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

表4.3.6抗液化措施

建筑抗震设防类别	地基的液化等级
	轻微	中等	严重
乙类	部分消除液化沉陷，或对基础和上部结构处理	全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理	全部消除液化沉陷
丙类	基础和上部结构处理．亦可不采取措施	基础和上部结构处理，或更高要求的措施	全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理
丁类	可不采取措施	可不采取措施	基础和上部结构处理，或其他经济的措施

注：甲类建筑的地基抗液化措施应进行专门研究，但不宜低于乙类的相应要求。
 
4.3.7  全部消除地基液化沉陷的措施，应符合下列要求：
    1  采用桩基时，桩端伸入液化深度以下稳定土层中的长度（不包括桩尖部分），应按计算确定，且对碎石土，砾、粗、中砂，坚硬黏性土和密实粉土尚不应小于0.8m，对其他非岩石土尚不宜小于1.5m。
    2  采用深基础时，基础底面应埋人液化深度以下的稳定土层中，其深度不应小于0.5m。
    3  采用加密法（如振冲、振动加密、挤密碎石桩、强夯等）加固时，应处理至液化深度下界；振冲或挤密碎石桩加固后，桩间土的标准贯入锤击数不宜小于本规范第4.3.4条规定的液化判别标准贯入锤击数临界值。
    4  用非液化土替换全部液化土层，或增加上覆非液化土层的厚度。
    5  采用加密法或换土法处理时，在基础边缘以外的处理宽度，应超过基础底面下处理深度的1/2且不小于基础宽度的1/5。
4.3.8  部分消除地基液化沉陷的措施，应符合下列要求：
    1  处理深度应使处理后的地基液化指数减少，其值不宜大于5；大面积筏基、箱基的中心区域，处理后的液化指数可比上述规定降低1；对独立基础和条形基础，尚不应小于基础底面下液化土特征深度和基础宽度的较大值。
    注：中心区域指位于基础外边界以内沿长宽方向距外边界大于相应方向l/4长度的区域。
    2  采用振冲或挤密碎石桩加固后，桩间土的标准贯人锤击数不宜小于按本规范第4.3.4条规定的液化判别标准贯人锤击数临界值。
    3  基础边缘以外的处理宽度，应符合本规范第4.3.7条5款的要求。
    4  采取减小液化震陷的其他方法，如增厚上覆非液化土层的厚度和改善周边的排水条件等。
4.3.9  减轻液化影响的基础和上部结构处理，可综合采用下列各项措施：
    L  选择合适的基础埋置深度。
    2  调整基础底面积，减少基础偏心。
    3  加强基础的整体性和刚度，如采用箱基、筏基或钢筋混凝土交叉条形基础，加设基础圈梁等。
    4  减轻荷载，增强上部结构的整体刚度和均匀对称性，合理设置沉降缝，避免采用对不均匀沅降敏感的结构形式等。
    5  管道穿过建筑处应预留足够尺寸或采用柔性接头等。
4.3.10  在故河道以及临近河岸、海岸和边坡等有液化侧向扩展或流滑可能的地段内不宜修建永久性建筑，否则应进行抗滑动验算、采取防土体滑动措施或结构抗裂措施。
4.3.11  地基中软弱黏性土层的震陷判别，可采用下列方法。饱和粉质黏土震陷的危害性和抗震陷措施应根据沉降和横向变形大小等因素综合研究确定，8度(0.30g)和9度时，当塑性指数小于15且符合下式规定的饱和粉质黏土可判为震陷性软土。
W_s≥0.9W_l…………(4.3.11-1)
I_L≥0.75…………(4,3.11-2)
式中：W_s ——天然含水量；
      W_l ——液限含水量，采用液、塑限联合测定法测定；
      I_L ——液性指数。
 
4.3.12  地基主要受力层范围内存在软弱黏性土层和高含水量的可塑性黄土时，应结合具体情况综合考虑，采用桩基、地基加固处理或本规范第4.3.9条的各项措施，也可根据软土震陷量的估计，采取相应措施。
 
