地震作用講義第1頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一7.1

長(zhǎng)周期和不同阻尼比的

設(shè)計(jì)反應(yīng)譜

設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的范圍由3s延伸到6s，分上升段、平臺(tái)段、曲線下降段和直線下降段四個(gè)區(qū)段。一般結(jié)構(gòu)阻尼比為0.05，在5Tg以內(nèi)與89規(guī)范相同，從5Tg起改為直線下降段，斜率為0.02，保持了規(guī)范的延續(xù)性（圖5.1.5)。第2頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一用于GB50011-2001和GBJ11-89

規(guī)范的反應(yīng)譜第3頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一GB50011-2001所用的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜第4頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一對(duì)于阻尼比ζ不等于0.05的

結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)反應(yīng)譜在阻尼比

ζ=0.05的基礎(chǔ)上調(diào)整：

上升段的起始點(diǎn)為0.45α

max不變

平臺(tái)段的數(shù)值乘以

η2=1.0＋(0.05-ζ)／(0.06+1.7ζ)

曲線下降段的指數(shù)，由0.9改為

γ=0.9＋(0.05-ζ)／(0.5+5ζ)

直線下降段的斜率，由0.02改為

η1=0.02＋(0.05-ζ)／8第5頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第6頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一7.2建筑結(jié)構(gòu)的地震作用

（5.1.1條強(qiáng)制性）

(1)在建筑結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算地震作用和進(jìn)行抗震驗(yàn)算。

(2)有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，當(dāng)角度>15度時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算各斜交方向的水平地震作用。

(3)扭轉(zhuǎn)影響：平面不規(guī)則時(shí)，應(yīng)考慮單向水平地震作用；特別不規(guī)則時(shí)，應(yīng)考慮雙向水平地震作用；平面規(guī)則時(shí)，可不進(jìn)行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算，但應(yīng)考慮偶然偏心而增大地震作用效應(yīng)。

(4)豎向地震作用：8、9度時(shí)，大跨和長(zhǎng)懸臂及9度時(shí)的高層建筑(≥9度時(shí),L>18m的屋架,

l>1.5m的懸臂陽(yáng)臺(tái)及走廊；8度時(shí),L>24m的屋架，l>2.0m的懸臂陽(yáng)臺(tái)及走廊)。第7頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一7.3地震影響系數(shù)和設(shè)計(jì)特征周期

（5.1.4條強(qiáng)制性）地震影響系數(shù)的確定：按烈度、場(chǎng)地類別、設(shè)計(jì)地震分組和結(jié)構(gòu)自振周期（水平地震影響系數(shù)最大值，表5.1.4-1)；周期大于6s的結(jié)構(gòu)應(yīng)專門研究；及已編制抗震設(shè)防區(qū)劃的處理。設(shè)計(jì)特征周期的確定：按場(chǎng)地類別、設(shè)計(jì)地震分組（表5.1.4-2),計(jì)算8、9度罕遇地震作用時(shí)，特征周期值增加0.05s。第8頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一表5.1.4-1水平地震影響系數(shù)最大值注：括號(hào)中的數(shù)值用于設(shè)計(jì)基本加速度為0.15g和0.30g的地區(qū)地震影響

6度

7度

8度

9度多遇地震

0.04

0.08(0.12)

0.16(0.24)

0.32罕遇地震

---

0.50(0.72)

0.90(1.20)

1.40第9頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一表5.1.4-2設(shè)計(jì)特征周期值(s)設(shè)計(jì)地震分組場(chǎng)地類別

I

II

III

IV第一組

0.25

0.35

0.45

0.65第二組

0.30

0.40

0.55

0.75第三組

0.35

0.45

0.65

0.90第10頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第11頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一7.4抗震計(jì)算方法

（5.1.2條）底部剪力法：高度≤40米、以剪切變形為主且豎向規(guī)則，以及近似單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)；振型分解反應(yīng)譜法（平面或空間、耦聯(lián)或非耦聯(lián)模型）：一般結(jié)構(gòu)；時(shí)程分析法：特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)、甲類建筑、超高層建筑等；彈塑性分析法（簡(jiǎn)化或時(shí)程法）：罕遇地震下的變形驗(yàn)算。第12頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一表5.1.2-1采用時(shí)程分析法的房屋高度范圍烈度、場(chǎng)地類別房屋高度范圍（m）8度Ⅰ、Ⅱ類場(chǎng)地和7度＞1008度Ⅲ、Ⅳ類場(chǎng)地＞809度＞60第13頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一表5.1.2-2時(shí)程分析法所用地震

