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3.9【 结?构抗震性能设计
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3.9.2— 关键构件指【结构中?特别重?要的构件一》。旦失效将导致—结构连续破》坏,。。、倒塌地震中—可能损坏而不倒塌】的构件可不认定为】关键构件一般情况下!关键构件《。由设:计人指定
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3.9.5—、3.9.6 【 条文说明如下
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》 1 基【于,国标建筑抗震设计规!范GB 50011!及行标高层》建筑混凝土结构技术!规程J?GJ 3《关于性能化》设,计的思想及承—载力:。计算表达《式引入承载力利用系!数,、构件重要性系数以!及地震力折减—系数校核不同—。性能水?准的结构构件在设】防烈度?地震:作用下的承》载力及损伤程—度
【。 2 设防!烈度地震《作用下抗震性能【目标为C、D级【的结构的部分竖【向构件已有轻微~】中度损坏部分—耗能构件《。已有中度~比较【严重的损坏结构已部!分进:入弹塑性且抗震【性能目标C、—。D级结构的抗—震,构造要求较严—格已确?保有必要的》延性对?其地震力做小幅度】的折减也可理解【。为设防?烈度地震作用下结构!构,件非弹性刚度的影】响使得地震作用【减小美国Gu—ide?lines for! ,Pe:rform》a,nce-《Based Sei!smic(》2.:03)对构件轴向】刚度、弯《。曲,刚度以及剪切—刚度均?作了不?同程度的折减如【以下构件的刚度折】减系数剪力墙面【内,弯曲刚度为0.75!面外:为,0.25剪切刚【度,0.4;柱弯—曲刚度0.7—剪切刚?度0.4;梁弯【曲刚度0.5剪【切刚度0.4等等】
— 《3 ?。。尽管采取《。强柱弱梁的抗震设】计措:施,但,震,害调查表明塑性【铰往往出现在柱端而!不在梁端主要原【因之一是楼》板的作用《、钢筋等材料的超强!使得框架梁》端的受弯《。。承载力超强》有必要以《重要性系数适当【降低梁端截面的受弯!承载力保证》强柱弱梁《屈服机制的》实现梁满足强剪【弱弯要求则一—旦梁端出现塑性【铰梁的剪《。力就不再增加可【保证框架梁不—发生剪切破坏一【般情况下连》梁、框?架梁的重要性系数】可取0.5~—0.6受力较大、需!要较严格控》制梁端塑性转角的大!跨度梁(跨度大【于,15米)《可取0.7
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《。 , ?4 : 校:核设防烈度地震【作用下构件》的受弯、压弯承载力!时7度(0.15g!)及以?。上的结构必要时可考!虑钢筋的超强—系数1?.25低《烈度区结《构的地?震力较小不考—虑此有利因素—大,。震作用下的承载力】或受剪截面验算可采!用材料强度极—限值的平均值—(混凝土强度可【取,其强度等级》的0.88》倍钢筋可取其—实际屈服强》度平均值的》1.25倍)
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》5 ?考虑到大震》作用:下构:件的:弹塑性内力计算【的复杂性和不确定】性验:算受:剪截面时也可采用简!。化方法地震》。作用方向《的地震剪《力由该方《向剪力墙的总截【面面积抵抗大—震弹塑?性剪:力可:按弹性计算的—地震剪力乘》以地震力折》减系数或弹塑—性静力或动力分析得!到的地?震弹塑?性剪力采用大震【动力弹塑性》分,析时地震剪力—取三条地震波计算结!果的最大值不少于】七,条波时取平均值地】震动时程《记录的选《择应符合4.3.5!条的规?。定
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? 6 层—间弹塑性位移—角不是结构》是否倒塌的》合,理判:据,依据国内结构试【验,的结果以及国—外主:流国家?抗震规范的相—关规定对结构层间弹!塑性位移角限—制做适当调》整
