GB50011-2010(2016年版)建筑抗震设计规范

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标准编号:GB50011-2010
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GB50011-2010(2016年版)建筑抗震设计规范

分档,即以β0.40分档。

表7水平向减震系数与隔震后结构水平地震作用所对应烈度的分档

本次修订对2001规范的规定JT/T 1071-2016 港口岸基供电变频变压电源装置技术要求,还有下列变化: 1计算水平减震系数的隔震支座参数,橡胶支座的水平剪 切应变由50%改为100%,大致接近设防地震的变形状态,支座 的等效刚度比2001规范减少,计算的隔震的效果更明显。 2多层隔震结构的水平地震作用沿高度矩形分布改为按重 力荷载代表值分布。还补充了高层隔震建筑确定水平向减震系数 的方法。 3对8度设防考虑竖向地震的要求有所加严,由“宜”改 为“应”。 12.2.7隔震后上部结构的抗震措施可以适当降低,一般的橡胶 支座以水平向减震系数0.40为界划分,并明确降低的要求不得 超过一度,对于不同的设防烈度如表8所示,

向减震系数与隔震后上部结构抗震措施月

需注意,本规范的抗震措施,一般没有8度(0.30g)和7 度(0.15g)的具体规定。因此,当β>0.40时抗震措施不降低: 对于7度(0.15g)设防时,即使β<0.40,隔震后的抗震措施 基本上不降低。 砌体结构隔震后的抗震措施,在附录L中有较为具体的规 定。对混凝土结构的具体要求,可直接按降低后的烈度确定,本 次修订不再给出具体要求。 考虑到隔震层对竖向地震作用没有隔振效果,隔震层以上结 构的抗震构造措施应保留与竖向抗力有关的要求。本次修订,与 抵抗竖向地震有关的措施用条注的方式予以明确

需注意,本规范的抗震措施,一般没有8度(0.30g)和7 度(0.15g)的具体规定。因此,当β>0.40时抗震措施不降低, 对于7度(0.15g)设防时,即使β<0.40,隔震后的抗震措施 基本上不降低。 砌体结构隔震后的抗震措施,在附录L中有较为具体的规 定。对混凝土结构的具体要求,可直接按降低后的烈度确定,本 次修订不再给出具体要求。 考虑到隔震层对竖向地震作用没有隔振效果,隔震层以上结 构的抗震构造措施应保留与竖向抗力有关的要求。本次修订,与 抵抗竖向地震有关的措施用条注的方式予以明确。 12.2.8本次修订,删去2001规范关于墙体下隔震支座的间距 不宜大于2m的规定,使大直径的隔震支座布置更为合理。 为了保证隔震层能够整体协调工作,隔震层顶部应设置 平面内刚度足够大的梁板体系。当采用装配整体式钢筋混凝 土楼盖时,为使纵横梁体系能传递竖向荷载并协调横向剪力 在每个隔震支座的分配,支座上方的纵横梁体系应为现浇。 为增大隔震层顶部梁板的平面内刚度,需加大梁的截面尺寸 和配筋。 隔震支座附近的梁、柱受力状态复杂,地震时还会受到冲 切,应加密箍筋,必要时配置网状钢筋。 上部结构的底部剪力通过隔震支座传给基础结构。因此,上 部结构与隔震支座的连接件、隔震支座与基础的连接件应具有传 递上部结构最大底部剪力的能力。 12.2.9对隔震层以下的结构部分,主要设计要求是:保证隔震 设计能在罕遇地震下发挥隔震效果。因此,需进行与设防地震、 牟遇地震有关的验算,并适当提高抗液化措施。 本次修订,增加了隔震层位于下部或大底盘顶部时对隔震层 以下结构的规定,进一步明确了按隔震后而不是隔震前的受力和 恋形状太进行抗雪承裁力和恋形验简的要

12.2.8本次修订,删去2001规范关于墙体下隔震支座的间距

12.2.9对隔震层以下的结构部分,主要设计要求是:保证隔富

12.2.9对隔震层以下的结构部分,主要设计要求是:保证隔复

本次修订,增加了隔震层位于下部或大底盘顶部时对隔震月 以下结构的规定,进一步明确了按隔震后而不是隔震前的受力和 变形状态进行抗震承载力和变形验算的要求

12.3房屋消能减震设计要点

12.3.2消能部件的布置需经分析确定。设置在结构的两个主车

方向,可使两方向均有附加阻尼和刚度;设置于结构变形较大的 部位,可更好发挥消耗地震能量的作用。 本次修订,将2001规范规定框架结构的层间弹塑性位移角 不应大于1/80改为符合预期的变形控制要求,宜比不设置消能 器的结构适当减小,设计上较为合理,仍体现消能减震提高结构 抗震能力的优势

