建筑抗震设计规范

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地震影响系数曲线
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反应谱重要调整： 周期延至 6 s； 反应谱在 T ≤ 5Tg 范围内与《89规范》相同，但 取消下限值 0.2αmax , 把下平台改为直线倾斜段, 使 T > 5Tg 后的反应谱值有下降； Tg 分组中的第一组、第二组、第三组大致反映了 近、中、远震影响。为调整和提高结构抗震安 全度, 各分区中 I、II、III 类场地的特征周期值 较《89 规范》约增大了 0.05 s，罕遇地震的特 征周期 Tg 值适当延长；
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第一阶段修订:《78 规范》
1976 年唐山地震中, 大量砖混结构和单层工业厂房 遭受严重破坏。 将《74 规范》关于房屋建筑的设计烈度比地震基本 烈度降低一度的规定提高为按基本烈度采用。 将采用振型分解法计算结构地震荷载和内力的规定 由附录移到正文。
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• 楼层最小地震剪力控制：地震影响系数只反映 加速度反应谱的特征, 在长周期段下降很快, 不 能反映地震地面运动的速度和位移在结构上产 生的地震作用, 可能导致高层建筑和大跨度空 间结构的计算地震内力偏小, 需要对此进行控 制和补偿。结构任一楼层 i 的水平地震剪力为: VEki >λΣinGj 最小地震剪力系数 λ 应按下表
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地震作用：间接作用, 不再是“荷载”。对应四类场地 土、区分远震和近震, 定义反应谱特征周期 Tg 见下表
设计反应谱, 在长周期部分设定了下限值 0.2αmax
0.2αmax
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两阶段抗震设计：小震 (多遇地震) 作用下的截面抗震 验算 (包括承载力和变形验算) 和大震 (罕遇地震) 作 用下的抗倒塌变形验算。 第一阶段抗震设计, 按照 GBJ 68—84《建筑结构设计 统一标准》规定, 采用基于概率可靠度理论的极限状 态设计方法, 取消结构影响系数 C , 设计表达式为 γGCGGk+γEhCEhEhk+γEvCEvEvk+ψwγwCwWk ≤ R /γRE 直接取“小震作用”(大约为中震作用的 0.35 倍,即 降低 1.55 度) 进行弹性抗震验算, 通过系数 γRE 反映不同材料结构的延性（原 78 规范 C ）的不同， 还要求进行“小震作用”下的结构弹性层间变形验 算, 并提出结构弹性层间位移角限值。
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提供了阻尼调整系数，以阻尼比为 0.05 为标准, 给出不同阻尼比 (0.01～0.20) 反应谱 上升段调整最大: [ 0.45 + 10 (ε2 – 0.45) T ]αmax 水平段: ε2 αmax 下降段: (Tg / T)γ ε2 αmax 倾斜段: [ε2 0.2γ - ε1 ( T - 5Tg)]αmax 两阶段抗震设计：维持两阶段抗震设计, 只是符 号按照 GB 50068—2001《建筑结构可靠度设 计统一标准》相应作了改变 γGSG+γEhSEh+γEvSEv+ψwγwSw ≤ R /γRE
RP = 1 1-(1-P )
1 T
《中国地震烈度区划图》已改为地面加速度，人类有地 震加速度的历史只有几十年，能平均到每隔多少年？上 述关系延伸到千年量级时，只能有 1、2 位有效数字。 Penzien 认为推到 5000 年是 ridiculous。
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场地划分：划分标准除岩土性状之外, 还考虑地形地 貌; 场地类别分为 I、II、III、IV 四类, 按场地土平 均剪切波速和覆盖层厚度双参数确定, 比仅按岩土 种类划分更为科学 场地土的液化判别：采用初判和再判的两步判别法, 考虑近震和远震条件下的液化可能性和危害性, 适 用于粉土和砂土两类土, 并提出了比较具体的抗液 化措施。再判——地下 15 m 深度范围内液化土标 贯锤击数临界值: Ncr = N0 [0.9 +0.1(ds-dw)] (3/ρc) 对存在液化土层的地基, 根据土层深度和厚度,以及 标贯实测值和临界值计算液化指数, 并划分液化等 级 (危害性)
