GB50011-2001建筑抗震设计标准(ppt 98页)kvk.pptx
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1、建筑抗震设计规范(GB50011-2001)介绍李英民重庆大学土木工程学院023-建筑抗震设计规范(GB50011-2001)介绍规范修订工作简介条文对比及介绍对抗震设计的影响抗震规范修订工作简介抗震规范修订背景抗震规范修订工作抗震规范主要修订内容backback抗震规范修订背景backback国内工程需求必要性高大工程结构的涌现材料和工程技术的发展财力的提高使用要求的进步国内外震害经验积累可行性(1)但凡是经过抗震设防的建筑均经受住了地震的考验(经验)每一次地震总是提出新的问题(教训、未知)科研成果及动态可行性(2)科技水平的进步科研成果的积累抗震设防思想的沿革国外规范修订情况可行性(3)每
2、2-3年修订一次提供了借鉴抗震规范主要修订内容backback调整建筑抗震设防分类(GB50223)关于地震作用设计基本地震加速度设计特征周期分区取代设计近远震延长水平地震影响系数曲线修改场地划分方法场地、地基和基础液化判别发震断裂桩基抗震设计结构分析扭转问题结构地震反应分析方法楼层地震剪力控制抗震变形验算概念设计非规则结构各类结构抗震措施新增结构型式与体系混凝土筒体结构钢结构配筋砌体隔震消能结构取消结构型式单排柱内框架房屋中型砌块房屋烟囱、水塔非结构构件设计条文对比及介绍概述总则术语和符号抗震设计的基本要求场地、地基和基础地震作用和结构抗震验算多层和高层钢筋混凝土结构多层砌体、底部框架、内框
3、架多层和高层钢结构单层工业厂房单层空旷房屋、土木石结构隔震和消能减震设计非结构构件backback概述抗震设计思想、原则和方法章节调整新规范主要修订情况一览表新旧规范章节对应关系back规范89规范01规范章1113节3956附录711强制性条文4152新规范主要修订情况一览表back修订类型修订内容所在章节89规范01规范调整建筑抗震设防分类,提出按设计基本地震加速度进行抗震设计的要求将设计近、远震改为设计特征周期分区总则433修改建筑场地的划分液化判别地震影响系数扭转效应的计算规定33444.14.35.15.2改进砌体结构的抗震措施混凝土结构的抗震措施底部框架房屋的抗震措施567767.
4、5增加对于发震断裂的规定桩基混凝土筒体结构、板柱抗震墙结构多层和高层钢结构房屋配筋砌块房屋非结构构件房屋隔震和消能减震设计4.14.46.6、6.787.21312增补不规则建筑结构的概念设计结构抗震分析的要求楼层地震剪力控制条件抗震变形验算要求3.43.55.2.55.5取消单排柱内框架房屋的抗震设计规定中型砌块房屋的抗震设计规定烟囱和水塔的抗震设计规定7511新旧规范章节对应关系back第一章总则第二章抗震设计的基本要求主要符号第三章场地、地基和基础第四章地震作用和结构抗震验算第五章多层砌体房屋第六章多高层钢筋混凝土房屋第七章底层框架和多层内框架砖房第二章抗震设计的基本要求第八章单层工业厂
5、房第九章单层空旷房屋第十章土、木、石结构房屋第十一章烟囱和水塔附录一名词解释附录二框架节点核心区截面抗震验算GB50011-20012术语和符号3抗震设计的基本要求1总则4场地、地基和基础5地震作用和结构抗震验算6多层和高层钢筋混凝土房屋7多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋8多层和高层钢结构房屋9单层工业厂房10单层空旷房屋11土、木、石结构房屋12隔震和消能减震设计13非结构设计附录A主要城镇烈度、加速度和设计地震分组附录三砖填充框架抗震验算附录B高强混凝土结构抗震设计要求附录四抗震墙结构框支层楼板设计附录C预应力混凝土结构抗震设计要求附录五单厂横向排架抗震验算附录D节点核心区截面抗震验算附
6、录六单厂纵向排架抗震验算附录E转换层结构抗震设计要求附录七规范用词说明附录F配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋附加说明附录G多层钢结构厂房。总则明确规范制定目标、抗震设防基本思想与原则、适用范围、抗震设防依据适用范围略有扩大增加了隔震、消能减震设计6度抗震设防强制性条文抗震设防依据抗震设防烈度,取值采用双轨制(同)未取消烈度,但不再沿用烈度与加速度的线性关系按照地震动参数(峰值地面加速度和地震影响系数)确定地震作用,而抗震措施则依然根据设防烈度采用更强调与其它规范相协调back项目GBJ11-89GB50011-2001说明制定目标以预防为主,减轻建筑地震破坏,避免人员伤亡,减少经济损失未变抗震