12.3.3消能减震设计计算的基本内容是:预估结构的位移,并

与未采用消能减震结构的位移相比,求出所需的附加阻尼,选择 消能部件的数量、布置和所能提供的阻尼大小,设计相应的消能 部件,然后对消能减震体系进行整体分析,确认其是否满足位移

时,需要通过强行解耦,然后计算消能减震结构的自振周期、振 型和阻尼比。此时,消能部件附加给结构的阻尼,参照ATC 33,用消能部件本身在地震下变形所吸收的能量与设置消能器后 结构总地震变形能的比值来表征。 消能减震结构的总刚度取为结构刚度和消能部件刚度之和, 消能减震结构的阻尼比按下列公式近似估算:

S, = Ss 十 Scj T; ΦTC.Φ 4元M

式中:Si、Ssj、Sej 分别为消能减震结构的i振型阻尼比、原 结构的i振型阻尼比和消能器附加的i振 型阻尼比; Ti、Φ;、M; 消能减震结构第自振周期、振型和广义 质量; C。一消能器产生的结构附加阻尼矩阵。 国内外的一些研究表明,当消能部件较均匀分布且阻尼比不 大于0.20时,强行解耦与精确解的误差,大多数可控制在5% 以内。 12.3.5本次修订,增加了对黏弹性材料总厚度以及极限位移 极限速度的规定。

12.3.6本次修订,根据实际工程经验,细化了2001版

由10%降低为15%。

由10%降低为15%。 12.3.7本次修订,进一步明确消能器与主结构连接部件应在弹 生范围内工作。 12.3.8本条是新增的。当消能减震的地震影响系数不到非消能 减震的50%时,可降低一度。

由10%降低为15%。 12.3.7本次修订,进一步明确消能器与主结构连接部件应在弹 性范围内工作。 12.3.8本条是新增的。当消能减震的地震影响系数不到非消能 减震的50%时,可降低一度。

附录L隔震设计简化计算和

1对于剪切型结构,可根据基本周期和规范的地震影响系 数曲线估计其隔震和不隔震的水平地震作用。此时,分别考虑结 沟基本周期不大于特征周期和大于特征周期两种情况,在每一种 请况中文以5倍特征周期为界加以区分。 1)不隔震结构的基本周期不大于特征周期T。的情况: 设隔震结构的地震影响系数为α,不隔震结构的地震影响系 数为α,则对隔震结构,整个体系的基本周期为T1,当不大于 5T。时地震影响系数

α = n2(Tg/T)'αmax

由于不隔震结构的基本周期小于或等于特征周期,其地震影 响系数

式中:αmax 阻尼比0.05的不隔震结构的水平地震影响系数最 大值; 72、 分别为与阻尼比有关的最大值调整系数和曲线下 降段衰减指数,见本规范第5.1节条文说明。 按照减震系数的定义,若水平向减震系数为β,则隔震后结 构的总水平地震作用为不隔震结构总水平地震作用的β倍,即

αβα β≥n2(Tg/T1)

根据2001规范试设计的结果,简化法的减震系数小于时程法, 采用1.2的系数可接近时程法,故规定:

β= 1. 2m2(Tg/Ti)

当隔震后结构基本周期T1>5Tg时,地震影响系数为倾斜

下降段且要求不小于0.2αmax,确定水平向减震系数需专门研究 往往不易实现。例如要使水平向减震系数为0.25,需有:

对Ⅱ类场地T.一0.35s,阻尼比0.05,相应的T1为4.7s 但此时α=0.175αmax,不满足α≥0.2αmax的要求。 2)结构基本周期大于特征周期的情况: 不隔震结构的基本周期T。大于特征周期Tg时,地震影响 系数为

=(T./T,)0.9αmax

为使隔震结构的水平向减震系数达到β,同样考虑1.2的调 整系数,需有

β= 1. 2n2(Tg/T)(To/Tg)0.9

当隔震后结构基本周期T1>5Tg时,也需专门研究。 注意,若在T。

图27隔震层扭转计算简图

=u+utisina+(uticosa)

u?+2uuti sinai +ut

ui=nuc n; =l+(uti/u)sina

另一方面,在水平地震下支座的附加位移可根据楼层的扭转角 与支座至隔震层刚度中心的距离得到

kh Z kjr; f Lc kh n;=1+ r;esina 2:

如果将隔震层平移刚度和扭转刚度用隔震层平面的儿何尺寸表 述,并设隔震层平面为矩形且隔震支座均匀布置,可得

kh oc ab Zk;r c ab(a² +b2) /12 n:= 1+12es;/(a²+62)

对于同时考虑双向水平地震作用的扭转影响的情况,由于隔 震层在两个水平方向的刚度和阻尼特性相同,若两方向隔震层顶 部的水平力近似认为相等,均取为FEk,可有地震扭矩

同时作用的地震扭矩取下列二者的

Mtx = Fekey, Mty=Fekex

M=/M+(0.85Mty)2和Mt=/M+(0.85Mtx)²

e=Ve十(0.85e)2和e=Ve十(0.85ex)

考虑到施工的误差,地震剪力的偏心距e宜计入偶然偏心距的影 向,与本规范第5.2节的规定相同,隔震层也采用限制扭转影响 系数最小值的方法处理。由于隔震结构设计有助于减轻结构扭转 反应,建议偶然偏心距可根据隔震层的情况取值,不一定取垂直

于地震作用方向边长的5%。 3对于砌体结构,其竖向抗震验算可简化为墙体抗震承载 力验算时在墙体的平均正应力。。计入竖向地震应力的不利影响。 4考虑到隔震层对竖向地震作用没有隔震效果,上部砌体 结构的构造应保留与竖向抗力有关的要求。对砌体结构的局部尺 寸、圈梁配筋和构造柱、芯柱的最大间距作了原则规定。

13.1.1非结构的抗震设计所涉及的设计领域较多,本章主要涉 及与主体结构设计有关的内容,即非结构构件与主体结构的连接 件及其锚固的设计。 非结构构件(如墙板、幕墙、广告牌、机电设备等)自身的 抗震,系以其不受损坏为前提的,本章不直接涉及这方面的 内容。 本章所列的建筑附属设备,不包括工业建筑中的生产设备和 相关设施。 13.1.2非结构构件的抗震设防目标列于本规范第3.7节。与主 本结构三水准设防目标相协调,容许建筑非结构构件的损坏程度 略大于主体结构,但不得危及生命。 建筑非结构构件和建筑附属机电设备支架的抗震设防分类 各国的抗震规范、标准有不同的规定,本规范大致分为高、中、 低三个层次: 高要求时,外观可能损坏而不影响使用功能和防火能力,安 全玻璃可能裂缝,可经受相连结构构件出现1.4倍以上设计挠度 的变形,即功能系数取>1.4; 中等要求时,使用功能基本正常或可很快恢复,耐火时间减 少1/4,强化玻璃破碎,其他玻璃无下落,可经受相连结构构件 出现设计挠度的变形,功能系数取1.0; 一般要求,多数构件基本处于原位,但系统可能损坏,需修 理才能恢复功能,耐火时间明显降低,容许玻璃破碎下落,只能 经受相连结构构件出现0.6倍设计挠度的变形,功能系数 取 0. 6。

13.1.1非结构的抗震设计所涉及的设计领域较多,本章主要涉 及与主体结构设计有关的内容,即非结构构件与主体结构的连接 件及其锚固的设计。 非结构构件(如墙板、幕墙、广告牌、机电设备等)自身的 抗震,系以其不受损坏为前提的,本章不直接涉及这方面的 内容。 本章所列的建筑附属设备,不包括工业建筑中的生产设备和 相关设施。

