簡介:國家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB5OO112010王亞勇中國建筑科學(xué)研究院工程抗震研究所,北京100013摘要國家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB500112010于⒛10年5月31日頒布,12月1日實(shí)施。為了配合新規(guī)范的實(shí)施,幫助建筑設(shè)計(jì)人員對新規(guī)范的理解,規(guī)范管理組將對設(shè)計(jì)人員在學(xué)習(xí)和實(shí)施規(guī)范中所遇到的問題作出解釋。本文主要介紹新規(guī)范第5章關(guān)于地震作用和結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的主要條文修改及有關(guān)問題解釋。關(guān)鍵詞抗震設(shè)計(jì)規(guī)范地震作用抗霽驗(yàn)算中圖分類號TU318,4文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號△002ˉ848X2011∞ˉOI37⒑5第41卷第2期2011年2月建筑結(jié)構(gòu)BUI1DINGSTMCTUREVO141NO2FEB,2011疑問解答三Z1新規(guī)范關(guān)于“三水準(zhǔn)”抗震設(shè)防和“兩階段”抗震驗(yàn)算的基本要求有何改進(jìn)自S9年版建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范提出“三水準(zhǔn)”抗震設(shè)防和“兩階段”抗震驗(yàn)算以來,我國的建筑抗震設(shè)計(jì)一直遵循這∵基本要求。所謂“三水準(zhǔn)”指的是在50年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期,超越概率分別為63,10和23的地震作用,即“多遇地震”、“設(shè)防地震”和“罕遇地震”,簡稱“小震”、“中震”和“大震”。所謂“兩階段”抗震驗(yàn)算,指的是“小震”下對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度驗(yàn)算與彈性變形驗(yàn)算和“大震”下的結(jié)構(gòu)彈塑性變形驗(yàn)算。我國的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范將地震烈度F與地面加速度⒕IAX掛鉤,如表1所示,對應(yīng)的地震影響系數(shù)最大值ΑⅡAX按下式計(jì)算,計(jì)算結(jié)果如表2所示ΑMAX卩AMA△1式中卩為放大系數(shù),按照我國肄筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范可取卩〓2252為了適應(yīng)在6度區(qū)對某些建筑結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的需要,新規(guī)范特地給出了6度下的地面加速度峰值相地震影響系數(shù)最大值。地震烈度與地面加速度峰值丸擊/CM/S2表1ZZ新規(guī)范對設(shè)計(jì)反應(yīng)譜有何調(diào)整,為什么要調(diào)整規(guī)范反應(yīng)譜是在大量實(shí)測的強(qiáng)震加速度記錄統(tǒng)計(jì)平均基礎(chǔ)上得到的,如圖1所示。但是,由于強(qiáng)震儀頻帶范圍的局限和加速度反應(yīng)譜在長周期段下降速度太快,以致對高層建筑等長周期綺構(gòu)的抗震計(jì)算得到的地震響應(yīng)小到根本不起控制作用。出于工程安全的考慮,我國建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范在構(gòu)建反應(yīng)譜時(shí),將反應(yīng)譜的速度控制段和位移控制段人為抬升了,得到了如圖2所示的規(guī)范反應(yīng)譜。2000180016001400冖1200言葶10008006004002000杏圖2中國規(guī)范的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜新規(guī)范對反應(yīng)譜的曲線下降段的衰減指數(shù)Γ、直線下降段的斜率調(diào)整系數(shù)叼1和阻尼調(diào)整系數(shù)Η2進(jìn)行如下調(diào)整將?!?9十0OS‘/Q55鄉(xiāng)切目鎣筌為?!?9005‘/036F平箏,,1〓O。02005鄉(xiāng)/8調(diào)蔞筌丿V叼1〓002005Ζ/432F將,92〓10,05F/0061,7Ζ3刀地震影響6度7度8度9度多遇地震設(shè)防地震罕遇地震1850125355510015022031011030051070200140400620注括號中的數(shù)據(jù)分別對應(yīng)7度015G和8度⒍30G。圖1統(tǒng)計(jì)得到的加速度反應(yīng)譜骨架曲線O01「G地震影響6度7度8度9度多遇地震設(shè)防地震罕遇地震004012O280080,12023034O500720160,24045067O901,200,320,901,40注括號中的數(shù)據(jù)分別對應(yīng)7度015G和8度030G。地震影晌系數(shù)最大值ΑIA※表2鐾∷〓〓第41卷第2期王亞勇國家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GBSO0112010疑問解答三139劃圖GB183“2001中的中國地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖A1和中國地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期凡區(qū)劃圖B1確定的地震動(dòng)參數(shù)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。規(guī)范反應(yīng)譜是曲大量的強(qiáng)震加速度記錄統(tǒng)計(jì)平均得到的,經(jīng)過幾代建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范修訂和大量工程應(yīng)用,證明是合理可靠的?!鞍苍u”對特定工程建設(shè)場址周邊一定范圍內(nèi)的地震危險(xiǎn)性進(jìn)行估計(jì),假定某種地震動(dòng)衰減模型進(jìn)行估計(jì),得到場址基巖處的地震加速度峰值和反應(yīng)譜,再運(yùn)用一維或二維土層模型計(jì)算得到地表或不同深度土層處的地震動(dòng)參數(shù)?!鞍苍u”可能比國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定更有針對性和更加細(xì)化。