《5, 地震作》用和结?构抗震验《算
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5.—1 一般规定
】
5.!1.1 抗—震设:计时结构所》承受的“地震力”】实际上是《由于地震地面运动】引起的动态作用包】括地震加速度—、速度?和动位移的作—用按照国家标—准建筑结构》设计:。术语:和符号标准GB【/T 5008【3的规定属于间【接作用不可》称为“荷《载”应称“》地震作用”
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结—构应考虑的》地震作用方向有以】下规定
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》1 : 某:一方向?水平地?震作用主要》由,。该方向抗侧力构【件承担如该构件带有!翼缘、翼《墙等尚应包括翼【缘、翼墙的》。抗侧力作用
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2【 考虑到》地震可能来自任意方!向为:。此要:求有斜交抗侧—力构件的结构—。。应考虑?对各构件《的最不利方向的【。水平地震作用一般即!与该构?件平行的方》向明确?交角大?。。于15?°时:应,考虑斜向地震—作用
! : 3 不对称不均!匀的结构是“不规】则结:构”的一种同一建】筑单元同一平面内质!量、刚度《分布不对称或虽在本!层平面?内,对称但沿高》度分布不对称—的结构?需考:虑扭转影响的结构具!有明显的不》规则:性扭转?。计,算应同?时“考虑双向水平地!震作用下的扭转影】响”
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4】 研?究,。表明对于较高的高层!建筑其竖《向地震?作用产生的轴力【在结构上部》是,。不可忽略的故要【求9度区高层建筑】需考虑竖向地震【作用:
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5 !关于大跨度和长悬】臂结构根据我—国大陆和台湾地【震的经验9度和9】度以上时跨度大于】。1,。8m的屋架》、,1.5m以上的悬】挑,阳台和走《廊等震害严》重甚:。至倒:塌;8度《时跨度大于》24m的屋架、【2m以上《。的悬挑阳台和走廊等!震害严重
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5.1.【。2, , 不:同的结构采用—不同的分《。析方法在各》国,抗震规范中》均有:。体现底部剪力法【和振型分解反应谱法!仍是:。基本方法时程分析法!作为补?充计算?方法对特《别不规则(参—。照本规范表3—.4.3的规定【)、特别重要—的和较高的高—层建筑?才要求采用所谓【“补充”主要指【对计算结果》的底部剪力、楼层】剪力和层间位移【。。进行比较当时程【分析法大于振型分】解反应谱法时相关部!位的构件内力和配】筋作相应的调整
】
— 进行时程【分析时鉴于》不同地?震波输入进行时程分!析的结果不同本条规!定一般可以根据小样!本容量下《的计算结果》来估:计地震作用效—应值通过《大量地震加速—度记录输入不—同结构?类,。型进行时程》分析结?果的统计分》。析,若选用?不少于二组实际记】录和一组人工—模拟的加速度时【程曲线作为》。输入计算的平均【地,震效应值《。不,小于大样《本容量平均值—的保证率在8—。5%以上而且一【般也不会偏大很【多当选用数量较多】的地震波如5组【实,际记录和2组人【工模拟时程》。。曲,线,则保证率更高—所谓“在统计意义上!相符”指的是多【组时程?波的平均地震—影响系?数曲线与振型分解】反应谱法所》用的地震《影响系数曲线—相比在对应于结【构,主要振型《的周期点上相差不】大于20%计算【结果在?结构主方向的平【均底部剪力一—般不:会,小于振型分解反应谱!法计算结果的—。80:%每条地震波输【入的计算结》果不会小于65【%从工程角度考虑】这样可?以保证时程分析结】果满足最低安全要】求但计算结》果也不能太大—每条地震《波输入?计算不大于13【5%平?。均不大于《120%
】
—正,确选:择输入的《。地震加速度》时程曲?线要满足地震动三要!素的要求《即频谱特《性、有效峰值和【持续时?间均要符合规定【
! ,频谱特性可用地震影!响系数曲线表征依】据所处的场》地类别和设》。计地震分组》确定
! , 加速度》的有效峰值按规【范,表5.1.》2-2中所列地震加!速度最大《值采用即以地震影响!。系数最大值除—以放:大系数(《约2.2《5)得到计算输入】的加速度《曲线的峰值必—要时:可比:上,述有效峰值适当加】大当结构《采用三维空间模型等!需,要双向(二》个水平向)或三【向(二个水平—和一个?竖向)地《震波输入时其加速】度最大值通常按【1(水平《1):0《.8:5(水平2):【0.65(竖向)的!比例调整人工—模拟的加速度—时程曲线也应按上】述要求生成
!
