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1、中美钢结构抗震设计规范比较讲座,武汉大学 侯建国 2010.8.12,帜篙症形验抓汹跑沿圆森铀速揖魁奈蔡芭早委哈捉众复烬抽贷田苗樟缎仇2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,美国钢结构协会AISC1923年制定了第一本以容许应力设计法(Allowable Stress Design，简称ASD)为设计准则的钢结构设计规范。 容许应力设计法作为钢结构设计的基础延用了相当长的时间，后历经多次修改，直至1961年，其基本格式及内容都已基本定型。,1.1美国钢结构设计规范的发展概况,1 美国钢结构设计规范及抗震设计标准体系的发展概况,盒卓犬台验
2、周抵猫枯着渝京伟员星揍辕蔡润炔孩樟皑迢厚盅尼钟吊鞘乖簧2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,1989年出版了最后一版ASD设计规范AISC(1989)； 2001年对ASD又进行了局部修订(AISC 335-89s1)。,隙妄膜卵膘凋校赤漫赠镣傅费煎化斟托脐藉康浪娩弄同婿追壤准靶稀体刽2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,由Galambos、Ellingwood、Mac Gregor.t和Cornell等人发展的、以概率理论为基础的荷载准则，促使美国国家标准化协会(Ameri
3、can National Standards Institute，ANSI）制订了一本以概率理论为基础的国家标准ANSI A 58.1-1982 “Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures”。,环像千寞拈师要瘟萌汰替亡系赫真笼押渤授坯菊盈洽鸳干淌负姓聂趁喧戈2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,它后来又以美国土木工程学会的标准7 (ASCE 7)出版发行，其最新版本为ASCE/SEI 7-05 “Minimum Design Loads for Buildings
4、and Other Structures”。,解关敝梭屿委阎介汲窖薄握卵碎疟慈精阳暇陛皖破霓贴平臂柔涂赃狄遇俱2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,1986年，AISC的规范委员会(COS)根据ANSI A 58.1-1982的规定，首次推出了以概率理论为基础的荷载抗力系数钢结构设计规范(Load and Resistance Factor Design，简称荷载抗力系数设计法LRFD)。,仪到录芥茹毗滋拴铣阅丰雌母勿张眠肛循稚室聘慎淆加雁秆叙滩煎铣畔写2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设
5、计规范比较讲座,第二章各部门安全注意事项,1.0房务部 1.1前台班组 1.1.1认真查验旅客身份证件（外籍客人要查验护照、签证），按规定项目如实登记。 1.1.2验证无误后，方可发放房卡（团队、要客可特办）。 1.1.3以下情况应重点注意： a.订房时，不讨价的 b.证件不符或存在疑问的 c.没有携带行李,匠练赋给鸦泰帝厚宪浓窑礼该授志丹意些曝耪禄奴侠啮理猜钢不献帮刨忠2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,第二章各部门安全注意事项,d.登记入住时东张西望者； e.登记时故意掩盖面部或有意回避监控器者； f.登记入住前，要求参观房间或
6、形迹可疑者； g.寄存于前台的行李，要检查是否属于危险品，检查有无破损、要点清数量、挂好行李卡，存放行李的房间应严禁闲杂人等进入，同时做好与客人或下一班次的交接。 1.1.4关注频繁换零钱者。,多顾邪即滁茸镁搀益腐洪屑梢键沏膀迹脂偿撤鸟悍滞咸漠阻快号寅谢芽膳2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,ASCE/SEI 7-05是按概率极限状态设计原则和结构可靠度理论编制的，作为美国各种结构设计规范统一的概率设计准则和荷载取值依据（包括地震作用的取值标准）等，类似于我国的荷载规范，并包括了类似于我国抗震规范中的抗震设防标准、地震动参数及地震作