4.4  桩    基
4.4.1  承受竖向荷载为主的低承台桩基，当地面下无液化土层，且桩承台周围无淤泥、淤泥质土和地基承载力特征值不大于lOOkPa的填土时，下列建筑可不进行桩基抗震承载力验算：
    1  7度和8度时的下列建筑：
      1)一般的单层厂房和单层空旷房屋；
      2)不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架房屋；
      3)基础荷载与2）项相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震墙房屋。
    2  本规范第4.2.1条之1、3款规定且采用桩基的建筑。
4.4.2  非液化土中低承台桩基的抗震验算，应符合下列规定：
    1  单桩的竖向和永平向抗震承载力特征值，可均比非抗震设计时提高25%。
    2  当承台周围的回填土夯实至于密度不小于现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007对填土的要求时，可由承台正面填土与桩共同承担水平地震作用；但不应计入承台底面与基土间的摩擦力。
4.4.3  存在液化土层的低承台桩基抗震验算，应符合下列规定：
    1  承台埋深较浅时，不宜计入承台周围土的抗力或刚性地坪对水平地震作用的分担作用。
    2  当桩承台底面上、下分别有厚度不小于1.5m、1.Om的非液化土层或非软弱土层时，可按下列二种情况进行桩的抗震验算，并按不利情况设计：
      1)桩承受全部地震作用，桩承载力按本规范第4.4.2条取用，液化土的桩周摩阻力及桩水平抗力均应乘以表4.4.3的折减系数。
      2)地震作用按水平地震影响系数最大值的10%采用，桩承载力仍按本规范第4.4.2条1款取用，但应扣除液化土层的全部摩阻力及桩承台下2m深度范围内非液化土的桩周摩阻力。
 
 
 
表4.4.3土层液化影响折减系数

实际标贯锤击数／临界标贯锤击数	深度d。(m)	折减系数
≤0.6	d。≤10	0
	lO＜d。≤20	1/3
＞0.6～0.8	d。≤10	1/3
	lO＜d。≤20	2/3
＞0.8～1-0	d。≤10	2/3
	lO＜d。≤20	1

 
    3  打人式预制桩及其他挤土桩，当平均桩距为2.5～4倍桩径且桩数不少于5×5时，可计入打桩对土的加密作用及桩身对液化土变形限制的有利影响。当打桩后桩间土的标准贯入锤击数值达到不液化的要求时，单桩承载力可不折减，但对桩尖持力层作强度校核时，桩群外侧的应力扩散角应取为零。打桩后桩间土的标准贯入锤击数宜由试验确定，也可按下式计算：
N₁＝Np+lOOρ(l－e^-0.3np)…………(4.4.3)
式中：N₁——打桩后的标准贯人锤击数；
      ρ——打人式预制桩的面积置换率；
      Np——打桩前的标准贯入锤击数。
 
4.4.4  处于液化土中的桩基承台周围，宜用密实干土填筑夯实，若用砂土或粉土则应使土层的标准贯入锤击数不小于本规范第4.3.4条规定的液化判别标准贯人锤击数临界值。
4.4.5  液化土和震陷软土中桩的配筋范围，应自桩顶至液化深度以下符合全部消除液化沉陷所要求的深度，其纵向钢筋应与桩顶部相同，箍筋应加粗和加密。
4.4.6  在有液化侧向扩展的地段，桩基除应满足本节中的其他规定外，尚应考虑土流动时的侧向作用力，且承受侧向推力的面积应按边桩外缘间的宽度计算。
 
