城市建筑群基于彈塑性時程分析的震害評估標(biāo)準(zhǔn)

1 2 33.1一般規(guī)定 33.2適用范圍 33.3分析方法 3 54.1建筑數(shù)據(jù) 54.2地震輸入數(shù)據(jù) 5 75.1基本計(jì)算模型 75.2彈塑性時程分析 125.3混凝土框架結(jié)構(gòu) 135.4混凝土框架—剪力墻與框架—核心筒結(jié)構(gòu) 135.5鋼框架結(jié)構(gòu) 145.6砌體結(jié)構(gòu) 145.7土木結(jié)構(gòu) 15 156.1評估報(bào)告 156.2震害結(jié)果可視化 16 17A.1區(qū)域建筑屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表 17A.2典型分級區(qū)域統(tǒng)計(jì)信息 17 36B.1單位建筑面積質(zhì)量m1和結(jié)構(gòu)單層面積A 36B.2常見結(jié)構(gòu)類型周期計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式 36B.3多自由度集中質(zhì)量剪切層模型振型參數(shù) 37 37B.5常見結(jié)構(gòu)類型的承載力參數(shù)取值表 39B.6常見結(jié)構(gòu)類型的剛度、位移角、滯回耗能與阻尼比參數(shù)取值表 39B.7骨架線關(guān)鍵點(diǎn)折減系數(shù) 39B.8建筑損傷限值 41 42C.1地震基本參數(shù) 42C.2地震動記錄信息 42C.3區(qū)域震害可視化評估 42C.4結(jié)論 44C.5不同震害等級對應(yīng)顏色RGB 44 45D.1混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)參數(shù)試算 45Contents 1 2 33.1GeneralRequirements 33.2ScopeofApplication 33.3AnalyticalMethod 3 54.1BuildingData 54.2EarthquakeData 5 75.1FundamentalAnalyticalModel 75.2Elasto-PlasticTime-HistoryAnalysis 125.3ReinforcedConcreteFrameStructures 135.4ReinforcedConcreteFrame–ShearWallandFrame–CoreTubeStructures 135.5SteelFrameStructures 145.6MasonryStructures 145.7MudandWoodStructures 156SeismicAssessmentandVi 156.1AssessmentReport 156.2SeismicResultVisualization 16AppendixARecommendedBuildingAttributeParam 17A.1StatisticalTableofRegionalBuildingAttributes 17A.2StatisticalInformationofTypicalGradedRegions 17AppendixBRecommendedParametersforElasto-PlasticTimeHistoryAnalysisof B.1UnitMassm1和BuildingAreaofSingleFloorA 36B.2EmpiricalFormulasforPeriodCalculationofTypicalStructures 36B.3ModeParametersθforMDOFConcentratedMassShearModel 37B.4RelationshipbetweenT1/T2,Y1andao 37B.5Load-CarryingCapacityParameterValuesforTypicalStructures 39B.6Stiffness,Inter-StoryDriftRatio,HystereticEnergyDissipationRatio,andDampingRatioParameterValuesforTypicalStructures 39B.7ReductionCoefficientsofBackboneCurveKeyPoints 39B.8BuildingDamageCriteria 41AppendixCTemplateofAssessmentReport 42C.1EarthquakeBasicParameters 42C.2EarthquakeGroundMotionRecordInformation 42C.3VisualizationofRegionalSeismicDamageAssessmentResults 42C.4Conclusions 44C.5RGBColorsforDifferentSeismicDamageStates 44AppendixDParameterCalculationofaTypicalBuilding 45D.1ParameterCalculationofaTypicalReinforcedConcreteFrame–ShearWallStructure 45122.1.2震害評估場景Seismicdam2.1.3彈塑性時程分析Elasto-plastictime-his2.1.4隱式積分方法Implicitin2.1.5顯式積分方法Explicitint2.1.6多自由度集中質(zhì)量剪切層模型Multiple-degree-of-freedomconcentrated將樓層質(zhì)量集中至各層質(zhì)點(diǎn)，樓層間采用剪切彈簧的2.1.7多自由度集中質(zhì)量彎剪耦合模型Multiple-degree-of-freedomconcentratedmassflexural-shearm2.1.8工程需求參數(shù)Engineeringdemandp33.1.2城市建筑群基于彈塑性時程分析的震害評估，應(yīng)符合1.建筑數(shù)據(jù)應(yīng)能體現(xiàn)建筑的實(shí)際情況，對于抗震性能較為特殊的建筑，應(yīng)2.震害模擬應(yīng)采用實(shí)測地震動數(shù)據(jù)或能體現(xiàn)當(dāng)?shù)氐卣鹞ｋU性與場地特點(diǎn)的地震動數(shù)據(jù)。對于場地條件較為特殊的區(qū)域，應(yīng)單獨(dú)分析確定地震動數(shù)3.1.3城市建筑群基于彈塑性時程分析的震害評估的1.對于震前分析場景，發(fā)現(xiàn)城市建筑群中的抗震薄弱環(huán)節(jié)，為城市2.