GB 50011-2001 建筑抗震设计规范.pdf
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1、中华人民共和国国家标准建筑抗震设计规范中华人民共和国建设部年月日总则为贯彻执行中华人民共和国建筑法和中华人民共和国国防震减灾法并实行以预防为主的方针使建筑经抗震设防后减轻建筑的地震破坏避免人员伤亡减少经济损失制定本规范按本规范进行抗震设计的建筑其抗震设防目标是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可继续使用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抗震设防烈度为度及以上地区的建筑必须进行抗震设计本规范于抗震设防烈度为和度地区建筑工程的抗震设计及隔震
2、消能减震设计抗震设防烈度大于度地区的建筑和行业有特殊要求的工业建筑其抗震设计应按有关专门规定执行注本规范一般略去抗震设防烈度字样如抗震设防烈度为度度度度简称为度度度度抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批颁发的文件图件确定一般情况下抗震设防烈度可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度或与本规范设计基本地震加速度值对应的烈度值对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建筑的抗震设计除应符合本规范要求外尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定术语和符号术语抗震设防烈度按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度抗震设防标准衡量抗震设防要求的尺度由抗震设防烈度
3、和建筑使用功能的重要性确定地震作用由地震动引起的结构动态作用包括水平地震作用和竖缶地震作用设计地震动参数抗震设计用的地震加速度速度位移时程曲线加速度反应谱和峰值加速度设计基本地震加速度年设计基准期超越概率的地震加速度的设计取值设计特征周期抗震设计用的地震影响系数曲线中反映地震震级震中距和场地类别等因素的下降段起始点对应的周期值场地工程群体所在地具有相似的反应谱特征其范围相当于厂区居民小区和自然村或不小于的平面面积建筑抗震概念设计根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程抗震措施除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容包括抗震构造措施抗震构
4、造措施根据抗震概念设计原则一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求主要符号作用和作用效应结构总水平竖向地震作用标准值地震时结构构件的重力荷载代表值等效总重力荷载代表值风荷载标准值地震作用效应弯矩轴向力剪力应力和变形地震作用效应与其他荷载效应的基本组合作用荷载标准值的效应弯矩轴向压力剪力基础底面压力侧移楼层位移角材料性能和抗力结构构件的刚度结构构件承载力各种材料强度含地基承载力设计值标准值和抗震设计值楼层位移角限值几何参数构件截面面积钢筋截面面积结构总宽度结构总高度柱高度结构单元总长度距离纵向受拉钢筋合力点至截面边缘的最小距离构件截面宽度土层深度或厚度钢筋直径计算楼层层高构件截面
5、高度构件长度或跨度抗震墙厚度楼板厚度计算系数水平地震影响系数水平地震影响系数最大值竖向地震影响系数最大值作用分项系数承载力抗震调整系数计算系数地震作用效应内力和变形的增大或调整系数构件长细比比例系数结构构件屈服强度系数配筋率比率构件受压稳定系数组合值系数影响系数其他结构自振周期贯入锤击数地震时地基的液化指数位移振型坐标振型质点的方向相对位移位移振型坐标振型质点的方向相对位移总数如楼层数质点数钢筋根数跨数等土层等效剪切波速转角振型坐标振型质点的转角方向相对位移抗震设计的基本要求建筑抗震设防分类和设防标准建筑应根据其使用功能的重要性分为甲类乙类丙类丁类四个抗震设防类别甲类建筑应属于重大建筑工程和地
6、震时可能发生严重次生灾害的建筑乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑丙类建筑应属于除甲乙丁类以外的一般建筑丁类建筑应属于抗震次要建筑建筑抗震设防类别的划分应符合国家标准建筑抗震设防分类标准的规定各抗震设防类别建筑的抗震设防标准应符合下列要求甲类建筑地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求其值应按批准的地震安全性评价结果确定抗震措施当抗震设防烈充为度时应符合本地区抗震设防烈充提高一度的要求当为度时应符合比度抗震设防更高的要求乙类建筑地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求抗震措施一般情况下当抗震设防烈度为度时应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求当为度时应符合比度抗震设防更高的要求地