世界各国的抗震规范、规定中,要求对非结构的地震作用进 行计算的有60%,而仅有28%对非结构的构造作出规定。考虑 到我国设计人员的习惯,首先要求采取抗震措施,对于抗震计算 的范围由相关标准规定,一般情况下,除了本规范第5章有明确 规定的非结构构件,如出屋面女儿墙、长悬臂构件(雨等) 外,尽量减少非结构构件地震作用计算和构件抗震验算的范围 例如,需要进行抗震验算的非结构构件大致如下: 17~9度时,基本上为脆性材料制作的幕墙及各类幕墙的 连接; 28、9度时,悬挂重物的支座及其莲接、出屋面广告牌和 类似构件的锚固; 3附着于高层建筑的重型商标、标志、信号等的支架; 48、9度时,乙类建筑的文物陈列柜的支座及其连接 57~9度时,电梯提升设备的锚固件、高层建筑的电梯构 件及其锚固; 67~9度时,建筑附属设备自重超过1.8kN或其体系自 振周期大于0.1s的设备支架、基座及其锚固。 13.1.3很多情况下,同一部位有多个非结构构件,如出入口通 道可包括非承重墙体、悬吊顶棚、应急照明和出人信号四个非结 构构件;电气转换开关可能安装在非承重隔墙上等。当抗震设防 要求不同的非结构构件连接在一起时,要求低的构件也需按较高 的要求设计,以确保较高设防要求的构件能满足规定。

13.2.1本条明确了结构专业所需考虑的非结构构件的影响,包 括活如何在结构设计中计入相关的重力、刚度、承载力和必要的相 互作用。结构构件设计时仅计入支承非结构部位的集中作用并验 算连接件的锚固。

13.2.2非结构构件的地震作用,除了自身质量产生的惯性力

13.2.2非结构构件的地震作用,除了自身质量产生的惯性

等效侧力法在第一代楼面谱(以建筑的楼面运动作为地震输 人,将非结构构件作为单自由度系统,将其最大反应的均值作为 楼面谱,不考虑非结构构件对楼层的反作用)基础上做了简化 各国抗震规范的非结构构件的等效侧力法,一般由设计加速度,

功能(或重要)系数、构件类别系数、位置系数、动力放大系数 和构件重力六个因素所决定。 设计加速度一般取相当于设防烈度的地面运动加速度;与本 规范各章协调,这里仍取多遇地震对应的加速度。 部分非结构构件的功能系数和类别系数参见本规范附录M 第M.2节。 位置系数,一般沿高度为线性分布,顶点的取值,UBC97 为4.0,欧洲规范为2.0,日本取3.3。根据强震观测记录的分 析,对多层和一般的高层建筑,顶部的加速度约为底层的二倍 当结构有明显的扭转效应或高宽比较天时,房屋顶部和底部的加 速度比例大于2.0。因此,凡采用时程分析法补充计算的建筑结 构,此比值应依据时程分析法相应调整。 状态系数,取决于非结构体系的自振周期,UBC97在不同 场地条件下,以周期1s时的动力放大系数为基础再乘以2.5和 1.0两档,欧洲规范要求计算非结构体系的自振周期Ta,取值 为3/L1十(1一T/T)2」,日本取1.0、1.5和2.0三档。本规范 不要求计算体系的周期,简化为两种极端情况,1.0适用于非结 构的体系自振周期不大于0.06s等体系刚度较大的情况,其余按 T。接近于T1的情况取值。当计算非结构体系的自振周期时,则 可按2/L1十(1Ta/Ti)2」采用。 由此得到的地震作用系数(取位置、状态和构件类别三个系 数的乘积)的取值范围,与主体结构体系相比,UBC97按场地不 司为(0.7~4.0)倍若以硬土条件下结构周期1.0s为1.0,则为 (0.5~5.6)倍1,欧洲规范为0.75~6.0倍若以硬土条件下结构 周期1.0s为1.0,则为(1.2~10)倍」。我国一般为(0.6~4.8) 倍若以T。=0.4s、结构周期1.0s为1.0,则为(1.3~11)倍」。 13.2.4非结构构件支座间相对位移的取值,凡需验算层间位移 者,除有关标准的规定外,一般按本规范规定的位移限值采用。 对建筑非结构构件,其变形能力相差较大。砌体材料构成的 非结构构件,由王变形能力较差而限制在要求高的场所使用,国

对建筑非结构构件,其变形能力相差较大。砌体材料构成的 非结构构件,由于变形能力较差而限制在要求高的场所使用,国

外的规范也只有构造要求而不要求进行抗震计算;金属幕墙和高 级装修材料具有较大的变形能力,国外通常由生产厂家按主体结 构设计的变形要求提供相应的材料,而不是由材料决定结构的变 形要求;对玻璃幕墙,《建筑幕墙》标准中已规定其平面内变形 分为五个等级,最大1/100,最小1/400。 对设备支架,支座间相对位移的取值与使用要求有直接联 系。例如,要求在设防烈度地震下保持使用功能(如管道不破碎 等),取设防烈度下的变形,即功能系数可取2~3,相应的变形 限值取多遇地震的(3~4)倍;要求在罕遇地震下不造成次生灾 害,则取罕遇地震下的变形限值。 13.2.5本条规定非结构构件地震作用效应组合和承载力验算的

