⼜⼟⼜⽊关于抗震设计楼层最⼩地震剪⼒系数的那些事
台湾花莲继2⽉4⽇当天连续发⽣多次地震之后，花莲近海6⽇深夜11时50分⼜发⽣6.5级地震（中国地震台⽹测定），地震深度11公⾥。截⾄⽬前，地震已造成4⼈死亡，200余⼈受伤，173⼈失联。
对于灾难，我们只能默哀。但是今天我们所要讲的是却是和抗震设计有关。今天咱们来说说抗震设计楼层最⼩地震剪⼒系数的那些事。
⾸先还是⽼⽣常谈的，⼤家要熟悉⼀下我们的学习体系和路径，深⼊理解规范体系，才谈得上“按规范执⾏”。我们要知道规范体系的任何⼀个系数，都应能到它存在的机理！
⼯程概念
建筑抗震设计规范 GB 50011-2010[2016年修订版] > 5 地震作⽤和结构抗震验算 > 5.2 ⽔平地震作⽤计算
5.2.5 抗震验算时，结构任⼀楼层的⽔平地震剪⼒应符合下式要求：(强条)
λ—对于竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以1.15的增⼤系数；
机理
条⽂说明：
5.2.5 由于地震影响系数在长周期段下降较快，对于基本周期⼤于3.5s的结构，由此计算所得的⽔平地震作⽤下的结构效应可能太⼩。⽽对于长周期结构，地震动态作⽤中的地⾯运动速度和位移可能对结构的破坏具有更⼤影响，但是规范所采⽤的振型分解反应谱法尚⽆法对此作出估计。出于结构安全的考虑，提出了对结构总⽔平地震剪⼒及各楼层⽔平地震剪⼒最⼩值的要求，规定了不同烈度下的剪⼒系数，当不满⾜时，需改变结构布置或调整结构总剪⼒和各楼层的⽔平地震剪⼒使之满⾜要求。
例如，当结构底部的总地震剪⼒略⼩于本条规定⽽中、上部楼层均满⾜最⼩值时，可采⽤下列⽅法调整：
若结构基本(第⼀)周期位于设计反应谱的加速度控制段(平台段)时，则各楼层均需乘以同样⼤⼩的增⼤系数；
若结构基本周期位于反应谱的位移控制段(长周期段)时，则各楼层i均需按底部的剪⼒系数的差值△λ0增加该层的地震剪⼒△FEki＝△λ0GEi；
5.2级地震什么概念若结构基本周期位于反应谱的速度控制段(抛物线段)时，则增加值应⼤于△λ0GEi，顶部增加值可取动位移作⽤和加速度作⽤⼆者的平均值，中间各层的增加值可近似按线性分布。
需要注意：
①当底部总剪⼒相差较多时，结构的选型和总体布置需重新调整，不能仅采⽤乘以增⼤系数⽅法处理。
②只要底部总剪⼒不满⾜要求，则结构各楼层的剪⼒均需要调整，不能仅调整不满⾜的楼层。
③满⾜最⼩地震剪⼒是结构后续抗震计算的前提，只有调整到符合最⼩剪⼒要求才能进⾏相应的地震倾覆⼒矩、构件内⼒、位移等等的计算分析；即意味着，当各层的地震剪⼒需要调整时，原先计算的倾覆⼒矩、内⼒和位移均需要相应调整。
④采⽤时程分析法时，其计算的总剪⼒也需符合最⼩地震剪⼒的要求。
⑤本条规定不考虑阻尼⽐的不同，是最低要求，各类结构，包括钢结构、隔震和消能减震结构均需⼀律遵守。
扭转效应明显与否⼀般可由考虑耦联的振型分解反应谱法分析结果判断，例如前三个振型中，⼆个⽔平⽅向的振型参与系数为同⼀个量级，即存在明显的扭转效应。对于扭转效应明显或基本周期⼩于3.5s的结构，剪⼒系数取0.2αmax，保证⾜够的抗震安全度。对于存在竖向不规则的结构，突变部位的薄弱楼层，尚应按本规范3.4.4条的规定，再乘以不⼩于1.15的系数。
本次修订增加了6度区楼层最⼩地震剪⼒系数值。
⾼层建筑混凝⼟结构技术规程 JGJ 3-2010 4.3.12条⽂说明：表4.3.12 中所说的扭转效应明显的结构，是指楼层最⼤⽔平位移(或层间位移)⼤于楼层平均⽔平位移(或层间位移)1.2倍的结构。
