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, 50083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1【5°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1—8m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
》
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1《20%
【
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):】0.8?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1?0%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
》
【 ,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300—m、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
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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】=1.00:0【.85:0.65
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! : 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
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: 】。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
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— 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》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7—8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
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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:0.05s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
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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
!
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》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=】α,max)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6s)不同阻【尼比下的α系数【趋向接近《
— 《本次修订保持2【00:。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:
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《 1 】 阻尼比为5—%的地震影响—系数与200—1规范相同维持不变!
》
【 ,。 ,2 基《本解决了2》00:1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
《。
【 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1:8%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%~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,。2001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6!0m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
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? 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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