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5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
适用范围：全国 7～9 度设防区。 抗震设防水准：以基本烈度作为设计烈度 (中震) 的 单水准抗震设防。 场地划分：分为抗震有利、不利和危险地段；场地土 按岩土性状简单分为 I, II, III 三类。 场地土液化判别：地下 15 m 范围内饱和砂土，当标 贯锤击数小于以下临界值时, 可判为可液化土: Ncr =N0[1+ 0.125 (ds-3) – 0.05 (dw- 2)]
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地震荷载：引入与场地土条件相关的设计加速度反 应谱 (即：地震影响系数 α) 计算地震荷载。三条 谱加速度曲线组成设计反应谱
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考虑结构在地震作用下的弹塑性效应, 采用结构影 响系数 C 对弹性计算的地震荷载加以折减, 结 构底部剪力 (即总水平地震力 )为: Q0 = Cα1W 结构抗震强度验算：采用安全系数法或容许应力法 。安全系数取不考虑地震荷载时的 80% , 但不小 于 1.1; 采用容许应力法时, 容许应力取不考虑地 震荷载时数值的 125% 抗震构造措施：对超过一定高度的多层砖房提出了 构造柱的概念和详细构造要求，提高了砌体结构 的延性和整体性。构造柱是一个创造性的、有中 国特色的工程抗震技术
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第二阶段抗震设计是为了达到“大震不倒”的设 防目标, 对位于高烈度区的甲类建筑和带薄弱 部位的结构,《89规范》要求进行罕遇地震作用 下的弹塑性变形验算, 相应地提出了结构弹塑 性位移角限值。
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结构时程分析和输入地震加速度时程：除采用底 部剪力法和振型分解反应谱法之外, 对于特别 不规则的和较高的高层建筑的抗震设计, 要求 采用时程分析法进行补充计算, 同时对输入的 地震加速度时程, 即地震波的选择提出要求。 抗震概念设计：增加“抗震概念设计”内容, 形 成独立的一章“抗震设计的基本要求”, 对建 设选址、建筑体型、结构体系 (包括地震作用 传力路径、多道抗震防线、结构承载能力、变 形和耗能能力) 、非结构构件以及材料和施工 等作了具体规定。
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相关抗震设计规范：在《89规范》修订和实施期 间, 构筑物、水工、水运、铁路、公路、冶金 、机械、煤炭、化工、石油、电力、电信和各 类工业设备的抗震设计规范标准也相继进行修 订并颁布实施, 初步形成了比较完整的抗震设 计标准体系。基本上, 各类工程抗震设计规范 在设防水准、基本原则、场地和地基、地震作 用和抗震验算、构造措施等主要方面, 基本借 鉴了 GBJ 11—89《建筑抗震设计规范》的基本 思路和规定。
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• 1978年, TJ 11—78《工业与民用建筑抗震设计规范, 国家建委批准颁布。 • 1989年, GBJ 11—89《建筑抗震设计规范》, 建设部 批准颁布, 1990 年开始实施,并于1993年作局部修订 • 2001年, GB 50011—2001《建筑抗震设计规范》, 建 设部和国家质检总局联合发布。于汶川地震 (2008.5.12) 后作了局部修订, 成为GB 50011—2001《 建筑抗震设计规范》(2008 版本) 。 • 2010年, GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》, 目 前已完成报批手续。
