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5 —地震作用和》。结构抗震《验算
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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 5008!3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”!
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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
】 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:、1.5《m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8—0%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
《
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— 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):0.6】5(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
】
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12【0m、或长》度,大于300m、或】悬,臂大于40m的结构!
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》 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
《
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? —。 :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.】00:0《.85?:,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
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》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
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《 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G!B 50068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
】
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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
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
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, 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2001规范!较89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
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【。 :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?≤5Tg《范围内与200【1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6s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>Tg)修正幅!度变小;在曲线两】端(0s和6—s):不同阻尼《比下的α系数趋向接!近
【 ? 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
【 《 《1 :。 阻尼比为5%【的地震?影响系数《与2001规范相同!维持不变
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? 【 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【%
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】。 4 《适当降低了》大阻尼(2》0%~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20!01规范关》于不:。同的结?构应采取不》同验算方法的—规定
《
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? 《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20?01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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