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    《構筑物抗震設計規范》GB 50191-2012

    1682

    目錄

    12雙曲線冷卻塔

    12.1 一般規定
    12.2 計算要點
    12.3 抗震構造措施

    13電 視 塔

    13.1 一般規定
    13.2 計算要點
    13.3 抗震構造措施

    14石油化工塔型設備基礎

    14.1 一般規定
    14.2 計算要點
    14.3 抗震構造措施

    15焦爐基礎

    15.1 一般規定
    15.2 計算要點
    15.3 抗震構造措施

    16運輸機通廊

    16.1 一般規定
    16.2 計算要點
    16.3 抗震構造措施

    17管道支架

    17.1 一般規定
    17.2 計算要點
    17.2 計算要點
    17.3 抗震構造措施

    18濃 縮 池

    18.1 一般規定
    18.2 計算要點
    18.3 抗震構造措施

    19常壓立式圓筒形儲罐基礎

    19.1 一般規定
    19.2 計算要點
    19.3 抗震構造措施

    20球形儲罐基礎

    20.1 一般規定
    20.2 計算要點
    20.3 抗震構造措施

    21臥式設備基礎

    21.1 一般規定
    21.2 計算要點
    21.3 抗震構造措施

    22高爐系統結構

    22.1 一般規定
    22.2 高 爐
    22.3 熱 風 爐
    22.4 除塵器、洗滌塔

    23尾 礦 壩

    23.1 一般規定
    23.2 計算要點
    23.3 抗震構造措施

    24索道支架

    24.1 一般規定
    24.2 計算要點
    24.3 抗震構造措施

    25擋土結構

    25.1 一般規定
    25.2 地震土壓力計算
    25.3 計算要點
    25.4 抗震構造措施

    附錄A 我國主要城鎮抗震設防烈度、設計基本地震加速度和設計地震分組

    附錄B 土層剪切波速的確定

    附錄C 框排架結構按平面計算的條件及地震作用空間效應的調整系數

    附錄D 框架梁柱節點核芯區截面抗震驗算

    附錄E 山墻抗風柱的抗震計算簡化方法

    附錄F 鋼支撐側移剛度及其內力計算

    附錄G 鋼筋混凝土柱承式方倉有橫梁時支柱的側移剛度

    附錄H 焦爐爐體單位水平力作用下的位移

    附錄J 通廊橫向水平地震作用計算

    附錄K 尾礦壩地震液化判別簡化計算

    附錄L 尾礦壩時程分析的基本要求

    附錄M 尾礦壩地震穩定分析

    附錄N 邊墻與土體產生相對位移時的地震土壓力計算

    本規范用詞說明

    引用標準名錄

    1總 則

    1 總 則


    1.0.1 為貫徹執行國家有關防震減災法律法規,并實行以預防為主的方針,使構筑物經抗震設防后,減輕地震破壞,避免人員傷亡或完全喪失使用功能,減少經濟損失,制定本規范。

    1.0.2 本規范適用于抗震設防烈度為6度~9度地區構筑物的抗震設計。

    1.0.3 按本規范進行抗震設計的構筑物,在50年設計使用年限內的抗震設防目標當遭受低于本地區抗震設防烈度的多遇地震影響時,主體結構不受損壞或不需修理,可繼續使用;當遭受相當于本地區抗震設防烈度的設防地震影響時,結構的損壞經一般修理可繼續使用;當遭受高于本地區抗震設防烈度的罕遇地震影響時,不應發生整體倒塌。

    1.0.4 抗震設防烈度為6度及以上地區的構筑物,必須進行抗震設計。

    1.0.5 抗震設防烈度和設計地震動參數必須按國家規定的權限審批頒發的文件(圖件)確定,并按批準文件采用。

    1.0.6 抗震設防烈度應采用現行國家標準《中國地震動參數區劃圖》GB 18306的地震基本烈度,或采用與本規范設計基本地震加速度值對應的烈度值。已完成地震安全性評價的工程場地,宜按經批準的抗震設防烈度或設計地震動參數進行抗震設防。

