《建筑施工规范》建筑抗震设计规范-条文说明

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@www.sinUDC中华人民共和国国家标准oaec.comPGB500112001建筑抗震设计规范Codeforseismicdesignofbuildings条文说明建筑抗震设计规范资料编号GB50011--200120010720发布20020101实施中华人民共和国建设部联合发布国家质量监督检验检疫总局@第1页共1页

1@www.sin中华人民共和国国家标准oaec.com建筑抗震设计规范GB500112001建筑抗震设计规范主编部门:中华人民共和国建设部批准部门:中华人民共和国建设部施行日期:2002年1月1日条文说明资料编号GB50011--2001中国建筑资讯网2001北京@第2页共2页

2@www.sin目次1总则.......................................................................................62术语和符号..................................................................................8oaec.com3抗震设计的基本要求.....................................................................93.1建筑抗震设防分类和设防标准..................................................93.2地震影响...............................................................................93.3场地和地基................................................................................113.4建筑设计和建筑结构的规则性.................................................113.5结构体系..............................................................................143.6结构分析..............................................................................16建筑抗震设计规范3.7非结构构件................................................................................173.8隔震和消能减震设计.................................................................183.9结构材料与施工........................................................................183.10建筑物地震反应观测系统.......................................................204场地地基和基础......................................................................214.1场地.....................................................................................214.2天然地基和基础........................................................................254.3液化土和软土地基....................................................................26资料编号4.4桩基.....................................................................................345地震作用和结构抗震验算............................................................365.1一般规定..............................................................................36GB50011--20015.2水平地震作用计算....................................................................405.3竖向地震作用计算....................................................................425.4截面抗震验算............................................................................435.5抗震变形验算............................................................................446多层和高层钢筋混凝土房屋........................................................506.1一般规定..............................................................................506.2计算要点..............................................................................546.3框架结构抗震构造要求.............................................................59@第3页共3页

3@www.sin6.4抗震墙结构构造措施.................................................................626.5框架-抗震墙结构抗震构造措施................................................636.6板柱抗震墙结构抗震设计要求.................................................636.7筒体结构抗震设计要求.............................................................637多层砌体房屋和底部框架内框架房屋.......................................65oaec.com7.1一般规定..............................................................................657.2计算要点..............................................................................677.3多层粘土砖房屋抗震构造措施.................................................717.4多层砌块房屋抗震构造措施.....................................................727.5底部框架房屋抗震构造措施.....................................................737.6多层内框架房屋构造措施.........................................................74建筑抗震设计规范8多层和高层钢结构房屋...............................................................758.1一般规定..............................................................................758.2计算要点..............................................................................768.3钢框架结构的抗震构造措施.....................................................808.4钢框架-中心支撑结构的抗震措施............................................828.5钢框架-偏心支撑结构的抗震措施............................................839单层工业厂房.............................................................................869.1单层钢筋混凝土柱厂房.............................................................869.2单层钢结1构厂房....................................................................93资料编号9.3单层砖柱厂房............................................................................9510单层空旷房屋...........................................................................9910.1一般规定..................................................................................99GB50011--200110.2计算要点............................................................................9910.3抗震构造措施..........................................................................9911土木石结构房屋...............................................................10111.1村镇生土房屋........................................................................10111.2木结构房屋............................................................................10211.3石结构房屋............................................................................10212隔震和消能减震设计...............................................................10412.1一般规定..........................................................................104@第4页共4页

4@www.sin12.2房屋隔震设计要点.................................................................10512.3房屋消能减震设计要点.........................................................10713非结构构件.............................................................................11213.1一般规定..........................................................................11213.2基本计算要求........................................................................113oaec.com13.3建筑非结构构件的基本抗震措施..........................................11613.4附属机电设备支架的基本抗震措施......................................116建筑抗震设计规范资料编号GB50011--2001@第5页共5页

5@www.sin1总则1.0.1本规范抗震设防的基本思想和原则同GBJ11-89规范(以下简称89规范)一样仍以三个水准为抗震设防目标oaec.com抗震设防是以现有的科学水平和经济条件为前提规范的科学依据只能是现有的经验和资料目前对地震规律性的认识还很不足随着科学水平的提高规范的规定会有相应的突破而且规范的编制要根据国家的经济条件适当地考虑抗震设防水平设防标准不能过高本次修订继续保持89规范提出的抗震设防三个水准目标即小震不坏大震不倒的具体化根据我国华北西北和西南地区地震发生概率的统计分析50年内超越概率约为63%的地震烈度为众值烈度比基本烈度约低一度半规范取为建筑抗震设计规范第一水准烈度50年超越概率约10%的烈度即1990中国地震烈度区划图规定的地震基本烈度或新修订的中国地震动参数区划图规定的峰值加速度所对应的烈度规范取为第二水准烈度50年超越概率2%3%的烈度可作为罕遇地震的概率水准规范取为第三水准烈度当基本烈度6度时为7度强7度时为8度强8度时为9度弱9度时为9度强与各地震烈度水准相应的抗震设防目标是:一般情况下(不是所有情况下)遭遇第一水准烈度(众值烈度)时建筑处于正常使用状态从结构抗震分析角度可以视为弹性体系采用弹性反应谱进行弹性分析遭遇第二水准烈度(基本烈度)时结构资料编号进入非弹性工作阶段但非弹性变形或结构体系的损坏控制在可修复的范围(与89规范相同仍与78规范相当)遭遇第三水准烈度(预估的罕遇地震)时结构有较大的非弹性变形但应控制在规定的范围内以免倒塌GB50011--2001还需说明的是:1抗震设防烈度为6度时建筑按本规范采取相应的抗震措施之后抗震能力比不设防时有实质性的提高但其抗震能力仍是较低的不能过高估计2各类建筑按本规范规定采取不同的抗震措施之后相应的抗震设防目标在程度上有所提高或降低例如丁类建筑在设防烈度地震下的损坏程度可能会重些且其倒塌不危及人们的生命安全在预估的罕遇地震下的表现会比一般的情况要差甲类建筑在设防烈度地震下的损坏是轻微甚至是基本完好的在预估的罕遇地震下的表现将会比一般的情况好些@第6页共6页

6@www.sin3本次修订仍采用二阶段设计实现上述三个水准的设防目标:第一阶段设计是承载力验算取第一水准的地震动参数计算结构的弹性地震作用标准值和相应的地震作用效应继续保持其可靠度水平同78规范相当采用建筑结构可靠度设计统一标准GB50068规定的分项系数设计表达式进行结构构件的截面承载力验算这样既满足了在第一水准下具有必要的承载力可靠度又满足第二水准的损坏可修oaec.com的目标对大多数的结构可只进行第一阶段设计而通过概念设计和抗震构造措施来满足第三水准的设计要求第二阶段设计是弹塑性变形验算对特殊要求的建筑地震时易倒塌的结构以及有明显薄弱层的不规则结构除进行第一阶段设计外还要进行结构薄弱部位的弹塑性层间变形验算并采取相应的抗震构造措施实现第三水准的设防要求1.0.2本条是强制性条文要求抗震设防区所有新建的建筑工程均必需进行抗震建筑抗震设计规范设计以下凡用粗体表示的条文均为建筑工程房屋建筑部分的强制性条文1.0.3本规范的适用范围继续保持89规范的规定适用于69度一般的建筑工程鉴于近数十年来很多6度地震区发生了较大的地震甚至特大地震6度地震区的建筑要适当考虑一些抗震要求以减轻地震灾害工业建筑中一些因生产工艺要求而造成的特殊问题的抗震设计与一般的建筑工程不同需由有关的专业标准予以规定因缺乏可靠的近场地震的资料和数据抗震设防烈度大于9度地区的建筑抗震设计仍没有条件列入规范因此在没有新的专门规定前可仍按1989年建设部印发(89)建抗字第426号地震基本烈度X度区建筑抗震设防暂行规定的通知执行资料编号1.0.4为适应强制性条文的要求采用最严的规范用语必须1.0.5本条体现了抗震设防依据的双轨制即一般情况采用抗震设防烈度(作为一个地区抗震设防依据的地震烈度)在一定条件下可采用抗震设防区划提供的地GB50011--2001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)关于抗震设防烈度和抗震设防区划的审批权限由国家有关主管部门规定89规范的第1.0.4条和第1.0.5条本次修订移至第3章第3.1.13.1.3条89规范的第1.0.6条本次修订不再出现@第7页共7页

7@www.sin2术语和符号本次修订将89规范的附录一改为一章并增加了一些术语抗震设防标准是一种衡量对建筑抗震能力要求高低的综合尺度既取决于地oaec.com震强弱的不同又取决于使用功能重要性的不同地震作用的涵义强调了其动态作用的性质不仅是加速度的作用还应包括地震动的速度和位移的作用本次修订还明确了抗震措施和抗震构造措施的区别抗震构造措施只是抗震措施的一个组成部分建筑抗震设计规范资料编号GB50011--2001@第8页共8页

8@www.sin3抗震设计的基本要求3.1建筑抗震设防分类和设防标准3.1.13.1.3根据我国的实际情况提出适当的抗震设防标准既能合理使用建设oaec.com投资又能达到抗震安全的要求89规范关于建筑抗震设防分类和设防标准的规定已被国家标准建筑抗震设防分类标准GB50223所替代因此本次修订的条文主要引用了该国家标准的规定按防震减灾法本次修订明确甲类建筑为重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑其地震作用计算增加了甲类建筑的地震作用应按高建筑抗震设计规范于本地区设防烈度计算其值应按批准的地震安全性评价结果确定修改了GB50223规定甲类建筑的地震作用应按本地区设防烈度提高一度计算的规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丁类建筑不要求按降低一度采取抗震措施要求适当降低抗震措施即可对较小的乙类建筑仍按GB50223的要求执行按GB50223-95的说明指的是对一些建筑规模较小建筑例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这些小建筑为丙类建筑时一般采用砖混结构当为乙类建筑时若改用抗震性能较好的钢筋混凝土结构或钢结构则可仍按本地区设防烈度资料编号的规定采取抗震措施新修订的建筑结构可靠度设计统一标准GB50068提出了设计使用年限的原则规定本规范的甲乙丙丁分类可体现建筑重要性及设计使用年限的不同GB50011--20013.2地震影响近年来地震经验表明在宏观烈度相似的情况下处在大震级远震中距下的柔性建筑其震害要比中小震级近震中距的情况重得多理论分析也发现震中距不同时反应谱频谱特性并不相同抗震设计时对同样场地条件同样烈度的地震按震源机制震级大小和震中距远近区别对待是必要的建筑所受到的地震影响需要采用设计地震动的强度及设计反应谱的特征周期来表征作为一种简化89规范主要藉助于当时的地震烈度区划引入了设计近震和设@第9页共9页

9@www.sin计远震后者可能遭遇近远两种地震影响设防烈度为9度时只考虑近震的地震影响在水平地震作用计算时设计近远震用二组地震影响系数曲线表达按远震的曲线设计就已包含两种地震作用不利情况本次修订明确引入了设计基本地震加速度和设计特征周期可与新修订的中国地震动参数区划图(中国地震动峰值加速度区划图A1和中国地震动反应谱oaec.com特征周期区划图B1)相匹配设计基本地震加速度是根据建设部1992年7月3日颁发的建标[1992]419号关于统一抗震设计规范地面运动加速度设计取值的通知而作出的通知中有如下规定:术语名称:设计基本地震加速度值定义:50年设计基准期超越概率10%的地震加速度的设计取值建筑抗震设计规范取值:7度0.10g8度0.20g9度0.40g表3.2.2所列的设计基本地震加速度与抗震设防烈度的对应关系即来源于上述文件这个取值与中国地震动参数区划图A1所规定的地震动峰值加速度相当:即在0.10g和020g之间有一个0.15g的区域020g和040g之间有一个0.30g的区域在这二个区域内建筑的抗震设计要求除另有具体规定外分别同7度和8度地区相当在本规范表3.2.2中用括号内数值表示表3.2.2中还引入了与6度相当的设计基本地震加速度值0.05g设计特征周期即设计所用的地震影响系数特征周期(Tg)89规范规定其取值根据设计近远震和场地类别来确定我国绝大多数地区只考虑设计近震需资料编号要考虑设计远震的地区很少(约占县级城镇的8%)本次修订将设计近震远震改称设计地震分组可更好体现震级和震中距的影响建筑工程的设计地震分为三组在抗震设防决策上为保持规范的延续性设计地震的分组可在中国地震动反应GB50011--2001谱特征周期区划图B1基础上略做调整:1区划图B1中0.35s和0.40s的区域作为设计地震第一组2区划图B1中0.45s的区域多数作为设计地震第二组其中借用89规范按烈度衰减等震线确定设计远震的规定取加速度衰减影响的下列区域作为设计地震第三组:1)区划图A1中峰值加速度0.2g减至0.05g的影响区域和0.3g减至0.1g的影响区域2)区划图B1中0.45s且区划图A1中0.4g的峰值加速度减至0.2g及以下的@第10页共10页

