【钢结构·技术】抗规小震设计的前世今生

学术   2024-11-02 23:17   北京  

本文转载自公众号DS结构工作室
一、78抗规

78抗规建筑结构抗震计算的反应谱法分为基底剪力法和振型分解法。

基底剪力法计算公式为:

振型分解法计算公式为

其中为中震下的地震影响系数,C是结构影响系数为性能系数R的倒数。

故性能系数 R*为:

    钢框架 1/0.25=    4.0     

    混凝土框架 1/0.30=3.3

    砌体 1/0.45= 2.2

    木结构 1/0.25= 4.0

78抗规规定,验算结构的抗震强度时,采用容许应力法的安全系数取不考虑地震荷载时数值的80%,即

重力组合工况,风荷载组合工况(不带荷载分项系数)

需求 = 能力/ K

地震组合工况(不带荷载分项系数)

需求(C中震) = 能力/ 0.8K

可以看出,这里的0.8实为地震力折减系数。

以中震为设计地震的结构性能系数 R


R*

地震力折减系数

性能系数 R

钢框架

4

0.8

5.0  4/0.8

混凝土框架

3.3

0.8

4.1  3.3/0.8

砌体

2.2

0.8

2.8  2.2/0.8

木结构

4

0.8

5.0  4/0.8

性能系数R = R*/地震力折减系数


二、89规范及其之后201020102016版)

89抗规提出小震设计理念,2001抗规和20102016版)抗规延续了这一理念,由此开始了中国“小震”抗震设计的历程。

89规范地震影响系数最大值(小震)

89抗规,两大改

1.许应力法改系数

2.由中震改

前后安全度基本保持不,引入承力抗震整系数 

    钢框架(柱)          0.7

    混凝土框架(梁)  0.75

    砌体  (无构造柱)1.0

力抗震整系数 也是一个地震力折减系数

中震小震的2.8倍,故小震折算成中震的性能系数 R*

    钢框架            2.8

    混凝土框架   2.8

    砌体                2.8

89抗规,验算结构的抗震强度时,采用分项系数法,抗力提高1/γRE,即

重力合工况,载组合工况(系数

需求 = 能力

地震合工况(系数)

需求(小震) = 能力/  γRE

γRE力抗震整系数,也是一个地震力折减系数

表示以中震为设计地震的构性能系数 R


R*

承载力抗震调整系数

性能系数 R

钢框架(柱)

2.8

0.7

4.0        

混凝土框架(梁)

2.8

0.75

3.7       

砌体(无构造柱)

2.8

1.0

2.8       

性能系数R = R*/承载力抗震调整系数γRE

三、揭秘γRE

89抗规                                            

需求(小震)    = 能力/γRE       

78抗规

需求(C中震) = 能力/ 0.8K

由此可见,γRE 不是什么神秘的东西,不过是为调节89抗规78抗规抗震设计安全度等同的一个整系

构性能系数 R


78规范

89

钢框架(柱)

5

4.0         

混凝土框架(梁)

4.1

3.7      

砌体(无构造柱)

2.8

2.8

四、结语

  1. 1.      78抗规改89抗规,为保持安全度基本不变,引入承载力抗震调整系数γRE

    2.      78抗规改89抗规,混凝土框架略偏保守;钢框架大偏保守;

    3.      78抗规和89抗规反应谱钢结构和混凝土结构阻尼比均取0.05,但01抗规和10抗规降低了钢结构的阻尼比,使得钢结构的地震反应较78抗规算的更大;

  2. 4.      89小震设计实为等效78的中震设计




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