2024空间结构抗震设计标准可编辑.docx

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1、空间结构抗震设计标准1总则12术语和符号22.1 术语22.2 符号23基本规定43.1 一般规定43.2 建筑形体及抗侧力构件布置的规则性63.3 地震反应观测系统124地震作用及结构反应计算144.1 一般规定144.2 振型分解反应谱法174.3 时程分析方法224.4 罕遇地震弹塑性分析255空间结构抗震验算与设计285.1 抗震承载力验算285.2 抗震变形验算325.3 抗震性能化设计335.4 抗震构造346空间结构的隔震与减震设计376.1 一般规定376.2 隔震与减震产品的技术要求436.3 隔震设计方法466.4 减震设计方法556.5 连接构造57附录A多向多点反应谱法

2、计算公式60本标准用词说明66引用标准名录67.o.为贯彻执行国家有关建筑工程防震减灾的法律法规，实行以预防为主的方针,使空间结构经抗震设防后，减轻结构的地震破坏，避免人员伤亡和次生灾害，减少社会影响和经济损失，制定本标准。1.0.2本标准适用于抗震设防烈度为6、7、8和9度地区，采用拱、平面及立体桁架、网架及网壳、单层与双层索系、张弦结构、斜拉结构、索穹顶等形式及其组合而成、采用轻型屋面的空间结构抗震、隔震及减震设计。【条文说明】因为后续章节对空间结构规则性等方面的规定，主要基于轻屋面空间结构的科研工作，所以本标准的适用范围限定为轻型屋面，不适用于大跨楼面，如上人连廊等。“轻型屋面”指采用金

3、属屋面、玻璃屋面或二者之组合且为不上人屋面。1.0.3空间结构的抗震设计除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2术语和符号2.1 术语2.1.1 空间结构spatialstructure可以承受不在同一平面内的外力，具有较大跨越能力且计算时按空间受力考虑的结构，也称大跨度结构。2.1.2 广义扭转位移比generalizedtorsionaldisplacementratio在规定水平力作用下，计入各抗侧力构件不均匀变形、反映空间结构平面布置规则性的指标。2.1.3 抗震性能化设计performance-basedseismicdesign基于结构承载力和延性合理匹配来选定性能目标

4、的抗震设计方法。2.1.4 基础隔震baseisolation隔震层设置在建筑物底部的隔震体系。2.1.5 层间隔震inter-storeyisolation隔震层设置在建筑物底部以上某层间位置的隔震体系。2.1.6 屋盖隔震roofisolation隔震层设置在建筑物柱顶或墙顶与顶层屋盖之间的隔震体系。2.1.7 极罕遇地震veryrareerathquake在设计基准期内年超越概率为IO-的地震动。2.2 符号2.2.1 作用和作用效应V 空间结构对应于水平地震作用标准值的地震剪力；VEhkV 空间结构对应于竖向地震作用标准值的竖向地震力；S地震作用效应与其他荷载效应的基本组合；C地震时空

5、间结构的重力荷载代表值。2.2.2 材料性能和抗力R结构构件承载力；几何参数1.垂直地震输入方向的结构尺寸；1.a偏心率。r-空间结构回转半径。r2.2.3 计算系数Re广义扭转位移比；。空间结构广义扭转角；乙一一水平地震剪力系数；4竖向地震作用系数；so一一隔震结构的水平地震剪力系数；yRE承载力抗震调整系数；Ro构件内力多点地震附加作用系数。2.2.4 其他Xij/振型i节点的X方向相对位移；Yu/振型i节点的y方向相对位移；/振型i节点的Z方向相对位移；m质点（或质点组）总数。3基本规定3.1 一般规定3.1.1 空间结构的抗震设防烈度必须按国家审批、颁布的文件确定。一般情况下，抗震设防

