2024空间结构抗震设计标准可编辑.docx

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1、空间结构抗震设计标准1总则12术语和符号22.1 术语22.2 符号23基本规定43.1 一般规定43.2 建筑形体及抗侧力构件布置的规则性63.3 地震反应观测系统124地震作用及结构反应计算144.1 一般规定144.2 振型分解反应谱法174.3 时程分析方法224.4 罕遇地震弹塑性分析255空间结构抗震验算与设计285.1 抗震承载力验算285.2 抗震变形验算325.3 抗震性能化设计335.4 抗震构造346空间结构的隔震与减震设计376.1 一般规定376.2 隔震与减震产品的技术要求436.3 隔震设计方法466.4 减震设计方法556.5 连接构造57附录A多向多点反应谱法

2、计算公式60本标准用词说明66引用标准名录67.o.为贯彻执行国家有关建筑工程防震减灾的法律法规，实行以预防为主的方针,使空间结构经抗震设防后，减轻结构的地震破坏，避免人员伤亡和次生灾害，减少社会影响和经济损失，制定本标准。1.0.2本标准适用于抗震设防烈度为6、7、8和9度地区，采用拱、平面及立体桁架、网架及网壳、单层与双层索系、张弦结构、斜拉结构、索穹顶等形式及其组合而成、采用轻型屋面的空间结构抗震、隔震及减震设计。【条文说明】因为后续章节对空间结构规则性等方面的规定，主要基于轻屋面空间结构的科研工作，所以本标准的适用范围限定为轻型屋面，不适用于大跨楼面，如上人连廊等。“轻型屋面”指采用金

3、属屋面、玻璃屋面或二者之组合且为不上人屋面。1.0.3空间结构的抗震设计除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2术语和符号2.1 术语2.1.1 空间结构spatialstructure可以承受不在同一平面内的外力，具有较大跨越能力且计算时按空间受力考虑的结构，也称大跨度结构。2.1.2 广义扭转位移比generalizedtorsionaldisplacementratio在规定水平力作用下，计入各抗侧力构件不均匀变形、反映空间结构平面布置规则性的指标。2.1.3 抗震性能化设计performance-basedseismicdesign基于结构承载力和延性合理匹配来选定性能目标

4、的抗震设计方法。2.1.4 基础隔震baseisolation隔震层设置在建筑物底部的隔震体系。2.1.5 层间隔震inter-storeyisolation隔震层设置在建筑物底部以上某层间位置的隔震体系。2.1.6 屋盖隔震roofisolation隔震层设置在建筑物柱顶或墙顶与顶层屋盖之间的隔震体系。2.1.7 极罕遇地震veryrareerathquake在设计基准期内年超越概率为IO-的地震动。2.2 符号2.2.1 作用和作用效应V 空间结构对应于水平地震作用标准值的地震剪力；VEhkV 空间结构对应于竖向地震作用标准值的竖向地震力；S地震作用效应与其他荷载效应的基本组合；C地震时空

5、间结构的重力荷载代表值。2.2.2 材料性能和抗力R结构构件承载力；几何参数1.垂直地震输入方向的结构尺寸；1.a偏心率。r-空间结构回转半径。r2.2.3 计算系数Re广义扭转位移比；。空间结构广义扭转角；乙一一水平地震剪力系数；4竖向地震作用系数；so一一隔震结构的水平地震剪力系数；yRE承载力抗震调整系数；Ro构件内力多点地震附加作用系数。2.2.4 其他Xij/振型i节点的X方向相对位移；Yu/振型i节点的y方向相对位移；/振型i节点的Z方向相对位移；m质点（或质点组）总数。3基本规定3.1 一般规定3.1.1 空间结构的抗震设防烈度必须按国家审批、颁布的文件确定。一般情况下，抗震设防

6、烈度应采用根据中国地震动参数区划图确定的地震基本烈度。【条文说明】抗震设防烈度是按国家规定权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度，一般情况下取50年内超越概率为10%的地震烈度。空间结构通常是整体结构的一部分，一般与下部主体结构采用同样的抗震设防烈度和抗震设防类别。3.1.2 抗震设计的空间结构，应按现行国家标准建筑工程抗震设防分类标准GB50223的规定确定其抗震设防类别。本标准中的甲类建筑、乙类建筑、丙类建筑分别为现行国家标准建筑工程抗震设防分类标准GB50223中的特殊设防类、重点设防类、标准设防类的简称。【条文说明】建筑工程的抗震设防类别，是根据建筑遭受地震破坏后，可能造成人员伤亡

