王亞勇-技術(shù)要點若干問題2014-09-26

1、超限高層建筑抗震專項審查超限高層建筑抗震專項審查技術(shù)要點若干問題技術(shù)要點若干問題中國建筑科學(xué)研究院中國建筑科學(xué)研究院王亞勇王亞勇超限的界定（局部與全部（局部與全部-量化的控制）量化的控制）樓板開洞、凹口深度、錯層、穿層樓板開洞、凹口深度、錯層、穿層柱（穩(wěn)定驗算或強度驗算？）、框柱（穩(wěn)定驗算或強度驗算？）、框支層、偏心、扭轉(zhuǎn)位移支層、偏心、扭轉(zhuǎn)位移規(guī)范和“安評”地震作用取值小震作用小震作用1. 取規(guī)范和取規(guī)范和”安評安評”反應(yīng)譜的包絡(luò)值；反應(yīng)譜的包絡(luò)值；2. 取計算底部剪力較大值的反應(yīng)譜；取計算底部剪力較大值的反應(yīng)譜；3. 加速度取較大值，反應(yīng)譜形狀參加速度取較大值，反應(yīng)譜形狀參數(shù)（數(shù)（Tg、）

2、按規(guī)范。）按規(guī)范。規(guī)范和“安評”地震作用取值中、大震作用中、大震作用1. 按規(guī)范不作調(diào)整；按規(guī)范不作調(diào)整；2. 按規(guī)范調(diào)整：安評按規(guī)范調(diào)整：安評Amax /規(guī)范規(guī)范 Amax （就（就高不就低）。高不就低）。結(jié)構(gòu)周期合理取值1. T=0.070.10n（多、高層）（多、高層）2. T=0.30.4H（H250m）3. T0.2H（日本（日本H200m ）假定假定:250m T=4.76.3(中中), 5.0s(日日)剪重比（最小地震剪力系數(shù)）的底線與調(diào)整（1） min = 0.850.750.2max 0.5%（中國（中國 6度區(qū)，度區(qū)，T1 6.0s）（2）min= 4.56.4%（日本）（

3、日本）（3）min= 1.0%（美國、新西蘭）（美國、新西蘭）（4）問題：）問題：6度區(qū)低風(fēng)壓，度區(qū)低風(fēng)壓，III、IV類場地滿足類場地滿足 0.5%要求，要求，I、II類場地反而不易滿足類場地反而不易滿足（5）辦法：）辦法：I、II類場地類場地Tg適當(dāng)加大；調(diào)整質(zhì)量、適當(dāng)加大；調(diào)整質(zhì)量、剛度和地震剪力；剛度和地震剪力；只調(diào)整地震剪力；不限制只調(diào)整地震剪力；不限制?？蚣艹袚?dān)剪力比：框-筒結(jié)構(gòu)規(guī)范定義:各樓層最大值10%1. 少數(shù)樓層810%，按20%調(diào)整2. 個別樓層 5%，按20%調(diào)整3. 20%，按25%調(diào)整 “中震不屈服”下墻肢拉應(yīng)力驗算1、雙向地震作用，單一工況，單墻肢全截面受拉；、雙

4、向地震作用，單一工況，單墻肢全截面受拉；2、型鋼、型鋼彈性模量彈性模量等代：等代： 混凝土彈性模量混凝土彈性模量Ec=3.60104 N/mm2，鋼材彈模，鋼材彈模Es=2.00105 N/mm2（20/3.6=5.6） 按含鋼率按含鋼率4%計，等代混凝土凈面積計，等代混凝土凈面積A=5.64%=22%。3、型鋼、型鋼強度強度等代：等代： C60混凝土混凝土 混凝土軸心抗拉強度混凝土軸心抗拉強度 標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值ftk=2.85 N/mm2；HRB335鋼鋼 屈服強度標(biāo)準(zhǔn)值屈服強度標(biāo)準(zhǔn)值 fyk=335 N/mm2，（，（335/2.85=118）；按）；按4%含鋼率計，含鋼率計， 等代混凝土凈面

5、積等代混凝土凈面積 A=1184%=470%。4、二者相差約、二者相差約21倍。倍。5、 8 度區(qū)，底部采用鋼板剪力墻，不按度區(qū)，底部采用鋼板剪力墻，不按 2ftk控制，控制，滿足要求滿足要求；采用混凝土鋼板組合剪力墻，按；采用混凝土鋼板組合剪力墻，按 2ftk控制，控制， 不滿足要求不滿足要求；建筑；建筑1/3高度以下加伸臂桁架，高度以下加伸臂桁架，滿足要求滿足要求?？刂浦笜?biāo)的區(qū)別對待 地區(qū)：地區(qū)：高風(fēng)高風(fēng)-強震強震 (海口?？?，高風(fēng)，高風(fēng)-弱震弱震 (青島青島)，低風(fēng)，低風(fēng)-強震強震 (昆明昆明)，低風(fēng)，低風(fēng)-弱震弱震(長沙長沙)。 參數(shù)相關(guān)性：參數(shù)相關(guān)性：位移、軸壓比、拉應(yīng)力、位移、軸