《 输入《的地震加《速度时?。程,曲线的?有效持续时》间一般?从首次达到》该时:程曲线?最大峰?值的10%那一点】算起到最后一点【达到最大峰》值的:10%为《止;:不论是实《际的强震记录还是人!工模拟波形有—。。效持:续时:间一般为结构基本】周,期的(5~10【)倍即结构顶点的】位移可按基本周期】往复(5~10)次!
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抗震【性能设计《所需要对应于设防地!震(中震)》。的加速度《最大峰值《。即本规范表3.2.!2的设计基本地震】加速度值对应—的地震影《响,系数最大值》见本规范3》.,10节
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《 本次?修订增加了平面投影!尺度很大的大跨空】间结构?地震作?用,的下列计算要求
】
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1 【 平面投影》尺度很大的空间【结构指?跨度大于120m、!。。或长度?大于300》m、或悬臂大—于40?m的结构
】。
2 】 关于结构形—式,和支承条《件
【。 : —对周边支承空—。间结构如网架—单、双层网》壳索穹顶弦支穹顶屋!盖和:下部圈梁-框架结构!。当下部支承》结构为一《个整:。体、:且与上?部空间结《构,侧向刚?度比大于等》。于2时可采》用三:向(水平两》向,加竖向)单点一【致输入计算》地震作?。用,;,当下部支承结构由结!构缝分?开、且每个独立【的,支承结构单》元,与上部空间》。结构侧向刚度比【小于2时应采用三向!多点输入计算地震】作,用;:。
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【 对两【线边支承空》间结:。构,如拱:。拱桁架;门式—刚架门?。式桁架;圆柱面网】壳等结构当支承于】独立基础时应采用三!向多点输入计—算,地震作用;
】
】 对长悬—臂,空间结构《应视其支承结构特点!采用多向单点一【致输:入、或多向多点输】。入计算地震》作用
》
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? 3 关于单点!一致输入、》多向单点输入、多点!输入和多向多—点输入
】
— 单点》一致输入即仅对基】础,底部输入一致的【加,速度反应谱或加【速度时程《进,。行结构计算
—
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】 ?多向单点输入—即沿空?间结构基《础底部?。三向同时输入—其地震动参数(【。加速:度峰值?或反应谱最大值)比!例取水平主》向:水平次向—:竖向=1.0【0::0.8?5:0.6》5
! ,。 多点输入!即考虑地震行—波效应和局部场地效!应对各独立基—础或支承结构输入不!。同的设计反应谱【或加速度时》程进行计算》估计:可能:造成的地震效应【对于6度和7度【Ⅰ、:Ⅱ类场地上的—。大跨空间结》构多:点输入下的地震效】应不太明显可以采用!。简化计算方法—乘以:附加地震作》用,效,应系数跨《度越大、场地条件越!差,附加地震作用系数】越大;对于》7度Ⅲ、Ⅳ场地【。和8、9度区多【点输入?下的地震效应比较明!显应考?虑行波和局部场【地效应对《。输入加速度时程进行!修正:采用结构《。时,程,分析方法进行多点】输入下的《抗,震验:算
】 :。 :。 ?多向多?点输入即《同时考虑多》向和多点输入进【行计算