7、设防的基本思想和原则设防原则:小震不坏,中震可修,大震不倒设计方法:两阶段设计不变适用范围69度地区的建筑抗震设计69度地区的建筑工程的抗震设计及隔震、消能减震设计稍作扩大按专门设计的范围抗震设防烈度为10度地区的建筑抗震设防烈度大于9度地区的建筑和行业有特殊要求的工业建筑稍有扩大设防烈度的确定双轨制双轨制强制性条文新增强制性条文抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑,必须进行抗震设计稍有变化较大调整将89规范中建筑抗震设防分类调至第三章第一节;将89规范抗震设防标准调至第三章第一节由GB50223调整得来三水准要求水准涵义要求第一水准小震不坏当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时,一般不受损坏
8、或不需修理仍可继续使用第二水准中震可修当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用第三水准大震不倒当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏两阶段设计backback地震影响50年超越概率地震重现期小震63.2%50年中震10%475年大震2-3%1642-2475年一般关系烈度:Im=I0-1.55,Is20;应有良好的可焊性和合格的冲击韧性施工中钢材替换不宜以屈服强度更高的钢筋代替原设计主要钢筋;替换时,按钢筋设计屈服强度换算以高强度等级钢筋替代原纵筋时,改为按钢筋受拉承载力设计值相等原则换算;并满足正常使
9、用极限状态和抗震构造措施的要求普通钢筋无要求优先用延性、韧性和可焊性较好的钢筋纵向钢筋 宜采用、变型钢筋宜选用HRB400级和HRB350级热轧钢筋箍筋宜采用、钢筋宜选用HRB335、HRB400和HPB235级热轧钢筋材料性能要求无要求混凝土强度等级:9度时不宜超过C60,8度时不宜超过C70;钢结构钢材:宜采用Q235等级B、C、D的碳素结构钢及Q345等级B、C、D、E的低合金高强度结构钢back场地、地基和基础主要修订内容场地天然地基和基础液化土和软土地基桩基抗震设计要求土层剪切波速的测量、等效剪切波速计算调整了、类场地的范围发震断裂错动对地面建筑的影响范围及措施局部突出地形对地震动参
10、数的放大作用的影响可不进行天然地基和基础抗震验算框架房屋层数和高度液化判别(液化判别深度由15m加深到20m)桩基的抗震设计方法场地backback项目GBJ11-89GB5001-2001场地选择划分为有利、不利和危险地段同89规范,在有利地段中增加稳定基岩场地类别划分场地土类型和场地覆盖层厚度土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度土层剪切波速测定无新增场地初步和详细勘察阶段的钻孔数量要求;新增丁类及不超过10层且不超过30m的丙类建筑的要求场地覆盖层厚度的确定要求按地面至剪切波速大于500m/s的土层或坚硬土顶面的距离一般情况下,同89规范;当地面5m以下存在Vse大于相邻上层土波速的2.5倍的
11、土层且其下卧岩土的剪切波速均不小于400m/s时,可取地面至该土层顶面的距离;剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体,应视同周围土层;土层中的火山岩硬夹层应视为刚体,其厚度应从覆盖土层中扣除。发震断裂无新增忽略发震断裂影响的情况及避让断裂带的距离要求不利地段对设计地震动参数的放大无增加规定了当需要在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩质的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类以上建筑时,应保证其在地震作用下的稳定性;应考虑不利地段对设计地震动参数可能产生的放大作用,条文说明中给出各种地形的地震力放大作用系数计算公式。场地类别的划分backback场地覆盖层厚度(m)场地土类型035915508
12、0坚硬Vse500中硬Vse=250-500中软Vse=140-250软弱Vse140IIIIIIIV天然地基和基础backback大量地基具有较好的抗震能力四类不利地基液化地基地基失效、不均匀沉陷、滑坡等(7-9度,6度不考虑液化)软土地基震陷、不均匀沉陷等(7-9度;8、9度明显)严重不均匀地基不均匀沉陷等(6-9度)新填土及其它不稳定地基不均匀沉陷、滑移等(7-9度)地基基础抗震验算天然地基及基础可不进行抗震验算的范围验算内容竖向承载力验算地基基础抗震验算backback项目GBJ11-89GB50011-2001说明可不进行天然地基及基础抗震承载力验算的范围砌体,多层内框,底框,水塔;
