5,地震作用和結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算5 1,一般規(guī)定5,1、1 抗震設(shè)計(jì)時。結(jié)構(gòu)所承受的,地震力。實(shí)際上是由于地震地面運(yùn)動引起的動態(tài)作用,包括地震加速度,速度和動位移的作用。按照國家標(biāo)準(zhǔn) 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)術(shù)語和符號標(biāo)準(zhǔn),GB。T,50083的規(guī)定。屬于間接作用.不可稱為。荷載,應(yīng)稱,地震作用.結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮的地震作用方向有以下規(guī)定 1,某一方向水平地震作用主要由該方向抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān),如該構(gòu)件帶有翼緣,翼墻等,尚應(yīng)包括翼緣 翼墻的抗側(cè)力作用.2 考慮到地震可能來自任意方向,為此要求有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu).應(yīng)考慮對各構(gòu)件的最不利方向的水平地震作用。一般即與該構(gòu)件平行的方向,明確交角大于15 時,應(yīng)考慮斜向地震作用、3 不對稱不均勻的結(jié)構(gòu)是,不規(guī)則結(jié)構(gòu),的一種.同一建筑單元同一平面內(nèi)質(zhì)量,剛度分布不對稱、或雖在本層平面內(nèi)對稱。但沿高度分布不對稱的結(jié)構(gòu)、需考慮扭轉(zhuǎn)影響的結(jié)構(gòu),具有明顯的不規(guī)則性,扭轉(zhuǎn)計(jì)算應(yīng)同時??紤]雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響.4,研究表明,對于較高的高層建筑,其豎向地震作用產(chǎn)生的軸力在結(jié)構(gòu)上部是不可忽略的,故要求9度區(qū)高層建筑需考慮豎向地震作用,5,關(guān)于大跨度和長懸臂結(jié)構(gòu) 根據(jù)我國大陸和臺灣地震的經(jīng)驗(yàn) 9度和9度以上時 跨度大于18m的屋架,1、5m以上的懸挑陽臺和走廊等震害嚴(yán)重甚至倒塌,8度時??缍却笥?4m的屋架.2m以上的懸挑陽臺和走廊等震害嚴(yán)重。5.1、2,不同的結(jié)構(gòu)采用不同的分析方法在各國抗震規(guī)范中均有體現(xiàn)、底部剪力法和振型分解反應(yīng)譜法仍是基本方法,時程分析法作為補(bǔ)充計(jì)算方法。對特別不規(guī)則。參照本規(guī)范表3。4,3的規(guī)定 特別重要的和較高的高層建筑才要求采用、所謂 補(bǔ)充、主要指對計(jì)算結(jié)果的底部剪力.樓層剪力和層間位移進(jìn)行比較.當(dāng)時程分析法大于振型分解反應(yīng)譜法時,相關(guān)部位的構(gòu)件內(nèi)力和配筋作相應(yīng)的調(diào)整 進(jìn)行時程分析時。鑒于不同地震波輸入進(jìn)行時程分析的結(jié)果不同,本條規(guī)定一般可以根據(jù)小樣本容量下的計(jì)算結(jié)果來估計(jì)地震作用效應(yīng)值。通過大量地震加速度記錄輸入不同結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行時程分析結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析 若選用不少于二組實(shí)際記錄和一組人工模擬的加速度時程曲線作為輸入 計(jì)算的平均地震效應(yīng)值不小于大樣本容量平均值的保證率在85,以上,而且一般也不會偏大很多,當(dāng)選用數(shù)量較多的地震波,如5組實(shí)際記錄和2組人工模擬時程曲線,則保證率更高、所謂 在統(tǒng)計(jì)意義上相符、指的是 多組時程波的平均地震影響系數(shù)曲線與振型分解反應(yīng)譜法所用的地震影響系數(shù)曲線相比,在對應(yīng)于結(jié)構(gòu)主要振型的周期點(diǎn)上相差不大于20 計(jì)算結(jié)果在結(jié)構(gòu)主方向的平均底部剪力一般不會小于振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的80.