    1.0.7 構筑物的抗震設計除應符合本規范外,尚應符合國家現行有關標準的規定。

    2術語和符號

    2.1 術 語

    2.1 術 語


    2.1.1 地震基本烈度 basic seismic intensity

        在50年期限內,一般場地條件下,可能遭遇的超越概率為10%的地震烈度值,相當于475年一遇的烈度值。

    2.1.2 抗震設防烈度 seismic precautionary intensity

        按國家規定的權限批準作為一個地區抗震設防依據的地震烈度,一般情況下,取地震基本烈度。

    2.1.3 抗震設防標準 seismic precautionary criterion

        衡量抗震設防要求高低的尺度,由抗震設防烈度或設計地震動參數及構筑物抗震設防類別確定。

    2.1.4 地震作用 earthquake action

        由地震動引起的結構動態作用,包括水平地震作用和豎向地震作用。

    2.1.5 設計地震動參數 design parameters of ground motion

        抗震設計用的地震加速度(速度、位移)時程曲線、加速度反應譜和峰值加速度。

    2.1.6 設計基本地震加速度 design basic acceleration of ground motion 

        50年設計基準期,超越概率為10%的地震加速度的設計取值。

    2.1.7 特征周期 characteristic period of ground motion

        抗震設計用的地震影響系數曲線中,反映地震震級、震中距和場地類別等因素的下降段起始點對應的周期值。

    2.1.8 地震影響系數 seismic influence coefficient

        單質點彈性體系在地震作用下的最大加速度反應與重力加速度比值的統計平均值。

    2.1.9 場地 site

        具有相似的反應譜特征的工程群體所在地。

    2.1.10 構筑物抗震概念設計 seismic concept design of special structures

        根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想,對構筑物進行工藝布置和結構選型及其確定細部構造的設計過程。

    2.1.11 地震作用效應 seismic action effect

        在地震作用下,結構產生的剪力、彎矩、軸向力、扭矩等內力或線位移、角位移等變形。

    2.1.12 地震作用效應調整系數 modified coefficient of seismic action effect

        抗震分析中結構計算模型的簡化和彈塑性內力重分布或其他因素的影響,在結構或構件設計時對地震作用效應進行調整的系數。

    2.1.13 承載力抗震調整系數 modified coefficient of seismic bearing capacity

        結構構件截面抗震驗算中,由于靜力與抗震設計可靠度的區別和不同構件抗震性能的差異,將不同材料結構設計規范規定的截面承載力設計值調整為抗震承載力設計值的系數。

    2.1.14 抗震措施 seismic measures

        除地震作用計算和抗力計算以外的抗震設計內容,包括抗震設計的基本要求、抗震構造措施和地基基礎的抗震措施等。

    2.1.15 抗震構造措施 details of seismic design

        根據抗震概念設計原則,一般不需計算而對結構和非結構部件必須采取的細部要求。

    2.2 符 號

    2.2 符 號


    2.2.1 作用和作用效應

        FEk、FEvk——結構總水平、豎向地震作用標準值;

        GE、Gcq——地震時結構(構件)的重力荷載代表值、等效總重力荷載代表值;

        ωk——風荷載標準值;

        SE——地震作用效應(彎矩、軸向力、剪力、應力和變形);

        S——地震作用效應與其他荷載效應的基本組合;

        Sk——作用、荷載標準值的效應;

        M——彎矩;

        N——軸向力;

        V——剪力;

        p——基礎底面壓力;

        u——側移;

        θ——結構層位移角。

    2.2.3 幾何參數

        A——構件截面面積;

        As——鋼筋截面面積;

        B——結構總寬度;

        H——結構總高度、柱高度;

        L——結構(單元)總長度;

        a——距離;

        as、a′s——縱向受拉、受壓鋼筋合力點至截面邊緣的最小距離;

        b——構件截面寬度;

        d——土層深度或厚度,鋼筋直徑;

        h——計算結構層高度,構件截面高度;

        l——構件長度或跨度;

        t——抗震墻厚度、結構層樓板厚度、鋼板厚度,時間。

    2.2.4 計算系數

        α——水平地震影響系數;

        αmax——水平地震影響系數最大值;

        αvmax——豎向地震影響系數最大值;

        γG、γE、γW——作用分項系數;

        γRE——承載力抗震調整系數;

        ζ——阻尼比;

        ε——結構類型指數;

        δ——結構基本振型指數;

        η——地震作用效應(內力和變形)的增大或調整系數;

        λ——構件長細比,比例系數,修正系數,剪跨比;

        ξy——結構(構件)屈服強度系數;

        ρ——配筋率,比率,耦聯系數;

        φ——構件受壓穩定系數;

        ψ——組合值系數,影響系數。

    2.2.5 其他

        T——結構自振周期;

        N——貫入錘擊數;

        IlE——液化指數;

        Xji——位移振型坐標(j振型i質點的x方向相對位移);

        Yji——位移振型坐標(j振型i質點的y方向相對位移);

        n——總數,如結構層數、質點數、鋼筋根數、跨數等;

