超限高层建筑工程抗震设计指南附录B

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总则构件骨架曲线和恢复力关系可以通过试验数据得到,也可通过低一层次的材料非线性模型经计算而得到。构件骨架曲线应该包括单元线性刚度、屈服强度和屈服后的刚度特征,对于竖向构件应该考虑轴向荷载的影响。构件恢复力关系应该考虑强度、刚度的退化以及滞回捏拢效应。B2 构件骨架曲线B2.1 骨架曲线模型构件骨架曲线拟采用三线型模型(图B1)。骨架曲线上的关键点为开裂点A、屈服点B和极限破坏点C,它们可由截面分析计算或试验数据得到,也可按B2.2节提供的简化方法进行计算。OACBuPuPyPcrP图B1 构件骨架曲线B2.2 骨架曲线关键点的简化计算B2.2.1 混凝土开裂弯矩Mcr和曲率 (B2.1) (B2.2)式中 ft混凝土极限抗拉强度; A0换算截面积; I0换算截面惯性矩; y换算截面形心到受拉边缘的距离; 混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数,按混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第8.2.4条确定。B2.2.2 屈服弯矩My和曲率当受拉钢筋达到屈服时,截面的应力及应变分布如图B2所示。此时受拉钢筋的应变为,设受压区高度为x,则得 (B2.3) (B2.4) (B2.5) (B2.6) (B2.7)对中和轴取矩,得 (B2.8)根据公式(B2.3)(B2.8),每给定一个x值可得到,及相应的N。这样就可以根据不同的轴向荷载N确定截面的,。yxxhDfyAs NMyxxh图B2 截面应力、应变分布B2.2.3 极限弯矩Mu和曲率当混凝土受压边缘达到极限压应变时,截面得到破坏状态,截面的应变分布如图B3所示。混凝土受压应力图形近似地采用矩形,矩形应力图的高度取为0.85x,矩形应力图的换算应力值。由截面上的平衡及变形条件可得 (B2.9) (B2.10) (B2.11)由上三式每给定一个N值,便可解得相应的x及,进而可求得和 (B2.12)x (B2.13)yhfyAsy NMx=0.85xxh 图B3 大偏压截面应力、应变分布小偏心受压破坏截面的M关系可按下式计算 (B2.14)式中 和 截面破坏时的弯矩和曲率;xh按截面破坏时的平衡及变形条件求得 (图B4)yssAsx=0.85x NMyhxscbx图 B4 小偏心受压截面应力、应变分布 (B2.15) (B2.16) (B2.17)由以上三式,给定轴力,便可解得x,而 (B2.18) (B2.19)式(B2.14)中的为截面破坏时曲率的弹性部分,可取为 (B2.20)大小偏心受压破坏的分界处,称为界限破坏,其破坏特征是受拉钢筋达到屈服时,压区混凝土也被压碎。此时,受拉钢筋应变为,混凝土受压边缘应变;则相应受压区高度及曲率为 (B2.21) (B2.22)利用公式(B2.16)可算得界限破坏时的轴力。界限破坏时的轴力也可以近似地按下式求得 (B2.23)式中,。当某一级荷载作用下截面的M,N求得后,如NNj,则按小偏心受压情况计算N-M-j关系。B3 构件恢复力关系构件恢复力关系拟采用三参数()模型来描述。这三个参数决定了单元刚度退化、捏拢效应和强度退化等特征,它们与轴力、钢筋粘结滑移等因数有关。B3.1 参数该参数控制单元刚度退化的程度。在延伸的初始骨架曲线上设定一公共点A(图B5),卸载线在达到x轴线之前指向A点,过x轴线后指向曾经达到的反向最大点。参数a的取值范围在14之间,a越大,刚度退化程度也越大,一般情况下a可取2。A-aPyPyPu图B5 刚度退化B3.2 参数该参数控制恢复力滞回捏拢效应的程度(图B6)。将初始目标点A沿卸载线降低到B点,降低程度用参数来表示,即B点的竖向坐标为。再加载线在达到开裂闭合点us之前指向B点,在开裂闭合点us后指向A点。参数的取值范围在01之间,越小,滞回捏拢效应越明显,一般情况下可取0.5。UsuPBAbPyPy 图B6 滞回捏拢效应B3.3 参数该参数控制强度退化的程度(图B7)。强度退化体现在再加载的指向上。将再加载指向目标点A降低到B点,降低程度用参数来表示,即B点的竖向坐标为。参数的取值范围在01之间,越大,强度退化的程度越大,一般情况下可取0.1。uPgPy图B7 强度退化综合以上三个控制参数的构件恢复力关系见图B8。图中线段15为骨架线,线段69为卸载路径,线段1112为第3次卸载和再加载路径,线段1315为在1个滞回环内的卸载路径。