（工程力学专业论文）我国建筑抗震规范中部分条款的演变及与欧美规范的对比探讨.pdf

t h e t h e m a s t e rc a n d i d a t e ： t u t o r ： s u b j e c t ： s p e c i a l t y ： r e s e a r c hf i e l d ： j i a n gz h i n a n p r o f s u nb a i t a o c i v i le n g i n e e r i n g e n g i n e e r i n gm e c h a n i c s s e i s m i cr e s i s t a n c eo fb u i l d i n g s i n s t i t u t eo f 懒m c d m n i c s ，c h i n ae a r t h q u a k ea d m i n i s t r a t i o n h a r b i n c h i n a j u n e ，2 0 1 0 l 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进 行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果，也不包含为获得主鱼丝震 屋王猩杰堂婴塞压或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文 的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明并表示谢 意。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：盔盎摘签字日期：丝垃：厶：望 学位论文版权使用授权书 本人完全了解主国地震屋王猩左堂班塞压有关保留、使用学位论文的 规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅：本人授权生垦地震屋王程左堂班究压可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文，允许被查阅和借阅。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 论文作者签名：盗盎摘 鲥一 一 名 期 签 日 师 字 导 签 摘要 i m7 i i 宣i 葺 摘要 5 1 2 汶川地震造成了巨大的人员伤亡和经济财产损失，同时，震区各 不同时期设计建造的各类房屋建筑和工程设施均经受了地震的考验，表现出 不同的震害现象。总体上来说，设防建筑的震害明显轻于未设防建筑，而不 同时期经过设防的建筑，后期建筑的震害明显轻于早期建筑。尤其是1 9 9 0 年以后设计建造的房屋，在超过其设防烈度一度的地区，绝大多数虽受到中 等甚至严重破坏，但并未倒塌，基本达到了“小震不坏，中震可修，大震不 倒 三水准设防目标。每一次大地震在给国家和人民造成巨大灾难的同时， 也留下了丰富的震害经验。地震专家们利用这些震害经验，不断改进建筑抗 震设计规范，使之更加完善。这次汶川地震之后，对0 l 规范进行了全面修 改，于2 0 0 9 年发布了( 建筑抗震设计规范) 征求意见稿g b 5 0 0 1 1 - 2 0 x x 。 2 0 1 0 年2 月2 7 日，智利第二大城市康塞普西翁发生里氏8 8 级特大地 震。智利地震所释放的能量远高于汶川地震，但死亡人数仅有7 9 5 人，且其 中9 0 死于海啸，一方面是因为智利震中人口稀少，另一方面是智利有严格 的抗震标准，房屋的质量较高。 随着中国加入w t o ，国际合作逐渐增多，我国建筑抗震设计规范也开 始与国际接轨，这就需要对国外抗震设计规范的现状及其发展方向有所了 解。本文主要介绍了我国建筑抗震规范中部分条款的演变，并选用美国规范 u b c 9 7 、i b c 2 0 0 6 和f e m a 4 5 0 ，欧洲规范e u r e o d e 8 的第一部分( e n l 9 9 8 1 ： 2 0 0 4 ) 以及智利规范n c h 4 3 3 中的部分内容与我国现行0 1 规范进行了对比。 通过比较分析，希望能为相关人员了解我国建筑抗震设计规范的发展和欧美 及智利抗震规范的现状提供帮助。