每條地震波輸入的計(jì)算結(jié)果不會小于65、從工程角度考慮 這樣可以保證時程分析結(jié)果滿足最低安全要求 但計(jì)算結(jié)果也不能太大。每條地震波輸入計(jì)算不大于135,平均不大于120,正確選擇輸入的地震加速度時程曲線,要滿足地震動三要素的要求、即頻譜特性。有效峰值和持續(xù)時間均要符合規(guī)定。頻譜特性可用地震影響系數(shù)曲線表征,依據(jù)所處的場地類別和設(shè)計(jì)地震分組確定。加速度的有效峰值按規(guī)范表5。1,2。2中所列地震加速度最大值采用 即以地震影響系數(shù)最大值除以放大系數(shù)、約2。25 得到,計(jì)算輸入的加速度曲線的峰值。必要時可比上述有效峰值適當(dāng)加大.當(dāng)結(jié)構(gòu)采用三維空間模型等需要雙向。二個水平向,或三向.二個水平和一個豎向,地震波輸入時,其加速度最大值通常按1,水平1,0,85 水平2,0 65。豎向 的比例調(diào)整、人工模擬的加速度時程曲線,也應(yīng)按上述要求生成、輸入的地震加速度時程曲線的有效持續(xù)時間。一般從首次達(dá)到該時程曲線最大峰值的10,那一點(diǎn)算起,到最后一點(diǎn)達(dá)到最大峰值的10。為止、不論是實(shí)際的強(qiáng)震記錄還是人工模擬波形。有效持續(xù)時間一般為結(jié)構(gòu)基本周期的.5 10、倍、即結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的位移可按基本周期往復(fù),5 10 次.抗震性能設(shè)計(jì)所需要對應(yīng)于設(shè)防地震,中震.的加速度最大峰值。即本規(guī)范表3,2.2的設(shè)計(jì)基本地震加速度值 對應(yīng)的地震影響系數(shù)最大值.見本規(guī)范3 10節(jié)。本次修訂、增加了平面投影尺度很大的大跨空間結(jié)構(gòu)地震作用的下列計(jì)算要求。1、平面投影尺度很大的空間結(jié)構(gòu)。指跨度大于120m 或長度大于300m?;驊冶鄞笥?0m的結(jié)構(gòu) 2,關(guān)于結(jié)構(gòu)形式和支承條件.對周邊支承空間結(jié)構(gòu)、如,網(wǎng)架,單 雙層網(wǎng)殼。索穹頂 弦支穹頂屋蓋和下部圈梁 框架結(jié)構(gòu) 當(dāng)下部支承結(jié)構(gòu)為一個整體,且與上部空間結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度比大于等于2時、可采用三向。水平兩向加豎向。單點(diǎn)一致輸入計(jì)算地震作用 當(dāng)下部支承結(jié)構(gòu)由結(jié)構(gòu)縫分開.且每個獨(dú)立的支承結(jié)構(gòu)單元與上部空間結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度比小于2時.應(yīng)采用三向多點(diǎn)輸入計(jì)算地震作用,對兩線邊支承空間結(jié)構(gòu) 如。拱 拱桁架 門式剛架,門式桁架。圓柱面網(wǎng)殼等結(jié)構(gòu),當(dāng)支承于獨(dú)立基礎(chǔ)時。應(yīng)采用三向多點(diǎn)輸入計(jì)算地震作用、對長懸臂空間結(jié)構(gòu),應(yīng)視其支承結(jié)構(gòu)特點(diǎn),采用多向單點(diǎn)一致輸入 或多向多點(diǎn)輸入計(jì)算地震作用,3、關(guān)于單點(diǎn)一致輸入.