1.0.1为贯彻执行国家有关防震减灾法律法规,并实行以预防为主的方针,使构筑物经抗震设防后,减轻地震破坏,避免人员伤亡或完全丧失使用功能,减少经济损失,制定本规范。
A.0.1本附录仅提供我国抗震设防区各县级及县级以上城镇的中心地区构筑物抗震设计时所采用的抗震设防烈度、设计基本地震加速度值和所属的设计地震分组。
A.0.30港澳特区和台湾省的抗震设防烈度、设计基本地震加速度值和所属的设计地震分组应符合下列规定:1抗震设防烈度不低于9度,设计基本地震加速度值不小于0.40g:第二组:台中;第三组:苗栗,云林,嘉义,花莲。2抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.30g:第二组:台南;第三组:台北,桃园,基隆,宜兰,台东,屏东。3抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.20g:第三组:高雄,澎湖。4抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g:第一组:香港。5抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g:第一组:澳门。
B.0.1甲类、乙类构筑物应根据原位测试结果确定土层的剪切波速值。
B.0.2丙类构筑物可根据实测土层标准贯入值和土层上覆压力,按下式计算土层剪切波速值:
式中:υsi——第i土层的剪切波速(m/s);N——标准贯入锤击数;σv——土层上覆压力(kPa);a、m、k——计算系数(指数),可按表B.0.2采用。
表B.0.2计算系数(指数)a、m、k的取值
B.0.3丁类构筑物,当缺少当地土层剪切波速的经验公式时,可由岩土性状按下式估计土层剪切波速值:
式中:υsi——第i土层的剪切波速(m/s);hsi——第i层土中点处的深度(m);c、b——土层剪切波速计算系数和计算指数,可按表B.0.3采用。
表B.0.3计算系数a、b的取值
C.0.1钢筋混凝土框排架结构,当同时符合下列条件时,可按横向或纵向多质点平面结构计算:17度和8度。2结构类型和吊车设置应符合表C.0.1-1~表C.0.1-8中结构简图要求,且结构高度不大于图中规定值。3柱距6m。4无檩体系屋盖。5框排架结构跨度总和的适用范围应符合下列规定:1)表C.0.1-1、表C.0.1-2适用于15m~27m;2)表C.0.1-3、表C.0.1-4适用于38m~50m;3)表C.0.1-5、表C.0.1-6适用于54m~66m;4)表C.0.1-7、表C.0.1-8适用于45m~57m。
表C.0.1-1框排架结构纵向计算时柱的空间效应调整系数(一)
表C.0.1-2框排架结构横向计算时柱的空间效应调整系数(一)
表C.0.1-3框排架结构纵向计算时柱的空间效应调整系数(二)
表C.0.1-4框排架结构横向计算时柱的空间效应调整系数(二)
表C.0.1-5框排架结构纵向计算时柱的空间效应调整系数(三)
表C.0.1-6框排架结构横向计算时柱的空间效应调整系数(三)
表C.0.1-7框排架结构纵向计算时柱的空间效应调整系数(四)
表C.0.1-8框排架结构横向计算时柱的空间效应调整系数(四)
C.0.2按平面结构计算时,应符合下列规定:1应采用振型分解反应谱法,其振型数不应少于6个。2不应计入墙体刚度、双向水平地震作用和扭转影响。3周期调整系数,横向可取0.9,无纵墙时纵向可取0.9,有纵墙时纵向可取0.8。4柱的地震作用效应应乘以表C.0.1-1~表C.0.1-8中相应的空间效应调整系数,框架梁端的空间效应调整系数可取其上柱和下柱的空间效应调整系数的平均值。
C.0.3钢筋混凝土框排架柱,其柱段划分可按表C.0.3确定。
表C.0.3框排架柱的柱段划分
D.0.1一级和二级框架梁柱节点核芯区组合的剪力设计值应按下式确定:
