抗规小震设计的前世今生

 

本文转载自 公众号 DS结构工作室

一、 78 抗规      

78 抗规建筑结构抗震计算的反应谱法分为基底剪力法和振型分解法。  

基底剪力法计算公式为：  

       

振型分解法计算公式为  

       

其中 为中震下的地震影响系数， C 是结构影响系数为性能系数 R 的倒数。  

     

故性能系数 R* 为：

    钢框架 1/0.25=      4.0      

    混凝土框架 1/0.30=3.3

    砌体 1/0.45= 2.2

    木结构 1/0.25= 4.0

78 抗规规定，验算结构的抗震强度时，采用容许应力法的安全系数取不考虑地震荷载时数值的 80% ，即

重力组合工况，风荷载组合工况（不带荷载分项系数）

需求 = 能力 / K

地震组合工况（不带荷载分项系数）

需求（ C 中震） = 能力 / 0.8K

可以看出，这里的 0.8 实为地震力折减系数。

以中震为设计地震的结构性能系数 R

	R*	地震力折减系数	性能系数             R
钢框架	4	0.8	5.0         （       4/0.8       ）
混凝土框架	3.3	0.8	4.1          （       3.3/0.8       ）
砌体	2.2	0.8	2.8          （       2.2/0.8       ）
木结构	4	0.8	5.0          （       4/0.8       ）

性能系数   R = R*/   地震力折减系数    

二、 89 规范及其之后 2010 、 2010 （ 2016 版）      

89 抗规提出小震设计理念， 2001 抗规和 2010 （ 2016 版）抗规延续了这一理念，由此开始了中国“小震”抗震设计的历程。  

89 规范地震影响系数最大值（小震）  

     

89 抗规 ，两大改 动  

1.   由   容   许应   力法改   为   分   项   系数   法   ；    

2.   由中震改   为   小   震   。    

为 保 证 修 订 前后安全度基本保持不 变 ，引入承 载 力抗震 调 整系数    

    钢 框架（柱）            0.7  

    混凝土框架（梁）   0.75  

    砌体   （无构造柱） 1.0  

承 载 力抗震 调 整系数 也是一个地震力折减系数 。  

中震 为 小震的 2.8 倍，故小震折算成中震的性能系数 R* 为  

    钢 框架             2.8  

    混凝土框架     2.8  

    砌体                 2.8  

89 抗规，验算结构的抗震强度时，采用分项系数法，抗力提高 1/ γ _RE ，即  

重力 组 合工况， 风 荷 载组 合工况（ 带 荷 载 分 项 系数 ）  

需求 = 能力  

地震 组 合工况（ 带 荷 载 分 项 系数）  

需求（小震） = 能力 /   γ _RE  

γ _RE — 承 载 力抗震 调 整系数 ，也是一个 地震力折减 系数  

表示 为 以中震 为设计 地震的 结 构性能系数 R  

	R*	承载力抗震       调整系数	性能系数             R
钢框架（柱）	2.8	0.7	4.0
混凝土框架（梁）	2.8	0.75	3.7
砌体（无构造柱）	2.8	1.0	2.8

性能系数   R = R*/   承载力抗震   调整系数   γ   _RE    

三、揭秘 γ _RE      

89 抗规                                               

需求（小震）     = 能力 / γ _RE        

78 抗规  

需求（ C 中震） = 能力 / 0.8K  

由此可见， γ RE   不是什么神秘的东西，不过是为调节 89 抗规 与 78 抗规 抗震 设计 安全度等同的一个 调 整系 数 。  

结   构性能系数     R    

	78       规范	89       规       范
钢框架（柱）	5	4.0
混凝土框架（梁）	4.1	3.7
砌体（无构造柱）	2.8	2.8

四、结语 ：    

1. 1.      78抗规改89抗规，为保持安全度基本不变，引入承载力抗震调整系数γRE

   2.      78抗规改89抗规，混凝土框架略偏保守；钢框架大偏保守；

   3.      78抗规和89抗规反应谱钢结构和混凝土结构阻尼比均取0.05，但01抗规和10抗规降低了钢结构的阻尼比，使得钢结构的地震反应较78抗规算的更大；

2. 4.        89 抗规小震设计实为 等效 为 78 抗规的中震设计 。