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208.5.8.1支持不连续系统的元素
208.5.8.1.1概述
如果侧向抗负荷系统的任何部分是不连续的,例如表208-9中的4型垂直不规则或表208-10中的计划不规则4型,支撑这种不连续系统的混凝土,砖石,钢和木质构件应具有设计强度抵抗第203.5节特殊地震荷载组合产生的组合荷载。
例外:
1.第203.5节中的数量Em不必超过可通过侧向抗力系统传递给元件的最大力。
2.支撑轻型木结构剪力墙系统或轻型结构钢板和木结构板剪力墙系统的混凝土板。
对于允许应力设计,设计强度可以使用1.7的允许应力增加和1.0的阻力因子phi;来确定。 这种增加不应与203.4节允许的三分之一应力增加相结合,但可以与615.3.4节允许的载荷增加的持续时间相结合。
208.5.8.1.2地震区域的详细要求4
在地震区4中,支持不连续系统的元件应符合以下详细规定或成员限制:
1.主要设计为轴向受力构件的钢筋混凝土或加固砌体构件应符合第421.44.5节的要求
2.主要设计为弯曲构件和除轻型框架木剪力墙系统或轻型框架钢结构板和木结构板剪力墙系统以外的其他支撑的混凝土构件应符合第421.3.2和421.33部分的要求。 设计为支撑构件的板坯部分的强度计算应仅包括符合这些部分要求的板坯部分。
3.主要设计为轴向承载构件的砌体构件应符合第706.1.12.4条第1项和第708.2.6.2.6条的要求。
4.主要设计为弯曲构件的砌体构件应符合第708.2.6.2.5节的要求。
5.主要设计为轴向承重构件的钢构件应符合515.4.2和515.4.3的规定。
6.主要设计为弯曲构件或桁架的钢构件应在不连续系统支撑处的顶梁和底梁法兰或弦杆上支撑,并应符合515.6.1.3的要求。
7.主要设计为受弯构件的木构件应在构件的每一端和不连续系统的连接位置处设置侧向支撑或固体阻挡。
208.5.8.2在基金会
参见第208.4.1和308.4部分,了解在基础土壤界面处的抗倾覆力矩。
208.5.9漂移
根据本规范的要求,应计算结构的漂移或水平位移。 对于允许应力设计和强度设计,由设计基准地面运动引起的结构的最大非弹性响应位移Delta;m应根据本节确定。 对应于第208.5.2.l或第208.6.5节的设计地震力△s的漂移应根据第208.5.9.1节确定。 为了确定△m,这些漂移应按照第208.5.9.2节进行放大。
208.5.9.1△s的测定
应使用第208.5.2.1节中的设计地震力来准备抗侧向力系统的静力弹性分析。 或者,可以根据第208.6节进行动态分析。在使用允许应力设计和计算漂移的情况下,应使用第203.3节的载荷组合。 数学模型应符合第208.5条。 表示为△s的变形应在结构的所有关键位置确定。 计算的漂移应包括平移和扭转偏转。
208.5.9.2测定Delta;m
最大非弹性响应位移Delta;m应按下式计算:
例外:
或者,Delta;m可以根据第208.6.6节通过非线性时程分析来计算。
用于确定最大非弹性响应位移Delta;m的分析应考虑PDelta;效应。
208.5.10故事漂移限制
故事漂移应使用最大非弹性响应位移计算。
208.5.10.1计算
对于基本周期小于0.7秒的建筑物或基本周期为0.7秒或更长的建筑物,使用Delta;m计算的楼层偏移不得超过楼层高度的0.025倍,计算的楼层偏移不得超过楼层高度的0.020倍。
例外:
湖 当证明可能会影响生命安全的结构元件和非结构元件可以容忍更大的漂移时,可能会超过这些漂移限制。 本评估中使用的漂移应基于最大非弹性响应位移Delta;m。
2.单层钢框架结构的主要用途仅限于仓库,工厂或车间。 应允许使用次要附件。 使用这种例外情况的结构不得将设备连接到结构框架上,或者应具有详细的设备以适应额外的漂移。 按照第208.8.2.3节,由钢框架横向支撑的墙壁应设计为适应漂移。
