王亚勇 建筑抗震设计规范疑问解答
建筑抗震设计中地震作用取值_主要国家抗震规范比较_王亚勇
第15卷 第5期 建筑科学 BUILDING SC IENCE1999年建筑抗震设计中地震作用取值———主要国家抗震规范比较王亚勇＊(中国建筑科学研究院工程抗震研究所 北京100013)郭子雄 吕西林(华侨大学) (同济大学)摘 要 对中国、日本、美国、欧洲、新西兰等国建筑抗震设计规范中的地震作用取值进行对比。
地震作用取值不但与各国的地震背景、区划方法、衰减规律等技术问题有关,还与设防水准、设防目标有关,而后者更大程度上取决于经济和行政的决策。
比较是在相同超越概率(重现期)的基础上,将地震作用取值归结到基底剪力的计算,比较弹性和弹塑性基底剪力的大小,不涉及荷载组合、材料强度取值等。
综合比较的结果表明,日本规范的地震作用取值最大,其他国家取值较小并较接近,但在不同周期段仍存在差别。
一般说来,中国规范的取值比美国规范的取值要低10%～20%。
关键词 抗震设计规范 弹性和弹塑性反应谱 地震作用 基底剪力1 前 言地震作用的取值是抗震设计的基础,各国的抗震设计规范中关于地震作用的描述一般均采用设计反应谱的形式,但座标参数的表达和取值不同,它的确定与抗震设防水准(Earthquake design levels)、设防目标( Seismic desig n objectives)有关。
而建筑结构地震效应的计算和最终的构件截面设计,除了与地震作用的取值有关之外,还与地震区划、荷载组合、材料强度取值、抗力的计算等有关。
各国的抗震设计规范依据本国的主流建筑结构类型、技术发展水平和经济实力,同时沿袭传统习惯来制订相应的条文。
因此,简单地从某一点出发来进行对比,并且下结论说地震力孰高孰低、谁安全谁不安全,是不合适的。
本文旨在综合比较中、美、日、新西兰、欧洲抗震设计规范关于抗震设防标准、抗震设防目标、抗震设计方法及地震作用取值的大小,为当前我国工程界正展开的关于建筑结构设计可靠度的讨论提供一份背景材＊ 《建筑抗震设计规范》管理组王亚勇,中国建筑科学研究院研究员料,以资参考。
001王亚勇,关于建筑抗震设计最小地震剪力系数的讨论
上的成分中 也 存 在 失 真，而 且 在 对 加 速 度 记 录 进 行
零线修正、以及采用数字滤波将噪声滤去的同时，也
将地面运动实际存在的长周期分量滤去了。基于这
些记录所构建的设计反应谱，长周期成分严重缺失，
致使长周期结构抗震设计时，计算的地震作用偏小。
2. 3 长周期结构对加速度激励的响应迟钝和滞后
本文简要介绍《抗规》5. 2. 5 条编写的背景，并与 国外重要规 范 的 类 似 规 定 进 行 比 较，归 纳 长 周 期 结 构抗震设计要求满足最小楼层剪力系数限值所遇到 的问题，提出解决办法，并以不同地震烈度区的某些 典型工程为例加以验证。
图 1 具有 1 个下降段的加速度反应谱 Fig． 1 Acceleration response spectra with
地震学研究和强震观测证明，强震情况下，地面 运动确定存在长周期分量，其周期可以长达 10 s 甚 至 100 s，地震震级从 5 级到 8 级，其地面运动傅里叶 振幅谱值在 10 s 周期处最大相差 不 超 过 40 倍，在
100 s 周期处，不超过 350 倍。在震级 M ＞ 5 时，周期
在 3 s 以内，信噪比已经大到可以满足工程使用要求
作者简介： 王亚勇（ 1943— ） ，男，福建福州人，一级注册结构工程师，全国工程勘察设计大师。E-mail： yayongwang@ sina. com 收稿日期： 2012 年 9 月
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0 引言
GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》［1］（ 以下 简称《抗规》） 5. 2. 5 对楼层最小地震剪力系数作出 了规定。作为强制性条文，在执行过程中，遇到一些 问题。例如，超高层建筑高宽比较大、结构整体刚度 偏小、结构基本周期较长时，计算的楼层最小地震剪 力较难满足规范要求。有的学者以同一幢超高层建 筑为例，当建筑位于Ⅳ类场地时，由于特征周期 Tg 较 长，计算得到地震剪力较大，容易满足规范要求； 如 果该建筑位于地质条件较好的Ⅰ类场地时，由于 Tg 较短，计算 得 到 地 震 剪 力 较 小，反 而 不 满 足 规 范 要 求。据此对《抗规》5. 2. 5 条产生质疑。对此，在国内 学术会议和刊物上，工程界同行展开了讨论，提出了 不同看法。特别是对超限高层建筑和大跨空间等长 周期结构抗震设计，要求放宽限值［2］。
抗震规范疑难解答.doc
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）问答建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）问答（1）1.新规范中为何无烟囱、水塔等构筑物及钢筋混凝土异型柱结构的抗震设计内容？本次建筑抗震设计规范的修订，已不包括烟囱、水塔等构筑物的抗震设计内容，此部分内容即将归入修订的《构筑物抗震设计规范》。
对于异型柱结构，目前工程抗震界业内专家有各种不同的看法，普遍认为异型柱结构属于抗震不利的结构体系，目前正在修订的国家标准和行业标准均未将其列入。
若采用异型柱结构又无地方法规者，属于超规范、超规程设计，应按国务院《建筑工程勘察设计管理条例》第29条的要求执行。
2.新规范中对建筑抗震设防类别的分类总原则是什么？为什么乙类建筑不是特别多？设置了抗震缝后可否根据各单元划分设防分类？目前许多大底盘高层建筑裙房为商店，上部为住宅楼，其抗震设防分类应注意哪些事项？按照当前的抗震防灾政策，在《建筑抗震设防分类标准》（GB50223-95）条文说明中指出，对一般情况下，原则上能保障在遭遇设防烈度地震影响时，不致有灾难性后果，故绝大部分的建筑，均可列为丙类建筑，少数重要的建筑列为乙类建筑。
