似于单质点体系的结构。结构的水平地震作用标准值, 按下式确定,
FEK = a1G eq
( 2)
式中, a1 为相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值; G eq为结构等效总重力荷载, 单质点应取总重力
荷载代表值, 多质点可取总重力荷载代表值的 85% 。
3. 2 FEM A450的等效侧向荷载法
( 1. 华东交通大学 土木建筑学院, 江西 南昌 330013; 2. 香港大学 土木工程系, 香港 )
摘 要 : 分析了中美欧抗震设计中的水平 地震作 用问题。首 先, 比较了中 美欧抗 震规范 中建筑 物重
要性、强度折减系数的差异, 介绍了中国规范的底部剪力法、美国规范 的等效侧向荷 载法以及欧 洲规
引言
各国规范关于地震作用的问题存在一定差别, 刘洁平等 [ 1] 探讨了中国规范 GB50011- 2001与欧洲规范 Euro code 8地震作用 [ 1] 计算方法的差异; 范力等 [ 2] 指出 Eurocode 8通过调整性能系数的大小和保证相关延 性指标可以使不同类型结构具有相同的抗震可靠度, 我国 GB50011- 2001规范使脆性结构抗震可靠度偏 小, 延性结构抗震可靠度偏大。李英民等 [ 3] 发现我国规范一级抗震等级的抗震措施所达到的对结构的强震 性态控制效果与欧洲规范 8的控制效果是类似的。翟长海等 [ 4] 认为各国仍在使用依赖过去震害经验的强 度折减系数, 考虑的因素不全面。另一方面, 计算地震作用还必须考虑到建筑的重要性及结构的延性, 罗开 海 [ 5] 探讨了中、美、欧 3种抗震规范考虑重要性的差异以及结构延性的影响。为进一步探讨关于多层框架
楼层位置
恒载 / kN
可变荷载 /kN
参数
7度 ( 0. 10g) 8度 ( 0. 20g)
( 1. S chool of C ivil E ngineering, E ast Ch in a Jiaotong U n iversity, N an chang 330013, C h ina; 2. D epartm en t of C iv il Eng ineering, Th eU n ivers ity ofH ong K ong, H ong K ong, C h ina)
Abstract: The differences of horizontal earthquake action in the seism ic design codes o f Ch ina, Am er ica and Europe are stud ied in th is paper. F irstly, com parison o f build ing im portance, streng th reduction facto rs o f GB500112001, FEMA450 and Eurocode 8 is presen ted, and base shear m ethod o f GB50011- 2001, equivalent lateral force procedure o f FEMA 450, latera l force analysism ethod of Eurocode 8 are summ arized. Then, the se ism ic base shear of a m ult istorey fram e structure w ith d ifferen t ductility is com puted as an o ff ice or a hospital bu ild ing under intens-i t ies 7, 8 and 9, the bo th com puted resu lts are com pared, and som e d ifferences of seism ic base shear are found for the three codes. K ey w ord s: se ism ic design; horizontal earthquake act ion; im portance; streng th reduct ion factors; com parison
收稿日期: 2008- 07- 16; 修订日期: 2009- 01- 12 基金项目: 江西省自然科学基金 ( 2008G ZC 0057 ) ; 江西省教育厅科学技术研究项目 ( G JJ09217) 作者简介: 卢华喜 ( 1976- ) , 男, 副教授, 博士, 主要从事土 -结构相互作用研究 1 E-m ai:l lhxi8516@ yahoo. com. cn
( 7)
S1 为地震区划图给出的 1秒周期反应谱的加速度值, g为重力加速度。
3. 3 Eurocode 8的侧向荷载法
