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《建筑抗震设计规范 GB 50011》答疑

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《建筑抗震设计规范 GB 50011》答疑 中国建筑科学研究院 王亚勇 戴国莹编

1 管理问题

1.1 执行GB 50011-2001抗震规范时,若发现某些条款与以前颂布的国家标准或行业标准规定不一致时如何解决? 根据标准化法,当国家标准与行业标准对同一事物的规定不一致时,应按国家标准执行。当不同的国家标准之间的规定不一致时,应按最新颂布的国家标准执行。

1.2 GB 50011规范附录A中某些地区的设计基本地震加速度与规范中抗震设防烈度所对应的加速度值不同,实际使用时应如何操作?

依据国家质量技术监督局GB50011年2月2日发布的国家标准《中国地震动参数区划图》(GB18306-GB50011)自GB50011年8月1日起实施,对于设计基本地震加速度与原来相比有所变化的地区,则自GB50011年8月1日起应按变化后的加速度值进行抗震设防。

1.3 已按规范进行设计,因种种原因目前尚未施工的工程,施工前是否应按GB50011规范重新修改设计图纸然后施工?

按建设部2002年8月12日建标[2002]212号文件“建设部关于贯彻执行建筑勘察设计及施工质量验收规范若干问题的通”要求,新规范实施日期前的在施工程,执行新版规范有困难时,可按照旧规范执行。新版规范实施日期至2003年1月1日前的在施工程,原则上应按照新规范执行,而按照旧规范设计的在施工程,可按照旧规范继续执行。对2003年1月1日前已签订施工合同而尚未开工的工程,应当按照新版规范修改设计后方可施工。凡在2003年1月1日后签订勘察、设计、施工合同的工程,必须按照新版规范执行。

1.4 设计基准期和设计使用年限有何差别,在设计文件中应如何表述?

按国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001总则的有关规定,我国的建筑结构、结构构件及地基基础的设计规范、规程所采用的设计基准期为50年。同时,根据建筑物的使用要求何重要性,设计使用年限分别采用5年、25年、50年和100年。

所谓设计基准期,是为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数,它不等同于设计使用年限。建筑结构设计所考虑的荷载统计参数,都是按设计基准期为50年确定的,如设计时所采用其他设计基准期,则必须另行确定在该基准期内最大荷载的概率分布及相应的统计参数。

所谓设计使用年限,是借鉴了国际标准ISO2394:1998提出的,又称为服役期、服务期等。设计使用年限是设计时选定的一个时期,在这一给定的时期内,房屋建筑只需进行正常的维护而不需进行大修就能按预期目的使用,完成预定的功能。设计使用年限是《建筑工程质量管理条例》对房屋建筑的地基基础工程和主体结构工程规定的最低保修期限“合理使用年限”的具体化。结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠度,满足安全性、适用性和耐久性的要求。结构可靠度是对结构可靠性的定量描述,即结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。 可见,设计基准期是一个基准参数,它的确定不仅涉及可变作用(荷载),还涉及材料性能,是在对大量实测数据进行统计的基础上提出来的,一般情况下不能随意更改。例如我国规范所采用的设计地震动参数(包括反映谱和地震最大加速度)的基准期为50年,如果要求采用基准期为100年的设计地震动参数,则不但要对地震动的概率分布进行专门研究,还要对建筑材料乃至设备的性能参数进行专门的统计研究。

对于普通房屋和构筑物,在设计文件的总说明中应明确结构(含基础)的设计使用年限为50年;纪念性建筑和特别重要的建筑结构应为100年。设计文件中,不需要给出设计基准期。

1.5 对于设计使用年限为100年及以上的丙类建筑,抗震设防烈度和设计基本地震加速度、抗震措施和抗震构造措施应如何确定?

首先要明确建筑寿命、设计使用年限和设计基准期的含义。

建筑寿命指投入使用的总时间,即从建造开始直到建筑毁坏和丧失使用功能的全部时间。

设计使用年限指设计规定的结构和结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的年限,即房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和一般维护下所应达到的使用年限。当房屋建筑达到设计使用年限后,经过鉴定和维修,仍可继续使用。因此,设计使用年限不同于建筑寿命。同一幢房屋建筑中,不同部分的设计使用年限可以不同,例如,外保温墙体、给排水管道、室内外装修、电气管道、结构和地基基础,可以又不同的设计使用年限。 设计基准期是指为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数,它不同于建筑结构的设计使用年限,也不等同于建筑寿命。我国建筑设计规范所采用的设计基准期为50年,即设计时所考虑荷载、作用、材料强度等的统计参数均是按此基准期确定的。

对于设计使用年限为100年及以上的丙类建筑,结构设计时应另行确定在其设计基准期内的活荷载、雪荷载、风荷载、地震等荷载和作用的取值,确定结构的可靠度指标以及确定钢筋保护层厚度等构件的有关参数的取值。 GB 50011-2001规范采用的三水准设防思想,即多遇地震、基本烈度地震和罕遇地震,通常也称为“小震”、“中震”、“大震”,在设计使用年限为50年时,相应的超越概率分别为63%,10%和2-3%,也可以用地震重现期或回归期T来表示。给定重现期T的地震烈度也就是T年一遇的地震烈度,三水准对应的重现期分别为50年、475年和1975年。GB 50011-2001规范以“中震”烈度(地震基本烈度)I为基础,在平均意义上,将“小震”定义为I-1.55度,“大震”定义为I+1度。实际上,“小震”、“中震”与“大震”的烈度差别是因地而异的,这样定义的烈度差别是一种人为的、便于工程应用的约定。如果仍按上述定义,对于不同的基本地震烈度区,重现期为X的设防烈度可以表示为:

Ia(logX)2blogXc (1)

式中,系数a、b、c可查表1确定:

不同烈度时公式(1)的系数值 表1 系 数 烈度 7 8 9 a 0.02 -0.01 -0.48 b 1.50 1.50 3.68 c 2.85 3.85 2.59 又式(10)和表1可以算出不同设计使用年限的抗震设防烈度,如表2所示:

不同设计使用年限的抗震设防烈度 表2 使用 年限 烈 度 7 8 9 1 4.33 5.33 5.72 5 5.42 6.42 7.41 10 5.88 6.88 7.95 15 6.10 7.10 8.29 20 6.37 7.37 8.48 50 7.00 8.00 9.00 100 7.49 8.49 9.29 150 7.78 8.78 9.43 200 8.01 9.01 9.51 按新的《中国地震动参数区划图A1》,与抗震设防烈度相对应的基本地震加速度(单为:g)可以表示为:

A0.12I7 (2)

按式(2)可以计算出表2中不同设计使用年限的抗震设防烈度所对应的基本地震加速度。当设计使用年限为100年时,7、8、9烈度区所采用的多遇地震(小震)、设防烈度地震(中震)和罕遇地震(大震)对应的加速度峰值示于表3中。

设计使用年限100年的地震加速度峰值(cm/s) 表3

设防烈度 多遇地震 设防烈度地震 罕遇地震 7度 49 140 308 8度 98 280 560 9度 1 540 837 2

1.6 抗震设防区内的超限高层建筑工程应如何上报审查,审查的主要规定和内容有哪些? 根据2002年9月1日起执行的建设部令第111号《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》(原建设部令第59号《超限高层建筑工程抗震设防管理暂行规定》同时废止)的要求,超限高层建筑工程是指超出国家现行规范、规程所规定的适用高度和适用结构类型的高层建筑工程、体系特别不规则的高层建筑工程、以及有关规范、规程规定应当进行抗震专项审查的高层建筑工程。

在抗震设防区内进行超限高层建筑工程的建设时,建设单位应当在初步设计阶段向工程所在地的省、自治区、直辖市建设行政主管部门提出专项审查申请报告,并按有关要求提供申报材料。建设行政主管部门在接到申报材料起25日内,组织专家委员会提出书面专项审查意见,并将审查结果通知建设单位。 专项审查的主要内容包括:建筑的抗震设防分类、抗震设防烈度(或设计地震动参数)、场地抗震性能评价、地基

和基础的设计方案、建筑结构的抗震概念设计、结构总体计算和关键部位计算的工程判断、薄弱部位的抗震措施、使用的计算程序、由于超限所进行的专项试验研究成果以及所采取的比规范规定更强的技术措施等。

超限高层建筑工程的施工图设计文件审查应当由经建设行政主管部门认定的具有超限高层建筑工程审查资格的施工图设计文件审查机构承担。 1.7 近年来在我国伽师、巴楚和云南大姚等地发生强烈地震,从地震时的房屋震害情况看,对抗震设防及抗震

设计工作有什么值得借鉴之处?

从伽师、巴楚和云南大姚等地的震害调查中,有以下几点值得在实际工程的抗震设计和抗震设防工作中借鉴:

(1) 严格执行工程建设强制性标准,搞好新建工程的抗震设防;对原有的未经抗震设防的工程进行抗震加

固,可有效减轻地震灾害的影响;

(2) 建筑工程质量对建筑抗震防灾效果有重大影响,特别是对学校、医院、剧院、办公楼等公关建筑结构,

混凝土强度、砌体砂浆强度、配筋、节点、墙体拉结等应加强质量保证;

(3) 村镇建设中的抗震防灾工作应高度重视,农村自建住宅的综合抗震能力应加强;采取各种简单的措施,

如:木屋架与柱子采用钯钉连接,土坯墙与木构架之间用铁丝、木板拉结,生土房屋采用毛石或砖砌基础、混凝土圈梁等均被证明是行之有效的;

(4) 重视建筑抗震设计,避免采用严重不规则的设计,例如:建筑物平面纵、横向刚度相差过大、砌体结

构采用托墙梁造成上部悬墙、多层房屋底部空旷竖向刚度突变、梁与板共同作用形成强梁弱柱等,使房屋在地震时遭受严重破坏甚至倒塌。

2 适 用 范 围

2.1 GB 50011规范中为何无烟囱、水塔等构筑物的抗震设计内容?

本次建筑抗震规范的修订,已不包括烟囱、水塔等构筑物的抗震设计内容,此部分内容归入修订的《构筑物抗震设

计规范》GB 50191。 2.2 GB 50011规范中为何没有包括钢筋混凝土异型柱结构、短肢剪力墙、混凝土-钢混合结构等结构体系? 对于异型柱结构,目前工程界有各种不同的看法。对于小开间住宅建筑,由于室内柱子隐蔽,可方便使用,在有些

地区很受欢迎。但从安全的角度,则普遍认为由于柱子和框架节点受力复杂、钢筋锚固及施工质量难以保证,异型柱结构属于抗震不利的结构体系。对其研究和震害经验均不深入,因此 GB 50011规范不将其纳入。目前国内有些地区做了试验研究,编写和批准了地方规范,可以作为当地此类建筑抗震设计的依据,并应由地方规范主编单位和建设中各部门负责。若采用异型柱结构由无地方规范作为依据者,属于超规范设计。

短肢剪力墙结构原则上属于抗震墙结构,应按 GB50011规范和《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002进行设

计,符合抗震基本要求和抗震措施要求。试验研究表明,当短肢剪力墙结构满足楼层最小水平地震剪力要求并保证抗震构造措施时,短肢剪力墙结构具有良好的抗震性能。但高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。

混凝土-钢混合结构的抗震设计在《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002中已由规定。

于2000年9月25日分布的《建筑工程勘察设计管理条例》第29条规定,建设工程勘察、设计文件中规定采

用的新技术、新材料,可能影响建设工程质量和安全,又没有国家技术标准的,应当由国家认可的检测机构进行试验、论证,出具检测报告,并经有关部门或者省、自治区、直辖市有关部门组织的建设工程技术专家委员会审定后,方可使用。因此,凡是没有规范、规程作为依据进行设计的建筑结构,均应照此规定执行。

3 抗震设计基本要求

3.1 GB 50011规范中,对建筑抗震设防分类的总原则是什么?为什么乙类建筑不是特别多? 在工程建设国际标准《建筑抗震设防分类标准》(GB50223)条文说明中指出,我国建筑抗震的三水准设防目标,原

则上能保障房屋建筑 在遭遇设防烈度地震影响时,不致有灾难性后果,在遭遇罕遇地震影响时不致倒塌;因此,绝大部分的建筑均可划分为丙类建筑,少数需要提高防倒塌能力的建筑划为乙类建筑。例如,地震破坏后会产生较大社会影响或造成相当大的经济损失,包括城市的重要生命线工程和人流密集的大型公关建筑。

3.2 GB50011规范3.3.3条规定,建筑场地为Ⅲ、Ⅳ类时,对设计基本地震加速度为0.15g和0.3g的地

区,宜分别按8度和9度采取抗震构造措施。对乙类建筑是否要再提高?

按GB50011第3.1.2条规定,抗震设防的乙类建筑,抗震措施比丙类建筑提高,一般情况提高一度。因此,当丙类建

筑按3.3.3条分别按8度和9度采取抗震构造措施时,乙类建筑的抗震构造措施也需分别比8度和9度提高,但不必再提高一度,只需要再适当提高。

3.3 基本烈度小于6度地区的建筑,若按照《建筑抗震设防分类标准》(GB 50223)中有关条文的要求应为乙类,

那么该建筑需要进行抗震设计吗?

根据1994年12月1日实施的《建筑工程抗御地震灾害管理规定》(建设部令第38号)中第四十二条的规定“抗

震设防地区是指地震烈度为6度及6度以上地区和今后可能发生破坏地震的地区。”因此,如果建筑所在地区的地震基本烈度小于6度,通常不需要进行抗震设计。

3.4 面积较大的商业建筑,如何确定其抗震设防类别?带大底盘的高层建筑,下部裙房为商场,上部为住宅楼,若

设置抗震缝分成两个结构单元,可否按每个单元单独划分设防类别?实际设计中应注意哪些问题?

《建筑抗震设防分类标准》(GB50223)第10.0.3条规定,大型的人流密集的多层商场应划为乙类。将大型零售商场

等商业建筑列为乙类,主要考虑是大量人员集中的场所,地震时伤亡的可能性较大。该条规定参照了《商店建筑设计规范》(JGJ48-88)关于商店规模的分级。考虑近年来商场发展情况,当一个区段的建筑面积25000平米或营业面具10000平米以上的商业建筑,人流可达7500人以上(按每位顾客占用营业面积1.35平米计算),应划为乙类建筑。 《建筑抗震设防分类标准》第3.0.1条第5款还规定,“建筑各单元的重要性有显著不同时,可根据局部的单元段划分抗震设防类别。”故设置了抗震缝将结构分为若干单元后,可根据各单元划分抗震设防类别。

对于面积较大的商业建筑,若设置抗震缝分成若干各结构单元,则各单元承担地震作用,彼此之间没有相互作

用,地震发生时两部分结构同时破坏的概率较小,人流疏散也较容易。因此,当每个单元按面积划分属于丙类建筑时,可按丙类建筑进行抗震设防。

当商业建筑与其他建筑合建时应分别判断,并按区段确定其抗震设防类别。对于大底盘高层建筑,当其下部裙房属

于大型零售场的乙类建筑范围时,一般可将其及与之相邻的上部高层建筑二层定为加强部位,按乙类进行抗震设计,其余各层可按丙类进行抗震设计。

实际设计中应注意,由抗震缝分成的每个结构单元应有单独的疏散出入口。

3.5 GB50011规范中2.1.9条和2.1.10条明确了抗震措施和抗震构造措施的概念,如何根据建筑抗震设防分类和

场地类别二者的不同,在设计基本地震加速度下确定抗震措施和抗震构造措施?建筑类别不同时,计算时设计基本地震加速度如何取值?

根据相应的规范条文规定,一般建筑(隔震建筑和消能减振部位除外)在不同的建筑抗震设防分类和场地类别下,

当设计基本地震加速度不同时,抗震措施和抗震构造措施分别按不同烈度取值,见表3-1和表3-2。建筑设防类别不同时,计算时设计基本地震加速度取值见表3-3。

按建筑类别和场地类别调整后的抗震措施(烈度) 表3-1 建筑 类别 甲、乙类 丙类 丁类

按建筑类别和场地类别调整后的抗震构造措施(烈度) 表3-2 建筑 类别 甲、乙类 场地 类别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ、Ⅳ 建筑 类别 丙类 丁类 场地 类别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ、Ⅳ Ⅰ Ⅱ Ⅲ、Ⅳ 设计基本地震加速度(g) 0.05 6 7 7 0.10 7 8 8 0.15 7 8 8+ 0.20 8 9 9 0.30 8 9 9+ 0.40 9 9+ 9+ 场地 类别 Ⅰ~Ⅳ Ⅰ~Ⅳ Ⅰ~Ⅳ 设计基本地震加速度(g) 0.05 7 6 6 0.10 8 7 7 0.15 8 7 7 0.20 9 8 8- 0.30 9 8 8- 0.40 9 9+ 9- 续表 设计基本地震加速度(g) 0.05 6 6 6 6 6 6 0.10 6 7 7 6 7- 7- 0.15 6 7 8 6 7- 7 0.20 7 8 8 7 8- 8- 0.30 7 8 9 7 8- 8 0.40 8 9 9 8 9- 9-

根据建筑类别调整后的计算用设计基本地震加速度(g) 表3-3 建筑 类别 乙、丙、丁类 甲类 设计基本地震加速度(g) 0.05 0.05 0.10 0.10 0.15 0.15 0.20 0.20 0.30 0.30 0.40 0.40 高于本地区设计基本地震加速度,具体数值按批准的地震安全性评价结果确定 注:1、对较小的乙类建筑,如工矿企业的变电所、空压站、水泵房、及城市供水水源的泵房,当其结构改用抗震性

能较好的结构类型,如钢筋混凝土结构或钢结构时,则可仍按本地区设防烈度的规定采取抗震措施,不需提高。 2、8+、9+表示适当提高而不是提高一度,9度时需要专门研究。

3、7-、8-、9-表示可以比本地区设防烈度的要求适当降低。例如对于现浇钢筋混凝土房屋可将部分构造措施按降

低一个等级考虑,对于多层砌体结构房屋按减少一至二层(视具体要求)在表7.3.1或7.4.1中查构造柱或芯柱的设置要求。

3.6 结构的薄弱层、软弱层、转换层、框支层的概念是什么?

薄弱层:该楼层的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%,可以认为,是从结构强度的角度来判断;

软弱层:该楼层的侧向刚度小于相邻上一层的70%,或小于其上相邻三个楼层侧向刚度的80%;除顶层外,局部收

进的水平尺寸大于相邻下一层的25%;可以认为,是从结构刚度的角度判断;

转换层:《高层建筑混凝土结构技术规程》定义,转换层是转换结构构件所在的楼层;二转换构件指:完成上部楼层到下部楼层的结构形式转变,或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构件,包括转换梁、转换垳架、转换板等。地震作用下,转换构件将其上一层的竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑等)的内力由转换层向下传递; 框支层:如果一个结构单元的转换层以上为剪力墙,转换层以下为框架,那么转换层以下的楼层为框支层。

3.7 如何判断结构是否属于扭转不规则以及不规则的程度?

在刚性楼板假定条件下,当计算小震作用的楼层最大弹性水平位移(或层间位移)与该楼层两端弹性水平位移(或

层间位移)平均值的比值大于1.2时,判断为扭转不规则;当比值接近1.5时,判断为特别不规则;当比值大于1.5时,一般判断为严重不规则。此时,计算的弹性水平位移(或层间位移)为代数值,当位移值小于规范限值的50%时,判断严重扭转不规则的比值可以适当放松。

一般情况下,计算水平位移(或层间位移)时,需要考虑偶然偏心的影响;偏心大小的取值,可根据具体情况确定,

不一定取该方向总长度的5%。

还需注意,最大值和平均值的计算,均取楼层中间同一轴线两端的竖向构件计算,不考虑楼板中悬挑的端部。

3.8 结构自振周期、基本周期与设计特征周期、场地卓越周期之间有何关系? 按照行业标准《工程抗震术语标准》(JGJ/97)的有关条文, 自振周期:结构按某一振型完成一次自由振动所需的时间。

基本周期:结构按基本振型(第一振型)完成一次自由振动所需的时间。通常需要考虑两个主轴方向和扭转方向的基本周期。 设计特征周期Tg:抗震设计用的地震影响系数曲线的下降段起始点所对应的周期值,与地震震级、震中距和场地类

别等因素有关。

场地卓越周期:根据场地覆盖层厚度H和土层平均剪切波速Vs,按公式T=4H/Vs计算的周期,表示场地土最主要的

振动特征。

结构在地震作用下的反应与建筑物的动力特性密切相关,建筑物的自振周期是主要的动力特征,与结构的质量和刚度有关,当自振周期、特别是基本周期小于或等于设计特征周期Tg时,地震影响系数取值为max,按规范计算的地震作用最大。

国内外的震害经验表明,当建筑物的自振周期与场地的卓越周期相等或相近时,地震时可能发生共振,建筑物的震

害比较严重。研究表明,由于土在地震时的应力-应变关系为非线性的,在同一地点,地震时场地的卓越周期并不是不变的,而将因震级大小、震源机制、震中距离的变化而不同。

GB50011规范对结构的基本周期与场地的卓越周期之间的关系不做具体要求,即不要求结构自振周期避开场地卓越

周期。事实上,多自由度结构体系具有多个自振周期,不可能完全避开场地卓越周期。 3.9 结构进行抗震设计时,若计算出的第一振型为扭转振型应如何处理?

国内外历次大地震的震害表明,平面不规则、质量与刚度偏心的结构,在地震时会受到严重的破坏。模拟地震振动

台模型试验结果也表明,扭转效应会导致结构的严重破坏。结构进行抗震设计时,若计算出的第一振型为扭转振型,说明结构的抗侧力构件布置不尽合理,导致结构楼层的刚心和质心偏移;抗侧力构件(一般是剪力墙)数量不足;或尽管结构平面对称,但核心筒断面太小,导致整体抗扭刚度偏小。此时应对结构方案进行调整,减小结构平面布置的不规则性,避免产生过大的偏心,或加强结构抗扭刚度,必要时可设置防震缝,将不规则的平面划分为若干相对规则的平面。也可按照GB50011规范3.4.3的有关要求进行抗震分析,并对受扭构件采取加强延性和抗扭的构造措施。

4 场地、地基和基础

4.1 结构抗震设计对工程地质勘察的基本要求有哪些?

结构抗震设计所需要的工程地质勘察内容和要求,除应满足建筑静力设计的勘察要求外,还应满足以下基本要求:

1) 在场地选择时,根据场地的地形、地质和地震地质条件划 分对建筑有利、不利和危险地段; 2) 提供建筑场地类别(对应高层建筑,要求进行土层剪切波速测试,提供土层等效剪切波速和覆盖层厚度,依次划分场地类别;对于层数不超过10层且高度不超过30米的丙类建筑,可案规范提供的经验方法估计土层剪切波速);

3) 提供岩土地震稳定性(如发震断裂、滑坡、崩塌、液化和震陷等)评价;

4) 对需要采用时程分析法进行补充计算的建筑结构,尚应根据设计要求提供土层剖面、场地覆盖层厚度和有关的动力参数,具体的就是提供满足规范要求的地震波。

4.2 采用桩基或诸如CFG桩等措施进行地基处理后是否改变场地类别?

按照GB50011规范2.1.7条对场地的定义,场地是建筑群所在地,其范围在城镇中通常是指不小于1.0km的占地面积。场地在平面和深度方向的尺度与地震波波长相当,比建筑物地基的尺度要大得多。场地类别的划分时所考虑的主要是地震地质条件对地震动的效应,关系到设计用的地震影响系数特征周期Tg的取值。采用桩基或用搅拌桩(水泥固化剂桩,类似CFG桩)处理地基,只对建筑物下卧土层起作用,对整个场地的地震地质特性影响不大,因此不能改变场地类别。

4.3 GB50011规范第4.1.4条第4款“土层中的火山岩硬夹层,应视为刚体,其厚度应从覆盖层中扣除。”该怎样理解? 规范4.1.4条第4款所提到的硬夹层,是特指火山岩夹层(不包括规范第4.1.4条第3款中提到的孤石、透镜体和其他剪切波速大于500m/s的一般硬土层),其剪切波速远未大于500m/s,且其下层土的剪切波速小于500m/s。这样的硬夹层不论厚度多少均应从覆盖层中扣除。 4.4 如何验算建筑结构基础的抗震承载力?

