最新版 建筑抗震设计规范GB 50011-2010 中华人民共和国住房和城乡建设部 word文本格式
2013-04-22 21:54:45   来源：中华人民共和国住房和城乡建设部   评论：0 阅读量：10

3.10建筑抗震性能化设计
3.10.1当建筑结构采用抗震性能化设计时，应根据其抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构类型和不规则性，建筑使用功能和附属设施功能的要求、投资大小、震后损失和修复难易程度等，对选定的抗震性能目标提出技术和经济可行性综合分析和论证。
3.10.2建筑结构的抗震性能化设计，应根据实际需要和可能，具有针对性：可分别选定针对整个结构、结构的局部部位或关键部位、结构的关键部件、重要构件、次要构件以及建筑构件和机电设备支座的性能目标。
3.10.3建筑结构的抗震性能化设计应符合下列要求：
    L  选定地震动水准。对设计使用年限50年的结构，可选用本规范的多遇地震、设防地震和罕遇地震的地震作用，其中，设防地震的加速度应按本规范表3.2.2的设计基本地震加速度采用，设防地震的地震影响系数最大值，6度、7度(O.lOg)、7度(0.15g)、8度(0.20g)、8度(0.30g)、9度可分别采用0.12、0.23、0.34、0.45、0.68和0.90。对设计使用年限超过50年的结构，宜考虑实际需要和可能，经专门研究后对地震作用作适当调整。对处于发震断裂两侧lOkm以内的结构，地震动参数应计人近场影响，5km以内宜乘以增大系数1.5，5km以外宜乘以不小于1.25的增大泵数。
    2  选定性能目标，即对应于不同地震动水准的预期损坏状态或使用功能，应不低于本规范第1.0.1条对基本设防目标的规定。
    3  选定性能设计指标。设计应选定分别提高结构或其关键部位的抗震承载力、变形能力或同时提高抗震承载力和变形能力的具体指标，尚应计及不同水准地震作用取值的不确定性而留有余地。设计宜确定在不同地震动水准下结构不同部位的水平和竖向构件承载力的要求（含不发生脆性剪切破坏、形成塑性铰、达
到屈服值或保持弹性等）；宜选择在不同地震动水准下结构不同部位的预期弹性或弹塑性变形状态，以及相应的构件延性构造的高、中或低要求。当构件的承载力明显提高时，相应的延性构造可适当降低。
3.10.4建筑结构的抗震性能化设计的计算应符合下列要求：
    1  分析模型应正确、合理地反映地震作用的传递途径和楼盖在不同地震动水准下是否整体或分块处于弹性工作状态。
    2  弹性分析可采用线性方法，弹塑性分析可根据性能目标所预期的结构弹塑性状态，分别采用增加阻尼的等效线性化方法以及静力或动力非线性分析方法。
    3  结构非线性分析模型相对于弹性分析模型可有所简化，但二者在多遇地震下的线性分析结果应基本一致；应计人重力二阶效应、合理确定弹塑性参数，应依据构件的实际截面、配筋等计算承载力，可通过与理想弹性假定计算结果的对比分析，着重发现构件可能破坏的部位及其弹塑性变形程度。
3.10.5结构及其构件抗震性能化设计的参考目标和计算方法，可按本规范附录M第M.1节的规定采用。
3.11  建筑物地震反应观测系统
3.11.1抗震设防烈度为7、8、9度时，高度分别超过160m、120m、80m的大型公共建筑，应按规定设置建筑结构的地震反应观测系统，建筑设计应留有观测仪器和线路的位置。
 
4  场地、地基和基础
4.1场  地
4.1.1  选择建筑场地时，应按表4.1.1划分对建筑抗震有利、一般、不利和危险的地段。
表4.1.1有利、一般、不利和危险地段的划分

地段类别	地质、地形、地貌
有利地段	稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等
一般地段	不属于有利、不利和危险的地段
不利地段	软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，陡坡，陡坎，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层（含故河道、疏松的断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基），高含水量的可塑黄土，地表存在结构性裂缝等
危险地段	地震时可能发生滑坡、崩塌、地箔、地裂、混石流等及发震断裂带上可能发生地表位错的部位

