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1、 第 1 页共 1 页 建筑抗震设计规范 资料编号 GB 50011-2001 联合发布UDC 中华人民共和国国家标准 P GB 500112001 建 筑 抗 震 设 计 规 范建 筑 抗 震 设 计 规 范 Code for seismic design of buildings 条 文 说 明条 文 说 明 20010720 发布 发布 20020101 实施实施 中华人民共和国建设部 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 第 2 页共 2 页 建筑抗震设计规范 资料编号 GB 50011-2001 中华人民共和国国家标准 建 筑 抗 震 设 计 规 范建 筑 抗 震 设 计
2、规 范 GB 500112001 主编部门:中华人民共和国建设部 批准部门:中华人民共和国建设部 施 行 日 期:2002 年 1 月 1 日 条 文 说 明 中 国 建 筑 资 讯 网中 国 建 筑 资 讯 网 2001 北 京 第 3 页共 3 页 建筑抗震设计规范 资料编号 GB 50011-2001 目目 次次 1 总 则.6 2 术语和符号.8 3 抗震设计的基本要求.9 3.1 建筑抗震设防分类和设防标准.9 3.2 地 震 影 响.9 3.3 场地和地基.11 3.4 建筑设计和建筑结构的规则性.11 3.5 结 构 体 系.14 3.6 结 构 分 析.16 3.7 非结构构件
3、.17 3.8 隔震和消能减震设计.18 3.9 结构材料与施工.18 3.10 建筑物地震反应观测系统.20 4 场地地基和基础.21 4.1 场 地.21 4.2 天然地基和基础.25 4.3 液化土和软土地基.26 4.4 桩 基.34 5 地震作用和结构抗震验算.36 5.1 一 般 规 定.36 5.2 水平地震作用计算.40 5.3 竖向地震作用计算.42 5.4 截面抗震验算.43 5.5 抗震变形验算.44 6 多层和高层钢筋混凝土房屋.50 6.1 一 般 规 定.50 6.2 计 算 要 点.54 6.3 框架结构抗震构造要求.59 第 4 页共 4 页 建筑抗震设计规范
4、资料编号 GB 50011-2001 6.4 抗震墙结构构造措施.62 6.5 框架-抗震墙结构抗震构造措施.63 6.6 板柱抗震墙结构抗震设计要求.63 6.7 筒体结构抗震设计要求.63 7 多层砌体房屋和底部框架内框架房屋.65 7.1 一 般 规 定.65 7.2 计 算 要 点.67 7.3 多层粘土砖房屋抗震构造措施.71 7.4 多层砌块房屋抗震构造措施.72 7.5 底部框架房屋抗震构造措施.73 7.6 多层内框架房屋构造措施.74 8 多层和高层钢结构房屋.75 8.1 一 般 规 定.75 8.2 计 算 要 点.76 8.3 钢框架结构的抗震构造措施.80 8.4 钢
5、框架-中心支撑结构的抗震措施.82 8.5 钢框架-偏心支撑结构的抗震措施.83 9 单层工业厂房.86 9.1 单层钢筋混凝土柱厂房.86 9.2 单层钢结 1 构厂房.93 9.3 单层砖柱厂房.95 10 单层空旷房屋.99 10.1 一般规定.99 10.2 计 算 要 点.99 10.3 抗震构造措施.99 11 土木石结构房屋.101 11.1 村镇生土房屋.101 11.2 木结构房屋.102 11.3 石结构房屋.102 12 隔震和消能减震设计.104 12.1 一 般 规 定.104 第 5 页共 5 页 建筑抗震设计规范 资料编号 GB 50011-2001 12.2 房
6、屋隔震设计要点.105 12.3 房屋消能减震设计要点.107 13 非结构构件.112 13.1 一 般 规 定.112 13.2 基本计算要求.113 13.3 建筑非结构构件的基本抗震措施.116 13.4 附属机电设备支架的基本抗震措施.116 第 6 页共 6 页 建筑抗震设计规范 资料编号 GB 50011-2001 1 总 总 则则 1.0.1 本规范抗震设防的基本思想和原则同 GBJ11-89 规范(以下简称 89 规范)一样仍以三个水准为抗震设防目标 抗震设防是以现有的科学水平和经济条件为前提规范的科学依据只能是现有的经验和资料目前对地震规律性的认识还很不足随着科学水平的提高
