《建筑工程抗震性态设计设计通则》(谢礼立)

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1、中国建筑工程抗震设计导则,An Introduction to the“GUIDELINES FOR SEISMIC DESIGN OF BUILDINGS”,谢礼立 Institute of Engineering Mechanics, China Earthquake Administration,建设工程抗震设计导则是于2003年由中国工程建设标准化协会正式批准的中国第一本具有样板规范性质的建设工程抗震设计技术文件。,目录,导则的编制目的、性质和意义 导则的编制原则和适用范围 导则的主要内容及其主要特色 导则发展之前景 - 结语,导则征求意见稿意见处理概况,导则的性质、编制目的和意义,建

2、设工程抗震设计导则的性质,它不谋求“法规强制性”，但应该是具有技术权威性的，可操作和可执行的、标准化的技术文件。是一部可供自愿执行的技术性文件； 导则属于国际上通行的样板（模式）规范一类的技术文件；,编制建设工程抗震设计导则的目的,1）为编制和修订国家的、地区的和部门的各类抗震设计规范提供参考，重点放在提供方法和基础技术资料；2）为现有规范中尚没有具体规定的，而设计工作中急需解决的抗震设计问题提供参考和依据。,编制建设工程抗震设计导则的意义,1.为各部门和各地区编制与国际接轨的抗震设计规范提供样板和参考； 2.比正式规范更容易和更及时地吸收成熟而且先进的科研成果和大震经验，因而易于更新；对工程

3、界也可起一个未雨绸缪的作用; 3.便于在一些重大技术问题上统一; 4.为现有规范尚未复盖的抗震设计问题提供解决问题的途径和参考; 5.促进我国规范研究和编制工作的发展，适合于系列化，可逐步编制各类工程的抗震设计导则系列； 6.促进地区性规范的发展。,建设工程抗震设计导则的特点,1）具有规范的形式，采用统一的符合国家标准的文字表达方式，有条文和说明；2）同时具有技术文件和技术报告的性质，条文简练，说明详细，推荐的方法不只一种，使用者有选择的余地；3）内容先进，成熟，完备、可操作；4）便于及时更新和修改；5）便于编制统一的、系列化的包含各类工程的抗震设计导则系列；,导则的编制原则和适用范围,建设工

4、程抗震设计导则的编制原则,1）立足于我国社会经济发展水平和面向新世纪发展规划，结合我国要在2020年全面建设小康社会的紧迫要求，以及我国加入世贸组织面临的的新形势；2）尽可能吸纳国内外地震工程方面的最新的、成熟的成果，特别是我国八五以来的有关抗震设防和抗震分析与设计方面的成果；3）结合我国地震区划和抗震设计规范的编制经验，编制出一部符合中国国情的，可为编制各类抗震设计规范提供参考和指导的，具有样板规范性质的导则。4）本导则目前只涉及一般工业与民用建筑物和部分构筑物的抗震设计，今后计划对导则逐步扩充，形成系列，遍及到大多数的建设工程。,房屋建筑和非房屋建筑及其组成部分，应设计和建造成能抵抗本样板

5、规范所述各级设防地震的地震动作用。现有的房屋建筑和非房屋建筑的结构的改建和扩建部分也应设计和建造成能抵抗这些规定确定的地震动。,导则的适用范围,导则的主要内容和主要特色,99工程结构抗震设计样板规范 的编制工作,1998年末完成第一稿， 1999年5月完成修改稿(第二稿) 1999年11月完成第三稿 2000年8月完成征求意见稿(包括条文、说明和集有关研究报告的编制材料) 与样板规范有关的研究工作现已基本完成，样板规范的编制工作正按计划顺利进行，可望能按期完成我国第一本样板规范的编制工作。,建设工程抗震设计导则内容简介,建设工程抗震设计导则章节一览,第 1 章： 总则 第 2 章： 术语、符号

6、 第 3 章： 场地评定和抗震设计谱 第 4 章： 结构设计准则、分析和方法 第 5 章： 建筑、机械、电气部件设计要求 第 6 章： 地基与基础抗震设计要求 第 7 章： 钢结构抗震设计要求 第 8 章： 钢筋混凝土结构抗震设计要求 第 9 章： 钢与钢筋混凝土组合结构抗震设计要求 第10 章： 砖砌体结构抗震设计要求 第11 章： 隔震结构设计,导则采用的抗震设计原则,按本导则进行抗震设计的建筑和结构，当遭受本地区常遇、偶遇或罕遇地震的地震影响时，能按设计要求，确保经济、安全和基本上实现其预定的功能目标。,导则内容简介（1）,新的抗震设防原则是 经济、 安全、必要的使用功能；,导则内容简介