208.5.10.2限制
用于确定计算的漂移的设计横向力可以忽略公式(208-6)和(208-7)的限制,并且可以基于由公式(208-10)确定的周期而忽略30%或40%的限制第208.5.2.2节,第2项。
208.5.11垂直分量
以下要求仅适用于地震区域4。 水平悬臂组件的设计应该是向上的净向力。
除所有其他适用的荷载组合外,水平预应力组件的设计不得超过重力荷载50%的静载荷,单独或与横向力效应相结合。
208.6动态分析程序
208.6.1总则
动态分析程序在使用时应符合本节规定的标准。 分析应基于适当的地面运动表示,并应使用公认的动力学原理进行。
按照本节设计的结构应符合这些规定的所有其他适用要求。
208.6.2地面运动
地震动表示应至少在50年内有10%的概率被超过,不得减少数量R,可能是下列情况之一:
湖 根据图208-3构造的弹性设计反应谱,使用与特定位置一致的Ca和Cv的值。 设计加速度坐标应乘以9.815米/秒2的重力加速度。
2.基于与特定地点相关的地质,构造,地震和土壤特征的特定地点弹性设计反应谱。 频谱的开发应当使阻尼比为0.05,除非不同的数值表明该场地的震动强度与预期的结构性能一致。
3.为特定地点开发的地面运动时间历史应代表实际的地震运动。 来自时间历史的响应光谱,单独或组合,应接近符合第208.6.2节第2项的现场设计光谱。
4.对于土壤剖面型SF结构,当第208.4.8.3条第4项要求时,应适用下列要求:
4.1地面运动表示应按照第2项和第3项制定。
4.2考虑因非弹性行为引起的土 - 结构相互作用影响和建筑周期延长可能引起的建筑响应放大。
5.地面运动的垂直分量可以通过缩放相应的水平加速度三分之二来定义。 当通过特定地点的数据证实时,可以使用其他因素。 当近源因子Na大于1.0时,应使用位置特性垂直响应谱来代替三分之二的因子。
208.6.3数学模型
物理结构的数学模型应该表示结构的质量和刚度的空间分布,其范围足以计算其动态响应的显着特征。 应使用三维模型对具有非常不规则的平面配置的结构进行动态分析,例如具有表208-110中定义的平面不规则性并具有刚性或半刚性隔膜的那些结构。 分析和一般数学建模中使用的刚度属性应符合第208节的规定。5.1.2。
208.6.4分析程序的描述
208.64.1响应频谱分析
利用所有模式的峰值动态响应的结构的弹性动态分析对总体结构响应具有显着贡献。 使用对应于模态周期的适当响应谱曲线的纵坐标计算峰值模态响应。 最大模态贡献以统计方式组合以获得近似的总体结构响应。
208.6.4.2时间历史分析
对基础受到特定的地面运动时间历史时每个增量时间的结构的动态响应的分析。
208.6.5响应频谱分析
208.6.5.1响应谱表示和结果解释
地面运动表示应符合第208.6.2节的规定。 相应的响应参数,包括力,力矩和位移,应表示为弹性响应参数。 根据第208.6.5.4节,弹性响应参数可能会减少。
使用动态分析确定的给定方向的基础剪切不得小于第208.5.2节中的等效横向力法所获得的值。在这种情况下,所有相应的响应参数都会按比例调整。
208.6.5.2模式数量
第208.6.4.1节中关于所有重要模式的要求可以通过证明所考虑的模式来满足。 在每个主要水平方向的响应计算中至少有90%的结构参与质量。
208.6.5.3组合模式
峰值成员的力量,位移,故事的力量,故事剪刀和每种模式的基础反应应该通过公认的方法结合起来。 当使用三维模型进行分析时,模态最大值组合时应考虑模态相互作用效应。
208.6.5.4减少设计的弹性响应参数
弹性响应参数可以根据以下项目进行设计以减少弹性响应参数,限制条件是在任何情况下都不应使弹性响应参数减小,使得相应的设计基础剪力小于弹性响应基础剪力除以值的R.
