GB50191-2012 构筑物抗震设计规范.pdf

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  • 发 布 人: 薛晓禅
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  • 1.0.1为贯彻执行国家有关防震减灾法律法规,并实行以预防为 主的方针,使构筑物经抗震设防后,减轻地震破坏,避免人员伤亡 或完全丧失使用功能,减少经济损失,制定本规范。 1.0.2本规范适用于抗震设防烈度为6度~9度地区构筑物的 抗震设计,

    1.0.3按本规范进行抗震设计的构筑物,在50年设计使

    内的抗震设防目标当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影 响时,主体结构不受损坏或不需修理,可继续使用;当遭受相当于 本地区抗囊设防烈度的设防地震影响时,结构的损坏经一般修理 可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时, 不应发生整体倒塌

    1.0.4抗震设防烈度为6度及以上地区的构筑物给排水图纸,必须进行抗

    1.0.5抗震设防烈度和设计地震动参数必须按国家规定的权限

    1.0.6抗震设防烈度应采用现行国家标准《中国地震动

    图》GB18306的地震基本烈度,或采用与本规范设计基本地震加 速度值对应的烈度值。已完成地震安全性评价的工程场地,宜按 经批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。 1.0.7构筑物的抗震设计除应符合本规范外,尚应符合国家现行 有关标准的规定。

    在50年期限内,一般场地条件下,可能遭遇的超越概率 10%的地震烈度值,相当于475年一遇的烈度值

    2.1.2抗震设防烈度

    按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈 度,一般情况下,取地震基本烈度。

    2.1.3抗震设防标准

    seismic precautionary criterion

    衡量抗震设防要求高低的尺度,由抗震设防烈度或设计地震 动参数及构筑物抗震设防类别确定。

    earthguake actior

    由地震动引起的结构动态作用,包括水平地震作用和竖 震作用。

    2.1.5设计地震动参数

    抗震设计用的地震加速度(速度、位移)时程曲线、加速度反应 谱和峰值加速度。

    ground motion

    抗震设计用的地震影响系数曲线中,反映地震震级、震中距利 场地类别等因素的下降段起始点对应的周期值

    2.1.8地震影响系数

    单质点弹性体系在地震作用下的最大加速度反应与重力加速

    度比值的统计平均值。

    具有相似的反应谱特征的工程群体所在地。 2.1.10构筑物抗震概念设计 seismic concept design of spe

    cial structures

    根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计 想,对构筑物进行工艺布置和结构选型及其确定细部构造的设 过程。

    2.1.11地震作用效应

    seismic action effect

    在地震作用下,结构产生的剪力、弯矩、轴向力、扭矩等内力 线位移、角位移等变形

    mic action effect

    抗震分析中结构计算模型的简化和弹塑性内力重分布或其什 素的影响,在结构或构件设计时对地震作用效应进行调整的系数。

    bearing capacity

    结构构件截面抗震验算中,由于静力与抗震设计可靠度的区 和不同构件抗震性能的差异,将不同材料结构设计规范规定的 面承载力设计值调整为抗震承载力设计值的系数。

    2. 1. 14 抗震措施

    seismic measures

    除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容,包括抗震 计的基本要求、抗震构造措施和地基基础的抗震措施等。

    details of seismic design

    根据抗震概念设计原则,一般不需计算而对结构和非结构部 必须采取的细部要求。

    2.2.1 作用和作用效应

    2.2.2材料性能和抗力

    n一 总数,如结构层数、质点数、钢筋根数、跨数等; Use 土层等效剪切波速; 中 转角振型坐标(i振型i质点的转角方向相对位 移); LaE 钢筋的抗震锚固长度; 受拉钢筋的锚固长度

    3.1.1构筑物的抗震设防类别及其抗震设防标准应按现行国

    3.1.1构筑物的抗震设防类别及其抗震设防标准应按现行 家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223的有关规 执行。

    3.1.2抗震设防烈度为6度时,除应符合本规范的有关规定外,

    3.2.1构筑物所在地区遭受的地震影响,应采用相应于抗震设防 烈度的设计基本地震加速度和特征周期或按本规范第1章的有关 规定确定的设计地震动参数表征。

    3.2.1构筑物所在地区遭受的地震影响,应采用相应于抗震设防

    烈度的设计基本地震加速度和特征周期或按本规范第1章的有关 规定确定的设计地震动参数表征。 3.2.2抗震设防烈度和设计基本地震加速度取值的对应关系应 符合表3.2.2的规定。设计基本地震加速度为0.15g和0.30g 地区内的构筑物,除本规范另有规定外,应分别按抗震设防烈度7 度和8度的要求进行抗震设计

