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PAGEPAGE10空間結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)目錄TOC\o"1-2"\h\z\u254451總則 199552術(shù)語(yǔ)和符號(hào) 2177242.1術(shù)語(yǔ) 286142.2符號(hào) 2205373基本規(guī)定 4313553.1一般規(guī)定 454913.2建筑形體及抗側(cè)力構(gòu)件布置的規(guī)則性 610873.3地震反應(yīng)觀測(cè)系統(tǒng) 1245914地震作用及結(jié)構(gòu)反應(yīng)計(jì)算 14202474.1一般規(guī)定 14183424.2振型分解反應(yīng)譜法 17260734.3時(shí)程分析方法 22275984.4罕遇地震彈塑性分析 2540175空間結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算與設(shè)計(jì) 28154735.1抗震承載力驗(yàn)算 28327455.2抗震變形驗(yàn)算 32244575.3抗震性能化設(shè)計(jì) 33279045.4抗震構(gòu)造 34666空間結(jié)構(gòu)的隔震與減震設(shè)計(jì) 3744726.1一般規(guī)定 37171726.2隔震與減震產(chǎn)品的技術(shù)要求 43276426.3隔震設(shè)計(jì)方法 46122336.4減震設(shè)計(jì)方法 554576.5連接構(gòu)造 5715768附錄A多向多點(diǎn)反應(yīng)譜法計(jì)算公式 60169本標(biāo)準(zhǔn)用詞說(shuō)明 675692引用標(biāo)準(zhǔn)名錄 68PAGEPAGE10總則為貫徹執(zhí)行國(guó)家有關(guān)建筑工程防震減災(zāi)的法律法規(guī),實(shí)行以預(yù)防為主的方針,使空間結(jié)構(gòu)經(jīng)抗震設(shè)防后,減輕結(jié)構(gòu)的地震破壞,避免人員傷亡和次生災(zāi)害,減少社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失,制定本標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)適用于抗震設(shè)防烈度為6、7、8和9度地區(qū),采用拱、平面及立體桁架、網(wǎng)架及網(wǎng)殼、單層與雙層索系、張弦結(jié)構(gòu)、斜拉結(jié)構(gòu)、索穹頂?shù)刃问郊捌浣M合而成、采用輕型屋面的空間結(jié)構(gòu)抗震、隔震及減震設(shè)計(jì)?!緱l文說(shuō)明】因?yàn)楹罄m(xù)章節(jié)對(duì)空間結(jié)構(gòu)規(guī)則性等方面的規(guī)定,主要基于輕屋面空間結(jié)構(gòu)的科研工作,所以本標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍限定為輕型屋面,不適用于大跨樓面,如上人連廊等?!拜p型屋面”指采用金屬屋面、玻璃屋面或二者之組合且為不上人屋面??臻g結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)外,尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。術(shù)語(yǔ)和符號(hào)術(shù)語(yǔ)空間結(jié)構(gòu)spatialstructure可以承受不在同一平面內(nèi)的外力,具有較大跨越能力且計(jì)算時(shí)按空間受力考慮的結(jié)構(gòu),也稱大跨度結(jié)構(gòu)。廣義扭轉(zhuǎn)位移比
generalizedtorsionaldisplacementratio在規(guī)定水平力作用下,計(jì)入各抗側(cè)力構(gòu)件不均勻變形、反映空間結(jié)構(gòu)平面布置規(guī)則性的指標(biāo)。抗震性能化設(shè)計(jì)performance-basedseismicdesign基于結(jié)構(gòu)承載力和延性合理匹配來(lái)選定性能目標(biāo)的抗震設(shè)計(jì)方法。基礎(chǔ)隔震baseisolation隔震層設(shè)置在建筑物底部的隔震體系。層間隔震inter-storeyisolation隔震層設(shè)置在建筑物底部以上某層間位置的隔震體系。屋蓋隔震roofisolation隔震層設(shè)置在建筑物柱頂或墻頂與頂層屋蓋之間的隔震體系。極罕遇地震veryrareerathquake在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)年超越概率為10-4的地震動(dòng)。符號(hào)作用和作用效應(yīng)——空間結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的地震剪力;——空間結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的豎向地震力;S——地震作用效應(yīng)與其他荷載效應(yīng)的基本組合;——地震時(shí)空間結(jié)構(gòu)的重力荷載代表值。材料性能和抗力——結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力;幾何參數(shù)——垂直地震輸入方向的結(jié)構(gòu)尺寸;——偏心率?!臻g結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)半徑。計(jì)算系數(shù)Re——廣義扭轉(zhuǎn)位移比;——空間結(jié)構(gòu)廣義扭轉(zhuǎn)角;——水平地震剪力系數(shù);——豎向地震作用系數(shù);——隔震結(jié)構(gòu)的水平地震剪力系數(shù);——承載力抗震調(diào)整系數(shù);——構(gòu)件內(nèi)力多點(diǎn)地震附加作用系數(shù)。其他Xij——j振型i節(jié)點(diǎn)的x方向相對(duì)位移;Yij——j振型i節(jié)點(diǎn)的y方向相對(duì)位移;Zij——j振型i節(jié)點(diǎn)的z方向相對(duì)位移;n——質(zhì)點(diǎn)(或質(zhì)點(diǎn)組)總數(shù)。
基本規(guī)定一般規(guī)定空間結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防烈度必須按國(guó)家審批、頒布的文件確定。一般情況下,抗震設(shè)防烈度應(yīng)采用根據(jù)中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖確定的地震基本烈度。【條文說(shuō)明】抗震設(shè)防烈度是按國(guó)家規(guī)定權(quán)限批準(zhǔn)作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度,一般情況下取50年內(nèi)超越概率為10%的地震烈度??臻g結(jié)構(gòu)通常是整體結(jié)構(gòu)的一部分,一般與下部主體結(jié)構(gòu)采用同樣的抗震設(shè)防烈度和抗震設(shè)防類別??拐鹪O(shè)計(jì)的空間結(jié)構(gòu),應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223的規(guī)定確定其抗震設(shè)防類別。本標(biāo)準(zhǔn)中的甲類建筑、乙類建筑、丙類建筑分別為現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223中的特殊設(shè)防類、重點(diǎn)設(shè)防類、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類的簡(jiǎn)稱。【條文說(shuō)明】建筑工程的抗震設(shè)防類別,是根據(jù)建筑遭受地震破壞后,可能造成人員傷亡、直接和間接經(jīng)濟(jì)損失、社會(huì)影響程度以及建筑在抗震救災(zāi)中的作用等因素,對(duì)各類建筑所作的抗震設(shè)防類別劃分。按照空間結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),具體分為特殊設(shè)防類、重點(diǎn)設(shè)防類、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類,分別簡(jiǎn)稱為甲類、乙類和丙類??臻g結(jié)構(gòu)及其支承結(jié)構(gòu)的選型和布置,應(yīng)符合下列各項(xiàng)要求:1??應(yīng)具有合理的剛度和承載力分布,不應(yīng)出現(xiàn)局部削弱或突變,形成薄弱部位。應(yīng)能保證地震作用合理分布,不應(yīng)產(chǎn)生過(guò)大的內(nèi)力、變形集中。對(duì)于可能出現(xiàn)的薄弱部位,應(yīng)采取措施提高其抗震能力。2??應(yīng)能將空間結(jié)構(gòu)的各向地震作用有效地傳遞到下部支承結(jié)構(gòu),避免采用多級(jí)傳力體系。????3??空間結(jié)構(gòu)及其支承結(jié)構(gòu)應(yīng)合理布置,避免產(chǎn)生過(guò)大的地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。4支承結(jié)構(gòu)提供的約束條件應(yīng)與空間結(jié)構(gòu)受力性能的要求相符,布置宜均勻?qū)ΨQ?!緱l文說(shuō)明】本條明確空間結(jié)構(gòu)選型和布置的基本原則,首先應(yīng)保證其地震效應(yīng)能夠有效地通過(guò)支座節(jié)點(diǎn)傳遞給下部結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ),且傳遞途徑合理??臻g結(jié)構(gòu)往往坐落于下部結(jié)構(gòu)之上,其地震作用不僅與自身結(jié)構(gòu)相關(guān),而且還與支承條件以及下部結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能密切相關(guān),是整體結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。根據(jù)抗震概念設(shè)計(jì)的基本原則,空間結(jié)構(gòu)及其支承點(diǎn)的布置宜均勻?qū)ΨQ,具有合理的剛度和承載力分布。同時(shí)下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也應(yīng)充分考慮空間結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的特點(diǎn),避免采用特別不規(guī)則的結(jié)構(gòu)布置而造成屋蓋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過(guò)大的地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。空間結(jié)構(gòu)的布置尚應(yīng)分別符合下列要求:????1??單向傳力體系的結(jié)構(gòu)布置,應(yīng)符合下列規(guī)定:??????1)主結(jié)構(gòu)(桁架、拱、張弦梁等)間應(yīng)設(shè)置可靠的支撐,保證垂直于主結(jié)構(gòu)方向的水平地震作用的有效傳遞;??????2)當(dāng)桁架支座采用下弦節(jié)點(diǎn)支承時(shí),應(yīng)在支座間設(shè)置縱向桁架或采取其他可靠措施,防止桁架在支座處發(fā)生平面外扭轉(zhuǎn)。2??空間傳力體系的結(jié)構(gòu)布置,應(yīng)符合下列規(guī)定:??????1)平面形狀為矩形且三邊支承一邊開(kāi)口的結(jié)構(gòu),其開(kāi)口邊應(yīng)加強(qiáng),保證足夠的剛度;???????2)兩向正交正放網(wǎng)架、雙向張弦梁,應(yīng)沿周邊支座設(shè)置封閉的水平支撐;???????3)單層網(wǎng)殼不應(yīng)采用鉸接節(jié)點(diǎn)。????注:?jiǎn)蜗騻髁w系指平面拱、單向平面桁架、單向立體桁架、單向張弦梁等結(jié)構(gòu)形式;空間傳力體系指網(wǎng)架、網(wǎng)殼、雙向立體桁架、雙向張弦梁和弦支穹頂?shù)冉Y(jié)構(gòu)形式?!緱l文說(shuō)明】本條針對(duì)空間結(jié)構(gòu)體系自身傳遞地震作用的主要特點(diǎn),對(duì)兩類結(jié)構(gòu)的布置要求作了規(guī)定。?1單向傳力體系的抗震薄弱環(huán)節(jié)是垂直于主結(jié)構(gòu)(桁架、拱、張弦梁)方向的水平地震力傳遞以及主結(jié)構(gòu)的平面外穩(wěn)定性,設(shè)置可靠的面外支撐是重要的抗震措施。在單榀立體桁架中,與屋面支撐同層的兩(多)根主弦桿間也應(yīng)加強(qiáng)聯(lián)系。這一方面可提高桁架的平面外剛度,同時(shí)也使得縱向水平地震內(nèi)力在同層主弦桿中分布均勻,避免薄弱區(qū)域的出現(xiàn)。?當(dāng)桁架支座采用下弦節(jié)點(diǎn)支承時(shí),必須采取有效措施確保支座處桁架不發(fā)生平面外扭轉(zhuǎn),設(shè)置縱向桁架是一種有效的做法,同時(shí)還可保證縱向水平地震力的有效傳遞。2?空間傳力結(jié)構(gòu)體系具有良好的整體性和空間受力特點(diǎn),抗震性能優(yōu)于單向傳力體系。對(duì)于平面形狀為矩形且三邊支承一邊開(kāi)口的結(jié)構(gòu),可以通過(guò)在開(kāi)口邊局部增加層數(shù)來(lái)形成邊桁架,以提高開(kāi)口邊的剛度和加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性。對(duì)于兩向正交正放網(wǎng)架和雙向張弦梁,平面內(nèi)的水平剛度較弱。為保證結(jié)構(gòu)的整體性及水平地震作用的有效傳遞與分配,應(yīng)沿上弦周邊網(wǎng)格設(shè)置封閉的水平支撐。當(dāng)結(jié)構(gòu)跨度較大或下弦周邊支承時(shí),下弦周邊網(wǎng)格也應(yīng)設(shè)置封閉的水平支撐。當(dāng)同一空間結(jié)構(gòu)單元采用不同的空間結(jié)構(gòu)形式時(shí),交界區(qū)域的桿件和節(jié)點(diǎn)應(yīng)加強(qiáng);也可設(shè)置防震縫,防震縫寬度宜按變形計(jì)算確定,并不宜小于150mm?!緱l文說(shuō)明】在同一結(jié)構(gòu)單元采用不同抗震性能的空間結(jié)構(gòu)形式時(shí),在不同形式結(jié)構(gòu)的交界區(qū)域通常會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的地震響應(yīng),一般避免采用此類結(jié)構(gòu)布置。