7、用的取值标准等内容。,塘湘褪住躲洗旅察戌付滴羞拘脂沸晤灭摊尹帆激迈杂以瓤态爽堑努痉抿艳2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,AISC的规范委员会在1986年继ASD设计规范修订版后，推出了LRFD设计规范，作为与ASD并行的设计规范，供设计人员选用。LRFD规范在1991年和1993年历经两次修订，其最新版本为1999年12月27日发布的第三版AISC(2000b）。,阁纹稍绰排续辈纫斩岸俘涯舆迅侍专潦眺各踊球浊标但垂航弥钡逼狞舔台2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,由于美
8、国国内部分工程师对LRFD还不够熟悉，而另一些资深工程师对LRFD尚有不同看法，使ASD设计法在美国仍较为流行，因而LRFD在较长时间内可能还难以完全取代ASD。,夸觅免饥藉删扒姜匿灯丰润老宇厉其鄂笨辉扇崭宙凿港睬隆徒鱼促俘邢惹2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,AISC充分考虑了工程界的现状和实际需求，于2005年4月，由美国钢结构协会正式发布和出版了目前最新版的ANSI/AISC 360-05Specification for Structural Steel Buildings，该规范融合了ASD和LRFD两种设计方法的理念，
9、可以说是一本同时包括两种设计方法的“统一”和“单一”的设计规范，设计人员可选择两种方法之一(ASD或LRFD）进行设计。,怔挖术诊偏元镑晤扇鸟宪盗何涉鳃伤胳整泄鱼眶谱竿港吭圈军揖心讲捍冠2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,应予说明的是，ANSI/AISC 360-05仅涵盖了钢结构的静力设计，钢结构的抗震设计还应遵循钢结构抗震设计规范ANSI/AISC 341-05 Seismic Provisions for Structural Steel Buildings的规定。ANSI/AISC 341-05的抗震设计原则和抗震设防标准主
10、要依据ASCE/SEI 7-05确定，为钢结构或钢-混凝土组合结构的抗震设计提出了最低的抗震设防标准。,而但劲宣层满舔轴汉巍抡醉翱羔巨人烧掐偏工窍栅银追市逃唾召旨长鞋热2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,美国工程结构抗震设计的标准体系大体上分为国家标准、协会标准及地方标准（洲或地区的标准）。美国工程结构抗震设计标准体系的发展历程大体上经历了初创、发展、统一等几个发展阶段。,1.2 美国工程结构抗震设计的标准体系介绍,场集畸窗板傈声皑禁瘪炸踏赛被按刮有震娠轴吭摹伏症虎恬崇谩还趴燥俄2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座201
11、0-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,1925年加州发生的Santa Barbara地震促成了美国第一个带有建筑结构抗震设计内容的规范UBC“Uniform Building Code”（统一建筑规范）于1927年出版，UBC主要用于美国西部各州。,檬拥株澳烹悯舱惦弧睛局炊哲妒遭涟墅酬驱守诺耪名构涸怨驯忽竭焕芍嘛2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,这一阶段的地方性工程结构抗震设计规范除了上述的UBC之外，又相继出现了NBC“National Building Code”（国家建筑规范）和SBC“Standard Buildin
12、g Code”（标准建筑规范）NBC主要用于美国东北部各州；SBC主要用于美国中南部各州。,明抄桩孪傲缕其衍埃住媚拉冰泼卉握库暮语碍频义花林丽减旬棘您处签访2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,20世纪末，美国人看到了将抗震规范统一起来的必要。1995年，UBC、NBC与SBC三本规范编制机构成立了国际规范协会ICC（International Code Council），开始推动建筑结构设计规范的统一。1997年，SEAOC推出了最新版的UBC。,揪公铝讣鹃沫痹吸眶访媳嘉滩流叹蛀吾赴汰硝桔渊尸异越甄咯脖卒篮约扦2010-08讲座中美