本文的主要研究内容如下： l 、就抗震设防目标和水准、结构的规则性要求这两方面，分别给出了 其在我国抗震规范中的发展过程及与美国、欧洲和智利规范的差异； 2 、给出了我国从5 9 规范到0 1 规范、美国规范f e m a 4 5 0 、欧洲规范 e c 8 的设计反应谱和地震作用计算方法，说明了其在我国规范中的调整原 因，并给出了智利规范n c h 4 3 3 的设计反应谱，后通过一算例，对比了我国 0 l 规范与欧美抗震规范在计算地震作用时取值的不同； 3 、对于多层砌体房屋，将房屋高度和楼层的限制、楼梯间的加强措施、 圈梁和构造柱的设置在我国抗震规范中的变革进行了介绍，并对比了我国0 1 规范与欧美规范的关于砌体房屋设防依据、抗震构造措施和墙体尺寸的要 求； 4 、对于多层和高层钢筋混凝土房屋，主要给出了框架结构、抗震墙结 构和框架抗震墙结构中的抗震构造措施在我国不同时期抗震规范中的规定， 后对比了我国0 1 规范与欧美规范中框架梁、框架柱和抗震墙构造措施的异 同。 中国地震局工程力学研究所硕士学位论文 i ii ii i 关键词：建筑抗震设计规范；抗震设防目标；设计反应谱；地震作用； 抗震构造措施 a b s l r a c t a b s t r a c t h u g ec a s u a l t i e sa n dp r o p e r t yl o s sw e r ec a u s e db yt h ew e n c h u a ne a r t h q u a k e o c c u r r e do nm a y12 ，2 0 0 8 m e a n w h i l e ，a l lk i n d so fb u i i d i n g sa n de n g i n e e r i n g f a c i l i t i e sb u i l ta td i f f e r e n tp e r i o d sw e r et e s t e db ye a r t h q u a k ei ns e i s m i cz o n e s ，a n d t h e ys h o w e dd i f f e r e n td a m a g i n gp h e n o m e n o n o nt h ew h o l e ，s e i s m i cd a m a g eo f f o r t i f i e db u i l d i n g si so b v i o u s l yl i g h t e rt h a to fu n f o r t i f i e db u i l d i n g s f o rt h e b u i l d i n g sa tv a r i o u st i m e s s e i s m i cd a m a g eo ft h el a t e ro n e si so b v i o u s l yl i g h t e r t h a to fe a r l i e ro n e s e s p e c i a l l yt h eb u i l d i n g sd e s i g n e da n db u i l ta f t e r19 9 0 m o s t o ft h e mw e r ed a m a g e dm o d e r a t e l yo re v e ns e v e r e l yi nt h er e g i o nw h e r et h e i n t e n s i t yw a so n ed e g r e eh i g h e rt h e nd e s i g n e di n t e n s i t y , b u tn o n eo ft h e m c o l l a p s e d s ot h e t h r e ee a r t h q u a k ep e r f o r m a n c eo b j e c t i v e s n a m e d n of a i l u r e f o rm i n o re a r t h q u a k e ”“r e p a i r a b l ef o rm o d e r a t ee a r t h q u a k e ”a n d “n oc o l l a p s ef o r m a j o re a r t h q u a k e ”h a sb e e na c h i e v e d e a c hl a r g ee a r t h q u a k eb r o u g h tt h es t a t e a n dp e o p l ew i t hv a s td i s a s t e r s ，a n da l s ol e a v eu sp l e n t yo fd a m a g el e s s o n s e a r t h q u a k ee x p e r t su s e dt h e s el e s s o n st oi m p r o v ec o d ef o rs e i s m i