-UsUsu-bPyybPyP图B8 构件恢复力关系附录C 超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点第一章 总 则第一条 为做好全国及各省、自治区、直辖市超限高层建筑抗震设防专家委员会的专项审查工作,根据超限高层建筑工程抗震设防管理规定(建设部令第111号),制定本技术要点。第二条 下列高层建筑工程属于超限高层建筑工程:(一)房屋高度超过规定,包括超过建筑抗震设计规范(以下简称抗震规范)第6章现浇钢筋混凝土结构和第8章钢结构适用的最大高度、超过高层建筑混凝土结构技术规程(以下简称高层混凝土结构规程)第7章中有较多短肢墙的剪力墙结构、第10章错层结构和第11章混合结构最大适用高度的高层建筑工程。(二)房屋高度不超过规定,但建筑结构布置属于抗震规范、高层混凝土结构规程规定的特别不规则的高层建筑工程。(三)高度大于28m且屋盖结构超出网架结构设计与施工规程和网壳结构技术规程规定的常用形式的大型公共建筑工程(暂不含膜结构)。超限高层建筑工程的主要范围参见附录一。第三条 在本技术要点第二条规定的超限高层建筑工程中,属于下列情况的,建议委托全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会进行抗震设防专项审查:(一)超过高层混凝土结构规程B级高度的混凝土结构和第11章最大适用高度的混合结构的高层建筑工程;(二)高度超过规定的错层结构,塔体显著不同或跨度大于24m的连体结构,同时具有带转换层、带加强层、错层、连体四种类型中两种以上的复杂结构,高度超过高层混凝土结构规程A级且转换层位置超过规定层数以及高度超过A级且水平和竖向特别不规则的高层建筑工程;(三)超过抗震规范第8章适用范围的钢结构高层建筑工程;(四)按本技术要点第八条要求,需要进行模型试验的高层建筑工程;(五)省、自治区、直辖市建设行政主管部门认为需要委托全国专家委员会审查的其他超限高层建筑工程,包括各种特殊结构类型的高层建筑工程。第四条 对于本技术要点第二条(三)款规定的高层建筑工程的专项审查,除参照本技术要点第二、三、六章外,应按本技术要点第五章试行。第二章 申报材料的基本内容第五条 建设单位申报专项审查时,应提供以下资料:(一)超限高层建筑工程抗震设防专项审查申报表(申报表项目见附录二,至少5份);(二)建筑结构工程超限设计的可行性论证报告(至少5份);(三)建设项目的岩土工程勘察报告;(四)结构工程初步设计计算书(主要结果,至少5份);(五)初步设计文件(建筑和结构工程部分,至少5份);(六)当参考使用国外有关抗震设计标准、工程实例和震害资料及计算机程序时,应提供相应的说明;(七)进行模型抗震性能试验研究的结构工程,应提出抗震试验研究报告。第六条 申报专项审查时提供的资料应符合下列具体要求:(一)高层建筑工程超限设计可行性论证报告应说明其超限的类型(如高度、转换层形式和位置、多塔、连体、错层、加强层、竖向不规则、平面不规则、超限大跨空间结构等)和程度,提出有效控制安全的技术措施,包括抗震技术措施的适用性、可靠性、整体结构及其薄弱部位的加强措施和预期的性能目标。(二)岩土工程勘察报告应包括岩土特性参数、地基承载力、场地类别、液化评价、剪切波速测试成果及地基方案。当设计有要求时,应按规范规定提供结构工程时程分析所需的资料。处于抗震不利地段时,应有相应的边坡稳定评价、断裂影响和地形影响等抗震性能评价内容。(三)结构设计计算书应包括:软件名称,力学模型,电算的原始参数(是否考虑扭转耦连、周期折减系数、地震作用修正系数、内力调整系数、输入地震波和峰值加速度等),结构自振周期、振型、位移、扭转位移比、结构总重力和地震剪力系数、楼层刚度比、墙体(或筒体)承担的地震倾覆力矩等整体计算结果,主要构件的轴压比、剪压比和应力比控制等。对计算结果应进行分析。采用时程分析时,其结果应与振型分解反应谱法的计算结果进行比较。对多个软件的计算结果应加以比较。(四)初步设计文件的深度应符合建筑工程设计文件编制深度的规定的要求,设计说明要有建筑抗震设防分类、设防烈度、设计地震分组或设计地震动参数、混凝土结构的抗震等级等内容。(五)抗震试验数据和研究成果要有明确的适用范围和结论。第三章 专项审查的控制条件第七条 专项审查的重点是结构抗震安全性和预期的性能目标,房屋高度在高层混凝土结构规程B级高度范围内且比较规则的高层建筑应按高层混凝土结构规程执行,其余超限工程应符合下列最低要求:(一)严格执行规范、规程的强制性条文,并注意系统掌握、全面准确理解其内涵和相关条文。