中华人民共和国国家标准构筑物抗震设计规范GB 50191-93 1
主编部门:中华人民共和国冶金工业部
批准部门:中华人民共和国建设部
施行日期:1994年6月1日
关于发布国家标准《构筑物抗震设计规范》的通知
建标[1993]858号
根据国家计委计综[1985]1号文的要求,由冶金部会同有关部门共同制订的《构筑物抗震设计规范》,已经有关部门会审。现批准《构筑物抗震设计规范》GB50191-93为强制性国家标准,自1994年6月1日起施行。
本规范由冶金部负责管理,其具体解释等工作由冶金部建筑研究总院负责,出版发行由建设部标准定额研究所负责组织。
中华人民共和国建设部
编制说明
本规范是根据国家计委计综[1985]1号文和原城乡建设环境保护部(85)城抗震字第60号文的要求,由冶金工业部负责主编,具体由冶金部建筑研究总院会同国家地震局工程力学研究所等35个科研单位、设计单位和高等院校共同编制而成,经建设部1993年11月16日以建标[1993]858号文批准,并会同国家技术监督局联合发布。
在本规范的编制过程中,规范编制组进行了广泛的调查研究,认真总结我国有关构筑物的工程勘察、设计、施工和震害的实践经验,同时参考了有关国际标准和国外先进标准,并广泛征求了全国有关单位的意见。最后有我部会同有关部门审查定稿。
鉴于本规范初次编制,在执行过程中,希望各单位结合工程实践和科学研究,认真总结经验,注意积累资料,如发现需要修改和补充之处,请将意见和有关资料寄交冶金部建筑研究总院《构筑物抗震设计规范》编制组(北京市海淀区西土城路33号,邮编100088),并抄送冶金工业部建设协调司,以供今后修订时参考。
1 总 则
1.0.1 为贯彻预防为主的地震工作方针,减轻构筑物的地震破坏程度,避免人员伤亡,减少经济损失,制订本规范。
1.0.2 按本规范进行抗震设计的构筑物,当遭受低于本地区设防烈度的地震影响时,一般不致损坏或不需修理仍可继续使用;当遭受本地区设防烈度的地震影响时,可能损坏,但经一般修理或不需修理仍可继续使用;当遭受高于本地区设防烈度一度的地震影响时,不致倒塌或发生危及生命或导致重大经济损失的严重破坏。
1.0.3 本规范适用于抗震设防烈度为6度至9度地区的构筑物抗震设计。设防烈度为10度地区和行业有特殊要求的构筑物抗震设计,应进行专门研究并应按有关规定执行。
1.0.4 抗震设防烈度可采用现行的《中国地震烈度区划图》规定的地震基本烈度;对做过抗震设防区划的地区或厂矿,可按经批准的抗震设防区划确认的设防烈度或抗震设计地震动参数进行抗震设计。
1.0.5 构筑物应按其重要性分为下列四类:
甲类构筑物--特别重要或有特殊要求的构筑物,遇地震破坏会导致极严重后果;
乙类构筑物--重要的构筑物,遇地震破坏会导致人员大量伤亡、严重次生灾害、重要厂矿较长期中断生产等严重后果;
丙类构筑物--除甲、乙、丁类以外的构筑物;
丁类构筑物--次要的构筑物,遇地震破坏不易造成人员伤亡和较大经济损失。
1.0.6 各类构筑物的抗震设计,应符合下列要求:
1.0.6.1 甲类构筑物的地震作用,应按专门研究的抗震设计地震动参数计算;其它各类构筑物的地震作用,应按本地区设防烈度计算,但设防烈度为6度时,除本规范另有规定者外,可不进行地震作用计算。
1.0.6.2 甲类构筑物,应采取特殊的抗震措施;乙类构筑物可按设防烈度提高一度采取抗震措施,但设防烈度为9度时可适当提高;丙类构筑物应按设防烈度采取抗震措施;丁类构筑物可按设防烈度降低一度采取抗震措施,但设防烈度为6度时不宜降低。
注:①本规范将"设防烈度"简称为"烈度";"烈度为6度、7度、8度、9度"简称为"6度、7度、8度、9度";
②本规范中有关降低一度采取抗震措施的规定,当有多种有利因素时,仅降低一次。