        υse——土層等效剪切波速;

        ji——轉角振型坐標(j振型i質點的轉角方向相對位移);

        lsE——鋼筋的抗震錨固長度; 

        ls——受拉鋼筋的錨固長度。

    3基本規定

    3.1 設防分類和設防標準

    3.1 設防分類和設防標準


    3.1.1 構筑物的抗震設防類別及其抗震設防標準應按現行國家標準《建筑工程抗震設防分類標準》GB 50223的有關規定執行。

    3.1.2 抗震設防烈度為6度時,除應符合本規范的有關規定外,對乙類、丙類、丁類構筑物可不進行地震作用計算。

    3.2 地震影響

    3.2 地震影響


    3.2.1 構筑物所在地區遭受的地震影響,應采用相應于抗震設防烈度的設計基本地震加速度和特征周期或按本規范第1章的有關規定確定的設計地震動參數表征。

    3.2.2 抗震設防烈度和設計基本地震加速度取值的對應關系應符合表3.2.2的規定。設計基本地震加速度為0.15g和0.30g地區內的構筑物,除本規范另有規定外,應分別按抗震設防烈度7度和8度的要求進行抗震設計。

    表3.2.2 抗震設防烈度和設計基本地震加速度值的對應關系

    3.2.3 特征周期應根據構筑物所在地的設計地震分組和場地類別確定。特征周期應按本規范第5章的有關規定采用。

    3.2.4 我國主要城鎮的抗震設防烈度、設計基本地震加速度值和設計地震分組可按本規范附錄A采用。

    3.3 場地和地基基礎

    3.3 場地和地基基礎


    3.3.1 選擇構筑物場地時,應根據工程規劃、地震活動情況、工程地質和地震地質等有關資料,對抗震有利地段、一般地段、不利地段和危險地段作出綜合評價。對不利地段,應提出避開要求;當無法避開時,應采取有效的抗震措施。

    3.3.2 經綜合評價后劃分的危險地段,嚴禁建造甲類、乙類構筑物,不應建造丙類構筑物。

    3.3.3 工程場地為Ⅰ類時,甲類、乙類構筑物可仍按本地區抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施;丙類構筑物可按本地區抗震設防烈度降低一度要求采取抗震構造措施,但抗震設防烈度為6度時,仍應按本地區抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施。

    3.3.4 工程場地為Ⅲ、Ⅳ類時,對設計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區,除本規范另有規定外,宜分別按設計基本加速度0.20g(8度)和0.40g(9度)時各抗震設防類別構筑物的要求采取抗震構造措施。

    3.3.5 地基和基礎設計應符合下列規定:

        1 同一結構單元的基礎不宜設置在性質截然不同的地基上。

        2 同一結構單元不宜部分采用天然地基部分采用樁基;當采用不同基礎類型或基礎埋深顯著不同時,應根據地震時兩部分地基基礎的沉降差異和結構反應分析結果,在基礎、上部結構的相關部位采取相應措施。

        3 地基主要持力層范圍內存在液化土、軟弱黏性土、新近填土或嚴重不均勻土時,應根據地震時地基不均勻沉降的大小或其他不利影響采取相應的措施。 

    3.3.6 山區工程場地和地基基礎設計應符合下列規定:

        1 山區工程場地勘察應有邊坡穩定性評價和防治方案建議;應根據地質、地形條件和使用要求,設置符合抗震設防要求的邊坡工程。

        2 邊坡設計應符合現行國家標準《建筑邊坡工程技術規范》GB 50330的有關規定;其穩定性驗算時,摩擦角應根據設防烈度的高低進行修正。

        3 邊坡附近的構筑物基礎應進行抗震穩定性設計。構筑物基礎與土質或強風化巖質邊坡的邊緣應留有足夠的距離,其值應根據抗震設防烈度的高低確定,并應采取防止地震時地基基礎破壞的措施。

    3.4 結構體系與設計要求

    3.4 結構體系與設計要求


    3.4.1 構筑物設計應符合平面、立面和豎向剖面的規則性要求。不規則的構筑物應按規定采取加強措施;特別不規則的構筑物應進行專門的研究和論證,并應采取特別的加強措施;不應采用嚴重不規則的結構設計方案。

    3.4.2 構筑物的結構體系應根據工藝和功能要求、抗震設防類別、抗震設防烈度、結構高度、場地條件、地基、結構材料和施工等因素,經技術、經濟和使用條件進行綜合比較確定;8度、9度時,可采用隔震和消能減震設計。

    3.4.3 結構體系應符合下列規定:

        1 應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。

        2 應避免因部分結構或構件破壞而導致整體結構喪失抗震能力或喪失對重力荷載的承載能力。

        3 應具備符合本規范要求的抗震承載力、變形能力和消耗地震能量的能力。

        4 對薄弱部位應采取提高抗震能力的措施。

    3.4.4 結構體系尚宜符合下列規定:

        1 宜有多道抗震防線。

        2 宜具有合理的剛度和承載力分布,宜避免因局部削弱或突變形成薄弱部位,產生過大的應力集中或塑性變形集中。

        3 不宜采用自重大的懸臂結構。 

        4 結構在兩個主軸方向的動力特性宜相近。

    3.4.5 構筑物抗側力結構的平面布置宜規則對稱,結構沿豎向側移剛度宜均勻變化,豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小,宜避免抗側力結構的側移剛度和承載力突變。