對于震后分析場景，根據(jù)實(shí)測地震動，快速分析建筑群震害情況，為震3.2.1本標(biāo)準(zhǔn)主要適用于震前或震后地震場景下的城市建筑群3.3.1城市建筑群的彈塑性時程分析，應(yīng)按下列2.獲取建筑群每棟建筑物的屬性數(shù)據(jù)和地4.采用時程分析方法確定每棟建筑在指定地震動輸入下的結(jié)構(gòu)43.3.2城市建筑群的彈塑性時程分析，應(yīng)符合1.建筑群所在區(qū)域具有顯著的局部地形效應(yīng)差異時，地震動輸入應(yīng)3.對于重點(diǎn)建筑、超長結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)和各類非常規(guī)結(jié)構(gòu)，宜采用精細(xì)有4.宜根據(jù)實(shí)際情況考慮建筑沿高度方向的質(zhì)量和剛度5.宜考慮由于年代、劣化等原因造成的建筑7.對于高層建筑密集區(qū)域，宜考慮建筑群與場地之間的相互作用對建筑地54.1.1建筑數(shù)據(jù)主要包括建筑屬性數(shù)據(jù)與2.第二分類層級應(yīng)根據(jù)抗震性能較好的建筑比例（按建筑面積統(tǒng)計(jì)）將區(qū)Ⅳ(≤20%）；3.第三分類層級應(yīng)根據(jù)抗震性能較差的建筑比例（按建筑面積統(tǒng)計(jì)）分為三個等級：1(≤20%），2（20%~40%），3(≥40%）；4.其中，典型的抗震性能好的建筑為有抗震設(shè)防的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，典型4.1.4對于平面或豎向不規(guī)則建筑或抗震性能較為特殊的建筑應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)62.分析區(qū)域存在條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘、非巖石和強(qiáng)風(fēng)化巖石3.分析區(qū)域?yàn)榻ㄖ卓偯娣e與用地面積之比超過50%且建筑容積率超過4.2.2非線性動力分析應(yīng)至少考慮雙向4.2.3建筑群彈塑性時程分析所采用的地震動時程，應(yīng)1.應(yīng)對未校正加速度記錄波形數(shù)據(jù)進(jìn)行零基線和儀器頻率響應(yīng)校正2.加速度記錄應(yīng)包含至少兩個水平正交方向和一個豎直方向的數(shù)據(jù)。宜采4.加速度記錄的采樣率不應(yīng)小于4.2.4地震動輸入可以采用基于情境的輸入或1.地震情境模擬記錄應(yīng)包含網(wǎng)格點(diǎn)經(jīng)緯度信息、震中經(jīng)緯度2.強(qiáng)震動記錄應(yīng)包含地震、臺站、記錄和強(qiáng)震儀器的元數(shù)據(jù)，具體應(yīng)包括1.取三組地震動時程時，每棟建筑的計(jì)算結(jié)果應(yīng)取包絡(luò)值；2.應(yīng)按建筑場地類別及設(shè)計(jì)地震分組，選用實(shí)際強(qiáng)震記錄及人工模擬的地7表4-1地震動時程的加速度峰值（cm/s2）設(shè)防烈度多遇地震35（55）70（110）設(shè)防地震50100（150）200（300）400罕遇地震220（310）400（510）620極罕遇地震320（460）600（840）注：括號內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區(qū)。3.地震動持時和頻譜等參數(shù)應(yīng)符合GB50011的相關(guān)規(guī)定，當(dāng)采用人工地震動時程，應(yīng)以現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的反應(yīng)譜為基準(zhǔn)，人工地震動時程5.1.1建筑彈塑性計(jì)算模型建模應(yīng)根據(jù)所分析建筑具體1.平立面布置規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，計(jì)算模型宜按照5.1.2-5.1.15條采用多自由2.對于具有不利條件或結(jié)構(gòu)形式較為復(fù)雜的建筑，以及需要確定構(gòu)件級損5.1.3多自由度集中質(zhì)量層模型包括多自由度集中質(zhì)量剪切層模型和多自由度a)多自由度集中質(zhì)量剪切層模型b)多自由度集中質(zhì)量彎剪耦合模型8圖5.1建筑計(jì)算模型5.1.4多自由度集中質(zhì)量層模型的樓層質(zhì)量參數(shù)mm=m1A...............................................................(5.1)式中：m——樓層質(zhì)量參數(shù)；m1——單位建筑面積質(zhì)量，可根據(jù)實(shí)際情況確定，也可參考附錄B.1確定；A——建筑單層面積，可根據(jù)實(shí)際情況確定，也可參考附錄B.1確定。k0=θ...........................................................(5.2)式中：k0——樓層剛度參數(shù)；m——樓層質(zhì)量參數(shù)；T1——建筑一階周期，可參照附錄B.2確定；θ——振型參數(shù)，可根據(jù)模態(tài)分析計(jì)算，也可參照附錄B.3確定。Π=.....................................................(5.3)Ψ=..............................................................(5.4)式中：Ⅱ——彎曲剛度參數(shù)；Ψ——剪切剛度參數(shù)；m——樓層質(zhì)量參數(shù)；n——建筑層數(shù)；H——結(jié)構(gòu)總高；T1——建筑一階周期，可參照附錄B.2確定；Y1——結(jié)構(gòu)彎剪特征值，可參照附錄B.4確定；C0——結(jié)構(gòu)彎剪剛度比，可參照附錄B.4確定。5.1.7多自由度集中質(zhì)量層模型的樓9a)剪切彈簧骨架線b)彎曲彈簧骨架線圖5.2三線性骨架線5.1.10多自由度集中質(zhì)量彎剪耦合模型的層間承載力參1.建筑各層對應(yīng)的剪切彈簧計(jì)算剪力Va,i與彎曲彈簧計(jì)算彎矩Ma,i可根據(jù)公=ΓkDkΦk,i........................................................(5.5)Vk,i=Δuk,iΨ/hi.........................................................