《建筑抗震设防分类标准》在3.0.1.5条中规定，“建筑物各单元的重要性有显著不同时，可根据局部的单元划分类别”，故设置了抗震缝将结构分为若干单元后，可根据各单元划分设防分类。
对于商业建筑，在1995年之前高层的大型零售商场还比较少，《建筑抗震设防分类标准》举例采用了常见的“人流密集的多层建筑”，具体规定参照了1993年当时商业部的有关规定，根据目前国家的经济发展水平，在具体执行时，不论多层和高层，只有年营业额1.5亿元人民币以上、固定资产0.5亿元以上、建筑面积1万㎡以上3个条件均满足时，才定为乙类建筑。
大底盘建筑，当其下部属于大型零售商场的乙类建筑范围时，一般可将其及与之相邻的2层定为加强部位，按乙类进行抗震设计，其余各层可按丙类进行抗震设计。
《建筑抗震设计规范》答疑
《建筑抗震设计规范》(ＧＢ50011-2001)问答(1)沙安孙建华白雪霜毋剑平(中国建筑科学研究院工程抗震研究所北京100013) 根据建设部建标[2001]156号文的通知,新修订的国家标准《建筑抗震设计规范》(ＧＢ50011—2001,以下简称新规范)将于2002年1月1日起施行。
目前,新规范已由中国建筑工业出版社出版发行,许多设计人员在学习后通过信函、电话、电子邮件等方式,向抗震规范管理组提出了许多问题,管理组对所提问题做了逐一解答。
现挑选一些共性的问题汇总如下,以期对有关人员学习掌握新规范有些帮助。
1 为什么新规范2002年1月1日起施行,而原《建筑抗震设计规范》(ＧＢＪ11-89,以下简称89规范)2002年12月31日才废止因新规范是对89规范进行全面修订而编制的,在执行中需考虑设计、管理人员有一个学习、适应和实用过程,为此保留一年的过渡期,这也是新规范执行中的通行做法,当初89规范在执行时曾有三年的过渡期。
2 新规范在过渡期中,一些其他的相关规范尚未公布,配套的计算软件还未升版,在实际使用时应如何操作?新规范与89规范相比,有许多不同之处,在过渡期内,结构进行抗震设计验算时,仍可采用依据89规范编制的计算机软件,但对于不需计算的抗震构造措施则自2002年1月1日起要按新规范执行。
在各地开展的施工图审查也可按此要求开展有关设计审查工作。
3 新规范中为何无烟囱、水塔等构筑物及钢筋混凝土异型柱结构的抗震设计内容?本次建筑抗震设计规范的修订,已不包括烟囱、水塔等构筑物的抗震设计内容,此部分内容即将归入修订的《构筑物抗震设计规范》。
对于异型柱结构,目前工程抗震界业内专家有各种不同的看法,普遍认为异型柱结构属于抗震不利的结构体系,目前正在修订的国家标准和行业标准均未将其列入。
若采用异型柱结构又无地方法规者,属于超规范、超规程设计,应按国务院《建筑工程勘察设计管理条例》第29条的要求执行。
4 新规范中对建筑抗震设防类别的分类总原则是什么?为什么乙类建筑不是特别多?设置了抗震缝后可否根据各单元划分设防分类?目前许多大底盘高层建筑裙房为商店,上部为住宅楼,其抗震设防分类应注意哪些事项?按照当前的抗震防灾政策,在《建筑抗震设防分类标准》(ＧＢ50223—95)条文说明中指出,对一般情况下,原则上能保障在遭遇设防烈度地震影响时,不致有灾难性后果,故绝大部分的建筑,均可列为丙类建筑,少数重要的建筑列为乙类建筑。
建筑抗震设计常见问题解答
建筑抗震设计常见问题解答1.4 设计基准期和设计使用年限有何差别，在设计文件中应如何表述？国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-GB50011总则设计基准期为50年。
设计使用年限分别采用5、25、50和100年，对应于临时性建筑、容易替换的建筑结构构件、普通房屋和构筑物、及纪念性建筑和特别重要的建筑结构。
所谓设计基准期，是为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数。
建筑结构设计所考虑的荷载统计参数，都是按设计基准期为50年确定的，如设计时需采用其他设计基准期，则必须另行确定在该基准期内最大荷载的概率分布及相应的统计参数。
设计基准期是一个基准参数，它的确定不仅涉及可变作用（荷载），还涉及材料性能，是在对大量实测数据进行统计的基础上提出来的，一般情况下不能随意更改。
例如我国规范所采用的设计地震动参数（包括反应谱和地震最大加速度）的基准期为50年，如果要求采用基准期为100年的设计地震动参数，则不但要对地震动的概率分布进行专门研究，还要对建筑材料乃至设备的性能参数进行专门的统计研究。
所谓设计使用年限，是借鉴了国际标准ISO2394:1998提出的，又称为服役期、服务期等。
设计使用年限是设计时选定的一个时期，在这一给定的时期内，房屋建筑只需进行正常的维护而不需进行大修就能按预期目的使用，完成预定的功能。
设计使用年限是《建筑工程质量管理条例》对房屋建筑规定的最低保修期限“合理使用年限”的具体化。
结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠性，满足安全性、适用性和耐久性的功能要求。
结构可靠度是对结构可靠性的定量描述，即结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。
安全性指结构在正常设计、施工和使用条件下，应该能承受可能出现的各种作用（各种荷载、外加变形、约束变形等）；另外，在偶然荷载作用下，或偶然事件（地震、火灾、爆炸等）发生时或发生后，结构应能保持必需的稳定性，不致倒塌。
王亚勇-技术要点若干问题2014-09-26解析
框架承担剪力比：框-筒结构
规范定义:各楼层最大值≥10% 1. 少数楼层8～10%，按20%调整 2. 个别楼层～ 5%，按20%调整 3. > 20%，按25%调整
