附录H 单层厂房横向平面排架地震作用效应调整
DGJ08-9-2013 建筑抗震设计规程
上海市工程建设规范建筑抗震设计规程C o d e f o r s e i s m i cd e s i g no f b u i l d i n g sD G J08-9-2013J10284-20132013 上海上海市工程建设规范建筑抗震设计规程C o d e f o r s e i s m i cd e s i g n o f b u i l d i n g sD G J08-9-2013主编单位:同济大学批准部门:上海市城乡建设和交通委员会施行日期:2013年11月1日2013 上海上海市城乡建设和交通委员会文件沪建交[2013]902号上海市城乡建设和交通委员会关于批准‘建筑抗震设计规程“为上海市工程建设规范的通知各有关单位:由同济大学主编的‘建筑抗震设计规程“,经市建设交通委科技委技术审查和我委审核,现批准为上海市工程建设规范,统一编号为D G J08-9-2013,自2013年11月1日起实施㊂其中第3.1.1㊁3.3.1㊁3.4.1㊁3.5.2㊁3.7.1㊁3.7.4㊁3.9.1㊁3.9.2㊁3.9.4㊁3.9.6㊁4.4.5㊁5.1.1㊁5.1.3㊁5.1.4㊁5.1.6㊁5.2.5㊁5.4.1㊁5.4.2㊁5.4.3㊁6.1.3㊁6.3.3㊁6.3.7㊁6.4.3㊁7.1.4㊁8.1.2㊁8.1.6㊁8.1.7㊁8.2.4㊁8.2.6㊁8.3.1㊁8.3.3㊁8.3.5㊁8.3.6㊁8.3.8㊁8.4.1㊁8.4.4㊁8.5.8㊁8.5.9㊁8.6.1㊁8.6.6㊁8.6.8㊁8.6.15㊁8.7.3㊁9.1.26㊁9.1.31㊁11.1.3㊁11.1.12㊁11.1.15㊁12.1.6㊁12.2.1㊁12.2.9条为强制性条文㊂原‘建筑抗震设计规程“(D G J08-9-2003)同时废止㊂本规范由上海市城乡建设和交通委员会负责管理㊁同济大学负责解释㊂上海市城乡建设和交通委员会二○一三年九月四日前 言根据沪建交[2010]第731号文件下达的2010年上海市工程建设规范和标准设计编制计划(第二批),由同济大学等单位组成的‘建筑抗震设计规程“修编组,对上海市工程建设规范‘建筑抗震设计规程“(D G J08-9-2003)进行了全面修订㊂在修订过程中,参照了国家标准‘建筑抗震设计规范“(G B50011-2010)的主要内容,在力争做到技术先进㊁经济合理㊁便于实践㊁与其他标准协调基础上,编制了本规程㊂本规程共有14章㊁11个附录㊂与国标‘建筑抗震设计规范“(G B50011-2010)相比,本规程有以下主要不同之处:(1)抗震设计反应谱和地震动参数有所不同,特征周期(多遇地震㊁罕遇地震)㊁设计反应谱下降段适用的周期范围㊁罕遇地震时程分析所用加速度时程的最大值不同;(2)在附录中增加了14条可用于时程分析的地震波加速度时程;(3)对基于性能的抗震设计方法进行了补充和修改,明确了抗震性能水准和性能目标的划分依据,给出了各类结构对应于各抗震性能水准的最大层间位移角限值;(4)提高了钢筋的强度等级要求,以利于推广应用高强钢筋;(5)结构平面不规则的判定有所不同,对于外凸的情况,采用双控指标(凸出长度和宽度)判别,条文说明结合上海地区的工程实际情况更加细化;(6)场地㊁地基和基础的条文有所不同,与现行上海市工程建设规范‘地基基础设计规范“(D G J08-11-2010)基本保持一致,其中标贯液化判别公式与上海市工程建设规范‘岩土工程勘察规范“(D G J08-37-2012)一致;(7)结构抗震变形验算指标进一步细化,增加了钢筋混凝土抗震墙㊁框架 抗震墙和框支层(嵌固端上一层)等结构的弹性层间位移角限值;(8)轴压比限值方面进一步细化,增加了钢管与混凝土双重组合柱的轴压比计算方法;(9)结合行标‘高层建筑混凝土结构技术规程“(J G J3-2010),补充了A级和B级高度钢筋混凝土结构的有关规定;(10)补充了对框架 核心筒结构中框架部分承担的地震剪力限值放松的条件和设计措施;(11)补充了板 柱结构的抗震设计要求;(12)地下室顶板作为上部结构的嵌固部位的条件更加明确,地下一层结构与地上一层结构的侧向刚度的比值要求不同,并补充了刚度比的估算方法;(13)将配筋小砌块砌体抗震墙房屋的抗震设计要求列入条文正文(国标放在附录中),并作了进一步补充和完善;(14)增加了多层错层砖砌体房屋抗震设计的有关规定;(15)增加了预制混凝土结构抗震设计的有关规定;(16)钢结构房屋的抗震设计未包括高层部分,因为上海市已颁布了地方标准‘高层建筑钢结构设计规程“(D G/T J08-32-2008),且未采用抗震等级的概念;(17)修改了隔震和消能减震设计的条文,更符合上海市的实际情况;(18)取消了单层砖柱厂房以及土㊁木㊁石结构房屋的内容㊂本规程以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行㊂与国标‘建筑抗震设计规范“(G B50011-2010)相比,增加了下列强制性条文:有关预制混凝土结构的7.1.4条,有关配筋小砌块砌体抗震墙房屋的8.6.1条㊁8.6.6条㊁8.6.8条㊁8.6.15条和有关多层错层砖砌体房屋的8.7.3条㊂各单位在执行本规程的过程中,注意总结经验和积累资料,随时将有关意见和建议反馈给同济大学土木工程学院结构工程与防灾研究所‘建筑抗震设计规程“编制组(地址:上海市四平路1239号,邮政编码:200092),以便今后修订时参考㊂主编单位:同济大学参编单位:上海现代建筑设计(集团)有限公司华东建筑设计研究院有限公司上海建筑设计研究院有限公司上海市建筑科学研究院(集团)有限公司上海市地震局中国船舶工业第九设计研究院同济大学建筑设计研究院上海现代都市建筑设计院上海市隧道工程轨道交通设计研究院上海市机电设计研究院有限公司上海市工程抗震办公室上海市住房保障与房屋管理局主要起草人:吕西林 蒋欢军(以下按姓氏笔划排列)王绍博 叶光新 卢文胜 朱春明 花炳灿李 杰 李亚明 李国强 李检保 张凤新张立新 张其林 陈 鸿 陈企奋 金国芳周 健 周德源 胡克旭 赵 斌 施卫星袁 勇 贾 明 翁大根 巢 斯 程才渊主要审查人员:沈 恭(以下按姓氏笔划排列)江欢成 许丽萍 汪大绥 陈宗梁 周国鸣顾嗣淳上海市建筑建材业市场管理总站二○一三年四月目 次1 总 则(1)………………………………………………………2 术语和符号(2)………………………………………………… 2.1 术 语(2)………………………………………………… 2.2 主要符号(4)………………………………………………3 抗震设计的基本要求(7)……………………………………… 3.1 建筑抗震设防分类和设防标准(7)……………………… 3.2 地震影响(7)……………………………………………… 3.3 场地和地基(7)…………………………………………… 3.4 建筑形体及其构件布置的规则性(9)…………………… 3.5 结构体系(12)…………………………………………… 3.6 结构分析(14)…………………………………………… 3.7 非结构构件(15)………………………………………… 3.8 隔震与消能减震设计(15)……………………………… 3.9 结构材料与施工(16)…………………………………… 3.10 建筑基于性能的抗震设计(18)………………………… 3.11 建筑物地震反应观测系统(19)…………………………4 场地㊁地基和基础(20)………………………………………… 4.1 场 地(20)……………………………………………… 4.2 地基液化的判别和处理(20)…………………………… 4.3 地基和基础的抗震强度验算(24)……………………… 4.4 抗震措施(31)……………………………………………5 地震作用和结构抗震验算(34)………………………………5.1 一般规定(34)…………………………………………… 5.2 水平地震作用计算(39)………………………………… 5.3 竖向地震作用计算(45)………………………………… 5.4 截面抗震验算(46)……………………………………… 5.5 抗震变形验算(48)………………………………………6 多层和高层钢筋混凝土房屋(53)…………………………… 6.1 一般规定(53)…………………………………………… 6.2 计算要点(64)…………………………………………… 6.3 框架结构的基本抗震构造措施(71)…………………… 6.4 抗震墙结构的基本抗震构造措施(79)………………… 6.5 框架-抗震墙结构的基本抗震构造措施(84)…………… 6.6 板-柱-抗震墙结构抗震设计要求(84)…………………… 6.7 筒体结构抗震设计要求(90)……………………………7 预制混凝土结构房屋(93)…………………………………… 7.1 一般规定(93)…………………………………………… 7.2 预制钢筋混凝土框架结构(95)………………………… 7.3 预制钢筋混凝土叠合抗震墙结构(99)…………………8 砌体房屋和底部框架砌体房屋(103)………………………… 8.1 一般规定(103)…………………………………………… 8.2 计算要点(108)…………………………………………… 8.3 多层砖砌体房屋抗震构造措施(113)…………………… 8.4 多层小砌块房屋抗震构造措施(119)…………………… 8.5 底部框架-抗震墙砌体房屋抗震构造措施(122)………… 8.6 配筋小砌块砌体抗震墙房屋抗震设计要求(127)……… 8.7 多层错层砖砌体房屋抗震设计要求(139)………………9 钢结构房屋(143)……………………………………………… 9.1 多层钢结构房屋(143)…………………………………… 9.2 单层钢结构厂房(162)……………………………………10 单层钢筋混凝土柱厂房(172)……………………………… 10.1 一般规定(172)………………………………………… 10.2 计算要点(174)………………………………………… 10.3 抗震构造措施(176)……………………………………11 