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抗震调整系数到底是怎么来的?

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抗震调整系数YRE是什么原理?为何它小于1?为何这个值在0.8上下浮动?土木君今天从抗震调整系数的起源谈谈抗震调整系数具体意义。

1、源于延性设计要求

我们知道,自89版抗震设计规范实施以来,我国都是采用小震来计算构件的内力和弹性位移,并进行变形验算,按照延性和耗能的要求进行截面配筋和构造设计,以此来满足“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设防目标。我们的设防烈度是中震,为何可以采用小震计算呢?

《78抗震规范》第14条规定的结构底部剪力(即总水平地震作用)为:

式中,C为结构影响系数,是考虑不同结构材料和结构体系延性能力的差别对地震作用的折减系数,常用结构材料和结构形式的结构影响系数C见表1;α1为相应于结构基本周期T1的地震影响系数α值;W为产生地震荷载的建筑物总重量。

也就是说,如果结构有足够的延性,那么我们可以采用较小的地震力(强度折减)去进行抗震设计)。

抗震调整系数到底是怎么来的?

《89抗震规范》以后,为实现“小震不坏、设防烈度可修、大震不倒”的三水准抗震设计思想,改为用小震计算地震作用,相当于地震作用的折减系数是0.35,详细信息可点击查看《直击抗震设计精髓!》,也就是相当于上面表1各结构影响系数c的平均值。

因为我们的折减系数统一采用0.35,而没有体现不同结构材料和结构体系的结构影响系数C与0.35之间的差别,所以在《89抗震规范》中引入了承载力抗震调整系数YRE,沿用至今。

2、源于瞬时荷载作用下材料抗力的提高

混凝土和钢筋在动荷载作用下的抗力高于静荷载下的抗力,比如混凝土加载实验,15min一加载所得的抗力小于5min一加载。而地震是突发的作用,具有时间短、变化快的特点,所以地震作用下构件抗力会比静力作用下要高。

《78抗震规范》第23条规定:验算结构的抗震强度(即抗震承载力)时,如采用安全系数方法,安全系数应取不考虑地震荷载时数值的80%,但不应小于1.1,而后续规范对于结构静力设计已统一取定了各分项系数,不再有反映构件受力特征差异的系数,所以规范引入了承载力抗震调整系数YRE,其值在0.8左右,也就是《78抗震规范》的安全系数折减值,相当于把材料性能提高了。

《建筑抗震设计规范 GB 50011-2010》规定的YRE值

抗震调整系数到底是怎么来的?

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