“中震不屈服”下墙肢 拉应力验算
1、双向地震作用，单一工况，单墙肢全截面受拉； 2、型钢弹性模量等代： 混凝土弹性模量Ec=3.60×104
规范和“安评”地震作用取值
中、大震作用 1. 按规范不作调整； 2. 按规范调整：安评Amax /规范 Amax （就
高不就低）。
结构周期合理取值
1. T=0.07～0.10n（多、高层） 2. T=0.3～0.4√H（H>250m） 3. T≤0.2H（日本H>200m ） 假定:250m T=4.7～6.3(中), ≤ 5.0s(日)
N/mm2，钢材弹模Es=2.00×105 N/mm2（20/3.6=5.6） 按含钢率4%计，等代混凝土净面积A=5.6×4%=22%。 3、型钢强度等代： C60混凝土 混凝土轴心抗拉强度 标准值ftk=2.85 N/mm2；HRB335钢 屈服强度标准值 fyk=335 N/mm2，（335/2.85=118）；按4%含钢率计， 等代混凝土净面积 A=118×4%=470%。 4、二者相差约21倍。 5、≥ 8 度区，底部采用钢板剪力墙，不按 < 2ftk控制， 满足要求；采用混凝土钢板组合剪力墙，按 < 2ftk控制， 不满足要求；建筑1/3高度以下加伸臂桁架，满足要求。
3. 输出结果判别：楼层剪力和弯矩分布、剪重 比之比、位移（比）分布、顶点位移之比(弹 性/弹塑性)、损伤程度（损伤因子，应力应 变）、周期变化。
输入
• 地震波数量：3组，取包络值；7组，取平均值。 • 选波原则：统计意义上相符，小震和大震地震波不
建筑抗震设计规范疑问解答
建筑抗震设计规范疑问解答一、对突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等突出屋面的小结构，抗震设计应注意哪些事项？1．突出屋面的屋顶房间属于结构体系中刚度突变的部位。
2001规范第3章关于概念设计的规定中，第3.4.2条明确规定，刚度和承载力突变的结构体系属于不利于抗震的不规则结构，第3.5.3条要求结构体系的选型应防止刚度和强度的突变。
突出屋面的小结构明显存在刚度突变，其抗震设计尤应注意采取可靠措施。
例如，对计算分析，第5.2.4条规定，当采用底部剪力法时，突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应，宜乘以增大系数3；采用振型分解法时，突出屋面部分可作为一个质点进行计算。
同时还要根据计算结果加强构造措施。
2．突出屋面的屋顶房间的大小如何掌握？2001规范第5.2.4条规定，突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应，宜乘以增大系数3，此增大部分不应往下传递，但与突出部位相连构件的地震效应亦宜乘以增大系数3。
国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB50023第5.2.4条规定，出屋面楼电梯间、水箱问应作为局部易损部位对待；第5.2.5条要求，其最大抗震横墙间距和宽度宜按一般楼层的1/3采用；第5.3.3条3款也规定，其对楼层综合抗震能力的局部影响系数取1/3。
因此，一般认为，突出屋面的屋顶房间面积不应超过标准层面积的30％。
当突出屋面的屋顶房间面积小于楼层面积的30％时，可按突出屋面的屋顶间计算而不算做一个楼层。
二、如何判断计算机计算结果的合理性？2001规范第3.6.6条和《混凝土高规》第5.1.16条均明确要求：“计算机计算软件的计算结果，应经分析判断，确认其合理、有效后，方可作为工程设计的依据”。
因此，对计算结果的合理性、可靠性进行判断是十分必要的，也是结构设计最主要的任务之一。
一般从结构总体和局部构件两个方面考虑。
对结构总体的分析判断包括：（1）所选用的计算软件是否适用以及使用是否恰当？（2）结构的振型、周期、位移形态和量值是否在合理的范围？（3）结构地震作用沿高度的分布是否合理？（4）有效参与质量和楼层地震剪力的大小是否符合最小值的要求？（5）总体和局部的力学平衡条件是否得到满足？判断力平衡条件时，应针对重力荷载、风荷载作用下的单工况内力进行。
框架剪力墙结构短肢剪力墙结构体系中总地震倾覆力矩比
一直一来，总是不断有人提出地震倾覆力矩比问题，包括图审单位，设计院总工等。
今天又有家图审单位提出类似问题，说应该每层均满足地震倾覆力矩比50％要求，当然责任人应该首先归《高规》编写者。
1、对于该条，《高规》8.1.3条：抗震设计的框架－剪力墙结构，在基本振型地震作用下，框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％时，其框架部分的抗震等级应按框架结构采用。
8.1.3条条文解释说明中也没有提起总的地震倾覆力矩是指结构底部（即PKPM地震倾覆力矩比中地面以上第一层）还是每一层。
反倒在《高规》7.1.2条第二款中，涉及短肢剪力墙结构的地震倾覆力矩比，明确提起为总“底部”地震倾覆力矩。
规范原文是：抗震设计时，筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50％。
现在产生分歧点就是总地震倾覆力矩和总底部地震倾覆力矩。
2、笔者在过去做设计的过程中，把握尺度有个渐变的过程。
开始是尽量满足每层均达到地震倾覆力矩比50％要求，然后是地面以上第一层满足地震倾覆力矩比50％的要求，再到现在是满足底部加强区满足地震倾覆力矩比50％的要求。
《施岚青》中提起剪力墙的底部加强部位，是指在剪力墙底部的一定高度内，适当提高承载力和加强抗震构造措施。
弯曲型和弯剪型结构的剪力墙，塑性铰一般在墙肢的底部，将塑性铰范围及其以上的一定高度范围作为加强部位，对于避免墙肢剪切破坏、改善整个结构的抗震性能，是非常有用的。
