魏利金讲2010版抗规

2010版抗规应用注意的一些问题,本人已在：北京、吉林、大庆、洛阳、德州、西宁、长春、哈尔滨等进行过演讲魏利金结构总监教授级高级工程师北京勘察设计协会特聘教授国家首批一级注册结构工程师现就职：北京三磊建筑设计有限公司原就职：中国有色工程设计研究总院,二：2010版对抗震分析规定的改进1.改进了不同阻尼比的设计反应谱,调整后使钢结构的地震作用有所减少，消能减震的最大阻尼比可取0.30，除I类场地外，在周期6s以前，不同阻尼比,基本不交叉；,2.设计特征周期的调整,对I0类场地，明确其特征周期比2001版I类减小0.05s;对于罕遇地震的特征周期，6、7度和8、9度一样，也要求增加,0.05s;,3.增加了用于6度设防的地震动参数；,4.配合大跨结构设计，增加了大跨屋盖结构和地下建筑结,构抗震设计内容，相应增加了地震作用的计算要求，补充了多向、多点输入计算地震作用的原则规定;提出竖向地震,作用可采用振型反应谱法、竖向地震为主的地震作用基本组合；,5.配合钢结构构件承载力验算方法的改进，调整了钢结构构件承载力抗震调整系数rRE的取值，强度破坏取0.75、屈曲稳定取0.80；,三:对抗震概念设计和建筑结构延性设计要求的改进,1对不规则建筑抗震概念设计的改进,（1）2010版明确，本规范3.4.3条规定，只是主要的不规则类型而不是,全部。,（2）明确将扭转位移比不规则判断的计算方法，改为“在规定水平力作,用下并考虑偶然偏心”，以避免位移按振型分解反应谱组合时，有时刚性楼盖边缘中部的位移大于角点位移的不合理现象。,注：此条是参照美国规范IBC的规定修改的；,“规定水平力”是指：一般可采用振型组合后的楼层地震剪力换算,的水平作用力，并考虑偶然偏心。,2钢筋混凝土结构抗震等级划分、内力调整和构造措施的改进（1）抗震等级的高度分界变化,（2）提高框架结构强柱弱梁、强剪弱弯内力调整和构造要求；,如：明确甲、乙类框架结构不得采用单跨；柱体积配箍率计算时，对,是否扣除箍筋重叠的部分不做要求；,（3）提高抗震墙的构造要求；,明确抗震墙厚度可按无支长度控制；小震时不宜出现小偏心受拉；,(4)明确了框架结构设置少量剪力墙的一些规定；,5补充了框架结构楼梯间的设计要求。,6.取消了内框架砖房的相关规定；修改了多层砌体房屋层数和高度限值、抗震横墙间距、底部框架抗震墙房屋的,结构布置、墙体抗剪承载力验算、构造柱布置、圈梁设置、楼屋盖预制板的连接要求、楼梯间的构造要求等规定。,7.补充了底部框架抗震墙结构的过渡层要求、上部为混,凝土小砌块墙体的相关要求、底框部分框架柱的专门要求等规定。,8.补充了7度（0.15g）和8度（0.30g）钢结构房屋最大适,用高度，修改了钢结构阻尼比取值、承载力抗震调整系数、地震作用下内力和变形分析等相关规定，增加了关于钢结构房屋抗震等级的规定，并补充了相应的抗震措施要求。,注：钢结构阻尼比按高度分别可取0.02、0.03、0.04.当设,置偏心支撑时，当支撑承担的倾覆力矩大于总倾覆力矩50%时，阻尼比可增加0.05；,9.修订了单层钢筋混凝土柱厂房可不进行抗震验算的范围、,补充完善了柱间支撑节点验算要求、单层钢结构厂房防震缝及阻尼比的相关规定。,四：隔震设计适应范围和隔震后抗震措施的调整,1.隔震设计，不限于2001版的8、9度设防区；2.隔震设计不再要求隔震前结构的基本周期小于1.0s,大底盘顶的塔楼结构也可考虑采用隔震设计；3.对高宽比不大于4的结构，大震时严格控制隔震垫的拉应力。,五：新增若干类结构的抗震设计规定,1大跨度屋盖建筑2地下空间建筑3框排架厂房建筑4钢支撑混凝土框架和钢框架混凝土筒体结构,六：新增加有专门要求的建筑进行抗震性能化设计的原则规定,1总则,1.0.1为贯彻执行国家有关建筑工程、防震减灾的法律法规并实行以预防为主的方针，使建筑经抗震设防后，减轻建筑的地震破坏，避免人员伤亡，减少经济损失，制定本规范。按本规范进行抗震设计的建筑，其基本的抗震设防目标是：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，主体结构不受损坏或不需修理可继续使用（小震不坏）；当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时，可能发生损坏，但经一般性修理仍可继续使用（中震可修）；当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏（大震不倒）。使用功能或其他方面有专门要求的建筑，当采用抗震性能化设计时，具有更具体或更高的抗震设防目标。,我国目前的现行抗震规范的抗震设计思想为，“三水准的设防,目标”和为实现这个目标而采取的“两阶段设计步骤。,第一水准，“小震不坏”即当建筑遭遇低于本地区设防烈度的多遇地震（50年超越概率为62.3%，重现期50年）烈度时，一,般不受损坏或不需修理仍可继续使用；（多遇地震、常遇地震、众值烈度、小震是同一个概念）；,第二水准，“基本地震可修”即当建筑遭遇相当于本地区设防烈度（50年超越概率为10%，重现期475年）的地震影响时，可,能损坏，经过一般修理或不需修理仍可继续使用。（设计地震、基本烈度、偶遇地震、中震是同一个概念）；,第三水准，“大震不倒”，即当建筑遭遇本地区设防烈度的罕遇地震（50年超越概率为23%（基本烈度7度3%、8度2.5%、9度2%），重现16412475年）影响时，不致倒塌或发生危机生,命的严重破坏。