7、规范的规定会有相应的突破而且规范的编制要根据国家的经济条件适当地考虑抗震设防水平设防标准不能过高 本次修订继续保持 89 规范提出的抗震设防三个水准目标即小震不坏大震不倒的具体化根据我国华北西北和西南地区地震发生概率的统计分析50年内超越概率约为 63%的地震烈度为众值烈度比基本烈度约低一度半规范取为第一水准烈度 50 年超越概率约 10%的烈度即 1990 中国地震烈度区划图规定的地震基本烈度或新修订的中国地震动参数区划图规定的峰值加速度所对应的烈度规范取为第二水准烈度50 年超越概率 2%3%的烈度可作为罕遇地震的概率水准规范取为第三水准烈度当基本烈度 6 度时为 7 度强7 度时为 8
8、度强8 度时为 9 度弱9 度时为 9 度强 与各地震烈度水准相应的抗震设防目标是:一般情况下(不是所有情况下)遭遇第一水准烈度(众值烈度)时建筑处于正常使用状态从结构抗震分析角度可以视为弹性体系采用弹性反应谱进行弹性分析遭遇第二水准烈度(基本烈度)时结构进入非弹性工作阶段但非弹性变形或结构体系的损坏控制在可修复的范围(与 89规范相同仍与 78 规范相当)遭遇第三水准烈度(预估的罕遇地震)时结构有较大的非弹性变形但应控制在规定的范围内以免倒塌 还需说明的是:1 抗震设防烈度为 6 度时建筑按本规范采取相应的抗震措施之后抗震能力比不设防时有实质性的提高但其抗震能力仍是较低的不能过高估计 2 各
9、类建筑按本规范规定采取不同的抗震措施之后相应的抗震设防目标在程度上有所提高或降低例如丁类建筑在设防烈度地震下的损坏程度可能会重些且其倒塌不危及人们的生命安全在预估的罕遇地震下的表现会比一般的情况要差甲类建筑在设防烈度地震下的损坏是轻微甚至是基本完好的在预估的罕遇地震下的表现将会比一般的情况好些 第 7 页共 7 页 建筑抗震设计规范 资料编号 GB 50011-2001 3 本次修订仍采用二阶段设计实现上述三个水准的设防目标:第一阶段设计是承载力验算取第一水准的地震动参数计算结构的弹性地震作用标准值和相应的地震作用效应继续保持其可靠度水平同 78 规范相当采用建筑结构可靠度设计统一标准GB50
10、068 规定的分项系数设计表达式进行结构构件的截面承载力验算这样既满足了在第一水准下具有必要的承载力可靠度又满足第二水准的损坏可修的目标对大多数的结构可只进行第一阶段设计而通过概念设计和抗震构造措施来满足第三水准的设计要求 第二阶段设计是弹塑性变形验算对特殊要求的建筑地震时易倒塌的结构以及有明显薄弱层的不规则结构除进行第一阶段设计外还要进行结构薄弱部位的弹塑性层间变形验算并采取相应的抗震构造措施实现第三水准的设防要求 1.0.2 本条是强制性条文要求抗震设防区所有新建的建筑工程均必需进行抗震设计以下凡用粗体表示的条文均为建筑工程房屋建筑部分的强制性条文 1.0.3 本规范的适用范围继续保持 8
11、9 规范的规定适用于 69 度一般的建筑工程鉴于近数十年来很多 6 度地震区发生了较大的地震甚至特大地震6 度地震区的建筑要适当考虑一些抗震要求以减轻地震灾害 工业建筑中一些因生产工艺要求而造成的特殊问题的抗震设计与一般的建筑工程不同需由有关的专业标准予以规定 因缺乏可靠的近场地震的资料和数据抗震设防烈度大于 9 度地区的建筑抗震设计仍没有条件列入规范因此在没有新的专门规定前可仍按 1989 年建设部印发(89)建抗字第 426 号 地震基本烈度 X 度区建筑抗震设防暂行规定 的通知执行 1.0.4 为适应强制性条文的要求采用最严的规范用语必须 1.0.5 本条体现了抗震设防依据的双轨制即一般
12、情况采用抗震设防烈度(作为一个地区抗震设防依据的地震烈度)在一定条件下可采用抗震设防区划提供的地震动参数(如地面运动加速度峰值反应谱值地震影响系数曲线和地震加速度时程曲线)关于抗震设防烈度和抗震设防区划的审批权限由国家有关主管部门规定 89 规范的第 1.0.4 条和第 1.0.5 条本次修订移至第 3 章第 3.1.13.1.3 条 89 规范的第 1.0.6 条本次修订不再出现 第 8 页共 8 页 建筑抗震设计规范 资料编号 GB 50011-2001 2 术语和符号 术语和符号 本次修订将 89 规范的附录一改为一章并增加了一些术语 抗震设防标准是一种衡量对建筑抗震能力要求高低的综合尺