    抗度设防烈度和设计基本地急加速度

    注:g为重力加速度。

    特征周期应根据构筑物所在地的设计地震分组和场地类 特征周期应按本规范第5章的有关规定采用。 我国主要城镇的抗震设防烈度、设计基本地震加速度值和 八锁#兰一一

    3.2.4我国主要城镇的抗震设防烈度、设计基本地震加速度值

    3.2.4我国主要城镇的抗震设防烈度、设计基本地震加速

    发计地震分组可按本规范附录A

    3. 3 场地和地基基础

    3.3.1选择构筑物场地时,应根据工程规划、地震活动情况、工科

    3.3.1选择构筑物场地时,应根据工程规划、地震活动

    3.3.1选择构筑物场地时,应根据 地质和地震地质等有关资料,对抗震有利地段、一般地段、不利地 段和危险地段作出综合评价。对不利地段,应提出避开要求;当无 法避开时,应采取有效的抗震措施。

    3.3.2经综合评价后划分的危险地段,严禁建造甲类、乙类构筑

    物,不应建造丙类构筑物。

    3.3.3工程场地为I类时,甲类、乙类构筑物可仍按4

    设防烈度的要求采取抗震构造措施;丙类构筑物可按本地区抗震 设防烈度降低一度要求采取抗震构造措施,但抗震设防烈度为6 度时,仍应按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。 3.3.4工程场地为Ⅲ、IV类时,对设计基本地震加速度为0.15g 和0.30g的地区,除本规范另有规定外,宜分别按设计基本加速 度0.20g(8度)和0.40g(9度)时各抗震设防类别构筑物的要求 采取抗震构造措施。

    1同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上。 2同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基;当采 用不同基础类型或基础埋深显著不同时,应根据地震时两部分地 基基础的沉降差异和结构反应分析结果,在基础、上部结构的相关 部位采取相应措施。 3地基主要持力层范围内存在液化土、软弱黏性土、新近填 土或严重不均匀土时,应根据地震时地基不均匀沉降的大小或其 他不利影响采取相应的措施。

    1山区工程场地勘察应有边坡稳定性评价和防治方案建议; 应根据地质、地形条件和使用要求,设置符合抗震设防要求的边坡 工程。

    2边坡设计应符合现行国家标准《建筑边坡工程技术规范》 GB50330的有关规定;其稳定性验算时,摩擦角应根据设防烈度 的高低进行修正。 3边坡附近的构筑物基础应进行抗震稳定性设计。构筑物 基础与土质或强风化岩质边坡的边缘应留有足够的距离,其值应 根据抗震设防烈度的高低确定,并应采取防止地震时地基基础破 坏的措施。

    3.4.1构筑物设计应符合平面、立面和竖向部面的规则性要求。 不规则的构筑物应按规定采取加强措施;特别不规则的构筑物应 进行专门的研究和论证,并应采取特别的加强措施;不应采用严重 不规则的结构设计方案。 3.4.2构筑物的结构体系应根据工艺和功能要求、抗震设防类 别、抗震设防烈度、结构高度、场地条件、地基、结构材料和施工等 因素,经技术、经济和使用条件进行综合比较确定;8度、9度时,可 采用隔震和消能减震设计。

    .4.3结构体系应符合下列规定

    1应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。 2应避免因部分结构或构件破坏而导致整体结构丧失抗震 能力或丧失对重力荷载的承载能力。 3应具备符合本规范要求的抗震承载力、变形能力和消耗地 震能量的能力。 4对薄弱部位应采取提高抗震能力的措施。 3.4.43 结构体系尚宜符合下列规定: 1宜有多道抗震防线。 2宜具有合理的刚度和承载力分布,宜避免因局部削弱或突 变形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中。 3不官采用自重大的臂结构

    1宜有多道抗震防线。 2宜具有合理的刚度和承载力分布,宜避免因局部削弱或 变形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中。 3不宜采用自重大的悬臂结构

    移刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜 下而上逐渐减小,宜避免抗侧力结构的侧移刚度和承载力突变 不规则构筑物的抗震设计应符合本规范第3.4.7条的有 规定