10@www.sin影响区域为便于设计单位使用本规范在附录A规定了县级及县级以上城镇(按民政部编2001行政区划简册包括地级市的市辖区)的中心地区(如城关地区)的抗震设防烈度设计基本地震加速度和所属的设计地震分组3.3场地和地基oaec.com3.3.1地震造成建筑的破坏除地震动直接引起结构破坏外还有场地条件的原因诸如:地震引起的地表错动与地裂地基土的不均匀沉陷滑坡和粉砂土液化等因此抗震设防区的建筑工程宜选择有利的地段避开不利的地段并不在危险的地段建设3.3.2抗震构造措施不同于抗震措施对类场地仅降低抗震构造措施不降低抗震措施中的其他要求如按概念设计要求的内力调整措施对于丁类建筑其抗建筑抗震设计规范震措施已降低不再重复降低3.3.4对同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基的要求一般情况执行没有困难在高层建筑中当主楼和裙房不分缝的情况下难以满足时需仔细分析不同地基在地震下变形的差异及上部结构各部分地震反应差异的影响采取相应措施3.4建筑设计和建筑结构的规则性3.4.1合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的提倡平立面简单对称因为震害表明简单对称的建筑在地震时较不容易破坏而且道理也很清楚简单资料编号对称的结构容易估计其地震时的反应容易采取抗震构造措施和进行细部处理规则包含了对建筑的平立面外形尺寸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规则的具体界限随结构类型的不同而异需要建筑GB50011--2001师和结构工程师互相配合才能设计出抗震性能良好的建筑本条主要对建筑师的建筑设计方案提出了要求首先应符合合理的抗震概念设计原则宜采用规则的建筑设计方案强调应避免采用严重不规则的设计方案规则的建筑结构体现在体型(平面和立面的形状)简单抗侧力体系的刚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)规则与不规则的区分本规范在第3.4.2条规定了一些定量的界限但实际上引起建筑结构不规则的因素还有很多特别是复杂的建筑体型很难一一用若干简化@第11页共11页

11@www.sin的定量指标来划分不规则程度并规定限制范围但是有经验的有抗震知识素养的建筑设计人员应该对所设计的建筑的抗震性能有所估计要区分不规则特别不规则和严重不规则等不规则程度避免采用抗震性能差的严重不规则的设计方案这里不规则指的是超过表3.4.21和表3.4.22中一项及以上的不规则指标特别不规则指的是多项均超过表3.4.2-1和表3.4.2-2中不规则指标或某一项超过规oaec.com定指标较多具有较明显的抗震薄弱部位将会引起不良后果者严重不规则指的是体型复杂多项不规则指标超过第3.4.2条上限值或某一项大大超过规定值具有严重的抗震薄弱环节将会导致地震破坏的严重后果者3.4.23.4.3本次修订考虑了建筑抗震设计规范GBJ1189和钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程JGJ391的相应规定并参考了美国UBC(1997)日本BSL(1987年版)和欧洲规范8上述五本规范对不规则结构的条文规定有以下三建筑抗震设计规范种方式:1规定了规则结构的准则不规定不规则结构的相应设计规定如建筑抗震设计规范和钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程2对结构的不规则性作出限制如日本BSL3对规则与不规则结构作出了定量的划分并规定了相应的设计计算要求如美国UBC及欧洲规范8本规范基本上采用了第3种方式但对容易避免或危害性较小的不规则问题未作规定对于结构扭转不规则按刚性楼盖计算当最大层间位移与其平均值的比值为资料编号1.2时相当于一端为1.0另一端为1.45当比值为1.5时相当于一端为1.0另一端为3美国FEMA的NEHRP规定限1.4按本规范CQC计算位移时需注意合理确定符号GB50011--2001对于较大错层如超过梁高的错层需按楼板开洞对待当错层面积大于该层总面积30%时则属于楼板局部不连续楼板典型宽度按楼板外形的基本宽度计算上层缩进尺寸超过相邻下层对应尺寸的1/4属于用尺寸衡量的刚度不规则的范畴侧向刚度可取地震作用下的层剪力与层间位移之比值计算刚度突变上限在有关章节规定除了表3.4.2所列的不规则UBC的规定中对平面不规则尚有抗侧力构件上下错位与主轴斜交或不对称布置对竖向不规则尚有相邻楼层质量比大于150%或竖向抗侧力构件在平面内收进的尺寸大于构件的长度(如棋盘式布置)等@第12页共12页

12@www.sin图3.4.2为典型示例以便理解表3.4.2中所列的不规则类型oaec.com建筑抗震设计规范资料编号GB50011--2001@第13页共13页

13@www.sinoaec.com建筑抗震设计规范3.4.4本规范第3.4.2条和第3.4.3条的规定主要针对钢筋混凝土和钢结构的多层和高层建筑所作的不规则性的限制对砌体结构多层房屋和单层工业厂房的不规则性应符合本规范有关章节的专门规定资料编号3.4.53.4.6体型复杂的建筑并不一概提倡设置防震缝有些建筑结构因建筑设计的需要或建筑场地的条件限制而不设防震缝此时应按第3.4.3条的规定进行抗震分析并采取加强延性的构造措施防震缝宽度的规定见本规范各有关章节并要GB50011--2001便于施工3.5结构体系3.5.1抗震结构体系要通过综合分析采用合理而经济的结构类型结构的地震反应同场地的特性有密切关系场地的地面运动特性又同地震震源机制震级大小震中的远近有关建筑的重要性装修的水准对结构的侧向变形大小有所限制从而对结构选型提出要求结构的选型又受结构材料和施工条件的制约以及经济条件的许可等这是一个综合的技术经济问题应周密加以考虑@第14页共14页

14@www.sin3.5.23.5.3抗震结构体系要求受力明确传力合理且传力路线不间断使结构的抗震分析更符合结构在地震时的实际表现对提高结构的抗震性能十分有利是结构选型与布置结构抗侧力体系时首先考虑的因素之一本次修订将结构体系的要求分为强制性和非强制性两类多道抗震防线指的是:oaec.com第一一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成并由延性较好的结构构件连接起来协同工作如框架抗震墙体系是由延性框架和抗震墙二个系统组成双肢或多肢抗震墙体系由若干个单肢墙分系统组成第二抗震结构体系应有最大可能数量的内部外部赘余度有意识地建立起一系列分布的屈服区以使结构能吸收和耗散大量的地震能量一旦破坏也易于修复建筑抗震设计规范抗震薄弱层(部位)的概念也是抗震设计中的重要概念包括:1结构在强烈地震下不存在强度安全储备构件的实际承载力分析(而不是承载力设计值的分析)是判断薄弱层(部位)的基础2要使楼层(部位)的实际承载力和设计计算的弹性受力之比在总体上保持一个相对均匀的变化一旦楼层(或部位)的这个比例有突变时会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中3要防止在局部上加强而忽视整个结构各部位刚度强度的协调4在抗震设计中有意识有目的地控制薄弱层(部位)使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移这是提高结构总体抗震性能的有效手段资料编号本次修订增加了结构两个主轴方向的动力特性(周期和振型)相近的抗震概念3.5.4本条对各种不同材料的构件提出了改善其变形能力的原则和途径:1无筋砌体本身是脆性材料只能利用约束条件(圈梁构造柱组合柱等来分GB50011--2001割包围)使砌体发生裂缝后不致崩塌和散落地震时不致丧失对重力荷载的承载能力2钢筋混凝土构件抗震性能与砌体相比是比较好的但如处理不当也会造成不可修复的脆性破坏这种破坏包括:混凝土压碎构件剪切破坏钢筋锚固部分拉脱(粘结破坏)应力求避免3钢结构杆件的压屈破坏(杆件失去稳定)或局部失稳也是一种脆性破坏应予以防止4本次修订增加了对预应力混凝土结构构件的要求@第15页共15页

15@www.sin3.5.5本条指出了主体结构构件之间的连接应遵守的原则:通过连接的承载力来发挥各构件的承载力变形能力从而获得整个结构良好的抗震能力本次修订增加了对预应力混凝土及钢结构构件的连接要求3.5.6本条支撑系统指屋盖支撑支撑系统的不完善往往导致屋盖系统失稳倒塌使厂房发生灾难性的震害因此在支撑系统布置上应特别注意保证屋盖系统的整体oaec.com稳定性3.6结构分析3.6.1多遇地震作用下的内力和变形分析是本规范对结构地震反应截面承载力验算和变形验算最基本的要求按本规范第1.0.1条的规定建筑物当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时一般不受损坏或不需修理可继续使用与此相应结构在多遇地震作用下的反应分析的方法截面抗震验算(按照国家标准建筑结构建筑抗震设计规范可靠度设计统一标准GB50068的基本要求)以及层间弹性位移的验算都是以线弹性理论为基础因此本条规定当建筑结构进行多遇地震作用下的内力和变形分析时可假定结构与构件处于弹性工作状态3.6.2按本规范第1.0.1条的规定:当建筑物遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命的严重破坏这也是本规范的基本要求特别是建筑物的体型和抗侧力系统复杂时将在结构的薄弱部位发生应力集中和弹塑性变形集中严重时会导致重大的破坏甚至有倒塌的危险因此本规范提出了检验结构抗震薄弱部位采用弹塑性(即非线性)分析方法的要求资料编号考虑到非线性分析的难度较大规范只限于对特别不规则并具有明显薄弱部位可能导致重大地震破坏特别是有严重的变形集中可能导致地震倒塌的结构应按本规范第5章具体规定进行罕遇地震作用下的弹塑性变形分析本规范推荐了二种非线性分析方法:静力的非线性分析(推覆分析)和动力的非线GB50011--2001性分析(弹塑性时程分析)静力的非线性分析是:沿结构高度施加按一定形式分布的模拟地震作用的等效侧力并从小到大逐步增加侧力的强度使结构由弹性工作状态逐步进入弹塑性工作状态最终达到并超过规定的弹塑性位移这是目前较为实用的简化的弹塑性分析技术比动力非线性分析节省计算工作量但也有一定的使用局限性和适用性对计算结果需要工程经验判断动力非线性分析即弹塑性时程分析是较为严格的分析方法需要较好的计算机软件和很好的工程经验判断才能得到有用的结果是@第16页共16页

16@www.sin难度较大的一种方法规范还允许采用简化的弹塑性分析技术如本规范第5章规定的钢筋混凝土框架等的弹塑性分析简化方法3.6.3本条规定框架结构和框架抗震墙(支撑)结构在重力附加弯矩Ma与初始弯矩M0之比符合下式条件下应考虑几何非线性即重力二阶效应的影响Ma∑Gi•∆uioaec.comθ==>0.1(3.6.3)iMVh0ii式中i稳定系数Gii层以上全部重力荷载计算值ui第i层楼层质心处的弹性或弹塑性层间位移Vi第i层地震剪力计算值hi第i层楼层高度建筑抗震设计规范上式规定是考虑重力二阶效应影响的下限其上限则受弹性层间位移角限值控制对混凝土结构墙体弹性位移角限值较小上述稳定系数一般均在0.1以下可不考虑弹性阶段重力二阶效应影响框架结构位移角限值较大计算侧移需考虑刚度折减当在弹性分析时作为简化方法二阶效应的内力增大系数可取1/(1-)当在弹塑性分析时宜采用考虑所有受轴向力的结构和构件的几何刚度的计算机程序进行重力二阶效应分析亦可采用其他简化分析方法混凝土柱考虑多遇地震作用产生的重力二阶效应的内力时不应与混凝土规范承载力计算时考虑的重力二阶效应重复资料编号砌体及混凝土墙结构可不考虑重力二阶效应3.6.4刚性半刚性柔性横隔板分别指在平面内不考虑变形考虑变形不考虑刚度的楼屋盖GB50011--20013.6.6本条规定主要依据建筑工程设计文件编制深度规定要求使用计算机进行结构抗震分析时应对软件的功能有切实的了解计算模型的选取必须符合结构的实际工作情况计算软件的技术条件应符合本规范及有关强制性标准的规定设计时应对所有计算结果进行判别确认其合理有效后方可在设计中应用复杂结构应是计算模型复杂的结构对不同的力学模型还应使用不同的计算机程序3.7非结构构件@第17页共17页