从理论上说,地基基础在地震作用下的响应计算分析属于非弹性半空间的动力学范畴,其理论分析、模拟试验和实物试验比较困难。地震震害资料也相当缺乏,我国1962年~1971年数以万计的房屋震害中,只有43例是地基震害,1976年唐山大地震中7~11度地震烈度区,中软至软弱场地的224个震害中,有明显地基震害的仅7例。由于对基础的抗震性能了解远不如对上部结构的了解,故基础的抗震设计采用经验方法。 GB50011规范第4章规定建筑天然地基基础抗震验算采用“拟静力法”,即假定地震作用如同静力,然后在这种条件下验算基础的承载力,压力的计算采用地震作用效应标准组合,即各分项系数均取1.0的组合。验算时一般只考虑水平的地震作用,只有个别情况下才计算竖向地震作用。不同结构类型的基础抗震承载力验算,可按其它标准规范的规定执行。

4.5 不超过8层且高度在25m以下的一般民用抗震墙结构房屋是否可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算?

GB50011抗震规范4.2.1条列出了可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算的建筑类型,对于不超过8层且高度在25m以下的一般民用抗震墙结构房屋,若其基础荷载与该条所列的建筑相当,则可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算。

4.6 地下室顶板作为钢筋混凝土结构房屋上部结构的嵌固部位时,若考虑建筑使用的要求,楼盖是否可采用无梁楼盖的结构形式?

地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,应满足GB 50011规范6.1.14条的要求。一般说来,如果地下室顶板采用无梁楼盖的结构形式,将难以满足6.1.14条柱端塑性铰位置在±0.0处的要求,故不能采用无梁楼盖的结构形式,而应

2采用现浇梁板结构,且其板厚不宜小于180mm。

4.7 位于地下室内的框支层,是否计入规范允许的框支层数之内?

若地下室顶板作为上部结构的嵌固部位,则位于地下室内的框支层,不计入规范允许的框支层数之内。

5 地震作用和抗震验算

5.1 GB50011规范5.1.3条规定,结构抗震设计时,建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。此时,风荷载参与组合吗?

计算结构重力荷载代表值时,风荷载不参与组合。在进行结构构件截面抗震验算时,地震作用与其他荷载效应的基本组合时,对于风荷载起控制作用的高层建筑,按规范5.4.1条,应考虑风荷载效应。 5.2 6度区的建筑结构是否都不需要进行地震作用计算合截面抗震验算?

GB50011规范3.1.4条和5.1.6条规定部分建筑在6度时可不进行地震作用计算和截面抗震验算,但应符合有关抗震措施要求。对于位移Ⅳ类场地上的较高的高层建筑,诸如高于30m的钢筋混凝土框架结构,高于60m的其他钢筋混凝土民用房屋和类似的工业厂房,以及高层钢结构房屋等,由于Ⅳ类场地反映谱的特征周期Tg较长,结构自振周期也较长,则6度Ⅳ类场地的地震作用值可能与在7度Ⅱ类场地的地震作用值相当,此时仍需进行抗震验算。所以并非所有的建筑在6度区不进行地震作用计算。

另外,对于钢筋混凝土房屋的抗震等级四级以上的结构,截面抗震验算涉及到内力调整,例如,6度区的丙类钢筋混凝土房屋的抗震等级,部分框支抗震墙结构之框支层框架为二级,其他结构中有部分框架为三级,部分抗震墙为三级甚至二级,因此,抗震措施中有许多需进行内力调整计算。 一些不规则的建筑结构,需要在内GB 50011规范3.4.3条进行地震作用效应的调整并对薄弱部位采取有效的构造措施,有时也需要计算。

目前计算机辅助设计的计算程序已提供了6度的抗震计算功能,必要时也可通过相应的程序计算来进行抗震设计。 5.3 对突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等突出屋面的结构进行抗震设计及验算时应注意哪些事项?

GB50011规范第3章关于概念设计的规定中,明确要求结构体系的选型应防止刚度和强度的突变。突出屋面结构明显存在刚度突变,其抗震设计尤应注意采取可靠措施。例如,在计算分析时,第5.2.4条规定采用底部剪力法时,突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应,宜乘以增大系数3,采用振型分解法时,突出屋面部分可作为一个质点进行计算。同时还要根据计算结果加强构造措施。 5.4 突出屋面的屋顶房间何时可按突出屋面的屋顶间计算而不算作一层?

根据GB50011规范第5.2.4条规定采用底部剪力法时,突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应,宜乘以增大系数3。此时相对应的屋顶房间面积不超过标准屋面积的30%。因此,一般认为当突出屋面的屋顶房间面积小于楼层面积的30%时,可按突出屋面的屋顶间计算而不算作一层。 5.5 举例说明考虑双向水平地震的扭转效应时,求出的地震作用如何在实际工程中参与荷载(作用)的组合? 根据强震观测记录的统计分析,两个方向水平地震加速度的最大值不相等,二者之间的比值约为1:0.85,而且两个方向的最大值不一定发生在同一时刻,因此采用平方和开方方法计算两个水平方向地震作用效应的组合。

所谓地震作用效应,是指两个正交方向地震作用在每个构件的同一局部坐标系方向产生的效应(位移和内力)。规范5.2.3条第2款中规定双向水平地震作用的扭转效应组合时,可按公式5.2.3-7和5.2.3-8,即下列公式计算: 对x方向取SxEk 对y方向取SyEk22SxEk(0.85Sxy)2或SxEkSxy(0.85Sxx)2中的较大值; 22Syy(0.85Syx)2或SyEkSyx(0.85Syy)2中的较大值。

式中SxEk、SyEk―考虑x、y两方向水平地震作用的扭转效应(包括弯矩M、剪力V、轴力N及相应的位移)

Sxx-x方向地震作用在局部坐标xi方向产生的地震作用效应; Sxy-y方向地震作用在局部坐标xi方向产生的地震作用效应; Syy-y方向地震作用在局部坐标yi方向产生的地震作用效应;

Syx-x方向地震作用在局部坐标yi方向产生的地震作用效应;

在结构计算中,一般需要计算弯矩M、剪力V、轴力N、扭矩T,以x方向框架角部柱子为例(抗震墙和框架梁以平面内受力为主,双向计算影响不大,结果一般无明显变化,对中柱和边柱的影响一般也较小),具体公式如下: 第一组:Mx1 Nx1 第二组:Mx2 Nx222Mxx(0.85Mxy)2,Vx1Vxx(0.85Vxy)2 2Nx2(0.85Ny)2,Tx1Txx(0.85Txy)2 22Mxy(0.85Mxx)2,Vx2Vxy(0.85Vxx)2 22Ny(0.85Ny)2,Tx2Txy(0.85Txx)2 按不利情况考虑时,若取最大弯矩,如果Mx1>Mx2,则组合时应取Mx1对应的这组值Vx1、Nx1、Tx1,而不管Vx1、

Vx2谁更大的问题。同理,取最大剪力时,则取最大剪力对应的那组弯矩、轴力等;取最大轴力时,则取最大轴力对应

的那组弯矩、剪力等。

对楼层位移u和层间位移△u,也应按上述要求计算双向水平地震位移的组合: 第一组:u1ux(0.85uy),△u1△ux(0.85△uy) 第二组:u2uy(0.85ux),△u2△uy(0.85△uy) 若结构完全对称,以及不属于扭转不规则的结构,规范不要求进行双向地震作用效应的组合。 5.6 GB50011规范中对钢筋混凝土框架柱进行轴压比和结构层间位移控制,这二者之间有无关系?规范在框架-抗震墙层间弹性位移角中专门对装修较高的公共建筑做了规定,为什么GB50011规范却无此规定?

GB50011规范对钢筋混凝土框架柱进行轴压比控制是为了保证混凝土构件的延性,防止脆性破坏。对结构层间位移进行控制是为了保证结构整体刚度和整体安全。控制轴压比和控制层间位移是两个不同的方面,两者无显著的联系。 层间位移限值主要根据保证建筑正常使用功能(弹性)和保证结构抗倒塌能力(弹塑性)来确定,其中也包括对非结构构件和建筑内各类设备的正常使用和破坏程度的控制。随着建材工业和装修技术的发展,建筑装修越高级,其细部构造越精密,变形能力可能会更好,例如建筑室内的木装修和许多化学建材装修以及玻璃幕墙都具有很好的适应变形的能力,大理石墙面一般也是采用多点悬挂方式固定于主体结构,规范对建筑装修标准高的建筑结构采用较小的侧移限值在目前已无必要,故GB50011规范中不再对装修情况进行区分。 5.7 计算薄弱层变形的方法有几种?适用范围如何?

计算薄弱层变形的主要方法包括:规范简化方法、静力弹塑性分析方法(push-over法)、弹塑性时程分析法等。

1) 不超过12层且且层刚度无突变的框架结构及单层钢筋混凝土厂房可采用规范5.5.4条的简化方法; 2) 除上述结构之外,可以采用静力弹塑性方法(push-over法)或弹塑性时程分析法。对于规则结构,可采

用简化的弯剪层模型和平面杆系模型;对于不规则结构,则应采用三维空间模型进行分析。

5.8 静力弹疗塑性分析方法(push-over)法的确切含义及特点?

结构弹塑性变形分析方法有动力非线性分析(非线性时程分析)和静力非线性分析两大类。动力非线性能比较准确而完整地得出结构在罕遇地震下的反应全过程,但计算过程中需要反复迭代,数据量大,分析工作繁琐,且计算结果受到所选用地震波以及构件恢复力和屈服模型的影响较大,一般只在设计重要结构或高层建筑结构时采用。 GB50011规范提出“弹塑性变形分析,可根据结构特点采用静力弹塑性分析或弹塑性时程分析方法”,这里的静力弹塑性分析系指目前国内外流行的所谓push-over分析方法。 静力弹塑性分析方法(push-over法),是对结构在罕遇地震作用下进行弹塑性变形分析的一种简化方法,从本质上说它是一种静力分析方法。具体地说,就是在结构计算模型上施加某种规则分布的的水平侧向力,单调加载并逐级加大;一旦有构件开裂(或屈服)即修改其刚度(或使其退出工作),进而修改结构总刚度矩阵,进行下一步计算,依次循环直到结构达到预定的状态(成为机构、位移超限或达到目标位移),从而判断是否满足相应的抗震能力要求。

22222222 静力弹塑性分析方法(push-over法)分为两个部分,首先建立结构荷载-位移曲线,然后评估结构的抗震能力,基本工作步骤为:

第一步:准备结构数据:包括建立结构模型、构件的物理参数和恢复力模型等; 第二步:计算结构在竖向荷载作用下的内力。

第三步:在结构每层的质心处,沿高度施加按某种规则分布的水平力所能及(如:倒三角、矩形、第一振型或所谓自适应振型分布等),确定其大小的原则是:施加水平力所产生的结构内力与前一步计算的内力叠加后,恰好使下一个或一批构件开裂或屈服。在加载中随结构动力而不断的自适应加载模式是比较合理的,比较简单而且实用的加载模式是结构第一振型。

第四步:对于开裂或屈服的杆件,对其刚度进行修改,同时修改总刚度矩阵后,再增加一级荷载,又使得一个或一批构件开裂或屈服;

不断重复第三步、第四步,直到结构达到某一目标位移(当多自由度结构体系可以等效为单自由度体系时)或结构发生破坏(采用性能设计方法时,根据结构性能谱与需求谱相交确定结构性能点)。

对于结构振动以第一振型为主、基本周期在2s以内的结构性,push-over方法能够很好地估计结构的整体和局部弹塑性变形,同时也能揭示弹性设计中存在的隐患(包括层屈服机制、过大变形以及强度、刚度突变等)。研究成果和工程应用表明,在一定适用范围内push-over方法能够较为准确地反映结构的非线性地震反应特征,对于层数不太多或者自振周期不太长的结构,不失为一种可行的简化分析方法。

静力弹塑性分析方法的特点:1)由于在计算时考虑了构件的塑性,可以估计结构的非线性变形和出现塑性铰的部位;2)与弹塑性时程分析法比较,其输入数据简单,工作量较小,计算时间较短。

对于二维push-over方法,随着加载模式、目标位移以及需求谱等方面的日趋完善,应用于规则结构的抗震性能评估,能够较好地满足工程设计要求。但是,随着建筑造型和结构复杂化,某些结构平面和竖向刚度中心的边缘构件更是如此,因此,push-over方法向三维发展是必然趋势。

对于长周期结构和高柔的超高层建筑,push-over方法与非线性时程分析方法的计算结果差别很大,难以采用。

6 钢筋混凝土结构性

6.1 框架-抗震墙结构,在基本振型地震作用下计算框架部分承受的地震倾覆力矩,基本振型指的什么振型? 基本振型一般指每个主轴方向以平动为主的第一振型。 6.2 GB50011抗震规范6.1.3条第1款规定,框架-抗震墙结构,在基本振型地震作用下若框架部分承受的地震倾覆

力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%,其框架部分的抗震等级应按框架结构确定,最大适用高度可比框架适当增加。适用高度增加的限值一般以多少为宜?

在这种情况下,适用高度增加以不超过20%为宜。 6.3 无上部结构、全地下室的建筑,如地下车库等,如何进行结构抗震设计?

按照GB50011规范6.1.3条第3款的要求,无上部结构、全地下室的建筑物,如车库等的抗震等级可按三级或更低要求进行结构抗震设计。 6.4 钢筋混凝土短柱如何定义,短柱受力中有何特点,设计中该怎么处理?

cc 钢筋混凝土结构中按内力计算值得到的剪跨比M/(Vho)不大于2、以及反弯点在柱子高度中部且柱净高与截

面高度之比Hn/h不大于4的柱称为短柱。(实际工程中,应注意由于实心粘土砖填充墙对框架柱的约束,如:框架术间砌筑不到顶的隔墙、窗间墙以及楼梯间休息平台使框架柱变成短柱)。

短柱的变形特征为剪切型,在地震作用时,容易发生脆性破坏,导致结构的严重破坏甚至倒塌。设计时,对于短柱的抗震验算,其轴压比限值比一般柱降低0.05,抗震等级为一级时每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%,应使其剪力设计值满足规范6.2.9条式6.2.9-2的要求;构造方面,箍筋应沿柱子全高加密,间距不应大于100mm,宜采用复合螺旋箍或井字复合箍,其体积配箍率不应小于1.2%,9度时不应小于1.5%,梁柱节点核芯区的体积配箍率不小于柱端的较大值(体积配筋率计算时,可以计入在节点有效宽度范围内的梁的纵向钢筋)。对于剪跨比小于1.5的超短柱要专门研究,如采取增设交叉斜筋、外包钢箍、设置型钢或将抗震薄弱层转移到相邻的一般楼层等合理并经验证有效的构造措施,防止短柱剪切(或粘着)破坏,增加其耗能能力。 6.5 GB50011抗震规范公式6.2.9-3,在计算剪跨比时,圆形钢筋混凝土柱的截面有效高度应如何取值?

cc 剪跨比的定义为M/(Vho),其中,

Mc和Vc为未经内力调整的弯矩设计值和剪力设计值。

对于圆形钢筋混凝土柱,截面有效高度ho的取值比较复杂,偏于安全可将圆形柱直径减去保护层后作为截面有效高度代入公式中进行计算。 6.6 GB50011规范6.2.11条文说明中提到的“矮墙效应”是指什么,什么情况下应考虑矮墙效应?如何避免矮墙效

应?

一般的钢筋混凝土剪力墙的受力状态分为弯曲型和弯剪型,而对于总高度(不是层高)与总宽度之比小于2的剪力墙,受水平地震作用下的破坏形态为剪彩切破坏,类似短柱,属于脆性破坏,称为矮墙效应。国家标准的内容主要是针对一般的剪力墙,不包括矮墙。总高度与总宽度之比小于2的剪力墙,如底部框架砖房的剪力墙;框支结构落地墙在框支层剪力较大,按剪跨比计算也可能出现矮墙效应。

为了避免矮墙效应,可在剪力墙开竖缝,使之成为高宽比大于2的墙,提高其延性。 6.7 钢筋混凝土结构框架结构中设置了非结构的填充墙,在结构计算时应如何考虑其对主体结构的影响?

在钢筋混凝土框架结构中设置了非结构的砌休填充墙,在结构计算时应考虑其对主体结构的影响,一般可根据实际情况及经验对结构基本周期进行折减。周期折减系数的取值可参考《建筑抗震设计手册》(中国建筑工业出版社1994年出版):

填充墙为实心砖时周期折减系数T取值表

c 0.8~1.0 无门窗洞 0.5(0.55) 0.6~0.7 0.5(0.60) 0.4~0.5 0.60(0.65) 0.75(0.80) 0.2~0.3 0.70(0.75) 0.85(0.90) 有门窗洞 0.65(0.70) 0.70(0.75) 注:1、c为有填充墙框架榀数与框架总榀数之比; T 2、无括号的数值用于一片填充墙长6m左右时;括号内的数值用于片填充墙长为5m左右时; 3、填充墙为轻质材料或外挂墙板时折减系数T取0.8~0.9。

特别注意由于填充墙嵌砌于与框架刚性连接时,其强度与刚度对框架结构的影响,尤其根考虑到填充墙不满砌时,由于墙体的约束使框架柱有效长度减小,可能出现短柱,造成剪切破坏。 6.8 国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)表4.2.2-1中HPB235(Q235)钢筋的直径是8~20mm,抗震

规范中许多箍筋的最小直径要求却为6mm,在设计时应如何处理?

GB50011抗震设计规范中,框架梁、框架柱、抗震墙构造边缘构件的箍筋、抗震墙的分布钢筋及砌体结构的拉结钢筋,规定的最小直径为6mm,并未对钢筋的种类进行,设计中除可以选用HPB235(Q23506)的直径大于6mm外,不还可以选用HRB335、HRB400等种类的钢筋。

另外,从冶金行业协会得到的信息,Q235(相当于原来的Ⅰ级钢)的6.5盘条钢筋仍在生产,目前设计中可继续选用。 6.9 框架结构设计中,若在平面内和竖向许多框架柱不对齐,设计中应注意哪些事项?

为了保证框架结构的抗震安全,结构应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等性能。设计中应合理地布置抗侧力构件,减少地震作用下的扭转效应;结构刚度、载力沿房屋高度宜均匀、持续分布及保持完整,不宜抽柱或梁,使传力途径发生变化。

震害表明,若设计中许多框架柱在平面内或沿高度方向不对齐,形不成一榀完整的框架,地震中因扭转效应和传力路径中断等原因造成结构的较大损坏,设计时应视抽柱或柱子错位的情况,按GB50011抗震规范3.4.3条进行不规则结构的设计计算。

6.10 GB50011抗震规范C.1.3条要求后张预应力筋的锚具不宜设置在梁柱节点核芯区,设计中应如何布置锚具? 预应力钢筋穿过梁柱节点核芯区有利于提高节点的受剪承载力和抗裂度,GB50011规范C.1.3条要求后张预应力筋的锚具不宜设置在梁柱节点核芯区,主要是因为梁柱节点区受力状态比较复杂,为了防止锚具削弱梁柱节点核芯区以及锚具失效后对预应力的不利影响,设计中应尽量避免在核芯区布置锚具,确实无法避免时只能将锚固端布置在核芯区附近,张拉端应在核芯区外的框架梁或悬臂短梁上。

6.11 GB50011规范6.4.5条“底部加强部位在重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比…”中的“重力荷载代表值作用

下”该怎样理解?

重力荷载代表值作用下,是指结构和构配件自重标准值和可变荷载的组合,可变荷载的组合值系数按GB50011规范5.1.3条采用,墙肢轴压比计算时,组合后的重力荷载分项系数取1.2。

6.12 按GB50011规范6.1.10条设置钢筋混凝土抗震墙底部加强部位时,若有地下室时,是否仍从首层算起,地下

室部分的加强部位如何设置?

抗震墙的底部加强部位是指在抗震墙底部的一定高度内,适当提高承载力和加强抗震构造措施。弯曲型和弯剪型结构的抗震墙,塑性铰一般出现在墙肢底部,将塑性铰及其以上的一定高度范围作为加强部位,在此范围内采取增加边缘构件箍筋和墙体横向钢筋等加强措施,避免墙肢剪切破坏,改善整个结构的抗震性能。

GB50011规范6.1.10条规定了抗震墙底部加强部位的高度范围,有地下室的房屋,在设置钢筋混凝土抗震墙底部加强部位时,根据地下室顶板是否作为上部结构的嵌固部位,分成以下两种情况: 一、地下室顶板作为上部结构的嵌固部位

抗震墙底部加强部位的高度从首层向上算,按6.1.10条的规定取值,同时将加强部位向地下室延伸一层(具有一层以上的地下室的房屋可仅延伸至地下一层,地下二层以下可不按加强部位对待)。 二、 地下室顶板不能作为上部结构的嵌固部位

震害调查发现,地表附近震害较严重,地下室较轻。若地下室顶板无法满足嵌固要求,通常地下一层底板处可基本满足。此时抗震墙底部加强部位的高度应从该处向上算,取墙肢总高度的1/8及地下一层加首层高度的较大值,且不大于15m取值。此时若有多层地下室,不必再向下延伸至地下二层以下。

6.13 GB50011规范6.4.1条对抗震墙结构的抗震墙厚度作了规定,该类结构的电梯井筒壁厚及井筒内隔墙厚是否应

服从此规定?

抗震墙结构当墙肢较多较长时,峋度一般较大,计算地震作用较大。为了降低地震作用,一般宜作“减法”,减少、减短墙肢,但不宜减薄。电梯井筒作为重要的抗侧力构件,应保证有足够的刚度和延性,也不宜减薄。当筒内的某些墙肢不作为抗侧力构件时,可按JGJ3规程7.2.2条4款规定,厚度减薄,但不宜小于160mm。也可做成符合防火要求的其他材料的隔墙。

6.14 在抗震墙设计时,如何对边缘构件的尺寸进行控制?

GB50011抗震规范6.4.7条和6.4.规定了在抗震墙设计时对约束边缘构件和构造边缘构件的最小尺寸进行控制的要求,抗震墙边缘构件的长度至少为墙厚度的一倍,墙体厚度小于400mm时端柱至少取400mm(延续规范1.5至2倍墙厚度的要求)。实际工程中,约束边缘构件集中配筋的尺寸可根据抗震验算结果,在满足规范最小尺寸要求的前提下,确定所需要边缘构件的尺寸。

6.15抗震墙边缘构件的箍筋应采用何种形式,阴影部分是否可用拉筋代替箍筋?

抗震墙墙肢两端应设置边缘构件,边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件两类。抗震墙墙肢的延性与受压区混凝土的变形能力、即箍筋约束有关,抗震墙设置边缘构件是避免墙肢在轴压力和弯矩共同作用下,受压区混凝土压碎破坏。约束边缘构件是指用箍筋约束的暗柱、端柱和翼墙,其混凝土用箍筋约束,有比较大的变形能力;构造边缘构件相对约束边缘构件,其对混凝土约束较差。约束边缘构件和构造边缘构件的长度分别按规范图6.4.7和图6.4.8的要求采用。

对于约束边缘构件,阴影部分(图6.4.7)必须采用箍筋,其构造要求与框架柱的箍筋相同;阴影范围之外可采用箍筋或拉筋,但体积配箍率和箍筋竖向间距应符合规定。

对于构造边缘构件,在底部加强部位及抗震墙转角处宜采用箍筋,其他部位采用拉筋即可。

6.15 GB50011规范6.4.7条规定了抗震墙的约束边缘构件的配箍特征值,具体计算时,混凝土的体积是用箍筋内核

心混凝土的体积,还是用整个墙外围的体积?