为了剪力墙应具有足够的延性，剪力墙塑性铰出现后，剪力墙底部塑性铰范围内应加强构造措施，提高其抗剪切破坏的能力。
以次类比，把这个概念运用到框架－剪力墙结构中，笔者再联想到06年在杭州做的一个经济适用房小区和一个临安接近100米的高层办公楼，为这个问题电话请教过浙江省城建院的王银根总工程师，他的意见也是最好底部加强区满足50％这个要求，所以笔者在后来的设计过程中，都是按照底部加强区满足50％来控制的。
国家标准_建筑抗震设计规范_GB50011_2010_疑问解答_二_
15 ～ 25 40 ～ 60
0. 2 0. 3 0. 4 0. 5
≥25 ≥60 0. 3 0. 4 0. 5 0. 6
19 为什么要修改砂土液化的标准贯入判别公式？ 2001 规范关 于 砂 土 液 化 的 标 准 贯 入 判 别 公 式
有如下缺点： （1） 只与 烈 度 和 设 计 地 震 分 组 相 关，未 考 虑 震
危险地段指 地 震 时 可 能 发 生 滑 坡、崩 塌、地 陷、 地裂、泥石流等及发 震 断 裂 带 上 可 能 发 生 地 表 位 错 的部位。汶川地震 中，次 生 地 质 灾 害 导 致 了 建 筑 破 坏、甚至被掩埋的 严 重 后 果。 图 4 为 汶 川 县 一 幢 新 建住宅楼被山体滑 坡 部 分 掩 埋，图 5 为 北 川 中 学 整 个被山体 崩 塌 所 掩 埋，图 6 为 2008 年 9 月 24 日 暴 雨之后发 生 的 泥 石 流 将 山 脚 下 的 住 宅 楼 大 部 分 掩 埋。因此，新规范特 别 强 调 建 筑 要 避 开 发 震 断 裂 附
《建筑抗震设计规范》答疑
(GB50011-2001)问答(1)沙安孙建华白雪霜毋剑平(中国建造科学研究院工程抗震研究所北京100013) 根据建设部建标[2001]156 号文的通知,新修订的国家标准《建造抗震设计规范》(GB50011—2001,以下简称新规范)将于2002 年1 月1 日起施行。
目前,新规范已由中国建造工业出版社出版发行,许多设计人员在学习后通过信函、电话、电子邮件等方式, 向抗震规范管理组提出了许多问题,管理组对所提问题做了逐一解答。
现挑选一些共性的问题汇总如下, 以期对有关人员学习掌握新规范有些匡助。
因新规范是对89 规范进行全面修订而编制的,在执行中需考虑设计、管理人员有一个学习、适应和实用过程,为此保留一年的过渡期, 这也是新规范执行中的通行做法,当初89 规范在执行时曾经有三年的过渡期。
新规范与89 规范相比,有许多不同之处,在过渡期内,结构进行抗震设计验算时,仍可采用依据89 规范编制的计算机软件,但对于不需计算的抗震构造措施则自2002 年1 月1 日起要按新规范执行。
在各地开展的施工图审查也可按此要求开展有关设计审查工作。
本次建造抗震设计规范的修订, 已不包括烟囱、水塔等构筑物的抗震设计内容,此部份内容即将归入修订的《构筑物抗震设计规范》。
对于异型柱结构, 目前工程抗震界业内专家有各种不同的看法,普遍认为异型柱结构属于抗震不利的结构体系, 目前正在修订的国家标准和行业标准均未将其列入。
若采用异型柱结构又无地方法规者,属于超规范、超规程设计,应按国务院《建造工程勘察设计管理条例》第29 条的要求执行。
新规范中对建造抗震设防类别的分类总原则是什么?为什么乙类建造不是特殊多?设置了抗震缝后可否根据各单元划分设防分类? 目前许多大底盘高层建造裙房为商店,上部为住宅楼,其抗震设防分类应注意哪些事项?按照当前的抗震防灾政策,在《建造抗震设防分类标准》(GB 50223—95)条文说明中指出,对普通情况下,原则上能保障在遭遇设防烈度地震影响时,不致有灾难性后果,故绝大部份的建造,均可列为丙类建造,少数重要的建造列为乙类建造。
建筑抗震讲座需答疑的问题及答复
讲座需答疑的问题1．建筑结构严重不规则，指的是体型复杂，多项不规则指标超过抗规3.4.2条上限值或某一项大大超过规定值。
对多项不规则、某一项大大超过规定值应该怎样理解执行。
【答】根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第3.4.1条条文说明：严重不规则，指的是体型复杂，多项不规则指标超过3.4.3条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，可能导致地震破坏的严重后果者，意味着该建筑方案在现有经济技术条件下，存在明显的地震安全隐患。
不同的结构类型，由于可采取的措施不同，划为严重不规则的条件也不尽相同。
对砌体结构而言属于严重不规则的建筑方案，改用混凝土结构则可能采取有效的抗震措施使之转化为非严重不规则。
例如，较大错层的多层砌体房屋，其总层数比没有错层时多一倍，则房屋的总层数可能超过砌体房屋层数的强制性限值，不能采用砌体结构；若改为混凝土结构，规范和混凝土高层规程只对房屋总高度有最大适用高度的控制。
对属于严重不规则的普通钢筋混凝土结构，改为钢结构，也可能采取措施将严重不规则转化为一般不规则或特别不规则。
2．对于重点设防类建筑，单跨框架结构是否容许？【答】根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（2008年版）第6.1.5条规定，“…，高层的框架结构不应采用单跨框架结构，多层框架结构不宜采用单跨框架结构。
”至于重点设防类建筑，分类标准（GB50223-2008）和抗震规范（GB50011-2001）并没有明确限制采用单跨框架结构，但考虑到单跨框架结构冗余度较小、抗震性能相对较差，因此，建议对需要提高抗震设防能力的重点设防类和特殊设防类的建筑慎用单跨框架结构，如果必需用，建议从抗震概念设计的角度采取相应的措施，改善结构的抗震性能。
3．地震区的地下室可否采用板柱结构？（分二种情况：1.独立地下室；2.地下室为整体，地上分若干独立结构。