cd e s i g no f b u i l d i n g sc o n t i n u o u s l y , a n dm a k et h ec o d ep e r f e c t a f t e rw e n c h u a ne a r t h q u a k e ， g b 5 0 011 - 2 0 01w a sm o d i f i e do nt h ew h o l e i n2 0 0 9 “c o d ef o rs e i s m i cd e s i g no f b u i l d i n g s e x p o s u r ed l 啦”g b 5 0 0 11 2 0 x xw a sp u b l i s h e d r i c h t e rm a g n i t u d e8 8h u g ee a r t h q u a k eo c c u r r e di nc o n c e p c i o nt h es e c o n d c i t yo fc h i l eo nf e b r u a r y2 7 2 010 硼1 ee n e r g yr e l e a s e do fc h i l ee a r t h q u a k ei s f a rm o r et h a nt h a ti n 强纫c h lb mt h ed e a t ht 0 1 1i so n l y7 9 5a n d9 0 d i e do f t s u n a m i o n ea s p e c ti st h a tt h ep o p u l a t i o nw a st h i ni nt h ee p i c e n t e ro fc h i l e , a n o t h e ro n ei st h a tc h i l eh a ss t r i c ts e i s m i cc o d ea n dt h eq u a l i t yo fb u i l d i n g si s m g h w i 也c h i n a se n t r yi n t ot h ew 1 o ，i n t e r n a t i o n a lc o o p e r a t i o ni n c r e a s e d g r a d u a l l y o u rc o u n t r y sc o d ef o rs e i s m i cd e s i g no fb u i l d i n g sa l s ob e g a nt o i n t e g r a t ew i t hi n t e r n a t i o n a ls t a n d a r d s s ow es h o u l dk n o wt h ec u r r e n ts i t u a t i o n a n dd e v e l o p i n gd i r e c t i o no ff o r e i g nc o d e s t k sp a p e rm a i n l yi n t r o d u c e dt h e e v o l v e m e n to fs o m ep r o v i s i o n si no u rc o u n t r y ss e i s m i cc o d e s ，a n dc h o s es o m e i t e m si nu b c 9 7 ，i b c 2 0 0 6 ，f e m a 4 5 0 ，e n l 9 9 8 1a n dn c h 4 3 3t oc o n t r a s tw i t h t h o s ei ng b 5 0 011 - 2 0 01 b yc o m p a r i n ga n da n a l y z i n g ，ih o p et op r o v i d eh e l pf o r t h er e l a t e dp e r s o n n e lw h ow a n tt ok n o wt h ed e v e l o p m e n to fc h i n e s es e i s m i c c o d e sa n dt h ec u r r e n tc o n d i t i o n si ne u r a m e r i c a nc o d e s 1 1 舱m a i nw o r k so ft h i s p a p e ra sf o l l o w s ： l 、i nt h es e i s m i cf o r t i 矗c a t i o no b j e c t i v ea n dl e v