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适用范围：维持 6～9 度设防。 抗震设防水准和设防目标：继续保持“小震不坏、 中震可修、大震不倒”的三水准抗震设防目标。 场地划分：计算土层厚度取 20 m, 尽量减小不同场地 类别划分的“跳跃”, 对断层的影响和避让及液化 土的处理也作出相应的规定。场地类别仍分为四 类, 但场地土平均剪切波速改用等效剪切波速; 同 时在波速和覆盖层厚度的边界附近 (相差 15% 左右 ) 允许采用插入法计算场地特征周期 Tg。 场地土液化判别：增加了 15～20 m 范围的标贯锤击 数临界值 Ncr = N0 ( 2.4 – 0.1dw ) (3/ρc) 对于存在液化土层的地基同样进行液化等级 (危害 性) 划分。
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第二阶段修订:《89 规范》
国家地震工作主管和建设行政主管部门着手安排对 《中国地震烈度区划图》和《78 规范》的修订。 又发生了江苏溧阳、云南澜沧、耿马、丽江等 6 级 以上的多次地震的震害。 美国 ATC3 、CEB－FIP 、日本和前苏联等国家相继 颁布了新的抗震设计规范
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计算要点和构造措施：《89规范》对不同的结构 类型, 分别单列计算要点和构造措施。例如, 砌 体的受剪承载力验算、引入钢筋混凝土结构的 抗震等级、柱轴压比等, 在构件受弯、受剪承载 力验算中为实现“强柱弱梁”、“强剪弱弯” 和“强节点弱构件”所采用的内力调整系数等 。
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适用范围：适用于全国 6～9 度设防区。将抗震设 防区扩大到 6 度区是一项重大决策, 使我国的抗 震设防区占到大陆国土面积的 60%。其中, 6 度 区约占一半。20 多年来在 6 度区发生了多次破 坏性地震, 实际烈度远远超过 6 度, 甚至达到 8、 9 度, 人员伤亡和财产损失占到所有破坏性地震 的 90% 以上。因此, 在地震预报和地震区划的科 学水平较低的现阶段, 对 6 度区的建筑进行适当 设防十分必要, 土建造价增加不多, 防震减灾的效 果却非常明显。
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*ISO 2394 建议用 ‘重现期 RP’ （某一烈度地震平均每 隔 RP 年发生一次）不用‘T 年超越概率 P (％)’表示设 计烈度。 工程地震学是实验科学，其预测能力取决于历史地震记 录积累，RP 与在设计基准期 T 的超越概率 P 间的关系 只能来自历史数据：
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抗震设防水准和设防目标：由单水准设防过渡到 三水准设防, 提出了“小震不坏、中震可修、 大震不倒”的三水准抗震设防目标： 小震的重现期为 50 年 中震的重现期为 475 年 大震的重现期为 1 641～2 475年*, 1600~2400（ 节 3.10.3说明） 对应的烈度差分别是 1.55 度 (中震－小震) 和 约 1 度 (大震－中震) 。三水准设防原则的提出 , 标志着我国建筑抗震设计理论与实践基本与 国际先进国家站到同一水平上
地震作用、结构动力分析 和抗震验算
关于建筑抗震设计规范2010的修订
秦 权 清华大学土木系 2010年7月
1 修订的背景和概貌
7个版本
• 1959年,《地震区建筑抗震设计规范》(草案) 未颁布 • 1964年,《地震区建筑抗震设计规范》(草案) , 首次 引入结构系数 C 折减结构的地震荷载,以弥补弹性 理论计算结果与弹塑性结构客观实际之间的差距。 未颁布。 • 1974年, TJ 11—74《工业与民用建筑抗震设计规范 》(试行), 原国家建委批准颁布。
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地震作用：新的 GB 18306—2001《中国地震动 参数区划图》不再使用地震烈度 I 的概念, 而用 基本地震加速度 Ag,
也不再用远震和近震区分, 而用三个地震分组定 义特征周期值 Tg。和特征周期 Tg 表示, 分别给 出两张区划图。
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第三阶段修订:《2001 规范》
吸取了国内外大地震的震害经验，特别是 1995 年日本阪神地震和 1999 年台湾集集地震提供 了大量钢筋混凝土和钢结构高层建筑的震害实 例; 美国 UBC 和 IBC (International Building Code, International Code council)、日本 BSL (日本建 筑基本法) 和欧洲 Eurocode 8 规范的修订