6、壓比、拉應(yīng)力、墻肢約束邊緣構(gòu)件高度等。墻肢約束邊緣構(gòu)件高度等。時程分析法1. 輸入地震波準(zhǔn)則：輸入地震波不確定性數(shù)量、特征要求；2. 計算模型和計算方法：本構(gòu)關(guān)系、屈服模型、積分方法、阻尼取值、地震輸入、計算結(jié)果摘取；3. 輸出結(jié)果判別：樓層剪力和彎矩分布、剪重比之比、位移（比）分布、頂點位移之比(彈性/彈塑性)、損傷程度（損傷因子，應(yīng)力應(yīng)變）、周期變化。輸入 地震波數(shù)量：地震波數(shù)量：3組，取包絡(luò)值；7組，取平均值。 選波原則：統(tǒng)計意義上相符，選波原則：統(tǒng)計意義上相符，小震和大震地震波不同（反應(yīng)譜Tg 不同）。 地震波檢驗：地震波檢驗：結(jié)構(gòu)主向，底部總剪力滿足：單組65130 %，平均 801

7、20 % 。 有效持續(xù)時間：有效持續(xù)時間：Td = 結(jié)構(gòu)基本周期的5倍左右, 起始峰值到結(jié)束峰值取記錄最大峰值的10%15%。輸出小震彈性 時程法：與地震時刻無關(guān)，取包絡(luò)值時程法：與地震時刻無關(guān)，取包絡(luò)值 樓層剪力（基底）分布樓層剪力（基底）分布 樓層位移分布樓層位移分布 樓層層間位移角分布樓層層間位移角分布 考慮概率統(tǒng)計分布的取值（反應(yīng)譜法：考慮概率統(tǒng)計分布的取值（反應(yīng)譜法：SRSS，CQC）大震彈塑性結(jié)構(gòu)構(gòu)件的屈服模型柱單元軸力-雙向彎矩作用下的屈服曲面鋼筋混凝土連梁的恢復(fù)力曲線鋼筋混凝土剪力墻恢復(fù)力曲線結(jié)構(gòu)彈塑性動力響應(yīng)（取包絡(luò)） 樓層剪力（基底）分布樓層剪力（基底）分布 樓層位移分布樓

8、層位移分布 樓層層間位移角分布樓層層間位移角分布 梁、柱最大延性（損傷）梁、柱最大延性（損傷） 最大塑性轉(zhuǎn)角（塑性鉸）最大塑性轉(zhuǎn)角（塑性鉸） 重要構(gòu)件的屈服面（重要構(gòu)件的屈服面（M-N關(guān)系）關(guān)系） 頂點位移時程曲線（彈性頂點位移時程曲線（彈性/彈塑性）彈塑性） 基底剪力時程曲線（彈性基底剪力時程曲線（彈性/彈塑性）彈塑性）地面加速度輸入和頂點位移反應(yīng)時程（地面加速度輸入和頂點位移反應(yīng)時程（ETABS）性能化設(shè)計要點 目的：目的：地震中結(jié)構(gòu)破壞和建筑功能中斷造地震中結(jié)構(gòu)破壞和建筑功能中斷造成生命財產(chǎn)損失，以及修復(fù)重建的代價。成生命財產(chǎn)損失，以及修復(fù)重建的代價。 針對性（超限高層建筑和大跨空間結(jié)構(gòu)

9、）：針對性（超限高層建筑和大跨空間結(jié)構(gòu)）：結(jié)構(gòu)主體、構(gòu)件、部位、設(shè)備和管線等。 地震水準(zhǔn)：地震水準(zhǔn)：小震、中震（= 2.8小震）、 大震（= 4 6小震）。 性能目標(biāo)：性能目標(biāo)：不同地震水準(zhǔn)下預(yù)期的破壞和對建筑性能的影響。 性能設(shè)計：性能設(shè)計：不同地震水準(zhǔn)下抗震承載力和變形能力。地震動水準(zhǔn)（50年） 多遇地震、設(shè)防地震、罕遇地震 50年以上：專門研究，適當(dāng)調(diào)整 發(fā)震斷層距離： 5km, 放大系數(shù)1.5; 5 10km, 放大系數(shù) 1.25結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)件、部位、設(shè)備和管線 剪力墻底部加強區(qū) 轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、桁架、框支柱、托柱） 巨柱、斜柱、支撐 伸臂桁架（斜撐） 帶狀環(huán)桁架 重要節(jié)點 設(shè)備和管線構(gòu)

