浅论罕遇地震计算在非性能设计时的应用

李忠渝

中煤科工集团重庆设计研究院有限公司 重庆 400042

正文：

1 导言

结构设计过程中，普通项目的承载力验算一般都是取多遇地震的地震动参数计算构件的弹性地震作用和相应的地震作用效应。所谓的罕遇地震计算一般都在复杂项目，超限项目的性能设计时才采用。是不是普通项目就没有进行罕遇地震计算的必要呢？如果有必要，哪些项目应该采用罕遇地震计算，罕遇地震计算的意义何在？现结合一些工程实例，粗浅地讨论一下这个问题。

2 案例分析

2.1 位于某6度抗震设防地区的某高层综合体项目，采用钢筋混凝土框架剪力墙结构，地下1层作为车库和设备用房，地下室高度-5.3米，地上12层作为商业，办公和酒店，地上部分高度49.3米，基顶嵌固。其中地上一、二层局部（建筑平面的一角）作为汽车销售展厅。为了保证该展厅拥有较大的空间，位于该展厅水平投影上方的酒店房间竖向构件需要局部转换。

与抗震有关的计算条件：地震烈度6度，设计地震分组一组，场地类别Ⅱ类，特征周期0.35秒，地震影响系数最大值0.04，框架和剪力墙抗震等级均为三级，采用振型组合方法计算，得到的转换构件配筋简图如下 ( 单位 ： cm*cm )（为了直观，只截取了一榀框架的计算结果）

在任何条件都不变的情况下，再采用罕遇地震进行计算，得到的转换构件配筋简图如下

通过上面两种计算结果的直观比较，可以发现在罕遇地震情况下，转换梁的内力有较大的增加，表现出来就是配筋比多遇地震下的计算结果将近大了1.6倍，甚至在罕遇地震条件下，转换柱的截面都出现了超筋的情况，这时候为了做到强柱弱梁，我们还有必要加大转换柱的截面。

2.2 另一位于某6度抗震设防地区的四层商业，建筑在平面的端部设置了一部观光电梯疏散楼梯，因为层数较少，从满足承载力的角度和经济性的角度考虑，通常只需要在电梯和楼梯四角设L型异形柱，采用异型柱框架结构就能满足要求，但是当我们采用罕遇地震下的计算分析，就会发现异型柱会出现塑性铰破坏，疏散楼梯一旦破坏，就不能满足安全需求。所以这个时候就应该调整结构布置，采用剪力墙结构，在楼梯周边和电梯井四周布置剪力墙，就能提高竖向构件的承载力，解决安全问题。

3 罕遇地震计算方法：

在罕遇地震计算的时候需要注意的是与多遇地震相比一些计算参数的变化，比如水平地震影响系数最大值与多遇地震时不同，不需要考虑与抗震等级有关的增大系数，另外特征周期按规范要求也应比多遇地震增加0.05S，这是比较容易被忽略的地方，应加以注意。

上述案例采用的是振型分解反应谱法，该法计算简单，耗时短，计算时容易实现。有条件或时间允许的情况下，还可以采用时程分析法进行补充验算，采取两者的计算结果包络设计。

4 结语：罕遇地震应用范围及意义

抗震设计时我们常提的抗震设防三个水准目标：“小震不坏，中震可修，大震不倒”我们在结构布置的时候应尽可能使结构的整体性，承载力和刚度在平面内及沿高度均匀分布，避免突变和应力集中。但是当建筑功能需要，结构布置以及设计必须要在满足安全第一的条件下为建筑服务，出现类似上述案例中局部转换的情况，我们要能预估和控制结构及构件塑性铰区可能出现的部位和范围，使结构能够具有较高的延性并具备多道防线。所以这时候虽然没有规范明确要求我们进行罕遇地震下的设计，我们可以进行灵活的设定目标，遇到上述案例中出现的局部转换，以及不规则布置的抗侧力构件时，针对这些关键构件进行罕遇地震下的计算分析，并采取相应的抗震措施，使结构的承载能力具有足够的可靠度，最终实现罕遇地震下大震不倒的设防要求。