如確要采用,應(yīng)對(duì)交界區(qū)域的桿件和節(jié)點(diǎn)采用加強(qiáng)措施。如果建筑設(shè)計(jì)和下部支承條件允許,設(shè)置防震縫也是可采用的有效措施。此時(shí),由于實(shí)際工程情況復(fù)雜,為避免其兩側(cè)結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震中碰撞,條文規(guī)定的防震縫寬度可能不足,最好按設(shè)防烈度下兩側(cè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)在交界線上的相對(duì)位移最大值來(lái)復(fù)核。對(duì)于規(guī)則結(jié)構(gòu),縫寬也可將多遇地震下的最大相對(duì)變形值乘以不小于3的放大系數(shù)近似估計(jì)??臻g結(jié)構(gòu)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011和現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《\o"非結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[附條文說(shuō)明]JGJ339-2015"非結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ339的規(guī)定?!緱l文說(shuō)明】空間結(jié)構(gòu)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件是指與結(jié)構(gòu)相連的建筑構(gòu)件、機(jī)電部件及其系統(tǒng)。選擇建筑場(chǎng)地時(shí),對(duì)不利地段應(yīng)盡量避開(kāi);當(dāng)無(wú)法避開(kāi)時(shí)應(yīng)采取有效的抗震措施。對(duì)危險(xiǎn)地段,嚴(yán)禁建造甲、乙、丙類建筑。建筑形體及抗側(cè)力構(gòu)件布置的規(guī)則性空間結(jié)構(gòu)的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)抗震概念設(shè)計(jì)的要求明確建筑形體的規(guī)則性。不規(guī)則的建筑應(yīng)按規(guī)定對(duì)空間結(jié)構(gòu)采取加強(qiáng)措施;特別不規(guī)則的建筑應(yīng)進(jìn)行專門(mén)研究和論證,對(duì)空間結(jié)構(gòu)采用特別的加強(qiáng)措施;嚴(yán)重不規(guī)則的建筑不應(yīng)采用?!緱l文說(shuō)明】本條主要針對(duì)建筑形體的規(guī)則性提出了要求。建筑形體的規(guī)則性包括建筑平面與立面外形,抗側(cè)力構(gòu)件布置、質(zhì)量分布等,空間結(jié)構(gòu)建筑形體的規(guī)則性中最為重要的是抗側(cè)力構(gòu)件(包含彈性支座)布置的規(guī)則性??臻g結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的整體性;其抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置宜規(guī)則、對(duì)稱,抗側(cè)力構(gòu)件豎向布置應(yīng)盡量避免轉(zhuǎn)換??臻g結(jié)構(gòu)建筑形體及其抗側(cè)力構(gòu)件布置的不規(guī)則性類型應(yīng)按下列規(guī)定劃分:空間結(jié)構(gòu)存在表3.2.3所列某項(xiàng)不規(guī)則類型以及類似不規(guī)則類型,應(yīng)屬于不規(guī)則建筑。當(dāng)存在某項(xiàng)不規(guī)則超過(guò)規(guī)定的參考指標(biāo)過(guò)多時(shí),應(yīng)屬于特別不規(guī)則建筑。表3.2.3空間結(jié)構(gòu)不規(guī)則的主要類型不規(guī)則類型定義和參考指標(biāo)抗側(cè)力構(gòu)件平面布置不規(guī)則按照公式(3.2.4)對(duì)空間結(jié)構(gòu)施加偏心力及按照公式(3.2.5-1)計(jì)算所得廣義扭轉(zhuǎn)位移比Re大于1.2豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件(不含彈性及鉸接支座)的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件(梁、桁架等)向下傳遞【條文說(shuō)明】與其他結(jié)構(gòu)一樣,空間結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)也應(yīng)強(qiáng)調(diào)“抗震概念設(shè)計(jì)”,而不應(yīng)僅僅依靠性能化設(shè)計(jì)或有限元分析解決問(wèn)題。由于空間結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件相對(duì)較少,其承受的地震作用往往較之空間結(jié)構(gòu)本身的構(gòu)件顯著,因此空間結(jié)構(gòu)的“規(guī)則性”主要體現(xiàn)在抗側(cè)力構(gòu)件上,包括平面布置規(guī)則性及豎向的連續(xù)性上??臻g結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件布置的規(guī)則性是“抗震概念設(shè)計(jì)”中的重要部分;抗側(cè)力構(gòu)件平面布置應(yīng)提倡簡(jiǎn)單、對(duì)稱,結(jié)構(gòu)質(zhì)量應(yīng)提倡均勻分布。與多高層結(jié)構(gòu)相比,空間結(jié)構(gòu)不規(guī)則類型有所減少,主要為表3.2.3中的兩項(xiàng)。其中,抗側(cè)力構(gòu)件平面布置不規(guī)則的計(jì)算方法必須考慮空間結(jié)構(gòu)面內(nèi)剛度較弱或?yàn)榱愕奶匦裕ㄔ斠?jiàn)3.2.4條及其條文說(shuō)明);由于計(jì)算方法及實(shí)際物理意義與《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011中的“扭轉(zhuǎn)不規(guī)則”有所區(qū)別,此項(xiàng)不規(guī)則稱為“抗側(cè)力構(gòu)件平面布置不規(guī)則”。參考指標(biāo)的限值參考了中國(guó)建研院的研究成果。不規(guī)則,指的是超過(guò)表3.2.3中一項(xiàng)及以上的不規(guī)則指標(biāo)。特別不規(guī)則,指具有較明顯的抗震薄弱部位,可能引起不良后果者,對(duì)于空間結(jié)構(gòu),可分為兩類:第一類是某項(xiàng)不規(guī)則超過(guò)表3.2.3規(guī)定的參考指標(biāo)過(guò)多時(shí);第二類是,具有表1所列的一項(xiàng)不規(guī)則。表1空間結(jié)構(gòu)特別不規(guī)則的項(xiàng)目舉例不規(guī)則類型定義和參考指標(biāo)廣義扭轉(zhuǎn)位移比偏大按照公式(3.2.4)對(duì)空間結(jié)構(gòu)施加偏心力及按照公式(3.2.5)計(jì)算所得廣義扭轉(zhuǎn)位移比Re大于1.4厚板轉(zhuǎn)換7~9度豎向抗側(cè)力構(gòu)件(含彈性支座)的內(nèi)力由厚板向下傳遞嚴(yán)重不規(guī)則,對(duì)于空間結(jié)構(gòu)指的是廣義扭轉(zhuǎn)位移比Re大于1.5的情形。需要說(shuō)明的是,空間結(jié)構(gòu)下部樓面結(jié)構(gòu)的規(guī)則性判斷仍應(yīng)遵循《建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。計(jì)算空間結(jié)構(gòu)廣義扭轉(zhuǎn)位移比時(shí),規(guī)定的偏心力(圖3.2.4)可按下列公式計(jì)算:XYXY圖3.2.4對(duì)空間結(jié)構(gòu)施加的等效水平力 (3.2.4)式中:——空間結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的地震剪力(kN);——施加在i節(jié)點(diǎn)上的節(jié)點(diǎn)力(kN);——偏心率,可取5%;,——i,j節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量;——質(zhì)點(diǎn)(或質(zhì)點(diǎn)組)總數(shù);——以空間結(jié)構(gòu)質(zhì)心為原點(diǎn)時(shí)第i個(gè)質(zhì)點(diǎn)的X方向坐標(biāo);——垂直地震輸入方向的結(jié)構(gòu)尺寸。空間結(jié)構(gòu)的廣義扭轉(zhuǎn)位移比Re可按下列公式計(jì)算:(3.2.5-1)(3.2.5-2)(3.2.5-3)式中:——空間結(jié)構(gòu)廣義扭轉(zhuǎn)位移比;——空間結(jié)構(gòu)廣義扭轉(zhuǎn)角;——空間結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)半徑;,——與第j個(gè)抗側(cè)力構(gòu)件相連節(jié)點(diǎn)的X、Y向位移;u,v——質(zhì)心在偏心力方向上的位移;——第j個(gè)抗側(cè)力構(gòu)件分擔(dān)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量;——空間結(jié)構(gòu)總質(zhì)量?!?.2.4~3.2.5條文說(shuō)明】空間結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置與動(dòng)力響應(yīng)有其自身的特點(diǎn),對(duì)其規(guī)則性進(jìn)行判斷時(shí),完全照搬脫胎于多高層結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法與指標(biāo),合理性值得商榷??臻g結(jié)構(gòu)的面內(nèi)剛度較小或?yàn)榱?,協(xié)調(diào)各抗側(cè)力構(gòu)件變形的能力有限。廣義扭轉(zhuǎn)位移比Re(廣義扭轉(zhuǎn)角θe)可以描述在偏心力作用下,空間結(jié)構(gòu)同時(shí)發(fā)生扭轉(zhuǎn)及彎曲變形下,各抗側(cè)力構(gòu)件側(cè)向變形的不均勻性。較之機(jī)械地利用角柱計(jì)算結(jié)構(gòu)在偏心力下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),廣義扭轉(zhuǎn)位移比Re更適用于表征空間結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件平面布置的規(guī)則性。式3.2.4的背景是:為了計(jì)算廣義扭轉(zhuǎn)位移比Re,可將屋蓋質(zhì)量離散為若干質(zhì)點(diǎn),并用如下修正方法進(jìn)行計(jì)算:假設(shè)偏心地震作用下的規(guī)定水平力按加速度線性變化分布的規(guī)律作用于各質(zhì)點(diǎn),使施加到所有質(zhì)點(diǎn)的水平力的合力等效為考慮指定偶然偏心的規(guī)定水平力。將規(guī)定水平力分散施加到各個(gè)節(jié)點(diǎn),主要是考慮到空間結(jié)構(gòu)面內(nèi)剛度為零或較小,如果將其集中在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上施加,可能出現(xiàn)的情形是結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大的局部變形,從而無(wú)法反映結(jié)構(gòu)整體變形特征。下面通過(guò)一個(gè)例子說(shuō)明廣義扭轉(zhuǎn)位移比Re與《建筑抗震規(guī)范》GB50011規(guī)定的扭轉(zhuǎn)位移比R的區(qū)別。圖1是一個(gè)單跨柱網(wǎng),橫向跨度24m,縱向4×24m,柱底固結(jié),柱頂與面板鉸接。圖2a和圖2b分別是面板為剛性板及網(wǎng)架時(shí),在式(3.2.4)所示偏心力作用下的變形圖??梢钥闯觯瑘D2a僅發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形,圖2b同時(shí)發(fā)生了扭轉(zhuǎn)和面板彎曲變形,二者的廣義扭轉(zhuǎn)位移比Re分別為1.15和1.34。按照《建筑抗震規(guī)范》GB50011規(guī)定的扭轉(zhuǎn)位移比計(jì)算,二者的扭轉(zhuǎn)位移比R分別為1.15和1.14,顯示不出面板變形的影響。圖1單跨柱網(wǎng)(a)剛性板(b)網(wǎng)架圖2面板在偏心力作用下的變形圖為了確定廣義扭轉(zhuǎn)位移比Re的指標(biāo)限值,需要引入剪力-剛度匹配指標(biāo)β。對(duì)于結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng),理想狀態(tài)是僅發(fā)生平動(dòng)。此時(shí),結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的剪力與總剪力的比值等于其抗側(cè)力剛度與總剛度的比值。但結(jié)構(gòu)如果發(fā)生扭轉(zhuǎn),抗側(cè)力構(gòu)件除承擔(dān)平動(dòng)狀態(tài)分擔(dān)的剪力FT外,還需承擔(dān)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)造成的額外剪力FR(圖3)。此時(shí),遠(yuǎn)離剛心的剛度較小的構(gòu)件,由于側(cè)移量加大很多,所分擔(dān)的水平地震剪力也顯著增大,很容易因超出允許抗力和變形極限而發(fā)生嚴(yán)重破壞,甚至導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)因一側(cè)構(gòu)件失效而倒塌。圖3抗側(cè)力構(gòu)件由于扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生額外剪力控制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)變形、增加結(jié)構(gòu)的抗扭剛度,目的就是避免這種情況出現(xiàn)。為此,提出一個(gè)表征空間結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的剪力與其抗側(cè)力剛度匹配的指標(biāo)——剪力-剛度匹配指標(biāo)β(式1):(1)其中,F(xiàn)i,F(xiàn)0——分別代表第i根抗側(cè)力構(gòu)件在地震作用下的剪力及結(jié)構(gòu)的總剪力;Ki,K0——分別代表第i根抗側(cè)力構(gòu)件的抗側(cè)力剛度及結(jié)構(gòu)的總抗側(cè)力剛度。