）【答】具体解答请参考王亚勇、戴国莹著《建筑抗震设计规范疑问解答》（中国建筑工业出版社，2006年1月）P65页第7.10条。
王亚勇 建筑抗震设计规范疑问解答
乙类建筑：一个区段的建筑面积25000平米 或营业面积10000平米以上的商业建筑， 人流可达7500人以上（按每位顾客占用 营业面积1.35平米计算）。
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按单元划分抗震设防类别（一）
“建筑各单元的重要性有显著不同时，可 根据局部的单元段划分抗震设防类别”
设置抗震缝将结构分为若干单元，各单 元有单独的疏散出入口，各单元独立承担 地震作用，彼此之间没有相互作用，人流 疏散也较容易。
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（1）倒塌示意
（2）结构体系简图
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（3）结构平面图
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（二）台湾集集地震十二层RC高层建筑震害
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（1）倒塌示意
（2）结构平面图
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如何判定结构扭转不规则及不规则程度？
刚性楼板假定，小震作用，楼层最大弹性 水平位移（或层间位移）值与该楼层两端弹性 水平位移（或层间位移）平均值的比值大于1.2 时，判断为扭转不规则；当比值接近1.5时，判 断为特别不规则；当比值大于1.5时，一般判断 为严重不规则。此时，计算的弹性水平位移 （或层间位移）为代数值，当位移值小于规范 限值的50 % 时，判断严重扭转不规则的比值可 以适当放松。最大值和平均值的计算，均取楼 层中同一轴线两端的竖向构件计算，不考虑楼 板中悬挑的端部。
50
王亚勇对2010抗震规范疑问解答1
第40卷第12期建筑结构2010年12月［编者按］国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）已于2010年12月1日开始实施。
本刊特邀请规范管理组就新规范中一些问题以疑问解答的方式进行连载介绍，以期能够帮助设计人员加强对新规范的理解和应用。
在此特向主要撰稿人王亚勇先生等致谢！国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）疑问解答（一）王亚勇1，张海明2（1中国建筑科学研究院工程抗震研究所，北京100013；2北京市住房和城乡建设委员会，北京100039）作者简介：王亚勇，研究员，Email ：yayongwang@ 。
0引言为了配合国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）（简称新规范）的实施，帮助建筑设计人员对新规范的理解，规范管理组将对设计人员在学习和实施规范中所遇到的问题作出解释。
本文主要介绍新规范修订的指导思想、重要变更以及有关抗震设计基本要求的主要条文修改。
1新规范何时正式实施，有没有“过渡期”？新规范由中华人民共和国住房和城乡建设部和国家质量监督检验检疫总局于2010年5月31日发布，要求从12月1日起实施。
新规范与《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）（2008版）不再有所谓“过渡期”。
2010年10月27日，在全国新规范贯标培训班上，住房和城乡建设部标准定额主管部门明确指出：以工程项目设计合同正式签订日为执行新规范的时限，即从2010年12月1日起签订设计合同的工程项目均应按照新规范设计，在此前签订设计合同的工程项目仍可按照原规范设计。
2新规范修订的指导原则是什么？按原建设部建标［2006］77号文件通知，2001规范修订的指导原则是：依据我国国情，适当调整提高抗震设防标准。
3新规范在哪些方面延续了89规范和2001规范的基本原则？新规范在以下几方面延续了89规范和2001规范的基本原则：1）继续遵守“三水准设防和两阶段抗震验算”的抗震设计基本原则，以“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三水准设防目标，进行“小震作用”下的结构强度和弹性变形验算和“大震作用”下的弹塑性变形验算；2）保留7度0.15g 和8度0.30g 的设计地震分区及相应的抗震设计要求；3）保留设计反应谱（地震影响系数曲线）的骨架曲线形状，周期延长到6s ，并提供不同阻尼比的调整方法；4）保留楼层最小剪力系数强制性要求；5）保留建筑规则性定性和定量化的定义；6）保留钢筋混凝土结构抗震等级划分和相应的计算与构造要求；7）保留砌体结构设置圈梁和构造柱以提高结构延性和整体性的要求；8）保留隔震和消能减震设计内容；9）保留非结构抗震设计内容。
抗震规范疑难解释总结
1、什么是设计地震动参数？衡量地震动的三个参数：（1）震动幅值：表示地震强弱程度的物理量，用强震记录的峰值加速度表示；（2）频谱特性：具有不同自振周期结构对地面运动的相应特征，是反映震源机制、传播介质和距离影响和结构阻尼大小的物理量，用反应谱曲线表示；（3）持续时间：与结构的累计损伤效应有关，反应谱设计时不反映，在弹塑性分析可以发现其明显的影响；设计地震动参数：建筑结构抗震设计用的地震加速度曲线、加速度反应谱和峰值加速度。
2、在现有钢筋混凝土结构上采用钢结构进行加层设计时有何要求？（砖混结构相同）（1）加层结构体系为钢结构时，由于上下两种结构的阻尼比不同，刚度突变，属于超规范设计，应按《建筑工程勘察设计条例》29条执行，即经省级以上有关部门组织专家审定。
