《5.5 《 抗震变形》验算 【 5.》5.1 《 根据本规范—所提：出的抗震设防—三个：水准的要求》采用二阶段》。设计方法来实—现，即在多遇地震—作用下？建筑主体《结构不受损坏非【结构构件（包—括围护墙、》。隔，墙、幕墙、内外【装，修等）没有过重破坏！并导致人《员伤亡保《证建筑的正常使用】功能；在罕遇地震作！用下：建筑主体《结构遭？。受破坏或严》重破坏但不》倒塌根据各国—规范的规《定、震害经验—和实：。验，研，究结：果，及工程实例分—析采用层间位—。移，角作：为衡量结《构变形能力从而判】别是：否满足建筑功能要求！的，指标是合《理的：  【   对各类—钢筋混凝土结—。构，和钢结构《要求进行多遇地【震作用下的弹性变形！。验，。算，实现第一水》。准下的设防要求弹】性变形验算属于正】常使用极《限状态的验》算各作用《分项系数均取1.0！钢筋混凝土结构构件！的刚度国外规—范规定需《考虑：一定的？非线性？而取有效刚》度本规范《规定与位《移限：值相配套《一般可取弹性刚度】；，当计算？的变形较大时宜适】当考虑构件开裂时】。的刚：度退化如取0.85！EcI0 — ？  ：。   第一》阶段设计变》形验算以弹性层间位！移角表示不》同，结构类型给》。出弹性层间位移角】限值范？围主要依据国内【外大量的《试验研？究，和有：限元分？析的结果以钢—筋混凝土构件（框】架柱、抗震墙等）】开裂：时的层间《位移角作为多遇地】震下结构弹性层【间，。位移：角限：。值 【  ：  计算时一—般不扣除由于结【构重力P-》△效应所产生—的水平相对》位移；高度超过15！0m或H/B—＞6的高《层建筑可以扣除【结构整体《弯曲所产生的楼层水！平绝对位《移值因？为，以，弯曲变形为主—。的高层建筑结—构这部分位》移在计算的层—间位移中占》。有相当的比例加以】。扣除比较合理如【未，扣除位移角限值【可有所放《宽   ！  框？架结构试验结果表】明对于开裂》层间：位移角不开》洞填充墙框架—。为1/2500开】洞填充墙框架—为1/926—；有限？元分析结果表—明不：带，填充墙时《为1/？。800不《开洞填充墙时—。为1/？20：00本规范》不再区分有》。填充墙和无填—充墙均按8》9规范的1/550！采用并仍按》构件截面弹性刚度计！算 ？ ， ：    《 对于框《架-抗震墙》结构的？抗震：墙其开裂层间位移】角试验结《果，为1/3300～】1/1？。1，。00有？限元分析结果为1/！4000《～1/250—0取二者的平均【值约为1/3—0，00～？1/1600—2，001？规范统计了我国当时！建，成的124幢钢筋混！。。凝土框？-墙、框-筒、【抗震：墙，、筒结？构高层建筑的结【构抗震计算结—果在多遇地震作用】下的最大弹性层间位！移均小于1/80】0其中85％—小，于1/1200因此！对框-墙《、板柱-墙、框-】筒结构的弹》性位移？。角限：值范围为1/—800；对》抗震墙和筒中筒结】构层：间弹性位移角—。限值范围为1/10！00与现行的混凝】土高：层规：程相当；《。对框支层要求较框】-墙结？。构加严取《1/1000—  【。   钢结构—在弹性阶段》的层：间位移限值》日本建筑法施—行令定为层高的1】。/200参照美国加！州规范？（，19：88）对基本自【振周期大于0—。.7s的结构—的规定本《规范取1/》250 《 《     》单，层工业厂《房的弹性层间位移角！需根据？吊车使用要求—加以限制严》于抗震要求因此【不必再对地震作【用下的弹性位移加】以限制；弹塑性层间！。位，移的计算和限值【在本规？范第5？.5.4和第5【.5.？5条有规定单层钢筋！混，凝土柱？排架为1/3—。0因此本条》不再单列对于—。单层工业《厂房的弹性位移【限值  ！  ： 多层工业厂房应区！分结构材《料（钢和混凝土）和！结，构类：型（框、排架）分】别采：用相应的弹性—及弹塑性层间位移】角限值框排架结构中！。。的排：。架柱的弹《塑，。性层间位移角限值在！本规范？附录H第H.—1节中规定为1/3！。0 》 ：5，.5.2  震害】。经验表明如果建筑】结构：中存在？薄，弱层或薄弱部位在】强烈地震作用下由】于结构薄弱》部位产生了弹塑性变！形结构构《。。件严重破坏》甚至引起《结，。构倒塌；属》。于，乙类：建筑的生《命线工程中的关键部！位，在强烈地震》作用下一旦遭受破坏！将带来严重》后果或？