7、、直接和间接经济损失、社会影响程度以及建筑在抗震救灾中的作用等因素，对各类建筑所作的抗震设防类别划分。按照空间结构的特点，具体分为特殊设防类、重点设防类、标准设防类，分别简称为甲类、乙类和丙类。3.1.3 空间结构及其支承结构的选型和布置，应符合下列各项要求：1 应具有合理的刚度和承载力分布，不应出现局部削弱或突变，形成薄弱部位。应能保证地震作用合理分布，不应产生过大的内力、变形集中。对于可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力。2 应能将空间结构的各向地震作用有效地传递到下部支承结构，避免采用多级传力体系。3空间结构及其支承结构应合理布置，避免产生过大的地震扭转效应。4支承结构提供的约束

8、条件应与空间结构受力性能的要求相符，布置宜均匀对称。【条文说明】本条明确空间结构选型和布置的基本原则，首先应保证其地宸效应能够有效地通过支座节点传递给下部结构或基础，且传递途径合理。空间结构往往坐落于下部结构之上，其地震作用不仅与自身结构相关，而且还与支承条件以及下部结构的动力性能密切相关，是整体结构的反应。根据抗震概念设计的基本原则，空间结构及其支承点的布置宜均匀对称，具有合理的刚度和承载力分布。同时下部结构设计也应充分考虑空间结构地震响应的特点，避免采用特别不规则的结构布置而造成屋盖结构产生过大的地震扭转效应。3.1.4空间结构的布置尚应分别符合下列要求：1 单向传力体系的结构布置，应符合

9、下列规定：1）主结构（桁架、拱、张弦梁等）间应设置可靠的支撑，保证垂直于主结构方向的水平地震作用的有效传递；2）当桁架支座采用下弦节点支承时，应在支座间设置纵向桁架或采取其他可靠措施，防止桁架在支座处发生平面外扭转。2 空间传力体系的结构布置，应符合下列规定：1）平面形状为矩形且三边支承一边开口的结构，其开口边应加强，保证足够的刚度；2）两向正交正放网架、双向张弦梁，应沿周边支座设置封闭的水平支撑；3）单层网壳不应采用较接节点。注：单向传力体系指平面拱、单向平面桁架、单向立体桁架、单向张弦梁等结构形式;空间传力体系指网架、网壳、双向立体桁架、双向张弦梁和弦支穹顶等结构形式。【条文说明】本条针对

10、空间结构体系自身传递地震作用的主要特点，对两类结构的布置要求作了规定。1单向传力体系的抗震薄弱环节是垂直于主结构（桁架、拱、张弦梁）方向的水平地震力传递以及主结构的平面外稳定性，设置可靠的面外支撑是重要的抗震措施。在单幅立体桁架中，与屋面支撑同层的两（多）根主弦杆间也应加强联系。这一方面可提高桁架的平面外刚度，同时也使得纵向水平地震内力在同层主弦杆中分布均匀，避免薄弱区域的出现。当桁架支座采用下弦节点支承时，必须采取有效措施确保支座处桁架不发生平面外扭转，设置纵向桁架是一种有效的做法，同时还可保证纵向水平地震力的有效传递。2空间传力结构体系具有良好的整体性和空间受力特点，抗震性能优于单向传力体

11、系。对于平面形状为矩形且三边支承一边开口的结构，可以通过在开口边局部增加层数来形成边桁架，以提高开口边的刚度和加强结构整体性。对于两向正交正放网架和双向张弦梁，平面内的水平刚度较弱。为保证结构的整体性及水平地震作用的有效传递与分配，应沿上弦周边网格设置封闭的水平支撑。当结构跨度较大或下弦周边支承时，下弦周边网格也应设置封闭的水平支撑。3.1.5 当同一空间结构单元采用不同的空间结构形式时，交界区域的杆件和节点应加强；也可设置防震缝，防震缝宽度宜按变形计算确定，并不宜小于150mm。【条文说明】在同一结构单元采用不同抗震性能的空间结构形式时，在不同形式结构的交界区域通常会产生复杂的地震响应，一般