7、（2）,现行的设防参数是地震动峰值加速度，偶遇地震时的设计地震动直接取值于地震动区划图（50年10超越概率）,多遇、偶遇和罕遇地震动的规定存在有时会过高估计地震危险性或有时会过低估计地震危险性。,不同概率水准下的烈度或地震动的确定,在确定大震（罕遇地震）和小震（多遇地震）的设防烈度或地震动时充分考虑不同地区的地震危险性差异，给出相应的方法，并具体给出分布全国各地近二千个城镇的大震和小震数值，为设计人员提供方便，提高效率。,导则内容简介（3）,导则内容简介（3）,附录A 我国主要城市抗震设防烈度、设计基本地震加速度、 特征周期分区和地震危险性特征分区,不同重要性建筑在不同危险性特征区内、不同概率

8、水准下的设防烈度、地震系数及地震影响系数,不同重要性建筑在不同危险性特征分区内、不同设防水准下的有效地震加速度峰值EPA,导则内容简介（4）,所设计的建筑应根据其使用功能分为四个类别：IV，III，II，I。 类 是指地震时或地震后其使用功能不能中断或存放大量危险物品或有毒物品的建筑; 类 是指在地震后其使用功能必须在短期内恢复或对震后运行起关键作用的建筑或用于人口稠密的建筑场所; 类 除了类、类和类以外的均属此类。 类 是指地震时其破坏对人无生命危害和不造成严重财产损失的建筑。如一般仓库等。,导则内容简介（4）,导则内容简介（4）,抗震设防目标是 IV类：大震轻微破坏，中、小震不坏！ III

9、类：大震可修，中震轻微破坏，小震不坏！II 类：大震不倒、中震可修、小震不坏！I 类：大震可倒！,导则内容简介（5）,关于 质量保证体系,1.7 质量保证 本节对抗地震力系统和其它特定抗震系统提出质量保证方面的最低要求。1.7.1 质量保证计划 质量保证计划应提交给主管部门。 1.7.1.1 质量保证计划的细节 对应做质量保证的特定抗震系统或抗震力系统应。 1.7.1.2 承建人的职责：开始施工之前向主管部门提交一份书面说明。包括：1.7.2 专门检查 业主应雇请专职检查员根据质量保证计划对建筑工程。1.7.3 试验 专职检查员将负责核定。1.7.4 报告及其呈报手续 承建人必须及时注意并处理

10、各项质量问题。竣工时，每个专职检查员应向主管部门提交竣工报告，。竣工时，建筑承建单位应向主管部门提交竣工报告，证明。承建人应按要求改正全部质量问题。,导则内容简介（6）,在抗震设防中，引入抗震设计类别思想: 确定设防参数和设防烈度或设防震动；确定工程的重要性类别。,确定工程的抗震设计类别；,导则内容简介（6）,抗震设计类别的考虑,导则内容简介（6）,给出确定重要性系数的一种新方法： 设防烈度或设计地震动值取名义设计基准期的63%（多遇地震），10%（偶遇地震），5%（罕遇地震） 通过改变结构名义设计基准期的长短来决定其重要性系数，如，取一般结构的名义设计基准期为50年，重要性类别高的结构可取超

11、过50年，重要性类别低的结构可取低于50年; 为了方便设计人员，本导则还将各种名义设计基准期下的设防烈度和地震动值统一折算到名义设计基准期为50年的设计值,并给出表格供查用。,导则内容简介（7）,存在的问题： .有关建筑物重要性系数的确定主要凭经验得到，无法定量说明考虑了重要性系数或相应的措施后结构到底提高了多少安全性； .未考虑结构所在地区的地震危险性差异，从而使同样重要的结构在不同的地区，其抗震能力的增减差别很大。也就是说，同样重要性类别的建筑物，在不同的地区内，其抗震能力的提高完全可能是不同的，体现不出它真正的重要性含义。,确定建筑物的重要性等级,导则内容简介（7）,用设计基准期标定建筑

