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prEN 1998-1:2003(E)
混凝土结构物的具体规定
5.1一般规定
5.1.1应用范围
(1)第5节适用于地震地区的钢筋混凝土建筑的设计，以后称为混凝土建筑。同时介绍了整体现浇和预制建筑。
(2)本节未完全涵盖4.2.2中采用平板框架作为主要抗震构件的混凝土建筑。
(3)适用于混凝土建筑设计EN 1992-1-1:2004。以下规则是对EN 1992-1-1:2004所给出的规则的补充。
5.1.2术语和定义
(1)第5节中使用下列术语，其含义如下:
最不利位置
主要抗震构件发生最不利作用效应组合(M, N, V, T)和塑性铰可能形成的位置。
注意:混凝土建筑的关键区域是耗散区。在本节的相关条款中，对每一类主要抗震构件的临界区长度进行了定义。
梁
结构元件主要受横向荷载和规范设计的轴力nu;d = NEd/Ac fcd 不大于0,1(压缩为正)的构件。
注意:横梁一般是水平的。
柱
结构单元，通过轴向压力来支撑重力荷载或受到规范设计轴向力nu;d = NEd/Ac fcd 大于0,1。
注意:一般来说，柱是垂直的。
墙
支撑其他构件并具有长厚比lw/ bw大于4的拉长截面的结构构件。
注意:一般情况下，墙的平面是垂直的。
延性墙
墙体固定在基础上，以防止基础相对于结构系统的其他部分的旋转，并在其基础之上的无开口或大穿孔的弯曲塑性铰区中设计和详细耗散能量。
EN 1998-1:2004 (E)
大型轻质加筋墙
横截面尺寸较大的墙，即横截面尺寸lw 至少等于4m或墙高度hw的三分之二在抗震设计的情况下，预期会发展有限的开裂和非弹性行为。
注:这样的墙可以将地震能量转化为势能(通过结构体的临时隆起)，以及通过刚体晃动在土壤中耗散的能量等。由于其尺寸的限制，或者由于基底缺乏固结性，或者由于与大横墙的连通性阻碍了基底塑性铰的转动，不能有效地设计成通过基底塑性铰来耗散能量。
耦合墙
由两个或多个单一墙体组成的结构单元，通过充分延性梁(“耦合梁”)以规则的方式连接，如果单独工作，能够减少至少25%的单个墙体的基础弯矩之和。
墙系统
竖向和侧向荷载均主要由竖向结构墙来抵抗的结构体系，竖向结构墙可以是耦合的，也可以是不耦合的，其在建筑基础处的剪力超过整个结构体系总剪力的65%。
注1:在本定义和以后的定义中，在抗震设计情况下，可以用剪力的比例来代替剪力的比例。
注2:如果系统中包含的墙体的大部分总剪力是由耦合墙提供的，则该系统可被认为是一个耦合墙系统。
框架系统
竖向和侧向荷载均主要由空间框架承担的结构体系，其在建筑基础处的剪力超过整个结构体系总剪力的65%。
双系统
在这种结构体系中，对竖向荷载的支持主要由空间框架提供，对横向荷载的抗力部分由框架系统贡献，部分由结构墙贡献，耦合或非耦合。
frame-equivalent双系统
双体系，即建筑基础处框架体系的抗剪承载力大于整个结构体系总抗剪承载力的50%。
wall-equivalent双系统
双体系结构，建筑基础墙的抗剪承载力高于整个结构体系总抗震承载力的50%。
扭转灵活的系统
没有最小扭转刚度的双或墙系统(见5.2.2.1(4)和(6)注1)这类结构系统的一个例子是由柔性框架和集中在建筑平面中心附近的墙组成的结构系统。
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注2:本定义不包括在垂直服务和设施周围包含若干大面积穿孔墙壁的系统。对于这样的系统，应根据具体情况选择各自总体结构配置的最适当定义。
倒立摆系统
50%或以上的质量在结构高度的上三分之一处，或能量的耗散主要发生在单个建筑单元的底部。
注:单层框架柱顶部沿建筑物的两个主要方向连接，柱的归一化轴力值nu;d 哪里都不超过0,3，就不属于这一类。
5.2设计概念
5.2.1耗能能力和延性等级
(1)抗震混凝土建筑的设计应使结构具有足够的能量耗散能力，而不会大幅降低其对水平和竖向荷载的整体抗力。为此目的，第2节的要求和标准适用。在抗震设计情况下，应提供足够的所有结构构件的抗力，关键区域的非线性变形要求应与计算中假定的整体延性相适应。
(2)在满足5.3的要求的情况下，混凝土建筑也可以选择采用低耗散能力和低延性设计，仅适用EN 1992-1-1:2004的抗震设计规则，而忽略本节给出的具体规定。对于非基础隔离的建筑(见第10节)，这种替代设计，称为L级延性(低)，仅在低地震活动的情况下推荐(见3.2.1(4))。
(3)除本款第(2)项适用的混凝土建筑外，抗震混凝土建筑应设计成具有能量耗散能力和整体延性。如果延性需求涉及到全球范围内的大量结构扩展到不同的元素和所有楼层的位置，则确保了整体的延性行为。为此，韧性破坏模式(如弯曲)应先于具有足够可靠性的脆性破坏模式(如剪切)。
(4)按照本条第(3)款设计的混凝土建筑，根据其滞回耗散能力，分为两个延性等级DCM(中等延性)和DCH(高延性)。这两类建筑的设计、尺寸和细节都符合特定的抗震规定，使结构在反复的反向荷载下发展出与滞回能量耗散相关的稳定机制，而不遭受脆性破坏。