    3.4.6构筑物形体及其构件布置的平面、竖向不规则性应符合

    2当存在多项不规则或某项不规则超过规定的参考指标较 多时,应属于特别不规则的构筑物。 3.4.7构筑物形体及其构件布置不规则时,应按下列规定进行水 平地震作用计算和内力调整,并应对薄弱部位采取抗震构造措施: 1平面不规则而竖向规则的构筑物应采用空间结构计算模 型,并应符合下列规定: 1)扭转不规则时,应计人扭转影响,且结构层竖向构件最大 的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于结构层两端弹 性水平位移和层间位移平均值的1.5倍。 2)凹凸不规则或楼板局部不连续时,应采用符合楼板平面 内实际刚度变化的计算模型;高烈度或不规则程度较大 时,宜计人楼板局部变形影响。 3)平面不对称且凹凸不规则或局部不连续时,可根据实际 情况分块计算扭转位移比,对扭转较大的部位应采用局 部的内力增大系数进行调整。 2平面规则而竖向不规则的构筑物应采用空间结构计算模 型,刚度小的楼层的地震剪力应乘以不小于1.15的增大系数,其 薄弱层应按本规范有关规定进行弹塑性变形分析,并应符合下列 规定: 1)竖向抗侧力构件不连续时,该构件传递给水平转换构件 的地震内力应根据烈度高低和水平转换构件的类型、受 力情况、几何尺寸等,乘以1.25~2.0的增大系数。 2)侧移刚度不规则时,相邻层的侧移刚度比应依据其结构 类型符合本规范的有关规定。 3)结构层承载力突变时,薄弱层抗侧力结构的受剪承载力 不应小于相邻上一结构层的65%。 3平面不规则且竖向不规则的构筑物应根据不规则类型的 数量和程度,采取不低于本条第1、2款的规定。

    3.4.9防震缝应根据抗震设防烈度、结构材料种类、结构类型、结 构单元的高度和高差情况,留有足够的宽度,其两侧的上部结构应 完全分开。

    3.4.11结构构件应符合下列规定

    1砌体结构应按规定设置钢筋混土圈梁和构造柱、芯柱: 也可采用配筋砌体等。 2混凝土结构构件应控制截面尺寸和纵向受力钢筋、箍筋的 设置。 3 预应力混凝土的构件应配有非预应力钢筋。 4 钢结构构件应控制截面尺寸。 5多层构筑物的混凝土楼板、屋盖宜采用现浇混凝土板。当 采用预制混凝土楼板、屋盖时,应采取确保各预制板之间整体连接 的措施。

    构件节点的破坏不应先于其连接的构件。 2 预埋件锚固的破坏不应先于连接件。 3 装配式结构构件的连接应能保证结构的整体性。 4 预应力混凝土构件的预应力钢筋宜在节点核芯区以外 锚固。 3.4.13 3构筑物的支撑系统应能保证地震时结构的整体性和稳定 性,保证可靠地传递水平地震作用

    假定结构与构件处于弹性工作状态,内力和变形分析可采用线性 静力方法或线性动力方法。

    3.5.2不规则且具有明显薄弱部位,地震时可能导致严重破坏

    构筑物,应按本规范有关规定进行罕遇地震作用下的弹塑性变形 分析。可根据结构特点采用弹塑性静力分析或弹塑性时程分析 方法。 本规范有具体规定时,亦可采用简化方法计算结构的弹塑性 变形。

    10%时,应计入重力二阶效应的影响

    3.5.4结构抗震分析时,应根据各结构层在平面内的变形情况

    定为刚性、半刚性和柔性等的横隔板,再按抗侧力系统的布置确 抗侧力构件间的共同工作,并应进行构件间的地震内力分析。

    板的结构,以及本规范有关章节有具体规定的结构,可采用平面纟 构模型进行抗震分析。其他情况应采用空间结构模型进行抗 分析。

    3.5.6利用计算机进行结构抗震分析时,应符合下列规定:

    1计算模型的建立和简化计算处理应符合结构的实际工作 伏况,计算中应计人楼梯构件的影响。 2计算软件的技术条件应符合本规范和国家现行有关标准 的规定,并应阐明其特殊处理的内容和依据。 3复杂结构进行多遇地震作用下的内力和变形分析时,应采 用不少于2个的不同计算程序,并应对其计算结果进行分析比较 4对计算程序的计算结果,应经分析判定其合理性和有效性 后再用于工程设计。

    3.6.1非结构构件,包括构筑物主体结构以外的结构构件

    .1非结构构件,包括构筑物主体结构以外的结构构件、设施 机电等设备,自身及其与结构主体的连接应进行抗震设计。

    3.6.2非结构构件的抗震设计应由相关专业的设计人员

    3.6.3附着于结构层上的非结构构件以及楼梯间的非承重墙1 应采取与主体结构可靠连接或锚固等措施,并应确定其对主体纟 构的不利影响。

    3.6.4主体结构的围护墙和隔墙应分析其设置对结构抗震的不 利影响,应避免不合理设置而导致主体结构的破坏。 3.6.5在人员出入口、通道和重要设备附近的非结构构件应采取 加强的安全措施,

