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《构筑物抗震设计规范》GB 50191-2012

1682

目录

12双曲线冷却塔

12.1 一般规定
12.2 计算要点
12.3 抗震构造措施

13电 视 塔

13.1 一般规定
13.2 计算要点
13.3 抗震构造措施

14石油化工塔型设备基础

14.1 一般规定
14.2 计算要点
14.3 抗震构造措施

15焦炉基础

15.1 一般规定
15.2 计算要点
15.3 抗震构造措施

16运输机通廊

16.1 一般规定
16.2 计算要点
16.3 抗震构造措施

17管道支架

17.1 一般规定
17.2 计算要点
17.2 计算要点
17.3 抗震构造措施

18浓 缩 池

18.1 一般规定
18.2 计算要点
18.3 抗震构造措施

19常压立式圆筒形储罐基础

19.1 一般规定
19.2 计算要点
19.3 抗震构造措施

20球形储罐基础

20.1 一般规定
20.2 计算要点
20.3 抗震构造措施

21卧式设备基础

21.1 一般规定
21.2 计算要点
21.3 抗震构造措施

22高炉系统结构

22.1 一般规定
22.2 高 炉
22.3 热 风 炉
22.4 除尘器、洗涤塔

23尾 矿 坝

23.1 一般规定
23.2 计算要点
23.3 抗震构造措施

24索道支架

24.1 一般规定
24.2 计算要点
24.3 抗震构造措施

25挡土结构

25.1 一般规定
25.2 地震土压力计算
25.3 计算要点
25.4 抗震构造措施

附录A 我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组

附录B 土层剪切波速的确定

附录C 框排架结构按平面计算的条件及地震作用空间效应的调整系数

附录D 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算

附录E 山墙抗风柱的抗震计算简化方法

附录F 钢支撑侧移刚度及其内力计算

附录G 钢筋混凝土柱承式方仓有横梁时支柱的侧移刚度

附录H 焦炉炉体单位水平力作用下的位移

附录J 通廊横向水平地震作用计算

附录K 尾矿坝地震液化判别简化计算

附录L 尾矿坝时程分析的基本要求

附录M 尾矿坝地震稳定分析

附录N 边墙与土体产生相对位移时的地震土压力计算

本规范用词说明

引用标准名录

1总 则

1 总 则


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年设计使用年限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震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,必须进行抗震设计。

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审批颁发的文件(图件)确定,并按批准文件采用。

1.0.6 抗震设防烈度应采用现行国家标准《中国地震动参数区划图》GB 18306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。

2术语和符号

2.1 术 语

2.1 术 语


2.1.1 地震基本烈度 basic seismic intensity

    在50年期限内,一般场地条件下,可能遭遇的超越概率为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 seismic precautionary intensity

    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。

2.1.4 地震作用 earthquake action

    由地震动引起的结构动态作用,包括水平地震作用和竖向地震作用。

2.1.5 设计地震动参数 design parameters of ground motion

    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。

2.1.6 设计基本地震加速度 design basic acceleration of ground motion 

    50年设计基准期,超越概率为10%的地震加速度的设计取值。

2.1.7 特征周期 characteristic period of ground motion

    抗震设计用的地震影响系数曲线中,反映地震震级、震中距和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 seismic influence coefficient

    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。

2.1.9 场地 site

    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 special 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思想,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计过程。

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、扭矩等内力或线位移、角位移等变形。

2.1.12 地震作用效应调整系数 modified coefficient of seismic 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他因素的影响,在结构或构件设计时对地震作用效应进行调整的系数。

2.1.13 承载力抗震调整系数 modified coefficient of seismic 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别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截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,包括抗震设计的基本要求、抗震构造措施和地基基础的抗震措施等。

2.1.15 抗震构造措施 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件必须采取的细部要求。

2.2 符 号

2.2 符 号


2.2.1 作用和作用效应

    FEk、FEvk——结构总水平、竖向地震作用标准值;

    GE、Gcq——地震时结构(构件)的重力荷载代表值、等效总重力荷载代表值;

    ωk——风荷载标准值;

    SE——地震作用效应(弯矩、轴向力、剪力、应力和变形);

    S——地震作用效应与其他荷载效应的基本组合;

    Sk——作用、荷载标准值的效应;

    M——弯矩;

