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核心教程:提升结构抗震性能

【摘要】:表6.1-14 结构抗震性能目标2.抗震性能水准结构抗震性能水准可按表6.1-15进行宏观判别。根据《高规》3.11.1条,Ⅳ正确。

1.抗震性能目标

结构抗震性能设计应分析结构方案的特殊性、选用适宜的结构抗震性能目标,并采取满足预期的抗震性能目标的措施。结构抗震性能目标应综合考虑抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构的特殊性、建造费用、震后损失和修复难易程度等各项因素选定。结构抗震性能目标分为A、B、C、D四个等级,结构抗震性能分为1、2、3、4、5五个水准,每个性能目标均与一组在指定地震地面运动下的结构抗震性能水准相对应(见表6.1-14)。

表6.1-14 结构抗震性能目标

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2.抗震性能水准

结构抗震性能水准可按表6.1-15进行宏观判别。

表6.1-15 各性能水准结构预期的震后性能状况

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(续)

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注:“关键构件”是指该构件的失效可能引起结构的连续破坏或危及生命安全的严重破坏;“普通竖向构件”是指“关键构件”之外的竖向构件;“耗能构件”包括框架梁、剪力墙连梁及耗能支撑等。

3.结构设计

不同抗震性能水准的结构可按下列规定进行设计:

(1)第1性能水准的结构,应满足弹性设计要求。在多遇地震作用下,其承载力和变形应符合《高规》的有关规定;在设防烈度地震作用下,结构构件的抗震承载力应符合下式规定:

γGSGE+γEhS*Ehk+γEvS*EvkRd/γRE (6.1-5)

式中 RdγRE——构件承载力设计值和承载力抗震调整系数,同式(6.1-3)、式(6.1-4);

SGEγGγEhγEv——同式 (6.2-3);

S*Ehk——水平地震作用标准值的构件内力,不需考虑与抗震等级有关的增大系数;

S*Evk——竖向地震作用标准值的构件内力,不需考虑与抗震等级有关的增大系数。

(2)第2性能水准的结构,在设防烈度地震或预估的罕遇地震作用下,关键构件及普通竖向构件的抗震承载力宜符合式(6.1-5)的规定;耗能构件的受剪承载力宜符合式(6.1-5)的规定,其正截面承载力应符合下式规定:

SGE+S*Ehk+0.4S*EvkRk (6.1-6)

式中 Rk——截面承载力标准值,按材料强度标准值计算。

(3)第3性能水准的结构应进行弹塑性计算分析。在设防烈度地震或预估的罕遇地震作用下,关键构件及普通竖向构件的正截面承载力应符合式(6.1-5)的规定,水平长悬臂结构和大跨度结构中的关键构件正截面承载力尚应符合式(6.1-7)的规定,其受剪承载力宜符合式(6.1-5)的规定;部分耗能构件进入屈服阶段,但其受剪承载力应符合式(6.1-6)的规定。在预估的罕遇地震作用下,结构薄弱部位的层间位移角应满足《高规》第3.7.5条的规定(式(1.7-27))。

SGE+0.4S*Ehk+S*EvkRk (6.1-7)

(4)第4性能水准的结构应进行弹塑性计算分析。在设防烈度或预估的罕遇地震作用下,关键构件的抗震承载力应符合式(6.1-6)的规定,水平长悬臂结构和大跨度结构中的关键构件正截面承载力尚应符合式(6.1-7)的规定;部分竖向构件以及大部分耗能构件进入屈服阶段,但钢筋混凝土竖向构件的受剪截面应符合式(6.1-8)的规定,钢—混凝土组合剪力墙的受剪截面应符合式(6.1-9)的规定。在预估的罕遇地震作用下,结构薄弱部位的层间位移角应符合《高规》第3.7.5条的规定(式(1.7-27))。

VGE+V*Ek≤0.15fckbh0 (6.1-8)

VGE+V*Ek)-(0.25fakAa+0.5fspkAsp)≤0.15fckbh0 (6.1-9)

式中 VGE——重力荷载代表值作用下的构件剪力(N);

V*Ek——地震作用标准值的构件剪力(N),不需考虑与抗震等级有关的增大系数;

fck——混凝土轴心拉压强度标准值(N/mm2);

fak——剪力墙端部暗柱中型钢的强度标准值(N/mm2);

Aa——剪力墙端部暗柱中型钢的截面面积(mm2);

fspk——剪力墙墙内钢板的强度标准值(N/mm2);

Asp——剪力墙墙内钢板的横截面面积(mm2)。

(5)第5性能水准的结构应进行弹塑性计算分析。在预估的罕遇地震作用下,关键构件的抗震承载力宜符合式(6.1-6)的规定;较多的竖向构件进入屈服阶段,但同一楼层的竖向构件不宜全部屈服;竖向构件的受剪截面应符合式(6.1-8)或式(6.1-9)的规定;允许部分耗能构件发生比较严重的破坏;结构薄弱部位的层间位移角应符合《高规》第3.7.5条的规定(式(1.7-27))。

结构弹塑性计算分析除应符合《高规》第5.5.1条的规定外,尚应符合下列规定:

(1)高度不超过150m的高层建筑可采用静力弹塑性分析方法;高度超过200m时,应用弹塑性时程分析法;高度在150~200m之间,可视结构自振特性和不规则程度选择静力弹塑性方法或弹塑性时程分析方法。高度超过300m的结构,应有两个独立的计算,进行校核。

(2)复杂结构应进行施工模拟分析,应以施工全过程完成后的内力为初始状态。

(3)弹塑性时程分析宜采用双向或三向地震输入。

【例6.1-15】 下列关于高层建筑混凝土结构的抗震性能化设计的4种观点:

Ⅰ.达到A级性能目标的结构在大震作用下仍处于基本弹性状态;

Ⅱ.建筑结构抗震性能化设计的性能目标,应不低于《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)规定的基本设防目标;

Ⅲ.严重不规则的建筑结构,其结构抗震性能目标应为A级;

Ⅳ.结构抗震性能目标应综合考虑抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构的特殊性、建造费用、震后损失和修复难易程度等各项因素选定。

试问,针对上述观点正确性的判断,下列何项正确?

(A)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ正确,Ⅳ错误 (B)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ正确,Ⅰ错误

(C)Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ正确,Ⅲ错误 (D)Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ正确,Ⅱ错误

答案:(C)

解答:根据《高规》3.11.1条条文说明第2款(本书6.1.9节内容),Ⅰ正确。

根据《抗规》3.10.3条第2款,Ⅱ正确。

根据《高规》3.1.4条及3.11.1条条文说明(本书6.1.9节内容),Ⅲ错误。

根据《高规》3.11.1条(本书6.1.9节内容),Ⅳ正确。