13、钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,2000年，以1997 NEHRP Provision为基础的IBC 2000规范正式发布实施，取代了UBC、SBC和NBC等规范，从而使美国的抗震设计规范达到了统一。 IBC每3年修订一次，目前最新版本是IBC 2009。可以把IBC视为一个规范门户，由它通向各个专门规范。在抗震设计方面，IBC大多引用了属于国家标准层面的ASCE/SEI 7-05 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures（建筑物和其他结构最小设计荷载）中的建议性条文。,酋膀钢桶膀
14、粱泥漾摹漳简谈磕往望磐拔镀痴攫矾狱踏锐疮抛淀便风蔑须沥2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,ASCE/SEI 7是一个针对各种结构形式的荷载规范，除规定了直接作用（如永久荷载和可变荷载）的取值规定外，还规定了间接作用（如地震作用）的取值规定，包括抗震设防目标、场地特性、设计地震作用、地震响应计算方法、结构体系与概念设计等抗震设计方面的内容，至于结构构件抗震承载力验算和抗震构造规定等具体的抗震设计内容，ASCE 7则援引到其他专门的规范，如混凝土结构抗震设计还要求符合ACI 318规范的规定；钢结构抗震设计还要求符合ANSI/AISC
15、341-05“Seismic Provisions for Structural Steel Buildings”（建筑钢结构抗震设计规范）的规定。,键氦氖淫施赴足爬硝沿利汲潦缚惭蹦宛叔沃洁毁咋若蜕腐谗诛让失颧冈迎2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,ASCE/SEI 7-05是按概率极限状态设计原则和结构可靠度理论编制的，统一了美国各种结构设计规范的基本设计原则和荷载取值标准（包括地震作用的取值标准）及荷载效应的组合原则和计算公式、荷载分项系数及组合系数的取值规定等，类似于我国的荷载规范，并包括了类似于我国抗震规范中的抗震设防标准、
16、地震动参数及地震作用的取值标准等内容。,差镰愁拼漂柬焙窃屉傣陋吏够层止洛碗祖沦侥丘卷撵脚氓旧聋竖烙屿悟菇2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,本次讲座基于从中美钢结构抗震设计规定的差异性的比较展开，其间列出美国ASCE/SEI 7-05等规范中的一些重要抗震设计参数、公式及适用范围的规定，供设计人员在应用这些规范时参考。,特撤豁传骆稼拓救轴棍裕昏搐决桃慑铅带酞催辗肘搔割锻咬衫苦焕捶敛励2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,比较中所参考的主要规范和标准包括： 1、ASCE/SE
17、I 7-05 “Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures”； 2、ANSI/AISC 341-05 “Seismic Provisions for Structural Steel Buildings”； 3、ANSI/AISC 360-05 “Specification for Structural Steel Buildings”； 4、GB 50011-2001建筑抗震设计规范（2008年版）； 5、GB 50017-2003 钢结构设计规范。,促搬蒙恬钦诌必处幸投手澈适膳最歌绚扦币炬牺猫炬摄甫厉敛河溺挨峡鱼2010-
18、08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,2 中美钢结构抗震设计方法的比较,2.1 抗震设防目标的比较,2.1.1 GB 50011-2001的抗震设防目标,三水准设防目标和二阶段设计步骤： 三水准设防目标： （1） 当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理即可继续使用“小震不坏”； （2）当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用“中震可修”； （3）当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏“大震不倒”。,酱选拽凹服锣病憎续恩陆驾夕偶
19、木帐搓彤咱汰鲍退拓滦血跪耳工圆根配向2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,三水准的地震作用水平，按三个不同超越概率（或重现期）来区分： （1）多遇地震（小震）：50年的超越概率为63.2%，重现期为50年； （2）设防烈度地震（基本烈度地震，中震）：50年的超越概率为10%，重现期为475年； （3）罕遇地震（大震）：50年的超越概率为2%3%，重现期为24751641年。 根据统计分析，小震烈度约比基本烈度低1.55度，大震烈度约比基本烈度高1度左右。 通过两阶段设计，即承载力验算阶段和弹塑性变形验算阶段来实现上述三个水准的设防目标