    3.7.1抗震结构对材料和施工质量的特别要求应在讠

    月。 .2结构材料的性能指标应符合下列规定: 1砌体结构材料应符合下列规定: 1)普通砖和多孔砖的强度等级不应低于MU10,其砌筑砂 浆的强度等级不应低于M5; 2)混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于MU7.5,其砌 筑砂浆的强度等级不应低于M7.5。 2混凝土结构材料应符合下列规定: 1)混凝土的强度等级,框支梁、框支柱和抗震等级为一级的 框架梁、柱、节点核芯区不应低于C30;构造柱、芯柱、圈 梁及其他各类构件不应低于C20; 2)抗囊等级为一级、二级、三级的框架结构和斜撑构件(含 梯段),其纵向受力钢筋采用普通钢筋时,钢筋的抗拉强 度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;钢筋 的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于 1.3;且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于 9%。 3钢结构的钢材应符合下列规定: 1)钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大

    于 0. 85; 2)钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%; 3)钢材应有良好的焊接性; 4)钢材应具有满足设计要求的冲击韧性

    3.7.3结构材料性能指标尚应符合下列规定:

    3.7.4在施工中,当以强度等级较高的钢筋替代原设计中的纵向

    3.7.5采用焊接连接的钢结构,当有焊接拘束度较大的T形

    3.7.5采用焊接连接的钢结构,当有焊接拘束度较大的T形、十 字形或角接接头构造,且在厚度方向承受拘束拉应力的钢板厚度 不小于40mm时,钢板厚度方向的截面收缩率不应小于现行国家 标准《厚度方向性能钢板》GB/T5313中有关Z15级规定的容 许值。 3.7.64 钢筋混凝土构造柱、芯柱的施工,应先砌墙后浇构造柱

    3.7.7钢筋混凝土墙体、框架柱的水平施工缝应采取提高混凝土 结合性能的措施。抗震等级为一级的墙体和转换层楼板与落地混 凝土墙体的交接处,宜验算施工缝截面的受剪承载力。

    3.7.7钢筋混凝土墙体、框架柱的水平施工缝应采取提高混凝

    4.1.1选择构筑物场地时,对构筑物抗震有利、一般、不利和危险

    1.1选择构筑物场地时,对构筑物抗震有利、一般、不利和危险 段,应按表4.1.1划分

    ,1.1有利、一般、不利和危险地段的

    4.1.2构筑物场地的类别划分应以土层等效剪切波速和场其 盖层厚度为准

    4.1.3士层剪切波速的测量应符合下列规定

    1在场地初步勘察阶段,对大面积的同地质单元,测试土 层剪切波速的钻孔数量应为控制性勘探孔数量的1/5~1/3,山间 河谷地区可适量减少,但不宜少于3个。 2在场地详细勘察阶段,对单个构筑物,测试土层剪切波速 的钻孔数量不宜少于2个,数据变化较大时,可适量增加;对区域 中处于同一地质单元内的密集构筑物群,测试层剪切波速的钻 孔数量可适量减少,但每个大型构筑物的钻孔数量均不得少于 2个。

    3对丁类构筑物及丙类构筑物中高度不超过24m的构筑 物,当无实测剪切波速时,可根据岩土名称和性状按表4.1.3划分 土的类型,各土层的剪切波速可利用当地经验在表4.1.3的剪切 波速范围内估算。

    1.3十的类型划分和剪切波速范围

    注.f为由荷载试验等方法得到的地基承载力特征值(kPa),Us为岩土剪切波速。

    1应按地面至剪切波速大于500m/s灌溉水质标准,且其下卧各层岩土的 剪切波速均不小于500m/s的土层顶面的距离确定。 2当地面5m以下存在剪切波速大于其上部各土层剪切波 速2.5倍的土层,且该层及其下卧各层岩土的剪切波速均不小于 400m/s时,可按地面至该土层顶面的距离确定。 3剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体,应视同周围土层。 4土层中的火山岩硬夹层应视为刚体,其厚度应从覆盖土层 中扣除。

    4.1.5土层的等效剪切波速,应按下列公式计算

    Use = do / t =(d /us)

    土层等效剪切波速(m/s); 计算深度(m),取覆盖层厚度和20m两者的较小值; 剪切波在地面至计算深度之间的传播时间; 计算深度范围内第i土层的厚度(m); 计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s),丙类、丁 类构筑物当无实测波速值时可按本规范附录B的规 定确定; 计算深度范围内士层的分层数

    层厚度按表4.1.6划分,其中I类应分为I。、I1两个亚类。当有 准确的剪切波速和覆盖层厚度数据,且其值处于表4.1.6所列场 地类别的分界线附近时,可按插值方法确定地震作用计算所用的 特征周期

    表4.1.6构筑物的场地类别划分

    北京标准规范范本注:1表中Us系岩石的剪切波速:

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