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5。地震作用和結構抗震驗算5,1，一般規(guī)定5。1。1,抗震設計時、結構所承受的.地震力 實際上是由于地震地面運動引起的動態(tài)作用，包括地震加速度，速度和動位移的作用,按照國家標準、建筑結構設計術語和符號標準.GB，T。50083的規(guī)定.屬于間接作用。不可稱為 荷載 應稱、地震作用，結構應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力構件承擔 如該構件帶有翼緣 翼墻等，尚應包括翼緣 翼墻的抗側力作用，2?？紤]到地震可能來自任意方向.為此要求有斜交抗側力構件的結構 應考慮對各構件的最不利方向的水平地震作用、一般即與該構件平行的方向.明確交角大于15、時，應考慮斜向地震作用 3。不對稱不均勻的結構是。不規(guī)則結構、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構、需考慮扭轉影響的結構 具有明顯的不規(guī)則性,扭轉計算應同時.考慮雙向水平地震作用下的扭轉影響，4 研究表明，對于較高的高層建筑,其豎向地震作用產(chǎn)生的軸力在結構上部是不可忽略的，故要求9度區(qū)高層建筑需考慮豎向地震作用，5、關于大跨度和長懸臂結構 根據(jù)我國大陸和臺灣地震的經(jīng)驗.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重、5 1.2，不同的結構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譜法仍是基本方法、時程分析法作為補充計算方法 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 補充.主要指對計算結果的底部剪力、樓層剪力和層間位移進行比較、當時程分析法大于振型分解反應譜法時 相關部位的構件內(nèi)力和配筋作相應的調(diào)整、進行時程分析時 鑒于不同地震波輸入進行時程分析的結果不同，本條規(guī)定一般可以根據(jù)小樣本容量下的計算結果來估計地震作用效應值，通過大量地震加速度記錄輸入不同結構類型進行時程分析結果的統(tǒng)計分析 若選用不少于二組實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、當選用數(shù)量較多的地震波 如5組實際記錄和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譜法所用的地震影響系數(shù)曲線相比、在對應于結構主要振型的周期點上相差不大于20，計算結果在結構主方向的平均底部剪力一般不會小于振型分解反應譜法計算結果的80,每條地震波輸入的計算結果不會小于65、從工程角度考慮。這樣可以保證時程分析結果滿足最低安全要求.但計算結果也不能太大 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加大.當結構采用三維空間模型等需要雙向,二個水平向?；蛉颍€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,一般從首次達到該時程曲線最大峰值的10 那一點算起、到最后一點達到最大峰值的10、為止。不論是實際的強震記錄還是人工模擬波形,有效持續(xù)時間一般為結構基本周期的。5,10.倍 即結構頂點的位移可按基本周期往復,5，10，次?？拐鹦阅茉O計所需要對應于設防地震,中震、的加速度最大峰值,即本規(guī)范表3。2,2的設計基本地震加速度值。對應的地震影響系數(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構地震作用的下列計算要求.1,平面投影尺度很大的空間結構,指跨度大于120m，或長度大于300m?；驊冶鄞笥?0m的結構.2,關于結構形式和支承條件，對周邊支承空間結構,如.網(wǎng)架、單.雙層網(wǎng)殼,索穹頂,弦支穹頂屋蓋和下部圈梁?？蚣芙Y構 當下部支承結構為一個整體 且與上部空間結構側向剛度比大于等于2時，可采用三向，水平兩向加豎向,單點一致輸入計算地震作用,當下部支承結構由結構縫分開,且每個獨立的支承結構單元與上部空間結構側向剛度比小于2時、應采用三向多點輸入計算地震作用 對兩線邊支承空間結構，如、拱.拱桁架、門式剛架，門式桁架,圓柱面網(wǎng)殼等結構.當支承于獨立基礎時,應采用三向多點輸入計算地震作用，對長懸臂空間結構。應視其支承結構特點,采用多向單點一致輸入?；蚨嘞蚨帱c輸入計算地震作用,3、關于單點一致輸入、多向單點輸入 多點輸入和多向多點輸入 單點一致輸入、即僅對基礎底部輸入一致的加速度反應譜或加速度時程進行結構計算。多向單點輸入、即沿空間結構基礎底部，三向同時輸入.其地震動參數(shù)、加速度峰值或反應譜最大值 比例取 水平主向,水平次向。豎向,1.00，0，85.0。65。多點輸入 即考慮地震行波效應和局部場地效應.對各獨立基礎或支承結構輸入不同的設計反應譜或加速度時程進行計算,估計可能造成的地震效應，對于6度和7度 類場地上的大跨空間結構,多點輸入下的地震效應不太明顯,可以采用簡化計算方法、乘以附加地震作用效應系數(shù)?？缍仍酱?、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).多點輸入下的地震效應比較明顯，應考慮行波和局部場地效應對輸入加速度時程進行修正。采用結構時程分析方法進行多點輸入下的抗震驗算，多向多點輸入、即同時考慮多向和多點輸入進行計算,4，關于行波效應 研究證明,地震傳播過程的行波效應.相干效應和局部場地效應對于大跨空間結構的地震效應有不同程度的影響、其中，以行波效應和場地效應的影響較為顯著、一般情況下.可不考慮相干效應.