5 地震作用和结构抗震验算
5.1 一般规定
5.1.1 各类建筑结构的地震作用，应符合下列规定：
1 一般情况下，应允许在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。
2 有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15°时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。
3 质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响；其它情况，应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。
4 8、9度时的大跨度和长悬臂结构及9度时的高层建筑，应计算竖向地震作用。
注：8、9度时采用隔震设计的建筑结构，应按有关规定计算竖向地震作用。
5.1.2 各类建筑结构的抗震计算，应采用下列方法：
1 高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法。
2 除1款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法。
3 特别不规则的建筑、甲类建筑和表5.1.2-1所列高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。
采用时程分析法时，应按建筑场地类别和设计地震特征周期分组选用不少于二组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线，其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符，其加速度时程的最大值可按表5.1.2-2采用。弹性时程分析时，每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65％，多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80％。
表5.1.2-1 采用时程分析的房屋高度范围
烈度、场地类别 | 房屋高度范围（m） |
8度Ⅰ、Ⅱ类场地和7度 | ＞100 |
8度Ⅲ、Ⅳ类场地 | ＞80 |
9度 | ＞60 |
表5.1.2-2 时程分析所用地震加速度时程的最大值（cm/s2）
地震影响 | 6度 | 7度 | 8度 | 9度 |
多遇地震 | 18 | 35 （55） | 70 （110） | 140 |
罕遇地震 | —— | 220 （310） | 400 （510） | 620 |
注：括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。
4 计算罕遇地震下结构的变形，应按本章5.5节规定，采用简化的弹塑性分析方法或弹塑性时程分析法。
注：建筑结构的隔震和消能减震设计，应采用本规范12章规定计算方法。
5.1.3 计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。各可变荷载的组合值系数，应按表5.1.3采用。
表5.1.3 组合值系数
可变荷载种类 | 组合值系数 | |
雪荷载 | 0.5 | |
屋面积灰荷载 | 0.5 | |
屋面活荷载 | 不计入 | |
按实际情况计算的楼面活荷载 | 1.0 | |
按等效均布荷载计 | 藏书库、档案库 | 0.8 |
算的楼面活荷载 | 其它民用建筑 | 0.5 |
吊车悬吊物重力 | 硬钩吊车 | 0.3 |
软钩吊车 | 不计入 | |
注：硬钩吊车的吊重较大时，组合值系数应按实际情况采用
5.1.4 建筑结构的地震影响系数应根据烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期以及阻尼比确定。其水平地震影响系数最大值应按表5.1.4-1采用；特征周期应根据场地类别和设计地震分组按表5.1.4-2采用，计算8、9 度罕遇地震作用时，特征周期应增加0.05s。
注: 1周期大于6.0s的建筑结构所采用的地震影响系数应专门研究；
2 已编制抗震设防区划的城市，应按批准的设计地震动参数采用相应的地震影响系数。
表5.1.4-1 水平地震影响系数最大值
地震影响 | 6度 | 7度 | 8度 | 9度 |
多遇地震 | 0.04 | 0.08（0.12） | 0.16（0.24） | 0.32 |
罕遇地震 | — | 0.50（0.72） | 0.90（1.20） | 1.40 |
注：括号中数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g 和0.30g的地区。
表5.1.4-2 特征周期值（s）
设计地震 | 场地类别 | |||
分 组 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ |
第一组 | 0.25 | 0.35 | 0.45 | 0.65 |
第二组 | 0.30 | 0.40 | 0.55 | 0.75 |
第三组 | 0.35 | 0.45 | 0.65 | 0.90 |
5.1.5 建筑结构地震影响系数曲线(图5.1.5)的阻尼调整和形状参数应符合下列要求：
1 除有专门规定外，建筑结构的阻尼比应取0.05，地震影响系数曲线的阻尼调整系数应按1.0采用，形状参数应符合下列规定：