多向單點(diǎn)輸入 多點(diǎn)輸入和多向多點(diǎn)輸入。單點(diǎn)一致輸入 即僅對基礎(chǔ)底部輸入一致的加速度反應(yīng)譜或加速度時程進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算,多向單點(diǎn)輸入、即沿空間結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)底部.三向同時輸入.其地震動參數(shù)。加速度峰值或反應(yīng)譜最大值,比例取,水平主向.水平次向,豎向 1.00,0、85.0,65 多點(diǎn)輸入,即考慮地震行波效應(yīng)和局部場地效應(yīng),對各獨(dú)立基礎(chǔ)或支承結(jié)構(gòu)輸入不同的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜或加速度時程進(jìn)行計(jì)算,估計(jì)可能造成的地震效應(yīng).對于6度和7度.類場地上的大跨空間結(jié)構(gòu),多點(diǎn)輸入下的地震效應(yīng)不太明顯,可以采用簡化計(jì)算方法、乘以附加地震作用效應(yīng)系數(shù),跨度越大 場地條件越差 附加地震作用系數(shù)越大 對于7度 場地和8、9度區(qū),多點(diǎn)輸入下的地震效應(yīng)比較明顯,應(yīng)考慮行波和局部場地效應(yīng)對輸入加速度時程進(jìn)行修正 采用結(jié)構(gòu)時程分析方法進(jìn)行多點(diǎn)輸入下的抗震驗(yàn)算,多向多點(diǎn)輸入,即同時考慮多向和多點(diǎn)輸入進(jìn)行計(jì)算 4、關(guān)于行波效應(yīng)。研究證明 地震傳播過程的行波效應(yīng).相干效應(yīng)和局部場地效應(yīng)對于大跨空間結(jié)構(gòu)的地震效應(yīng)有不同程度的影響、其中,以行波效應(yīng)和場地效應(yīng)的影響較為顯著 一般情況下,可不考慮相干效應(yīng).對于周邊支承空間結(jié)構(gòu).行波效應(yīng)影響表現(xiàn)在對大跨屋蓋系統(tǒng)和下部支承結(jié)構(gòu).對于兩線邊支承空間結(jié)構(gòu),行波效應(yīng)通過支座影響到上部結(jié)構(gòu)、行波效應(yīng)將使不同點(diǎn)支承結(jié)構(gòu)或支座處的加速度峰值不同。相位也不同.從而使不同點(diǎn)的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜或加速度時程不同.計(jì)算分析應(yīng)考慮這些差異 由于地震動是一種隨機(jī)過程、多點(diǎn)輸入時。應(yīng)考慮最不利的組合情況.行波效應(yīng)與潛在震源、傳播路徑、場地的地震地質(zhì)特性有關(guān),當(dāng)需要進(jìn)行多點(diǎn)輸入計(jì)算分析時。應(yīng)對此作專門研究.5,關(guān)于局部場地效應(yīng)、當(dāng)獨(dú)立基礎(chǔ)或支承結(jié)構(gòu)下臥土層剖面地質(zhì)條件相差較大時、可采用一維或二維模型計(jì)算求得基礎(chǔ)底部的土層地震反應(yīng)譜或加速度時程、或按土層等效剪切波速對基巖地震反應(yīng)譜或加速度時程進(jìn)行修正后。作為多點(diǎn)輸入的地震反應(yīng)譜或加速度時程,當(dāng)下臥土層剖面地質(zhì)條件比較均勻時.可不考慮局部場地效應(yīng)。不需要對地震反應(yīng)譜或加速度時程進(jìn)行修正。5,1、3,按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn).建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、GB。50068的原則規(guī)定.