10、件承載力驗算例：矩形RC柱正截面正截面受彎受彎承載力為承載力為： )/1 (5 . 0)(ckGcGs0sykcykbhfNhNahAfM斜截面斜截面受剪受剪承載力為承載力為（偏心受壓（偏心受壓/拉）：拉）： 受剪截面受剪截面控制條件為控制條件為（剪跨比（剪跨比 2）：）： )2 . 0/(056. 0105. 10yv0twkNNhsAfbhfVsv）：（00. 015. 0bhf20VSRC bhfVcc例：SRC墻正截面受彎正截面受彎承載力為（偏心受拉）：承載力為（偏心受拉）：斜截面斜截面受剪受剪承載力為承載力為（偏心受壓（偏心受壓/拉）：拉）： 受剪截面受剪截面控制條件為控制條件為（剪

11、跨比（剪跨比 2）：）： yssssfAhbfAANhbfV32. 08 . 0)1 . 04 . 0(5 . 010wyvkw0wtkwk0wckwk15. 0hbfV)(2)()(22/111000000swyssssswywswswyswuyssssywswysuwuuREahfAahfAahfAMfAfAfANMeNN標(biāo)準(zhǔn)值復(fù)核（“不屈服”）計算公式如下（不計入風(fēng)荷載效應(yīng)） ：SGE +SEk(I,) Rk式中： I 設(shè)防烈度或罕遇烈度地震動； 部分次要構(gòu)件進入塑性的剛度折減或附加阻尼Rk 按材料強度標(biāo)準(zhǔn)值材料強度標(biāo)準(zhǔn)值計算的承載力，不計入作作用分項系數(shù)用分項系數(shù)G， E 、承載力抗震

12、調(diào)整系數(shù)承載力抗震調(diào)整系數(shù)RE和內(nèi)內(nèi)力調(diào)整系數(shù)力調(diào)整系數(shù) 設(shè)計值復(fù)核（“彈性”）計算公式如下（不計入風(fēng)荷載效應(yīng)）：GSGE +E SEk(I, , ) R /RE 式中：I 設(shè)防烈度的地震動；地震效應(yīng)調(diào)整系數(shù)，不考慮時取1.0；部分次要構(gòu)件進入塑性的剛度折減或附加阻尼 R 按材料強度設(shè)計值材料強度設(shè)計值計算的承載力，計入作用作用分項系數(shù)分項系數(shù)G，E、承載力抗震調(diào)整系數(shù)承載力抗震調(diào)整系數(shù) RE，不計不計入入內(nèi)力調(diào)整系數(shù)內(nèi)力調(diào)整系數(shù)極限值復(fù)核計算公式如下（不計入風(fēng)荷載效應(yīng)） ：SGE +SEk(I,) Ru 式中： I 設(shè)防烈度或罕遇烈度地震動； 部分次要構(gòu)件進入塑性的剛度折減或附加阻尼Ru 按

13、材料強度最小極限值（鋼筋取屈服強度材料強度最小極限值（鋼筋取屈服強度 1.25倍，混凝土取立方強度倍，混凝土取立方強度0.88倍）倍）計算的承載 力，不計入作用分項系數(shù)作用分項系數(shù)G， E 、承載力抗震調(diào)整承載力抗震調(diào)整系數(shù)系數(shù)RE和內(nèi)力調(diào)整系數(shù)內(nèi)力調(diào)整系數(shù)性能目標(biāo)的確定（一） 風(fēng)荷載控制：風(fēng)荷載控制： 青島0.60（0.70）kN/m2，6度0.05g二組Tg = 0.40s 風(fēng)荷載和地震雙控：風(fēng)荷載和地震雙控： 廈門0.80（0.95）kN/m2，7度0.15g二組Tg = 0.40s 武漢0.35（0.40）kN/m2，6度0.05g一組Tg = 0.35s 地震控制：地震控制： ?？?.75（0.90）kN/m2，8度0.30g一組Tg = 0.35s 昆明0.30（0.35）kN/m2，8度0.20g二組Tg = 0.40s性能目標(biāo)的確定（二） 性能目標(biāo)：性能目標(biāo)：6 6度度時，時，“中震彈性中震彈性”；7 7度度時，抗彎時，抗彎“中震不屈服中震不屈服”和抗剪和抗剪“中震彈性中震彈性”；8 8度度時抗彎時抗彎和抗剪均為和抗剪均為“中震不屈服中震不屈服”。大震下，滿足截面。大震下，滿足截面抗剪控制條件?？辜艨刂茥l件。 抗震規(guī)