地震作用和结构抗震验算

地震作用和结构抗震验算5.1一般规定各类建筑结构的地震作用应符合下列规定：一般情况下，应允许在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用，并进行抗震验算各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15°时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响，其他情况，应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。8、9度时的大跨度和长悬臂结构及9度时的高层建筑，应计算竖向地震作用。注:8、9度时采用隔震的建筑结构应按有关规定计算竖向地震作用。各类建筑结构的抗震计算，应采用下列方法：高度不超过40m以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法。除1款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法。特别不规则的建筑、甲类建筑和表5.1.21所列高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。采用时程分析法时，应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于二组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线，其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符其加速度时程的最大值可按表5.1.2-2采用。弹性时程分析,时每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%，多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%。表SI.2-1釆用时程分析的房屋高匮范围烈」冬扬地真别崩■屋讣度范&世Ir丨1覺肠地和7度niooe度mif娄场地>X()表5.1.2-2时程知新所用地理加速度时程曲线的最大值｛跡的勺胞谥犯响7瘦g度茅询地宸IX35(33)70(110)140罕遇地近220(33(3}400(510)注：括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。计算罕遇地震下结构的变形，应按本章第5.5节规定，采用简化的弹塑性分析方法或弹塑性时程分析法。注：建筑结构的隔震和消能减震设计应采用本第12章规定的计算方法。计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重值和各可变荷载组合值之和。各可变荷载的组合值系数，应按表5.1.3采用。表£1」组合值系数可变荷馥科类组含值庚数05屋面和灰荷裁05屋面涪荷裁不针入按宾盼情况计撷的楼面活荷戟1.V按等效均布荷賤计算的楼曲洁有载嚴库、档案摩0.S共他民期翅锐05吊车悬哥勵垂旳硬期怖车0.55O.OS'l'rO.02注：T1为结构基本自振周期。采用振型分解反应谱法时，不进行扭转耦联计算的结构，应按下列规定计算其地震作用和作用效应：1结构j振型i质点的水平地震作用标准值，应按下列公式确定：d=些片JT*口〔i=1-2■■*肿J二12■■刚(5.2.2-1)^-17式中Fji-j振型i质点的水平地震作用标准值；aj-相应于j振型自振周期的地震影响系数，应按本章第5.1.4条确定；Xji-j振型i质点的水平相对位移；rj-j振型的参与系数。水平地震作用效应(弯矩、剪力、轴向力和变形)，应按下式确定：g二扭肾(52.2-')式中SEk-水平地震作用标准值的效应；Sj-j振型水平地震作用标准值的效应，可只取前2〜3个振型，当基本自振周期大于1.5s或房屋高宽比大于5时,振型个数应适当增加。建筑结构估计水平地震作用扭转影响时，应按下列规定计算其地震作用和作用效应：规则结构不进行扭转耦联计算时，平行于地震作用方向的两个边榀，其地震作用效应应乘以增大系数。一般情况下，短边可按1.15采用，长边可按1.05采用；当扭转刚度较小时宜按不小于1.3采用2扭转耦联振型分解法计算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并应按下列公式计算结构的地震作用和作用效应确有依据时尚可采用简化计算方法确定地震作用效应。j振型i层的水平地震作用标准值，应按下列公式确定：卜tfi~aj褚G尸讪亠a.(沪】2…切)扎严叩卄叽S{323-1)式中Fxji、Fyji、Ftji-分别为j振型i层的x方向、y方向和转角方向的地震作用标准值；Xji、Yji-分别为j振型i层质心在x、y方向的水平相对位移；dji-j振型i层的相对扭转角；ri-i层转动半径，可取i层绕质心的转动惯量除以该层质量的商的正二次方根；Ytj-计入扭转的j振型的参与系数，可按下列公式确定：当仅取x方向地震作用时当仅取y方向地震作用时当取与x方向斜交的地震作用时式中Yxj、Yyj-分别由式（5.2.3-2）、（5.2.3-3）求得的参与系数;9-地震作用方向与x方向的夹角。