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4.2 地震作用


4.2.1 建筑与市政工程的水平地震作用确定应符合下列规定:
    1 采用底部剪力法或振型分解反应谱法计算建筑结构、桥梁结构、地上管线、地上构筑物等建筑与市政工程的水平地震作用时,水平地震影响系数的取值应符合本规范第4.2.2条的规定。
    2 采用时程分析法计算建筑结构、桥梁结构、地上管线、地上构筑物等市政工程的水平地震作用时,输入激励的平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法采用地震影响系数曲线在统计意义上相符。
    3 地下工程结构的水平地震作用应根据地下工程的尺度、结构构件的刚度以及地震地面运动的差异变形采用简化方法或时程分析方法确定。
4.2.2 各类建筑与市政工程的水平地震影响系数取值,应符合下列规定:
    1 水平地震影响系数应根据烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期以及阻尼比确定。
    2 水平地震影响系数最大值不应小于表4.2.2-1的规定。
表4.2.2-1 水平地震影响系数最大值
    3 特征周期应根据场地类别和设计地震分组按表4.2.2-2采用。当有可靠的剪切波速和覆盖层厚度且其值处于本规范表3.1.3 所列场地类别的分界线±15%范围内时,应按插值方法确定特征周期。
表4.2.2-2 特征周期值(s)
    4 计算罕遇地震作用时,特征周期应在本条第3款规定的基础上增加0.05s。
4.2.3 多遇地震下,各类建筑与市政工程结构的水平地震剪力标准值应符合下列规定:
    1 建筑结构抗震验算时,各楼层水平地震剪力标准值应符合下式规定:
楼层水平地震剪力标准值计算公式
    式中:VEki——第i层水平地震剪力标准值;
                λ——最小地震剪力系数,应按本条第3款的规定取值,对竖向不规则结构的薄弱层,尚应乘以1.15的增大系数;
               Gj——第j层的重力荷载代表值。
    2 市政工程结构抗震验算时,其基底水平地震剪力标准值应符合下式规定:
基底水平地震剪力标准值计算公式
    式中:VEk0——基底水平地震剪力标准值;
                 λ——最小地震剪力系数,应按本条第3款的规定取值;
                 G——总重力荷载代表值。
   3 多遇地震下,建筑与市政工程结构的最小地震剪力系数取值应符合下列规定:
        1)对扭转不规则或基本周期小于3.5s的结构,最小地震剪力系数不应小于表4.2.3的基准值;
        2)对基本周期大于5.0s的结构,最小地震剪力系数不应小于表4.2.3的基准值的0.75倍;
        3)对基本周期介于3.5s和5s之间的结构,最小地震剪力系数不应小于表4.2.3的基准值的(9.5一T1)/6倍(T1为结构计算方向的基本周期)。
表4.2.3 最小地震剪力系数基准值 λ0

条文说明
4.2.1 本条明确地震作用计算方法的选取原则。地震作用计算是结构抗震设计的重要内容,而地震作用取值的合适与否很大程度上取决于地震作用计算方法选择的是否合适。本条对各种地震作用计算方法的基本原则进行强制性规定是合适的。
4.2.2 本条明确各类建筑与市政工程水平地震影响系数的取值。
弹性反应谱理论仍是现阶段抗震设计的最基本理论,我国工程界习惯采用地震影响系数曲线形式来表述反应谱。本条规定了不同设防烈度、设计地震分组和场地类别的地震影响系数的基本设计参数——最大值和设计特征周期等,是正确计算建筑结构地震作用的关键。
    实施与检查控制
    (1)实施
    凡国家标准和各行业标准无明确规定的结构,其阻尼比均按0.05取值。
    当采用工程场地地震动安全性评价报告作为工程抗震设计依据时,工程场地地震动安全性评价报告应按规定的权限审批,且按地震安全性评价报告所提供的参数计算的地震作用不应小于按设防烈度和规范方法计算的结果,否则,应按规范方法的计算结果进行设计。
    进行罕遇地震计算的设计特征周期增加0.05s,以反映大震级地震动的频谱特性与中小震级的不同。
    (2)检查
    检查地震影响系数,查看计算书的烈度、设计地震分组、阻尼比和场地类别。
4.2.3 本条明确水平地震作用的下限控制要求。地震作用的取值直接决定着工程结构的抗震承载能力,是抗震设计的重要内容之一。但鉴于现阶段的科学技术手段,尚难以对地震以及地震地面运动的强度、频谱、持续时间等特性作出准确的预测;另外,结构计算本身仍然存在很大的不确定性,因此,为了保证工程结构具备必要的抗震承载能力,对用于结构设计的地震作用作出下限规定,已成为国际通行的做法。
    实施与检查控制
    (1)实施
        1)当底部总剪力相差较多时,结构的选型和总体布置需重新调整,不能仅采用乘以增大系数方法处理。
        2)只要底部总剪力不满足要求,则以上各楼层的剪力均需要调整,不能仅调整不满足的楼层。
        3)满足最小地震剪力是结构后续抗震计算的前提,只有调整到符合最小剪力要求才能进行相应的地震倾覆力矩、构件内力、位移等的计算分析。即应先调整楼层剪力,再计算内力及位移。
        4)采用时程分析法时,其计算的总剪力也需符合最小地震剪力的要求。
        5)最小剪重比的规定不考虑阻尼比的不同,是最低要求,各类结构,包括钢结构、隔震和消能减震结构均需遵守。
        6)采用场地地震安全性评价报告的参数进行计算时,也应遵守本条规定。
    (2)检查
    检查最小地震剪力,查看计算结果的楼层剪力系数。
 
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建筑与市政工程抗震通用规范 GB55002-2021
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