空旷房屋和大跨屋盖建筑(185)…………………………… 11.1 单层空旷房屋(185)…………………………………… 11.2 大跨屋盖建筑(188)……………………………………12 隔震和消能减震设计(195)………………………………… 12.1 一般规定(195)………………………………………… 12.2 房屋隔震设计要点(197)……………………………… 12.3 房屋消能减震设计要点(205)…………………………13 非结构构件(211)…………………………………………… 13.1 一般规定(211)………………………………………… 13.2 基本计算要求(211)…………………………………… 13.3 建筑非结构构件的基本抗震措施(213)……………… 13.4 建筑附属机电设备支架的基本抗震措施(217)………14 地下建筑(219)……………………………………………… 14.1 一般规定(219)………………………………………… 14.2 计算要点(220)………………………………………… 14.3 抗震构造措施和抗液化措施(221)……………………附录A 地震地面加速度时程曲线(223)………………………附录B 高强混凝土结构抗震设计要求(234)……………………附录C 预应力混凝土结构抗震设计要求(236)………………附录D 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算(238)……………附录E 转换层结构的抗震设计要求(242)……………………附录F 钢支撑-混凝土框架和钢框架-钢筋混凝土核心筒结构房屋抗震设计要求(244)……………………………附录G 多层工业厂房抗震设计要求(248)……………………附录H 单层厂房横向平面排架地震作用效应的调整(256)…附录J 单层钢筋混凝土柱厂房纵向抗震验算(259)……………附录K 隔震设计简化计算和砌体结构隔震措施(265)………附录L 实施基于性能的抗震设计的参考方法(271)…………本规程用词说明(278)……………………………………………引用标准名录(279)………………………………………………条文说明(281)……………………………………………………C O N T E N T S1 G e n e r a l (1)…………………………………………………………2 T e r m s a n d s y m b o l s (2)…………………………………………… 2.1 T e r m s (2)…………………………………………………… 2.2 S y m b o l s (4)……………………………………………………3 B a s i c r e q u i r e m e n t s o f s e i s m i c d e s i g n (7)………………………… 3.1 C a t e g o r y a n d c r i t e r i o n f o r s e i s m i c p r o t e c t i o no f b u i l d i n g s (7)…………………………………………………………… 3.2 E a r t h q u a k e s t r o n g mo t i o n (7)……………………………… 3.3 S i t e a n db a s e (7)……………………………………………… 3.4 R e g u l a r i t y o f b u i l i n g c o n f i g u r a t i o na n d s t r u c t u r a l a s s e m b l y (9)…………………………………………………………… 3.5 S t r u c t u r a l s ys t e m (12)……………………………………… 3.6 S t r u c t u r a l a n a l ys i s (14)……………………………………… 3.7 N o n s t r u c t u r a l c o m p o n e n t s (15)…………………………… 3.8 I s o l a t i o na n d e n e r g y -d i s s i p a t i o nd e s i g n (15)……………… 3.9 M a t e r i a l s a n d c o n s t r u c t i o n (16)…………………………… 3.10 P e r f o r m a n c e -b a s e d s e i s m i c d e s i g no f b u i l d i n g s (18)……… 3.11 S t r o n g m o t i o no b s e r v a t i o n s y s t e mo f b u i l d i n gs (19)………4 S i t e ,s o i l a n d f o u n d a t i o n (20)…………………………………… 4.1 S i t e (20)……………………………………………………… 4.2 J u d g e m e n t a n d t r e a t m e n t f o r s o i l l i q u e f a c t i o n (20)………… 4.3 S e i s m i c s t r e n gt hc h e c k f o r f o u n d a t i o na n d s o i l s (24)……… 4.4 S e i s m i cm e a s u r e s (31)………………………………………5 E a r t h q u a k e a c t i o na n d s e i s m i c c h e c k i n g f o r s t r u c t u r e s (34)……5.1 G e n e r a l (34)………………………………………………… 5.2 H o r i z o n t a l e a r t h qu a k e a c t i o n (39)………………………… 5.3 V e r t i c a l e a r t h q u a k e a c t i o n (45)……………………………… 5.4 C h e c k i n g f o r s t r e n g t h (46)………………………………… 5.5 C h e c k i n g f o r d e f o r m a t i o n (48)………………………………6 M u l t i -s t o r y a n d t a l l r e i n f o r c e d c o n c r e t eb u i l d i n g s (53)………… 6.1 G e n e r a l (53)………………………………………………… 6.2 E s s e n t i a l s i n c a l c u l a t i o n (64)………………………………… 6.3 D e t a i l s f o r f r a m e s t r u c t u r e s (71)…………………………… 6.4 D e t a i l s f o rw a l l s t r u c t u r e s (79)……………………………… 6.5 D e t a i l s f o r f r a m e -w a l l s t r u c t u r e s (84)……………………… 6.6 R e q u i r e m e n t s f o r s l a b -c o l u m n -w a l l s t r u c t u r e s (84)……… 6.7 R e q u i r e m e n t s f o r t u b e s t r u c t u r e s (90)………………………7 P r e c a s t r e i n f o r c e d c o n c r e t e s t r u c t u r e s (93)……………………… 7.1 G e n e r a l (93)………………………………………………… 7.2 S e i s m i c d e s i g n r e q u i r e m e n t s f o r p r e c a s tR Cf r a m e (95)… 7.3 S e i s m i c d e s i g n r e q u i r e m e n t s f o r p r e c a s t c o m p o s i t eR C w a l l (99)………………………………………………………8 M a s o n r y b u i l d i n g s a n dm a s o n r y b u i l d i n g sw i t hR Cf r a m e s o n g r o u n d f l o o r s (103)…………………………………………… 8.1 G e n e r a l (103)………………………………………………… 8.2 E s s e n t i a l s i n c a l c u l a t i o n (108)……………………………… 8.3 D e t a i l s f o rm u l t i -s t o r y b r i c kb u i l d i n g s (113)……………… 8.4 D e t a i l s f o rm u l t i -s t o r y c o n c r e t eb l o c kb u i l d i n g s (119)…… 8.5 D e t a i l s f o rm a s o n a r y b u i l d i n g sw i t hR Cf r a