2）单向水平地震作用的扭转效应，可按下列公式确定：式中SEk-地震作用标准值的扭转效应；Sj、Sk-分别为j、k振型地震作用标准值的效应可取前9〜15个振型;Zj、Zk-分别为j、k振型的阻尼比；Pjk-j振型与k振型的耦联系数;入T-k振型与j振型的自振周期比。双向水平地震作用的扭转效应，可按下列公式中的较大值确定：土九“=^J；-(OtliVfJcl-：；-跻式中Sx、Sy分别为x向y向单向水平地震作用按式(5.2.3-5)计算的扭转效应。采用底部剪力法时，突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应，宜乘以增大系数3，此增大部分不应往下传递,但与该突出部分相连的构件应予计入；采用振型分解法时，突出屋面部分可作为一个质点；单层厂房突出屋面天窗架的地震作用效应的增大系数，应按本规范9章的有关规定采用。抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求：_/w式中VEki-第i层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力；入剪力系数，不应小于表5.2.5规定的楼层最小地震剪力系数值，对竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以1.15的增大系数；Gj-第j层的重力荷载代表值。It心■理w卫四世«44*ar-iukltaa«2l9n尊is*.■*'2昴r屛，注：1基本周期介于3.5s和5s之间的结构可插入取值；括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。结构的楼层水平地震剪力，应按下列原则分配：1现浇和装配整体式混凝土楼、屋盖等刚性楼盖建筑，宜按抗侧力构件等效刚度的比例分配。2木楼盖、木屋盖等柔性楼盖建筑，宜按抗侧力构件从属面积上重力荷载代表值的比例分配。普通的预制装配式混凝土楼、屋盖等半刚性楼、屋盖的建筑可取上述两种分配结果的平均值。计入空间作用、楼盖变形、墙体弹塑性变形和扭转的影响时，可按本规范各有关规定对上述分配结果作适当调整。结构抗震计算，一般情况下可不计入地基与结构相互作用的影响；8度和9度时建造于III、W类场地，采用箱基、刚性较好的筏基和桩箱联合基础的钢筋混凝土高层建筑，当结构基本自振周期处于特征周期的1.2倍至5倍范围时，若计入地基与结构动力相互作用的影响，对刚性地基假定计算的水平地震剪力可按下列规定折减，其层间变形可按折减后的楼层剪力计算。1高宽比小于3的结构，各楼层水平地震剪力的折减系数，可按下式计算：式中计入地基与结构动力相互作用后的地震剪力折减系数；T1-按刚性地基假定确定的结构基本自振周期(s)；AT-计入地基与结构动力相互作用的附加周期(s),可按表5.2.7采用。壷芍2?附加周期⑼2高宽比不小于3的结构,底部的地震剪力按1款规定折减,顶部不折减,中间各层按线性插入值折减。折减后各楼层的水平地震剪力,应符合本章第5.2.5条的规定。竖向地震作用计算5.3.19度时的高层建筑,其竖向地震作用标准值应按下列公式确定(图5.3.1)楼层的竖向地震作用效应可按各构件承受的重力荷载代表值的比例分配,并宜乘以增大系数1.5。<53.l-h式中FEvk-结构总竖向地震作用标准值；Fvi-质点i的竖向地震作用标准值；vmax-竖向地震影响系数的最大值，可取水平地震影响系数最大值的65%；Geq-结构等效总重力荷载，可取其重力荷载代表值的75%。5.3.2平板型网架屋盖和跨度大于24m屋架的竖向地震作用标准值，宜取其重力荷载代表值和竖向地震作用系数的乘积；竖向地震作用系数可按表5.3.2采用。#S.32竖向地濮作州系敷注：括号中数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。长悬臂和其他大跨度结构的竖向地震作用标准值，8度和9度可分别取该结构、构件重力荷载代表值的10%和20%,设计基本地震加速度为0.30g时，可取该结构、构件重力荷载代表值的15%。5.4截面抗震验算5.4.1结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合，应按下式计算：店廿兀*九妝*林,g申仇民+IS.Jh式中S—结构构件内力组合的设计值，包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值;YG—重力荷载分项系数，一般情况应采用1.2，当重力荷载效应对构件承载能力有利时，不应大于1.0；YEh、YEv—分别为水平、竖向地震作用分项系数，应按表5.4.1采用;Yw—风荷载分项系数，应采用1.4；SGE—重力荷载代表值的效应，有吊车时，尚应包括悬吊物重力标准值的效应；SEhk—水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数;SEvk—竖向地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数;Swk—风荷载标准值的效应；Vw—风荷载组合值系数，一般结构取0.0，风荷载起控制作用的高层建筑应采用0.2。注：本规范一般略去表示水平方向的下标。表S4.I地讎作用分项系数地隼作用5Yt>便计算水平地険作用1.3EUI仅计舞竖向地癢作用601”3同时计算水平与竖尙啟昵柞用1,35.4.2结构构件的截面抗震验算，应采用下列设计表达式：(5.4.2)SWR/yRE式中YRE—承载力抗震调整系数，除另有规定外，应按表5.4.2采用;R—结构构件承载力设计值。表5,4,2承裁力抗無调整系数