12、避免采用此类结构布置。如确要采用，应对交界区域的杆件和节点采用加强措施。如果建筑设计和下部支承条件允许，设置防震缝也是可采用的有效措施。此时，由于实际工程情况复杂，为避免其两侧结构在强烈地震中碰撞，条文规定的防震缝宽度可能不足，最好按设防烈度下两侧独立结构在交界线上的相对位移最大值来复核。对于规则结构，缝宽也可将多遇地震下的最大相对变形值乘以不小于3的放大系数近似估计。3.1.6 空间结构的非结构构件设计应符合现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011和现行行业标准非结构构件抗震设计规范JGJ339的规定。【条文说明】空间结构的非结构构件是指与结构相连的建筑构件、机电部件及其系统。3.1.7

13、选择建筑场地时，对不利地段应尽量避开；当无法避开时应采取有效的抗震措施。对危险地段，严禁建造甲、乙、丙类建筑。3.2建筑形体及抗侧力构件布置的规则性3.2.1 空间结构的建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性。不规则的建筑应按规定对空间结构采取加强措施；特别不规则的建筑应进行专门研究和论证，对空间结构采用特别的加强措施；严重不规则的建筑不应采用。【条文说明】本条主要针对建筑形体的规则性提出了要求。建筑形体的规则性包括建筑平面与立面外形，抗侧力构件布置、质量分布等，空间结构建筑形体的规则性中最为重要的是抗侧力构件（包含弹性支座）布置的规则性。3.2.2 空间结构应具有良好的整体性；

14、其抗侧力构件的平面布置宜规则、对称，抗侧力构件竖向布置应尽量避免转换。3.2.3 空间结构建筑形体及其抗侧力构件布置的不规则性类型应按下列规定划分：1空间结构存在表3.2.3所列某项不规则类型以及类似不规则类型，应属于不规则建筑。2当存在某项不规则超过规定的参考指标过多时，应属于特别不规则建筑。表323空间结构不规则的主要类型不规则类型定义和参考指标抗侧力构件平面布置不规则按照公式（3.2.4）对空间结构施加偏心力及按照公式（3.2.5-1）计算所得广义扭转位移比凡大于1.2竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（不含弹性及较接支座）的内力由水平转换构件（梁、桁架等）向下传递【条文说明】与其他结构

15、一样，空间结构抗震设计也应强调“抗震概念设计”，而不应仅仅依靠性能化设计或有限元分析解决问题。由于空间结构抗侧力构件相对较少，其承受的地震作用往往较之空间结构本身的构件显著，因此空间结构的“规则性”主要体现在抗侧力构件上，包括平面布置规则性及竖向的连续性上。空间结构的抗侧力构件布置的规则性是“抗震概念设计”中的重要部分；抗侧力构件平面布置应提倡简单、对称，结构质量应提倡均匀分布。与多高层结构相比，空间结构不规则类型有所减少，主要为表3.2.3中的两项。其中，抗侧力构件平面布置不规则的计算方法必须考虑空间结构面内刚度较弱或为零的特性（详见3.2.4条及其条文说明）；由于计算方法及实际物理意义与建

16、筑抗震设计规范GB50011中的“扭转不规则”有所区别，此项不规则称为“抗侧力构件平面布置不规则”。参考指标的限值参考了中国建研院的研究成果。不规则，指的是超过表3.2.3中一项及以上的不规则指标。特别不规则，指具有较明显的抗震薄弱部位，可能引起不良后果者，对于空间结构，可分为两类：第一类是某项不规则超过表3.2.3规定的参考指标过多时；第二类是，具有表1所列的一项不规则。表1空间结构特别不规则的项目举例不规则类型定义和参考指标广义扭转位移比偏大按照公式（3.2.4）对空间结构施加偏心力及按照公式（3.2.5）计算所得广义扭转位移比R.大于1.4厚板转换79度竖向抗侧力构件（含弹性支座）的内力

17、由厚板向下传递严重不规则，对于空间结构指的是广义扭转位移比Re大于1.5的情形。需要说明的是，空间结构下部楼面结构的规则性判断仍应遵循建筑抗震设计标准等现行国家标准的要求。3.2.4 计算空间结构广义扭转位移比时，规定的偏心力（图3.2.4）可按下列公式计算：图3.2.4对空间结构施加的等效水平力FiaLmixi,n2 =(3.2.4)式中：V一一空间结构对应于水平地震作用标准值的地震剪力VEhk(kN)；Fi施加在，节点上的节点力(kN)；偏心率，可取5%；力/节点的质量；质点(或质点组)总数；X1一以空间结构质心为原点时第i个质点的X方向坐标;1.一垂直地震输入方向的结构尺寸。3.2.5空

