2010版抗震规范对“规定水平力”的解释
2010版抗震规范对“规定水平力”的解释
规定水平力是10版高规新增的内容，其计算方法是取上下两层地震剪力差的绝对值作为一个水平作用力，具体可内容可参考10版高规
在控制扭转位移比的时候，规范明确规定了需要采用“规定水平力”的计算方法。
如果在此工况下，最大层间位移角不满足高规4.6.3条需要调整吗，还是只考虑层间位移比就可以了？
对，不用看层间位移角了
注意看下条文说明3.4.3,3.4.4后面说的本次修订变化的第2点第2小条
1.“在规定的水平力作用下”即为“在基本振型地震作用下”
2.扭转位移比计算时，楼层的位移不采用各振型位移的CQC组合计算，按国外的规定明确改为取“给定水平力”计算，可避免有时CQC计算的最大位移出现在楼盖边缘的中部而不在角部，而且对无限刚楼盖、分块无限刚楼盖和弹性楼盖均可采用相同的计算方法处理；该水平力一般采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平作用力，并考虑偶然偏心；结构楼层位移和层间位移控制值验算时，仍采用CQC的效应组合。
3.基本振型：单质点体系在谐波的作用下的振型称为基本振型。
任一地震波都可以分解为若干谐波的叠加，多质点体系按振型分解法计算地震作用时，可以简化为具有基本振型的等效单质点体系进行分析。
而对建筑结构而言，有时又称为主振型，一般是指每个主轴方向以平动为主的第一振型。
建筑抗震设计规范(2010年)
• 提高了对混凝土框架结构房屋、底部框架砌体房屋 的抗震设计要求
• 提出了钢结构房屋抗震等级并相应调整了抗震措施 的规定
• 改进了多层砌体房屋、混凝土抗震墙房屋、配筋砌 体房屋的抗震措施
• 扩大了隔震和消能减震房屋的适用范围， • 新增建筑抗震性能化设计原则以及有关大跨屋盖建
筑、地下建筑、框排架厂房、钢支撑-混凝土框架和 钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的抗震设计规定 • 取消了内框架砖房的内容
表3.2.2
抗震设防 烈度
设计基本 地震加速
度值
6 0.05g
7
8
0.10g 0.20g (0.15)g (0.30)g
9 0.40g
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A 采用。
整理课件
3.3 场地和地基
• 选择建筑场地时，应根据工程需要和地震 活动情况、工程地质和地震地质的有关资 料，对抗震有利、不利和危险地段做出综 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的措施。对危险 地段，严禁建造甲、乙类的建筑，不应建 造丙类的建筑。
整理课件
建筑形体及其构件布置的规则性
• 建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确 建筑形体的规则性； 不规则的建筑应按规定采取加强措施； 特别不规则的建筑应进行专门研究和论证， 采取特别的加强措施； 不应采用严重不规则的建筑。
注：形体指建筑平面形状和立面、竖向剖面的变化。
和竖向剖面的规则性
4 对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震 能力。
整理课件
• 结构体系尚宜符合下列各项要求：
1 宜有多道抗震防线。
2 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 力集中或塑性变形集中。
国家标准_建筑抗震设计规范_GB50011_2010_疑问解答5
第41卷第4期2011年4月建筑结构Building Structure Vol.41No.4Apr.2011国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）疑问解答（五）周炳章1，吴明舜2，薛慧立1，程才渊2（1北京市建筑设计研究院，北京100045；2上海同济大学结构工程与防灾研究所，上海200092）［摘要］国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）于2010年5月31日颁布，12月1日实施。
为了配合新规范的实施，帮助建筑设计人员对新规范的理解，规范管理组将对设计人员在学习和实施规范中所遇到的问题作出解释。
本文主要介绍新规范第7章关于多层砌体和底部框架砌体房屋，以及附录F 配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋抗震设计要求的主要条文修改及有关问题解释。