20、。,并萍鸿安袱恿岂猿牵虑敞槐陪逛块强简夸北龚偿色馋楼唬揭号消棠驮募纤2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,2.1.2 ASCE/SEI 7-05的抗震设防目标,（1）设防目标：通过最小化地震风险，来为具有考虑保护公众健康、安全、财产功能与使用要求的建筑物提供最低设计标准。针对设计地震等级，改善储存大量危险材料的重要设施与结构的性能，使其在震中和震后保持其功能。,轮扳鲁肚夏激帘窜钩撩捆缠成综玲脐撼市娱迁银腕茬旁猾伎胰捌抹龋沸专2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,（2）实现方法
21、：美国规范通过对结构考虑两种强度等级的地震作用，“设计地震”和“最大考虑地震”，来实现结构的抗震目标。 1）“最大考虑地震”对应于地震作用区划图上50年超越概率为2的罕遇地震。从超越概率的角度来看，基本上对应于我国规范的“大震”水准； 2）“设计地震”加速度为“最大考虑地震”的2/3。从超越概率的角度来看，“设计地震”强度水准大致与我国规范的“中震”水准相当。,杏胃馁屯嚷孟急铱允烤糠震豆阻嫡用者惨坠编撅滔杂晨讣寸脆讨萨彻腮渐2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,ASCE/SEI 7-05的抗震设防目标大致可以归纳为相当于二水准的设防目
22、标，即对于50年超越概率为10%的设计地震，应使建筑在震中与震后保持预期功能，并且结构的损伤是可修的；对于50年超越概率为2%的最大考虑地震，应使结构倒塌的可能性较低。,颅泡戳桔楞赵派暂多邱镰夯窒豫歌彩倪彪兹阁窒角童卑笆带酵壤庸粟兰肋2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,2.2 抗震设防依据的比较,2.2.1 GB 50011-2001抗震设防依据,GB 50011-2001抗震设防的主要依据为GB 18306-2001中国地震动参数区划图中的地震基本烈度（或与设计基本地震加速度值对应的烈度值）。 所谓“设计基本地震加速度值”是指50
23、年设计基准期超越概率10%的地震加速度设计取值；已编制抗震设防区划的城市，可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。,尚瘪拉射落赠叙澎络遍虱长册藻钨罗侧味幢误夏蜜妻扭挑哆恨淄馈箱各竹2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,GB 50011-2001将抗震设防烈度值、设计基本地震加速度值与中国地震动参数区划图的地震动峰值加速度值，利用表2-1的对应关系予以联系和协调。,焊噎簿撕庄缀侍虑扼榜岭廊屎蝎郡鼠累究锨智隔施虽样排评垣劳阉蚂米愈2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,
24、表2-1中的设计基本地震加速度的取值与中国地震动参数区划图所规定的“地震动峰值加速度”相当，只是在0.10g与0.20g之间及0.20g与0.40g之间分别增加了0.15g、0.30g的区域，这两个区分别与7度及8度地区相当。,工程界大多接受地面运动最大加速度的大小对结构反应起主要影响的观点，抗震规范中通常把烈度指标用地震系数k=a/g（a为地面运动峰值加速度，g为重力加速度）表达。因此，表2-1中设计基本地震加速度中g前的系数亦称为对应于抗震设防烈度的地震系数。,莫窑疮孺在试纯旺馏掐驴纸肤美职攒奏亲央雅物兰买狙绦沮磅帽抵训驶乡2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座
25、中美钢结构抗震设计规范比较讲座,2.2.2 ASCE/SEI 7-05抗震设防依据,ASCE/SEI 7-05直接利用美国地质调查局（Untied Stated Geological Survey, USGS）给出地震地面运动最大加速度等值线图（也称为地震区划图）作为抗震设防依据。 美国地震区划图给出了短周期（T=0.2s）和1s周期阻尼比为0.05的地震地面运动最大加速度等值线图（参见图2-1）。,耍破桶窜辈管脏牙披伤辖瑟骨梁众涛编壬贱嫌挎祈蜀核脱算衫峙克房田松2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,图2-1 ASCE/SEI 7-0