13、度既取决于地震强弱的不同又取决于使用功能重要性的不同 地震作用的涵义强调了其动态作用的性质不仅是加速度的作用还应包括地震动的速度和位移的作用 本次修订还明确了抗震措施和抗震构造措施的区别抗震构造措施只是抗震措施的一个组成部分 第 9 页共 9 页 建筑抗震设计规范 资料编号 GB 50011-2001 3 抗震设计的基本要求 抗震设计的基本要求 3.1 建筑抗震设防分类和设防标准 建筑抗震设防分类和设防标准 3.1.13.1.3 根据我国的实际情况提出适当的抗震设防标准既能合理使用建设投资又能达到抗震安全的要求 89 规范关于建筑抗震设防分类和设防标准的规定已被国家标准建筑抗震设防分类标准GB
14、50223 所替代因此本次修订的条文主要引用了该国家标准的规定 按防震减灾法本次修订明确甲类建筑为重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑其地震作用计算增加了甲类建筑的地震作用应按高于本地区设防烈度计算其值应按批准的地震安全性评价结果确定修改了GB50223 规定甲类建筑的地震作用应按本地区设防烈度提高一度计算的规定这意味着提高的幅度应经专门研究并需要按规定的权限审批条件许可时专门研究可包括基于建筑地震破坏损失和投资关系的优化原则确定的方法 丁类建筑不要求按降低一度采取抗震措施要求适当降低抗震措施即可 对较小的乙类建筑仍按 GB50223 的要求执行按 GB50223-95 的说明指的是
15、对一些建筑规模较小建筑例如工矿企业的变电所空压站水泵房以及城市供水水源的泵房等当这些小建筑为丙类建筑时一般采用砖混结构当为乙类建筑时若改用抗震性能较好的钢筋混凝土结构或钢结构则可仍按本地区设防烈度的规定采取抗震措施 新修订的建筑结构可靠度设计统一标准GB50068提出了设计使用年限的原则规定本规范的甲乙丙丁分类可体现建筑重要性及设计使用年限的不同 3.2 地 地 震震 影影 响响 近年来地震经验表明在宏观烈度相似的情况下处在大震级远震中距下的柔性建筑其震害要比中小震级近震中距的情况重得多理论分析也发现震中距不同时反应谱频谱特性并不相同抗震设计时对同样场地条件同样烈度的地震按震源机制震级大小和震
16、中距远近区别对待是必要的建筑所受到的地震影响需要采用设计地震动的强度及设计反应谱的特征周期来表征 作为一种简化89 规范主要藉助于当时的地震烈度区划引入了设计近震和设 第 10 页共 10 页 建筑抗震设计规范 资料编号 GB 50011-2001 计远震后者可能遭遇近远两种地震影响设防烈度为 9 度时只考虑近震的地震影响在水平地震作用计算时设计近远震用二组地震影响系数曲线表达按远震的曲线设计就已包含两种地震作用不利情况 本次修订明确引入了设计基本地震加速度和设计特征周期可与新修订的中国地震动参数区划图(中国地震动峰值加速度区划图 A1 和中国地震动反应谱特征周期区划图 B1)相匹配 设计基本
17、地震加速度是根据建设部 1992 年 7 月 3 日颁发的建标1992419号关于统一抗震设计规范地面运动加速度设计取值的通知而作出的通知中有如下规定:术语名称:设计基本地震加速度值 定义:50 年设计基准期超越概率 10%的地震加速度的设计取值 取值:7 度 0.10g8 度 0.20g9 度 0.40g 表 3.2.2 所列的设计基本地震加速度与抗震设防烈度的对应关系即来源于上述文件这个取值与中国地震动参数区划图 A1所规定的地震动峰值加速度相当:即在 0.10g 和 020g 之间有一个 0.15g 的区域 020g 和 040g 之间有一个 0.30g 的区域在这二个区域内建筑的抗震设
18、计要求除另有具体规定外分别同 7 度和 8 度地区相当在本规范表 3.2.2 中用括号内数值表示表 3.2.2 中还引入了与 6 度相当的设计基本地震加速度值 0.05g 设计特征周期即设计所用的地震影响系数特征周期(Tg)89 规范规定其取值根据设计近远震和场地类别来确定我国绝大多数地区只考虑设计近震需要考虑设计远震的地区很少(约占县级城镇的 8%)本次修订将设计近震远震改称设计地震分组可更好体现震级和震中距的影响建筑工程的设计地震分为三组在抗震设防决策上为保持规范的延续性设计地震的分组可在中国地震动反应谱特征周期区划图 B1基础上略做调整:1 区划图 B1 中 0.35s 和 0.40s
