王亞勇-技術要點若干問題2014-09-26

超限高層建筑抗震專項審查

技術要點若干問題

中國建筑科學研究院王亞勇

超限的界定

（局部與全部-量化的控制）

樓板開洞、凹口深度、錯層、穿層柱（穩定驗算或強度驗算？）、框支層、偏心、扭轉位移

規范和“安評”地震作用取值

小震作用取規范和”安評”反應譜的包絡值；取計算底部剪力較大值的反應譜；加速度取較大值，反應譜形狀參數（Tg、β、γ）按規范。

規范和“安評”地震作用取值

中、大震作用按規范不作調整；按規范調整：安評Amax

/規范Amax（就高不就低）。結構周期合理取值

T=0.07～0.10n（多、高層）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（最小地震剪力系數）

的底線與調整

（1）λmin=0.85×0.75×0.2αmax

≥0.5%（中國

6度區，T1>6.0s）（2）λmin=4.5～6.4%（日本）（3）λmin=1.0%（美國、新西蘭）（4）問題：6度區低風壓，III、IV類場地滿足 ≥

0.5%要求，I、II類場地反而不易滿足

（5）辦法：I、II類場地Tg適當加大；調整質量、

剛度和地震剪力；只調整地震剪力；不限制。

框架承擔剪力比：框-筒結構

規范定義:各樓層最大值≥10%少數樓層8～10%，按20%調整個別樓層～5%，按20%調整>20%，按25%調整

“中震不屈服”下墻肢

拉應力驗算

1、雙向地震作用，單一工況，單墻肢全截面受拉；2、型鋼彈性模量等代：混凝土彈性模量Ec=3.60×104

N/mm2，鋼材彈模Es=2.00×105

N/mm2（20/3.6=5.6）按含鋼率4%計，等代混凝土凈面積A=5.6×4%=22%。3、型鋼強度等代：

C60混凝土混凝土軸心抗拉強度標準值ftk=2.85N/mm2；HRB335鋼屈服強度標準值

fyk=335N/mm2，（335/2.85=118）；按4%含鋼率計，等代混凝土凈面積A=118×4%=470%。4、二者相差約21倍。5、≥8

度區，底部采用鋼板剪力墻，不按<2ftk控制，

滿足要求；采用混凝土鋼板組合剪力墻，按<2ftk控制，

不滿足要求；建筑1/3高度以下加伸臂桁架，滿足要求。

控制指標的區別對待

地區：高風-強震(海口)，高風-弱震

(青島)，低風-強震(昆明)，低風-弱震

(長沙)。參數相關性：位移、軸壓比、拉應力、

墻肢約束邊緣構件高度等。

時程分析法

輸入地震波準則：輸入地震波不確定性數量、

特征要求；2. 計算模型和計算方法：本構關系、屈服模型、

積分方法、阻尼取值、地震輸入、計算結果

摘取；輸出結果判別：樓層剪力和彎矩分布、剪重

比之比、位移（比）分布、頂點位移之比(彈性/彈塑性)、損傷程度（損傷因子，應力應變）、周期變化。輸入地震波數量：3組，取包絡值；7組，取平均值。選波原則：統計意義上相符，小震和大震地震波不 同（反應譜Tg

不同）。地震波檢驗：結構主向，底部總剪力滿足：單組

65~130%，平均80~120%。有效持續時間：Td

=結構基本周期的5倍左右,起始 峰值到結束峰值取記錄最大峰值的10%~15%。

輸出

小震彈性

時程法：與地震時刻無關，取包絡值樓層剪力（基底）分布樓層位移分布樓層層間位移角分布考慮概率統計分布的取值（反應譜法：

SRSS，CQC）大震彈塑性結構構件的屈服模型柱單元軸力-雙向彎矩作用下的屈服曲面鋼筋混凝土連梁的恢復力曲線鋼筋混凝土剪力墻恢復力曲線結構彈塑性動力響應（取包絡）樓層剪力（基底）分布樓層位移分布樓層層間位移角分布梁、柱最大延性（損傷）最大塑性轉角（塑性鉸）重要構件的屈服面（M-N關系）頂點位移時程曲線（彈性/彈塑性）基底剪力時程曲線（彈性/彈塑性）地面加速度輸入和頂點位移反應時程（ETABS）性能化設計要點目的：地震中結構破壞和建筑功能中斷造

成生命財產損失，以及修復重建的代價。針對性（超限高層建筑和大跨空間結構）：

結構主體、構件、部位、設備和管線等。地震水準：小震、中震（=

2.8小震）、大震（=

4

～6小震）。性能目標：不同地震水準下預期的破壞和

對建筑性能的影響。性能設計：不同地震水準下抗震承載力和

變形能力。地震動水準（50年）多遇地震、設防地震、罕遇地震

50年以上：專門研究，適當調整發震斷層距離：<5km,放大系數1.5;

5～10km,放大系數≥1.25結構的關鍵構件、部位、

設備和管線剪力墻底部加強區轉換構件（梁、桁架、框支柱、托柱）巨柱、斜柱、支撐伸臂桁架（斜撐）帶狀環桁架重要節點設備和管線構件承載力驗算例：矩形RC柱正截面受彎承載力為：

斜截面受剪承載力為（偏心受壓/拉）：

受剪截面控制條件為（剪跨比≤2）：

例：SRC墻正截面受彎承載力為（偏心受拉）：斜截面受剪承載力為（偏心受壓/拉）：

受剪截面控制條件為（剪跨比≤2）：

標準值復核（“不屈服”）

計算公式如下（不計入風荷載效應）：

SGE+SEk(I,ζ)

≤

Rk式中： I—設防烈度或罕遇烈度地震動； ζ

—部分次要構件進入塑性的剛度折減或附加阻尼 Rk—按材料強度標準值計算的承載力，不計入作

用分項系數γG，γE、承載力抗震調整系數γRE和內

力調整系數

設計值復核（“彈性”）

計算公式如下（不計入風荷載效應）：

γGSGE+γE

SEk(I,λ,

ζ)

≤

R

/γRE

式中： I—設防烈度的地震動； λ—地震效應調整系數，不考慮時取1.0； ζ—部分次要構件進入塑性的剛度折減或附加阻尼

R

—按材料強度設計值計算的承載力，計入作用

分項系數γG，γE、承載力抗震調整系數

γRE，不計

入內力調整系數極限值復核

計算公式如下（不計入風荷載效應）：

SGE+SEk(I,ζ)

≤

Ru

式中： I—設防烈度或罕遇烈度地震動； ζ

—部分次要構件進入塑性的剛度折減或附加阻尼 Ru—按材料強度最小極限值（鋼筋取屈服強度

1.25倍，混凝土取立方強度0.88倍）計算的承載

力，不計入作用分項系數γG，γE、承載力抗震調整系數γRE和內力調整系數性能目標的確定（一）

風荷載控制：

青島0.60（0.70）kN/m2，6度0.05g二組Tg

=

0.40s

風荷載和地震雙控：

廈門0.80（0.95）kN/m2，7度0.15g二組Tg

=

0.40s武漢0.35（0.40）kN/m2，6度0.05g一組Tg

=

0.35s

地震控制：

海口0.75（0.90）kN/m2，8度0.30g一組Tg

=

0.35s昆明0.30（0.35）kN/m2，8度0.20g二組Tg

=

0.40s性能目標的確定（二）性能目標：6度時，“中震彈性”；7度