（罕遇地震、罕遇烈度、大震是同一个概念）；,第一阶段：按与基本烈度对应的小震（多遇地,震、众值烈度）的地震动参数，用弹性反应谱方法计算结构在弹性状态下的地震作用标准值和相应的地震作用效应，并进行截面设计。,第二阶段：按与基本烈度对应的大震（罕遇地,震、罕遇烈度）进行变形验算。,请大家注意：1.我们在设计时反倒没有验算”设计地震“下的内力和变形，而是通过计算与其对应的”小震“和”大震“的情况下的内力和变形。但是小震和大震的地震动参数取值是根据设计地震取值的。,2.对于大多数的结构，可只进行第一阶段设计，,而通过概念设计和抗震构造措施来满足第三水准的设计要求。,比如，8度设防，第一阶段验算用的是6.45度的地震动参数，第二阶段验算用的是9度的地震动参数，也就是抗规给出不同加速度值的依据。各烈度区不同重现期的抗震设防烈度及相应的地震地面运动峰值加速度见表1-3。,1.0.2抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。（强规）但注意：设计使用年限5年的临时建筑可以不考虑抗震设计。1.0.3本规范适用于抗震设防烈度为6、7、8和9度地区建筑工程的抗震设计以及隔震、消能减震设计。建筑的抗震性能化设计，可采用本规范规定的基本方法。,抗震设防烈度大于9度地区的建筑及行业有特殊要求的工业建筑，其抗震设计应按有关专门规定执行。注：本规范“6度、7度、8度、9度”即“抗震设防烈度为6度、7度、8度、9度”的简称。,1.0.4（强规）抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁,发的文件（图件）确定,1.0.5一般情况下，建筑的抗震设防烈度应采用根据中国地震,动参数区划图确定的地震基本烈度（本规范设计基本地震加,速度值所对应的烈度值）。,注意,1.甲类建筑应采取特殊的抗震措施22.乙类建筑可按本地区设防烈度提,高一度采取抗震措施，但设防烈,度9度时可适当提高；,3.丁类建筑可按本地区设防烈度降低一度采取抗震措施，但6度设防,地区不再降低,抗震措施和抗震构造措施是两个既有联系又有区别的,概念1)“抗震措施”是指除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括建筑总体布置，结构选型，地基抗液化措施，考虑概念设计要求对地震作用效应（内力及变形）的调整，以及各种构造措施。2)“抗震构造措施”只是抗震措施的一个组成部分，指根据抗震概念的设计原则，一般不需计算而对结构和非结构各部分所采取的细部构造，如构件最小尺寸、高厚比、轴压比、长细比、板件宽厚比、构造柱和圈梁的布置和配筋，钢筋锚固、最小直径、间距、钢筋搭接，混凝土保护层，最小配筋率等。“抗震措施”涵盖了“抗震构造措施”,在抗规2010版目录中，可以看到一般规定、,计算要点、抗震构造措施、设计要求等。,这里，,“一般规定”中，除“适应范围”外的内容属于抗,震措施；,“计算要点”中的地震作用效应（内力和变形）,调整的规定也属于抗震措施；,“设计要求”中的规定，可能包含有抗震措施和抗,震构造措施。需要按规范第二章术语的有关定义加以区分。,乙、丙类建筑的抗震措施和抗震构造,注：8*、9*表示需要适当提高而不是提高一度的要求,3基本规定33.11建筑抗震设防分类和设防标准3.1.1抗震设防的所有建筑应按现行国家标准建筑工程抗震设防分类标准GB502232008确定其抗震设防类别及其抗震设防标准。（特殊、重点、标准、适度)注意：1.教育建筑中，幼儿园、小学、中学的教学用房以及学生宿舍和食堂；设防类别应为“重点设防”类，即简称“乙”类22.医疗建筑的抗震设防类别应符合下列规定：（1）三级医院中承担特别重要医疗任务的门诊、医技、住院用房。设防类别应为“特殊设防类”即简称“甲”类（2）二、三级医院中的门诊、医技、住院用房、具有外科手术室或急诊科的乡镇卫生院的医疗用房，县级及以上急救中心的指挥、通讯、运输系统的重要建筑。设防类别应为“重点设防”类，即简称“乙”类,2.居住建筑类的设防类别不应低于“标准设防”类，即简称“丙”类。,3.1.2抗震设防烈度为6度时，除本规范有具体规定外，对乙、丙、丁类的建筑可不进行地震作用计算。,3.2地震影响p173.2.1建筑所在地区遭受的地震影响，应采用相应于抗震设防烈度的设计基本地震加速度和特征周期表征。3.2.2抗震设防烈度和设计基本地震加速度取值的对应关系，应符合表3.2.2的规定。设计基本地震加速度为0.15gg和0.30gg地区内的建筑，除本规范另有规定外(3.3.3条），应分别按抗震设防烈度7度和8度的要求进行抗震设计。,表3.2.2抗震设防烈度和设计基本地震加速度值的对应关系,3.3.3建筑场地为、类时，对设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区，除本规范另有规定外，宜分别按抗震设防烈度8度(0.20g)和9度(0.40g)时各抗震设防类别建筑的要求采,取抗震构造措施。,3.2.3地震影响的特征周期应根据建筑所在,地的设计地震分组和场地类别确定。本规范的设计地震共分为三组，其特征周期应按本规范第5章的有关规定采用。,注意,请切记勿将场地的卓越周期误认为是场地的,的,特征周期，造成安全隐患。场地卓越周期一般均小于场地的特征周期。设计特征周期是在抗震设计时用的地震影响系数曲线中，反映地震震级、震中距和场地类别等因素的下降段起始点对应的周期值。