17@www.sin非结构构件包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备的支架等建筑非结构构件在地震中的破坏允许大于结构构件其抗震设防目标要低于本规范第1.0.1条的规定非结构构件的地震破坏会影响安全和使用功能需引起重视应进行抗震设计建筑非结构构件一般指下列三类:附属结构构件如:女儿墙高低跨封墙雨篷等装饰物如:贴面顶棚悬吊重物等围护墙和隔墙处理好非结构构oaec.com件和主体结构的关系可防止附加灾害减少损失在第3.7.3条所列的非结构构件主要指在人流出入口通道及重要设备附近的附属结构构件其破坏往往伤人或砸坏设备因此要求加强与主体结构的可靠锚固在其他位置可以放宽要求砌体填充墙与框架或单层厂房柱的连接影响整个结构的动力性能和抗震能力两者之间的连接处理不同时影响也不同本次修订建议两者之间采用柔性连接或彼此脱开可只考虑填充墙的重量而不计其刚度和强度的影响砌体填充墙的不建筑抗震设计规范合理设置例如:框架或厂房柱间的填充墙不到顶或房屋外墙在混凝土柱间局部高度砌墙使这些柱子处于短柱状态许多震害表明这些短柱破坏很多应予注意本次修订增加了对幕墙附属机械电气设备系统支座和连接等需符合地震时对使用功能的要求3.8隔震和消能减震设计3.8.1建筑结构采用隔震和消能减震设计是一种新技术应考虑使用功能的要求隔震与消能减震的效果长期工作性能以及经济性等问题现阶段这种新技术资料编号主要用于对使用功能有特别要求和高烈度地区的建筑即用于投资方愿意通过增加投资来提高安全要求的建筑3.8.2本条对建筑结构隔震设计和消能减震设计的设防目标提出了原则要求按本规范第12章规定进行隔震设计还不能做到在设防烈度下上部结构不受损坏或主体GB50011--2001结构处于弹性工作阶段的要求但与非隔震或非消能减震建筑相比应有所提高大体上是:当遭受多遇地震影响时将基本不受损坏和影响使用功能当遭受设防烈度的地震影响时不需修理仍可继续使用当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时将不发生危及生命安全和丧失使用功能的破坏3.9结构材料与施工3.9.1抗震结构在材料选用施工程序特别是材料代用上有其特殊的要求主要是指减少材料的脆性和贯彻原设计意图@第18页共18页

18@www.sin3.9.23.9.3本规范对结构材料的要求分为强制性和非强制性两种对钢筋混凝土结构中的混凝土强度等级有所限制这是因为高强度混凝土具有脆性性质且随强度等级提高而增加在抗震设计中应考虑此因素故规定9度时不宜超过C608度时不宜超过C70本条还要求对一二级抗震等级的框架结构规定其普通纵向受力钢筋的抗oaec.com拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25这是为了保证当构件某个部位出现塑性铰以后塑性铰处有足够的转动能力与耗能能力同时还规定了屈服强度实测值与标准值的比值否则本规范为实现强柱弱梁强剪弱弯所规定的内力调整将难以奏效钢结构中用的钢材应保证抗拉强度屈服强度冲击韧性合格及硫磷和碳含量的限制值高层钢结构的钢材可按黑色冶金工业标准高层建筑结构用钢板建筑抗震设计规范YB4104-2000选用抗拉强度是实际上决定结构安全储备的关键伸长率反映钢材能承受残余变形量的程度及塑性变形能力钢材的屈服强度不宜过高同时要求有明显的屈服台阶伸长率应大于20%以保证构件具有足够的塑性变形能力冲击韧性是抗震结构的要求当采用国外钢材时亦应符合我国国家标准的要求国家标准碳素结构钢GB700中Q235钢分为ABCD四个等级其中A级钢不要求任何冲击试验值并只在用户要求时才进行冷弯试验且不保证焊接要求的含碳量故不建议采用国家标准低合金高强度结构钢GB/T1591中Q345钢分为ABCDE五个等级其中A级钢不保证冲击韧性要求和延性性能的基本要求故亦不建议采用资料编号3.9.4混凝土结构施工中往往因缺乏设计规定的钢筋型号(规格)而采用另外型号(规格)的钢筋代替此时应注意替代后的纵向钢筋的总承载力设计值不应高于原设计的纵向钢筋总承载力设计值以免造成薄弱部位的转移以及构件在有影响的部位GB50011--2001发生混凝土的脆性破坏(混凝土压碎剪切破坏等)本次修订还要求除按照上述等承载力原则换算外应注意由于钢筋的强度和直径改变会影响正常使用阶段的挠度和裂缝宽度同时还应满足最小配筋率和钢筋间距等构造要求3.9.5厚度较大的钢板在轧制过程中存在各向异性由于在焊缝附近常形成约束焊接时容易引起层状撕裂国家标准厚度方向性能钢板GB5313将厚度方向的断面收缩率分为Z15Z25Z35三个等级并规定了试件取材方法和试件尺寸等要求本条规定钢结构采用的钢材当钢材板厚大于或等于40mm时至少应符合Z15级@第19页共19页

19@www.sin规定的受拉试件截面收缩率3.9.6为确保砌体抗震墙与构造柱底层框架柱的连接以提高抗侧力砌体墙的变形能力要求施工时先砌墙后浇注3.10建筑物地震反应观测系统oaec.com3.10.1本规范初次提出了在建筑物内设置建筑物地震反应观测系统的要求建筑物地震反应观测是发展地震工程和工程抗震科学的必要手段我国过去限于基建资金发展不快这次在规范中予以规定以促进其发展建筑抗震设计规范资料编号GB50011--2001@第20页共20页

20@www.sin4场地地基和基础4.1场地4.1.1有利不利和危险地段的划分基本沿用历次规范的规定本条中地形地oaec.com貌和岩土特性的影响是综合在一起加以评价的这是因为由不同岩土构成的同样地形条件的地震影响是不同的本条中只列出了有利不利和危险地段的划分其他地段可视为可进行建设的一般场地关于局部地形条件的影响从国内几次大地震的宏观调查资料来看岩质地形与非岩质地形有所不同在云南通海地震的大量宏观调查中表明非岩质地形对烈度的影响比岩质地形的影响更为明显如通海和东川的许多岩石地基上很陡的山坡建筑抗震设计规范震害也未见有明显的加重因此对于岩石地基的陡坡陡坎等本规范未列为不利的地段但对于岩石地基的高度达数十米的条状突出的山脊和高耸孤立的山丘由于鞭鞘效应明显振动有所加大烈度仍有增高的趋势因此本规范均将其列为不利的地形条件应该指出:有些资料中曾提出过有利和不利于抗震的地貌部位本规范在编制过程中曾对抗震不利的地貌部位实例进行了分析认为:地貌是研究不同地表形态形成的原因其中包括组成不同地形的物质(即岩性)也就是说地貌部位的影响意味着地表形态和岩性二者共同作用的结果将场地土的影响包括进去了但通过一些震害实例说明:当处于平坦的冲积平原和古河道不同地貌部位时地表形态是基本相同的资料编号造成古河道上房屋震害加重的原因主要是地基土质条件很差因此本规范将地貌条件分别在地形条件与场地土中加以考虑不再提出地貌部位这个概念4.1.24.1.689规范中的场地分类是在尽量保持抗震规范延续性的基础上进GB50011--2001一步考虑了覆盖层厚度的影响从而形成了以平均剪切波速和覆盖层厚度作为评定指标的双参数分类方法为了在保障安全的条件下尽可能减少设防投资在保持技术上合理的前提下适当扩大了类场地的范围另外由于我国规范中类场的Tg值与国外抗震规范相比是偏小的因此有意识地将类场地的范围划得比较小建筑抗震设计规范中的上述场地分类方法得到了我国工程界的普遍认同但在使用过程中也提出了一些问题和意见主要的意见是此分类方案呈阶梯状跳跃变化在边界线上不大容易掌握特别是在覆盖层厚度为80m平均剪切波速为140m/s的@第21页共21页

21@www.sin特定情况下覆盖层厚度或平均剪切波速稍有变化则场地类别有可能从类突变到类场地地震作用的取值差异甚大这主要是有意识扩大类场地造成的为了解决场地类别的突变问题可以通过对相应的特征周期进行插入计算来解决本次修订主要有:1关于场地覆盖层厚度的定义补充了当地下某一下卧土层的剪切波速大于或oaec.com等于400m/s且不小于相邻的上层土的剪切波速的2.5倍时覆盖层厚度可按地面至该下卧层顶面的距离取值的规定需要注意的是这一规定只适用于当下卧层硬土层顶面的埋深大于5m时的情况2土层剪切波速的平均采用更富有物理意义的等效剪切波速的公式计算即:υ=d/tse0式中d0为场地评定用的计算深度取覆盖层厚度和20m两者中的较小值t为剪切建筑抗震设计规范波在地表与计算深度之间传播的时间3类场地的范围稍有扩大避免了类至类的跳跃4当等效剪切波速se140m/s时类和类场地的分界线从9m改为15m在这一区间内适当扩大了类场地的范围5为了保持与89规范的延续性以及与其他有关规范的协调作为一种补充手段当有充分依据时允许使用插入方法确定边界线附近(指相差15%的范围)的Tg值图4.1.6给出了一种连续化插入方案可将原有场地分类及修订方案进行比较该图在场地覆盖层厚度dov和等效剪切波速se平面上按本次修订的场地分类方法用等步长和按线性规则改变步长的方案进行连续化插入相邻等值线的Tg值均相差资料编号0.01sGB50011--2001@第22页共22页

22@www.sinoaec.com建筑抗震设计规范高层建筑的场地类别问题是工程界关心的问题按理论及实测一般土层中的加速度随距地面深度而渐减日本规范规定地下20m时的土中加速度为地面加速度的1/22/3中间深度则插入我国亦有对高层建筑修正场地类别(由高层建筑基底起算)或折减地震力建议因高层建筑埋深常达10m以上与浅基础相比有利之处是:基底地震输入小了埋深大抗摇摆好但因目前尚未能总结出实用规律暂不列资料编号入规范高层建筑的场地类别仍按浅基础考虑本条中规定的场地分类方法主要适用于剪切波速随深度呈递增趋势的一般场地对于有较厚软夹层的场地土层由于其对短周期地震动具有抑制作用可以根GB50011--2001据分析结果适当调整场地类别和设计地震动参数4.1.7断裂对工程影响的评价问题长期以来不同学科之间存在着不同看法经过近些年来的不断研究与交流认为需要考虑断裂影响这主要是指地震时老断裂重新错动直通地表在地面产生位错对建在位错带上的建筑其破坏是不易用工程措施加以避免的因此规范中划为危险地段应予避开至于地震强度一般在确定抗震设防烈度时已给予考虑在活动断裂时间下限方面已取得了一致意见:即对一般的建筑工程只考虑1.0万年(全新世)以来活动过的断裂在此地质时期以前的活动断裂可不予考虑对于核电@第23页共23页

23@www.sin水电等工程则应考虑10万年以来(晚更新世)活动过的断裂晚更新世以前活动过的断裂亦可不予考虑另外一个较为一致的看法是在地震烈度小于8度的地区可不考虑断裂对工程的错动影响因为多次国内外地震中的破坏现象均说明在小于8度的地震区地面一般不产生断裂错动oaec.com目前尚有分歧的是关于隐伏断裂的评价问题在基岩以上覆盖土层多厚是什么土层地面建筑就可以不考虑下部断裂的错动影响根据我国近年来的地震宏观地表位错考察学者们看法不够一致有人认为30m厚土层就可以不考虑有些学者认为是50m还有人提出用基岩位错量大小来衡量如土层厚度是基岩位错量的2530倍以上就可不考虑等等唐山地震震中区的地裂缝经有关单位详细工作证明不是沿地下岩石错动直通地表的构造断裂形成的而是由于地面振动表面应建筑抗震设计规范力形成的表层地裂这种裂缝仅分布在地面以下3m左右下部土层并未断开(挖探井证实)在采煤巷道中也未发现错动对有一定深度基础的建筑物影响不大为了对问题更深入的研究由北京市勘察设计研究院在建设部抗震办公室申请立项开展了发震断裂上覆土层厚度对工程影响的专项研究此项研究主要采用大型离心机模拟实验可将缩小的模型通过提高加速度的办法达到与原型应力状况相同的状态为了模拟断裂错动专门加工了模拟断裂突然错动的装置可实现垂直与水平二种错动其位错量大小是根据国内外历次地震不同震级条件下位错量统计分析结果确定的上覆土层则按不同岩性不同厚度分为数种情况实验时的位错量为1.04.0m基本上包括了8度9度情况下的位错量当离心机提高加速度达资料编号到与原型应力条件相同时下部基岩突然错动观察上部土层破裂高度以便确定安全厚度根据实验结果考虑一定的安全储备和模拟实验与地震时震动特性的差异安全系数取为3据此提出了8度9度地区上覆土层安全厚度的界限值应当GB50011--2001说这是初步的可能有些因素尚未考虑但毕竟是第一次以模拟实验为基础的定量提法跟以往的分析和宏观经验是相近的有一定的可信度本次修订中根据搜集到的国内外地震断裂破裂宽度的资料提出了避让距离这是宏观的分析结果随着地震资料的不断积累将会得到补充与完善4.1.8本条考虑局部突出地形对地震动参数的放大作用主要依据宏观震害调查的结果和对不同地形条件和岩土构成的形体所进行的二维地震反应分析结果所谓局部突出地形主要是指山包山梁和悬崖陡坎等情况比较复杂对各种可能出现的情况的地震动参数的放大作用都做出具体的规定是很困难的从宏观震害经验和@第24页共24页