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》7 结构》抗震性能水准是【预期的震后结构性】状的宏观《表现为方便设—计人:直观:把握设防烈》度地震作用下结构构!件的安?全度以构件承载【。力利:用系数ξ的大—小表征?各性能水准结构构】件的承载力安全储】备,(承载力《利,。用程度)和》损伤程度第1、2】。性能水准的结构以弹!性分析对构件—进行设防烈》度地震作《用下的承载力校核】;计算时阻尼比【不增加连梁刚度折】减系数可取0.【3~0.4;受当】前技术发《展,水平的限制第—3、4性能水准的】结构:仍以弹性分析对构件!进行:设防烈度地震作用】下的承载力校—核,考虑到?结构的部《分构件实际上—。已进入弹塑性阶【段计算?时,阻尼比可增加0.】005~《0.015连梁【刚度:折减系数《可取0.2~0.3!(美国Guidel!ines for】 Per《formance-!Based S【eismic(2】.03)中连梁【的刚:度折减系数》不大于0.3)并对!地,震力做幅度不大【的折减第《1、2性能水—。准的结构构》件的:承,载力:利用系数《较低满?足设防烈《度地震承载》力要求?时一般可以满—足大震弹塑性承【载,力要求;第3、【4、5性能水准的结!构宜以大《震弹塑性地震力控制!竖向构件的受—。剪截:面以保证不发生【剪切破坏考虑到大震!作用下结构构件【的弹塑性内力重分配!剪压比限制》。较单构件略严格结构!的变形验算以弹塑性!分析控制大震作用】下整体结《构的层间《弹塑性?位移:角当地震作用—。以竖:向为:主时相关计》算公式的地震作用效!。应组合为(》0.4S《*E:h,k+S?*Evk)
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—8 我国89规范!提出:并,沿用至今的“小震不!坏中震可修》大震不倒”的—抗震:设计原则与当今世界!上,抗震设计较先进的】国家:如美国、日本—、欧:洲等大致相》同所不同《的是美国、欧—洲,等以设防烈度地震】的地震?动参数计算》构件的承《载力我国则以小【震作为设计依—据,前者验算《设防烈度地震—。作用下结构构—件的安?全性同时也就—保证了“小震—不坏”;后者—辅加各种以小—震作用?组合及地震作用调整!系数计算结构—构件的承载力满【足较大安《全系数的小震组合的!承载力要求也—。就保证了“中震【可修”从最终结果看!有安全度《的高低但并无原则性!的差别
! 但是采【用小震地震》参,数进行结构构件【承,载力:设计有如下缺点
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《 : :1 以“中—震”作为设防目标却!用小震作用》计算结构构件承载】力由于担心考—虑的地震作》用太小设置了—各种内力《增,大系数使得构—件的计算内力已不是!实际的受力地震力取!值小调整系》数多对应于给定【可靠指标的、小至1!0-3~10—-4量级的失效概率!不便于设计人对【结构总体《及关键构件安全【度的直观把握
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《 2 不方便设计!人依R-μ》原则调整抗》震设计中的》地震作用-》延性等级《组合比如工业—钢结:构,轻型屋盖厂房—。虽然设防烈度高【地震力大但结构抗震!承,。载力高已可》。满足中震甚》至大震?不屈:。服就没有必要采取】太严格的构造措施对!于设防?烈度低、风荷载【大的结构《满足竖?向荷:载及风荷载的同时已!满足中、大》震不屈服《的抗震?承载力要求此—。时结构的延性需求不!。高结构的抗震构造措!。施可适当放松如钢】结构板件的宽—。厚比、混凝土结【构墙柱的轴压比等】
】 3 不同【抗,震设防烈度区、【性能设计要求相【同的建筑不能—控制大致相同的结构!抗震安全性