匹配指標(biāo)β是結(jié)構(gòu)各抗側(cè)力構(gòu)件中,承擔(dān)地震水平剪力比重與其抗側(cè)力剛度比重的比值最大值。顯然,當(dāng)結(jié)構(gòu)僅發(fā)生平動(dòng)時(shí),β=1;當(dāng)結(jié)構(gòu)同時(shí)發(fā)生平動(dòng)及扭轉(zhuǎn)時(shí),β>1。由此,參數(shù)β可稱之為“平動(dòng)響應(yīng)因子”。計(jì)算β時(shí)采用雙向地震反應(yīng)譜的結(jié)果,可分別計(jì)算兩個(gè)方向的β。對(duì)于非剛性板情況,除了扭轉(zhuǎn)以外,這種剪力與抗側(cè)力剛度的不匹配也可由屋蓋自身彎曲變形造成。在圖1所示柱網(wǎng)上設(shè)置彈性板(取為0.6mm厚的混凝土板),此時(shí)各柱抗側(cè)力剛度相同,質(zhì)心與剛心重合,在雙向地震下(αmax=0.16,Tg=0.40s,ξ=0.02),橫向β=1.29。從變形圖(圖4)可以看出,結(jié)構(gòu)發(fā)生了彎曲變形。圖4彈性板無(wú)偏心的雙向地震結(jié)構(gòu)變形圖所以,β的物理意義在于表征結(jié)構(gòu)在地震作用下,由于扭轉(zhuǎn)或屋蓋自身彎曲變形造成的豎向構(gòu)件承擔(dān)的水平力與其抗側(cè)力剛度的不匹配度的最大值,或者說(shuō)豎向構(gòu)件側(cè)移的不均勻性。確定廣義扭轉(zhuǎn)位移比Re的指標(biāo)限值的過(guò)程如下:先通過(guò)大量算例,建立剛性板模型下廣義扭轉(zhuǎn)位移比Re與β的關(guān)系、彈性板模型下廣義扭轉(zhuǎn)位移比Re與β的關(guān)系;按剛性板廣義扭轉(zhuǎn)位移比R的限值(即《建筑抗震規(guī)范》GB50011的扭轉(zhuǎn)位移比限值),根據(jù)剛性板廣義扭轉(zhuǎn)位移比Re與β的關(guān)系,確定β限值[β];根據(jù)彈性板廣義扭轉(zhuǎn)位移比Re與β的關(guān)系,及第2步確定的剛性板β限值[β],可以確定彈性板β的限值(二者限值相等),進(jìn)而得到彈性板Re的限值,將其作為判斷屋蓋結(jié)構(gòu)不規(guī)則性的指標(biāo)。以圖1所示的柱網(wǎng)為基礎(chǔ),共計(jì)算了680個(gè)算例,涵蓋不同的縱向柱距、縱向柱數(shù)、面內(nèi)剛度、偏心距等因素。式(2)和式(3)分別是對(duì)應(yīng)剛性板及彈性板的廣義扭轉(zhuǎn)位移比Re與β函數(shù)關(guān)系。(2)(3)按照上述3個(gè)步驟,可以確定對(duì)應(yīng)彈性板的廣義扭轉(zhuǎn)位移比Re限值:Re1>1.2:屬于平面不規(guī)則建筑Re2>1.5:一般建筑扭轉(zhuǎn)位移比的上限Re3>1.6:結(jié)構(gòu)剛度較大時(shí)的扭轉(zhuǎn)位移比上限可以看到,彈性板的廣義扭轉(zhuǎn)位移比限值Re與剛性板的扭轉(zhuǎn)位移比限值R是相同的。但二者表征的物理意義有一定區(qū)別,前者同時(shí)體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)抗扭剛度及面內(nèi)剛度,對(duì)抗側(cè)力構(gòu)件剪力、剛度匹配性的影響。相應(yīng)地,對(duì)于相同的Re限值,不同的面內(nèi)剛度,對(duì)應(yīng)的抗側(cè)力構(gòu)件布置也不同;同樣,對(duì)于相同的Re限值,不同的抗側(cè)力構(gòu)件布置,對(duì)應(yīng)的面內(nèi)剛度亦不同。不規(guī)則空間結(jié)構(gòu)應(yīng)按下列要求進(jìn)行地震作用計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整,并應(yīng)對(duì)薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施:僅抗側(cè)力構(gòu)件平面布置不規(guī)則的空間結(jié)構(gòu),應(yīng)采用三維計(jì)算模型,且廣義扭轉(zhuǎn)位移比Re不宜大于1.5。僅豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)時(shí),該構(gòu)件傳遞給水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力應(yīng)根據(jù)烈度高低和水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的類型、受力情況、幾何尺寸等,乘以1.25~2.0的增大系數(shù)??箓?cè)力構(gòu)件平面布置不規(guī)則且豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)時(shí),應(yīng)根據(jù)不規(guī)則類型的數(shù)量和程度,有針對(duì)性地采取不低于本條1、2款要求的各項(xiàng)抗震措施。特別不規(guī)則的建筑,應(yīng)經(jīng)專門(mén)研究,采取更有效的加強(qiáng)措施或?qū)Ρ∪醪课徊捎孟鄳?yīng)的抗震性能化設(shè)計(jì)方法。【條文說(shuō)明】本條參考《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010(2016年版)3.4.4條制定。地震反應(yīng)觀測(cè)系統(tǒng)體型或體系復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)宜設(shè)置地震反應(yīng)觀測(cè)系統(tǒng);可統(tǒng)籌安排地震反應(yīng)觀測(cè)系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。地震反應(yīng)觀測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具有穩(wěn)定性、耐久性、兼容性和可擴(kuò)展性;應(yīng)對(duì)觀測(cè)系統(tǒng)采取保護(hù)措施。建筑設(shè)計(jì)和維護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)留有觀測(cè)儀器和線路的位置?!颈竟?jié)說(shuō)明】乙類設(shè)防的空間結(jié)構(gòu)一般應(yīng)用于重要大型公建,滿足下列條件之一時(shí),其地震反應(yīng)宜進(jìn)行觀測(cè),以便提供預(yù)警并為結(jié)構(gòu)計(jì)算分析提供實(shí)測(cè)驗(yàn)證:跨度大于120m;懸挑長(zhǎng)度大于40m;結(jié)構(gòu)單元長(zhǎng)度大于300m;設(shè)計(jì)人員或建設(shè)單位認(rèn)為有必要進(jìn)行地震反應(yīng)觀測(cè)的項(xiàng)目。為保證觀測(cè)的連續(xù)性及考慮降低費(fèi)用,可將地震反應(yīng)觀測(cè)系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安排統(tǒng)籌考慮。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn),觀測(cè)設(shè)備較易受到損壞,施工單位及使用單位應(yīng)采取切實(shí)措施保證設(shè)備的正常運(yùn)行。地震作用及結(jié)構(gòu)反應(yīng)計(jì)算一般規(guī)定空間結(jié)構(gòu)的地震作用,應(yīng)采用計(jì)入下部結(jié)構(gòu)的整體分析模型進(jìn)行計(jì)算,并應(yīng)符合下列規(guī)定:?1??一般情況下,應(yīng)至少在結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算水平地震作用,各方向的水平地震作用應(yīng)由該方向抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān)。????2??有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu),當(dāng)相交角度大于15°時(shí),應(yīng)分別計(jì)算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用。????3??計(jì)算各抗側(cè)力構(gòu)件的水平地震作用效應(yīng)時(shí),應(yīng)計(jì)入扭轉(zhuǎn)效應(yīng)影響。????4?采用非單向傳力體系的空間結(jié)構(gòu)、8及9度時(shí)的空間結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu),應(yīng)計(jì)算豎向地震作用?!緱l文說(shuō)明】空間結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)是與下部結(jié)構(gòu)協(xié)同工作的結(jié)果,考慮上下部結(jié)構(gòu)協(xié)同作用是空間結(jié)構(gòu)地震作用計(jì)算的基本原則。落實(shí)這個(gè)原則最合理的方法是采用整體結(jié)構(gòu)計(jì)算模型。如下部結(jié)構(gòu)較為規(guī)則,在有可靠依據(jù)時(shí),也可采用一些簡(jiǎn)化方法來(lái)計(jì)入下部結(jié)構(gòu)的影響,如將下部結(jié)構(gòu)等效為彈性約束等。應(yīng)計(jì)入豎向地震作用的規(guī)定參考現(xiàn)行強(qiáng)制性工程建設(shè)規(guī)范《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》GB55002及現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011制定??臻g結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算,應(yīng)采用下列方法:?1??應(yīng)采用振型分解反應(yīng)譜法。????2??對(duì)于體型復(fù)雜或重要的空間結(jié)構(gòu),應(yīng)采用時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算,相應(yīng)的加速度時(shí)程曲線應(yīng)滿足現(xiàn)行強(qiáng)制性工程建設(shè)規(guī)范《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》GB55002及現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011的要求。【條文說(shuō)明】時(shí)程分析對(duì)于空間結(jié)構(gòu)的“補(bǔ)充計(jì)算”主要指其地震作用下的總剪力,當(dāng)大于振型分解反應(yīng)譜法時(shí),相關(guān)部位的構(gòu)件內(nèi)力需作相應(yīng)的調(diào)整。空間結(jié)構(gòu)計(jì)算地震作用時(shí),重力荷載代表值應(yīng)取永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值和各可變荷載組合值之和。當(dāng)空間結(jié)構(gòu)用于屋蓋時(shí),可變荷載取雪荷載或積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值,組合值系數(shù)可取0.5。對(duì)于跨度大于120m、或長(zhǎng)度大于300m、或懸臂大于40m的空間結(jié)構(gòu),應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和支承條件,分別按單點(diǎn)一致、多點(diǎn)、多向單點(diǎn)或多向多點(diǎn)輸入進(jìn)行抗震計(jì)算。按多點(diǎn)輸入計(jì)算時(shí),應(yīng)考慮地震行波效應(yīng)和局部場(chǎng)地效應(yīng)。進(jìn)行多向多點(diǎn)輸入時(shí),可采用隨機(jī)振動(dòng)分析方法、反應(yīng)譜法或時(shí)程分析法;視波速可按本標(biāo)準(zhǔn)4.3.5條確定?!緱l文說(shuō)明】地表面振動(dòng)的空間變化是客觀存在的,這已被一系列地震觀測(cè)結(jié)果所證實(shí)。很多空間結(jié)構(gòu)的平面尺度很大,對(duì)于超長(zhǎng)型結(jié)構(gòu)有必要進(jìn)行多點(diǎn)輸入地震反應(yīng)分析。根據(jù)以往的研究成果,單點(diǎn)地震動(dòng)激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)是高于或是低于空間相關(guān)地震動(dòng)(多點(diǎn)輸入)激勵(lì)下的響應(yīng),取決于結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性、截面形式、構(gòu)件位置、反應(yīng)類型以及地震動(dòng)變異性的大小等,即使是最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)形式也無(wú)法確定何種激勵(lì)會(huì)引起最大的響應(yīng)。因此對(duì)于實(shí)際結(jié)構(gòu)工程,計(jì)算時(shí)只能針對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析,不能一概而論。在沒(méi)有定論的情況下,應(yīng)當(dāng)對(duì)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行多點(diǎn)輸入地震反應(yīng)數(shù)值計(jì)算分析,這樣做可以使超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算更加準(zhǔn)確合理。本標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于“超長(zhǎng)型結(jié)構(gòu)”的定義同現(xiàn)行強(qiáng)制性工程建設(shè)規(guī)范《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》GB55002及現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)地震效應(yīng)分析時(shí),應(yīng)考慮不同構(gòu)件材料對(duì)結(jié)構(gòu)阻尼比的影響,整體結(jié)構(gòu)阻尼比宜采用位能加權(quán)平均的方法計(jì)算。