24@www.sin地震反应分析结果所反映的总趋势大致可以归纳为以下几点:高突地形距离基准面的高度愈大高处的反应愈强烈离陡坎和边坡顶部边缘的距离愈大反应相对减小从岩土构成方面看在同样地形条件下土质结构的反应比岩质结构大高突地形顶面愈开阔远离边缘的中心部位的反应是明显减小的边坡愈陡其顶部的放大效应相应加大oaec.com基于以上变化趋势以突出地形的高差H坡降角度的正切H/L以及场址距突出地形边缘的相对距离L1/H为参数归纳出各种地形的地震力放大作用如下:λ=1+ξα(4.1.8)式中局部突出地形顶部的地震影响系数的放大系数局部突出地形地震动参数的增大幅度按表4.1.8采用附加调整系数与建筑场地离突出台地边缘的距离L1与相对高差H的比建筑抗震设计规范值有关当L1/H<2.5时可取为1.0当2.5L1/H<5时可取为0.6当L1/H5时可取为0.3LL1均应按距离场地的最近点考虑表4.1.8局部突出地形地震影响系数的增大幅度突出地形的非岩质地层H55H1515H25H25高度H(m)岩质地层H2020H4040H60H60H/L0.300.10.20.3局部突出台地边0.3H/L0.60.10.20.30.4缘的侧向平均坡降0.6H/L1.00.20.30.40.5(H/L)H/L1.00.30.40.50.6资料编号条文中规定的最大增大幅度0.6是根据分析结果和综合判断给出的本条的规定对各种地形包括山包山梁悬崖陡坡都可以应用4.2天然地基和基础GB50011--20014.2.1我国多次强烈地震的震害经验表明在遭受破坏的建筑中因地基失效导致的破坏较上部结构惯性力的破坏为少这些地基主要由饱和松砂软弱粘性土和成因岩性状态严重不均匀的土层组成大量的一般的天然地基都具有较好的抗震性能因此89规范规定了天然地基可以不验算的范围本次修订中将可不进行天然地基和基础抗震验算的框架房屋的层数和高度作了更明确的规定4.2.2在天然地基抗震验算中对地基土承载力特征值调整系数的规定主要参考国内外资料和相关规范的规定考虑了地基土在有限次循环动力作用下强度一般较@第25页共25页

25@www.sin静强度提高和在地震作用下结构可靠度容许有一定程度降低这两个因素在本次修订中增加了对黄土地基的承载力调整系数的规定此规定主要根据国内动静强度对比试验结果静强度是在预湿与固结不排水条件下进行的破坏标准是:对软化型土取峰值强度对硬化型土取应变为15%的对应强度由此求得黄土静抗剪强度指标Csϕs值oaec.com动强度试验参数是:均压固结取双幅应变5%偏压固结取总应变为10%等效循环数按77.5及8级地震分别对应1220及30次循环取等价循环数所对应的动应力d绘制强度包线得到动抗剪强度指标Cd及ϕd动静强度比为:τC+σtgϕdddd=τC+σtgϕssss建筑抗震设计规范近似认为动静强度比等于动静承载力之比则可求得承载力调整系数:RτττKddsdsζ=≅/=•=ζaRKKτKsdssd式中KdKs分别为动静承载力安全系数RdRs分别为动静极限承载力试验结果见表4.2.2此试验大多考虑地基土处于偏压固结状态实际的应力水平也不太大故采用偏压固结正应力100300kPa震级78级条件下的调整系数平均值为宜本条据上述试验对坚硬黄土取=1.3对可塑黄土取1.1对流塑黄土取1.0资料编号表4.2.2a的平均值名称西安黄土兰州黄土洛川黄土含水量W饱和状态20%饱和饱和状态固结比Kc1.02.01.01.51.01.01.52.0GB50011--2001a的平均值0.6081.2710.6071.4150.3780.7211.141.438注固结比为轴压力1与压力3的比值4.2.4地基基础的抗震验算一般采用所谓拟静力法此法假定地震作用如同静力然后在这种条件下验算地基和基础的承载力和稳定性所列的公式主要是参考相关规范的规定提出的压力的计算应采用地震作用效应标准组合即各作用分项系数均取1.0的组合4.3液化土和软土地基@第26页共26页

26@www.sin4.3.1本条规定主要依据液化场地的震害调查结果许多资料表明在6度区液化对房屋结构所造成的震害是比较轻的因此本条规定除对液化沉陷敏感的乙类建筑外6度区的一般建筑可不考虑液化影响当然6度的甲类建筑的液化问题也需要专门研究关于黄土的液化可能性及其危害在我国的历史地震中虽不乏报导但缺乏较详oaec.com细的评价资料在建国以后的多次地震中黄土液化现象很少见到对黄土的液化判别尚缺乏经验但值得重视近年来的国内外震害与研究还表明砾石在一定条件下也会液化但是由于黄土与砾石液化研究资料还不够充分暂不列入规范有待进一步研究4.3.2本条是有关液化判别和处理的强制性条文4.3.389规范初判的提法是根据建国以来历次地震对液化与非液化场地的实际考建筑抗震设计规范察测试分析结果得出来的从地貌单元来讲这些地震现场主要为河流冲洪积形成的地层没有包括黄土分布区及其他沉积类型如唐山地震震中区(路北区)为滦河二级阶地地层年代为晚更新世(Q3)地层对地震烈度10度区考察钻探测试表明地下水位为34m表层为3.0m左右的粘性土其下即为饱和砂层在10度情况下没有发生液化而在一级阶地及高河漫滩等地分布的地质年代较新的地层地震烈度虽然只有7度和8度却也发生了大面积液化其他震区的河流冲积地层在地质年代较老的地层中也未发现液化实例国外学者Youd和Perkins的研究结果表明:饱和松散的水力冲填土差不多总会液化而且全新世的无粘性土沉积层对液化也是很敏感的更新世沉积层发生液化的情况很罕见前更新世沉积层发生液化则更是罕见资料编号这些结论是根据1975年以前世界范围的地震液化资料给出的并已被1978年日本的两次大地震以及1977年罗马尼亚地震液化现象所证实89规范颁发后在执行中不断有单位和学者提出液化初步判别中第1款在有些GB50011--2001地区不适合从举出的实例来看多为高烈度区(10度以上)黄土高原的黄土状土很多是古地震从描述等方面判定为液化的没有现代地震液化与否的实际数据有些例子是用现行公式判别的结果根据诸多现代地震液化资料分析认为89规范中有关地质年代的判断条文除高烈度区中的黄土液化外都能适用为慎重起见将此款的适用范围改为局限于78度区4.3.489规范关于地基液化判别方法在地震区工程项目地基勘察中已广泛应用但随着高层及超高层建筑的不断发展基础埋深越来越大高大的建筑采用桩基和@第27页共27页

27@www.sin深基础要求判别液化的深度也相应加大89规范中判别深度为15m已不能满足这些工程的需要深层液化判别问题已提到日程上来由于15m以下深层液化资料较少从实际液化与非液化资料中进行统计分析尚不具备条件在50年代以来的历次地震中尤其是唐山地震液化资料均在15m以上图4.3.4中15m下的曲线是根据统计得到的经验公式外推得到的结果国外虽有oaec.com零星深层液化资料但也不太确切根据唐山地震资料及美国H.B.Seed教授资料进行分析的结果其液化临界值沿深度变化均为非线性变化为了解决15m以下液化判别我们对唐山地震砂土液化研究资料美国H.B.Seed教授研究资料和我国铁路工程抗震设计规范中的远震液化判别方法与89规范判别方法的液化临界值(Ncr)沿深度的变化情况以8度区为例做了对比见图4.3.4从图4.3.4可以明显看出:在设计特征周期一区(或89规范的近震情况N0=10)深度建筑抗震设计规范为12m以上时临界锤击数较接近相差不大深度1520m范围内铁路抗震规范方法比H.B.Seed资料要大1.21.5击89规范由于是线性延伸比铁路抗震规范方法要大1.88.4击是偏于保守的经过比较分析本次修订考虑到本规范判别方法的延续性及广大工程技术人员熟悉程度仍采用线性判别方法建议1520m深度范围内仍按15m深度处的Ncr值进行判别这样处理与非线性判别方法也较为接近目前铁路抗震规范判别液化时N0值为7度8度9度时分别取81216因此铁路抗震规范仍比本规范修订后的Ncr值在15m20m范围内要大2.22.5击如假定铁路抗震规范N0值8度取10则比本规范修订后的Ncr值小1.41.8击经过全面分析对比后认为这样调整方案既简便又与其他方法接近资料编号GB50011--2001@第28页共28页

28@www.sinoaec.com建筑抗震设计规范资料编号考虑到大量的多层建筑基础埋深较浅一律要求将液化判别深度加深到20m有些保守也增加了不必要的工作量因此本次修订只要求将基础埋深大于5m的深基础和桩基工程的判别深度加深至20mGB50011--20014.3.5本条提供了一个简化的预估液化危害的方法可对场地的喷水冒砂程度一般浅基础建筑的可能损坏做粗略的预估以便为采取工程措施提供依据1液化指数表达式的特点是:为使液化指数为无量纲参数权函数具有量纲-1m权函数沿深度分布为梯形其图形面积判别深度15m时为100判别深度20m时为1252液化等级的名称为轻微中等严重三级各级的液化指数(判别深度15m)地面喷水冒砂情况以及对建筑危害程度的描述见表4.3.5系根据我国百余个液化震害资料得出的@第29页共29页

29@www.sin表4.3.5液化等级和对建筑物的相应危害程度液化指数液化等级地面喷水冒砂情况对建筑的危害情况(15m)地面无喷水冒砂或仅在洼危害性小一般不至引起明显的震轻微5地河边有零星的喷水冒砂点害危害性较大可造成不均匀沉陷和喷水冒砂可能性大从轻微到中等515开裂有时不均匀沉陷可能达到oaec.com严重均有多数属中等200m危害性大不均匀沉陷可能大于一般喷水冒砂都很严重地面严重15200mm高重心结构可能产生不容许变形很明显的倾斜4.3.6抗液化措施是对液化地基的综合治理89规范已说明要注意以下几点:1倾斜场地的土层液化往往带来大面积土体滑动造成严重后果而水平场地土层液化的后果一般只造成建筑的不均匀下沉和倾斜本条的规定不适用于坡度大建筑抗震设计规范于10的倾斜场地和液化土层严重不均的情况2液化等级属于轻微者除甲乙类建筑由于其重要性需确保安全外一般不作特殊处理因为这类场地可能不发生喷水冒砂即使发生也不致造成建筑的严重震害3对于液化等级属于中等的场地尽量多考虑采用较易实施的基础与上部结构处理的构造措施不一定要加固处理液化土层4在液化层深厚的情况下消除部分液化沉陷的措施即处理深度不一定达到液化下界而残留部分未经处理的液化层从我国目前的技术经济发展水平上看是资料编号较合适的本次修订的主要内容如下:189规范中不允许液化地基作持力层的规定有些偏严本次修订改为不宜将未GB50011--2001加处理的液化土层作为天然地基的持力层因为:理论分析与振动台试验均已证明液化的主要危害来自基础外侧液化持力层范围内位于基础直下方的部位其实最难液化由于最先液化区域对基础直下方未液化部分的影响使之失去侧边土压力支持在外侧易液化区的影响得到控制的情况下轻微液化的土层是可以作为基础的持力层的例如:(1)海城地震中营口宾馆筏基以液化土层为持力层震后无震害基础下液化层厚度为4.2m为筏基宽度的1/3左右液化土层的标贯锤击数N=25烈度为7度在此情况下基础外侧液化对地基中间部分的影响很小@第30页共30页