（2）仅屋盖采用钢结构时，整个抗侧力体系仍为混凝土，可按抗震规范第六章进行设计，尚应注意加层带来的结构刚度突变，进行验算，必要时对原结构采取加固措施。
3、甲类和乙类建筑设防要求的不同？甲类建筑设计时应同时提高地震作用（加大构件截面和配筋）和抗震措施（包括结构整体布置和构件细部构造），抗震措施大于抗震构造措施。
4、结构薄弱层、软弱层、转换层、框支层的概念是什么？薄弱层：该楼层的层间受剪承载力小于相邻上一层的80%，结构强度判断；（楼层承载力突变）软弱层：该楼层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度的80%；（侧向刚度不规则）转换层：《高规》定义，转换层是转换结构构件所在的楼层；转换构件包括转换梁、转换桁架、转换板等；框支层：如果一个结构单元的转换层以上为剪力墙，转换层以下为框架，则转换层以下的楼层为框支层。
5、如何判断结构扭转不规则以及不规则程度？1）在刚性楼板假定下，计算小震作用下的楼层最大弹性水平位移（或层间位移）值大于该楼层两端弹性位移平均值的1.2倍时为不规则；接近1.5时为特别不规则，大于1.5为严重不规则。
2）第一振型为扭转为主的振型，或高层结构以扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比大于0.9（A 级），085（B 级）。
《建筑抗震设计规范》(GB50011)答疑
1．为什么新规范2002年1月1日起施行，而原《建筑抗震设计规范》（GB11-89，以下简称89规范）2002年12月31日才废止由于新规范是对89规范进行全面修订而形成的，在执行中应考虑到设计、管理人员有一个学习、适应和实用过程，为此保留一年的过渡期，这也是规范执行中的通行做法，当初89规范在执行时曾有三年的过渡期。
2．新规范在过渡期中，一些其他的相关规范尚未公布，配套的计算软件还未升版，在实际使用时应如何操作？新规范与89规范相比，有许多不同之处，在过渡期内，结构进行抗震设计验算时，仍可采用依据89规范编制的计算机软件，但对于不需计算的抗震构造措施则自2002年1月1日起要按新规范执行。
在各地开展的施工图审查也可按此要求开展有关审查工作。
3．新规范中为何无烟囱、水塔等构筑物及钢筋混凝土异型柱结构的抗震设计内容？本次建筑抗震规范的修订，已不包括烟囱、水塔等构筑物的抗震设计内容，此部分内容归入即将修订的《构筑物抗震设计规范》。
对于异型柱结构，目前工程抗震界有各种不同的看法，普遍认为异型柱结构属于抗震不利的结构体系，目前正在修订的国家标准和行业标准均未将其列入。
若采用异型柱结构又无地方法规者，属于超规范、超规程设计，应按国务院《建筑工程勘察设计管理条例》第29条的要求执行。
4．新规范中对建筑抗震设防类别的分类总原则是什么？为什么乙类建筑不是特别多？设置了抗震缝后可否根据各单元划分设防分类？目前许多大底盘高层建筑裙房为商店，上部为住宅楼，其抗震设防分类应注意哪些事项？按照当前的抗震防灾政策，在《建筑抗震设防分类标准》(GB50223-95)条文说明中指出，对一般情况下，原则上能保障在遭遇设防烈度地震影响时，不致有灾难性后果，故绝大部分的建筑，均可列为丙类建筑，少数重要的建筑列为乙类建筑。
《建筑抗震设防分类标准》在3.0.1.5条中规定，“建筑物各单元的重要性有显著不同时，可根据局部的单元划分类别”，故设置了抗震缝将结构分为若干单元后，可根据各单元划分设防分类。
建筑抗震设计常见问题解答(二)
建筑抗震设计常见问题解答（二）钢筋混凝土结构6.4 钢筋混凝土短柱如何定义，短柱受力中有何特点，设计中该怎么处理？短柱：钢筋混凝土结构中按内力计算值得到的剪跨比M c/(V c h0)不大于2、反弯点在柱子高度中部、柱净高与柱截面高度之比H n/h不大于4。
（实际工程中，应注意由于实心粘土砖填充墙对框架柱的约束，如：框架柱间砌筑不到顶的隔墙、窗间墙以及楼梯间休息平台使框架柱变成短柱）。
短柱的变形特征为剪切型、脆性破坏。
短柱的抗震验算：轴压比限值应比一般柱降低0.05，抗震等级为一级时每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%，剪力设计值满足规范6.2.9条式6.2.9-2的要求；构造：箍筋沿柱子全高加密，间距不应大于100mm，宜采用复合螺旋箍或井字复合箍，其体积配箍率不应小于1.2%，9度时不应小于1.5%，梁柱节点核芯区的体积配箍率不应小于上下柱端的较大值（体积配筋率计算时，可以计入在节点有效宽度范围内梁的纵向钢筋）。
对于剪跨比小于1.5的超短柱要专门研究，如采取增设交叉斜筋、外包钢板箍、设置型钢或将抗震薄弱层转移到相邻的一般楼层。
6.6 GB50011规范6.2.11条的条文说明中提到的“矮墙效应”是指什么，什么情况下应考虑矮墙效应？如何避免矮墙效应？一般的钢筋混凝土剪力墙的受力状态分为弯曲型和弯剪型，而对于高宽比（总高度/总宽度）小于2的剪力墙，地震作用下的破坏形态为剪切破坏，类似短柱，属于脆性破坏，称为矮墙效应。
规范的规定主要是针对一般的剪力墙，不包括矮墙。
高宽比小于2的底部框架砖房的剪力墙以及框支结构落地墙在框支层剪力较大，按剪跨比计算也可能出现矮墙效应。
为了避免矮墙效应，可在剪力墙上开竖缝，使之成为高宽比大于2的墙，提高其延性。
6.7 钢筋混凝土框架结构中设置了非结构的填充墙，在结构计算时应如何考虑其对主体结构的影响？结构计算时应对结构基本周期进行折减。
周期折减系数的取值可参考《建筑抗震设计手册》（中国建筑科学研究院工程抗震研究所主编，中国建筑工业出版社1994年出版）：c2. 无括号的数值用于一片填充墙长6m左右时；括号内的数值用于一片填充墙长为5m左右时；3. 填充墙为轻质材料或外挂墙板时周期折减系数ψT取0.8～0.9。
