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準值ftk=2.85N/mm2；HRB335鋼屈服強度標準值

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。

控制指標的區(qū)別對待

地區(qū)：高風-強震(?？?，高風-弱震

(青島)，低風-強震(昆明)，低風-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??；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：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力曲線鋼筋混凝土剪力墻恢復力曲線結(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：小震、中震（=

2.8小震）、大震（=

4

～6小震）。性能目標：不同地震水準下預期的破壞和

對建筑性能的影響。性能設(shè)計：不同地震水準下抗震承載力和

變形能力。地震動水準（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）：

標準值復核（“不屈服”）

計算公式如下（不計入風荷載效應(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—按材料強度標準值計算的承載力，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)計值復核（“彈性”）

計算公式如下（不計入風荷載效應(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)極限值復核

計算公式如下（不計入風荷載效應(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)性能目標的確定（一）

風荷載控制：

青島0.60（0.70）kN/m2，6度0.05g二組Tg

=

0.40s

風荷載和地震雙控：

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：

?？?.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性能目標的確定（二）性能目標：6度時，“中震彈性”；7度