7、基基础的抗震措施应符合有关规定丙类建筑地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求丁类建筑一般情况下地震作用仍应符合本地区抗震设防烈度的要求抗震措施应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低但抗震设防烈度为度时不应降低抗震设防烈度为度时除本规范有具体规定外对乙丙丁类建筑可不进行地震作用计算地震影响建筑所在地区遭受的地震影响应采用相应于抗震设防烈度的设计基本地震加速度和设计特征周期或本规范第条规定的设计地震动参数来表征抗震设防烈度和设计基本地震加速度取值的对应关系应符合表的规定设计基本地震加速度为和地区内的建筑除本规范另有规定外应分别按抗震设防烈度度和度的要求进行抗震设计抗震设防烈度和设计基
8、本地震加速度值的对应关系抗震设防烈度设计基本地震加速度值注为重力加速度建筑的设计特征周期应根据其所在地的设计地震分组和场地类别确定本规范的设计地震共分为三组对类场地第一组第二级玫第三组的设计特征周期应分别按和采用注本规范一般把设计特征周期简称为特征周期我国主要城镇县级及县级以上城镇中心地区的抗震设防烈度设计基本地震加速度值和所属的设计地震分组可按本规范附录采用场地和地基选择建筑场地时应根据工程需要掌握地震活动情况工程地质和地震地质的有关资料对抗震有利不利和危险地段作用出综合评价对不利地段应提出避开要求当无法避开时应采取有效措施不应在危险地段建造甲乙丙类建筑建筑场地为类时甲乙类建筑应允许仍按本地
9、区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施丙类建筑应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施但抗震设防烈度为度时仍应按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施建筑场地为类时对设计基本地震加速度为和的地区除本规范另有规定外宜分别按抗震设防烈度度和度时各类建筑的要求采取抗震构造措施地基和基础设计应符合下列要求同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基地基为软弱粘性土液化土新近填土或严重不均匀土时应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响并采取相应的措施建筑设计和建筑结构的规则性建筑设计应符合抗震概念设计的要求不应采用严重不规则的设计方案建筑及
10、其抗侧力结构的平面布置宜规则对称并应具有良好的整体性建筑的立面和竖向剖面宜规则结构的侧向刚度宜均匀变化竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变当存在表所列举的平面不规则类型或表所列举的坚持向不规则类型时应符合本章第条的有关规定表平面不规则的类型不规则类型定义扭转不规则楼层的最大弹性水平位移或层间位移大于该楼层两端弹性水平位移或层间位移平均值的倍凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸大于相应投影方向总尺寸的楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化例如有效楼板宽度小地该层楼板典型宽度的或开沿面积大于该层楼面面积的或较大的楼层错层表竖向不规则的类型不规则类
11、型定义侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的除顶层外局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件柱抗震墙抗震支撑的内力由水平转换构件梁桁架等向下传递楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的不规则的建筑结构应按下列要求进行水平地震作用计算和内力调整并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施平面不规则而竖向规则的建筑结构应采用空间结构计算模型并应符合下列要求扭转不规则时应计及扭转影响且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的倍凹凸不规则或楼板局部不连续时应采用条例楼板
12、平面内实际刚度变化的计算模型当平面不对称时尚应计及扭转影响平面规则而竖向不规则的建筑结构应采用空间结构计算模型其薄弱层的地震剪力应乘以的增大系数应按本规范有关规定进行弹塑性变形分析并应符合下列要求竖向抗侧力构件不连续时该构件传递给水平转换构件的地震内力乘以的增大系数楼层承载力突变时薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的平面不规则且竖向不规则的建筑结构应同时符合本条款的要求砌体结构和单层工业厂房的平面不规则性和竖向不规则性应分别符合本规范有关章节的规定体型复杂平立面特别不规则的建筑结构可按实际需要在适当部位设置防震缝形成多个较规则的抗侧力结构单元防震缝应根据抗震设防烈度结构材料种类结