产生：次生灾？害或对救灾、恢复】重建及生产、生活】造成很大影响除【。了89？规范所规定的高【大的单层《工业厂？房的横向排》架、楼层屈服强度】系数：小于：0.5的框架—结，。。。构、底部《框架砖房等之外板】柱-抗震墙》及结构体系不规则】的某些高层》建筑结构和》乙，类建筑也要求进行】罕遇地震《作，用下的抗震变形【验算采用隔震—和消能？减震技术的建—筑结构对《隔震和消能》减，。震部件应有》位移限？。制，要求在罕遇地震【作用下隔震和消【能减震部件应—能起到降低地震效应！和保：护主体结构的作用】。因此要求进行抗【震变形验算 【 ，  《   考虑到弹塑性！。变形计算的》复杂性对不同的【建筑结构提》出不：同的要？求随着弹塑》性，分析模型和软件的发！展和改进本次—修订进一步增—加了弹塑性变形【验，算，的范围 【 5.5.3【  对建筑》结，构在罕遇《地震作用下薄弱【。层（部？。位）弹塑性变形计】算，12层以下》且层：刚度：无突变的框架结构】及单层钢筋混—凝土柱？厂房可采用规—范，的简化方《法计算；较》为精确的结构弹塑性！分析方法可以是三】维的静力弹塑—性（如push【-o：ver方法）或【弹塑性时程分析方】法，；，。有时尚可采用塑性内！力重分布的分析方】。法，等 ： ： 5.5—.4  钢筋—混凝土框架结构【及高大单层钢筋混凝！土柱厂房等结—构在大地《震中往往受到严重】破坏甚至《倒塌实际震害分【。析及：实验：研究：表明：。除了这些结》构刚度相对较小【而变形较大外—更主要的是存在承】载力验算所没有发】现的薄弱部位其承】载力本？身虽：满足设计地震作用下！抗，震，承载力的要求却比相！邻部位要弱得多【对，于单层厂房这种【破坏：多，发生在8度》Ⅲ、Ⅳ类《场地和9度区—破坏部位是上柱因为！上柱的承《载力一般《相对较小且其下端】的支承条《件不如下柱对于底部！框架：。-，抗震墙结构》则底部和过渡—层是明显的薄弱部位！   】。  迄今《各，国规范的《变形：估计公式《有三种；《一是按？假想的完《全弹性体计算；【二是将额定的地震】作用下的弹》性变形乘以》放，大系：。数即△up＝ηp】。△ue；三是—按时程分析法等专】门程序计算其—。。中采：用第二种的最多【本条继续《保持89规范所采用！的方法 》 ？ ，    《1  根《据数：。千个（1～15【）层剪切型结构【采用理想弹》塑性恢复力模型【进行弹塑性时程分析！的，。计算：结果获得如》下统计规律 【   —   ？   1）多层结构！存在“塑性变形【。集中”的薄弱层是一！种普：遍现象其《。。位置：对屈服强度系数ξy！分布均？匀的结构多在底层】分布不均匀结—构则在ξy最小【处和相对《较小处单层厂房往】。往在上？柱 ： ？  ？    《   2《）多层剪《切型结构《。薄，弱层的弹《塑性变形与弹性变】形之间？有相对稳定》的关系？ —    《对于屈服《强，度系数ξy》均匀的？多层结构其最大的】。层间弹塑《变，形增大系数ηp可】按层数和ξy的【差异用表《格形式给出；对【。于，ξy不均匀的结【构，其情：况复：杂在弹性《刚度：沿高度变化较平缓时！可近似用均》匀结构？的ηp适当》放大取值；》对，其他情？况一般需要》用静：力弹塑性分析、弹】塑性时程《分析法或内力重分布！法，等予：以估计？ ？ ：     2 【 本规范《的设：计反应谱是在大量单！质，点系的弹性》反应分析基础上【。统计得到的“—。平均值”弹塑性变形！增大系数也在统【计平均意义下—有，一定：的可靠性当然还应】注意简化《方法都有《其适用范围此外如采！用延性系数来表【。示多层结构的层【间变形可用μ—＝ηp/ξy—计算  ！   3  计算结！。构楼：层或构件《的屈服强度》系数时实际承载【力应取截面的实际】配筋和材《料强度标准值计算钢！筋混凝土梁》柱的正截面受弯【实际：承载力？公式如下 】。 —   《  式中NG为对】应，于重力？荷载代表值的柱【轴压力（分》项系数取1.0【）， ，   【  注上角a表示】“实际？的” 》 ，     4  ！2001规范修订】过程中对不》。超过：20层的《钢框架和框》架-支撑结构—的，薄弱：。层层间？弹塑性位移的简【化计算公式》开展了研究》利用DRAI—N，-2D程序》对三跨的平面钢框架！和，中跨为交叉支—撑的三跨钢结构进】行了不同《层数钢？结，构的弹？塑性地？。震反应？