m e s o n g r o u n d f l o o r s (122)………………………………………… 8.6 S e i s m i c d e s i g n f o rR Cb l o c kb u i l d i n gs (127)………………8.7 S e i s m i c d e s i g n f o rm u l t i -s t o r y s p l i t -l e v e l b r i c km a s o n r y b u i l d i n gs (139)………………………………………………9 S t e e l b u i l d i n g s (143)……………………………………………… 9.1 M u l t i -s t o r y s t e e l b u i l d i n g s (143)…………………………… 9.2 S i n g l e -s t o r y s t e e l f a c t o r y b u i l d i n g s (162)……………………10 S i n g l e -s t o r y f a c t o r y b u i l d i n g sw i t hR Cc o l u m n s (172)………… 10.1 G e n e r a l (172)……………………………………………… 10.2 E s s e n t i a l s i n c a l c u l a t i o n (174)……………………………… 10.3 D e t a i l s (176)…………………………………………………11 L a r g e -s p a nb u i l d i n g s (185)……………………………………… 11.1 S i n g l e -s t o r y s p a c i o u s b u i l d i n g s (185)……………………… 11.2 L a r g e -s p a n r o o f b u i l d i n g s (188)……………………………12 S e i s m i c a l l y i s o l a t e d a n d e n e r g y -d i s s i p a t i o nb u i l d i n g s (195)…… 12.1 Ge n e r a l (195)……………………………………………… 12.2 E s s e n t i a l s i nd e s i g nof s e i s m i c a l l y i s o l a t e db u i l d i ng s (197)………………………………………………………… 12.3 E s s e n t i a l s i nd e s i g no f e n e r g y -d i s s i p a t i o nb u i l d i n g s (205)…………………………………………………………13 N o n s t r u c t u r a l c o m p o n e n t s (211)……………………………… 13.1 G e n e r a l (211)……………………………………………… 13.2 E s s e n t i a l s i n c a l c u l a t i o n (211)……………………………… 13.3 E s s e n t i a lm e a s u r e s f o r a r c h i t e c t u r a lm e m b e r s (213)…… 13.4 E s s e n t i a lm e a s u r e s f o r s u p p o r t s o fm e c h a n i c a l a n d e l e c t r i c a l c o m p o n e n t s (217)…………………………………14 S u b t e r r a n e a nb u i l d i n g s (219)…………………………………… 14.1 G e n e r a l (219)……………………………………………… 14.2 E s s e n t i a l s i n c a l c u l a t i o n (220)………………………………14.3 D e t a i l s a n d a n t i -l i q u e f a c t i o nm e a s u r e s (221)………………A p p e n d i xA A c c e l e r a t i o n t i m eh i s t o r y c u r v e s o f e a r t h q u a k e g r o u n dm o t i o n s (223)…………………………………A p p e n d i xB R e q u i r e m e n t s f o r s e i s m i c d e s i g no f h i g hs t r e n gt h c o n c r e t e s t r u c t u r e s (234)………………………………A p p e n d i xC S e i s m i c d e s i g n r e qu i r e m e n t s f o r p r e s t r e s s e d c o n c r e t e s t r u c t u r e s (236)………………………………………A p p e n d i xD S e i s m i c d e s i g n f o r t h e c o r e z o n e o f c o l u m n -b e a m j o i n t o f f r a m e s t r u c t u r e s (238)………………………A p p e n d i xE S e i s m i c d e s i g n f o r t h e t r a n s i t i o n -s t o r i e s (242)………A p p e n d i xF S e i s m i c d e s i g n f o r c o m p o s i t e s t e e l b r a c e -c o n c r e t e f r a m e s t r u c t u r e s a n d c o m p o s i t e s t e e l f r a m e -c o n c r e t e c o r e t u b e s t r u c t u r e s (244)…………………A p p e n d i xG S e i s m i c d e s i g n f o rm u l t i -s t o r y f a c t o r y b u i l d i n g s (248)……………………………………………………A p p e n d i xH A d j u s t m e n t o n s e i s m i c e f f e c t s f o r t h e t r a n s v e r s e b e n t o f s i n g l e -s t o r y f a c t o r y (256)……………………A p p e n d i x J S e i s m i c c h e c k f o r s i n g l e -s t o r y f a c t o r y i n l o n g i t u d i n a l d i r e c t i o n (259)…………………………………………A p p e n d i xK S i m p l i f i e d c a l c u l a t i o n ,g e n e r a l a n dd e t a i l s f o r s e i s m i c a l l y i s o l a t e dm a s o n r y st r u c t u r e s (265)………A p p e n d i xL P r o c e d u r e s o f p e r f o r m a n c e -b a s e d s e i s m icde s i g n (271)……………………………………………………E x p l a n a t i o no fw o r d i n g i n t h i s c o d e (278)……………………………L i s t of q u o t e d s t a n d a r d s (279)………………………………………E x pl a n a t i o no f p r o v i s i o n s (281)………………………………………1 总 则1.0.1 为贯彻执行国家有关防震减灾㊁建筑工程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,制定本规程㊂1.0.2 本规程适用于上海市场地类别为Ⅲ类和Ⅳ类的一般建筑的抗震设计及隔震㊁消能减震设计㊂建筑基于性能的抗震设计,可采用本规程规定的基本方法㊂特殊建筑及行业有特殊要求的建筑抗震设计,尚应按有关标准㊁规定执行㊂1.0.3 按本规程设计的建筑,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;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;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㊂使用功能或其他方面有特殊要求的建筑,当采用基于性能的抗震设计时,可采用比基本抗震设防目标更高的设防目标㊂1.0.4 