的设备支架、基座及其锚固。
3.4.4 建筑机电工程的地震作用计算方法,应符合下列规定:
      1 各构件和部件的地震力应施加于其重心,水平地震力应 沿任一水平方向;
      2 建筑机电工程自身重力产生的地震作用可采用等效侧力 法计算;对支承于不同楼层或防震缝两侧的建筑机电工程,除自 身重力产生的地震作用外,尚应同时计算地震时支承点之间相对 位移产生的作用效应;
      3 建筑机电设备(含支架)的体系自振周期大于0.1s,且 其重力大于所在楼层重力的1%,或建筑机电设备的重力大于所 在楼层重力的10%时,宜进入整体结构模型进行抗震计算,也 可采用楼面反应谱方法计算。其中,与楼盖非弹性连接的设备, 可直接将设备与楼盖作为一个质点计入整个结构的分析中得到设 备所受的地震作用。
3.4.5 当采用等效侧力法时,水平地震作用标准值宜按下式 计算:
F= γ η ζ 1 ζ 2 α max G 3.4.5
式中:
F——沿最不利方向施加于机电工程设施重心处的水平地
震作用标准值;
γ ——非结构构件功能系数,按本规范第3.4.1条执行;
η ——非结构构件类别系数,按本规范第3.4.1条执行;
ζ 1 ——状态系数;对支承点低于质心的任何设备和柔性体 系宜取2.0,其余情况可取1.0;
ζ 2 ——位置系数,建筑的顶点宜取 2.0,底部宜取1.0, 沿高度线性分布;对结构要求采用时程分析法补充 计算的建筑,应按其计算结果调整;
α max ——地震影响系数最大值;可按本规范第3.3.5条中多 遇地震的规定采用;
G——非结构构件的重力,应包括运行时有关的人员、容 器和管道中的介质及储物柜中物品的重力。
3.4.6 建筑机电工程设施或构件因支承点相对水平位移产生的 内力,可按该构件在位移方向的刚度乘以规定的支承点相对弹性 水平位移计算,并应符合下列规定:
      1 建筑机电工程设施或构件在位移方向的刚度,应根据其 端部的实际连接状态,分别采用刚性连接、铰接、弹性连接或滑 动连接等简化的力学模型;
      2 分段防震缝两侧的相对水平位移,宜根据使用要求确定; 相邻楼层的相对弹性水平位移△u, 应按下式计算:
△u= e ] h(3.4.6)
式中:
e ]—— 弹性层间位移角限值,宜按表3.4.6采用;
h——计算楼层层高(m)。
表3.4.6 弹性层间位移角限值
3.4.7 当采用楼面反应谱法时,建筑机电工程设施或构件的水 平地震作用标准值宜按下式计算:
F= γ η β s G(3.4.7)
式中: β s ——建筑机电工程设施或构件的楼面反应谱值。

条文说明
3.4 地震作用计算
3.4.1 建筑附属机电设备进行抗震验算时采用的功能系数可按 表1和表2选用:
表1 建筑非结构构件的功能系数
表2 不同性能状况下建筑非结构构件功能系数选取建议
3.4.3 本条对于大于1.8kN的设备参照本规范第3.1.6条的规 定执行。
3.4.4 计算建筑附属机电设备自振周期时,一般采用单质点模 型。对于支承条件复杂的机电设备,其计算模型应符合相关设备 标准的要求。条文中建筑机电设备的重力大于所在楼层重力的 10%时一般是指高位水箱、出屋面的大型塔架等。
3.4.5 位置系数:凡采用时程分析法补充计算的建筑,应按时 程分析法计算结果调整顶点的取值(取顶部与底部地震绝对加速 度反应的比值)。
      对特别不规则的建筑、甲类建筑和表3所列高度范围的高层 建筑,结构的抗震设计应采用时程分析法进行多遇地震下的补充 计算。
表3 采用时程分析法的房屋高度范围
3.4.7 楼面反应谱计算的基本方法是随机振动法和时程分析法, 当非结构构件的材料与主体结构体系相同时,可直接利用一般的 时程分析软件得到;当非结构构件的重力很大,或其材料阻尼特 性与主体结构明显不同,或在不同楼层上有支点,需采用能考虑 这些因素的技术软件进行计算。通常将建筑机电工程设施或构件 简化为支承于结构的单质点体系,对支座间有相对位移的建筑机 电工程设施或构件则采用多支点体系,按相应方法计算。
      建筑机电工程设施或构件的楼面反应谱值,取决于设防烈 度、场地条件、建筑机电工程设施或构件与结构体系之间的周期 比、质量比和阻尼,以及建筑机电工程设施或构件在结构的支承 位置、数量和连接性质。

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