建筑结构抗震设计
§4.1 两阶段设计方法——地基-结构相互作用
SSI效应的考虑-折减 折减 水平地震剪力折减，层间变形按折减后楼层剪力计算 方法 高宽比<3，按下式；不小于3，顶部不折减，中间层插值
烈度
8 9 场地类别 Ⅲ 0.08 0.10 Ⅳ 0.20 0.25
限定 折减后各层水平地震剪力应满足楼层最小地震剪力的要求。
特别不规则的建筑 甲类建筑 表所列高度范围内建筑
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§4.1 两阶段设计方法——时程分析方法
地震波选取
至少3组：2组实际强震+1组人造波； 平均地震影响系数曲线应与反应谱在统计意义上相符； 加速度时程最大值
设防烈度 多遇地震 罕遇地震 6 18 125 7 35（55） 220（310） 8 70（110） 400（510） 9 140 620
式中：
y (0) y (2); y (n 1) y (n 1)
如果所有楼层的a(i)>=0.8，则认为 y 沿高度分布均匀； 当任意某层a(i)<0.8时，认为 y 沿高度分布不均匀。
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（1）根据楼层屈服强度系数确定结构薄弱层
y 沿高度分布不均匀，通常将最小或相对较小的楼层作为结 构薄弱层。 y 沿高度分布均匀的框架结构，一般底层的层间变形较大， 可将底层视作结构薄弱层。 对于单层钢筋混凝土柱厂房，薄弱层一般出现在上柱，取上柱 作为薄弱层。

计算结果要求
计算的结构底部剪力：每条≥65%反应谱法结果 平均≥80%反应谱法结果 3组时程时， max(时程结果包络，反应谱结果) 7组或以上时，max(时程结果平均，反应谱结果)

设计时取值
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§4.1 两阶段设计方法——地震作用方向
一般情况：两个主轴方向分别考虑水平地震作用并 进行抗震验算，各方向的水平地震作用应由该方向 抗侧力构件承担。
有斜交抗侧力构件且交角大于15度的结构：应分别 计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。
扭转影响：质量和刚度分布明显不对称的结构，应 计入双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况应 允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。 竖向地震作用：8、9度时的大跨度和长悬臂结构及9 度时的高层建筑。
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（2）弹塑性位移增大系数取值
准备工作： 数千个1-15层剪切型结构，
理想弹塑性恢复力模型，
弹塑性时程分析， 对计算结果进行统计分析。 总规律：塑性变形集中于薄弱层； 多层剪切型结构的薄弱层的弹塑性变形与弹性变形 之 间有相对稳定的关系。 做法： 弹塑性位移=弹塑性层间位移增大系数 p *弹性位移
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§4.1 两阶段设计方法—第一阶段设计
1.多遇地震下结构强度验算
下列情况可不进行结构强度验算，应符合有关的抗震措施要求： （1）6度时的建筑（不规则建筑及建造于Ⅳ类场地上较高的高层建筑除外） ， （2）生土房屋和木结构房屋等 ； 应进行多遇地震作用下的截面抗震验算的结构范围：
（1）6度时不规则建筑及建造于Ⅳ类场地上较高的高层建筑； （2）7度和7度以上的建筑结构（生土房屋和木结构房屋等除外） ；
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地震作用效应和其它荷载效应的基本组合表达式：
S S S S S
G GE Eh Ehk Ev Evk W W
Wk


