中震不屈服设计内力与小震弹性设计内力比较分析

Y
=
（ 1. 5
+ 1. 625C3 X） γRE η 1 + 2. 85X
（ 4）
由于上面中震不屈服设计内力与材料设计值
为了计算上的方便，在以下的分析过程中不考 虑风荷载效应及竖向地震作用效应，中震不屈服计 算设计内力（ 材料标准值转化为设计值） 及小震弹
相对应，Y 值可以近似表示小震弹性设计与中震不 屈服设计的配筋率大小的比值。由式（ 4） 可知，Y 值 大小除与 X 有关外还与系数 C3、γre 及 η 有关。总结
算有如下不同：
（ 1） 没有风荷载参与组合，减小了中震不屈服
设计内力；
（ 2） 取消了荷载分项系数及组合系数，减少了ຫໍສະໝຸດ Baidu
中震不屈服计算设计内力；
（ 3） 取消了地震内力调整系数（ 转换层构件内
力调整等） ，减少了中震不屈服计算设计内力；
（ 4） 取消了组合设计内力调整系数（ 强剪弱弯、强
柱弱梁的调整） ，减少了中震不屈服计算内力；
性设计内力计算公式可表示如下 S中 = （ SGE + C1 SEhK ） / C2
S小 = γre η（ 1. 2 SGE + 1. 3C3 SEhK ）
新抗震规范及新高层混凝土规程中的组合内力调 （ 2） 整系数，见表 1。为了进一步的研究 Y 值的规律，现 （ 3） 将式（ 4） 画成函数图象，见图 1—图 6。
经常出现，下面将以新抗震规范及新高层混凝土规
由于上面中震不屈服设计内力与材料设计值
程为基础，按照抗震等级及受力类型分析比较中震 不屈服计算设计内力与小震弹性计算内力的大小
相对应，令 Y = S小 / S中 ； X = SEhK / SGE ； 由式（ 2 ） 和 式（ 3） 可得
关系。
2 中震不屈服计算与小震弹性设计内力比较
2012 年 8 月 21 日收到 作者简介： 邹祖栋，男。E-mail： 187281304@ qq． com。
1 中震不屈服计算
在新高规 3. 11. 3 第二条及新抗震规范 M. 1. 2
第三条都介绍了中震不屈服计算的计算方法，计算
公式如下
SGE
+
S＊ EhK
+ 0.
4
S
＊ EvK
≤R
［3］ K
通过以上的分析可以看出，中震不屈服设计方 一、二、级转换结构构件的水平地震作用计算内力
法与小震弹性设计比较有增大设计内力的因素也 分别乘以增大系数 1. 9、1. 6. 、1. 3； η 为组合内力调
有减小设计内力的因素，中震不屈服计算的设计内 整系数，不同抗震等级及受力类型取值不一样； γre
力比小震弹性计算的设计内力小在设计过程中也 为承载力抗震调整系数。
邹祖栋
（ 华南理工大学土木与交通学院，广州 510040）
摘 要 《抗震设计规范（ GB50011—2010） 》及《高层建筑结构混凝土结构技术规程（ JGJ3-2010） 》第一次将基于性能的抗震
设计方法写入规范，中震不屈服设计是规范中基于性能抗震设计方法之一。通过比较规范中的中震不屈服计算方法与小震
表 1 构件组合内力调整系数
构件类型 框架梁 框架柱
受力类型 剪力 弯矩
特一级 1. 3 × 1. 2
1. 7 × 1. 2
一级 1. 3
1. 7
剪力 1. 5 × 1. 7 × 1. 2 1. 5 × 1. 7
（ 5） 取消了承载力抗震调整系数，降低了承载
能力设计值，也可以认为是增加了中震不屈服计算
36 期
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的设计内力；
其中 SEhK为调整前小震水平地震作用标准值下构
（ 6） 材料强度采用标准值，提高了承载能力设 计值，可认为减少了中震不屈服计算设计内力；
第 12 卷 第 36 期 2012 年 12 月 1671—1815（ 2012） 36-9994-04
建筑技术
科学技术与工程
Science Technology and Engineering
Vol. 12 No. 36 Dec． 2012 2012 Sci. Tech. Engrg.
中震不屈服设计内力与小震弹性设计 内力比较分析
件内力； C1 为中震地震影响系数放大系数，近似取 2. 85； C2 为材料标准值与材料设计值之比，混凝土
（ 7） 采用设防地震的地震影响系数最大值，增 加了中震不屈服计算的设计内力。
为 1. 4，钢筋为 1. 1，近似取两者平均值 1. 25； C3 为 小震弹性 计 算 时 水 平 地 震 内 力 调 整 系 数，如 特 一、
（ 1）
式（ 1） 中
SGE 为重力荷载代表值的效应；
S＊ EhK
为中震
水平地震作用标准值的构件内力，不需考虑与抗震等
级有关的增大系数；
S＊ EvK
为中震竖向地震作用标准值
的构件内力，不需考虑与抗震等级有关的增大系数；
RK 为截面承载力标准值，按材料强度的标准值计算。 通过以上的计算公式可以发现与小震弹性计
弹性设计在内力计算上的区别，建立小震弹性设计内力与中震不屈服设计内力比值随构件抗震等级、受力类型变化的函数关
系，为今后中震不屈服设计提供参考。
关键词 基于性能的抗震设计 中震不屈服设计 小震弹性设计
中图法分类号 TU311. 1；
文献标志码 A
目前，我国抗震设防目标为三水准设防，具体 为“小震不坏，中震可修，大震不倒”，为满足抗震设 防目标的抗震设计方法是“二阶段”设计方法，第一 阶段，按小震作用效应和其他荷载效应的基本组合 验算结构构件承载能力，以及在小震作用下验算结 构的弹性变形，第一阶段设计保证结构满足第一水 准抗震设防目标要求［1］； 在第一阶段设计的基础上 通过与概念设计有关的内力调整放大和抗震构造 措施来满足第二水准和第三水准地震宏观性能控 制要求［2］； 对于地震下易倒塌或有特殊要求的建筑 结构还应进行第二阶段的大震作用下弹塑性变形 分析。近年来随着国内外基于性能的抗震设计理 论及方法深入的研究与应用，我国新抗震规范及高 层混凝土规程第一次引入了基于性能设计的有关 内容，对性 能 设 计 的 性 能 目 标、性 能 水 准 有 了 较 为 明确的界定，也提出了为实现不同性能水准的抗震 设计方法，目前规范中介绍的性能设计仍然是基于 承载力的设 计 方 法，其 中，本 文 所 要 介 绍 的 中 震 不 屈服计算就是其中的一种。