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  • 2.4 地震作用和结构抗震验算

    2.4.1 地震作用计算的基本原则

    《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010
    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。

    《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010
    4.3.2 高层建筑结构应按下列原则考虑地震作用:
        1 一般情况下,应至少在结构两个主轴方向分别考虑水平地震作用计算;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;
        2 质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构,应计算双向水平地震作用下的扭转影响;其他情况,应计算单向水平地震作用下的扭转影响;
        3 高层建筑中的大跨度、长悬臂结构,7度(0.15g)、8度抗震设计时应考虑竖向地震作用;
        4 9度抗震设计时应计算竖向地震作用。

    10.5.2 7度(0.15g)和8度抗震设计时,连体结构的连接体应考虑竖向地震的影响。

    《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ 149-2006
    4.2.4 异形柱结构的地震作用计算,应符合下列规定:
        1 一般情况下,应允许在结构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;7度(0.15g)及8度(0.20g)时,尚应对与主轴成45°方向进行补充验算。
        2 在计算单向水平地震作用时应计入扭转影响;对扭转不规则的结构,水平地震作用计算应计入双向水平地震作用的扭转影响。

    2.4.2 重力荷载取值

    《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010
    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

    2.4.3 设计地震动参数的取值

    《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010
    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

    表5.1.4-2 特征周期值(s)

    《预应力混凝土结构抗震设计规程》JGJ 140-2004
    3.1.1 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3.1.1-1采用;特征周期应根据场地类别和设计地震分组表3.1.1-2采用,计算8、9度罕遇地震作用时,特征周期应增加0.05s。
        注:1 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。
            2 编制抗震设防区划的城市,应允许按批准的设计地震动参数采用相应的地震影响系数。

    表3.1.1-1 水平地震影响系数最大值

    表3.1.1-2 特征周期值(s)

    《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010
    4.3.16 计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期应考虑非承重墙体的刚度影响予以折减。

    《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ 149-2006
    4.3.6 计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期,应考虑非承重填充墙体对结构整体刚度的影响予以折减。

    2.4.4 抗震验算的范围

    《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010
    5.1.6 结构抗震验算,应符合下列规定:
        1 6度时的建筑(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。

    《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ 149-2006
    4.2.3 抗震设防烈度为6度、7度(0.10g、0.15g)及8度(0.20g)的异形柱结构应进行地震作用计算及结构抗震验算。

    《空间网格结构技术规程》JGJ 7-2010
    4.4.1 对用于屋盖的网架结构抗震验算要求为:
        1 在抗震设防烈度为8度的地区,对于周边支承的中小跨度网架结构应进行竖向抗震验算,其他网架结构均应进行竖向和水平抗震验算;
        2 在抗震设防烈度为9度的地区,对各种网架结构必须进行水平与竖向抗震验算。

    4.4.2 对于网壳结构抗震验算要求为:
        1 在抗震设防烈度为7度的地区,当网壳结构矢跨比大于等于1/5时应进行水平抗震验算,而当矢跨比小于1/5时均应进行竖向与水平抗震验算;
        2 在抗震设防烈度为8度或9度的地区,网壳结构必须进行水平与竖向抗震验算。

    2.4.5 关于地震作用下限值的规定

    《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010
    5.2.5 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:

    式中 VEki——第i层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力;
         λ——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。

    表5.2.5 楼层最小地震剪力系数值

    《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010
    4.3.12 多遇地震水平地震作用计算时,结构各楼层对应于地震作用标准值的剪力应符合下式要求:

    式中:VEki——第i层对应于水平地震作用标准值的剪力;
          λ——水平地震剪力系数,不应小于表4.3.12规定的值;对于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;
          n——结构计算总层数。

    表4.3.12 楼层最小地震剪力系数值

    2.4.6 地震作用效应组合

    《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010
    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:

    S=γGSGE+γEhSEhk+γEvSEvk+ψwγwSwk      (5.4.1)

    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;
         γG——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;
         γEh、γEv——分别为水平、竖向地震作用分项系数,应按表5.4.1采用;
         γw——风荷载分项系数,应采用1.4;
         SGE——重力荷载代表值的效应;
         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;
         ψw——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5.4.1 地震作用分项系数

    《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010
    5.6.3 地震设计状况下,当作用与作用效应按线性关系考虑时,荷载和地震作用基本组合的效应设计值应按下式确定:

    Sd=γGSGE+γEhSEhk+γEvSEvk+ψwγwSwk     (5.6.3)

    式中:Sd——荷载和地震作用组合的效应设计值;
          SGE——重力荷载代表值的效应;
          SEhk——水平地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数、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、调整系数;
          γG——重力荷载分项系数;
          γw——风荷载分项系数;
          γEh——水平地震作用分项系数;
          γEv——竖向地震作用分项系数;

    5.6.4 地震设计状况下,荷载和地震作用基本组合的分项系数应按表5.6.4采用。当重力荷载效应对结构的承载力有利时,表5.6.4中γG不应大于1.0。

    表5.6.4 有地震作用组合时荷载和作用的分项系数

    2.4.7 截面抗震验算

    《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010
    5.4.2 结构构件的截面抗震验算,应采用下列设计表达式:

    S≤R/γRE      (5.4.2)

    式中 γRE——承载力抗震调整系数,应按表5.4.2采用;
         R——结构构件承载力设计值。

    表5.4.2 承载力抗震调整系数

    表5.4.2 承载力抗震调整系数

    《预应力混凝土结构抗震设计规程》JGJ 140-2004
    3.1.5 预应力混凝土结构构件在地震作用效应和其他荷载效应的基本组合下进行截面抗震验算时,应加入预应力作用效应项。当预应力作用效应对结构不利时,预应力分项系数应取1.2;不利时应取1.0。
        承载力抗震调整系数γRE,除另有规定外,应按表3.1.5取用。

    表3.1.5 承载力抗震调整系数

    《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010
    5.4.3 当仅计算竖向地震作用时,各类结构构件的承载力抗震调整系数均应采用1.0。

    《砌体结构设计规范》GB 50003-2011
    10.1.5 考虑地震作用组合的砌体结构构件,其截面承载力应除以承载力抗震调整系数γRE,承载力抗震调整系数应按表10.1.5采用。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应采用1.0。

    表10.1.5 承载力抗震调整系数

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