1、建筑抗震设计规范疑问解答建筑抗震设计规范疑问解答王亚勇王亚勇中国建筑科学研究院工程抗震研究所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国家标准规范管理组建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范GB50011GB500111设计基准期和设计使用年限设计基准期和设计使用年限 国家标准建筑结构可靠度设计统一标准国家标准建筑结构可靠度设计统一标准GB50068GB50068总则总则 设计基准期设计基准期5050年年 设计使用年限分别采用设计使用年限分别采用5 5、2525、5050和和100100年年 2设计基准期：设计基准期：为确定可变作用及与时间有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
2、间参数。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，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。3设计使用年限：设计使用年限：设计时给定的一个时期，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
3、预期目的使用，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。是借鉴了国际标准完成预定的功能。是借鉴了国际标准ISO2394:1998 ISO2394:1998 提出的，又称为提出的，又称为服役期、服服役期、服务期务期等。等。 4设计使用年限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。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
4、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：建筑寿命：指从建造到投入使指从建造到投入使用的总时间，即从建造开始直用的总时间，即从建造开始直到建筑毁坏或丧失使用功能的到建筑毁坏或丧失使用功能的全部时间。全部时间。7当房屋建筑达到设计使用年限后，经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。同一幢房屋计使用年限不同于建筑寿命。同一幢房屋建筑中，建筑中，不同部分的设计使用年限可以不不同部分的设计使用年限可以不同同，例如，外保温墙体、给排水管道、室，例如，外保
5、温墙体、给排水管道、室内外装修、电气管线、结构和地基基础，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。可以有不同的设计使用年限。8 设计使用年限为设计使用年限为100100年年及以及以上的上的丙类丙类建筑，抗震设防建筑，抗震设防烈度烈度和设计基本地震和设计基本地震加速度加速度、抗震、抗震措施措施和抗震和抗震构造措施构造措施应如何确应如何确定？定？9对于设计使用年限为对于设计使用年限为100100年年及以上及以上的丙类建筑，结构设计时应另行确定的丙类建筑，结构设计时应另行确定在其在其设计基准期设计基准期内的活荷载、雪荷载、内的活荷载、雪荷载、风荷载、地震等荷载和作用的取值，风荷
6、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。保护层厚度等构件的有关参数的取值。 10小震 I-1.55I-1.55（重现期50年）中震 I I （重现期475年）大震 I+1I+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 I = = a a (log (log X X) )2 2 + + b b log log X X + + c c (1) 式中，系数a、b、c 可查表 1 确定12表表1 不不同同烈烈度度时时公公式式（1）的的系系数数值值 系系 数数 a b c
