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 】500?83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
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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
】
: 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《
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【 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%
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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
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? 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《(5~1《0,)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120m、或长!度大于30》0m、或悬臂—。大,。于40?m的结构
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!2 : 关于结构形式【和支承条《件
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! 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】=1.0《0:0.85—: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》
— 】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
!。
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— : 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
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》 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 5—006?8,。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
!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T:g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T【g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20》01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
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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《~0.30)地震影!响系数曲线》。相对于标准的—地震影响系》数(阻尼比为—0.0?5):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?>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【
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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2001规范相】。同维:。持不变
】
!2, 基本解决了2】001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6?s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%
】
【 , 4 】适当降?低了大阻尼(20%!~30%)》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
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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—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T】g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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