18、间结构的广义扭转位移比上可按下列公式计算:(3.2.5-1)RCZnIjUjfnjvjV =-(3.2.5-2)(3.2.5-3)式中：Re空间结构广义扭转位移比；c空间结构广义扭转角；r空间结构回转半径；ujtV.一与第j个抗侧力构件相连节点的X、Y向位移；V质心在偏心力方向上的位移；吗第j个抗侧力构件分担的结构质量；M空间结构总质量。3.2.43.2.5条文说明】空间结构的结构布置与动力响应有其自身的特点，对其规则性进行判断时，完全照搬脱胎于多高层结构的计算方法与指标，合理性值得商榷。空间结构的面内刚度较小或为零，协调各抗侧力构件变形的能力有限。广义扭转位移比兄（广义扭转角/）可以描述在偏

19、心力作用下，空间结构同时发生扭转及弯曲变形下，各抗侧力构件侧向变形的不均匀性。较之机械地利用角柱计算结构在偏心力下的扭转效应，广义扭转位移比尼更适用于表征空间结构抗侧力构件平面布置的规则性。式3.2.4的背景是：为了计算广义扭转位移比兄，可将屋盖质量离散为若干质点，并用如下修正方法进行计算：假设偏心地震作用下的规定水平力按加速度线性变化分布的规律作用于各质点，使施加到所有质点的水平力的合力等效为考虑指定偶然偏心的规定水平力。将规定水平力分散施加到各个节点，主要是考虑到空间结构面内刚度为零或较小，如果将其集中在一个节点上施加，可能出现的情形是结构出现较大的局部变形，从而无法反映结构整体变形特征。

20、下面通过一个例子说明广义扭转位移比凡与建筑抗震规范GB50011规定的扭转位移比R的区别。图1是一个单跨柱网，横向跨度24m,纵向4X24m,柱底固结，柱顶与面板较接。图2a和图2b分别是面板为刚性板及网架时，在式（3.2.4）所示偏心力作用下的变形图。可以看出，图2a仅发生扭转变形，图2b同时发生了扭转和面板弯曲变形，二者的广义扭转位移比凡分别为1.15和1.34o按照建筑抗震规范GB50011规定的扭转位移比计算，二者的扭转位移比力分别为L15和1.14,显示不出面板变形的影响。图1单跨柱网ceee-C.一oessN ccCC口 Oqv b zf图2面板在偏心力作用下的变形图为了确定广义扭

21、转位移比凡的指标限值，需要引入剪力-刚度匹配指标为对于结构动力响应，理想状态是仅发生平动。此时，结构抗侧力构件的剪力与总剪力的比值等于其抗侧力刚度与总刚度的比值。但结构如果发生扭转，抗侧力构件除承担平动状态分担的剪力A外，还需承担结构扭转造成的额外剪力外（图3）。此时，远离刚心的刚度较小的构件，由于侧移量加大很多，所分担的水平地震剪力也显著增大，很容易因超出允许抗力和变形极限而发生严重破坏，甚至导致整个结构因一侧构件失效而倒塌。图3抗侧力构件由于扭转产生额外剪力控制结构的扭转变形、增加结构的抗扭刚度，目的就是避免这种情况出现。为此，提出一个表征空间结构抗侧力构件的剪力与其抗侧力刚度匹配的指标剪

22、力-刚度匹配指标（式D其中，Fn片分别代表第i根抗侧力构件在地震作用下的剪力及结构的总剪力；KhKq分别代表第i根抗侧力构件的抗侧力刚度及结构的总抗侧力刚度。 = max( )/(匹配指标尸是结构各抗侧力构件中，承担地震水平剪力比重与其抗侧力刚度比重的比值最大值。显然，当结构仅发生平动时，户1；当结构同时发生平动及扭转时，户1。由此，参数网称之为“平动响应因子”。计算尸时采用双向地震反应谱的结果，可分别计算两个方向的自对于非刚性板情况，除了扭转以外，这种剪力与抗侧力刚度的不匹配也可由屋盖自身弯曲变形造成。在图1所示柱网上设置弹性板(取为0.6mm厚的混凝土板)，此时各柱抗侧力刚度相同，质心与刚