e lo fb u i l d i n g sa n dt h e r e q u i r e m e n to fs t r u c t u r a lr e g u l a r i t y , t h ep a p e rr e s p e c t i v e l y o f f e r e dt h e d e v e l o p m e n ti no u rc o u n t r y ss e i s m i cc o d e sa n dt h ed i f f e r e n c ew i t he u r a m e r i c a n a n dc h i l e a nc o d e s 2 、t h ed e s i g n e dr e s p o n s es p e c t r aa n dt h ec o m p u t i n gm e t h o d so fs e i s m i c a c t i o ni nc h i n e s es e i s m i cc o d ef z o mt h ed r a f ti n19 5 9t og b 5 0 011 - 2 0 01 f e m l 5 0a n de c 8w e r eo f f e r e d a n dt h ea d j u s t m e n tr e a s o n so ft h o s ei nc h i n e s e s e i s m i cc o d eh a db e e ne x p l a i n e d n 呛d e s i g n e ds p e c t r mo fc h i l ew a sa i s o i n t r o d u c e d a n dt h e n , t h ev a l u eo fs e i s m i ca c t i o ni n ( 诏5 0 0 11 2 0 0 1 f e m a 4 5 0 1 中国地震局工程力学研究所硕士学位论文 a n de c 8w e r ec o m p a r e db va ne x m n p l e 3 、f o rm u l t i s t o r ym a s o n r yb u i l d i n g s ，t h el i m i tv a l u e so ft o t a lh e i g h ta n d n u m b e ro fs t o r i e s ，t h ed e t a i l so fs t a i r c a s ea n dt h ei n s t a l l m e n to fr i n g - b e 卸【i l sa n d t i e c o l u m n sw e r ei n t r o d u c e di nt h ee v o l v e m e n to fc h i n e s es e i s m i cc o d e a n d t h e n , t h es e i s m i cf o r t i f i c a t i o nb a s i s ，t h es e i s m i cd e s i g nd e t a i l sa n dt h eg e o m e t r i c r e q u i r e m e n t so f w a l l sw e r ec o n t r a s t e db e t w e e nc h i n e s ea n de n r a m e r i c a nc o d e s 4 、f o rm u l t i s t o r ya n dt a l lr e i n f o r c e m e n tc o n c r e t eb u i l d i n g s d e s i g nd e t a i l s f o rf r a m es t r u c t u r e s e i s m i c - w a l lb - 1 2 - u e t u y e sa n df r a m e w a l ls t r u c t u r e sw e r e p r e s e n t e di nc h i n e s es e i s m i cc o d eo fe a c hp e r i o d l a t e rt h ed i f f e r e n c ei nd e s i g n d e t a i l so ff r a m eb e a m s ，f r a m ec o l u m n sa n ds e i s m i c w a l l sw e r ec o m p a r e d b e t w e e nc