［关键词］抗震设计；砌体结构；规范中图分类号：TU318.4文献标识码：A文章编号：1002-848X （2011）04-0126-04作者简介：周炳章，教授级高级工程师，Email ：xiaonan _002@ 。
45新规范对砌体结构抗震设计有些什么新思路？汶川地震后总结的经验教训说明，凡按抗震设计规范正规设计的多层砌体房屋基本经受住了设防烈度的考验，即使在高于设防烈度1 2度的“大震”和超过“大震”的情况下，也仅有20% 30%的房屋遭到严重破坏。
由此说明两个问题，一是证明我国的多层砌体结构房屋具有相当强的抗御地震能力；二是在遭遇强烈地震时，还有一定数量的砌体房屋会破坏甚至倒塌。
据此，此次修订此类房屋的抗震措施时，着重在提高多层砌体和底框房屋的整体性能及其薄弱部位和重要部位砌体构件的抗震能力上，采取的措施主要是加强配筋和增强约束以弥补砌体结构本身的脆性性质。
特别是对震害中反映出来的薄弱部位，如楼梯间墙、房屋底部墙体、底框过渡层及底部框架柱等，通过配筋和约束，使多层砌体房屋的整体抗震能力有显著增强。
46房屋高度和层数控制及其计算抗震设计中砌体的限高计算一般均从室外地面开始，只有半地下室作为一层时应从半地下室内地面算起。
《2010超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》实施细则参考
《2010超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》的实施细则1 总则1.1 根据《2010超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》及2010版《建筑抗震设计规范》制定本细则1.2 建筑抗震设计的抗震设防目标是：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，主体结构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设防地震影响时，可能发生损坏，经一般性修理仍可继续使用；当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
1.3建筑抗震设计应重视抗震概念设计，应坚持建筑形体多样化与结构受力合理性统一的原则，使建筑物既满足建筑功能和形体美观的要求，又保证地震下的结构安全。
同时也倡导抗震结构的概念设计与计算分析并重的原则，设计者应通过已有的工程经验、仔细的结构抗震概念设计、精细的结构分析、有针对性的抗震措施或必要的结构抗震试验验证，来满足超限高层建筑工程抗震设计时的特殊要求。
2 术语2.1 高层建筑10层及10层以上住宅建筑或房屋高度大于24m除住宅建筑以外的建筑物。
2.2 房屋高度自室外地面至主要屋面板板顶的高度（不包括局部突出屋顶部分）。
主要屋面板指屋面建筑面积大于下一层楼面建筑面积的30%的屋面。
若建筑地下室有一面临空，则应从临空面的地面开始计算。
2.3高宽比房屋高度与建筑平面宽度之比。
2.4抗震设防标准衡量抗震设防要求的尺度，由抗震设防烈度和建筑使用功能的重要性确定。
2.5 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。
2.6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。
2.7抗震构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。
2. 8 短肢剪力墙结构短肢剪力墙墙及柱所承受的第一振型底部地震倾覆力矩大于结构总底部地震倾覆力矩的40%(应小于50%)，同时应适当控制短肢剪力墙和柱所承担的负荷面积与总面积的比值（宜不大于40%）及短肢剪力墙与总剪力墙的比值（宜不大于40%），且短肢墙不宜集中布置在一起。
浅谈计算水平地震作用的两种方法
表 1-2 各振型的剪力值及贡献率
第二振型
第ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ振型
剪力
贡献率
剪力
贡献率
0.75
1.1%
0.23
——
（-0.62） 1.3% （-0.53） 1.0%
（-1.05） 15.1%
0.39
1.9%
层间剪力
6.96 5.28 2.70
从表 1-2 知，各个振型在地震总反应中的贡献将随着频率的增加而迅速减少， 故频率最低的几个振型控制着结构的最大地震反应。因此在计算中，一般只算 2-3 个振型即可。
学报，2008 年（增刊 1).
[1] 中华人民共和国建设部主编. GB5011-2010 建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出 版社，2010.