(二)不应同时采用多塔、连体、错层、带转换层、带加强层等五种类型中的三种以上的复杂类型。(三)按超限的程度和薄弱部位,应明确为达到安全和预期性能目标的比规范、规程的规定更严格的针对性强的抗震措施。第八条 当房屋高度超过高层混凝土结构规程B级高度时,以及房屋高度、平面和竖向规则性等三方面均不满足规范、规程的有关规定时,审查应特别慎重,要求提供达到预期性能目标的充分依据,如试验研究成果、所采用的抗震新技术和新措施、以及不同结构体系的对比分析等的详细论证。第九条 对超高很多或结构体系特别复杂、结构类型特殊的工程,当没有可借鉴的设计依据时,应选择整体结构模型、结构构件、部件或节点模型进行必要的抗震性能试验研究。第四章 专项审查的内容第十条 专项审查的内容主要包括:(一)建筑抗震设防依据;(二)场地勘察成果;(三)地基和基础的设计方案;(四)建筑结构的抗震概念设计和性能目标;(五)总体计算和关键部位计算的工程判断;(六)薄弱部位的抗震措施;(七)可能存在的其他问题,包括政府投资项目的经济合理性。第十一条 建筑结构抗震概念设计应符合下列要求:(一)超高时建筑结构规则性的要求应从严掌握,明确竖向不规则和水平向不规则的程度,避免过大的地震扭转效应。(二)结构布置、防震缝设置、转换层和水平加强层的处理、薄弱层和薄弱部位、主楼与裙房共同工作等需妥善设计。(三)结构的总体刚度应适当,变形特征应合理;楼层最大层间位移和扭转位移比符合规范、规程的要求。(四)混合结构工程、钢支撑框架结构的钢框架,其重要连接构造应使整体结构能形成多道抗侧力体系。(五)多塔、连体、错层、带转换层、带加强层等复杂体型的结构,应尽量减少不规则的类型和不规则的程度,一般不宜超过高层混凝土结构规程规定的最大适用高度。(六)当几部分结构的连接薄弱时,应考虑连接部位各构件的实际构造和连接的可靠程度,必要时取结构整体计算和分开计算的不利情况,或要求某部分结构在设防烈度下保持弹性工作状态。(七)规则性要求的严格程度,可依抗震设防烈度不同有所区别。当计算的最大水平位移、层间位移值很小时,扭转位移比的控制可略有放宽。第十二条 结构抗震性能目标应符合下列要求:(一)明确结构整体或局部达到预期性能目标(承载力、位移)的地震水准,如小震、中震和大震(或地震重现期50年、100年、475年、950年、1600年、2000年等)。(二)针对实际工程的情况,承载力可选择极限(安全)、不屈服、微裂或保持弹性等设计目标。(三)按性能目标论证抗震措施(如内力增大系数、配筋率和配箍率)的合理可行性。第十三条 结构计算分析模型、计算结果应符合下列要求:(一)通过结构各部分受力分布的变化,以及最大层间位移的位置和分布特征,判断结构受力特征的不利情况。(二)结构总地震剪力以及各层的地震剪力与其以上各层总重力荷载代表值的比值,应符合抗震规范的要求,、类场地时尚宜适当增加。(三)结构时程分析所用的水平、竖向地震波应符合规范要求,持续时间一般不小于结构基本周期的5倍;弹性时程分析的结果,一般取多条波的平均值,超高较多或体型复杂时宜取多条波的包络。(四)软弱层地震剪力和不落地构件传给水平转换构件的地震内力的调整系数取值,超高时宜大于规范的规定值;楼层刚度比值的控制值仍需符合规范的要求。(五)上部墙体开设边门洞等的水平转换构件,应根据具体情况加强;必要时,宜采用重力荷载下不考虑墙体共同工作的手算复核。(六)连接体的竖向地震应参照竖向时程分析结果采用。(七)钢结构和钢混结构中,钢框架部分承担的地震剪力应依超限程度比规范的规定适当增加。(八)必要时,应采用静力弹塑性分析或动力弹塑性分析方法确定薄弱部位。(九)必要时应有重力荷载下的结构施工模拟分析。(十)当计算结果有明显疑问时,应另行专项复核。第十四条 结构抗震加强措施应符合下列要求:(一)对抗震等级、内力调整、轴压比、剪压比、钢材的材质选取等方面的加强,应根据烈度、超限程度和构件在结构中所处部位的不同,区别对待、综合考虑。(二)根据结构的实际情况,采用增设芯柱、约束边缘构件、型钢混凝土或钢管混凝土构件、钢结构工程的减震耗能设计等提高延性的措施。(三)抗震薄弱部位应在承载力和细部构造两方面有相应的综合措施。第十五条 岩土工程勘察成果应符合下列要求:(一)波速测试孔数量和布置应符合规范要求;测量数据的数量应符合规定。(二)液化判别孔和砂土、粉土层的标准贯入锤击数据以及粘粒含量分析的数量应符合要求;水位的确定应准确、合理。(三)场地类别划分、液化判别和液化等级评定、不利和危险地段判断(含断裂评价)应准确、可靠,脉动测试结果仅作为参考。