7、 7 0.02 1.50 2.85 8 0.01 1.50 3.85 烈烈 度度 9 -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表表 2 不同设计使用年限的抗震设防烈度不同设计使用年限的抗震设防烈度 使用年限使用年限 1 5 10 15 20 50 100 150 200 7 4.33 5.42 5.88 6.10 6.37 7.00 7.49 7.78 8.01 8 5.33 6.42 6.88 7.10 7.37 8.00 8.49 8.78 9.01 烈烈 度度 9 5.72 7.41 7.95 8.29 8.48
8、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 = 0.1A = 0.12 2 I I 7 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 表表 3 设计使用年限设计使用年限 100 年的地震加速度峰值（年的地震加速度峰值（cm/s2） 设防烈度设防烈度 7 度度 8 度度 9 度度 多遇地震多遇地震 49 98 189
9、设防烈度地震设防烈度地震 140 280 540 罕遇地震罕遇地震 308 560 837 16商业建筑的抗震设防类别商业建筑的抗震设防类别建筑抗震设防分类标准(GB50223-2004) 乙类建筑乙类建筑：一个区段的建筑面积2500025000平米或营业面积1000010000平米以上的商业建筑，人流可达75007500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）按单元划分抗震设防类别（一）“建筑各建筑各单元单元的重要性有显著不同时，可的重要性有显著不同时，可根据局部的根据局部的单元段划分单元段划分抗震设防类别抗震设防类别”设置抗震缝将结构分为若干单元，
10、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。 18按单元划分抗震设防类别（二）按单元划分抗震设防类别（二）大底盘高层建筑：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抗震措施和抗震构造措施 如何根据建筑如何根据建筑抗震设防分类抗震设防分类和和场地类场地类别别的不同，在设计基本地震加速度下确的不同，在设计基本地震加速度下确定定抗震措施抗震措施和
11、和抗震构造措施抗震构造措施？20 抗抗 震震 措措 施施 （I IIVIV类场地：类场地：甲、乙类建筑提高一度，丁类降半度）甲、乙类建筑提高一度，丁类降半度）建筑建筑类别类别场地场地类别类别设计基本地震加速度（设计基本地震加速度（g）0.050.100.150.200.300.40甲、乙类IIV788999丙类IIV677889丁类IIV677889表表2-2-1 2-2-1 按建筑类别和场地类别调整后的按建筑类别和场地类别调整后的抗震措施抗震措施（烈度）（烈度）21 设计基本地震加速度（设计基本地震加速度（g） 建筑建筑 类别类别 场地场地 类别类别 0.05 0.10 0.15 0.20
12、0.30 0.40 I 6 7 7 8 8 9 II 7 8 8 9 9 9 甲、 乙类甲、 乙类 III、IV 7 8 8 9 9 9 I 6 6 6 7 7 8 II 6 7 7 8 8 9 丙类丙类 III、IV 6 7 8 8 9 9 I 6 6 6 7 7 8 II 6 7 7 8 8 9 丁类丁类 III、IV 6 7 7 8 8 9 抗抗 震震 构构 造造 措措 施施22抗震设防分类与设计地震动参数抗震设防分类与设计地震动参数根据建筑抗震设防分类，当为乙、丙、丁类时，根据建筑抗震设防分类，当为乙、丙、丁类时，设计设计基本地震加速度基本地震加速度按建筑抗震设计规范表按建筑抗震设计规
13、范表3.2.23.2.2采用（设防采用（设防烈度）；当为甲类时，烈度）；当为甲类时，设计基本地震加速度设计基本地震加速度按场地地震按场地地震安全性评价报告给定的参数取值。安全性评价报告给定的参数取值。按同样原则确定按同样原则确定地震影响系数地震影响系数最大值（多遇和罕遇）最大值（多遇和罕遇）特征周期不再作调整。特征周期不再作调整。 23结构薄弱层、软弱层，转换层、结构薄弱层、软弱层，转换层、框支层的概念是什么？框支层的概念是什么？ 24薄弱层和软弱层薄弱层和软弱层 薄弱层：薄弱层：该楼层的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的8080，结构强度判断；结构强度判断； 软弱层：软弱层：该楼层的侧向刚度小