地震發(fā)生時恒荷載與其他重力荷載可能的遇合結(jié)果總稱為 抗震設(shè)計(jì)的重力荷載代表值GE,即永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值與有關(guān)可變荷載組合值之和.組合值系數(shù)基本上沿用78規(guī)范的取值,考慮到藏書庫等活荷載在地震時遇合的概率較大,故按等效樓面均布荷載計(jì)算活荷載時,其組合值系數(shù)為0.8,表中硬鉤吊車的組合值系數(shù).只適用于一般情況.吊重較大時需按實(shí)際情況取值。5 1、4。本次修訂 表5、1、4 1增加6度區(qū)罕遇地震的水平地震影響系數(shù)最大值、與第4章場地類別相對應(yīng).表5,1,4,2增加.0類場地的特征周期 5。1.5。彈性反應(yīng)譜理論仍是現(xiàn)階段抗震設(shè)計(jì)的最基本理論、規(guī)范所采用的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜以地震影響系數(shù)曲線的形式給出.本規(guī)范的地震影響系數(shù)的特點(diǎn)是。1 同樣烈度 同樣場地條件的反應(yīng)譜形狀,隨著震源機(jī)制、震級大小.震中距遠(yuǎn)近等的變化 有較大的差別 影響因素很多,在繼續(xù)保留烈度概念的基礎(chǔ)上 用設(shè)計(jì)地震分組的特征周期Tg予以反映,其中.類場地的特征周期值。2001規(guī)范較89規(guī)范的取值增大了0.05s 本次修訂、計(jì)算罕遇地震作用時,特征周期Tg值又增大0,05s,這些改進(jìn) 適當(dāng)提高了結(jié)構(gòu)的抗震安全性,也比較符合近年來得到的大量地震加速度資料的統(tǒng)計(jì)結(jié)果.2,在T.0,1s的范圍內(nèi).各類場地的地震影響系數(shù)一律采用同樣的斜線、使之符合T 0時,剛體。動力不放大的規(guī)律.在T,Tg時,設(shè)計(jì)反應(yīng)譜在理論上存在二個下降段,即速度控制段和位移控制段。在加速度反應(yīng)譜中。前者衰減指數(shù)為1 后者衰減指數(shù)為2、設(shè)計(jì)反應(yīng)譜是用來預(yù)估建筑結(jié)構(gòu)在其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)可能經(jīng)受的地震作用,通常根據(jù)大量實(shí)際地震記錄的反應(yīng)譜進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)判斷加以規(guī)定。為保持規(guī)范的延續(xù)性 地震影響系數(shù)在T、5Tg范圍內(nèi)與2001規(guī)范維持一致 各曲線的衰減指數(shù)為非整數(shù)、在T,5Tg的范圍為傾斜下降段.不同場地類別的最小值不同。較符合實(shí)際反應(yīng)譜的統(tǒng)計(jì)規(guī)律、對于周期大于6s的結(jié)構(gòu)、地震影響系數(shù)仍專門研究。3、按二階段設(shè)計(jì)要求,在截面承載力驗(yàn)算時的設(shè)計(jì)地震作用,取眾值烈度下結(jié)構(gòu)按完全彈性分析的數(shù)值、據(jù)此調(diào)整了本規(guī)范相應(yīng)的地震影響系數(shù)最大值。其取值繼續(xù)與按78規(guī)范各結(jié)構(gòu)影響系數(shù)C折減的平均值大致相當(dāng)、在罕遇地震的變形驗(yàn)算時 按超越概率2,3.提供了對應(yīng)的地震影響系數(shù)最大值。4 考慮到不同結(jié)構(gòu)類型建筑的抗震設(shè)計(jì)需要,提供了不同阻尼比.0、02。0、30。地震影響系數(shù)曲線相對于標(biāo)準(zhǔn)的地震影響系數(shù),阻尼比為0,05.的修正方法 根據(jù)實(shí)際強(qiáng)震記錄的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果、這種修正可分二段進(jìn)行、在反應(yīng)譜平臺段、α,αmax.修正幅度最大.在反應(yīng)譜上升段。