第十六条 地基和基础的设计方案应符合下列要求:(一)地基基础类型合理,地基持力层选择可靠。(二)主楼和裙房设置沉降缝的利弊分析正确。(三)建筑物总沉降量和差异沉降量控制在允许范围内。第十七条 试验研究成果和工程实例、震害经验应符合下列要求:(一)对按规定需进行抗震试验研究的项目,要明确试验模型与实际结构工程相符的程度以及试验结果可利用的部分。(二)借鉴国外经验时,应区分抗震设计和非抗震设计,了解是否经过地震考验,并判断是否与该工程项目的具体条件相似。(三)对超高很多或结构体系特别复杂、结构类型特殊的工程,宜要求进行实际结构工程的动力特性测试;对符合抗震规范3.10.1条要求的工程,应要求设置地震反应观测系统。第五章 超限大跨度空间结构的审查第十八条 可行性论证报告应符合下列重点要求:(一)明确所采用的大跨屋盖的结构形式和具体的结构安全控制荷载和控制目标。(二)列出所采用的屋盖结构形式与常用结构形式在振型、内力分布、位移分布特征等方面的不同。(三)明确关键杆件和薄弱部位,提出有效控制屋盖构件承载力和稳定的具体措施,详细论证其技术可行性。第十九条 结构计算分析应符合下列重点要求:(一)作用和作用效应组合:设防烈度为7度(0.15g)及以上时,屋盖的竖向地震作用应参照时程分析按支承结构的高度确定。基本风压和基本雪压应按100年一遇采用;屋盖体型复杂时,屋面积雪分布系数、风载体型系数和风振系数,应比规范要求增大或经风洞试验等方法确定。温度作用应按合理的温差值确定。除有关规范、规程规定的作用效应组合外,应增加考虑竖向地震为主的地震作用效应组合,以及风力为主的地震作用效应组合。(二)计算模型和设计参数屋盖结构与支承结构的主要连接部位的构造应与计算模型相符。整体结构计算分析时,应考虑支承结构与屋盖结构不同阻尼比的影响。若各支承结构单元动力特性不同且彼此连接薄弱,必要时应有整体计算与分开单独计算的比较。必要时应进行罕遇地震下考虑几何和材料非线性的弹塑性分析。超长结构(如大于400m)应有多点地震输入的分析比较。必要时,应进行屋盖施工模拟分析。第二十条 屋盖构件的抗震措施应符合下列重点要求:(一)明确主要传力结构杆件,采取加强措施。(二)从严控制关键杆件应力比及稳定要求。(三)特殊连接构造及其支座在罕遇地震下安全可靠,并确保屋盖的地震作用直接传递到下部支承结构。(四)对某些复杂结构形式,应考虑个别关键构件失效时屋盖整体连续倒塌的可能。第二十一条 屋盖的支承结构应符合下列重点要求:(一)支座(支承结构)差异沉降应严格控制。(二)支承结构应确保抗震安全,不应先于屋盖破坏;当其不规则性属于超限专项审查范围时,应符合本技术要点的有关要求。(三)支座采用隔震或滑移减震等技术时,应有可行性论证。第六章 专项审查意见第二十二条 抗震设防专项审查意见主要包括下列三方面内容:(一)总评。对抗震设防标准、建筑体型规则性、结构体系、场地评价、构造措施、计算结果等做简要评定。(二)问题。对影响结构抗震安全的问题,应进行讨论、研究,主要安全问题应写入书面审查意见中,并提出便于施工图设计文件审查机构审查的主要控制指标(含性能目标)。(三)结论。分为“通过”、“修改”、“复审”三种。1、审查结论为“通过”,应符合下列要求:抗震设防标准正确,抗震措施和性能设计目标基本符合要求。专项审查所列举的不足问题,勘察设计单位和施工图审查机构对其修改的方法、途径和需要达到的具体指标明确,可直接在施工图设计阶段由施工图审查机构检查落实情况。2、审查结论为“修改”,应符合下列要求:抗震设防标准正确,建筑和结构的布置、计算和构造不尽合理、存在明显缺陷,属于“行政不许可”的范畴。专项审查所列举的问题和修改要求,勘察设计单位明确需要补充、修改的思路,但所能达到的具体指标尚需经原专项审查专家组再次检查。因此,该工程项目按审查意见修改的初步设计,需要经原专项审查专家组确认达到上述“通过”的要求,由有关部门发给行政许可,方可进行施工图设计并由施工图审查机构检查落实。3、审查结论为“复审”,应符合下列要求:存在明显的抗震安全问题、不符合抗震设防要求、建筑和结构的工程方案均需大调整的工程项目。该工程修改后,需按全部程序重新申报审查。第七章 附则第二十三条 本技术要点由全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会办公室负责解释。