根据国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-20020有关接钢筋的体积配箍率计算,取箍筋内表面范围内的混凝土核心面积。确有可靠锚固的水平分布筋也可计入。

6.16 如何定义抗震墙的约束边缘构件的暗柱、翼墙、端柱?

暗柱、翼墙、端柱按GB50011规范6.4.7条定义,暗柱一般指窗间墙等部位的矩形截面;当有翼墙或端柱时,如果翼墙长度小于3倍翼墙厚度或端柱截面边长小于2倍墙厚度时,视为无翼墙、无端柱。 6.17 GB50011抗震规范中对钢筋混凝土框架结构的角柱有一些特殊要求,是不是转角处的框架柱均应按角柱对待? 考虑到角柱承受双向地震作用,扭转效应对内力影响较大且受力复杂等因素,抗震设计中对其抗震措施和抗震构造措施有一些专门的要求。GB50011抗震规范中的角柱是指位于建筑角部、与柱的正交方向各只有一根框架梁与这相连接的框架柱。因此位于建筑平面凸角处的框架柱一般均为角柱,而位于建筑平面凹角处框架柱,若柱的四边各有一根

框架梁与之相连,则可不按角柱对待。

6.18 为什么GB50011规范6.3.9第3款规定框架柱的总配筋率不应大于5%?

GB50011规范6.3.9条第3款规定框架柱的总配筋率不应大于5%,主要基于以下几方面原因:

i. 对于荷载较大的框架柱,在长期荷载作用下,如果框架柱的总配筋率过大,引起的徐变大部分不可恢复,

钢筋的回弹会使混凝土出现拉开应力甚至开裂,影响结构安全。 ii. 从经济和施工方面考虑,防止框架柱纵筋配置过多,使钢筋过于拥挤,混凝土的握裹力不足,或由于箍

筋配置不够而引起纵筋压屈破坏。

iii. 为了避免框架截面过小而轴压比太大,过分依赖钢筋的抗力承载而造成结构延性不良。

6.19 GB50011抗震规范6.2.10条第1款中,框支柱的最小地震剪力计算以框支柱的数目10根为分界,若框支柱与

钢筋混凝土抗震墙相连,如何计算框支柱的数目?

GB50011规范6.2.10条第1款中,框支柱承受的最小地震剪力计算以框支柱的数目10根为分界,此规定对于结构的纵横两个方向是分别计算的。若框支柱与钢筋混凝土抗震墙相连成为抗震墙的端柱,则沿抗震墙平面内方向统计时端柱不计入框支柱的数目,沿抗震墙颊外方向统计时其端柱计入框架支柱的数目。 6.20 当钢筋混凝土框架梁宽度小于柱宽度的二分之一时,设计中应注意哪些问题?

当钢筋混凝土框架梁宽度小于柱宽度的二分之一时,需要按GB50011规范附录D的有关条款进行框架梁柱坡点核芯区截面抗震验算。试验表明,当梁宽小于柱宽1/2且梁柱中线之间的偏心距大于柱截面宽度的1/2时,不仅节点核芯区受剪面积不足,而且柱身因应力集中导致劈裂,需进行具体分析采取相应的抗震构造措施保证梁对框架节点核芯区的约束作用,如采用水平加腋梁、加强柱的箍筋等措施。

6.21 确定建筑物的抗震等级时,如果地下室顶板不作为上部建筑物的嵌固点,那么建筑物的高度该如何确定?是从

室外地面处起还是从基础顶算起?

按照GB50011规范6.1.1条表6.1.1注1的说明,现浇钢筋混凝土房屋的房屋高度是指室外地面到主要屋面板顶的高度(不包括局部突出的屋顶部分),因此按照6.1.2条表6.1.2确定房屋的抗震等级时,尽管地下室顶板不作为上部建筑物的嵌固部位,表中高度仍是从室外地面算起。

6.22 GB50011抗震规范6.1.12条“框架-抗震墙结构中的抗震墙基础和部分框支抗震墙结构的落地抗震墙基础,应

具有良好的整体性和抗转动能力”。这一条文应如何理解运用到结构设计中?

GB50011规范6.1.12条的目的是为了避免由于地基土较弱、基础刚度和整体性较差时,在地震作用抗震墙基础较大转动,从而降低了抗震墙的抗侧力刚度,对内力和隹移产生不利影响。结构设计中,对基础整体性与抗转动能力的要求以定性为主,即要求采用墙下钢筋混凝土条形基础、筏形基础等,采用桩基时承台梁应满足国家标准《建筑地基基础设计规范》的要求。

6.23 混凝土结构人地下室顶板作为上部结构人计算嵌固部位,应满足什么要求? GB50011规范第6.1.14条规定了地下室顶板可作为上部结构嵌固部位的有关要求。做到在地上一层的柱底出现塑性铰,通常采用提高地下室顶板梁和地下室柱顶的受弯承载力的方法来保证柱底的嵌固条件。

对于边柱和角柱,由于只有一面有梁,为满足该梁端截面受弯承载力不效应上柱下端实际受弯承载力的要求,可采用增大梁截面或不增大梁截面而增加梁配筋的方法。设计时还应注意:

(1) 边柱处应设有钢筋混凝土抗震墙,无抗震墙或约束不太好时,边梁应采取增加篐筋等抗扭措施。 (2) 地下室的现浇顶板厚度不宜小于180mm且不宜有较大洞口。 (3) 地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积,除满足计算要求外,不应小于地上一层对应柱每侧纵筋面积的1.1

倍(地下室柱子多出的纵向钢筋不应向上延伸,应锚固于地下室顶板的框架梁内),地下室抗震墙的配筋不应少于地上一层抗震墙的配筋。

(4) 地下室结构应能承受上部结构屈服超强及地下室本身的地震作用,可近似要求地下室结构的侧向刚度

与上部侧向刚度之比不小于2,侧向刚度比可用下列剪切刚度比γ估计(式中符号的含义见规范):

6.24

G0A0h1

G1A1A0按GB50011抗震规范6.3.7条表6.3.7注5的说明,6度设防抗震等级为四级的框架结构,柱轴压比是否也不应大于1.05?

GB50011规范表6.3.7中只有抗震等级为一、二、三级的情况,当抗震等级为四级时,对框架柱的轴压比无要求(即

延性可放松),但设计时应该满足篐筋配置及加密等构造要求。 6.25

GB50011规范6.3.12条规定柱篐筋加密区的体积配篐率应符合式(6.3.12)要求:vvfc/fyv 且当房屋抗震等级为三、四级时,体积配篐率v不应小于0.4%。但对应的表6.3.12并没有提供四级时的最小配篐特征值

v。抗震等级为四级时应如何控制?

抗震等级为四级时柱的体积配篐率只有最低要求0.4%。事实上,对抗震等级为四级的柱子没有轴压比的限值要求(但一般不大于1.05),因此也不对于配篐特征值v提出要求。

一般的框架-抗震墙中的墙的抗震等级要求比柱要求高,8度时板柱-抗震墙结构中为什么柱的抗震等级却比

抗震墙的抗震等级高?

板柱-抗震墙结构通常无框架梁,仅有暗梁,构不成梁柱节点,受力性能比较差。震害和试验研究均证明板柱节点是抗震 的不利部位,设计时应利用抗震墙分担板柱框架的地震作用,根据多道设防的原则,GB50011抗震规范6.6.5条要求板柱结构中的抗震墙承担全部地震作用(作为每一道防线),同时板柱应能承担各层全部地震作用的20%以上(作为第二道防线)。

从GB50011规范表6.1.2可以看出,一般的框架-抗震墙中的墙的抗震等级比柱高,8度时板柱-抗震墙结构中柱的抗震等级却比抗震墙的抗震等级高,主要原因有以下几点:

(1)在板柱-抗震墙结构房屋的适用范围中,8度区属于高烈度区,框架柱的抗震措施需要加强,因此柱的抗震等级为一级,要求最高。

(2) 8度时板柱-抗震墙结构房屋的适用最大高度为30m抗震墙的抗震等级为二级已可满足要求。 (3) 由于柱和抗震墙属于不同的混凝土构件,它们的抗震措施和抗震构造措施要求的内容不同,

二者之间的抗震等级不具有可比性。

6.27 对底部为多层框架,顶层为排架的多层钢筋混凝土结构房屋进行抗震设计时,有何要求?

对多层钢筋混凝土框架房屋,若顶层因设置大房间的要求,局部采用网架、屋架等大空间的屋盖形式,部分框架柱顶部变为排架柱,仍可按框架结构的有关要求进行抗震设计。计算时,屋盖系统可采用空间或平面有限元杆系模型、或简化为连杆与排架柱铰接。

对于下部到顶层全部为排架结构的多层工业厂房,应参考其它规范、规程,如:《构筑物抗震设计规范》(GB50191-93)、《电力设施抗震设计规范》(GB5026-96)、《火力发电厂土建结构设计技术规定》等进行设计。 6.28 在现有钢筋混凝土结构房屋上采用钢结构进行加层设计时有何要求? 在现有钢筋混凝土结构房屋上加层采用钢结构(包括轻钢结构),可分为两种情况:

一、 若加层的结构体系为钢结构,因抗震规范不包括下部为钢筋混凝土、上部为钢结构的有关规定,两种结构

的阻尼比不同,上下两部分刚度存在突变,属于超规范、超规程设计,设计时应按《建筑工程勘察设计管理条例》第29条的要求执行,即需由省级以上有关部门组织的建设工程技术专家委员会进行审定。

二、 若仅屋盖部分采用钢结构,整个结构抗侧力体系仍为钢筋混凝土,则按照规范第六章的有关规定规定进行

抗震设计。此时尚应注意因加带来结构刚度突变等不利影响,进行验算,必要时对原结构采取加固措施。

7 砌 体 结 构

7.1 多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋的最小厚度是何含义?房屋抗震横墙是指什么样的墙体?不对齐或不贯通的横墙算不算抗震横墙?

GB500117.1.2规范条表7.1.2中,砌体房屋最小墙厚是指结构抗震验算时不小于此厚度的墙体才能承担地震作用;反

言之,即不论层数或高度,小于此厚度的墙体只能做非抗震的墙、计入荷载而不做为承担地震作用的墙体参与结构计算。例如,粘土砖房屋子最小墙厚为0.24m,墙厚厚度小于此值,如0.12m或0.18m时,不论是否有基础,均只能算做非抗震隔墙壁。房屋抗震横墙是指符合最小墙厚要求的横向墙体,应满足抗侧力计算的要求。 GB50011规范7.1.7条2款规定“沿平面内宜对齐”用语为“宜”,表示稍有选择,条件许可时应首先这样做。符合

厚度要求、即使不对齐或不贯通的横墙也属抗震横墙。

7.2 对医院、教学楼等横墙较少的多层砌体范围可否按7.3.14条的规定采取加强措施并满足抗震承载力要求,其高

度和层数仍按表7.1.2的规定采用?

6.26

GB50011规范7.3.1条规定的加强措施仅适用于横墙较少的多层住宅楼。为了保证有较高的安全度,7.3.14条的规定

的加强措施不适用于医院、教学楼等人流较密集的公共建筑。

7.3 多层砌体和底部框架房屋中,有个别楼层符合“横墙较少”的条件,是否应按7.1.2条第2款的要求降低层数? GB50011规范中,对于多层砌体房屋“横墙较少”的概念指全部楼层均符合横墙较少的条件,对于仅个别楼层符合

“横墙较少”的条件,可根据大开间房屋的数量、位置、开间大小等情况具体分析后采取相应的加强措施。

底部框架房屋的上部各层“横墙较少”的概念同多层砌体房屋。

7.4 多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋的总高度比表7.1.2稍高时是否算超出限值?

GB50011规范7.1.2条表7.1.2中总高度的计算有效数字为个位,即小数点后第一位数四舍五入后满足即可。室内外高差大于0.6m时,房屋总高度允许比表中适当增加,但还应多于1m。

7.5 多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋室内外高差大于0.6m时,房屋总高度允许比表7.1.2中适当增加,但不应多于1m。那么此时是否仍可按小数点后第一位四舍五入吗?

多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋,若室内外高差大于0.6m

时,房屋总高度允许比GB50011规范7.1.2条表7.1.2中适当增加,但应多于1m。因已将总高度值适当增加了,故此时不应再四舍五入使增加值多于1m。

7.6规范规定多层砌体房屋的总高度指室外地面到主要屋面板顶或檐口的高度,半地下室从地下室地面算起,全地下室和嵌固较好的半地下室允许从室外地面算起,嵌固条件较好一般是指什么情况?

嵌固条件较好一般指下面两种情况:

(1)半地下室顶板(宜为现浇混凝土板)的标高在1.5m以下,地面以下开窗洞处均设有窗井墙,且窗井墙又为内横墙的延伸,如此形成加大的半地下室底盘,有利于结构的总体稳定,半地下室在土体中具有较好的嵌固作用。

(2)半地下室的室内地面至室外地面的高度大于地下室净高的二分之一,无窗井,且地下室部分的纵横墙较密,具有较好的嵌固作用。

在这两种嵌固条件较好情况下,带半地下室的多层砌体房屋的总高度允许从室外地面算起。

若半地下室层高较大,顶板距室外地面较高,或有较大的窗井而无窗井墙或窗井墙不与纵横墙连接,构不成扩大基础底盘的作用,周围的土体不能对多层砖房半地下室起约束作用,则此时半地下室应按一层考虑,并计入房屋总高度。 7.7 底层框架-抗震墙结构的地下室的层数是否计入底框允许层数内?

若地下室嵌固较好,则底层框架-抗震墙结构的地下室的层数可不计入底框结构允许层数内。 7.8 住宅工程中顶层为坡屋顶,屋顶是否需要设水平楼板?顶层为坡屋面时层高有无?总高度应如何计算? 住宅的坡屋顶如不利用时,檐口标高处不一定设水平楼板。关于多层为坡屋顶时层高的计算,GB50011规范未做具

体规定,结构设计时由设计人员根据实际情况而定,但该层的计算高度不应超过4m。

檐口标高处不设水平楼板时,按GB50011规范7.1.2条的规定,总高度可以算至檐口(此处檐口指结构外墙体和屋面

结构板交界处的屋面结构板顶)。

当檐口标高附近有水平楼板,且坡屋顶不是轻型装饰屋顶时,上面三角形部分为阁楼,此阁楼应作为一层考虑,高

度可取至山尖墙的一半处,即对带阁楼的坡屋面应算至山尖墙的二分之一处。 7.9 坡地上多层砌体房屋的层数和总高度计算有何要求?

由于坡地上多层砌体房屋在不同地面标高上的层数和高度不同,结构竖向刚度不均匀,对结构有不利影响。出于安

全考虑,对于坡地上多层砌体房屋总高度的计算,仍然沿用自室外地坪到主要屋面板板顶标高或至檐口标高的方法,室外地坪应从低处计算。按同样要求,层数也应从低处算起,例如,坡地上某多层砌体结构房屋,低处有六层,高处有五层,则总层数应按六层计算。

若多层砌体房屋在坡地范围内的结构每层楼板均与山体有可靠的锚固,横墙也采取有效措施与山体连接,结构的墙体刚度较大,则可按从地面较高处计算房屋的层数和总高度,但此时应按抗震规范4.1.考虑不利地段对设计地震动参数的放大作用。例如,坡地上某多层砌体结构房屋,低处有六层,高处有五层,采取上述措施加强结构与山体的连接后,则该房屋总层数可按五层算。

7.10 较少的多层普通砖、多孔砖住宅楼的总高度和层数接近或达到GB50011规范7.1.2条表7.1.2规定限值时,如按规范中7.3.14条第6款的要求进行设计时,对楼、屋面板的设置有何要求?

对于横墙较少的多层普通砖、多孔砖住宅楼,当总高度和层数接近或达到表7.1.2规定限值时,同一结构单元的楼、

屋面板应设置在同一标高处,即不允许同一结构单元有错层。另外,即使设计时同一结构单元内横墙无错位,楼、屋面板也宜采用现浇钢筋混凝土板,以加强结构的整体性。

7.11 多层砌体房屋存在错层时,结构抗震设计应注意哪些问题?

当多层砌体房屋有较大错层时,如超过梁高的错层(或楼板高差在500mm以上),结构计算时应做为两个楼层对待,

房屋总层数不得超过GB50011规范7.1.2条的强制规定。错层楼板之间的墙体应采取 必要措施解决平面内局部受剪和平面外受弯问题。

当错层高度不超过梁高时,该部位的圈梁或大梁应考虑两侧上下楼板水平地震力形成的扭矩,采取抗扭措施,必要

时进行抗扭验算。 7.12 房总高度、总层数已达限值在情况下,若在其上再加上一层轻钢结构房屋,此种结构形式应如何设计? 在砖房总高度、总层数已达限值的情况下,若在其上再加一层轻钢结构房屋,因抗震规范中无此种结构形式的有关

要求,两种结构的阻尼比不同,上下部分刚度存在突变,属于超规范、超规程设计。应按《建设工程勘察设计管理条例》第29条的要求执行,即需由省级以上有关部门组织的建设工程技术专家委员会对设计进行审定。

7.13 GB50011规范7.1.3条规定普通砖、多孔砖和小砌块砌体承重房屋的层高,不应超过3.6m,而某些工业建筑及附属房屋,如变电室,虽然总层数未达到规范限值的要求,但因工艺要求需要层高大于3.6m时应如何处理?

GB50011抗震规范中有关砌体承重房屋的层高规定,主要针对一般民用建筑。对于层数远小于表7.1.2的工业建筑及

附属房屋,因工艺要求需要层高大于3.6m时,可根据具体情况采取如增加墙厚度、增设壁柱、圈梁、提高材料强度等级等措施来实现,同时应满足有关规范和规程的要求。

7.14 多层砌体房屋纵横墙交接部位有何构造要求?如果在纵横墙交接处附近的墙体上开洞,洞口边缘距交接处墙的距离至少应保持多少为宜?

多层砌体房屋的各个部分通过相互连接达到加强整体性的要求。纵横墙交接处的连接对多层砌体结构房屋的整体性

影响较大。实际震害表明,在水平地震作用下,当一侧的墙体首先倒塌时,与之正交的另一侧墙体会由于失去侧向支撑而坍塌。因此不仅要求某一方向墙体在强度方面满足抗震验算的要求,而且要求与其它墙体有可靠的构造连接。

墙体与墙体的交接部位,如内外墙交接部位、外墙转角部位、内墙与内墙交接部位等都是墙段的尽端,也是墙体在

受力时易于开裂脱落的部位;洞口边缘的墙体在剪切破坏后易 于脱落,属于容易损坏的部位。

为了加强纵横墙交接处部位的连接,要求纵横墙咬槎砌筑,可以留坡槎,但不应留直槎。GB50011规范7.3.7条规定,纵横墙交接处未设置构造柱的墙体之间,7度时长度大于7.2m的大房间及8、9度时,均要沿墙高设置拉结钢筋。有构造柱的墙可通过先砌墙并留马牙槎,沿墙高设置连接钢筋,最后通过后浇构造柱的混凝土来达到拉结的要求。

GB50011规范6.1.第4款规定了框架-抗震墙结构中抗震墙上开洞的洞边距端柱不宜小于300mm,而砖墙的抗震性能不如钢筋混凝土抗震墙,其要求应严于抗震墙,在纵横墙交接附近的墙体上开洞,洞口边缘距交接处墙边缘的最小距离应大于300mm,以保证交接处的整体性。

7.15 GB50011规范7.1.7条第5款“烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体”指什么? GB50011规范7.1.7条第5款“烟道、风道、垃圾道等不为削弱墙体”,主要指不要在墙体内沿纵、横向开洞,烟道等应设在墙外,成为附墙烟道等,以免削弱墙体截面,导致应力集中。

7.16 GB500117.1.6条中,房屋承重窗间墙最小宽度限值与墙体是“一”字还是“T”字形状有无关系?

GB50011规范7.1.6条中,窗间墙宽度限值与墙体是“一”字还是“T”字形状无关,当采取局部加强措施时,限值

可适当减小。

7.17 若多层砌体房屋的层数低于GB50011规范7.3.1条表7.3.1中砖房构造柱设置要求的最低层数,其构造柱应如何设置?

如果多层砌体房屋的层数低于规范表7.3.1中左侧各列的层数,如6度区层数为三层及以下的房屋、七度区层数为单

层和二层的房屋、八度区单层房屋,规范对于构造柱的设置不做要求。此时是否设置构造柱可由设计人员根据实际情况掌握,规范规定的是最低安全要求。

7.18 举例说明GB50011规范7.3.2条第5款的“接近”概念,以7度区为例,层数为多少时属于接近限值/ GB50011规范7.3.2条第5款的“接近”概念,对于7度区,层数为六、七层时均属于接近限值。

7.19 带阁楼的多层砌体房屋的构造柱如何设置?

阁楼指为了有效利用坡屋顶的空间,在坡屋顶层设置水平楼板,在顶层楼层之上形成住人或储物的房间。结构计算

时,不论是否住人,阁楼层均应做为一个质点考虑。带阁楼的确多层砌体房屋在设置构造时可根据阁楼层的屋面形式确定:当剖面形式为三角形,即檐口处无砖墙时,可按房屋实际层数安规范表7.3.1的要求设置构造柱并适当加强;剖面形式为屋屋形,即檐口处有砖墙时,按房屋实际层数增加一层后的层数对待。

特别注意,不论是三角形或屋形,坡屋顶山尖墙部位均需要沿山尖墙顶设置卧梁、屋盖处设置圈梁和在山脊处设置

构造柱。

7.20 较大洞口两侧要设构造柱加强,一般多大的洞口算较大洞口?

GB50011规范7.3.1条表7.3.1要求较大洞口两侧设置构造柱。一般说,内纵墙和横墙的较大洞口,指2000mm以上

的洞口;外纵墙的较大洞口,则由设计人员根据开间和门窗洞的尺寸的具体情况确定,避免在一个不在的窗间墙段内设置三根构造柱。

7.21 GB50011规范7.31条表7.31中规定内墙的局部内墙的局部较小墙垛处应设构造柱,这里较小墙垛是如何定义的? GB50011抗震规范表表7.3.1中,定义的较小墙垛指宽度在800mm左右且高宽比小于4的墙肢。对局部小墙垛设构

造柱是为了防止在地震时过早破坏,不能与其它墙体共同工作,从而降低结构的整体抗震能力。 7.22 砖墙基础埋深较大,构造柱是否应伸至基础底部?

GB50011规范7.3.2条第4款规定:构造柱可不单独设置基础,但应伸入室外地面下500mm,或锚入浅于500mm的基础圈梁中内两条满足其中的一条即可。但需注意此处的基础圈梁是指位于地面以下的,而不是位于±0.0的墙体圈梁。构造柱的钢筋伸入基础圈梁内满足锚固长度的要求。

对于底层框架砖房部分,一般允许将砖房部分的构造柱锚固于底部的框架柱或钢筋混凝土抗震墙内(上层与下层的

侧移刚度比应满足要求)。

7.23 多层砌体房屋中构造柱纵向钢筋的强度等级有无要求? 构造柱中的纵向钢筋属于构造钢筋,只规定了最少根数和直径,钢筋的强度等级均应遵守GB50011规范3.9.3条的要求。

7.24 若多层砌体房屋中设置了钢筋混凝土构造柱和圈梁,当构造柱与圈梁边缘对齐时,施工时哪部分的钢筋放置在最外侧?

对于钢筋混凝土框架柱结构,当框架柱和框架梁边缘对齐时,一般将柱主筋放置外侧,梁纵向钢筋紧贴主筋的内侧

穿过。而对于多层砌体房屋,为了使圈梁充分发挥其对结构构件的约束作用,当构造柱与圈梁边缘对齐时,一般将圈梁的纵向钢筋放置在最外侧,构造柱主筋从圈梁纵向钢筋的内侧穿过。 7.25 砌体结构房屋的构造柱箍筋在纵向钢筋搭接区有无特殊要求?