h i n e s ea n de u r a m e r i c a nc o d e s k e y w o r d s ：c o d ef o rs e i s m i cd e s i g no f b u i l d i n g s ，s e i s m i cf o r t i f i c a t i o n o b j e c t i v e ，d e s i g nr e s p o n s es p e c t r u m , s e i s m i ca c t i o n , d e s i g n d e t a i l s i v 目录 i t l l i 置i 宣i 宣一 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 目录v 第一章绪论l 1 1 选题背景和研究意义1 1 2 我国建筑抗震设计规范的发展过程1 1 3 美国建筑抗震设计规范的沿革与选用【1 2 】【1 3 】【3 1 4欧洲建筑抗震设计规范的沿革与选用【1 6 】【1 7 1 8 1 4 1 5 智利建筑抗震设计规范的沿革与选用5 1 6 抗震设计规范对比研究现状6 1 7 本文的主要研究内容6 第二章抗震设计的基本原则。9 2 1 抗震设防目标和水准9 2 1 1 我国抗震设防目标和水准的演变。9 2 1 2 中、美、欧及智利建筑抗震设防目标对比1 0 2 1 2 1 中国抗震设防目标1 0 2 1 2 2 美国抗震设防目标。1 0 2 1 2 - 3 欧洲抗震设防目标l l 2 1 2 4 智利抗震设防目标1 1 2 1 2 5 设防目标的对比1 2 2 2 建筑设计和建筑结构的规则性1 2 2 2 1 我国建筑抗震设计规范对结构规则性要求的发展1 3 2 2 2 美国建筑抗震设计规范对结构规则性的要求。1 7 2 2 2 1美国u b c 9 7 的结构规则性。1 7 2 2 2 2 美国i b c 2 0 0 6 的结构规则性1 8 2 2 3 欧洲规范e u r o e o d e 8 的结构规则性要求1 9 2 2 4 中、美、欧抗震规范结构规则性的对比2 1 2 3 本章小结2 2 第三章抗震设计反应谱与地震作用计算2 5 3 1 抗震设计反应谱2 5 3 1 1 我国建筑抗震设计规范中抗震设计反应谱的演变2 5 3 1 2 美国抗震设计规范的抗震设计反应谱3 l 3 1 3 欧洲抗震设计规范的抗震设计反应谱3 3 3 1 4 智利抗震设计规范的抗震设计反应谱。3 6 3 1 5 中国、美国、欧洲和智利抗震设计反应谱的对比3 8 3 2 地震作用计算。4 2 3 2 1 我国建筑抗震设计规范中地震作用计算的发展和比较。4 2 v 4 1 1多层砌体房屋的层数与高度限值6 1 4 1 2 多层砌体房屋的楼梯间设置6 7 4 1 3 多层砌体房屋的圈梁设置6 9 4 1 4 多层砌体房屋的构造柱设置。7 4 4 2 中、美、欧建筑抗震设计规范对多层砌体房屋部分规定的对比7 8 4 2 1多层砌体房屋的设防根据7 8 4 2 2 多层砌体房屋抗震构造措施7 9 4 2 3多层砌体房屋墙体尺寸的要求8 1 4 3 本章小结。8 2 第五章多层和高层钢筋混凝土房屋8 3 5 1我国抗震规范对多层和高层钢筋混凝土房屋部分规定的演变8 3 5 1 1多层和高层钢筋混凝土房屋的高度限值。8 3 5 1 2 现浇钢筋混凝土结构的抗震等级8 5 5 1 3 框架结构的构造措施8 7 5 1 3 1框架梁8 7 5 1 3 2 框架柱8 9 5 1 3 3 抗震墙9 9 5 1 4 抗震墙结构的构造措施1 0 1 5 1 5 框架抗震墙结构的构造措施10 3 5 2 中、美、欧建筑抗震设计规范对多层和高层钢筋混凝土房屋部分规 定的对比10 4 5 2 1 钢筋混凝土房屋的抗震等级划分1 0 4 5 2 2 钢筋混凝土房屋的结构类型1 0 4 5 2 3 框架梁的构造措施1 0 5 5 2 4 框架柱的构造措旋1 0 7 5 2 5 抗震墙的构造措施1 1 0 5 3 本章小结l l1 第六章结语与展望113 6 1 结语113 6 2 展望。1 15 参考文献1 17 v i v n 第一章绪论 笛一童 绪诊 1 1 选题背景和研究意义 5 1 2 汶川8 0 级大地震造成了巨大的人员伤亡和经济财产损失，同 时也留下了丰富的震害经验。在地震区，各个不同时期建造的各类房屋 建筑和工程设施均经受了检验。震害调查表明，经过抗震设防、特别是 在1 9 9 0 年后设计建造的建筑表现良好，即使在极震区实际烈度高出抗震 设防烈度2 - 3 度( 地震动强度超出预计的1 0 倍) 的情况下，除了极个 别建筑物外，绝大多数建筑受到中等至严重破坏，但未倒塌，达到了“小 震不坏，中震可修，大震不倒 的三水准抗震设防目标；而在8 9 规范之 前的建筑物在高烈度区多数遭受严重破坏，直至倒塌【l 】。 