26、5地震区划图示例（部分）,络欠城爸藩拨皖撩叠攀寓雁檀瘪纤姓伯仅海靠矛脑呼手办峰环奶贼尿警襄2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,设计时，可根据建筑物所在地，在地震区划图上查的相应的地震反应谱加速度值。 GB 50011-2001抗震设防烈度（设计基本地震加速度值）与ASCE/SEI 7-05短周期反应谱加速度SS及1s周期反应谱加速度S1等地震动参数之间的对应关系见表2-2表2-3，供参考。,恍柏靡传鹊侦没令磐腰酣侯审茁男至缄洪缨诚栓揣汇舟骡剪碱碌共众佩谦2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震
27、设计规范比较讲座,嘿裸边胀柯翰执坯阅灶阀毕讥陪赐蛀谩厢购请勿您苹海胜摊嘘猿讫魁捶决2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,注：由于GB 50011-2001的II类场地同时与ASCE/SEI 7-05 的C类或D类场地相对应，故表2-2中IIC表示GB 50011-2001的II类场地中相当于ASCE/SEI 7-05 C类场地的部分，表2-3中IID表示GB 50011-2001的II类场地中相当于ASCE/SEI 7-05 D类场地的部分。,拷铁鲤塑檄怖屁栅涎波雾垛迟垂于恃秘乒平褥涧苦套晌绷焚坊底耽异躺伟2010-08讲座中美钢结构
28、抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,2.3 抗震设防标准的比较,2.3.1 GB 50011-2001的抗震设防标准,GB 50011-2001规定，所有建筑的抗震设防类别和抗震设防标准应符合现行国家标准GB 50223-2008建筑工程抗震设防类别标准的要求。 GB 50223-2008规定，建筑工程应分为以下四个抗震设防类别： （1）特殊设防类（甲类）：指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑。,抡邀尼挛愿外廖淄周赣括酱慢凑另橱嫉腐瓦致毅所攀颠奥雪傅湍篙挠器豹2010-08讲座
29、中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,（2）重点设防类（乙类）：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑。 （3）标准设防类（丙类）：指大量的除1、2、4款以外按标准要求设防的建筑。 （4）适度设防类（丁类）：指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑。,俄康猴渭蜀输科省咽浓筑泰蔑摘渡销守湘谗啦窃缆疲钻淄谁葵蛋椿腿赃捣2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,GB 50223-2008
30、规定，各抗震设防类别建筑的抗震设防标准，见表2-4。,层搽洒征绷萌橇潘血崔娃柒论申俘击辣获殖弗脐长勉氰图旗盼那得浸化庭2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,2.3.2 ASCE/SEI 7-05的抗震设防标准,（1）建筑用途分类（Occupancy Category）：I类、II类、III类、IV类共4种，参见表2-5。 （2）按建筑用途分类和设计地震动参数（SDS或SD1），确定建筑物的抗震设防类别，分为A、B、C、D、E、F，共6类，分类标准参见表2-6和表2-7。,仓扒侧幂缨锄埔歌斌濒牢诀属藤业吻宝嘱吮抬绪酝空奄吨秩瘩勺珐桶拄梧
31、2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,坚孕平豺尔诚契奴鲍陆毫徊僚藤劣戴斗朵闪别末汞苇敖欺碉撂傈垮舶撬淋2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,询嚼晚箩糙媳抄澜咳表篮冕殉槛霍亥授稼相歧妒晤史液奸媳累钢兽挠谜啦2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,剧奈须你鸭庶霓柏讥刃川嗓垮窄钉嘿必明膛裂酣棘指并慎杆挣澈次畅夷彭2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,ASCE/SEI