场地卓越周期是根据覆盖层厚度和各土层地脉动测试时域曲线及频谱分析曲线进行分析计算的周期，表示场地土的振动特性。地震时地基产生多种周期的振动,其中振动次数(振次)最多的周期即为该地基的卓越周期。地震波是由多种频率不同的波组成的当这些波从基岩传到建筑物的基础土层时,由于界面的反射作用,有的被消减,有的被放大,其中被放大得最多波的周期称为卓越周期。,结构在地震力作用下的反应与建筑物的动力,特性密切相关，建筑物的自振周期就是最主要的动力特性指标，与结构的质量和刚度有关。国外的震害经验表明，当建筑物的自振周,期与场地的卓越周相接近时，建筑物的震害最严重，这也就是共振现象的反应。,这也就是我们看到“多层建筑往往比高层建,筑地震破坏更严重的一个主要原因”。,3.2.4我国主要城镇（县级及县级以上城镇）,中心地区的抗震设防烈度、设计基本地震加速度值和所在的设计地震分组，可按本规范附录A采用。,说明我国各地相应于设防烈度的地震加速,度值、设计地震分组，将按新一代的地震区划图做协调性修改。,33.33场地和地基3.3.1选择建筑场地时，应根据工程需要和地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利、一般、不利和危险地段做出综合评价。对不利地段，应提出避开要求；当无法避开时应采取有效的措施。对危险地段，严禁建造甲、乙类的建筑，不应建造丙类的建筑。（强规）,还应特别注意：严禁在危险地段建筑住宅，必须严格执行。,3.3.2建筑场地为I类时，对甲、乙类的建筑应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施；对丙类的建筑应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施，但抗震设防烈度为6度时仍应按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。（强规）,3.3.3建筑场地为III、IV类时，对设计基本地震加速度为0.15g（7.5度）和0.30g（8.5度）的地区，除本规范另有规定外，宜分别按抗震设防烈度8度(0.20g)和9度(0.40g)时各类建筑的要求采取抗震构造措施。3.3.4地基和基础设计应符合下列要求：,1同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上。2同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基；当采用不同基础类型或基础埋深显著不同时，应根据地震时两部分地基基础的沉降差异，在基础、上部结构的相关部位采取相应措施。3地基为软弱黏性土、液化土、新近填土成严重不均匀土时，应根据地震时地基不均匀沉降和其他不利影响，采取相应的措施。,3.3.5山区建筑的场地和地基基础应符合下列要求：,1山区建筑场地勘察应有边坡稳定性评价和防治方案建议；应根据地质、地形条件和使用要求，因地制宜设置符合抗震设防要求的边坡工程。2边坡设计应符合现行国家标准建筑边坡工程技术规范GB50330的要求；其稳定性验算时，有关的摩擦角应按设防烈度的高低相应修正。3边坡附近的建筑基础应进行抗震稳定性设计。建筑基础与土质、强风化岩质边坡的边缘应留有足够的距离，其值应根据设防烈度的高低确定，并采取措施避免地震时地基基础破坏。,说明3.3.5本条系在2008年局部修订时增加的，针对山区房屋选址和地基基础设计，提出明确的抗震耍求。需注意：,1有关山区建筑距边坡边缘的距离，参照建筑地基基础设计规范GB500072002第5.4.1、第5.4.2条计算时，其边坡坡角需按地震烈度的高低修正减去地震角，滑动力矩需计入水平地震和竖向地震产生的效应。2挡土结构抗震设计稳定验算时有关摩擦角的修正，指地震主动土压力按库伦理论计算时：土的重度除以地震角的余弦，填土的内摩擦角减去地震角，土对墙背的摩擦角增加地震角。地震角的范围取1.5O10O，取决于地下水位以上和以下，以及设防烈度的高低。可参见建筑抗震鉴定标准GB500232009第4.2.9条。,3.4建筑设计和建筑结构的规则性3.4.1建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不规则的建筑方案应按规定采取加强措施；特别不规则的建筑方案应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施；不应采用严重不规则的设计方案。（强规）,注：形体指建筑平面形状和立面、竖向剖面的变化。,概念设计：概念设计是结构工程师展现个人魅力及先进设计思想的重要环节，结构工程师对特定的建筑空间应能用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并处理好结构与结构、结构与构件和构件之间的关系，确定好细部构造的做法.,概念设计是一种设计的思路，可以认为是定性的设计,概念设计不以精确的力学分析，生搬硬套的规范条文为依据，而是由工程师对工程进行概括的分析，制定设计目标，采取相应措施，概念设计的概念包括安全度的概念、力学的概念、材料的概念、荷载的概念、抗震的概念，施工的概念、使用的概念等等。概念设计要求我们融合这些概念，并贯穿到结构方案设计、结构构件布置、计算简图抽象、计算结果分析处理中。