王亚勇-技术要点若干问题2014-09-26

超限高层建筑抗震专项审查

技术要点若干问题

中国建筑科学研究院王亚勇

超限的界定

（局部与全部-量化的控制）

楼板开洞、凹口深度、错层、穿层柱（稳定验算或强度验算？）、框支层、偏心、扭转位移

规范和“安评”地震作用取值

小震作用取规范和”安评”反应谱的包络值；取计算底部剪力较大值的反应谱；加速度取较大值，反应谱形状参数（Tg、β、γ）按规范。

规范和“安评”地震作用取值

中、大震作用按规范不作调整；按规范调整：安评Amax

/规范Amax（就高不就低）。结构周期合理取值

T=0.07～0.10n（多、高层）T=0.3～0.4√H（H>250m）T≤0.2H（日本H>200m）假定:250m

T=4.7～6.3(中),

≤5.0s(日)

剪重比（最小地震剪力系数）

的底线与调整

（1）λmin=0.85×0.75×0.2αmax

≥0.5%（中国

6度区，T1>6.0s）（2）λmin=4.5～6.4%（日本）（3）λmin=1.0%（美国、新西兰）（4）问题：6度区低风压，III、IV类场地满足 ≥

0.5%要求，I、II类场地反而不易满足

（5）办法：I、II类场地Tg适当加大；调整质量、

刚度和地震剪力；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%少数楼层8～10%，按20%调整个别楼层～5%，按20%调整>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；2、型钢弹性模量等代：混凝土弹性模量Ec=3.60×104

N/mm2，钢材弹模Es=2.00×105

N/mm2（20/3.6=5.6）按含钢率4%计，等代混凝土净面积A=5.6×4%=22%。3、型钢强度等代：

C60混凝土混凝土轴心抗拉强度标准值ftk=2.85N/mm2；HRB335钢屈服强度标准值

fyk=335N/mm2，（335/2.85=118）；按4%含钢率计，等代混凝土净面积A=118×4%=470%。4、二者相差约21倍。5、≥8

度区，底部采用钢板剪力墙，不按<2ftk控制，

满足要求；采用混凝土钢板组合剪力墙，按<2ftk控制，

不满足要求；建筑1/3高度以下加伸臂桁架，满足要求。

控制指标的区别对待

地区：高风-强震(海口)，高风-弱震

(青岛)，低风-强震(昆明)，低风-弱震

(长沙)。参数相关性：位移、轴压比、拉应力、

墙肢约束边缘构件高度等。

时程分析法

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；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：3组，取包络值；7组，取平均值。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：结构主向，底部总剪力满足：单组

65~130%，平均80~120%。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，取包络值楼层剪力（基底）分布楼层位移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：

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）分布楼层位移分布楼层层间位移角分布梁、柱最大延性（损伤）最大塑性转角（塑性铰）重要构件的屈服面（M-N关系）顶点位移时程曲线（弹性/弹塑性）基底剪力时程曲线（弹性/弹塑性）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：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。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：小震、中震（=

2.8小震）、大震（=

4

～6小震）。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：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件承载力验算例：矩形RC柱正截面受弯承载力为：

斜截面受剪承载力为（偏心受压/拉）：

受剪截面控制条件为（剪跨比≤2）：

例：SRC墙正截面受弯承载力为（偏心受拉）：斜截面受剪承载力为（偏心受压/拉）：

受剪截面控制条件为（剪跨比≤2）：

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,ζ)

≤

Rk式中： I—设防烈度或罕遇烈度地震动； ζ

—部分次要构件进入塑性的刚度折减或附加阻尼 Rk—按材料强度标准值计算的承载力，不计入作

用分项系数γG，γE、承载力抗震调整系数γRE和内

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）：

γGSGE+γE

SEk(I,λ,

ζ)

≤

R

/γRE

式中： I—设防烈度的地震动； λ—地震效应调整系数，不考虑时取1.0； ζ—部分次要构件进入塑性的刚度折减或附加阻尼

R

—按材料强度设计值计算的承载力，计入作用

分项系数γG，γE、承载力抗震调整系数

γRE，不计

入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,ζ)

≤

Ru

式中： I—设防烈度或罕遇烈度地震动； ζ

—部分次要构件进入塑性的刚度折减或附加阻尼 Ru—按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0.88倍）计算的承载

力，不计入作用分项系数γG，γE、承载力抗震调整系数γRE和内力调整系数性能目标的确定（一）

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：

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：

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：6度时，“中震弹性”；7度