混凝土结构多遇地震适用性分析方法技术

本发明专利技术涉及混凝土结构多遇地震适用性分析方法，属于结构抗震技术领域。所述混凝土结构在多遇地震作用下，包括如下步骤：第一步：采用多遇地震水平地震影响系数最大值，不考虑地震系数和重力荷载系数的情况下，采用频遇或准永久可变活荷载值的组合，验算混凝土结构正常使用极限状的裂缝、变形或位移。第二步：验算并评估多遇地震作用下，建筑的围护结构、设备设施和装饰装修否出现开裂、变形、构配件脱落、或影响正常使用等损伤和破坏。第三步：分析混凝土结构在多遇地震作用下的抗震适用性。

Applicability Analysis Method of Concrete Structures under Frequent Earthquakes

【技术实现步骤摘要】
混凝土结构多遇地震适用性分析方法
本专利技术涉及一种分析方法，特别是一种混凝土结构多遇地震适用性分析方法，属于结构抗震

技术介绍
我国规范抗震设防有三个水准目标，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。“小震”相当于“多遇地震”，为统计分析50年内超越概率为63％的地震烈度，为第一水准烈度；“中震”相当于“设防地震”，为统计分析50年内超越概率为10％的地震烈度，为第二水准烈度；“大震”相当于“罕遇地震”，为统计分析50年内超越概率为2～3％的地震烈度，为第三水准烈度。近几十年，我国经历了多次大型的地震，为保证国民生命安全，我国规范对“中震可修”和“大震不倒”两个目标的实现已经做了充分的研究和规定。对于“小震不坏”的抗震设防目标，主要停留在多遇地震作用下结构的承载力验算。目前我国规范并没有重视多遇地震下的建筑结构适用性分析。国际上目前只有结构正常使用极限状态的设计，没有真正意义的抗震适用性设计，更没有抗震适用性分析方法。然而，在多遇地震作用下，结构构件、围护结构、设备设施和装饰装修等损伤破坏的事例非常之多，给人民生活甚至生命造成影响。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提出了一种混凝土结构多遇地震适用性分析方法，用以有效解决多遇地震下混凝土结构构件的变形、裂缝以及装饰装修、外围护结构和设备设施的变形、损伤对建筑物居住性能和舒适度的影响。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下：混凝土结构多遇地震适用性分析方法，包括如下步骤：第一步：计算在多遇地震作用下，建筑物的混凝土主体结构构件的裂缝、变形或位移是否符合《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中正常使用极限状态要求，以及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中弹性层间位移角限值(1)验算时使用现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)的多遇地震水平地震影响系数最大值，见下表，并根据结构所在位置选取多遇地震水平地震影响系数最大值，在计算作用效应时不考虑1.3的分项系数，即地震作用分项系数γRh的取值为1.0；多遇地震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0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32(2)计算重力荷载和活荷载，重力荷载不考虑分项系数，自重荷载和可变荷载分项系数的取值为1.0；(3)荷载组合仅考虑自重荷载和楼面频遇或准永久可变活荷载值的组合，不考虑风、雪荷载的耦合作用，也不采用作用效应的组合方式；(4)验算只计算结构和构件的弹性位移和变形；(5)多遇地震作用下，混凝土结构构件的裂缝、变形和位移不超过《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中正常使用极限状态要求中的限值，以及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中弹性层间位移角限值时，建筑物的混凝土主体结构构件满足适用性要求；第二步：验算并评估多遇地震作用下，建筑的围护结构、设备设施和装饰装修是否会出现开裂、明显变形、构配件脱落、或影响正常使用的损伤和破坏(1)基本抗震措施核查，检查评估建筑的围护结构、设备设施和装饰装修的基本抗震措施，可参照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第13.3节和第13.4节的规定进行；(2)计算多遇地震作用下建筑的围护结构、设备设施和装饰装修自身及其与结构主体的连接部位的变形和损伤：地震作用的取值及分项系数，荷载组合方法同上述第一步的(1)～(4)；(3)评估在多遇地震作用下，围护结构、设备设施和装饰装修是否会出现开裂、明显变形、构配件脱落、和影响正常使用的损伤和破坏：评估主要根据主体结构的裂缝、变形或位移的计算结果，围护结构、设备设施和装