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本文對結(jié)構(gòu)抗震驗算的相關(guān)知識進行梳理,包括地震作用、重力荷載代表值、截面抗震驗算和抗震變形驗算四部分內(nèi)容。
1、地震作用
《抗規(guī)》5.1.1條對各類建筑結(jié)構(gòu)的地震作用做出了規(guī)定,具體見條文及條文說明。其中第4款規(guī)定,8、9度時的大跨度和長懸臂結(jié)構(gòu)及9度時的高層建筑,應(yīng)計算豎向地震作用。
2、重力荷載代表值
計算地震作用時,建筑的重力荷載取重力荷載代表值,即結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值和各可變荷載組合值之和,具體規(guī)定及組合值系數(shù)見《抗規(guī)》5.1.3條。其中,雪荷載組合值系數(shù)取0.5;屋面活荷載不計入;按等效均布荷載計算的樓面活荷載,對一般民用建筑系數(shù)取0.5。
3、截面抗震驗算
1)組合公式
《抗規(guī)》5.4.1條給出了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)的基本組合公式:
S=γGSGE+γEhSEhk+γEvSEvk+ψwγwSwk
各符號含義及地震作用分項系數(shù)詳見規(guī)范條文。其中,S為結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力組合的設(shè)計值;γG為重力荷載分項系數(shù),一般情況應(yīng)采用1.2,當(dāng)重力荷載效應(yīng)對構(gòu)件承載能力有利時,不應(yīng)大于1.0;γEh、γvh分別為水平、豎向地震作用分項系數(shù),應(yīng)按表5.4.1采用,在僅計算水平或豎向地震作用時取1.3;ψw為風(fēng)荷載組合值系數(shù),一般結(jié)構(gòu)取0,風(fēng)荷載起控制作用的建筑應(yīng)采用0.2,條文說明指出“所謂風(fēng)荷載起控制作用,指風(fēng)荷載和地震作用產(chǎn)生的總剪力和傾覆力矩相當(dāng)?shù)那闆r”。
2)截面抗震驗算公式
《抗規(guī)》5.4.2條給出了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面抗震驗算公式:
S≤R/γRE
各符號含義詳見規(guī)范條文。其中,γRE為承載力抗震調(diào)整系數(shù),除另有規(guī)定外,應(yīng)按表5.4.2采用。《抗規(guī)》5.4.3條規(guī)定,當(dāng)僅計算豎向地震作用時,各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)均應(yīng)采用1.0。
4、抗震變形驗算
1)多遇地震作用下抗震變形驗算
《抗規(guī)》5.1.7、5.5.1條規(guī)定了應(yīng)進行多遇地震作用下抗震變形驗算的結(jié)構(gòu)范圍,驗算公式以及彈性層間位移角限值。
需要注意的是:(1)彈性變形驗算屬于正常使用極限狀態(tài)的驗算,各作用分項系數(shù)均取1.0。(2)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度,一般可取彈性剛度;當(dāng)計算的變形較大時,宜適當(dāng)考慮構(gòu)件開裂時的剛度退化,如取0.85ECI0。(3)計算時,一般不扣除由于結(jié)構(gòu)重力P-Δ效應(yīng)所產(chǎn)生的水平相對位移;高度超過150m或H/B>6的高層建筑,可以扣除結(jié)構(gòu)整體彎曲所產(chǎn)生的樓層水平絕對位移值。具體見《抗規(guī)》5.5.1條及條文說明。
2)罕遇地震作用下薄弱層的彈塑性變形驗算
《抗規(guī)》5.5.2條按“應(yīng)”和“宜”兩種情況,規(guī)定了進行彈塑性變形驗算的結(jié)構(gòu)范圍。《抗規(guī)》5.5.3條給出了計算可采用的方法;《抗規(guī)》5.5.4條介紹了一種簡化計算方法,即“彈塑性層間位移”取“罕遇地震作用下按彈性分析的層間位移”與“彈塑性層間位移增大系數(shù)”的乘積。《抗規(guī)》5.5.5條規(guī)定了驗算公式以及彈塑性層間位移角限值。