23、心重合，在双向地震下(x=0.16,Ms,40.02),横向左1.29。从变形图(04)可以看出，结构发生了弯曲变形。图4弹性板无偏心的双向地震结构变形图所以，尸的物理意义在于表征结构在地震作用下，由于扭转或屋盖自身弯曲变形造成的竖向构件承担的水平力与其抗侧力刚度的不匹配度的最大值，或者说竖向构件侧移的不均匀性。确定广义扭转位移比兄的指标限值的过程如下：1、先通过大量算例，建立刚性板模型下广义扭转位移比兄与尸的关系、弹性板模型下广义扭转位移比此与尸的关系；2、按刚性板广义扭转位移比衣的限值(即建筑抗震规范GB50011的扭转位移比限值)，根据刚性板广义扭转位移比兄与的关系，确定S限值8;3、根

24、据弹性板广义扭转位移比凡与的关系，及第2步确定的刚性板限值,可以确定弹性板尸的限值(二者限值相等)，进而得到弹性板兄的限值，将其作为判断屋盖结构不规则性的指标。以图1所示的柱网为基础，共计算了680个算例，涵盖不同的纵向柱距、纵向柱数、面内刚度、偏心距等因素。式(2)和式(3)分别是对应刚性板及弹性板的广义扭转位移比R。与B函数关系。尸二0.13(凡1)2+2.19(Re-I)+0.70(2)=0.28（6一1）2+2.05（6一1）+0.66（3）按照上述3个步骤，可以确定对应弹性板的广义扭转位移比R.限值：1）自1.2：属于平面不规则建筑2）21.5:一般建筑扭转位移比的上限3）兄31.6

25、：结构刚度较大时的扭转位移比上限可以看到，弹性板的广义扭转位移比限值R与刚性板的扭转位移比限值?是相同的。但二者表征的物理意义有一定区别，前者同时体现了结构抗扭刚度及面内刚度，对抗侧力构件剪力、刚度匹配性的影响。相应地，对于相同的凡限值，不同的面内刚度，对应的抗侧力构件布置也不同；同样，对于相同的凡限值，不同的抗侧力构件布置，对应的面内刚度亦不同。3.2.6不规则空间结构应按下列要求进行地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施：1、仅抗侧力构件平面布置不规则的空间结构，应采用三维计算模型，且广义扭转位移比Re不宜大于1.5o2、仅竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换

26、构件的地震内力应根据烈度高低和水平转换构件的类型、受力情况、几何尺寸等，乘以1.25-2.0的增大系数。3、抗侧力构件平面布置不规则且竖向抗侧力构件不连续时，应根据不规则类型的数量和程度，有针对性地采取不低于本条1、2款要求的各项抗震措施。特别不规则的建筑，应经专门研究，采取更有效的加强措施或对薄弱部位采用相应的抗震性能化设计方法。【条文说明】本条参考建筑抗震设计规范GB50011-2010（2016年版）3.4.4条制定。3.3地震反应观测系统3. 3.1体型或体系复杂的空间结构宜设置地震反应观测系统；可统筹安排地震反应观测系统与结构健康监测系统。4. 3.2地震反应观测系统应具有稳定性、耐

27、久性、兼容性和可扩展性；应对观测系统采取保护措施。5. 3.3建筑设计和维护系统设计应留有观测仪器和线路的位置。【本节说明】乙类设防的空间结构一般应用于重要大型公建，满足下列条件之一时，其地震反应宜进行观测，以便提供预警并为结构计算分析提供实测验证：1、跨度大于120m；2、悬挑长度大于40m；3、结构单元长度大于300m；4、设计人员或建设单位认为有必要进行地震反应观测的项目。为保证观测的连续性及考虑降低费用，可将地震反应观测系统与结构健康监测系统的安排统筹考虑。根据以往工程经验，观测设备较易受到损坏，施工单位及使用单位应采取切实措施保证设备的正常运行。4地震作用及结构反应计算4.1 一般规

28、定4.1.1 空间结构的地震作用，应采用计入下部结构的整体分析模型进行计算，并应符合下列规定：1 一般情况下，应至少在结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用，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 计算各抗侧力构件的水平地震作用效应时，应计入扭转效应影响。4采用非单向传力体系的空间结构、8及9度时的空间结构和长悬臂结构，应计算竖向地震作用。【条文说明】空间结构的地震响应是与下部结构协同工作的结果，考虑上下部结构协同作用是空间结构地震作用计算的基本原则。落实这个原则最合理的方法是采用整体结构计算

