2010版建筑抗震规范宣贯王亚勇
- 格式:pdf
- 大小:1.36 MB
- 文档页数:43
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)6.2.2条调整所引发的思考摘要:对我国先后颁布的三部抗震设计规范(GBJ11-89,GB50011-2001和GB50011-2010)中第6.2.2条进行了比较,并分析了调整原因。
通过与欧美规范的对比,可以看出,我国规范中柱端弯矩增大系数的取值已高于欧共体。
目前我国仍采用《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJ149-2006),笔者提出现阶段异形柱结构设计中柱端弯矩增大系数的建议性取值。
最后通过对规范的理解,提出在设计过程中要精细化设计,以使“强柱弱梁”失效概率降到最低,并提出具体建议。
关键词:建筑抗震设计规范 6.2.2条;GBJ11-89,GB50011-2001,GB50011-2010;柱端弯矩增大系数;异形柱;强柱弱梁Abstract: China has promulgated three of the standard aseismatic design (GBJ11-89, GB50011-2001 and GB50011-2010) in the first article 6.2.2 are compared, and analyzes the reason adjustment. Through the comparison of rules and Europe and the United States, can see, the bending moment of Chinese code column increase coefficient has been higher than the European Union. At present our country still use the concrete special column frame structure technical regulations (JGJ149-2006), the author propose special-shaped columns in the structural design of the column advisory bending moment increase coefficient values. Finally through to the understanding of the standard, and puts forward the design process to fine design, to “strong column weak beam” failure probability to a minimum, and puts forward concrete Suggestions.Keywords: building the standard aseismatic design article 6.2.2; GBJ11-89, GB50011-2001, GB50011-2010; The column increase coefficient moment; Special-shaped columns; Strong column weak beam中图分类号:TU973+.31文献标识码:A 文章编号:0、前言框架结构的抗地震倒塌能力与其破坏机制密切相关。
第15卷 第5期 建筑科学 BUILDING SC IENCE1999年建筑抗震设计中地震作用取值———主要国家抗震规范比较王亚勇*(中国建筑科学研究院工程抗震研究所 北京100013)郭子雄 吕西林(华侨大学) (同济大学)摘 要 对中国、日本、美国、欧洲、新西兰等国建筑抗震设计规范中的地震作用取值进行对比。
地震作用取值不但与各国的地震背景、区划方法、衰减规律等技术问题有关,还与设防水准、设防目标有关,而后者更大程度上取决于经济和行政的决策。
比较是在相同超越概率(重现期)的基础上,将地震作用取值归结到基底剪力的计算,比较弹性和弹塑性基底剪力的大小,不涉及荷载组合、材料强度取值等。
综合比较的结果表明,日本规范的地震作用取值最大,其他国家取值较小并较接近,但在不同周期段仍存在差别。
一般说来,中国规范的取值比美国规范的取值要低10%~20%。
关键词 抗震设计规范 弹性和弹塑性反应谱 地震作用 基底剪力1 前 言地震作用的取值是抗震设计的基础,各国的抗震设计规范中关于地震作用的描述一般均采用设计反应谱的形式,但座标参数的表达和取值不同,它的确定与抗震设防水准(Earthquake design levels)、设防目标( Seismic desig n objectives)有关。
而建筑结构地震效应的计算和最终的构件截面设计,除了与地震作用的取值有关之外,还与地震区划、荷载组合、材料强度取值、抗力的计算等有关。