应用本规程进行建筑工程的抗震设计,除应符合本规程要求外,尚应符合国家和上海市其他现行有关标准的规定㊂1.0.5 建筑工程的抗震设计应贯彻概念设计与计算并重的原则;应遵循建筑形体美观与结构抗震安全相统一的设计思想㊂12 术语和符号2.1 术 语2.1.1 抗震设防烈度s e i s m i c p r o t e c t i o n i n t e n s i t y按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度㊂注:本规程 6度㊁7度㊁8度”即 抗震设防烈度为6度㊁7度㊁8度”的简称㊂2.1.2 抗震设防标准s e i s m i c p r o t e c t i o n c r i t e r i o n衡量抗震设防要求高低的尺度,由抗震设防烈度或设计地震动参数及建筑抗震设防类别确定㊂2.1.3 地震动参数区划图s e i s m i c g r o u n dm o t i o n p a r a m e t e r z o-n a t i o nm a p以地震动参数(以加速度表示地震作用强弱程度)为指标,将全国划分为不同抗震设防要求区域的图件㊂2.1.4 地震作用e a r t h q u a k e a c t i o n由地震动引起的结构动态作用,包括水平地震作用和竖向地震作用㊂2.1.5 设计地震动参数d e s i g n p a r a m e t e r s o f e a r t h q u a k e g r o u n d m o t i o n s抗震设计用的地震加速度(速度㊁位移)时程曲线㊁加速度反应谱和峰值加速度㊂2.1.6 设计基本地震加速度d e s i g nb a s i c a c c e l e r a t i o no f g r o u n d m o t i o n s50年设计基准期内超越概率为10%的地震加速度的设计2取值㊂2.1.7 设计特征周期d e s i g n c h a r a c t e r i s t i c p e r i o d o f g r o u n dm o-t i o n s抗震设计用的地震影响系数曲线中,反映地震震级㊁震中距和场地类别等因素的下降段起始点对应的周期值,简称特征周期㊂2.1.8 场地s i t e工程群体所在地,具有相似的反应谱特征,其范围相当于厂区㊁居住小区和自然村或不小于1.0k m2的平面面积㊂2.1.9 建筑抗震概念设计s e i s m i c c o n c e p t d e s i g no f b u i l d i n g s根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程㊂2.1.10 抗震构造措施d e t a i l s o f s e i s m i c d e s i g n根据抗震概念设计原则,一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求㊂2.1.11 抗震措施s e i s m i cm e a s u r e s除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容,包括抗震构造措施㊂2.1.12 抗震性能水准s e i s m i c p e r f o r m a n c e l e v e l s建筑物在震后的损坏状况及其可继续使用功能的受影响程度㊂2.1.13 抗震性能目标s e i s m i c p e r f o r m a n c e o b j e c t i v e s针对各级地震动水准期望建筑物达到的抗震性能水准㊂2.1.14 基于性能的抗震设计p e r f o r m a n c e-b a s e d s e i s m i c d e s i g n选择合理的抗震性能目标,以建筑的抗震性能分析为基础进行设计,使设计的建筑在遭受未来可能发生的地震时具有预期的3抗震性能㊂2.1.15 预制混凝土结构p r e c a s tR Cs t r u c t u r e采用预制㊁装配工艺生产的钢筋混凝土结构㊂2.1.16 预制钢筋混凝土叠合抗震墙p r e c a s t c o m p o s i t eR Cw a l l一侧预制(P C F板)㊁一侧现浇的钢筋混凝土叠合抗震墙,简称叠合抗震墙㊂2.1.17 预制钢筋混凝土叠合抗震墙结构s h e a rw a l l s t r u c t u r e w i t h p r e c a s t c o m p o s i t eR Cw a l l结构外墙采用预制钢筋混凝土叠合抗震墙㊁结构内墙采用普通钢筋混凝土抗震墙的抗震墙结构㊂2.1.18 配筋小砌块砌体抗震墙r e i n f o r c e d s m a l l b l o c km a s o n r y w a l l在混凝土小型空心砌块的孔洞和凹槽中按规定要求配置竖向钢筋和水平钢筋㊁并采用灌孔混凝土填实孔洞㊁能够承受竖向和水平向地震作用的墙体㊂2.2 主要符号2.2.1 作用和作用效应F E k㊁F E v k 结构总水平㊁竖向地震作用标准值;G E㊁G e q 地震时结构(构件)的重力荷载代表值㊁等效总重力荷载代表值;w k 风荷载标准值;S E 地震作用效应(弯矩㊁扭矩㊁轴向力㊁剪力㊁应力和变形);S 地震作用效应与其它荷载效应的基本组合;S k 作用㊁荷载标准值的效应;4M 弯矩;N 轴向压力;V 剪力;p 基础底面压力;u 侧移;θ 楼层位移角㊂2.2.2 材料性能和抗力K 结构或构件的刚度;R 结构构件承载力;f㊁f k㊁f E 各种材料强度(含地基承载力)设计值㊁标准值和抗震设计值;[θ] 楼层位移角限值㊂2.2.3 几何参数A 构件截面面积;A s 钢筋截面面积;B 结构总宽度;H 结构总高度㊁柱高度;L 结构(单元)总长度;a 距离;a s㊁a's 纵向受拉㊁受压钢筋合力点至截面边缘的最小距离;b 构件截面宽度;d 土层深度或厚度㊁钢筋直径;h 计算楼层层高㊁构件截面高度;l 构件长度或跨度;t 抗震墙厚度㊁楼板厚度㊂2.2.4 计算系数5α 水平地震影响系数;αm a x 水平地震影响系数最大值;αv m a x 竖向地震影响系数最大值;γG㊁γE㊁γw 作用分项系数;γR E 承载力抗震调整系数;ζ 计算系数;η 地震作用效应(内力和变形)的增大或调整系数;λ 构件长细比㊁比例系数;λv 最小配箍特征值;ξy 结构(构件)屈服强度系数;ρ 配筋率㊁比率;φ 构件受压稳定系数;ψ 组合值系数㊁影响系数㊂2.2.5 其它T 结构自振周期;N 标准贯入锤击数;I l e 地震时地基的液化指数;X j i 位移振型坐标(j振型i质点的x方向相对位移); Y j i 位移振型坐标(j振型i质点的y方向相对位移);Φj i 转角振型坐标(j振型i质点的转角方向相对位移); n 总数,如楼层数㊁质点数㊁钢筋根数㊁跨数等;v s e 土层等效剪切波速㊂63 抗震设计的基本要求3.1 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“G B50223确定其抗震设防类别及其抗震设防标准㊂3.1.2 上海市各区县的抗震设防烈度均可按7度采用㊂3.2 地震影响3.2.1 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设计特征周期来表征㊂3.2.2 上海地区多遇地震和设防烈度地震时,Ⅲ类场地的设计特征周期取为0.65s,Ⅳ类场地的设计特征周期取为0.9s,罕遇地震时Ⅲ㊁Ⅳ类场地的设计特征周期都取为1.1s㊂相应于各抗震设防烈度的设计基本地震加速度取值,应按表3.2.2采用㊂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抗震设防烈度678设计基本地震加速度值0.05g0.10g0.20g 注:表中g为重力加速度㊂3.3 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㊁工程地质和地震地质的有关资料,对抗震有利㊁一般㊁不利和危险地段7做出综合评价㊂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㊂对危险地段,严禁建造甲㊁乙类的建筑,不应建造丙类的建筑㊂3.3.2 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㊂2 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及保证两部分水平力的可靠传递,在基础㊁上部结构的相关部位采取相应措施㊂3 地基为软弱黏性土㊁液化土㊁新近填土或严重不均匀土时,应估计地震时地基不均匀沉降和其它不利影响,并采取相应的措施㊂3.3.3 坡地建筑的场地和地基基础应符合下列要求:1 坡地建筑场地勘察应有边坡稳定性评价和防治方案建议㊂2 应根据地质㊁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㊂边坡设计应符合现行国家标准‘建筑边坡工程技术规范“G B50330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㊂3 边坡附近的建筑基础应进行抗震稳定性设计㊂建筑基础与土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㊂83.4 建筑形体及其构件布置的规则性3.4.1 建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性㊂不规则的建筑应按规定采取加强措施;特别不规则的建筑应进行专门研究和论证,采取特别的加强措施;严重不规则的建筑不应采用㊂注:形体指建筑平面形状和立面㊁竖向剖面的变化㊂3.4.2 