29、模型。如下部结构较为规则，在有可靠依据时，也可采用一些简化方法来计入下部结构的影响，如将下部结构等效为弹性约束等。应计入竖向地震作用的规定参考现行强制性工程建设规范建筑与市政工程抗震通用规范GB55002及现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011制定。4.1.2 空间结构的抗震计算，应采用下列方法：1 应采用振型分解反应谱法。2对于体型复杂或重要的空间结构,应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，相应的加速度时程曲线应满足现行强制性工程建设规范建筑与市政工程抗震通用规范GB55002及现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011的要求。【条文说明】时程分析对于空间结构的“补充计算”主要指其地

30、宸作用下的总剪力，当大于振型分解反应谱法时，相关部位的构件内力需作相应的调整。4.1.3 空间结构计算地震作用时，重力荷载代表值应取永久荷载标准值和各可变荷载组合值之和。当空间结构用于屋盖时，可变荷载取雪荷载或积灰荷载标准值，组合值系数可取0.5。4.1.4 对于跨度大于120m、或长度大于300m、或悬臂大于40m的空间结构，应根据结构形式和支承条件，分别按单点一致、多点、多向单点或多向多点输入进行抗震计算。按多点输入计算时，应考虑地震行波效应和局部场地效应。进行多向多点输入时，可采用随机振动分析方法、反应谱法或时程分析法；视波速可按本标准4.3.5条确定。【条文说明】地表面振动的空间变化是

31、客观存在的，这已被一系列地震观测结果所证实。很多空间结构的平面尺度很大，对于超长型结构有必要进行多点输入地震反应分析。根据以往的研究成果，单点地震动激励下的结构响应是高于或是低于空间相关地震动(多点输入)激励下的响应，取决于结构的动力特性、截面形式、构件位置、反应类型以及地震动变异性的大小等，即使是最简单的结构形式也无法确定何种激励会引起最大的响应。因此对于实际结构工程，计算时只能针对具体问题进行具体分析，不能一概而论。在没有定论的情况下，应当对超长结构进行多点输入地震反应数值计算分析，这样做可以使超长结构的抗震计算更加准确合理。本标准关于“超长型结构”的定义同现行强制性工程建设规范建筑与市政

32、工程抗震通用规范GB55002及现行国家标准建筑抗震设计规范GB5001k4.1.5 在进行结构地震效应分析时，应考虑不同构件材料对结构阻尼比的影响，整体结构阻尼比宜采用位能加权平均的方法计算。计算模型中材料仅含钢材时，阻尼比值可取0.02；计算模型中仅含索元时，阻尼比值宜取0.01。【条文说明】空间结构的阻尼比值最好是由结构实测和试验统计分析得出，但至今这方面的资料甚少。研究表明，结构类型与材料是影响结构阻尼比值的重要因素，所以在缺少实测资料的情况下，根据经验，如计算模型中材料仅含钢材或仅含索元时，一般可分别取0.02和0.01。对设有混凝土结构支承体系的空间网格结构，阻尼比值可采用下式计算

33、：力也弓(4)式中：一一考虑支承体系与空间网格结构共同工作时，整体结构的阻尼比；4第S个单元阻尼比。对钢构件取0.02,对混凝土构件取0.05；一一整体结构的单元数；WS第S个单元的位能。梁元位能为：叱=+MZ-MasMhs)6曲(5)杆元位能为：W=S2(EA)S(6)式中：人、(以)、(EA)S分别为第S杆的计算长度、抗弯刚度和抗拉刚度；Ms、M加、NS一分别取第S杆两端在重力荷载代表值作用下的静弯矩和静轴力。上述阻尼比值计算公式是考虑到不同材料构件对结构阻尼比的影响，将空间结构与混凝土结构支承体系视为整体结构，引用等效结构法的思路，用位能加权平均法推导得出的。4.1.6 空间结构水平地震

34、剪力及竖向地震力应符合下式要求：%hk4GE(4.1.6-1)%怎(4.1.6-1)式中：V空间结构对应于竖向地震作用标准值的竖向地震力；zlh水平地震剪力系数，不应小于表4.1.6-1规定的最小值；ZIV竖向地震作用系数，不应小于表4.1.62规定的最小值；g地震时空间结构的重力荷载代表值。表4.L61空间结构水平地震剪力系数片最小值类别6度7度8度9度扭转效应明显或水平振型基本周期大于3.5s的结构0.0080.016(0.024)0.032(0.48)0.064水平振型基本周期大于5s的结构0.0060.012(0.018)0.024(0.036)0.048注：【水平振型基本周期介于3.

