3.6.1
多遇地震作用下的内力和变形分析是本规范对结构地震反应、截面承载力验算和变形验算最基本的要求。按本规范第1.0.1条的规定,建筑物当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,一般不受损坏或不需修理可继续使用。与此相应,结构在多遇地震作用下的反应分析的方法,截面抗震验算(按照国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068的基本要求),以及层间弹性位移的验算,都是以线弹性理论为基础。因此本条规定,当建筑结构进行多遇地震作用下的内力和变形分析时,可假定结构与构件处于弹性工作状态。
3.6.2
按本规范第1.0.1条的规定:当建筑物遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏,这也是本规范的基本要求。特别是建筑物的体型和抗侧力系统复杂时,将在结构的薄弱部位发生应力集中和弹塑性变形集中,严重时会导致重大的破坏甚至有倒塌的危险。因此本规范提出了检验结构抗震薄弱部位采用弹塑性(即非线性)分析方法的要求。
考虑到非线性分析的难度较大,规范只限于对特别不规则并具有明显薄弱部位可能导致重大地震破坏,特别是有严重的变形集中可能导致地震倒塌的结构,应按本规范第5章具体规定进行罕遇地震作用下的弹塑性变形分析。
本规范推荐了二种非线性分析方法:静力的非线性分析(推覆分析)和动力的非线性分析(弹塑性时程分析)。
静力的非线性分析是:沿结构高度施加按一定形式分布的模拟地震作用的等效侧力,并从小到大逐步增加侧力的强度,使结构由弹性工作状态逐步进入弹塑性工作状态,最终达到并超过规定的弹塑性位移。这是目前较为实用的简化的弹塑性分析技术,比动力非线性分析节省计算工作量,但也有一定的使用局限性和适用性,对计算结果需要工程经验判断。动力非线性分析,即弹塑性时程分析,是较为严格的分析方法,需要较好的计算机软件和很好的工程经验判断才能得到有用的结果,是难度较大的一种方法。规范还允许采用简化的弹塑性分析技术,如本规范第5章规定的钢筋混凝土框架等的弹塑性分析简化方法。
3.6.3
本条规定,框架结构和框架-抗震墙(支撑)结构在重力附加弯矩与初始弯矩
之比符合下式条件下,应考虑几何非线性,即重力二阶效应的影响。
(3.6.3)
式中:稳定系数;
:第
层楼层质心处的弹性或弹塑性层间位移;
:第
层地震剪力计算值;
:第
层楼层高度。
上式规定是考虑重力二阶效应影响的下限,其上限则受弹性层间位移角限值控制。对混凝土结构,墙体弹性位移角限值较小,上述稳定系数一般均在0.1以下,可不考虑弹性阶段重力二阶效应影响;框架结构位移角限值较大,计算侧移需考虑刚度折减。
当在弹性分析时,作为简化方法,二阶效应的内力增大系数可取。
当在弹塑性分析时,宜采用考虑所有受轴向力的结构和构件的几何刚度的计算机程序进行重力二阶效应分析,亦可采用其他简化分析方法。
混凝土柱考虑多遇地震作用产生的重力二阶效应的内力时,不应与混凝土规范承载力计算时考虑的重力二阶效应重复。
砌体及混凝土墙结构可不考虑重力二阶效应。
3.6.4
刚性、半刚性、柔性横隔板分别指在平面内不考虑变形、考虑变形、不考虑刚度的楼、屋盖。
3.6.6
本条规定主要依据《建筑工程设计文件编制深度规定》,要求使用计算机进行结构抗震分析时,应对软件的功能有切实的了解,计算模型的选取必须符合结构的实际工作情况,计算软件的技术条件应符合本规范及有关强制性标准的规定,设计时应对所有计算结果进行判别,确认其合理有效后方可在设计中应用。
复杂结构应是计算模型复杂的结构,对不同的力学模型还应使用不同的计算机程序。