(5.6)Mk,i=Δθk,iΠ/hi.......................................................(5.7)k ΣVkik..........................................................(5.8)M=M,i........................................................(5.9)式中：0uk,i——第i層剪切彈簧的第k階振型位移；θk,i——第i層彎曲彈簧的第k階振型轉(zhuǎn)角；Γk——第k階振型參與系數(shù)；Dk——第k階振型位移；Φk,i——第i層的第k階振型系數(shù)；Vk,i——第i層剪切彈簧的第k階振型剪力；Δuk,i——第i層剪切彈簧的第k階振型層間位移；hi——第i層的樓層高度；Δθk,i——第i層彎曲彈簧的第k階振型層間轉(zhuǎn)角；Mk,i——第i層彎曲彈簧的第k階振型彎矩；2.剪切彈簧的設(shè)計(jì)剪力Vd,i按下式V=max[Va,i,0.2Vbase]...............................................(5.10)式中：Vbase——地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的結(jié)構(gòu)底層總剪力，可根據(jù)GB50011-2010中5.2.2條采用振型分解反應(yīng)譜法確定。3.彎曲彈簧設(shè)計(jì)彎矩Md,i按Md,i=kmMa,i(5.11)式中：km——第i層彎曲彈簧計(jì)算彎矩和設(shè)計(jì)彎矩的比值，剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)取1.0，其他樓層取1.2。5.1.11剪切彈簧與彎曲彈簧的屈服承載力和峰值承載力可按照公式(5.12)至公Vy,i=Ωy.Vd,i.........................................................(5.12)My,i=Ωy.Md,i.......................................................(5.13)V=Ωp.Vy,i..........................................................(5.14)Mp,i=Ωp.My,i.......................................................(5.15)式中：Vd,i——第i層剪切彈簧的設(shè)計(jì)剪力；Md,i——第i層彎曲彈簧的設(shè)計(jì)彎矩；Vy,i——第i層剪切彈簧的屈服剪力；My,i——第i層彎曲彈簧的屈服彎矩；Vp,i——第i層剪切彈簧的峰值剪力；Mp,i——第i層彎曲彈簧的峰值彎矩；Ωy——承載力的屈服超強(qiáng)系數(shù)，可參照附錄B.5確定；Ωp——承載力的峰值超強(qiáng)系數(shù)，可參照附錄B.5確定。5.1.12樓層骨架線的屈服后剛度K2,i可按照公式(5.16)或公K2,i=ηK1,i............................................................(5.16)K2,i=......................................................(5.17)式中：η——屈服后剛度系數(shù)，可參照附錄B.6確定；K1,i——第i層的初始剛度，為彎曲剛度Ⅱ或剪切剛度Ψ;K2,i——第i層的屈服后剛度；Fp,i——第i層的峰值承載力，為峰值彎矩Mp,i或峰值剪力Vp,i；Fy,i——第i層的屈服承載力，為屈服彎矩My,i或屈服剪力Vy,i；Δp,i——峰值承載力對應(yīng)的位移角δp,i或樓層曲率φp,i，可參照附錄B.6確定；Δy,i——屈服承載力對應(yīng)的位移角δy,i或樓層曲率φy,i，可根據(jù)屈服承載力Fy,i與初始剛度K1,i確定。5.1.13層間骨架線的軟化段剛度K3,i可按照公式(5.18)或公K3,i=ηsK1,i...........................................................(5.18)K3,i=......................................................(5.19)式中：ηs——軟化段剛度系數(shù)，可參照附錄B.6確定；K3,i——第i層的軟化剛度；Fs,i——第i層的軟化點(diǎn)承載力，為0.85倍峰值承載力；Δs,i——第i層的軟化點(diǎn)位移角δs,i或樓層曲率φs,i，可參照附錄B.6確定。5.1.14層間骨架線的承載力參數(shù)與位移參數(shù)應(yīng)根據(jù)建筑建造年代，按照公式Fr,i=ηFFi............................................................(5.20)Δr,i=ηdΔi............................................................(5.21)式中：Fi——第i層的未進(jìn)行年代折減的骨架線承載力，包含屈服點(diǎn)承載力Fy,i，峰值點(diǎn)承載力Fp,i和軟化點(diǎn)承載力Fs,i；Fr,i——第i層的年代折減后的骨架線承載力；ηF——承載力年代折減系數(shù)，可參照附錄B.7確定；Δi——第i層的未進(jìn)行年代折減的骨架線位移角或樓層曲率，包含屈服點(diǎn)位移角δy,i或樓層曲率φy,i，峰值點(diǎn)位移角δp,i或樓層曲率φp,i和軟化點(diǎn)位移角δs,i或樓層曲率φs,i；Δr,i——第i層的年代折減后的骨架線位移角或樓層曲率；ηd——位移角或樓層曲率年代折減系數(shù)，可參照附錄B.7確定。5.1.15多自由度集中質(zhì)量層模型宜采用圖5.3所示的單參數(shù)滯回捏攏模型。滯τ=...............................................................(5.22)式中：Ap——滯回捏攏面積；Ab——理想彈塑性滯回面積。