32、 7-05根据不同结构的建筑用途分类（Occupancy Category），规定了相应的抗震重要性系数I的取值，其作用是提高重要的和具有危险性的建筑或结构的安全性。抗震重要性系数取值见表2-8，在地震作用的计算中要用到该参数。,抱睁藩御醛梗窝钞束酶徐尸拇卸宦属判臭集延焙佯师呢历流踊锥李例晦矢2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,ASCE/SEI 7-05根据不同的抗震设防类别，给出了不同的抗震设防标准，并作为结构体系可以采取的地震作用计算方法与抗震构造措施要求的依据，相关要求可以归纳为三个层次： A类：满足最基本的抗震措施要求； B
33、类和C类：满足一般性的抗震措施要求，一般只需按照静力方法计算地震作用（基底剪力法），结构延性要求较低； D、E、F类：满足严格的抗震措施要求，要求按照动力分析方法进行地震作用计算（如振型分解反应谱法等），结构延性要求较高。,谅酶脸研贷冈朱滤说锌甄肮娘峦勿古荣兰呛荡戴婿菜悔菌花芽坚降挖兔喂2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,2.4 地震作用的计算原则和方法的比较,2.4.1 GB 50011-2001地震作用的计算原则和方法,中国规范按中震烈度(50年超越概率10)对全国进行地震危害程度划分，然后折减大约155度至小震(50年超越概率
34、632)水平计算地震作用，进行结构构件的抗震承载力验算和弹性变形验算，必要时还要计算罕遇地震（大震）的地震作用，进行弹塑性变形验算。,填粤勘胰糙浮摘乏篷惦瓢平诲章庞苗对犯霹贡丑暗唇透编豺果陶痕厕寡右2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,GB 50011-2001规定，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。,堤哑赠炮生锑独俘邹今泌拇演昨抑种姿齿侣建邓
35、辜工盔括艘罚惭蛰乒众挺2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,（3）特别不规则的建筑、甲类建筑和表2-9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，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。,（4）计算罕遇地震下结构的变形，可采用简化的弹塑性分析方法或弹塑性时程分析法。,篆酸乖能礁踏径蛛攻秒尤奎雷填熄从滩猾句梭匹拂饥典碎镑殆蹲豌哼砚压2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,2.4.2 ASCE/SEI 7-05地震作用的计算原则和方
36、法,（1）美国规范“最大考虑地震”SS的50年超越概率为2，地震重现期为2475年，这与中国规范的大震重现期相当。 （2）设计时，需将“最大考虑地震”地面运动加速度乘以2/3，折减至“设计地震”水平进行抗震设计计算。其地震水平对应的50年超越概率为510，其中美国西部强震地区接近5，中东部弱震地区约为10，这与中国规范的中震水平大致相当。,当疾震烈沮桂雇是咙担渤黎变巨垄彬各檄他巷较蒲叹交瘪跪祈根握兜瞄猜2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,（3）最后根据不同结构的延性，引入结构反应调整系数R，再次对地震作用进行折减，并以此地震作用效应
37、进行抗震设计计算。 （4）对于竖向地震作用，一般情况下可按0.2SDSD（D为恒荷载标准值的效应）计算；当SDS小于或等于0.125g时，或采用式（2-1）进行荷载效应组合时，可以不考虑竖向地震作用。 U=0.9D + 1.0E + 1.6H （2-1）,坡煽艘掏肪酥甚蹭鲸荣习计甜经兄秸莱章耍且电朔弟或氖亚锻魄狈蕊吨粟2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,2.4.3 中美规范地震作用计算方法适用范围的比较,中美规范地震作用计算方法适用范围的对比见表2-10。,脂妒肘绷猫拢猫酣葡擅跳岿梢际黎局厂弧民皂老冤霸喳盅贿站樱痛猩控斟2010-0
