结构的中震计算

最近这段时间遇到两个工程,审图的都提出要对混凝土结构做“中震弹性”或“中震不屈服”设计。网上也有许多关于这两种中震计算方法的约定俗成的原则和实现方法[1],大同小异,找了一些这方面的文章学习了一下,特将自己的理解总结一下。

为什么提出中震设计?

现在基于性能的结构抗震设计思想提得比较多[2],强调从结构的整体来考虑抗震性能,调定不同的抗震性能目标,从宏观上保证整体结构能够实现这个目标,从这个意义上讲,这也是国家制定抗震规范的初终。审图的这些老先生们之所以提出“中震弹性”或“中震不屈服”的设计要求,应该还是从概念上觉得这些混凝土结构(上部钢屋盖,下部混凝土框架)在地震作用下应该是比较重要的构件,多配钢筋预以加强。

至于“中震弹性”和“中震不屈服”这两个概念是做为性能目标提出的,偶没有找到原始的定义,文献[3]的介绍中认为“中震弹性”和“中震不屈服”的定义在物理意义上是不清楚的,定义的依据有待进一步深化,对一部分构件按此性能目标来设计,并不一定就比按现行规范定义的“小震”抗震性能提高了。

混凝土结构中震设计如何实现

混凝土结构中有抗震等级的概念,结合不同的抗震等级又有一堆的组合后调整系数,这些调整系数就是我们常说的“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等抗震措施。再加上另外一个承载力抗震调整系数γRE都属于“小震”计算时对地震力的合理调整。这里“中震弹性”设计时,只按四级抗震设计取消了和抗震等级有关的调整系数;而“中震不屈服”设计时,荷载(作用)分项系数和承载力抗震调整系数γRE均取1.0,同时构件按四级设计,材料强度取标准值。因此,一般来讲“中震弹性”较“中震不屈服”要求要高,截面要大,配筋也要大,但不是绝对的。

目前SatWe提供了这两种中震设计目标的实现方法,但使用后感觉有点太暗箱操作,本来概念就不是很清楚,再加上蒙上眼睛,就更不知道算得的结果如何了。

地震作用计算的发展方向

现在有人呼吁中国的抗震规范要与世界接规,重回到中震计算方法上来[4],2004年出版的《建筑工程抗震性态设计通则》(CECS 160:2004)即是一种试用版的中震计算方法标准,有必要地时候得仔细看看。

偶的疑问

钢结构(尤其是空间结构)由于延性较好,有没有必要也进行“中震弹性”或“中震不屈服”设计?记得一位老先生说过对钢结构没有这个概念,是这样么?

参考文章:
[1] 中震不屈服、中震弹性satwe与手算对比 [博文],冲令狐
[2] 汪梦甫,周锡元. 基于性能的建筑结构抗震设计[J]. 建筑结构 2003 33(3)
[3] 王亚勇等. 基于不同性能目标的RC结构抗震设计的效益分析[J]. 土木工程学报 2008 41(3)
[4] 叶列平等. 关于建筑结构地震作用计算方法的讨论[J]. 建筑结构 2009 39(2)