1)直线上升段，周期小于0.1s的区段。
2)水平段，自0.1s至特征周期区段，应取最大值( max)。
3)曲线下降段，自特征周期至5倍特征周期区段，衰减指数应取0.9。
4)直线下降段，自5倍特征周期至6s区段，下降斜率调整系数应取0.02。
— | 地震影响系数； | max— | 地震影响系数最大值； | 1— | 直线下降段的下降斜率调整系数； |
— | 衰减指数； | Tg— | 特征周期； | 2— | 阻尼调整系数； |
T— | 结构自振周期。 | ||||
图5.1.5 地震影响系数曲线
2 当建筑结构的阻尼比按有关规定不等于0.05时，地震影响系数曲线的阻尼调整系数和形状参数应符合下列规定：
1)曲线下降段的衰减指数应按下式确定：
(5.1.5-1)
式中 | — | 曲线下降段的衰减指数； |
— | 阻尼比。 | |
2)直线下降段的下降斜率调整系数应按下式确定：
(5.1.5-2)
式中 | 1— | 直线下降段的下降斜率调整系数，小于0时取0。 |
3)阻尼调整系数应按下式确定：
(5.1.5-3)
式中 | 2— | 阻尼调整系数，当小于0.55时，应取0.55。 |
5.1.6 结构抗震验算，应符合下列规定：
1 6度时的建筑(建造于Ⅳ类场地上较高的高层建筑除外)，以及生土房屋和木结构房屋等，应允许不进行截面抗震验算，但应符合有关的抗震措施要求。
2 6度时建造于Ⅳ类场地上较高的高层建筑，7度和7度以上的建筑结构(生土房屋和木结构房屋等除外)，应进行多遇地震作用下的截面抗震验算。
注：采用隔震设计的建筑结构，其抗震验算应符合有关规定。
5.1.7 符合本章5.5节规定的结构，除按规定进行多遇地震作用下的截面抗震验算外，尚应进行相应的变形验算。
5.2 水平地震作用计算
5.2.1 采用底部剪力法时，各楼层可仅取一个自由度，结构的水平地震作用标准值，应按下列公式确定(图5.2.1)：
(5.2.1-1)
(i=1,2…n) (5.2.1-2)
(5.2.1-3)
式中 | FEk－ | 结构总水平地震作用标准值； | |
α1－ | 相应于结构基本自振周期的 | 图5.2.1 结构水平地震 | |
水平地震影响系数值，应按 | 作用计算简图 | ||
本章图5.1.4确定，多层砌体房屋、底部框架和多层内框架砖房，宜取水平地震影响系数最大值； | |||
Geq－ | 结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点可取总重力荷载代表值的85％； | ||
Fi－ | 质点i的水平地震作用标准值； | ||
Gi,Gj－ | 分别为集中于质点i、j的重力荷载代表值，应按本章5.1.3条确定； | ||
Hi,Hj－ | 分别为质点i、j的计算高度； | ||
δn－ | 顶部附加地震作用系数，多层钢筋混凝土和钢结构房屋可按表5.2.1采用，多层内框架砖房可采用0.2，其它房屋可采用0.0； | ||
△Fn－ | 顶部附加水平地震作用。 | ||
表5.2.1 顶部附加地震作用系数
Tg (s) | T1＞1.4Tg1 | T1≤1.4Tg |
≤ 0.35 | 0.08T1+0.07 | |
< 0.35～0.55 | 0.08T1+0.01 | 0.0 |
> 0.55 | 0.08T1-0.02 | |
注：T1为结构基本自振周期。
5.2.2 采用振型分解反应谱法时，不进行扭转耦联计算的结构，应按下列规定计算其地震作用和作用效应：
1 结构j振型i质点的水平地震作用标准值，应按下列公式确定：
(i=1,2,…n, j=1,2,…m) (5.2.2-1)
(5.2.2-2)
式中 | Fji－ | j振型i质点的水平地震作用标准值； |
αj－ | 相应于j振型自振周期的地震影响系数，应按本章图5.1.4条确定； | |
Xji－ | j振型i质点的水平相对位移； | |
－ | j振型的参与系数。 地震基本烈度 | |
2 水平地震作用效应(弯矩、剪力、轴向力和变形)，应按下式确定：
(5.2.2-3)
式中 | SEk－ | 水平地震作用标准值的效应； |
S j－ | j振型水平地震作用标准值的效应，可只取前2～3个振型，当基本自振周期大于1.5s或房屋高宽比大于5时，振型个数应适当增加。 | |
5.2.3 建筑结构估计水平地震作用扭转影响时，应按下列规定计算其地震作用和作用效应：
1 规则结构不进行扭转耦联计算时，平行于地震作用方向的两个边榀，其地震作用效应应乘以增大系数。一般情况下，短边可按1.15采用，长边可按1.05采用；当扭转刚度较小时，宜按不小于1.3采用。
2 按扭转耦联振型分解法计算时，各楼层可取两个正交的水平位移和一个转角共三个自
由度，并应按下列公式计算结构的地震作用和作用效应。确有依据时，尚可采用简化计算方法确定地震作用效应。
1) j振型i层的水平地震作用标准值，应按下列公式确定：
(i=1,2,…n,j=1,2,…m)
(5.2.3-1)
式中 | Fxji、Fyji、Ftji－ | 分别为j振型i层的x方向、y方向和转角方向的地震作用标准值； |
Xji、Yji－ | 分别为j振型I层质心在x、y方向的水平相对位移； | |
ji－ | j振型i层的相对扭转角； | |
ri－ | i层转动半径，可取i层绕质心的转动惯量除以该层质量的商的正二次方根； | |
γtj－ | 计入扭转的j振型的参与系数，可按下列公式确定： | |
当仅取x方向地震作用时
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