19、的区域作为设计地震第一组 2 区划图 B1 中 0.45s 的区域多数作为设计地震第二组其中借用 89 规范按烈度衰减等震线确定设计远震的规定取加速度衰减影响的下列区域作为设计地震第三组:1)区划图 A1 中峰值加速度 0.2g 减至 0.05g 的影响区域和 0.3g 减至 0.1g 的影响区域 2)区划图 B1 中 0.45s 且区划图 A1 中0.4g 的峰值加速度减至 0.2g 及以下的 第 11 页共 11 页 建筑抗震设计规范 资料编号 GB 50011-2001 影响区域 为便于设计单位使用本规范在附录 A 规定了县级及县级以上城镇(按民政部编2001 行政区划简册 包括地级市的
20、市辖区)的中心地区(如城关地区)的抗震设防烈度设计基本地震加速度和所属的设计地震分组 3.3 场地和地基 场地和地基 3.3.1 地震造成建筑的破坏除地震动直接引起结构破坏外还有场地条件的原因诸如:地震引起的地表错动与地裂地基土的不均匀沉陷滑坡和粉砂土液化等因此抗震设防区的建筑工程宜选择有利的地段避开不利的地段并不在危险的地段建设 3.3.2 抗震构造措施不同于抗震措施对类场地仅降低抗震构造措施不降低抗震措施中的其他要求如按概念设计要求的内力调整措施对于丁类建筑其抗震措施已降低不再重复降低 3.3.4 对同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基的要求一般情况执行没有困难在高层建筑中当主楼和
21、裙房不分缝的情况下难以满足时需仔细分析不同地基在地震下变形的差异及上部结构各部分地震反应差异的影响采取相应措施 3.4 建筑设计和建筑结构的规则性 建筑设计和建筑结构的规则性 3.4.1 合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的提倡平立面简单对称因为震害表明简单对称的建筑在地震时较不容易破坏而且道理也很清楚简单对称的结构容易估计其地震时的反应容易采取抗震构造措施和进行细部处理规则包含了对建筑的平立面外形尺寸抗侧力构件布置质量分布直至承载力分布等诸多因素的综合要求规则的具体界限随结构类型的不同而异需要建筑师和结构工程师互相配合才能设计出抗震性能良好的建筑 本条主要对建筑师的建筑设计方案提出了要求首
22、先应符合合理的抗震概念设计原则宜采用规则的建筑设计方案强调应避免采用严重不规则的设计方案 规则的建筑结构体现在体型(平面和立面的形状)简单抗侧力体系的刚度和承载力上下变化连续均匀平面布置基本对称即在平面竖向图形或抗侧力体系上没有明显的实质的不连续(突变)规则与不规则的区分本规范在第 3.4.2 条规定了一些定量的界限但实际上引起建筑结构不规则的因素还有很多特别是复杂的建筑体型很难一一用若干简化 第 12 页共 12 页 建筑抗震设计规范 资料编号 GB 50011-2001 的定量指标来划分不规则程度并规定限制范围但是有经验的有抗震知识素养的建筑设计人员应该对所设计的建筑的抗震性能有所估计要区
23、分不规则特别不规则和严重不规则等不规则程度避免采用抗震性能差的严重不规则的设计方案 这里不规则指的是超过表 3.4.21 和表 3.4.22 中一项及以上的不规则指标特别不规则 指的是多项均超过表 3.4.2-1 和表 3.4.2-2 中不规则指标或某一项超过规定指标较多具有较明显的抗震薄弱部位将会引起不良后果者严重不规则指的是体型复杂多项不规则指标超过第 3.4.2 条上限值或某一项大大超过规定值具有严重的抗震薄弱环节将会导致地震破坏的严重后果者 3.4.23.4.3 本次修订考虑了建筑抗震设计规范GBJ 1189 和钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程 JGJ 391 的相应规定 并参考了
24、美国 UBC(1997)日本 BSL(1987 年版)和欧洲规范 8 上述五本规范对不规则结构的条文规定有以下三种方式:1 规定了规则结构的准则不规定不规则结构的相应设计规定如建筑抗震设计规范和钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程 2 对结构的不规则性作出限制如日本 BSL 3 对规则与不规则结构作出了定量的划分并规定了相应的设计计算要求如美国 UBC 及欧洲规范 8 本规范基本上采用了第 3 种方式但对容易避免或危害性较小的不规则问题未作规定 对于结构扭转不规则按刚性楼盖计算当最大层间位移与其平均值的比值为1.2 时相当于一端为 1.0另一端为 1.45当比值为 1.5 时相当于一端为 1.