計(jì)算模型中材料僅含鋼材時(shí),阻尼比值可取0.02;計(jì)算模型中僅含索元時(shí),阻尼比值宜取0.01?!緱l文說(shuō)明】空間結(jié)構(gòu)的阻尼比值最好是由結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)和試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析得出,但至今這方面的資料甚少。研究表明,結(jié)構(gòu)類型與材料是影響結(jié)構(gòu)阻尼比值的重要因素,所以在缺少實(shí)測(cè)資料的情況下,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),如計(jì)算模型中材料僅含鋼材或僅含索元時(shí),一般可分別取0.02和0.01。對(duì)設(shè)有混凝土結(jié)構(gòu)支承體系的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu),阻尼比值可采用下式計(jì)算:(4)式中:——考慮支承體系與空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)共同工作時(shí),整體結(jié)構(gòu)的阻尼比;——第個(gè)單元阻尼比。對(duì)鋼構(gòu)件取0.02,對(duì)混凝土構(gòu)件取0.05;——整體結(jié)構(gòu)的單元數(shù);——第個(gè)單元的位能。梁元位能為:(5)桿元位能為:(6)式中:、、——分別為第桿的計(jì)算長(zhǎng)度、抗彎剛度和抗拉剛度;、、——分別取第桿兩端在重力荷載代表值作用下的靜彎矩和靜軸力。上述阻尼比值計(jì)算公式是考慮到不同材料構(gòu)件對(duì)結(jié)構(gòu)阻尼比的影響,將空間結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)支承體系視為整體結(jié)構(gòu),引用等效結(jié)構(gòu)法的思路,用位能加權(quán)平均法推導(dǎo)得出的。空間結(jié)構(gòu)水平地震剪力及豎向地震力應(yīng)符合下式要求:(4.1.6-1)(4.1.6-1)式中:——空間結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的豎向地震力;——水平地震剪力系數(shù),不應(yīng)小于表4.1.6-1規(guī)定的最小值;——豎向地震作用系數(shù),不應(yīng)小于表4.1.6-2規(guī)定的最小值;——地震時(shí)空間結(jié)構(gòu)的重力荷載代表值。表4.1.6-1空間結(jié)構(gòu)水平地震剪力系數(shù)最小值類別6度7度8度9度扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或水平振型基本周期大于3.5s的結(jié)構(gòu)0.0080.016(0.024)0.032(0.48)0.064水平振型基本周期大于5s的結(jié)構(gòu)0.0060.012(0.018)0.024(0.036)0.048注:1水平振型基本周期介于3.5s和5s之間的結(jié)構(gòu),按插值法取值;2括號(hào)內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區(qū)。表4.1.6-2空間結(jié)構(gòu)豎向地震作用系數(shù)最小值烈度場(chǎng)地類別ⅠⅡⅢ、Ⅳ8可不計(jì)算(0.10)0.08(0.12)0.10(0.15)0注:括號(hào)內(nèi)數(shù)值用于設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.30g的地區(qū)。【條文說(shuō)明】空間結(jié)構(gòu)對(duì)豎向地震作用較之多高層結(jié)構(gòu)更為敏感。表4.1.6-2同《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010(2016年版)的表5.3.2,根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),將其作為空間結(jié)構(gòu)豎向地震作用的最小值控制。下列空間結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行罕遇地震作用下的彈塑性分析:1甲類建筑和9度時(shí)乙類建筑中的空間結(jié)構(gòu);2采用消能減震或隔震支座的空間結(jié)構(gòu);3同時(shí)具有表3.2.3所列不規(guī)則;4抗震性能化設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)進(jìn)行非線性分析的空間結(jié)構(gòu)。下列空間結(jié)構(gòu)宜進(jìn)行罕遇地震作用下的彈塑性分析:17度Ⅲ、Ⅳ類場(chǎng)地和8度時(shí)乙類建筑中的空間結(jié)構(gòu);2關(guān)鍵構(gòu)件和薄弱部位需驗(yàn)證抗震性能的空間結(jié)構(gòu)?!?.1.7、4.1.8條文說(shuō)明】這兩條提出對(duì)空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行罕遇地震作用下進(jìn)行非線性分析的要求,參考現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011及現(xiàn)行中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)非線性分析技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》T/CECS906制定。振型分解反應(yīng)譜法采用振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行單向地震效應(yīng)分析時(shí),空間結(jié)構(gòu)振型、節(jié)點(diǎn)的水平或豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下式確定:(4.2.1-1)式中:、、——振型、節(jié)點(diǎn)分別沿x、y、z方向的地震作用標(biāo)準(zhǔn)值;——相應(yīng)于振型自振周期的水平地震影響系數(shù),按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011確定;當(dāng)僅豎向地震作用時(shí),特征周期可按設(shè)計(jì)第一組采用,豎向地震影響系數(shù)??;、、——分別為振型、節(jié)點(diǎn)的x、y、z方向的相對(duì)位移;——空間結(jié)構(gòu)第節(jié)點(diǎn)的重力荷載代表值;——振型參與系數(shù),應(yīng)按公式(4.2.1-2)~(4.2.1-4)確定。當(dāng)僅x方向水平地震作用時(shí),振型參與系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算:(4.2.1-2)當(dāng)僅y方向水平地震作用時(shí),振型參與系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算:(4.2.1-3)當(dāng)僅z方向豎向地震作用時(shí),振型參與系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算:(4.2.1-4)式中:——空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)數(shù)。空間結(jié)構(gòu)在單向地震作用下的扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)效應(yīng),可按下式確定:(4.2.2-1)(4.2.2-2)式中:——地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng);、——分別為、振型地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng);——振型與振型的耦聯(lián)系數(shù);、——分別為、振型的阻尼比;——振型與振型的自振周期比;——計(jì)算中考慮的振型數(shù)?!緱l文說(shuō)明】空間結(jié)構(gòu)利用反應(yīng)譜法計(jì)算單向地震作用下的位移響應(yīng)時(shí),如果不考慮偶然偏心,節(jié)點(diǎn)x、y、z向位移響應(yīng)可以采用下式進(jìn)行計(jì)算:(7)式中:、、——節(jié)點(diǎn)i位移響應(yīng)值;、、——分別為k振型、i節(jié)點(diǎn)的x、y、z方向的相對(duì)位移;——j、k振型對(duì)應(yīng)的x或y方向水平地震位移反應(yīng)譜地震影響系數(shù);——j、k振型對(duì)應(yīng)的z方向豎向位移反應(yīng)譜地震影響系數(shù);——重力加速度。空間結(jié)構(gòu)利用反應(yīng)譜法計(jì)算單向水平方向和豎向地震作用下的構(gòu)件內(nèi)力響應(yīng)時(shí),如果不考慮偶然偏心,構(gòu)件m在地震的內(nèi)力響應(yīng)可以分別按照式(8)和式(9)進(jìn)行計(jì)算:(8)(9)式中:——構(gòu)件m最大內(nèi)力響應(yīng)值;——構(gòu)件m在j、k振型中的振型內(nèi)力;空間結(jié)構(gòu)在雙向水平地震下的扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)效應(yīng)應(yīng)符合下列要求:當(dāng)雙向水平地震完全獨(dú)立時(shí),可按下列公式的較大值確定:(4.2.3-1)(4.2.3-2)式中,、分別x向、y向單向水平地震作用按時(shí)(4.2.2-1)計(jì)算的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。當(dāng)雙向水平地震完全相關(guān)時(shí),可按下列公式的較大值確定:(4.2.3-3)(4.2.3-4)式中:、、Skx、Sky——分別為、k振型在x、y向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng);、、、——、振型在x、y方向地震作用下的參與系數(shù),應(yīng)按公式(4.2.1-2)~(4.2.1-4)確定;、——、振型的圓頻率?!緱l文說(shuō)明】本條給出兩種雙向水平地震響應(yīng)的組合方式。當(dāng)認(rèn)為雙向地震動(dòng)完全獨(dú)立時(shí),可采用式(4.2.3-1)或式(4.2.3-2);當(dāng)認(rèn)為雙向地震動(dòng)完全相關(guān)時(shí),可采用式(4.2.3-3)或(4.2.3-4)。計(jì)算表明空間結(jié)構(gòu)在兩種地震動(dòng)模型激勵(lì)下,結(jié)構(gòu)響應(yīng)的大小關(guān)系并不確定。對(duì)在進(jìn)行時(shí)程分析時(shí),如果雙向水平激勵(lì)采用同一條時(shí)程曲線,則時(shí)程分析結(jié)果應(yīng)與式(4.2.3-3)或式(4.2.3-4)進(jìn)行比對(duì)。計(jì)算結(jié)果表明,雙向水平地震完全獨(dú)立及雙向水平地震完全相關(guān)時(shí),結(jié)構(gòu)反應(yīng)的控制性不定,建議對(duì)兩種情形進(jìn)行包絡(luò)。當(dāng)采用振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)多向多點(diǎn)地震效應(yīng)分析時(shí),可按本標(biāo)準(zhǔn)附錄A公式進(jìn)行組合計(jì)算?!緱l文說(shuō)明】利用反應(yīng)譜進(jìn)行多向多點(diǎn)分析關(guān)系,可以克服時(shí)程分析方法具有的統(tǒng)計(jì)意義弱、結(jié)果與激勵(lì)時(shí)程曲線關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的弱點(diǎn),發(fā)揮反應(yīng)譜法計(jì)算直觀簡(jiǎn)便(將動(dòng)力問(wèn)題轉(zhuǎn)化為靜力問(wèn)題)、概率意義強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。附錄A中的多向多點(diǎn)反應(yīng)譜公式,根據(jù)選定的地震動(dòng)功率譜及虛擬激勵(lì)法推導(dǎo)而得,其計(jì)入多種耦合效應(yīng),包括:多向(含方向交叉向)、多點(diǎn)地震動(dòng)(含行波效應(yīng)和相干性效應(yīng))及動(dòng)力與擬靜力響應(yīng)的耦合。研究表明,對(duì)于超長(zhǎng)結(jié)構(gòu),同時(shí)考慮三向地震動(dòng)是必要的;動(dòng)靜耦合部分對(duì)最后的結(jié)果影響比重隨著視波速的減小而增加;考慮部分相干性效應(yīng)(相干性損失)的計(jì)算結(jié)果比完全相干(相干性無(wú)損失)條件下的更大,是不可忽略的影響因素。推導(dǎo)選用的地震動(dòng)功率譜為Ruiz和Penzien提出的對(duì)Kanai-Tajimi譜的修正模型:(10)多向地震動(dòng)相關(guān)性為:(11)地面任意兩點(diǎn)功率譜相干函數(shù)為:(12)其中,(13)地震動(dòng)行波效應(yīng)函數(shù)為:(14)在計(jì)算空間結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)時(shí),公式采用位移譜的形式;位移譜由現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011中的加速度譜變?cè)於鴣?lái),且公式中的參數(shù)與此規(guī)范掛鉤。當(dāng)采用振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)地震效應(yīng)分析時(shí),宜取振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量90%的振型數(shù)進(jìn)行效應(yīng)組合?!緱l文說(shuō)明】由于空間結(jié)構(gòu)往往坐落于質(zhì)量較大的下部結(jié)構(gòu)之上,本條要求的振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量90%,不但針對(duì)整體結(jié)構(gòu),也針對(duì)不含下部結(jié)構(gòu)的空間結(jié)構(gòu)自身。