5.4 截面抗震验算

    本节基本同89规范,仅按《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068(以下简称《统一标准》)的修订,对符号表达做了修改,并修改了钢结构的γRE

5.4.1 在设防烈度的地震作用下,结构构件承载力按《统一标准》计算的可靠指标β是负值,难于按《统一标准》的要求进行设计表达式的分析。因此,89规范以来,在第一阶段的抗震设计时取相当于众值烈度下的弹性地震作用作为额定设计指标,使此时的设计表达式可按《统一标准》的要求导出。
    1 地震作用分项系数的确定
    在众值烈度下的地震作用,应视为可变作用而不是偶然作用。这样,根据《统一标准》中确定直接作用(荷载)分项系数的方法,通过综合比较,本规范对水平地震作用,确定γEh=1.3,至于竖向地震作用分项系数,则参照水平地震作用,也取γEv=1.3。当竖向与水平地震作用同时考虑时,根据加速度峰值记录和反应谱的分析,二者的组合比为1:0.4,故γEh=1.3,γEv=0.4×1.3≈0.5。
    此次修订,考虑大跨、大悬臂结构的竖向地震作用效应比较显著,表5.4.1增加了同时计算水平与竖向地震作用(竖向地震为主)的组合。
    此外,按照《统一标准》的规定,当重力荷载对结构构件承载力有利时,取γG=1.0。
    2 抗震验算中作用组合值系数的确定
    本规范在计算地震作用时,已经考虑了地震作用与各种重力荷载(恒荷载与活荷载、雪荷载等)的组合问题,在本规范5.1.3条中规定了一组组合值系数,形成了抗震设计的重力荷载代表值,本规范继续沿用78规范在验算和计算地震作用时(除吊车悬吊重力外)对重力荷载均采用相同的组合值系数的规定,可简化计算,并避免有两种不同的组合值系数。因此,本条中仅出现风荷载的组合值系数,并按《统一标准》的方法,将78规范的取值予以转换得到。这里,所谓风荷载起控制作用,指风荷载和地震作用产生的总剪力和倾覆力矩相当的情况。
    3 地震作用标准值的效应
    规范的作用效应组合是建立在弹性分析叠加原理基础上的,考虑到抗震计算模型的简化和塑性内力分布与弹性内力分布的差异等因素,本条中还规定,对地震作用效应,当本规范各章有规定时尚应乘以相应的效应调整系数η,如突出屋面小建筑、天窗架、高低跨厂房交接处的柱子、框架柱,底层框架-抗震墙结构的柱子、梁端和抗震墙底部加强部位的剪力等的增大系数。
    4 关于重要性系数
    根据地震作用的特点、抗震设计的现状,以及抗震设防分类与《统一标准》中安全等级的差异,重要性系数对抗震设计的实际意义不大,本规范对建筑重要性的处理仍采用抗震措施的改变来实现,不考虑此项系数。

5.4.2 结构在设防烈度下的抗震验算根本上应该是弹塑性变形验算,但为减少验算工作量并符合设计习惯,对大部分结构,将变形验算转换为众值烈度地震作用下构件承载力验算的形式来表现。按照《统一标准》的原则,89规范与78规范在众值烈度下有基本相同的可靠指标,研究发现,78规范钢结构构件的可靠指标比混凝土结构构件明显偏低,故89规范予以适当提高,使之与砌体、混凝土构件有相近的可靠指标;而且随着非抗震设计材料指标的提高,2001规范各类材料结构的抗震可靠性也略有提高。基于此前提,在确定地震作用分项系数取1.3的同时,则可得到与抗力标准值Rk相应的最优抗力分项系数,并进一步转换为抗震的抗力函数(即抗震承载力设计值RdE),使抗力分项系数取1.0或不出现。本规范砌体结构的截面抗震验算,就是这样处理的。
    现阶段大部分结构构件截面抗震验算时,采用了各有关规范的承载力设计值Rd,因此,抗震设计的抗力分项系数,就相应地变为非抗震设计的构件承载力设计值的抗震调整系数γRE,即γRE=Rd/RdE或RdE=RdRE。还需注意,地震作用下结构的弹塑性变形直接依赖于结构实际的屈服强度(承载力),本节的承载力是设计值,不可误作为标准值来进行本章5.5节要求的弹塑性变形验算。
    本次修订,配合钢结构构件、连接的内力调整系数的变化,调整了其承载力抗震调整系数的取值。

5.4.3 本条在2008年局部修订时,提升为强制性条文。