25、0另一端为 3美国 FEMA 的 NEHRP 规定限 1.4按本规范 CQC 计算位移时需注意合理确定符号 对于较大错层如超过梁高的错层需按楼板开洞对待当错层面积大于该层总面积 30%时则属于楼板局部不连续楼板典型宽度按楼板外形的基本宽度计算 上层缩进尺寸超过相邻下层对应尺寸的 1/4属于用尺寸衡量的刚度不规则的范畴侧向刚度可取地震作用下的层剪力与层间位移之比值计算刚度突变上限在有关章节规定 除了表 3.4.2 所列的不规则UBC 的规定中对平面不规则尚有抗侧力构件上下错位与主轴斜交或不对称布置对竖向不规则尚有相邻楼层质量比大于 150%或竖向抗侧力构件在平面内收进的尺寸大于构件的长度(如棋盘
26、式布置)等 第 13 页共 13 页 建筑抗震设计规范 资料编号 GB 50011-2001 图 3.4.2 为典型示例以便理解表 3.4.2 中所列的不规则类型 第 14 页共 14 页 建筑抗震设计规范 资料编号 GB 50011-2001 3.4.4 本规范第 3.4.2 条和第 3.4.3 条的规定主要针对钢筋混凝土和钢结构的多层和高层建筑所作的不规则性的限制对砌体结构多层房屋和单层工业厂房的不规则性应符合本规范有关章节的专门规定 3.4.53.4.6 体型复杂的建筑并不一概提倡设置防震缝有些建筑结构因建筑设计的需要或建筑场地的条件限制而不设防震缝此时应按第 3.4.3 条的规定进行抗
27、震分析并采取加强延性的构造措施防震缝宽度的规定见本规范各有关章节并要便于施工 3.5 结 结 构构 体体 系系 3.5.1 抗震结构体系要通过综合分析采用合理而经济的结构类型结构的地震反应同场地的特性有密切关系场地的地面运动特性又同地震震源机制震级大小震中的远近有关建筑的重要性装修的水准对结构的侧向变形大小有所限制从而对结构选型提出要求结构的选型又受结构材料和施工条件的制约以及经济条件的许可等这是一个综合的技术经济问题应周密加以考虑 第 15 页共 15 页 建筑抗震设计规范 资料编号 GB 50011-2001 3.5.23.5.3 抗震结构体系要求受力明确传力合理且传力路线不间断使结构的抗
28、震分析更符合结构在地震时的实际表现对提高结构的抗震性能十分有利是结构选型与布置结构抗侧力体系时首先考虑的因素之一本次修订将结构体系的要求分为强制性和非强制性两类 多道抗震防线指的是:第一一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成并由延性较好的结构构件连接起来协同工作如框架抗震墙体系是由延性框架和抗震墙二个系统组成双肢或多肢抗震墙体系由若干个单肢墙分系统组成 第二抗震结构体系应有最大可能数量的内部外部赘余度有意识地建立起一系列分布的屈服区以使结构能吸收和耗散大量的地震能量一旦破坏也易于修复 抗震薄弱层(部位)的概念也是抗震设计中的重要概念包括:1 结构在强烈地震下不存在强度安全储备 构件的实
29、际承载力分析(而不是承载力设计值的分析)是判断薄弱层(部位)的基础 2 要使楼层(部位)的实际承载力和设计计算的弹性受力之比在总体上保持一个相对均匀的变化一旦楼层(或部位)的这个比例有突变时会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中 3 要防止在局部上加强而忽视整个结构各部位刚度强度的协调 4 在抗震设计中有意识有目的地控制薄弱层(部位)使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移这是提高结构总体抗震性能的有效手段 本次修订增加了结构两个主轴方向的动力特性(周期和振型)相近的抗震概念 3.5.4 本条对各种不同材料的构件提出了改善其变形能力的原则和途径:1 无筋砌体本身是脆性材料只能利用约束条件(圈梁
30、构造柱组合柱等来分割包围)使砌体发生裂缝后不致崩塌和散落地震时不致丧失对重力荷载的承载能力 2 钢筋混凝土构件抗震性能与砌体相比是比较好的但如处理不当也会造成不可修复的脆性破坏这种破坏包括:混凝土压碎构件剪切破坏钢筋锚固部分拉脱(粘结破坏)应力求避免 3 钢结构杆件的压屈破坏(杆件失去稳定)或局部失稳也是一种脆性破坏应予以防止 4 本次修订增加了对预应力混凝土结构构件的要求 第 16 页共 16 页 建筑抗震设计规范 资料编号 GB 50011-2001 3.5.5 本条指出了主体结构构件之间的连接应遵守的原则:通过连接的承载力来发挥各构件的承载力变形能力从而获得整个结构良好的抗震能力 本次修