14、于相邻上该楼层的侧向刚度小于相邻上一层的一层的7070，或小于其上相邻三个楼层，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度的侧向刚度的8080；除顶层外，局部收进；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的的水平向尺寸大于相邻下一层的2525。结构刚度判断；结构刚度判断； 25侧向刚度比的三种算法侧向刚度比的三种算法1 1） JGJ3-2002:JGJ3-2002: 其中：其中：G Gi i，G Gi+1i+1分别为第分别为第i i，i+1i+1层混凝土剪变模量；层混凝土剪变模量；A Ai i，A Ai+1i+1为第为第i i，i+1i+1层折算受剪面积；层折算受剪面积；h hi i，h hi+1i+
15、1为为第第i i，i+1i+1层层高。层层高。2 2） JGJ3-2002:JGJ3-2002:其中：为第其中：为第i i，i+1i+1层在单位水平力作用下的侧向位移；层在单位水平力作用下的侧向位移；其他符号同上。其他符号同上。3 3）GB50011:GB50011:其中：其中：V Vi i，V Vi+1i+1 为第为第i i，i+1i+1层剪力。层剪力。 ihiAiGihiAiG111iiiihh11iiiiVV1126转换层和框支层转换层和框支层 转换层：转换层：转换结构构件（转换梁、转换 桁架、转换板等 ）所在楼层； 框支层：框支层：转换层以下的楼层为框支层。27采用单跨框架结构的高层建
16、筑的震害例子采用单跨框架结构的高层建筑的震害例子（一）台湾集集地震十六层（一）台湾集集地震十六层RCRC高层建筑震害高层建筑震害 28 （1 1）倒塌示意）倒塌示意 （2 2）结构体系简图）结构体系简图29 （3 3）结构平面图）结构平面图 30 （二）台湾集集地震十二层（二）台湾集集地震十二层RCRC高层建筑震害高层建筑震害31 （1 1）倒塌示意）倒塌示意 （2 2）结构平面图）结构平面图32如何判定结构扭转不规则及不规则程度？如何判定结构扭转不规则及不规则程度？ 刚性楼板假定刚性楼板假定，小震作用小震作用，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
17、比值大于1.2时，判断为扭转不规则扭转不规则；当比值接近1.5时，判断为特别不规则特别不规则；当比值大于1.5时，一般判断为严重不规则严重不规则。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。 33区别对待区别对待平面为长条形长条形布置的建筑、钢筋混凝土多层框架多层框架结构、带有大底盘群房的塔大底盘群房的塔式式高层建筑结构等，由于建筑平面端部的相对位移较大，按建筑长度的5%偏心距取值时，计算的扭转位移比经常不能满足上述要求
18、。此时对位移比的限值要求可适当放松适当放松。但是，当筒体结构的核核心筒较小心筒较小或开洞过大开洞过大导致结构整体抗扭整体抗扭刚度偏低刚度偏低，使计算的扭转位移比不满足要求时，则应加强结构抗扭刚度，而不不能放松能放松要求。34第一振型以扭转为主时应如何处理？第一振型以扭转为主时应如何处理？A A级：级：Tr1 0.9 Th1 ; ;B B级：级：Tr1 0.85 Th1原因原因：1）结构的抗侧力构件布置不尽合理，导致 结构楼层的刚心与质心偏移过大；2）抗侧力构件（一般是剪力墙）数量不足；3）尽管结构平面对称，但核心筒断面太小，导致整体抗扭刚度偏小 3536处理：处理：1）调整结构方案，减小结构平
19、面布置的不规则性，避免产生过大的偏心；2）加强结构抗扭刚度；3）必要时可设置防震缝，将不规则的平面划分为若干相对规则的平面。 37如何判别竖向不规则性？如何判别竖向不规则性？ 沿竖向刚度突变存在软弱层软弱层、因竖向抗侧力构件不连续存在转换层转换层或因楼层承载力突变存在薄弱层薄弱层 38当高层建筑结构带有大底盘群房，计算群房与其上塔楼的楼层刚度比时，可取其有效影响范围有效影响范围内的竖向构件。所谓，有效影响范围有效影响范围可由塔楼与群房交界处做4545向外斜线向外斜线，取斜线范围内的竖向构件竖向构件（墙和柱）（墙和柱）参与计算。对地下室部分也可照此处理，而不能将所有竖向构件所有竖向构件、特别是取