建筑设计应重视其平面㊁立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响,宜择优选用规则的形体,其抗侧力构件的平面布置宜规则对称㊁侧向刚度沿竖向宜均匀变化,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,避免侧向刚度和承载力突变㊂不规则建筑的抗震设计应符合本规程第3.4.4条的有关规定㊂3.4.3 建筑形体及其构件布置的平面㊁竖向不规则性,应按下列要求划分:1 混凝土房屋㊁钢结构房屋和钢-混凝土混合结构房屋存在表3.4.3-1所列举的某项平面不规则类型或表3.4.3-2所列举的某项竖向不规则类型以及类似的不规则类型,应属于不规则的建筑㊂9表3.4.3-1 平面不规则的主要类型不规则类型定义和指标限值扭转不规则在规定的水平力作用下,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍凹凸不规则结构平面凹进的长度大于相应投影方向总尺寸的30%;或凸出的长度大于相应投影方向总尺寸的30%,且凸出的宽度小于凸出长度的50%楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化,例如:有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%,或较大的楼层错层(错层高度大于楼面梁的截面高度或大于0.6m)表3.4.3-2 竖向不规则的主要类型不规则类型定义和指标限值侧向刚度不规则该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平均值的80%;除顶层或出屋面小建筑外,局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件(柱㊁抗震墙㊁抗震支撑)的内力由水平转换构件(梁㊁桁架等)向下传递楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80% 2 砌体房屋㊁单层工业厂房㊁单层空旷房屋㊁大跨屋盖建筑和地下建筑的平面和竖向不规则性的划分,应符合本规程有关章节的规定㊂3 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㊂3.4.4 建筑形体及其构件布置不规则时,应按下列要求进行地震作用计算和内力调整,并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施:011 平面不规则而竖向规则的建筑,应采用空间结构计算模型,并应符合下列要求:1)扭转不规则时,应计入扭转影响,且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍,当最大层间位移远小于规程限值时,可适当放宽;2)凹凸不规则或楼板局部不连续时,应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型;高烈度或不规则程度较大时,宜计入楼板局部变形的影响;3)平面不对称且凹凸不规则或楼板局部不连续时,可根据实际情况分块计算扭转位移比,对扭转较大的部位应采用局部的内力增大系数㊂2 平面规则而竖向不规则的建筑,应采用空间结构计算模型,刚度小的楼层的地震剪力应乘以不小于1.15的增大系数,其薄弱层应按本规程有关规定进行弹塑性变形分析,并应符合下列要求:1)竖向抗侧力构件不连续时,该构件传递给水平转换构件的地震内力应根据烈度高低和水平转换构件的类型㊁受力情况㊁几何尺寸等,乘以1.25~2.0的增大系数;2)侧向刚度不规则时,相邻层的侧向刚度比应依据其结构类型符合本规程相关章节的规定;3)楼层承载力突变时,薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%㊂3 平面不规则且竖向不规则的建筑,应根据不规则类型的数量和程度,有针对性地采取不低于本条1㊁2款要求的各项抗震措施㊂特别不规则的建筑,应经专门研究,采取更有效的加强措11施或对薄弱部位采用相应的基于性能的抗震设计方法㊂3.4.5 体型复杂㊁平立面不规则的建筑,应根据不规则程度㊁地基基础条件和技术经济等因素的比较分析,确定是否设置防震缝,并分别符合下列要求:1 当不设置防震缝时,应采用符合实际的计算模型,分析判明其应力集中㊁变形集中或地震扭转效应等导致的易损部位,采取相应的加强措施㊂2 当在适当部位设置防震缝时,宜形成多个较规则的抗侧力结构单元㊂防震缝应根据抗震设防烈度㊁结构材料种类㊁结构类型㊁结构单元的高度和高差以及可能的地震扭转效应的情况,留有足够的宽度,其两侧的上部结构应完全分开㊂3 当设置伸缩缝和沉降缝时,其宽度应符合防震缝的要求㊂3.5 结构体系3.5.1 结构体系应根据建筑的抗震设防类别㊁抗震设防烈度㊁建筑高度㊁场地条件㊁地基㊁结构材料和施工等因素,经技术㊁经济和使用条件综合比较确定㊂3.5.2 结构体系应符合下列各项要求:1 应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径㊂2 应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力㊂3 应具备必要的抗震承载力,良好的变形能力和消耗地震能量的能力㊂4 对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高其抗震能力㊂3.5.3 结构体系尚宜符合下列各项要求:1 宜有多道抗震防线㊂212 宜具有合理的刚度和承载力分布,避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中㊂3 结构在两个主轴方向的动力特性宜相近㊂3.5.4 结构构件应符合下列要求:1 混凝土结构构件应控制截面尺寸和受力钢筋㊁箍筋的设置,防止剪切破坏先于弯曲破坏㊁混凝土的压溃先于钢筋的屈服㊁钢筋的锚固粘结破坏先于钢筋破坏㊂2 预应力混凝土构件,应配有足够的非预应力钢筋㊂3 钢结构构件的尺寸应合理控制,避免局部失稳或整个构件失稳㊂4 多㊁高层的混凝土楼㊁屋盖宜优先采用现浇混凝土板㊂当采用预制装配式混凝土楼㊁屋盖时,应从楼盖体系和构造上采取措施确保各预制板之间及预制板与周边构件之间连接的整体性㊂3.5.5 结构各构件之间的连接,应符合下列要求:1 构件节点的破坏,不应先于其连接的构件㊂2 预埋件的锚固破坏,不应先于连接件㊂3 装配式结构构件的连接,应能保证结构的整体性㊂4 预应力混凝土构件的预应力钢筋,宜在节点核心区以外锚固㊂3.5.6 装配式单层厂房的各种抗震支撑系统,应保证地震时厂房的整体性和稳定性㊂3.5.7 砌体结构应按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱㊁芯柱,或采用约束砌体㊁配筋砌体等㊂31。
05单层厂房抗震构造措施
屋盖系统的抗震构造
■三、屋盖支撑的其他构造要求
① 天窗开洞范围内,在屋架脊点处应设上弦通长水平压杆; 8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时,梯形屋架端部上节点应沿厂 房纵向设置通长水平压杆。 ② 屋架跨中竖向支撑在跨度方向的间距,6-8度时不大于 15m,9度时不大于12m;当仅在跨中设一道时,应设在 跨中屋架屋脊处;当设两道时,应在跨度方向均匀布置。 ③ 屋架上、下弦通长水平系杆与竖向支撑宜配合设置。 ④ 柱距不小于12m且屋架间距6m的厂房,托架(梁)区段 及其相邻开间应设下弦纵向水平支撑。 ⑤ 屋盖支撑杆件宜用型钢。
连接节点的构造要求
⑤ 柱间支撑与柱连接节点预埋件的锚件,8度Ⅲ、Ⅳ类场 地和9度时,宜采用角钢加端板,其他情况可采用不低 于HRB335级的热轧钢筋,但锚固长度不应小于30倍锚筋 直径或增设端板。 ⑥ 厂房中的起重机走道板、端屋架与山墙间的填充小屋 面板、天沟板、天窗端壁板和天窗侧板下的填充砌体等 构件应与支承结构有可靠的连接。
屋盖系统的抗震构造
■一、有檩屋盖体系
屋盖系统的抗震构造
■二、无檩屋盖体系
无檩屋盖整体刚度大,空间性能好。地震中屋面板 坠落主要由于缺乏可靠连接。因此大型屋面板无檩屋盖 除按要求设置必要支撑外,重点是保证屋面板与屋架 (屋面梁)的可靠焊接。主要注意以下几点: ① 大型屋面板应与屋架(屋面梁)焊牢,靠柱列的屋面板 与屋架(屋面梁)的连接焊缝长度不宜小于80mm。 ② 6度和7度时有天窗厂房单元的端开间,或8度和9度时各 开间,宜将垂直屋架方向两侧相邻的大型屋面板的顶面 彼此焊牢。
抗震构造措施:
■根据抗震概念设计的要求,单层钢筋混凝土 柱厂房针对屋盖系统,厂房柱及柱间支撑, 构件连接节点采取必要的抗震构造措施,目 的是加强装配式厂房结构的整体性,形成空 间受力的结构体系,对于维护结构则不宜影 响主体结构的变形。
第七章 单层厂房震害及其分析(第21节课讲义)
3. 厂房横向地震作用 (1)底部剪力法(考虑空间及扭转作用修正)
FEk 1Geq
Geq:单质点时 Geq G1
多质点时 Geq 0.85 Gi
(2)各质点地震作用分配
Fi
Gi Hi Gk H k
FEk
( n 0)
(六)厂房空间作用和扭转影响对排架地震作用的影响
空间作用原因:厂房 两端山墙刚度大,影 响结构侧移(如图)
空间工作效应取决于: 有无山墙(或横墙)及屋盖的横向刚度。 1.屋盖增加了厂房的刚度。 2.山墙的间距越小厂房的刚度越大。
(3) 不等高厂房高低跨交接处中柱的地震内力修正
这部分截面的内力大于用底部剪力法求出的内力。这些 截面的内力乘以系数修正。
1)高跨一侧有低跨时
2 (1 1.7
nh nh
nl
Gl Gh
)
2)高跨两侧有低跨时
2(1 1.7
nh 2nh
nl
Glc Gh
)
2 ——空间影响系数
nh.nl ——高低跨跨数
扭转效应: 1.仅一端有山墙的厂房,会产生扭转振动。 2.靠近伸缩缝处的排架柱比其他位置的排架柱震害重。
单厂横向地震作用简化计算=平面排架计算+空间作用影响