圖5.3單參數(shù)滯回捏攏模型5.1.16對于結(jié)構(gòu)體型復(fù)雜或具有不利條件的建筑宜采用精細(xì)化分析模型，可按照《建筑結(jié)構(gòu)抗倒塌設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（T/CECS凝土結(jié)構(gòu)的阻尼比一般可取0.05，但不宜小于0.02；鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比一般可取5.2.5當(dāng)僅采用瑞利阻尼時，5.3.2混凝土框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型宜采用多自由度5.3.3對于出現(xiàn)銹蝕劣化的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)實(shí)際銹蝕情況對樓層骨架線承載力和位移參數(shù)按照公式(5.22)和公F=μFτcF0+(1-τc)F0.................................................(5.22)Δ=μdτcΔ0+(1-τc)Δ0..................................................(5.23)式中：F0——未進(jìn)行銹蝕劣化折減的樓層骨架線承載力，包含屈服點(diǎn)承載力Fy，峰值點(diǎn)承載力Fp和軟化點(diǎn)承載力Fs；Fr——按照銹蝕折減后的樓層骨架線承載力；μF——承載力銹蝕折減系數(shù)，按附錄B.7確定；Δ0——未進(jìn)行銹蝕折減的樓層骨架線位移角，包含屈服點(diǎn)位移角δy，峰值點(diǎn)位移角δp和軟化點(diǎn)位移角δs；Δr——按照銹蝕折減后的樓層骨架線位移角；μd——位移銹蝕折減系數(shù)，按附錄B.7確定；τc——銹蝕構(gòu)件占樓層總構(gòu)件比例。2.中等破壞的損傷限值可取為骨架線屈服點(diǎn)和峰值點(diǎn)和的一半對應(yīng)的層間3.嚴(yán)重破壞和毀壞的層間位移角損傷5.4混凝土框架—剪力墻與框架—核心筒結(jié)構(gòu)5.4.2結(jié)構(gòu)平立面布置較為規(guī)則的混凝土框架—剪力墻與框架—核心筒結(jié)構(gòu)宜5.4.3對于出現(xiàn)構(gòu)件銹蝕劣化的混凝土框架—剪力墻與框架—核心筒結(jié)構(gòu)宜根5.4.4混凝土框架—剪力墻與震破壞等級劃分》（GB/T24335）中的5.5.2單層和多層鋼框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型宜采用多自由度2.中等破壞的損傷限值可取為骨架線屈服點(diǎn)和峰值點(diǎn)和的一半對應(yīng)的層間3.嚴(yán)重破壞和毀壞的層間位移角損傷造、加固改造情況等因素對砌體結(jié)構(gòu)承載力5.6.2單層和多層砌體結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型宜采用多自由度5.6.3底部框架—抗震墻砌體結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型應(yīng)能合理反映底部與上部砌體之5.6.4砌體結(jié)構(gòu)的基本周期宜1.輕微破壞的損傷限值可取為砌體初裂承載力對應(yīng)的層間位3.嚴(yán)重破壞和毀壞的層間位移角損傷5.7.2計(jì)算模型宜考慮建造年代、變形損傷、抗震設(shè)計(jì)構(gòu)造、加固改造情況等因5.7.3土木結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型宜采用多自由度2.中等破壞的損傷限值可取為骨架線屈服點(diǎn)和峰值點(diǎn)和的一半對應(yīng)的層間3.嚴(yán)重破壞和毀壞的層間位移角損傷果的二維分布圖，有條件情況下可以給出建筑三維動畫情況，分別如6.1.9建筑地震響應(yīng)的三維動畫結(jié)果可視(1)建筑地震響應(yīng)的三維動畫可直接采用建筑群(2)建筑地震響應(yīng)的三維動畫可按照樓層高度將三維模型劃分成不同樓層，與彈A.1區(qū)域建筑屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表表A.1.1建筑屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表數(shù)經(jīng)度緯度地12A.2典型分級區(qū)域統(tǒng)計(jì)信息不同分級區(qū)域?qū)?yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，如表A.2.1至A.2.36所示。表A.2.1C-Ⅰ-1分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層0393000024900000073000060005000008084000后10006000001084000表A.2.2C-Ⅰ-2分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層31200042430000000007220008780000060000后36000800000111105000表A.2.3C-Ⅰ-3分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層800083000000000400072000001111053000后0005000001111032000表A.2.4C-Ⅱ-1分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層120000210000007700036000023000004066000后300080000011066000表A.2.5C-Ⅱ-2分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層5710004430000000002000897000000000后600090000050000表A.2.6C-Ⅱ-3分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層30600011000000000409000000000207000后8100010000071064000表A.2.7C-Ⅲ-1分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層11200000230000006800037100000000009000后98000100000633079000表A.2.8C-Ⅲ-2分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層4370000090000000008660001000000000后000400000308000表A.2.9C-Ⅲ-3分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層22000015100000000022000010000012504000后33000010000022102000表A.2.10