[分享]竖向地震作用（Vertical Seismic Action）

作者：Swilder 时间: 2014-12-19 00:00 阅读: 次大中小

我们已经知道，结构所受的地震作用（Seismic Action），实际上是地面运动引起的惯性力（Inertial Forces）。前面讲过的振型分解反应谱方法和底部剪力法确定的地震作用，都是针对水平地震而言，而地面运动时在竖向也会产生加速度，即也会存在竖向的地震作用。什么时候考虑竖向地震作用，该如何考虑竖向地震作用呢？

大部人可能会觉得，地震作用下，结构的底部是最危险的部位，因为此处地震作用下水平剪力最大，竖向荷载作用下也是内力最大的部分，因此最容易破坏。然而，在地震区观察高耸结构的震害情况，比如烟囱，经常不会在底部破坏，而是在离根部约2/3处破坏，如下图所示。

接下来，再看一段高层建筑结构地震破坏的视频。这段视频展示的是某实际高层建筑结构模型，在水平和竖向地震作用下的破坏情况。

从这段视频中，可以看出，结构的破坏，是由于中上部在竖向惯性力作用下首先被拉断。因此，对于高层建筑、高耸结构及大跨结构，应该考虑竖向地震作用。对于竖向地震作用的计算方法，规范中规定具体如下：

（1）对于9度时的高层建筑，竖向地震作用的采取的是与水平地震作用底部剪力法相类似的方法。即先确定结构底部总竖向地震作用，再计算作用在结构各质点上的竖向地震作用，公式为

为结构等效总重力荷载。分析表明，竖向地震反应谱与水平地震反应谱大致相同，因此竖向地震影响系数谱与水平地震影响系数谱形状类似。因高耸结构或高层建筑竖向基本周期很短，一般处在地震影响系数最大值的周期范围内，同时注意到竖向地震动加速度峰值为水平地震动加速度峰值的1/2～2/3，因而可近似取竖向地震影响系数最大值为水平地震影响系数最大值的65％，最终取。

（2）设防烈度为8度和9度区的大跨度屋盖结构，长悬臂结构，烟囱及类似高耸结构，竖向地震作用内力与重力荷载的内力比值彼此相差一般不大，因而可以认为竖向地震作用的分布与重力荷载的分布相同，其大小可按下式计算