12、的重要性类别,设不同重要性建筑物的设计基准期为：,不同重要性建筑常遇、偶遇和罕遇地震的重现期,地震的重现期TR、建筑使用寿命期TL和在使用寿命期内发生重现期为TR地震的超越概率P之间的关系：,不同重要性建筑在不同危险性特征区内、不同概率水准下的设防烈度、地震系数及地震影响系数,不同重要性建筑在不同危险性特征分区内、不同设防水准下的有效地震加速度峰值EPA,不同重要性建筑在不同危险性特征分区内、不同设防水准下的有效地震加速度峰值EPA,导则内容简介（8）,导则中关于场地分类和特征周期的规定,导则内容简介（8）,导则内容简介（8）,导则内容简介（9）,提出了最不利设计地震动的思想，可供重要工程结构

13、按时程分析方法进行抗震演算时的地震输入,附录E I、II、III、IV 类场地的最不利设计地震动,导则内容简介（10）,本导则规定了基于偶遇地震核算的三水平、两阶段的设计方法,导则内容简介（11）,按照抗震设防的水平和建筑使用功能划分为5个抗震设计类别，并分别采用相应的抗震设计方法和选择相应的抗震结构体系和具体规定；,抗震设计类别的考虑,导则内容简介（11）,导则内容简介（12）,基于结构体形对结构抗震性态的重要影响，定义了5 种平面不规则结构和5 种竖向不规则结构；区分并定义了柔性和刚性的屋盖、楼盖横隔板；在不同的情况下采用不同的抗震规定乃至详尽不同的细部设计要求；,5种平面不规则结构类型,

14、5种竖向不规则结构类型,导则内容简介（13）,抗震分析方法，既规定了传统的方法： 底部剪力法、振型分析法；同时增加了:非弹性静力分析法、非弹性时程分析法，以适用于不同建筑的使用功能要求；,导则内容简介（14）,给出了一般情形下的考虑土结构相互作用的简化分析方法：底部剪力法抗震分析法 其效应主要体现在：增长结构的周期增加结构的阻尼,导则内容简介（15）,给出了建筑（玻璃幕墙）、机械、电器等非结构部件的抗震设计要求。,导则内容简介（16）,关于液化判别、沉陷和水平位移等计算，国内现有规范给出了经验公式并条文化，本导则只提出解决问题的多种途径和建议,导则内容简介（17）,关于不同材料结构抗震设计的新

15、特点： 钢结构：引入特殊中心支撑框架体系,改进了强柱弱梁条件的表达式，专门考虑了局部截面削弱型的梁柱节点构造,导则内容简介（18）,关于不同材料结构抗震设计的新特点： 钢筋混凝土结构：增加了钢-混凝土组合结构（包括钢管混凝土结构）；强调概念设计，提供多种方法以实现强柱弱梁的设计方案,导则内容简介（19）,关于不同材料结构抗震设计的新特点： 砖结构：采用了一种新的考虑主拉与剪摩强度理论相结合的砖砌体抗剪强度公式，考虑了构造柱对砖墙体抗剪强度的影响,导则内容简介（20）,规定了使隔震结构可达到偶遇地震（设防地震）不坏和罕遇地震可修的两级设计方法：第1阶段：对等效设防地震动采用弹性设计，不使用结构系

16、数。进行构件强度验算和支座恢复力特性及静承载力验算。第2阶段：对罕遇地震进行水平层间位移验算（采用固定基底建筑的偶遇地震验算指标），进行整体抗倾覆和支座稳定性验算,导则今后发展展望,编制建设工程抗震设计导则系列的 若干设想,1） 连贯性 与现行规范要保持适当连贯性； 2） 长期性 作为一项长期任务，每五年编出一本； 3） 系列性 内容逐渐增加;先房屋建筑,后其他； 4） 共 性 重点抓共性，关键和难点问题； 5） 成熟性 主要反映现有成熟成果； 6） 开放性 广纳各方成果；要考虑和国际接轨； 7） 权威性 广泛邀请国内著名专家参加编制、咨讯，审查；技术务求成熟、科学、先进； 8） 地区性 发展地方性或区域性的抗震设计规范和地震区划图是今后我国抗震设计的一个重要的发展方向,