時(shí)程分析方法加速度時(shí)程曲線數(shù)量及其對(duì)應(yīng)的地震影響系數(shù)曲線、峰值等應(yīng)滿足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011的要求,且應(yīng)具有足夠長(zhǎng)的地震動(dòng)持續(xù)時(shí)間?!緱l文說(shuō)明】正確選擇輸入的地震加速度時(shí)程曲線,要滿足地震動(dòng)三要素的要求,即頻譜特性、有效峰值和持續(xù)時(shí)間均要符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。當(dāng)空間結(jié)構(gòu)采用雙向(二個(gè)水平向)或三向(二個(gè)水平和一個(gè)豎向)地震波輸入時(shí),其加速度最大值可按1(水平1):0.85(水平2):0.65(豎向)的比例調(diào)整。【條文說(shuō)明】當(dāng)空間結(jié)構(gòu)項(xiàng)目位于近斷層(R≤10km)區(qū)域時(shí),加速度最大值宜補(bǔ)充按:0.85(水平1):0.65(水平2):1(豎向)的比例調(diào)整進(jìn)行時(shí)程分析。進(jìn)行多點(diǎn)時(shí)程分析時(shí),地震動(dòng)輸入可采用下列方法:大質(zhì)量法強(qiáng)制邊界法【條文說(shuō)明】在進(jìn)行多點(diǎn)輸入時(shí)程地震反應(yīng)分析時(shí),通常有兩種具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程,即“大質(zhì)量方法”和“強(qiáng)制邊界法”?!按筚|(zhì)量方法”就是在需要施加加速度邊界條件的節(jié)點(diǎn)上附加大質(zhì)量,通過(guò)大質(zhì)量與集中荷載的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)加速度邊界條件的施加?!皬?qiáng)制邊界法”是將各支座點(diǎn)以施加強(qiáng)制位移等形式實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)輸入。進(jìn)行多向多點(diǎn)時(shí)程分析時(shí),設(shè)定的地震動(dòng)傳播方向與振動(dòng)方向應(yīng)符合下列要求:1、地震動(dòng)傳播方向應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)尺度及結(jié)構(gòu)特性確定,可以為結(jié)構(gòu)主軸方向,也可以與主軸方向有一定夾角。2、對(duì)于水平地震動(dòng),僅考慮單向水平地震動(dòng)時(shí),地震動(dòng)水平振動(dòng)方向應(yīng)考慮與地震動(dòng)傳播方向相同及垂直兩種情形;當(dāng)考慮雙向水平地震動(dòng)時(shí),地震動(dòng)水平振動(dòng)主方向應(yīng)考慮與地震動(dòng)傳播方向相同及垂直兩種情形。3、豎向地震動(dòng)傳播視波速可取水平向地震動(dòng)傳播視波速?!緱l文說(shuō)明】如果結(jié)構(gòu)非主軸方向的尺度大于300m,需考慮地震動(dòng)傳播方向與結(jié)構(gòu)主軸存在夾角的情形。在進(jìn)行多點(diǎn)輸入時(shí)程地震反應(yīng)分析時(shí),為了判斷結(jié)構(gòu)的起振時(shí)間,必須確定地震波的傳播方向;在進(jìn)行地震波輸入時(shí),還需確定地震動(dòng)的振動(dòng)方向。對(duì)于水平地震動(dòng),這兩個(gè)方向需考慮同向及正交兩種情況。進(jìn)行多向多點(diǎn)時(shí)程分析時(shí),地震動(dòng)視波速Vapp的取值宜符合下列規(guī)定:1、可通過(guò)對(duì)工程場(chǎng)地所處具體地震環(huán)境的評(píng)價(jià)確定,地震環(huán)境可包括土層剪切波速、震源深度、覆蓋層厚度、震中距等因素。2、當(dāng)無(wú)可靠依據(jù)時(shí),可取1000m/s或取對(duì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)最不利的視波速。3、視波速取值不宜小于1000m/s。4、豎向與水平地震動(dòng)可取相同視波速?!緱l文說(shuō)明】地震動(dòng)視波速Vapp是進(jìn)行多向多點(diǎn)分析時(shí)的重要參數(shù),它與震中距、震源深度、
震源方位以及土層剪切波等因素有關(guān)。編制本標(biāo)準(zhǔn)時(shí),編制組對(duì)進(jìn)行多點(diǎn)輸入的31個(gè)房建項(xiàng)目及28個(gè)橋梁項(xiàng)目進(jìn)行了文獻(xiàn)調(diào)研,結(jié)果顯示取值范圍為:橋梁專業(yè)視波速取值0.1km/s~8km/s,房建專業(yè)視波速取值一般為0.1~1.5km/s。很多學(xué)者在視波速確定及計(jì)算方法也開(kāi)展了很對(duì)研究工作,部分成果在實(shí)際工程中也得到了應(yīng)用。4.3.5條主要參考了《城市軌道交通結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50909-2014的規(guī)定及近年的研究成果。在確定視波速時(shí)可參考以下兩種方法確定:方法一(參考范重等《視波速確定方法與行波效應(yīng)研究》(工程力學(xué),2021,vol.38(6):47-61)及《濟(jì)南遙墻機(jī)場(chǎng)T2航站樓超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)溫度及行波效應(yīng)研究》(建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào),2023,vol.44(9):1-13)):1、當(dāng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與震源之間為單一土層時(shí)(圖5)),視波速Vapp按式(15)計(jì)算:圖5結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與震源之間為單一土層(15)式中:——視波速;——土層剪切波波速;——震源與結(jié)構(gòu)中點(diǎn)連線相對(duì)水平面夾角。2、當(dāng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與基巖之間存在多個(gè)土層時(shí)(圖6),視波速Vapp按式(16)計(jì)算:圖6結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與震源之間存在多個(gè)土層(16)(17)式中:——震源至地表多土層的剪切波速代表值,按式(17)計(jì)算;——震源與基礎(chǔ)的垂直距離;——第i土層厚度;——震源與基礎(chǔ)的水平距離;——第i土層剪切波波速;——土層總數(shù)。方法二(參考劉楓等《大尺度空間結(jié)構(gòu)多點(diǎn)輸入地震反應(yīng)分析應(yīng)用研究》(建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào),2013,vol.34(3):54-65)):假設(shè)地震波在不同土層間直線傳播,視波速Vapp按式(18)計(jì)算:(18)罕遇地震彈塑性分析空間結(jié)構(gòu)的罕遇地震彈塑性分析應(yīng)考慮三向地震作用。空間結(jié)構(gòu)的罕遇地震彈塑性分析,宜采用非線性動(dòng)力分析方法。【條文說(shuō)明】非線性動(dòng)力分析方法的優(yōu)點(diǎn)是可以仿真模擬結(jié)構(gòu)在地震等荷載作用下的非線性動(dòng)力效應(yīng),計(jì)算結(jié)果豐富,便于深入了解建筑結(jié)構(gòu)受力性能。相比較而言,空間結(jié)構(gòu)的非線性靜力分析方法(pushover或pushdown),雖然計(jì)算效率相對(duì)較高,計(jì)算結(jié)果相對(duì)清晰易用,但計(jì)算分析中所采用的側(cè)向力或豎向力分布形式具有假定性,對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu),應(yīng)用能力譜方法時(shí)可能無(wú)法通過(guò)能力譜和需求譜相交得到性能點(diǎn)??臻g結(jié)構(gòu)的罕遇地震彈塑性分析,應(yīng)符合下列規(guī)定:1采用非線性隱式動(dòng)力分析方法時(shí),應(yīng)保證各加載時(shí)間步的收斂性,非線性迭代的內(nèi)、外力應(yīng)達(dá)到平衡;2采用非線性顯式動(dòng)力分析方法時(shí),積分時(shí)間步長(zhǎng)不應(yīng)大于計(jì)算方法的穩(wěn)定步長(zhǎng);3結(jié)構(gòu)阻尼可采用瑞利阻尼、振型阻尼等方式,當(dāng)采用瑞利阻尼時(shí),不應(yīng)進(jìn)行影響計(jì)算結(jié)果的簡(jiǎn)化處理;4應(yīng)計(jì)入幾何非線性的影響?!緱l文說(shuō)明】建筑結(jié)構(gòu)非線性動(dòng)力微分方程的求解,目前一般采用隱式動(dòng)力分析方法或顯式動(dòng)力分析方法。兩種方法各有優(yōu)、缺點(diǎn)。隱式動(dòng)力分析方法進(jìn)行非線性迭代時(shí),需保證在每個(gè)加載時(shí)間步迭代收斂后才能繼續(xù)下一加載步計(jì)算;顯式動(dòng)力分析方法一般采用差分格式求解,可避免迭代不收斂問(wèn)題,但由于最小穩(wěn)定步長(zhǎng)的要求,計(jì)算量巨大,對(duì)計(jì)算資源的耗費(fèi)也將是顯著的。采用顯式動(dòng)力分析方法時(shí),若使用完整的瑞利阻尼形式,則計(jì)算工作量會(huì)進(jìn)一步顯著提升,所以目前工程應(yīng)用中一般會(huì)忽略瑞利阻尼的剛度項(xiàng)以節(jié)約計(jì)算時(shí)間,這種做法將帶來(lái)一些潛在計(jì)算偏差,此時(shí)應(yīng)通過(guò)適當(dāng)?shù)膮?shù)調(diào)整避免計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生較大誤差。由于構(gòu)件的非線性本構(gòu)模型直接體現(xiàn)了能量耗散,所以建筑結(jié)構(gòu)的非線性動(dòng)力分析,不應(yīng)通過(guò)增加結(jié)構(gòu)阻尼比與采用非線性單元兩種方式重復(fù)計(jì)入能量耗散,以避免低估結(jié)構(gòu)效應(yīng)造成的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)偏于不安全情況出現(xiàn)。在施加重力荷載代表值作用時(shí)應(yīng)計(jì)入施工過(guò)程的影響【條文說(shuō)明】空間結(jié)構(gòu)在重力荷載代表值下的響應(yīng),與結(jié)構(gòu)成形的過(guò)程可能有關(guān)。所以,在進(jìn)行罕遇地震彈塑性分析之前,應(yīng)首先進(jìn)行恒荷載、活荷載等作用下的施工過(guò)程模擬,以確定結(jié)構(gòu)的初始受力狀態(tài)。空間結(jié)構(gòu)的罕遇地震彈塑性分析的本構(gòu)模型,應(yīng)采用往復(fù)作用下的滯回本構(gòu)模型,鋼材、鋼筋及混凝土的本構(gòu)模型可按照《建筑結(jié)構(gòu)非線性分析技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》T/CECS906的規(guī)定確定。【條文說(shuō)明】本構(gòu)模型對(duì)罕遇地震彈塑性分析結(jié)果具有重要影響,選用本構(gòu)模型時(shí),應(yīng)以國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),同時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程特殊性并可參考最新的科研成果?!督ㄖY(jié)構(gòu)非線性分析技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》T/CECS906-2021附錄A及附錄B規(guī)定了常用材料的本構(gòu)模型。桿、梁、柱和支撐等構(gòu)件的非線性分析,可采用纖維截面模型、塑性區(qū)非線性彈簧模型或塑性鉸模型;采用纖維截面模型時(shí),應(yīng)沿構(gòu)件長(zhǎng)度方向進(jìn)行單元細(xì)分;采用塑性鉸模型時(shí),塑性鉸參數(shù)應(yīng)有充分依據(jù)或經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證;當(dāng)桿、梁、柱和支撐等構(gòu)件的非線性發(fā)展不集中在桿件端部時(shí),不應(yīng)采用塑性區(qū)非線性彈簧模型或塑性鉸模型?!緱l文說(shuō)明】梁、柱及支撐等一維構(gòu)件的非線性分析可以選用不同類型的模型:假定桿件中部保持彈性,塑性發(fā)展集中在端部,通過(guò)截面非線性彎矩-曲率(轉(zhuǎn)角)表征的塑性鉸模型;假定桿件中部保持彈性,塑性發(fā)展假定集中在端部,通過(guò)端截面非線性彈簧的材料非線性本構(gòu)模型實(shí)現(xiàn)的塑性區(qū)非線性彈簧模型;采用纖維截面模型,對(duì)桿件截面進(jìn)行積分點(diǎn)劃分,計(jì)入材料的非線性本構(gòu)模型并積分得到非線性剛度的纖維截面模型;桿件剛度由截面內(nèi)和長(zhǎng)度方向動(dòng)態(tài)積分得到。選擇上述模型時(shí),應(yīng)保證構(gòu)件的實(shí)際受力狀態(tài)與計(jì)算模型假定相符,且應(yīng)正確計(jì)入剪切非線性的影響。采用塑性鉸模型時(shí),應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定塑性鉸參數(shù)或有充分依據(jù);采用纖維束模型、塑性區(qū)非線性彈簧模型時(shí)應(yīng)正確采用材料的非線性本構(gòu)模型。剪力墻及樓板宜采用分層殼單元并宜考慮分布鋼筋的作用,平面內(nèi)單元網(wǎng)格尺寸和平面外計(jì)算分層數(shù)量應(yīng)能反映剪力墻的可能損傷破壞狀態(tài)?!緱l文說(shuō)明】對(duì)剪力墻,不建議采用多垂直桿單元或非線性纖維單元等簡(jiǎn)化單元模型,因?yàn)槠鋸?qiáng)制解耦剪力墻的拉、壓、彎曲和剪切受力狀態(tài),比較粗糙。