31、订增加了对预应力混凝土及钢结构构件的连接要求 3.5.6 本条支撑系统指屋盖支撑支撑系统的不完善往往导致屋盖系统失稳倒塌使厂房发生灾难性的震害因此在支撑系统布置上应特别注意保证屋盖系统的整体稳定性 3.6 结 结 构构 分分 析析 3.6.1 多遇地震作用下的内力和变形分析是本规范对结构地震反应截面承载力验算和变形验算最基本的要求按本规范第 1.0.1 条的规定建筑物当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时一般不受损坏或不需修理可继续使用与此相应结构在多遇地震作用下的反应分析的方法截面抗震验算(按照国家标准建筑结构可靠度设计统一标准GB50068 的基本要求)以及层间弹性位移的验算都是以线
32、弹性理论为基础因此本条规定当建筑结构进行多遇地震作用下的内力和变形分析时可假定结构与构件处于弹性工作状态 3.6.2 按本规范第 1.0.1 条的规定:当建筑物遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命的严重破坏这也是本规范的基本要求特别是建筑物的体型和抗侧力系统复杂时将在结构的薄弱部位发生应力集中和弹塑性变形集中严重时会导致重大的破坏甚至有倒塌的危险因此本规范提出了检验结构抗震薄弱部位采用弹塑性(即非线性)分析方法的要求 考虑到非线性分析的难度较大规范只限于对特别不规则并具有明显薄弱部位可能导致重大地震破坏特别是有严重的变形集中可能导致地震倒塌的结构应按本规范第
33、5 章具体规定进行罕遇地震作用下的弹塑性变形分析 本规范推荐了二种非线性分析方法:静力的非线性分析(推覆分析)和动力的非线性分析(弹塑性时程分析)静力的非线性分析是:沿结构高度施加按一定形式分布的模拟地震作用的等效侧力并从小到大逐步增加侧力的强度使结构由弹性工作状态逐步进入弹塑性工作状态最终达到并超过规定的弹塑性位移这是目前较为实用的简化的弹塑性分析技术比动力非线性分析节省计算工作量但也有一定的使用局限性和适用性对计算结果需要工程经验判断动力非线性分析即弹塑性时程分析是较为严格的分析方法需要较好的计算机软件和很好的工程经验判断才能得到有用的结果是 第 17 页共 17 页 建筑抗震设计规范 资
34、料编号 GB 50011-2001 难度较大的一种方法规范还允许采用简化的弹塑性分析技术如本规范第 5 章规定的钢筋混凝土框架等的弹塑性分析简化方法 3.6.3 本条规定框架结构和框架抗震墙(支撑)结构在重力附加弯矩 Ma与初始弯矩M0之比符合下式条件下应考虑几何非线性即重力二阶效应的影响 1.00=iiiiaihVuGMM (3.6.3)式中 i稳定系数 Gii 层以上全部重力荷载计算值 ui第 i 层楼层质心处的弹性或弹塑性层间位移 Vi第 i 层地震剪力计算值 hi第 i 层楼层高度 上式规定是考虑重力二阶效应影响的下限其上限则受弹性层间位移角限值控制对混凝土结构墙体弹性位移角限值较小上
35、述稳定系数一般均在 0.1 以下可不考虑弹性阶段重力二阶效应影响框架结构位移角限值较大计算侧移需考虑刚度折减 当在弹性分析时作为简化方法二阶效应的内力增大系数可取 1/(1-)当在弹塑性分析时宜采用考虑所有受轴向力的结构和构件的几何刚度的计算机程序进行重力二阶效应分析亦可采用其他简化分析方法 混凝土柱考虑多遇地震作用产生的重力二阶效应的内力时不应与混凝土规范承载力计算时考虑的重力二阶效应重复 砌体及混凝土墙结构可不考虑重力二阶效应 3.6.4 刚性半刚性柔性横隔板分别指在平面内不考虑变形考虑变形不考虑刚度的楼屋盖 3.6.6 本条规定主要依据建筑工程设计文件编制深度规定要求使用计算机进行结构抗
36、震分析时应对软件的功能有切实的了解计算模型的选取必须符合结构的实际工作情况计算软件的技术条件应符合本规范及有关强制性标准的规定设计时应对所有计算结果进行判别确认其合理有效后方可在设计中应用 复杂结构应是计算模型复杂的结构对不同的力学模型还应使用不同的计算机程序 3.7 非结构构件 非结构构件 第 18 页共 18 页 建筑抗震设计规范 资料编号 GB 50011-2001 非结构构件包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备的支架等建筑非结构构件在地震中的破坏允许大于结构构件其抗震设防目标要低于本规范第 1.0.1 条的规定非结构构件的地震破坏会影响安全和使用功能需引起重视应进行抗震设计 建筑非结构
37、构件一般指下列三类:附属结构构件如:女儿墙高低跨封墙雨篷等装饰物如:贴面顶棚悬吊重物等围护墙和隔墙处理好非结构构件和主体结构的关系可防止附加灾害减少损失在第 3.7.3 条所列的非结构构件主要指在人流出入口通道及重要设备附近的附属结构构件其破坏往往伤人或砸坏设备因此要求加强与主体结构的可靠锚固在其他位置可以放宽要求 砌体填充墙与框架或单层厂房柱的连接影响整个结构的动力性能和抗震能力两者之间的连接处理不同时影响也不同本次修订建议两者之间采用柔性连接或彼此脱开可只考虑填充墙的重量而不计其刚度和强度的影响砌体填充墙的不合理设置例如:框架或厂房柱间的填充墙不到顶或房屋外墙在混凝土柱间局部高度砌墙使这些