饰装修自身及其与主体结构的连接变形及损伤的验算结果，以及围护结构、设备设施和装饰装修材料和构件的性能进行综合分析；第三步：分析混凝土结构在多遇地震作用下的抗震适用性当在多遇地震作用下，所述第一步验算中混凝土结构构件的裂缝、变形或位移符合《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中正常使用极限状态要求，以及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中弹性层间位移角限值时，且所述第二步验算和评估中建筑的围护结构、设备设施和装饰装修未出现开裂、明显变形、构配件脱落、或影响正常使用的损伤和破坏时，表明该混凝土结构在多遇地震作用下的抗震适用性符合要求；若所述第一步验算或第二步验算和评估中有一项不满足要求，则表明该混凝土结构在多遇地震作用下的抗震适用性不符合要求。进一步地，所述第一步(4)中，正常使用极限状态下的裂缝、变形或位移验算包括：①对需要控制变形的构件，进行变形验算；②对允许出现裂缝的构件，进行混凝土抗拉应力验算；③对允许出现裂缝的构件，进行受力裂缝宽度验算；④对于舒适度有要求的楼盖结构，进行竖向自振频率验算；根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第3.4节正常使用极限状态的要求，对计算结果进行分析；计算裂缝和受弯构件的挠度参照现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第7章正常使用极限状态验算中的裂缝控制验算和受弯构件挠度验算的相关规定进行；计算弹性层间位移角参照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第5.5.1条多遇地震抗震的变形验算的相关规定进行。进一步地，所述第一步(5)中，混凝土构件弯构件的挠度限值不应超过《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)表3.4.3中受弯构件的挠度限值；混凝土构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值不应超过《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)表3.4.5条结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度的限值；混凝土结构的弹性层间位移角不应超过《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)表5.5.1弹性层间位移角限值。进一步地，所述第二步(2)中，①主体结构及连接部位在进行多遇地震计算时，应考虑围护结构、设备设施和装饰装修非结构构件对主体结构的影响；②围护结构、设备设施和装饰装修非结构构件的多遇地震作用计算时，各构件和部件的地震力应施加于重心部位，采用等效侧力计算方法；③计算围护结构、装修装修和设备设施中主要构件和部件的变形及损伤验算中，混凝土构件的裂缝、变形或位移的验算参照所述第一步的方法进行；砌体构件在多遇地震作用下的层间位移角计算方法参照《砌体结构设计规范》(GB50003-2011)以及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)的相关规定进行，砌体构件不应出现开裂，层间位移角不应超过1/1000；钢构件的变形计算和评估参照《钢结构设计标准》(GB50017-2017)结构或构件变形及舒适度的规定,层间位移角不应超过1/250；铝合金构件的变形计算和评估参照《铝合金结构设计规范》(GB50429-2007)结构或构件变形的相关规定，层间位移角不应超过1/250。进一步地，所述第二步(3)，包括如下内容：①评估围护结构、设备设施和装饰装修非结构构件与主体结构的连接部分是否出现明显变形或破损；②评估围护结构、设备设施和装饰装修的主要支撑构部件是否出现明显变形或破损，对于支承与不同楼层或防震缝两侧的构部件，除自身重力产生的地震作用外，还应计入地震时支承点之间的相对位移产生的作用效果；③评估围护结构、设备设施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.混凝土结构多遇地震适用性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步：计算在多遇地震作用下，建筑物的混凝土主体结构构件的裂缝、变形或位移是否符合《混凝土结构设计规范》(GB 50010‑2010)中正常使用极限状态要求，以及《建筑抗震设计规范》(GB 50011‑2010)中弹性层间位移角限值(1)验算时使用现行《建筑抗震设计规范》(GB 50011‑2010)的多遇地震水平地震影响系数最大值，见下表，并根据结构所在位置选取多遇地震水平地震影响系数最大值，在计算作用效应时不考虑1.3的分项系数，即地震作用分项系数γRh的取值为1.0；多遇地震水平地震影响系数最大值