在钢筋的搭接区范围的箍筋间距需要加密,这是混凝土结构构件的构造要求。对于构造柱在纵向钢筋搭接区的箍筋

也应加密。

7.26 随着墙体材料的改革,一些城市已经禁止或使用烧结普通粘土砖,代之以烧结多孔砖或混凝土空心小砌块,对于±0.0以下部分的砌体可有哪些替代材料?

对于砌体结构房屋±0.0以下部分的砌体材料(包括块材和砂浆),当不采用多孔砖和空心砌块时,除了可采用现浇

烧结砖和蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖等墙体材料,其块材和砌筑砂浆应符合《砌体结构设计规范》(GB50003-GB50011)有头规定,并注意采用水泥砂浆后砌体抗压强度设计值的折减。

7.27 多层砌体房屋的墙体是否可以采用粘土砖和现浇钢筋混凝土混合承重?

GB50011抗震设计规范第7章的适用范围是,烧结普通粘土砖、烧结多孔粘土砖、混凝土小型空心砌块等承重的多

层房屋,底层或底部两层框架-抗震墙和多层的多排柱内框架砖砌体房屋。多层砌体房屋中如果采用砌体墙和现浇钢筋混凝土墙混合承重的结构类型,超出了抗震规范第7章的适用范围,不符合国家标准的规定,属于超规范、规程设计。 在多层砌体房屋设计中,将抗震承载力验算不满足的墙壁片或墙段由砖砌体改为现浇钢筋混凝土墙,这种做法有可

能属于超规范、规程设计。

在砌体结构中增设现浇钢筋混凝土墙后,结构体系可能改变为不同材料混合承重的结构,此时需根据结构楼板的刚

度、砖墙与混凝土墙体的连接等情况,确定钢筋混凝土墙参与工作的系数,考虑结构体系改变后地震作用的传递及各墙段的分配情况,进行结构的计算和分析。若无配套的行业或地方标准,应按《建筑工程勘察设计管理条例》中第二十九条的规定要求进行设计审定。

7.28 GB50011抗震规范对现浇楼板的圈梁设置有何要求?

GB50011规范7.3.3条表7.3.3对装配式混凝土楼、屋盖和木楼、屋盖的砖砌体房屋明确规定了现浇钢筋混凝土圈梁

的设置要求。根据我国历次大地震的震害经验,1974年《工业与民用建筑抗震设计规范》(通常称为74抗震规范)就明确:现浇钢筋混凝土楼、屋盖的砖房不需要设置圈梁。为了使构造柱在楼盖处有牢固的支承点,抗震规范要求现浇楼、屋盖与构造柱有可靠拉接措施,GB50011规范进一步明确在楼板内沿墙体周边加强配筋与构造钢筋可靠连接。 7.29 GB50011规范7.3.13条要求砌体房屋的基础底面宜埋在同一标高,采用桩基时若桩长度不同时应如何调整? 规范7.3.13条规定同一结构单元的基础应采用同一类型的基础,底面宜埋置在同一标高。若采用桩基,桩身长度不

一致时应并承台及承台梁设置在同一标高,不应次承台梁逐步放坡,即基础标高保持在同一标高。 7.30 GB50011抗震规范中,多层砌体房屋中多孔砖的定义是什么?

为什么对6度区最小墙厚度为240mm的多孔砖砌体房屋有比实心粘土砖房屋降低一层的要求?

烧结普通砖指国家标准《烧结普通砖》GB5101-2003规定的砖,空心砖指国家产品标准《烧结砖和空心砖》

GB13545-2003规定的砖、多孔砖指国家产品标准《烧结多孔砖》GB13544-2000规定的孔洞率不大于25%的承重空心砖,应明确称为“多孔砖”。非承重的空心砖孔洞率一般为40%~50%。

GB50011抗震规范中,多孔砖的定义可参照行业标准〈多孔砖砌体结构技术规范〉JGJ137-GB50011第2.1.1条规定:

烧结多孔砖是以粘土、页岩、煤矸石为主要原料,经焙烧而成、孔洞率不小于15%,孔形为圆孔或非圆孔,孔的尺寸小而多,主要用于承重部位的砖,目前分为P型砖和M型砖。目前我国多孔砖的最大空洞率均不大于30%。根据试验,《多孔砖砌体结构技术规范》规定了当多孔砖的孔洞率大于30%时,砌体强度应乘以0.9的折减系数。

GB50011规范与规范相比,增加了多孔砖砌体结构,7.1.2条结合工程实践和现有设计规程的应用经验,7、8、9

度区保持和实心砖砌体同样的层数和高度,对6度区则降低为7层。其主要原因是,多孔砖砌体的试验结果表明,它的脆性材料性质更为突出,特别是多孔砖由于壁和肋均较薄,即使在静荷较大的轴压力下,也极易产生“劈裂”现象,即多孔砖的外壁先崩裂脱落,造成整体模拟试验时结构突然倒塌。因此,对多孔砖砌体应降低其轴压力,以避免其产生“劈裂”现象和突然倒塌。

7.31 GB50011规范中7.1.第1款要求底部框架-抗震墙的结构布置,上部砌体抗震墙与底部框架梁或抗震墙对齐或基本对齐,在定量上如何把握?

底框房屋由于结构沿竖向刚度突变,是一种不利于抗震的结构类型,历次地震中均产生比较正确严重的破坏。为提

高其抗震能力,GB50011规范7.1.第1款要求,上部砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙的轴线对齐或基本对齐,即大部分砌体抗震墙由下部的框架主梁或钢筋混凝土抗震墙支承,每单元砌体抗震墙最多有二道不落在框架主梁上或钢筋混凝土抗震墙上,而由次梁支托。托梁的次梁应按3.4.3条考虑地震作用的计算和内力调整。建议在上部结构减少无法上下对齐的抗震墙数量,改为由次梁支承的非抗震墙。

7.32 GB50011抗震规范7.5.5条1款规定底部框架-抗震墙房屋的抗震墙周边应设置梁(或暗梁)和边框柱(或框架柱),这些边缘构件主要起什么作用?

底部框架-抗震墙房屋的抗震墙是结构作为第一道防线的抗侧力构件,它的作用相当于框架-抗震墙结构中抗震墙,GB50011规范6.5.1条规定,抗震墙周边应设置梁(或暗梁)和边框柱(或框架柱),底部框架-抗震墙房屋的此规定,是参照框架-抗震墙结构中抗震墙的要求制定的。

带有边框的抗震墙,周边设置梁(或暗梁)和边框柱(或框架柱)对抗震墙起约束作用,可以提高抗震墙的极限承

载力及对地震能量的耗散能力,且有利于墙板的稳定,即使抗震墙破坏后,周边的梁和边框柱仍能承受竖向荷载。 7.33 底框结构过渡层构造柱一般可采用哪些加强措施?

考虑到过渡层刚度的变化和应力的集中,GB50011规范7.5.1条增加了过渡层构造柱设置的专门要求,包括截面、配

筋和锚固等;在底部框架对应部位处增设构造柱,构造柱的截面不宜大于240mm×240mm纵向钢筋7度时不少于4φ16,8度时不少于6φ16,箍筋间距不大于200mm;一般情况下,纵向钢筋应锚入下部的框架柱内,钢筋锚固长度不小于35倍钢筋直径;当纵向钢筋锚固在框架梁内时,除满足锚固长度外,还应在框架梁相应位置增设吊筋和附加箍筋,必要时设置抗扭钢筋等。

7.34 底部框架-抗震墙房屋,上部砌体结构采用多孔砖时,对侧移刚度比的要求有无变化? 底部框架-抗震墙房屋为了保证结构的安全,严格控制底部框架和上部砌体结构的侧移刚度比,以免地震时底部框架

部分的结构破坏先于上部砌体结构,或使破坏转移至过渡层。因此,当上部砌体结构采用多孔砖,对侧移刚度比的要求无变化,仍按抗震规范7.1.的要求执行。

7.35 对底部框架-抗震墙房屋的钢筋混凝土托墙梁支座上部的纵向钢筋锚固按框支梁要求,其框架柱的配筋是否也按框支柱要求?

GB50011规范7.5.4条第4款对底部框架-抗震墙房屋的钢筋混凝土托墙梁,提出其支座上部的纵向钢筋在柱内的锚

固长度按框支梁要求,因结构高度与钢筋混凝土房屋相比较低,其框架柱的抗震措施应符合7.1.10条规定的抗震等级要求,但不要求框架柱与托墙梁的节点满足强柱弱梁,故框架柱上、下端弯矩的调整可参照框支柱的要求执行。 7.36 底部框架-抗震墙房屋设计时所布置的抗震墙如何协调侧移刚度比限值和承载力计算的要求?

底框-抗震墙房屋进行设计时,所布置的抗震墙既要满足侧移刚度比限值的要求,又要满足承载力计算的要求。经常

遇到承载力验算不满足,增加抗震墙的数量和刚度,满足了承载力验算的要求,但侧移刚度比限值又不满足了的问题,

解决的办法是设置结构洞口或设置坚缝,即在钢筋混凝土抗震墙上设置洞口并采用轻质砌块材料填实的方法,将抗震墙的刚度降低,在满足承载力验算要求的同时符合侧移刚度比限值的要求。

7.37 为什么GB50011抗震规范7.1.第3款要对底层框架-抗震墙房屋的过渡层和底层的侧向刚度比进行控制,为何不允许底层刚度大于上部砌体的刚度?

GB50011规范对底层框架-抗震墙底层的过渡层和底层的侧向刚度比进行控制,主要目的是减少底部的薄弱程度,防

止底部结构出现过大的侧移而严重破坏,甚至倒塌。但是底层刚度大于上部砖混结构刚度,则可能使薄弱层转移至过渡层,过渡层的延性不如底部,易产生脆性破坏。底层框架-抗震墙房屋的过渡层和底层的侧向刚度比要控制在下一个合理的范围内。

7.38 国家标准〈砌体结构设计规范〉(GB50003-2001)中考虑了墙梁组合作用,底部框架-抗震墙砌体结构的钢筋混凝土托墙梁是否可以考虑共同作用对地震作用进行折减?

从试验室的试验和有限元分析的结果看,墙梁组合作用十分明显,但其受力状况也是非常复杂的。考虑到实际地震

作用与试验室条件的差异,地震时梁上的墙体严重开裂,或者出平面倒塌,震害十分严重。底框结构的托墙梁与非抗震设计时的墙梁受力状态有所差异。当按静力方法计算有框架柱落地的托梁与上部墙体的组合作用时,从安全角度考虑,应调整计算参数。GB50011规范在7.2.5条的条文说明中,给出了当托墙梁上部各层墙体不开洞和在跨中1/3范围内开下一个洞口的情况下,弯矩计算的简化、偏于安全的方法。在对托墙梁进行剪力计算时,由重力荷载产生的剪力不折减。 7.39 底框结构中,上部砌体结构部分是否可以采用小型混凝土空心砌块?

GB50011规范中关于底框结构的规定适用于砖砌体房屋(参见规范7.1.1条),底框结构中原则上可以采用小型空心

混凝土砌块,若采用小型空心砌块,应按有关法规要求报审。已经完成修订报批稿的《混凝土空心小型砌块建筑技术规程》(修订前编号为JGJ/T13-94)中有相关规定,当前设计可以参考,规程批准发布后即可直接使用。

8 其 他 结 构

8.1 钢筋混凝土柱厂房为什么不采用山墙(砌体隔墙)承重?

钢筋混凝土柱厂房不采用山墙(砌体隔墙)承重,理由如下:

1) 山墙和钢筋混凝土排架柱结构材料不同,不仅侧移刚度不同,而且承载力也不同。在地震作用下,

山墙和钢筋混凝土排架柱的受力和位移不协调,不利抗震。由于山墙墙肢较长较高,而且约束较弱,地震时山尖墙极易掉角甚至倒塌。如心山墙作为屋架承重,势必引起屋盖塌落。

2) 屋盖系统(屋面板、屋架和支撑)在两个端部不封闭,如以山墙作为承重,山墙受到平面地震作用,

容易破坏并引起屋盖塌落。

8.2 GB50011抗震规范中第9章中对单层钢筋混凝土柱工业厂房的构件为什么没有划分抗震等级?

抗震等级是规范第6章对多层和高层混凝土结构房屋抗震设计的要求。根据结构类型、设计基本地震加速度、房屋

高度、设防分类及场地分类确定结构抗震设计计算和构造措施要求。在规范第9章,对单层钢筋混凝土柱工业厂房已明确提出不同烈度、不同场地类别的各种计算和构造措施要求,无须进行内力调整,没必要划分出抗震等级。 8.3 GB50011抗震规范9.3.4条第2款允许6度和7度时采用十字形截面的无筋砖柱,实际工程中可否不用十字形而

用T字形的无筋砖柱?

砖柱抗震承载力验算时,无筋砖柱应控制水平力作用下的偏心距。地震作用需考虑正负两个水平作用方向,十字形

柱正负方向的偏心相同,而T形柱正负方向的偏心距不同。规范9.3.4条2款只允许6度和7度时采用十字形截面的无筋砖柱,主要是考虑在屋架或屋面梁的偏心受压作用下,T形截面柱在正负两个方向计算的偏心距不同,可能有一个方向不满足不配筋的要求。

8.4 GB50011抗震规范10.1.2条规定单层空旷房屋不设防震缝是什么道理?第10章的条文是否也适用于钢筋混凝土

结构的单层空旷房屋?

本章所指单层空旷房屋是一组不同类型的结构组成的建筑,以常见的影剧院为例,一般包括单层的观众厅和多层的

前后左右的附属用房。实际震害调查中发现,一般观众厅与前后厅之间、观众厅与两侧厅之间不设防震缝的,震害较轻工;在观众厅与侧厅之间设防震缝的,反而破坏较重。对震害分析后认为,使整组建筑形成良好的空间结构体系,更有利于抗震。

按GB50011第10.1.3条的要求,空旷房屋大厅的承重结构在规定的情况下需采用钢筋混凝土结构。因此,尽管本章

提到砖混结构的要求较多,但对空旷房屋共同的要求对钢筋混凝土结构的大厅也适用,类似于钢筋混凝土单层厂房的附属披屋。还需注意,在空旷房屋转角处不宜设置披屋,以避免地震时扭转破坏。

9 非 结 构 构 件

9.1 填充墙的构造柱与多层砌体房屋的构造柱有何不同?

填充墙设构造柱,属于非结构构件的连接,与多层砌体房屋设置的钢筋混凝土构造柱有一定的差异,应结合具体情

况分析确定。如挑梁端部设置填充墙构造柱,挑梁在计算时应考虑构造柱传递来的荷载。

9.2 抗震规范在3.9.2条中对结构材料有最低要求,对砌体结构的砖和砂浆的强度等级都有规定,在13.3.3条2款中对

钢筋混凝土框架结构的填充墙所用的砂浆强度等级规定不应低于M5.0,而对填充墙的块体材料强度等级未作规定,实际工作中应如何掌握?

钢筋混凝土框架结构的填充墙属于非结构构件的范畴,遭受地震损坏后对主体结构的影响较弱。实际工程中,填充

墙的块体材料强度等级应能满足国家标准《砌体结构设计规范》(GB50003-2001)中自承重墙体的有关要求。

房屋抗震设计强制性条文的理解和实施

中国建筑科学院 戴国莹

概述

2002年版《工程建设标准强制性条文》(房屋建筑部分)第六篇“房屋抗震设计”是保证房屋建筑抗震设计质量必须遵守的最主要规定,共有7章,摘自3本国家标准和5本行业标准,其中

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001有52条;

《砌体结构设计规范》GB50003-2001(2002年局部修订)有1条; 《混凝土结构设计规范》GB50010-2002有等效条文6条;

《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002有,等效条文5条; 《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-1998有5条;

《多孔砖砌体结构技术规范》JGJ137-2001(2002年局部修订)有6条,等效条文3条; 《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ138-2001有3条; 《网架结构设计与施工规程》JGJ7-1991有1条。

与2000年版比较,2002年版增加了第7章,保留了多数条文,新增加关于隔震结构、筒体结构、型钢混凝土结构、

多层钢结构和配筋混凝土小砌块结构的相关强制性要求;条文总数由原来的86条减少为76条,还有对应的等效条文14条;针对执行中出现的问题,进一步突出重点、突出关键。

执行房屋建筑抗震设计强制性条文时,需要注意:

强烈地震属于自然灾害。房屋建筑的抗震设计,是在现有技术和经济水平的前提下,处理地震风险与结构安全的关系:减轻房屋的地震损坏和破坏,但不能完全避免损坏和破坏,通常用“三水准”抗震设防目标表示,即所谓“小震不坏、中震可修、大震不倒”。纳入本篇的强制性条文,体现了达到上述抗震设防目标所需的质量控制重点,包括抗震设防标准、地基基础、建筑布置、结构承载力和关键细部构造的控制。有关的责任方在实施、检查和监督时,必须注意与规范、规程的相关条文一起系统掌握,全面理解强制性条文的准确内涵。

本文逐条阐述了抗震设计强制性条文的技术要点、实施控制和重点检查的内容。其中,技术要点介绍了条文的涵义

确定为强制性条文的原因和规范、规范中相关的条文;实施控制介绍了为保证正确执行强制性条文所需重点控制的内容和措施;重点检查的内容供监督检查使用。

2 抗震设防依据和分类

本文的强制性条文,包括抗震设防依据、抗震设防分类和抗震设防标准等三个方面的强制性条文。

1.1 房屋抗震设防依据

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第1.0.2条和1.0.4条 [技术要点说明]

为减轻和防御地震对房屋建筑的破坏,要求在抗震设防区的所有新建房屋都必须进行抗震设计,并且“抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颂发的文件(图件)确定”。这是房屋抗震设计的最基本的、至关重要的要求。 1.主要内容

抗震设防区,指地震基本烈度(50年设计基准期内超越概率10%的地震烈度)不低于6度的地区和其他法定文件确定的今后可能发生破坏地震的地区。

房屋建筑的抗震设防烈度是作为一个地区(不是某个工程项目的小区)所有的建筑抗震设防依据的地震烈度。所谓“按国家规定的权限审批、颂发的文件(图件)确定”,指《建筑抗震设计规范》GB50011-2001在1.0.5条及其条文说明提出的“双轨制”:一般情况,抗震设防依据采用地震基本烈度(或设计基本地震加速度对应的烈度)表示;已编制

抗震设防区划的城市,抗震设防依据采用经批准的抗震设防烈度或设计地震动参数(如地面运动加速度峰值、反应谱值、地震影响系数曲线和地震加速度时程曲线)表示。

2.相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB50011-2001的下列条款: 第3.2.2条给出了抗震设防烈度与设计基本地震加速度的关系,即:加速度0.05为6度设防,加速度0.100g和0.15g为7度设防,加速度0.20g和0.30g为8度设防,加速度0.40g为9度设防,加速度>0.40g为高于9度设防,其抗震设计应专门研究。

为使用方便,规范在附录A给出了县级以上的城镇中心地区(如城关地区)的抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组;附录A中未列出的县级城镇属于地震基本烈度小于6度的地区,除非在批准的城市抗震设防区划中有规定,不要求考虑抗震设防。 [实施与检查的控制]

在设计说明中,应明确其抗震设防烈度;在结构计算书中,设计地震分组应准确(一般情况下,设计地震第一组允许省略)。

城镇中心地区以外的乡镇和村镇,《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第3.2节的条文说明给出了按《中国地震动参数区划图(2001)》确定设防依据的方法:

①《中国地震动参数区划图(2001)》的A1图给出的是“地震动峰值加速度”,地震基本烈度按其附录D由地震动峰值加速度查到;抗震设防烈度一般按地震基本烈度采用。 ②设计基本地震加速度可直接按区划A1图的“地震动峰值加速度”采用。然后,由《建筑抗震设计规范》GB50011-2001表3.2.2确定对应的抗震设防烈度。当设计基本地震加速度为0.15g和0.30g时,设防烈度应加注设计基本地震加速度,即分别写为7度(0.15g)和8度(0.30g)。

③设计地震分组,是原抗震规范“设计近、远震”的发展,在《中国地震动参数区划图(2001)》特征周期分区(B1图)的基础上加以调整后的确定。即:

设计地震第一组为原抗震规范“设计近震”的大部分区域,取区划图B1中位于0.35s和0.40s的所有区域;

设计地震第二组为原抗震规范“设计近震”的小部分区域,取区划图B1中位于0.45s且不属于第三组的大部分区域;

设计地震第三组基本上为原抗震规范“设计远震”的区域,取区划图B1中位于0.45s区域且属于由区划图A1的峰值加速度按其衰减规律确定的确下列影响区域:

1) 区划图A1的峰值加速度0.2g衰减至0.05g的影响区域; 2) 区划图A1的峰值加速度≥0.3g衰减至0.1g以下的影响区域; 3) 区划图B1为0.45s同时区划图A1的峰值加速度≥0.4g衰减至0.2g及以下的影响区域。 按设防依据的“双轨制”,当采用抗震设防区划的设计地震动参数时,需要以按规定的权限批准的文件作为依据,应允许与抗震规范规定的一般情况的相应参数不同。 [检查项目和重点检查的内容]

GB50011 1.0.2 检查设计依据,查看设计总说明列举的规范。

GB50011 1.0.4 检查设防依据,查看设计总说明和计算书的设防烈度(含必要的设计基本地震加速度)和设计地震分组(第一组可省略)。

1.2 抗 震 设 防 分 类

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第3.1.1条 [技术要点说明]

房屋建筑划分为甲、乙、丙、丁四个不同的设防类别,并提出不同的设计要求,包括地震作用计算的取值水准和所采用的抗震措施,是在现有技术和经济条件下合理使用建设资金、减轻地震灾害的重要对策之一。 1.主要内容

房屋建筑按其遭受地震后的经济损失、社会影响程度及在抗震救灾中的作用等级等因素综合影响的大小,划分为甲、乙、丙、丁四个设防类别,这些因素是:

①社会影响(包括环境影响、人员伤亡、政治影响程度等)和直接、间接经济损失的大小; ②城市的大小和地位,行业的特点,工矿企业的规模;

③建筑使用功能失效后,对全局影响的大小,包括对国际、国内、地区的影响,对生产、生活的影响,对抗震救灾的影响,导致次生灾害的可能等等,

④建筑使用功能恢复的难易程度;

⑤建筑各部分的重要性有显著不同时,可局部划分抗震设防类别;一个建筑群或一个规模大的建筑中,若不同部分在使用功能上的重要性有显著差异,则可调整某一区段及其相邻部分的设防类别。

⑥不同行业间的相同建筑,当所处的地位及遭受破坏后的后果和影响不同时,抗震设防类别可不同;由于不同行业之间对规模、影响范围的具体定义尚缺少定量的比较指标,或行业之间部分的设防类别只能在相对合理的情况下协调。 ⑦对于设计使用年限为100年的建筑,直接采用对应于重现期100年的地震作用,或利用抗震设防类别与设计使用年限50年区别对待,当前尚需专门研究。 四个抗震设防类别的定义为:

甲类抗震设防的房屋,按上述因素综合分析后,应属于《防震减灾法》所指的重大建筑工程和可能发生严重次生灾害的建筑,其遭受地震破坏后有严重的社会、经济影响。

乙类抗震设防的房屋,按上述因素综合分析后,应属于地震中使用功能不能中断或需尽快恢复的房屋,其遭受地震破坏后对社会有较大影响,对国民经济有明显的损失。

丙类抗震设防的建筑,按上述因素分析后,属于量大面广的地震破坏后对社会、经济有一般影响的建筑。

丁类抗震设防的建筑,按上述因素分析后,应属于地震后对社会、经济轻微影响的建筑,通常指一般的仓库类、无次生灾害、非人员居住的建筑。

2.相关规定,主要抗震设防类别的具体划分,由《建筑抗震设防分类标准》GB50223给出示例。其中,1995年版该分类标准第9.0.3条、10.0.3条和6.0.3条有关乙类建筑的房屋示例如下:

城市防灾建筑中:大、中城市和工矿企业的三级医院的住院、医技、门诊部建筑; 县、县级市二级医院的住院、医技、门诊部建筑; 县级以上急救中心的指挥、通信、运输系统建筑; 县级以上的采、供血机构的建筑; 50万人口以上城市的动力系统建筑; 消防车库。

民用建筑中: 存放国家一、二级重要珍贵文物的博物馆;

大型影剧院、大型体育馆、大型零售商场等公共建筑。

这里,城市的大小按市区人口多少划分,通常,50万以上为大城市,20万以上不足50万为中等城市。医院的级别,按卫生行政主管部门的规定,三级医院指床位不少于500个且每床建筑面积不少于60m,二级医院指床位不少于100个且每床建筑面积不少于45m。大型影剧院,按《剧场建筑设计规范》JGJ57-2000的规定,指观众席位不少于1200个;大型体育馆,按体育行政主管部门和《体育馆建筑设计规范》JGJ31-2003的规定,指观众座位不少于6000个;大型零售商场,按《商店建筑设计规范》JGJ48-1988等的规定,指同时满足固定资产5000万元以上、年营业额1.5亿元以上且建筑面积10000m以上、营业面积5000m以上人流密集的多层供电、供热、供水、供气等建筑,如热电站、主要变配电室、泵站、加气站、煤气站、油库等。目前,;《建筑抗震设防分类标准》GB50223已完成修订和报批,上述规模的部分界限今后可能有所调整。 [实施与检查的控制]

a) 考虑到一般的房屋建筑均应达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标,在我国

当前的经济条件下,地震作用和抗震措施同时提高要求的甲类建筑控制在极小的范围,即《防震减灾法》规定的重大建筑工程和可能发生严重次生灾害的建筑;防倒塌能力提高的乙类建筑也控制在较小的范围内;有条件的投资方可以采取更高要求的设防标准。 b) 建筑各部分的重要性有显著不同时,可局部划分抗震设防类别;对于商住楼和综合楼,在主楼

与裙房相连时,有可能出现主楼为丙类而人流密集的多层裙房区段为乙类设防的房屋建筑。 [检查项目和重点检查的内容]

GB50011 3.1.1 检查设防分类,查看设计总说明的设防分类

1.3 抗 震 设 防 标 准

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第3.1.3和3.3.2条

2222 [技术要点说明]

房屋的抗震设防标准不同,抗震安全性和所需的建设投资也不同。一旦设防标准偏低,其后果严重。 1)主要内容

房屋的抗震设防标准是衡量抗震设防要求高低的尺度,由《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第2.1.2条给出定义,具体指抗震设计中地震作用取值标准和抗震措施的采用标准,它取决于当地的抗震设防烈度和建筑的抗震设防分类,可分为一般情况和例外两大类: 一般情况,建筑结构的地震作用,甲类建筑按地震安全性评价的结果确定,其余各类建筑均按当地的设防烈度确定;建筑结构的抗震措施,丙类建筑按当地设防烈度的要求,甲、乙类建筑按提高一度的要求,丁类建筑按适当降低而不按降低一度的要求。

例外的情况,即抗震规范有关条款另有规定的情况,上述设防标准允许有部分的调整。 2)相关规定,指《建筑抗震设计规范》GB50011-2001下列条款对设防标准的调整:

① 3.1.3条1、2款给出,9度设防的甲、乙类建筑,其抗震措施为高于9度,而不是提高一度。

② 3.1.3条2款给出规模较小的乙类建筑设防标准的局部调整。较小的乙类建筑,如工矿企业的变电所、空压站、

水泵房以及城市供水水源的泵房等,当改用抗震性能较好的结构类型时,例如由砌体结构改为钢筋混凝土结构,则抗震措施不必提高,允许仍按当地抗震设防烈度的要求采取抗震措施。

③ 3.3.2和3.3.3条给出某些场地条件下抗震设防标准的局部调整。根据震害经验,对Ⅰ类场地,除外6度设防允

许降低一度采取抗震措施中的抗震构造措施;对Ⅲ、Ⅳ为类场地,当设计基本地震加速度为0.15g和0.30g时,宜(不是应)提高0.5度(即分别按8度和9度)采取抗震措施中的抗震构造措施。 ④ 4.3.6条给出地基抗液化措施方面的规定:确定是否液化等级与论防烈度有关而与设防类别无关,但对同样的液

化等级,抗液化措施随设防类别提高而提高,只是具体要求的规定不采用提高一度或降低一度的方法处理。 ⑤ 6.1.1条给出混凝土结构抗震措施之一(最大适用高度)的局部调整:乙类建筑的最大适用高度与丙类建筑不同,

不按提高一度的规定采用。 [实施与检查的控制]

① 甲类房屋建筑的地震作用计算取值标准的掌握。

甲类房屋建筑,应按高于当地抗震设防烈度取值,其值应按批准的地震安全性评价的结果确定。这意味着,提高的幅度应经专门研究,并需要按规定的权限审批。限于当前的技术水平,有时按地震安全性评价结果所提供的参数计算的地震作用小于按设防烈度和规定方法计算的结果,则仍需比按规范方法的计算结果有所提高。条件许可时,专门研究可包括基于建筑地震破坏损失和投资关系的优化原则确定的方法。 在设防烈度为6度的地区,除有具体规定的房屋外,规范不要求进行地震作用计算。但是,对甲类房屋建筑,按全面提高抗震设防的要求,则需进行高于6度的地震作用计算。

② 抗震措施和抗震构造措施要求高低的掌握。

各类房屋建筑的抗震设计中,地震作用计算和抗震措施是两个不可分割的有机组成部分。确定了地震作用取值、抗力计算和抗震措施,则确定了抗震设计的全部内容。由于地震动的不确定性和复杂性,在现有技术水平和经济条件下,抗震措施不仅是对地震作用计算的重要补充,体现了在抗震安全性上区别对待的原则。

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第2.1.9条和2.1.10条给出抗震措施和抗震构造措施的定义。“抗震措施”是除了地震作用计算和构件抗力计算以外的抗震设计内容,包括建筑总体布置、结构选型、地基抗液化措施、考虑概念设计对地震作用效应(内力和变形等)的调整,以及各种抗震构造措施;“抗震构造措施”是指根据抗震概念设计的原则,一般不需计算而对结构和非结构各部分地区所采取的细部构造。因此,抗震措施的提高和降低,包括规范各章中除地震作用计算和抗力计算的所有规定;而抗震构造措施只是抗震措施的一部分,其提高和平共处五项原则降低的规定仅涉及到抗震设防标准的部分调整问题。

各类房屋建筑抗震措施的提高和降低与场地条件无关,但在Ⅰ类场地及0.15g和0.30g的Ⅲ、Ⅳ类场地条件下,抗震措施中的抗震构造措施需要局部调整。表1.3汇总了相关的抗震构造调整要求,供参考:

乙、丙类建筑的抗震措施和抗震构造措施 类 别 乙 类 设防烈度 场地类别 抗震措施 抗震构造措施 Ⅰ 6 6 6 Ⅱ~Ⅳ 6 6 Ⅰ 8 7 7 Ⅱ~Ⅳ 8 8 7(0.15g) Ⅲ,Ⅳ 8 8* Ⅰ 9 8 8 Ⅱ~Ⅳ 9 9 8(0.30g) Ⅲ,Ⅳ 9 9* Ⅰ 9- 9 9 Ⅱ~Ⅳ 9* 9* 丙 类 丁 类 抗震措施 抗震构造措施 抗震措施 抗震构造措施 6 6 6 6 6 6 6 6 7 6 7- 6 7 7 7- 7- 7 8 7- 7 8 7 8- 7 8 8 8- 8- 8 9 8- 8 9 8 9- 8 9 9 9- 9- 注:8*、9*表示比8、9更高的要求;

7-表示比7度适当降低的要求;8-表示比8度适当降低的要求; 9-表示比9度适当降低的要求。 [检查项目和重点检查的内容]

GB50011 3.1.3 检查设防标准,查看建筑的高度、抗液化措、 内力调整和构造措施。

GB50011 3.3.2 检查Ⅰ类场地的构造,查看抗震构造措施,包括混凝土结构构造措施的抗震等级。

2 基 本 规 定 2.1 场 地 和 地 基

在确定房屋建筑的抗震设防依据和设防标准之后,按照“先勘察、后设计”的原则,岩土工程勘察不仅是为房屋设计提供依依据,也是把好房屋抗震质量的第一道关口,对地基基础的安全和投资有重要影响,而且对上部结构的地震作用大小、抗震构造措施和抗震投资有明显的影响。本节强制性条文的内容,包括场地勘察、地基液化判别和地基基础设计等三方面的强制性要求。 一、 场地勘察的抗震质量控制

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第3.3.1、4.1.6和4.1.9条 [技术要点说明]

地震造成建筑的破坏,除地震动直接引起的结构破坏外,还有场地的原因,诸如:地基不均匀沉陷,砂性土(饱和砂土和饱和粉土)液化,滑坡,地表错动和地裂,局部地形地貌的放大作用等。为了减轻场地造成的地震灾害、保证勘察质量能够满足抗震设计的要求,提出了场地选择、场地类别划分和岩土工程勘察报告的强制性要求。

1. 主要内容

在抗震设计中,场地指具有相似的反应谱特征的房屋群体所在地,不仅仅是房屋基础下的地基土,其范围相当于厂区、居民点和自然村,在平坦地区面积一般不小于1km。

200年版强制性条文抗震设计篇中对工程勘察的强制性要求,是在一般的岩石土工程勘察要求基础上补充了抗震设计所必需包含的内容,规范4.1.9条要求,供抗震设计用的勘察工作内容和深度,应根据场地的实际情况和工程需要决定,主要包括场地地段划分、确定场地类别、液化判别和处理、不利地段的岩土稳定性评价,以及对需要用时程分析方法的工程提供覆盖层范围内各土层的动力参数等。

其中,选择有利于抗震的建筑场地,是减轻场地引起的地震灾害的第一道工序,规范3.3.1条规定选择建筑场地时,应对建筑场地的有利、不利和危险地段作出综合评价,选择有利地段,避开不利地段;当无法避开不利地段时应采取适当的抗震措施;不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。

鉴于场地类是房屋抗震设计的重要参数,规范第4.1.6条规定依据覆盖土层厚度和代表土层软硬程度的土层等效剪切波速,将建筑的场地分为四类。波速很大或覆盖层很薄的场地划分为Ⅰ类,波速很低的划分且覆盖层很厚的场地划为Ⅳ类,处于二者之间的相应划分为Ⅱ类和Ⅲ类。

2. 相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB50011-2001的下列条款:

① 第4.1.1条给出划分建筑场地有利、不利和危险地段的依据。即,有利地段为稳定基岩,坚硬土,开阔、平坦、

密实、均匀的中硬土等;不利地段为软弱土,液化土,条状突出的山嘴,高耸孤立的山丘,非岩质的陡坡,河岸,河岸和边坡的边缘,平整分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层(如故河道、疏松的断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基)等;危险地段为地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表位错的部位。

② 关于场地类别划分,第4.1.3条给出对剪切波速测试孔的最少数量要求:对初步勘察阶段,大面积的同一地质

单元不少于三个;对密集的高层建筑,每幢建筑不少于一个;第4.1.5条给出土层等效剪切波速确定方法:取20m深度和场地覆盖层厚度较小值范围骨各土层中剪切波速以传播时间为权的平均值;第4.1.4条给出场地覆盖层厚度定义:从地面至剪切波速大于500m/s的基岩或坚硬土层或假想基岩的距离,扣除剪切波速大于500m/s

2的火山岩硬夹层。

③ 液化的判别和处理,详见本节后面对4.3.2条的说明;需要应用时程分析进行补充计算的建筑,按照第5.1.2

条确定;岩土稳定性评价,可参照第4.1.7、4.3.11条。 [实施和检查的控制]

① 勘察内容应根据实际的土层情况确定:有些地段,既不属于有利地段也不属于不利地段,而属于一般地段,不

需要划分有利或不利;不存在饱和砂土和饱和粉土时,不判别液化,若判别结果为不考虑液化,也不属于不利地段;无法避开的不利地段,要在详细查明地质、地貌、地形条件的基础上,提供滑坡、崩塌、软土震等岩土稳定性评价。

② 场地地段的划分,是在选择建筑场地的勘察阶段进行的,要根据地震活动情况和工程地质资料进行综合评价。

对软弱土、液化土等不利地段,要按抗震规范的相关规定提出相应的措施。 ③ 场地类别划分,不要误为“场地土类别”划分,要依据场地覆盖层厚度和场地土层软硬程度这两个因素。其中,

土层软硬程度不再采用原抗震规范的“场地土类型”这个提法,一律采用“土层的等效剪切波速”值反映。考虑到场地是一个较大范围的区域,对于多层砌体结构,场地类别与抗震设计无直接关系,可略放宽场地类别划分的要求:在一个小区,应有满足最少数量且深度达到20m的钻孔;对深基础和桩基,均不改变其场地类别,必要时可通过考虑地基基础与上部结构共同工作的分析结果,适当减小计算的地震作用。

④ 计算等效剪切波速时,土层的分界处应有波速测试值,波速测试孔的土层剖面为能代表整个场地;覆盖层厚度

和等效剪切波速都不是严格的数值,有±15%的误差属正常范围,当上述两个因素距相邻两类场地的分界处属于上述误差范围时,允许勘察报告说明该场地地界于两类场地之间,以便设计人员通过插入法确定设计特征周期。

⑤ 确定“假想基岩”的条件是下列二者之一:其一,该土层以下的剪切波速均大于500m/s;其二,相邻土层剪

切波速比大于2.5,且同时满足土层剪切波速大于400m/s和埋深大于5m的条件。因此,剪切波速大于500m/s的透镜体应属于覆盖层的范围;而剪切波速大于500m/s的火山岩硬夹层应从覆盖层厚度中扣除。 ⑥ 提供覆盖层范围内各土层的动力参数,包括不同形状下的动变形模量和阻尼比,是为了在采用时程分析法计算

时形成场址的人工地震波,设计单位无此要求时可不做。 [检查项目和重点检查的内容]

GB50011 3.3.1 检查地段划分,查看不利地段勘察工作的深度和评价结论 GB50011 4.1.6 检查场地划分,查看勘察报告的场地类别评定依据。 GB50011 4.1.9 检查勘察内容,查看勘察报告的项目和评价依据。

二、 地基液化的判别和处理的质量控制

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第4.3.2条 [技术要点说明]

地震时由于砂性土(包括饱和砂土和饱和粉土)液化而导致震害的事例不少,需要引起重视。 1.主要内容

地基和场地是相互联系又有明显差别的两个概念。“地基”是指直接承受基础和上部结构重力的地表下一定深度范围内的土壤或岩石,只是场地的一个组成部分。作为强制性条文,本条较全面地规定了减少地基液化危害的对策:首先,液化判别的范围为,除6度设防外存在饱和砂土和饱和粉土的土层;其次,一旦属于液化土,应确定地基的液化等级;最后,根据液化等级和建筑抗震设防分类,选择合适的处理措施,包括地基处理和对上部结构采取加强整体性的相应措施等。

相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB50011-2001的下列条款:

①液化判别分两步:初步判别和标准贯入判别,若初步判别为可不考虑液化影响,则不必进行标准贯入判别。初步

判别依据地质年代、上覆非液化土层厚度和地下水位,第4.3.3条给出了相关规定;标准贯入判别要依据未经杆长修正的标准贯入锤击数,第4.3.4条给出了相关规定。

②液化等级的确定,应根据各液化土层的深度、厚度及标准贯入锤击数,第4.3.5条给出了先计算液化指数再确定液化等级的方法。

③ 第4.3.6条给出平坦场地的抗液化措施分类,共有全部消除液化沉陷、部分消除液化沉陷、地基和上部结构处

理三种方法,有时也可不采取措施。三种抗液化措施的具体要求,分别在规范4.3.7、

4.3.8和4.3.9条给出。

④液化面倾斜的地基,处于故河道、现代河滨或海滨时,规范4.3.10 条给出了抗液化措施。 [实施和检查的控制]

①凡初判法认定为不液化或不考虑液化影响,不能再用标准贯入法判别,否则可能出现混乱。用于液化判别的含量,因沿用70年代的试验数据,需要采用六偏磷酸钠作分散剂测定,采用其他方法时应按规定换算。

②液化判别的标准贯入数据,每个土层至少应有6个数据。深基础和桩基和液化判别深度应为20m。

③计算地基液化指数时,需对每个钻孔逐一计算,然后对整个地基综合评价。

④采取抗液化工程措施的基本原则是根据液化的可能危害程度区别对待,尽量减少工程量。对基础和上部结构的综合治理,可采用多项措施,对较平坦均匀场地的土层,液化的危害主要是不均匀沉陷和开裂;对倾斜场地,土层液化的后果往往是大面积土体滑动导致建筑破坏,二者危害的性质不同,抗液化措施也不同。规范仅对故河道等倾斜场地的液化侧向扩展和液化流滑处理措施。

⑤液化判别、液化等级不按抗震设防类别区分。但同样的液化等级,不同设防类别的建筑有不同的抗液化措施。因此,乙类建筑仍按本地区设防烈度的要求进行液化判别并确定液化等级,再相应采取抗液化措施。

⑥震害资料表明,6度时液化对房屋建筑的震害比较轻微。因此,6度设防的一般建筑不考虑液化影响,仅对不均匀沉陷敏感的乙类建筑需要考虑液化影响,对甲类建筑则需要专门研究。 [检查项目和重点检查的内容]

GB50011 4.3.2 检查液化判别,查看勘察报告的液化判别依据、液化指数和处理措施。

三、 地基基础设计的抗震质量控制

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第4.2.2和4.4.5条 [技术要点说明]

地基土在有限次循环动力作用下的动强度,一般比静强度略高,同时地震作用下的结构可靠度容许比静载下有所降低,因此,在地基抗震验算时,除了按《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002的规定进行作用效应组合外,对其承载力也应有所调整。为确保液化地基上桩基的抗震质量,还对桩基配筋构造提出强制性要求。 1.主要内容

地基抗震验算时,包括天然地基和桩基,其地震作用效应组合应采用标准组合,即,重力荷载代表值和地震作用效应的分项系数均取1.0。

地基的抗震承载力,按《建筑地基基础设计规范》GB50001-2002采用承载力特征值表示,应对静力设计的承载力特征值加以修正,乘以天然地基和桩基的抗震承载力特征值调整系数。

液化土中的桩基,桩的配筋范围超过液化土的深度,其纵向钢筋应与桩顶相同,箍筋应加密。 2.相关规定,主要指,《建筑抗震设计规范》GB50011-2001的下列条款:

①第4.2.3条给出天然地基抗震承载力特征值的调整系数,静力设计的特征值越大,调整系数越大,但不超过1.5。 ②第4.4.2条给出非液化土中桩基的抗震承载力特征值的调整:竖向和横向均提高25%。 ③第4.4.3条给出液化土桩周摩阻力和水平力的折减,依据实际标准贯入锤击数与液化临界标准贯入锤击数的比值,取1/3~2/3的折减系数。

④液化土中桩基超过液化深度的配筋范围,按规范第4.3.7条给出的全部消除液化沉陷时对桩端伸入稳定土层的最小长度采用。

[实施和检查的控制[

①抗震承载力是在静力设计的承载力特征值基础上进行调整,而静力设计的承载力特征值应按《建筑地基基础设计规范》GB50011-2002做基础深度和宽度的修正,因此,不可先做抗震调整后再进行深度和宽度修正。 ②地基基础的抗震验算一般采用所谓“拟静力法”,即将施加于基础上的地震作用当作静力,然后验算这种条件下的承载力和稳定性。天然地基抗震验算公式与《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002相同,平均压力和最大压力的计算均应取标准组合。

③地基构件的验算,包括天然地基的基础高度、桩基承台、桩身等,仍采用地震作用效应基本组合进行构件的抗震截面验算。

④ 地基基础的有关设计参数应与勘察成果相符;基础选型应与岩土工程勘察成果协调。 ⑤液化地基中,桩的配筋范围应符合规定。 [检查项目和重点检查的内容]

GB50011 4.2.2 检查地基验算,查看计算书中的分项系数和承载力特征值。 GB50011 4.4.5 检查桩基配筋,查看液化土中桩的配筋范围和配筋量。

2.2 建筑布置和结构选型

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第3.4.1、3.5.2、3.7.1条 [技术要点说明]

根据宏观震害经验,在同一次地震中,体型复杂的房屋容易破坏,甚至倒塌。由于结构所受地震作用的不确定性和

复杂性,单依赖计算分析很难有效地控制结构的整体抗震性能,必须同时做好概念设计。合理的建筑布置和正确的结构选型是抗震设计的重要概念。

1.主要内容

第3.4.1条强调,建筑设计不应采用严重不规则的建筑方案。这里,规则的建筑结构体现在体型(平面和立面的形状)简单,抗侧力体系的则度和承载力上下变化连续、均匀,平面布置基本对称。即在平面、竖向图形或抗侧力体系上,没有明显的、实质的不连续(突变)。严重不规则,指体型复杂、多项实质性的突变指标或界限超过规定或某一项超过规定,具有严重的抗震薄弱环节,可能导致地震破坏的严重后果者,意味着该建筑方案在现有经济技术条件下,存在明显的地震安全隐患。

第3.5.2条强调,结构体系应受力明确、传力合理、具有必要的承载力和良好延性。要防止局部的加强导致整个结构刚度和强度不协调;有意识地控制薄弱层,使之有足够的变形能力又不发生薄弱层(部位)转移,是提高结构整体抗震能力的有效手段。结构设计应尽可能在建筑方案的基础上采取措施避免薄弱部位的地震破坏导致整个结构的倒塌;一旦不改变建筑方案无法在现有经济技术条件下采取措施防止倒塌,则应根据3.4.1条的规定,明确要求对建筑方案进行调整。

第3.7.1条要求,非结构构件(指自身强度很低或与主体结构连接强度降低的构件,包括建筑构件和建筑附属机电设备)自身及其连接需要进行抗震设计,以避免非结构构件的地震破坏影响人身安全和使用功能。 2.相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB50011-2001的下列条款:

①第3.4.2条给出对混凝土结构和钢结构规则性的一些主要定量界限,共六个方面:

扭转不规则,指按刚性楼盖计算时,楼层抗侧力构件的最大位移(包括最大层间位移)与平均位移的比值较大; 平面尺寸凹凸不规则,指平面轮廓线的凹凸较大;

局部楼板不连续,指除结构楼梯间外的楼板开洞面积较大,或含较大的错层; 侧向刚度不规则,指结构楼层的侧向刚度、尺寸沿竖向突变; 竖向构件不连续,指抗侧力的墙、柱、支撑等不直接落地; 竖向承载力突变,指相邻层的层间受剪承载力突变。

②第3.4.3条给出对混凝土结构和钢结构不规则性的一些上限要求。

④ 第3.4.4条提醒,砌体结构等的规则性要遵守有关章节的专门规定:如本篇后面提到的规范第7.1.5~7.1.7条对

多层砌体房屋的专门规定,规范第7.1.对底部框架砖房的专门规定,规范第10.1.2~10.1.6对单层空旷房屋的专门规定。其中,对于多层砌体房屋的建筑结构布置,需要注意以下几点:

A) 砌体抗震墙体不得随意外挑或缩进,这类墙体应通过合理的传力途径将其地震力向下传递到基础,还要防

止竖向刚度和承载力的突变。

B) 纵横墙体的布置,不要导致两个方向的刚度有显著的差异。《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第3.5.3