C-Ⅳ-1分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層107000000163000000470005100001060000064058000后300005100000911035000表A.2.11C-Ⅳ-2分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層226200003600000000075600009000000000后643000100000066000表A.2.12C-Ⅳ-3分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層942000065700000000062000070000090000后9300010000008000表A.2.13T-Ⅰ-1分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層0391000044900000073000090001000008084000后1000000001084000表A.2.14T-Ⅰ-2分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層31100023430000000007230008680000060000后3200000000111105000表A.2.15T-Ⅰ-3分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層800093000000000400092000001111053000后0005000001111032000表A.2.16T-Ⅱ-1分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層121000100000007700036100012000004066000后200090000011066000表A.2.17T-Ⅱ-2分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層5720002330000000006000457000000000后700050000050000表A.2.18T-Ⅱ-3分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層30700001000000000408000100000207000后8100030000071064000表A.2.19T-Ⅲ-1分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層11200000230000006800037100010000009000后9000200000633079000表A.2.20T-Ⅲ-2分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層4371000080000000008660002000000000后000200000308000表A.2.21T-Ⅲ-3分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層21000115100000000022000010000012504000后33000010000022102000表A.2.22T-Ⅳ-1分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層105000020163000000470005100002060000064058000后310002000000911035000表A.2.23T-Ⅳ-2分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層22610000460000000007530001000000000后6470001600000066000表A.2.24T-Ⅳ-3分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層940000185700000000062000170000090000后9700040000008000表A.2.25R-Ⅰ-1分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層100005663000000000150009380000060000后140007000001111094000表A.2.26R-Ⅰ-2分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層70000222890000000001000167000000000后4000900000111108000表A.2.27R-Ⅰ-3分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層22000262700000000047000240000070000后8000770000012120000表A.2.28R-Ⅱ-1分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層955000000011100000010000000100000001101000后0000511000001101000表A.2.29R-Ⅱ-2分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層171000220440000000003000047100000250000后7700099200000320000表A.2.30R-Ⅱ-3分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層52000141270000000007400045100000780000后930004100000570000表A.2.31R-Ⅲ-1分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層2270000402371000000300098000020900000103000后000091000006103000表A.2.32R-Ⅲ-2分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層910000300100000070004100040100000105000后40000811000004101000表A.2.33R-Ⅲ-3分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層0000061400000000020004910000060000后10002910000038083000表A.2.34R-Ⅳ-1分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層00100000210000000000143000032000000000后15600019000000000表A.2.35R-Ⅳ-2分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層12000000010000000002510000010000010000后4700001110000030000表A.2.36R-Ⅳ-3分級區(qū)域各結(jié)構(gòu)比例（棟/‰）1層67700001114340000000009000001100000350000后90000111000004507000注：表中框架結(jié)構(gòu)包括混凝土框架結(jié)構(gòu)和鋼框架結(jié)構(gòu)。