 
4.1.2  建筑场地的类别划分，应以土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度为准。
4.1.3  土层剪切波速的测量，应符合下列要求：
    1  在场地初步勘察阶段，对大面积的同一地质单元，测试土层剪切波速的钻孔数量不宜少于3个。
    2  在场地详细勘察阶段，对单幢建筑，测试土层剪切波速的钻孑L数量不宜少于2个，测试数据变化较大时，可适量增加；对小区中处于同一地质单元内的密集建筑群，测试土层剪切波速的钻孔数量可适量减少，但每幢高层逵筑和大跨空间结构的钻孔数量均不得少于1个。
    3  对丁类建筑及丙类建筑中层数不超过10层、高度不超过24m的多层建筑，当无实测剪切波速时，可根据岩土名称和性状，按表4.1.3划分土的类型，再利用当地经验在表4.1.3的剪切波速范围内估算各土层的剪切波速。
表4.1.3土的类型划分和剪切波速范围

土的类型	岩土名称和性状	土层剪切波速范围(m/s)
岩石	坚硬、较硬且完整的岩石	υS＞800
坚硬土或软质岩石	破碎和较破碎的岩石或软和较软的岩石，密实的碎石土	800≥υS＞500
中硬土	中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂，fak >150的黏性土和粉土，坚硬黄土	500≥υS＞250
中软土	稍密的砾、粗、中砂，除松散外的细、粉砂，fak≤150的黏性土和粉土，fak＞130的填土，可塑新黄土	250≥υS＞150
软弱土	淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的黏性土和粉土，fak≤130的填土，流塑黄土	υS≤150

  注：fak为由载荷试验等方法得到的地基承载力特征值(kPa)；υ_S为岩土剪切波速。
 
4.1.4  建筑场地覆盖层厚度的确定，应符合下列要求：
    1  一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s且其下卧各层岩土的剪切波速均不小于500m／s的土层顶面的距离确定。
    2  当地面5m以下存在剪切波速大于其上部各土层翦切波速2.5倍的土层，且该层及其下卧各层岩土的剪切波速均不小于400m/s时，可按地面至该土层顶面的距离确定。
    3  剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层。
    4  土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖土层中扣除。
4.1.5  土层的等效剪切波速，应按下列公式计算：
υse＝dc/t…………(4.1.5-1)
t＝ (di／υsi) …………(4.1.5-2)
式中：υse——土层等效剪切波速(m/s)；
    Dc——计算深度(m)，取覆盖层厚度和20m两者的较小值；
    t——剪切波在地面至计算深度之间的传播时间；
    di——计算深度范围内第i土层的厚度(m)；
    υsei—一计算深度范围内第i土层的剪切波速(m／s)；
    n——计算深度范围内土层的分层数。
 
4.1.6  建筑的场地类别，应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按表4.1.6划分为四类，其中I类分为I₀、I₁两个亚类。当有可靠的剪切波速和覆盖层厚度且其值处于表4.1.6所列场地类别的分界线附近时，应允许按插值方法确定地震作用计算所用的特征周期。
表4.1.6各类建筑场地的覆盖层厚度(m)

岩石的剪切波速或土的等效剪切波速(m/s)	场  地  类  别
	Ⅰ0	Ⅰ1	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
υS＞800	0
800≥υS＞500		0
500≥υS＞250		＜5	≥5
250≥υS＞150		＜3	3～50	＞50
υS≤150		＜3	3～15	15～50	＞80

  注：表中υ_S系岩石的剪切波速。
 
4.1.7  场内存在发震断裂时，应对断裂的工程影响进行评价，并应符合下列要求：
    1  对符合下列规定之一的情况，可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响：
     1)抗霞设防烈度小于8度；
2)非全新世活动断裂；
     3)抗震设防烈度为8度和9度时，隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于60m和90m。
    2  对不符合本条1款规定的情况，应避开主断裂带：其避让距离不宜小于表4.1.7对发震断裂最小避让距离的规定。在避让距离的范围内确有需要建造分散的、低于三层的丙、丁类建筑时，应按提高一度采取抗震措施，并提高基础和上部结构的整体性，且不得跨越断层线。
 
