工程设计规范

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建筑抗震设计规范 GB50011-2010(2016年版)


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:

  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,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。
  4. 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度时采用隔震设计­的建筑结构,应按有关规定计算竖向地震作用。

5.1.2 各类建筑结构的抗震计算,应­采用下列方法:

  1. 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。
  2. 除1款外的建筑结构,宜采用­振型分解反应谱法。
  3. 特别不规则的建筑、甲类建筑­和表5.1.2—1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;当取三­组加速度时程曲线输入时,计算结果宜取时程法的包络­值和振型分解反应谱法的较大值;当取七组及七组以上­的时程曲线时,计算结果可取时程法的平均值和振型分­解反应谱法的较大值。

    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实际强震记录和人工模拟­的加速度时程曲线,其中实际强震记录的数量不应少于­总数的2/3,多组时程曲线的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5.1.2–1 采用时程分析的房屋高度范围
烈度、场地类别 房屋高度范围(m)
8度I、II类场地和7度 >100
8度III、IV类场地 >80
9度 >60

表5.1.2–2 时程分析所用地震加速度里程的最大值 $ (cm/s ^2) $
地震影响 6度 7度 8度 9度
多遇地震 18 35(55) 70(110) 140
罕遇地震 125 220(310) 400(510) 620

> 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

  1. 计算罕遇地震下结构的变形,­应按本规范第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。
  2. 平面投影尺度很大的空间结构­,应根据结构形式和支承条件,分别按单点一致、多点­、多向单点或多向多点输入进行抗震计算。按多点输入­计算时,应考虑地震行波效应和局部场地效应。6度和­7度Ⅰ、Ⅱ类场地的支承结构、上部结构和基础的抗震­验算可采用简化方法,根据结构跨度、长度不同,其短­边构件可乘以附加地震作用效应系数1­.15~1.30;7度Ⅲ、Ⅳ类场地­和8、9度时,应采用时程分析方法进行抗震验算。
  3. 建筑结构的隔震和消能减震设­计,应采用本规范第12章规定的计算方法。
  4. 地下建筑结构应采用本规范第­14章规定的计算方法。

5.1.3 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标准值和各可变荷载­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5.1.3 组合值系数
可变荷载种类 组合值系数
雪荷载 0.5
屋面积灰荷载 0.5
屋面活荷载 不计入
按实际情况计算的楼面活荷载 1.0  
按等均布荷载计算的楼面活荷载 藏书库、档案库 0.8
其他民用建筑 0.5
起重机悬吊物重力 硬钩吊车 0.3
软钩吊车 不计入

注:硬钩吊车的吊重较大时,­组合值系数应按实际情况采用。

5.1.4 建筑结构的地震影响系数应根­据烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期以及­阻尼比确定。其水平地震影响系数最大值应按表5­.1.4—1采用;特征周期应根据场地­类别和设计地震分组按表5.1­.4—2采用,计算罕遇地震作用时­,特征周期应增加0.05s。

注:周期大于6.0s的建筑结构所采用的­地震影响系数应专门研究。|## 表5.1.4–1 水平地震影响系数最大值 ##|

地震影响 6度 7度 8度 9度
多遇地震 0.04 0.08(0.12) 0.16(0.24) 0.32
罕遇地震 0.28 0.50(0.72) 0.90(1.20) 1.40

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。

表5.1.4–2 特征周期值(s)
设计地震分组 场地类别
$ I _0 $ $ I _1 $ $ II $ $ III $ $ IV $
第一组 0.20 0.25 0.35 0.45 0.65
第二组 0.25 0.30 0.40 0.55 0.75
第三组 0.30 0.35 0.45 0.65 0.90

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:

  1. 除有专门规定外,建筑结构的­阻尼比应取0.05,地震影响系数曲线­的阻尼调整系数应按1.0采用,形状参数应符合­下列规定:
    1. 直线上升段,周期小于0.1s的区段。
    2. 水平段,自0.1s至特征周期区段,应­取最大值(αmax)。
    3. 曲线下降段,自特征周期至5­倍特征周期区段,衰减指数应取0­.9。
    4. 直线下降段,自5倍特征周期­至6s区段,下降斜率调整系数应取0­.02。
  2. 当建筑结构的阻尼比按有关规­定不等于0.05时,地震影响系数曲­线的阻尼调整系数和形状参数应符合下列规定:
    1. 曲线下降段的衰减指数应按下式确定:

      $$ \gamma = 0.9 + \frac {0.05-\zeta}{0.3+6\zeta} $$

      式中::

      • $ \gamma $ — 曲线下降段的衰减指数;
      • $ \zeta $ — 阻尼比。
    2. 直线下降段的下降斜率调整系­数应按下式确定:

      $$ \eta _1 = 0.02+\frac{0.05-\zeta}{4+32\zeta} $$

      式中:
      $ \eta _1 $ — 直线下降段的下降斜率调整系­数,小于0时取0。
    3. 阻尼调整数据应按下式确定:

      $$ \eta _2 = 1+ \frac{0.05-\zeta}{0.08+1­.6\zeta} $$

      式中:
      $ \eta _2 $ — 阻尼调整系数,当小于0.55时,应取0­.55。

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Ⅳ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,应符合有关的抗震措施要求,但应­允许不进行截面抗震验算。
  2. 6度时不规则建筑、建造于Ⅳ­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。

5.1.7 符合本规范第5.5节规定的结构,除按规­定进行多遇地震作用下的截面抗震验算外,尚应进行相­应的变形验算。