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姑柯枸件受力狀恭/jtt支據节点连接螺栓连接焊維(LM9.9U两端均有构追柱、芯柱的抗爲埴a9其呃抗!R墙1.0tlr7S轴医乱水于也巧的拄偏压(ir7S斓土轴矗比不小于也巧的柱僞压tLNI)(LM5各类枸件凳餌、備扯当仅计算竖向地震作用时，各类结构构件承载力抗震调整系数均宜采用1.0。5.5抗震变形验算5.5.1表5.5.1所列各类结构应进行多遇地震作用下的抗震变形验算，其楼层内最大的弹性层间位移应符合下式要求：如£[色”(5-5-1I式中Aue—多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移；计算时除以弯曲变形为主的高层建筑外，可不扣除结构整体弯曲变形；应计入扭转变形，各作用分项系数均应采用1.0；钢筋混凝土结构构件的截面刚度可采用弹性刚度；[Ge]—弹性层间位移角限值宜按表5.5.1采用；h—计算楼层层高。議亂凡I弹性层间傥移舸限值［叽|17550轉前淘戢上框絮-抗壷脉忖二拉m框眾母心筒1/8)00制筋泥漩丄抗蛊墙、筒中崗’1101)0钢筋也矗上桃虫以1/10(1()I/34JC)构：5.5.2结构在罕遇地震作用下薄弱层的弹塑性变形验算，应符合下列要求：1下列结构应进行弹塑性变形验算：1）8度III、W类场地和9度时，高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架;2）7〜9度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝土框架结构;3）高度大于150m的钢结构；4）甲类建筑和9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；5）采用隔震和消能减震设计的结构。2下列结构宜进行弹塑性变形验算：1）表5.1.21所列高度范围且属于表3.4.2-2所列竖向不规则类型的高层建筑结2）7度III、W类场地和8度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构;3）板柱-抗震墙结构和底部框架砖房；4）高度不大于150m的高层钢结构。注：楼层屈服强度系数为按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力和按罕遇地震作用标准值计算的楼层弹性地震剪力的比值；对排架柱，指按实际配筋面积、材料强度标准值和轴向力计算的正截面受弯承载力与按罕遇地震作用标准值计算的弹性地震弯矩的比值。结构在罕遇地震作用下薄弱层（部位）弹塑性变形计算，可采用下列方法：不超过12层且层刚度无突变的钢筋混凝土框架结构、单层钢筋混凝土柱厂房可采用本节第5.5.4条的简化计算法；除1款以外的建筑结构，可采用静力弹塑性分析方法或弹塑性时程分析法等；规则结构可采用弯剪层模型或平面杆系模型，属于本规范第3.4节规定的不规则结构应采用空间结构模型。结构薄弱层（部位）弹塑性层间位移的简化计算宜符合下列要求:1结构薄弱层（部位）的位置可按下列情况确定：1）楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构，可取底层；2）楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的结构，可取该系数最小的楼层（部位）和相对较小的楼层，一般不超过2〜3处；3）单层厂房，可取上柱。2弹塑性层间位移可按下列公式计算：Aup=npAue（5.5.4T）4卜二上旳（5.5.4-2）式中Aup—弹塑性层间位移；Auy—层间屈服位移；口一楼层延性系数；Aue—罕遇地震作用下按弹性分析的层间位移；np—弹塑性层间位移增大系数当薄弱层（部位）的屈服强度系数不小于相邻层（部位）该系数平均值的0.8时，可按表5.5.4采用,当不大于该平均值的0.5时，可按表内相应数值的1.5倍采用；其他情况可采用内插法取值；gy—楼层屈服强度系数。表5.5.+弹塑性层间位移增犬系数•05003肿焰构工71刃.401.3?-*71.501.65I.SO点2.002.20叫1民1:柱i.jol.M)2()0结构薄弱层（部位）弹塑性层间位移应符合下式要求：式中[Gp]—弹塑性层间位移角限值可按表5.5.5采用对钢筋混凝土框架结构当轴压比小于0.40时，可提高10%；当柱子全高的箍筋构造比本规范表6.3.12条规定的最小配箍特征值大30%时，可提高20%，但累计不超过25%。h—薄弱层楼层高度或单层厂房上柱高度。表詔S弹塑性层间位移宦眼值EM1/30的前淞底上据架1/50底部和渠耐毎中的矗坐一抗盪鼎I/IW糾抽混凝上歴捷一抗总燜七板朴一捉閱治肛毀一核心简I/IW剖箭池醸」就臣瞪、简中閒IN20多'窩丿/钢対拘1用