35、5s和5s之间的结构，按插值法取值：2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。表4.1.6-2空间结构竖向地震作用系数4最小值烈度场地类别IIIIIKIV8可不计算(0.10)0.08(0.12)0.10(0.15)90.150.150.20注：括号内数值用于设计基本地震加速度为0.30g的地区。【条文说明】空间结构对竖向地震作用较之多高层结构更为敏感。表4.1.6-2同建筑抗震设计规范GB50011-2010(2016年版)的表5.3.2,根据设计经验，将其作为空间结构竖向地震作用的最小值控制。4.1.7 下列空间结构应进行罕遇地震作用下的弹塑性分析：1甲类建筑和

36、9度时乙类建筑中的空间结构；2采用消能减震或隔震支座的空间结构；3同时具有表3.2.3所列不规则；4抗震性能化设计时，应进行非线性分析的空间结构。4.1.8 下列空间结构宜进行罕遇地震作用下的弹塑性分析：17度HI、Iv类场地和8度时乙类建筑中的空间结构；2关键构件和薄弱部位需验证抗震性能的空间结构。【4.1.7、4.1.8条文说明】这两条提出对空间结构进行罕遇地震作用下进行非线性分析的要求，参考现行国家标准建筑抗宸设计规范GB50011及现行中国工程建设标准化协会标准建筑结构非线性分析技术标准T/CECS906制定。4.2振型分解反应谱法4.2.1 采用振型分解反应谱法进行单向地震效应分析时

37、，空间结构J振型、，节点的水平或竖向地震作用标准值应按下式确定：FEXji=aj%XjiGjFFM=(4.2.1-1)ajYjZjiGj式中：气硕、FajrFEzjiJ振型、i节点分别沿x、y、Z方向的地震作用标准值；%一相应于J振型自振周期的水平地震影响系数，按现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011确定；当仅竖向地震作用时，特征周期可按设计第一组采用，竖向地震影响系数取0.65a,;Xji、Yji、Zji分别为/振型、i节点的X、y、Z方向的相对位移；Gi空间结构第i节点的重力荷载代表值；rj一一/振型参与系数,应按公式(4212)(4.2.14)确定。当仅X方向水平地震作用时，J振型参

38、与系数应按下式计算：力=-(4.2.1-2)X(X京+/+Z力Gj/=1当仅y方向水平地震作用时，/振型参与系数应按下式计算：支YJGrj=-(4.2.1-3)(xz1)Gi/=1当仅Z方向竖向地震作用时，j振型参与系数应按下式计算：之ZjGYi=(4.2.1-4)E(Xi+Yj+ZjjG,I=I式中：n空间网格结构节点数。4.2.2 空间结构在单向地震作用下的扭转耦联效应，可按下式确定:)mm(4.2.2-1)(4.2.2-2)SEk=JZZP川SRV=k=l一8Mg+”尸pjk(1+p2+4z,l+埠+4(.+p.式中：SEk一一地震作用标准值的效应;Sj、Sk分别为八振型地震作用标准值的

39、效应;Pjk/振型与振型的耦联系数；6、4一一分别为八女振型的阻尼比；4A振型与/振型的自振周期比；机一一计算中考虑的振型数。【条文说明】空间结构利用反应谱法计算单向地震作用下的位移响应时，如果不考虑偶然偏心，i节点x、y、Z向位移响应可以采用下式进行计算：JmUiX=JSSPjky/kXjiXjW/%tVJ=IA=I小Uib=Jn仍以y岛之V=1*=!Un-JPjkY必ZjZja&(7)V7=1A=I%gPHj=H%P=KrWk2Sk0.65gPVJ=z12_0.65%gPVk-2叫式中：Ui,Ujy、Uiz节点j位移响应值；Xki、Zkt分别为左振型、，节点的X、y、Z方向的相对位移；PH

40、jPHkJ、振型对应的X或y方向水平地震位移反应谱地震影响系数;PVjPVkgJ、A振型对应的Z方向竖向位移反应谱地震影响系数；重力加速度。空间结构利用反应谱法计算单向水平方向和竖向地宸作用下的构件内力响应时，如果不考虑偶然偏心，构件m在地震的内力响应可以分别按照式(8)和式(9)进行计算：F: = iPjJ/电/声 Pm(8)(9)VJ=*=式中：Pe构件m最大内力响应值；m四hn构件m在J、4振型中的振型内力；4.2.3空间结构在双向水平地震下的扭转耦联效应应符合下列要求：1当双向水平地震完全独立时，可按下列公式的较大值确定：SEk=S+(085Sy)2(4.2.3-1)SEk=S+(08

