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附录M 实现抗震性能设计目标的参考方法

附录 M 实现抗震性能设计目标的参考方法

M.1 结构构件抗震性能设计方法

M.1.1

结构构件可按下列规定选择实现抗震性能要求的抗震承载力、变形能力和构造的抗震等级；整个结构不同部位的构件、竖向构件和水平构件，可选用相同或不同的抗震性能要求：

1 当以提高抗震安全性为主时，结构构件对应于不同性能要求的承载力参考指标，可按表 M.1.1-1 的示例选用。

表 M.1.1-1 结构构件实现抗震性能要求的承载力参考指标示例
性能要求多遇地震设防地震罕遇地震
性能1完好，按常规设计完好，承载力按抗震等级调整地震效应的设计值复核基本完好，承载力按不计抗震等级调整地震效应的设计值复核
性能2完好，按常规设计基本完好，承载力按不计抗震等级调整地震效应的设计值复核轻～中等破坏，承载力按极限值复核
性能3完好，按常规设计轻微损坏，承载力按标准值复核中等破坏，承载力达到极限值后能维持稳定，降低少于5%
性能4完好，按常规设计轻～中等破坏，承载力按极限值复核不严重破坏，承载力达到极限值后基本维持稳定，降低少于10%

2 当需要按地震残余变形确定使用性能时，结构构件除满足提高抗震安全性的性能要求外，不同性能要求的层间位移参考指标，可按表 M.1.1-2 的示例选用。

表 M.1.1-2 结构构件实现抗震性能要求的层间位移参考指标示例
性能要求多遇地震设防地震罕遇地震
性能1完好，变形远小于 弹性位移限值完好，变形小于弹性 位移限值基本完好，变形略大 于弹性位移限值
性能2完好，变形远小于 弹性位移限值基本完好，变形略大 于弹性位移限值有轻微塑性变形，变 形小于2倍弹性位移 限值
性能3完好，变形明显小 于弹性位移限值轻微损坏，变形小于 2倍弹性位移限值有明显塑性变形，变 形约4倍弹性位移限值
性能4完好，变形小于弹 性位移限值轻～中等破坏，变形 小于3倍弹性位移限值不严重破坏，变形不 大于0.9倍塑性变形 限值

注：设防烈度和罕遇地震下的变形计算，应考虑重力二阶效应，可扣除整体弯曲变形。

3 结构构件细部构造对应于不同性能要求的抗震等级，可按表 M.1.1-3 的示例选用；结构中同一部位的不同构件，可区分竖向构件和水平构件，按各自最低的性能要求所对应的抗震构造等级选用。

表 M.1.1-3 结构构件对应于不同性能要求的构造抗震等级示例
性能要求构造的抗震等级
性能1基本抗震构造。可按常规设计的有关规定降低二度采用，但不得低于6度，且不发生脆性破坏
性能2低延性构造。可按常规设计的有关规定降低一度采用，当构件的承载力高于多遇地震提高二度的要求时，可按降低二度采用；均不得低于6度，且不发生脆性破坏
性能3中等延性构造。当构件的承载力高于多遇地震提高一度的要求时，可按常规设计的有关规定降低一度且不低于6度采用，否则仍按常规设计的规定采用
性能4高延性构造。仍按常规设计的有关规定采用

M.1.2

结构构件承载力按不同要求进行复核时，地震内力计算266

和调整、地震作用效应组合、材料强度取值和验算方法，应符合下列要求：

1 设防烈度下结构构件承载力，包括混凝土构件压弯、拉弯、受剪、受弯承载力，钢构件受拉、受压、受弯、稳定承载力等，按考虑地震效应调整的设计值复核时，应采用对应于抗震等级而不计入风荷载效应的地震作用效应基本组合，并按下式验算：

$$ \gamma_{\mathrm{G}}S_{\mathrm{G E}}+\gamma_{\mathrm{E}}S_{\mathrm{E k}}(I_{2},\lambda,\zeta)\leqslant R/\gamma_{\mathrm{R E}} \tag{M.1.2-1} $$

