地震作用——王亚勇
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
37
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］。
王亚勇场地特征周期问题知识讲解
王亚勇（yayongwang@） 中国建筑科学研究院
一、地震加速度反应谱Tc的定义
加速度、速度、位移三对数坐标反应谱 （阻尼比2,5,10%）El Centro (N-S) 1940-5-18
Tc
5% El Centro (N-S) 1940 5 18
加 Sa
速
引自建研科技“弹塑性分析报告”Abaqus
大震基底剪力 B ：弹塑性/弹性
2012-12 地震波 L782 L397 L163 L223 L226 L845-7 L845-12 平均 X（%） 68.6 95.4 128.2 114.2 103.6 100.5 74.7 96.1 Y（%） 76.8 91.0 122.0 108.2 108.8 102.1 75.3 96.4
0.14 0.12
0.1
US184 US185 US186 Mean Value Code
Sa（g）
0.08
0.06
0.04
0.02
0
0
1
2
3
4
5
6
T (sec)
0.14 0.12
0.1
US2569 US2570 US2571 Mean Value Code
Sa（g）
0.08
0.06
0.04
0.02
四、对“选波”多余的要求
• 要求提供不同阻尼比的地震波。 • 要求提供零线修正过的加速度、速度和位
移时程。 • 要求一组三分量的加速度时程的相关系数
不小于30%。 • 要求提供地震波来源包括：震源、断层机
制、方位。 • 要求提供数据处理采用的滤波方法。
谢 谢！
度
、
100年设计使用年限地震作用的确定方法
100年设计使用年限地震作用的确定方法【摘要】本文针对不同于设计使用年限为50年，设计使用年限为100年具有相同概率保证的建筑，其地震作用的确定方法作出探讨。
【关键词】设计使年限概率保证地震作用Determination method of seismic action for 100 year design service lifeLi QiongAbstract:In this paper, the determination method of seismic action of buildings with the same probability guarantee, which are different from those with a design service life of 50 years and a design service life of 100 years, is discussed.Keywords:Design service life Probability assurance Earthquake action1、问题提出背景中山市某博物馆群项目为市重点项目，建筑面各约为22000m2,依据《博物馆建筑设计规范》JGJ 66-2015，该博物馆为大型博物馆建筑，其主体结构使用年限为100年，安全等级为一级，抗震设防类别为乙类；依据《广东省建筑结构荷载规范》DBJ 15-101-2014，中山市使用年限为100年的基本风压ω0为0.8kN/m2，楼面和屋面活荷载设计使用年限为100年的调整系数γL为1.1，然而《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010只给出设计使用年限为50年（超越概率为63.2%的小震）地震作用的确定方法，对于设计使用年限为100年地震作用如何确定？项目效果图2、如何确定设计使用为100年地震作用方法在现行的建筑抗震设计规范中，是以“三水准”来表达抗震设防目标，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。
中美抗震规范地震作用的比较分析
ｄｅｖｅｌ叩ｅｄ
ｔｏ
பைடு நூலகம்
ｕｓｉｎｇ ｔＩｌｅ
Ａｍｅｒｉｃ锄ｃｏｄｅ ＩＢＣ—２００９
其中丁为结构基本自振周期，死为长周期的拐点周期。 此外，Ｃ。不应小于０．０１，且对应于处在｜ｓ，≥０．６９ 区的结构，Ｃ。还不应小于下式值：
Ｃ。＝Ｏ．５ＳＩ／（肜，）
（９）
从基底剪力公式可看出：１）中美两国规范对结构 延性的处理方法不同，美国规范允许选用延性好的结 构体系来降低地震作用，同时规定Ｒ值越大的结构， 需满足更为复杂的构造措施，如混凝土结构抗震构造 措施需满足Ａｃｌ３１８第２１章的相关要求，钢结构抗震 构造措施需满足ＡＩＳＣ３４ｌ的相应要求。而中国规范 则不允许选择不同的延性结构来降低地震作用。２） 中美规范对重要建筑的设防概念不同，美国规范对重 要结构，通过提高其地震作用的方法来提高设防标 准。我国规范除对甲类建筑要求其地震作用应按高 于本地区设防烈度计算外，对乙类建筑则只要求提高 抗震措施而不提高地震作用，这是因为中国规范从我 国目前的经济水平出发，采用较为经济有效的方法对 重要建筑提高设防标准。 为了便于比较，本文给出了我国丙类建筑（即标 准设防类，对应于美国规范的结构重要性系数，＝ １．０）在中国７度一９度区，同时按ＧＢ ５００１ｌ－２０１０和 ＩＢｃ—２００９计算所得最大基底剪力值，见表１０。
Ⅲ
０．１２ Ｏ．１５ Ｏ．１８ Ｏ．１５ ０．１９ ０．２３ ０．１７ ０．２ｌ
（７） （８）
基于不同性能目标的RC结构抗震设计的效益分析
ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｔｏ ａｐｐｌｙ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ—ｂａｓｅｄ ｄｅｓｉｇｎ ｔｏ ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｐａｒｔｓ ａｎｄ ｍｅｍｂｅｒｓ ｉｎ ｃｏｍｍｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｕｎｌｅｓｓ ｈｉｇｈｅｒ ｓｅｉｓｍｉｃ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：．ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
标的定义，目前我国工程界有不同看法。另外，按照
抗震设计时，不同抗震等级的构件承载力计算所采用 的内力调整系数和抗震构造措施会有差别［２－４Ｊ。但是， 这些差别究竟有多大，会使结构工程量也就是工程造
价产生多大变化？都是建设方和工程师所关心的问
我国现行抗震设防分类标准，当丙类建筑提高到乙类
设防，抗震措施（包括构造措施）按提高一度要求，
ａｎｄ
ｒｅｂａｒ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｗｅｒｅ
ａｒｅａ
４０％ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃ
ａｒｅａ
ｆｌａｍｅ．ｓｈｅａｒ ｗａｌｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｉｎ ｓｅｉｓｍｉｃ
ａｓ
ｏｆ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ６．ｔｈｅ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｂａｒ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ
ｂｙ ａｂｏｕｔ ８２．Ｏ％ｏｎｌｙ ｗｈｅｎ ｄｅｓｉｇｎｅｄ
渤）根据结构的重要性和地震可能产生的次生灾害
的严重性分为甲、乙、丙、丁４个抗震设防类别［１］。 在定义所谓“中震弹性”性能目标时，又将组合的构
件内力（地震内力，重力荷载和风荷载所产生的内
（键筑抗震设计规范》（以下简称《抗震规范》）规定，
甲类建筑，地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要 求；当抗震设防烈度为６。８度时，甲、乙类建筑应 符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，采取抗震 措施（包括构造要求）；当为９度时，应采取比９度 抗震设防更高的抗震措施。由此可见，在我国的建筑 抗震设计规范中，抗震措施的规定起着十分重要的作
1王亚勇-弹塑性分析输出结果解读(贵阳2015)
30000
US052 US169 AS735-1 规范谱
X向
Y向
检验-底部剪力对比(满足规范要求)
规范谱 X向 Y向 US052 US169 S735-1 最大值/ 规范谱 87% 94% 最小值/ 规范谱 105% 72% 平均值/ 规范谱 98% 86%
30684.3 31527.5 32489.4 26742.6 28526.1 26916.6 26380.7 20581.3
40 US031 30 20
加速度（gal）
10 0
加速度（gal）
20 40 t (sec) 60
-10 -20 -30 40 -40 30 0
20
10 0 -10 -20 US032
80 -30
-40 0
100
20 40 t (sec) 60 80
加速度（gal）
10 0 -10 -20 -30 -40 0 20 40 60 80
L033-地震波输入外框架柱型钢M桁架Mises应力
XI’AN IFC ARCHITECTURAL DESIGN
L033-地震波输入外框架梁Mises应力
“超限汇报” XI’AN IFC ARCHITECTURAL DESIGN
错误的选波方法 - Tg
• • • • 挑选”小“的 不分场地类别 不分地震分组（近、远震） 由一条地震加速度记录的反应谱计算Tc： SA=ώPSV=（2π/TC）PSV TC= 2π（PSV/SA），是确定性的。 而规范反应谱是由统计平均得到，所以
Tg ≠ TC
小震弹性
输入地震波: 二组实际地震记录和一组人工模拟加速度时程（AS735、US052和 US169)
时间 （s）
地震作用和抗震验算新规定
第七讲地震作用和抗震验算新规定王亚勇赖明吕西林李英民杨溥郭子雄（一）新的设计反应谱的主要特点1、89规范的设计反应谱的主要特点89规范的设计反应谱、即地震影响系数曲线，是根据大量实际地震加速度纪录的反应谱进行统计分析并结合工程经验和经济实力的综合结果。
抗震设计反应谱通常用三个参数：最大地震影响系数αmax 、特征周期 T g 和长周期段反应谱曲线的衰减指数γ来描述。
而且不同阻尼比条件下的反应谱曲线也是不同的，89规范提供了考虑近、远震和不同场地条件下阻尼比为5 % 的标准设计反应谱，其最长周期为 3秒。
应该说，89规范的设计反应谱基本适应了我国八、九十年代工程建设抗震设防的要求，除房屋建筑外，各类工程设施及构筑物均参照它提出类似的设计反应谱。
2、加速度设计反应谱用于抗震设计的局限性（1）强震地面运动长周期成分的存在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秒甚至100秒，地震震级从5级到8级，其谱值在10秒周期处最大相差不超过50倍，在100秒周期处，不超过250倍。
在震级M5时，周期在3秒以内，信噪比已经大到可以满足工程使用要求了。
同时还证明，谱曲线至少存在二个拐角周期。
如图1和表1所示。
图1 不同震级下强震地面运动福里叶振幅谱注：噪声指在强震加速度记录数据处理过程中引入的长周期误差研究表明，地震动长周期分量与震源规模、震源距有关，由此可以推出与震级、烈度的关系，从而建立起具有工程实用意义的关系来。
见公式(1)PSV =f1(M,R,T)=f2(L,W,R,T) (1)=f3(I,R,T)式中：PSV为拟速度反应谱，M为震级，R为震源距，L为断层长度，W为断层宽度，I 为烈度，T是反应谱周期。
