安全验证
: , 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0.8!5EcI0 【     】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150m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!1/2?50:0开洞填充墙—框架为1/9—26;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《/2:000本规范不【再区分有填》充墙和无《填充墙均按89【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1/330【0,~1/1100【有限元分析结果为】1/:400?0~:1,/2:。500取二者的平】均值约为1/30】。00~1/160】。0,2001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1/800其!中85%小》于1/1《200因此对框【-墙、板《柱-墙、《框-:筒结:构的弹性位》移角限值范》围,为1/8《00;对抗震墙【和筒中筒《结构层间弹性位移】角限值?范围为?1/1000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1/100】。0 ? 《    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1/2—00参照《美,国加州规范》(,1988《)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1/30 ! 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p【ush?-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=η》p△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ξ?y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DRA》。IN-?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0.0《9,n,;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8?0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.【0,2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1/30!和1/38本条【规定框架和板—柱-:框架的位《。移角限值为1—/50?。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!/1:00: 《   《  :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1—76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1/33》3,~1/12》5,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/】192~1/11】2在上述试验研【究,。结果的基《础上取1/12【0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-—06: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A—ISC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1/3!00则对《应的:弹塑性位移》角限值分《别大于1/60【。和1/7《。5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! :