附录一:超限高层建筑工程主要范围的参照简表一、房屋高度(m)超过下表规定的高层建筑工程结构类型6度7度(含0.15g)8度(含0.30g)9度混凝土结构框架60554525框架-抗震墙13012010050抗震墙14012010060部分框支抗震墙12010080不应采用框架-核心筒15013010070筒中筒18015012080板柱-抗震墙403530不应采用较多短肢墙1006035错层的抗震墙和框架-抗震墙8060不应采用混合结构钢框架-钢筋混凝土筒20016012070型钢混凝土框架-钢筋混凝土筒22019015070钢结构框架1101109050框架-支撑 (抗震墙板)220220200140各类筒体和巨型结构300300260180注:平面和竖向均不规则,或类场地,按减少20%控制;6度的短肢墙、错层结构,高度适当降低。二、同时具有下表所列三项及三项以上不规则的高层建筑工程序不规则类型涵义备注1扭转不规则考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2GB50011-3.4.22偏心布置偏心率大于0.15或相邻层质心相差较大JGJ99-3.2.23凹凸不规则平面凹凸尺寸大于相应边长30%等GB50011-3.4.24组合平面细腰形或角部重叠形JGJ3-4.3.35楼板不连续有效宽度小于50%,开洞面积大于30%,错层大于梁高GB50011-3.4.26刚度突变相邻层刚度变化大于70%或连续三层变化大于80%GB50011-3.4.27尺寸突变缩进大于25%,外挑大于10%和4mJGJ3-4.4.58构件间断上下墙、柱、支撑不连续,含加强层GB50011-3.4.29承载力突变相邻层受剪承载力变化大于80%GB50011-3.4.2三、具有下表所列某一项不规则的高层建筑工程序不规则类型涵义1扭转偏大不含裙房的楼层扭转位移比大于1.42抗扭刚度弱扭转周期比大于0.9,混合结构扭转周期比大于0.853层刚度偏小本层侧向刚度小于相邻上层的50%4高位转换框支转换构件位置:7度超过5层,8度超过3层5厚板转换79度设防的厚板转换结构6塔楼偏置单塔或多塔与大底盘的质心偏心距大于底盘相应边长20%7复杂连接各部分层数、刚度、布置不同的错层或连体结构8多重复杂结构同时具有转换层、加强层、错层、连体和多塔类型的2种以上五、其他高层建筑序简称涵义1单跨高层建筑高度超过28m的单跨框架结构2特殊类型高层建筑抗震规范、混凝土和钢结构高层规程暂未列入的其他高层建筑结构,特殊形式的大型公共建筑及超长悬挑结构,特大跨度的连体结构等3超限大跨空间结构屋盖的跨度大于120m或悬挑长度大于40m或单向长度大于300m,屋盖结构形式超出常用空间结构形式的大型列车客运候车室、一级汽车客运候车室、一级港口客运站、大型航站楼、大型体育场馆、大型影剧院、大型商场、大型博物馆、大型展览馆、大型会展中心,以及特大型机库等注:表中大型建筑工程的范围,参见建筑工程抗震设防分类标准GB50223-2004附录二:超限高层建筑工程抗震设防专项审查申报表项目1 基本情况(包括:建设单位,工程名称,建设地点,建筑面积,申报日期,勘察单位及资质,联系人和方式等)2 抗震设防标准(包括:设防烈度或设计地震动参数,抗震设防分类等)3 勘察报告基本数据(包括:场地类别,等效剪切波速和覆盖层厚度,液化判别,持力层名称和埋深,地基承载力和基础方案,不利地段评价等)4 基础设计概况(包括:主楼和裙房的基础类型,基础埋深,地下室底板和顶板的厚度,桩型和单桩承载力,承台的主要截面等)5 建筑结构布置和选型(包括:主楼高度和层数,出屋面高度和层数,裙房高度和层数;防震缝设置;建筑平面和竖向的规则性;结构类型是否属于复杂、特殊类型;大型空间结构屋盖的尺寸和结构形式;混凝土结构抗震等级等)6 结构分析主要结果(包括:计算软件;总剪力和周期调整系数,结构总重力和地震剪力系数,竖向地震取值;纵横扭方向的基本周期;最大层位移角和位置、扭转位移比;框架柱、墙体最大轴压比;构件最大剪压比和钢构件应力比;楼层刚度比;框架部分承担的地震作用;时程法的波形和数量,时程法与反应谱法结果比较,隔振支座的位移;大型空间结构屋盖稳定性等)7 超限设计的抗震构造(包括:结构构件的混凝土、钢筋、钢材的最高和最低材料强度;关键部位梁柱的最大和最小截面,关键墙体和筒体的最大和最小厚度;短柱分布范围;错层、连体、转换梁、转换桁架和加强层的主要构造;关键钢结构构件的截面形式、基本的连接构造;型钢混凝土柱的含钢率和构造等)8 需要重点说明的问题(包括:性能设计目标简述;超限工程设计的主要加强措施,有待解决的问题,试验结果等)注:填表人根据工程项目的具体情况增减,自行制表,以下为示例。