1.0.7 本规范系根据现行国家标准《工程结构可靠度设计统一标准》和现行国家标准《工程结构设计基本术语和通用符号》的规定编制。
1.0.8 构筑物的抗震设计,除执行本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语、符号
2.1 术 语
2.1.1 地震基本烈度
50年期限内,一般场地条件下,可能遭遇超越概率为10%的烈度值。
2.1.2 抗震设防烈度
按国家批准权限审定作为一个地区或厂矿抗震设防依据的烈度值。
2.1.3 场地指数
按对场地地震效应的影响评定场地土层特性的指标。
2.1.4 地震影响系数
单质点弹性结构在地震作用下的最大加速度与重力加速度比值的统计平均值。
2.1.5 地震效应折减系数
结构塑性变形等各种有利因素对地震作用标准值效应折减的系数。
2.1.6 抗震设计的重力荷载代表值
抗震设计时,在地震作用标准值的计算和结构构件作用效应的基本组合中,结构或构件永久荷载标准值与有关可变荷载的组合值之和。
2.1.7 抗力的抗震调整系数
按其它结构规范计算的结构构件截面的承载力与按抗震要求计算的承载力的差别和不同结构抗震性能差别的调整。
2.1.8 抗震措施
系指构筑物所在场地及其地基基础、承重结构和选型、材料、非结构构件等方面的抗震设计要求、一般规定和构造措施。
2.2 符 号
2.2.1 作用和作用效应
2.2.2 材料性能及结构、构件抗力和其它物理量
2.2.3 几何参数
2.2.4 系数
3 抗震设计的基本要求
3.1 场地影响和地基、基础
3.1.1 场地应按对构筑物抗震的影响,划分出有利、不利和危险地段,并应符合下列规定:
3.1.1.1 坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土地段,按有利地段确定。
3.1.1.2 软弱土,液化土,条状突出的山嘴,高耸孤立的山丘,非岩质的陡坡,河岸和边坡边缘,平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的故河道、断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷及半填半挖地基等地段,按不利地段确定。
3.1.1.3 地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表位错的地段,按危险地段确定。
3.1.2 场地的选择,应符合下列要求:
3.1.2.1 宜选择有利地段。
3.1.2.2 宜避开不利地段,当无法避开时,应采取适当的抗震措施。
3.1.2.3 不应在危险地段建造甲、乙、丙类构筑物。
3.1.3 硬场地上基本自振周期大于0.3s的构筑物,可按原烈度降低一度采取抗震构造措施,地震作用应按原烈度计算;但6度时抗震构造措施不应降低。
3.1.4 地基的抗震设计,应符合下列要求:
3.1.4.1 当地基主要持力层范围内有液化土或软弱粘性土层时,应采取措施防止地基失效、土层软化、不均匀沉降和震陷对结构的不利影响。
3.1.4.2 同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土上,当不可避免时,宜设置防震缝。
3.1.5 基础的抗震设计,应符合下列要求:
3.1.5.1 对不均匀沉降敏感的构筑物以及输送易燃、易爆、剧毒介质的大口径管线的支承结构,应采取减小不均匀沉降或提高结构、管线对不均匀沉降适应能力的措施。
3.1.5.2 同一结构单元宜采用同一类型基础。
3.1.6.3 同一结构单元的基础,宜设置在同一标高上。
3.1.5.4 桩基宜采用低承台。
3.2 抗震结构体系
3.2.1 抗震结构体系,应根据构筑物的重要性、烈度、结构高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素,经技术经济综合比较后确定。
