建筑机电工程抗震设计规范 GB50981-2014 >

3.4 地震作用计算

3.4.1 建筑机电工程设备应根据所属建筑抗震要求、所属部位采用不同功能系数、类别系数进行抗震计算，建筑机电设备构件的类别系数和功能系数可按表3.4.1的规定确定，并应符合下列规定：
      1 高要求时，外观可能损坏但不影响使用功能和防火能力，可经受相连结构构件出现1.4倍以上设计挠度的变形，其功能系数应大于等于1.4；
      2 中等要求时，使用功能基本正常或可很快恢复，耐火时间减少1/4，可经受相连结构构件出现设计挠度的变形，其功能系数应取1.0；
      3 一般要求时，多数构件基本处于原位，但系统可能损坏，需修理才能恢复功能，耐火时间明显降低，只能经受相连结构构件出现0.6倍设计挠度的变形，其功能系数应取0.6。
表3.4.1 建筑机电设备构件的类别系数和功能系数
3.4.2 当计算两个连接在一起、抗震措施要求不同的建筑机电设备时，应按较高要求进行抗震设计。建筑机电设备连接损坏时，不应引起与之相连的有较高要求的机电设备失效。
3.4.3 下列建筑机电设备应进行抗震验算：
      1 7度~9度时，电梯提升设备的锚固件、高层建筑上的电梯构件及其锚固；
      2 7度~9度时，建筑机电设备自重大于1.8kN或其体系自振周期大于0.1s的设备支架、基座及其锚固。
3.4.4 建筑机电工程的地震作用计算方法，应符合下列规定：
      1 各构件和部件的地震力应施加于其重心，水平地震力应沿任一水平方向；
      2 建筑机电工程自身重力产生的地震作用可采用等效侧力法计算；对支承于不同楼层或防震缝两侧的建筑机电工程，除自身重力产生的地震作用外，尚应同时计算地震时支承点之间相对位移产生的作用效应；
      3 建筑机电设备(含支架)的体系自振周期大于0.1s，且其重力大于所在楼层重力的1%，或建筑机电设备的重力大于所在楼层重力的10%时，宜进入整体结构模型进行抗震计算，也可采用楼面反应谱方法计算。其中，与楼盖非弹性连接的设备，可直接将设备与楼盖作为一个质点计入整个结构的分析中得到设备所受的地震作用。
3.4.5 当采用等效侧力法时，水平地震作用标准值宜按下式计算：
F=γηζ1ζ2αmaxG（3.4.5）
式中：
F——沿最不利方向施加于机电工程设施重心处的水平地震作用标准值；
γ——非结构构件功能系数，按本规范第3.4.1条执行；
η——非结构构件类别系数，按本规范第3.4.1条执行；
ζ1——状态系数；对支承点低于质心的任何设备和柔性体系宜取2.0，其余情况可取1.0；
ζ2——位置系数，建筑的顶点宜取 2.0，底部宜取1.0，沿高度线性分布；对结构要求采用时程分析法补充计算的建筑，应按其计算结果调整；
αmax——地震影响系数最大值；可按本规范第3.3.5条中多遇地震的规定采用；
G——非结构构件的重力，应包括运行时有关的人员、容器和管道中的介质及储物柜中物品的重力。
3.4.6 建筑机电工程设施或构件因支承点相对水平位移产生的内力，可按该构件在位移方向的刚度乘以规定的支承点相对弹性水平位移计算，并应符合下列规定：
      1 建筑机电工程设施或构件在位移方向的刚度，应根据其端部的实际连接状态，分别采用刚性连接、铰接、弹性连接或滑动连接等简化的力学模型；
      2 分段防震缝两侧的相对水平位移，宜根据使用要求确定；相邻楼层的相对弹性水平位移△u， 应按下式计算：
△u=[θe]h（3.4.6）
式中：
[θe]——弹性层间位移角限值，宜按表3.4.6采用；
h——计算楼层层高(m)。
表3.4.6 弹性层间位移角限值
3.4.7 当采用楼面反应谱法时，建筑机电工程设施或构件的水平地震作用标准值宜按下式计算：
F=γηβsG（3.4.7）
式中：βs——建筑机电工程设施或构件的楼面反应谱值。

条文说明
3.4 地震作用计算
3.4.1 建筑附属机电设备进行抗震验算时采用的功能系数可按表1和表2选用：
表1 建筑非结构构件的功能系数
表2 不同性能状况下建筑非结构构件功能系数选取建议
3.4.3 本条对于大于1.8kN的设备参照本规范第3.1.6条的规定执行。
3.4.4 计算建筑附属机电设备自振周期时，一般采用单质点模型。对于支承条件复杂的机电设备，其计算模型应符合相关设备标准的要求。条文中建筑机电设备的重力大于所在楼层重力的10%时一般是指高位水箱、出屋面的大型塔架等。
3.4.5 位置系数：凡采用时程分析法补充计算的建筑，应按时程分析法计算结果调整顶点的取值(取顶部与底部地震绝对加速度反应的比值)。
      对特别不规则的建筑、甲类建筑和表3所列高度范围的高层建筑，结构的抗震设计应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算。
表3 采用时程分析法的房屋高度范围
3.4.7 楼面反应谱计算的基本方法是随机振动法和时程分析法，当非结构构件的材料与主体结构体系相同时，可直接利用一般的时程分析软件得到；当非结构构件的重力很大，或其材料阻尼特性与主体结构明显不同，或在不同楼层上有支点，需采用能考虑这些因素的技术软件进行计算。通常将建筑机电工程设施或构件简化为支承于结构的单质点体系，对支座间有相对位移的建筑机电工程设施或构件则采用多支点体系，按相应方法计算。
      建筑机电工程设施或构件的楼面反应谱值，取决于设防烈度、场地条件、建筑机电工程设施或构件与结构体系之间的周期比、质量比和阻尼，以及建筑机电工程设施或构件在结构的支承位置、数量和连接性质。

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