5  地震作用和结构抗震验算
5.1  一般规定
5.1.1  各类建筑结构的地震作用，应符合下列规定：
    1  一般情况下，应至少在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用，各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。
    2  有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15^O时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。
    3  质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况，应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。
    4  8、9度时的大跨度和长悬臂结构及9度时的高层建筑，应计算竖向地震作用。
    注：8、9度时采用隔震设计的建筑结构，应按有关规定计算竖向地震作用。
5.1.2各类建筑结构的抗震计算，应采用下列方法：
    1  高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法。
    2  除1款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法。
    3  特别不规则的建筑、甲类建筑和表5.1.2-1所列高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算；当取三组加速度时程曲线输入时，计算结果宜取时程法的包络值和振型分解反应谱法的较大值；当取七组及七组以土的时程曲线时，计算结果可取时程法的平均值和振型分解反应谱法的较大值。
    采用时程分析法时，应按建筑场地类别和设计地震分组选用实际强震记录和人工模拟的加速度时程曲线，其中实际强震记录的数量不应少于总数的2/3，多组时程曲线的平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符，其加速度时程的最大值可按表5.1.2-2采用。弹性时
程分析时，每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%，多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%。
表5.1.2-1  采用时程分析的房屋高度范围

烈度、场地类别	房屋高度范围(m)
8度I、Ⅱ类场地和7度	＞100
8度Ⅲ、Ⅳ类场地	＞80
9度	＞60

 
表5.1.2-2  时程分析所用地震加速度时程的最大值(cm/s²)

地震影响	6度	7度	8度	9度
多遇地震	18	35(55)	70(110)	140
罕遇地震	125	220(310)	400(510)	620

  注：括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。
 
    4  计算罕遇地震下结构的变形，应按本规范第5.5节规定，采用简化的弹塑性分析方法或弹塑性时程分析法。
    5  平面投影尺度很大的空间结构，应根据结构形式和支承条件．分别按单点一致、多点、多向单点或多向多点输入进行抗震计算。按多点输入计算时，应考虑地震行波效应和局部场地效应。6度和7度Ⅰ、Ⅱ类场地的支承结构、上部结构和基础的抗震验算可采用简化方法，根据结构跨度、长度不同，其短边构件可乘以附加地震作用效应系数1.15～1.30;7度Ⅲ、Ⅳ类场地和8、9度时，应采用时程分析方法进行抗震验算。
    6  建筑结构的隔震和消能减震设计，应采用本规范第12章规定的计算方法。
    7  地下建筑结构应采用本规范第14章规定的计算方法。
5.1.3  计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。各可变荷载的组合值系数，应按表5.1.3采用。
表5,1.3组合值系数

可变荷载种类		组合值系数
雪荷载		0.5
屋面积灰荷载		0.5
屋面活荷载		不计入
按实际情况计算的楼面活荷载		1.0
按等效均布荷载计算的楼面活荷载	藏书库、档案库	0.8
	其他民用建筑	0.5
起重机悬吊物重力	硬钩吊车	0.3
	软钩吊车	不计入

  注：硬钩吊车的吊重较大时，组合值系数应按实际情况采用。
 
5.1.4  建筑结构的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。其水平地震影响系数最大值应按表5.1.4-1采用；特征周期应根据场地类别和设计地震分组按表5.1.4-2采用，计算罕遇地震作用时，特征周期应增加0.05s。
注：周期大于6.Os的建筑结构所采用的地震影响系数应专门研究。
表5.1.4-1水平地震影响系数最大值

地震影响	6度	7度	8度	9度
多遇地震	0.04	0.08（0.12）	0.16(0.24)	0.32
罕遇地震	0.28	0.50（0.72）	0.90(1.20)	1.40

注：括号中数僮分别用于设计基本地震加速度为0.  15g和0.30g的地区。
 
表5.1- 4-2特征周期值(s)

设计地震分组	场地类别
	Ⅰ0	Ⅰ1	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
第一组	0.20	0.25	0.35	0.45	0.65
第二组	0.25	0.30	0.40	0.55	0.75
第三组	0.30	0.35	0.45	0.65	0.90

 
5.1.5  建筑结构地震影响系数曲线（图5.1.5）的阻尼调整和形状参数应符合下列要求：
    1  除有专门规定外，建筑结构的阻尼比应取0.05，地震影响系数曲线的阻尼调整系数应按1.O采用，形状参数应符合下列规定：
      1)直线上升段，周期小于0.1s的区段。
      2)水平段，自0.1s至特征周期区段，应取最大值(αmax)。
      3)曲线下降段，自特征周期至5倍特征周期区段，衰减指数应取0.9。
      4)直线下降段，自5倍特征周期至6s区段，下降斜率调整系数应取0.02。