3.2.2 构筑物的平面、立面布置,宜符合下列要求:
3.2.2.1 构筑物的平面、立面布置宜规则、对称;质量分布和刚度变化宜均匀,相邻层的层间刚度不宜突变,平面内宜减小刚度中心与质量中心间的偏心距。
3.2.2.2 相邻层的抗侧力结构或构件的承载力不宜突变,平面内同类抗侧力构件的承载力宜均匀。
3.2.2.3 不宜采用自重大的悬臂结构。
3.2.3 对体型复杂的构筑物或建筑物-构筑物组联结构,应采取下列措施:
3.2.3.1 当设置防震缝时,宜将结构分成规则的结构单元。
3.2.3.2 当不设置防震缝时,宜对结构进行整体抗震计算;对薄弱部位,应采取提高抗震能力的措施。
3.2.3.3 防震缝应同伸缩缝、沉降缝协调布置,伸缩缝、沉降缝应符合防震缝的要求。
3.2.4 抗震结构体系,应符合下列要求:
3.2.4.1 应具有明确的计算简图和简捷、合理的地震作用传递路线;传递路线中的构件及其节点不应发生脆性破坏。
3.2.4.2 应具备必要的强度、良好的变形能力和耗能能力。
3.2.4.3 宜采用多道抗震防线。
3.2.4.4 部分结构或构件的破坏,不应导致整个体系丧失承载能力。
3.2.5 抗震结构的构件,应符合下列要求:
3.2.5.1 砌体结构构件应按规定设置钢筋混凝土圈梁、构造柱和芯柱,或采用配筋砌体和组合砌体柱等。
3.2.5.2 混凝土结构构件应合理选择尺寸,配置纵向钢筋和箍筋,避免剪切先于弯曲破坏、混凝土的压溃先于钢筋的屈服、钢筋锚固粘结先于构件破坏。
3.2.5.3 钢结构构件应合理选择尺寸,防止局部或整个构件失稳。
3.2.6 抗震结构构件的连接,应符合下列要求:
3.2.6.1 构件节点的承载力,不应低于其连接构件的承载力。
3.2.6.2 预埋件的锚固承载力,不应低于其连接构件的承载力。
3.2.6.3 装配式结构的连接,应能保证结构的整体性。
3.2.7 抗震支撑系统,应能保证地震时结构的稳定和可靠地传递水平地震作用。
3.3 材 料
3.3.1 结构材料的性能,应符合下列基本要求:
3.3.1.1 烧结普通砖的强度等级不应低于MU7.5,砖砌体的砂浆强度等级不宜低于M2.5。
3.3.1.2 混凝土的强度等级,抗震等级为一级的框架梁、柱和节点不宜低于C30,其它各类构件不应低于C20;构架式、筒式基础不宜低于C20;构造柱、芯柱和扩展基础不宜低于C15。
3.3.1.3 钢筋的强度等级,纵向受力钢筋宜采用Ⅱ级或Ⅲ级变形钢筋;箍筋可采用Ⅰ级或Ⅱ级钢筋;螺旋箍筋可采用Φ5冷拔低碳钢丝;构造柱、芯柱可采用Ⅰ级或Ⅱ级钢筋。
3.3.2 施工中,对主要受力钢筋不宜以强度等级比原设计高的钢筋代替;当需要替换时,应按钢筋受拉承载力设计值相等的原则进行换算。
3.4 非结构构件
3.4.1 围护墙、封墙等非结构构件,应与主体结构有可靠的连接。在人员出入口、通道及重要设备附近的非结构构件,应采取加强措施。
3.4.2 围护墙和隔墙,不宜采用半高的填充墙;当必须采用时,墙体与主体结构间应采用柔性连接。
4 场地、地基和基础
4.1 场 地
4.1.1 构筑物的所在场地,应根据场地指数进行评定。
4.1.1.1 场地指数应按下列公式计算:
4.1.1.2 当场地土层的平均剪变模量大于500MPa或覆盖层厚度不大于5m时,场地指数可采用1.0。
4.1.2 场地土层的平均剪变模量,可采用地面以下20m深度范围内土层的平均剪变模量;当覆盖层厚度小于20m时,可按实际覆盖层厚度确定。场地土层的平均剪变模量,应按下式计算:
4.1.3 场地土层的剪切波速,可通过现场实测确定;丁类构筑物及初步设计阶段的甲、乙、丙类构筑物,可按当地成熟的经验公式确定或按下式计算:
4.1.4 场地分类,可根据场地指数按表4.1.4确定。当有充分依据时,表4.1.4的场地指数划分范围可作适当调整。