1.对于地震动表示符合第208.6.2条第1项的所有常规结构,弹性反应参数可以减小,使得相应的设计基础剪力不小于根据第208.5节确定的基础剪力的90% 0.2。
2.对于地震动表示符合第208.6.2条第2项的所有规则结构,可以减小弹性反应参数,使得相应的设计基础剪力不小于根据第208.5节确定的基础剪力的80% 0.2。
3.对于所有不规则结构,无论地面运动表示如何,弹性响应参数可能会减少,使得相应的设计基础剪力不小于根据第208.5.2节确定的基础剪力的100%。
按照第203节的规定,应使用相应的减小的设计地震力进行设计。
208.6.5.5方向效应
水平地面运动的方向效应应符合第208.5.1节的要求。 垂直地面运动对水平悬臂和预应力元件的影响应按照第208.5.11节的规定进行考虑。 或者,垂直地震响应可以通过动态响应方法来确定; 在任何情况下,用于设计的响应都不应低于静态方法所获得的响应。
208.6.5.6扭转
分析应考虑扭转效应,包括第205.7节规定的意外扭转效应。 在使用三维模型进行分析时,意外扭转的影响应通过模型中的适当调整(例如调整质量位置)或通过等效静态程序(如第208.5.6节中提供)进行考虑。
208.6.5.7双系统
如果第208.4.6.4部分定义的双重系统抵抗侧向力,则组合系统应能够抵抗根据本节确定的基础剪力。 抗弯框架应符合第208.4.6.4条第2项的要求,并可采用第208.5.5节或第208.6.5节的程序进行分析。
208.6.6时间历史分析
208.6.6时间历史
时间历史分析应采用合适的水平地震动时程分量来进行,这些分量应从不少于三个记录事件中选择和缩放。 适当的时间历史应具有与控制设计基准地震(或最大能力地震)的大小,断层距离和震源机制一致。 如果没有三个适当的记录的地面运动时间历史对,则可以使用适当的模拟地面运动时间历史记录对来组成所需的总数。 对于每对水平地面运动分量,应构建比例水平分量的5%阻尼位置特定谱的平方和总和(SRSS)的平方根。 运动应按比例缩放,使得SRSS频谱的平均值不低于设计基准地震的5%阻尼频谱的1.4倍,时间从0.2T秒到1.5T秒。 考虑到扭转效应,每对时间历史应同时应用于模型。
每次计算感兴趣的参数:历史分析。 如果进行三次时间历程分析,则应使用感兴趣参数的最大响应进行设计。 如果执行七次或更多时间历史分析,则可以使用感兴趣的响应参数的平均值进行设计。
208.6.6.2弹性时间历史分析
弹性时间历史应符合第208.6.1,208.6.2,208.6.3,208.6.5.2,208.6.5.4,208.6.5.5,208.6.5.6,208.6.5.7和208.6.6.1节的规定。 来自弹性时程分析的响应参数应表示为弹性响应参数。 所有元素应使用强度设计进行设计。 弹性响应参数可按照第208.6.5.4节进行缩放。
208.6.6.3非线性时程分析
208.6.6.3.1非线性时间历史
非线性时程分析应符合第208.4.10节的要求,并应根据第208.6.6.1节的要求制定时间历史并确定结果。 考虑到重要性因素,非线性元件的容量和特性应与试验数据或实证分析建模一致。 最大非弹性响应位移不得减小,并应符合第208.5.10条的规定。
208.6.6.3.2设计评审
当使用非线性时程分析来证明结构设计的合理性时,应由独立工程团队进行侧向抗力系统的设计评审,包括获得相应学科许可的人员以及地震分析方法方面的经验。 系统设计评审中的侧向抗力应包括但不限于以下内容:
1.回顾现场特定光谱和地面运动时间历史的发展。
2.重新审视侧向抗力系统的初步设计。
3.回顾侧向抗力系统的最终设计和所有支持性分析。
记录工程师应按照计划和计算书提交进行审查的工程团队所有成员的陈述,说明上述审查已经完成。
208.7结构支持的结构,非结构构件和设备的构件的横向力
208.7.1总则
结构及其附属构件,永久性非结构构件及其附属物,以及由结构支撑的永久性设备附件,应设计为抵抗第208.7.2条规定的总体设计地震力。
重量小于1.8千牛的地板或屋顶安装设备的附件,家具不需要设计。
附件应包括锚具和所需的支撑。 不得考虑重力载荷引起的摩擦力,以抵抗地震力。
当非刚性设备的抗侧向力系统的结构失效会导致生命危险时,这种系统的设计应能抵抗第208.7.2条规定的地震力。
如果本准则没有包含或引用允许的设计优势和其他验收标准,则此类准则应由经批准的国家标准获得,并经建筑工作人员批准。
208.7.2总横向力的设计
总设计横向地震力Fp应由下式确定:
或者,可以使用以下等式来计算Fp:
除了Fp不小于0.7CaIpWp并且不大于4CaJpWp以外,
哪里:
hx =相对于等级的元素或组件附件高程。 hx不得小于0.O。
hr =相对于等级的屋顶结构高度。
ap =结构内部元件放大倍数,从1.0变化到2.5。
应从表208-12中选择ap的值。或者,可以基于组件的动态特性或经验数据以及支持它的结构来确定该因子。
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