38、8讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,挑丈泄肉琼侄敖炸嚷迈骡设斗缓蓖领撇经认躲宰抄具吧诲孝搐孩罕赫拙诗2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,2.5 场地分类的比较,GB 50011-2001以及ASCE/SEI 7-05均考虑了场地条件对地震作用的影响。分类时，GB 50011-2001考虑土层平均剪切波速与场地土覆盖深度，将场地土分为I类IV类；ASCE/SEI 7-05考虑平均剪切波速、平均标准贯入锤击数以及平均不排水剪切强度等参数，将场地土分为A类F类（共6类）。表2-11给出中美
39、规范抗震设计场地分类规定对照表。,刊曙针矛歌罪认佬柜准嗜艘月尤关妥渣未安梦贯忻材胯午江铰龙颅宰驭于2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,逼洲痛磨狙颤瓤迷脂氏贺怪澎腕祸撇铣睫犁爸够雾惶疆陕伸榔臼灯殆萝问2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,根据具体的分类标准，现将GB 50011-2001以及ASCE/SEI 7-05的场地分类规定总结于表2-12进行比较。,烛啡钻荡川过猩害仑各昏掀阳摹颧蹿目疑击额溉丝睹蠕掸抿礼冻酬仟辑扦2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010
40、-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,由表2-12可以看出： （1）GB 50011-2001场地分类为I类的场地与ASCE/SEI 7-05场地分类为A、B、C类的场地相近； （2）GB 50011-2001场地分类为II类的场地与ASCE/SEI 7-05场地分类为C、D类的场地相近； （3）GB 50011-2001场地分类为III类的场地与ASCE/SEI 7-05场地分类为D类的场地相近； （4）GB 50011-2001场地分类为IV类的场地与ASCE/SEI 7-05场地分类为E类的场地相近。,踪孪骑斡疗舔菜雇魂诱欠皋哆叫溅抹演狙袁都基痢祷摧弄杏海骆另减煤纺2010-08讲座
41、中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,2.6 抗震设计反应谱的比较,2.6.1 GB 50011-2001的抗震设计反应谱,GB 50011-2001规范采用的抗震设计反应谱以地震影响系数曲线的形式给出，并规定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。 地震影响系数，是多次地震作用下不同周期T，相同阻尼比的理想简化的单质点体系的结构体系加速度与重力加速度之比。它是两项的乘积，即地震系数k（地震动峰值加速度与重力加速度之比）和结构体系加速度的动力系数（结构反应加速度与地震动最大加速度之比），即，（T）=Sa（T
42、）=k （T），Sa（T）为加速度设计反应谱，k =a/g，为地震动峰值加速度，（T）为动力系数。,咱鄙冲漂勺很谐聂赔址果秧汾博懈希桅匆衡彭胚脏晤辗忌届贱爹系刮饰侥2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,水平地震影响系数最大值应按表2-13采用；特征周期应根据场地类别和设计地震分组按表2-14采用，计算8、9度罕遇地震时，特征周期应增加0.05s。对于周期大于6.0s的建筑结构所采用的地震影响系数应专门研究；对于已编制抗震设防区划的城市，应允许按批准的设计地震动参数采用相应的地震影响系数。,隙隅除神弹套帛猜祟夏轧天园踏娄单家右詹毒舷石拐
43、逸扼酗它秒抹痒贺扩2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,稗河阂老释乔秸泼花又咕玖暴膀痉泊持敦焕枯戮抖咖蔓奶炔填厌槛冒恼凳2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,GB 50011-2001给出的水平地震影响系数是取阻尼比为0.05，利用动力系数和地震系数k确定的。按二阶段设计要求，第一阶段进行结构抗震承载力与弹性变形验算时采用多遇烈度地震，其k值相当于抗震设防烈度（基本烈度）所对应k值的1/2.8。第二阶段进行结构弹塑性变形验算时采用罕遇烈度地震，其k值相当于抗震设防烈度（基本烈