条有相关的要求。

C) 窗间墙的局部尺寸不能过小,个别很小的不承担地震力的小墙垛,要采取措施使其损坏后不下丧失对重力

荷载的承载能力;墙体洞口的位置离开纵横墙交界处要有足够的尺寸,不应影响纵横墙的整体连接。

D) 不要随意将承载力不足的砌体墙改为钢筋混凝土墙,在一个结构单元采用不同材料的抗震墙体,由于材料

弹性模量、变形能力等的不同,承担的水平地震作用不同,如设计不当,地震时容易被各个击破。这种结构布置超出现行抗震规范、规程的适用范围,应按《建筑工程勘察设计管理条例》第29条规定执行。当然,在2002年版强制性条文规定的最大横墙间距范围内,可以设置少量的符合钢筋混凝土结构构件要求(从基础、截面尺寸、配筋和保护层厚度等均符合要求)的受力柱承担重力荷载,但整个结构在两个方向的地震剪力仍全部由砌体墙承担。

④设置防震缝是减少房屋平面不规则和竖向不规则的一种手段,规范第3.4.5、3.4.6条给出了相关要求。

⑤ 第3.5.1条给出结构体系选择的相关要求:根据建筑的重要性、设防烈、房屋高度、场地、地基、基础、材料

和施工等因素,经技术、经济分析比较综合确定;第3.5.3条还给出了结构体系宜遵守的要求。

⑥ 第3.7.2条规定提醒,非结构构件的抗震设计应由相关专业的设计人员完成,而不是一概由结构专业完成。对

于设备和管线,抗震设计内容主要指锚固和连接。对砌体填充墙,规范第13.3.3条还给出了相关的设计要求。

[实施与检查的控制]

①所谓规则,包含了对建筑平、立面外形,抗侧力构件布置、质量分布,直至承载力分布等诸多因素的综合要求,很难一一用若干个简化的指标划分,规范第3.4.2条只给出基本界限。

②设防烈度不同,规范所列举的不规则建筑方案的界限相同,但设计要求有所不同。烈度越高,不仅仅是需要采取的措施增加,体现各种概念设计的调整系数也要加大。

③规范第3.4.3条给出的是混凝土结构、钢结构不规则的上限;竖向不规则的上限,还应包括各类结构规定的相邻层上下刚度比限值。不同的结构类型,由于可采取的措施不同,不规则的定量指标也不尽相同。对砌体结构而言属于严重不规则的建筑方案,改用混凝土结构则可能采取有效的抗震措施使之转化为非严重不规则。例如,较大错层的多层砌体房屋,其总层数比没有错层时多一倍,则房屋的总层数可能超过房屋层数的强制性限值,不能采用砌体结构;改用混凝土结构,只对房屋总高度有最大适用高度的控制。对属于严重不规则的普通钢筋混凝土结构,改为钢结构,也可能采取措施将严重不规则转化为一般不规则或特别不规则。

④对于不落地构件通过次梁转换的问题,应慎重对待。少量的次梁转换,设计时对不落地构件(混凝土墙、砖抗震墙、柱、支撑等)的地震作用如何通过次梁传递到主梁又传递到落地竖向构件要有明确的计算,并采取相应的加强措施,方可视为有明确的计算简图和合理的传递途径。

⑤ 结构薄弱层和薄弱部位的判别、验算及加强措施,应针对具体情况处理,使其确实有效。

⑥一个体型不规则的房屋,要达到国家标准规定的抗震设防目标,在设计、施工、监理方面都要投入较多的力量,需要较高的投资,有时可能是不切实际的。因此,严重不规则的建筑方案应予以修改、调整。一般的不规则建筑方案,可按规范第3.4.3条的规定进行抗震设计;同时有多项明显不规则或仅某项不规则的接近上限的建筑方案,只要不属于严重不规则,结构设计人员应采取比第3.4.3条要求更加有效的措施。其中,对于高层建筑,应按建设部第111号令的要求,在初步设计阶段,由建设单位向工程所在地的省级建设行政主管部门提出超限建造的申请,经专家委员会审查通过后方可进行施工图设计。 [检查项目和重点检查的内容]

GB50011-2001 3.4.1 检查建筑的规则性,查看不规则建筑设计方案的论证和调整。

GB50011-2001 3.5.2 检查结构体系,查看复杂的传递途径是否有有准确的计算和相应的措施。 GB50011-2001 3.7.1 检查非结构构件,查看隔墙等的连接构造。

2.3 建 筑 结 构 材 料

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第3.9.1和3.9.2条 [技术要点说明] 1.主要内容

第3.9.1条规定抗震结构对材料和施工质量的特别要求,设计人员应在设计文件上注明。

第3.9.2条规定,施工和监理人员应使结构材料性能达到抗震结构所需的最低强度指标、屈强比、延伸率、可焊性

和冲击韧性。

2.相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB50011-2001的下列条款: 抗震结构对材料性能的其他要求,在3.9.3、3.9.5条给出。

抗震结构对施工技术的特别要求,在3.9.4、3.9.6条给出,包括纵向钢筋替换、构造柱施工顺序等。 [实施与检查的控制]

①3.9.1条的规定,是针对设计人员的,要求在结构设计总说明中特别注明的,主要是材料的最低强度等级、某些特别的施工顺序和纵向受力钢筋等强替换规定,对于材料自身应具有的性能,只要明确要求符合相关产品标准即可。 ②严格控制各类砌体块材、砌筑砂浆、混凝土的最低强度等级。考虑到我国各地经济发展不平衡,抗震规范对材料强度等级的要求是较低的,若施工中不能达到,作为质量事故对待。

③控制钢筋的实际抗拉开强度、屈服强度和强度标准值之间的关系,避免超强过多,有助于混凝土结构强柱弱梁、强剪弱弯要求的实现。2002版强制性条文规定的性能指标,按新的冶金部产品标准作了调整,此前的产品,允许仍按2000年版的指标控制。

④严格控制结构用钢材的实际抗拉开强度与屈服强度的关系及延伸率。冲击韧性是抗震结构的要求,采用国外钢材

时,也应符合我国国家标准的要求。我国国家产品标准中,A级钢对冲击韧性不要求或不保证,故不宜采用。第3.9.5条对钢板厚度方向截面收缩率的要求,是为了防止焊接及沿厚度方向受拉时厚板产生层状撕裂。 [检查项目和重点检查的内容]

GB50011 3.9.1 检查材料和施工要求,查看设计总说明中的特别内容。 GB50011 3.9.2 检查材料强度,查看施工纪录和强度试验报告。

2.4 地震作用和结构抗震验算

结构所受的地震作用,是由地震地面运动引起的一种动态间接作用,按国家标准《建筑结构设计术语和符号标准》(GB/T50083-1997)的规定,间接作用不再称为“荷载”。本节强制性条文的内容,包括 地震作用计算和结构抗震验算两方面的强制性要求。 一、地震作用计算的质量控制

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第5.1.1、5.1.3、5.1.4和5.2.5条 [技术要点说明]

静力设计中,各类结构的荷载取值是一个十分重要的关键设计参数;同样,在抗震设计中,正确的地震作用取值也是十分重要的。 1.主要内容

第5.1.1条规定了各类结构应考虑的地震作用方向,强调有斜向抗侧力构件时应计算斜向地震作用;明显不对称结构应计算双向水平地震作用的扭转地震效应,其余结构用调整地震作用效应系数的方法考虑扭转地震效应;大跨度和长悬臂结构应计算竖向地震作用。

第5.1.3条规定了各类结构计算地震作用时结构重力荷载代表值的取值,即结构及其构件自重和竖向可变荷载(活荷载、雪荷载等)的组合。

第5.1.4条规定了所有结构,包括钢结构、混合结构、隔震减震结构等高柔结构的最小楼层地震剪力控制值,对刚度突变的软弱层等薄弱层,最小楼层地震剪力还需再适当增大。

2.相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB50011-2001的下列条款:

①第5.1.1、5.1.2条等给出了各类结构抗震设计计算方法,可用图2.4表示。

图2.4 建筑结构抗震设计计算方法汇总

②第5.1.5条给出了不同阻尼比的地震影响系数,包括各种阻尼对最大值、曲线下降段衰减指数和倾斜段斜率的调整。

③第8.2.2条给出了多层和高层钢结构房屋的阻尼比。

④第5.2.3条第1款给出规则结构估计扭转影响的地震作用效应调整方法。 [实施与检查的控制]

①斜向地震作用计算时,不能因其总地震作用比正交方向小而忽视,应主要检查斜向抗侧力构件的内力和配筋。平面轮廓规则或基本对称的结构,不要求用扭转耦连模型计算双向扭转地震作用效应,允许用调整地震作用效应的方法计入扭转效应。

②凡国家标准和各行业标准无明确规定的结构,其阻尼比均按0.05取值。 ③以抗震设防区划分为设计依据的建筑工程,地震影响系数最大值和设计特征周期按经过批准的设防区划分结果取值。设防烈度为8度和9度时,进行罕遇地震计算的设计特征周期增加0.05s,以反映震级地震动的频谱特性与中小震级的不同。

④当按地震影响系数计算的结构总地震剪力小于规定值时,表示该结构刚度较小,所受的地震作用主要不是地震加速度引起的,而是地面运动速度和位移引起的,一般可修改计算的周期折减系数和地震作用调整系数,以近似考虑地震地面运动的速度和位移的作用;当小于规定值较多时,宜调整结构总体布置增大刚度,使地震剪力不小于规定值。 ⑤长悬臂构件计算竖向地震作用的长度界限,一般按9度1.50m、8度2m控制。 [检查项目和重点检查的内容]

GB50011 5.1.1 检查地震作用方向,查看计算的模型和项目。 GB50011 5.1.3 检查重力荷载代表值,查看计算的组合系数。

GB50011 5.1.4 检查地震影响系数,查看计算书的烈度、设计地震分组、阻尼比和场地类别。 GB50011 5.2.5 检查最小地震剪力,查看计算结果的楼层剪力系数。

三、 结构抗震验算的质量控制

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第5.1.6、5.4.1和5.4.2条 《网架结构设计与施工规程》JGJ7-1991第3.4.1条 [技术要点说明]

从根本上说,建筑结构的抗震验算应该是在强烈地震下弹塑性变形能力和承载力极限状态的验算。由于经济和技术方面的原因,强烈地震下结构构件的安全性主要取决于承受变形的能力,而不仅仅是承载力。结构构件所需的变形能力与结构构件所具有的最大承载力也是有密切联系的,而且是随着结构类型和构件在结构中所处部位的不同而不同的。砌体结构的变形能力较小,实现大震不倒需要有相对较高的承载力;而变形能力较好的钢结构,所需的承载力则可能较低些。房屋结构的抗震验算,与非抗震设计的明显差异,主要表现在验算范围、作用效应组合和承载力计算三个方面。

1.主要内容

第5.1.6条规定了不需验算和需要进行抗震承载力验算的范围。

第5.4.1条规定了结构构件地震作用效应的基本组合。其中,竖向可变荷载并入自重中,不单独出现;也不需计算永久荷载效应为主的不利组合。

第5.4.2条规定了结构构件抗震承载力验算的设计表达式,不出现重要性系数,但突出了抗震设计时承载力的调整。 根据国家标准抗震设计规范对大跨度结构计算竖向地震作用的要求,网架规程第3.4.1条具体规定了网架结构竖向抗震验算的要求。

3. 相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB50011-2001的下列条款:

第9.1.6条和9.3.5条分别给出单层混凝土柱和砖柱厂房(单层排架结构)的不验算范围。 第5.4.3条给出了仅考虑竖向地震作用时抗震承载力验算表达式的调整。 [实施与检查的控制]

①6度设防时一般不计算,当规范、规程中有具体规定时仍应计算。对于一些体型复杂的结构,衣了按规范3.4.3条要求确定所需采取的加强措施,有时也要计算。

②地震作用效应的基本组合中,不存在永久荷载效应为主的不利情况,因此,不引入《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50011-2001中以永久荷载效应为主的基本组合。

③地震作用效应基本组合中,含有考虑抗震概念设计等的各种效应调整系数。如用周期折减系数来反映某些难以准确计算的构件刚度的影响;出屋面小建筑地震剪力的增大;楼层地震剪力在抗侧力构件之间考虑楼盖平面内变形和多道防线的分配;交叉支撑中拉开压杆的内力调整;刚度突变的软弱层地震剪力调整;竖向不连续构件传递给水平转换构件的地震内力调整等等。混凝土结构抗震措施中规定的内力调整,如强柱弱梁和强剪弱弯的内力调整,是在基本组合后进行调整,也属于考虑抗震概念设计的效应调整。

④对电算结果的分析认可是十分重要的;对关键的抗震薄弱部位和构件,抗震承载力必须满足要求,必要时应采用

手算复核,避免电算结果因计算模型不完全符合实际而造成安全隐患。

⑤抗震结构的变形验算是一个重要的设计内容,限于条件,目前暂不作为强制性要求。 [检查项目和重点检查的内容]

GB50011 5.1.6 检查抗震验算范围,查看计算的原始参数和构件验算内容。 GB50011 5.4.1 检查地震基本组合,查看计算的分项系数。

GB50011 5.4.2 检查抗震验算表达式,查看关键部位的构件抗震承载力。 JGJ7 3.4.1 检查网架竖地震,查看8、9度设防的网架屋盖的计算内容。

3 混凝土结构抗震设计

为使混凝土结构房屋达到抗震设防的总目标,除了按第二章规定选择有利地段、正确划分场地类别外,需要重点掌

握的是:按不同的结构类型和房屋高度区别对待;处理好结构构件的选型和构件本身的延性要求;通过内力调整实现抗震概念设计要求;对于框架结构等,还需通过变形验算防止倒塌。

3.1 一 般 规 定

钢筋混凝土结构抗震设计的强制性要求,主要是正确确定抗震等级以及满足框架梁、框架柱和抗震墙的关键配筋构造要求。

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第6.1.2条 [技术要点说明]

混凝土结构的抗震等级不同,不仅计算时相应的内力调整系数不同,对配筋、配箍、轴压比、剪压比的构造要求也有所不同,体现了不同延性要求和区别对待的设计原则。 1.主要内容

影响混凝土结构房屋抗震等级划分的因素,共有抗震设防烈度

抗震设防类别、结构类型、房屋高度等四个,此外,某些场地类别还要适当调整构造措施的抗震等级。这些因素的影响程度有所不同:

设防烈度是基本因素,同样高度和设防类别的房屋,其抗震等级随烈度的高低而不同。

不同的结构类型,其主要抗侧力构件部件不同,该部件的抗震等级也不同:框架-抗震墙结构中的框架,与框架结构中的框架,抗震等级可能不同。在板柱-抗震墙结构中的框架,其抗震等级与表6.1.2中的“板柱的柱”相同。 对于设防类别为乙类的建筑,除了本篇第1章提到的建筑规模较小的房屋外,要按提高一度确定其抗震等级。 对于Ⅰ类场地,除6度设防外,丙类建筑要按设防烈度确定的抗震等级进行内力调整,并按降低一度确定的抗震等级采取抗震构造措施;乙建筑要按提高一度确定的抗震等级进行内力调整,并按设防烈度确定的抗震等级采取抗震构造措施。对于Ⅳ类场地,同样的抗震等级,构造要求有部分提高,如框架柱轴压比和纵向钢筋总配筋量的要求有所提高。

划分抗震等级的高度分界比较粗糙,在高度分界值附近,抗震等级允许酌情调整。规范未明确规定各类结构的高度下限,因此,对层数很少的抗震墙结构,其变形特征接近剪切模型,与高度较高的抗震墙结构的设计方法和构造要求有所不同,其抗震等级允许有所调整。

2.相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第6.1.3条给出的关于抗震等级的部分调整方法:

①当钢筋混凝土结构中的抗震墙数量较少,从而墙体承担的地震倾覆力矩少于结构总地震倾覆力矩的50%,框架部分承担的地震倾覆力矩大于50%,该结构的变形特征接近于框架结构,即框架部分也是主要的抗侧力构件,需按框架结构体系的抗震等级采用。此时,房屋的最大适用高度可比框架结构适当放宽,依据墙体数量的多少,一般不超过20%。 ②裙房的抗震等级:与主楼不分缝时,应不低于主楼;与主楼用抗震缝分开时,按各自的结构类型、高度和抗震设防类别确定。

③地下一层的抗震等级:通常同地上一层;地下二层或仅有地下结构而无地上结构,可根具体情况采用三级或四级,9度时宜专门研究。 [实施与检查的控制]

①结构设计总说明和计算书,混凝土结构的抗震等级应明确无误。②处于Ⅰ类场地的情况,要注意区分内力调整的抗震等级和构造措施的抗震等级。对设计基本地震加速度为0.15g和0.30g且处于Ⅲ、Ⅳ类场地的混凝土结构,按规范3.3.3条规定提高“半度”确定其抗震构造措施时,只需要提高构造措施的抗震等级。

③主楼与裙房不论是否分缝,主楼在裙房对应的楼层及相邻上下楼层(共三个楼层)的构造措施应适当加强,但不要求各项措施均提高一个抗震等级。

④乙类建筑提高一度查上述表6.1.2确定等级时,当房屋高度大于表中规定的高度时,则其抗震措施要高于规定,是否按提高一个等级的各项要求,根据其高度、场地条件和规则性等具体分析,即专门研究。 [检查项目和重点检查的内容]

GB50011 6.1.2 检查混凝土结构抗震等级,查看设计总说明和计算书的抗震等级。 《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第6.3.3和6.3. [技术要点说明]

框架结构在强烈地震中因变形较大而破坏甚至倒塌的例子不少。抗震设计时,对框架的梁、柱布置、构件截面尺寸、纵向钢筋和箍筋的配置,节点核芯区构造,提出了一系列配套的要求。强制性条文纳入了梁钢筋控制和柱钢筋控制的最低要求。 1.主要内容

框架梁需要严格控制受压区高度、梁端底面和顶面纵向钢筋的比值及加密梁端箍筋。其目的是增加梁的塑性转动量,从而提高梁的变形能力。当梁的纵向受拉钢筋配筋率超过2%时,为使混凝土压溃前受压钢筋不致压屈,箍筋的要求相应提高。

框架柱需要严格控制最小纵向钢筋配筋率、加密区箍筋直径和间距。其目的是适当提高柱正截面承载力并加强柱的约束,从而提高框架柱的变形能力。

2.相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB50011-2001的下列条款:

关于框架梁,6.3.4条给出框架柱纵向钢筋的其他配置要求;6.3.5条给出了框架梁箍筋的其他配置要求。

关于框架柱,6.3.9条给出了框架柱纵向钢筋的其他配置要求;6.3.10~6.3.13条给出了框架柱箍筋的其他配置要求,包括箍筋加密区范围、肢距和体积配箍率等,6.3.7条给出了框架柱的轴压比控制值;6.2.3条还给出了框架结构底层柱纵向钢筋按上下端不利情况配置的要求。 [实施与检查的控制]

①计算梁端受弯承载力时,宜考虑梁端受压钢筋的作用;计算梁端受压区高度时,宜计入受压钢筋的有利影响。 ②按冶金部的现行产品标准,HPB235级钢筋的最小直径为8mm,这里所规定的最小直径是最低要求。 ③楼板中非抗侧力的次梁不受本条。

④计算框架柱总纵向钢筋配筋率时,应计入同一横截面内的全部钢筋截面面积,且受拉钢筋的配筋率尚应满足静力设计的最低要求。]

⑥ 采用HPB400级钢筋和混凝土强度等级高于C60时,框架柱的总纵向钢筋总配筋率的最低要求有所调整。 [检查项目和重点检查的内容]

GB50011 6.3.3 检查框架梁的配筋,查看梁端受压区高度、纵筋比、箍筋加密范围和配箍情况。 GB50011 6.3.8 检查框架柱的配筋,查看柱纵筋配筋率、加密区的配箍情况。 《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第6.4.3条 [技术要点说明]

抗震墙,包括抗震墙结构、框架-抗震墙结构、板柱-抗震墙结构及筒体结构中的抗震墙,是这些结构体系的主要抗

侧力构件。现行抗震设计规范对墙体开洞布置、加强部位控制、墙体厚度、分布钢筋和边缘构件等做了规定。在强制性条文中,除了纳入了关于墙体分布钢

筋数量控制的最低要求外,还在“结构设计篇”中纳入关于墙体连梁的箍筋构造和纵向钢筋锚固的抗震要求。 1.主要内容

一般的抗震墙,其竖向和横向的分布钢筋,要满足最小配筋率、 最小直径和最大间距的最低要求。

对框支结构,抗震墙的底部加强部位受力很大,其分布钢筋应高于一般抗震墙的要求。通过在这些部位增加竖向钢

筋和横向的分布钢筋,提高墙体开裂后的变形能力,以避免脆性剪切破坏,改善整个结构的抗震性能。

对墙体的连梁,抗震设计时要求连梁全长按框架梁端的要求加密箍筋,连梁顶面和底面对钢筋在墙体内的锚固长度

应比非抗震设计有所增加。

2.相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB50011-2001的下列条款:

第6.1.10条给出了抗震墙底部加强部位的范围:一般取抗震墙总高的1/8和二层的较大值,且不大于15m;对框

支结构,尚应至少取至框支层以上二层。

第6.4.6条给出了抗震墙边缘构件按其重力荷载代表值作用下的轴压比进行分类并分别设计的要求;第6.4.7条给

出了抗震墙约束边缘构件钢筋配置的要求;第6.4.给出了抗震墙构造边缘构件钢筋配置的要求。

[实施与检查的控制]

①一般抗震墙分布钢筋的最低要求,不区分底部加强部位和一 般部位;

②对于部分框支结构的抗震墙,其分布钢筋的最低要求,应区分加强部位和一般部位。 ③抗震墙分布钢筋的强制性要求,不论钢筋强度等级如何,均应严格遵守。 [检查项目和重点检查的内容]

GB50011 6.4.3 检查抗震墙的配筋,查看墙体竖向和水平分布钢筋直径、间距和配筋率。

3.2 高层建筑混凝土结构

高层建筑的抗震要求要高于多层建筑,除了上述强制性规定外,抗震设计篇纳入了行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002的有关规定,包括超过国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第6章最大适用高度时的抗震等级以及对结构周期计算、复杂结构的关键构造要求等。 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第4.8.3和11.2.19条 [技术要点说明]

这里规定了房屋高度超过《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第6章规定的最大适用高度时和采用混合结构时的抗震等级。其中的“特一级”指比“一级”更高的构造要求,相关规定在《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第4.9.2条给出。

其他说明见本章《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第6.1.2条的说明,不再重复。 [实施与检查的控制]

同本章《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第6.1.2条的对应内容。 [检查项目和重点检查的内容]

JGJ3 4.8.3 检查抗震等级,查看B级高度混凝土结构的设计总说明和计算书的抗震等级。 JGJ3 11.2.19 检查抗震等级,查看混合结构设计总说明和计算书的抗震等级。 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第3.3.16和6.1.6条 [技术要点说明]

高层建筑计算结构周期时考虑非承重墙体的刚度影响,可使计算周期比较符合实际,避免计算的地震力偏小而不安

全。

高层建筑结构不应采用部分砌体墙承重的混合承重体系,包括出屋面楼、电楼间和水箱间,均不应采用砌体承重。

可避免因两种刚度、变形能力等抗震性能不同的结构构件在同一结构单元内混合承重而导致地震破坏。

2.相关规定,主要指《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002 的下列条款:

规程3.3.17条给出了考虑非承重砖填充墙刚度影响的计算方法;

规程6.1.7条给出了框架结构在电梯间设置混凝土抗震墙的计算和构造措施要求。

此外,在强制性条文的“结构设计”篇中,还有规程第8.1.5条对框剪结构墙体布置、第8.2.1条对框剪结构墙体分

布筋的强制性要求。

[实施与检查的控制]

①非承重墙体对结构刚度的影响是十分复杂的,影响因素较多,周期折减只是一种简化处理方法,允许设计人员根

据具体情况选择适当的折减值。

②框架结构中,不得出现砌体墙和混凝土结构混合承重的情况。混凝土电梯筒非对称布置时,应考虑其不利影响,采取减少电梯筒刚度的措施;有时也可采用砌体填充墙。当布置少量混凝土抗震墙,其框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时,结构分析计算应考虑该抗震墙与框架协同工作,但仍按框架结构确定框架的抗震等级。