6、烈度应采用根据中国地震动参数区划图确定的地震基本烈度。【条文说明】抗震设防烈度是按国家规定权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度，一般情况下取50年内超越概率为10%的地震烈度。空间结构通常是整体结构的一部分，一般与下部主体结构采用同样的抗震设防烈度和抗震设防类别。3.1.2 抗震设计的空间结构，应按现行国家标准建筑工程抗震设防分类标准GB50223的规定确定其抗震设防类别。本标准中的甲类建筑、乙类建筑、丙类建筑分别为现行国家标准建筑工程抗震设防分类标准GB50223中的特殊设防类、重点设防类、标准设防类的简称。【条文说明】建筑工程的抗震设防类别，是根据建筑遭受地震破坏后，可能造成人员伤亡

7、、直接和间接经济损失、社会影响程度以及建筑在抗震救灾中的作用等因素，对各类建筑所作的抗震设防类别划分。按照空间结构的特点，具体分为特殊设防类、重点设防类、标准设防类，分别简称为甲类、乙类和丙类。3.1.3 空间结构及其支承结构的选型和布置，应符合下列各项要求：1 应具有合理的刚度和承载力分布，不应出现局部削弱或突变，形成薄弱部位。应能保证地震作用合理分布，不应产生过大的内力、变形集中。对于可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力。2 应能将空间结构的各向地震作用有效地传递到下部支承结构，避免采用多级传力体系。3空间结构及其支承结构应合理布置，避免产生过大的地震扭转效应。4支承结构提供的约束

8、条件应与空间结构受力性能的要求相符，布置宜均匀对称。【条文说明】本条明确空间结构选型和布置的基本原则，首先应保证其地宸效应能够有效地通过支座节点传递给下部结构或基础，且传递途径合理。空间结构往往坐落于下部结构之上，其地震作用不仅与自身结构相关，而且还与支承条件以及下部结构的动力性能密切相关，是整体结构的反应。根据抗震概念设计的基本原则，空间结构及其支承点的布置宜均匀对称，具有合理的刚度和承载力分布。同时下部结构设计也应充分考虑空间结构地震响应的特点，避免采用特别不规则的结构布置而造成屋盖结构产生过大的地震扭转效应。3.1.4空间结构的布置尚应分别符合下列要求：1 单向传力体系的结构布置，应符合

9、下列规定：1）主结构（桁架、拱、张弦梁等）间应设置可靠的支撑，保证垂直于主结构方向的水平地震作用的有效传递；2）当桁架支座采用下弦节点支承时，应在支座间设置纵向桁架或采取其他可靠措施，防止桁架在支座处发生平面外扭转。2 空间传力体系的结构布置，应符合下列规定：1）平面形状为矩形且三边支承一边开口的结构，其开口边应加强，保证足够的刚度；2）两向正交正放网架、双向张弦梁，应沿周边支座设置封闭的水平支撑；3）单层网壳不应采用较接节点。注：单向传力体系指平面拱、单向平面桁架、单向立体桁架、单向张弦梁等结构形式;空间传力体系指网架、网壳、双向立体桁架、双向张弦梁和弦支穹顶等结构形式。【条文说明】本条针对

10、空间结构体系自身传递地震作用的主要特点，对两类结构的布置要求作了规定。1单向传力体系的抗震薄弱环节是垂直于主结构（桁架、拱、张弦梁）方向的水平地震力传递以及主结构的平面外稳定性，设置可靠的面外支撑是重要的抗震措施。在单幅立体桁架中，与屋面支撑同层的两（多）根主弦杆间也应加强联系。这一方面可提高桁架的平面外刚度，同时也使得纵向水平地震内力在同层主弦杆中分布均匀，避免薄弱区域的出现。当桁架支座采用下弦节点支承时，必须采取有效措施确保支座处桁架不发生平面外扭转，设置纵向桁架是一种有效的做法，同时还可保证纵向水平地震力的有效传递。2空间传力结构体系具有良好的整体性和空间受力特点，抗震性能优于单向传力体