规范
建筑消能减震技术规程 JGJ 297-2013 > 4 地震作⽤与作⽤效应计算 > 4.2 ⽔平地震作⽤计算
4.2.3 抗震验算时，结构任⼀楼层的⽔平地震剪⼒应符合下式规定：
式中：
VEki——第i层对应于⽔平地震作⽤标准值的楼层剪⼒(kN)；
λ——剪⼒系数，不应⼩于表4.2.3规定的楼层最⼩地震剪⼒系数值；对竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以1.15的增⼤系数；
Gj——第j层的重⼒荷载代表值(kN)。
表4.2.3 楼层最⼩地震剪⼒系数值
表4.2.3 楼层最⼩地震剪⼒系数值
注：基本周期介于3.5s和5s之间的结构，可插⼊取值。
[上海市]⾼层建筑钢结构设计规程 DG/TJ08-32-2008 > 6 作⽤和作⽤效应组合 > 6.3 地震作⽤
6.3.8 ⾼层建筑钢结构在第⼀阶段的地震作⽤下任⼀楼层对应于⽔平地震作⽤标准值的地震剪⼒应符合下式要求：
式中
--第i层对应于⽔平地震作⽤标准值的地震剪⼒；
λ--⽔平地震剪⼒系数，不应⼩于表6.3.8规定的楼层最⼩地震剪⼒系数值，对竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以1.15的增⼤系数；
--第j层的重⼒荷载代表值；
n --结构计算总层数。
⼴东省⾼层建筑混凝⼟结构技术规程 [附条⽂说明] DBJ15-92-2013 > 4 荷载和地震作⽤ > 4.2 地震作⽤
4.3.13 当⼩震弹性计算的楼层剪⼒⼩于规定的最⼩值时，可直接放⼤地震剪⼒以满⾜楼层最⼩地震剪⼒要求，放⼤后的基底总剪⼒尚不宜⼩于按底部剪⼒法算得的总剪⼒的85%。
条⽂说明：当⼩震弹性计算的基底剪⼒满⾜最⼩地震剪⼒要求，仅部分楼层不满⾜要求时，可直接放⼤这些楼层的地震剪⼒使之满⾜要求；当⼩震弹性计算的基底剪⼒不满⾜最⼩地震剪⼒要求时，则全部楼层的地震剪⼒均应放⼤，放⼤系数=规定的最⼩地震剪⼒/弹性计算的基底剪⼒。放⼤后的基底总剪⼒宜取按底部剪⼒法算得的总剪⼒的85%和4.3.12条规定的最⼩地震剪⼒的较⼤值。
锅炉钢结构设计规范 GB/T 22395-2008 > 7 作⽤及其效应组合 > 7.3 地震作⽤
7.3.19 抗震验算时，锅炉钢结构任⼀主平⾯的⽔平地震剪⼒应符合式(13)要求
超限⾼层建筑⼯程抗震设防专项审查技术要点[2015] > 第四章⾼度超限和规则性超限⼯程的专项审查内容
第⼗三条关于结构计算分析模型和计算结果：
(⼆) 结构总地震剪⼒以及各层的地震剪⼒与其以上各层总重⼒荷载代表值的⽐值，应符合抗震规范的要求，Ⅲ、Ⅳ类场
(⼆) 结构总地震剪⼒以及各层的地震剪⼒与其以上各层总重⼒荷载代表值的⽐值，应符合抗震规范的要求，Ⅲ、Ⅳ类场地时尚宜适当增加。当结构底部计算的总地震剪⼒偏⼩需调整时，其以上各层的剪⼒、位移也均应适当调整。基本周期⼤于6s的结构，计算的底部剪⼒系数⽐规定值低20%以内，基本周期 3.5～5s 的结构⽐规定值低 15%以内，即可采⽤规范关于剪⼒系数最⼩值的规定进⾏设计。基本周期在5～6s的结构可以插值采⽤。6度(0.05g)设防且基本周期⼤于5s 的结构，当计算的底部剪⼒系数⽐规定值低但按底部剪⼒系数 0.8%换算的层间位移满⾜规范要求时，即可采⽤规范关于剪⼒系数最⼩值的规定进⾏抗震承载⼒验算。
⾼层建筑混凝⼟结构技术规程 JGJ 3-2010 > 8 框架-剪⼒墙结构设计 > 8.1 ⼀般规定