[检查项目和重点检查的内容]

JGJ3 3.3.16 检查周期调整,查看计算书的周期调整系数。

JGJ3 6.1.6 检查框架选型,查看砌体和混凝土结构混合承重问题。

《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第10.1.2、10.3.3、10.5.2和10.5.5条

[技术要点说明]

对带转换层、带加强层、错层和连体结构等复杂类型的结构,2002年版强制性条文专门作了严格的要求。 1.主要内容

9度设防时不应采用带转换层、带加强层、错层和连体结构等复杂结构,因目前年缺乏研究和工作经验。

在框架-核芯筒结构中采用加强层时,主要加强措施是:提高该部位框架柱和核芯筒抗震墙的抗震等级,柱在该区段全高加密箍筋并从严控制柱轴压比。以避免在加强层附近形成抗震薄弱层,导致地震破坏。 采用连体结构时,主要加强措施是:提高连接体本身及主体结构中与连接体相连部位的抗震等级,提高强度和延性,减少地震破坏,8度时就需计算竖向地震。

2.相关规定,主要指《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002的下列条款: 第6.4.2条给出框架柱轴压比的规定值。

第10.3.2条给出带加强层高层建筑的结构的布置和薄弱部位的设计要求。 第10.5.1、10.5.3条给出连体高层建筑的结构布置和薄弱部位的设计要求。

此外,在“结构设计篇”中,还纳入《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002中关于抗震设计的下列强制性要求:第9.3.7条关于抗震设计的外框筒和内筒的连梁箍筋最小直径和最大间距的强制性要求;第10.2.对抗震框支梁的纵向钢筋最小配筋率、支座处箍筋最小直径、最大间距和最小面积配箍率的强制性要求,第10.2.11条对框支柱的箍筋最小直径、最大间距和最小体积配箍率的强制性要求,以及第10.4.4条关于错层处框架柱的抗震等级和箍筋的加强要求。

[实施与检查的控制]

①结构加强层的加强部位指加强层及其相邻上下层,强制性的提高要求仅针对柱和墙体,对梁不需提高要求。 ②连接体的加强部位指连接体本身及其支座处的相关结构。滑动连接的连廊等连体结构与上述的连体结构要求有所不同,需特别注意滑动的可靠性和支座的容许位移量。 [检查项目和重点检查的内容]

JGJ 3 10.1.2 检查建筑方案,查看9度设防的建筑方案和结构布置。

JGJ 3 10.3.3 检查加强层,查看墙和柱的抗震等级,以及柱轴压比、箍筋情况。 JGJ 3 10.5.2 检查连体结构,查看8度设防的坚向地震作用组合系数取值。

JGJ 3 10.5.5 检查连体结构,查看连接体和相邻结构局部部位的内力调整和构造措施。

3.3 型钢混凝土组合结构

《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ 138-2001 第4.2.6条 [技术要点说明]

型钢混凝土组合结构技术规程中的抗震等级系按照《建筑抗震设计规范》GB 11-的规定划分的,与《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001有所不同,其局部修订时,将与2001年版抗震规范协调,强制性条文的内容也将按局部修订重新修改。

其他说明见本章《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第6.1.2条的说明,不再重复。 [实施与检查的控制]

同本章的《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第6.1.2条的对应内容。 [检查项目和重点检查的内容]

JGJ 138 4.2.6 检查抗震等级,查看设计总说明和计算书的抗震等级。 《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ 138-2001第5.4.5和6.2.1条 [技术要点说明]

型钢混凝土组合构件是在混凝土中配置扎制或焊接钢材和钢筋组成的结构构件。主要用于提高结构构件的承载力和变形能力。 1.主要内容

对应于钢筋混凝土框架梁的强制性要求,组合框架梁的箍筋加密范围、直径和间距也要满足最低要求。 对应于钢筋混凝土框架柱的强制性要求,组合框架柱的箍筋加密范围、直径和间距也要满足最低要求。 2.相关规定

普通钢筋混凝土梁柱箍筋加密范围、直径和间距的要求,见本章第一部分的相应内容。 [实施与检查的控制]

型钢混凝土构件中,配置有结构钢材和箍筋,对组合梁箍筋的要求,在满足配筋率的情况下,箍筋肢距略比钢筋混凝土梁放松,但强制性要求的内容,除箍筋间距外与普通钢筋混凝土梁相同。对组合柱的箍筋要求同普通钢筋混凝土柱。

[检查项目和重点检查的内容]

JGJ 138 5.4.5 检查梁箍筋,查看组合梁箍筋加密范围、间距和直径。 JGJ 138 6.2.1 检查柱箍筋,查看组合柱箍筋加密范围、直径和间距。

4 多层砌体结构抗震设计 4.1 一 般 规 定

考虑到现阶段的砌体房屋多属于无筋砌体结构范畴,且用于住宅、办公楼、教学楼和医院等,楼内人员较集中,一旦结构在地震中破坏,伤亡损失严重,因此,为了使多层砌体结构房屋能够实现规定的抗震设防目标,除了第一、二章规定的要求外,需要严格控制的是:砌体房屋的使用高度,选择合理的承重结构体系,重视墙段抗震承载力验算;并在各类砌体结构的相关强制性条文中分别规定设置必要的约束构件,加强整体性连接和局部易损部位的连接构造。

一、严格控制多层砌体房屋的层数和总高度 《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第7.1.2条 [技术要点说明]

国外对地震地区砌体结构房屋的高度较严,有的甚至规定不允许使用无筋砌体结构。我国历次地震的宏观调查资料表明,不配筋砖结构房屋的高度越高,层数越多,则震害越重,倒塌的比例越大。震害经验还表明,控制无筋砌体结构房屋的高度和层数是一种既经济又有效的重要抗震措施。因此,对各类砌体房屋的层数和总高度做了严格。 1.主要内容

作为砌体抗震墙的墙体最小厚度,普通粘土砖墙为240mm,多孔粘土砖和混凝土小砌块墙体为190mm。普通粘土砖砌筑的180mm厚的墙体,自《建筑抗震设计规范》GB 11-发布以来,在新建工程的设计中不作为砖抗震墙看待。 对于一般的多层粘土砖房屋,当设防烈度为6、7、8、9度时,房屋的层数分别为不应超过八、七、六、四层,房屋的总高度分别为24、21、18、12m;对于横墙较少的房屋,层数相应减少一层,总高度相应降低3m;对于各层横墙很少的房屋,还需再减少层数和降低总高度。对于240规格的多孔砖和190规格的混凝土小砌块房屋,除6度设防为七层21m外,同粘土砖砌体房屋。对于190规格的多孔砖房屋,则6~8度比粘土砖房屋减少一层降低3m,9度时,混凝土小砌块和190规格多孔砖均不适用。

2.相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB50011-2001的下列条款:

①配筋混凝土小砌块房屋的最大高度,在规范附录F给出,不受规范第7.1.2条的约束。

②横墙较少的住宅楼,采取加强措施允许不减少层数和高度,其加强层措施由规范7.3.14条给出,包括墙体布置、楼板设置、增设构造柱、加大圈梁及增加钢筋等多项措施。 [实施与检查的控制]

① 采用层数和总高度双控,当房屋的层高较大时,房屋的层数 要相应减少。

②总高度一般从室外地面计算至房屋的檐口,平屋顶时不计入超出屋面的女儿墙高度,不计入局部突出屋面楼梯间等的高度;高度限值以为计算,小数位四舍五入,室内外高差大于0.6m时总高度允许多1.0m。控制层数和总高度的计算方法,与结构抗震分析时层数和计算高度的取法不同。有半地下室时,按地面下的嵌固条件区别对待:例如,半地下室的顶板高出地面不多,地下窗井墙为每道内横墙的延伸而形成了扩大的基础底盘,且周围土体的约束作用显著,此时,半地下室不计入层数,总高度仍可从室外地面算起。

③阁楼层的高度和层数如何计算,应具体分析。一般的阁楼应当作一层计算,房屋高度计算到山尖墙的一半;当阁楼的平面面积较小,或仅供储藏少量物品、无固定楼梯的阁楼,符合《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第5.2.4条关于突出屋面屋顶间的有关要求时,可不计入层数和高度。

④多层砌体房屋的层数和总高度控制要求,与墙体的材料种类、居住条件、城市发展规划等因素有关,除遵守本节所述的规定外,还应符合2002年版强制性条文第一篇“建筑设计”中对居住建筑、办公楼超过一定的层数和楼面离地面高度时必须设置电梯的强制性规定。

⑤对横墙较少的住宅楼,仅当同时满足规范7.3.14条的各项规定,其高度和层数才允许同一般的多层砌体房屋。横墙较少的其他房屋,不允许采用这个办法来增加层数和高度。

⑥横墙很少的砌体房屋,一般指整幢房屋中均为开间很大的会议室或开间很大的办公用房。此类建筑结构的抗侧力构件——砌体抗震墙甚少,有的墙体间距接近规范7.1.5条规定的最大横墙间距,动力特性与普通的多层砌体房屋不同。因此,要求根据工程的具体情况再适当降低高度和层数。

⑦砌体房屋有较大错层时,其层数应按两倍计算。不超过圈梁或大梁高度的错层,结构计算时可作为下一个楼层看待,但这类圈梁和大梁应考虑两侧楼板高差导致的扭转,设置相应的抗扭钢筋,还要注意符合无障碍设计的相关强制性要求。

⑧建造砌体房屋时,不可为追求近期经济效益而超高。当情况特殊需要建造超高砖房时,应严格遵照建设部(95)建抗办第47号文《关于砖房超高建造若干问题的通知》,按规定的程序审批。 [检查项目和重点检查的内容]

GB50011 7.1.2 检查砌体总高度,查看各类砌体房屋的层数和高度。 二、正确选择多层砌体房屋的承重体系

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第7.1.5条 [技术要点说明]

砌体房屋层数不多,其刚度沿高度分布一般较均匀且以剪切变形为主,故抗震计算分析时通常采用底部剪力法做简化计算。

1、 主要内容

由于在地震作用下砌体的强度指标与静力条件下不同,专门纳入了关于砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗震强度设计值的规定,与“结构设计篇”第4节中关于砌体材料计算指标的有关强制性条文相对应,需要配套使用。 2、相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB50011-2001的下列条款:

第7.2.2条给出了砌体墙体进行抗震承载力验算的最小范围,第7.2.3条给出了墙段划分方法。

第7.2.给出了砌体墙体进行抗震承载力验算的具体公式。

第7.2.9条给出了水平配筋砌体墙体进行抗震承载力验算的具体公式。 第7.2.10给出了混凝土小型砌块的墙体进行抗震承载力验算的具体公式。 [实施与检查的控制]

①一般情况,砖砌体承载力验算仅考虑墙体两端构造柱的约束作用,当砖砌体抗震承载力不足时,可同时考虑水平配筋、墙体中部的构造柱参与工作,但其截面尺寸和配筋应符合规范第7.2.8、7.2.9条的规定,不得任意扩大。 ②砌体结构墙体的抗震验算,应以墙段为单位,不应以墙片为单位。

③墙体中留洞、留槽、预埋管道等使墙体削弱,遇到连续开洞的情况,必要时应验算削弱后墙体的抗震设承载力。 [检查项目和重点检查的内容]

GB 50011 7.2.7 检查砌体承载力,查看计算书,砌体的抗剪强度设计值的调整。

4.2 普通粘土砖、多孔粘土砖房屋

砖房抗震设计中,对高度、层数的严格控制、建筑结构布置和抗震承载力验算的强制性要求,已在本章4.1节明确。本节的重点是配套的抗震构造措施,最主要是设置钢筋混凝土构造柱和圈梁形成对砖砌体的约束,提高墙体的延性并采取措施加强房屋的整体性连接,以防止房屋在强烈地震倒塌。此外,还纳入关于190规格的多孔砖砌体的补充规定。 一、粘土砖房屋必要的钢筋混凝土构造柱

《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第7.3.1条

[技术要点说明]

根据地震经验和大量的试验研究成果,设置钢筋混凝土构造柱是防止砖房倒塌的十分有效的途径。 1、主要内容

研究表明,构造柱可提高砌体抗剪能力约10%~30%,其提高的幅度与墙体高宽比、正应力大小和开洞情况有关。构造柱的作用主要是对墙体形成约束,以显著提高其变形能力,构造柱应设置在震害可能较重、连接构造薄弱和易于应力集中的部位,这样做效果较好。构造柱截面不必很大,但要与圈梁等水平的钢筋混凝土构件组成对墙体的分割包围才能充分发挥其约束作用。总的说来,构造柱应根据房屋用途、部位部位、设防烈度和该部位承担地震剪力的大小来设置。

2、相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第7.3.2条对构造柱的具体构造所给出的较为详细的要求,包括构造柱最小截面、配筋,构造柱与墙体和圈梁的连接,构造柱不单独设置基础等规定。 [实施与检查的控制]

①构造柱与混凝土结构的受力柱不同,其截面尺寸、材料强度等级、保护层厚度、纵筋配筋量、箍筋、基础均与框架柱有所不同,因此,不要把构造柱作为混凝土结构受力柱看待。

②当房屋层数较少时,如少于表7.3.1中规定的最小层数,是否设置构造柱,规范不作要求。当房屋层数、高度接近或达到7.1.2条的上限时,构造柱的数量和分布需要适当增加。

③大房间尺寸,参照抗震规范7.3.7条所述,以长度7.2m控制。④大洞口尺寸,对内横墙和内纵墙,一般按不小于2m控制;对外纵墙,当内外墙交接处已设置构造柱时,可有所放松,避免在一个不大的墙段内设置三根构造柱,施工时难以先砌墙后浇构造柱。 [检查项目和重点检查的内容]

GB50011 7.3.1 检查构造柱设置,查看构造柱的数量和位置。 二、设置钢筋混凝土圈梁加强楼盖整体性 《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第7.3.3条 [技术要点说明]

震害表明,抗震圈梁能增加预制楼盖的整体性,是提高房屋抗震能力的有效措施。 1、主要内容

圈梁要与构造柱一起形成对墙体的约束,按不同的设防烈度规定了圈梁的最大间距,并要求在内外墙交接处设置了构造柱的横墙上也应设置圈梁,以形成约束。

砖房现浇钢筋混凝土圈梁设置要求 表7.3.3

墙 类 6.7 外墙和内纵墙 内横墙 屋盖处及每层楼盖处 烈 度 8 屋盖处及每层楼盖处 9 屋盖处及每层楼盖处 同上;屋盖处间距不应大同上;屋盖处沿所有横墙, 于7m;楼盖处间距不应大且间距不应大于7m;楼盖同上;各层所有 于15m;构造柱对应部位 处间距不应大于7m;构造横墙 柱对应部位 2、相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第7.3.4条对圈梁的具体构造柱所给出的较为详细的要

求,包括圈梁的截面、配筋和彼此连接形成封闭系统等规定。 [实施与检查的控制]

①历次的震害资料表明,现浇楼盖有良好的整体性,不需要另设圈梁,仅要求楼板沿纵横墙体的周边加强配筋,类似于暗圈梁,并通过钢筋与相应构造柱可靠连接。楼梯间在楼盖标高处无现浇板的外墙体中,需采取局部设置圈梁等措施与上述暗圈梁形成封闭系统。

②纵横承重的砌体房屋,圈梁的最大间距应比横墙承重或纵横墙共同承重的体系减小。 ③在所要求的圈梁间距范围内无横墙内,应利用梁或板缝中的配筋替代圈梁。 [检查项目和重点检查的内容]

GB 50011 7.3.3 检查砖房圈梁设置,查看砖房圈梁拉通间距,现浇楼板的板边配筋。 三、加强楼、屋盖与墙体的连接

《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第7.3.5条 [技术要点说明]

砌体结构中,楼、屋盖与墙体的连接是加强房屋整体性的关键之一。 根据现浇板和预制板的特点,分别规定各自房屋整体性的关键之一。 [实施与检查的控制]

楼盖的支承长度应满足规定,拉结措施应可靠。

预制板的支承长度,参考标准图的做法,可适当计入板端外伸钢筋相互可靠拉结后的现浇部分。 [检查项目和重点检查的内容]

GB 50011 7.3.5 检查楼盖与墙体连接,查看楼盖支承长度和拉结措施。 四、多孔砖砌体房屋抗震设计的补充规定

《多孔砖砌体结构技术规范》JGJ 137-2001(2002年局部修订)第5.1.5、5.3.1、5.3.6条 [技术要点说明]

JGJ 137第5.1.5条是关于多孔砖砌体房屋的补充,要求190规格的多孔砖砌体房屋,最大间距横墙应比240规格的砖砌体减少3。其他说明见本章《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第7.1.5条的说明。

JGJ 137第5.3.1条是关于多孔砖砌体房屋的补充规定,对190规格的多孔砖砌体房屋的构造柱设置要求,6度时略高于240规格的砖砌体房屋。其他说明见本节《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第7.3.1条的说明。 JGJ 137第5.3.6条是关于多孔砖砌体房屋圈梁构造的补充规定。其他说明见本节《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第7.3.3条的说明。

JGJ 137第5.3.7条是关于多孔砖砌体房屋整体性连接的补充规定。对于190规格的多孔砖砌体房屋,在内墙上的支承长度允许稍有减小。其他说明见本节《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第7.3.5条的说明。 [实施与检查的控制]

分别同本章《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第7.1.5、7.3.1、7.3.3、7.3.5条的对应内容。 [检查项目和重点检查的内容]

JGJ 137 5.1.5 检查横墙间距,查看190规格多孔砖房屋的最大横墙间距

JGJ 137 5.3.1 检查构造柱设置,查看190规格多孔砖房屋的构造柱数量和位置。 JGJ 137 5.3.6 检查圈梁构造,查看圈梁标高和闭合措施。

JGJ 137 5.3.7 检查楼屋盖连接,查看190规格多孔砖房屋的楼盖支承长度。 《多孔砖砌体结构技术规范》JGJ 137-2001(2002年局部修订)第5.3.4、5.3.10条 [技术要点说明]

为了减轻多孔砖砌体房屋地震破坏的人员伤亡,除了对主要结构构件的安全性进行控制外,对于房屋局部倒塌而伤人的部位也要适当控制,包括:

JGJ 137第5.3.4条提出对后砌隔墙两侧和墙顶的拉结要求。

JGJ 137第5.3.10条提出对楼梯间梯段的构造和8、9度时顶层楼顶层楼梯间墙体的水平拉结筋要求。 [实施与检查的控制]

隔墙两侧和顶部应按规定设置拉结措施并应可靠。隔墙在洞边的尺寸小于500mm时,拉结钢筋的长度不得小于洞边尺寸。

楼梯梯段和栏板的构造应与墙体有可靠连接,8、9度设防时顶层墙体的水平配筋不得省略。 [检查项目和重点检查的内容]

JGJ 137 5.3.4 检查后砌隔墙,查看隔墙两侧和顶部的拉结措施。

JGJ 137 5.3.10 检查楼梯间,查看楼梯梯段的构造,8、9度设防时顶层墙体的水平拉结筋。

4.3 混凝土小型空心砌体房屋

《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第7.4.1、7.4.4条 [技术要点说明]

混凝土小型砌块作为墙体改革的材料,大力推广应用是很有必要的。为提高混凝土小型砌块房屋的抗震安全性,不仅纳入关于高度、层数和建筑结构布置的强制性要求,还纳入关于多层小砌块房屋设置芯柱和圈梁的要求。 1、主要内容

小砌块房屋芯柱的作用类似于砖房的构造柱,规范的要求也有一定的对应关系;混凝土小砌块房屋的圈梁要求,与砖房相比则针对砌块的特点有所调整。

2、相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001的下列条款: 第7.4.2条给出了芯柱的构造,包括截面尺寸、配筋、基础等。 第7.4.3条给出了替代芯柱的构造柱的具体构造。 [实施与检查的控制]

①芯柱的数量和配筋,随着设防烈度和房屋高度的增加而增加,为提高承载力而设置的芯柱,应均匀分布。

②2002年版的强制性条文,允许在外墙转角、内外墙交接处、楼电梯间四角等位置,用构造柱代替芯柱,但此时构造柱的构造与砖砌体房屋的构造柱有所不同。 [检查项目和重点检查的内容]

GB50011 7.4.1 检查芯柱设置,查看芯柱、构造柱的数量和位置。

GB50011 7.4.4 检查砌块房屋圈梁设置,查看圈梁拉通间距和圈梁配筋。 《砌体结构设计规范》GB 50003-2001(2002年局部修订)第10.4.11条 [技术要点说明]

配筋小砌块剪力墙属于装配整体式混凝土剪力墙,其墙体分体钢筋的规格要受到孔洞和灰缝的,钢筋的接头为搭接或非接触搭接。根据国外的经验,墙体的最小竖向和水平分布钢筋要求,只能相当于现浇钢筋混凝土剪力墙的一半,两个方向最小含钢率之和不应小于0.2%,这是对保证配筋砌体墙体最小延性和抗裂的要求,在高烈度区还要有所提高。本条规定,除抗震等级四级外,大体为我国现浇钢筋混凝土剪力墙分布筋要求的一半,并对加强部位和一般部位有所区分。

考虑到小砌块墙体中钢筋连接的特点,在《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001附录F.3.4条专门规定了不同于钢筋混凝土构件的水平和竖向分布钢筋的搭接和锢固长度要求。 [实施与检查的控制]

配筋小砌块房屋是一种装配整体式混凝土墙的结构体系,其体系主要指砌块外形尺寸为390mm×190mm×190mm、空心率为50%左右的单排孔混凝土空心砌块,砌块的肋部开有约100mm×100mm的槽口以便放置水平钢筋,使用其它规格的混凝土小型空心砌块时应慎重。这里仅对墙体的分布筋做了规定,建筑方案和结构布置仍应符合本篇2.2节的强制性要求,最大适用高度等不作为强制性要求。 [检查项目和重点检查的内容]

GB 50003 10.4.11 检查配筋砌块墙体,查看分布钢筋间距、直径和配率。

5 钢结构抗震设计

钢结构房屋的结构体系,有框架体系、框架-中心支撑体系、框架-偏心支撑体系和各类筒体体系。其抗震设计除应符合本篇第一、二章的强制性要求外,根据钢结构的特点,在结构选型、地震作用取值、地震作用效应调整、抗震承载能力验算、构件抗震构造措施等方面,有一些不同于混凝土结构、砌体结构的专门要求。本章的内容不包括薄壁型钢结构,分为一般规定和高层民用建筑钢结构两部分。

5.1 一 般 规 定

《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第8.1.3条 [技术要点说明]

多层和高层钢结构的建筑布局和结构选型,应符合本篇2.2节的有关要求。这里是区别于混凝土结构的一些基本要求:

1、主要内容

混凝土结构要求按烈度、结构类型和房屋高度采取不同的抗震等级,分别符合相应的内力增大系数和抗震构造要求。类似地,对钢结构,明确要求按烈度、结构类型和房屋高度,采用不同的地震作用效应调整系数和不同的抗震构造构造措施。

2、相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB5001-2001第8.1.4~8.1.9条给出的有关建筑布局和结构选型的规定,包括规则性、结构体系、楼盖、地下室等的要求,不同的设防烈度,结构体系的选择有不同的要求。

钢结构的抗震构造要求,对构件长细比和板件宽厚比随结构层数不同而提出不同的强制性要求,均以12层为界划分,见后面所述。

[实施与检查的控制]

① 抗震设防烈度不同,房屋高度不同,应采用不同的钢结构类型。

② ②钢结构的各项构造,不仅与抗震设防烈度有关,还应注意以12层为界有所不同。

[检查项目和重点检查的内容]

GB 50011 8.1.3 检查钢结构选型,查看烈度、结构类型、层数不同时的区别对待。 《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第8.3.6条 [技术要点说明]

