王亚勇-技术要点若干问题2014-09-26

1、超限高层建筑抗震专项审查超限高层建筑抗震专项审查技术要点若干问题技术要点若干问题中国建筑科学研究院中国建筑科学研究院王亚勇王亚勇超限的界定（局部与全部（局部与全部-量化的控制）量化的控制）楼板开洞、凹口深度、错层、穿层楼板开洞、凹口深度、错层、穿层柱（稳定验算或强度验算？）、框柱（稳定验算或强度验算？）、框支层、偏心、扭转位移支层、偏心、扭转位移规范和“安评”地震作用取值小震作用小震作用1. 取规范和取规范和”安评安评”反应谱的包络值；反应谱的包络值；2. 取计算底部剪力较大值的反应谱；取计算底部剪力较大值的反应谱；3. 加速度取较大值，反应谱形状参加速度取较大值，反应谱形状参数（数（Tg、）

2、按规范。）按规范。规范和“安评”地震作用取值中、大震作用中、大震作用1. 按规范不作调整；按规范不作调整；2. 按规范调整：安评按规范调整：安评Amax /规范规范 Amax （就（就高不就低）。高不就低）。结构周期合理取值1. T=0.070.10n（多、高层）（多、高层）2. T=0.30.4H（H250m）3. T0.2H（日本（日本H200m ）假定假定:250m T=4.76.3(中中), 5.0s(日日)剪重比（最小地震剪力系数）的底线与调整（1） min = 0.850.750.2max 0.5%（中国（中国 6度区，度区，T1 6.0s）（2）min= 4.56.4%（日本）（

3、日本）（3）min= 1.0%（美国、新西兰）（美国、新西兰）（4）问题：）问题：6度区低风压，度区低风压，III、IV类场地满足类场地满足 0.5%要求，要求，I、II类场地反而不易满足类场地反而不易满足（5）办法：）办法：I、II类场地类场地Tg适当加大；调整质量、适当加大；调整质量、刚度和地震剪力；刚度和地震剪力；只调整地震剪力；不限制只调整地震剪力；不限制。框架承担剪力比：框-筒结构规范定义:各楼层最大值10%1. 少数楼层810%，按20%调整2. 个别楼层 5%，按20%调整3. 20%，按25%调整 “中震不屈服”下墙肢拉应力验算1、双向地震作用，单一工况，单墙肢全截面受拉；、双

4、向地震作用，单一工况，单墙肢全截面受拉；2、型钢、型钢弹性模量弹性模量等代：等代： 混凝土弹性模量混凝土弹性模量Ec=3.60104 N/mm2，钢材弹模，钢材弹模Es=2.00105 N/mm2（20/3.6=5.6） 按含钢率按含钢率4%计，等代混凝土净面积计，等代混凝土净面积A=5.64%=22%。3、型钢、型钢强度强度等代：等代： C60混凝土混凝土 混凝土轴心抗拉强度混凝土轴心抗拉强度 标准值标准值ftk=2.85 N/mm2；HRB335钢钢 屈服强度标准值屈服强度标准值 fyk=335 N/mm2，（，（335/2.85=118）；按）；按4%含钢率计，含钢率计， 等代混凝土净面

5、积等代混凝土净面积 A=1184%=470%。4、二者相差约、二者相差约21倍。倍。5、 8 度区，底部采用钢板剪力墙，不按度区，底部采用钢板剪力墙，不按 2ftk控制，控制，满足要求满足要求；采用混凝土钢板组合剪力墙，按；采用混凝土钢板组合剪力墙，按 2ftk控制，控制， 不满足要求不满足要求；建筑；建筑1/3高度以下加伸臂桁架，高度以下加伸臂桁架，满足要求满足要求。控制指标的区别对待 地区：地区：高风高风-强震强震 (海口海口)，高风，高风-弱震弱震 (青岛青岛)，低风，低风-强震强震 (昆明昆明)，低风，低风-弱震弱震(长沙长沙)。 参数相关性：参数相关性：位移、轴压比、拉应力、位移、轴

6、压比、拉应力、墙肢约束边缘构件高度等。墙肢约束边缘构件高度等。时程分析法1. 输入地震波准则：输入地震波不确定性数量、特征要求；2. 计算模型和计算方法：本构关系、屈服模型、积分方法、阻尼取值、地震输入、计算结果摘取；3. 输出结果判别：楼层剪力和弯矩分布、剪重比之比、位移（比）分布、顶点位移之比(弹性/弹塑性)、损伤程度（损伤因子，应力应变）、周期变化。输入 地震波数量：地震波数量：3组，取包络值；7组，取平均值。 选波原则：统计意义上相符，选波原则：统计意义上相符，小震和大震地震波不同（反应谱Tg 不同）。 地震波检验：地震波检验：结构主向，底部总剪力满足：单组65130 %，平均 801

7、20 % 。 有效持续时间：有效持续时间：Td = 结构基本周期的5倍左右, 起始峰值到结束峰值取记录最大峰值的10%15%。输出小震弹性 时程法：与地震时刻无关，取包络值时程法：与地震时刻无关，取包络值 楼层剪力（基底）分布楼层剪力（基底）分布 楼层位移分布楼层位移分布 楼层层间位移角分布楼层层间位移角分布 考虑概率统计分布的取值（反应谱法：考虑概率统计分布的取值（反应谱法：SRSS，CQC）大震弹塑性结构构件的屈服模型柱单元轴力-双向弯矩作用下的屈服曲面钢筋混凝土连梁的恢复力曲线钢筋混凝土剪力墙恢复力曲线结构弹塑性动力响应（取包络） 楼层剪力（基底）分布楼层剪力（基底）分布 楼层位移分布楼