房屋建筑抗震设计常见问题解答
房屋建筑抗震设计常见问题解答(内部资料)中国建筑科学研究院2004年4月说明协助设计人员、施工图审查人员正确、全面理解和运用《建筑抗震设计规范GB 50011》、《高层建筑混凝土结构技术规程》以及房屋建筑抗震设计的强制性条文，这里汇总编入了下列资料：1）高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3若干问题讨论2）建筑抗震设计规范GB 50011答疑3）房屋建筑抗震设计强制性条文的理解和实施4）《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223修订中国建筑科学研究院程抗震研究所2004．4《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）若干问题讨论中国建筑科学研究院黄小坤1．多层建筑如何参照执行《混凝土高规》适用于10层及10层以上或房屋高度超过28m的非抗震设计和抗震设计烈度为6～9度的高层民用建筑结构。
对于不超过10层或房屋高度不超过28m但接近10层或28m(如8层或24m)的混凝土民用建筑科参照《混凝土高规》的相关规定执行。
对于层数较少、房屋高度较矮的混凝土房屋，《混凝土高规》的某些规定可根据具体情况适当放松；《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑抗震设计规范》GB50011-2002（以下分别简称《混凝土规范》、《抗震规范》）有关多层建筑也有一些规定。
今后，随着规范的不断完善，对于多层混凝土结构房屋的结构设计，宜有更详细的专门规定。
2．风压取值基本风压按《混凝土高规》第3.2.2条的规定采用，但不得小于0.3N/。
对于特别重要的高层建筑，目前尚无统一、明确的定义，一般可根据《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001规定的设计使用年限和安全等级确定。
设计使用年限为100年的或安全等级为一级的高层建筑可认为是特别重要的高层建筑。
对风荷载是否比较敏感，主要与高层建筑的自振特性有关，如结构的自振频率和振型等。
对于前几阶振型频率比较密集、振型比较复杂的高层建筑结构，高振型影响不可忽视，仅采用考虑第一振型影响的风振系数来估计风荷载的动力作用，有时不能全面反映建筑物对风荷载的动力影响，可能偏于不安全，因此适当地提高风压取值。
建筑结构抗震设计若干问题的讨论王勇
建筑结构抗震设计若干问题的讨论王勇发布时间：2021-05-28T14:36:47.600Z 来源：《建筑模拟》2021第2期作者：王勇[导读] 随着高层建筑工程数量越来越多，国家对建筑结构抗震性能也提出了更高要求。
这就需要结合当地的实际情况做好抗震方案设计工作，提高建筑工程的抗震性能，保证居民安全，降低地震灾害造成的生命财产损失。
国药集团重庆医药设计院有限公司重庆市 400042摘要：随着高层建筑工程数量越来越多，国家对建筑结构抗震性能也提出了更高要求。
这就需要结合当地的实际情况做好抗震方案设计工作，提高建筑工程的抗震性能，保证居民安全，降低地震灾害造成的生命财产损失。
关键词：建筑工程；结构设计；抗震设计1建筑工程结构设计中抗震设计的重要性建筑工程结构的设计不仅对其整体的美观度和稳定性有一定的影响，通过结构设计中的抗震设计还能对建筑物的安全度进行加强。
随着生活水平的不断提高，人们对建筑物的质量和安全也有了更高的要求。
城市中，大多数建筑物是人们生活和工作的场所，因此建筑质量的高低好坏直接影响到人们的财产和生命安全，尤其在地震多发的地带，合理的利用建筑工程的空间构造可以在很大程度上减少地震灾害对建筑物的破坏，提高居民的安全系数，降低灾害破坏程度。
另外，虽然我国地震发生频率较低，但是多数的地震的可预测性较小，因此在建造房屋时就应该考虑到对地震灾害的抵抗能力。
综上所述，建筑工程结构设计中，抗震性的设计具有极大的必要性。
2选择合理的结构形式抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题。
按结构材料分类，目前主要应用的结构体系有砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土结构等；按结构形式分类，目前常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、简体结构等。
结构体系的确定受到抗震设防烈度、建筑高度、场地条件以及建筑材料、施工条件、经济条件等诸多因素影响，是一个综合的技术经济问题，需进行周密考虑确定。
在影响建筑物抗震效果的因素中，建筑物自身的结构设计是其中一个非常重要的影响因素。
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王亚勇 中国建筑科学研究院工程抗震研究所
国家标准规范管理组 《建筑抗震设计规国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB50068总则
• 设计基准期50年 • 设计使用年限分别采用5、25、50和100年
2
设计基准期：为确定可变作用及与时间有 关的材料性能取值而选用的时间参数。
7—
7—
8—
8—
9—
IV
21
抗震构造措施
建筑 场地
类别
类别
0.05
I
6
甲、乙类
II
7
III、IV 7
I
6
丙类
II
6
III、IV 6
I
6
丁类
II
6
III、IV 6
设计基本地震加速度（g）
0.10
0.15
0.20
0.30
7
7
8
8
8
8
9
9
8
8＋
9
9＋
6
6
7