钢结构构件是在厂房预制的,在现场通过装配形成完整的空间结构,连接节点的构造对控制钢结构的空间性能具有关键的作用。对于焊接组装柱,一般区段采用部分熔透的焊缝,强调在节点上下区段采用坡口全熔透焊缝,以保证柱端塑性铰区段的安全和节点连接满足受力特性的要求。 [实施与检查的控制]

注意坡口焊缝的形式和尺寸,以及焊缝熔透的程度和施焊的质量。

[检查项目和重点检查的内容]

GB 50011 8.3.6 检查梁柱节点,查看柱节点区段的焊缝型式和焊透程度。 《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第8.3.1、8.4.2条 [技术要点说明]

《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第3.5.4条中明确规定,钢结构构件应合理控制尺寸,防止整个构件和局部失稳。即,控制钢结构构件的长细比和板件的宽厚比和板件的宽厚比,是钢结构构件基本的抗震构造措施。

不同烈度、不同层数下钢框架柱的长细比,中心支撑斜杆的长细比和板件宽厚比,以及《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-1998第6.1.6条、6.3.4条分别规定的不同烈度下钢框架梁、柱板件宽厚比。这些规定,均为了保证钢结构构件在地震作用下有足够的整体稳定和局部稳定性。 [实施与检查的控制]

柱和支撑杆的长细比计算,应符合钢结构规范的定义。

框架柱板件宽厚比限值,是在满足强柱弱梁前提下的规定,不满足强柱弱梁的要求时,宽厚比限值需有所加严厉。 箱形截面支撑两腹板间翼缘的宽厚比,比按表8.4.2-2对腹板的要求控制。 [检查项目和重点检查的内容]

GB50011 8.3.1 检查钢柱构造,查看杆件的长细比。

GB50011 8.4.2 检查支撑构造,查看杆件的长细比和板件的宽厚比。 《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第8.5.1条 [技术要点说明] 研究表明,偏心支撑系统具有弹性阶段刚度接近于中心支撑框架,弹塑性阶段可保护支撑使之避免过早屈服的特点,是一种抗震性能良好的结构体系。 偏心支撑的设计原则是强柱、强支撑和弱消能阶段,即在大震下消能段先屈服形成塑性铰,且具有稳定的滞回性能,即使消能梁段进入应变硬化阶段,同一跨的支撑斜杆、柱和其余梁段仍可能保持弹性受力状态。因此,偏心支撑的每根斜杆只能在一端与消能梁段连接。若两端均匀消能梁段相连,则可能一端的消能梁屈服,另一端的消能梁段不屈服,使后者不能发挥应有的消能作用。

关于消能梁段翼缘板和腹板的材料强度和宽厚比要求,以及本章高层民用建筑钢结构部分提出的关于消能梁段屈服形式的规定,对于保证消能梁段确实起到保护整个钢结构在强烈地震下具有足够的塑性变形能力,是十分关键的。 [实施与检查的控制]

按《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第8.1.5条的规定,偏心支撑主要用于高烈度的高层建筑,板件宽厚比控制较严厉;当低烈度的高层建筑采用偏心支撑时,翼缘外伸部分的要求可酌情放宽。

梁的上翼缘可利用楼板作为侧向支承,但下翼缘需要设置侧向支撑,避免地震时下翼缘压屈。 [检查项目和重点检查的内容]

GB50011 8.5.1 检查消能梁段,查看梁段板件的宽厚比。

5.2 高层民用建筑钢结构

《高层民用建筑钢结构技术规范》JGJ 99-1998第5.3.3、6.4.5条 [技术要点说明] 1、主要内容

钢结构地震作用效应的调整,是抗震措施的重要内容之一。除了阻尼比的调整外,主要是框架支撑体系中框架部分应承担的最小地震剪力的规定,以及关于人字形支撑、V形支撑、十字交叉支撑和单斜杆支撑的内力调整规定,以体现多道设防等抗震概念设计。

2、相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001的下列条款: 第8.2.2条给出了不同层数阻尼比的取值。

第8.2.3条给出了人字形支撑、V形支撑的内力增大系数值、偏心支撑的斜杆和同跨的梁柱内力、转换层下部楼层框架柱内力的调整系数值。

第8.2节还给出了关于强柱弱梁、强节点弱构件在钢结构的具体验算规定。 [实施与检查的控制]

①GB 50011-2001抗震规范仅规定了多层和高层钢结构的阻尼比,对单层钢结构,其阻尼比仍按5%取值。

②在框架支撑结构体系中,框架部分承担的地震剪力需要考虑多道设防加以调整,一般按照去掉支撑后的纯框架计

算的地震剪力与整个框架支撑体系的地震剪力之比确定。 ③强节点弱构件的验算,应注意满足弹性的要求。

④《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-1998中关于内力调整系数取值的规定,按行业标准与国家标准内容协调的要求,凡与《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001不同者,应该按2001年版规范的规定取值。今后,规程在修订中,将与2001年版规范协调,强制性条文的内容也重新修改。 [检查项目和重点检查的内容]

JGJ 99 5.3.3 检查地震剪力分配,查看钢框架-支撑结构中,框架部分承担的地震剪力。

JGJ 99 6.4.5 检查内力调整,查看人字形支撑、V形支撑、十字交叉支撑和单斜杆支撑的内力。 《高层民用建筑钢结构技术规范》JGJ 99-1998第6.1.6、6.3.4条 [技术要点说明]

板件宽厚比对高层钢结构构件的局部稳定是十分重要,作为国家标准的补充,予以规定。 [实施与检查的控制]

框架梁在塑性铰区需要较大的转动能力,要求板件宽厚比满足塑性设计要求。框架柱板件宽厚比限值,是在满足强柱弱梁前提下的规定,比对梁的要求放松。

JGJ 99 6.1.6 检查梁塑性铰区段,查看塑性铰区段的板件宽厚比。 JGJ 99 6.3.4 检查柱板件,查看柱板件的宽厚比。

《高层民用建筑钢结构技术规范》JGJ 99-1998第6.5.4条 [技术要点说明]

这里补充了关于偏心支撑系统的强制性要求,提出消能梁段屈服形式的规定,与宽厚比的规定一起,对于保证消能梁段确实起到保护支撑提高整个钢结构在强烈地震下具有足够的塑性变形一起,对于保证消能梁段确实起到保护支撑提高整个钢结构在强烈地震下具有足够的塑性变形能力,有较好的效果。 [实施与检查的控制]

消能梁段屈服形式分为剪切屈服型和弯曲屈服型:

净长a≤1.6Mp/VP属剪切屈服型,不仅弹性刚度接近中心支撑,而且对地震能量的消能能力和滞回性能均较好,最好是a≤1.3Mp/VP。

净长a>1.6Mp/VP属弯曲屈服型,对地震能量的消能性能不佳。

此外,在“结构设计篇”还纳入规程第8.3.6条关于刚性连接的框架柱在翼缘对应位置设置水平加劲肋或隔板的强制性要求。

[检查项目和重点检查的内容]

JGJ 99 6.5.4 检查消能梁段,查看屈服类型。

6 混合承重结构抗震设计 6.1 底层框架和多层内框架房屋

底层框架梁砖房和多层内框架砖房均属不同材料的结构构件混合承重的房屋。总体上属于不规则建筑结构体系,存在许多对抗震不利的因素,在抗震设计时必须严格控制下列技术要点,才不致造成安全隐患。 一、严格控制房屋高度和层数

本篇4.1节中纳入了《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第7.1.2条的有关规定。底层框架和多层多排柱内框架房屋属于砖砌体为主要抗侧力构件的房屋,同样需要严格控制房屋的总高度和层数。

底层框架砖房的总高度和层数,主要参考多层砖房并考虑了近年来底层框架砖房抗震试验和震害经验。从结构布置、托墙梁到过渡层均采取合理有效的加强措施后,房屋的总高度和层数可以同多层砖房;但日本阪神地震和大地震中,上刚下柔的房屋震害十分严重,对9度设防应专门研究。

底层内框架房屋的震害较重,海城和唐山地震后,1978年颂发的抗震设计规范已明确规定不能采用。目前,多层的单排到顶的内框架房屋基本上不采用;多层的多排柱到顶的内框架房屋,虽然仍可采用,因房屋的刚度和整体较差,故在应用范围和高度上应加以严格控制,以策安全。 [实施与检查的控制]

同本篇4.1节《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第7.1.2条的对应内容,不再重复。 [检查项目和重点检查的内容]

GB50011 7.1.2 检查房屋总高度,查看房屋的层数和高度。 二、建筑规则性和结构布置的严格控制

《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第7.1.8、7.5.3条 [技术要点说明]

底部框架房屋的建筑布置需要严格控制横墙间距(见本篇4.1节)、控制侧移刚度比等结构布置并加强底部框架顶板平面内刚性。 1、主要内容

①底部应沿纵、横两方向均匀对称或基本均匀对称布置一定数量的抗震墙,且过渡层与底部侧移刚度的比值,根据底部框架-抗震墙的层数和设防烈度的不同,分别予以控制。这个规定体现了抗震规范概念设计的要求,尽量减少因上下层刚度的突变而导致底部应力集中和变形集中,同时不使抗震薄弱层转移到上部的砌体层。

②上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐。这个规定体现了抗震规范概念设计的要求,尽量减少地震作用转换的次数,使之有明确、合理的传递途径。

③底部框架-抗震墙结构的顶板应现浇,加厚和减少开洞,以保证地震作用能通过楼板传递到落地的抗震墙。 ④落地的抗震墙,一般应采用钢筋混凝土墙,仅在低烈度设防且房屋层数较少时才允许采用砖抗震墙。落地抗震墙,不论混凝土抗震墙还是砖抗震墙,均应设置条形基础等刚度较好的基础。 2、相关规定

底部框架砖房上部各层的建筑结构布置,其要求仍与多层砖房相同,见本篇4.1节,同样不应采用严重不规则的建筑设计方案。

[实施与检查的控制]

①两方向均应布置抗震墙,不可采用底层纯框架。底层的墙体一般采用混凝土抗震墙,可充分发挥钢筋混凝土结构的延性,并使墙体数量减少,便于建筑布置;烈度低且层数少时也可采用砖抗震墙。

②墙体对称布置是指在底层平面内每个方向墙体的刚度基本均匀,避免或减少扭转的不利影响,可通过墙体长度、厚度、洞口连梁等的调整来实现。 ③侧移刚度应在纵、横两个方向分别计算。底部的侧移刚度包括底部的框架、混凝土抗震墙和砖抗震墙的侧移刚度。 ④上部楼层中不落地的砖抗震墙,一般要由两端设置框架柱的托墙梁(框架主梁)支承,使地震作用有很明确的传递途径;少量采用次梁转换的砖抗震墙,要按本篇2.2节所述明确其地震作用传递途径;其余不落地的上部砖墙,应改为非抗震的隔墙,尽量用轻质材料。

⑤底部的侧移刚度不得大于上部,使地震时大部分变形由延性较好的钢筋混凝土结构承担,并避免薄弱层转移。 [检查项目和重点检查的内容]

GB 50011 7.1.8 检查底框结构布置,查看纵横两方向上下刚度比和抗侧力构件轴线对齐情况。 GB 50011 7.5.3 检查底框的楼盖,查看底框顶板的类型、厚度和开洞情况。 三、重视底部框架的地震内力调整

《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第7.2.4条 [技术要点说明]

由于底部框架砖房属于竖向不规则结构,当采用底部剪力法做简化计算,应进行一系列的内力调整,使之较符合实际。规则3.4.3条要求对刚度小的软弱层加大地震剪力。这里纳入了对底部框架房屋的具体规定。 1、主要内容

底部框架-抗震墙房屋刚度小的底部,地震剪力应适当加大,其值根据上下的刚度比确定,刚度比较大,增大越多。同时,增大后的地震剪力应全部由该方向的抗震墙承担。

2、相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001的下列条款:

规则7.2.5条给出了增大后的底部地震剪力按考虑二道设防进行分配的原则:由框架承担一部分;同时,还应考虑由地震倾覆力矩引起的框架柱附加轴向力。

规范3.4.3条给出了不落地抗震墙传递给水平转换构件(框架梁等)的地震内力需乘以适当的增大系数的要求。 [实施与检查的控制]

即使底部框架砖房整体计算时上下侧向刚度比接近,考虑不落地砖抗震墙的轴线仍为上刚下柔,底部的地震剪力仍

需加大。

[检查项目和重点检查的内容]

GB50011 7.2.4 检查底框剪力,查看底部的地震剪力增大情况及次梁托墙的计算情况。 四、采取防止底部框砖房倒塌的构造措施 《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第7.5.4条 [技术要点说明]

对上部的砌体结构,除了按本章4.2节的要求采取构造柱、圈梁等一整套防倒塌的措施外,特别要加强底部和过渡楼层的构造措施,尤其是托墙梁的设计。 1、主要内容

明确规定了托墙梁的截面高度、宽度、箍筋和腰筋构造,以及托墙梁主筋和腰筋的锚固。 2、相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001的下列条款:

①第7.2.5条给出了托墙梁抗震计算图的原则要求:当托墙梁的两端均有框架柱时,托墙梁的主筋可按砌体规范考虑墙梁与上部砖墙共同工作计算,但需采用考虑上部墙体在地震下开裂的有关修正系数。 ②除了保证托墙梁的安全外,尚应加强底部的混凝土墙、砖抗震墙、框架柱,以及相邻过渡楼层的构造。规范在7.5.1、7.5.5~7.5.7条给出也相关要求。

③第7.1.10条给出了底部框架和抗震墙的抗震等级。

此外,关于托墙梁上部纵向钢筋锚固的规定,可参见《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第10.2.9条6款,最上排钢筋伸入梁底面以下的长度不小于laE,内排钢筋锚入柱内的长度不小于laE。

[实施与检查的控制]

①托墙梁的构造,可基本参照钢筋混凝土深梁的要求,必须设置腰筋。

②底部框架柱的抗震构造和内力调整,按抗震等级所对应的框架结构的各项要求执行,其中,对支承托墙梁的框架柱上端,不要求满足强柱弱梁,参照混凝土结构对框支柱的要求,直接增大柱上端的弯矩即可。 [检查项目和重点检查的内容]

6.2 单 层 空 旷 房 屋

单层空旷房屋指由较空旷的单层大厅和附属房屋组成的公共建筑,如影剧院、俱乐部、礼堂、食堂等。这里主要列出了单层空旷房屋抗震设计中有别于其它结构类型的强制性要求,而对屋盖选型、构造措施、非承重隔墙及对各种结构类型的附属房屋的要求,均见本篇相关章节的规定。 一、选择大厅的结构体系

《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第10.1.3条 [技术要点说明]

大厅中人员密集,抗震要求较高,需要采取措施提高支承屋盖的结构构件的抗震安全性。 1、主要内容

凡有挑台,或高度较高、跨度较大,或烈度较高,其支承屋盖的结构,不应采用砖柱,应采用钢筋混凝土结构或组合结构,以提高其抗震性能。

2、相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001的下列条款:

①10.1.4~10.1.6条给出了加强大厅安全的其他规定,包括设置组合砖柱、前厅设置钢筋混凝土柱,以及前厅与大厅之间、大厅与舞台之间设置一定数量钢筋混凝土墙的要求。

②单层空旷房屋是由一组不同类型的结构组成的建筑,其观众厅与前后厅之间及观众厅与两侧厅之间,一般不设防震缝,但需加强连接。规范10.1.2、10.3.5了加强连接的有关规定。 [实施与检查的控制]

观众大厅的承重结构选型必须正确。

观众厅前后厅之间及观众厅与两侧厅之间,一般不设缝而震害较轻;个别设缝的反而破坏较重。此时,需按抗震概念设计,使整组建筑形成相互支持和联系良好的空间结构体系,以防止和减轻地震破坏。 [检查项目和重点检查的内容]

GB 50011 10.1.3 检查空旷大厅,查看承重结构类型。 二、控制易损部位

《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第10.2.5、10.3.3条 [技术要点说明]

单层空旷房屋的高大山墙和舞台均属于地震时易倒塌的部位,需要特别加强。 1、主要内容

①为减少破坏,高烈度时高大山墙应进行出平面的抗震验算。

②加强前厅与大厅、大厅与舞台之间的墙体,以及舞台口墙体与大厅屋盖体系的拉结。用钢筋混凝土墙、混凝土立柱柱和圈梁加强自身的整体性和稳定性。

2、相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第10.3.7条、第10.3.给出的加强山墙和舞台后墙设置卧梁、构造柱等的相关要求。 [实施与检查的控制]

①高大山墙的抗震验算,主要是山墙壁柱的验算,即壁柱在水平地震力作用下的偏心距超过规定值时,应设置组合壁柱,并验算其偏心受压的承载力。

②舞台口大梁上部需支承舞台上的屋架,受力复杂,而且舞台口两侧墙体为一端自由的高大悬墙,若在舞台口处不能形成下一个门架式的抗震横墙,在地震作用下破坏较多。因此,舞台口墙体要加强与大厅屋盖体系的结构,用钢筋混凝土墙体、立柱和水平圈梁来加强自身的整体性和稳定性。同时,混凝土墙体的设计要满足对抗震等级二级的要求。 [检查项目和重点检查的内容]

GB 50011 10.2.5 检查山墙壁柱,查看出平面承载力。

GB 50011 10.3.3 检查大厅前后横墙,查看墙体的结构材料、抗震等级和构造柱设置。

7 房屋隔震和减震设计 7.1 一 般 规 定

《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第3.8.1、12.1.2、12.1.5条 [技术要点说明]

隔震和消能减震是建筑结构减轻地震灾害的一种新作用。

隔震体系通过延长结构的自振周期能够减少结构的水平地震作用,已被国外强震记录所证实,可消除或有效地减轻结构和非结构的地震损坏,提高建筑物及其内部设施和人员在地震中的安全性,增加了震后建筑物继续使用的可能性。 采用消能减震的方案,通过消能器增加结构阻尼来减少高层建筑结构在风作用下的位移是公认的事实,对减少结构结构水平和竖向的地震反应也是有效的。

为确保这种新技术的设计质量,纳入了关于房屋隔震减震设计的适用范围、方案确定和隔震元件性能的基本要求。 1、主要内容

采用隔震、减震设计的房屋,当前主要适用于使用功能有特殊要求和高烈度设防地区。

采用隔震、减震方案,应进行方案比较,对建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、使用功能、建筑布置和结构方案,从安全和经济两个方面进行综合分析比较,论证其合理性和可行性,避免效果不佳或投资增加过多。论证橡胶垫隔震设计的可行性时需注意以下几点:

①隔震技术对低层和多层建筑比较合适。国外经验表明,不隔震时基本周期小于1.0s的建筑结构效果最佳;对于高层建筑效果不大。

②根据橡胶隔震支座抗拉性能差产特点,需风荷载等非地震作用的水平荷载,结构的变形特点需符合剪切变形为主的要求,以利于结构的整体稳定性。对高宽比大的结构,需进行进行整体倾覆验算,防止支座在罕遇地震下压屈或出现拉应力。

③国外对隔震工程的许多考察发现;硬土场地较合适于隔震房屋;软弱场地滤掉了地震的中高频分量,延长结构的周期将增大而不是减小其他地震反应,墨西哥地震就是下一个典型的例子。 ④隔震层的防火措施和穿越隔震层的配套管、配线、有相应的专门要求。

房屋隔震、减震所采用的基本元件,性能应确保耐久性和设计参数的合格率,设计院有检查和替换措施。 2、相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001的下列条款:

第3.8.2条给出了隔震减震设计有别于一般抗震设计的设防目标。第12.2.3和12.2.4条给出对隔震部件的性能参数要求和检验要求。第12.3.6和12.3.9条给出了对减震部件的性能参数和检验要求。 [实施与检查的控制]

①当前,按照积极稳妥推广抗震技术的方针,由于隔震减震设计的设防目标要略高于一般的抗震设计,对隔震减震

技术的应用范围需适当控制。隔震减震方案的论证,应有技术可行性和经济条件的比较。要掌握增加投资提高安全的原则,防止投资增加反而不安全。例如,一般的抗震设计,设防目标是“小震不坏,大震不倒”;而采用隔震设计,需要论证能否达到在遭遇重现期大于50年的地震影响,如100年或更长年限的地震影响时不受损坏的目标,以及遭遇地震下隔震元件不失效、上部结构不倒塌的目标。

②隔震减震部件的性能参数是涉及隔震效果的重要参数,橡胶隔震支座的有效刚度与振动周期有关,动静刚度差别大,为保证隔震的有效性,需要采用相应于隔振体系基本周期的动刚度进行计算,产品应提供有关的性能参数。检验应严格把关,要求现场抽样检验100%合格。特别要求检验隔震支座的平均压应力设计值是否满足规定。 ③隔震减震部件性能的保持和维护十分重要,除了产品自身性能保证外,在规定的结构设计使用年限内,使用时对隔震减震部件还是有检查和替换制度的保证。这一点,在结构设计说明中应特别予以注明。 [检查项目和重点检查的内容]

GB 50011 3.8.1 检查隔震适用范围,查看采用隔震设计的使用要求和设防烈度。 GB 50011 12.1.2 检查隔震方案,查看可行性论证。

GB 50011 12.1.5 检查隔震部位,查看自身性能参数检验和设计说明中对维护、替换的要求。

7.2 隔 震 房 屋

《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第12.2.1、12.2.9条 [技术要点说明]

房屋隔墙是通过隔震层的大变形来减少其上部结构的地震作用,从而减轻地震破坏。隔震设计需解决的主要问题是:隔震层位置的确定,隔震元件的数量、规格和布置,隔震层在罕遇地震下的承载力和变形控制,隔震层不隔离竖向地震作用的影响,上部结构的水平向减震系数及其与隔震层的连接构造等。 1、主要内容

第12.2.1条对上部结构隔震设计的最主要内容和验算要求包括:控制指标(水平向减震系数和水平位移值)、隔震层的组成、隔震支座验算内容、上部结构的水平和竖向地震作用的取值等。

对隔震层以下的结构部分,第12.2.9条主要设计要求是:应按罕遇地震进行设计和验算,并适当提高抗液化措施,以保证隔震设计能在罕遇地震下发挥隔震效果。

2、相关规定,主要指《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001的下列条款:

第12.2.2条给出了带历隔震层的多层结构计算模型:底部有柔软刚度的弹簧和等效粘滞阻尼器的剪切型结构模型。 第12.2.5条给同隔震层以上结构地震作用计算方法:水平地震作用按水平向减震系数确定,8、9度时考虑相应的竖向地震作用。

第12.2.4条给出隔震支座罕遇地震下水平位移验算方法。 第4.3.6条给出了不同液化等级的抗液化措施。 [实施与检查的控制]

①隔震后整个体系的自振周期不能过长;水平向隔震系数的确定,应确保隔震后上部结构的水平地震剪力不小于《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第5.2.5条关于最小地震剪力的强制性要求。 ②注意橡胶隔震支座不隔座竖向地震的不利影响。

③隔震层应在罕遇地震下保持稳定,计算平均压应力设计值时,应取相应分项系数:一般情况,压应力设计值需取永久荷载系数1.2系数、活荷载分项系数1.4及永久荷载分项系数1.3.5、活荷载分项系数1.0二者的不利情况;需要验算倾覆时,水平地震作用的分项系数为1.3;需要验算竖向地震作用时,竖向地震作用的分项系数取1.3。

④隔震支座的位移控制,不仅要考虑平均位移,而且要考虑偶然偏心引起的扭转位移,罕遇地震下还要考虑重力二阶效应产生的附加位移。该位移值不得超过隔震元件的最大允许位移。

⑤隔震层以下的结构(基础或地下室)在罕遇地震作用下的验算,需取隔震后各个隔震支座底部在罕遇地震时向下传递的内力进行验算,而不是隔震前罕遇地震作用的结构底部各构件传递的内力。 [检查项目和重点检查的内容]

GB 50011 12.2.1 检查隔震设计控制,查看水平向减震系数、隔震层位移和稳定性。

GB 50011 12.2.9 检查隔震下部控制,查看基础、地下室在罕遇地震下的承载力及抗液化措施。

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