【技术特征摘要】
1.混凝土结构多遇地震适用性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步：计算在多遇地震作用下，建筑物的混凝土主体结构构件的裂缝、变形或位移是否符合《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中正常使用极限状态要求，以及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中弹性层间位移角限值(1)验算时使用现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)的多遇地震水平地震影响系数最大值，见下表，并根据结构所在位置选取多遇地震水平地震影响系数最大值，在计算作用效应时不考虑1.3的分项系数，即地震作用分项系数γRh的取值为1.0；多遇地震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0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32(2)计算重力荷载和活荷载，重力荷载不考虑分项系数，自重荷载和可变荷载分项系数的取值为1.0；(3)荷载组合仅考虑自重荷载和楼面频遇或准永久可变活荷载值的组合，不考虑风、雪荷载的耦合作用，也不采用作用效应的组合方式；(4)验算只计算结构和构件的弹性位移和变形；(5)多遇地震作用下，混凝土结构构件的裂缝、变形和位移不超过《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中正常使用极限状态要求中的限值，以及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中弹性层间位移角限值时，建筑物的混凝土主体结构构件满足适用性要求；第二步：验算并评估多遇地震作用下，建筑的围护结构、设备设施和装饰装修是否会出现开裂、明显变形、构配件脱落、或影响正常使用的损伤和破坏(1)基本抗震措施核查，检查评估建筑的围护结构、设备设施和装饰装修的基本抗震措施，可参照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第13.3节和第13.4节的规定进行；(2)计算多遇地震作用下建筑的围护结构、设备设施和装饰装修自身及其与结构主体的连接部位的变形和损伤：地震作用的取值及分项系数，荷载组合方法同上述第一步的(1)～(4)；(3)评估在多遇地震作用下，围护结构、设备设施和装饰装修是否会出现开裂、明显变形、构配件脱落、和影响正常使用的损伤和破坏：评估主要根据主体结构的裂缝、变形或位移的计算结果，围护结构、设备设施和装饰装修自身及其与主体结构的连接变形及损伤的验算结果，以及围护结构、设备设施和装饰装修材料和构件的性能进行综合分析；第三步：分析混凝土结构在多遇地震作用下的抗震适用性当在多遇地震作用下，所述第一步验算中混凝土结构构件的裂缝、变形或位移符合《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中正常使用极限状态要求，以及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中弹性层间位移角限值时，且所述第二步验算和评估中建筑的围护结构、设备设施和装饰装修未出现开裂、明显变形、构配件脱落、或影响正常使用的损伤和破坏时，表明该混凝土结构在多遇地震作用下的抗震适用性符合要求；若所述第一步验算或第二步验算和评估中有一项不满足要求，则表明该混凝土结构在多遇地震作用下的抗震适用性不符合要求。2.根据权利要求1所述的混凝土结构多遇地震适用性分析方法，其特征在于：所述第一步(4)中，正常使用极限状态下的裂缝、变形或位移验算包括：①对需要控制变形的构件，进行变形验算；②对允许出现裂缝的构件，进行混凝土抗拉应力验算；③对允许出现裂缝的构件，进行受力裂缝宽度验算；④对于舒适度有要求的楼盖结构，进行竖向自振频率验算；根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第3.4节正常使用极限状态的要求，对计算结...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟玉洁，邸小坛，谢瑜昱，张孟霞，梁杰，
申请(专利权)人：中国建筑科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11