式中:Vj——梁柱节点核芯区组合的剪力设计值;hb0——梁截面的有效高度,节点两侧梁截面高度不等时可采用平均值;a′s——梁受压钢筋合力点至受压边缘的距离;Hc——柱的计算高度,可采用节点上、下柱反弯点之间的距离;hb——梁的截面高度,节点两侧梁截面高度不等时可采用平均值;ηjb——节点剪力增大系数,一级应取1.35,二级应取1.20;∑Mb——节点左、右梁端反时针或顺时针方向组合弯矩设计值之和,一级时节点左、右梁端均为负弯矩时,绝对值较小的弯矩应取零。
D.0.29度时和结构类型为一级框架,可不按本规范式(D.0.1)确定,但应符合下式要求:
式中:∑Mbua——节点左、右梁端反时针或顺时针方向实配的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值之和,可根据实配钢筋面积(计入受压筋)和材料强度标准值确定。
D.0.3核芯区截面有效验算宽度应按下列规定采用:1核芯区截面有效验算宽度,当验算方向的梁截面宽度不小于该侧柱截面宽度的1/2时,可采用该侧柱截面宽度;当小于柱截面宽度的1/2时,可采用下列公式中的较小值:
bj=bb+0.5hc(D.0.3-1)bj=bc(D.0.3-2)
式中:bj——节点核芯区的截面有效验算宽度;bb——梁截面宽度;hc——验算方向的柱截面高度;bc——验算方向的柱截面宽度。2当梁、柱的中线不重合且偏心距不大于柱宽的1/4时,核芯区的截面有效验算宽度可采用本条第1款和下式计算结果的较小值:
bj=0.5(bb+bc)+0.25hc-e(D.0.3-3)
式中:e——梁与柱中线偏心距。
D.0.4节点核芯区组合的剪力设计值应符合下式要求:
式中:ηj——正交梁的约束影响系数,楼板为现浇,梁柱中线重合,四侧各梁截面宽度不小于该侧柱截面宽度的1/2,且正交方向梁高度不小于框架梁高度的3/4时,可采用1.50,9度时宜采用1.25,其他情况均可采用1.00;hj——节点核芯区的截面高度,可采用验算方向的柱截面高度;γRE——承载力抗震调整系数,可采用0.85。
D.0.5节点核芯区截面抗震受剪承载力应采用下列公式验算:
式中:N——对应于组合剪力设计值的上柱组合轴向压力较小值,其取值不应大于柱的截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值的乘积的50%,当N为拉力时,可取N=0;yv——箍筋的抗拉强度设计值;t——混凝土轴心抗拉强度设计值;Asvj——核芯区有效验算宽度范围内同一截面验算方向箍筋的总截面面积;s——箍筋间距。
E.0.1山墙抗风柱的抗震计算可根据实际支承情况按图E.0.1-1或图E.0.1-2计算,其地震作用由下列两部分组成:1山墙抗风柱承担其自重、两侧相应范围内山墙的自重及管道平台等重力荷载代表值所产生的地震作用,沿柱高可按倒三角形分布。2屋盖纵向地震位移所对应的山墙抗风柱的地震作用。
图E.0.1-1单铰支承柱计算简图
图E.0.1-2双铰支承柱计算简图
E.0.2水平地震作用下抗风柱的铰支点反力可按下列规定确定:1地震作用按倒三角形分布的柱顶值可按下式计算:
qn=1.5α1Gi(E.0.2-1)
式中:α1——相应于厂房纵向基本自振周期的地震影响系数,可近似取为αmax;Gi——抗风柱单位高度的自重和柱两侧按中线划分范围内的山墙自重,以及管道、平台自重和活荷载等折算为单位高度上的重力荷载代表值。2单铰支点反力可按下式计算:
3双铰支点反力可按下列公式计算:
式中:Δ——屋盖纵向地震位移值,由结构纵向地震作用计算得出,可取山墙抗风柱所在跨两侧柱列的顶部纵向位移平均值乘以增大系数1.2;δ11、δ22、δ12——单阶柱在单位水平力作用下的位移,下标第1个数字为位移点,第2个数字为力作用点;I2、I1——分别为上柱、下柱的截面惯性矩;Ec——混凝土弹性模量。
E.0.3屋盖纵向地震位移产生的抗风柱铰支点反力可按下列公式计算:1单铰支点反力设计值:
2双铰支点反力设计值:
E.0.4抗风柱铰支点处的组合弹性反力可按下列公式计算:
E.0.5柱各截面的地震作用效应,可根据支点反力和倒三角形分布的地震作用按悬臂构件计算。