T。Tg 和下降段。T Tg。修正幅度變小。在曲線兩端.0s和6s,不同阻尼比下的α系數(shù)趨向接近。本次修訂.保持2001規(guī)范地震影響系數(shù)曲線的計(jì)算表達(dá)式不變 只對其參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,達(dá)到以下效果,1.阻尼比為5。的地震影響系數(shù)與2001規(guī)范相同,維持不變,2、基本解決了2001規(guī)范在長周期段。不同阻尼比地震影響系數(shù)曲線交叉,大阻尼曲線值高于小阻尼曲線值的不合理現(xiàn)象,類場地的地震影響系數(shù)曲線在周期接近6s時、基本交匯在一點(diǎn)上,符合理論和統(tǒng)計(jì)規(guī)律,3,降低了小阻尼,2,3 5、的地震影響系數(shù)值。最大降低幅度達(dá)18.略微提高了阻尼比6.10。的地震影響系數(shù)值、長周期部分最大增幅約5。4、適當(dāng)降低了大阻尼 20,30、的地震影響系數(shù)值,在5Tg周期以內(nèi)?;静蛔?長周期部分最大降幅約10,有利于消能減震技術(shù)的推廣應(yīng)用.5。1 6。在強(qiáng)烈地震下,結(jié)構(gòu)和構(gòu)件并不存在最大承載力極限狀態(tài)的可靠度.從根本上說.抗震驗(yàn)算應(yīng)該是彈塑性變形能力極限狀態(tài)的驗(yàn)算,研究表明。地震作用下結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的變形和其最大承載能力有密切的聯(lián)系,但因結(jié)構(gòu)的不同而異,本條繼續(xù)保持89規(guī)范和2001規(guī)范關(guān)于不同的結(jié)構(gòu)應(yīng)采取不同驗(yàn)算方法的規(guī)定、1.當(dāng)?shù)卣鹱饔迷诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基本上不起控制作用時,例如6度區(qū)的大多數(shù)建筑。以及被地震經(jīng)驗(yàn)所證明者.可不做抗震驗(yàn)算,只需滿足有關(guān)抗震構(gòu)造要求 但.較高的高層建筑,以后各章同 諸如高于40m的鋼筋混凝土框架 高于60m的其他鋼筋混凝土民用房屋和類似的工業(yè)廠房。以及高層鋼結(jié)構(gòu)房屋。其基本周期可能大于、類場地的特征周期Tg。則6度的地震作用值可能相當(dāng)于同一建筑在7度.類場地下的取值,此時仍須進(jìn)行抗震驗(yàn)算。本次修訂增加了6度設(shè)防的不規(guī)則建筑應(yīng)進(jìn)行抗震驗(yàn)算的要求,2 對于大部分結(jié)構(gòu) 包括6度設(shè)防的上述較高的高層建筑和不規(guī)則建筑??梢詫⒃O(shè)防地震下的變形驗(yàn)算。轉(zhuǎn)換為以多遇地震下按彈性分析獲得的地震作用效應(yīng) 內(nèi)力、作為額定統(tǒng)計(jì)指標(biāo),進(jìn)行承載力極限狀態(tài)的驗(yàn)算 即只需滿足第一階段的設(shè)計(jì)要求 就可具有比78規(guī)范適當(dāng)提高的抗震承載力的可靠度,保持了規(guī)范的延續(xù)性,3 我國歷次大地震的經(jīng)驗(yàn)表明。發(fā)生高于基本烈度的地震是可能的。設(shè)計(jì)時考慮、大震不倒 是必要的、規(guī)范要求對薄弱層進(jìn)行罕遇地震下變形驗(yàn)算。即滿足第二階段設(shè)計(jì)的要求、89規(guī)范僅對框架,填充墻框架、高大單層廠房等.這些結(jié)構(gòu).由于存在明顯的薄弱層、在唐山地震中倒塌較多,及特殊要求的建筑做了要求.2001規(guī)范對其他結(jié)構(gòu),如各類鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu).采用隔震和消能減震技術(shù)的結(jié)構(gòu),也需要進(jìn)行第二階段設(shè)計(jì),