图5.1.5  地震影响系数曲线
α一地震影响系数；αmax一地震影响系数最大值；
η1一直线下降段的下降斜率调整系数；γ—衰减指数；
Tg一特征周期；η2—阻尼调整系数；T—结构自振周期
 
    2  当建筑结构的阻尼比按有关规定不等于0.05时，地震影响系数曲线的阻尼调整系数和形状参数应符合下列规定：
      1)曲线下降段的衰减指数应按下式确定：
γ=0.9+（0.05-ζ）/(0.3+6ζ)…………(5.1.5-1)
式中：γ——曲线下降段的衰减指数；
      ζ——阻尼比。
 
      2)直线下降段的下降斜率调整系数应按下式确定：
η1=0.02+（0.05-ζ）/(4+32ζ)…………(5.1.5-2)
式中：η1——直线下降段的下降斜率调整系数，小于0时取O。
 
3)阻尼调整系数应按下式确定：
η2=1+（0.05-ζ）/(0.08+1.6ζ)…………(5.1.5-3)
式中：η2——阻尼调整系数，当小于0.55时，应取0.55。
 
5.1.6  结构的截面抗震验算，应符合下列规定：
    1  6度时的建筑（不规则建筑及建造于Ⅳ类场地上较高的高层建筑除外），以及生土房屋和木结构房屋等，应符合有关的抗震措施要求，但应允许不进行截面抗震验算。
    2  6度时不规则建筑、建造于Ⅳ类场地上较高的高层建筑，7度和7度以上的建筑结构（生土房屋和木结构房屋等除外），应进行多遇地震作用下的截面抗震验算。
    注：采用隔震设计的建筑结构，其抗震验算应符合有关规定。
5.1.7  符合本规范第5.5节规定的结构，除按规定进行多遇地震作用下的截面抗震验算外，尚应进行相应的变形验算。
5.2  水平地震作用计算
5.2.1采用底部剪力法时，各楼层可仅取一个自由度，结构的水平地震作用标准值，应按下列公式确定（图5.2.1）：
F_EK = α₁G_eq…………(5.2.1-1)
Fi =  F_EK(1-δn)(i=1,2,…n)…………(5.2.1-2)
ΔFn =δnF_EK…………(5.2.1-3)
式中：F_EK——结构总水平地震作用标准值；
      α₁——相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值，应按本规范第5.1.4、第5.1.5条确定，多层砌体房屋、底部框架砌体房屋，宜取水平地震影响系数最大值；
      G_eq——结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点可取总重力荷载代表值的85%;
      Fi——质点i的水平地震作用标准值；
Gi、Gj-分别为集中于质点i、j的重力荷载代表值，应按本规范第5.1.3条确定；
Hi、Hj——分别为质点i、j的计算高度；
    δn——顶部附加地震作用系数，多层钢筋混凝土和钢结构房屋可按表5.2.1采用，其他房屋可采用0.O；
  ΔFn ——顶部附加水平地震作用。
 
表5.2.1顶部附加地震作用系数

Tg (s)	Ti＞1.4Tg	Ti≤1.4Tg
Tg≤0.35	0.08T1+0.07	0.0
0.35＜Tg≤0.55	0.08T1+0.01
Tg＞0.55	0.08T1-0.02

  注：T1为结构基本自振周期。

图5.2.1结构水平地震作用计箅简图
 
5.2.2  采用振型分解反应谱法时，不进行扭转耦联计算的结构，应按下列规定计算其地震作用和作用效应：
    1  结构j振型i质点的水平地震作用标准值，应按下列公式确定：
F_ji = α_jγ_jX_jiG_i  (i=1,2,…n,j=l,2,…m)…………(5.2.2-1)
γ_j= X_jiG_i／ X_ji²G_i…………(5.2.2-2)
式中：F_ji——j振型i质点的水平地震作用标准值；
      α_j——相应于j振型自振周期的地震影响系数，应按本觌范第5.1.4、
第5.1.5条确定；
    X_ji——j振型i质点的水平相对位移；
    γ_j——j振型的参与系数。
 