30@www.sin(2)日本阪神地震中有数座建筑位于液化严重的六甲人工岛上地基未加处理而未遭液化危害的工程实录(见松尾雅夫等人论文载基础工1996年11期P54):1)仓库二栋平面均为36m24m设计中采用了补偿式基础即使仓库满载时的基底压力也只是与移去的土自重相当地基为欠固结的可液化砂砾震后有震陷但建筑物无损据认为无震害的原因是:液化后的减震效果使输入基底的地震作用削oaec.com弱补偿式筏式基础防止了表层土喷砂冒水良好的基础刚度可使不均匀沉降减小采用了吊车轨道调平地脚螺栓加长等构造措施以减少不均匀沉降的影响2)平面为116.8m54.5m的仓库建在六甲人工岛厚15m的可液化土上设计时预期建成后欠固结的粘土下卧层尚可能产生1.11.4m的沉降为防止不均匀沉降及液化设计中采用了三方面的措施:补偿式基础+基础下2m深度内以水泥土加固液化层+防止不均匀沉降的构造措施地震使该房屋产生震陷但情况良好建筑抗震设计规范(3)震害调查与有限元分析显示当基础宽度与液化层厚之比大于3时则液化震陷不超过液化层厚的1%不致引起结构严重破坏因此将轻微和中等液化的土层作为持力层不是绝对不允许但应经过严密的论证2液化的危害主要来自震陷特别是不均匀震陷震陷量主要决定于土层的液化程度和上部结构的荷载由于液化指数不能反映上部结构的荷载影响因此有趋势直接采用震陷量来评价液化的危害程度例如对4层以下的民用建筑当精细计算的平均震陷值SE<5cm时可不采取抗液化措施当SE=515cm时可优先考虑采取结构和基础的构造措施当SE>15cm时需要进行地基处理基本消除液化震资料编号陷在同样震陷量下乙类建筑应该采取较丙类建筑更高的抗液化措施本次修订过程中开展了估计液化震陷量的研究依据实测震陷振动台试验以及有限元法对一系列典型液化地基计算得出的震陷变化规律发现震陷量取决于液GB50011--2001化土的密度(或承载力)基底压力基底宽度液化层底面和顶面的位置和地震震级等因素曾提出估计砂土与粉土液化平均震陷量的经验方法如下:1.50.44220.61−Dr砂土SE=ξS0(d1−d2)(0.01p)(4.3.6-1)B0.50.44220.6粉土SE=ξkS0(d1−d2)(0.01p)(4.3.6-2)B式中SE液化震陷量平均值液化层为多层时先按各层次分别计算后再相加@第31页共31页

31@www.sinB基础宽度(m)对住房等密集型基础取建筑平面宽度当B0.44d1时取B=0.44d1S0经验系数对789度分别取0.050.5及0.3d1由地面算起的液化深度(m)d2由地面算起的上覆非液化土层深度(m)液化层为持力层取d2=0oaec.comp宽度为B的基础底面地震作用效应标准组合的压力(kPa)0.5NDr砂土相对密度(%)可依据标贯锤击数N取Dr=0.23σ′+16vk与粉土承载力有关的经验系数当承载力特征值不大于80kPa时取0.30当不小于300kPa时取0.08其余可内插取值修正系数直接位于基础下的非液化厚度满足第4.3.3条第3款对上覆非建筑抗震设计规范液化土层厚度du的要求=0无非液化层=1中间情况内插确定采用以上经验方法计算得到的震陷值与日本的实测震陷值基本符合但与国内资料的符合程度较差主要的原因可能是:国内资料中实测震陷值常常是相对值如相对于车间某个柱子或相对于室外地面的震陷地质剖面则往往是附近的而不是针对所考察的基础的有的震陷值(如天津上古林的场地)含有震前沉降及软土震陷不明确沉降值是最大沉降或平均沉降鉴于震陷量的评价方法目前还不够成熟因此本条只是给出了必要时可以根据液化震陷量的评价结果适当调整抗液化措施的原则规定4.3.74.3.9在这几条中规定了消除液化震陷和减轻液化影响的具体措施这些措资料编号施都是在震害调查和分析判断的基础上提出来的采用振冲加固或挤密碎石桩加固后构成了复合地基此时如桩间土的实测标贯值仍低于本规范第4.3.4条规定的临界值不能简单判为液化许多文献或工程实GB50011--2001践均已指出振冲桩或挤密碎石桩有挤密排水和增大桩身刚度等多重作用而实测的桩间土标贯值不能反映排水的作用因此89规范要求加固后的桩间土的标贯值应大于临界标贯值是偏保守的近几年的研究成果与工程实践中已提出了一些考虑桩身强度与排水效应的方法以及根据桩的面积置换率和桩土应力比适当降低复合地基桩间土液化判别的临界标贯值的经验方法故本次修订将桩间土的实测标贯值不应小于临界标贯锤击数的要求改为不宜@第32页共32页

32@www.sin4.3.10本条规定了有可能发生侧扩或流动时滑动土体的最危险范围并要求采取土体抗滑和结构抗裂措施1液化侧扩地段的宽度来自海城地震唐山地震及日本阪神地震对液化侧扩区的大量调查根据对阪神地震的调查在距水线50m范围内水平位移及竖向位移均很大在50150m范围内水平地面位移仍较显著大于150m以后水平位移趋oaec.com于减小基本不构成震害上述调查结果与我国海城唐山地震后的调查结果基本一致:海河故道滦运河新滦河陡河岸波滑坍范围约距水线100150m辽河黄河等则可达500m2侧向流动土体对结构的侧向推力根据阪神地震后对受害结构的反算结果得到:1)非液化上覆土层施加于结构的侧压相当于被动土压力破坏土楔的运动方向是土楔向上滑而楔后土体向下与被动土压发生时的运动方向一致2)液化层中的侧压建筑抗震设计规范相当于竖向总压的1/33)桩基承受侧压的面积相当于垂直于流动方向桩排的宽度3减小地裂对结构影响的措施包括:1)将建筑的主轴沿平行河流放置2)使建筑的长高比小于33)采用筏基或箱基基础板内应根据需要加配抗拉裂钢筋筏基内的抗弯钢筋可兼作抗拉裂钢筋抗拉裂钢筋可由中部向基础边缘逐段减少当土体产生引张裂缝并流向河心或海岸线时基础底面的极限摩阻力形成对基础的撕拉力理论上其最大值等于建筑物重力荷载之半乘以土与基础间的摩擦系数实际上常因基础底面与土有部分脱离接触而减少4.3.11关于软土震陷由于缺乏资料各国都还未列入抗震规范但从唐山地震中的破坏实例分析软土震陷确是造成震害的重要原因实有明确抗御措施之必要资料编号我国构筑物抗震设计规范根据唐山地震经验规定7度区不考虑软土震陷8度区fak大于100kPa9度区fak大于120kPa的土亦可不考虑但上述规定有以下不足:GB50011--2001(1)缺少系统的震陷试验研究资料(2)震陷实录局限于津塘89度地区7度区是未知的空白不少7度区的软土比津塘地区(唐山地震时为89度区)要差津塘地区的多层建筑在89度地震时产生了1530cm的震陷比它们差的土在7度时是否会产生大于5cm的震陷?初步认为对7度区fk<70kPa的软土还是应该考虑震陷的可能性并宜采用室内动三轴试验和H.B.Seed简化方法加以判定(3)对89度规定的fak值偏于保守根据天津实际震陷资料并考虑地震的偶发性及所需的设防费用暂时规定软土震陷量小于5cm者可不采取措施则8度区@第33页共33页

33@www.sinfak>90kPa及9度区fak>100kPa的软土均可不考虑震陷的影响对自重湿陷性黄土或黄土状土研究表明具有震陷性若孔隙比大于0.8当含水量在缩限(指固体与半固体的界限)与25%之间时应该根据需要评估其震陷量对含水量在25%以上的黄土或黄土状土的震陷量可按一般软土评估关于软土及黄土的可能震陷目前已有了一些研究成果可以参考例如当建筑基础底面以下非软土oaec.com层厚度符合表4.3.11中的要求时可不采取消除软土地基的震陷影响措施表4.3.11基础底面以下非软土层厚度烈度基础底面以下非软土层厚度(m)70.5b且38b且591.5b且8注b为基础底面宽度(m)建筑抗震设计规范4.4桩基4.4.1根据桩基抗震性能一般比同类结构的天然地基要好的宏观经验继续保留89规范关于桩基不验算范围的规定4.4.2桩基抗震验算方法是新增加的其基本内容已与构筑物抗震设计规范和建筑桩基技术规范等协调关于地下室外墙侧的被动土压与桩共同承担地震水平力问题我国这方面的情况比较混乱大致有以下做法:假定由桩承担全部地震水平力假定由地下室外的土承担全部水平力由桩土分担水平力(或由经验公式求出分担比或用m法求土抗资料编号力或由有限元法计算)目前看来桩完全不承担地震水平力的假定偏于不安全因为从日本的资料来看桩基的震害是相当多的因此这种做法不宜采用由桩承受全部地震力的假定又过于保守日本1984年发布的建筑基础抗震设计规程提出GB50011--2001下列估算桩所承担的地震剪力的公式:V=0.2VH/4d0f上述公式主要根据是对地上310层地下14层平面14m14m的塔楼所作的一系列试算结果在这些计算中假定抗地震水平的因素有桩前方的被动土抗力侧面土的摩擦力三部分土性质为标贯值N=1020q(单轴压强)为0.521.0kg/cm(粘土)土的摩擦抗力与水平位移成以下弹塑性关系位移1cm时抗力呈线性变化当位移>1cm时抗力保持不变被动土抗力最大值取朗金被动土压达到最大值之前土抗力与水平位移呈线性关系由于背景材料只包括高度45m以下的建@第34页共34页

34@www.sin筑对45m以上的建筑没有相应的计算资料但从计算结果的发展趋势推断对更高的建筑其值估计不超过0.9因而桩负担的地震力宜在(0.30.9)V0之间取值关于不计桩基承台底面与土的摩阻力为抗地震水平力的组成部分问题:主要是因为这部分摩阻力不可靠:软弱粘性土有震陷问题一般粘性土也可能因桩身摩擦力产生的桩间土在附加应力下的压缩使土与承台脱空欠固结土有固结下沉问题非液oaec.com化的砂砾则有震密问题等实践中不乏有静载下桩台与土脱空的报导地震情况下震后桩台与土脱空的报导也屡见不鲜此外计算摩阻力亦很困难因为解答此问题须明确桩基在竖向荷载作用下的桩土荷载分担比出于上述考虑为安全计本条规定不应考虑承台与土的摩擦阻抗对于目前大力推广应用的疏桩基础如果桩的设计承载力按桩极限荷载取用则可以考虑承台与土间的摩阻力因为此时承台与土不会脱空且桩土的竖向荷载建筑抗震设计规范分担比也比较明确4.4.3本条中规定的液化土中桩的抗震验算原则和方法主要考虑了以下情况:1不计承台旁的土抗力或地坪的分担作用是出于安全考虑作为安全储备因目前对液化土中桩的地震作用与土中液化进程的关系尚未弄清2根据地震反应分析与振动台试验地面加速度最大时刻出现在液化土的孔压比为小于1(常为0.50.6)时此时土尚未充分液化只是刚度比未液化时下降很多因之建议对液化土的刚度作折减折减系数的取值与构筑物抗震设计规范基本一致3液化土中孔隙水压力的消散往往需要较长的时间地震后土中孔压不会排泄消散完毕往往于震后才出现喷砂冒水这一过程通常持续几小时甚至一二天其资料编号间常有沿桩与基础四周排水现象这说明此时桩身摩阻力已大减从而出现竖向承载力不足和缓慢的沉降因此应按静力荷载组合校核桩身的强度与承载力式(4.4.3)的主要根据是工程实践中总结出来的打桩前后土性变化规律并已在许GB50011--2001多工程实例中得到验证4.4.5本条在保证桩基安全方面是相当关键的桩基理论分析已经证明地震作用下的桩基在软硬土层交界面处最易受到剪弯损害阪神地震后许多桩基的实际考查也证实了这一点但在采用m法的桩身内力计算方法中却无法反映目前除考虑桩土相互作用的地震反应分析可以较好地反映桩身受力情况外还没有简便实用的计算方法保证桩在地震作用下的安全因此必须采取有效的构造措施本条的要点在于保证软土或液化土层附近桩身的抗弯和抗剪能力@第35页共35页