空間結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算與設(shè)計(jì)抗震承載力驗(yàn)算空間結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面抗震承載力,應(yīng)符合下式規(guī)定:(5.1.1)式中:——結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震組合內(nèi)力設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范5.1.2條的規(guī)定確定;——結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值;——承載力抗震調(diào)整系數(shù),除另有規(guī)定外,應(yīng)按表5.1.1采用。表5.1.1承載力抗震調(diào)整系數(shù)材料結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力狀態(tài)鋼桿系構(gòu)件,梁系構(gòu)件,節(jié)點(diǎn)板件,螺栓,焊縫桿系構(gòu)件,梁系構(gòu)件強(qiáng)度穩(wěn)定0.750.80混凝土鋼-混凝土組合梁系構(gòu)件軸壓比小于0.15的梁系構(gòu)件軸壓比不小于0.15的梁系構(gòu)件各類構(gòu)件受彎偏壓偏壓受剪、偏拉0.750.750.800.85木梁系構(gòu)件,受拉桿系構(gòu)件受壓桿系構(gòu)件連接件受彎、受剪、受拉軸壓和壓彎強(qiáng)度0.900.900.85豎向地震為主的地震組合內(nèi)力起控制作用時(shí)1.00注:1、由無(wú)明顯屈服臺(tái)階的高強(qiáng)鋼制成的拉索、鋼拉桿承載力抗震調(diào)整系數(shù)取1.0;2、鋁合金構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)可取1.00。空間結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震驗(yàn)算的組合內(nèi)力設(shè)計(jì)值應(yīng)采用地震作用效應(yīng)和其他作用效應(yīng)的基本組合值,并應(yīng)符合下式規(guī)定:(5.1.2)SEQseq\h式中:——結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震組合內(nèi)力設(shè)計(jì)值,包括組合的彎矩、軸向力和剪力設(shè)計(jì)值等;——重力荷載分項(xiàng)系數(shù),對(duì)承載力不利時(shí)應(yīng)不小于1.3,對(duì)承載力有利時(shí)應(yīng)不大于1.0;、——分別為水平、豎向地震作用分項(xiàng)系數(shù),其取值不應(yīng)低于表5.1.2的規(guī)定;——結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力的分項(xiàng)系數(shù),對(duì)承載力不利時(shí)應(yīng)不小于1.3,對(duì)承載力有利時(shí)應(yīng)不大于1.0;、——風(fēng)荷載組合值系數(shù)、分項(xiàng)系數(shù),分別取0.2、1.5;、——溫度作用組合值系數(shù)、分項(xiàng)系數(shù),分別取0.2、1.5;當(dāng)空間結(jié)構(gòu)的溫度區(qū)間長(zhǎng)度不超過(guò)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017中表3.3.5的數(shù)值時(shí),取為零。——重力荷載代表值的效應(yīng),有吊車(chē)時(shí),尚應(yīng)包括懸吊物重力標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng);、——水平、豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng);——結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力;——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)。表5.1.2地震作用分項(xiàng)系數(shù)地震作用僅計(jì)算水平地震作用1.40.0僅計(jì)算豎向地震作用0.01.4同時(shí)計(jì)算水平與豎向地震作用(水平地震為主)1.40.5同時(shí)計(jì)算水平與豎向地震作用(豎向地震為主)0.51.4【條文說(shuō)明】空間結(jié)構(gòu)的溫度區(qū)段長(zhǎng)度一般大于多高層結(jié)構(gòu)且溫度場(chǎng)更為復(fù)雜,對(duì)于超過(guò)一定尺度的空間結(jié)構(gòu)考慮地震作用與溫度作用的組合是必要的??紤]到空間結(jié)構(gòu)相對(duì)于下部支承結(jié)構(gòu),相當(dāng)于單層房屋,所以將考慮地震作用與溫度作用的組合時(shí)的溫度區(qū)段長(zhǎng)度限值,取為《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017中表3.3.5的數(shù)值。溫度作用組合值系數(shù)參照風(fēng)荷載,取0.2。反應(yīng)譜分析結(jié)果與其他效應(yīng)進(jìn)行組合時(shí),其各項(xiàng)內(nèi)力對(duì)應(yīng)的符號(hào)應(yīng)使組合結(jié)果涵蓋最不利的情形。【條文說(shuō)明】在反應(yīng)譜結(jié)果中,構(gòu)件的各項(xiàng)內(nèi)力均為正值。在與其他效應(yīng)組合時(shí),各項(xiàng)內(nèi)力的符號(hào)可不盡相同,目的是使組合結(jié)果對(duì)于構(gòu)件驗(yàn)算偏于安全。比如,對(duì)于鋼構(gòu)件,如不涉及組合后軸力較之其他效應(yīng)組合結(jié)果變號(hào)問(wèn)題,在構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí),可采用如下組合方式:(19)SEQseq\h式中:——結(jié)構(gòu)構(gòu)件不包括地震工況的基本組合內(nèi)力設(shè)計(jì)值,包括組合的彎矩、軸向力和剪力設(shè)計(jì)值等;SEQseq\h——對(duì)應(yīng)的符號(hào);——反應(yīng)譜分析結(jié)果中結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力設(shè)計(jì)值,包括組合的彎矩、軸向力和剪力設(shè)計(jì)值等。對(duì)于混凝土或組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件,反應(yīng)譜結(jié)果中軸力與彎矩的符號(hào)還需兼顧可能存在的大、小偏心區(qū)別。對(duì)應(yīng)單點(diǎn)時(shí)程分析結(jié)果的構(gòu)件內(nèi)力可按下式取值,并按照5.1.3條與其他效應(yīng)進(jìn)行組合:(5.1.4)SEQseq\h式中:——對(duì)應(yīng)單點(diǎn)時(shí)程分析結(jié)果的構(gòu)件內(nèi)力設(shè)計(jì)值;SEQseq\h——對(duì)應(yīng)反應(yīng)譜分析結(jié)果中的構(gòu)件內(nèi)力設(shè)計(jì)值;SEQseq\h——按照5.1.5條確定的單點(diǎn)時(shí)程分析空間結(jié)構(gòu)各支承點(diǎn)水平反力之和,水平反力方向取輸入激勵(lì)的主向;SEQseq\h——單點(diǎn)反應(yīng)譜法確定的空間結(jié)構(gòu)各支承點(diǎn)水平反力之和,水平反力方向取輸入激勵(lì)的主向?!緱l文說(shuō)明】單點(diǎn)時(shí)程分析的結(jié)果中,每個(gè)構(gòu)件的每種內(nèi)力峰值出現(xiàn)的時(shí)間的也不一致。為了便于取用,將單點(diǎn)時(shí)程分析的結(jié)果與對(duì)應(yīng)的反應(yīng)譜分析結(jié)果掛鉤,將二者產(chǎn)生的總剪力比值作為反應(yīng)譜分析結(jié)果的調(diào)整系數(shù)。需要說(shuō)明的是,此處總剪力僅指空間結(jié)構(gòu)各支承點(diǎn)水平反力之和,不是下部結(jié)構(gòu)的總剪力。對(duì)于補(bǔ)充時(shí)程分析的空間結(jié)構(gòu),各支承點(diǎn)水平反力之和,當(dāng)取三組加速度時(shí)程曲線輸入時(shí),計(jì)算結(jié)果宜取時(shí)程法的包絡(luò)值;當(dāng)取七組及七組以上的加速度時(shí)程曲線時(shí),計(jì)算結(jié)果可取時(shí)程法的平均值。如利用時(shí)程方法對(duì)空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行多點(diǎn)地震分析,應(yīng)將對(duì)應(yīng)單點(diǎn)分析所得結(jié)果乘以多點(diǎn)地震附加作用系數(shù)后再與其他效應(yīng)進(jìn)行組合;可按下式計(jì)算:(5.1.6)SEQseq\h式中:——構(gòu)件內(nèi)力多點(diǎn)地震附加作用系數(shù),當(dāng)取多組時(shí)程曲線或多種視波速時(shí),應(yīng)取包絡(luò)值(取三組加速度時(shí)程曲線輸入時(shí))或平均值(取七組及七組以上的加速度時(shí)程曲線時(shí));當(dāng),時(shí)??;SEQseq\h——多點(diǎn)時(shí)程分析第i個(gè)工況所得結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力設(shè)計(jì)值;——與對(duì)應(yīng)的單點(diǎn)時(shí)程分析所得結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力設(shè)計(jì)值。【條文說(shuō)明】多點(diǎn)分析的工況不但包括多組地震時(shí)程,還包括多種傳播方向及振動(dòng)方向、多種視波速;其對(duì)應(yīng)的單點(diǎn)分析,除不考慮視波速外,其余激勵(lì)要素均相同??梢砸詷?gòu)件為單位進(jìn)行計(jì)算;也可以根據(jù)需要將構(gòu)件按照截面、位置等進(jìn)行適當(dāng)分類,每一類構(gòu)件給出一個(gè)包絡(luò)值以便于使用。需要提請(qǐng)注意的是,部分構(gòu)件較小,會(huì)導(dǎo)致過(guò)大,此時(shí)應(yīng)對(duì)其進(jìn)行過(guò)濾處理??臻g結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵桿件和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)應(yīng)具有足夠的抗震承載力儲(chǔ)備,其多遇地震組合內(nèi)力設(shè)計(jì)值應(yīng)根據(jù)設(shè)防烈度的高低乘以增大系數(shù)進(jìn)行調(diào)整,符合下列規(guī)定:1關(guān)鍵桿件的地震組合內(nèi)力設(shè)計(jì)值增大系數(shù)取值,7、8、9度宜分別按1.1、1.15、1.2采用。2關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的地震作用效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值增大系數(shù)取值,7、8、9度宜分別按1.15、1.2、1.25采用。注:關(guān)鍵構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)可按下列原則確定:對(duì)于空間傳力體系,關(guān)鍵桿件指支座桿件,即:臨支座2個(gè)區(qū)(網(wǎng))格內(nèi)的弦、腹桿;臨支座1/10跨度范圍內(nèi)的弦、腹桿,兩者取較小的范圍。對(duì)于單向傳力體系,關(guān)鍵桿件指與支座直接相臨節(jié)間的弦桿和腹桿。關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)為與關(guān)鍵桿件連接的節(jié)點(diǎn)。對(duì)于預(yù)張拉結(jié)構(gòu)中的拉索,在多遇地震作用下不應(yīng)、設(shè)防地震作用下不宜出現(xiàn)松弛而退出工作。重要、復(fù)雜節(jié)點(diǎn)應(yīng)通過(guò)有限元分析驗(yàn)算其承載力,必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證??拐鹱冃悟?yàn)算空間結(jié)構(gòu)及其支承結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的抗側(cè)力剛度,并應(yīng)符合下列規(guī)定:1多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)變形不應(yīng)導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)的損壞、儀器設(shè)備不能正常使用,下部支承體系的豎向構(gòu)件彈性水平變形應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010(2016年版)第5.5節(jié)的相關(guān)規(guī)定。2當(dāng)結(jié)構(gòu)變形不會(huì)導(dǎo)致圍護(hù)體系或設(shè)備管線損壞情況時(shí),多遇地震作用下的支承結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件彈性水平變形位移限值可適當(dāng)放松,但應(yīng)驗(yàn)算罕遇地震作用下的彈塑性水平變形,并符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010(2016年版)第5.5節(jié)的有關(guān)彈塑性變形限值的規(guī)定?!緱l文說(shuō)明】:采用空間結(jié)構(gòu)的建筑往往具有空曠、維護(hù)體系且分布密度低的特點(diǎn),《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010(2016年版)中第9章、第10章也未對(duì)單層工業(yè)廠房、空曠房屋的支承體系水平變形進(jìn)行限制。對(duì)于具體工程項(xiàng)目,如果經(jīng)研究證實(shí),維護(hù)結(jié)構(gòu)及機(jī)電設(shè)備可以在一定的結(jié)構(gòu)變形下正常工作,結(jié)構(gòu)安全也能夠得到保證,則相應(yīng)的結(jié)構(gòu)變形限值可以適當(dāng)放松??臻g結(jié)構(gòu)在重力荷載代表值與多遇豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值下的組合最大撓度值不宜超過(guò)表5.2.2中的限值。結(jié)構(gòu)撓度可扣除起拱值,起拱值可取不大于短向跨度的1/300。