    N——轴向力;

    V——剪力;

    p——基础底面压力;

    u——侧移;

    θ——结构层位移角。

2.2.3 几何参数

    A——构件截面面积;

    As——钢筋截面面积;

    B——结构总宽度;

    H——结构总高度、柱高度;

    L——结构(单元)总长度;

    a——距离;

    as、a′s——纵向受拉、受压钢筋合力点至截面边缘的最小距离;

    b——构件截面宽度;

    d——土层深度或厚度,钢筋直径;

    h——计算结构层高度,构件截面高度;

    l——构件长度或跨度;

    t——抗震墙厚度、结构层楼板厚度、钢板厚度,时间。

2.2.4 计算系数

    α——水平地震影响系数;

    αmax——水平地震影响系数最大值;

    αvmax——竖向地震影响系数最大值;

    γG、γE、γW——作用分项系数;

    γRE——承载力抗震调整系数;

    ζ——阻尼比;

    ε——结构类型指数;

    δ——结构基本振型指数;

    η——地震作用效应(内力和变形)的增大或调整系数;

    λ——构件长细比,比例系数,修正系数,剪跨比;

    ξy——结构(构件)屈服强度系数;

    ρ——配筋率,比率,耦联系数;

    φ——构件受压稳定系数;

    ψ——组合值系数,影响系数。

2.2.5 其他

    T——结构自振周期;

    N——贯入锤击数;

    IlE——液化指数;

    Xji——位移振型坐标(j振型i质点的x方向相对位移);

    Yji——位移振型坐标(j振型i质点的y方向相对位移);

    n——总数,如结构层数、质点数、钢筋根数、跨数等;

    υse——土层等效剪切波速;

    ji——转角振型坐标(j振型i质点的转角方向相对位移);

    lsE——钢筋的抗震锚固长度; 

    ls——受拉钢筋的锚固长度。

3基本规定

3.1 设防分类和设防标准

3.1 设防分类和设防标准


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家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223的有关规定执行。

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,对乙类、丙类、丁类构筑物可不进行地震作用计算。

3.2 地震影响

3.2 地震影响


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。

表3.2.2 抗震设防烈度和设计基本地震加速度值的对应关系

3.2.3 特征周期应根据构筑物所在地的设计地震分组和场地类别确定。特征周期应按本规范第5章的有关规定采用。

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和设计地震分组可按本规范附录A采用。

3.3 场地和地基基础

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、工程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、乙类构筑物可仍按本地区抗震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。

3.3.5 地基和基础设计应符合下列规定:

    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。 

3.3.6 山区工程场地和地基基础设计应符合下列规定:

    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》GB 50330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 结构体系与设计要求

3.4 结构体系与设计要求


3.4.1 构筑物设计应符合平面、立面和竖向剖面的规则性要求。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。

3.4.3 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。

3.4.4 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 不宜采用自重大的悬臂结构。 

    4 结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。

3.4.5 构筑物抗侧力结构的平面布置宜规则对称,结构沿竖向侧移刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小,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条的有关规定。

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下列规定:

    1 混凝土结构、钢结构和钢-混凝土混合结构,存在表3.4.6-1中的平面不规则类型或表3.4.6-2中的竖向不规则类型以及类似的不规则类型时,应属于不规则的构筑物。

表3.4.6-1 平面不规则的主要类型

表3.4.6-2 竖向不规则的主要类型

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,应计入扭转影响,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,宜计入楼板局部变形影响。

        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。

3.4.8 体型复杂、平立面特别不规则的构筑物,可按实际需要在适当部位设置防震缝。

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。

3.4.10 当设置伸缩缝和沉降缝时,其宽度应符合防震缝的要求。

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凝土圈梁和构造柱、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。

3.4.12 结构构件之间的连接应符合下列规定:

    1 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 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。

3.5 结构分析

3.5 结构分析


3.5.1 构筑物的结构应按多遇地震作用进行内力和变形分析,可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的构筑物,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??筛萁峁固氐悴捎玫苄跃擦Ψ治龌虻苄允背谭治龇椒?。 

    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。

3.5.3 当结构在地震作用下的重力附加弯矩大于初始弯矩的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确定为刚性、半刚性和柔性等的横隔板,再按抗侧力系统的布置确定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。

3.5.5 质量和侧移刚度分

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