对不同的排架结构形式进行空间的平动与扭转振动分 析,将其结果与平面排架振动分析结果进行对比,得出空间 工作与扭转影响效应的调整系数。 调整系数的适用条件: • 1)7、8度(烈度不太高) • 2)长/宽<8(房屋不太长),跨度>12m(跨度不太小) • 3)墙厚>240mm(墙不太薄,有足够的刚度)开洞<50% • 4)柱顶<=15m(不太高) 考虑空间作用和扭转影响的效应调整系数取值:
建筑结构抗震设计课后习题答案
武汉理工大学《建筑结构抗震设计》复试第1章绪论1.震级和烈度有什么区别和联系?震级是表示地震大小地一种度量,只跟地震释放能量地多少有关,而烈度则表示某一区域地地表和建筑物受一次地震影响地平均强烈地程度.烈度不仅跟震级有关,同时还跟震源深度. 距离震中地远近以及地震波通过地介质条件等多种因素有关.一次地震只有一个震级,但不同地地点有不同地烈度.2.如何考虑不同类型建筑地抗震设防?规范将建筑物按其用途分为四类:甲类(特殊设防类).乙类(重点设防类).丙类(标准设防类).丁类(适度设防类).1 )标准设防类,应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用,达到在遭遇高于当地抗震设防烈度地预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全地严重破坏地抗震设防目标.2)重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度地要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高地要求采取抗震措施;地基基础地抗震措施,应符合有关规定.同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用.3 )特殊设防类,应按高于本地区抗震设防烈度提高一度地要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高地要求采取抗震措施.同时,应按批准地地震安全性评价地结果且高于本地区抗震设防烈度地要求确定其地震作用.4)适度设防类,允许比本地区抗震设防烈度地要求适当降低其抗震措施,但抗震设防烈度为6度时不应降低.一般情况下,仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用.3.怎样理解小震.中震与大震?小震就是发生机会较多地地震,50年年限,被超越概率为63.2%;中震,10%;大震是罕遇地地震,2%.4.概念设计.抗震计算.构造措施三者之间地关系?建筑抗震设计包括三个层次:概念设计.抗震计算.构造措施.概念设计在总体上把握抗震设计地基本原则;抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段;构造措施则可以在保证结构整体性. 加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果地有效性.他们是一个不可割裂地整体.5.试讨论结构延性与结构抗震地内在联系.延性设计:通过适当控制结构物地刚度与强度,使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大地延性,从而可以通过塑性变形吸收更多地震输入能量,使结构物至少保证至少“坏而不倒” .延性越好,抗震越好.在设计中,可以通过构造措施和耗能手段来增强结构与构件地延性,提高抗震性能.第2章场地与地基1.场地土地固有周期和地震动地卓越周期有何区别和联系?由于地震动地周期成分很多,而仅与场地固有周期T接近地周期成分被较大地放大,因此场地固有周期T也将是地面运动地主要周期,称之为地震动地卓越周期.2.为什么地基地抗震承载力大于静承载力?地震作用下只考虑地基土地弹性变形而不考虑永久变形.地震作用仅是附加于原有静荷载上地一种动力作用,并且作用时间短,只能使土层产生弹性变形而来不及发生永久变形,其结果是地震作用下地地基变形要比相同静荷载下地地基变形小得多.因此,从地基变形地角度来说,地震作用下地基土地承载力要比静荷载下地静承载力大.另外这是考虑了地基土在有限次循环动力作用下强度一般较静强度提高和在地震作用下结构可靠度容许有一定程度降低这两个因素.3.影响土层液化地主要因素是什么?⑴土地类型.级配和密实程度⑵土地初始应力状态(地震作用时,土中孔隙水压力等于固结水压力是产生土体液化地必要条件)⑶震动地特性(地震地强度和持续时间)⑷先期振动历史或者:土层地质年代;土地颗粒组成及密实程度;埋置深度.地下水;地震烈度和持续时间.第3章结构地震反应分析与抗震计算1.结构抗震设计计算有几种方法?各种方法在什么情况下采用?底部剪力法.振型分解反应谱法.时程分析法.静力弹塑性法⑴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地结构,以及近似于单质点体系地结构,可采用底部剪力法等简化方法.⑵除⑴外地建筑结构,宜采用振型分解反应谱法.⑶特别不规则地建筑.甲类建筑和表3—10所列高度范围地高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下地补充计算,可取多条时程曲线计算结果地平均值与振型分解反应谱法计算结果地较大值.2.什么是地震作用?什么是地震反应?地震作用:结构所受最大地地震惯性力;地震反应:由地震动引起地结构内力.变形.位移及结构运动速度与加速度等统称为结构地震反应.是地震动通过结构惯性引起地.3.什么是地震反应谱?什么是设计反应谱?它们有何关系?地震反应谱:为便于求地震作用,将单自由度体系地地震最大绝对加速度.速度和位移与其自振周期T地关系定义为地震反应谱.设计反应谱:地震反应谱是根据已发生地地震地面运动记录计算得到地,而工程结构抗震设计需考虑地是将来发生地地震对结构造成地影响.工程结构抗震设计不能采用某一确定地震记录地反应谱,考虑到地震地随机性.复杂性,确定一条供设计之用地反应谱,称之为设计反应谱.设计抗震反应谱和实际地震反应谱是不同地,实际地震反应谱能够具体反映1次地震动过程地频谱特性,而抗震设计反应谱是从工程设计地角度,在总体上把握具有某一类特征地地震动特性.地震反应谱为设计反应谱提供设计依据.4.计算地震作用时结构地质量或重力荷载应怎样取?质量:连续化描述(分布质量) .集中化描述(集中质量);进行结构抗震设计时,所考虑地重力荷载,称为重力荷载代表值.结构地重力荷载分恒载(自重)和活载(可变荷载)两种.活载地变异性较大,我国荷载规范规定地活载标准值是按50 年最大活载地平均值加0.5〜1.5倍地均方差确定地,地震发生时,活载不一定达到标准值地水平,一般小于标准值,因此计算重力荷载代表值时可对活载折减.抗震规范规定:G E = D k+EV i L ki -5 .什么是地震系数和地震影响系数?它们有什么关系?• •口 X ..…S“(T )F = mg -g max ―a, --g xg 1 一 g max 是确定地震烈度地一个定量指标. P (T ) —动力系数.a (T ) = k P (T ) a 为地震影响系数,是多次地震作用下不同周期T,相同阻尼比Z 地理 想简化地单质点体系地结构加速度反应与重力加速度之比.6 .为什么软场地地错误!未找到引用源。
建筑抗震规范2010版强条汇总
3
1 总则…………………………………………1 2 术语和符号… …………………………………………“2 2.1 术语………………………………………………………2 2.2 主要符号………………………………………………3 3 基本规定…………………………………………………6 3.1 建筑抗震设防分类和设防标准………………………………6 3.2 地震影响…………………………………………6 3.3 场地和地基……………………………………………7 3.4 建筑形体及其构件布置的规则性……………………………8 3.5 结构体系…………………………………………11 3.6 结构分析…………………………………………12 3.7 非结构构件………………………………………………13 3.8 隔震与消能减震设计………………………………………14 3.9 结构材料与施工…………………………………一……….14 3.10 建筑抗震性能化设计 ……………………………………15 3.11 建筑物地震反应观测系统…………………………………17 4 场地、地基和基础…………………………………………18 4.1 场地…………………………………………18 4.2 天然地基和基础…………………………………………21 4.3 液化土和软土地基…………………………………………23 4.4 桩基………………………………………28 5 地震作用和结构抗震验算…………………………………31 5.1 一般规定…………………………………………31 5.2 水平地震作用计算…………………………………………35 5.3 竖向地震作用计算…………………………………………41 5.4 截面抗震验算……………………………………42 5.5 抗震变形验算……………………………………43 6 多层和高层钢筋混凝土房屋………………………………48 6.1 一般规定……………………………………48 6.2 计算要点……………………………………54 6.3 框架的基本抗震构造措施…………………………………60 6.4 抗震墙结构的基本抗震构造措施……………………………66 6.5 框架-抗震墙结构的基本抗震构造措施………………………69 6.6 板柱-抗震墙结构抗震设计要求……………………………70 6.7 简体结构抗震设计要求……………………………………7l 7 多层砌体房屋和底部框架砌体房屋…………………………74 7.1 一般规定……………………………………74 7.2 计算要点………………………………79 7.3 多层砖砌体房屋抗震构造措施……………………………84 7.4 多层砌块房屋抗震构造措施………………………………89 7.5 底部框架-抗震墙砌体房屋抗震构造措施……………………91 8 多层和高层钢结构房屋 ……………………………………96 8.1 一般规定………………………………96 8.2 计算要点……………………………………98
