4.4 地震作用

4.4.1  高耸结构根据使用功能和重要性的不同，将结构划分为四类设防，对应于每种设防标准，结构抗震设计的计算和构造要求也不同，直接涉及高耸结构的安全性和经济性。

    本条是根据现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223-2008中关于建筑工程的四个抗震设防类别进行划分的。

4.4.3  高耸结构的抗震性能目标可按现行行业标准《高层混凝土结构技术规程》JGJ 3的相关规定并结合高耸结构的自身特点确定。

4.4.4  弹性反应谱理论仍是现阶段抗震设计的最基本理论，本标准的设计反应谱以地震影响系数曲线的形式给出，并有如下重要改进：

    (1)设计反应谱周期延至6s。根据地震学研究和强震观测资料统计分析，在周期6s范围内，有可能给出比较可靠的数据，也基本满足了国内高耸结构的抗震设计需要。对于长周期大于6s的结构，抗震设计反应谱应进行专门研究。

    (2)理论上，设计反应谱存在两个下降阶段，即速度控制段和位移控制段，在加速度反应谱中，前者衰减指数为1，后者衰减指数为2。设计反应谱是用来预估建筑结构在其设计基准期内可能经受的地震作用，通常根据大量实际地震记录的反应谱进行统计并结合工程经验判断加以规定。为保持标准的延续性，在T≤5T_g范围内与《建筑抗震设计规范》GB 50011-89相同，把《建筑抗震设计规范》GB 50011-89的下平台改为倾斜段，使T＞5T_g后的反应谱值有所下降，不同场地类别的最小值不同，较符合实际反应谱的统计规律。在T＝6T_g附近，新的反应谱比《建筑抗震设计规范》GB 50011-89约增加15％，其余范围取值的变动更小。

    (3)为了与我国地震动参数区划图接轨，根据地震动参数区划的反应谱特征周期分区和不同场地类别确定反应谱特征周期T_g，即特征周期不仅与场地类别有关，而且还与特征周期T_g分区有关，同时反映了震级大小、震中距和场地条件的影响。T_g分区中的一区、二区、三区分别反映了近、中、远震影响。为了适当调整和提高结构的抗震安全度，各分区中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地的特征周期较《建筑抗震设计规范》GB 50011-89的值约增大了0.05s。同理，罕遇地震作用时，特征周期T_g值也适当延长。这样处理比较接近近年来得到的大量地震加速度资料的统计结果。与《建筑抗震设计规范》GB 50011-89相比，安全度有一定提高。

4.4.5  现阶段采用抗震设防烈度所对应的水平地震影响系数最大值αmax，多遇地震烈度和罕遇地震烈度分别对应于50年设计基准期内超越概率为63％和2％～3％的地震烈度，也就是通常所说的小震烈度和大震烈度。为了与新的地震动参数区划图接口，表4.4.5中的αmax沿用标准6度、7度、8度、9度的所对应的设计基本加速度之外，对于7度～8度、8度～9度之间各增加一档，用括号内的数字表示，分别对应于现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010附录A中的0.15g和0.30g。

    高耸结构阻尼比的确定与现行国家标准《构筑物抗震设计规范》GB 50191统一，明确其数值。由于本标准对高于200m以上的塔推荐使用振动控制技术，故本条规定加振动控制设备的高耸结构的阻尼比可按“等效阻尼比”取值。

    对于周期大于6.0s的高耸结构所采用的地震影响系数，应专门研究。

    本条在原标准基础上增加了“设防地震”的水平地震影响系数。此修改是根据现行行业标准《高层混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010关于结构抗震性能的设计和相关规定，根据结构抗震性能目标，高耸结构应能满足设防地震作用下弹性的要求。

4.4.6  本条在原标准基础上补充了四类高耸结构在多遇地震、设防地震、罕遇地震作用下阻尼比的取值。

    考虑到不同结构类型的抗震设计需要，提供了不同阻尼比(0.01～0.20)地震影响系数曲线相对于标准的地震影响系数α(阻尼比为0.05)的修正方法。根据实际强度记录的统计分析结果，这种修正可分两段进行：在反应谱平台阶段(α＝α_max)，修正幅度最大；在反应谱上升阶段和(T＜T_g)和下降段(T＞T_g)，修正幅度变小；在曲线两端(0s和6s)，不同阻尼比下的α系数趋向接近。

表达式为：

    对应于不同阻尼比计算地震影响系数的调整系数(表2)，条文中规定，当η₂＜0.55时取0.55；当η₁＜0.0时取0.0。

表2  地震影响系数