2 0 1 0 年2 月2 7 日，智利第二大城市康塞普西翁发生里氏8 8 级特大 地震。智利政府3 月2 日公布的数据显示，此次地震的死亡人数是7 9 5 人，其中海啸死亡人数占9 0 ，而汶川地震的遇难人数近7 万人。智利 地震所释放出的能量远高于汶川地震，但死亡人数远低于汶川地震，一 方面是因为智利地震震中人口稀少，另一方面是智利有严格的抗震标准， 房屋的质量较高。 孙柏涛研究员负责的财政部科技工作专项 0 3 b _ j 凸 王曲璺3 b 工0 图2 - 2 建筑结构平面的凹角或凸角不规则示例 1 4 第二章抗震设计的基本原则 厂 ( a ) d i k i + l k i 图2 3 建筑结构平面的局部不连续示例( 大开洞及错层) 位移 k i + 3 k 一2 艮l 瓦 图2 4 沿竖向的侧向刚度不规则( 有柔软层) 1 5 - 中国地震局工程力学研究所硕士学位论文 口口 口口 口口 厂 厂 图2 5 竖向抗侧力构件不连续示例 q 删 q o 8 q ) - 埘 图2 - 6 竖向抗侧力结构屈服抗 剪强度非均匀化( 有薄弱层) 将不规则结构在抗震上的不利因素归结起来，有以下2 条【1 9 】： l 、对合理有效的布置抗侧力构件产生不利的影响，减弱或甚至严重 影响建筑结构的抗震能力； 2 、对合理有效的结构计算模型产生不利的影响，以致不能正确估算 结构和构件的实际受力状况及变形情况，往往低估了结构某些部位的实际 应力和变形，特别是应力集中和变形集中部位。 为此，o l 规范第3 4 3 条规定对于不规则的建筑结构，应按下列要求进 行水平地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措 施： 1 、平面不规则而竖向规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型， 并应符合下列要求： 1 ) 扭转不规则时，应计及扭转影响，且楼层竖向构件最大的弹性水 平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均 值的1 5 倍： 2 ) 凹凸不规则或楼板局部不连续时，应采用符合楼板平面内实际刚 度变化的计算模型，当平面不对称时尚应计及扭转影响。 2 、平面规则而竖向不规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型， 其薄弱层的地震剪力应乘以1 1 5 的增大系数，应按规范有关规定进行弹塑 性变形分析，并应符合下列要求： 1 ) 竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换构件的地震内 力应乘以1 2 5 - 1 5 的增大系数； 2 ) 楼层承载力突变时，薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相 邻上一楼层的6 5 。 3 、平面不规则且竖向不规则的建筑结构，应同时符合本条l 、2 款的 要求。 第二章抗震设计的基本原则 规则与不规则的区分，0 1 规范在第3 4 2 条规定了一些定量的界限，但 实际上引起建筑结构不规则的因素还有很多，特别是复杂的建筑型体，很 难一一用若干简化的定量标准来划分不规则程度并规定限制范围，但是， 有经验、有抗震知识素养的建筑设计人员，应该对所设计的建筑的抗震性 能有所估计，要区分不规则、特别不规则和严重不规则等不规则程度，避 免采用抗震性能差的严重不规则的设计方案。这里，“不规则”指的是超 过表2 4 和表2 5 中一项及以上的不规则指标；“特别不规则 指的是多项 均超过表2 4 和表2 5 中不规则指标或某一项超过规定指标较多，具有较明 显的抗震薄弱部位，将会引起不良后果者；“严重不规则 指的是体型复 杂，多项不规则指标超过表2 4 和表2 5 上限值或某一项大大超过规定值， 具有严重的抗震薄弱环节，将会导致地震破坏的严重后果者【l 引。 2 2 2 美国建筑抗震设计规范对结构规则性的要求 2 2 2 1 美国u b c 9 7 的结构规则性 美m u b c 9 7 给出了结构的平面不规则和竖向不规则的定义，见表2 6 和表2 7 。 表2 - 6 结构平面不规则 不规则类型和定义 扭转不规则一非柔性横隔板 l 在结构一端垂直于轴线的最大楼层侧移大于结构两端楼层侧移平均值的1 2 倍时，可视为扭转不规则，计算时包括附加扭转。 凹角不规则 2 结构在两个方向上的投影超出凹角边长度部分大于所考虑方向结构平面尺寸 的1 5 时，结构的平面及其抗侧力体系存在凹角不规则。 