（2）现有强震加速度记录中长周期成份的损失由于强震仪频率响应范围的限制无法记录到超过10秒以上的地面运动成分，在超过5秒以上的成分中也存在失真，而且在对加速度记录进行误差修正时将数字化过程零线修正所产生的噪声滤出的同时也将地面运动长周期分量滤去了。
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)疑问解答
结构特别不规则类型
表1
特别不规则
简要定义
扭转偏大
较多楼层（不计入与裙房相连的楼层） 考虑偶然偏 心的扭转位移比大于 1. 4。
一般结构的平动与扭转周期比大于 0. 9，混合结构 抗扭刚度弱 的周期比大于 0. 85。
层刚度偏小 本层侧向刚度小于相邻上层的 50% 。
高位转换
框支墙体的转换构件位置：7 度超过 5 层，8 度超过 3 层。
作者简介：王亚勇，研究员，Email： yayongwang@ sina. com。
135
5 新规范总共包括多少章、节、附录、条文？ 新规范共分 14 章、59 节、12 附录，计 630 条（ 含 56
条强制性条文） 。 6 如何判别建筑形体的规则性？
建筑形体的规则性包含建筑的平、立面尺寸、抗侧 力构件布置、楼 层 质 量 分 布、刚 度 分 布、承 载 力 分 布 等 诸多方面。由于 建 筑 造 型 和 使 用 功 能 的 要 求，可 能 设 计出形体不规则的建筑，对结构抗震带来不利影响。
（1） 关于平面不规则 1） 判别扭转不规则时应按刚性楼盖假定建模计算 分析。所谓刚性 楼 盖 指 的 是，楼 盖 两 端 的 位 移 不 超 过 平均位移的 二 倍。而 楼 盖 两 端 的 位 移 应 该 是 边 、角 处 抗侧力构件的位移，而不是悬挑楼板的位移。 2） 计算扭转位移比时，楼层的位移不能用各振型 位移的 CQC 组合得到，而应该采用各振型力的 CQC 组 合得到楼层剪力、经换算后得到的水平力作用下产生 的位移（考虑偶然偏心）。当计算的楼层位移（ 角） 小 于规范规定限值的 50% 时，对扭转位移比的控制可以 适当放松。 3） 偶然偏心的取值，除采用垂直于所考虑方向最 大尺寸的 5% 外，也可根据建筑平面不规则形状和楼 盖重力荷载不均匀分布情况取值。 4）还可根据楼层质心和刚心的距离（ 偏心率） 来 判别扭转不规则。 图 1 为 1999 年台湾集集地震中一幢平面特别不 规则建筑因扭转破坏而倒塌的例子。 （2） 关于平面凹口 当建筑平面有凹口时，应视凹 口 尺 寸 区 别 对 待。 当凹口很深，即使在凹口处设置楼面连梁、而该连梁又 不 足以使两侧楼板协同位移而满足刚性楼板假定时，
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
结构抗震设计时程分地震波的选择
（1 ）设计用地震记录的选择和调整用规范的确定性方法和地震危险性分析方法所确定的设计地震动参数，是选择天然地震加速度记录的依据。
（一）实际地震记录的选择方法选择地震记录应考虑地震动三要素，即强度（峰值）、频谱和持续时间对某一建筑的抗震设计，最好是选用该建筑所在场地曾经记录到的地震加速度时间过程。
但是，这种机会极少。
为此，人们只能从现有的国内外常用的地震记录中去选择，尽可能挑选那些在震级、震中距和场地条件等方面都比较接近设计地震动参数的记录。
他的文章给出了相应的地震数据的记录目录。
（二）实际地震记录的调整1.强度调整。
将地震记录的加速度值按适当的比例放大或缩小，使其峰值加速度等于事先所确定的设计地震加速度峰值。
即令其中a（为记录的加速度值为调整后的加速度值;A众为设计地震加速度峰值为记录的加速度峰值。
这种调整只是针对原记录的强度进行的，基本上保留了实际地震记录的特征。
也就是所说的（强度修正。
将地震波的加速度峰值及所有的离散点都按比例放大或缩小以满足场地的烈度要求）2.频率调整考虑到场地条件对地震地面运动的影响，原则上所选择的实际地震记录的富氏谱或功率谱的卓越周期乃至形状，应尽量与场地土相应的谱的特性一致。
如果不一致，可以调整实际地震记录的时间步长，即将记录的时间轴拉长”或缩短”以改变其卓越周期而加速度值不变也可以用数字滤波的方法滤去某些频率成分，改变谱的形状。
另外，为了在计算中得到结构的最大反应，也可以根据建筑结构基本自振周期，调整实际地震记录的卓越周期,使二者接近。
这种调整的结果，改变了实际地震记录的频率结构，从物理意义上分析是不合理的。
另外，在测定场地土和建筑结构的卓越周期时，运用不同的测试仪器和测试技术，往往得到不同的结果。
即使是对同一个测试结果，在频谱上确定卓越周期时，不同的分析方法也会导致不同的结果。
有的选取谱的第一个峰值所对应的周期作为卓越周期，有的选最大峰值时的，也有的取某一段周期等，很不一致。
《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)的主要特点
准场地 （ 当 Ⅱ类 ）加速 度反 应谱 的设计 相 特征周 期 ．第 一 、二 、三组 分别 取 ０ ３ｓ ．５ ， ０ ４ ｓ和 ０ ４８ ． ０ ． ，可 视 为 大致 反映 近 、中、 ５
远震影响。 ，
一
Ｉ 一
维普资讯
３ 场地、地基和基础抗震设计的改进 ３１ ． 场地类别划分方法的改进 （ 见图 １ ）
值。
不 应将 未经处理 的 寝化 土层作 为天然地 液化 土层作 为天然地 基 的 力层 ；桩靖人 持 液化处 理 基 的持力层 ； 非 岩 石 土 不 小 于 桩 螭人非 岩石 土不 １５ ；明 确对 扩 或 ｍ 小于２ ｍ 流滑 和湿 陷 黄土 的 性
处理
项
场 地综 台评 价和地基 基础处理 的改进 衰 ＇
目 Ｂ ９规范 ２ 规范 ∞１
（ ）剪 切波速 的计算改用 以走 时为权的 １ 平 均方法 ，称为等效剪切波速 ，物理意义明 确 ，而且使剪切波在多层土与匀质土中传播
的时间上等效。 （ ）覆 盖 层 厚 度 除 定 义 为剪 切 波 速 ２