各国的抗震设计规范依据本国的主流建筑结构类型、技术发展水平和经济实力,同时沿袭传统习惯来制订相应的条文。
因此,简单地从某一点出发来进行对比,并且下结论说地震力孰高孰低、谁安全谁不安全,是不合适的。
本文旨在综合比较中、美、日、新西兰、欧洲抗震设计规范关于抗震设防标准、抗震设防目标、抗震设计方法及地震作用取值的大小,为当前我国工程界正展开的关于建筑结构设计可靠度的讨论提供一份背景材* 《建筑抗震设计规范》管理组王亚勇,中国建筑科学研究院研究员料,以资参考。
DOI:10.14006/j.jzjgxb.2010.06.016建筑结构学报 J o u r n a l o f B u i l d i n g S t r u c t u r e s第31卷第6期2010年6月V o l.31N o.6J u n e2010002文章编号:1000-6869(2010)06-0007-10《建筑抗震设计规范》的发展沿革和最新修订王亚勇,戴国莹(中国建筑科学研究院工程抗震研究所,北京100013)摘要:在回顾了我国建筑抗震设计规范的发展沿革的基础上,简要介绍了《建筑抗震设计规范》历次版本的主要特点,着重阐述G B50011—2001规范的最新修订情况。
这些修订包括:建筑抗震设防水准、设计基本地震加速度、基本要求和概念设计、场地分类和评估、地震作用和抗震验算等基础性内容,各类建筑结构的抗震设计规定、计算方法和抗震措施,新增加了结构抗震性能设计要求以及大跨度空间结构、地下建筑等内容。
1976年7·28唐山地震造成未设防或设防能力低的各类房屋建筑严重破坏和倒塌,通过对地震区建筑震害的调查研究,吸取经验教训,对T J11—78《工业与民用建筑抗震设计规范》及时进行了修订。
2008年5·12汶川地震全面考验了各类建筑结构,凡按照现行规范设计建造的建筑都能达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设防目标。
在震中地区,由于实际地震影响烈度远高于设防烈度,致使具备一定抗震设防能力的建筑结构不可避免地产生了破坏。
通过对这些震害的研究,对多道抗震防线、强柱弱梁、剪力墙连梁、砌体结构整体性、楼梯间、非结构构件等抗震设计问题提供了有益的启示,及时地体现在G B50011—2001《建筑抗震设计规范》的修订中。
抗震性能设计方法被明确地编入新修订的《建筑抗震设计规范》,充实了中国特色的“三水准两阶段”抗震设防理念。
关键词:建筑抗震设计规范;建筑震害;规范修订中图分类号:T U318.4 文献标志码:AE v o l u t i o n a n d p r e s e n t u p d a t i o n o f`C o d e f o rs e i s m i c d e s i g n o f b u i l d i n g s'WA N GY a y o n g,D A I G u o y i n g(I n s t i t u t e o f E a r t h q u a k e E n g i n e e r i n g,C h i n a A c a d e m y o f B u i l d i n g R e s e a r c h,B e i j i n g100013,C h i n a)A b s t r a c t:Ag e n e r a l r e v i e wo f d e v e l o p m e n t a n d e v o l u t i o no f s e i s m i c d e s i g nc o d e s i n C h i n a i s p r o v i d e di nt h e p a p e r. M a j o r f e a t u r e sc o n t a i n e di ns e v e r a l v e r s i o n s a n dt h ep r e s e n t u p d a t eo f`C o d ef o r s e i s m i cd e s i g no f b u i l d i n g s'a r e s u m m a r i z e d.M a i ni t e m sr e g a r d i n gt oe a r t h q u a k el e v e l s,d e s i g ne a r t h q u a k ea c c e l e r a t i o n,e s s e n t i a l r e q u i r e m e n t so f s e i s m i c d e s i g n,s i t e a s s e s s m e n t a n d c l a s s i f i c a t i o n,s e i s m i c r e s p o n s e s p e c t r a,s e i s m i c a l a l y s i s a s w e l l a s r e g u l a t i o n s o