表5.2.2空間結(jié)構(gòu)撓度限值結(jié)構(gòu)類型跨中區(qū)域懸挑結(jié)構(gòu)桁架、網(wǎng)架、斜拉結(jié)構(gòu)、張弦結(jié)構(gòu)等雙層網(wǎng)殼、弦支穹頂拱架、單層網(wǎng)殼——單索、索網(wǎng)、雙層索系、橫向加勁索系——索穹頂——注:1、表中為短向跨度或者懸挑跨度;單索、索網(wǎng)、雙層索系、橫向加勁索系及索穹頂取初始預(yù)應(yīng)力狀態(tài)之后產(chǎn)生的撓度??拐鹦阅芑O(shè)計(jì)空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能化設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)的選用應(yīng)綜合考慮抗震設(shè)防類別、設(shè)防烈度、場(chǎng)地條件、結(jié)構(gòu)類型和復(fù)雜程度、建造費(fèi)用、震后損失和修復(fù)難易程度等各項(xiàng)因素,且應(yīng)符合下列規(guī)定:1結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)可分為A、B、C、D四個(gè)等級(jí),結(jié)構(gòu)抗震性能水準(zhǔn)可分為1、2、3、4、5五個(gè)水準(zhǔn),每個(gè)性能目標(biāo)均與一組在指定地震地面運(yùn)動(dòng)下的結(jié)構(gòu)抗震性能水準(zhǔn)相對(duì)應(yīng),可按表5.3.1-1、表5.3.1-2劃分?!緱l文說(shuō)明】:空間結(jié)構(gòu)的性能化設(shè)計(jì)一般遵循“高承載力、低延性”思路,其抗震性能目標(biāo)不宜低于C級(jí)。支承結(jié)構(gòu)的性能化設(shè)計(jì),可根據(jù)不同結(jié)構(gòu)形式,參考相應(yīng)國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范確定。表5.3.1-1結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)性能目標(biāo)地震水準(zhǔn)性能水準(zhǔn)性能目標(biāo)地震水準(zhǔn)性能水準(zhǔn)ABCD多遇地震1111設(shè)防烈度地震1234預(yù)估的罕遇地震2345表5.3.1-2各性能水準(zhǔn)結(jié)構(gòu)預(yù)期的震后性能狀況的要求結(jié)構(gòu)抗震性能水準(zhǔn)宏觀損壞程度損壞部位繼續(xù)使用的可能性關(guān)鍵構(gòu)件普通構(gòu)件第1水準(zhǔn)完好、無(wú)損壞無(wú)損壞無(wú)損壞一般不需修理即可繼續(xù)使用第2水準(zhǔn)基本完好、輕微損壞無(wú)損壞無(wú)損壞稍加修理即可繼續(xù)使用第3水準(zhǔn)輕度損壞輕微損壞輕微損壞一般修理后才可繼續(xù)使用第4水準(zhǔn)中度損壞輕度損壞部分構(gòu)件
中度損壞修復(fù)或加固后才可繼續(xù)使用第5水準(zhǔn)比較嚴(yán)重?fù)p壞中度損壞部分構(gòu)件比較嚴(yán)重?fù)p壞需排險(xiǎn)大修注:1、對(duì)于空間結(jié)構(gòu)的支承結(jié)構(gòu),各性能水準(zhǔn)預(yù)期的震后性能狀況的要求可參見(jiàn)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ99及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3的相關(guān)規(guī)定;2、對(duì)于空間結(jié)構(gòu),關(guān)鍵構(gòu)件參見(jiàn)5.1.7條;普通構(gòu)件是指除關(guān)鍵構(gòu)件之外的構(gòu)件。不同抗震性能水準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)可按下列規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì):1)第1性能水準(zhǔn)的結(jié)構(gòu),應(yīng)滿足彈性設(shè)計(jì)要求。在多遇地震作用下,其承載力和變形應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和本標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定;在設(shè)防烈度地震作用下,空間結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力應(yīng)符合下式規(guī)定:(5.3.5-1)SEQseq\h式中:、——分別為水平、豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的構(gòu)件內(nèi)力,不需考慮與抗震等級(jí)有關(guān)的增大系數(shù)。2)第2性能水準(zhǔn)的結(jié)構(gòu),在設(shè)防烈度地震或預(yù)估的罕遇地震作用下,空間結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)件的抗震承載力應(yīng)符合式(5.3.5-1)的規(guī)定,普通構(gòu)件宜符合式(5.3.5-1)的規(guī)定。3)第3性能水準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行彈塑性計(jì)算分析,在設(shè)防烈度地震或預(yù)估的罕遇地震作用下,空間結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力應(yīng)符合式(5.3.5-2)、(5.3.5-3)的規(guī)定。(5.3.5-2)SEQseq\h(5.3.5-3)SEQseq\h5)第5性能水準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行彈塑性計(jì)算分析,在預(yù)估的罕遇地震作用下,空間結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)件的抗震承載力宜符合式(5.3.5-2)、(5.3.5-3)的規(guī)定;部分普通構(gòu)件進(jìn)入屈服階段,但不能發(fā)生倒塌??臻g結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)件的承載力應(yīng)力比和穩(wěn)定應(yīng)力比應(yīng)從嚴(yán)控制??拐饦?gòu)造空間結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比,應(yīng)符合表5.4.1的規(guī)定。表5.4.1空間結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比限值構(gòu)件類型受拉受壓壓彎拉彎普通構(gòu)件250180150250關(guān)鍵構(gòu)件200150(120)150(120)200注:1括號(hào)內(nèi)數(shù)值用于8、9度;2表列數(shù)據(jù)不適用于拉索等柔性構(gòu)件??臻g結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件的板件寬厚比應(yīng)符合下列規(guī)定:1普通構(gòu)件的板件寬厚比不宜大于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017中的S5級(jí)限值;當(dāng)結(jié)構(gòu)跨度大于120m、懸挑長(zhǎng)度大于40m或地震烈度大于7度時(shí),截面板件寬厚比經(jīng)修正后不宜大于S4級(jí)限值。2關(guān)鍵構(gòu)件的板件寬厚比不宜大于S4級(jí)限值。【條文說(shuō)明】:本條參照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017第12章規(guī)定,按照“低延性、高彈性承載力”的思路確定板件寬厚比??臻g結(jié)構(gòu)的支承結(jié)構(gòu)中,僅承擔(dān)空間結(jié)構(gòu)的柱構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比,軸壓比小于0.2時(shí)不宜大于150;軸壓比不小于0.2時(shí),不宜大于120。【條文說(shuō)明】:空間結(jié)構(gòu)的震害調(diào)查表明,空間結(jié)構(gòu)下部支承鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件很少出現(xiàn)破壞;且空間結(jié)構(gòu)與支承結(jié)構(gòu)之間以鉸接連接為主,對(duì)其長(zhǎng)細(xì)比的限值與多高層鋼結(jié)構(gòu)的柱構(gòu)件應(yīng)有區(qū)別。本條參照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010(2016年版)的9.2.13條制定。其中,“僅承擔(dān)空間結(jié)構(gòu)的柱構(gòu)件”既包括從基礎(chǔ)至柱頭僅與空間結(jié)構(gòu)相連的柱構(gòu)件,也包括整根柱中僅承擔(dān)空間結(jié)構(gòu)的最上部分(其下部分承擔(dān)樓面荷載)??臻g結(jié)構(gòu)的支承結(jié)構(gòu)中,僅承擔(dān)空間結(jié)構(gòu)的柱構(gòu)件的板件寬厚比宜符合下列規(guī)定:當(dāng)柱構(gòu)件承載力滿足2倍地震作用組合下的內(nèi)力要求時(shí),板件寬厚比不宜大于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017中的S4級(jí)限值;當(dāng)柱構(gòu)件承載力滿足1.5倍地震作用組合下的內(nèi)力要求時(shí),板件寬厚比不宜大于表5.4.4中B類限值;其他情況,板件寬厚比不宜大于表5.4.4中A類限值。表5.4.4空間結(jié)構(gòu)支承結(jié)構(gòu)中柱構(gòu)件的板件寬厚比限值板件名稱A類B類H形截面翼緣b/t10εk12εk腹板h0/tw44εk50εk箱形截面壁板(腹板)間翼緣b0/t33εk37εk腹板h0/tw44εk48εk圓管截面徑厚比D/t50εk70εk注:1εk=?!緱l文說(shuō)明】:空間結(jié)構(gòu)的支承結(jié)構(gòu)中,柱構(gòu)件經(jīng)常為非地震組合控制。本條參照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010(2016年版)的9.2.14條及其條文說(shuō)明制定,按照“高延性、低彈性承載力”或“低延性、高彈性承載力”的思路確定板件寬厚比??臻g結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的抗震構(gòu)造,應(yīng)符合下列要求:1采用節(jié)點(diǎn)板連接各桿件時(shí),節(jié)點(diǎn)板的厚度不宜小于連接桿件最大壁厚的1.2倍。2采用相貫節(jié)點(diǎn)時(shí),應(yīng)將內(nèi)力較大方向的桿件直通。直通桿件的壁厚不應(yīng)小于焊于其上各桿件的壁厚。3采用焊接球節(jié)點(diǎn)時(shí),球體的壁厚不應(yīng)小于相連桿件最大壁厚的1.3倍。4桿件宜相交于節(jié)點(diǎn)中心??臻g結(jié)構(gòu)支座的抗震構(gòu)造應(yīng)符合下列要求:支座構(gòu)造形式應(yīng)傳力可靠、連接簡(jiǎn)單,并符合計(jì)算假定。支座及其與支承結(jié)構(gòu)的連接不應(yīng)先于桿件和其他節(jié)點(diǎn)破壞。對(duì)于水平可滑動(dòng)的支座,應(yīng)保證結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的滑移不超出支承面,并應(yīng)采取限位措施。3抗震設(shè)防烈度為8、9度時(shí),承壓型支座應(yīng)具有一定的抗拉承載力、采用拉壓型構(gòu)造??臻g結(jié)構(gòu)的隔震與減震設(shè)計(jì)一般規(guī)定本章適用于設(shè)置隔震層或隔震支座以隔離水平地震作用的空間結(jié)構(gòu)隔震設(shè)計(jì),設(shè)置消能部件吸收和消耗地震能量的空間結(jié)構(gòu)消能減震設(shè)計(jì)。【條文說(shuō)明】空間結(jié)構(gòu)隔震設(shè)計(jì)指在空間結(jié)構(gòu)與下部支承結(jié)構(gòu)的連接位置設(shè)置隔震支座形成屋蓋隔震層、或下部支承結(jié)構(gòu)的樓層層間形成層間隔震層、或基礎(chǔ)底設(shè)置隔震層形成基礎(chǔ)隔震層(圖7),并根據(jù)耗能需求設(shè)置阻尼裝置,以延長(zhǎng)隔震支座以上或隔震層以上結(jié)構(gòu)的自振周期,減少上部結(jié)構(gòu)水平地震作用輸入,達(dá)到隔震目的。屋蓋隔震層間隔震基礎(chǔ)隔震基礎(chǔ)隔震與層間隔震組合錯(cuò)層隔震圖7隔震層位置空間結(jié)構(gòu)消能減震設(shè)計(jì)指在空間結(jié)構(gòu)內(nèi)部、空間結(jié)構(gòu)與下部支承結(jié)構(gòu)之間、下部支承結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置消能器(圖8),通過(guò)消能器的相對(duì)位移或相對(duì)速度提供附加阻尼,減少輸入到空間結(jié)構(gòu)的地震作用,達(dá)到減震目的。空間結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置消能器下部支承結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置消能器空間結(jié)構(gòu)與下部支承結(jié)構(gòu)之間設(shè)置消能器(消能器位置的網(wǎng)架支座與下部支承結(jié)構(gòu)水平滑動(dòng)連接、支座處水平與斜向消能器處于同一豎直平面)圖8消能器位置空間結(jié)構(gòu)隔震和消能減震設(shè)計(jì)時(shí),其隔震支座和消能部件應(yīng)符合下列規(guī)定:1隔震支座和消能部件的性能參數(shù)應(yīng)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定。2隔震支座和消能部件的設(shè)置部位,應(yīng)采用便于檢查和替換的措施。3空間結(jié)構(gòu)的隔震支座和消能部件應(yīng)能適應(yīng)在非抗震和抗震包絡(luò)工況下支座轉(zhuǎn)角要求。4設(shè)計(jì)文件上應(yīng)注明對(duì)隔震支座和消能部件的性能要求,安裝前應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行抽樣檢測(cè),確保性能符合要求。