        不規則構筑物的抗震設計應符合本規范第3.4.7條的有關規定。

    3.4.6 構筑物形體及其構件布置的平面、豎向不規則性應符合下列規定:

        1 混凝土結構、鋼結構和鋼-混凝土混合結構,存在表3.4.6-1中的平面不規則類型或表3.4.6-2中的豎向不規則類型以及類似的不規則類型時,應屬于不規則的構筑物。

    表3.4.6-1 平面不規則的主要類型

    表3.4.6-2 豎向不規則的主要類型

    2 當存在多項不規則或某項不規則超過規定的參考指標較多時,應屬于特別不規則的構筑物。

    3.4.7 構筑物形體及其構件布置不規則時,應按下列規定進行水平地震作用計算和內力調整,并應對薄弱部位采取抗震構造措施:

        1 平面不規則而豎向規則的構筑物應采用空間結構計算模型,并應符合下列規定:

            1)扭轉不規則時,應計入扭轉影響,且結構層豎向構件最大的彈性水平位移和層間位移分別不宜大于結構層兩端彈性水平位移和層間位移平均值的1.5倍。

            2)凹凸不規則或樓板局部不連續時,應采用符合樓板平面內實際剛度變化的計算模型;高烈度或不規則程度較大時,宜計入樓板局部變形影響。

            3)平面不對稱且凹凸不規則或局部不連續時,可根據實際情況分塊計算扭轉位移比,對扭轉較大的部位應采用局部的內力增大系數進行調整。

        2 平面規則而豎向不規則的構筑物應采用空間結構計算模型,剛度小的樓層的地震剪力應乘以不小于1.15的增大系數,其薄弱層應按本規范有關規定進行彈塑性變形分析,并應符合下列規定:

            1)豎向抗側力構件不連續時,該構件傳遞給水平轉換構件的地震內力應根據烈度高低和水平轉換構件的類型、受力情況、幾何尺寸等,乘以1.25~2.0的增大系數。

            2)側移剛度不規則時,相鄰層的側移剛度比應依據其結構類型符合本規范的有關規定。

            3)結構層承載力突變時,薄弱層抗側力結構的受剪承載力不應小于相鄰上一結構層的65%。

        3 平面不規則且豎向不規則的構筑物應根據不規則類型的數量和程度,采取不低于本條第1、2款的規定。

    3.4.8 體型復雜、平立面特別不規則的構筑物,可按實際需要在適當部位設置防震縫。

    3.4.9 防震縫應根據抗震設防烈度、結構材料種類、結構類型、結構單元的高度和高差情況,留有足夠的寬度,其兩側的上部結構應完全分開。

    3.4.10 當設置伸縮縫和沉降縫時,其寬度應符合防震縫的要求。

    3.4.11 結構構件應符合下列規定: 

        1 砌體結構應按規定設置鋼筋混凝土圈梁和構造柱、芯柱,也可采用配筋砌體等。

        2 混凝土結構構件應控制截面尺寸和縱向受力鋼筋、箍筋的設置。

        3 預應力混凝土的構件應配有非預應力鋼筋。

        4 鋼結構構件應控制截面尺寸。

        5 多層構筑物的混凝土樓板、屋蓋宜采用現澆混凝土板。當采用預制混凝土樓板、屋蓋時,應采取確保各預制板之間整體連接的措施。

    3.4.12 結構構件之間的連接應符合下列規定:

        1 構件節點的破壞不應先于其連接的構件。

        2 預埋件錨固的破壞不應先于連接件。

        3 裝配式結構構件的連接應能保證結構的整體性。

        4 預應力混凝土構件的預應力鋼筋宜在節點核芯區以外錨固。

    3.4.13 構筑物的支撐系統應能保證地震時結構的整體性和穩定性,保證可靠地傳遞水平地震作用。

    3.5 結構分析

    3.5 結構分析


    3.5.1 構筑物的結構應按多遇地震作用進行內力和變形分析,可假定結構與構件處于彈性工作狀態,內力和變形分析可采用線性靜力方法或線性動力方法。

    3.5.2 不規則且具有明顯薄弱部位,地震時可能導致嚴重破壞的構筑物,應按本規范有關規定進行罕遇地震作用下的彈塑性變形分析。可根據結構特點采用彈塑性靜力分析或彈塑性時程分析方法。 

        本規范有具體規定時,亦可采用簡化方法計算結構的彈塑性變形。

    3.5.3 當結構在地震作用下的重力附加彎矩大于初始彎矩的10%時,應計入重力二階效應的影響。

    3.5.4 結構抗震分析時,應根據各結構層在平面內的變形情況確定為剛性、半剛性和柔性等的橫隔板,再按抗側力系統的布置確定抗側力構件間的共同工作,并應進行構件間的地震內力分析。

    3.5.5 質量和側移剛度分

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