规范编修者说第八期：最小剪重比控制，调刚度还是调强度？

注释 ：

1、抗震验算： 此处的抗震验算包含结构抗震验算的所有内容，即规范第5.4节“截面抗震验算”和第5.5节“抗震变形验算”的所有规定内容。因此，满足最小剪重比要求是抗震设计的基本条件，此条不满足，其他方面无从谈起。

2、竖向不规则结构的薄弱层乘以1.15的增大系数 ：按规范3.4.3条第2款规定，“平面规则而竖向不规则的建筑，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……”，抗震验算时，薄弱层的剪力变为：

3、插入法 ：此处的插入法，指的是线性插入取值，线性插入的上、下点分别为3.5s和5.0s周期点处。

地震作用的取值直接决定着工程结构的抗震承载力，如何合理取值是抗震设计的关键内容之一。然而，目前人类对地震本身并未充分了解，在现阶段科学技术条件下， 地震作用计算结果本身具有极大的不确定性。因此，抗震设计需要一个安全、兜底的控制阀门！！ 这已成为国际通行的做法。其原因如下：

（1） 人类对于地震本身认知的局限性，导致了中长期地震预测预报具有极大的不确定性。 现阶段，地震区划图给定的烈度或参数，是具有极大的不确定性的。在工程结构的设计使用年限内，发生超烈度地震的可能性，是存在的，而且不会太小，尤其是在目前的中低烈度地区。

因此，作为地震作用计算的“上游”输入条件——地震动参数，本身是不确定的！ 所以，规范的用词是“设计基本地震加速度”，其中的“基本”二字就表明了规范的态度。

（2） 人类对于地震时地面的运动状态，还远远谈不上充分认知和完全把握。 目前比较统一的认识，还是幅值、频谱、持时三个基本要素和三个平动分量的若干性质等。近年来，相关的研究学者们在地震地面运动的扭转成分、长周期成分、近断层的局部放大效应、脉冲效应、上下盘效应、以及局部地形导致的孤山效应、盆地效应等多方面进行了大量卓有成效的研究。然而现阶段，人类对于地震时地面运动状态的认知和了解，还是朦胧的、模糊的。

所以，到目前为止，世界各国关于地震作用的计算，还是停留在“反应谱”的层面。所谓的“谱”，就是“大概、差不多”的意思，是一个相对笼统和模糊的判断，远达不到准确和清晰！依此进行计算，其结果也必然只是一个大致的估计，不能作为精确的地震作用！

（3） 人类关于建筑结构地震响应机理的认识，仍然是粗略的和片面的。 当前，世界各国规范关于地震作用计算的方法，基本上都是基于牛顿第二运动定律的质点动力学原理，再辅以必要的假定和简化处理，比如结构底部与大地之间完全固接，再比如结构杆件的分布质量全部集中到计算节点等等。这些假定和简化手段的采用，导致计算结果存在相当程度的误差，甚至是错误，远达不到准确和恰当！

（4） 结构计算模型本身也存在极大的不确定性。 尽快科技进步日新月异，但工程结构的计算理论和手段仍然需要借助于大量的假定和简化手段才能进行。与工程结构的实际情况相比，计算模型的构件尺寸、荷载取值与布置、材料性质、结构阻尼等等，仍然存在相当大的出入，距完全模拟尚有很大距离。

我国的89规范和欧洲规范等均对地震作用的下限提出规定。89规范的下限值：

，欧洲规范的下限值：

图1  89规范设计谱 

图2  欧洲规范设计谱

如前所述，与89规范相比，我国01规范和10规范关于地震作用控制的变化有两点，一是将设计反应谱的周期范围由3秒扩到到6秒，同时反应谱的下限水平段取消，改为斜线下降；二是增加了最小剪重比的控制要求（图3）。

图3最小剪重比与反应谱的关系  图4 第5.2.5条最小侧向分布力简图

为规范要求的各楼层抗震验算用最小地震剪力，则相邻两楼层的差值为：

可见，规范5.2.5条实际上规定了一组用于抗震验算的最小侧向分布力（图4），这与近现代建筑抗震初期的静力理论——震度法的要求是一致的。

因此，在本质上，5.2.5条就是不同烈度区的最小震度要求，它与结构类型、结构材料与阻尼、减隔震措施无关，也与地震动参数的取值、地震作用的计算方法无关，主要与设防烈度（或设防用的地震动参数）相关。它本质上就是在用静力法对动力计算结果进行检验。

当上述

的地震作用下，结构的变形验算能够满足规范第5.5节的相关要求时，可以直接调整结构的地震作用计算结果，但根据结构的基本周期的不同，具体的调整方法又有所不同：

1） 当结构基本周期位于设计反应谱的加速度控制段，即T1

2） 当结构基本周期位于设计反应谱的位移控制段，即T1>5Tg时：

3） 当结构基本周期位于设计反应谱的位移控制段，即Tg≤T1≤5Tg时：