20、地下室外墙地下室外墙参与计算。39平面不规则和竖向不规则结构的震害平面不规则和竖向不规则结构的震害高层建筑结构扭转破坏高层建筑结构扭转破坏 （平面不规则）（平面不规则） 40 底框结构破坏（竖向不规则）底框结构破坏（竖向不规则） 41 学校建筑严重破坏学校建筑严重破坏（平面不规则，纵向无墙，走廊大悬臂）（平面不规则，纵向无墙，走廊大悬臂） 42 学校建筑破坏较轻（走廊有柱）学校建筑破坏较轻（走廊有柱） 43 学校建筑破坏较轻（走廊有柱且带翼墙）学校建筑破坏较轻（走廊有柱且带翼墙）44 临街建筑倒塌（单面纵墙，刚度偏心）临街建筑倒塌（单面纵墙，刚度偏心） 45 临街建筑震害较轻（纵向加楼梯间，减
21、小刚度偏心）临街建筑震害较轻（纵向加楼梯间，减小刚度偏心） 46街角建筑震害较轻街角建筑震害较轻（U U形平面纵、横墙分布均匀）形平面纵、横墙分布均匀） 47 L L型或型或U U 型平面布置于抗震有利，如嘉义县番路乡黎明小学于型平面布置于抗震有利，如嘉义县番路乡黎明小学于 1998 1998年瑞里地震年瑞里地震( (PGA=0.67g)PGA=0.67g)、 1999 1999年年921921集集地震集集地震( (PGA=0.63g)PGA=0.63g)、 1999 1999年年1010月月2222日嘉义地震日嘉义地震( (PGA=0.60g) PGA=0.60g) 中保持完好。中保持完好。
22、48场地、地基和基础场地、地基和基础 49工程地质勘察的基本要求工程地质勘察的基本要求 1）地段地段划分：有利、不利和危险地段；2）提供建筑场地类别场地类别（土层剪切波速测试，提供土层等效剪切波速和覆盖层厚度，据此划分场地类别；层数不超过10层且高度不超过30米的丙类建筑，可按经验方法估计土层剪切波速）；3）岩土地震稳定性稳定性评价（发震断裂、滑坡、崩塌、液化和震陷特性等）；4）采用时程分析法输入地震波：输入地震波：土层剖面、场地覆盖层厚度和有关的动力参数。50场地划分注意事项场地划分注意事项1、波速测孔数量和深度：不少于3个，深度不小于20米；2、钻孔位置应能反映土层的普遍特征；3、波速测试
23、要求：间隔1.53.0米，分界处的处理；4、“假想基岩”的条件 ：剪切波速500m/s；相邻土层波速比2.5，且剪切波速400m/s和埋深5m；5、插值确定特征周期。 51结构基本周期与设计特征周期、场地卓越结构基本周期与设计特征周期、场地卓越周期之间有何关系？周期之间有何关系？ 基本周期基本周期T T1 1：结构按基本振型（第一振型）完成一次自由振动所需的时间。通常需要考虑两个主轴方向和扭转方向的基本周期。设计特征周期设计特征周期T Tg g：抗震设计用的地震影响系数曲线的下降段起始点所对应的周期值，与地震震级、震中距和场地类别等因素有关。 52场地卓越周期场地卓越周期T Ts s：按经验公
24、式Ts s = 4H/Vs s计算的周期，表示场地土最主要的振动特性。可以看到，场地覆盖层厚度H越厚、平均剪切波速Vs s越小（场地越软），场地卓越周期越大。可见，场地卓越周期只反映场地特征，不等同于设计特征周期Tg。场地脉动周期场地脉动周期T Tm m：应用微震仪对场地的脉动、又称为“常时微动”进行观测所得到的振动周期。测试应在环境十分安静的情况下进行，场地脉动周期反映了微震动情况下场地的动力特征，与强地震作用下场地的动力特性既有关联，又不完全相同。53关系：关系：1）当结构自振周期与场地卓越周期Ts s接近，地震时可能发生共振，导致建筑物的震害较重。2）地震时，由于土壤发生大变形或液化，土
25、的应力应变关系为非线性，导致土层剪切波速Vs s发生变化。在同一地点，地震时场地的卓越周期Ts s将因震级大小、震源机制、震中距离的变化而改变。3）仅从数值上比较，场地脉动周期Tm最短，卓越周期Ts 其次，特征周期Tg最长。54GB50011GB50011规范对结构的基本周期T与场地的卓越周期Ts s或脉动周期Tm之间的关系不做具体要求，即不要求结构自振周期避开场地卓越周期或脉动周期。事实上，多自由度结构体系具有多个自振周期，不可能完全避开场地卓越周期。 55采用桩基或进行地基处理后能否改变采用桩基或进行地基处理后能否改变场地类别？场地类别？ 场地：场地：建筑群体所在地，其范围在城镇中通常是指
26、不小于1.0 1.0 kmkm2 2的占地面积，平面和深度方向的尺度与地震波波长相当，比建筑物地基的尺度要大得多。场地类别划分：场地类别划分：主要考虑地震地质条件对地震动的效应，关系到地震影响系数曲线特征周期Tg的取值、即影响到场地的反应谱特征。结论：结论：采用桩基或用搅拌桩（水泥固化剂桩，类似CFG桩）处理地基，只对建筑物下卧土层起作用，对场地的地震地质特性影响不大，因此不能改变场地类别。56地震作用和抗震验算地震作用和抗震验算 57结构抗震设计时，建筑重力荷载代表值应结构抗震设计时，建筑重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。此时