 
 
表4.1.7发震断裂的最小避让距离(m)

烈度	建筑抗震设防类别
	甲	乙	丙	丁
8	专门研究	200m	100m	—
9	专门研究	400m	200m	—

 
4.1.8  当需要在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙类以上建筑时，除保证其在地震作用下的稳定性外，尚应估计不利地段对设计地震动参数可能产生的放大作用，其水平地震影响系数最大值应乘以增大系数。其值应根据不利地段的具体情况确定，在1.1～1.6范围内采用。
4.1.9  场地岩土工程勘察，应根据实际需要划分的对建筑有利、一般、不利和危险的地段，提供建筑的场地类别和岩土地震稳定性（含滑坡、崩塌、液化和震陷特性）评价，对需要采用时程分析法补充计算的建筑，尚应根据设计要求提供土层剖面、场地覆盖层厚度和有关的动力参数。
 
4.2  天然地基和基础
4.2.1  下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算：
    1  本规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。
    2  地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层的下列建筑：
    1) -般的单层厂房和单层空旷房屋；
      2)砌体房屋；
      3)不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架和框架-抗震墙房屋；
    4)基础荷载与3）项相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震墙房屋。
    注：软弱黏性土层指7度、8度和9度时，地基承载力特征值分别小于80、100和120kPa的土层。
4.2.2  天然地基基础抗震验算时，应采用地震作用效应标准组合，且地基抗震承载力应取地基承载力特征值乘以地基抗震承载力调整系数计算。
4.2.3  地基抗震承载力应按下式计算：
F_aE＝ξ_afa…………(4.2.3)
式中：F_aE ——调整后的地基抗震承载力；
      ξ_a——地基抗震承载力调整系数，应按表4.2.3采用；
      fa——深宽修正后的地基承载力特征值，应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007采用。
表4.2.3地基抗震承载力调整系数

岩土名称和性状	ξa
岩石，密实的碎石土，密实的砾、粗、中砂，fak≥300的黏性土和粉土	1.5
中密、稍密的碎石土，中密和稍密的砾、粗、中砂，密实和中密的细、粉砂，150kPa≤，fak＜300kPa的黏性土和粉土，坚硬黄土	1.3
稍密的细、粉砂，lOOkPa≤fak＜150kPa的黏性土和粉土，可塑黄土	1.1
淤泥，凇泥质土，松散的砂，杂填土，新近堆积黄土及流塑黄土	1.0

 
4.2.4  验算天然地基地震作用下的竖向承载力时，按地震作用效应标准组合的基础底面平均压力和边缘最大压力应符合下列各式要求：
p≤faE…………(4.2.4-1)
pmax≤1.2faE…………(4.2.4-2)
式中：p——地震作用效应标准组合的基础底面平均压力；
      Pmax——地震作用效应标准组合的基础边缘的最大压力。
    高宽比大于4的高层建筑，在地震作用下基础底面不宜出现脱离区（零应力区）；其他建筑，基础底面与地基土之间脱离区（零应力区）面积不应超过基础底面面积的15%。
 