,3.4.2建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、,对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。,不规则建筑的抗震设计应符合本规范第3.4.4,条的有关规定。,3.4.3建筑方案和结构布置的平面和竖向不规则性，应按下列要求综合判断：,1混凝土结构、钢结构和钢混凝土混合结构存在表3.4.31所列的某项平面不规则类型或表3.4.32所列的某项竖向不规则类型以及类似的不规则，应属于不规则的建筑结构：表3.4.31平面不规则的主要类型,表3.4.32竖向不规则的主要类型,。,2砌体房屋、单层工业厂房、单层空旷房屋、,大跨屋盖建筑和地下建筑的平面和竖向不规则性的划分，应符合本规范有关章节的规,3当存在多项不规则或某项不规则超过规定,的参考指标较多时，应属于特别不规则的建筑。,说明本次修订，明确规定表3.4.3所列的不规则类型是主要,的而不是全部不规则，所列的指标是概念设计的参考性数值而不是严格的数值，使用时需要综合判断。,对于扭转不规则计算，需注意以下几点：,1)刚性楼盖，按国外的规定，指楼盖周边两端位移不超过平均位移2倍的情况，并不是刚度无限大；因此，计算扭转位,移比时楼盖刚度按实际情况确定而不限于刚度无限大假定；,2)给定的水平力，一般采用振型组合后的楼层地震剪力换算,的水平作用力，并考虑偶然偏心；,3)偶然偏心大小的取值，应考虑具体的平面形状和抗侧力构,件的布置，可不笼统采用该方向最大尺寸的5%。,4）对于侧向刚度的不规则，建议采用多种方法，包括楼层,标高处单位位移所需要的水平力、结构层间位移角的变化等进行综合分析，不能仅简单依靠某个方法和某个参考数值决定。,5）特别不规则建筑结构的判断，可参照建设部超限高层,建筑工程抗震设防专项审查技术要点。,目前有以下几种认定标准:1.国家规范的认定,22.北京设计细则的认定标准3.上海抗规的认定标准4.广东抗补的认定标准,1、GB500112010为3.4.2条及其条,文解释。平面凹凸不规则见附,判断扭转不规则需要注意以下几点,1.国外很多规范规定，楼盖周边两端的位移不超过平均位移2倍的情况称为“刚性楼板”，超过2倍则属于“柔性楼,盖”；因此“刚性楼盖”，并不是刚度无限大。,注：这里，楼盖周边两端的位移，是指角点抗力构建的位,移，不包括悬挑构件的板端的位移。,22.计算扭转位移比时，楼盖刚度需要按实际情况确定而不,限于刚度无限大的假定；,3.扭转位移比计算，是采用“在规定水平力”作用下，,考虑偶然偏心影响时的比值。,4.扭转不规则的判断，还可以依据层质量中心和刚度中心,的距离用偏心率的大小作为参考方法；,建筑工程抗震性态设计通则（CECS160：2004）已经中国工程建设标准化协会批准试用。通则总结了近几年来国内外的最新抗震科研成果和工程经验，提出了抗震性态设计、设计地震加速度、结构弹塑性地震反应、结构影响系数、结构弹塑性侧移、高频结构竖向地震反应、建筑抗震设计类别等诸多抗震设计新概念和新方法。,抗震性态设计是近年来地震工程的一项重要研究成果。它把以往采用的单一设防目标，改进为多级设防目标，针对各种不同使用性质和重要性的建筑加以区别对待，并根据不同的地震强度，分别规定出不同的性态水平和震害程度，从而使一个地区遭受某一强度地震袭击时，某些使用性,质或重要建筑的使用功能得到保障,在地震期间,1995年提出。,美国加州结构工程师协会（SEAOC）,受到美国、日本、欧洲、新西兰、中国等国普遍重视。十多年来，各国进行了大量的科研和实践工作。已经被多国以规范的形式确认。是我国抗震研究和实践的重要方向。,3.10建筑抗震性能设计(本节为2010版新增内容)3.10.1当建筑结构采用抗震性能设计时，应根据其抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构类型和不规则性，附属设施功能要求、投资大小、震后损失和修复难易程度等，对选定的抗震性能目标提出技术和经济可行性综合分析和论证。说明考虑当前技术和经济条件，慎重发展性能化目标设计方法，明确规定进行可行性论证，并要求经过业主认可。,性能设计仍然是以现有的抗震科学水平和经济条件为前提的，一般需要综合考虑设防烈度、结构的不规则程度和类型、结构发挥延性变形的能力、造价、震后的各种损失及修复难度等等因素。不同的抗震设防类别，其性能设计要求也有所不同。鉴于目前强烈地震下结构非线性分析方法的计算模型及参数的选用尚存在不少经验因素，缺少从强震记录、设计施工资料到实际震害的验证，对结构性能的判断难以十分准确，因此在性能目标选用中宜偏于安全一些。,确有需要在处于发震断裂避让区域建造房屋，也可以采用性能设计方法处理。,3.10.2抗震性能设计，应根据实际需要和可能，具有明确的针对性；可选定针对整个结构、结构的局部部位或关键部位、结构的关键部件、重要构件、次要构件以及建筑构件和机电设备支座的性能目标。,说明建筑的抗震性能设计，立足于承载力和变形能力的综合考虑，具有很强的针对性和灵活性。针对具体工程的需要和可能，可以对整个结构，也可以对某些部位或关键构件，灵活运用各种措施达到预期的性能目标着重提高抗震安全性或满足使用功能的专门要求。例如，可以根据楼梯间作为“抗震安全岛”的要求，提出确保大震下能具有安全避难通道的具体目标和性能要求；可以针对特别不规则、复杂建筑结构的具体情况，对抗侧力结构的水平构件和竖向构件提出相应的性能目标，提高其整体或关键部位的抗震安全性；也可针对水平转换构件，为确保大震下自身及相关构件的安全而提出大震下的性能目标；地震时需要连续工作的机电设施，其相关部位的层间位移需满足规定层间位移限值的专门要求；其他情况，可对震后的残余变形提出满足设施检修后运行的位移要求，也可提出大震后可修复运行的位移要求。