3.2.5本条规定非结构构件地震作用效组合和承载力验算的

13.3建筑非结构构件的基本抗震措施

89规范各章中有关建筑非结构构件的构造要求如下: 1砌体房屋中,后砌隔墙、楼梯间砖砌栏板的规定; 2多层钢筋混凝土房屋中,围护墙和隔墙材料、砖填充墙 布置和连接的规定; 3单层钢筋混凝土柱厂房中,大窗端壁板、围护墙、高低 跨封墙和纵横跨悬墙的材料和布置的规定,砌体隔墙和围护墙、 墙梁、大型墙板等与排架柱、抗风柱的连接构造要求; 4单层砖柱厂房中,隔墙的选型和连接构造规定: 5单层钢结构厂房中,围护墙选型和连接要求 2001规范将上述规定加以合并整理,形成建筑非结构构件 材料、选型、布置和锚固的基本抗震要求。还补充了吊车走道 板、天沟板、端屋架与山墙间的填充小屋面板,天窗端壁板和天 窗侧板下的填充砌体等非结构件与支承结构可靠连接的规定。 玻璃幕墙已有专门的规程,预制墙板、顶棚及女儿墙、雨篷 等附属构件的规定,也由专门的非结构抗震设计规程加以规定。 本次修订的主要内容如下:

查表明,轻型墙板的抗震效果很好。大型墙板围护厂房的抗震 能明显优于砌体围护墙厂房。大型墙板与厂房柱刚性连接,对 房的抗震不利,并对厂房的纵向温度变形、厂房柱不均匀沉降 及各种振动也都不利。因此,大型墙板与厂房柱间应优先采用 性连接。 嵌砌砌体墙对厂房的纵向抗震不利,故一般不应采用。 13.4建筑附属机电设备支架的基本抗震措施 本规范仅规定对附属机电设备支架的基本要求。并参照美 UBC规范的规定,给出了可不作抗震设防要求的一些小型设 和小直径的管道。 建筑附属机电设备的种类繁多,参照美国UBC97规范, 求自重超过1.8kN(400磅)或自振周期大于0.1s时,要进 抗震计算。计算自振周期时,一般采用单质点模型。对于支承 件复杂的机电设备,其计算模型应符合相关设备标准的要求

本规范仅规定对附属机电设备支架的基本要求。并参照美国 规范的规定,给出了可不作抗震设防要求的一些小型设备 直径的管道。 建筑附属机电设备的种类繁多,参照美国UBC97规范,要 重超过1.8kN(400磅)或自振周期大于0.1s时,要进行 十算。计算自振周期时,一般采用单质点模型。对于支承条 杂的机电设备,其计算模型应符合相关设备标准的要求。

M.1结构构件抗震性能设计方法

M.1结构构件抗震性能设计方法

M.1.1本条依据震害,尽可能将结构构件在地震中的破坏程 度,用构件的承载力和变形的状态做适当的定量描述,以作为性 能设计的参考指标。 关于中等破坏时构件变形的参考值,大致取规范弹性限值和 弹塑性限值的平均值;构件接近极限承载力时,其变形比中等破 坏小些;轻微损坏,构件处于开裂状态,天致取中等破坏的一 半。不严重破坏,大致取规范不倒塌的弹塑性变形限值的90%。 不同性能要求的位移及其延性要求,参见图28。从中可见, 对于非隔震、减震结构,性能1,在罕遇地震时层间位移可按线 性弹性计算,约为L△ue」,震后基本不存在残余变形;性能2, 震时位移小于2L△ue1,震后残余变形小于0.5L△ue」;性能3, 考虑阻尼有所增加,震时位移约为(4~5)L△ue」,按退化刚度估 计震后残余变形约△ue;性能4,考虑等效阻尼加天和刚度退 化,震时位移约为(7~8)△ue」,震后残余变形约2△ue」。

从抗震能力的等能量原理,当承载力提高一倍时,延性要求 减少一半,故构造所对应的抗震等级大致可按降低一度的规定采

用。延性的细部构造,对混凝土构件主要指箍筋、边缘构件和辑 压比等构造,不包括影响正截面承载力的纵向受力钢筋的构造要 求;对钢结构构件主要指长细比、板件宽厚比、加劲肋等构造。