f s e i s m i c c a l c u l a t i o n s a n dd e t a i l i n g f o r e a c ht y p e o f s t r u c t u r e s,i n c l u d i n g s p a c i o u s a n d u n d e r g r o u n d b u i l d i n g s h a v e b e e n s e r i o u s l y r e v i s e d i nt h e p a s t.T h er e v i s i o no f t h e C o d eT J11—78w a s t i m e l y e x e c u t e db a s e do nt h e i n v e s t i g a t i o no n d a m a g e s a n dc o l l a p s e s o f d i f f e r e n t b u i l d i n g s c a u s e di nt h e1976T a n g s h a nE a r t h q u a k e.B u i l d i n g s a n di n f r a s t r u c t u r e s w e r e p u t i n t o t h e r e a l t e s t s i n t h e M a y12,2008G r e a t W e n c h u a n E a r t h q u a k e,r e v e a l i n g t h a t t h e t h r e e s e i s m i c g o a l s i n t e r m s o f o p e r a t i o n a l u n d e r t h e m i n o r e a r t h q u a k e,r e p a i r a b l eu n d e r t h e m o d e r a t e e a r t h q u a k ea n dl i f e-s a f e t yu n d e r t h e m a j o r e a r t h q u a k e c a nb ea c h i e v e da s l o n ga s t h ed e s i g na n dc o n s t r u c t i o nf o l l o w i n gt h ec o d er e q u i r e m e n t s.B u i l d i n g d a m a g e s a n d f a i l u r e s,o f c o u r s e,o c c u r r e d u n a v o i d a b l y d u e t o t h e m u c h h i g h e r i n t e n s i t y t h a n e x p e c t e d b y d e s i g n c o d e.B a s e do ne x t e n s i v e r e c o n n a i s s a n c e i n v e s t i g a t i o n o f b u i l d i n g d a m a g e i n t h e r e g i o n s w i t hm o d e r a t e t o s e v e r e e a r t h q u a k e i n t e n s i t i e s,r e g u l a t i o n s o f t h e`C o d e f o r s e i s m i c d e s i g no f b u i l d i n g s'(G B50011—2001)a r e u p d a t e d r e g a r d i n g t o t h e m u l t i-f o r t i f i c a t i o n,s t r o n gc o l u m n-w e a kb e a m,l i n kb e a m o fs h e a rw a l l s,i n t e g r a t i o n a n dd u c t i l i t yo fm a s o n r y s t r u c t u r e s,e x i t w a y s a n ds t a i r s h a f t,n o n-s t r u c t u r a l e l e m e n t s,e t c.T h e c o n c e p t o f p e r f o r m a n c e-b a s e ds e i s m i c d e s i g n h a s b e e ni m p l e m e n t e d i nt h en e wv e r s i o no f t h e c o d et h a t i m p r o v