加速度最大值(cm/s2)地震影響

6度

7度

8度

9度多遇地震

18

35

（55）

70

（110）

140罕遇地震

_

220（310）

400

（510）

620第14頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一7.5結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算規(guī)定

（5.1.6條強(qiáng)制性）6度區(qū)的建筑（除IV類場(chǎng)地上高層建筑）、木結(jié)構(gòu)和生土房屋，可不進(jìn)行抗震驗(yàn)算，但要求采取抗震措施；除上條規(guī)定以外的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)進(jìn)行多遇地震下的截面抗震驗(yàn)算；采用隔震設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)，按12章進(jìn)行抗震驗(yàn)算。第15頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

7.6建筑結(jié)構(gòu)地震作用

取值的控制

本次修訂，在特征周期、樓層最小水平地震剪力、扭轉(zhuǎn)效應(yīng)（偶然偏心、單向和雙向水平地震）等三個(gè)方面來(lái)控制建筑結(jié)構(gòu)地震作用：第16頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（1）設(shè)計(jì)特征周期

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類場(chǎng)地的設(shè)計(jì)特征周期將比89規(guī)范增大0.05s，總體上提高了中等高度房屋和單層廠房的地震作用，使量大面廣的一般結(jié)構(gòu)的抗震安全性有一定的提高，符合當(dāng)前提高結(jié)構(gòu)安全性的呼聲要求（表5.1.4-2）；計(jì)算8、9度罕遇地震時(shí)，設(shè)計(jì)特征周期應(yīng)增加0.05s。第17頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（2）最小水平地震剪力

(5.2.5條強(qiáng)制性) 結(jié)構(gòu)底部總剪力和樓層水平地震剪力的控制(式5.2.5)：對(duì)于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)，按加速度反應(yīng)譜計(jì)算的地震作用明顯偏小。這是由于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)對(duì)于加速度的反應(yīng)較為遲鈍，強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)速度和位移對(duì)結(jié)構(gòu)的作用更為強(qiáng)烈。而加速度反應(yīng)譜不可能反映這種作用，計(jì)算結(jié)果可能是不安全的。為此，不僅要控制結(jié)構(gòu)底部總地震剪力，還要控制每個(gè)樓層的水平地震剪力。第18頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（表5.2.5強(qiáng)制性）(a)當(dāng)結(jié)構(gòu)基本周期小于3.5s或扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯時(shí)，樓層剪力系數(shù)應(yīng)不小于0.2αmax

（基本與89規(guī)范相同）：7、8、9度時(shí)，分別為0.016(0.024)、0.032(0.048)和0.064；(b)當(dāng)結(jié)構(gòu)基本周期大于5.0s時(shí)，7、8、9度下的樓層剪力系數(shù)分別不小于0.012（0.018）、0.024(0.032)和0.040；(c)當(dāng)結(jié)構(gòu)基本周期界于3.5s至5.0s時(shí)，插值。第19頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一(3)水平地震作用的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)(5.2.3條） 震害經(jīng)驗(yàn)和強(qiáng)震記錄的分析證明，實(shí)際地震地面運(yùn)動(dòng)是同時(shí)具有平動(dòng)、上下和扭轉(zhuǎn)分量的。平面規(guī)則的結(jié)構(gòu)可不考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)，但仍要考慮偶然偏心；平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí)，取兩個(gè)正交的水平位移和一個(gè)轉(zhuǎn)角共三個(gè)自由度，根據(jù)不規(guī)則程度計(jì)算單向或雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。第20頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一(a)偶然偏心對(duì)于對(duì)稱且抗側(cè)力構(gòu)件正交的結(jié)構(gòu)，可化為按兩個(gè)主軸方向分別考慮地震作用而不用考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)，但需要考慮結(jié)構(gòu)偶然偏心和地震動(dòng)的扭轉(zhuǎn)分量，將邊榀結(jié)構(gòu)的地震內(nèi)力增大1.05～1.30倍(一般情況下，短邊取1.15,長(zhǎng)邊取1.05,扭轉(zhuǎn)剛度較小時(shí)取1.30)?！芭まD(zhuǎn)剛度較小”的確定：核心筒-外稀柱框架等，第一振型以扭轉(zhuǎn)為主(θr/u>0.5),或Tθ>0.7Tx1、Tθ>0.7Ty1

(“高規(guī)”規(guī)定A級(jí)高度的建筑不應(yīng)>0.9，B級(jí)高度的建筑不應(yīng)>0.85);對(duì)較高的高層建筑，要求Tθ>1.4Tx2、Tθ>1.4Ty2