单层厂房建筑结构抗震
对7度以上地震作用抵抗力不足。弱点:纵 向抗震能力差、构件连接单薄、支撑体系弱等。 1、屋盖体系
7度区,柱间支撑处屋面板支座酥裂。 8度区,屋面板错动、震落、倒塌。 9度区,屋面大面积倒塌。
易破坏区
2、 天窗架
突出屋面旳π 形天窗架在8度以上会造成大面积旳 倾倒,是厂房旳单薄部分。
因为高振型旳影响,将使这部分截面 旳内力不小于用底部剪力法求出旳内力。这 些截面旳内力乘以系数修正。 ⑴ 高跨一侧有低跨时
2 (1 1.7
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nl
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)
⑵ 高跨两侧有低跨时
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)
2 ——空间影响系数
nh .nl——高下跨跨数 载G代Gh表.Glc 值— —l 。— —高 高下 跨跨两屋侧盖低旳跨重屋力盖荷总载旳代重表 力值 荷
6、 围护墙 开裂、外闪、脱落、倒塌。
§2 厂房构造旳抗震措施
一、体型与防震缝
平面宜规则。 单层砖柱厂房:屋盖较轻时(轻型钢 屋架等)可不设防震缝, 屋盖较重时(钢 筋砼)与贴建旳建筑之间,设50~70mm旳 防震缝。 单层砼柱厂房:多跨宜为等高,体型 复杂时,宜设缝。纵横跨交接处旳100~150mm, 其他为50~90mm。
§5 纵向抗震计算
厂房旳纵向抗震计算较为复杂,针对 不同情况提出了不同旳简化计算措施。对 于轻型柔性屋盖,采用“柱列法”即各个 柱列分片进行计算,对刚度较大旳钢筋砼 屋盖构造,厂房旳纵向自振周期和地震作 用可采用“修正刚度法”。对于两跨不等 高厂房,采用“拟能量法”旳原则拟定厂 房旳基本周期及相应旳纵向地震作用。
虑平动与扭转同步作用时,N=(n+1)*h. • 2.运动方程及地震作用计算 • 用振型分解法计算多自由度振动方程.
对设计中地震作用效应调整的几点归纳
新《建筑抗震设计规范》5.2.3 条规定, 规则结构不进行扭转耦连计算 时, 平行于地震作用方向的两个边榀, 其地震作用效应应乘以增大系数。 一 般 情 况 下 , 短 边 可 按 1.15 采 用 , 长 边 可 按 1.05 采 用 ; 当 扭 转 刚 度 较 小 时, 宜按不小于 1.3 采用。
1 最小地震剪力调整
3 边榀地震作用效应调整
新《建筑抗震设计规范》5.2.5 条 规 定 , 抗 震 验 算 时 , 结 构 任 一 楼 层 的 水平地震的剪重比不应小于表 5.2.5 给出的最 小 地 震 剪 力 系 数 !。 对 于 竖向不规则结构的薄弱层, 尚应乘以 1.15 的增大系数( 见表 1) 。
7 板柱—抗震墙结构地震作用调整
新《建筑抗震设计规范》第 6.6.5 条 规 定 , 板 柱 —抗 震 墙 结 构 的 抗 震 墙应承担结构的全部地震作用, 各层板柱部分应满足计算要求, 并应承 担不少于各层地震作用的 20%。
在进行地震作用效应组合前标准值的调整( 整体调整) 外, 还需进行 组合后地震作用效应设计值的调整( 局部调整) 。《高层建筑混凝土结构 设 计 规 范》规 定 , 组 合 后 的 内 力 设 计 值 在 使 用 前 尚 需 调 整( 见 5.6.5 条) ; 非抗震设计时, 应按本规程第 5.6.1 条的规定进行荷载效应的组合。抗震 设计时, 应同时按本规程第 5.6.1 条和 5.6.3 条的规定进行荷载效应和地 震作用效应的组合。除四级抗震等级的结构构件外, 按本规程第 5.6.3 条 计算的组合内力设计值, 尚应按本规程的有关规定进行调整, 主要包括 下列内容的调整:
抗震结构设计 单层工业厂房的抗震设计
2.厂房的结构体系
6~8度时,宜采用轻型屋盖;9度时,应采用轻型屋盖。 6度和7度时,可以采用十字形截面的无筋砖柱;8度和9 度时应采用组合砖柱,且中柱在8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时 宜采用钢筋混凝土柱。 8度Ⅲ、Ⅳ类场地且采用钢筋混凝土屋盖时,由于纵向水 平地震作用较大,不能单靠屋盖中的一般纵向构件传递, 所以要求在无上述抗震墙的砖柱顶部处设置压杆。 隔墙和抗震砖墙应合并设置。当不能合并设置时,隔墙 要采用轻质材料。厂房两端均应设置承重山墙。为了避免 天窗架过多地削弱屋盖的整体性,天窗不应通至厂房单元 的端开间。天窗也不应采用端砖壁承重。
2.单层厂房空间结构分析 (1)基本假定
①以平面结构(排架、柱列、山墙、纵墙)为基本单元,只考虑平面内的刚度, 忽略出平面的刚度,也不考虑构件本身的抗扭刚度; ②在平面结构对称分布时,只考虑屋盖平面内的剪切变形而忽略其弯曲变形; ③在平面结构非对称分布时,考虑各平面结构绕厂房单元质心的扭转刚度, 进行扭转耦联振动分析。但屋盖一般也只考虑剪切变形,相当于附加了一定 的约束; ④砌体山墙和纵墙的侧移刚度,要考虑地震作用下墙体开裂引起的刚度退化。
➢ 原因:
支撑仅仅按照构造设置,间 距过大,数量不足,杆件刚度 偏弱以及承载力偏低,节点构 造单薄,
(6)围护墙
➢ 震害现象:
7度区基本完好或受到轻微破坏,少量开裂、外闪;8度 区破坏很普遍;9度区破坏严重,部分或大量倒塌。纵墙 和山墙的破坏,一般从檐口、山尖处脱离主体结构开始, 进一步使整个墙体或上下两层圈梁间的墙体外闪或产生水 平裂缝。严重时局部脱落,甚至大面积倒塌。高低跨厂房 中高跨的封墙更容易外闪和倒塌。
第三节 单层钢筋混凝土柱厂房的抗震设计
一、地震作用分析
单层厂房地震作用分析应考虑平面内的弹性变形和山墙可 能引起的扭转,所以规范给出的地震作用分析都是以空间分 析为基础的简化方法。
单层厂房横向地震反应的行进波效应(Ⅲ)——一端有山墙厂房
其 中
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收 稿 日期 : o O 1 - 3 2 0一 0 1 *国家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 第 一作 者 简 介 : 铁 军 , 屈 副教 授 研 究 方 向 : 震 动 场 、 伸 型 结 构 及 核 电站 抗 震 分 析 地 延
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房地 震 反应 的影 响
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端 有 山墙 厂房 在 行进 的地震 波 作用 下 振
工业厂房排架抗震设计浅析
工业厂房排架抗震设计浅析适用于工业厂房的结构有多种,其中单层工业厂房在工业建筑中得到了广泛的引用。
这是由于单层工业厂房,在生产工艺流程和车间内部运输上比较容易组织,地面上也能够放置较重的机器设备和产品,因此大多数工业厂房是选择单层厂房。
化工厂房中,单层工业厂房也得到了广泛的运用,然而,由于单层厂房主要是装配式结构,地震中如不准确的地震力计算及构造措施采取不当,则容易产生破坏,因此,合理及准确的计算地震力和采取必要的抗震措施,对单层厂房结构十分重要。
本文结合笔者在设计单位所设计及所接触的工程实例,采用底部剪力法计算某单层厂房的横向地震作用,并考虑空间工作和扭转影响,再与实际工程中设计运用较多PK程序计算结果,进行分析比较,阐述纵墙、空间作用调整以及周期折减的重要性。
1规范相关《抗震规范》[1]对单层工业厂房横向地震计算有如下相关规定:9.1.6条单层厂房按本规范的规定采取抗震构造措施并符合下列条件之一时,可不进行横向和纵向抗震计算:1 7度I、II类场地、柱高不超过10m且结构单元两端均有山墙的单跨和等高多跨厂房(锯齿形厂房除外)。
27度时和8度(0.2g)I、II类场地的露天吊车栈桥。
9.1.7条厂房的横向抗震计算,应采用下列方法:1 混凝土无檩和有檩屋盖厂房,一般情况下,宜计及屋盖的横向弹性变形,按多质点空间结构分析;当符合本规范附录J的条件时,可按平面排架计算,并按附录J的规定对排架柱的地震剪力和弯矩进行调整。
2轻型屋盖厂房,柱距相等时,可按平面排架计算。
J.1.1条按平面排架计算厂房的横向地震作用时,排架的基本自振周期应考虑纵墙及屋架与柱的固结作用,可按下列规定进行调整:1 由钢筋混凝土屋架或钢屋架与钢筋混凝土组成的排架,有纵墙时取周期计算的80%,无纵墙时取90%;2 由钢筋混凝土屋架或钢屋架与砖柱组成的排架,取周期计算值得90%;3 由木屋架、钢木屋架或轻钢屋架与砖柱组成的排架,取周期计算值。
单层多跨钢结构厂房的结构设计及地震作用分析
单层多跨钢结构厂房的结构设计及地震作用分析【摘要】随着我国大规模工业化的发展,厂房的跨度越来越大,厂房结构向复杂化发展。
钢结构厂房在工业生产中具有施工周期短、经济性以及结构安全等特点,在工业化建设中得到了较好的应用。
本文对多跨单层钢结构厂房的结构设计进行简单的分析,对单层厂房的柱网以及横向跨度设计展开阐述,最后对单层厂房的地震作用进行验算,以便为单层多跨钢结构的厂房结构设计提供一定帮助。
【关键词】单层多跨钢结构厂房结构设计地震分析工业厂房的设计对厂房的结构布局、经济性以及进度等指标要求比较高,要求厂房的布局需要同生产工艺相一致,能保证厂房结构安全的同时获得利润的最大化,并且施工进度对工业早日投产也有着较大的影响。
单层钢结构厂房相比传统混凝土结构来说,自重小,跨度大,施工周期比较短,对环境影响小,也有利于回收,在工业生产中具有较好的应用前景。
此外,钢结构具有较好的韧性以及塑性,能够很好的吸收地震能量,进行单层钢结构厂房的设计过程中,还需要充分考虑到地震对结构的影响,地震作用会对钢结构厂房的柱底以及柱顶造成不小的影响,设计人员必须要进行充分的抗震验算,确保结构安全。
在单层钢结构厂房的设计中,设计人员必须要根据生产企业的需求开展厂房的设计,对厂房结构柱网及跨度等进行分析,确保结构能够满足客户的需求。
本文结合某工程对单层多跨钢结构厂房的结构设计进行研究。