横隔板不连续 3 横隔板在刚度上有突变或不连续部分，包括切口或开1 3 的面积大于横隔板总 面积的5 0 ，或从一层到下一层的有效横隔板刚度变化超过5 0 。 平面外偏置 侧力传递路径不连续，如竖向构件偏置在平面外。 表2 - 7 结构竖向不规则 不规则类型和定义 重量( 质量) 不规则 2任一层的有效质量为相邻层的有效质量的1 5 0 以上，可视为质量不规则，当 屋顶下一层的质量大于屋顶层的1 5 0 时，可不视为不规则。 - 1 7 - 5 该楼层的承载力小于其上一层承载力的8 0 ，可视其为薄弱层。楼层承载力 型鱼垒堕查塑墨鐾壁星垫垄箜堑查垫茎塑丝塑墨墼垄查塑： u b c 9 7 指出，不规则结构在布局上或抗侧力体系有严重的物理不连续 性，不规则特征包括但不限于表2 6 和表2 7 所描述的内容。 2 2 2 2 美国l b c 2 0 0 6 的结构规则性 美国规范i b c 2 0 0 6 中关于结构不规则的规定采用的是a s c e 7 中的内 容，罂登a s c e 7 中平面不规则和竖向不规则的类型和定义列于表2 8 和表 1 h结构一端垂直于轴线的最大楼层位移大于结构两端楼层位移平均值的1 4 倍 一 时，可视为极度扭转不规则，计算中包括附加扭转。这里的极度扭转不规则仅 = = 一= ；互= _ = = 一一一 凹角不规则 2 结构在两个方向的投影超出凹角边长度部分大于所考虑方向结构平面尺寸 _ = = ；：= - ；= ：= ：一 横隔板不连续一 刚度不规则一极度柔软层 l b该层的侧向刚度小于其上一层侧向刚度1 约6 0 ，或小于其上三个楼层侧向刚 廑! 均笪笪z q 墅!一 - - _ _ _ - _ _ _ _ _ _ - _ - _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ - _ - _ _ - i - _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ - _ _ - - _ _ l - _ - _ _ _ - - _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ 。一 重量( 质量) 不均匀 2任一层的有效质量为相邻楼层有效质量的1 5 0 以上，可视为质量不均匀。当 屋顶的王二星箜重量盔王星巫重量笪! ! q 堑堕：旦丕塑塑丕塑型： - _ _ _ - _ _ - _ _ - _ - _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ - - _ 。- 。_ _ _ _ _ _ _ _ - i _ _ - - _ - 。- 。_ _ - l - _ 。1 。一 ， 竖向几伺刁、规贝q j 一一堡二星亟蕉签丕墼查垦! 垫塑堡星笪! i q 堑坠占： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ - _ - _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ - - 。_ - 。_ _ _ - _ - _ _ 。_ 。- _ _ 。_ - 。- - 。1 1 。一一。 竖向抗侧力结构构件在平面内不连绥 4该层的抗侧力构件在平面内的偏移大于这些构件的长度，或下一层抗侧力构 一堡丝旦! 鏖壅尘! - _ _ - _ - _ _ _ _ _ _ l _ _ - _ _ _ _ _ _ _ - _ l - - _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ - - - _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ - 一一。 侧向强度不连续一薄弱层 5 a该层的侧向强度小于其上一层强度的8 0 ，可视其为薄弱层。楼层的侧向强 鏖星塑垄堕耋宣查旦墨鐾堡星塾垄盟堕查垫壁塑丝塑型囱塑鏖查塑： _ - _ l _ _ _ _ _ _ - _ - _ l l - _ _ _ - - i _ l _ _ _ _ _ _ - _ _ _ - _ _ - - _ _ _ _ - - _ - 一一 侧向强度不连续一极度潭弱层 5 b该层的侧向强度小于其上一层强度的6 5 ，可视为极度薄弱层。楼层的侧向 堡鏖墨塑垄盈耋宣查鱼墨星壁星塾查箜匝查垫茎塑堡箜型旦堡鏖垄塑一一 - _ _ _ _ _ _ - - _ _ - - _ - - i i _ _ l - _ _ _ l l _ _ _ - l l - l - - - _ - _ - _ _ _ _ - _ - _ _ _ _ _ _ - 。