(5)P为了在延性等级M和H中提供适当的延性，每个等级都应满足所有结构构件的具体规定(见5.4 - 5.6)。针对两类延性的可用延性不同，每一类采用不同的行为因子q值(见5.2.2.2)。
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注:有关M和H级延性等级使用的地理限制可在相关的国家附件中找到。
5.2.2结构类型及行为因素
5.2.2.1结构类型
(1)混凝土建筑应根据其在水平地震作用下的性能分为下列结构类型之一(见5.1.2):
a)框架系统;
b)双系统(框架或墙等效);
c)延性墙体系统(耦合或非耦合);
d)大型轻加筋墙体体系;
e)倒立摆系统;
f)扭转柔性系统。
(2)除了那些被归类为扭转柔性系统外，混凝土建筑在一个水平方向上可以归类为一种结构系统，在另一个水平方向上可以归类为另一种结构系统。
(3)如在有关的水平方向上，至少包括两堵水平尺寸不少于4.0米或2h w/3的墙，则该墙系统须列为大型轻加筋墙系统，取较少者，在抗震设计情况下，共支撑至少20%以上总重力荷载，具有基本周期T1，假设转动时在基座上的固定，小于或等于0.5 s。在两个方向中的一个方向上只有一个墙体满足上述条件就足够了，条件是:(a)行为因子的基本值qo，在那个方向上除以因子1.5除以表5.1和(b)中给出的值，在正交方向上至少有两个满足上述条件的壁。
(4)前四种类型的系统(即两种类型的框架系统、双层系统和墙体系统)在水平方向上都应具有满足表达式(4.1b)的最小抗扭刚度。
(5)对于垂直构件在平面上均匀分布的框架或墙体系统，可以认为不需要进行分析验证就满足了本款第(4)款中规定的要求。
(6)没有按照本款(4)规定的最低抗扭刚度的框架、双层或墙体系统应归入抗扭柔性系统。
(7)如果结构体系不符合上述(3)要求的大型轻加筋墙体体系，则其所有墙体都应设计为延性墙体。
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5.2.2.2水平地震作用的行为因素
(1)在3.2.2.5(3)中介绍的计算耗能能力的行为因子q的上限值，应针对每个设计方向推导如下:
(5.1)
在
qo 是性能因素的基本值，取决于结构系统的类型及其在高程上的规律性(见本款第(2)款);
kw 是反映有墙结构系统的主要破坏模式的因素(见本款(11))。
(2)对于符合4.2.3.3的规则立面的建筑物，qo 表5.1给出了各种结构类型。
表5.1行为因子q的基本值o, 适用于标高规律的系统
|
结构类型 |
DCM |
DCH |
|
框架体系、双体系、耦合墙体系 |
3.0alpha;u/alpha;1 |
4.5alpha;u/alpha;1 |
|
非耦合墙系统 |
3.0 |
4.0alpha;u/alpha;1 |
|
扭转灵活的系统 |
2.0 |
3.0 |
|
倒立摆系统 |
1.5 |
2.0 |
(3)对于标高不规律的建筑物，qo 应减少20%(见4.2.3.1(7)和表4.1)。
(4)
alpha;1
alpha;u
alpha;1 和alpha;u 定义如下:
为水平抗震设计作用的乘积值，以使结构中任何构件在所有其他设计作用保持不变的情况下，首先达到抗弯承载力;
水平抗震设计作用的值是否乘以，以便在一些截面中形成足够发展的塑性铰。
整体结构不稳定，而所有其他设计动作保持不变。因子alpha;u 可以从非线性静态(pushover)全局分析中得到。
(5)当乘数alpha;u/alpha;1 未通过显式计算评估，对于规划规则的建筑，以下的alpha;u/alpha;1 可以使用。
a)帧或帧等效双系统。
minus;单层建筑:alpha;u/alpha;1= 1.1;
minus;单层框架:alpha;u/alpha;1= 1.2;
minus;多层、多隔间框架或框架等效的双重结构:alpha;u/alpha;1= 1.3。
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b)墙壁或墙壁等效双系统。
minus;每个水平方向只有两个未耦合墙的墙系统:alpha;u/alpha;1= 1.0;
minus;其他非耦合墙系统:alpha;u/alpha;1= 1.1;
minus;墙等效双或耦合墙系统:alpha;u/alpha;1= 1.2。
(6)对于平面图不规范的建筑(见4.2.3.2)，alpha;u/alpha;1的近似值(a) 1,0和(b)在本款第(5)中给出的值的平均值。
(7) alpha;u/alpha;1值如果它们是通过非线性静态(pushover)全局分析确认的，则可以使用高于本款第(5)和(6)中给出的值。
(8) alpha;u/alpha;1的最大值在设计中可能使用的值等于1.5，即使在本款(7)中提到的分析得出更高的值。
(9) qo的值如果可以证明在结构的临界区域能保
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