38、柱子处于短柱状态许多震害表明这些短柱破坏很多应予注意 本次修订增加了对幕墙附属机械电气设备系统支座和连接等需符合地震时对使用功能的要求 3.8 隔震和消能减震设计 隔震和消能减震设计 3.8.1 建筑结构采用隔震和消能减震设计是一种新技术应考虑使用功能的要求隔震与消能减震的效果长期工作性能以及经济性等问题现阶段这种新技术主要用于对使用功能有特别要求和高烈度地区的建筑即用于投资方愿意通过增加投资来提高安全要求的建筑 3.8.2 本条对建筑结构隔震设计和消能减震设计的设防目标提出了原则要求按本规范第 12 章规定进行隔震设计还不能做到在设防烈度下上部结构不受损坏或主体结构处于弹性工作阶段的要求但与
39、非隔震或非消能减震建筑相比应有所提高大体上是:当遭受多遇地震影响时将基本不受损坏和影响使用功能当遭受设防烈度的地震影响时不需修理仍可继续使用当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时将不发生危及生命安全和丧失使用功能的破坏 3.9 结构材料与施工 结构材料与施工 3.9.1 抗震结构在材料选用施工程序特别是材料代用上有其特殊的要求主要是指减少材料的脆性和贯彻原设计意图 第 19 页共 19 页 建筑抗震设计规范 资料编号 GB 50011-2001 3.9.23.9.3 本规范对结构材料的要求分为强制性和非强制性两种 对钢筋混凝土结构中的混凝土强度等级有所限制这是因为高强度混凝土具有脆性性质且随
40、强度等级提高而增加在抗震设计中应考虑此因素故规定 9 度时不宜超过 C608 度时不宜超过 C70 本条还要求对一二级抗震等级的框架结构规定其普通纵向受力钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于 1.25这是为了保证当构件某个部位出现塑性铰以后塑性铰处有足够的转动能力与耗能能力同时还规定了屈服强度实测值与标准值的比值否则本规范为实现强柱弱梁强剪弱弯所规定的内力调整将难以奏效 钢结构中用的钢材应保证抗拉强度屈服强度冲击韧性合格及硫磷和碳含量的限制值高层钢结构的钢材可按黑色冶金工业标准高层建筑结构用钢板YB4104-2000 选用抗拉强度是实际上决定结构安全储备的关键伸长率反映钢材能承受
41、残余变形量的程度及塑性变形能力钢材的屈服强度不宜过高同时要求有明显的屈服台阶伸长率应大于 20%以保证构件具有足够的塑性变形能力冲击韧性是抗震结构的要求当采用国外钢材时亦应符合我国国家标准的要求 国家标准碳素结构钢GB700 中Q235 钢分为 ABCD 四个等级其中A 级钢不要求任何冲击试验值并只在用户要求时才进行冷弯试验且不保证焊接要求的含碳量故不建议采用国家标准低合金高强度结构钢GB/T1591 中Q345钢分为 ABCDE 五个等级其中 A 级钢不保证冲击韧性要求和延性性能的基本要求故亦不建议采用 3.9.4 混凝土结构施工中往往因缺乏设计规定的钢筋型号(规格)而采用另外型号(规格)的
42、钢筋代替此时应注意替代后的纵向钢筋的总承载力设计值不应高于原设计的纵向钢筋总承载力设计值以免造成薄弱部位的转移以及构件在有影响的部位发生混凝土的脆性破坏(混凝土压碎剪切破坏等)本次修订还要求除按照上述等承载力原则换算外应注意由于钢筋的强度和直径改变会影响正常使用阶段的挠度和裂缝宽度同时还应满足最小配筋率和钢筋间距等构造要求 3.9.5 厚度较大的钢板在轧制过程中存在各向异性由于在焊缝附近常形成约束焊接时容易引起层状撕裂国家标准厚度方向性能钢板GB5313 将厚度方向的断面收缩率分为 Z15Z25Z35 三个等级并规定了试件取材方法和试件尺寸等要求本条规定钢结构采用的钢材当钢材板厚大于或等于 4
43、0mm 时至少应符合 Z15 级 第 20 页共 20 页 建筑抗震设计规范 资料编号 GB 50011-2001 规定的受拉试件截面收缩率 3.9.6 为确保砌体抗震墙与构造柱底层框架柱的连接以提高抗侧力砌体墙的变形能力要求施工时先砌墙后浇注 3.10 建筑物地震反应观测系统 建筑物地震反应观测系统 3.10.1 本规范初次提出了在建筑物内设置建筑物地震反应观测系统的要求 建筑物地震反应观测是发展地震工程和工程抗震科学的必要手段我国过去限于基建资金发展不快这次在规范中予以规定以促进其发展 第 21 页共 21 页 建筑抗震设计规范 资料编号 GB 50011-2001 4 场地 场地地基和基