[2] 王社良.抗震结构设计（第 3 版）[M].武汉：武汉理工大学出版社，2007. [3] 金春福. 浅谈建筑结构抗震设计方法[J]. 中国科技信息 2006 年第 1 期. [4] 黄吉锋,邵弘,杨志勇. 复杂建筑结构竖向地震作用的振型分解反应谱分析[J]. 建筑结构
（1-1）
式中 F ——作用在第 j 振型第 i 质点上的地震作用绝对最大标准值；
α ——相应于第 j 振型自振周期T 的地震影响系数，按图 1-1 确定；
γ ——j 振型的振型参与系数，可按式（1-2）计算；
X ——j 振型 i 质点的水平位移，即振型位移；
m ——集中于 i 质点的质量；
g——重力加速度；
∑
γ=
∑
(1-2)
F = ∑F
（1-3）
式中 F ——第 i 质点水平地震作用效应； F ——j 振型 i 质点的地震作用效应。
关于“规定水平力”的概念
关于“规定水平力”的概念规定的水平力”一般可采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平地震作用力,并考虑偶然偏心,那规定水平力不用CQC计算,那采用的振型组合是什么方法？难道是SRSS？“规定水平力”是10版规范新增的概念,规范中提到的相关内容如下：1）《抗规2010》3.4.3条和《高规2010》3.4.5条对“扭转不规则”采用“规定水平力”定义,其中《抗规2010》说明：“在规定水平力下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1.2倍”；2）《抗规2010》6.1.3条和《高规2010》8.1.3条规定倾覆力矩的计算采用规定水平力,其中《抗规2010》条文：“设置少量抗震墙的框架结构,在规定的水平力作用下,底部框架所承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时,其框架的抗震等级仍应按框架结构确定,抗震墙的抗震等级可与框架的抗震等级相同”,此外,还有关于框支框架以及短肢墙的倾覆力矩均采用规定水平力；3）《高规2010》3.11.4条文说明：“……当采用弹塑性静力分析时,在计算分析中采用的侧向作用力分布形式宜适当考虑高振型的影响,可采用本规程3.4.5条提出的‘规定水平地震力’”.由上述规范内容可见,当计算结构的扭转位移比、地震倾覆力矩以及采用弹塑性静力法进行性能化设计时,均需采用规定水平力的计算结果.“规定水平力”的计算方法规范也给出了说明：1）《抗规2010》3.4.3条文说明“该水平力一般采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平作用力,并考虑偶然偏心；结构楼层位移和层间位移控制值验算时,仍采用CQC的效应组合”；2）《高规2010》3.4.5条文说明“‘规定水平地震力’一般可采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平作用力,并考虑偶然偏心.水平作用力的换算原则：每一楼面处的水平作用力取该楼面上、下两个楼层的地震剪力差的绝对值；连体下一层各塔楼的水平作用力,可由总水平作用力按该层各塔楼的地震剪力大小进行分配计算”.下面通过一个三自由度体系图解下“规定水平力”,见下扫描图.由图中推导可知,内力（规定水平力）与位移（层间位移角）的求解均需通过振型组合方法,振型组合方法建立了结构动力反应最大值Q与各振型反应最大值Qi的近似关系,具体可参见随机振动理论.振型组合方法有两种：完全平方开方法CQC与平方和平方根法SRSS,前者应用于扭转耦联的结构动力系统,考虑相关振型间的关联性,引入互相关系数；后者应用于平动（不考虑扭转耦联）的结构动力系统,振型之间的关联性很弱,近似认为独立,如上图中的串联多自由度体系.所以,软件中控制两种方法的开关是“是否考虑扭转耦联”,考虑到实际结构不可避免的会存在扭转效应（自身偶然偏心、地震扭转分量等）,一般设计中均考虑扭转耦联,也就是说一般采用CQC振型组合方法.CQC方法是将结构各振型的响应在概率的基础上采用完全二次方开方的组合方式得到总的结构响应,每一点都是最大值,可能出现两端位移大,中间位移小,所以CQC方法计算的结构位移比或倾覆力矩可能偏小,不能真实地反映结构的扭转不规则.而且不同组合的位移之间的运算也是无物理意义的.规定水平力是单向水平静力,结构在其作用下的位移,不会出现上述CQC法计算时出现的“怪异现象”.。
《建筑抗震设计规范》局部修订稿 GB50011-2010
w
hc
0.15h
w
0.20
0.012Ac, 8φ16 100mm
0.012Ac, 8φ16 100mm
0.010Ac, 6φ16(三级
注： 1 抗震墙的翼墙长度小于其 3 倍厚度或端柱截面边长小于 2 倍墙厚时，按无翼墙、无端柱查表；端柱有集中荷载时，配筋构造尚应 满足与墙相同抗震等级框架柱的要求； 2 lc 为约束边缘构件沿墙肢长度，且不小于墙厚和 400mm；有翼墙或端柱时不应小于翼墙厚度或端柱沿墙肢方向截面高度加 300 mm； 3 v 为约束边缘构件的配箍特征值，体积配箍率可按本规范式(6.3.9)计算，并可适当计入满足构造要求且在墙端有可靠锚固的水 平分布钢筋的截面面积； 4 hw 为抗震墙墙肢长度； 5 为墙肢轴压比； 6 Ac 为图 6.4.5-2 中约束边缘构件阴影部分的截面面积。