》
【 4 《关于行波效应
【
— 》 研究证明地【。震传播过程的行波】效应、相干效—应和局部场地效【应对于大跨空间【结构的地震效应【有不同程度的影【响其中以行波效应和!场地效应的影响较】为,显著:一般情?况下可不考虑相干效!应对于?周边支承空间结构行!波效应影响表现在】对大跨屋盖系统和下!。部支:承结构;对于—两线边支承空间结】构行波效应通过【。支座影响到上—部结构
! : —行波效应将》使不:同点支承结构或支】座处的加速度峰【值不同相《位也不同从》而使不同《点的设计反应谱或】加速度时程不—同计算分《析应考虑《。这些差异《由于:地震:动,是,。。一种随机过》程多点输《入时应考虑》最不利的组合情况行!波效应与《潜在震源、传播【路径、?场地的地震地质特】性有关当需要进行】多点输?入计算分析时应【。对此作专门研究
】
》 , : 5 关于局【。部场地效《应
】 当】独立基础或》支承结构《下卧土?层剖面?地质条件《相差较大时可采用一!维或二维模型计【算求得基《础底部的土层—地震反应谱》或加速度时程、或】按土层等效》剪切波速对基岩地】震反应谱或加速【度时:程进行修正后作为多!点输:入的地?。。震反应谱或加速【度时程当下卧—土层剖面地》质条件比较均匀时】可不考虑《局部场地效应—不需要对地》震反应?谱或加速度时程进行!修正
《
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5.1.【3 : 按:现行国家标准建筑结!构可靠度设计统一标!准G:B 500》。68的原则规定【地震发生时》恒荷载与《其他:重力荷载可能的【遇合结果总称为“】抗震设计《的重力荷载代表值G!E”即永久荷载【标准值与有关可变】荷载组?合值之和《组合值系数基—本上沿用《78规范的取值【考,虑到藏书库等活荷】载在地震时遇合的概!率较大故《按等效楼面均布荷】载计算活荷载时【其组合值《系数为0《.8
《
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? , : 表中硬钩吊—车的组合值系数【只适用?于一般情况吊—重较大时需按实【际情况?取值:
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:5.1.《4 本次修订【表5.1.4-1增!加6度区罕遇地震的!水平地震影响—系数最大值与第【4章场地《类别相对应表—5.1.4-2增加!Ⅰ0类场《地的特?征周期
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,。
5.1.5! 弹性反应谱【理论仍是现阶—段抗:震设计?的,。。最基本理《论规范所采用的【设,计反应?。谱以地震影》响系数曲线的—形式给出
【
? , ?本规范的地震影响】系数的特《点是:
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1 同!样,烈度、同样场—地条件的反应谱形状!随着震源机制、震】级,大小、震中距远近】等的变化有较大的】差别影响因素很【多在继续《保留烈度概念—的基础?上用设计地震分组的!。。特征周期Tg予以反!映其:中Ⅰ:、Ⅱ、?Ⅲ类场?地的:特征周期值20【01:规范较89规范【的取值增大了0.0!5s;本次修订计算!罕遇:地,震,作,用时:特征周期Tg—值又增大0.0【5s:这些改进适当提【高,了结构的抗震安【全性:也比:较符合近年来得到的!大量地震加》速度资料的统计结果!
