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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?？拐鹪O(shè)計時 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)計算應(yīng)同時、考慮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,跨度大于24m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)小樣本容量下的計算結(jié)果來估計地震作用效應(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)譜法計算結(jié)果的80、每條地震波輸入的計算結(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，但計算結(jié)果也不能太大、每條地震波輸入計算不大于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?；蛉?，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?？刹捎萌?、水平兩向加豎向、單點(diǎn)一致輸入計算地震作用。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)計反應(yīng)譜或加速度時程進(jìn)行計算.估計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?？梢圆捎煤喕嬎惴椒?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)計反應(yīng)譜或加速度時程不同,計算分析應(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?？刹豢紤]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)計的最基本理論 規(guī)范所采用的設(shè)計反應(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)計反應(yīng)譜是用來預(yù)估建筑結(jié)構(gòu)在其設(shè)計基準(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)計要求,在截面承載力驗(yàn)算時的設(shè)計地震作用。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)。基本不變，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、可以將設(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，