8.1.4 抗震设计时，框架-剪⼒墙结构对应于地震作⽤标准值的各层框架总剪⼒应符合下列规定：
1 满⾜式(8.1.4)要求的楼层，其框架总剪⼒不必调整；不满⾜式(8.1.4)要求的楼层，其框架总剪⼒应按0.2V0和
1.5Vf.max⼆者的较⼩值采⽤；
Vf≥0.2V0 (8.1.4)
3 按振型分解反应谱法计算地震作⽤时，本条第1款所规定的调整可在振型组合之后、并满⾜本规程第4.3.12条关于楼层最⼩地震剪⼒系数的前提下进⾏。
总结
1、《抗规》《⾼规》λ—对于竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以1.15的增⼤系数；
2、《抗规》条⽂说明：对于存在竖向不规则的结构，突变部位的薄弱楼层，尚应按本规范3.4.4条的规定，再乘以不⼩于1.15的系数。
《抗规》3.4.4条：2 平⾯规则⽽竖向不规则的建筑，应采⽤空间结构计算模型，刚度⼩的楼层的地震剪⼒应乘以不⼩于1.15的增⼤系数，其薄弱层应按本规范有关规定进⾏弹塑性变形分析，并应符合下列要求：
3、λ —《⾼规》
《⾼规》条⽂说明：对于竖向不规则结构的薄弱层的⽔平地震剪⼒，本规程第3.5.8条规定应乘以1.25的增⼤系数，该层剪⼒放⼤1.25倍后仍需要满⾜本条的规定，即该层的地震剪⼒系数不应⼩于表4.3.12中数值的1.15倍。
3.5.8 侧向刚度变化、承载⼒变化、竖向抗侧⼒构件连续性不符合本规程第3.5.2、3.5.3、3.5.4条要求的楼层，其对应于地震作⽤标准值的剪⼒应乘以1.25的增⼤系数。
3.5.8 本条是02规程第5.1.14条修改⽽成。刚度变化不符合本规程第3.5.2条要求的楼层，⼀般称作软弱层；承载⼒变化不符合本规程第3.5.3条要求的楼层，⼀般可称作薄弱层。为了⽅便，本规程把软弱层、薄弱层以及竖向抗侧⼒构件不连续的楼层统称为结构薄弱层。结构薄弱层在地震作⽤标准值作⽤下的剪⼒应适当增⼤，增⼤系数由02规程的1.15调整为1.25，适当提⾼安全度要求。
建筑抗震设计规范 GB 50011-2010[2016年修订版] > 5 地震作⽤和结构抗震验算 > 5.2 ⽔平地震作⽤计算
5.2.7 结构抗震[地震作⽤]计算，⼀般情况下可不计⼊地基与结构相互作⽤的影响；8度和9度时建造于Ⅲ、Ⅳ类场地，采⽤箱基、刚性较好的筏基和桩箱联合基础的钢筋混凝⼟⾼层建筑，当结构基本⾃振周期处于特征周期的1.2倍⾄5倍范围时，若计⼊地基与结构动⼒相互作⽤的影响，对刚性地基假定计算的⽔平地震剪⼒可按下列规定折减，其层间变形可按折减后的楼层剪⼒计算。
1 ⾼宽⽐⼩于3的结构，各楼层⽔平地震剪⼒的折减系数，可按下式计算：
（5.2.7）
ΔT—— 计⼊地基与结构动⼒相互作⽤的附加周期(s)，可按表5.2.7采⽤。
2 ⾼宽⽐不⼩于3的结构，底部的地震剪⼒按第1款规定折减，顶部不折减，中间各层按线性插⼊值折减。
3 折减后各楼层的⽔平地震剪⼒，应符合本规范第5.2.5条（最⼩地震剪⼒系数）的规定。
建筑⼯程抗震性态设计通则(试⽤) > 6 地震作⽤和结构抗震验算 > 6.5 ⼟-结构相互作⽤效应
6.5.2 采⽤本章第6.2节的底部剪⼒法时，考虑⼟-结构相互作⽤应符合下列规定：
(1)考虑⼟-结构相互作⽤效应，由本章式(6.2.4-3)确定的基本振型的⽔平地震作⽤标准值可折减为：
完
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