M.1.3本条给出竖向构件弹塑性变形验算的注意事项

对于不同的破环状态,弹塑性分析的地震作用和变形计算的 方法也不同,需分别处理。 地震作用下构件弹塑性变形计算时,必须依据其实际的承载 力一一取材料强度标准值、实际截面尺寸(含钢筋截面)、轴向 力等计算,考虑地震强度的不确定性,构件材料动静强度的差异 等等因素的影响,从工程的角度,构件弹塑性参数可仍按杆件模 型适当简化,参照IBC的规定,建议混凝土构件的初始刚度取 短期或长期刚度,至少按0.85E.I简化计算。 结构的竖向构件在不同破坏状态下层间位移角的参考控制目 标,若依据试验结果并扣除整体转动影响,墙体的控制值要远小 于框架柱。从工程应用的角度,参照常规设计时各楼层最大层间 位移角的限值,若干结构类型按本条正文规定得到的变形最大的 楼层中竖向构件最大位移角限值,如表9所示

表9结构竖向构件对应于不同破坏状态的最大层间位移角参考控制且标

M.3建筑构件和建筑附属设备抗震计算的楼面谱方法

非结构抗震设计的楼面谱,即从其体的结构及非结构所在的

楼层在地震下的运动(如实际加速度记录或模拟加速度时程)得 到具体的加速度谱,体现非结构动力特性对所处环境(场地条 件、结构特性、非结构位置等)地震反应的再次放大效果。对不 司的结构或同一结构的不同楼层,其楼面谱均不相同,在与结构 体系主要振动周期相近的若干周期段,均有明显的放大效果。下 面给出北京长富宫的楼面谱,可以看到上述特点。 北京长富宫为地上25层的钢结构,前六个自振周期为 3.45s、1.15s、0.66s、0.48s、0.46s、0.35s。采用随机振动法 计算的顶层楼面反应谱如图29所示,说明非结构的支承条件不 同时,与主体结构的某个振型发生共振的机会是较多的

图29长富宫顶层的楼面反应谱

式地下建筑则在附近房屋倒塌后仍常有继续服役的必要,其使用 功能的重要性常高于高层建筑地下室; ②地下结构一般不宜带缝工作,尤其是在地下水位较高的 场合,其整体性要求高于地面建筑: ③地下空间通常是不可再生的资源,损坏后一般不能推倒 重来,需原地修复,而难度较大。 本条的具体规定主要针对乙类、丙类设防的地下建筑,其他 设防类别,除有具体规定外,可按本规范相关规定提高或降低。 14.1.5岩石地下建筑的口部结构往往是抗震能力薄弱的部位 洞口的地形、地质条件则对口部结构的抗震稳定性有直接的影

14.1.5岩石地下建筑的口部结构往往是抗震能力薄弱

同口的地形、地质条件则对口部结构的抗震稳定性有直接的影 响,故应特别注意洞口位置和口部结构类型的选择的合理性

14.2.1本条根据当前的工程经验,确定抗震设计中可不进行

算分析的地下建筑的范围。 设防烈度为7度时I、Ⅱ类场地中的丙类建筑可不计算,主 要是参考唐山地震中天津市人防工程震害调查的资料。 设防烈度为8度(0.20g)1、1类场地中层数不多于2层 本型简单、跨度不大、构件连结整体性好的内类建筑,其结构刚 度相对较大,抗震能力相对较强,具有设计经验时也可不进行地 震作用计算。

1地下建筑结构抗震计算模型的最大特点是,除了结构自 身受力、传力途径的模拟外,还需要正确模拟周围土层的影响。 长条形地下结构按横截面的平面应变问题进行抗震计算的方 法,一般适用于离端部或接头的距离达1.5倍结构跨度以上的地 下建筑结构。端部和接头部位等的结构受力变形情况较复杂,进 行抗震计算时原则上应按空间结构模型进行分析。 结构形式、土层和荷载分布的规则性对结构的地震反应都有 影响,差异较大时地下结构的地震反应也将有明显的空间效应。