一一 将u b c 9 7 和i b c 2 0 0 6 关于结构的不规则性进行比较，i b c 2 0 0 6 较 u b c 9 7 丰富了一些，但总体变化不大。在结构平面不规则类型中，i b c 2 0 0 6 比u b c 9 7 增加了“极度扭转不规则 ；在结构竖向不规则类型中，i b c 2 0 0 6 比u b c 9 7 增加了“极度柔软层 和“极度薄弱层 。 2 2 3 欧洲规范e u r o c o d e 8 的结构规则性要求 欧洲规范e u r o c o d e 8 ( e n l 9 9 8 1 ：2 0 0 4 ) 指出，结构应该在平面和立 面都要采用简单和规则的形式，如果必要的话，可以通过节点将结构细分 为若干个独立单元。e c 8 的第4 2 3 款给出了结构规则性的标准【z 引。 在缩进( 凹角或边缘凹进) ，而这些缩进若不影响楼层平面内刚度，并且每段 缩进面积不超过楼层总面积的6 ，平面的规则性仍被认为是煎星箜： 1 1 两手丽面丙雨厦再歪幂纛酮虿酉存两厕而丽。比足够大。因此楼层变形对于 3 楼层平面内刚度与竖向结构构件的侧向刚度相比足够大因此楼层燹形对于 竖向结构构件的内力分布影响很小。在这方面，l 、c 、h 、i 、x 这些平面形状 应该被认真考虑，特别是对侧向分枝刚度的关注，为了满足刚性横隔板的情况， 这是撕方向分析的表达式： e o 小 0 3 0 i ； 一一 1 9 中国地震局工程力学研究所硕士学位论文 i i 式中：p n 广沿着工方向刚心和质心的距离，即垂直于分析所考虑的方向： 一沿勘方向扭转刚度与侧向刚度比值的平方根( “扭转半径”) ； 卜楼层平面的回转半径。 表2 - i1 竖向规则性的标准 规则标准 所有抗侧力体系，如核心筒、结构墙和框架，从基础到顶层都漫有年簖或 如果建筑在不同的高度存在缩进部分，这些部分到顶层的相关区域没有中断。 2 3 从基础到顶层的各层侧向刚度和质量保持不变或逐渐减小，没有突变。 在框架结构中，相邻层间的实际楼层抗力与通过分析得到的要求抗力之间的 比值变化不能失衡。 4 当竖向存在缩进时。下面的附加情况应满足： a ) 对于渐变的缩进应保持轴向的对称，任何一层的缩进尺寸不应大于之前该 方向平面尺寸的2 0 ( 如图2 7 a 和图2 7 b ) ： b ) 在主要建筑体系高度的1 5 以下有一次缩进，缩进尺寸不应大于之前平面 尺寸的5 0 ( 如图2 - 7 c ) 。在这种情况下，上部楼层竖向突出部分相应的结构根 部的水平剪力设计值应该不小于与其相似但底部不加大建筑的水平剪力的 7 5 ： c ) 如果缩进部分不能保持对称，那么每一侧面任一层缩进的尺寸的总和不能 超过底层平面尺寸的3 0 ，并不能超过前一层平面尺寸的1 0 ( 如图2 7 d ) 。 毕so20ll 二“ 2 0 毕s o 2 0 l ( 缩进发生在底部0 15 h 以上) 第二章抗震设计的基本原则 i i 与 0 5 0 ( 缩迸发生在底部0 1 5 h 以下) 图2 - 7 有缩进建筑规则性的标准 k 二l 一 毕s o 3 0 l 。：“ 毕s o 1 0 l 1 二“ 2 2 4 中、美、欧抗震规范结构规则性的对比 对比中国( g b 5 0 0 11 2 0 0 1 ) 、美国( i b c 2 0 0 6 ) 、欧洲( e n l 9 9 8 1 ) 三本规范中关于结构规则性的规定，可以看出中国规范和美国规范是从结 构平面和竖向不规则角度进行定义的，而欧洲规范则是从结构规则性的标 准进行衡量的。 中国规范与美国规范之所以从同一角度( 平面不规则和竖向不规则) 规定结构的规则性，是因为o l 规范在这方面参照了美国u b c 9 7 并结合了我 国实际工程中较常遇见的问题。而i b c 2 0 0 6 在u b c 9 7 的基础上进行了改 进，因此，0 1 规范与i b c 2 0 0 6 还是有一定的差异。 0 1 规范与i b c 2 0 0 6 平面不规则的主要差异g ( 1 ) 关于“扭转不规则：i b c 2 0 0 6 分为扭转不规则和极度扭转不 规则，且这一规则仅适用于刚性和半刚性横隔板结构，而0 1 规范仅规定了 扭转不规则，其定义与i b c 2 0 0 6 的扭转不规则一致，且并未限定横隔板的 刚与柔； ( 2 ) 关于“凹凸不规则 ：0 1 规范规定“大于相应投影方向尺寸的 3 0 ，而i b c 2 0 0 6 贝, u 规定为“大于所考虑方向结构平面尺寸的1 5 ， 可见i b c 2 0 0 6 在这方面的要求比0 1 规范要严格； ( 3 ) 关于“楼板不连续”：i b c 2 0 0 6 规定“其切口或开口面积大于 横隔板总面积的5 0 ，或从一层到下一层有效横隔板刚度改变超过5 0 ”， 而0 l 规范规