13、构类型结构单元的高度和高差情况留有足够的宽度其两侧的上部结构应完全分开当设置伸缩缝和沉降缝时其宽度应符合防震缝的要求结构体系结构体系应根据建筑的抗震设防类别抗震设防烈度建筑高度场地条件地基结构材料和施工等因素经技术经济和使用条件综合比较确定结构体系应符合下列各项要求应肯有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力应具备必要的抗震承载力良好的变形能力和消耗地震能量的能力对可能出现的薄弱部位应采取措施提高抗震能力结构体系尚宜符合下列各项要求宜有多道抗震防线宜具有合理的刚度和承载力分布避免因局部削弱或突变形成薄弱部位产生过大的应力
14、集中或塑性变形集中结构在两个主轴方向的动力特性宜相近结构构件应符合下列要求砌体结构构件应按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱芯柱或采用配筋砌体等混凝土结构构件应合理地选择尺寸配置纵向以力钢筋和箍筋避免剪切破坏先于弯曲破坏混凝土的压溃先于钢筋的屈服钢筋的锚固粘结破坏先于构件破坏预应力混凝土的抗侧力构件应配有足够的非预应力钢筋钢结构构件应合理控制尺寸避免局部失稳或整个构件失稳结构各构件之间的连接应符合下列要求构件节点的破坏不应先于其连接的构件预埋件的锚固破坏不应先于连接件装配式结构构件的连接应能保证结构的整体性预应力混凝土构件的预应力钢筋宜在节点核心区以外锚固装配式单层厂房的各种抗震支撑系统应保证地震
15、时结构的稳定性结构分析除本规范特别规定者外建筑结构应进行多遇地震作用下的内力和变形分析此时可假定结构与构件处于弹性工作状态内力和变形分析可采用线性静力方法或线性动力方法不规则且具有明显薄弱部位可能导致地震时严重破坏的建筑结构应按本规范有关规定进行罕遇地震作用下的弹塑性变形分析此时可根据结构特点采用静力弹塑性分析或弹塑性时程分析方法当本规范有具体规定时尚可采用简化方法计算结构的弹塑性变形当结构在地震作用下的重力附加弯矩大于初始弯矩的时应计入重力二阶效应的影响注重力附加弯矩指任一楼层以上全部重力荷载与该楼层地震层间位移的乘积初始弯矩指该楼层地震剪力与楼层层高的乘积结构抗震分析时应按照楼屋盖在平面内
16、变形情况确定为刚性半刚性和柔性的横隔板再按抗侧力系统的布置确定抗侧力构件间的共同工作并进行名构件间的地震内力分析质量和侧向刚度分布接近对称且楼屋盖可视为刚性横隔板的结构以及本规范有关章节有具体规定的结构可采用平面结构模型进行抗震分析其他情况应采用空间结构模型进行抗震分析利用计算机进行结构抗震分析应符合下列要求计算模型的建立必要的简化计算与处理应符合结构的实际工作善计算软件的技术条件应符合本规范及有关标准的规定并应阐明其特殊处理的内容和复杂结构进行多遇地震作用下的内力和变形分析时应采用不少于两个不同的力学模型并对其计算结果进行分析比较所有计算机计算结果应经分析确认其合理有效后方可用于工作设计非结
17、构构件非结构构件包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备自身及其与结构主体的连接应进行抗震设计非结构构件的抗震设计应由相关专业人员分别负责进行附着于楼屋面结构上的非结构构悠扬应与主体结构有可靠的连接或锚固避免地震时倒塌伤人或砸坏重要设备围护墙和隔墙应考虑对结构抗震的不利影响避免不合理设置导致主体结构的破坏幕墙装饰贴面与主体结构应有可靠连接避免地震时脱落伤人安装在建筑上的附属机械电气设备系统的支座和连接应符合地震时使用功能的要求且不应导致相关部件的损坏隔震和消能减震设计隔震和消能减震设计应主要应用于使用功能有特殊要求的建筑及抗震设防烈度为度的建筑采用隔震或消能减震设计的建筑当遭遇到本地区的多遇地震影
18、响抗震设防烈度地震影响和罕遇地震影响时其抗震设防目标应高于本规范第条的规定结构材料与施工抗震结构对材料和施工质量的特别要求应在设计文件上注明结构材料性能指标应符合下列最低要求砌体结构材料应符合下列规定烧结普通粘土砖和烧结多孔粘土砖的强度等级不应低于其砌筑砂浆强度等级不应低于混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于其砌筑砂浆强度等级不应低于混凝土结构材料应符合下列规定混凝土的强度等级框支梁框支柱及抗震等级为一级的框架梁柱节点核芯区不应低于构造柱芯柱圈梁及其他各类构件不应低于抗震等级为一二级的框架结构其纵向受力钢筋采用普通钢筋时钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于且钢筋的屈服强度实测值与