上下层波速比小于 １２５的另一种情况。 ：． （ ）调整不 同类 别场 地覆盖 层厚 度的分 ３
界 ，去 除 ９ ｍ， 增 加 ５ ｍ、 １ｍ、 ５ｍ 的 分 ５ ０ 档。
液 化 尉探 度 １ ５ ｍ
液化 翔别探 疰改为
２ｒ ０， ａ
不宣 转未经 处理 的
（ ）波速和覆盖层厚度处于不同类别场 ４ 地分界附近 ±１ ％的范围内，计算 结构地震 ５ 作 用 时 ，允 许 对 反 应 谱 特 征 周 期 内插 取
５］１１ 以 上 的 土 层 厚 度 外 ，增 设 ４０ ＇ （ １８ ０１． ０ ｍｔ ｓ及
汶川地震建筑震害启示——抗震概念设计
０引言
５·１２汶川大地震中，在地震区各个不同时期设计 建造的各类房屋建筑和工程设施经受了考验。震害调 查表明，经过抗震设防、特别是在１９９０年后设计建造的 建筑表现良好，即使在极震区实际烈度高出抗震设防烈 度３—４度（地震动强度超出预计的１０倍）的情况下，除 了极个别建筑物外，绝大多数建筑受到中等至严重破
摘要：汶川大地震造成大量房屋建筑破坏倒塌，通过在地震区对遭受中震、大震作用的砌体结构和钢筋混凝土结构以及非
结构构件的震害调查与分析，以典型的结构破坏为例，针对多道抗震防线、强柱弱梁、剪力墙连梁、砌体结构整体性、楼梯
问、非结构构件等抗震设计问题，对照《建筑抗震设计规范》（ＧＢ ５００１ｌ—２００１）所规定的抗震概念设计原则进行讨论。总结
——ｓｅｉｓｍｉｃ ｃｏｎｃｅｐｔ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ
ＷＡＮＧ Ｙａｙｏｎｇ （Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｅｖｅｒｅ ｄａｍａｇｅｓ ａｎｄ ｃｏｌｌａｐｓｅｓ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｗｅｒｅ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｗｅｎｃｈｕａｎ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄａｍａｇｅ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｉｎ ｒｅｇｉｏｎｓ ｓｕｆｆｅｒｅｄ ｍｏｄｅｒａｔｅ ｔｏ ｓｅｖｅｒｅ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｉｅｓ，ｌｅｓｓｏｎｓ ｌｅａｒｎｔ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｅｖｅｎｔ ｄｅａｌｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ３－
第２９卷第４期 ２００８年８月
文章编号：１０００－６８６９（２（）０８）０４－００２０－０６
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）。
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。
28
（1）倒塌示意
（2）结构体系简图
29
（3）结构平面图
30
（二）台湾集集地震十二层RC高层建筑震害
31
（1）倒塌示意
（2）结构平面图
32
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
_建筑抗震设计规范_的发展沿革和最新修订_王亚勇
建筑结构学报 Journal of Building Structures第31卷第6期2010年6月Vol131No16June2010002文章编号:100026869(2010)0620007210《建筑抗震设计规范》的发展沿革和最新修订王亚勇,戴国莹(中国建筑科学研究院工程抗震研究所,北京100013)摘要:在回顾了我国建筑抗震设计规范的发展沿革的基础上,简要介绍了《建筑抗震设计规范》历次版本的主要特点,着重阐述G B50011—2001规范的最新修订情况。
这些修订包括:建筑抗震设防水准、设计基本地震加速度、基本要求和概念设计、场地分类和评估、地震作用和抗震验算等基础性内容,各类建筑结构的抗震设计规定、计算方法和抗震措施,新增加了结构抗震性能设计要求以及大跨度空间结构、地下建筑等内容。
1976年7・28唐山地震造成未设防或设防能力低的各类房屋建筑严重破坏和倒塌,通过对地震区建筑震害的调查研究,吸取经验教训,对TJ11—78《工业与民用建筑抗震设计规范》及时进行了修订。
2008年5・12汶川地震全面考验了各类建筑结构,凡按照现行规范设计建造的建筑都能达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设防目标。
在震中地区,由于实际地震影响烈度远高于设防烈度,致使具备一定抗震设防能力的建筑结构不可避免地产生了破坏。
通过对这些震害的研究,对多道抗震防线、强柱弱梁、剪力墙连梁、砌体结构整体性、楼梯间、非结构构件等抗震设计问题提供了有益的启示,及时地体现在G B50011—2001《建筑抗震设计规范》的修订中。
抗震性能设计方法被明确地编入新修订的《建筑抗震设计规范》,充实了中国特色的“三水准两阶段”抗震设防理念。