35@www.sin5地震作用和结构抗震验算5.1一般规定5.1.1抗震设计时结构所承受的地震力实际上是由于地震地面运动引起的动oaec.com态作用包括地震加速度速度和动位移的作用按照国家标准建筑结构设计术语和符号标准GB/T50083的规定属于间接作用不可称为荷载应称地震作用89规范对结构应考虑的地震作用方向有以下规定:1考虑到地震可能来自任意方向为此要求有斜交抗侧力构件的结构应考虑对各构件的最不利方向的水平地震作用一般即与该构件平行的方向建筑抗震设计规范2不对称不均匀的结构是不规则结构的一种同一建筑单元同一平面内质量刚度布置不对称或虽在本层平面内对称但沿高度分布不对称的结构需考虑扭转影响的结构具有明显的不规则性3研究表明对于较高的高层建筑其竖向地震作用产生的轴力在结构上部是不可忽略的故要求9度区高层建筑需考虑竖向地震作用本次修订基本保留89规范的内容所做的改进如下:1某一方向水平地震作用主要由该方向抗侧力构件承担如该构件带有翼缘翼墙等尚应包括翼缘翼墙的抗侧力作用2参照混凝土高层规程的规定明确交角大于15时应考虑斜向地震作用资料编号3扭转计算改为考虑双向地震作用下的扭转影响关于大跨度和长悬臂结构根据我国大陆和台湾地震的经验9度和9度以上时跨度大于18m的屋架1.5m以上的悬挑阳台和走廊等震害严重甚至倒塌8度时GB50011--2001跨度大于24m的屋架2m以上的悬挑阳台和走廊等震害严重5.1.2不同的结构采用不同的分析方法在各国抗震规范中均有体现底部剪力法和振型分解反应谱法仍是基本方法时程分析法作为补充计算方法对特别不规则(参照表3.4.2规定)特别重要的和较高的高层建筑才要求采用进行时程分析时鉴于各条地震波输入进行时程分析的结果不同本条规定根据小样本容量下的计算结果来估计地震效应值通过大量地震加速度记录输入不同结构类型进行时程分析结果的统计分析若选用不少于二条实际记录和一条人工模@第36页共36页

36@www.sin拟的加速度时程曲线作为输入计算的平均地震效应值不小于大样本容量平均值的保证率在85%以上而且一般也不会偏大很多所谓在统计意义上相符指的是其平均地震影响系数曲线与振型分解反应谱法所用的地震影响系数曲线相比在各个周期点上相差不大于20%计算结果的平均底部剪力一般不会小于振型分解反应谱法计算结果的80%每条地震波输入的计算结果不会小于65%oaec.com正确选择输入的地震加速度时程曲线要满足地震动三要素的要求即频谱特性有效峰值和持续时间均要符合规定频谱特性可用地震影响系数曲线表征依据所处的场地类别和设计地震分组确定加速度有效峰值按规范表5.1.2-2中所列地震加速度最大值采用即以地震影响系数最大值除以放大系数(约2.25)得到当结构采用三维空间模型等需要双向(二个建筑抗震设计规范水平向)或三向(二个水平和一个竖向)地震波输入时其加速度最大值通常按1(水平1):0.85(水平2):0.65(竖向)的比例调整选用的实际加速度记录可以是同一组的三个分量也可以是不同组的记录但每条记录均应满足在统计意义上相符的要求人工模拟的加速度时程曲线也按上述要求生成输入的地震加速度时程曲线的持续时间不论实际的强震记录还是人工模拟波形一般为结构基本周期的510倍5.1.3按现行国家标准建筑结构可靠度设计统一标准的原则规定地震发生时恒荷载与其他重力荷载可能的遇合结果总称为抗震设计的重力荷载代表值GE即永久荷载标准值与有关可变荷载组合值之和组合值系数基本上沿用78规范的取值资料编号考虑到藏书库等活荷载在地震时遇合的概率较大故按等效楼面均布荷载计算活荷载时其组合值系数为0.8表中硬钩吊车的组合值系数只适用于一般情况吊重较大时需按实际情况取GB50011--2001值5.1.45.1.5弹性反应谱理论仍是现阶段抗震设计的最基本理论规范所采用的设计反应谱以地震影响系数曲线的形式给出89规范的地震影响系数的特点是:1同样烈度同样场地条件的反应谱形状随着震源机制震级大小震中距远近等的变化有较大的差别影响因素很多在继续保留烈度概念的基础上把形成68度地震影响的地震按震源远近分为设计近震和设计远震远震水平反应谱曲线比近震向右移体现了远震的反应谱特征于是按场地条件和震源远近@第37页共37页

37@www.sin调整了地震影响系数的特征周期Tg2在T0.1s的范围内各类场地的地震影响系数一律采用同样的斜线使之符合T=0时(刚体)动力不放大的规律在TTg时各曲线的递减指数为非整数曲线下限仍按78规范取为0.2maxT>3s时地震影响系数专门研究3按二阶段设计要求在截面承载力验算时的设计地震作用取众值烈度下结oaec.com构按完全弹性分析的数值据此调整了本规范相应的地震影响系数其取值与按78规范各结构影响系数C折减的平均值大致相当本次修订有如下重要改进:1地震影响系数的周期范围延长至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绝大多数高层建筑和长周期结构的抗震设计需要对于周期大于6s的结构地震影响系数仍专建筑抗震设计规范门研究2理论上设计反应谱存在二个下降段即: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规范的延续性地震影响系数在T5Tg范围内与89规范相同在T>5Tg的范围把89规范的下平台改为倾斜下降段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=6Tg附近新的地震影响系数值比89规范约增加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89规范的设计近震和设计远震改为设计资料编号地震分组地震影响系数的特征周期Tg即设计特征周期不仅与场地类别有关而且还与设计地震分组有关可更好地反映震级大小震中距和场地条件的影响4为了适当调整和提高结构的抗震安全度类场地的设计特征周期GB50011--2001值较89规范的值约增大了0.05s同理罕遇地震作用时设计特征周期Tg值也适当延长这样处理比较符合近年来得到的大量地震加速度资料的统计结果与89规范相比安全度有一定提高5考虑到不同结构类型建筑的抗震设计需要提供了不同阻尼比(0.010.20)地震影响系数曲线相对于标准的地震影响系数(阻尼比为0.05)的修正方法根据实际强震记录的统计分析结果这种修正可分二段进行:在反应谱平台段(=max)修正幅度最大在反应谱上升段(TTg)修正幅度变小在曲线两端(0s和6s)不同阻尼比下的系数趋向接近表达式为:@第38页共38页

38@www.sin上升段:[0.45+10(2-0.45)T]max水平段:2max曲线下降段:(Tg/T)2max倾斜下降段:[0.22-1(T-5Tg)]max对应于不同阻尼比计算地震影响系数的调整系数如下条文中规定当2小于oaec.com0.55时取0.55当1小于0.0时取0.0地震影响系数210.011.520.970.0250.021.320.950.0240.051.000.900.0200.100.780.850.0140.200.630.800.0010.300.560.780.000建筑抗震设计规范6现阶段仍采用抗震设防烈度所对应的水平地震影响系数最大值max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中国地震动参数区划图接口表5.1.4中的max除沿用89规范6789度所对应的设计基本加速度值外特于78度89度之间各增加一档用括号内的数字表示分别对应于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g5.1.6在强烈地震下结构和构件并不存在最大承载能力极限状态的可靠度从根资料编号本上说抗震验算应该是弹塑性变形能力极限状态的验算研究表明地震作用下结构和构件的变形和其最大承载能力有密切的联系但因结构的不同而异本次修订继续保持89规范关于不同的结构应采取不同验算方法的规定GB50011--20011当地震作用在结构设计中基本上不起控制作用时例如6度区的大多数建筑以及被地震经验所证明者可不做抗震验算只需满足有关抗震构造要求但较高的高层建筑(以后各章同)诸如高于40m的钢筋混凝土框架高于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其基本周期可能大于类场地的设计特征周期Tg则6度的地震作用值可能大于同一建筑在7度类场地下的取值此时仍须进行抗震验算2对于大部分结构包括6度设防的上述较高的高层建筑可以将设防烈度地震下的变形验算转换为以众值烈度下按弹性分析获得的地震作用效应(内力)作为额@第39页共39页

39@www.sin定统计指标进行承载力极限状态的验证即只需满足第一阶段的设计要求就可具有与78规范相同的抗震承载力的可靠度保持了规范的延续性3我国历次大地震的经验表明发生高于基本烈度的地震是可能的设计时考虑大震不倒是必要的规范增加了对薄弱层进行罕遇地震下变形验算即满足第二阶段设计的要求89规范仅对框架填充墙框架高大单层厂房等(这些结构oaec.com由于存在明显的薄弱层在唐山地震中倒塌较多)及特殊要求的建筑做了要求本次修订增加了其他结构如各类钢筋混凝土结构钢结构采用隔震和消能减震技术的结构进行第二阶段设计的要求5.2水平地震作用计算5.2.1底部剪力法视多质点体系为等效单质点系根据大量的计算分析89规范做了如下规定本次修订未做修改:建筑抗震设计规范1引入等效质量系数0.85它反映了多质点系底部剪力值与对应单质点系(质量等于多质点系总质量周期等于多质点系基本周期)剪力值的差异2地震作用沿高度倒三角形分布在周期较长时顶部误差可达25%故引入依赖于结构周期和场地类别的顶点附加集中地震力予以调整单层厂房沿高度分布在第9章中已另有规定故本条不重复调整(取n=0)对内框架房屋根据震害的总结并考虑到现有计算模型的不精确建议取n=0.25.2.2对于振型分解法由于时程分析法亦可利用振型分解法进行计算故加上反应谱以示区别为使高柔建筑的分析精度有所改进其组合的振型个数适当增加资料编号振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量90%所需的振型数5.2.3地震扭转反应是一个极其复杂的问题一般情况宜采用较规则的结构体型以避免扭转效应体型复杂的建筑结构即使楼层计算刚心和质心重合往往仍然存在明显的扭转反应因此89规范规定考虑结构扭转效应时一般只能取GB50011--2001各楼层质心为相对坐标原点按多维振型分解法计算其振型效应彼此耦连组合用完全二次型方根法可以由计算机运算89规范修订过程中提出了许多简化计算方法例如扭转效应系数法表示扭转时某榀抗侧力构件按平动分析的层剪力效应的增大物理概念明确而数值依赖于各类结构大量算例的统计对低于40m的框架结构当各层的质心和计算刚心接近于两串轴线时根据上千个算例的分析若偏心参数满足0.1<<0.3则边榀框架的扭转效应增大系数=0.65+4.5偏心参数的计算公式是=eySy/(K@第40页共40页

40@www.sin/Kx)其中eySy分别为i层刚心和i层边榀框架距i层以上总质心的距离(y方向)KxK分别为i层平动刚度和绕质心的扭刚度其他类型结构如单层厂房也有相应的扭转效应系数对单层结构多用基于刚心和质心概念的动力偏心距法估算这些简化方法各有一定的适用范围故规范要求在确有依据时才可用来近似估计本次修订的主要改进如下:oaec.com1即使对于平面规则的建筑结构国外的多数抗震设计规范也考虑由于施工使用等原因所产生的偶然偏心引起的地震扭转效应及地震地面运动扭转分量的影响本次修订要求规则结构不考虑扭转耦联计算时应采用增大边榀结构地震内力的简化处理方法2增加考虑双向水平地震作用下的地震效应组合根据强震观测记录的统计分析二个水平方向地震加速度的最大值不相等二者之比约为10.85而且两个方建筑抗震设计规范向的最大值不一定发生在同一时刻因此采用平方和开方计算二个方向地震作用效应的组合条文中的地震作用效应系指两个正交方向地震作用在每个构件的同一局部坐标方向的地震作用效应如x方向地震作用下在局部坐标xi向的弯矩Mxx和y方向地震作用下在局部坐标xi方向的弯矩Mxy按不利情况考虑时则取上述组合的最大弯矩与对应的剪力或上述组合的最大剪力与对应的弯矩或上述组合的最大轴力与对应的弯矩等等3扭转刚度较小的结构例如某些核心筒外稀柱框架结构或类似的结构第一振型周期为T或满足T>0.7Tx1或T>0.7Ty1对较高的高层建筑0.7T>Tx2或0.7T>Ty2均应考虑地震扭转效应但如果考虑扭转影响的地震作用效应小于考资料编号虑偶然偏心引起的地震效应时应取后者以策安全但二者不叠加计算4增加了不同阻尼比时耦联系数的计算方法以供高层钢结构等使用5.2.4对于顶层带有空旷大房间或轻钢结构的房屋不宜视为突出屋面的小屋并采GB50011--2001用底部剪力法乘以增大系数的办法计算地震作用效应而应视为结构体系一部分用振型分解法等计算5.2.5由于地震影响系数在长周期段下降较快对于基本周期大于3.5s的结构由此计算所得的水平地震作用下的结构效应可能太小而对于长周期结构地震动态作用中的地面运动速度和位移可能对结构的破坏具有更大影响但是规范所采用的振型分解反应谱法尚无法对此作出估计出于结构安全的考虑增加了对各楼层水平地震剪力最小值的要求规定了不同烈度下的剪力系数结构水平地震作用效应应据此进行相应调整@第41页共41页