B.1單位建筑面積質(zhì)量m1和結(jié)構(gòu)單層面積A單位建筑面積質(zhì)量m1和結(jié)構(gòu)單層面積A取值見表B.1.1。表B.1.1單位建筑面積質(zhì)量m1和結(jié)構(gòu)單層面積A取值A(chǔ)(m2)B.2常見結(jié)構(gòu)類型周期計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式B.2.1鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的一階周期可按照公式(B.1)確定。對于平面長短軸方向尺寸相差較大的結(jié)構(gòu)，可按照公式(B.2)計(jì)算結(jié)構(gòu)的一階周期。T=(0.05~0.1)nT=0.25+0.00053H2/(B.2)式中：T1——結(jié)構(gòu)的一階周期(s)；n——結(jié)構(gòu)層數(shù)；H——房屋總高度(m)；B——房屋平面寬度(m)。B.2.2砌體結(jié)構(gòu)未設(shè)防砌體和設(shè)防砌體的一階周期可分別按照公式(B.3)和公式(B.4)確定。對于平面長短軸方向尺寸相差較大的未設(shè)防砌體結(jié)構(gòu)和設(shè)防砌體結(jié)構(gòu)，可分別按照式(B.5)和式(B.6)計(jì)算結(jié)構(gòu)的一階周期。T=0.064+0.053nT=0.221+0.025nT=0.16441+0.00182H2/T=0.19486+0.00175H2/(B.3)(B.4)(B.5)(B.6)B.2.3鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的一階周期可分別按照公式(B.7)和公式(B.8)確定。結(jié)構(gòu)二階周期可按照公式(B.9)確定。TT0.03+0.03H/式中：T2——結(jié)構(gòu)的二階周期(s)。B.2.4鋼框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的一階周期可按照式(B.10)確定。T(B.7)(B.8)(B.9)(B.10)B.3多自由度集中質(zhì)量剪切層模型振型參數(shù)θ多自由度集中質(zhì)量剪切層模型振型參數(shù)取值見表B.3.1。表B.3.1多自由度集中質(zhì)量剪切層模型振型參數(shù)12345678θT1/T2,Y1和C0的關(guān)系見圖B.4.1，具體系數(shù)取值詳見表B.4.1。T1——建筑一階周期，可參照附錄B.2確定。T2——建筑二階周期，可參照附錄B.2確定。T1/T2ao1T1/T2ao1T1/T2ao1654938271B.5常見結(jié)構(gòu)類型的承載力參數(shù)取值表常見結(jié)構(gòu)類型的承載力參數(shù)取值見表B.5.1。B.5.1常見結(jié)構(gòu)類型的承載力參數(shù)取值表------------注：未設(shè)防砌體結(jié)構(gòu)的峰值承載力參照尹之潛和楊淑文收集的中國1000多個未設(shè)防砌體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。對于抗震性能特殊的未設(shè)防砌體結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。B.6常見結(jié)構(gòu)類型的剛度、位移角、滯回耗能與阻尼比參數(shù)取值表常見結(jié)構(gòu)類型的剛度、位移角、滯回耗能與阻尼比參數(shù)取值見表B.6.1。B.6.1常見結(jié)構(gòu)類型的剛度、位移角、滯回耗能與阻尼比參數(shù)取值表構(gòu)----鋼筋混凝土框架—--------------------B.7骨架線關(guān)鍵點(diǎn)折減系數(shù)骨架線關(guān)鍵點(diǎn)年代折減系數(shù)見表B.7.1。B.7.1骨架線關(guān)鍵點(diǎn)年代折減系數(shù)ηFηdηFηdηFηd骨架線關(guān)鍵點(diǎn)銹蝕折減系數(shù)見表B.7.2。B.7.2骨架線關(guān)鍵點(diǎn)銹蝕折減系數(shù)μFμdB.8建筑損傷限值不同類型建筑損傷限值取值見表B.8.1。表B.8.1不同類型建筑損傷限值數(shù)------φφ4φi層剪切彈簧層間骨架線屈服點(diǎn)對應(yīng)的層間i層彎曲彈簧層間骨架線屈服點(diǎn)對應(yīng)的樓層C.1地震基本參數(shù)用于本次程序模擬的為北京三河-平谷的歷史地震情景。1679年9月2日在北京發(fā)生8.0級強(qiáng)震，震中在三河-平谷一帶。C.2地震動記錄信息該地震動的加速度時程如圖B.2.1所示，反應(yīng)譜如圖B.2.2所示。圖C.2.1三河-平谷地震動加速度時程圖C.2.2三河-平谷地震動反應(yīng)譜曲線C.3區(qū)域震害可視化評估通過城市建筑群彈塑性分析方法，建筑破壞比例如圖C.3.1所示，建筑破壞分布如圖C.3.2所示，建筑群地震反應(yīng)三維動畫如圖C.3.3所示。圖C.3.1三河-平谷地震作用下核心區(qū)建筑破壞狀態(tài)比例圖C.3.2三河-平谷地震作用下核心區(qū)建筑破壞狀態(tài)分布圖C.3.3建筑群地震反應(yīng)三維動畫C.4結(jié)論本次評估結(jié)果表明大部分建筑主要處于XX破壞，其中，完好xx，輕度破壞xx，中等破壞xx，嚴(yán)重破壞xx，倒塌xxx。在地震應(yīng)急避險與抗震救災(zāi)方面，xx區(qū)域震害較重為重點(diǎn)救援對象。C.5不同震害等級對應(yīng)顏色RGB不同震害等級對應(yīng)顏色RGB見表C.5.1。