高层与大跨度建筑防震抗震设计-课件.ppt

高层结构抗震控制与中震设计分析 （学科专业： 结构工程） 《抗规》中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标，但没有给出中震设计的判断标准和设计要求，我国目前的抗震设计是以小震为设计基础的，中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。 五、 “中震可修”及中震设计分析 1.1 没有对结构存在的薄弱构件进行分析而作出专门的设计规定，仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定； 1.2 在中震（设防烈度地震）作用下，规范仅提出“中震可修”的概念设计要求，没有具体的抗震设计方法； 1.3“中震可修”的技术经济问题：可修的标准和造价、破坏损失、修复的费用紧密相关[3]。 随着复杂结构、超高超限结构越来越多，对中震的设计要求也越来越多，目前工程界对于结构的中震设计有两种方法，第一种按照中震弹性设计，第二种是按照中震不屈服设计。 五、 “中震可修”及中震设计分析 1．现行《抗规》存在问题： 中震设计要求表 竖向构件SERy; 次要及耗能 构件可出现轻微抗弯屈服， 不出现剪切屈服。 抗震承载力满足弹 性设计要求，即所 有构件满足SERy。 设 计 要 求 弹性计算 弹性计算 计算方法 采用标准值 采用设计值 材料强度 1.0 与小震弹性分析同 抗震承载力调整系数 1.0 与小震弹性分析同 材料分项系数 1.0 与小震弹性分析同 作用分项系数 1.0 1.0 地震组合内力调整系数 β×α小 β×α小 α中 分 析 条 件 中震不屈服设计 中震弹性设计 项 目 注：最大地震影响系数α及放大系数β按表2取值 五、 “中震可修”及中震设计分析 2．中震设计要求： 地震影响系数α表（β为相对于小震的放大系数） 4.375 5 5.625 6 6.25 大震放大系数β 2.5 2.75 2.875 2.75 2.875 中震放大系数β 1.40 1.20 0.90 0.72 0.50 大震α 0.80 0.66 0.46 0.33 0.23 中震α 0.32 0.24 0.16 0.12 0.08 小震α 9度 8.5度 8度 7.5度 7度 设防烈度 五、 “中震可修”及中震设计分析 表2 2.1 中震弹性设计条件 (1) 最大地震影响系数α及放大系数β按表1取值； (2) 不考虑地震组合内力调整系数（即强柱弱梁、强剪弱弯 调整系数）； (3) 采用作用分项系数、材料分项系数和抗震承载力调整系 数，构件的承载力计算时材料强度采用设计值。 2.2 中震弹性设计要求:结构的抗震承载力满足弹性设计要求。 2.3 中震弹性设计SATWE中实现 （1）定义中震反应谱，其地震影响系数αmax按表2取用。 （2）定义设计参数时，将抗震等级定为四级，即不考虑地震 组合内力调整系数（即强柱弱梁、强剪弱弯调整系数）。 （3）其它设计参数的定义均同小震设计。 五、 “中震可修”及中震设计分析 五、 “中震可修”及中震设计分析 中震不屈服设计，是基于《中震可修》的性能要求提出的[15][20]，目的是通过适当量化的弹性计算方法，找出薄弱构件并加强，解决《抗规》存在的上述问题1）、2），与小震和罕遇地震作用下的抗震设计规定相结合，更好地整体实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设防目标。 3.1 各级地震时的地震影响系数及屈服控制 弹塑性分析 部分屈服，但不倒塌 1.40 0.90(1.20) 0.50(0.72) 罕遇地震 竖向构件SERy, 耗能构件可 出现轻微抗弯屈服，不出现剪切屈服 0.70 0.45(0.60) 0.23(0.32) 设防地震 竖向构件SERy, 耗能构件不 出现剪切屈服，不宜出现弯曲屈服 0.60 0.38(0.50) 0.20(0.28) 2 弹性分析设计 内力和材料强 度均采用标准 值地震内力不 放大 SERy,可查找相对薄弱部位 0.50 0.32(0.42) 0.16(0.24) 1 屈服判 别地震 弹性分析 SERy,可查找相对薄弱部位 0.32 0.16(0.24) 0.08(0.12) 多遇地震 分析模型 屈 服 控 制 要 求 9度 8度 7度 地震影响系数 注:括号内数值分别用于设计基本加速度为0.15g和0.30g的地区 五、 “中震可修”及中震设计分析 3．中震不屈服设计 3.2 计算方法 3.2.1 基本组合内力标准值计算：按《抗规》第5.4.1条规定, 地震作用效应基本组合: S=γGSGE+γEhSEhk+γEvSEvk+φWγWSWk 分项系数γG、γEh、γEv、γW均取1.0,风载组合系数φW一般结构