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上一节我们主要讲了砌体结构工程中圈梁、过梁、墙梁、悬臂梁的计算及结构要求。详情请参见一次性课程,教您了解砌体结构中的圈梁、门楣、墙梁和墙梁。挑战是什么?
本节我们将讨论抗震等级和抗震性能设计。主要内容包括:抗震设防分类、抗震等级、结构抗震性能设计等。
1 抗震设防的分类
1.1 分类
1 特殊设防类:是指具有特殊设施的建筑物、涉及国家公共安全的重大建设工程以及地震时可能发生的严重次生灾害等重大灾害后果,需要进行特殊设防的建筑物。简称A类。可能产生大爆炸、核泄漏、放射性污染、剧毒气体扩散的建筑物。
2 重点设防类别:是指地震时功能不能中断或需要尽快恢复的与生命线相关的建筑,以及地震时可能造成大量人员伤亡等重大灾害后果的建筑。要求提高设防标准。简称B类。供水、供电、交通、消防、医疗等系统的核心建筑;幼儿园、小学、中学的教学楼、教学楼、学生宿舍、食堂等。
3 标准设防类别:指除第1、2、4项外按标准要求设防的大量建筑。简称C类。一般工业与民用建筑、公共建筑等。
4 中度设防类型:指使用人数少、地震破坏不会造成次生灾害的建筑物。在一定条件下允许适度降低要求。简称D类。一般仓库、人员较少的辅助建筑等。
1.2 相关规范要求
《设防等级》第3.0.1条 建筑抗震设防类别的划分,应当综合分析下列因素确定:
建筑物损坏造成的人员伤亡规模、直接和间接经济损失以及社会影响。全镇规模、特色产业、工矿企业规模。建筑物功能失效后,对全局的影响范围、对抗震救灾的影响以及恢复的难易程度。当建筑物各断面重要性差异较大时,可按断面划分抗震设防类别。下部部分的类别不应低于上部部分。不同行业的同一建筑物,其所处位置以及震害后果和影响不同,其抗震等级也可能不同。
《设防分类》第6.0.5条商业建筑中,人群密集的大型多层商场的抗震设防类别应列为重点设防类别。商业建筑与其他建筑合建时钢结构框架抗震等级,应分别判定,并按断面确定其抗震设防类别。
《设防分类》第6.0.5条解释,本条基本保持了2004年版的相关要求,扩大了对人民生命安全的保护范围。借鉴《商店建筑设计规范》JGJ 48中的规模分类,并考虑近年来购物中心的发展情况钢结构框架抗震等级,本次修订中,大型购物中心是指某地段人流量为5000人的商业建筑,改建建筑面积约17000平方米或营业面积7000平方米以上。此类商业建筑一般需要满足人口密集、建筑面积或符合大型规定的营业面积、多层建筑等条件;所有仓库式、单层大型商场不包括在内。
商业建筑与其他建筑(包括商住建筑、综合建筑)合建时,按照分段、比较的原则确定分区。例如,多层商业裙楼部分或高层建筑的下层商业部分是重点设防类别,而高层住宅建筑则不需要增加其设防类别。还需要注意的是,按区段划分时,如果上区段属于重点工事类别,则下区段也应属于重点工事类别。
2 抗震等级
2.1 抗震措施及抗震等级
2.2 相关规范要求
《高层建筑规范》第3.9.1条各类抗震设防类别的高层建筑结构,其抗震措施应当符合下列要求:
甲、乙类建筑:应按地区抗震设防烈度提高一级的要求加强抗震措施。但抗震设防烈度为9度时,应按9度以上的要求采取抗震措施;建筑场地为一类时,允许按照该地区抗震设防烈度的要求采取结构抗震措施。 C类建筑:其抗震措施应根据该地区的抗震设防烈度确定;建筑场地为一类时,除6度外,允许按该地区抗震设防烈度降低1度的要求采取抗震结构措施。