表C.5.1不同震害等級對應(yīng)顏色RGB00000000D.1混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)參數(shù)試算本節(jié)將采用5.1節(jié)的計(jì)算模型，對一棟20層混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的模型參數(shù)進(jìn)行試算，該建筑的基本設(shè)計(jì)參數(shù)如下：表D.1.1建筑基本設(shè)計(jì)參數(shù)（1）剛度參數(shù)計(jì)算按照5.1.6條，首先根據(jù)一二階周期計(jì)算周期比T1/T2。之后按確定結(jié)構(gòu)彎剪剛度比a0和結(jié)構(gòu)彎剪特征值Y1。計(jì)算結(jié)果如下表。表D.1.2建筑樓層剛度參數(shù)T/T2a0Ψ(N/rad)（2）振型參數(shù)計(jì)算按照5.1.10條，建立多自由度集中質(zhì)量彎剪耦合模型的整體剛度矩陣與整體質(zhì)量矩陣，并開展廣義特征值分析，計(jì)算得到計(jì)算模型實(shí)際周期與振型系數(shù)如表D.1.3與D.1.4所示。表D.1.3計(jì)算模型各階周期TTTTT表D.1.3計(jì)算模型前三階振型位移參數(shù)uk,i與振型轉(zhuǎn)角參數(shù)θk,iu1,iu2,iu3,iθθθ（3）承載力參數(shù)計(jì)算計(jì)算得到振型參數(shù)后，按照5.1.10條計(jì)算各層彎曲彈簧和剪切彈簧的計(jì)算承載力參數(shù)與設(shè)計(jì)承載力參數(shù)，如圖D.1.1所示。(a)彎曲彈簧計(jì)算彎矩Ma,i與設(shè)計(jì)彎矩Md,i(a)剪切彈簧計(jì)算剪力Va,i與設(shè)計(jì)剪力Vd,i圖D.1.1彎曲彈簧和剪切彈簧各層承載力計(jì)算得到設(shè)計(jì)承載力參數(shù)后，按照5.1.11條至5.1.15條計(jì)算各層彎曲彈簧和剪切彈簧的屈服承載力參數(shù)、峰值承載力參數(shù)以及骨架線位移參數(shù)等。用詞說明4表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的，采用引用標(biāo)準(zhǔn)名錄2.《工程場地地震安全性評價標(biāo)準(zhǔn)》（GB17741）3.《建(構(gòu))筑物地震破壞等級劃分》（GB/T24335）4.《地震災(zāi)情應(yīng)急評估》（GB/T30352）5.《建筑抗震韌性評價標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T38591）6.《城市綜合防災(zāi)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T51327）7.《建筑震后應(yīng)急評估和修復(fù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T415）8.《強(qiáng)震動觀測技術(shù)規(guī)程》（DB/T64）9.《建筑結(jié)構(gòu)抗倒塌設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（T/CECS392）城市建筑群基于彈塑性時程分析的震害評估標(biāo)準(zhǔn)Standardforseismicdamageassessmentofurbanbuildbasedonelasto-plastictime-historyanalysCECSXX－20XX 52 533.1一般規(guī)定 533.2適用范圍 533.3分析方法 53 554.1建筑數(shù)據(jù) 554.2地震輸入數(shù)據(jù) 55 565.1基本計(jì)算模型 565.2彈塑性時程分析 585.3混凝土框架結(jié)構(gòu) 585.4混凝土框架—剪力墻與框架—核心筒結(jié)構(gòu) 585.5鋼框架結(jié)構(gòu) 585.6砌體結(jié)構(gòu) 585.6土木結(jié)構(gòu) 59 606.1評估報(bào)告 606.2震害可視化 601.0.1本標(biāo)準(zhǔn)旨在基于彈塑性時程分析方法，建立一套系統(tǒng)的城市建筑群抗震彈塑性時程分析體系。提出適用于我國城市建筑的計(jì)算模型、評估方法與震害結(jié)果可視化方法，為城市建筑加固改造、城市防災(zāi)規(guī)劃、城市地震應(yīng)急預(yù)案編制以及震后應(yīng)急評估提供支撐，推動韌性城市建設(shè)。3.1.1當(dāng)建筑地震場景超出規(guī)范規(guī)定的頻遇地震水平時，建筑結(jié)構(gòu)通常會進(jìn)入彈塑性狀態(tài)。采用線彈性模型得到的分析結(jié)果將存在不可忽略的偏差，因此宜采用彈塑性模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。對于未設(shè)防結(jié)構(gòu)，無論對于何種工況，均宜采用彈塑性模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。3.1.2進(jìn)行城市建筑群彈塑性分析時，可根據(jù)結(jié)構(gòu)的類型、復(fù)雜性以及計(jì)算精度要求等選擇恰當(dāng)?shù)姆治龇椒?，?yīng)根據(jù)實(shí)際情況采用不同的單元劃分尺度，采用合理的本構(gòu)關(guān)系模型。對于一些形式特殊結(jié)構(gòu)，常用的仿真模擬方法難以準(zhǔn)確表達(dá)其地震響應(yīng)行為，例如局部的扭轉(zhuǎn)、屈曲等。因此需要進(jìn)行專門研究，采用合理的模型形式與參數(shù)確定方法，以開展地震響應(yīng)分析。不同的地震危險性和場地特征對應(yīng)了不同的地震動時頻特性，會對建筑結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析的結(jié)論產(chǎn)生影響，因此應(yīng)按照一定的規(guī)則和要求選取符合當(dāng)?shù)氐卣鹛卣鞯臄?shù)據(jù)。在歷史地震動數(shù)據(jù)不足的情況下，可以根據(jù)場地特征、小區(qū)劃結(jié)果等從可用的地震數(shù)據(jù)庫中選取合適的地震動用于分析。在進(jìn)行大范圍的城市建筑群分析時，一些場地存在局部的地形和地質(zhì)條件變化，會對地震波產(chǎn)生顯著的影響，對于這類場地不宜與周圍其他場地上的建筑采用相同的地震動數(shù)據(jù)，應(yīng)當(dāng)單獨(dú)進(jìn)行地震危險性分析，進(jìn)而選用合適的地震動數(shù)據(jù)。