11、系。对于平面形状为矩形且三边支承一边开口的结构，可以通过在开口边局部增加层数来形成边桁架，以提高开口边的刚度和加强结构整体性。对于两向正交正放网架和双向张弦梁，平面内的水平刚度较弱。为保证结构的整体性及水平地震作用的有效传递与分配，应沿上弦周边网格设置封闭的水平支撑。当结构跨度较大或下弦周边支承时，下弦周边网格也应设置封闭的水平支撑。3.1.5 当同一空间结构单元采用不同的空间结构形式时，交界区域的杆件和节点应加强；也可设置防震缝，防震缝宽度宜按变形计算确定，并不宜小于150mm。【条文说明】在同一结构单元采用不同抗震性能的空间结构形式时，在不同形式结构的交界区域通常会产生复杂的地震响应，一般

12、避免采用此类结构布置。如确要采用，应对交界区域的杆件和节点采用加强措施。如果建筑设计和下部支承条件允许，设置防震缝也是可采用的有效措施。此时，由于实际工程情况复杂，为避免其两侧结构在强烈地震中碰撞，条文规定的防震缝宽度可能不足，最好按设防烈度下两侧独立结构在交界线上的相对位移最大值来复核。对于规则结构，缝宽也可将多遇地震下的最大相对变形值乘以不小于3的放大系数近似估计。3.1.6 空间结构的非结构构件设计应符合现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011和现行行业标准非结构构件抗震设计规范JGJ339的规定。【条文说明】空间结构的非结构构件是指与结构相连的建筑构件、机电部件及其系统。3.1.7

13、选择建筑场地时，对不利地段应尽量避开；当无法避开时应采取有效的抗震措施。对危险地段，严禁建造甲、乙、丙类建筑。3.2建筑形体及抗侧力构件布置的规则性3.2.1 空间结构的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对空间结构采取加强措施；特别不规则的建筑应进行专门研究和论证，对空间结构采用特别的加强措施；严重不规则的建筑不应采用。【条文说明】本条主要针对建筑形体的规则性提出了要求。建筑形体的规则性包括建筑平面与立面外形，抗侧力构件布置、质量分布等，空间结构建筑形体的规则性中最为重要的是抗侧力构件（包含弹性支座）布置的规则性。3.2.2 空间结构应具有良好的整体性；

14、其抗侧力构件的平面布置宜规则、对称，抗侧力构件竖向布置应尽量避免转换。3.2.3 空间结构建筑形体及其抗侧力构件布置的不规则性类型应按下列规定划分：1空间结构存在表3.2.3所列某项不规则类型以及类似不规则类型，应属于不规则建筑。2当存在某项不规则超过规定的参考指标过多时，应属于特别不规则建筑。表323空间结构不规则的主要类型不规则类型定义和参考指标抗侧力构件平面布置不规则按照公式（3.2.4）对空间结构施加偏心力及按照公式（3.2.5-1）计算所得广义扭转位移比凡大于1.2竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（不含弹性及较接支座）的内力由水平转换构件（梁、桁架等）向下传递【条文说明】与其他结构

15、一样，空间结构抗震设计也应强调“抗震概念设计”，而不应仅仅依靠性能化设计或有限元分析解决问题。由于空间结构抗侧力构件相对较少，其承受的地震作用往往较之空间结构本身的构件显著，因此空间结构的“规则性”主要体现在抗侧力构件上，包括平面布置规则性及竖向的连续性上。空间结构的抗侧力构件布置的规则性是“抗震概念设计”中的重要部分；抗侧力构件平面布置应提倡简单、对称，结构质量应提倡均匀分布。与多高层结构相比，空间结构不规则类型有所减少，主要为表3.2.3中的两项。其中，抗侧力构件平面布置不规则的计算方法必须考虑空间结构面内刚度较弱或为零的特性（详见3.2.4条及其条文说明）；由于计算方法及实际物理意义与建筑抗震设计规范GB50011中的“扭转不规则”有所区别，此项不规则称为“抗侧力构件平面布置不规则”。参考指标的限值参考了中国建研院的研究成果。不规则，指的是超过表3.2.3中一项及以上的不规则指标。特别不规则，指具有较明显的抗震薄弱部位，可能引起不良后果者，对于空间结构，可分为两类：第一类是某项不规则超过表3.2.3规定的参考指标过多时；第二类是，具有表1