    2  水平地震作用效应（弯矩、剪力、轴向力和变形），当相邻振型的周期比小于0.85时，可按下式确定：
S_Ek＝ …………(5.2.2-3)
式中：S_Ek——水平地震作用标准值的效应；
      S_j——j振型水平地震作用标准值的效应，可只取前2～3个振型，当基本
自振周期大于1.5s或房屋高宽比大于5时，振型个数应适当增加。
 
5.2.3  水平地震作用下，建筑结构的扭转耦联地震效应应符合下列要求：
    1  规则结构不进行扭转耦联计算时，平行于地震作用方向的两个边榀各构件，其地震作用效应应乘以增大系数。一般情况下，短边可按1.15采用，长边可按1.05采用；当扭转刚度较小时，周边各构件宜按不小于1.3采用。角部构件宜同时乘以两个方向各自的增大系数。
    2  按扭转耦联振型分解法计算时，各楼层可取两个正交的水平位移和一个转角共三个自由度，并应按下列公式计算结构的地震作用和作用效应。确有依据时，尚可采用简化计算方法确定地震作用效应。
      1)j振型i层的水平地震作用标准值，应按下列公式确定：
F_xji = α_jγ_tjX_jiG_i
F_yji = α_jγ_tjY_jiG_i (i=1,2,…n,j=l,2,…m)
F_tji = α_jγ_tjr φ_jiG_i…………(5.2.3-1)
式中：F_xji、F_yji、F_tji——分别为j振型i层的x方向、y方向和转角方向的地震作
用标准值；
      X_ji、Y_ji——分别为j振型i层质心在x、y方向的水平相对位移；
      φ_ji——j振型i层的相对扭转角；
    r_i——层转动半径，可取i层绕质心的转动惯量除以该层质量的商的正二次方根；
      γ_tj——计入扭转的j振型的参与系数，可按下列公式确定：
当仅取x方向地震作用时
γ_tj＝ X_jiG_i／ (X ＋Y ＋φ r )G_i…………(5.2.3-2)
当仅取y方向地震作用时
γ_tj＝ Y_jiG_i／ (X ＋Y ＋φ r )G_i…………(5.2.3-3)
当取与x方向斜交的地震作用时，
γ_tj＝γ_xjcosθ＋γ_yjsinθ…………(5.2.3-4)
式中：γ_xj、γ_yj——分别由式(5.2.3-2)、式(5.2.3-3)求得的参与系数；
      θ——地震作用方向与x方向的夹角。
 
      2)单向水平地震作用下的扭转耦联效应，可按下列公式确定：
S_EK＝ …………(5.2.3-5)
ρ_jk＝ …………(5.2.3-6)
式中：S_EK——地震作用标准值的扭转效应；
  S_j、S_k ——分别为j、k振型地震作用标准值的效应，可取前9～15个振型；
  ζ_j、ζ_k——分别为j、k振型的阻尼比；
    ρ_jk——j振型与k振型的耦联系数；
    λ_T——k振型与J振型的自振周期比。
 
      3)双向水平地震作用下的扭转耦联效应，可按下列公式中的较大值确定：
S_EK＝ …………(5.2.3-7)
或S_EK＝ …………(5.2.3-8)
式中，Sx、Sy分别为x向、y向单向水平地震作用按式(5.2.3-5)计算的扭转效应。
 
5.2.4  采用底部剪力法时，突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应，宜乘以增大系数3，此增大部分不应往下传递，但与该突出部分相连的构件应予计入；采用振型分解法时，突出屋面部分可作为一个质点；单层厂房突出屋面天窗架的地震作用效应的增大系数，应按本规范第9章的有关规定采用。
5.2.5  抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求：
V ＝λ …………(5.2.5)
式中：V_eki——第i层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力；
    λ——剪力系数，不应小于表5.2.5规定的楼层最小地震剪力系数值，对
竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以1.15的增大系数；
    G_j——第j层的重力荷载代表值。