。第21頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一(b)單向水平地震作用

同89規(guī)范：

底部剪力法

振型分解反應(yīng)譜法 地震作用標(biāo)準(zhǔn)值Fji=αjγtjXjiGi

地震作用效應(yīng)非扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)SEk=√∑S2j

扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)SEk=√∑∑ρjk

SjSk

第22頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一單向水平地震作用扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)系數(shù)ρjk=[8ζjζk(1+λT)λT1.5]/[(1-λT2)2+4ζjζk(1+λT)2λT](5.2.3–6)

第23頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第24頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一(c)雙向水平地震作用對(duì)于非對(duì)稱或抗側(cè)力構(gòu)件斜交的結(jié)構(gòu)，必需考慮兩個(gè)主軸方向同時(shí)施加地震作用的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，兩個(gè)方向地震作用效應(yīng)的組合，取一個(gè)方向100％、另一正交方向85％的“平方和方根組合”,即以下二式的較大值:

S=√(Sx)2+(0.85Sy)2

或

S=√(Sy

)2+(0.85Sx

)2第25頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一7.7關(guān)于時(shí)程分析法輸入

地震波的規(guī)定(5.1.2條）時(shí)程分析法應(yīng)選用不少于二條的實(shí)際強(qiáng)震記錄和一條人工模擬加速度時(shí)程曲線。其平均反應(yīng)譜應(yīng)與振型分解法所用的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜在統(tǒng)計(jì)意義上相符。所謂“統(tǒng)計(jì)意義上相符”指的是平均反應(yīng)譜與設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的值在每個(gè)周期點(diǎn)上相差不大于20%。為了保證時(shí)程法分析結(jié)果的可靠合理，同時(shí)規(guī)定多條地震波輸入計(jì)算的平均結(jié)構(gòu)底部剪力值不應(yīng)小于振型分解法計(jì)算結(jié)果的80%，而且單條地震波輸入計(jì)算的底部剪力值不應(yīng)小于65%。從而保證所選地震波的合理性。第26頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一7.8關(guān)于地基與結(jié)構(gòu)相互作用

對(duì)8、9度III、IV類場(chǎng)地、T1=1.2-5.0Tg、基礎(chǔ)較好的鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)，考慮地基與結(jié)構(gòu)相互作用對(duì)水平地震作用的折減，上部結(jié)構(gòu)剛度越大，折減越多（5.2.7條）；對(duì)高寬比小于3的結(jié)構(gòu)，沿高度的折減按矩形規(guī)律分布；對(duì)高寬比不小于3的結(jié)構(gòu)，折減基本按拋物線規(guī)律分布，底部按式5.2.7折減，頂部不折減，中間各層按線性插值；折減后的水平地震剪力應(yīng)符合第5.2.5條關(guān)于樓層最小水平地震剪力的規(guī)定。第27頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

樓層水平地震剪力折減系數(shù)

Ψ=[T1/(T1+⊿T)]0.9

表5.2.7附加周期⊿T(s)

烈度場(chǎng)地類別

III類

IV類

8

0.08

0.20

9

0.10

0.25第28頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一7.9截面抗震驗(yàn)算

（5.4.1和5.4.2條強(qiáng)制性）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震作用效應(yīng)和其它荷載效應(yīng)的基本組合（式5.4.1):直接采用對(duì)荷載或地震作用的效應(yīng)，不再采用效應(yīng)系數(shù)與荷載（作用）代表值（標(biāo)準(zhǔn)值）的乘積；保留分項(xiàng)系數(shù)和風(fēng)荷載組合系數(shù)。公式更簡(jiǎn)捷，物理意義更明確；抗震驗(yàn)算表達(dá)式（式5.4.2）:同89規(guī)范，保留承載力抗震調(diào)整系數(shù)（表5.4.2）第29頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一地震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)組合及抗震驗(yàn)算89規(guī)范S=γGCGGE+γEhCEhEhk+γEvCEvEvk+ψwγwCwwk2001規(guī)范S=γGSGE+γEhSEhk+γEvSEvk+ψwγwSwk抗震驗(yàn)算S≤R/γRE第30頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一7.10結(jié)構(gòu)變形驗(yàn)算的新規(guī)定

(1)彈性層間位移角計(jì)算：彈性層間變形的控制值，不僅是樓層質(zhì)心處的位移，而且是最大的層間位移。除了以彎曲變形為主的高層建筑外，小震下的彈性層間位移限值是（計(jì)算時(shí)不再扣除結(jié)構(gòu)整體彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形、各分項(xiàng)系數(shù)取1.0、鋼筋混凝土構(gòu)件的截面剛度可采用彈性剛度,5.5.1條）：第31頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一彈性層間位移角限值

RC框架