关键词:建筑抗震设计规范;建筑震害;规范修订中图分类号:T U31814 文献标志码:AEv oluti on and p resent updati on of‘Code f orseis m ic design of buildings’WANG Yayong,DA I Guoying(I nstitute of Earthquake Engineering,China Acade my of Building Research,Beijing100013,China)Abstract:A general review of devel opment and evoluti on of seis m ic design codes in China is p r ovided in the paper. Major features contained in several versions and the p resent update of‘Code for seis m ic design of buildings’are summarized.Main item s regarding to earthquake levels,design earthquake acceleration,essential requirements of seis m ic design,site assess ment and classification,seis m ic res ponse s pectra,seis m ic alalysis as well as regulations of seis m ic calculations and detailing for each type of structures,including s pacious and undergr ound buildings have been seri ously revised in the past.The revisi on of the Code TJ11—78was ti mely executed based on the investigati on on damages and collap ses of different buildings caused in the1976Tangshan Earthquake.Buildings and infrastructures were put int o the real tests in the May12,2008GreatW enchuan Earthquake,revealing that the three seis m ic goals in ter m s of operational under the m inor earthquake,repairable under the moderate earthquake and life2safety under the maj or earthquake can be achieved as l ong as the design and constructi on foll owing the code requirements.Building damages and failures,of course,occurred unavoidably due to the much higher intensity than ex pected by design code. Based on extensive reconnaissance investigation of building damage in the regi ons with moderate t o severe earthquake intensities,regulati ons of the‘Code for seis m ic design of buildings’(G B50011—2001)are updated regarding to the multi2fortification,strong column2weak beam,link beam of shear walls,integrati on and ductility of masonry structures,exit ways and stair shaft,non2structural elements,etc.The concep t of perfor mance2based seis m ic design has been i mp lemented in the new version of the code that i mp r oves and enriches the seis m ic design app r oach of s o2 called t wo stages for three earthquake levels.Keywords:Code for seis m ic design of buildings;earthquake damage of building;revision of code基金项目:住房和城乡建设部《建筑抗震设计规范》(G B50011—2001)修订课题。
屈曲约束支撑混凝土框架地震响应分析
耗 能 型支撑 不仅 能保证 构件 不 屈 曲 ， 还能保 证 芯板 屈 服后 的耗能 能力 。 目前 ， 曲约束支 撑 主要 的截 面形 屈 式 如 图 ３ 所示 。支 撑节 点 连 接 类 型 有 焊 接 型 、 栓 ｃ 螺 连接 型和销 轴连 接 型 。耗 能 型 屈 曲约束 支撑 的芯 板
芯 板材料 为 Ｑｅ ５节点 连接 类 型为焊 接 型 ， 曲支 撑 ｓ， 屈 布 置形 式 如 图 ３ 图 ３ 所 示 。屈 曲约束 支撑 型 号 ｄ和 ｅ
及 主要 技术 参数 见表 １ 列 。 所
本工程 加 固使 用 的支 撑 为上 海 蓝 科 钢结 构 技 术
◎ ◎◎
围 困 国
（） 曲约束支撑横截面图 ｂ屈 （） ｃ 掘曲约束支撑截 面形式
果 见 表 ４所列 ， 小震 下 的计算 结果 比反 应谱 分 析结 果
略小 ， 主要 是 由于反 应谱 分析 考 虑 了双 向地震 的耦合 作 用 。加 固 后 ， 震 情 况 下 ， 向 底 部 剪 力 减 小 中 ｚ １ ．％ ， 点 位 移 基 本 不 变 ， 向 底 部 剪 力 增 加 ０５ 顶 Ｙ