E.0.6山墙抗风柱的截面配筋验算应符合下列规定:1山墙抗风柱仅承受自重及水平地震作用时,应按受弯构件计算。2山墙抗风柱支承墙体和管道平台等自重时,应按偏心受压构件计算,其计算长度可按下列公式采用:单铰支承柱:上柱L02=2H2(E.0.6-1)下柱L01=1.1H1(E.0.6-2)双铰支承柱:上柱L02=1.5H2(E.0.6-3)下柱L01=0.8H1(E.0.6-4)
F.0.1纵向支撑的侧移刚度可按下列方法计算:1按典型的纵向柱列支撑布置(图F.0.1)时,其纵向柱列的支撑侧移刚度可按下式计算:
式中:∑Kcb——厂房同一柱列中柱间支撑的侧移刚度之和;∑Kwb——厂房同一柱列上屋架端部范围内垂直支撑的侧移刚度之和。
表F.0.1支撑侧移刚度及内力计算公式
图G.0.1有横梁时支柱侧移刚度计算h2——梁以下柱高
H.0.1焦炉炉体横向单位水平力作用下的位移应按下式计算:
式中:δx——作用于焦炉重心处的单位水平力在该处产生的横向水平位移;hz——基础构架柱(不计两端为铰接的柱)的计算高度,可取自基础底板顶面至基础顶板底面的高度;Ix——基础构架单柱(不计两端为铰接的柱)截面对其纵轴(与焦炉基础纵向轴线平行)的惯性矩;En——基础构架柱混凝土的弹性模量;m——基础横向构架的种类数目;ni——第i种横向构架的数量;ki——第i种横向构架的刚度系数,当构架柱的截面尺寸相同时,可按表H.0.1取值。
表H.0.1焦炉基础横向构架的刚度系数值
H.0.2焦炉炉体纵向单位水平力作用下的位移应按下列公式计算:
式中:δy——作用于焦炉炉体重心处纵向单位水平力在该处产生的水平位移;ηg——构架纵向位移系数;δg——作用于焦炉基础隔离体炉体重心处纵向单位水平力在该处产生的水平位移,焦炉基础隔离体可按图H.0.2采用;δ11——作用于前抵抗墙隔离体刚性链杆处纵向单位水平力在该处产生的水平位移;Iy——基础构架的一个柱截面对其横轴(与焦炉基础横向轴线平行)的惯性矩;n1、n2——分别为基础构架中两端固接柱与一端固接一端铰接柱的根数;En——基础构架柱的混凝土弹性模量;Id——前抵抗墙所有柱子的截面其横轴(与焦炉基础横向轴线平行)的惯性矩;hd——基础底板顶面至抵抗墙斜烟道水平梁中线的高度,见图H.0.2。
图H.0.2焦炉基础纵向各部位的结构隔离体Ft—焦炉炉体与抵抗墙之间的温度作用标准值;h—基础底板顶面至焦炉顶水平梁的高度
H.0.3前抵抗墙在斜烟道水平梁中线处的位移系数应按下式计算:
式中:η1——前抵抗墙在斜烟道水平梁中线处的位移系数。
H.0.4抵抗墙炉顶水平梁处的位移系数应按下列公式计算:
式中:η2——抵抗墙在炉顶水平梁处的位移系数;δ12——作用于前抵抗墙隔离体斜烟道水平梁中线处的单位水平力在炉顶水平梁处产生的水平位移;δ22——作用于抵抗墙隔离体炉顶水平梁处的单位水平力在该处产生的水平位移;δc——炉顶纵向钢拉条在单位力作用下的伸长;h——基础底板顶面至炉顶梁水平中心线的高度;lc——纵向钢拉条的长度;nc——纵向钢拉条的根数;Ag——纵向钢拉条的截面面积;Eg——纵向钢拉条的弹性模量。
J.0.1通廊横向水平地震作用计算简图(图J.0.1)宜按下列规定确定:
图J.0.1通廊一端铰支一端自由的横向计算
1通廊计算单元中的支承结构可视为廊身的弹簧支座。2廊身落地端和建(构)筑物上的支承端宜作为铰支座。3廊身与建(构)筑物脱开或廊身中间被防震缝分开处宜作为自由端。4计算时的坐标原点宜按下列规定确定:1)两端铰支时,宜取最低端;2)一端铰支一端自由时,宜取铰支端;3)两端自由时,宜取悬臂较短端;悬臂相等时,宜取最低端。
J.0.2通廊横向水平地震作用可按下列规定计算:1通廊横向自振周期可按下列公式计算:
式中:Tj——通廊第j振型横向自振周期;mj——通廊第j振型广义质量;mi——第i支承结构的质量;Kj——通廊第j振型广义刚度;mL——廊身单位水平投影长度的质量;ψaj——第j振型廊身质量系数,可按表J.0.2采用;Ki——第i支承结构的横向侧移刚度;l——廊身单位水平投影长度;Cj——第j振型廊身刚度影响系数,可按表J.0.2采用;Yji——第j振型第i支承结构处的水平相对位移,可按表J.0.2采用。
表J.0.2通廊横向水平地震作用计算系数
3通廊第i支承结构顶部的横向水平地震作用标准值应按下列公式计算:
式中:Fji——第j振型第i支承结构顶端的横向水平地震作用标准值;αj——相应于第j振型自振周期的地震影响系数,应按本规范第5.1.6条的规定确定;γj——第j振型的参与系数;Gji——第j振型第i支承结构顶端所承受的重力荷载代表值;ηaj——第j振型廊身重力荷载系数,应按表J.0.2采用。4两端简支的通廊,中间有两个支承结构且跨度相近时,可仅取前2个振型;中间有一个支承结构且跨度相近时,可仅取第1、第3振型。
K.0.1当坝体中饱和尾矿的液化率FL≤1.0时,应判为液化。液化率可按下式计算:
FL=R/L(K.0.1)
式中:FL——尾矿的液化率;R——液化应力比;L——地震作用应力比。
K.0.2尾矿的液化应力比宜根据尾矿沉积状态通过动力试验确定;当无试验结果时,可按下列公式计算:
式中:c——试验条件修正系数,可取1.2;λd——相对密度修正系数;R15——固结比等于1、相对密度为50%、等价地震作用次数为15时的三轴试验液化应力比;Nsf——震次修正系数,可按式(K.0.2-4)计算;Dr——尾矿土的相对密度(%);d50——中值粒径(mm);Ne——等价地震作用次数,可按表K.0.2取值。
表K.0.2等价地震作用次数
K.0.37度~9度时,四级和五级尾矿坝的地震作用应力比可按下式计算:
式中:σv——静总竖向应力(kPa);σ′v——静有效竖向应力(kPa);ah——设计基本地震加速度(g);αm——坝坡加速度放大倍数,可取2.0;γd——动剪应力折减系数,z≤20m时,γd=1-0.025z;z>20m时,γd=0.63-0.0065z;z——距坝坡面的深度(m)。
L.0.1采用时程分析法进行尾矿坝抗震计算时,应符合下列规定:1应按材料的非线性应力应变关系计算地震前的初始应力状态。2宜采用室内动力试验方法测定尾矿等材料的动力变形特性和抗液化强度。3宜采用等效线性或非线性时程分析法求解地震应力和加速度反应。4应根据地震作用效应计算沿滑动面的地震稳定性,并应验算坝体地震永久变形。
M.0.1采用瑞典条分法计算尾矿坝抗滑移安全系数时,应按下列公式计算:
式中:ψ——尾矿坝抗滑移安全系数;r——条块滑移面的圆弧半径;b——滑移体条块宽度;θ——条块底面中点切线与水平线的夹角;u——条块底面中点的孔隙水压力;u′——条块底面中点的静孔隙水压力,采用总应力分析方法时,应取0;ul——地震引起的条块底面中点的超孔隙水压力,可按式(M.0.3)计算;采用总应力分析方法时,应取0;W——条块实际重力荷载标准值;kh——水平地震系数,宜根据时程分析结果确定,或按本规范表N.0.1-1的1/2采用;kv——竖向地震系数,可取水平地震系数的1/3,竖向地震作用方向向上时应取负号,向下时应取正号;Mh——条块重心处水平地震作用标准值对圆心的力矩;c、φ——分别为条块底部尾矿的凝聚力和摩擦角。
M.0.2四级、五级尾矿坝的抗滑移安全系数可按下列公式计算:
式中:Fhk——作用在条块重心处的水平地震作用标准值;ah——设计基本地震加速度值;ξ——综合影响系数,可取0.25;αi——质点i的动态分布系数,可按图M.0.2取值。
图M.0.2尾矿坝坝体动态分布系数
M.0.3地震引起条块底面中点的超孔隙水压力,可根据抗液化率按下式计算:
式中:σ′v——条块底面上的静有效竖向应力;μ——抗液化率。
N.0.1在水平均质地基中,当边墙与土体产生相对位移时,作用在刚性边墙上的地震土压力(包括静土压力)p(z)E及其沿深度的分布(图N.0.1),可按下列公式计算:
图N.0.1边墙与土体产生相对位移时的地震土压力分布
表N.0.1-1水平地震力系数kh与地震角θ
表N.0.1-2常数k的取值
N.0.2边墙与土体产生相对位移时的地震土压力可按下列公式近似计算:
式中:p(z)Ea——刚性边墙主动地震土压力;p(z)Ep——刚性边墙被动地震土压力;Ea、Ep、h——分别为主动和被动地震土压力的合力和合力作用点高度;KEa、KEp——分别为主动和被动土压力系数;δ——墙背摩擦角,可按土的有效内摩擦角的1/3取值:γ——土层介质的重力密度。