侧向荷载法适用于不被高阶振型影响很大的结构。对于进行结构计算分析的水平方向, 结构水平地震 作用按下式计算,
Fb = Sd (T1 ) # m # K
( 8)
Sd ( T 1 )是对应于周期的设计反应谱加速度值; m 为结构的总质量, 应进行荷载组合计算; K为修正系数, 对超
GB50011- 2001的 II类, 相当于 FEMA450的 D类和 Eurocode 8的 C类, 荷载如表 4所示。
表 4 恒载和可变荷载 (标准值 )
表 5 中美规 范的参数
T able 4 D ead load and var iable load ( standa rd value)
Table 5 Parame ters o f FEMA 450 corresponding to GB50011- 2001
( 5)
Cs
=
SD 1TL T 2 (R /I)
当 T > TL
( 6)
SD1为长周期设计谱反 应加速度参数; T 为结 构的基本周期; TL 为长周期的拐点 周期。此外, Cs 不应 小于
0. 01, 且对于处在 S1 E 016g区的结构, C s 尚不应小于下式计算值,
Cs =
01 5S 1 R /I
表 1 建筑 物重要性类别
T able 1 Importance c lasses for bu ildings
G B50011 - 2001 类别 地震作用
甲 高于本地区设防烈度的要求, 应按批准的地震安全性结果确定。 乙 应符合本地区抗震设防烈度的要求。 丙 应符合本地区抗震设防烈度的要求。 丁 一般情况下, 仍应符合本地区抗震设防烈度的要求。
1 69
3 水平地震作用
文中主要探讨了多层钢筋混凝土框架结构的水平地震作用问题, 因此只对 GB5001- 2001的底部剪力 法、FEMA450的等效侧向荷载法、Eurocode 8的侧向荷载法展开讨论。
3. 1 GB50011- 2001的底部剪力法
底部剪力法适用于高度不超过 40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构, 以及近
FEMA450对于结构的地震作用通过除以结构反应修正系数 R 来折减。修正系数 R 除考虑了结构的能 量耗散能力、结构的阻尼等影响外, 还考虑了结构所用的材料和结构体系, 以及在过去地震中的性能。表 2 给出了 FEMA450中钢筋混凝土框架结构体系的反应修正系数。
表 2 反应修正系数
T ab le 2 R esponse mod ification fac to r
第 26卷, 第 1期 2010年 3月
世 界地 震 工 程 W ORLD EARTHQUAKE ENGINEER ING
文章编号: 1007- 6069( 2010) 01- 0167- 06
V o .l 26, N o. 1 M ar. 2010
中美欧水平地震2, 仇早生 1
16 8
世界地震工程
第 26卷
结构的水平地震作用计算问题, 本文针对中美欧抗震规范关于框架结构的水平地震作用进行了比较分析, 获 得了一些有益的结论。
1 建筑物重要性
建筑物由于其使用功能和它在社会生产中所发挥的作用的不同, 它们在社会生活中的重要性是不相同 的。建筑物重要性等级的划分, 应该综合考虑建筑物破坏造成的人员伤亡、直接和间接经济损失以及社会影 响的大小等因素, 同时还要兼顾各地区和行业的特点等。各国抗震规范都是按照上述原则进行建筑物重要 性划分的, 表 1给出了中国 GB50011- 2001[ 6 ] 、美国 FEMA 450[ 7, 8] 和欧洲 Eurocode 8[ 9] 建筑物重要性类别和 要求。
GB50011- 2001进行结构构件截面强度验算时采用的是多遇地震, 其大小只相当于基本烈 度地震的 0. 35倍左右。实质上, GB50011- 2001是按基本烈度地震进行结构分析计算, 然后将计算结果通过调整系数 0. 35(或结构反应修正因子 2. 8) 折减后用于截面强度和结构变形验算的 [ 5] 。另外, 考虑到结构构件的延性 影响, 规范规定了不同结构构件的抗震承载力调整系数。
C omparison of horizontal earthquake action in the seism ic design codes of Ch ina, Am erica and Europe
LU H uax i1, L IANG P ingy ing1, Y ang Jun2, Q IU Zaosheng1
类别 I II III /
FEM A 450 重要性系数 I 1. 00 1. 25 1. 50 /
Eurocode 8
类别
重要性系数 RI
I
0. 80
II
1. 00
III
1. 20
IV
1. 40
2 强度折减系数
由于地震属于一种小概率事件, 所产生的可变作用的重现率很低, 出于经济合理与安全性的综合考虑, 各国规范在考虑结构延性等因素的基础上, 对地震作用进行了折减。