3D3S中新旧抗震规范下结构设计结果比较

3D3S中新旧抗震规范下结构设计结果比较

我国于2010年5月31日发布了建筑抗震设计规范（GB50011-2010）（以下简称为新抗规），并已从2010年12月开始实施。与建筑抗震设计规范（GB50011-2001）（以下简称为旧抗规）相比，规范条文在地震的分析以及构件验算方面都作了较大改动，3D3S软件研发部已经根据新的建筑抗震设计规范对对软件进行了调整，使软件用户能够使用新的抗震规范（GB50011-2010）对结构进行分析和验算，3D3S钢结构部分针对新的抗震规范进行的软件具体调整如下：

1. 承载力抗震调整系数

GB50011-2010

柱，梁，支撑 强度 0.75 柱，支撑 稳定 0.8

2. 内力放大系数

GB50011-2001

柱，梁 0.75 支撑 0.8

软件修改

修改承载力抗震调整系数，梁的稳定调整系数仍取0.75。

GB50011-2010 GB50011-2001

软件修改

取消中心支撑的内力放大系数1.5。

新规范中取消了对于支撑人字形和V形支撑组合的内力设计值的内力增大系数 应乘以增大系数，其值可采用1.5。

3. 抗震等级系数

GB50011-2010 GB50011-2001

?——强柱系数，

软件修改

超过6层的钢框架，6度IV增加抗震等

类场地和7度时可取1.0， 级系数以确?——强柱系数，一级取1.15，二级取1.10，

定?。 8度时可取1.05，

三级取1.05；

9度时可取1.15。

pcpb1?W(fyc?N/Ac)??(?Wfyb?Vpbs)

4. 框架结构长细比的调整 GB50011-2010 GB50011-2001 1.不超过12层的钢框架柱的长细比，6~8度时不应大于1209度时不235/fay，软件修改 框架柱的长细比： 一级不应大于60235/fay， 二级不应大于80235/fay， 三级不应大于100四级时不应大于120235/fay， 235/fay。 应大于100235/fay。 2.超过12层的钢框架柱的长细比具体限值为： 9度：60235/fay； 8度：60235/fay； 7度：80235/fay； 6度：120235/fay。 根据新规范对程序中框架柱长细比的计算进行调整。

5. 构件腹板宽厚比

GB50011-2010 GB50011-2001

框架梁、柱板件宽厚比应符合下列规定： 1. 不超过12层框架的梁、柱板件宽厚

软件修改

框架梁、柱板件宽厚比，应符合GB50011-2010表8.3.2规定。

注：不以层数区别，按抗震等级分类。

根据新规范

比应符合GB50011-2001表8.3.2-1

对程序中腹

的要求。

板高厚比的

2. 超过12层框架梁、柱板件宽厚比应

计算进行调

符合GB50011-2001表8.3.2-2的规

整。

定。 注：按抗震烈度分类。

6. 中心支撑的杆件长细比和板件宽厚比限值 GB50011-2010 中心支撑的杆件长细比和板件宽厚比限值应符合下列规定： 1. 支撑杆件的长细比，按压杆设计时，不GB50011-2001 软件修改 中心支撑杆件的长细比和板件厚度应符合下列规定： 1. 支撑杆件的长细比，不宜大于GB50011-2001表8.4.2-1应大于120235/fay；一、二、三级的限值（表略）。 中心支撑不应采用拉杆设计，四级采用 拉杆设计时，其长细比不应大于180。 2. 支撑杆件的板件宽厚比，不 应大于GB50011-2001表2. 支撑杆件的板件宽厚比，不应大于8.4.2-2规定的限值。 GB50011-2010表8.4.1规定的限值。 （表8.4.2-1、表8.4.2-2的注：（表8.4.1的注：表列数值适用于Q235钢，表列数值适用于Q235钢，采用采用其他牌号钢材应乘以235/fay，圆管其他牌号钢材应乘以应乘以235/fay。）

7. 柱长细比的判定 235/fay） 修改对于支撑长细比、板件宽厚比的判别方式； 修改材料牌号对圆管截面的径厚比限值的折减系数。 GB50011-2010 GB50011-2001 软件修改 按单层厂房柱的轴压比来判断柱长细比限值。 （单层）厂房框架柱的长细比，轴压比（单层钢结构厂房）柱的长细比小于0.2时不宜大于150；轴压比不小不应大于120235/fay。 于0.2时，不宜大于120235/fay。

旧抗规对于结构安全性的要求是基于地震等级与地震烈度，而新抗规对于结构安全性的

要求是基于抗震等级，这两者之间是有差别的。使用旧抗规设计的结构在某些情况下将无法满足新抗规的要求。下面给出一个例子：如图1所示简易框架结构，长宽分别为4m和3m，高度15m，每层上的恒载和活载均布值分别为3kN/m2和2.5kN/m2，基本风压为0.45kN/m2，按照建筑荷载规范（GB50009-2001）对体形系数进行取值，地震烈度为7度（0.15g），其他参数使用3D3S软件默认参数。使用旧抗规对结构进行验算及杆件优选，最后使整个结构能

够满足旧抗规的要求。经过优选并进行手工调整后的构件尺寸如下：柱为工字型截面，尺寸为300?180?4?8；梁为两种工字型截面，尺寸为200?100?3?5和260?120?4?6；支撑为双拼角钢截面，截面尺寸为56?8。

图1 图2

任取一根支撑，查看其验算结果，显示杆件长细比为150，符合旧抗震规范中对于7度地震中心支撑长细比的要求，旧抗震规范对于材料为Q235钢的中心支撑的长细比限值如表1所示。

表1钢结构中心支撑长细比限值

类型 不超过12层 按压杆设计 按拉杆设计 6、7度 150 200 120 8度 120 150 90 9度 120 150 60 超过12层

新抗规对于Q235钢中心支撑长细比的要求为8.4.1条第一项：支撑杆件的长细比，按压杆设计时，不应大于120235/fay；一、二、三级中心支撑不应采用拉杆设计，四级采

用拉杆设计时，其长细比不应大于180。图2所示杆件主要承受的力为压力，因此作为压杆来进行验算，当取抗震等级为最低的四级时，杆件长细比限值为120，图2所示杆件绕2轴长细比为146，则该杆件不能满足新抗规中对于长细比的要求，因此需要增大杆件截面。

旧抗规进行计算和验算得到的结果可能无法满足新抗规的要求，如图1所示结构，其中所有支撑在使用旧抗规进行验算时均能满足设计要求，但当使用新抗规进行验算时，所有支撑杆件均无法满足长细比的要求。而两个规范对于其他方面的规定也有很多不同，因此使用新抗规对结构进行分析和验算就变的十分必要了。

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