41@www.sin扭转效应明显与否一般可由考虑耦联的振型分解反应谱法分析结果判断例如前三个振型中二个水平方向的振型参与系数为同一个量级即存在明显的扭转效应对于扭转效应明显或基本周期小于3.5s的结构剪力系数取0.2max保证足够的抗震安全度对于存在竖向不规则的结构突变部位的薄弱楼层尚应按本规范第3.4.3条的规定再乘以1.15的系数oaec.com本条规定不考虑阻尼比的不同是最低要求各类结构包括隔震和消能减震结构均需一律遵守5.2.7由于地基和结构动力相互作用的影响按刚性地基分析的水平地震作用在一定范围内有明显的折减考虑到我国的地震作用取值与国外相比还较小故仅在必要时才利用这一折减研究表明水平地震作用的折减系数主要与场地条件结构自振周期上部结构和地基的阻尼特性等因素有关柔性地基上的建筑结构的折减建筑抗震设计规范系数随结构周期的增大而减小结构越刚水平地震作用的折减量越大89规范在统计分析基础上建议框架结构折减10%抗震墙结构折减15%20%研究表明折减量与上部结构的刚度有关同样高度的框架结构其刚度明显小于抗震墙结构水平地震作用的折减量也减小当地震作用很小时不宜再考虑水平地震作用的折减据此规定了可考虑地基与结构动力相互作用的结构自振周期的范围和折减量研究表明对于高宽比较大的高层建筑考虑地基与结构动力相互作用后水平地震作用的折减系数并非各楼层均为同一常数由于高振型的影响结构上部几层的水平地震作用一般不宜折减大量计算分析表明折减系数沿楼层高度的变化较符合抛物线型分布本条提供了建筑顶部和底部的折减系数的计算公式对于中间资料编号楼层为了简化采用按高度线性插值方法计算折减系数5.3竖向地震作用计算5.3.1高层建筑的竖向地震作用计算是89规范增加的规定根据输入竖向地震加GB50011--2001速度波的时程反应分析发现高层建筑由竖向地震引起的轴向力在结构的上部明显大于底部是不可忽视的作为简化方法原则上与水平地震作用的底部剪力法类似结构竖向振动的基本周期较短总竖向地震作用可表示为竖向地震影响系数最大值和等效总重力荷载代表值的乘积沿高度分布按第一振型考虑也采用倒三角形分布在楼层平面内的分布则按构件所承受的重力荷载代表值分配只是等效质量系数取0.75根据台湾921大地震的经验本次修订要求高层建筑楼层的竖向地震作用效@第42页共42页

42@www.sin应应乘以增大系数1.5使结构总竖向地震作用标准值89度分别略大于重力荷载代表值的10%和20%隔震设计时由于隔震垫不隔离竖向地震作用与隔震后结构的水平地震作用相比竖向地震作用往往不可忽视计算方法在本规范第12章具体规定5.3.2用反应谱法时程分析法等进行结构竖向地震反应的计算分析研究表明对oaec.com平板型网架和大跨度屋架各主要杆件竖向地震内力和重力荷载下的内力之比值彼此相差一般不太大此比值随烈度和场地条件而异且当周期大于设计特征周期时随跨度的增大比值反而有所下降由于在目前常用的跨度范围内这个下降还不很大为了简化略去跨度的影响5.3.3对长悬臂等大跨度结构的竖向地震作用计算本次修订未修改仍采用78规范的静力法建筑抗震设计规范5.4截面抗震验算本节基本同89规范仅按建筑结构可靠度设计统一标准的修订对符号表达做了修改并补充了钢结构的RE5.4.1在设防烈度的地震作用下结构构件承载力的可靠指标是负值难于按统一标准分析本规范第一阶段的抗震设计取相当于众值烈度下的弹性地震作用作为额定指标此时的设计表达式可按统一标准处理1地震作用分项系数的确定在众值烈度下的地震作用应视为可变作用而不是偶然作用这样根据统资料编号一标准中确定直接作用(荷载)分项系数的方法通过综合比较本规范对水平地震作用确定Eh=1.2至于竖向地震作用分项系数则参照水平地震作用也取EV=1.3当竖向与水平地震作用同时考虑时根据加速度峰值记录和反应谱的分析二者的组合比为1:0.4故此时Eh=1.3EV=0.41.30.5GB50011--2001此外按照统一标准的规定当重力荷载对结构构件承载力有利时取G=1.02抗震验算中作用组合值系数的确定本规范在计算地震作用时已经考虑了地震作用与各种重力荷载(恒荷载与活荷载雪荷载等)的组合问题在第5.1.3条中规定了一组组合值系数形成了抗震设计的重力荷载代表值本规范继续沿用78规范在验算和计算地震作用时(除吊车悬吊重力外)对重力荷载均采用相同的组合值系数的规定可简化计算并避免有两种不同@第43页共43页

43@www.sin的组合值系数因此本条中仅出现风荷载的组合值系数并按统一标准的方法将78规范的取值予以转换得到这里所谓风荷载起控制作用指风荷载和地震作用产生的总剪力和倾覆力矩相当的情况3地震作用标准值的效应规范的作用效应组合是建立在弹性分析叠加原理基础上的考虑到抗震计算模oaec.com型的简化和塑性内力分布与弹性内力分布的差异等因素本条中还规定对地震作用效应当本规范各章有规定时尚应乘以相应的效应调整系数如突出屋面小建筑天窗架高低跨厂房交接处的柱子框架柱底层框架-抗震墙结构的柱子梁端和抗震墙底部加强部位的剪力等的增大系数4关于重要性系数根据地震作用的特点抗震设计的现状以及抗震重要性分类与统一标准建筑抗震设计规范中安全等级的差异重要性系数对抗震设计的实际意义不大本规范对建筑重要性的处理仍采用抗震措施的改变来实现不考虑此项系数5.4.2结构在设防烈度下的抗震验算根本上应该是弹塑性变形验算但为减少验算工作量并符合设计习惯对大部分结构将变形验算转换为众值烈度地震作用下构件承载能力验算的形式来表现按照统一标准的原则89规范与78规范在众值烈度下有基本相同的可靠指标本次修订略有提高基于此前提在确定地震作用分项系数的同时则可得到与抗力标准值Rk相应的最优抗力分项系数并进一步转换为抗震的抗力函数(即抗震承载力设计值RdE)使抗力分项系数取1.0或不出现本规范砌体结构的截面抗震验算就是这样处理的资料编号现阶段大部分结构构件截面抗震验算时采用了各有关规范的承载力设计值Rd因此抗震设计的抗力分项系数就相应地变为承载力设计值的抗震调整系数RE即RE=Rd/RdE或RdE=Rd/RE还需注意地震作用下结构的弹塑性变形直接依赖于GB50011--2001结构实际的屈服强度(承载力)本节的承载力是设计值不可误为标准值来进行本章第5节要求的弹塑性变形验算5.5抗震变形验算5.5.1根据本规范所提出的抗震设防三个水准的要求采用二阶段设计方法来实现即:在多遇地震作用下建筑主体结构不受损坏非结构构件(包括围护墙隔墙幕墙内外装修等)没有过重破坏并导致人员伤亡保证建筑的正常使用功能在罕遇地震作用下建筑主体结构遭受破坏或严重破坏但不倒塌根据各国规范的规定@第44页共44页

44@www.sin震害经验和实验研究结果及工程实例分析当前采用层间位移角作为衡量结构变形能力从而判别是否满足建筑功能要求的指标是合理的本次修订扩大了弹性变形验算的范围对各类钢筋混凝土结构和钢结构要求进行多遇地震作用下的弹性变形验算实现第一水准下的设防要求弹性变形验算属于正常使用极限状态的验算各作用分项系数均取1.0钢筋混凝土结构构件的刚oaec.com度一般可取弹性刚度当计算的变形较大时宜适当考虑截面开裂的刚度折减如取0.85EcI0第一阶段设计变形验算以弹性层间位移角表示不同结构类型给出弹性层间位移角限值范围主要依据国内外大量的试验研究和有限元分析的结果以钢筋混凝土构件(框架柱抗震墙等)开裂时的层间位移角作为多遇地震下结构弹性层间位移角限值建筑抗震设计规范计算时一般不扣除由于结构平面不对称引起的扭转效应和重力P效应所产生的水平相对位移高度超过150m或H/B>6的高层建筑可以扣除结构整体弯曲所产生的楼层水平绝对位移值因为以弯曲变形为主的高层建筑结构这部分位移在计算的层间位移中占有相当的比例加以扣除比较合理如未扣除时位移角限值可有所放宽框架结构试验结果表明对于开裂层间位移角不开洞填充墙框架为1/2500开洞填充墙框架为1/926有限元分析结果表明不带填充墙时为1/800不开洞填充墙时为1/2000不再区分有填充墙和无填充墙均按89规范的1/550采用并仍按构件截面弹性刚度计算资料编号对于框架-抗震墙结构的抗震墙其开裂层间位移角:试验结果为1/33001/1100有限元分析结果为1/40001/2500取二者的平均值约为1/30001/1600统计了我国近十年来建成的124幢钢筋混凝土框-墙框-筒抗震墙筒结构高层建筑的结构GB50011--2001抗震计算结果在多遇地震作用下的最大弹性层间位移均小于1/800其中85%小于1/1200因此对框-墙板柱-墙框-筒结构的弹性位移角限值范围为1/800对抗震墙和筒中筒结构层间弹性位移角限值范围为1/1000与现行的混凝土高层规程相当对框支层要求较严取1/1000钢结构在弹性阶段的层间位移限值日本建筑法施行令定为层高的1/200参照美国加州规范(1988)对基本自振周期大于0.7s的结构的规定取1/3005.5.2震害经验表明如果建筑结构中存在薄弱层或薄弱部位在强烈地震作用下由于结构薄弱部位产生了弹塑性变形结构构件严重破坏甚至引起结构倒塌属于@第45页共45页

45@www.sin乙类建筑的生命线工程中的关键部位在强烈地震作用下一旦遭受破坏将带来严重后果或产生次生灾害或对救灾恢复重建及生产生活造成很大影响除了89规范所规定的高大的单层工业厂房的横向排架楼层屈服强度系数小于0.5的框架结构底部框架砖房等之外板柱-抗震墙及结构体系不规则的某些高层建筑结构和乙类建筑也要求进行罕遇地震作用下的抗震变形验算采用隔震和消能减震技术的建筑结oaec.com构对隔震和消能减震部件应有位移限制要求在罕遇地震作用下隔震和消能减震部件应能起到降低地震效应和保护主体结构的作用因此要求进行抗震变形验算但考虑到弹塑性变形计算的复杂性和缺乏实用计算软件对不同的建筑结构提出不同的要求5.5.3对建筑结构在罕遇地震作用下薄弱层(部位)弹塑性变形计算12层以下且层刚度无突变的框架结构及单层钢筋混凝土柱厂房可采用规范的简化方法计算较为建筑抗震设计规范精确的结构弹塑性分析方法可以是三维的静力弹塑性(如push-over方法)或弹塑性时程分析方法有时尚可采用塑性内力重分布的分析方法等5.5.4钢筋混凝土框架结构及高大单层钢筋混凝土柱厂房等结构在大地震中往往受到严重破坏甚至倒塌实际震害分析及实验研究表明除了这些结构刚度相对较小而变形较大外更主要的是存在承载力验算所没有发现的薄弱部位其承载力本身虽满足设计地震作用下抗震承载力的要求却比相邻部位要弱得多对于单层厂房这种破坏多发生在8度类场地和9度区破坏部位是上柱因为上柱的承载力一般相对较小且其下端的支承条件不如下柱对于底部框架-抗震墙结构则底部是明显的薄弱部位资料编号目前各国规范的变形估计公式有三种:一是按假想的完全弹性体计算二是将额定的地震作用下的弹性变形乘以放大系数即up=pue三是按时程分析法等专门程序计算其中采用第二种的最多本次修订继续保持89规范所采用的方法GB50011--2001189规范修订过程中根据数千个115层剪切型结构采用理想弹塑性恢复力模型进行弹塑性时程分析的计算结果获得如下统计规律:1)多层结构存在塑性变形集中的薄弱层是一种普遍现象其位置对屈服强度系数y分布均匀的结构多在底层分布不均匀结构则在y最小处和相对较小处单层厂房往往在上柱2)多层剪切型结构薄弱层的弹塑性变形与弹性变形之间有相对稳定的关系:对于屈服强度系数y均匀的多层结构其最大的层间弹塑变形增大系数p可按层数和y的差异用表格形式给出对于y不均匀的结构其情况复杂在弹性@第46页共46页