建筑构件采用与结构构件柔性连接，只要可靠拉结并留有足够的间隙，如玻璃幕墙与钢框之间预留变形缝隙，震害经验表明，幕墙在结构总体安全时可以满足大震后继续使用的要求。,3.10.3建筑结构的抗震性能化设计应符合下列要求：,1.选定地震动水准。对设计使用年限50年的结构，可选用本规范的多遇地震、设防地震和罕遇地震的地震作用，其中，设防地震的加速度应按本规范表3.2.2的设计基本地震加速度采用，设防地震的地震影响系数最大值，6度、7度(0.l0g)、7度(0.15g)、8度(0.20g)、8度(0.30g)、9度可分别采用0.12、0.23、0.34、0.45、0.68和0.90。对设计使用年限超过50年的结构，宜考虑实际需要和可能，经专门研究后对地震作用作适当调整。对处于发震断裂两侧10km以内的结构，地震动参数应计人近场影响，5km以内宜乘以增大系数1.5，5km以外宜乘以不小于1.25的增大系数。,2选定性能目标，即对应于不同地震动水准的预期损坏状态或使用功能，应不低于本规范第1.0.1条对基本设防目标的规定。,3选定性能设计指标。设计应选定分别提高结构或其关键部位的抗震承载力、变形能力或同时提高抗震承载力和变形能力的具体指标，尚应计及不同水准地震作用取值的不确定性而留有余地。设计宜确定在不同地震动水准下结构不同部位的水平和竖向构件承载力的要求（含不发生脆性剪切破坏、形成塑性铰、达到屈服值或保持弹性等）；宜选择在不同地震动水准下结构不同部位的预期弹性或弹塑性变形状态，以及相应的构件延性构造的高、中或低要求。当构件的承载力明显提高时，相应的延性构造可适当降低。,说明我国的89规范提出了“小震不坏、中震可修和大震不,倒”，明确要求大震下不发生危及生命的严重破坏，即达到“生命安全”，就是属于一般情况的性能设计目标。本次修订所提出的性能设计，要比本规范的一般情况较为明确，尽可能达到可操作性。,1.鉴于地震具有很大的不确定性，性能设计需要估计各种水准的地震影响，包括按2001规范第12.2.2条考虑近场地震的影响。规范的地震水准是按50年设计基准期确定的。结构设,计使用年限是国务院建设工程质量管理条例规定的在设计时考虑施工完成后正常使用、正常维护情况下不需要大修仍可完成预定功能的保修年限，国内外的一般建筑结构取50,年。结构抗震设计的基准期是抗震规范确定地震作用取值时选用的统计时间参数，也取为50年，即地震发生的超越概率是按50年统计的，第一水准的理论重现期50年，第二水准475年，第三水准16002400年。因此，对于设计使用年限不同于50年的结构，其地震作用需要做适当调整，取值经专,门研究提出并按规定的权限批准后确定。,当缺乏当地的相关资料时，下列调整系数可供参考：设计使,用年限70年，取1.151.2；100年取1.31.4。,3.10.4结构构件在不同性能目标的抗震计算应符合下列要求：1考虑不同水准地震作用取值的不确定性，结构设计计算应,留有一定的余地。,2分析模型应正确、合理反映地震作用传递途径和楼盖在地,震中基本上能整体或分块处于弹性工作状态。,3弹性分析可采用线性方法，弹塑性分析可根据结构性能目,标预期进入弹塑性状态程度的不同，分别采用增加阻尼的等效线性化方法、静力或动力非线性分析方法。,4结构非线性分析模型可对多遇地震下的弹性分析模型有适,当的简化，但二者的线性分析结果应基本一致，应计入重力二阶效应、合理确定弹塑性参数，应依据构件的实际截面、配筋等计算实际承载力，可通过与理想弹性假定计算结果的对比分析，着重发现构件可能破坏的部位及其弹塑性变形的程度。,3.10.4建筑结构的抗震性能化设计的计算应符合下列要求,1分析模型应正确、合理地反映地震作用的传递途径和楼盖在不同地震动水准下是否整体或分块处于弹性工作状态。2弹性分析可采用线性方法，弹塑性分析可根据性能目标所预期的结构弹塑性状态，分别采用增加阻尼的等效线性化方法以及静力或动力非线性分析方法。注：结构弹塑性计算所采用的计算模型，一般可比结构在多遇地震下反应谱计算时的分析模型有所简化，但两者在弹性阶段的主要结果应基本相同。即从工程允许的误差程度看，两种模型的嵌固端、主要震动周期、振型和总地震作用应一致。若计算得到的结果有明显的异常，则计算方法或计算参数存在问题，需要仔细复核、排除。目前通常是调整阻尼比、周期折减、连梁刚度折减如：我们设计的超限工程万豪大厦：,3结构非线性分析模型相对于弹性分析模,型可有所简化，但二者在多遇地震下的线性分析结果应基本一致；应计人重力二阶效应、合理确定弹塑性参数，应依据构件的实际截面、配筋等计算承载力，可通过与理想弹性假定计算结果的对比分析，着重发现构件可能破坏的部位及其弹塑性变形程度。,3.10.5结构及其构件抗震性能化设计的参考目标和计算方法，可按本规范附录M第M.1,节的规定采用。