e s a n de n r i c h e s t h e s e i s m i c d e s i g na p p r o a c ho f s o-c a l l e d t w o s t a g e s f o r t h r e e e a r t h q u a k e l e v e l s.K e y w o r d s:C o d e f o r s e i s m i c d e s i g n o f b u i l d i n g s;e a r t h q u a k e d a m a g e o f b u i l d i n g;r e v i s i o no f c o d e基金项目:住房和城乡建设部《建筑抗震设计规范》(G B50011—2001)修订课题。
多层和高层钢筋混凝土房屋抗震规范修订要点参加抗规第六章修编单位:清华大学北京市建筑设计研究院中国建筑科学研究院中国建筑东北设计研究院上海建筑设计研究院中南建筑设计研究院云南省建筑设计研究院多层和高层钢筋混凝土房屋是我国工业与民用建筑中最常用的结构形式,抗震规范规定的内容也是工程界和结构工程师十分关注的内容,本次规范修订征求意见时收到了很多设计、研究单位提出的对2001抗震规范修订的意见和建议。
抗震规范第六章修订的出发点:一. 总结国内外地震震害特别是汶川地震震害的经验教训。
总结科研成果、吸收国外规范的经验。
二. 吸收全国科研、设计单位执行2001抗震规范的经验,进一步提高抗震规范的合理性和可操作性。
三. 考虑地震突发性強、科学确定地震设防烈度难度较大,继续保持和重视抗震的概念设计内容。
2008年5月12日汶川地震表明,设计中严格执行了2001规范的钢筋混凝土房屋,基本上达到了在规定设防目标下能做到”小震不坏,中震可修,大震不倒”的设防要求。
2008汶川地震也给我们提供了很多经验教训,如框架结构的抗震要求应适当提高、楼梯间的设计应改进等;此外各设计、科研单位在执行2001规范的实践中也有很多经验教训,各单位向规范组所反映的问题和建议均在修订时引起重视。
为了保持规范的连贯性,同时也方便设计人员阅读规范的习惯,我们在修订中仍基本保持2001规范的条文顺序,在原条文相应位置修改其内容。
2010抗震规范第六章共有条文62条,其中对2001规范相应条文进行修改的有39条。
主要改进和修改如下:①对适用的最大高度和抗震等级的高度分界进行修改,对建筑高度较低的框架-抗震墙结构、抗震墙结构、部分框支的抗震墙结构的抗震等级以及裙房和地下室的抗震等级进行了局部的调整。
②提高框架结构的布置、强柱弱梁、强剪弱弯、内力调整和构造要求,包括截面尺寸、纵向钢筋最小配筋率以及楼梯间梯板设计要求。
③改进、细化抗震墙的构造要求,包括墙厚、分布筋、约束边缘构件等。
新版《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)的培训学习内容一、2010版新规范相比2001版变化内容的概述2001版规范共有13章54节11附录,共544条;其中,正文447条,附录107条。
2010版新规范共有14章59节12附录,共630条。
其中正文增加39条,占原条文的9%;附录增加37条,占36%。
相关的变化内容概括如下:1.补充7度半(0.15g)、8度半(0.3g)的抗震措施规定;2.按《中国地震动参数区划图》调整了设计地震分组;3.改进了土壤液化判别公式;4.调整了地震影响系数曲线的阻尼调整系数;5.调整了钢结构的阻尼比和承载力抗震调整系数;6.调整了隔震结构的水平向减震系数的计算;7.补充了大跨屋盖建筑水平和竖向地震作用的计算方法;8.提高对混凝土框架结构房屋、底部框架砌体房屋的抗震设计要求;9.提出钢结构房屋抗震等级并相应调整了抗震措施的规定;10.改进了多层砌体房屋、混凝土抗震墙房屋、配筋砌体房屋的抗震措施;11.扩大了隔震和消能减震房屋的适用范围;12.新增建筑抗震性能化设计原则以及有关大跨屋盖建筑、地下建筑、框排架厂房、钢支撑-混凝土框架和钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的抗震设计规定;13.取消了内框架砖房的内容。
二、具体变化内容的详细阐述1.建筑结构场地地基设计要求的改进(1)新增剪切波速Vs>800的“岩石”土类型,主要指坚硬、较硬且完整的岩石(如中:从地表开始往下均为该类岩石的场地。
微风化的花岗岩等),同时新增了场地类别I其特征周期比I类降低0.05秒。
(2)对中软土和软弱土的平均剪切波速分界,考虑计算覆盖层取20m,参考国际标准,由140m/s改为150m/s。
(3)液化判别方法的改进:采用对数曲线的形式,比2001规范的折线更合理,总体结果相差不大)。
液化判别公式由)2015(3)1.04.2()15(3)](1.09.0[00≤≤-=≤-+=s c w cr s c w s cr d d N N d d d N N ρρ其中,N 0根据烈度和设计地震分组查表;改为c w s crd d N N ρβ3]1.0)5.16.0[ln(0-+=β反映地震分组的影响,N 0仅需根据烈度查表。