19、强度标准值的比值不应大于钢结构的钢材应符合下列规定钢材的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于钢材应有明显的屈服台阶且伸长率应大于钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性结构材料性能指标尚宜符合下列要求普通钢筋宜优先采用延性韧性和可焊性较好的钢筋普通钢筋的强度等级纵向受力钢筋宜选用级和级热轧钢筋箍筋宜选用和级热轧钢筋注钢筋的检验方法应符合现行国家标准混凝土结构工程施工及验收规范的规定混凝土结构的混凝土强度等级度时不宜超过度时不宜超过钢结构的钢材宜采用等级的碳素结构钢及等级的低合金高强度结构钢当有可靠依据时尚可采用其他钢种和钢号在工中当需要以强度等级较高的钢筋替代原设计中的纵向受力钢筋时应按照
20、钢筋受拉承载力设计值相等的原则换算并应满足正常使用极限状态和抗震构造措施的要求采用焊接连接的钢结构当钢板厚不小于且随尚板厚方向的拉力时受拉试件板厚方向截面收缩率不应小于国家标准厚度方向性能钢板关于级规定的容许值钢筋混凝土构造柱芯柱和底部框架抗震墙砖房中砖抗震墙的施工应先砌墙后浇构造柱芯柱和框架梁柱建筑的地震反应观测系统抗震设防烈度为度时高度分别超过的高层建筑应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场地地基和基础场地选择建筑场地时应按表划分对建筑抗震有利不利和危险的地段表有利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不利地段
21、软弱土液化土条状突出的山嘴高耸孤立的山丘非岩质的陡坡河岸和边坡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如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等危险地段地震时可能发生滑坡崩塌地陷地裂泥石流等及发震断裂带上可能发生地表位错的部位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土层剪切波速的测量应符合下列要求在场地初步勘察阶段对大面积的同一地质单元测量土层剪切波速的钻孔数量应为控制性钻孔数量的山间河谷地区可适量减少但不宜少于个在场地详细勘察阶段对单幢建筑测量土层剪切波速的钻孔数量不宜少于个数据变化较大时可适量增加对小区中处于同一地质单元的密集高层建筑群测量土层剪
22、切波速的钻孔数量可适量减少但每幢高层建筑下不得少于一个对丁类建筑及层数不超过层且高度不超过的丙类建筑当无实测剪切波速时可根据岩土名称和性状按表划分土的类型再利用当地经验在表的剪切波速范围内估计各土层的剪切波速表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坚硬土或岩石稳定岩石密实的碎石土中硬土中密稍密的碎石土密实中密的砾粗中砂的粘性土和粉土坚硬黄土中软土稍密的砾粗中砂除松散外的细四化建设砂的粘性土和粉土的填土可塑黄土软弱土淤泥和淤泥质土松散的砂新近沉积的粘性土和粉土的填土流塑黄土注为由载荷试验等方法得到的地基承载力特征值为岩土剪切波速建筑场地覆盖层厚度的确定应符合下列要求一般
23、情况下应按地面至剪切波速大于的土层顶面的距离确定当地面以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速的倍的土层且其下卧岩土的剪切波速均不小于时可按地面至该土层顶面的距离确定剪切波速大于的孤石透镜体应视同周围土层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土层的等效剪切波速应按下列公式计算式中土层等效剪切波速计算深度取覆盖层厚度和二者的较小值剪切波在地面至计算深度之间的传播时间计算深度范围内第土层的厚度计算深度范围内第土层的剪切波速计算深度范围内土层的分层数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划分为四类当有可靠的剪切波速和覆盖层厚度且其值处于表所列场地类别的分界线附近时应允
24、许按插值方法确定地震作用计算所用的设计特征周期表各类建筑场地的覆盖层厚度等效剪切波速场地类别场地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抗震设防烈度小于度非全新世活动断裂抗震设防烈度为度和度时前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于和对不符合本条款规定的情况应避开主断裂带其避让距离不宜小于有对发震断裂最小避让距离的规定表发震断裂的最小避让距离烈度建筑抗震设防类别甲乙丙丁专门研究专门研究当需要在条状突出的山嘴高耸孤立的山丘非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
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