,建筑地震破坏等级划分简表,名称,破坏描述,继续使用的可能性变形参考值,基本完好,承重构件完好；个别非承一般不需要修理即ue,(含完好）重构件轻微损坏；附属构可继续使用件有不同程度破坏,轻微损坏中等破坏严重破坏,部分倒塌,拆除,个别构件轻微裂缝（对钢不需要修理或稍加1.52ue结构构件指残余变形），修理，仍可继续使个别非承重构件明显破坏用；附属构件有不同程度破坏多数承重构件轻微裂缝（需要一般修理，采34ue或残余变形），部分明显取安全措施后可适裂缝（或残余变形）；个当使用别非承重构件严重破坏多数承重构件严重破坏或应排险大修、局部0.9up,倒塌,多数承重构件倒塌,需拆除,up,注：个别指5%以下、部分指30%、多数指50%以上,为了熟悉和掌握新抗规性能设计，记住关,键词“345”，,即“3个地震动水准、4个性能目标等级、5,个性能水准”。,3个地震动水准：小震、中震、大震4个性能目标(或4个等级)：性能14,5个性能水准：完好、基本完好、轻微损坏,、中等破坏、不严重破坏,11.从结构层面上，性能设计是比“小震不,坏、中震可修、大震不倒”更严格的抗震设计要求,2.从构件层面上，不同构件的性能水准可,不同，关键构件的性能水准宜高于其它构件,3.性能设计中依然包含概念设计的内容44.非结构构件也有性能设计的要求(例如贵,重物品、危险品的支架，对大震后仍需要正常运转的设备，玻璃幕墙等),目前工程中对于一些重要构件用的比较多的所谓“中震弹,性”设计和“中震不屈服”设计是什么意思？,所谓中震：实际上就是指在设防烈度下（50年一遇超越概率在10%时的地震加速度）；中震比小震的地震作用提高2.823.00倍。,所谓“中震弹性”设计就是在计算的基本表达式中，保留荷载(作用)分项系数和承载力抗震调整系数RE，构件按抗震等级四级设计，即各内力调整系数均取10（即强柱弱梁、强剪弱弯的调整系数均取1.0），材料强度取设计值,；,所谓“中震不屈服”设计就是在计算的基本表达式中，荷载(作用)分项系数和承载力抗震调整系数RE均取10、构,件按抗震等级四级设计，材料强度取标准,对钢筋混凝土多层框架结构和高层框架一剪力墙,结的丙类建筑、分别按多遇地震弹性设计和按“中震不屈服”和“中震弹性”性能目标进行设计，通过对结构特性和效益比较，得出如下结论：,1按中震性能目标设计时结构的楼层位移约为按小震设计时的23倍，相当于中震和小震地震作用之比2.823。,2对框架结构，当抗震设防烈度为6度、7度时，,各性能目标下的工程量相差不大，混凝土和钢筋的增加量都在10以内；但是当设防烈度为8度时,，提高性能目标后工程量增加很多，尤其是按“中震弹性”设计，混凝土量增加超过40，用钢量增加655。,3对框架一剪力墙结构：通常不对整体结构进行,性能设计，而是仅对底部加强部位的剪力墙按照性能目标进行设计。在6度区，按丙类建筑设计，,按“中震不屈服”和“中震弹性”性能目标设计时，剪力墙底部加强部位用钢量分别只增加4%和5。在7度按“中震不屈服”和“中震弹性”性,能目标设计时，剪力墙底部加强部位用钢量分别增加23和78。,如果整个结构按“中震不屈服”或“中震弹性”,设计,剪力墙截面就非常大，混凝土用量及钢筋用量都,很大，实用性和经济性均较差。所以目前还不建议对整个结构进行性态设计。,(4)抗规中，对不同设防水准下的不同结构类型所规定的抗震措施(包括构造措施)具有重要意义。在低烈度区（6、7度），单纯依靠提高抗震,性能目标进行设计，并不能达到提高结构抗震安全的目的；在高烈度(8度及以上)地震区，确定“,中震弹性”甚至大震的性能目标时也应谨慎，否则可能使设计无法实现。除非建筑的重要性要求提高抗震设防类别，一般情况下，仅限于对结构的关键部位和关键构件采用性能设计，可以使有限的资金用在最需要的地方。,这也就抗震性能设计目前为什么主要用于复杂和,超限建筑的缘故，,4场地、地基和基础,p120,作为一种补充手段，当有充分依据时，允许使用插入方法确定边界线附近（指相差15%的范围）的Tg值。下图给出了一种连续化插入方案。该图在场地覆盖层厚度dov和等效剪切波速se平面上用等步长和按线性规则改变步长的方案进,行连续化插入，相邻等值线的Tg值均相差0.Ols。,(本图用于设计地震分组一组，图中相邻Tg等值线的差值均为,O.01s),4.1.7,场内存在发震断裂时，应对断裂的工程影响进行评价,，并应符合下列要求：,1对符合下列规定之一的情况，可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响：1)抗霞设防烈度小于8度；2)非全新世活动断裂；3)抗震设防烈度为8度和9度时，隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于60m和90m。2对不符合本条1款规定的情况，应避开主断裂带：其避让距离不宜小于表4.1.7对发震断裂最小避让距离的规定。在避让距离的范围内确有需要建造分散的、低于三层的丙、丁类建筑时，应按提高一度采取抗震措施，并提高基础和上部结构的整体性，且不得跨越断层线。,4.2天然地基和基础,4.2.1下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验,算：,1砌体房屋。,2地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的下列建筑：1)一般的单层厂房和单层空旷房屋；,2)不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架房屋；3)基础荷载与2)项相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震,墙房屋。,3本规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。