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1/!。C大致相《当,于Euro》 c:ode 8中的【。性,能系数?q、:美国规范U》BC:、IBC中的—。反应修正系数(地】震力:折减系数)R;可以!看到我国8》。9及以后的抗—规、高规不论—何,种混:凝土结构体系也不论!。设防烈度的》高低均约取》R=1/C=1【/0.35》=2.86》。(未考虑γRE)】然而:却又依建《筑物的结构型—式、高度及所—在抗震设防烈度【区分别确定》抗震等级高层或【超高层?建筑受到的风荷载】更大对地震》作用而言结构的【超强系数更》高;:加之抗震等级—高,构,造截面设计时的内】力调整系数》更大柱、剪力墙【的轴压比《、配筋率等构—造要求更严》格结:构承载力更高延性】更好:这,就意味着《相同设防烈度—区,中中:、低层的结构—比高层、超高层【的,结构安全度更—低;不同设防烈度区!中,低烈度区《如6:、7度区《的结构比《高烈度区如8、【9度区的结构安【全度更低
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《 4 相同中【、高烈度区的结【构不能控《制大致相《同的结构《抗震安全性8度(0!.2g)及以上的建!筑结构承受的地【震作用较大部—分规:则建筑仅仅高—度超:限需要进行超限【审查进行《性能设计其结—。果,往,往是小震设》计不能包络由中震】工况控制一些超限审!查专家?不恰当地提》出结构大震不屈【服甚至“关键构件大!震弹性”等要—求相比之下仅—高,度稍低?、按小震设计—、无需超限审查的结!构安全度偏低较【多,
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《 5?。 , 不方便与当前【大力推?广的结构隔震—与消能减震设计接轨!目前的隔震》与消能减《震设:计己以中震作为地震!动输入如果隔—震层及以下采用中】震设计隔震层以上】结构采?用小震设计不—仅设计复杂》、不:合理:有时甚至不》安全
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【6 借鉴》和学习其它国家【的抗震?设计的经验和方法】是提高我《。国抗震?设计水平的途径之一!。就抗震?设计规范的层面而言!我国:规范较难与其他主流!国家接轨的是不循R!-μ-T《原则:的地:震作用力表达式、抗!震承载力调整系数】γ,RE、抗《。。震等级的确定原【则、:与抗震等级相关的各!种内力增大系数、与!结构形?式相关且《过于严格的层间位移!角限值等等不方便】进,行,横向比?较和彼此间的—交流
! 本规程简化结!构抗震设计方法直】接采用设防》烈度地震地》。震动参?数进行结构构件承】载力:计算以可计算验证的!方式保证“中—震可修”《目标的实现满足【“,。。中震可修”》即可“满足》。小震:不坏”对《于6、7度低烈【度区、较简》单、规则的》建筑结构《。。不属于本《规,程第3.《7.4条规定的工】。程项目可不》进行:大震弹塑性》计算:
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?3.9?.,。7, 传统的弹性计】算不能考虑结构进】入弹塑性阶段—以后构件刚》度退:化,、内力重《新分布部分构件受】损退出?工作阻尼增加—。。地震:作用:力相应减《小等:一,系列的变《。化结构的弹塑性分析!是了解大震作用【下结构响应的必【要,手段当前常》用的有动力弹塑性】时程分析和》静力弹塑性分—析两种方法这两【种方法各有其—优,缺,点可根据工程的具体!情,况选:用如结构竖向较规】则不考虑偶然偏【心的扭转位移比不大!于1.2高度不大】于200m基本振】型的质量参与系数】不小于50%的结构!可采:用,静力:弹塑性方法当结构的!能力曲线与》。需求曲?线有交点且交点的】切,线与:水平线的夹角大于】0,度,时可判断《。结构满足大震不【。倒结构竖向、—平面不规则结构【复杂高度大》于200米的结【构应:采,用动力弹《塑,性时程方法
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广东!省标准?建筑工程混凝土【结构:抗震:性能设计规程—D,。BJ/T《 15-1》51给出了钢筋混凝!土和型钢混》凝土构?件(梁、《柱、剪?力墙)承载能力-变!形大小-损》坏程度的对应关系可!用于大?震作用下结构弹塑】。性计算得到的构件】变形预测构件损【坏程度复核结构抗震!性能目标
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