27、，风荷载参与组合吗？组合值之和。此时，风荷载参与组合吗？按建筑结构可靠度设计统一标准规定，地震发生时恒载与其他重力荷载可能的遇合结果总称为“抗震设计的重力荷载代表值抗震设计的重力荷载代表值G GE E”，即永久荷载标准值与有关可变荷载组合值之和，对楼面活荷载、雪荷载楼面活荷载、雪荷载等可变荷载给出了组合值系数。计算结构重力荷载代表值时，风荷载风荷载不参与组合不参与组合。 58在进行结构构件截面抗震验算截面抗震验算，地震作用与其他荷载效应的基本组合时，对风荷载的组合加于考虑，但只限对于风荷载起控制作用的高层建筑高层建筑，按GB50011规范5.4.1条，取风荷载组合值系数为1.21.2；一般结构
28、则取0.00.0。这里，所谓风荷载起风荷载起控制作用控制作用，指风荷载和地震作用产生的总剪力和倾覆力矩相当的情况。596 6度区度区: :地震作用计算和截面抗震验算地震作用计算和截面抗震验算 IVIV类场地类场地: :1）高于30m的钢筋混凝土框架结构；2）60m以上其他民用和工业钢筋混凝土结构；3）高层钢结构房屋。理由：理由：由于IV类场地反应谱的特征周期Tg 较长，结构自振周期也较长，6 度IV类场地的地震作用值可能与7度II类场地的地震作用值相当，此时仍需进行抗震验算。 60不规则的结构不规则的结构，需要按GB50011规范3.4.3条进行地震作用效应的调整并对薄弱部位采取有效的构造措施
29、，这时也需要计算。例如对结构薄弱层薄弱层的地震剪力乘以1.151.15的增大系数，对转换构件转换构件的地震内力乘以1.251.51.251.5的增大系数等。 61突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱的抗震设计问题的抗震设计问题 底部剪力法：底部剪力法：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 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 3。 振型分解法：振型分解法：突出屋面部分可作为一个质点进行计算。同时要根据计算结果加强构造措施。62突出屋面的屋顶房间何时不算一层？突出屋面的屋顶房间何时不算一层？ 当突出屋面的
30、屋顶房间面积小于楼层面积的3030时，可按突出屋面的屋顶间计算而不算做一层。此时，应按上述乘以增大系数3 3的办法处理。63考虑双向水平地震的扭转效应如何考虑双向水平地震的扭转效应如何与其他荷载（作用）效应组合？与其他荷载（作用）效应组合？地震作用效应地震作用效应：两个正交正交方向地震作用在每个构件的同一局部坐标同一局部坐标方向产生的效应（位移和（位移和内力）。内力）。对对x x方向取方向取 或或 的较大值；的较大值；对对y y方向取方向取 或或 的较大值。的较大值。内力：内力：弯矩M、剪力V、轴力N、扭矩Mt，按不利情况考虑，若取最大弯矩，如果 ，则组合时应取 对应的对应的这组值 、 、Mt
31、x1，而不管 、 谁更大的问题。同理，取最大剪力时，则取最大剪力对应的对应的那组弯矩、轴力；取最大轴力时，则取最大轴力对应的对应的那组弯矩、剪力。22)85. 0(xyxxxEkSSS22)85. 0(xxxyxEkSSS22)85. 0(yxyyyEkSSS22)85. 0(yyyxyEkSSS21xxMM1xM1xV1xV1xN1xV2xV64长悬臂、大跨结构和长悬臂、大跨结构和9 9度区高层建筑，当竖度区高层建筑，当竖向地震作用显著时，如何计算结构构件的向地震作用显著时，如何计算结构构件的地震作用效应与其他荷载效应的地震作用效应与其他荷载效应的组合组合？除了按GB50011规范5.3节要
32、求进行竖向地震作用计算外，同时计算水平与竖向地震作用效应、且当竖向地震作用显著时，可以考虑取水平地震作用分项系数Eh = 0.5和竖向地震作用系数Ev = 1.3的一种基本组合。65钢筋混凝土框架柱钢筋混凝土框架柱轴压比轴压比和结构和结构层间层间位移位移控制，这二者之间有无关系？控制，这二者之间有无关系？ 轴压比控制轴压比控制是为了保证混凝土构件的延性，防止脆性破坏；层间位移控制层间位移控制是为了保证结构整体刚度和整体安全。控制轴压比和控制层间位移是从两个不同的方面来保证结构地震安全，两者两者无显著的联系。无显著的联系。 66结构结构时程分析法时程分析法的适用范围如何？在的适用范围如何？在结构