13、单层厂房空旷房屋多层民用框架等;烟囱和水塔;不进行抗震验算建筑删去多层内框架砖房、底层框架砖房、水塔;增加不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋振动破坏为少,且失效地基主要由饱和松砂、软弱粘性土的土层组成。本次修订对不验算的框架房屋层数和高度作了调整天然地基地震作用下的竖向承载力验算地基抗震承载力取值符号形式依基础规范有所变化,增加了各类黄土地基土抗震承载力调整系数均为地基抗震承载力调整系数;指地基土静承载力设计值;指深宽修正后的地基承载力特征值基础压力取值地震组合设计值地震作用效应标准组合考虑在地震作用下结构可靠度允许有一定程度降低验算要求保持不变附加要求基础底面与地基土之间零应力区
14、面积不应超过基础底面面积的25%高宽比大于4的高层建筑,在地震作用下基础底面不宜出现拉应力;其他建筑,基础底面与地基土之间零应力区不应超过基础底面面积的15%要求更加严格,高宽比大于4的高层建筑要求更严液化土和软土地基backback地基液化液化条件及影响因素液化地基的评价液化地基的处理软土地基抗震措施软土地基通常指淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土及地基承载力标准值小于80(7度)、100(8度)、120(9度)kPa的粘性土、粉土等软土层6度时可不考虑软土地基震陷静力设计中严格控制基础底面压力,未经处理的软土层一般不宜作为持力层地基液化条件及影响因素最低烈度和地震持续时间(正)最低烈度6度(M
15、=5)最大震中距D最大=0.82*100.862*(M-5),如M=7.3,D=100km液化土层埋深和地下水位深度(反)最大地下水位深度:一般不超过3m,3-4m较少,5m还未见最大液化土层埋深土层土粒组成与密实程度(反)可液化土的类型与状态:无粘性的砾砂、粗砂、细砂、粉砂,少粘性的粉土土层地质年代(反)backback液化地基的评价初步判别标贯判别N63.5=3)backback地质年代年代愈老,土固结程度、密实度、结构性愈好(第四纪晚更新世Q3)粉土粘粒(粒径d0+db-2dwd0+db-3du+dw1.5d0+2db-4.5d0液化特征深度(m)db基础埋深(m)(=2m)du覆土厚度
16、(m)dw地下水位深度(m)backback液化地基的处理液化场地危害性分析衡量指标液化指数ILE液化指数ILE的计算液化等级轻微(0-56)、中等(5-156-18)和严重(1518)抗液化措施探明液化土层的深度与厚度,计算液化指数ILE,按ILE划分液化等级,然后根据建筑物重要性、液化等级采用相应的抗液化措施建筑类别液化等级轻微中等严重甲特殊考虑,但不得低于乙类乙B或CA或B+CA丙C或DC或其它更高要求的措施A或B+C丁DDC或其它经济措施A全部消除液化沉陷的地基措施B部分消除液化沉陷的地基措施C基础和上部结构处理D可不采取措施桩基抗震设计要求backback保留了GBJ11-89规范关
17、于桩基的不验算范围新增桩基抗震验算方法假定桩承担全部地震水平力,不计桩基承台底面与土的摩阻力以及承台旁的土抗力或地坪的分担作用,偏安全的考虑方法采取有效构造措施保证桩基安全桩基在软硬土层交界处最易受到剪、弯损害,m法无法反映构造措施若干back地震作用和结构抗震验算主要修订内容一般规定水平地震作用计算竖向地震作用计算结构抗震验算增加地震作用方向时程分析法的计算范围和要求水平地震影响系数曲线(最大值、Tg、长周期、阻尼比)双向水平地震作用计算方法楼层最小水平地震剪力限制考虑SSDI时的效应折减方法修正增大9度区高层建筑竖向地震作用扩大变形(弹性、弹塑性)验算范围调整层间位移角限值地震作用和结构抗
18、震验算的一般规定影响设计地震作用的因素设计地震作用方向地震作用的计算范围和原则地震作用的计算方法及其适用范围计算模型基本计算数据backback影响设计地震作用的因素地震动特性方面抗震设防烈度(设计近远震)设计地震分组场地类别结构特性方面结构自振周期建筑质量(重力荷载)结构阻尼比(材料)backback设计地震作用方向水平(水平1;水平2;水平1+水平2)竖向(一个)结构效应方向平动(两个水平、一个竖向)扭转(竖轴)设计地震作用方向backback地震作用的计算范围和原则计算范围水平地震作用6度(除甲类建筑和IV类场地上的较高房屋以及生土房屋和木结构房屋以及生土房屋和木结构房屋外)可不算7度及
19、以上(除可不进行上部结构抗震验算的房屋以及生土房屋和木结构房屋以及生土房屋和木结构房屋外)均算8、9度大跨度(9:18/8:24)结构和长悬臂(9:1.5/8:2)结构9度的高层建筑水平地震作用的计算原则竖向地震作用一般正交布置抗侧力构件的结构,可沿纵横主轴方向分别计算斜交布置抗侧力构件的结构,宜(当交角大于(当交角大于1515度时应)度时应)按平行于抗侧力构件方向分别计算质量和刚度明显不均匀、不对称的结构,应考虑水平地震作用的扭转影响(应计入双向水平地震作用下的扭转影响;其他情况应允许通过调整地震效(应计入双向水平地震作用下的扭转影响;其他情况应允许通过调整地震效应计入扭转影响)应计入扭转影
