中震弹性与中震不屈服的概念.docx

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1.中震弹性与中震不屈服的概念

结构位移比》1.5（1.4）并且≤1.8，扭转平动周期比》0.9（0.85）并且≤0.95时，应做基于性能中震抗震设计。

对其他复杂超限结构，专家委员会根据超限细则，都会提出中震弹性（不屈服）设计。

采取基于性能的设计方法，主要是针对不满足规范，进行妥协的底线，在此底线的基础上，做基于性能的抗震设计以进行加强。

即做中震弹性计算。

应该明确一点，中震不屈服和中震弹性是两个概念。

▲所谓“中震”：

指在设防烈度下（50年一遇超越概率在10%时的地震加速度）；中震比小震的地震作用提高2.8~3.0，详见2010版《抗规》第3.10.3条。

▲所谓“中震弹性”是指不考虑内力调整的抗震验算，地震力放大2.8~3.0倍。

构件处于弹性状态（仅与抗震等级有关的增大系数均为1.0）。

▲所谓“中震不屈服”指构件处于弹性状态且已经达到弹性极限状态，即将进入屈服阶段。

注：

     1.荷载分项系数均为1.0.（内力按标准值计算）

     2.与抗震等级有关的增大系数均为1.0 

     3.抗震调整系数γre取1.0（不考虑抗震承载力调整系数）

     4.钢筋与混凝土强度采用标准值（材料强度均按标准值计算）

中震弹性要比中震不屈服的要求严的多，对于抗震等级在一级以上的构件，通常按小震弹性计算得到的配筋要比中震不屈服的大。

2.中震弹性与中震不屈服的内涵

一.中震弹性设计:

1.地震影响系数按小震的2.8~3.0倍取值

2.内力调整系数取为1（强柱弱梁,强剪弱弯等）

3.其余分项系数均保留

二.中震不屈服设计

1.地震影响系数按小震的2.8~3.0倍取值

2.荷载分项系数取1

3.内力调整系数取为1（强柱弱梁,强剪弱弯等）

4.抗震调整系数γre取1

5.材料强度用标准强度

三.中震不屈服设计已经去掉所有安全度,属于承载力极限状态设计

中震弹性设计取消内力调整的经验系数,保留了荷载分项系数,也就是保留了结构的安全度和可靠度,属正常设计,相应的配筋也大得多

以上设计方法都属于性能设计的范畴 。

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2010版《抗规》第3.10、2010版《高规》第3.11、及《全国民用建筑工程设计技术措施2009》附录D均中对中震弹性和中震不屈服设计做了比较明确的要求，规范在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标，给出中震设计的判断标准和设计要求。

我国目前的抗震设计是以小震为设计基础的，中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的，但随着复杂结构、超高超限结构越来越多，对中震的设计要求也越来越多，目前工程界对于结构的中震设计有两种方法，第一种按照中震弹性设计，第二种是按照中震不屈服设计。

2.中震弹性与中震不屈服的在PKPM中的实现

一.中震弹性设计:

1.地震影响系数按小震的2.8倍取值－PKPM中直接将原地震影响系数改为2.8倍即可。

2.内力调整系数取为1（强柱弱梁,强剪弱弯等）－抗震等级改为4级。

3.其余分项系数均保留

二.中震不屈服设计

1.地震影响系数按小震的2.8倍取值－PKPM中直接将原地震影响系数改为2.8倍即可。

2.荷载分项系数取1－PKPM中直接修改

3.内力调整系数取为1（强柱弱梁,强剪弱弯等）－勾选按中震不屈服做结构设计

4.抗震调整系数γre取1 －勾选选按中震不屈服做结构设计

5.材料强度用标准强度－PKPM中混凝土能够自动调整，比如C40的混凝土，其抗压设计值为19.1N/MM2,当你构选了按中震不屈服做结构设计，其抗压强度就会自动采用标准值26.8N/MM2，钢筋及钢材需要手动输入如HRB400,钢筋强度应输入400N/MM2。

对钢筋混凝土多层框架结构和高层框架一剪力墙结的丙类建筑、分别按多遇地震弹性设计和按“中震不屈服”和“中震弹性”性能目标进行设计，通过对结构特性和效益比较，得出如下初步结论：

•1 按中震性能目标设计时结构的楼层位移约为按小震设计时的2～3倍，相当于小震地震作用的2．82~3倍。

•2 对框架结构：

   当抗震设防烈度为6度、7度时，各性能目标下的工程量相差不大，混凝土和钢筋的增加量都在10％以内；

   但是当设防烈度为8度时，提高性能目标后工程量增加很多，尤其是按“中震弹性”设计，混凝土量增加超过40％，钢量增加约65．5％。

• 3 对框架一剪力墙结构：

通常不对整体结构进行性能设计，而是仅对底部加强部位的剪力墙按照性能目标进行设计。

   在6度区，丙类建筑，按“中震不屈服”和“中震弹性”性能目标设计时，剪力墙底部加强部位用钢量分别只增加4%和5％。

   在7度按“中震不屈服”和“中震弹性”性能目标设计时，剪力墙底部加强部位用钢量分别增加23％和78％。

•4.对剪力墙结构：

   7度时如果全楼按中震不屈和中震弹性设计，剪力墙砼量增加48%和72%；剪力墙钢筋分别增加101%和159%；

   如果整个结构按“中震不屈服”或“中震弹性”设计剪力墙截面就非常大，混凝土用量及钢筋用量都很大，实用性和经济性均较差。

所以目前还不建议对整个结构进行形态设计。

• 5 《高规》中，对不同设防水准下的不同结构类型所规定的抗震措施（包括构造措施）具有重要意义。

  在低烈度区（6、7度），单纯依靠提高抗震性能目标进行设计计，并不能达到提高结构抗震安全的目的；

  在高烈度（8度及以上）地震区，确定“中震弹性”甚至大震的性能目标时也应谨慎慎，否则可能使设计无法实现。

  除非建筑的重要性要求提高抗震设防类别，一般情况下，仅限于对结构的关键部位和关键构件采用性能设计，可以使有限的资金用在最需要的地方。

~~~~~这也就抗震性能设计目前为什么主要用于复杂和超限建筑复杂和超限建筑、一些关键部位及关键构件的缘故。

    “关键部位”------是指该构件的失效可能引起结构的连续破坏或危及生命安全的严重破坏；

    “普通竖向构件”--是指“关键构件”之外的竖向构件；

    “耗能构件”------是指包括框架梁、剪力墙连梁及耗能支撑等。

　　小震指该地区50年内超越概率约为63%的地震烈度，即众值烈度，双称为多遇地震。

　　中震指该地区50年内超越概率约为10%的地震烈度，双为基本烈度或设防烈度。

　　大震指该地区50年内超越概率约为2%的地震烈度，又为称为罕遇地震。