33、抗震验算中起什么作用？结构抗震验算中起什么作用？ 结构抗震验算的基本方法是振型分解反应谱法，时程分析法作为补充计算补充计算方法，只对特别不规则、特别重要的和较高的高层建筑结构才要求采用。时程分析法主要用于结构变形验算结构变形验算，判断结构的薄弱层和薄弱部位。采用弹塑性时程分弹塑性时程分析法析法还能找到结构的塑性铰塑性铰位置及其发生的时刻。 67时程分析法对时程分析法对输入地震波输入地震波的要求如何？的要求如何？是否必须采用当地的强震记录？是否必须采用当地的强震记录？ 2+12+1原则原则：二组实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线，其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响
34、系数曲线在统计意义上相符统计意义上相符；所谓“在统计意义上相符”指的是，输入地震加速度记录的平均地震影响系数平均地震影响系数与振型分解反应谱法所用的地震影响系数曲线相比，在各周期点上相差不大于20%20%。 68要满足地震动三要素的要求，即有效加速有效加速度峰值、频谱特性和持续时间度峰值、频谱特性和持续时间的要求。有效加速度峰值由规范表5.1.2-2确定，频谱特性由地震影响系数曲线表征，地震加速度时程曲线的持续时间一般为结构基本周期的510倍。地震波选择的正确与否，规定一个定量的标准，即：弹性时程分析时，计算结果的平均底部剪力值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%80%，每条加速度时程曲线
35、计算结果的底部剪力值则不应小于65%65%。69时程分析法时程分析法输入地震波例子输入地震波例子01234567891000.050.10.150.20.25T (sec)a (g)l1y real1-y real2-y Mean ValueCode 70时程分析法计算的基底剪力时程分析法计算的基底剪力71时程分析法计算的层间位移时程分析法计算的层间位移72计算薄弱层变形的方法有几种？计算薄弱层变形的方法有几种？适用范围如何？适用范围如何？ 1）规范规范简化方法：简化方法：不超过12层且层刚度无突变的框架结构及单层钢筋混凝土柱厂房可采用规范5.5.4条的简化方法；2）静力弹塑性分析方法静力弹塑
36、性分析方法( (push-overpush-over法法) )、弹、弹塑性时程分析法：塑性时程分析法：除上述结构之外采用；对规则结构，可采用简化的层模型和平层模型和平面杆系模型面杆系模型；对不规则结构，则应采用三维空间有限元模型三维空间有限元模型进行分析。73静力弹塑性分析方法静力弹塑性分析方法( (push-overpush-over法法) )的的确切含义及特点？确切含义及特点？ 本质上是一种静力分析方法。具体地说，就是在结构计算模型上施加按某种规则分布按某种规则分布的水平侧向力水平侧向力，单调加载并逐级加大；一旦有构件开裂(或屈服)即修改其刚度(或使其退出工作)，进而修改结构总刚度矩阵，进
37、行下一步计算，依次循环直到结构达到预定的状态（成为机构、位移超限或达到目标位移），从而判断是否满足相应的抗震能力要求。74基本原理：基本原理：首先建立结构荷载位移曲线，然后评估结构的抗震能力。基本步骤：基本步骤：1、建模：包括建立结构数学模型、构件的物理参数和恢复力模型等；2、计算结构在竖向荷载作用下的内力。3、施加水平力：在结构每层的质心处，沿高度施加按某种规则分布的水平力（如：倒三角、矩形、第一振型或所谓自适应振型分布等），确定其大小的原则是：施加水平力所产生的结构内力与前一步计算的内力叠加后，恰好使一个或一批构件开裂或屈服。在加载中随结构动力特征的改变而不断调整的自适应加载模式自适应加载
38、模式是比较合理的，比较简单而且实用的加载模式是结构第一振型第一振型。4、刚度修订：对于开裂或屈服的杆件，对其刚度进行修改，同时修改总刚度矩阵后，再增加一级荷载，又使得一个或一批构件开裂或屈服。5、重复第3、4步，直到结构达到某一目标位移目标位移（当多自由度结构体系可以等效为单自由度体系时）或结构发生破坏（采用性能设计方法时，根据结构性能谱与需求谱相交确定结构性能点结构性能点）。75适用范围：适用范围：以第一振型为主第一振型为主、基本周期在3434s s以内的结构，push-over方法能够很好地估计结构的整体和局部弹塑性变形，同时也能揭示弹性设计中存在的隐患（包括层屈服机制、过大变形以及强度、