《高规》第3.9.2条建筑场地为三类、四类时,设计基本地震加速度为0.15g、0.30g的区域,抗震设防烈度宜为8度(0.2g), 9度(0.4克)应采取抗震结构措施,以满足各类建筑的要求。
《高层规定》第3.9.3条 高层建筑钢筋混凝土结构构件在抗震设计时,应根据抗震设防烈度、结构型式和建筑高度,采用不同的抗震等级,并应符合相应的抗震设计规范。计算和结构措施要求。甲级高度丙类建筑钢筋混凝土结构的抗震等级按表3.9.3确定。当该地区设防烈度为9度时,应采用甲、乙级建筑的抗震等级为特一级,对甲级建筑应采取更有效的抗震措施。
《高层建筑抗震设计高层规程》第3.9.5条规定,当地下室顶层作为上部结构预埋端时,地下层的抗震等级应按上部结构、地下层以下抗震结构措施的抗震等级可逐层降低一级,但不应低于四级;地下室超出上部主体建筑范围且无上部结构的部分,根据具体情况,可采用三级或四级。
《抗震规程》第6.1.3条 3 地下室顶板作为上部结构预埋件时,地下层的抗震等级应与上部结构相同。地下层以下抗震结构措施的抗震等级可逐层降低一级。 ,但不应低于四级。对于地下室无上部结构的部分,根据具体情况,抗震结构措施的抗震等级可采用三级或四级。
3 抗震性能设计
结构抗震性能设计应分析结构方案的特殊性,选择合适的结构抗震性能指标,并采取措施满足预期的抗震性能指标。结构抗震性能指标的选择应综合考虑抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构特殊性、建设成本、震后损失、修复的难易程度等多种因素。结构抗震性能指标分为A、B、C、D 4 级。结构抗震性能指标分为1、2、3、4、5 5 级(表3.11.1)。每个性能指标都与一组对应,对应于结构在规定地震地面运动下的抗震性能水平。其文字描述规定了结构抗震性能设计的三个主要任务。
3.1 分析结构方案不符合抗震概念设计的情况及程度——特殊性
国内外历次大地震的震害经验充分证明,抗震概念设计是决定结构抗震性能的重要因素。按本节要求进行抗震性能设计的工程,一般不能完全满足抗震概念设计的要求。结构工程师应当按照本规程第三章(基本规定)和第六章至第十二章(各类结构抗震设计方法)有关抗震概念设计的规定,与建筑师协调完善结构方案,尽量减少结构失效,符合规定概念设计。根据情况和程度,不宜采用严重不规则的结构方案。对于特别不规则的结构,可按照本部分的规定进行抗震性能设计,但必须认真选择抗震性能指标,并通过深入分析论证。
3.2 抗震性能目标选择
本文提出了A、B、C、D结构的四级抗震性能目标和五级结构抗震性能等级(1、2、3、4)
,5)。地震地震动一般分为三个级别,即频繁地震(小地震)和设防烈度地震(中震)。
并预测了罕见地震(大地震)。
3.3 结构抗震性能分析论证的重点是深入计算分析和工程判断,找出结构可能存在的薄弱部位,提出有针对性的抗震加固措施,进行必要的试验验证,分析论证结构能够达到预期的抗震效果表现。目标
一般需要做好以下工作:
分析确定结构超出本规程适用范围、不符合抗震概念设计的情况和程度;确定场地条件、抗震设防类别和地震参数;进行深入的弹、弹塑性计算分析(静力分析和时标分析),判断计算结果的合理性;识别结构可能存在的薄弱部位和需要加固的关键部位,并提出有针对性的抗震加固措施;必要时,对构件、节点或整体模型进行抗震试验,并提供补充证据,例如对未纳入本规定且无地震损伤或试验依据的新结构方案,或难以实施的复杂结构方案等。通过计算分析判断,难以接受地震概念的;证明该结构能够满足所选抗震性能目标的要求。