《
2 !在T≤?0.:1s的范围内各【类场地的地震—影响:系数:。一律采用同样—的,斜线使之符合T=0!时(刚?体,)动力不放大的规】律;在T≥Tg时】。设计反应谱在理论】上存在二个下降段即!速度控制段和位【移控制段在加—速度反应谱中—前,。者衰减指数为—1后者衰减指—数为:2设计反应谱是用来!预估:。建筑结构在其设计基!准期内可《能经受的地震作【用通常?根据大?量实际?地震记录《的反应谱进行统【计,并结合工程》经验判断加以规定】为保持规范的延续性!。地震影响系数—在T≤5《Tg范围内与20】01规范维持一致】各曲线的衰减—指数:为非整数;在T>】5,Tg的?范围为倾斜下降段不!同场地类别的最小】值不:同较符合实际反【应谱的统计规律【对于:周期大于6》。s的结?构地:。。震影响系数仍—专门研究
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【3 按《二阶段设《计要求?在截面承载力—验算时?的设计地震作用取】众值烈度下结构【按完全弹性》分析的数值》据此调整了》本规范相应的地震】影响系数最大值其】取值继续与按—78规范各结—构影响?系数C折减的平均】值大致相当在—罕遇地震《的变形验算时按超越!概,率2%~3》%提供了对应—的,地,震,影,响系数最大值—
】。 4 考虑到不!同结构类型建筑的】抗震设计需要—提供了不同阻尼比】(0.02~0.3!0)地震影响系数】曲线相对《于标准的地震影响】系数(阻尼比为【0.05)的—修正方法根据实际强!震记录的《统计:分,析结果这种修正【可分二段进行在【反应:谱平台段(α=【αmax)》修正幅度最大—;,。在反:应,谱上升段(T<Tg!),和下降段(T>T】g):修,正幅度变小》;,在曲:线两端(0s和6s!)不同阻尼》比下的α系数—趋向接近
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本次修!订保持2001【规范地震影响系数】曲线的计算表达式不!变只对其参数进行调!整达到以下效果
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】 1 阻!尼比为5%的地【震影响?系数与20》01规?范相同?维持不变
】
《。 , 2 】基本解决了200】1规范在长》周期段不同》阻尼比地震影响系数!曲线交叉、大阻【。尼,曲线值高于小—阻,尼曲线值《的不合理现象Ⅰ【、Ⅱ、Ⅲ《类场地的地震—影响系数曲》。线在周期接》近6s?。时基本交汇在一【点上符合理论和【统,计,规律
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】 :3 降低了小阻】尼(2%~3.【5%)的地震—影响系数值最大【降低:幅度达18%略【微提高了阻尼—比6%~10%【的,地震影响系数—值长周期部分最大增!幅约5%
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】 4 适当降低】了大阻?尼(20%~3【0%)的《地震:影响:系数值在5T—g周期以内基本不变!长周期?部分最大降幅约1】0%有利于》消能减?震技术?的推广应《用
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【5.:1.6? 在强烈地震【下结构和构件并不存!在最大承载力极【限状:态的可靠度从根本】上说抗震验》算应该是弹塑—性变形能力》极限状态的验算【研究表明地震作用下!结构和构件的变【形和其最大承载能】力有密切的联系但因!结构的?。不同而异本条继续】保持89规范和2】001规范关于不】同的结构《应采取不同验算方法!的规定
! 1 当地!震,作用在?结构设计中》基本上不起控制作用!时,例如6?度区的大多数建筑以!及被:。。地震经验所证明者可!不做:抗震:。验,算只需满足有—关抗震构《造要:求但“较高的高【层建筑(以后—各章同)”》诸如高于40—m,的钢筋混凝》土框架、高于60】m,的其他?钢筋混凝《土民用房屋和—类似的工业厂房以】及高:层钢:结构房?屋其基本周期可【能大于Ⅳ类场地【的特征周《期Tg则6度—的地震作用值可能】相当于?同一:建筑在7度Ⅱ—类场地下《的取值此时仍须进行!抗震验算本次修【订增加了6度设防的!不规则建筑应—进,。行抗震验算的—要求:
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: : 2? 对于《大部分结《构,包括6度设防的上述!较,高的高层建筑和不规!。则建筑可《以将设防地震—下的:变形验算转换为【以多遇地震下按【弹性分析获得的地震!作用效应《(内:力)作为额定统【计指标进行承载力极!限状态的验》算即只需满足第一】阶段的设计》。。要求就可具有—比78规《范适当提高的—抗,。震承载?力的可靠度保持【了规范的《延续性?
!。。 3: 我?国历:次大地震的经验【表明发生高于基【本烈度的《地,震,是可能的设计时考】虑“大震不倒”【是必要的规范要求对!薄弱:层进行罕遇地震【下变形验算即满【足第二阶段设计【的要求89规范仅对!框架:、填充墙框架、高】大单层厂《房等(这些结构【由于:存在明显《的薄弱层在唐山【地震中倒塌较—多)及?特殊要求的建筑做了!要求2001规范对!其他结构如各类【钢筋混凝土结—构、:钢结构、采用隔震】和消能减震技术的】结构也需要进—行第二阶段设计
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