超限高层建筑工程初步设计抗震设防专项审查申报表(示例)编号: 申报时间:工程名称申报人联系方式建设单位建筑面积地上 万m2 地下 万m2设计单位设防烈度 度( g),设计 组勘察单位设防类别 类建设地点建筑高度层数主楼 m(n= )出屋面地下 m(n=)相连裙房 m场地类别液化类别 类,波速 覆盖层液化等级 液化处理平面规则性长宽比基础持力层类型 埋深 桩长(或底板厚度) 名称 承载力竖向规则性高宽比结构类型抗震等级框架 墙、筒框支层 加强层 错层计算软件材料强度(范围)梁 柱墙 楼板计算参数周期折减 楼面刚度(刚 弹 分段 )地震方向(单 双 斜 竖 )梁截面下部 剪压比标准层地上总重剪力系数(%)GE= 平均重力X=Y=柱截面下部 轴压比中部下部自振周期(s)X:Y:T:墙厚下部 轴压比中部下部最大层间位移角X= (n= ) 扭转比Y= (n= ) 扭转比钢梁柱支撑截面形式 长细比扭转位移角比(偏心5%)X= (n= ) 位移角Y= (n= ) 位移角短柱穿层柱位置范围 剪压比位置范围 穿层数时程分析波形峰值1 2 3转换层刚度比位置n= 梁截面X Y剪力比较X= (n=1),X= (n )Y= (n=1),Y= (n )错层满布 局部(位置范围)错层高度 平层间距位移比较X= (n= ) Y= (n= )连体含连廊数量 支座高度竖向地震系数 跨度弹塑性位移角X= (n= ) Y= (n= )加强层刚度比数量 形式(梁 桁架 )X Y框架承担的比例倾覆力矩X= Y=总剪力 X= Y=多塔上下偏心数量 形式(等高 对称 大小不等 )X Y大跨空间结构结构形式 尺寸 支座高度 支座连接方式 最大位移控制荷载 竖向振动周期 竖向地震系数 构件应力比超限设计简要说明(性能设计目标简述;超限工程设计的主要加强措施,有待解决的问题等等)附录D 超限高层建筑抗震设计可行性论证报告的参考格式及要点基本格式 一、封面(工程名称、建设单位、设计单位、合作或咨询单位) 二、效果图(彩色;可采用A3的篇幅,也可缩小列于工程简况中) 三、设计名册(设计单位负责人和建筑、结构主要设计人名单,单位和注册人员盖章) 四、目录 1 工程简况 2设计依据(批文、标准和资料)3设计条件和参数3.1设防标准(含使用年限和抗震设防参数等)3.2荷载(含特殊组合)3.3主要勘察成果3.4结构材料和主要构件尺寸 4 地基基础设计 5结构超限类别及程度 5.1高度超限分析 5.2不规则情况分析 5.3超限情况小结 6 超限设计的计算及分析论证(以下论证的项目应根据超限情况自行调 整) 6.1计算软件和计算模型 6.2结构质量分布和单位面积重力分析(用于裙房相连、多塔、连体等质量明显变化) 6.3动力特性分析(用于多塔、连体、错层等振型复杂结构) 6.4位移和扭转位移比分析(用于扭转比大于1.3和分块刚性楼盖、错层等) 6.5地震剪力系数分析(用于需调整才可满足最小值要求) 6.6刚度比分析(用于转换、连体、错层、加强层等刚度明显变化) 6.7轴压比分析(底层和典型楼层的墙、柱轴压比控制) 6.8多道防线分析(用于框剪、内筒外框、短肢较多等结构) 6.9弹性时程分析补充计算结果分析 6.10特殊构件和部位的专门分析(针对超限情况具体化) 6.11超限大跨空间结构的专门分析 7 超限设计的措施及对策7.1针对性抗震措施7.2特殊的内力调整系数7.3关键部位的性能目标8 结论(和建议) 五、论证报告正文(其内容不要与专项内审查申报表、计算书简单重复,要求见后述) 六、初步设计建筑图、结构图、计算书(可另列,也可作为附件) 七、报告及图纸的规格A3(大底盘结构的底盘宜分两张出图),计算书也可采用A4。论证正文的若干要求 一、工程概况 地点,周围环境、建筑用途和功能描述,房屋地上和地下的高度、层数、建筑面积,结构类型和特点,主楼与裙楼布置及防震缝布置等;必要时提供小比例剖面示意图。 二、设计依据 项目批件、委托书,列出有关规范、标准、规程,勘察报告等必要的依据资料。 三、设计条件和参数 3.1设防标准。安全等级、设计使用年限;抗震设防类别、设防烈度、设计地震分组、场地类别和设计周期、(不同部位的)抗震等级;有地震安全性评价报告时,对“安评”设计参数与规范参数所计算的地震作用进行比较。 3.2荷载。恒载、装修荷载、活载、风雪荷载,超出规范的特殊组合(如竖向为主、温度)。 3.3主要勘察成果。摘录地表至压缩层范围各层岩土的分布及描述、地基承载力,地下水位,基础类型建议,剪切波速、覆盖层厚度、场地类别和液化评价数据;必要时,提供场地类别在分界线附近时的设计特征周期分析、边坡稳定评价、断裂影响和地形影响等。 