式中： $ I_{2} $ ——表示设防地震动，隔震结构包含水平向减震影响；

$ \lambda $ ——按非抗震性能设计考虑抗震等级的地震效应调整系数；

考虑部分次要构件进入塑性的刚度降低或消能减震结构附加的阻尼影响。

其他符号同非抗震性能设计。

2 结构构件承载力按不考虑地震作用效应调整的设计值复核时，应采用不计入风荷载效应的基本组合，并按下式验算：

$$ \gamma_{\mathrm{G}}S_{\mathrm{G E}}+\gamma_{\mathrm{E}}S_{\mathrm{E k}}(I,\zeta)\leqslant R/\gamma_{\mathrm{R E}} \tag{M.1.2-2} $$

式中：I——表示设防烈度地震动或罕遇地震动，隔震结构包含水平向减震影响；

考虑部分次要构件进入塑性的刚度降低或消能减震结构附加的阻尼影响。

3 结构构件承载力按标准值复核时，应采用不计入风荷载效应的地震作用效应标准组合，并按下式验算：

$$ S_{\mathrm{GE}}+S_{\mathrm{Ek}}(I,\zeta)\leqslant R_{\mathrm{k}} \tag{M.1.2-3} $$

式中：I——表示设防地震动或罕遇地震动，隔震结构包含水平向减震影响；

考虑部分次要构件进入塑性的刚度降低或消能减震结构附加的阻尼影响；

$ R_{k} $ ——按材料强度标准值计算的承载力。

4 结构构件按极限承载力复核时，应采用不计入风荷载效

应的地震作用效应标准组合，并按下式验算：

$$ S_{\mathrm{G E}}+S_{\mathrm{E k}}(I,\zeta)<R_{\mathrm{u}} \tag{M.1.2-4} $$

式中：I——表示设防地震动或罕遇地震动，隔震结构包含水平向减震影响；

$ \zeta $ ——考虑部分次要构件进入塑性的刚度降低或消能减震结构附加的阻尼影响；

$ R_{u} $ ——按材料最小极限强度值计算的承载力；钢材强度可取最小极限值，钢筋强度可取屈服强度的1.25倍，混凝土强度可取立方强度的0.88倍。

M.1.3

结构竖向构件在设防地震、罕遇地震作用下的层间弹塑性变形按不同控制目标进行复核时，地震层间剪力计算、地震作用效应调整、构件层间位移计算和验算方法，应符合下列要求：

1 地震层间剪力和地震作用效应调整，应根据整个结构不同部位进入弹塑性阶段程度的不同，采用不同的方法。构件总体上处于开裂阶段或刚刚进入屈服阶段，可取等效刚度和等效阻尼，按等效线性方法估算；构件总体上处于承载力屈服至极限阶段，宜采用静力或动力弹塑性分析方法估算；构件总体上处于承载力下降阶段，应采用计入下降段参数的动力弹塑性分析方法估算。

2 在设防地震下，混凝土构件的初始刚度，宜采用长期刚度。

3 构件层间弹塑性变形计算时，应依据其实际的承载力，并应按本规范的规定计入重力二阶效应；风荷载和重力作用下的变形不参与地震组合。

4 构件层间弹塑性变形的验算，可采用下列公式：

$$ \triangle u_{\mathrm{p}}(I,\zeta,\xi_{\mathrm{y}},G_{\mathrm{E}})<\left[\triangle u\right] \tag{M.1.3-1} $$

式中： $ \triangle u_{p}\left(\cdots\right) $ ——竖向构件在设防地震或罕遇地震下计入重力二阶效应和阻尼影响取决于其实际承载力的弹塑性层间位移角；对高宽比大于3的结构，可扣除整体转动的影响；

$$ \left[\triangle u\right]——弹塑性位移角限值，应根据性能控制目标 \tag{M.1.3-2} $$

确定；整个结构中变形最大部位的竖向构件，轻微损坏可取中等破坏的一半，中等破坏可取本规范表5.5.1和表5.5.5规定值的平均值，不严重破坏按小于本规范表5.5.5规定值的0.9倍控制。