分析 ， 弹性分析采用振型分解反应谱法和规范推荐的静力弹塑性 分析 （ｕ ｈｏ ｅ） 法。分 析结果表 明， 多遇地震 下 ， 曲约束 ｐ ｓ－ｖｒ方 在 屈 支撑处 于弹性状态 ， 为结构提供刚度 ， 中震及大震作用下 ， 在 屈曲约束支撑屈服耗能 ， 为保证 结构 的安全提供可靠性 。
关键词 ： 曲约束支撑 ； 屈 弹性 ； 弹塑性 ； 耗能 中图分 类号 ： ＴＵ３ ５ ４ ７ ． 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ３５８ （０ ２０ —２ ３０ １ ７— ７ １ ２ １ ） ２０ ２ —４
新疆巴楚M68地震房屋震害及经验总结
收稿日期:2003-03-20;修回日期:2003-03-31作者简介:王亚勇(1943-),男,研究员,现从事工程抗震研究工作.文章编号:1000-1301(2003)02-0172-04研究简报新疆巴楚M 6.8地震房屋震害及经验总结王亚勇1,葛学礼1,袁金西2(1.中国建筑科学研究院工程抗震研究所,北京100013;2.新疆维吾尔族自治区建筑设计研究院,新疆乌鲁木齐830000)1 震害基本情况调查2003年2月24日上午10时03分在我国新疆维吾尔族自治区喀什地区巴楚县发生震级为6.8的强烈地震,据我国地震台网测定,震中为东经77度15分,北纬39度29分。
地震部门提供的等震线图表明,震中区沿北北西条带分布,长50多km;震中烈度为9度,影响范围280km 2;8度区面积1200km 2;7度区面积4300km 2,见图1。
地震波及八县一市,2万7千多户受灾,重灾户1万8千户,其中重灾区是巴楚县的3个乡。
共有3万多间房屋倒塌,7万多间房屋严重受损,103所学校和6个卫生院破坏。
死亡268人(全部集中在极震区的琼库恰克尔乡),受伤4000多人,其中2059人伤势较重。
笔者于地震发生当天及随后几天对位于9度区的巴楚县琼库恰克乡以及位于6~7度区的伽师县城和伽师县卧里托合拉克乡的民居、政府办公楼、学校、银行办公楼、粮食仓库等建筑物及水塔等市政设施的震害第23卷第2期2003年4月地 震 工 程 与 工 程 振 动EA RT HQU AK E EN GIN EERI NG A ND ENG IN EERIN G V IBRA T ION V ol.23,No.2Apr.,2003进行了考察。
2 典型房屋的震害特征与原因分析2.1 民居(1)砖房:乡镇民居大多为单层砖房,临街也有二层的砖房。
在九度区的琼库恰克尔乡,沿街房屋大量外纵墙外闪倒塌,屋顶外墙角开裂或塌落,墙体出现斜裂缝或X 形裂缝。
破坏原因主要是设计不正规,砌筑砂浆强度低(采用粉沙土加水泥搅拌,水泥含量低,用手捻即碎),纵横墙交接处无拉接措施,无圈梁构造柱,房屋整体性差等。
中、美、欧三国抗震规范对比(王亚勇)简介
规范对比结论
1. 设防水准：美、欧为二级，中 国为三级（实际为一级）。 2. 设防目标：美、欧锁定的目标 广、关注人居。 3. 地震作用：中长周期-美国高， 欧洲、中国低；短周期-中国高， 美、欧低。 4. 抗震措施：中国详尽严格。
谢 谢！
IBC-2003 GB50011 645.68 (100%) 592.62 (100%) A 典型 构件 设计 结果 C5 （2，B）
s
prEN1998-2003
R=3
901.80 (140%) 829.68 (140%) 4423 1.77% 1071 0.78%
R=5
541.10 (83.8%) 497.80 (84.0%) 2250 0.9% 773 0.56%
各类构件
受剪、偏拉
0.85
美国IBC20Βιβλιοθήκη 3Sad Sa R 1 R 2 1
－
T Ta Tb T Tc ' T Tc
式中，Sad为弹塑性设计反应谱，Sa为 弹性反应谱，R为结构反应修正系数，μ为 结构延性系数，Ta、Tb、Tc‘、Tc为伪速度 谱各拐点的周期值。
注：（1）对于竖向不规则的结构，表中的q0应折减20%； （2）根据结构布置情况，au/a1在1.0~1.3间取值
GB50011和prEN1998钢筋混凝结构 设计反应谱曲线对比
Sd ( g )
0.6
GB50011
8度(0.20g),一组 II类场地
0.4
prEN1998 M>=5.5 ag=0.1.667g Site Class: B
六、算例和结论
算例（5层钢筋混凝土框架结构）
层高3.5m，板厚120mm，8度（0.20g），一组，II类场地，楼面均布活荷载 2.5kN/m2，附加恒载1.8kN/m2，混凝土C30，钢筋fy＝360Mpa，fyv＝210Mpa。
抗震设计规范中设计谱长周期部分的取值建议-建筑结构论文-土木建筑论文
抗震设计规范中设计谱长周期部分的取值建议-建筑结构论文-土木建筑论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——引言《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）应用国内外大量强震观测记录数据统计并结合工程经验和考虑经济技术条件，构建了设计反应谱、即地震影响系数曲线。
抗震设计规范中设计反应谱由上升斜直线段、最大值段和下降段三部分组成，特征周期和下降段的形状控制着设计反应谱长周期部分的谱幅值。
设计反应谱曲线的适用范围为结构特征周期6s以内的结构，对超过6s结构的地震影响系数取值没有规定。
王亚勇认为强震加速度记录中长周期成分的缺失，而高层和大跨建筑对地面地震加速度的反应迟钝、滞后，导致现行的加速度设计反应谱进行抗震验算已经力不从心,而基于加速度的时程分析又有较大的局限性.吕西林指出长周期地震波对超高层结构位移响应的影响要明显大于对加速度响应的影响.耿淑伟，陶夏新等通过对美国西部和台湾集集强震记录分析，发现与短周期段许多反应谱幅值大于标准化反应谱的最大值的情况相反，长周期段谱型都相当保守.于海英，周雍年研究了台湾SMART-1台阵记录的长周期反应谱特性，实际强地震动的长周期谱值较小，为了保证长周期结构有一定的强度安全，规定的长周期设计谱值要比实际强震记录的长周期谱值大得多.随着超高层建筑、特大跨度桥梁等各种长周期结构数量的迅速增加，长周期结构的抗震设计已经成为迫切需要解决的问题.本研究采用汶川地震、日本311地震和ATC-63（AppliedTechnologyCouncil）推荐的强震记录，探讨了反应谱长周期部分的变化规律和衰减特性，提出了中国抗震设计规范中设计谱长周期部分的取值建议。
