王亞勇-技術(shù)要點若干問題2014-09-26

超限高層建筑抗震專項審查

技術(shù)要點若干問題

中國建筑科學(xué)研究院王亞勇

超限的界定

（局部與全部-量化的控制）

樓板開洞、凹口深度、錯層、穿層柱（穩(wěn)定驗算或強度驗算？）、框支層、偏心、扭轉(zhuǎn)位移

規(guī)范和“安評”地震作用取值

小震作用取規(guī)范和”安評”反應(yīng)譜的包絡(luò)值；取計算底部剪力較大值的反應(yīng)譜；加速度取較大值，反應(yīng)譜形狀參數(shù)（Tg、β、γ）按規(guī)范。

規(guī)范和“安評”地震作用取值

中、大震作用按規(guī)范不作調(diào)整；按規(guī)范調(diào)整：安評Amax

/規(guī)范Amax（就高不就低）。結(jié)構(gòu)周期合理取值

T=0.07～0.10n（多、高層）T=0.3～0.4√H（H>250m）T≤0.2H（日本H>200m）假定:250m

T=4.7～6.3(中),

≤5.0s(日)

剪重比（最小地震剪力系數(shù)）

的底線與調(diào)整

（1）λmin=0.85×0.75×0.2αmax

≥0.5%（中國

6度區(qū)，T1>6.0s）（2）λmin=4.5～6.4%（日本）（3）λmin=1.0%（美國、新西蘭）（4）問題：6度區(qū)低風(fēng)壓，III、IV類場地滿足 ≥

0.5%要求，I、II類場地反而不易滿足

（5）辦法：I、II類場地Tg適當(dāng)加大；調(diào)整質(zhì)量、

剛度和地震剪力；只調(diào)整地震剪力；不限制。

框架承擔(dān)剪力比：框-筒結(jié)構(gòu)

規(guī)范定義:各樓層最大值≥10%少數(shù)樓層8～10%，按20%調(diào)整個別樓層～5%，按20%調(diào)整>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；2、型鋼彈性模量等代：混凝土彈性模量Ec=3.60×104

N/mm2，鋼材彈模Es=2.00×105

N/mm2（20/3.6=5.6）按含鋼率4%計，等代混凝土凈面積A=5.6×4%=22%。3、型鋼強度等代：

C60混凝土混凝土軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值ftk=2.85N/mm2；HRB335鋼屈服強度標(biāo)準(zhǔn)值

fyk=335N/mm2，（335/2.85=118）；按4%含鋼率計，等代混凝土凈面積A=118×4%=470%。4、二者相差約21倍。5、≥8

度區(qū)，底部采用鋼板剪力墻，不按<2ftk控制，

滿足要求；采用混凝土鋼板組合剪力墻，按<2ftk控制，

不滿足要求；建筑1/3高度以下加伸臂桁架，滿足要求。

控制指標(biāo)的區(qū)別對待

地區(qū)：高風(fēng)-強震(?？?，高風(fēng)-弱震

(青島)，低風(fēng)-強震(昆明)，低風(fēng)-弱震

(長沙)。參數(shù)相關(guān)性：位移、軸壓比、拉應(yīng)力、

墻肢約束邊緣構(gòu)件高度等。

時程分析法

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?。惠敵鼋Y(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：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，小震和大震地震波不 同（反應(yīng)譜Tg

不同）。地震波檢驗：結(jié)構(gòu)主向，底部總剪力滿足：單組

65~130%，平均80~120%。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)值樓層剪力（基底）分布樓層位移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：

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）分布樓層位移分布樓層層間位移角分布梁、柱最大延性（損傷）最大塑性轉(zhuǎn)角（塑性鉸）重要構(gòu)件的屈服面（M-N關(guān)系）頂點位移時程曲線（彈性/彈塑性）基底剪力時程曲線（彈性/彈塑性）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：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。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)：小震、中震（=

2.8小震）、大震（=

4

～6小震）。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：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)件承載力驗算例：矩形RC柱正截面受彎承載力為：

斜截面受剪承載力為（偏心受壓/拉）：

受剪截面控制條件為（剪跨比≤2）：

例：SRC墻正截面受彎承載力為（偏心受拉）：斜截面受剪承載力為（偏心受壓/拉）：

受剪截面控制條件為（剪跨比≤2）：

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,ζ)

≤

Rk式中： I—設(shè)防烈度或罕遇烈度地震動； ζ

—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)值計算的承載力，不計入作

用分項系數(shù)γG，γE、承載力抗震調(diào)整系數(shù)γRE和內(nèi)

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)）：

γGSGE+γE

SEk(I,λ,

ζ)

≤

R

/γRE

式中： I—設(shè)防烈度的地震動； λ—地震效應(yīng)調(diào)整系數(shù)，不考慮時取1.0； ζ—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)計值計算的承載力，計入作用

分項系數(shù)γG，γE、承載力抗震調(diào)整系數(shù)

γRE，不計

入內(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,ζ)

≤

Ru

式中： I—設(shè)防烈度或罕遇烈度地震動； ζ

—部分次要構(gòu)件進入塑性的剛度折減或附加阻尼 Ru—按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0.88倍）計算的承載

力，不計入作用分項系數(shù)γG，γE、承載力抗震調(diào)整系數(shù)γRE和內(nèi)力調(diào)整系數(shù)性能目標(biāo)的確定（一）

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：

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：

海口0.75（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)：6度時，“中震彈性”；7度