【條文說(shuō)明】隔震支座、減震部件的性能參數(shù)是涉及隔震減震效果的重要設(shè)計(jì)參數(shù),檢驗(yàn)應(yīng)嚴(yán)格把關(guān),要求現(xiàn)場(chǎng)抽樣檢驗(yàn)100%合格??臻g結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角大,因此隔震支座和支座處消能器應(yīng)能適應(yīng)支座的轉(zhuǎn)角性能要求,避免隔震支座轉(zhuǎn)動(dòng)能力不足、減震部件與空間結(jié)構(gòu)支座處桿件連接轉(zhuǎn)動(dòng)性能差而導(dǎo)致較大的附加彎矩??臻g結(jié)構(gòu)的隔震層設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定:1隔震層以上結(jié)構(gòu)的總水平地震作用,不得低于6度設(shè)防非隔震結(jié)構(gòu)的總水平地震作用。2隔震設(shè)計(jì)應(yīng)選擇合適的隔震支座、抗風(fēng)裝置以及必要的阻尼裝置、限位裝置組成隔震層,并設(shè)置合理的豎向壓力及拔力控制指標(biāo)、水平向減震系數(shù)、溫度效應(yīng)降低目標(biāo)和位移控制要求。3隔震支座應(yīng)進(jìn)行豎向承載力及罕遇地震作用下的水平位移驗(yàn)算。4隔震的空間結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的抗傾覆能力,空間結(jié)構(gòu)高寬比超過(guò)1.0時(shí)應(yīng)進(jìn)行罕遇地震下整體傾覆承載力的驗(yàn)算,沿海臺(tái)風(fēng)地區(qū)尚應(yīng)復(fù)核臺(tái)風(fēng)下的抗傾覆能力。5隔震層頂部的空間結(jié)構(gòu)或梁板,其整體性、面內(nèi)剛度、承載力宜加強(qiáng)。屋蓋隔震的空間結(jié)構(gòu)應(yīng)具有合理、可靠的水平力傳遞機(jī)制和整體性,滿足罕遇地震作用下可靠傳遞水平荷載的要求?!緱l文說(shuō)明】空間結(jié)構(gòu)平面尺寸大,溫度效應(yīng)對(duì)支座水平力影響大,當(dāng)支座下部的支承結(jié)構(gòu)剛度較大時(shí),溫度作用下的支座水平力可能超過(guò)地震作用下的水平力,因此根據(jù)空間結(jié)構(gòu)對(duì)溫度效應(yīng)和地震響應(yīng)的不同控制需求,確定合理的隔震支座和參數(shù)??箖A覆能力的分析包含對(duì)結(jié)構(gòu)抗傾覆設(shè)計(jì)和支座抗拉設(shè)計(jì)的論證,可增加抗傾覆措施提高抗傾覆能力,抗傾覆措施是指隔震支座具有抗拔功能或者隔震層設(shè)置具有抗拔功能的裝置或部件,或通過(guò)其他方式來(lái)抵抗結(jié)構(gòu)的傾覆效應(yīng),使隔震支座的拉應(yīng)力控制符合《建筑隔震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T51408-2021的規(guī)定。高寬比為包括隔震層以上結(jié)構(gòu)含大跨屋蓋的高度與短向尺寸比值。屋蓋隔震的空間結(jié)構(gòu),其水平力傳遞機(jī)制的可靠性是保證隔震安全性的關(guān)鍵,因此應(yīng)加強(qiáng)水平支撐系統(tǒng)的可靠性和整體性,避免水平傳力機(jī)制的失效。屋蓋隔震時(shí),屋蓋的整體性和屋蓋面內(nèi)剛度宜加強(qiáng),避免因不同隔震支座屈服剛度不一致影響隔震結(jié)構(gòu)性能。空間結(jié)構(gòu)的消能部件布置應(yīng)符合下列規(guī)定:1消能部件宜沿結(jié)構(gòu)主軸方向設(shè)置,形成均勻合理的結(jié)構(gòu)體系。2消能部件宜設(shè)置在相對(duì)變形或相對(duì)速度較大的位置。3消能部件的設(shè)置位置及連接構(gòu)造,應(yīng)便于檢查、維護(hù)和更換??臻g結(jié)構(gòu)消能減震設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定:1消能減震的空間結(jié)構(gòu)總水平地震作用,不得低于6度設(shè)防的非消能結(jié)構(gòu)的總水平地震作用。2與消能部件相連的梁、柱、空間結(jié)構(gòu)桿件、支座支墩等結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)采用罕遇地震下的標(biāo)準(zhǔn)組合效應(yīng)進(jìn)行極限承載力驗(yàn)算。3消能減震的空間結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行多遇地震和罕遇地震下的水平變形驗(yàn)算。4消能減震的空間結(jié)構(gòu),其抗震措施應(yīng)根據(jù)減震后地震作用的降低幅度確定,最大降低程度應(yīng)控制在1度以內(nèi)?!緱l文說(shuō)明】當(dāng)消能減震結(jié)構(gòu)的抗震性能明顯提高時(shí),主體結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施要求可適當(dāng)降低,降低程度可根據(jù)消能減震主體結(jié)構(gòu)地震剪力與不設(shè)置消能部件的結(jié)構(gòu)的地震剪力之比確定,最大降低程度應(yīng)控制在1度以內(nèi)。空間結(jié)構(gòu)隔震建筑地震效應(yīng)計(jì)算時(shí),應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)有限元模型進(jìn)行三向地震輸入的時(shí)程分析,分析模型宜采用包含隔震層下部支承結(jié)構(gòu)的整體分析模型。對(duì)于體型規(guī)則、跨度小、面內(nèi)剛度較大的空間結(jié)構(gòu)可采用考慮三向地震作用的振型分解反應(yīng)譜法?!緱l文說(shuō)明】空間結(jié)構(gòu)及其支承結(jié)構(gòu)在地震作用下具有明顯的空間變形特征,與常規(guī)多層建筑隔震結(jié)構(gòu)有顯著的差異??臻g結(jié)構(gòu)建筑的豎向地震作用明顯且可能對(duì)設(shè)計(jì)起控制作用,因此分析中應(yīng)考慮豎向地震作用的影響。對(duì)于隔震空間結(jié)構(gòu),在設(shè)防地震作用下,應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)以及隔震層的承載力和變形驗(yàn)算,對(duì)于屋蓋隔震的下部支承結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)地震效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行調(diào)整,對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu),調(diào)整系數(shù)取1/3;在罕遇地震作用下,應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)以及隔震層的變形驗(yàn)算,并應(yīng)對(duì)隔震層的承載力進(jìn)行驗(yàn)算?!緱l文說(shuō)明】參照《建筑隔震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T51408-2021,隔震結(jié)構(gòu)采用“中震設(shè)計(jì)”(屋蓋隔震除外):在設(shè)防地震作用下進(jìn)行截面設(shè)計(jì)和配筋驗(yàn)算,結(jié)構(gòu)采用線彈性模型;根據(jù)《建筑隔震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》7.4.3條對(duì)設(shè)防地震下的地震效應(yīng)考慮調(diào)整系數(shù),對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)均為1/3,即接近小震下的地震效應(yīng);屋蓋隔震罕遇地震作用下,允許結(jié)構(gòu)進(jìn)入損傷程度輕微到中度的彈塑性狀態(tài),采用彈塑性模型進(jìn)行分析,驗(yàn)算結(jié)構(gòu)和支座的變形,同時(shí)進(jìn)行支座的承載力驗(yàn)算。對(duì)采用消能減震的空間結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行多遇地震下的承載力設(shè)計(jì),并進(jìn)行多遇地震和罕遇地震下結(jié)構(gòu)變形驗(yàn)算【條文說(shuō)明】減震結(jié)構(gòu)采用“小震設(shè)計(jì)”:在多遇地震作用下進(jìn)行截面設(shè)計(jì)和配筋驗(yàn)算,結(jié)構(gòu)采用線彈性模型;計(jì)算罕遇地震下結(jié)構(gòu)的變形,應(yīng)采用彈塑性時(shí)程分析法、簡(jiǎn)化的彈塑性分析方法或靜力彈塑性分析方法。隔震空間結(jié)構(gòu)的地基基礎(chǔ)抗震驗(yàn)算和地基處理仍應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度進(jìn)行,甲、乙類建筑的抗液化措施應(yīng)按提高一個(gè)液化等級(jí)確定,直至全部消除液化沉陷?!緱l文說(shuō)明】本條文來(lái)源于《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010(2016版)的12.2.9條,本地區(qū)抗震設(shè)防烈度是指按減震前的小震進(jìn)行抗震驗(yàn)算,而不是按中震設(shè)計(jì)。例如某地區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度,建筑采用隔震技術(shù)之后,隔震層以上結(jié)構(gòu)地震作用降低1度為7度,其地基基礎(chǔ)抗震驗(yàn)算和地基處理時(shí),地震作用計(jì)算仍按8度小震。隔震與減震產(chǎn)品的技術(shù)要求空間結(jié)構(gòu)屋蓋隔震宜采用摩擦擺隔震支座、蝶形彈簧隔震支座等轉(zhuǎn)動(dòng)能力較強(qiáng)的鋼支座,空間結(jié)構(gòu)層間隔震或基礎(chǔ)隔震宜采用隔震橡膠支座、摩擦擺隔震支座或彈性滑板支座。當(dāng)采用其他類型隔震支座時(shí),應(yīng)進(jìn)行專門(mén)研究?!緱l文說(shuō)明】空間結(jié)構(gòu)支座處存在較大的轉(zhuǎn)角,對(duì)于隔震支座直接布置在空間結(jié)構(gòu)支座處的屋蓋隔震,不建議直接采用轉(zhuǎn)動(dòng)能力較差的隔震橡膠支座(圖9)、彈性滑板支座,如需采用,應(yīng)結(jié)合附加的可轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)造。對(duì)于層間隔震或基礎(chǔ)隔震,此時(shí)隔震層上部為樓層結(jié)構(gòu),常規(guī)隔震支座均可采用。疊層橡膠支座中插入鉛芯,形成鉛芯橡膠支座(圖10),可以提高支座初始剛度,利于保證風(fēng)荷載時(shí)支座具有足夠的剛度,同時(shí)提高支座的阻尼特性,并適宜布置在結(jié)構(gòu)角部和周邊的柱下,以增大結(jié)構(gòu)整體抵抗扭轉(zhuǎn)的能力。圖9天然橡膠支座及模擬單元本構(gòu)圖10鉛芯橡膠支座及模擬單元本構(gòu)摩擦擺隔震支座(圖11)是利用弧形滑動(dòng)面的周期來(lái)延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)周期,從而大幅度減少結(jié)構(gòu)因受地震作用而引起的放大效應(yīng)。摩擦擺隔震具有造價(jià)低、施工簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),已在國(guó)外建筑中的到廣泛應(yīng)用。圖11摩擦擺隔震支座及模擬單元本構(gòu)蝶形彈簧隔震支座(圖12)是銷軸鉸支座與蝶形彈簧組合的單向性隔震支座,隔震方向設(shè)置蝶形彈簧,垂直隔震方向?yàn)楣潭ㄣq,銷軸外設(shè)置可實(shí)現(xiàn)各向轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)節(jié)軸承。該支座具有抗拔承載力高、性能穩(wěn)定、可靠性高、單向隔震等優(yōu)點(diǎn),已在深圳機(jī)場(chǎng)T3航站樓等多個(gè)項(xiàng)目中采用,適用于結(jié)構(gòu)短向尺寸小、長(zhǎng)向尺寸大的狹長(zhǎng)型空間結(jié)構(gòu)隔震設(shè)計(jì),在大幅降低空間結(jié)構(gòu)長(zhǎng)向溫度效應(yīng)的同時(shí),還可顯著降低長(zhǎng)向的地震作用。圖12蝶形彈簧隔震支座及蝶形彈簧設(shè)置方向的模擬單元本構(gòu)隔震層在地震中會(huì)產(chǎn)生很大水平變形,安裝消能器,通過(guò)消能器做功,消耗地震輸入能量,控制上部結(jié)構(gòu)地震反應(yīng),降低隔震層變形。隔震層的消能器布置原則如下:1)具有足夠的變形能力,能滿足隔震層變形要求;2)具有高耗能能力;3)消能器剛度盡量低,避免較多地改變隔震結(jié)構(gòu)的自振周期;4)宜在兩個(gè)水平方向均勻布置,滿足水平兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的要求,提供等量的阻尼力??臻g結(jié)構(gòu)采用隔震設(shè)計(jì)時(shí),隔震支座應(yīng)符合下列規(guī)定:1隔震支座的力學(xué)分析模型宜符合《建筑隔震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T51408附錄D的規(guī)定。2隔震支座的性能參數(shù)及滯回曲線應(yīng)由所用產(chǎn)品的試驗(yàn)確定。3設(shè)計(jì)文件上應(yīng)注明對(duì)支座的性能要求,應(yīng)具有符合設(shè)計(jì)要求的型式檢驗(yàn)報(bào)告及出廠檢驗(yàn)報(bào)告。4隔震支座整體設(shè)計(jì)使用年限不應(yīng)低于隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限,且不宜低于50年。5隔震層設(shè)置在有耐火要求的使用空間時(shí),隔震支座及其連接應(yīng)根據(jù)使用空間的耐火等級(jí)采取相應(yīng)的防火措施,且耐火極限不應(yīng)低于與其連接的豎向構(gòu)件的耐火極限,防火等級(jí)要求高的建筑宜優(yōu)先選擇摩擦擺隔震支座等鋼支座。6橡膠隔震支座在經(jīng)歷相應(yīng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的耐久試驗(yàn)后,隔震支座剛度
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