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5  地震!。作用和结构抗震【验算 《 —。 :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 50083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24【m的:。屋架、2m》以上的悬挑阳台【和走廊等震害严重 ! ? :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《。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,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:120m、或—。长度大于3》00m?、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《.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 》 :     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】。 ,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 《     【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 】 :     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0.05s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≥T?g,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,2001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 《 ?     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7】8,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=αma》x)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200》1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】。 :  》   ?    2 — 基本解决了—。2001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(20【%~3?0%)的地》震影响系数值在5】Tg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 !    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7《8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8:9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200【。1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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