3.2.1震前地震場景應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貓龅靥卣?、小區(qū)劃結(jié)果選取合適的地震動用于分析；震后地震場景應(yīng)采用實(shí)測地震動數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。3.2.2本標(biāo)準(zhǔn)針對我國平立面較為規(guī)則的各類建筑建議了相應(yīng)的計(jì)算模型與參數(shù)確定方法。由于各地建設(shè)情況存在差異，各類建筑的計(jì)算參數(shù)可根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際建筑建設(shè)情況進(jìn)行調(diào)整。3.3.2城市建筑群的彈塑性時程分析的具體要求說明如下：1.當(dāng)僅分析建筑群模型而不考慮土體-結(jié)構(gòu)相互作用時，對于小范圍平整場地上的建筑群可以采用一致地震動輸入進(jìn)行分析。當(dāng)所考慮范圍內(nèi)的場地特征變化顯著，如地形起伏、上覆土層剪切波速變化強(qiáng)烈等，則地震波的不同頻率成分在傳播過程中會有顯著的放大或抑制，不同位置的建筑所受到的地震動激勵會有顯著區(qū)別，此時應(yīng)考慮場地變化引起的地震動改變，對于不同位置的建筑采用不同的地震動輸入。3.重點(diǎn)建筑、超長結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)和各類非常規(guī)結(jié)構(gòu)通常具有特殊的分析需求或超出常規(guī)的動力響應(yīng)特性，宜建立相應(yīng)的精細(xì)有限元模型進(jìn)行針對性分析。4~6.建筑的質(zhì)量分布、剛度分布、劣化、以及物理參數(shù)的隨機(jī)性等因素均會對建筑結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)分析結(jié)果造成影響，在資料充足和條件允許的情況下，宜充分考慮這些因素對分析模型帶來的影響。7.當(dāng)局部建筑容積率超過4時，可以認(rèn)為是高層建筑密集區(qū)域。研究表明，這類區(qū)域由于顯著的土體-結(jié)構(gòu)相互作用，會導(dǎo)致每棟建筑的輸入地震波發(fā)生顯著改變，直接選取自由場地表面地震動記錄或模擬結(jié)果可能會存在抗震性能的高估或低估，因此，在計(jì)算能力允許的情況下，宜考慮建筑群與場地之間的相互作用。4.1.3分級編碼確定的主要依據(jù)如下：根據(jù)普查資料，構(gòu)建了典型代表性城市建筑群。通過建筑群彈塑性分析得到每個城市建筑破壞比例，再根據(jù)各類型建筑屬性與建筑破壞比例的關(guān)系，建立建筑抗震設(shè)防水平與建筑屬性數(shù)據(jù)的映射關(guān)系，進(jìn)而確定分級編碼。4.2.1一致輸入指分析區(qū)域內(nèi)建筑均采用同樣的地震動作為輸入，非一致輸入或多點(diǎn)輸入是指不同位置處的建筑采用不同的地震動輸入。其中：(1)所謂局部突出地形主要是指山包、山梁和懸崖、陡坎等，情況比較復(fù)雜，且對地震動影響較大，此時應(yīng)采用非一致輸入。(2)當(dāng)分析區(qū)域?yàn)榻ㄖ卓偯娣e與用地面積之比超過50%且建筑容積率超過4的高層建筑密集區(qū)域時，場地-城市效應(yīng)對地震輸入的影響較大，需要予以考慮。4.2.3此項(xiàng)規(guī)定主要針對實(shí)測強(qiáng)震動記錄和人工模擬地震動而言。有效持時的要求主要是保證結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的位移可按照基本周期往復(fù)一定次數(shù)。4.2.5強(qiáng)震動記錄應(yīng)包含地震、臺站、記錄和強(qiáng)震儀器的元數(shù)據(jù)，參考《強(qiáng)震動觀測技術(shù)規(guī)程》DB/T64的規(guī)定，具體應(yīng)包括：a)地震元數(shù)據(jù)：地震名稱、發(fā)生時間、經(jīng)緯度、震級、震源深度。b)臺站元數(shù)據(jù)：臺站名稱、代碼、震中經(jīng)緯度，臺址的場地資料。c)記錄元數(shù)據(jù)：加速度、速度和位移記錄的峰值，記錄時長、采樣率，記錄文件編號和相應(yīng)的存儲光盤編號。d)強(qiáng)震儀器元數(shù)據(jù)：儀器型號、序列號、主要性能指標(biāo)和參數(shù)值等。4.2.6選擇合適的地震加速度時程需要滿足地震動頻譜特性、有效峰值和持續(xù)時間等三要素的要求。考慮多組地震輸入的原因是因?yàn)椴煌卣饎訒r程動力分析結(jié)果不同，可以根據(jù)小樣本容量的計(jì)算結(jié)果來估計(jì)結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。5.1.1本標(biāo)準(zhǔn)針對城市中量大面廣且平立面布置較為規(guī)則的建筑，建議采用多自由度集中質(zhì)量層模型，從而保障分析結(jié)果的可靠性，并控制城市海量建筑的計(jì)算分析工作量。多自由度集中質(zhì)量層模型的建模、參數(shù)確定與彈塑性時程分析計(jì)算宜通過程序自動化實(shí)現(xiàn)，從而降低基于本方法開展震害評估的難度。5.1.5當(dāng)建筑存在《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010中3.4.3條所述的豎向或平面不規(guī)則時，多自由度集中質(zhì)量剪切層模型的樓層剛度參數(shù)k0宜根據(jù)建筑的實(shí)際情況確定。5.1.6本章給出的建筑參數(shù)主要是針對規(guī)則建筑，當(dāng)建筑存在《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010中3.4.3條所述的豎向或平面不規(guī)則時，多自由度集中質(zhì)量彎剪耦合模型的樓層彎曲剛度參數(shù)與剪切剛度參數(shù)取值宜根據(jù)實(shí)際情況確定。5.1.8對于按照抗震規(guī)范設(shè)計(jì)的建筑，各層設(shè)計(jì)剪力應(yīng)根據(jù)建筑設(shè)計(jì)年代對應(yīng)的規(guī)范采用。對于加固建筑，各層設(shè)計(jì)剪力應(yīng)根據(jù)建筑加固設(shè)計(jì)年代對應(yīng)的規(guī)范采用。5.1.9由于缺乏抗震設(shè)計(jì)的建筑物各層峰值承載力離散性較大，其取值宜按照建筑的實(shí)際情況確定，并建議在模型中考慮一定程度的承載力離散性。5.1.10通過5.1.6條計(jì)算得到的彎曲剛度Ⅱ和剪切剛度Ψ