對于周邊支承空間結構 行波效應影響表現(xiàn)在對大跨屋蓋系統(tǒng)和下部支承結構、對于兩線邊支承空間結構.行波效應通過支座影響到上部結構 行波效應將使不同點支承結構或支座處的加速度峰值不同 相位也不同、從而使不同點的設計反應譜或加速度時程不同。計算分析應考慮這些差異、由于地震動是一種隨機過程.多點輸入時、應考慮最不利的組合情況。行波效應與潛在震源.傳播路徑、場地的地震地質(zhì)特性有關。當需要進行多點輸入計算分析時 應對此作專門研究 5、關于局部場地效應。當獨立基礎或支承結構下臥土層剖面地質(zhì)條件相差較大時,可采用一維或二維模型計算求得基礎底部的土層地震反應譜或加速度時程，或按土層等效剪切波速對基巖地震反應譜或加速度時程進行修正后。作為多點輸入的地震反應譜或加速度時程。當下臥土層剖面地質(zhì)條件比較均勻時,可不考慮局部場地效應、不需要對地震反應譜或加速度時程進行修正。5、1,3，按現(xiàn)行國家標準.建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準.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果總稱為.抗震設計的重力荷載代表值GE。即永久荷載標準值與有關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,表5、1,4。2增加.0類場地的特征周期.5、1、5。彈性反應譜理論仍是現(xiàn)階段抗震設計的最基本理論、規(guī)范所采用的設計反應譜以地震影響系數(shù)曲線的形式給出、本規(guī)范的地震影響系數(shù)的特點是。1 同樣烈度。同樣場地條件的反應譜形狀 隨著震源機制,震級大小.震中距遠近等的變化、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上.用設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。適當提高了結構的抗震安全性。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、設計反應譜在理論上存在二個下降段.即速度控制段和位移控制段，在加速度反應譜中、前者衰減指數(shù)為1，后者衰減指數(shù)為2.設計反應譜是用來預估建筑結構在其設計基準期內(nèi)可能經(jīng)受的地震作用。通常根據(jù)大量實際地震記錄的反應譜進行統(tǒng)計并結合工程經(jīng)驗判斷加以規(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,較符合實際反應譜的統(tǒng)計規(guī)律、對于周期大于6s的結構 地震影響系數(shù)仍專門研究,3，按二階段設計要求 在截面承載力驗算時的設計地震作用。取眾值烈度下結構按完全彈性分析的數(shù)值，據(jù)此調(diào)整了本規(guī)范相應的地震影響系數(shù)最大值.其取值繼續(xù)與按78規(guī)范各結構影響系數(shù)C折減的平均值大致相當。在罕遇地震的變形驗算時，按超越概率2、3，提供了對應的地震影響系數(shù)最大值.4、考慮到不同結構類型建筑的抗震設計需要 提供了不同阻尼比，0.02。0，30、地震影響系數(shù)曲線相對于標準的地震影響系數(shù)，阻尼比為0。05 的修正方法,根據(jù)實際強震記錄的統(tǒng)計分析結果.這種修正可分二段進行，在反應譜平臺段 α，αmax 修正幅度最大 在反應譜上升段。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)曲線的計算表達式不變,只對其參數(shù)進行調(diào)整,達到以下效果。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的推廣應用.5，1,6、在強烈地震下。結構和構件并不存在最大承載力極限狀態(tài)的可靠度，從根本上說、抗震驗算應該是彈塑性變形能力極限狀態(tài)的驗算，研究表明，地震作用下結構和構件的變形和其最大承載能力有密切的聯(lián)系,但因結構的不同而異，本條繼續(xù)保持89規(guī)范和2001規(guī)范關于不同的結構應采取不同驗算方法的規(guī)定 1。當?shù)卣鹱饔迷诮Y構設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)驗所證明者、可不做抗震驗算 只需滿足有關抗震構造要求。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，以及高層鋼結構房屋 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于同一建筑在7度，類場地下的取值。此時仍須進行抗震驗算 本次修訂增加了6度設防的不規(guī)則建筑應進行抗震驗算的要求 2 對于大部分結構,包括6度設防的上述較高的高層建筑和不規(guī)則建筑.可以將設防地震下的變形驗算.轉換為以多遇地震下按彈性分析獲得的地震作用效應、內(nèi)力。作為額定統(tǒng)計指標。進行承載力極限狀態(tài)的驗算。即只需滿足第一階段的設計要求、就可具有比78規(guī)范適當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)驗表明、發(fā)生高于基本烈度的地震是可能的.設計時考慮、大震不倒。是必要的 規(guī)范要求對薄弱層進行罕遇地震下變形驗算、即滿足第二階段設計的要求、89規(guī)范僅對框架、填充墻框架。高大單層廠房等 這些結構、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)范對其他結構 如各類鋼筋混凝土結構。鋼結構、采用隔震和消能減震技術的結構、也需要進行第二階段設計