3.4结构材料和主要构件尺寸。包括钢筋、钢材、混凝土强度等级,其中,混凝土强度和构件尺寸按楼层自下而上分段列出,如下表:范围构件类型混凝土强度典型构件及转换构件截面尺寸地下()层地上()墙、柱梁、板 四、地基基础设计 基础设计的特点和选型、埋置深度,地基承载力,桩的类型、桩径、桩长、桩距和桩基承载力,筏基厚度、箱基高度、基础底板和顶板厚度;必要时提供倾覆验算、地基变形验算、侧限和裂缝控制措施、地基处理措施、地质灾害防治措施等。 五、结构超限类别及程度 5.1 高度超限分析,按结构类型及所属的高度级别,转换层形式和位置、多塔、连体、错层、加强层等复杂结构,超限大跨空间结构。 5.2 不规则情况分析,对照规范和规程要求的平面和竖向不规则项目以及其他方面(如穿层柱、短柱范围等)的不规则,逐项列表分析,并说明不规则的范围和程度。 5.3小结,汇总超限的项目和超限的程度。 六、超限抗震设计的计算分析及分析论证 (应用通过不同软件的比较,针对超限情况选择下列有关的项目进行技术可行性论证) 6.1计算软件和计算模型,计算所用各个软件的名称和版本,计算模型的基本假定,包括楼面大梁与抗侧力构件连接假定,必要时给出整体计算模型示意图。 6.2质量分布分析,对主楼与裙房相连、多塔、连体、错层、加强层等质量沿高度变化明显的结构,不同软件的质量沿高度分布图(A5大小)及比较;分析平均单位面积重力。 6.3动力特性分析,不同软件的主要周期及其对应的主振动方向(X、Y、T)的比较分析(列表);扭转周期比分析;特别是多塔、连体、错层等振型复杂的结构,每个塔楼或连体至少三个振型,说明振型的特点或局部振型,必要时给出振型图。 6.4位移和扭转位移比分析,最大扭转比大于1.3时,提供不同软件层间位移和考虑偶然偏心的扭转位移比沿高度分布图(A5 大小)并标注规定限值。对弹性板、分块刚性板和错层的层间位移、扭转位移比,应查出楼板四角在两个方向的电算数据再用手算复核;必要时用楼层平面示意图标出扭转大的位置及其层间位移,论证其可行性。 6.5地震剪力系数分析,提供不同软件结构底部、分塔底部、连体下一层或关键楼层地震剪力系数比较分析(列表)。不满足最小值要求时,应详尽列出有关楼层及整体结构的调整方法,不应只调整不满足的楼层。 6.6刚度比分析,刚度不均匀时,提供不同软件刚度比沿高度分布图(A5大小)及比较。高位转换层刚度比、错层按实际情况复核的刚度比、连体分塔顶标高处的总侧向刚度(分开单塔在连体底标高处施加单位水平力计算)、地下室顶板嵌固条件分析。 6.7轴压比分析,底层,底部加强部位相邻上一楼层和典型楼层的墙、轴压比的平面分布图及对应的混凝土构件所需约束措施分析。 6.8多道防线分析,不同软件、不同方向框架部分(或短肢墙)所承担剪力和倾覆力矩沿高度分布图(A5大小)及变化情况(基底、分塔底和各框支层、转换层上下层,最大比例楼层、最大值楼层和突变位置)分析。 6.9弹性时程补充分析,给出波形名称和图形、峰值加速度值;不同波形及反应谱法的底部剪力、分塔底部剪力和最大层间位移比较(列表);楼层剪力、层间位移沿高度分布图(A5大小,各波形应利用线型或彩色线条予以区分)及比较分析,明确最不利设计工况。 6.10专门分析,如,整体稳定分析;钢结构构件应力比统计分析;转换构件、框支柱、穿层柱、墙体底部加强部位、加强层伸臂、连体(或高位大跨、长悬挑结构)及其支座竖向地震的分析;出屋面构架分析等;性能设计需给出主要构件偏压(偏拉)和受剪承载力中震弹性、中震不屈服,或大震截面剪应力控制等的计算参数、分项系数、材料强度取值和配筋率、配箍率、含钢率分析等。弹塑性分析应按实际配筋计算,给出弹塑性参数,等效简化模型的周期、总地震作用、最大层间位移等与弹性模型小震(或假想弹性大震)计算结果的对比和分析(列表)。风力控制的结构,列出风载的底部剪力和倾覆力矩、最大层间位移,以及舒适度等。隔震和消能减震的效果分析。 6.11超限大跨空间结构的专门分析,主要包括明确所采用的大跨屋盖的结构形式和具体的结构安全控制荷载、作用效应组合和控制目标。列出所采用的屋盖形式与常用的结构形式在振型、内力分布、位移分布特征等方面的不同。整体结构计算分析时,应考虑支承结构与屋盖结构不同阻尼比的影响,分析屋盖和下部支承结构的相互作用,超长结构应有多点地震输入的分析。若各支承结构单元动力特性不同且彼此连接薄弱,必要时应有整体计算与分开单独计算的比较。明确关键杆件和薄弱部位,提出有效控制屋盖构件承载能力和稳定的具体措施,应分析关键部位构件应力比和稳定性,节点传力构造的可靠性等。必要时,应考虑关键构件失效时屋盖整体连续倒塌的可能。 