4.3  液化土和软土地基
4.3.1  饱和砂土和饱和粉土（不含黄土）的液化判别和地基处理，6度时，一般情况下可不进行判别和处理，但对液化沉陷敏感的乙类建筑可按7度的要求进行判别和处理，7～9度时，乙类建筑可按本地区抗震设防烈度的要求进行判别和处理。
4.3.2  地面下存在饱和砂土和饱和粉土时，除6度外，应进行液化判别；存在液化土层的地基，应根据建筑的抗震设防类别、地基的液化等级，结合具体情况采取相应的措施。
    注：本条饱和土液化判别要求不含黄土、粉质黏土。
4.3.3  饱和的砂土或粉土（不含黄土），当符合下列条件之一时，可初步判别为不液化或可不考虑液化影响：
    l  地质年代为第四纪晚更新世(Q3)及其以前时，7、8度时可判为不液化。
    2  粉土的黏粒（粒径小于0.005mm的颗粒）含量百分率，7度、8度和9度分别不小于10，13和16时，可判为不液化土。
    注：用于液化判别的黏粒含量系采用六偏磷酸钠作分散剂测定，采用其他方法时应按有关规定换算。
    3  浅埋天然地基的建筑，当上覆非液化土层厚度和地下水位深度符合下列条件之一时，可不考虑液化影响：
d_u＞do＋db－2…………(4.3.3-1)
dw＞do＋db－3…………(4.3.3-2)
d_u＋dw＞1.5do＋2db－4.5…………(4,3.3-3)
式中：dw——地下水位深度(m)，宜按设计基准期内年平均最高水位采用，也可按近期内年最高水位采用；
d_u——上覆盖非液化土层厚度(m)，计算时宜将淤泥和淤泥质土层扣除；
db——基础埋置深度(m)，不超过2m时应采用2m；
d0——液化土特征深度(m)，可按表4.3.3采用。
表4.3.3液化土特征深度(m)

饱和土类别	7度	8度	9度
粉土	6	7	8
砂土	7	8	9

  注：当区域的地下水位处于变动状态时，应按不利的情况考虑。
 
4.3.4  当饱和砂土、粉土的初步判别认为需进一步进行液化判别时，应采用标准贯入试验判别法判别地面下20m范围内土的液化；但对本规范第4.2.1条规定可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算的各类建筑，可只判别地面下15m范围内土的液化。当饱和土标准贯人锤击数（未经杆长修正）小于或等于液化判别标准贯入锤击数临界值时，应判为液化土。当有成熟经验时，尚可采用其他判别方法。
    在地面下20m深度范围内，液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算：
Ncr=Noβ[ln(0.6ds+1.5)-0.ldw] …………(4.3.4)
式中：Ncr——液化判别标准贯入锤击数临界值；
      No——液化判别标准贯入锤击数基准值，可按表4.3.4采用；
      ds——饱和土标准贯入点深度(m)；
    dw——地下水位(m)；
      ρc——黏粒含量百分率，当小于3或为砂土时，应采用3；
      β——调整系数，设计地震第一组取0.80，第二组取0.95，第三组取1.05。
 
表4.3.4液化判别标准贯入锤击数基准值No

设计基本地震加速度(g)	0.10	0.15	0.20	0.30	0.40
液化判别标准贯人锤击数基准值	7	10	12	16	19

 
4.3.5  对存在液化砂土层、粉土层的地基，应探明各液化土层的深度和厚度，按下式计算每个钻孔的液化指数，并按表4.3.5综合划分地基的液化等级：
I_lE ＝ [1-Ni/Ncri]diWi…………(4.3.5)
式中：I_lE——液化指数；
    n——在判别深度范围内每一个钻孔标准贯人试验点的总数；
Ni、Ncri——分别为i点标准贯人锤击数的实测值和临界值，当实测值大于临界值时应取临界值；当只需要判别15m范围以内的液化时，15m以下的实测值可按临界值采用；
      di——i点所代表的土层厚度(m)，可采用与该标准贯入试验点相邻的上、下两标准贯人试验点深度差的一半，但上界不高于地下水位深度，下界不深于液化深度；
      Wi——i土层单位土层厚度的层位影响权函数值（单位为m^-1）。当该层中点深度不大于5m时应采用10，等于20m时应采用零值，5～20m时应按线性内插法取值。
表4.3.5液化等级与液化指数的对应关系

液化等级	轻微	中等	严重
液化指数IlE	0＜IlE≤6	6＜IlE≤18	IlE＞18

 
4.3.6  当液化砂土层、粉土层较平坦且均匀时，宜按表4.3.6选用地基抗液化措施；尚可计人上部结构重力荷载对液化危害的影响，根据液化震陷量的估计适当调整抗液化措施。
不宜将未经处理的液化土层作为天然地基持力层。