此时,即使是外形相仿的长条形结构,也宜按空间结构模型进行 抗震计算和分析。 2对地下建筑结构,反应位移法、等效水平地震加速度法 或等效侧力法,作为简便方法,仅适用于平面应变问题的地震反 应分析;其余情况,需要采用具有普遍适用性的时程分析法。 3反应位移法。采用反应位移法计算时,将土层动力反应 立移的最大值作为强制位移施加于结构上,然后按静力原理计算 内力。土层动力反应位移的最大值可通过输入地震波的动力有限 元计算确定。 以长条形地下结构为例,其横截面的等效侧向荷载为由两侧 土层变形形成的侧向力力(之)、结构自重产生的惯性力及结构与周 围土层间的剪切力t三者的总和(图30)。地下结构本身的惯性 力,可取结构的质量乘以最大加速度,并施加在结构重心上

b()和可按下列公式计算:

图30反应位移法的等效荷载

() =[u()()

的地层的剪切刚度,其值约为初始值的70%~80%;H为顶板 以上土层的厚度,S为基底上的速度反应谱,可由地面加速度 应谱得到;Ts为板以上土层的固有周期;力(之)为土层变形 杉成的侧向力,u(之)为距地表深度之处的地震土层变形;b为 地下结构底面距地表面的深度;h为地震时单位面积的水平向 土层弹簧系数,可采用不包含地下结构的土层有限元网格,在地 下结构处施加单位水平力然后求出对应的水平变形得到。 4等效水平地震加速度法。此法将地下结构的地震反应简 化为沿垂直向线性分布的等效水平地震加速度的作用效应,计算 采用的数值方法常为有限元法;等效侧力法将地下结构的地震反 应简化为作用在节点上的等效水平地震惯性力的作用效应,从而 可采用结构力学方法计算结构的动内力。两种方法都较简单,尤 其是等效侧力法。但二者需分别得出等效水平地震加速度荷载系 数和等效侧力系数等的取值,普遍适用性较差。 5时程分析法。根据软土地区的研究成果,平面应变问题 时程分析法网格划分时,侧向边界宜取至离相邻结构边墙至少3 音结构宽度处,底部边界取至基岩表面,或经时程分析试算结果 趋于稳定的深度处,上部边界取至地表。计算的边界条件,侧向 边界可采用自由场边界,底部边界离结构底面较远时可取为可输 人地震加速度时程的固定边界,地表为自由变形边界。 采用空间结构模型计算时,在横截面上的计算范围和边界条 牛可与平面应变问题的计算相同,纵向边界可取为离结构端部距 离为2倍结构横断面面积当量宽度处的横剖面,边界条件均宜为 自由场边界。

14.2.3本条规定地下结构抗震计算的主要设计参数:

1地下结构的地震作用方向与地面建筑的区别。首先是对 于长条形地下结构,作用方向与其纵轴方向斜交的水平地震作 用,可分解为横断面上和沿纵轴方向作用的水平地震作用,二者 强度均将降低,一般不可能单独起控制作用。因而对其按平面应 变问题分析时,一般可仅考虑沿结构横向的水平地震作用;对地

下空间综合体等体型复杂的地下建筑结构,宜同时计算结构横向 和纵向的水平地震作用。其次是对竖向地震作用的要求,体型复 杂的地下空间结构或地基地质条件复杂的长条形地下结构,都易 产生不均匀沉降并导致结构裂损,因而即使设防烈度为7度,必 要时也需考虑竖向地震作用效应的综合作用。 2地面以下地震作用的大小。地面下设计基本地震加速度 直随深度逐渐减小是公认的,但取值各国有不同的规定;一般在 基岩面取地表的1/2,基岩至地表按深度线性内插。我国《水工 建筑物抗震设计规范》DL5073第9.1.2条规定地表为基岩面 时,基岩面下50m及其以下部位的设计地震加速度代表值可取 为地表规定值的1/2,不足50m处可按深度由线性插值确定。对 于进行地震安全性评价的场地,则可根据具体情况按一维或多维 的模型进行分析后确定其减小的规律。 3地下结构的重力荷载代表值。地下建筑结构静力设计时, 水、土压力是主要荷载,故在确定地下建筑结构的重力荷载的代 表值时,应包含水、土压力的标准值。 4土层的计算参数。软土的动力特性采用Davidenkov模型 表述时,动剪变模量G、阻尼比入与动剪应变d之间满足关 系式:

(d/)2B G Gmax +(a/%)2B A G.B Amay

式中,Gmax为最大动剪变模量T/CBDA 24-2018 轨道交通车站装饰装修工程BIM实施标准,为参考应变,入max为最大阻尼 比,A、B、β为拟合参数。 以上参数可由土的动力特性试验确定,缺乏资料时也可按下 列经验公式估算。