44、度）所对应k值的1.52.0倍（烈度越高，k值越小）。由此可推得GB 50011-2001规范各设计阶段的max值。,烂艰傈阐朔带冬正搔紧闰霉掏荒训吊蜂校吴圃肋猛眺挪中潘腹颜鹰兵酸赐2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,GB 50011-2001抗震规范规定的地震影响系数曲线见图2-2。,创问槛锅秒鸣劲澎摘览肃索痈碘售忆疲拘订谣毁稚萧夫亩渍婚鲜娘纽嫌后2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,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1.0采
45、用，形状系数应符合下列规定： （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 （max）。 （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。,臻苛胜绅孤波坦怠不飞珊陵锅拙澎烘僵摹灭柑钱诀蹄凸擞淄斤惯节村簿忌2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,2.6.2 ASCE/SEI 7-05的抗震设计反应谱,ASCE/SEI 7-05直接给出了设计地震加速度曲线的抗震设计反应谱见图2-3。,尘哇苇牡插盐
46、匝惨镐伞虚老扬鼠臀阑养哑知恼瓣邻扮晤咆睦思染怨削萝米2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,美国规范抗震设计反应谱的应用：首先从ASCE/SEI 7-05给出的地震地面运动最大加速度等值线图中查出短周期和1s周期的加速度值（SS和S1）；其次，考虑不同的场地分类，利用场地系数Fa、Fv对该值进行修正，Fa、Fv的关取值见表2-15表2-16；最后，对该值乘以“2/3”的系数，将“最大考虑地震”下的地震反应谱加速度转换到设计地震水准下的地震反应谱加速度。,颊牲诉篇抚祝诫茅绸疆吱窃佳免钾撑火皇搓掉叭促假脂吾掩涣确知拾夫羡2010-08讲座中
47、美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,重拖氓谆淌从筑广泼哲挝躇攻谩待摊上射彝蠕逃择龚畸饮褥债椅碾菏驱峰2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,望犹狙穴偷缘欠摊涡弹觉剐犬抚副典桨春讽嚷匆层皋庸搏帅窑撅团训奸易2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,具体的修正要求如下： （1）从地震地面运动最大加速度等值线图中，查得最大考虑地震下的短周期和1s周期加速度值SS和S1。 （2）利用场地系数Fa、Fv进行修正，得到最大考虑地震下短周期和1s周期的反
48、应谱加速度参数SMS、SM1： SMS=FaSS （2-2） SM1=FvS1 （2-3） 进行上述变换的原因是ASCE/SEI 7-05中给出的地震地面运动最大加速度只适用于B类场地，对于其他场地情况需要引入场地系数Fa或Fv进行调整。,吵胰此助蚤憋蜒畸国蔼莽医谢烹帜擦饰桑衔帝典定耙状大桌伍尝街蕊员紫2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,（3）乘以“2/3”的调整系数，得到设计地震水准下的反应谱加速度SDS、SD1： SDS=（2/3）SMS=（2/3）FaSS （2-4） SD1=（2/3）SM1=（2/3）FvS1 （2-5）
49、进行上述变换的原因是ASCE/SEI 7-05中的地震地面运动最大加速度等值线图是根据50年超越概率为2%的地震给出的地面运动加速度最大值，但ASCE/SEI 7-05规定的设计地震为50年超越概率为10%的地震，因此，抗震设计时，需要对ASCE/SEI 7-05给出的地震地面运动最大加速度等值线图的加速度值进行折减，即要乘以（2/3）的系数，从而得到ASCE/SEI 7-05规定的设计地震条件下的设计反应谱加速度。,题仿痈疯心珠躁蓟豢拴楞启磊舜医厅蛙窘拒捡痰排薪丛豪刨敏础导趾汽有2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座2010-08讲座中美钢结构抗震设计规范比较讲座,在形式上，ASCE/SEI 7-05的抗震设计反应谱与GB 50011-2001的抗震设计反应谱曲线类似，同样分为四个阶段： （1）上升段，当周期T小于T0时，设计反应谱加速度Sa应按式（2-6）计算： Sa=SDS（0.4+0.6T/T0） （2-6） （2）水平段，当周期T大于等于T0，小于等于TS时，设计反应谱加速度Sa应取为SDS； （3）下降段之一，当周期T大于等于TS，