41、5S)2(4.23-2)式中，S、Sy分别X向、y向单向水平地震作用按时(4.2.21)计算的扭转效应。2当双向水平地震完全相关时，可按下列公式的较大值确定：33cca,SEk=JEEPjk-2(jSj+0.85/jySjy)(jtx+0.85九ySy)(4.2.3-3)、J=I=jk=j(3y+0.85%Sj)(%+(W/3(4.2.3-4)VJ=Ik=jk式中：Sjx、%、Sg7一一分别为人忆振型在x、y向地震作用标准值的效应;rjx rjx kx rk、 、 、j、k振型在X、y方向地震作用下的参与系数，应按公式(4.2.1-2)(421-4)确定；j、Z振型的圆频率。【条文说明】本条给

42、出两种双向水平地震响应的组合方式。当认为双向地震动完全独立时，可采用式(4.2.3-1)或式(4.2.3-2)；当认为双向地震动完全相关时，可采用式(4.2.3-3)或(4.2.3-4)o计算表明空间结构在两种地震动模型激励下，结构响应的大小关系并不确定。对在进行时程分析时，如果双向水平激励采用同一条时程曲线，则时程分析结果应与式(4.2.3-3)或式(4.2.3-4)进行比对。计算结果表明，双向水平地震完全独立及双向水平地震完全相关时，结构反应的控制性不定，建议对两种情形进行包络。4.2.4 当采用振型分解反应谱法进行空间结构多向多点地震效应分析时，可按本标准附录A公式进行组合计算。【条文说

43、明】利用反应谱进行多向多点分析关系，可以克服时程分析方法具有的统计意义弱、结果与激励时程曲线关联性强的弱点，发挥反应谱法计算直观简便（将动力问题转化为静力问题）、概率意义强的优点。附录A中的多向多点反应谱公式，根据选定的地震动功率谱及虚拟激励法推导而得，其计入多种耦合效应，包括：多向（含方向交叉向）、多点地宸动（含行波效应和相干性效应）及动力与拟静力响应的耦合。研究表明，对于超长结构，同时考虑三向地震动是必要的；动静耦合部分对最后的结果影响比重随着视波速的减小而增加；考虑部分相干性效应（相干性损失）的计算结果比完全相干（相干性无损失）条件下的更大，是不可忽略的影响因素。推导选用的地震动功率谱为

44、RUiZ和Penzien提出的对Kanai-Tajimi谱的修正模型：Sf,() =（应 一加J + 4彳靖苏（0：一苏Y + 4针初疗(10)多向地震动相关性为:黑)Sxy( Sxz(Syx ( SyJa) Sy, 3SzX(M Szy(69) SzI(O)SgH(M SgH(SgH(MSgH (06 JSgH (G)SgV () 06 JsifH (G)SgV ()0.6jSgH(MSgv3)S6jS&H(3)Sgv(3)SgV(11)地面任意两点功率谱相干函数为：(12)。的卜xp（i%）其中,(13)地震动行波效应函数为:icodxp(ig凶)=exp()=exp(-i(tt)(14)

45、VaPP在计算空间结构的位移响应时，公式采用位移谱的形式；位移谱由现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011中的加速度谱变造而来，且公式中的参数与此规范挂钩。4.2.5 当采用振型分解反应谱法进行空间结构地震效应分析时，宜取振型参与质量达到总质量90%的振型数进行效应组合。【条文说明】由于空间结构往往坐落于质量较大的下部结构之上，本条要求的振型参与质量达到总质量90%,不但针对整体结构，也针对不含下部结构的空间结构自身。4.3时程分析方法4.3.1 加速度时程曲线数量及其对应的地震影响系数曲线、峰值等应满足现行国家标准建筑抗震设计规范GB5OO11的要求，且应具有足够长的地震动持续时间。【条文说明】正确选择输入的地震加速度时程曲线，要满足地震动三要素的要求，即频谱特性、有效峰值和持续时间均要符合现行国家标准的规定。4.3.2 当空间结构采用双向（二个水平向）或三向（二个水平和一个竖向）地震波输入时，其加速度最大值可按1（水平1）:0.85（水平2）:0.65（竖向）的比例调整。【条文说明】当空间结构项目位于近断层（R10km）区域时，加速度最大值宜补充按：0.85（水平1）：0.65（水平2）：1（竖向）的比例调整进行时