构筑物抗震设计规范 [附条文说明] GB50191-2012 建标库

11.2  计算要点

11.2.1  井塔应按本规范第5章多遇地震确定地震影响系数,并进行地震作用和作用效应计算。

11.2.2  符合下列条件之一的井塔可不进行抗震验算,但应满足相应的抗震措施要求:

    1  7度Ⅰ、Ⅱ类场地且塔高不大于50m的钢筋混凝土筒体井塔。

    2  7度Ⅰ、Ⅱ类场地的钢井塔。

11.2.3  钢筋混凝土井塔的阻尼比可采用0.05;钢井塔在多遇地震下的阻尼比可采用0.03,在罕遇地震下的阻尼比可采用0.04。

11.2.4  井塔应按两个主轴方向分别进行水平地震作用计算。

11.2.5  井塔的水平地震作用计算应采用振型分解反应谱法,计算模型应符合下列规定:

    1  钢筋混凝土筒体井塔,当各层楼板符合本规范第11.1.8条各款规定时,可采用平面结构空间协同计算模型;其他条件下,宜采用空间杆-薄壁杆系或空间杆-墙板元计算模型;当采用平面结构空间协同计算模型时,各楼层可取两个正交的水平位移和一个转角共三个自由度,质心偏移值应按各楼层重力荷载的实际分布确定,但不应小于垂直于计算地震作用方向的井塔宽度的5%。

    2  钢筋混凝土和钢框架结构井塔均宜采用空间杆系模型。

    3  钢框架-支撑结构井塔应采用空间杆系计算模型。

11.2.6  9度时且高度大于60m的井塔宜采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算。采用时程分析法时,应符合本规范第5.1.3条、第5.1.7条等的有关规定。

11.2.7  采用振型分解反应谱法时,钢筋混凝土井塔应取不少于9个振型,钢井塔应取不少于15个振型。

11.2.8  地震作用计算时,井塔的重力荷载代表值应按下列规定采用:

    1  结构、放置在楼层上的各种设备、固定在井塔上的套架及各种刚性罐道等应采用自重标准值的100%。

    2  楼面可变荷载组合值系数按实际情况计算时,应取1.0;按等效均布荷载计算时,应取0.5。

    3  屋面雪荷载的组合值系数应取0.5。

    4  矿仓贮料荷载的组合值系数应采用满仓贮料时的0.8。

11.2.9  9度时,井塔应计算竖向地震作用,并应与水平地震作用进行不利组合。

11.2.10  井塔的竖向地震作用效应应按本规范第5.3.1条的规定计算。竖向地震作用效应应乘以增大系数2.5。

11.2.11  井塔结构构件进行截面抗震验算时,地震作用效应与其他荷载效应的基本组合应符合本规范第10.2.10条的规定。

11.2.12  钢筋混凝土筒-框架结构井塔在水平地震作用下,绞车大厅以下任一层框架柱承受的总地震剪力不应小于井塔底层总地震剪力的20%与按筒-框架计算的框架部分最大层剪力的1.5倍二者的较小值。该层各柱的剪力和上、下两端弯矩,以及与该层柱相连接的框架梁两端弯矩和剪力,均应按同比例作相应调整。

11.2.13  钢框架-支撑结构井塔在水平地震作用下,绞车大厅以下任一层框架柱承受的总地震剪力不应小于井塔底层总地震剪力的25%与框架部分计算最大层剪力的1.8倍二者的较小值。该层各柱的剪力和上、下两端弯矩,以及与该层柱相连接的框架梁两端弯矩和剪力均应按同比例作相应调整。

11.2.14  钢筋混凝土井塔的框架梁(含跨高比大于2.5的筒壁连梁)、柱在进行截面抗震验算时,组合的内力应按本规范第10.2.11条的规定进行调整。

11.2.15  钢筋混凝土井塔中一级、二级、三级框架的角柱,按本规范第10.2.11条调整后的组合的弯矩设计值、剪力设计值,尚应乘以不小于1.10的增大系数。

11.2.16  钢筋混凝土井塔的框架为一级、二级时,梁、柱节点核芯区应按本规范附录D进行截面抗震验算。

11.2.17  钢筋混凝土筒体结构井塔的筒壁在进行截面抗震验算时,底层筒壁的截面组合的剪力设计值,一级、二级、三级时,应分别乘以1.6、1.4、1.2的增大系数。

11.2.18  钢筋混凝土井塔的梁(连梁)、柱、筒壁的截面组合的剪力设计值,应符合本规范第6.2.16条的规定。

11.2.19  钢井塔进行地震作用下的内力和变形分析时,应按本规范第3.5.3条的规定计入重力二阶效应的影响。

11.2.20  钢筋混凝土井塔筒壁的承载力抗震调整系数应按本规范表5.4.2中抗震墙的规定采用。

11.2.21  钢框架结构井塔柱端截面组合的弯矩设计值,8度、9度时,应分别乘以1.05和1.15的增大系数。当柱所在楼层的受剪承载力比上一层的受剪承载力高出25%,或柱轴力设计值与柱全截面面积和钢材抗拉强度设计值乘积的比值不超过0.4,或作为轴心受压构件在2倍地震作用下的组合轴力设计值满足稳定性要求时,可不予以调整。

11.2.22  钢框架结构井塔梁、柱节点域应符合下列规定:

    1  节点域腹板厚度应符合下式要求:

tw≥(hb+hc)/90          (11.2.22-1)

式中:tw——柱在节点域的腹板厚度;

      hb——节点域处梁腹板高度;

      hc——节点域处柱腹板高度。

    2  节点域的屈服承载力应符合下列要求:

(Mb1+Mb2)/Vp≤(4/3)ƒvRE         (11.2.22-2)

工字形截面柱:    Vp=hbhbtw     (11.2.22-3)

箱形截面柱:    Vp=1.8hbhbtw     (11.2.22-4)

式中:Mb1、Mb2——分别为节点域两侧梁的弯矩设计值;

      Vp——节点域的体积;

      ƒv——钢材的抗剪强度设计值;

      γRE——节点域承载力抗震调整系数,应取0.85。

    3  7度~9度时,节点域的屈服承载力尚应符合下式要求:

ζ(Mpb1+Mpb2)/Vp≤(4/3)ƒv         (11.2.22-5)

式中:Mpb1、Mpb2——分别为节点域两侧梁的全塑性受弯承载力;

      ζ——折减系数,7度时可取0.6,8度、9度时可取0.7。

11.2.23  钢框架-支撑结构井塔支撑斜杆的受压承载力应按下列公式验算:

式中:N——支撑斜杆的轴力设计值;

      Abr——支撑斜杆的截面面积;

      φ——轴心受压构件的稳定系数;

      ψ——受循环荷载时的强度降低系数;

      λ、λn——支撑斜杆的长细比和正则化长细比(通用长细比);

      E——支撑斜杆材料的弹性模量;

      ƒ——支撑斜杆材料的抗拉强度设计值;

      ƒay——钢材的屈服强度;

      γRE——支撑承载力抗震调整系数,应取0.80。

11.2.24  井塔采用固接于井筒上的井颈基础,抗震计算时,宜计及井塔、井筒和土的相互作用。不按相互作用进行抗震计算且为Ⅳ类场地时,应将计算的水平地震作用标准值乘以1.4的增大系数。