20、响)backback地震作用的计算方法及其适用范围backback地震作用 结构方法适用范围水平弹性底部剪力法高度不超过40m,以剪切变形为主,质量和刚度分布较均匀;近似于单质点体系的结构振型分解反应谱法不满足底部剪力法应用条件的结构(补充计算)甲类建筑、特别不规则的建筑H80m,7、8度I、II类场地乙、丙类建筑H60m,8度III、IV类场地和9度乙、丙类建筑甲类建筑、特别不规则的建筑甲类建筑、特别不规则的建筑H100mH100m,8 8度度I I、II II类场地和类场地和7 7度度H80mH80m,8 8度度IIIIII、IVIV类场地类场地H60mH60m,9 9度度弹塑性简化方法位
21、移增大系数法时程分析法(略)静力弹塑性方法静力弹塑性方法竖向弹性底部轴力法需考虑竖向地震作用的高层建筑结构作用系数法大跨、长悬臂时程分析法backback时程分析法项目GBJ11-89GB50011-2001简要说明要求宜进行补充计算应进行补充计算要求变严验算范围特别不规则的建筑、甲类建筑、7、8度、类场地高度大于80m和8度、场地和9度高度大于60m高层建筑7度和8度、类场地高度大于100m、8度、场地高度大于80m和9度高度大于60m高层建筑,其余同89规范虽然增加了7度的100m以上结构,但高度限值增加,验算范围有可能缩小输入地震波宜按烈度、近远震和场地类别选用适当数量的实际记录或人工模
22、拟的加速度时程曲线应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于二组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线,其平均地震影响曲线应与振型分解反应谱法所采用的在统计意义上相符正确的选择输入地震波要满足地震动三要素(频谱特性、有效峰值和持续时间均要符合规定)。可操作性更强结果评判底部剪力不小于按底部剪力法或振型分解反应谱计算结果的80每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65,多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80据小样本计算结果估计地震效应值。按21作为输入,计算的平均地震效应不小于大样本容量平均值的保证率在85以上backbac
23、k计算模型集中质量模型多高层房屋无扭转有扭转单层厂房横向纵向backback基本计算数据重力荷载代表值结构自振周期设计反应谱重力荷载代表值重力荷载代表值永久荷载(建筑结构构配件自重)标准值+可变荷载(雪、灰、楼面活荷载)组合值backback永久荷载标准值组合值系数可变荷载标准值设计反应谱(水平地震影响系数曲线)水平地震影响系数水平地震影响系数曲线水平地震影响系数曲线水平地震影响系数最大值T(s)max0.45max0 0.1Tg(特征周期)3.0=(Tg/T)0.9max=0.2max场地类别IIIIIIIV近震0.200.300.400.65远震0.250.400.550.85烈度6789
24、多遇地震183672144罕遇地震-225405630烈度6789多遇地震0.040.080.160.32罕遇地震-0.500.901.40设计近远震场地类别重要修正2max0.45max0 0.1Tg(特征周期)5Tg=(Tg/T)2max6.0=20.2-1(T-5Tg)max烈度6789多遇地震 0.04 0.08(0.12)0.16(0.24)0.32罕遇地震-0.50(0.72)0.90(1.20)1.40T(s)水平地震影响系数最大值水平地震影响系数曲线的修正长周期曲线形状4段取消最小限值水平地震影响系数最大值特征周期阻尼调整烈度6789多遇地震1835(55)70(110)140
25、罕遇地震-220(324)400(510)620backback特征周期项目场地类别类类类类GBJ11-89近震0.200.300.400.65GB50011-2001第一组0.250.350.450.65GBJ11-89远震0.250.400.550.85GB50011-2001第二组0.300.400.550.75GB50011-2001第三组0.350.450.650.90backback特征周期确定在中国地震动反应谱特征周期区划图B1基础上调整第一组B1中0.35s、0.40s第二组B1中0.45s的多数第三组A1中0.2g(8度)减到0.05g(6度)、0.3g(8度半)减到0.1g
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