XX中心抗震设计咨询意见

(备忘，2017, 4,18 )

中期大厦地面以上结构高度，采用有多处转换结构的CFT柱-钢梁-BRB支撑结构体系，属于规则性超限的高层建筑工程，对其抗震设计提出下列改进意见：

一、结构布置和计算模型：

支撑要与主框架梁在同一平面内，抗侧力的传递不直接，宜考虑不在同一平面时形成封闭支撑筒或加大框架梁形成弱化的筒。

标高以下总体可视为具有若干凹口的大底盘，以上可视为L形平面与矩形平面弱连接的大小双塔结构。。。。

注意：计算模型不得采用刚性板假定！

二、多道防线

1、明确作为部件的支撑框架而不仅仅是支撑承担的地震倾覆力矩和层间剪力。设置支撑的框架柱承载力应提高。。。。

三、性能目标

1、中震弹性计算需包含多道防线。

3、大震的层间位移控制，宜提高到1/60。

四、弹塑性分析

逐条波进行大震弹性与弹塑性的对比分析，包括顶点位移时程曲线、总剪力、层间位移分布，判断宏观的可能薄弱部位。

五、基础设计，进一步对锚杆和抗浮桩的两种方案进行比较。

1 新版钢规之抗震设计

新版钢规的目标之一，是要把以前的构件规范，变成结构规范，以能进行结构设计。这就要求引入两项内容，一个是结构体系，一个是抗震设计。就后一项内容，我们与戴总进行了反复的沟通，最后的定稿为，以一章的内容写钢结构抗震设计。为与现有规范的钢结构抗震设计方法加以区别，命名为钢结构抗震性能化设计。该方法基于中震设计，该章的全部内容经戴总审阅、修改和认可。下面举两个要点。

1） 钢结构小震可以屈服

小震不坏、中震可修、大震不倒是抗规的设防目标，钢规也要遵守。但小震不坏，并不意味着结构所有构件均处于弹性。耗能构件是可以屈服的，这从下面的砼梁正截面计算中能够看出。

上图来自混规。梁受弯计算，拉区钢筋屈服，压区混凝土达到极限压应变0.0033，应力简化为等效矩形。因而小震下砼梁并不是弹性设计，而是极限状态的塑性设计。从这点上讲，可以认为抗规是小震设计，也可以理解成性能系数约为3的中震设计。顺便说一下，抗规的小震设计，兼顾了小震的使用要求（如变形）和中震的强度要求（如承载力），可谓一石二鸟，令人击节叫绝。

再看钢结构的梁。

钢结构梁受弯计算，非抗震可考虑塑性发展系数γx，抗震计算时此系数取1.0，既梁截面应力按线性分布，抗震为弹性设计。

本次钢规修订参考欧美规范，结合中国小震设计的本质，对钢梁抗震的受弯计算作了以下调整。

按梁截面分类，可考虑截面进入塑性。对于S1、S2类塑性截面，可考虑全塑性。

2） 性能系数

有了前面的铺垫，新版钢规抗震以性能化设计为目标，直推中震设计，首要的一点是确定性能系数。结合国外规范，并经戴总仔细斟酌，目前的性能系数如下。

对比抗规可知（见上图），新版钢规的性能系数范围为上图的阴影部分，性能7比抗规的小震略小。

2 抗震的几个问题

上面说过，抗规的小震设计以其精妙的构思解决了正常使用状态下的适用性问题和承载能力状态下的安全性问题，通过小震设计、大震验算实现中震设防目标。虽然抗规的设计方法从本质上与国外是相同或相似的，但从表面上看国外通常抗震为中震设计，这使得抗规在使用过程中面临着与国外规范对比和协调的问题，下面仅以与戴总请教与磋商的几例予以说明。

1）抗震等级

抗震等级是抗规的精髓，它贯穿抗震设计的始终，包括内力调整和构造措施。然而，欧美日等国外规范均没有抗规意义上的抗震等级概念。可以说抗震等级是马克思主义的普遍真理与中国抗震设计结合的产物。难怪曾有一日本学者发出疑问：你们的抗震设计，随着抗震等级的提高，强度和延性（如配箍率）同时提高，与抗震设计理念——高延性低强度、低延性高强度相背。看看，这是日本人明治维新、弃唐追西的结果。就像他们不懂真正的中医一样，又怎能懂得我们的中医抗震——抗震等级。