39、刚度突变等）。对于长周期结构和高柔的超高层建筑超高层建筑，push-over方法与非线性时程分析方法的计算结果差别很大，不能采用。76采用多质点振型分解反应谱法，有时不易满足规采用多质点振型分解反应谱法，有时不易满足规范第范第5.2.55.2.5条规定的条规定的楼层最小地震剪力系数楼层最小地震剪力系数，该如，该如何对计算结果进行处理？是否可以仅仅将地震作何对计算结果进行处理？是否可以仅仅将地震作用按比例放大？用按比例放大？ 如果结构部分楼层计算的地震剪力系数与规范规定的楼层最小地震剪力系数值相差不大相差不大，可采用地震作用增大系数或修改结构计算的周期折减系数的办法，以近似考虑地震地面运动的长周
40、期成分的作用；如果结构总地震剪力总地震剪力与规定值相差较多，表明结构整体刚度偏小，宜调整结构总体布置，增加刚度； 如果部分楼层的地震剪力系数楼层的地震剪力系数小于规定值较多，说明结构存在明显的软弱层，于抗震不利，也应对结构体系进行调整，如增加、增强这些软弱层的抗侧刚度等，不能再简单地采用地震作用增大系数或修改结构计算的周期折减系数的办法。 一般不要求单独核算地下室部分的楼层最小地震剪力系数。 77钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构 78如何理解和掌握裙房抗震等级不低于如何理解和掌握裙房抗震等级不低于主楼的抗震等级主楼的抗震等级? ? 当裙房与主楼在结构上完全分开完全分开时，主楼和裙房分别按各自的结构
41、体系、房屋高度确定抗震等级。当主楼和裙房连接为整体连接为整体时，裙房除按自身结构体系和高度确定抗震等级外，还不应低于主楼的抗震等级。79例如：裙房为纯框架、主楼为抗震墙结构且连为整体时，主楼按抗震墙结构确定抗震等级，裙楼框架裙楼框架的抗震等级，尚不应低于整个结构按框架框架- -抗震墙抗震墙结构体系和按主楼高度主楼高度确定的框架框架部分的抗震等级。 当主楼为部分框支抗震墙部分框支抗震墙结构体系时，其框支层框架框支层框架应按部分框支抗震墙结构确定抗震等级，裙楼裙楼可按框架框架- -抗震墙抗震墙体系确定抗震等级。此时，裙楼中与主楼框支层框架直接相连直接相连的非非框支框架框支框架，当其抗震等级低于低于
42、主楼框支层框架的抗震等级时，则应适当加强抗震构造措施加强抗震构造措施。80框架框架- -抗震墙结构中，什么情况下其框抗震墙结构中，什么情况下其框架部分的抗震等级应按框架结构确定？架部分的抗震等级应按框架结构确定？ 框架-抗震墙结构若在基本振型基本振型地震作用下，框架部分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5050，其框架部分的抗震等级应按框架结构框架结构确定，而房屋的最大适用高度可比框架结构适当增加（不超过20%）。框架部分承受的地震倾覆力矩按下式计算： hVMmjijnic11818 8度区抗震等级已经是一级，当为乙类建筑度区抗震等级已经是一级，当为乙类建筑时，抗震措施按时，抗
43、震措施按9 9度查表仍为一级，在此，度查表仍为一级，在此，两个一级是否完全相当？两个一级是否完全相当？8度时已经为一级者，按9度查表对应的抗震等级时仍为一级，但对应的最大适用高度最大适用高度是不同的，而且地震作用不同，构件的组合内力组合内力不同。当8度乙类建筑的高度在表6.1.1 的适用范围但超过表6.1.2中9度的适用范围时，抗震构造措施抗震构造措施应比一级适当加强，加强的幅度应与房屋高度有关，可参照混凝土高规“特一级特一级”的构造要求；而有关抗震设计的内力调整系数一般可不必提高。 如果8度乙类建筑的房屋高度超过表6.1.1最大适用高度的要求，则属于超限高层建筑超限高层建筑，其抗震措施应专门
44、研究和论证，即经过超限设计的专项审查确定。82 钢筋混凝土短柱如何定义，短柱受力中有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？何特点，设计中该怎么处理？ 短柱定义短柱定义：钢筋混凝土结构中按内力计算值得到的剪跨比剪跨比Mc/(Vch0)不大于2、反弯点反弯点在柱子高度中部、柱净高与柱截面高度之比柱净高与柱截面高度之比Hn/h不大于4。 注意事项注意事项：由于实心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。还应注意计算的方向，柱子的截面高度应选取沿填充墙平面内的柱子截面尺寸，而不是选取柱子截面尺寸最大值（尽管这二者有时可能会
