,
5 地震作!用和结?构抗:震验算
】
》5,.1 《一,般规:定
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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 5!0083的》。规定属于间接—作用不可称为“荷】载”应称“地震作】用”
《
《 : 结?构应考虑的地震作用!方向有以下》规定:
》。
, 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
【
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”
】
,
— 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
《。
【 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18m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85%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2《0%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6》。5,%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135%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?.25)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.!85(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
—
《
? 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
—
《 , , ,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?
【 1 平面】投影尺度很》大的空间《。结,。构指跨度大》于120《m、:或长:。度,大于300m、或悬!臂大于40m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;
》
?
《 —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—
! ,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
【
: ? 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,=1.00》:0.8《5:0.65
!。
《 : 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
《
5.1.3】 按现行》国,家标准建筑》结构:可靠度设《计统一?标准GB 5—0068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GE”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
!
》 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【
《
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Ⅰ》0类场地的特—征周期
《
:
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?
! 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2001规】范较8?9规:范的取值增大了0】.05s;》。本次修订计算罕遇地!震,作用时特征》周期Tg《值,又增大0.05【。s,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—2001规》范维持一致各曲【线的衰减指数为非整!数;在T>5Tg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
】
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】.30?)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
《
》 本》次修订保持2—0,01: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2001】规范:相同维?持不变
【
? 》 2? , 基本解决了20】01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【
《。
,
《 《 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%
】
】 , 4《 适当降低了【大阻尼(2》0%~30%)【的地震影响系数值】。在5Tg周期以内】基本不?变长周期《部分最大降幅约【10%有利于消【能减震技术的推【广应用
—
,
?。
《
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2001—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】40m的钢筋—。混,。凝土框架《、高于60m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
】
》 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
【