4.1.5 场地的勘察,除应符合国家现行有关标准的规定外,尚应划分出抗震的有利、不利和危险地段,确定场地指数和场地分类;对需要采用时程分析法计算的构筑物,尚应根据设计要求提供土的有关动力参数和场地覆盖层厚度。
4.2 天然地基及基础
4.2.1 天然地基上的下列构筑物,可不进行地基和基础的抗震承载力验算:
4.2.1.1 6度时的构筑物。
4.2.1.2 7度、8度和9度时,地基静承载力标准值分别大于80、100、120kPa且高度不超过25m的构筑物。
4.2.1.3 本规范规定可不进行上部结构抗震验算的构筑物。
4.2.2 天然地基的抗震承载力,应符合下列各式要求:
4.2.3 验算天然地基的抗震承载力时,基础底面与地基之间的零应力区面积,不应大于基础底面面积的25%。
4.2.4 8度软场地和9度中软、软场地时,对水平荷载较大的结构和未设基础梁的柱间支撑部位的柱基等,应进行基础的地震抗滑验算。抗滑阻力可采用基础底面摩擦力与基础正侧面土的水平抗力之和;基础正侧面土的水平抗力,可采用被动土压力的1/3。
4.2.5 当需要提高基础的抗滑能力时,可选择下列措施:
4.2.5.1 设置刚性地坪。
4.2.5.2 基础底面下换土。
4.2.5.3 增加基础埋置深度或在基础底面增设防滑键。
4.2.5.4 加设基础系梁。
4.3 液化土地基
4.3.1 地面以下15m深度范围内地基有饱和砂土、饱和粉土时,可按下列规定进行液化初判:
4.3.1.1 地质年代为第四纪晚更新世(Q3)及其以前时,可判为不液化。
4.3.1.2 6度时,一般可不计液化的影响。
4.3.1.3 粉土中粒径小于0.005mm的粘粒含量百分率,7度、8度和9度分别不小于10%、13%和16%时,可不计液化的影响。
4.3.1.4 埋置深度不大于2m或大于5m的基础,可按图4.3.1确定是否要进一步判别液化;埋置深度大于2m但不超过5m的浅基础,上覆非液化土层厚度和地下水位深度值应各减去超过2m的深度部分后按图4.3.1进行判别。
注:①粘粒含量为采用六偏磷酸钠作分散剂的测定结果;
②上覆非液化土层中有软土时,扣除软土层厚度;
③地下水位深度采用厂矿投产后年平均最高水位或近期内年最高水位。
4.3.2 经初判确定为需要进一步判别液化的饱和砂土和粉土,在地面以下15m或桩基20m深度范围内,应采用标准贯入试验法进行判别;当有成熟经验时,也可采用其它方法进行判别。当饱和砂土和粉土的标准贯入锤击数实测值(未经杆长修正)小于液化判别标准贯入锤击数临界值时,应判为液化土。液化判别标准贯入锤击数临界值,可按下式计算:
4.3.3 存在液化土层的地基,应按下式计算地基液化指数:
4.3.4 存在液化土层的地基,应根据其液化指数按表4.3.4确定地基的液化等级。
地基液化等级 表4.3.4
液化指数 <5 5~15 >15
液化等级 轻微 中等 严重
4.3.5 抗液化措施,应根据构筑物的类别和地基的液化等级,按表4.3.5选择。除丁类构筑物外,不应将未经处理的液化土层作为天然地基持力层。
4.3.6 全部消除地基液化沉降的措施,应符合下列要求:
4.3.6.1 采用桩基时,应符合本章的有关规定。
4.3.6.2 采用深基础时,基础底面埋入液化深度以下的稳定土层中的深度,不应小于500mm。
4.3.6.3 采用加密法加固时,处理深度应达到液化深度下界,且处理后土层的标准贯入锤击数的实测值应符合本章第4.3.2条的规定。
4.3.6.4 采用换土法时,应挖除全部液化土层。
4.3.6.5 每边外伸的加密或换土处理宽度,从基础底面边缘算起,不应小于基础底面以下处理深度的1/3,且不应小于2m。
4.3.7 部分消除地基液化沉降的措施,应符合下列要求:
4.3.7.1 处理深度,应使处理后的乙类构筑物的地基液化指数不大于3,丙类构筑物不大于4;对独立基础和条形基础,基础底面以下的处理深度尚不应小于基础宽度,且不应小于5m。
4.3.7.2 在处理深度范围内,处理后土层的标准贯入锤击数的实测值应符合本章第4.3.2条关于不液化的规定。
4.3.7.3 每边外伸的处理宽度,应符合本章第4.3.6条的规定。
4.3.8 采用减小不均匀沉降或提高结构对不均匀沉降适应能力的措施时,可按具体情况选择下列措施:
4.3.8.1 减小基础埋置深度,基底至液化土层上界面的距离不宜小于3m。
4.3.8.2 采用箱基、筏基和钢筋混凝土十字形基础等。
4.3.8.3 增强上部结构的整体刚度和均匀对称性,合理设置沉降缝,避免采用对不均匀沉降敏感的结构形式等。
4.3.9 地下结构或半地下结构的底面或侧面有液化土层时,宜确定液化后土的侧压力和上浮力增大对结构的影响。
4.3.10 当大面积液化土层下界面的倾斜度超过2°或液化土地基一侧有临空面时,宜确定液化引起大范围土体流动的可能性。
4.4 较土地基震陷
4.4.1 8度和9度,地基范围内存在淤泥、淤泥质土且地基静承载力标准值8度小于100kPa、9度小于120kPa时,除丁类构筑物或基础底面以下非软土层厚度符合表4.4.1规定的构筑物外,均应采取措施,消除软土地基震陷影响。
基础底面以下非软土层厚度 表4.4.1
烈度 基础底面以下非软土层厚度(m)
8 ≥b,且≥5
9 ≥1.5b,且≥8
注:①表中厚度系指直接位于基础底面以下的非软土层;
②b为基础底面宽度(m)。
4.4.2 消除软土地基震陷影响,可选择下列措施:
4.4.2.1 基本消除地基震陷的措施,可采用桩基、深基础、加密或换土法等。采用加密或换土法时,基础底面以下软土的处理深度应满足表4.4.1规定的非软土层厚度要求;每边外伸处理宽度不宜小于处理深度的1/3,且不宜小于2m。
4.4.2.2 部分消除地基震陷的措施,可采用加密或部分换土法等。基础底面以下软土处理深度应满足本章表4.4.1规定的非软土层厚度的0.75倍;每边外伸处理宽度不宜小于处理深度的1/3,且不宜小于2m。
4.4.2.3 不具备地基处理条件时,可降低取用地基抗震承载力设计值。
4.4.2.4 基础和上部结构措施:
(1)可采用箱基、筏基和钢筋混凝土十字形基础等;
(2)增强上部结构的整体刚度和均匀对称性,合理设置沉降缝,避免采用对不均匀震陷敏感的结构形式等。
4.4.3 存在地基震陷影响的甲类构筑物或有特殊要求的构筑物,其抗震措施应进行专门研究。
4.5 桩基础
4.5.1 承受竖向荷载为主的低承台桩基,当同时符合下列条件时,可不进行桩基竖向抗震承载力和水平抗震承载力的验算:
4.5.1.1 6~8度时,符合本章第4.2.1条规定的构筑物。
4.5.1.2 桩端和桩身周围无液化土层。
4.5.1.3 桩承台周围无液化土、淤泥、淤泥质土、松散砂土,且无地基静承载力标准值小于130kPa的填土。
4.5.1.4 构筑物不位于斜坡地段。
4.5.2 非液化土中低承台桩基的抗震验算,应符合下列规定:
4.5.2.1 按计算确定单桩竖向承载力设计值时,桩周摩擦力标准值可提高25%,端承力标准值可提高40%;按荷载试验确定标准值时,单桩竖向承载力可提高40%;桩身均应满足强度的要求。
4.5.2.2 桩基水平承载力,可按桩的水平承载力设计值和桩承台正侧面土的水平抗力设计值之和进行计算;其中桩的水平承载力设计值可提高25%,但不应计入桩承台底面与地基土间的摩擦力。
4.5.3 存在液化土层的低承台桩基,且桩承台底面上、下分别有厚度不小于1.5、1.0m的非液化土或非软弱土时,可按下列两种情况分别进行抗震验算:
4.5.3.1 按全部地震作用采用,桩承载力可按本章第4.5.2条规定确定,但液化土层的桩周摩擦力、水平抗力,均宜乘以液化影响折减系数,其值可按表4.5.3采用。