45、相同）。变形特征：变形特征：剪切型、脆性破坏剪切型、脆性破坏。83截面验算截面验算：轴压比限值应比一般柱降低0.05，截面组合的剪力设计值应满足要求规范6.2.9条式6.2.9-2）：V 构造要求构造要求：抗震等级为一级时每侧纵向钢筋配筋率配筋率不宜大于1.2%；箍筋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，其体积配箍率在68度时不应小于1.2%，9度时不应小于1.5%；梁柱节点核芯区节点核芯区的体积配箍率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）。超短柱：超短柱：剪跨比小于1.5的要专门研究，如采取增设交叉
46、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。)15. 0(10bhfcRE84短柱震害例子短柱震害例子85 86在结构计算时应如何考虑非结构的填充墙在结构计算时应如何考虑非结构的填充墙对对RCRC框架主体结构的影响？框架主体结构的影响？对计算的结构自振周期予以折减，并按折减后的周期值确定水平地震作用。周期折减系数的取值，与结构中非承重墙体的材料性质、多寡、构造方式等有关，应由设计人员根据实际情况确定。周期折减系数周期折减系数的取值可参考建筑抗震设计手册。特别要注意由于填充墙嵌砌与框架刚性连接时，其强度和刚度对框架结构的影响，尤其要考虑到填充墙不满砌时，由于墙体的约束使框架柱有
47、效长度减小，可能出现短柱，造成剪切破坏。填充墙与框架柱柔性连接时，应设置拉接筋，避免填充墙出平面倒塌。 87填充墙与框架无拉结倒塌填充墙与框架无拉结倒塌88填充墙与框架无拉结掉落填充墙与框架无拉结掉落89什么是什么是“矮墙效应矮墙效应” ” ？什么情况下应考虑？什么情况下应考虑矮墙效应？如何避免矮墙效应？矮墙效应？如何避免矮墙效应？矮墙效应：矮墙效应：高宽比高宽比（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，类似短柱短柱，属于脆性破坏。规范的规定针对一般的剪力墙，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
48、。为了避免矮墙效应，可在剪力墙上开竖缝开竖缝，使之成为高宽比大于2的墙，提高其延性。90柱子翼缘的作用柱子翼缘的作用91短梁震害短梁震害92框架结构在平面和竖向框架柱不对齐，设框架结构在平面和竖向框架柱不对齐，设计中应注意哪些事项？计中应注意哪些事项？若设计中许多框架柱在平面内或沿高度方向不对齐，形不成一榀完整的框架，地震中因扭转效应和传力路经中断扭转效应和传力路经中断等原因可能造成结构的较大损坏，设计时应视抽柱或柱子错位的情况，按规范3.4.3条进行不规则不规则结构的设计计算。 93震害例子震害例子台湾集集地震九层台湾集集地震九层RCRC建筑震害（单跨建筑震害（单跨框架且不封闭，传力路经中断
49、）框架且不封闭，传力路经中断） 94关于关于RCRC构件概念设计构件概念设计的若干问题的若干问题 95关于强柱弱梁设计关于强柱弱梁设计由于梁截面高度较高，且与现浇楼板组成由于梁截面高度较高，且与现浇楼板组成T T形截面构件共形截面构件共同工作，形成强梁弱柱，导致柱子破坏，房屋倒塌。同工作，形成强梁弱柱，导致柱子破坏，房屋倒塌。 96 “强柱弱梁强柱弱梁”：节点处梁端实际受弯承载力Maby和柱端实际受弯承载力Macy满足下列不等式： 这种概念设计，由于地震的复杂性、楼板的影响和钢筋屈服强度的超强，难以通过精确的计算真正实现。国外的抗震规范多以设计承载力衡量或将钢筋抗拉强度乘以超强系数。 2001
50、抗震规范的规定只在一定程度上减缓柱端的屈服。一般采用适当增大柱端弯矩设计值的方法。其取值体现了抗震等级的差异。abyacyMM97关于强节点设计关于强节点设计梁、柱钢筋较多，而节点无箍筋形成强构件弱节点，梁、柱钢筋较多，而节点无箍筋形成强构件弱节点，导致节点破坏。导致节点破坏。 98关于抗震墙结构连梁超筋问题关于抗震墙结构连梁超筋问题为减少或避免连梁超筋，可采用连梁刚度折减的方法。要注意，刚度折减是对抗震设计而言的，对非抗震设计的结构，不宜对连梁刚度进行折减。因此，抗震设计时，连梁刚度折减系数的取值，应满足连梁正常使用极限状态的要求，一般与设防烈度有关，设防烈度高时可多折减一些，设防烈度低时宜