《建筑抗震设计规范》修订介绍王亚勇(yayongwang@)中国建筑科学研究院工程抗震研究所北京100013建筑抗震设计规范的发展沿革1.1959年,《地震区建筑抗震设计规范》(草案),未颁发。
2.1964年,《地震区建筑抗震设计规范》(草案),未颁发。
3.1974年,《工业与民用建筑抗震设计规范》TJ11-74 (试行)4.1978年,《工业与民用建筑抗震设计规范》TJ11-78《78规范》5.1989年,《建筑抗震设计规范》GBJ11-89,《89规范》6.2001年,《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《01规范》7.2008年,《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《08版》8. 2010年,《建筑抗震设计规范》GB50011-2010 《10规范》建筑抗震设计规范Code for seismic design of buildings2010-05-31发布2010-12-01实施中华人民共和国住房和城乡建设部中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局UDC中华人民共和国国家标准P GB 50011 -20102010规范的修订“依据我国国情,适当调整提高抗震设防标准”的原则,加强山区房屋的抗震设计、补充了钢筋混凝土、砌体和钢结构房屋的抗震措施、楼梯间计算与构造措施,改进了隔震和减震设计规定。
修订过程概述1、2007年1月第一次工作会议,开始全面修订;2、2008年4月“修订初稿”;3、2008年5月12日汶川地震后,局部修订(2008版):31条,调整建抗震设防分类、灾区的地震动参数、加强山区场地、楼梯间等要求,增加强制性条文;4、2008年8月继续修订工作;5、2009年5月“征求意见稿”;6、2009年8月试设计;7、2009年11月12~14日“送审稿”,审查会;8、2010年2月“报批稿”,报批;9、2010年5月31日发布编制组成员:中国建筑科学研究院和设计、勘察、研究和大学共29个单位,51人,试设计(1)小开间、横墙较少的多层普通砖和多孔砖砌体房屋;(2)多、高层钢结构房屋;(3)大跨屋盖结构:网壳、弦支穹顶、张弦梁;(4)框架结构楼梯间;(5)大底盘顶隔震的双塔塔楼;(6)时程分析选波。
延续89和01规范的内容1.三水准两阶段抗震设计基本原则2.地震分区:0.15g和0.30g3.设计反应谱:周期延长到6s,不同阻尼比4.楼层最小剪力系数强制性要求5.概念设计:规则性定义具体化6.混凝土结构抗震等级要求7.砌体结构延性和整体性要求8.隔震和消能减震9.非结构新增:多层工业厂房、混凝土结构和钢支撑、钢框架组成的混合结构、大跨度屋盖建筑、地下建筑抗震设计及抗震性能化设计。
《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)共14章、59节、12附录,计630条(含56条强制性)场地分类和液化判别•场地分类:I 类场地分为I 0(硬基岩)和I 1(软基岩和坚硬土)两个亚类•液化判别:标贯直线判别改为对数曲线判别•发震断裂:缩小避让距离(100-400m ),在断裂范围内只允许建造1-2层分散的单体•8度(0.30g )和9度时按液性指数判别cw s cr d d N N r b 3]1.0)6.05.1[ln(0-+=()[]cw s cr d d N N r 31.09.00-+=场地类别划分>8015~803~15<3Vse ≤150>503~50<3250≥Vse>150≥5<5500≥Vse>2500800≥Vs>5000Vs>800IVIII II I 1I 0场地类别岩石的剪切波速或土的等效剪切波速(m/s )特征周期Tg (s )0.900.650.450.350.30第三组0.750.550.400.300.25第二组0.650.450.350.250.20第一组IV III II I 1I 0场地类别设计地震分组罕遇地震特征周期增加0.05s地震影响系数最大值地震加速度最大值(cm/s2)地震作用-地震影响系数的调整曲线下降段的衰减指数γ:直线下降段的斜率调整系数η1:阻尼调整系数η2:zzg 55.005.09.0+-+=zzh 32405.002.01+-+=zzh 7.106.005.012+-+=zzh 6.108.005.012+-+=zzg 63.005.09.0+-+=805.002.01zh -+=10T (sec)β最小地震剪力系数大跨屋盖建筑抗震设计•多点、多向地震输入要求;•竖向地震作用振型分解反应谱法;•竖向地震为主的地震作用基本组合。
钢筋混凝土结构•补充了8度(0.30g)的最大适用高度规定;•抗震等级划分的高度分界由30m改为24m,《民用建筑设计通则》GB 50362•大跨度框架定义为>18m。