土层的液化影响折减系数 表4.5.3
4.5.3.2 地震作用按水平地震影响系数最大值的10%采用,桩承载力可按本章第4.5.2条规定确定,但应扣除液化土层的桩周摩擦力和桩承台下2m深度范围内非液化土层的桩周摩擦力。
4.5.4 存在液化土层的桩基,桩伸入非液化土中的长度(不包括桩尖部分),应按计算确定,且对于碎石土、砾砂、粗砂、中砂、坚硬粘性土和密实粉土还不应小于0.5m;对于其它非岩石土,还不宜小于1.5m。
4.5.5 存在液化土层的预制桩群,当桩距小于4倍桩径且桩基纵向和横向的排数均不小于6排时,宜计入打桩对液化土的加密作用;桩基设计中,计算单桩承载力时可不计液化的影响;计算桩基承载力时,桩群外侧应力扩散角应采用0°。
4.5.6 桩基的抗震构造等级,应根据烈度和构筑物类别,按表4.5.6确定。
4.5.7 C级桩基,应满足一般桩基础的构造要求。
4.5.8 B级桩基,除应满足一般桩基础的构造要求外,尚应采取下列构造措施:
4.5.8.1 灌注桩,应在桩顶10倍桩径长度范围内配置纵向钢筋,当桩的设计直径为300~600mm时,其纵向钢筋最小配筋率不应小于0.65%~0.40%;在桩顶600mm长度范围内,箍筋直径不应小于6mm,间距不应大于100mm,且宜采用螺旋箍或焊接环箍。
4.5.8.2 钢筋混凝土预制桩,其纵向钢筋的配筋率不应小于1%;在桩顶1.6m长度范围内,箍筋直径不应小于6mm,间距不应大于100mm;当需要接桩时,应采用钢板焊接连接。
4.5.8.3 钢筋混凝土桩的纵向钢筋应锚入承台,锚固长度应满足受拉钢筋的抗震构造措施要求。
4.5.8.4 钢管桩顶部填充混凝土时应配置纵向钢筋,配筋率不应低于混凝土截面面积的1%,锚固长度应满足受拉钢筋的抗震构造措施要求。
4.5.9 A级桩基,除应满足对B级的要求外,尚应满足下列要求:
4.5.9.1 灌注桩,应按计算配置纵向钢筋;在桩顶1.2m长度范围内的箍筋间距不应小于80mm且不应大于8倍纵向钢筋直径;当桩径不大于500mm时,箍筋直径不应小于8mm,其它桩径时不应小于10mm。
4.5.9.2 钢筋混凝土预制桩,其纵向钢筋的配筋率不应小于1.2%;在桩顶1.6m长度范围内,箍筋直径不应小于8mm,间距不应大于100mm。
4.5.9.3 钢管桩与承台的连接应按受拉进行设计,其拉力值可采用桩竖向承载力设计值的1/10。
4.5.10 独立桩基承台,宜沿两个主轴方向设置基础系梁,基础系梁可按拉压杆进行设计,其轴力可采用桩基竖向承载力设计值的1/10。
5 地震作用和结构抗震验算
5.1 一般规定
5.1.1 构筑物的抗震计算,应符合下列原则:
5.1.1.1 一般情况下,可在构筑物结构单元的两个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算,各方向的水平地震作用,应全部由该方向的抗侧移构件承担。
5.1.1.2 质量或刚度分布明显不均匀、不对称的结构,应考虑水平地震作用的扭转影响。
5.1.1.3 8度和9度时,大跨度结构、长悬臂结构及箱(筒)形井塔、双曲线冷却塔、电视塔和石油化工塔型设备基础等高耸构筑物,应计算竖向地震作用。
5.1.2 各类构筑物的抗震计算,应分别采用下列方法:
5.1.2.1 高度不超过65m且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法;其它结构宜采用振型分解反应谱法。
5.1.2.2 甲类构筑物和本规范另有规定的构筑物,除应采用底部剪力法或振型分解反应谱法外,尚宜采用时程分析法或经专门研究的方法进行补充计算。
5.1.3 采用时程分析法时,宜选择3~5条相似工程场地条件的实际加速度记录或拟合设计反应谱的人工地震加速度时程曲线进行计算。按时程分析法得到的底部剪力,不应小于按底部剪力法或振型分解反应谱法计算值的80%。