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8
7
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9
6
6
7
7
7—
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7
5
对于普通房屋和构筑物，在设计 文件的总说明中应明确结构（含基础） 的设计使用年限为50年；纪念性建筑 和特别重要的建筑结构应为100年。设 计文件中，不需要给出设计基准期。
6
建筑寿命：指从建造到投入使 用的总时间，即从建造开始直 到建筑毁坏或丧失使用功能的 全部时间。
7
当房屋建筑达到设计使用年限后，经 过鉴定和维修，仍可继续使用。因此，设 计使用年限不同于建筑寿命。同一幢房屋 建筑中，不同部分的设计使用年限可以不 同，例如，外保温墙体、给排水管道、室 内外装修、电气管线、结构和地基基础， 可以有不同的设计使用年限。
乙类建筑：一个区段的建筑面积25000平米 或营业面积10000平米以上的商业建筑， 人流可达7500人以上（按每位顾客占用 营业面积1.35平米计算）。
17
按单元划分抗震设防类别（一）
“建筑各单元的重要性有显著不同时，可 根据局部的单元段划分抗震设防类别”
设置抗震缝将结构分为若干单元，各单 元有单独的疏散出入口，各单元独立承担 地震作用，彼此之间没有相互作用，人流 疏散也较容易。
系数
a
b
c
7
烈度
8
9
0.02
1.50
2.85
0.01
1.50
3.85
-0.48
3.68
2.59
由式（1）和表 1 可以算出不同设计使用年限的抗震设防烈度，如表 2 所示：
13
表 2 不同设计使用年限的抗震设防烈度
使用年限 1
5 10 15 20 50 100 150 200
7
烈 度
8
4.33 5.42 5.88 6.10 6.37 7.00 7.49 7.78 8.01 5.33 6.42 6.88 7.10 7.37 8.00 8.49 8.78 9.01
8
设计使用年限为100年及以 上的丙类建筑，抗震设防烈度 和设计基本地震加速度、抗震 措施和抗震构造措施应如何确 定？
9
对于设计使用年限为100年及以上 的丙类建筑，结构设计时应另行确定 在其设计基准期内的活荷载、雪荷载、 风荷载、地震等荷载和作用的取值， 确定结构的可靠度指标以及包括钢筋 保护层厚度等构件的有关参数的取值。
20
抗震措施
（I～IV类场地：甲、乙类建筑提高一度，丁类降半度）
表2-2-1
按建筑类别和场地类别调整后的抗震措施（烈度）
建筑 场地
设计基本地震加速度（g）
类别 类别 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 0.40
甲、 I～ 乙类 IV
7
8
8
9
9
9＋
丙类 I～
6
7
7
8
8
9
IV
丁类 I～
6
9 5.72 7.41 7.95 8.29 8.48 9.00 9.29 9.43 9.51
14
按新的《中国地震动参数区划图A1》，
设防烈度对应的基本地震加速度（g）可以
表示为：
A = 0.1×2 I – 7
(2)
按式（2）可以计算出表 2 中不同设计使用
年限的抗震设防烈度所对应的基本地震加
速度。当设计使用年限为100年时，7, 8, 9
10
小震 I-1.55（重现期50年） 中震 I （重现期475年） 大震 I+1 （重现期1975年）
11
对于不同的基本地震烈度区，
重现期为X的设防烈度可以表示为：
I = a (log X)2 + b log X + c (1)
式中，系数a、b、c 可查表 1 确定
12
表 1 不同烈度时公式（1）的系数值
烈度区所采用的多遇地震（小震）、设防
烈度地震（中震）和罕遇地震（大震）对
应的加速度峰值示于表 3 中。
15
表 3 设计使用年限 100 年的地震加速度峰值（cm/s2）
设防烈度
7度
8度
9度
多遇地震
49
98
189
设防烈度地震
140
280
540
罕遇地震
308
560
837
16
商业建筑的抗震设防类别
《建筑抗震设防分类标准》 (GB50223-2004)
18
按单元划分抗震设防类别（二）
大底盘高层建筑：当其下部裙房属于大 型零售商场的乙类建筑范围时，一般可将 其及与之相邻的上部高层建筑二层定为加 强部位，按乙类进行抗震设计，其余各层 可按丙类进行抗震设计。但是，当上部结 构为乙类时，下部结构不论是什么类型， 均为乙类。
19
抗震措施和抗震构造措施
如何根据建筑抗震设防分类和场地类 别的不同，在设计基本地震加速度下确 定抗震措施和抗震构造措施？
3
设计使用年限：设计时给定的一个时期， 在这一时期内，房屋建筑只需进行正常的 维护而不需进行大修就能按预期目的使用， 完成预定的功能。是借鉴了国际标准 ISO2394:1998 提出的，又称为服役期、服 务期等。
4
设计使用年限是《建筑工程质量管理 条例》对房屋建筑规定的最低保修期限 “合理使用年限”的具体化。结构在规定 的设计使用年限内应具有足够的可靠度， 满足安全性、适用性和耐久性的要求。结 构可靠度是对结构可靠性的定量描述，即 结构在规定的时间内，在规定的条件下， 完成预定功能的概率。
建筑结构设计所考虑的荷载统计参数，都 是按设计基准期为50年确定的，包括最大荷载 和材料性能的概率分布及相应的统计参数。设 计基准期是一个基准参数，一般情况下不能随 意更改。例如抗震规范所采用的设计地震动参 数（包括反应谱和地震最大加速度）的基准期 为50年，如果要求采用基准期为100年的设计地 震动参数，则不但要对地震动的概率分布进行 专门研究，还要对建筑材料乃至设备的性能参 数进行专门的统计研究。
8—
8
0.40 9 9＋ 9＋ 8 9 9 8 9— 9—