,注：软弱粘性土层指7度、8度和9度时，地基承载力特征,值分别小于80、100和120kPa的土层。,说明限制使用粘土砖以来，有些地区开始建造多层的混,凝土抗震墙房屋，当其基础荷载与一般民用框架相当时，也可不进行抗震承载力验算。,44.44桩基,4.4.1承受竖向荷载为主的低承台桩基，当地面下无液化,土层，且桩承台周围无淤泥、淤泥质土和地基承载力特征值不大于100kPa的填土时，下列建筑可不进行桩基抗震承,载力验算：,1,7度和8度时的下列建筑：,1)一般的单层厂房和单层空旷房屋；,2)不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架房屋；3)基础荷载与2)项相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震,墙房屋。,2本章第4.2.1条之1、3款规定且采用桩基的建筑。,说明进一步明确了本条的适用范围。限制使用粘土砖以,来，有些地区开始建造多层的混凝土抗震墙房屋，,当其基础荷载与一般民用框架相当时，也可不进行桩基的,抗震承载力验算。,5地震作用和结构抗震验算5.1一般规定,5.1.1各类建筑结构的地震作用，应符合下列规定：（强,规）,1一般情况下，应至少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。,2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。,3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；其它情况，应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。,48、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度时采用隔震设计的建筑结构，应按有关规定计,算竖向地震作用。,5.1.5建筑结构地震影响系数曲线(图5.1.5)的阻尼调整和形,状参数应符合下列要求：,图5.1.5地震影响系数曲线,一地震影响系数；max一地震影响系数最大值；1一直线下降段的下降斜率调整系数；衰减指数；Tg一特征周期；2阻尼调整系数；T结构自振周期,本规范的地震影响系数的特点是：,1同样烈度、同样场地条件的反应谱形状，随若震源机制、震级大小、震中距远近等的变化，有较大的差别，影响，因素很多。在继续保留烈度概念的基础上，用设计地震分组的特征周期Tgg予以反映。其中，、类场地的特征周期值，2001规范较89规范的取值增大了0.05s；本次修订，计算罕遇地震作用时，特征周期Tg值又增大0.05s。这些改进，适当提高了结构的抗震安全性，也比较符合近年来得到的大量地震加速度资料的统计结果。,2在T0.1s的范围内，各类场地的地震影响系数一律采用同样的斜线，使之符合T=O时（刚体）动力不放大的规律；在TTg时，设计反应谱在理论,上存在二个下降段，即速度控制段和位移控制段，在加速度反应谱中，前者衰减指数为1，后者衰减指数为2。设计反应谱是用来预估建筑结构在其,设计基准期内可能经受的地震作用，通常根据大量实际地震记录的反应谱进行统计并结合工程经验判断加以规定。为保持规范的延续性，地震影响系数在T5Tg范围内与2001规范维持一致，各曲线的衰减指数为非整数；在T5Tg的范围为倾斜下,降段，不同场地类别的最小值不同，较符合实际反应谱的统计规律。对于周期大于6s的结构，地,震影响系数仍专门研究。,3考虑到不同结构类型建筑的抗震设计需要，提供了不同阻尼比(0.020.30)地震影响系数曲线相对于标准的地震影响系数（阻尼比为0.05）的修正方法。根据实际强震记录的统计分析结果，这种修正可分二段进行：在反应谱平台段(=max)，修正幅度最大；在反应谱上升段(TTg)，修正幅度变小；在曲线两端(Os和6s)，不同阻尼比下的系数趋向接近。,本次修订，保持2001规范地震影响系数曲线的计算表达式不变，只对其参数进行调整，达到以下效果：,1阻尼比为5%的地震影响系数与2001规范相同，维持不变。,2基本解决了2001规范在长周期段，不同阻尼比地震影响系数曲线交叉、大阻尼曲线值高于小阻尼曲线值的不合理现象。、类场地的地震影响系数曲线在周期接近6s时，基本交汇在一点上，符合理论和统计规律。3降低了小阻尼(2%3.5%)的地震影响系数值，最大降低幅度达18%。对钢结构和组合结构的应用是有利的。,4略微提高了阻尼比6%10%的地震影响系数值，长周期部分最大增幅约5%。,4适当降低了大阻尼(20%30%)的地震影响系数值，在5Tg周期以内，基本不变，长周期部分最大降幅约10%，有利于消能减震技术的推广应用。对应于不同特征周期Tg的地震影响系数曲线如图9所示：,规范调整前后若干特征周期Tg的地震影响系数曲线,对比,关于抗规与安评地震动参数的合理使用问题在建筑抗震设计工作中，经常遇到规范规定与“地震安评,”结构不一致的情况，使得设计人员无所适从。,1.需要进行“地震安评”的工程,根据第四代区划图使用说明的规定，下列工程或地区的抗震设防要求,不应采用本标准,需要做专门研究:,a.抗震设防要求高于本地震动参数区划图抗震设防要求的重大工程.可能发生严重次生灾害的工程.核电站和其他有特殊要求的核设施建设工程;,b.位于地震研究程度比较差的地区和烈度区划分界线两侧各4公里范围内的建设工程;,C.位于复杂工程地质区域的大城市.