44、础地基和基础 4.1 场 场 地地 4.1.1 有利不利和危险地段的划分基本沿用历次规范的规定本条中地形地貌和岩土特性的影响是综合在一起加以评价的这是因为由不同岩土构成的同样地形条件的地震影响是不同的本条中只列出了有利不利和危险地段的划分其他地段可视为可进行建设的一般场地 关于局部地形条件的影响从国内几次大地震的宏观调查资料来看岩质地形与非岩质地形有所不同在云南通海地震的大量宏观调查中表明非岩质地形对烈度的影响比岩质地形的影响更为明显如通海和东川的许多岩石地基上很陡的山坡震害也未见有明显的加重因此对于岩石地基的陡坡陡坎等本规范未列为不利的地段但对于岩石地基的高度达数十米的条状突出的山脊和高耸孤
45、立的山丘由于鞭鞘效应明显振动有所加大烈度仍有增高的趋势因此本规范均将其列为不利的地形条件 应该指出:有些资料中曾提出过有利和不利于抗震的地貌部位本规范在编制过程中曾对抗震不利的地貌部位实例进行了分析认为:地貌是研究不同地表形态形成的原因其中包括组成不同地形的物质(即岩性)也就是说地貌部位的影响意味着地表形态和岩性二者共同作用的结果将场地土的影响包括进去了但通过一些震害实例说明:当处于平坦的冲积平原和古河道不同地貌部位时地表形态是基本相同的造成古河道上房屋震害加重的原因主要是地基土质条件很差因此本规范将地貌条件分别在地形条件与场地土中加以考虑不再提出地貌部位这个概念 4.1.24.1.6 89
46、规范中的场地分类是在尽量保持抗震规范延续性的基础上进一步考虑了覆盖层厚度的影响从而形成了以平均剪切波速和覆盖层厚度作为评定指标的双参数分类方法为了在保障安全的条件下尽可能减少设防投资在保持技术上合理的前提下适当扩大了类场地的范围另外由于我国规范中类场的 Tg值与国外抗震规范相比是偏小的 因此有意识地将类场地的范围划得比较小 建筑抗震设计规范中的上述场地分类方法得到了我国工程界的普遍认同但在使用过程中也提出了一些问题和意见主要的意见是此分类方案呈阶梯状跳跃变化在边界线上不大容易掌握特别是在覆盖层厚度为 80m平均剪切波速为 140m/s 的 第 22 页共 22 页 建筑抗震设计规范 资料编号
47、GB 50011-2001 特定情况下覆盖层厚度或平均剪切波速稍有变化则场地类别有可能从类突变到类场地地震作用的取值差异甚大这主要是有意识扩大类场地造成的为了解决场地类别的突变问题可以通过对相应的特征周期进行插入计算来解决本次修订主要有:1 关于场地覆盖层厚度的定义补充了当地下某一下卧土层的剪切波速大于或等于 400m/s 且不小于相邻的上层土的剪切波速的 2.5 倍时覆盖层厚度可按地面至该下卧层顶面的距离取值的规定需要注意的是这一规定只适用于当下卧层硬土层顶面的埋深大于 5m 时的情况 2 土层剪切波速的平均采用更富有物理意义的等效剪切波速的公式计算即:tdse/0=式中d0为场地评定用的计
48、算深度取覆盖层厚度和 20m 两者中的较小值t 为剪切波在地表与计算深度之间传播的时间 3 类场地的范围稍有扩大避免了类至类的跳跃 4 当等效剪切波速se140m/s 时类和类场地的分界线从 9m 改为 15m在这一区间内适当扩大了类场地的范围 5 为了保持与 89 规范的延续性以及与其他有关规范的协调作为一种补充手段当有充分依据时允许使用插入方法确定边界线附近(指相差 15%的范围)的 Tg值图 4.1.6 给出了一种连续化插入方案可将原有场地分类及修订方案进行比较该图在场地覆盖层厚度 dov和等效剪切波速se平面上按本次修订的场地分类方法用等步长和按线性规则改变步长的方案进行连续化插入 相
49、邻等值线的 Tg值均相差0.01s 第 23 页共 23 页 建筑抗震设计规范 资料编号 GB 50011-2001 高层建筑的场地类别问题是工程界关心的问题按理论及实测一般土层中的加速度随距地面深度而渐减日本规范规定地下 20m 时的土中加速度为地面加速度的 1/22/3中间深度则插入我国亦有对高层建筑修正场地类别(由高层建筑基底起算)或折减地震力建议因高层建筑埋深常达 10m 以上与浅基础相比有利之处是:基底地震输入小了埋深大抗摇摆好但因目前尚未能总结出实用规律暂不列入规范高层建筑的场地类别仍按浅基础考虑 本条中规定的场地分类方法主要适用于剪切波速随深度呈递增趋势的一般场地对于有较厚软夹层
50、的场地土层由于其对短周期地震动具有抑制作用可以根据分析结果适当调整场地类别和设计地震动参数 4.1.7 断裂对工程影响的评价问题长期以来不同学科之间存在着不同看法经过近些年来的不断研究与交流认为需要考虑断裂影响这主要是指地震时老断裂重新错动直通地表在地面产生位错对建在位错带上的建筑其破坏是不易用工程措施加以避免的因此规范中划为危险地段应予避开至于地震强度一般在确定抗震设防烈度时已给予考虑 在活动断裂时间下限方面已取得了一致意见:即对一般的建筑工程只考虑 1.0 万年(全新世)以来活动过的断裂 在此地质时期以前的活动断裂可不予考虑 对于核电 第 24 页共 24 页 建筑抗震设计规范 资料编号