表6.1.2 现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级框架结构1.除6度外,适用高度有所降低;2.甲、乙类建筑不得采用单跨框架结构;3.提高强柱弱梁、强剪弱弯内力调整系数;──────────────────────────────强柱弱梁柱嵌固端弯矩柱强剪节点核芯一级 1.7(1.4) 1.7(1.5) 1.5(1.4) 1.5(1.35)二级 1.5(1.2) 1.5 (1.2) 1.3 (1.2) 1.3(1.2)三级 1.3(1.1) 1.3(1.1) 1.2(1.1) 1.2(1.0)四级 1.2(1.0) 1.2(1.0) 1.1(1.0)──────────────────────────────注:括号内为2001规范的内力调整数据4.楼梯间梯段梁、板设计要求;5.构造要求:柱最小截面尺寸增加100mm;柱子纵向受力钢筋最小配筋率增加0.1%;最大轴压比从严0.05;计算体积配箍率时,不要求扣除箍筋重叠部分。
抗震墙结构•墙肢厚度可按无支长度1/20控制(出平面稳定);•最小分布钢筋直径不小于10;•要求在小震下不宜出现小偏心受拉;•约束边缘构件:扩大到三级抗震墙;按轴压比适当减小配箍特征值,当轴压比为上限时,仍取0.20,当轴压比为下限时,取0.12;体积配箍率可计入分布筋。
框架-抗震墙结构•“少墙框架”:在振型组合后的楼层地震剪力换算成层水平力作用下,底层框架部分所承担的地震倾覆力矩大于总倾覆力矩的50%;框架的抗震等级应按框架结构确定,抗震墙的抗震等级可与框架的抗震等级相同。
抗震墙应设计成高宽比较大、延性较好的抗震墙,如在较长的墙内开竖缝、加大洞口等,但层间位移角限值按底层框架部分承担倾覆力矩的大小,在框架结构和框架-抗震墙结构两者的层间位移角限值之间内插取值;适用高度同框架结构。
•框-剪结构:底层框架部分所承担的地震倾覆力矩小于总倾覆力矩的50%,框架和墙的抗震等级同08版规范;•剪力墙结构:底层框架部分所承担的地震倾覆力矩很小。
•与主楼相连裙房的抗震等级,按相关部位和非相关部位予以区分。
外延三跨且不小于30m。
•框架-筒体结构:框架部分按刚度分配的最大楼层地震剪力,不宜小于结构总地震剪力的10%;当小于10%时,框架应承担总地震剪力的15%,且筒体承担的地震作用和构造也需要适当加强。
板-柱抗震墙结构•要求设置抗震墙;•放松最大适用高度限制40 ~80m(8度0.15g ~6度);•高度不大于12m时,不要求墙体承担全部地震作用。
512汶川地震震害实例partly damaged corner(Irregular in plan)Bottom RC frame of a building collapsed by the first shakeseverely damaged upper masonry structure with ground RC frame (irregular in elevation)Comparison between RC frame and confined masonry structures in Pingtong County (0.1g / 0.8g)Damages are of weak-column and strong beamProblem of s trong-column andweak-beamCode Clause 6.2.2requires that the moment capacity at ends of a column be multiplied by anenlarged factor :åå=bc c M M hCollapsed stair shaft in middle of a school building of masonry structure in Mianzhu City (0.1g/0.3g)The RC stair shaft remains in the middle of a school building of masonry structure in Dujiangyan(0.1g / 0.3g)砌体结构•总高度:层数和总高度双控;•结构布置:缩短横墙间距,局部尺寸放松要求20%;纵墙开洞率控制;不允许设置转角窗;•构造柱(芯柱)设置:加强楼梯间构造柱设置要求;•底部框架-砌体房屋:底层的砌体抗震墙仅用于6度防;底框房屋次梁托墙的数量和位置,严格控制在楼梯间附近等个别轴线处;过渡层墙体需形成约束砌体;•配筋小砌块房屋:适用高度有所放宽,可用于9度设防;墙体要求满灌;严格控制短肢小砌块墙;增加约束边缘构件和三级墙肢的体积配筋率。
表7.1.2 房屋的层数和总高度限值(m)PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建w 谢谢!PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建w 。