抗震等级是如此的重要，但新版钢规的中震设计又要不提抗震等级，怎么办？就这个问题，我向戴总作了专门请教，戴总给我的答复是，抗震等级是。。。（此处省略若干字），表现出他并不坚持抗震等级。仅此一点就足以铺平我们钢结构中震设计的道路。

2）6度设防

欧美6度不设防，日本全国基本上是8度半到9度设防，而我们国家不仅是6度设防，16版抗规还大大扩大了6度及以上地区的国土范围。大家知道，抗震不设防与设防有天壤之别，一个是弹性设计，一个是塑性设计，一个走技术派，一个行意识流。对于这个问题，因为我事先作了功课，与戴总的沟通比较顺利。

（1）老外的6度是真6度

如欧标EC 8-2004，γⅠagR S不大于0.05g，可按非抗震设计。这里有两个系数我们规范里没有，结构重要性系数γⅠ和土系数S。因此对于学校、医院或Ⅲ、Ⅳ类场地建筑，按欧美规范，6度也是要设防的。

（2）老外有个1%的剪重比

即使对于非抗震结构，美标也有一个1%结构自重的最小剪重比要求，这个数比抗规6度的剪重比0.8%还要大奥。

3）小震设计

三水准、两阶段的抗震设计方法是抗规的strategy。谈到小震设计，戴总不无自豪地说，现在美国人也在搞小震设计。姑且不论当今市面上学术观点的争议，单从对真理的追求和知识的更新来讲，戴总永远是我学习的楷模。

当时戴总提到美国关注小震设计之事，以戴总的博学，我马上联想到的是加洲高层抗震规范，本想回去再看一下再与戴总探讨，哪曾想就此成了遗案。

现将加洲高层抗震规范小震设计要求摘录如下，并以此纪念戴总。

从上述可以看出，加洲规范的小震对应着正常使用阶段。小震设计的目的是为保证在此阶段 结构系统和非结构部件的使用功能。其小震为30年超越概率50%（回归期43年）。

4）2ftk

超限结构，砼剪力墙中震下的截面平均拉应力，应小于2ftk，这就是近年来热门的两倍ftk问题。关于2ftk，我与肖从真大师回忆过。我们觉得，它始于12-13年国贸3B的超限审查。

对于2ftk，我专门请教过戴总，他的说法是，剪力墙底部在往复拉压应力下会出现平面外的失稳，有试验为证，所以要控制剪力墙截面的平均拉应力。

2ftk极具中国特色，以我的理解，表面是为控制剪力墙截面的拉应力水平，实则还是对强震下剪力墙不放心。众所周知，小震设计采用统一的地震力水平，这对于延性比框架结构差一些的剪力墙结构来说，要达到同样的抗震性能，控制截面应力水平是个办法。

5）与戴总的部分短信记录

3工抗标事宜

今年，我们启动了工抗标（工业建筑抗震设计标准）的编制工作。王亚勇大师为编制组顾问，黄世敏所长为编制组成员。4月份启动会之后，我还专门请教了戴总，就性能化设计方法的表达式，即是以中震性能系数的方法（新版钢规方法），还是小震倍数的方法，征求了戴总的意见，并请戴总继续指导和帮助我们工抗标的编制工作。想不到，仅仅过了两个月。。。

《转自：建筑结构-公众号》倾情代售全球首款“座”包

精彩文章推荐：

全方位解读全球最大来福士项目——重庆来福士广场

超强总结一级注册结构工程师考试全攻略，复习必备！

全面解读528米北京第一高楼——”中国尊”大厦设计及施工

广州第一高楼——530m广州东塔交付使用之际，回顾项目特点及设计关键技术

盘点我们共同走过的2016

点击“此处”，可查看转自：建筑结构-公众号微信过往文章，也可通过关键词搜索你喜欢的内容。

长按识别下方二维码

进入微信小店订阅期刊杂志

长按识别下方二维码

点击下方“转自：建筑结构-公众号”查看“全国工程结构减隔震技术交流会”详情。