大型厂矿企业.长距离生命线工程及新建开发区;不能使用烈度区划图，必须通过地震安全性评,d）进行地震安全性评价是我国抗震设防技术与国际接轨的需要，也是科技进,步的要求，随着抗震技术的发展，单一的烈度已不能满足抗震设计的需要，而进一步要求根据建设工程的具体条件，提供场地地震动参数（加速度，设计反应谱，地震动时程等），例如对于特大型桥梁，高层建筑等应考虑长周期地震波（远震）的影响。,22.如何使用抗规与安评的设计地震动参数,抗规附录A是依据中国地震动峰值加速度区划图A1和中国地震动反应谱特征周期(Tg)区划图B1确定的,地震动参数。这些参数是经过几代抗震设计规范修订和大量工程应用，证明是合理可靠的。,“安评”工作一般是针对特定的工程建设场地周边一定范,围内的地震危险性进行的估计，假定某种地震动衰减模型进行计算，得到场地基岩处的地震加速度峰值和反应谱，再利用一维或二维土层模型计算得到地表或不同深度土层处的地震动参数。原则上讲：“安评更具有针对性，更细,化。但由于地震危险性评估方法、地震动衰减规律、基岩地震动输入及土层反应模型的不确定性，加上从事“安评”人员自身专业水平的高低不一，提供的”安评“数据的,可靠性实用性大受影响。所以现阶段要求“安评”报告需要经过国家地震局审批后方可提供给设计单位。,3.抗规和“安评”所定义的地震动参数的主要,差别,1）对特定的设防烈度，抗规反应谱的最大值max与超越概率（小、中、大震）有关，而特征周期Tg与超越概率确无关，即对于小、中、大震Tg是一样的。,而“安评”的反应谱，不但max与超越概率（小、中、大震）有关，特征周期Tg与超越概率也有关，一般大震的,特征周期大于小震。,2）实际强震记录统计结果表明，加速度反应谱的长周期段（T5Tg)为位移控制段，按“安评”所提供的地震动参,数对于高层建筑结构抗震设计反而是不安全的。,44.如何正确应用抗规和“安评”地震动参数,鉴于以上理由，从工程使用和安全角度考,虑，一般工程应按照国家标准进行抗震设计。重大工程的抗震设计时，在多遇地震作用下，可分别采用规范和“安评”的地震动参数计算，取二者计算所得到的结构底部剪力较大者的楼层水平地震力进行结构抗震验算。,注：超审第十二条(二)选择预期水准,的地震作用设计参数时，中震和大震可仍按规范的设计参数采用。,地震影响系数,max=0.19，Tg=0.40s,=1.1,max=0.16，Tg=0.44s,=0.9,关于规范谱与安评谱比较工程范例0.25,安评反应谱规范反应谱小震的设计地震动参数：安评参数规范参数安评谱与规范谱对比表2,0.20.150.10.05,00,1,2,4,5,6,3周期T（S）,经以上比较分析，本工程地震作用规范谱地震作用大于安评谱地震作用，根据以上结果，本工程多遇地震计算采用规范谱进行计算。,5.1.6结构的截面抗震验算，应符合下列规定：1,6度时的建筑(不规则建筑及建造于类场地上较高的高层建筑除外)，以及生土房屋和木结构房屋等，,应允许不进行截面抗震验算，但应符合有关的抗震措施要求。,2,6度时不规则建筑、建造于类场地上较高的高层建筑，7度和7度以上的建筑结构(生土房屋和木结构房屋等除外)，应进行多遇地震作用下的截面抗,震验算。,注：采用隔震设计的建筑结构，其抗震验算应符合,有关规定。,【说明】本条对6度设防的建筑，增加了不规则建,筑应进行抗震验算的要求。,5.3.3悬臂长度小于5.1.1条5款规定的长悬臂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0.15g时，可取该结构、构件重力荷载代表值的15,注：悬臂长度小于40米时可以按上述方法计算；当悬臂长度大于40米时，就应按多向、,多点输入计算地震作用。,5.3.4钢结构的大跨空间结构的竖向地震作用，尚可按竖,向振型分解反应谱方法计算。其竖向地震影响系数可采用本章5.1.45.1.5条规定的水平地震影响系数的65%，但设计特征周期可按设计第一组采用，其阻尼比可采用0.02。,【说明】本条是新增的规定，空间结构的竖向地震作用，除了5.3.2、5.3.3条的简化方法外，还可采用竖向振型的,振型分解反应谱方法。对于竖向反应谱，各国学者有一些研究，但研究成果纳入规范的不多。现阶段，多数规范仍采用水平反应谱的65%。包括最大值和形状参数，但认为,竖向反应谱的特征周期与水平反应谱相比，尤其在远震中距时，明显小于水平反应谱，故本条规定，设计特征周期均按第一组采用。对处于发震断裂10km以内的场地，其,最大值可能接近于水平谱，特征周期小于水平谱。,6多层和高层钢筋混凝土房屋p1316.1一般规定,6.1.1本章适用的现浇钢筋混凝土房屋的结构类型和最大高度应符合表6.1.1的要求。平面,和竖向均不规则的结构适用的最大高度应适当降低。,注：本章“抗震墙”指结构抗侧力体系中的,钢筋混凝土剪力墙，不包括只承担重力荷载的混凝土墙。,表6.1.1现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度(m),【说明】本次修订的变化如下：,7度（0.15g）设防的丙类建筑，适用最大高度拟保持2001版的规定。8度(0.3g)设防的地震作用为8度(0.2g)的1.5倍，最大适用高度拟按8度和9度之间内插且偏于8度控制；对于、类场地，7度（0.15g）和8度（0.3g）设防的乙类建,筑，拟按提高半度确定。,仅有个别的墙体（不落地墙体截面面积不大于总截面面积的5%10%）需采用