G
---重力荷载分项系数，一般取1.2，当重力荷载效应对构件承载能力 有利时，不应大于1.0；
、
Ev
Eh
---分别为水平、竖向 地震作用分项系数 地震作用分项系数， 地震作用 按右表采用；
表5.1.2-1（ 3-10）采用时程分析的房屋高度范围
烈度、场地类别 8度Ⅰ、Ⅱ类场地和7度 8度Ⅲ、Ⅳ类场地
房屋高度范围（m） >100 >80
9度
>60
2015年9月29日
建筑结构抗震设计
薄弱楼层弹塑性层间位移的验算：
u
h
p
[ p ] h
[ p ] ---弹塑性层间位移角限值，按规范表5.5.5 书4.7表采用；
---薄弱层楼层高度或单层厂房上柱高度。 结构类型 混凝土单层柱排架 钢筋混凝土框架 底部框架砖房中的框架-抗震墙
[
p
]
1/30 1/50 1/100 1/100 1/120 1/50
钢筋混凝土框架-抗震墙、板柱-抗震墙、框架-核心筒 钢筋混凝土抗震墙、筒中筒 多、高层钢结构
2015年9月29日
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§4.1 两阶段设计方法——地基-结构相互作用
SSI效应 与刚性地基相比，弹性地基上的结构的水平地震作用 有所减少； 与结构基本周期和SSI体系周期相关。 SSI效应的考虑-折减 条件： 1）8度和9度时建造于Ⅲ、Ⅳ类场地； 2）箱基、刚性较好的筏基和桩箱联合基础； 3）钢筋混凝土高层建筑且T1=(1.2~5)Tg
u p p ue
建筑结构抗震设计
（1)根据楼层屈服强度系数确定结构薄弱层的确定
按构件实配筋As和材料强度标准值fyk计算的楼层受剪承载力 屈服强度系数＝ 按罕遇地震作用标准值计算的楼层弹性地震剪力 对排架柱 屈服强度系数＝ 按实际As、fyk和N计算的正截面受弯承载力 按罕遇地震作用标准值计算的弹性地震弯矩
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§4.1 两阶段设计方法
内力组合 地震水准 设防目标结构性能 不坏，线性 两阶段设计 承载力设计 及变形验算
抗地 震震 设设 防防 烈 度分 区 或
小震，地震作用
中震
可修，非线性
抗震 措施
大震，地震作用
不倒，非线性
弹塑性验算
简化方法或 弹塑性时程法
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§4.1 两阶段设计方法——地震作用
2015年9月29日
建筑结构抗震设计
(b)下列结构宜进行弹塑性变形验算
1）表5.1.2-1所列高度范围且属于竖向不规则类型的高层建筑结构；
2）7度Ⅲ、Ⅳ类场地和8度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构； 3）板柱-抗震墙结构和底部框架砌体房屋； 4）高度不大于150m的其它高层钢结构。 5）不规则的地下建筑结构及地下空间综合体。

W
---风荷载组合值系数;一般结构取0,风荷载起控制作用的高层建筑应采用0.2。
2015年9月29日
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§4.1 两阶段设计方法—第一阶段设计
2.多遇地震下结构允许弹性变形验算
除砌体结构、厂房外的框架结构、填充墙框架结构、框架-剪力墙结 构等需验算允许弹性变形。 弹性位移计算公式：
u e (i ) V e (i ) / K
0.006
0.012(0.018)
0.024(0.032)
0.048
对竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以1.15的增大系数 。
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§4.1 两阶段设计方法——地震作用效应调整
竖向不规则结构
刚度小的楼层的地震剪力：放大1.15；（软弱层）
楼层承载力突变时：薄弱层受剪承载力≥ 相邻上一层的 65%；（薄弱层） 竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换构件的 地震内力：放大1.25~2.0。（转换层）
2015年9月29日
第3章 结构地震反应分析与抗震计算
建筑结构抗震设计
（1）根据楼层屈服强度系数确定结构薄弱层
若所有楼层ξy>0.5，则结构不存在薄弱层； 反之，需根据ξy沿高度分布是否均匀确定薄弱层位置 为了判别楼层屈服强度系数沿高度分布是否均匀，引入参数 2 y (i ) a (i ) [ y (i 1) y (i 1)]
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第4章 建筑抗震设计方法
4.1 两阶段设计方法 4.2 抗震性能化设计方法
建筑结构抗震设计
·建筑抗震设计的内容
建筑抗震设计
概念设计
设计原则、设计思想 总体布置、细部构造
抗震计算
强度验算、变形验算
抗震措施
结构与非结构 的细部要求
概念设计
场地选择 建筑体型 结构布置 结构体系 抗震防线 强度刚度均衡 连接 非结构构件等
u e ( i ) ---第i层的层间位移；
i
K
i
---第i层的侧移刚度，钢筋混凝土结构采用弹性刚度； ---第i层的水平地震剪力标准值。
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V e (i)
建筑结构抗震设计 楼层内最大弹性层间位移应符合：
u e [ e ] h
u e ---多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移；
建筑结构抗震设计
§4.1 两阶段设计方法——地震作用效应调整
楼层最小剪力要求（剪重比要求）
Veki G j
j i
n
楼层最小地震剪力系数值 类别 扭转效应明显或基本周 期小于3.5s结构 基本周期大于5.0s结构 6 0.008 7 0.016(0.024) 8 0.032(0.048) 9 0.064
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建筑结构抗震设计
1.多遇地震下结构强度验算
S R
S R /
RE
---包含地震作用效应的结构构件内力组合的设计值； ---结构构件承载力设计值； ---承载力抗震调整系数，当仅计算竖向地震作用时，采用1.0。
RE
承载力抗震调整系数 材料 钢 砌体 混凝土 结构构件
RE
抗震计算
两阶段设计方法 地震作用计算 地震作用效应调整 抗震验算 性能化设计方法 选定地震动水准 选定性能目标 选定性能设计指标
抗震措施
材料要求 构件截面尺寸 钢筋混凝土结构的钢筋 构造要求、边缘构件、 轴压比限值等 砌体结构的圈梁、构造 柱设置及构造等 钢结构连接、构件长细 比、构件宽厚比等