M.2 建筑构件和建筑附属设备支座抗震性能设计方法

M.2.1

当非结构的建筑构件和附属机电设备按使用功能的专门要求进行性能设计时，在遭遇设防烈度地震影响下的性能要求可按表 M.2.1 选用。

表 M.2.1 建筑构件和附属机电设备的参考性能水准
性能水准功能描述变形指标
性能1外观可能损坏，不影响使用和防火能力，安全玻璃开裂；使用、应急系统可照常运行可经受相连结构构件出现1.4倍的建筑构件、设备支架设计挠度
性能2可基本正常使用或很快恢复，耐火时间减少1/4，强化玻璃破碎；使用系统检修后运行，应急系统可照常运行可经受相连结构构件出现1.0倍的建筑构件、设备支架设计挠度
性能3耐火时间明显减少，玻璃掉落，出口受碎片阻碍；使用系统明显损坏，需修理才能恢复功能，应急系统受损仍可基本运行只能经受相连结构构件出现0.6倍的建筑构件、设备支架设计挠度

M.2.2

建筑围护墙、附属构件及固定储物柜等进行抗震性能设计时，其地震作用的构件类别系数和功能系数可参考表 M.2.2 确定。

表 M.2.2 建筑非结构构件的类别系数和功能系数
构件、部件名称构件类别系数功能系数
乙类丙类
非承重外墙:
围护墙0.91.41.0
玻璃幕墙等0.91.41.4
续表 M.2.2
构件、部件名称构件类别系数功能系数
乙类丙类
连接：
墙体连接件1.01.41.0
饰面连接件1.01.00.6
防火顶棚连接件0.91.01.0
非防火顶棚连接件0.61.00.6
附属构件：
标志或广告牌等1.21.01.0
高于2.4m储物柜支架：
货架（柜）文件柜0.61.00.6
文物柜1.01.41.0

M.2.3

建筑附属设备的支座及连接件进行抗震性能设计时，其地震作用的构件类别系数和功能系数可参考表 M.2.3 确定。

表 M.2.3 建筑附属设备构件的类别系数和功能系数
构件、部件所属系统构件类别系数功能系数
乙类丙类
应急电源的主控系统、发电机、冷冻机等1.01.41.4
电梯的支承结构、导轨、支架、轿箱导向构件等1.01.01.0
悬挂式或摇摆式灯具0.91.00.6
其他灯具0.61.00.6
柜式设备支座0.61.00.6
水箱、冷却塔支座1.21.01.0
锅炉、压力容器支座1.01.01.0
公用天线支座1.21.01.0

M.3 建筑构件和建筑附属设备抗震计算的楼面谱方法

M.3.1

非结构构件的楼面谱，应反映支承非结构构件的具体结

构自身动力特性、非结构构件所在楼层位置，以及结构和非结构阻尼特性对结构所在地点的地面地震运动的放大作用。

计算楼面谱时，一般情况，非结构构件可采用单质点模型；对支座间有相对位移的非结构构件，宜采用多支点体系计算。

M.3.2

采用楼面反应谱法时，非结构构件的水平地震作用标准值可按下列公式计算：

$$ F=\gamma\;\eta\;\beta_{\mathrm{s}}G \tag{M.3.2-1} $$

式中： $ \beta_{s} $ ——非结构构件的楼面反应谱值，取决于设防烈度、场地条件、非结构构件与结构体系之间的周期比、质量比和阻尼，以及非结构构件在结构的支承位置、数量和连接性质；

γ——非结构构件功能系数，取决于建筑抗震设防类别和使用要求，一般分为1.4、1.0、0.6三档；

$ \eta $ ——非结构构件类别系数，取决于构件材料性能等因素，一般在0.6～1.2范围内取值。