1 强震记录的分析1.1 2008.05.12汶川地震按场地类别和断层距将所选汶川地震主震四川省台站的记录分类见表1,按断层距分类统计得到平均反应谱见图1.可看出，长周期部分的谱值均明显小于规范值，长周期成分不丰富。
楼梯间震害问题严重
专家称四川震区楼梯间问题较为严重记者徐超一些建筑物受损严重与未严格执行建筑规范有很大关系，大约1%的校舍完全倒塌在地震发生时，楼梯往往被看成是人们逃生的通道，但在今年“5?12”汶川大地震发生时，楼梯间抗震性能不合格的现象却表现得较为严重。
在今天闭幕的第14届世界地震工程大会汶川地震专场讨论中，中国建筑工程学院工程抗震研究所原所长王亚勇指出，经过实地震害调查发现，由于设计和施工问题，有些建筑物只是整体上受损，但是楼梯受损更加严重，甚至出现倒塌。
一些逃生者因此丧失生命，另一些人则难以抓住生机。
他解释说，由于楼梯间的横墙较高，侧向刚度较大，梯段平台与楼层存在错层，地震时最容易破坏。
因此，对于楼梯间的抗震设计，中国现行《建筑抗震设计规范》（下称《规范》）中有明确要求，比如楼、电梯间的四角以及错层部位横墙与外纵墙交接处，都要设置构造柱；装配式楼梯段应与平台板的梁可靠连接，对于突出屋面的楼、电梯间，构造柱应伸到顶部等。
但在很显然，这些设计规范并没有在所有建筑中都得到良好的执行。
在地震发生后，王亚勇曾数次赴四川灾区调查建筑物在地震中的损坏情况。
调查结果表明，即便在同一地区，有些建筑物遭到了严重的损坏甚至倒塌，而有些建筑物则只是轻微的损坏；在破坏较为严重的地区，一些被认为会有较好抗震性的钢筋混凝土建筑物也遭到了很大的破坏甚至倒塌，而被认为牢固性较弱的砖混结构却能屹立不倒，即便已经有很多明显的裂痕。
针对这些差异，王亚勇解释说，这些结果与一些建筑物在建造过程中没有按照规范执行有很大关系。
根据《规范》的要求，按照建筑规范建造的建筑物应满足“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设防目标。
所谓“大震不倒”，是指当建筑结构受到超过设防烈度的所谓“大震”作用时，作为第一道防线的某些构件，如框、排架结构的柱间支撑或柱子的翼墙、剪力墙结构的连梁等率先破坏，消耗了地震能量并改变了整体结构的动力特性，从而减低了地震力，保护了作为第二道防线的构件，如框、排架结构的柱子、剪力墙结构的墙体，它们的存在避免了结构倒塌。
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55 50 45 40 35 层 数 30 25 20 15 10 5 0 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 Y向剪力
US36 S755 CQC US05 平均值
X向剪力
抗震变形验算
• 弹性层间位移角限值 弹性层间位移角限值：多、高层钢结构1/300改为 1/250；大跨屋盖挠度1/250～400；悬臂结构1/125 ～150。 • 应进行弹塑性变形验算的范围：高度大于150m的 结构由“钢结构”扩大到所有结构。 • 宜进行弹塑性变形验算的范围：增加了形状不规则 的地下建筑和地下空间综合体。 • “无害位移”：以弯曲变形为主、高度超过150m、 无害位移” 高宽比超过6的高层建筑可以扣除层间位移角限值 不变。
US2569(UP) US2570 US2571 Mean Value Code
8
10
算例
0.06 0.05 0.04 Sa （g ） 0.03 0.02 0.01 0 0 US223 US232 US361 Mean Value Code
1
2
3 T (sec)
4
5
6
楼层剪力分布
55 50 45 40 35 层 数 30 25 20 15 10 5 0 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000
D SDS = F SS ; SD1 = F S1D a v
Site coefficients Fa and Fv are functions of site class (S1, S2 or S3) and mapped spectral response acceleration parameters
EUROPEAN SEISMIC CODE
Type 1
Type 2
TYPE 2
台湾 TAIWAN SEISMIC CODE
Site-adjusted spectral response acceleration parameters
Include local site effects by site coefficients Fa and Fv
Design spectral response acceleration SaD
Based on SDS and SD1 Design spectrum SaD
SDS SD1 SaD=SD1/T 0.4SDS
T0=SD1/SDS
EPA=0.4SDS
0.4SDS 0.2T0 T0 1.0
2.5T0
Period (sec)
第五章 地震作用和抗震验算
• 删除关于“抗震设防区划”内容（1.0.5条） • 设计地震分组和对应II类场地特征周期Tg值完全照 《中国地震动参数区划图》（附录A） • 改进了不同阻尼比 不同阻尼比的设计反应谱。 不同阻尼比 设计特征周期： • 设计特征周期：增加I0类场地Tg；对于罕遇地震， 6、7度与8、9度一样，也要求Tg增加0.05s。 • 新增： 新增： 1）6 度设防的设计地震动参数。 2）多点、多向地震输入要求。 3）竖向地震作用振型分解反应谱法。 4）竖向地震为主的地震作用基本组合。 5）钢结构构件承载力抗震调整系数γRE = 0.75 （强度破坏）和 0.80（屈曲稳定）。