1、单层钢结构厂房结构设计分析1.1、工程概况本工程为5连跨的单层钢结构厂房,长度为362m,宽度为132m,建筑面积47784㎡。
抗震设防烈度为8度,基本地震加速度值为0.2g;基本风压为0.6kN/㎡;设计年限为50年,结构安全等级设计为二级。
1.2、钢结构厂房柱网的设计对于钢结构厂房柱网的设计来说,必须要保证生产工艺以及厂房结构安全、经济性等指标。
单层钢结构厂房的柱网设计包括横向柱网、纵向柱网以及伸缩缝的设计。
柱网设计应当按照标准化设计来保证建筑的工业化,通过这种措施能够有效的保证施工效率,从而提高施工进度,实现了钢结构厂房施工的成本控制,同时也能保障施工质量。
单层厂房抗震设计
第7章单层厂房抗震设计7.1震害分析和其他结构相比较, 单层厂房的震害总的来说较轻, 且主要是围护结构的破坏。
围护墙实际上起到了承受和传递水平地震力的作用,其刚度和质量分布对厂房的动力反应有很大影响。
震害调查表明,围护墙布置不合理是造成厂房震害的重要原因之一,且大型墙板的震害明显轻于砌体墙。
例如海城纺织机械厂和营口中板厂都因墙体和柱拉结不良而在地震时发生墙面大片倒塌的现象(图7-1)。
厂房的山墙也易倒塌。
如果山墙上直接铺有屋面板, 山墙的倒塌也引起有关屋面板的坠落。
∏型天窗是厂房抗震的薄弱部位,在6度区就有震害的实例。
震害主要表现为支撑杆件失稳弯曲,支撑与天窗立柱连接节点被拉脱,天窗立柱根部开裂或折断等。
这是因为∏型天窗位于厂房最高部位,地震效应大。
在大型屋面板屋盖中,如屋面板与屋架或屋面梁焊接不牢,地震时往往造成屋面板错动滑落,甚至引起屋架的失稳倒图7-1 中板厂震害塌。
历次地震的震害调查表明,厂房受纵向水平地震作用时的破坏程度重于受横向地震作用时的破坏程度。
主要的破坏形式有:(1) 天窗两侧竖向支撑斜杆拉断,节点破坏,天窗架沿厂房纵向倾斜,甚至倒下砸塌屋盖。
(2) 屋面板与屋架的连接焊缝剪断,屋面板从屋架上滑脱坠地。
屋盖的纵向地震力是通过屋面板焊缝从屋架中部向屋架的两端传递的,屋架两端的剪力最大。
因此,屋架的震害主要是端头混凝土酥裂掉角、支撑大型屋面板的支墩折断、端节间上弦剪断等。
(3) 在设有柱间支撑的跨间,由于其刚度大,屋架端头与屋面板边肋连接点处的剪力最为集中,往往首先被剪坏;这使得纵向地震力的传递转移到内肋,导致屋架上弦受到过大的纵向地震力而破坏。
当纵向地震力主要由支撑传递时,若支撑数量不足或布置不当,会造成支撑的失稳,引起屋面的破坏或屋盖的倒塌。
另外,柱根处也会发生沿厂房纵向的水平断裂。
(4) 纵向围护砖墙出现斜裂缝。
作为主要受力构件的柱,由于其在设计中考虑了水平力的作用,故从整体上看,在7度区一般无震害,在8度和9度区出现裂缝,仅在烈度为10度的区域才有少数的倒塌。
建筑抗震设计-4
第六节 隔震与消能减震设计
(五)分部设计方法 1. 隔震层以上结构 2. 隔震层 3. 隔震层以下结构 4. 地基基础
第六节 隔震与消能减震设计
(六)竖向地震作用计算 (七)隔震措施 1. 一般要求 2. 砌体结构 3. 钢筋混凝土结构
第六节 隔震与消能减震设计
三、房屋消能减震设计要点 (一)消能减震原理
一、单层混凝土柱厂房
(二)排架抗震计算
应考虑屋盖平面的弹性变形和山墙可能引起的扭转。 1. 抗震规范提出的分析方法均是以空间分析为基础的简化方法。 基本思路 2. 可不进行横向及纵向截面抗震验算的情况(抗震规范 9.1.6)。理由 3. 厂房空间工作的基本规律
(1)两端有山墙(或两侧有纵墙)时 (2)仅一端有山墙时
(1)抗侧力体系 (2)构件连接
①应避免焊接接头;对厚度较大无法采用螺栓连 接的构件,可采用对接焊缝等强度连接。 ②屋盖横梁与柱顶铰接时,宜采用螺栓连接
(3)柱间支撑
二(二)抗震计算要点
1. 根据屋盖高差和吊车设置情况,分别采用单质点、双 质点 或多质点模型计算地震作用。 2. 围护墙自重与刚度(抗震规范第9.2.5条),根据围 护墙的 类型和墙、柱的连接方式取值。 3. 厂房横向抗震计算方法 (1)一般情况下,宜计入屋盖变形进行空间分析。参 照钢筋混凝土柱厂房作简化 计算时,地震弯矩和剪力也应乘以调整系数,但 抗震规范未作具体规定。 (2)采用轻型屋盖时,可按平面排架或框架计算。
第六节 隔震与消能减震设计
一、一般规定 (一)适用范围和设计方案规定 (二)隔震或消能减震设计建筑的设防目标 高于“小震不坏、中震可修、大震不倒”
第六节 隔震与消能减震设计
(三)隔震和消能减震设计对隔震部件和消能 减震部件的要求 1. 性能参数由试验确定 2. 安装部位便于检查和替换 3. 抽样检测要求
单层多跨钢结构厂房的结构设计及地震作用分析 孙启淦
单层多跨钢结构厂房的结构设计及地震作用分析孙启淦摘要:随着社会的发展,我国的建筑结构的发展也有了很大的改善。
对于单层多跨钢结构厂房的结构设计以及地震作用分析,必须清楚认识单层多跨钢结构厂房组成,主要建造材料为钢结构,是十分常见的工业厂房类型。
当前工作现代化发展步伐加快,与此同时很多冶金领域发展范围扩展,对单层多跨钢结构厂房结构设计及地震作用提出严格要求。
改善传统钢结构厂房施工中,使用年限短、自身重、不可回收等局限,真正做到单层多跨钢结构厂房的节能环保结构设计,延长其使用年限的同时,将施工周期缩短,减轻自身重量,为工业发展全面贯彻绿色节能环保理念创造条件。
关键词:单层多跨钢结构厂房;结构设计;地震作用分析引言单层钢结构厂房是指柱子、屋顶等构件是由钢结构建造的厂房,是工业厂房中最为常见的一种结构形式,在冶金等诸多领域有着非常广泛的应用。
与传统混凝土结构厂房相比,单层钢结构厂房具有使用年限长、节能环保、缩短施工工期、钢结构本身自重轻、可回收利用、对环境影响小等多种优点,与现代绿色节能环保的生产理念非常相符,因而研究钢结构设计相关内容具有重要意义。
1单层多跨钢结构厂房结构设计分析面对工业现代化发展对厂房结构提出的高要求与标准,积极提出单层多跨钢结构厂房设计理念,并且结合实际厂房设计需要,不断优化结构设计理念,积极从在钢结构厂房设计期间,动力特性与结构钢设计角度出发,充分认识到单层多跨钢结构厂房对工业化发展的重要性。
1.1动力特征钢结构设计研究单层多跨钢结构厂房设计过程中,必须认识到动力特征对钢结构设计的重要性。
在进行结构设计期间,动力特征分析需要有限元软件SPA的支持完成操作。
有限元软件SPA具体包括有点单元、体单元、线单元与面单元。
四个单元分别对单层多跨钢结构厂房的结构设计进行分析。
具体体现在静动力计算、有限元、线性、非线性等方面。
有限元软件主要从单层多跨钢结构角度出发,对厂房空间进行动力特征分析,从而确定厂房空间结构。
结构设计:单层钢结构厂房横向、纵向抗震计算有哪些方法?
结构设计:单层钢结构厂房横向、纵向抗震
计算有哪些方法?
厂房横向抗震计算一般情况下,宜计入屋盖变形进行空间分析;采用轻型屋盖时,可按平面排架式框架计算。
厂房纵向抗震计算,可采用下列方法:
用轻质墙板或与柱柔性连接的大型墙板的厂房,可按单质点计算,各柱列的地震作用应按以下原则分配:
①钢筋混凝土无檩屋盖可按柱列刚度比例分配;
②轻型屋盖可按柱列承受的重力荷载代表值的比例分配;
③钢筋混凝土有檩屋盖可取上述两种分配结果的平均值。
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附录H 单层厂房横向平面排架地震作用效应调整
H.1 基本自振周期的调整
H.1.1 按平面排架计算厂房的横向地震作用时,排架的基本自振周期应考虑纵墙及屋架与柱连接的固结作用,可按下列规定进行调整:
1 由钢筋混凝土屋架或钢屋架与钢筋混凝土柱组成的排架,有纵墙时取周期计算值的80%,无纵墙时取90%;
2 由钢筋混凝土屋架或钢屋架与砖柱组成的排架,取周期计算值的90%;
3 由木屋架、钢木屋架或轻钢屋架与砖柱组成排架,取周期计算值。
H.2 排架柱地震剪力和弯矩的调整系数
H.2.1 钢筋混凝土屋盖的单层钢筋混凝柱厂房,按H.1.1确定基本自振周期且按平面排架计算的排架柱地震剪力和弯矩,当符合下列要求时,可考虑空间工作和扭转影响,并按H.2.3的规定调整:
1 7度和8度;
2 厂房单元屋盖长度与总跨度之比小于8或厂房总跨度大于12m;
3 山墙的厚度不小于240mm,开洞所占的水平截面积不超过总面积50%,并与屋盖系统有良好的连接;
4 柱顶高度不大于15m。
注:1.屋盖长度指山墙到山墙的间距,仅一端有山墙时,应取所考虑排架至山墙的距离;
2.高低跨相差较大的不等高厂房,总跨度可不包括低跨。
H.2.2 钢筋混凝土屋盖和密铺望板瓦木屋盖的单层砖柱厂房,按H.1.1确定基本自振周期且按平面排架计算的排架柱地震剪力和弯矩,当符合下列要求时,可考虑空间工作,并按第H.2.3条的规定调整:
1 7度和8度;
2 两端均有承重山墙
3 山墙或承重(抗震)横墙的厚度不小于240mm,开洞所占的水平截面积不超过总面积50%,并与屋盖系统有良好的连接;
4 山墙或承重(抗震)横墙的长度不宜小于其高度;
5 单元屋盖长度与总跨度之比小于8或厂房总跨度大于12m。
注:屋盖长度指山墙到山墙或承重(抗震)横墙的间距。
H.2.3 排架柱的剪力和弯矩应分别乘以相应的调整系数除高低跨度交接处上柱以外的钢筋混凝土柱其值可按表H.2.3-1采用,两端均有山墙的砖柱,其值可按表H.2.3-2采用。
H.2.4 高低跨交接处的钢筋混凝土柱的支承低跨屋盖牛腿以上各截面,按底部剪力法求得的地震剪力和弯矩应乘以增大系数,其值可按下式采用:
式中η-地震剪力和弯矩的增大系数;
ζ-不等高厂房低跨交接处的空间工作影响系数,可按表H.2.4采用;
nh-高跨的跨数;
n0-计算跨数,仅一侧有低跨时应取总跨数,两侧均有低跨时应取总跨数与高跨跨数之和;
GEL-集中于交接处一侧各低跨屋盖标高处的总重力荷载代表值;
GEh-集中于高跨柱顶标高处的总重力荷载代表值。
H.3 吊车桥架引起的地震作用效应的增大系数
H.3.1 钢筋混凝土柱单层厂房的吊车梁顶标高处的上柱截面,由吊车桥架引起的地震剪力和弯矩应乘以增大系数,当按底部剪力法等简化计算方法计算时,其值可按表H.3.1采用。