表 3.4.3-2 竖向不规则的主要类型 不规则类型 侧向刚度不规则 定义和参考指标 该层的侧向刚度小于相邻上一层的 70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均 值的 80%；除顶层或出屋面小建筑外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的 25 ％ 竖向抗侧力构件不连续 楼层承载力突变 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 抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的 80%
《建筑抗震设计规范》2010
多层和高层钢筋混凝土房屋抗震规范修订要点参加抗规第六章修编单位：清华大学北京市建筑设计研究院中国建筑科学研究院中国建筑东北设计研究院上海建筑设计研究院中南建筑设计研究院云南省建筑设计研究院多层和高层钢筋混凝土房屋是我国工业与民用建筑中最常用的结构形式，抗震规范规定的内容也是工程界和结构工程师十分关注的内容，本次规范修订征求意见时收到了很多设计、研究单位提出的对2001抗震规范修订的意见和建议。
抗震规范第六章修订的出发点：一. 总结国内外地震震害特别是汶川地震震害的经验教训。
总结科研成果、吸收国外规范的经验。
二. 吸收全国科研、设计单位执行2001抗震规范的经验，进一步提高抗震规范的合理性和可操作性。
三. 考虑地震突发性強、科学确定地震设防烈度难度较大，继续保持和重视抗震的概念设计内容。
2008年5月12日汶川地震表明，设计中严格执行了2001规范的钢筋混凝土房屋,基本上达到了在规定设防目标下能做到”小震不坏，中震可修，大震不倒”的设防要求。
2008汶川地震也给我们提供了很多经验教训，如框架结构的抗震要求应适当提高、楼梯间的设计应改进等；此外各设计、科研单位在执行2001规范的实践中也有很多经验教训，各单位向规范组所反映的问题和建议均在修订时引起重视。
为了保持规范的连贯性，同时也方便设计人员阅读规范的习惯，我们在修订中仍基本保持2001规范的条文顺序，在原条文相应位置修改其内容。
2010抗震规范第六章共有条文62条，其中对2001规范相应条文进行修改的有39条。
主要改进和修改如下：①对适用的最大高度和抗震等级的高度分界进行修改，对建筑高度较低的框架-抗震墙结构、抗震墙结构、部分框支的抗震墙结构的抗震等级以及裙房和地下室的抗震等级进行了局部的调整。
②提高框架结构的布置、强柱弱梁、强剪弱弯、内力调整和构造要求，包括截面尺寸、纵向钢筋最小配筋率以及楼梯间梯板设计要求。
③改进、细化抗震墙的构造要求，包括墙厚、分布筋、约束边缘构件等。
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《抗规》3.4.3和《高规》3.4.5对“扭转不规则”采用“规定水平力”定义，其中《抗规》条文：
“在规定水平力下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1.2倍”
《抗规》6.1.3和《高规》8.1.3倾覆力矩的计算采用规定水平力，其中《抗规》条文：设置少量抗震墙的框架结构，在规定的水平力作用下，底部框架所承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时，其框架的抗震等级仍应按框架结构确定，抗震墙的抗震等级可与框架的抗震等级相同。
软件实施：
除了原有各工况的位移统计结果，当计算地震作用时，软件同时给出规定水平力下的位移统计结果，用于位移比的判断。
规定水平力主要用于计算地震作用下的位移比和倾覆力矩，其中后者包含了：框架倾覆力矩、短肢墙倾覆力矩、框支框架倾覆力矩和一般剪力墙的倾覆力矩统计。
新抗震规范3.4.3条的条文说明，扭转位移比计算时，楼层的位移不采用各振型位移的CQC组合计算，按国外的规定明确改为取“给定水平力”计算，可避免有时CQC计算的最大位移出现在楼盖边缘的中部而不在角部，而且对无限刚楼板，分块无限刚楼盖和弹性楼盖均可采用相同的计算方法处理；该水平力一般采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平作用力，并考虑偶然偏心；结构楼层位移和层间位移控制值验算时，仍采用CQC的效应组合。
如何换算给定水平力?新高规3.4.5条文说明：水平作用力的换算原则：每一楼面处的水平作用力取该楼面上、下两个楼层的地震剪力差的绝对值。
根据2010版抗震规范，楼层位移比不再采用根据CQC法直接得到的节点最大位移与平均位移比值计算，而是根据给定水平力下的位移计算。
CQC方法存在的问题：是将结构各个振型的响应在概率的基础上采用完全二次方开方的组合方式得到总的结构响应，每一点都是最大值，可能出现两端位移大，中间位移小，所以CQC方法计算的结构位移比可能偏小，不能真实地反映结构的扭转不规则。
而且不同组合的位移之间的运算也是无物理
意义的。
如10层框剪结构，根据CQC法计算的位移比为1.46，而根据给定水平力下的位移比是1.64。