η2 = 1 +
0.05 − ζ 0.08 + 1.6ζ
GB50011-2001反反反 阻阻阻：0.02 0.035 0.05 0.10 0.20 0.30
2009修修反反反 2010修订反应谱 阻阻阻：0.02 0.035 0.05 0.10 0.20 0.30
β
10
0
0
1
2
3 T (sec)
4
大跨屋盖建筑抗震设计
• 多点、多向地震输入要求； 多点、多向地震输入要求； • 竖向地震作用振型分解反应谱法； 竖向地震作用振型分解反应谱法； • 竖向地震为主的地震作用基本组合。 竖向地震为主的地震作用基本组合。
谢 谢 ！
地震影响系数最大值
地震影响 多遇地震 设防地震 罕遇地震 6度 0.04 0.12 0.28 7度 0.08（0.12） 0.23（0.34） 0.50（0.72） 8度 0.16（0.24） 0.45（0.67） 0.90（1.20） 9度 0.32 0.90 1.40
地震加速度最大值 (cm/s2)
6
β
0
10
0
0
1
2
3 T (sec)
4
5
6
Tg=0.65s
美国 ASCE 7 DESIGN SPECTRUM
Design Basis: 475-year Earthquake (10% in 50 years) with deterministic cap
U.S. SEISMIC CODE
NEW ZEALAND SEISMIC CODE
曲线下降段的衰减指数γ：
0.05 − ζ γ = 0.9 + 0.5 + 5ζ 0.05 − ζ γ = 0.9 + 0.3 + 6ζ
直线下降段的斜率调整系数η1：
0.05 − ζ η1 = 0.02 + 8
0.05 − ζ η1 = 0.02 + 4 + 32ζ
阻尼调整系数η2：
0.05 − ζ η2 = 1 + 0.06 + 1.7ζ
第一组 第二组 第三组
罕遇地震特征周期增加0.05s 罕遇地震特征周期增加
统计平均反应谱（ATC-63远震数据)
2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 1 2 3 4 5 6
GB50011-2010
Sa(gal Sa(gal)
T(s)
地震作用-地震影响系数的调整
5
6
β
10
0
0
1
2
3 T (sec)
4
5
6
Tg=0.35s
GB50011-2001反反反 阻阻阻：0.02 0.035 0.05 0.10 0.20 0.30
2009修修反反反 2010修订反应谱 阻阻阻：0.02 0.035 0.05 0.10 01
2
3 T (sec)
4
5
最小地震剪力系数
类 别 扭转效应明显 或基本周期小 于3.5s 的结构 基本周期大于 5s 的结构 6度 0.008 7度 0.016 （0.024） 0.012 （0.018） 8度 0.032 （0.048） 0.024 （0.032） 9度 0.064
0.006
0.040
之间的结构， 注：基本周期介于3.5s和5.0s之间的结构，按插入法取值。 基本周期介于 和 之间的结构 按插入法取值。
弹塑性分析方法
• 目的：防倒塌和发现薄弱部位，弹塑性层间 目的： 位移、塑性角分布。 • 静力弹塑性 静力弹塑性push-over方法的适用范围：高 方法的适用范围： 方法的适用范围 度100m 、基本周期3s左右、第一振型为主 的规则结构。 • 动力弹塑性时程分析方法：适用于较高的、 动力弹塑性时程分析方法： 不规则的高层建筑结构。 • 输入大震地震波：反应谱特征周期增加0.05s 输入大震地震波： • 弹塑性层间位移角限值：增加地下建筑混凝 土结构1/250。
地震影响 6度 7度 8度 9度
多遇地震
18
35 （55）
70 （110）
140
设防地震
50
100（150）
200（300）
400
罕遇地震
125
220 （310）
400 （510）
620
场地类别划分
岩石的剪切波速 或土的等效剪切 波速（ ） 波速（m/s） Vs>800 800≥Vs>500 500≥Vse>250 250≥Vse>150 （140） ） Vse≤150 （140） ） 场地类别
关于“地震安评”和规范反应谱
• 适用范围：重大建设工程和可能发生严重次生灾 适用范围： 害的建设工程； • 规范和“安评”参数差别：αmax，Tg，γ，η1，η2 ； 规范和“安评”参数差别： ， • 反应谱应用：小震取规范和“安评”反应谱计算， 反应谱应用： 取结构底部剪力较大者的楼层水平地震力进行结 构抗震验算；中震、大震的结构变形（性能）验 算，按规范反应谱；（第五代地震区划图的发展 趋势） • 最小剪力系数：按所采用的反应谱 0.2αmax 最小剪力系数：
选波实例
0.14 0.12 0.1 Sa（g） 0.08 0.06 0.04 0.02
0 0 2 4 T (sec) 6 8 10 0.14
US184 US185 US186 Mean Value Code
Sa（g）
0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 0 2 4 T (sec) 6
I0
0
I1
II
III
IV
0 <5 <3 <3 ≥5 3~50 3~15 >50 15~80 >80
特征周期 Tg（s）
场地类别 设计地震 分组 I0 0.20 0.25 0.30 I1 0.25 0.30 0.35 II 0.35 0.40 0.45 III 0.45 0.55 0.65 IV 0.65 0.75 0.90
中国规范与安评报告反应谱对比
0.8 0.7
规范 安评
Horizontal Force Coefficient, α 地震影响系数
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0 1 2 3 周期 /Period (s) 4 5 6