底部剪力比与水平向减震系数概念相同吗？

引言：

今年9月1日“隔标”（《建筑隔震设计标准》（GB/T 51408-2021））将开始实施，相信大家都已经开始学习。SAUSG小伙伴的一些学习成果可见往期文章（《建筑隔震设计标准》（GB/T 51408-2021）学习体会）。

“隔标”与“抗规”（《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010））中的隔震设计方法不同，不再采用通过计算“水平向减震系数”进行分部设计，而是采用整体设计法。在“隔标”有关抗震措施确定的规定中，出现了一个“底部剪力比”的概念，它与“抗规”中的“水平向减震系数”是否相同呢？今天我们就来讨论一下。

水平向减震系数：

我们先简单回顾下“抗规”中的“水平向减震系数”。“水平向减震系数”是分部设计法的重要概念，出自“抗规”12.2.5条第2款，即：对于多层建筑，为按弹性计算所得的隔震与非隔震各层层间剪力的最大比值。对高层建筑结构，尚应计算隔震与非隔震各层倾覆力矩的最大比值，并与层间剪力的最大比值相比较，取二者的较大值。“水平向减震系数”通常采用时程分析法按设计基本地震加速度输入进行计算。

“水平向减震系数”用于确定隔震后水平地震作用计算的水平地震影响系数（“抗规”12.2.5条第2款）。同时，对于隔震层以上的上部结构的抗震措施，当“水平向减震系数”小于0.4时（设置阻尼器时为0.38）可适当降低，但烈度降低不得超过1度（“抗规”12.2.7条第2款）。

底部剪力比：

“底部剪力比”出自“隔标”第6.1.3条有关抗震措施的规定中，是指设防地震作用下建筑结构隔震后与隔震前上部结构底部剪力之比。

隔震结构底部剪力比不大于0.5时，上部结构可按本地区设防烈度降低1度确定抗震措施（“隔标”第6.1.3条第2款）。

两者一样么

“底部剪力比”和“水平向减震系数”在概念上有较为相似之处，但是区别也非常明显，具体异同如表1所示。

由表1可见，“水平向减震系数”和“底部剪力比”两者虽然都是通过在设防地震作用下计算隔震模型与非隔震模型的剪力比，但对剪力比的取值及应用则有较大区别。首先，“水平向减震系数”要考虑各楼层剪力比（高层需考虑倾覆力矩比）的最大值，而“底部剪力比”仅考虑底部剪力比即可。其次，“水平向减震系数”通过折减水平地震影响系数进而计算地震作用，并可据此降低抗震措施。而“底部剪力比”仅应用于降低抗震措施。

“减规”（《建筑消能减震技术规程》（JGJ 297-2013））第6.4.4条对主体结构抗震构造措施的规定中已有类似的“地震剪力比”概念。其中第2款中规定：当消能减震结构的抗震性能明显提高时，主体结构的抗震构造措施要求可适当降低，降低程度可根据消能减震主体结构地震剪力与不设置消能部件的结构的地震剪力之比确定，最大降低程度应控制在1度以内。当消能减震的地震影响系数不到非消能减震的50%时，主体结构的构造措施可降低一度执行。

“减规”中的“地震剪力比”与“隔标”中的“底部剪力比”计算方法及作用基本一致。区别在于：1）减震结构设计中，剪力比为减震模型与非减震模型（不设置消能部件的结构）的剪力比值；隔震结构设计中，剪力比为隔震模型与非隔震模型的剪力比值；2）隔震设计按设防地震水准考虑地震作用，而减震设计按多遇地震考虑地震作用。

总结

可见，“隔标”中的“底部剪力比”不同于“抗规”中的“水平向减震系数”，而类似于“减规”中的“地震剪力比”。“隔标”已不再采用分部设计的方式进行隔震设计，隔震与非隔震模型计算结果的对比只对构造措施产生影响。

隔震结构直接分析设计软件SAUSG-PI已经实现基于非线性分析结果的隔震结构设计，同时也兼顾“抗规”的水平向减震系数法，期望帮助工程师实现精细化的隔震结构设计。