5.1.4 计算地震作用时,构筑物的重力荷载代表值应取结构构件、内衬和固定设备自重标准值和可变荷载组合值之和;可变荷载的组合值系数,除本规范另有规定者外,应按表5.1.4采用。
5.1.5 构筑物的地震影响系数,应根据烈度、场地指数和结构自振周期按图5.1.5确定,其下限值不应小于最大值的10%,且应符合下列规定:
5.1.5.1 截面抗震验算时,阻尼比为5%的构筑物的水平地震影响系数最大值,应根据抗震计算水准按表5.1.5-1采用。除本规范另有规定者外,构筑物的阻尼比可采用5%。
5.1.5.2 特征周期,应根据场地指数按下式计算:
对于基本自振周期大于1.5s且位于中软、软场地上的高柔构筑物,按式(5.1.5-1)确定的特征周期值宜增加0.15s。
5.1.5.3 当构筑物的阻尼比不等于5%时,其水平地震影响系数应乘以阻尼修正系数;阻尼修正系数可按下列规定计算:
5.1.5.4 多质点体系,当采用底部剪力法计算时,按图5.1.5确定的水平地震影响系数,应乘以增大系数。水平地震影响系数的增大系数,应按下列公式确定:
结构类型指数 表5.1.5-2
结构类型 剪切型结构 弯剪型结构 弯曲型结构
ζ 0.05 0.20 0.35
5.1.5.5 竖向地震影响系数的最大值,可采用水平地震影响系数最大值的65%。
5.1.6 当按水平地震加速度计算构筑物地震作用时,其设计基本地震加速度值应按表5.1.6采用。
设计基本地震加速度值 表5.1.6
烈度 6 7 8 9
设计基本地震加速度值 0.05g 0.10g 0.20g 0.40g
5.1.7 构筑物的基本自振周期,可按本规范有关章规定的计算方法确定;当采用类似构筑物的实测周期时,应根据构筑物的重要性和允许损坏程度,乘以震时周期加长系数1.1~1.4确定。
5.1.8 结构的抗震验算,应符合下列规定:
5.1.8.1 6度时和本规范规定不验算的结构,可不进行截面抗震验算,但应符合有关的抗震措施要求。
5.1.8.2 构筑物应按本规范规定的抗震计算水准进行地震作用和作用效应计算。
5.1.8.3 平面尺寸较小的高耸构筑物,应对整体结构进行抗倾覆验算。
5.1.8.4 符合本章第5.5.1条规定的构筑物,除应按本章第5.4节的规定进行截面抗震验算外,尚应进行抗震变形验算。
5.2 水平地震作用和作用效应计算
5.2.1 当采用底部剪力法时,结构水平地震作用计算简图可按图5.2.1采用;水平地震作用和作用效应应按下列规定计算:
5.2.1.1结构总水平地震作用标准值,应按下列公式确定:
5.2.1.2 结构基本振型和第二振型质点i的水平地震作用标准值,应按下列公式确定:
5.2.1.3 水平地震作用标准值效应应按下列公式确定:按抗震计算水准A进行截面抗震验算时:
按抗震计算水准B进行截面抗震验算时:
5.2.2 当采用振型分解反应谱法时,可不计扭转影响的结构,水平地震作用和作用效应应按下列规定计算:
5.2.2.1 结构j振型质点i的水平地震作用标准值,应按下列公式确定:
5.2.2.2 水平地震作用标准值效应,应按下列公式确定:
按抗震计算水准A进行截面抗震验算时:
按抗震计算水准B进行截面抗震验算时:
5.2.3 突出构筑物顶面的小型结构,采用底部剪力法计算时,除本规范另有规定者外,其地震作用效应宜乘以增大系数3,但增大部分不应往下传递。
5.3 竖向地震作用计算
5.3.1 井塔、电视塔以及质量、刚度分布与其类似的筒式或塔式结构,其竖向地震作用标准值应按下列公式确定(图5.3.1):
5.3.2 跨度大于24m的桁架、长悬臂结构和其它大跨度结构,竖向地震作用标准值可采用其重力荷载代表值与竖向地震作用系数的乘积;竖向地震作用,可不往下传递;竖向地震作用系数可按表5.3.2采用。