8、层位移分布 楼层层间位移角分布楼层层间位移角分布 梁、柱最大延性（损伤）梁、柱最大延性（损伤） 最大塑性转角（塑性铰）最大塑性转角（塑性铰） 重要构件的屈服面（重要构件的屈服面（M-N关系）关系） 顶点位移时程曲线（弹性顶点位移时程曲线（弹性/弹塑性）弹塑性） 基底剪力时程曲线（弹性基底剪力时程曲线（弹性/弹塑性）弹塑性）地面加速度输入和顶点位移反应时程（地面加速度输入和顶点位移反应时程（ETABS）性能化设计要点 目的：目的：地震中结构破坏和建筑功能中断造地震中结构破坏和建筑功能中断造成生命财产损失，以及修复重建的代价。成生命财产损失，以及修复重建的代价。 针对性（超限高层建筑和大跨空间结构

9、）：针对性（超限高层建筑和大跨空间结构）：结构主体、构件、部位、设备和管线等。 地震水准：地震水准：小震、中震（= 2.8小震）、 大震（= 4 6小震）。 性能目标：性能目标：不同地震水准下预期的破坏和对建筑性能的影响。 性能设计：性能设计：不同地震水准下抗震承载力和变形能力。地震动水准（50年） 多遇地震、设防地震、罕遇地震 50年以上：专门研究，适当调整 发震断层距离： 5km, 放大系数1.5; 5 10km, 放大系数 1.25结构的关键构件、部位、设备和管线 剪力墙底部加强区 转换构件（梁、桁架、框支柱、托柱） 巨柱、斜柱、支撑 伸臂桁架（斜撑） 带状环桁架 重要节点 设备和管线构

10、件承载力验算例：矩形RC柱正截面正截面受弯受弯承载力为承载力为： )/1 (5 . 0)(ckGcGs0sykcykbhfNhNahAfM斜截面斜截面受剪受剪承载力为承载力为（偏心受压（偏心受压/拉）：拉）： 受剪截面受剪截面控制条件为控制条件为（剪跨比（剪跨比 2）：）： )2 . 0/(056. 0105. 10yv0twkNNhsAfbhfVsv）：（00. 015. 0bhf20VSRC bhfVcc例：SRC墙正截面受弯正截面受弯承载力为（偏心受拉）：承载力为（偏心受拉）：斜截面斜截面受剪受剪承载力为承载力为（偏心受压（偏心受压/拉）：拉）： 受剪截面受剪截面控制条件为控制条件为（剪

11、跨比（剪跨比 2）：）： yssssfAhbfAANhbfV32. 08 . 0)1 . 04 . 0(5 . 010wyvkw0wtkwk0wckwk15. 0hbfV)(2)()(22/111000000swyssssswywswswyswuyssssywswysuwuuREahfAahfAahfAMfAfAfANMeNN标准值复核（“不屈服”）计算公式如下（不计入风荷载效应） ：SGE +SEk(I,) Rk式中： I 设防烈度或罕遇烈度地震动； 部分次要构件进入塑性的刚度折减或附加阻尼Rk 按材料强度标准值材料强度标准值计算的承载力，不计入作作用分项系数用分项系数G， E 、承载力抗震

12、调整系数承载力抗震调整系数RE和内内力调整系数力调整系数 设计值复核（“弹性”）计算公式如下（不计入风荷载效应）：GSGE +E SEk(I, , ) R /RE 式中：I 设防烈度的地震动；地震效应调整系数，不考虑时取1.0；部分次要构件进入塑性的刚度折减或附加阻尼 R 按材料强度设计值材料强度设计值计算的承载力，计入作用作用分项系数分项系数G，E、承载力抗震调整系数承载力抗震调整系数 RE，不计不计入入内力调整系数内力调整系数极限值复核计算公式如下（不计入风荷载效应） ：SGE +SEk(I,) Ru 式中： I 设防烈度或罕遇烈度地震动； 部分次要构件进入塑性的刚度折减或附加阻尼Ru 按

13、材料强度最小极限值（钢筋取屈服强度材料强度最小极限值（钢筋取屈服强度 1.25倍，混凝土取立方强度倍，混凝土取立方强度0.88倍）倍）计算的承载 力，不计入作用分项系数作用分项系数G， E 、承载力抗震调整承载力抗震调整系数系数RE和内力调整系数内力调整系数性能目标的确定（一） 风荷载控制：风荷载控制： 青岛0.60（0.70）kN/m2，6度0.05g二组Tg = 0.40s 风荷载和地震双控：风荷载和地震双控： 厦门0.80（0.95）kN/m2，7度0.15g二组Tg = 0.40s 武汉0.35（0.40）kN/m2，6度0.05g一组Tg = 0.35s 地震控制：地震控制： 海口0.75（0.90）kN/m2，8度0.30g一组Tg = 0.35s 昆明0.30（0.35）kN/m2，8度0.20g二组Tg = 0.40s性能目标的确定（二） 性能目标：性能目标：6 6度度时，时，“中震弹性中震弹性”；7 7度度时，抗弯时，抗弯“中震不屈服中震不屈服”和抗剪和抗剪“中震弹性中震弹性”；8 8度度时抗弯时抗弯和抗剪均为和抗剪均为“中震不屈服中震不屈服”。大震下，满足截面。大震下，满足截面抗剪控制条件。抗剪控制条件。 抗震规