Gmax =pcs Λmax =α2—α3(,) ,=h

式中,β为质量密度,Cs为剪切波速,为有效上覆压力,为 第i层土的有效重度,h:为第i层土的厚度,α2、α3为经验常 数,可由当地试验数据拟合分析确定。 14.2.4地下建筑不同于地面建筑的抗震验算内容如下: 1一般应进行多遇地震下承载力和变形的验算。 2考虑地下建筑修复的难度较大,将罕遇地震作用下混凝 土结构弹塑性层间位移角的限值取为1%。三1/250。由于多遇 地震作用下按结构弹性状态计算得到的结果可能不满足罕遇地震 作用下的弹塑性变形要求,建议进行设防地震下构件承载力和结 构变形验算,使其在设防地震下可安全使用,在罕遇地震下能满 足抗震变形验算的要求。 3在有可能液化的地基中建造地下建筑结构时,应注意 检验其抗浮稳定性,并在必要时采取措施加固地基,以防地震 时结构周围的场地液化。鉴于经采取措施加固后地基的动力特 性将有变化,本条要求根据实测标准贯入锤击数与临界锤击数 的比值确定液化折减系数,并进而计算地下连续墙和抗拨桩等 的摩阻力。

14.3.1地下钢筋混凝土框架结构构件的尺寸常大于同类地面结 构的构件,但因使用功能不同的框架结构要求不一致,因而本条 仅提构件最小尺寸应至少符合同类地面建筑结构构件的规定,而 未对其规定具体尺寸。 地下钢筋混凝土结构按抗震等级提出的构造要求,第3款为 根据“强柱弱梁”的设计概念适当加强框架柱的措施。 此次局部修订进行文字调整,以明确最小总配筋率取值 规定。

受力和方便施工的需要。为加快施工进度,减少基坑暴露时间 地下建筑结构的底板、顶板和楼板常采用无梁肋结构,由此使底

板、顶板和楼板等的受力体系不再是板梁体系,故在必要时宜通 过在柱上板带中设置暗梁对其加强。 为加强楼盖结构的整体性,第2款提出加强周边墙体与楼板 的连接构造的措施。 水平地震作用下,地下建筑侧墙、顶板和楼板开孔都将影响 结构体系的抗震承载能力,故有必要适当限制开孔面积,并辅以 必要的措施加强孔口周围的构件。 此次局部修订进行文字调整,明确暗梁的设置范围。

JC/T 2467-2018 水泥窑用烧结铁铝尖晶石可采用的处理技术和要求。

对周围土体和地基中存在的液化土层,注浆加固和换土等技 术措施可有效地消除或减轻液化危害。 对液化土层未采取措施时,应考虑其上浮的可能性,验算方 法及要求见本章第14.2节,必要时应采取抗浮措施。 地基中包含薄的液化土夹层时,以加强地下结构而不是加固 地基为好。当基坑开挖中采用深度大于20m的地下连续墙作为 围护结构时,坑内土体将因受到地下连续墙的挟持包围而形成较 好的场地条件,地震时一般不可能液化。这两种情况,周围十体 都存在液化土,在承载力及抗浮稳定性验算中,仍应计入周围土 层液化引起的土压力增加和摩阻力降低等因素的影响。 14.3.4当地下建筑不可避免地必须通过滑坡和地质条件剧烈变 化的地段时,本条给出了减轻地下建筑结构地震作用效应的构造 措施。 14.3.5汶川地震中公路隧道的震害调查表明,当断层破碎带的 复合式支护采用素混凝土内衬时,地震下内衬结构严重裂损并大 量塌,而采用钢筋混凝土内衬结构的隧道口部地段,复合式支 护的内衬结构仅出现裂缝。因此,要求在断层破碎带中采用钢筋 混凝土内衬结构

14.3.4当地下建筑不可避免地必须通过滑坡和地质条件剧烈变 化的地段时,本条给出了减轻地下建筑结构地震作用效应的构造 措施。 14.3.5汶川地震中公路隧道的震害调查表明,当断层破碎带的 夏合式支护采用素混凝土内衬时,地震下内衬结构严重裂损并大 量塌,而采用钢筋混凝土内衬结构的隧道口部地段,复合式支 护的内衬结构仅出现裂缝。因此,要求在断层破碎带中采用钢筋 混凝土内衬结构

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