分析主要计算参数】如下结构周期框架取！0.1n（》层数）支撑框架取】0.09n；恢【复力模型框》架取屈服后刚度为弹！性刚度0.0—2的：不退化双线》性模型支撑》框，架的恢复力模型同】时考虑了压屈后【的强度退化和刚度退！化；：楼层屈服《剪力框架的一般层】约，为底层的0.—7支撑框《架的一般层约—为底：层的0？.9；？底层的屈服》。强度系？数为：0.7～0.3；】在支撑框架中支撑】承，担的地震《剪力：为总地？震剪：力的75％》框架部分《承担25％；地震波！取80条天然波 ！   —。  根据计算结果】。的统计分《。析发现①纯框架【结，构的弹塑性》。位移反应与弹—性位移反应》差，不多弹塑《性位移增大系数接】近，1；②随着屈—服，强度系数的》减，小弹塑性位》移增大系数》增大；？③楼层屈《服强度系数较—小时由？于支撑的屈曲—失效效应支》撑框架的《弹塑性位移增—大系数大于框架【结构  ！   以下是15】层和：20层钢结构的弹塑！性增大系《数的统计数值（平】均值：加一倍方差） ！ ： 【    上述统计值！与89规范对剪切】型，结构：的统计？。。值有一？定，的差异可能与—钢结构基《本周期较长、弯曲】变形所占比重较【大采用杆《系，模型时楼层屈—服强度系《数计算？。以及钢结《构恢：复力模型的屈—服后刚度取为初始】刚度的？0.02而不—是理想弹塑性—恢复力模型等有关 ！ 《 5.5《.5 ？ 在罕遇《地，震作用？下结构？要进入弹塑》性变形状态根据【震害：经，验、试？验研究？和计算分析》结，果提：。出以：。。构件（梁、柱、【墙）和节点达到极】限变形时的层间【极限位移《角作为罕遇地震作用！下结构弹塑性层间】位移角限值的依【据 》 ：    国内外许多！研究结果表明不同】结构类型的》不同结构构件—。的弹塑性变》形能力是不同的钢筋！混凝土结构的弹塑】性变：形主：要由构件关》键受力？区的弯曲变形、剪切！变形和？节点区受《拉钢：筋的滑移变形等三部！分非线性变形组【成影响结构层间极】。限位移？角的因素很多包括】梁，柱的相对强》弱关系配箍》率，、轴压比、剪—跨比、混凝土强【度等级、配筋率等】其中轴压《比和：配箍率是最》主要的因素 】 ：     钢筋【混凝土？框架结构的层—间位移是楼层—梁、：柱、节点弹塑性变形！的综：合结果美《国对36个梁-柱】组合试件试验结果表！明极限侧《移角的分布为—1/27～1/8】我国学者《对数十？榀填：充墙框架的试验结果！表，明不开洞填充墙和开！洞填充墙《框架的极限侧移角】平，均分别为1/3【0和1/38本条规！定，框架和板柱-框架】的位移角限值为1/！5，。0是留有安全储【。。备的 》    — 由于底部》。框架砌体房》屋沿竖？向存在刚《度突变因此对其混】凝土框架部分适当】从严；同时考虑到底！部框架一般均带一定！数，。量的抗震墙故类比框！架-抗？震，墙结构？取位移角限值—为1/1《0，0 》  ？   ？钢筋混凝土结—构在罕遇地震—作用下抗震墙要【比框架柱先》进入弹？。。塑性状态《。而且最终破坏也相对！集中在抗《震，墙，单元日本对176】个带边？框柱抗震墙的—试验研究表明—抗震墙的极限—。位移角的分》布为1/333～1！/，125国内》对11个带边框低】矮，抗震墙试验》所得到的极限位移】角分布为1/19】2～1？/1：12在上述试验研】究结果的基》础，上取：1/120作为抗震！墙和筒？中筒结构的弹塑性】层间位移角限值【考，虑到框架-抗震墙】结构、板柱-抗震】墙和框架-》核心筒结构中大部分！水，平地震作用由—抗震墙承担弹塑【性，层间：。位移角限值可比框架！结构的框架柱严但】比抗震墙《和筒中筒结》构要松故取1/【100高《层钢结构《。美国ATC3-0】6规定？Ⅱ类危险性的建筑】（容：纳，。人数较多）层间【。最大位移角限值为】1/67；美国AI！SC房屋钢结构抗震！规定（1997）中！规定与小震相比大震！时的位移角放大系】数对双重抗侧力体系！中的框架-》中，心支撑结构取5【对框架？-偏：心支撑结《构，取4如果《弹性位？移角限值为》1/300则对【应的弹塑《性位移角《限值分别《大于1/60和1/！75考虑《到钢结构在构件【稳定有保证》时具有？较好的延性弹塑性层！间位移？角限：值适当放宽至—1/50 —  》 ， ， 鉴于甲类建筑在】抗震安全性上的特】殊要：求其层？间，。变位角限值应专门】研究确定 —