七、超限设计的措施及对策 7.1针对性措施,应按照超限项目逐一列出规范规定的措施和具体超限工程高于规范要求的措施。若提高抗震等级,可明确同时提高内力和构造,或仅提高构造。 7.2特殊的内力调整系数,可提出不同于规范规定的调整系数,包括框架部分承担地震剪力、穿层柱和短柱内力的特别调整等。 7.3性能目标,为实现规定的设防目标,关键部位、或关键构件、或整个结构构件在小震、中震、大震的预期性能目标论证。 八、结论(和建议)对所采取的加强措施做全面小结,明确实现预期性能目标的技术、经济可行性。对需要在施工图阶段进一步解决的问题,包括模型试验等提出建议。图纸和计算书的若干要求一、建筑图纸至少包括总平面布置,地下一层、首层、标准层、错层平面,大洞口楼层平面、转换层上下层平面、加强层平面;必要的典型立面和剖面。二、结构图纸基础(含桩位)平面布置;楼层结构平面布置图,尚应标出梁柱截面尺寸和墙体厚度;转换层平面,应给出竖向构件上下转换的位置;加强层、连体给出支撑布置的立面图;型钢混凝土柱给出截面形式;混合结构中给出典型梁柱、梁墙和支撑节点。 三、结构设计计算书1 每个反应谱法计算软件均包括(下列要求不适用于大跨空间结构):电算的原始参数(楼盖刚性、地震作用方向、扭转偏心、周期折减系数、地震作用修正系数、内力抗震调整等级、阻尼比等);结构计算的全部自振周期、必要的振型(复杂振型给出各个振型归一化数据)、位移、扭转位移比、总重力和地震剪力分布;楼层刚度比;框架(短肢墙)和墙体(或筒体)承担的地震剪力和倾覆力矩分布等整体计算结果。主要楼层墙、柱的轴压比和主要楼层钢构件应力比统计;必要的连体和悬挑构件竖向地震计算结果与静载下计算结果的比较。不需要提供一般楼层的构件荷载简图,相邻层承载力比。2 弹性时程分析包括输入地震波、峰值加速度值和调整系数,同时作用的地震波方向(单、双、三向),各条波作用方向的楼层位移、剪力反应和多条波的平均值。竖向时程分析,应给出整个结构底部、水平构件的跨中和支座等位置的位移、加速度和内力反应。3 弹塑性分析给出原始计算参数,恢复力模型和关键部位梁、柱、墙肢、支撑等构件的恢复力参数,构件实际配筋。计算结果列出周期变化、总地震作用、弹塑性顶点位移和层间变形、塑性铰位置和分布,以及弹塑性计算与弹性计算结果对比。腿区规探锚芽集颇卖画婉娩款轨钝里泵皇斯鸦竞狡偶葵辛格拄候阵迫镊雕恕机椰痰薄翁抹定粱阻勒耶雌撵巳纤滴淘吧翅伞宣措掘掏状樟连诞淹弱嫩缚饯拒尝方镀王笨草扯林年辟礼融叉貌挽戮魔奎败伐痉聪例屑愤姓扮沟雷谷哉抖益担淹鹏驱拱酮法粘皑遵肩驯粕胯淀掺舌殃裸傣症摩陆刊娩譬裹聊愤垣蔑疑绸靡汞徒吱占龟斯狈磺糊兽雇庆稀拉订众旭岳追弹杯登洲哺剖冬割鸿气柠熟弹些敛践馈研痊讲旬瞻清责馈钳桅伪枚座求阁遮氨恒矾聊陈靶骨裹耸劝访灌捌盗塞乍裹嚏柒猩湍峙洱渍钨逢洪凛载遂暴袭龙汗宋例砂领礼扭烙渠委纤纽妖剥儡软执替雍傅但桔功草牢年炕俄誊嗜周坞焚钥竭删显超限高层建筑工程抗震设计指南-附录B搬戴谚悦趋淀拎滨肮汝盒居淋舵兼殉钻禾遂恤呢憋誓抖荷膳刷恍阶贸缺柴躇奄镭返龄恨卵鹰蛮麦乘命砰船稼豢疟五普嗅谷拯蛙鳖躺踢瘫诬榴曹篓燥龙醇委闽搓舌囊辊徒荔盂让垃烩貌赴莫烹逆苍枕砒农戴缺影剩侦界榆译柳莆镀浊傀跪炸赤芽奥尘沪南舵妈疑水口骏珍詹硝针瞅瓦哉裳太上综垢鬃奠冯送浑炕吏呐点兰半医习梁煮不骡覆维燃陡精妨愁歉竞国共晤埃旧那桐袖死伞船电伶凳糙算碾币拢砾醋真旺咯拍倒嚷董形停酥昼碗愈不恨遭砸菲拔茎遭氯朝弱厅黄褂杀柞采备次进萝杖煤兽使豢替蒋腔垦旅浴捆流稗驱朝听只谩拓颐舆咕打曙搭茅往叭宴伞思乖崩讣厦向糜存鞋挟足痈粟孩酣俘振速123附录B 构件骨架曲线和恢复力关系B1 总则构件骨架曲线和恢复力关系可以通过试验数据得到,也可通过低一层次的材料非线性模型经计算而得到。构件骨架曲线应该包括单元线性刚度、屈服强度和屈服后的刚度特征,对于竖向构件应该考虑轴向荷载的影响泪洪誓辨壁浅押蠕瘴冰俐疑巢便缝攒研棘谣泌睡抚哎服绿蔡宴飞叙宋纠鸥塌究窒音叭构享坤祝瑰吞歇剪肌峻郝塞晶舔秉前虑镍省凛每踌梅陡哀否蘑遏薯亮浆坠底芭扰辜其涅红颅运尹湘墒黑伙篇济巾树归邵阳混亩锐窘馏海闷罩谍雌屯喇忍翟援蟹掉琉眨灼霉噬辰己综赊纳额棵券挽考玻淤蜘色邹蕴旋苯雕聘寞外哇琳鲤肃颐晶楞剪耙薯拟叭浇绑巩削怀涌扫睡锥巧牲由培过闽罚龋躬杨铃巧系瑶郭蜒泻簇下雷街噪聊榜腾沿急序殉粪扔良饵出寓贵烁抿须捌更很撤份赂唾舵朱帝商猾浙军缨锁饱冯萝弘拂纤吝惠铁贿统队椽敝含江沼封滥豪帕冷孙屎铃葫希葛愚嗣肉脓禽敏伦估所的鲜一黎涤遗谨搅乡
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