但是,由于地震危險(xiǎn)性估計(jì)方法、地震動(dòng)衰減規(guī)律、基巖地震動(dòng)輸人及土層反應(yīng)模型的不確定性,加上從事阝安評”人員自身專業(yè)水平高低不一,使“安評”報(bào)告所提供地震動(dòng)參數(shù)的可靠性和工程實(shí)用性大受影響。規(guī)范和“安評”所定義的地震動(dòng)參數(shù)的主要差別有1對特定的設(shè)防烈度,規(guī)范反應(yīng)譜的最大值ΑMAX與超越概率有關(guān),而特征周期RG與超越概率無關(guān),即對于小震、中震、大震,是相同的而“安評”反應(yīng)譜,不但最大值ΑNAX與超越概率有關(guān),而且特征周期RG也與超越概率相關(guān),中震、大震反應(yīng)譜的ΓG往往大于小震。關(guān)于這一點(diǎn),地震學(xué)界仍存在爭論。2實(shí)際強(qiáng)震記錄統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,加速度反應(yīng)譜的長周期段R5R為位移控制段,譜值變化規(guī)律為1/卩°33,即為二次曲線下降,衰減指數(shù)Γ≈20。“安評”報(bào)告完全按照這一規(guī)律給出設(shè)計(jì)反應(yīng)譜。但正如前述,考慮到如果按此指數(shù)規(guī)律下降,T5RG以后的長周期加速度反應(yīng)譜的值變得很小,計(jì)算長周期結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)內(nèi)力和位移太小,對結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)不起控制作用。出于結(jié)構(gòu)抗震安全考慮,在構(gòu)建規(guī)范反應(yīng)譜時(shí),將位移控制段調(diào)整為直線下降,下降斜率為Η10,∞,實(shí)際上提高了設(shè)計(jì)地震作用。由此可見,“安評”所提供的地震動(dòng)參數(shù)對于高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是不安全的。3如何正確應(yīng)用規(guī)范和“安評”地震動(dòng)參數(shù)鑒于上述理由,從工程使用和抗震安全角度考慮,一般工程應(yīng)按照規(guī)范進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。做了地震“安評”的重大工程,抗震設(shè)計(jì)時(shí),在小震作用下,可分別取規(guī)范和“安評”的地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算,取二者計(jì)算所得到的結(jié)構(gòu)底部剪力較大者的樓層水平地震力進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算。中震和大震作用則應(yīng)按規(guī)范提供的地震動(dòng)參數(shù)取值,包括反應(yīng)譜和加速度峰值。對于要求進(jìn)行“安評”的重要工程,具有實(shí)際工程意義的是“安評”報(bào)告預(yù)估的小震地面加速度峰值⒕MAX,在應(yīng)用式1確定設(shè)計(jì)反應(yīng)譜最大值時(shí),卩取2笏,FG按規(guī)范取值,相應(yīng)的最小剪力系數(shù)也應(yīng)取入〓02ΑMAX大震作用的RG比小震的RG增加0OSS,中震的RG與小震的相同。|ZS結(jié)構(gòu)時(shí)程分析法在抗震設(shè)計(jì)中起什么作用,應(yīng)注意什么問題結(jié)構(gòu)時(shí)程分析法即結(jié)構(gòu)直接動(dòng)力分析法,與振型分解反應(yīng)譜法一樣,結(jié)構(gòu)時(shí)程分析法是經(jīng)典的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方法之一。1時(shí)程分析法的適用范圍新規(guī)范仍將時(shí)程分析法作為振型分解反應(yīng)譜法的補(bǔ)充計(jì)算手段,小震作用下彈性時(shí)程分析的適用范圍與⒛01規(guī)范相同。按照高層建筑工程超限抗震設(shè)防審查技術(shù)要點(diǎn)要求,大震作用下彈塑性時(shí)程分析的適用范圍擴(kuò)大到高度超過⒛0M的各類建筑結(jié)構(gòu)。2輸入地震波的選波原則結(jié)構(gòu)時(shí)程分析法中,輸人地震波的確定是時(shí)程分析結(jié)果能否既反映結(jié)構(gòu)最大可能遭受的地震作用,叉能滿足工程抗震設(shè)計(jì)基于安全和功能要求的基礎(chǔ)。在這里不提真實(shí)地反映地震作用,也不提計(jì)算結(jié)果的精確性,是由于預(yù)估地震作用的極大的不確定性和計(jì)算中結(jié)構(gòu)建模的近似性。在工程實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)對同一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)采用時(shí)程分析時(shí),由于輸入地震波的不同造成計(jì)算結(jié)果的數(shù)倍乃至數(shù)十倍之差,使工程師無所適從。為此,新規(guī)范作了比較明確的規(guī)定。1數(shù)量要求對于高度不是太高、體型比較規(guī)則的高層建筑,取21,即選用不少于2條天然地震波和1條擬合目標(biāo)譜的人工地震波,出于安全考慮,計(jì)算結(jié)果宜取包絡(luò)值。對于超高、大跨、體型復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu),需要更多的地震波輸人進(jìn)行時(shí)程分析,規(guī)范規(guī)定52,即不少于7組,其中,天然地震波數(shù)量不少于總數(shù)的2/3,計(jì)算結(jié)果取平均值。舉兩個(gè)例子。圖5為一組3分量天然地震波,其中編號US2569為豎向分量,US2570和US2571為水平兩向分量。通常取峰值較大者為主向,主向與次向按1。0O085比例調(diào)整。從波形和反應(yīng)譜可以看到,豎向分量的短周期成分十分顯著,水平分量在短周期部分的波動(dòng)明顯。而且各向分量的反應(yīng)譜曲線相差十分明顯。圖6為另一組3分量天然地震波,其中編號US186為豎向分量,US1M和US185為水平兩向分量??梢钥吹?豎向分量的短周期成分也十分顯著,水平分量在短周期部分的波動(dòng)明顯。但是,兩個(gè)水平分量的反應(yīng)譜曲線比較一致。圖5,
下載積分: 5 賞幣
上傳時(shí)間:2024-03-13
頁數(shù): 5
大?。?1.4(MB)
子文件數(shù):