46@www.sin刚度沿高度变化较平缓时可近似用均匀结构的p适当放大取值对其他情况一般需要用静力弹塑性分析弹塑性时程分析法或内力重分布法等予以估计2本规范的设计反应谱是在大量单质点系的弹性反应分析基础上统计得到的平均值弹塑性变形增大系数也在统计平均意义下有一定的可靠性当然还应注意简化方法都有其适用范围oaec.com此外如采用延性系数来表示多层结构的层间变形可用=p/y计算3计算结构楼层或构件的屈服强度系数时实际承载力应取截面的实际配筋和材料强度标准值计算钢筋混凝土梁柱的正截面受弯实际承载力公式如下:aa梁:Mbyk=fykAsb(hb0−a′s)柱:轴向力满足N/(fbh)0.5时GckccaaM=fA(h−a′)+0.5Nh(1−N/fbh)cykyksc0sGcGckcc建筑抗震设计规范式中NG为对应于重力荷载代表值的柱轴压力(分项系数取1.0)注:上角a表示实际的4本次修订过程中对不超过20层的钢框架和框架-支撑结构的薄弱层层间弹塑性位移的简化计算公式开展了研究利用DRAIN2D程序对三跨的平面钢框架和中跨为交叉支撑的三跨钢结构进行了不同层数钢结构的弹塑性地震反应分析主要计算参数如下:结构周期框架取0.1N(层数)支撑框架取0.09N恢复力模型框架取屈服后刚度为弹性刚度0.02的不退化双线性模型支撑框架的恢复力模型同时考虑了压屈后的强度退化和刚度退化楼层屈服剪力框架的一般层约为底层的0.7支撑框架的一般层约为底层的0.9底层的屈服强度系数为0.70.3在支撑框架中资料编号支撑承担的地震剪力为总地震剪力的75%框架部分承担25%地震波取80条天然波根据计算结果的统计分析发现:纯框架结构的弹塑性位移反应与弹性位移反应GB50011--2001差不多弹塑性位移增大系数接近1随着屈服强度系数的减小弹塑性位移增大系数增大楼层屈服强度系数较小时由于支撑的屈曲失效效应支撑框架的弹塑性位移增大系数大于框架结构以下是15层和20层钢结构的弹塑性增大系数的统计数值(平均值加一倍方差):屈服强度系数15层框架20层框架15层支撑框架20层支撑框架0.501.151.201.051.150.401.201.301.151.250.301.301.501.651.90@第47页共47页

47@www.sin上述统计值与89规范对剪切型结构的统计值有一定的差异可能与钢结构基本周期较长弯曲变形所占比重较大采用杆系模型的楼层屈服强度系数计算以及钢结构恢复力模型的屈服后刚度取为初始刚度的0.02而不是理想弹塑性恢复力模型等有关5.5.5在罕遇地震作用下结构要进入弹塑性变形状态根据震害经验试验研究oaec.com和计算分析结果提出以构件(梁柱墙)和节点达到极限变形时的层间极限位移角作为罕遇地震作用下结构弹塑性层间位移角限值的依据国内外许多研究结果表明不同结构类型的不同结构构件的弹塑性变形能力是不同的钢筋混凝土结构的弹塑性变形主要由构件关键受力区的弯曲变形剪切变形和节点区受拉钢筋的滑移变形等三部分非线性变形组成影响结构层间极限位移角的因素很多包括:梁柱的相对强弱关系配箍率轴压比剪跨比混凝土强度建筑抗震设计规范等级配筋率等其中轴压比和配箍率是最主要的因素钢筋混凝土框架结构的层间位移是楼层梁柱节点弹塑性变形的综合结果美国对36个梁-柱组合试件试验结果表明极限侧移角的分布为1/271/8我国对数十榀填充墙框架的试验结果表明不开洞填充墙和开洞填充墙框架的极限侧移角平均分别为1/30和1/38本条规定框架和板柱-框架的位移角限值为1/50是留有安全储备的由于底部框架砖房沿竖向存在刚度突变因此对框架部分适当从严同时考虑到底部框架一般均带一定数量的抗震墙故类比框架抗震墙结构取位移角限值为1/100资料编号钢筋混凝土结构在罕遇地震作用下抗震墙要比框架柱先进入弹塑性状态而且最终破坏也相对集中在抗震墙单元日本对176个带边框柱抗震墙的试验研究表明抗震墙的极限位移角的分布为1/3331/125国内对11个带边框低矮抗震墙试GB50011--2001验所得到的极限位移角分布为1/1921/112在上述试验研究结果的基础上取1/120作为抗震墙和筒中筒结构的弹塑性层间位移角限值考虑到框架-抗震墙结构板柱-抗震墙和框架-核心筒结构中大部分水平地震作用由抗震墙承担弹塑性层间位移角限值可比框架结构的框架柱严但比抗震墙和筒中筒结构要松故取1/100高层钢结构具有较高的变形能力美国ATC306规定类地区危险性的建筑(容纳人数较多)层间最大位移角限值为1/67美国AISC房屋钢结构抗震规定(1997)中规定与小震相比大震时的位移角放大系数对双重抗侧力体系中的框架中心支撑结构取5对框架-偏心支撑结构取4如果弹性位移角限值为1/300则对应的弹@第48页共48页

48@www.sin塑性位移角限值分别大于1/60和1/75考虑到钢结构具有较好的延性弹塑性层间位移角限值适当放宽至1/50鉴于甲类建筑在抗震安全性上的特殊要求其层间位移角限值应专门研究确定oaec.com建筑抗震设计规范资料编号GB50011--2001@第49页共49页

49@www.sin6多层和高层钢筋混凝土房屋6.1一般规定6.1.1本章适用范围除了89规范已有的框架结构框架-抗震墙结构和抗震墙(包oaec.com括有一二层框支墙的抗震墙)结构外增加了筒体结构和板柱-抗震墙结构对采用钢筋混凝土材料的高层建筑从安全和经济诸方面综合考虑其适用高度应有限制框架结构框架-抗震墙结构和抗震墙结构的最大适用高度仍按89规范采用筒体结构包括框架核心筒和筒中筒结构在高层建筑中应用较多框架-核心筒存在抗扭不利及加强层刚度突变问题其适用高度略低于筒中筒板柱体系有利于节约建筑空间及平面布置的灵活性但板柱节点较弱不利于抗震1988年墨西建筑抗震设计规范哥地震充分说明板柱结构的弱点本规范对板柱结构的应用范围限于板柱-抗震墙体系对节点构造有较严格的要求框架-核心筒结构中带有一部分仅承受竖向荷载的无梁楼盖时不作为板柱-抗震墙结构不规则或类场地的结构其最大适用高度一般降低20%左右当钢筋混凝土结构的房屋高度超过最大适用高度时应通过专门研究采取有效加强措施必要时需采用型钢混凝土结构等并按建设部部长令的有关规定上报审批6.1.26.1.3钢筋混凝土结构的抗震措施包括内力调整和抗震构造措施不仅要按建筑抗震设防类别区别对待而且要按抗震等级划分是因为同样烈度下不同结资料编号构体系不同高度有不同的抗震要求例如:次要抗侧力构件的抗震要求可低于主要抗侧力构件较高的房屋地震反应大位移延性的要求也较高墙肢底部塑性铰区的曲率延性要求也较高场地不同时抗震构造措施也有区别如类场地的所有建GB50011--2001筑及类场地较高的高层建筑本章条文中级框架包括框架结构框架-抗震墙结构框支层和框架-核心筒结构板柱-抗震墙结构中的框架级框架结构仅对框架结构的框架而言级抗震墙包括抗震墙结构框架-抗震墙结构筒体结构和板柱-抗震墙结构中的抗震墙本次修订淡化了高度对抗震等级的影响6度至8度均采用同样的高度分界使同样高度的房屋抗震设防烈度不同时有不同的抗震等级对8度设防的框架和@第50页共50页

50@www.sin框架-抗震墙结构抗震等级的高度分界较89规范略有降低适当扩大一二级范围当框架-抗震墙结构有足够的抗震墙时其框架部分是次要抗侧力构件可按框架-抗震墙结构中的框架确定抗震等级89规范要求抗震墙底部承受的地震倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的50%为了便于操作本次修订改为在基本振型地震作用下框架承受的地震倾覆力矩小于结构总地震倾覆力矩的50%时其框架oaec.com部分的抗震等级按框架-抗震墙结构的规定划分框架承受的地震倾覆力矩可按下式计算:nmMc=∑∑Vijhii==11j式中Mc框架抗震墙结构在基本振型地震作用下框架部分承受的地震倾覆力矩n结构层数建筑抗震设计规范m框架i层的柱根数Vi第i层j根框架柱的计算地震剪力hi第i层层高裙房与主楼相连裙房屋面部位的主楼上下各一层受刚度与承载力突变影响较大抗震措施需要适当加强裙房与主楼之间设防震缝在大震作用下可能发生碰撞也需要采取加强措施带地下室的多层和高层建筑当地下室结构的刚度和受剪承载力比上部楼层相对较大时(参见第6.1.14条)地下室顶板可视作嵌固部位在地震作用下的屈服部位将发生在地上楼层同时将影响到地下一层地面以下地震响应虽然逐渐减小但资料编号地下一层的抗震等级不能降低根据具体情况地下二层的抗震等级可按三级或更低等级GB50011--20016.1.4震害表明本条规定的防震缝宽度在强烈地震下相邻结构仍可能局部碰撞@第51页共51页

51@www.sin而损坏但宽度过大会给立面处理造成困难因此高层建筑宜选用合理的建筑结构方案而不设置防震缝同时采用合适的计算方法和有效的措施以消除不设防震缝带来的不利影响防震缝可以结合沉降缝要求贯通到地基当无沉降问题时也可以从基础或地下室以上贯通当有多层地下室形成大底盘上部结构为带裙房的单塔或多塔结构时oaec.com可将裙房用防震缝自地下室以上分隔地下室顶板应有良好的整体性和刚度能将上部结构地震作用分布到地下室结构89度框架结构房屋防震缝两侧结构高度刚度或层高相差较大时可在防震缝两侧房屋的尽端沿全高设置垂直于防震缝的抗撞墙以减少防震缝两侧碰撞时的破坏建筑抗震设计规范6.1.5梁中线与柱中线之间柱中线与抗震墙中线之间有较大偏心距时在地震作用下可能导致核芯区受剪面积不足对柱带来不利的扭转效应当偏心距超过1/4柱宽时应进行具体分析并采取有效措施如采用水平加腋梁及加强柱的箍筋等资料编号6.1.6楼屋盖平面内的变形将影响楼层水平地震作用在各抗侧力构件之间的分配为使楼屋盖具有传递水平地震作用的刚度从78规范起就提出了不同烈度下抗震墙之间不同楼屋盖类型的长宽比限值超过该限值时需考虑楼屋盖平GB50011--2001面内变形对楼层水平地震作用分配的影响6.1.8在框架抗震墙结构中抗震墙是主要抗侧力构件竖向布置应连续墙中不宜开设大洞口防止刚度突变或承载力削弱抗震墙的连梁作为第一道防线应具备一定耗能能力连梁截面宜具有适当的刚度和承载能力89规范判别连梁的强弱采用约束弯矩比值法取地震作用下楼层墙肢截面总弯矩是否大于该楼层及以上各层连梁总约束弯矩的5倍为界为了便于操作本次修订改用跨高比和截面高度的规定@第52页共52页

52@www.sin6.1.9较长的抗震墙要开设洞口分成较均匀的若干墙段使各墙段的高宽比大于2避免剪切破坏提高变形能力oaec.com部分框支抗震墙属于抗震不利的结构体系本规范的抗震措施限于框支层不超建筑抗震设计规范过两层6.1.10抗震墙的底部加强部位包括底部塑性铰范围及其上部的一定范围其目的是在此范围内采取增加边缘构件箍筋和墙体横向钢筋等必要的抗震加强措施避免脆性的剪切破坏改善整个结构的抗震性能89规范的底部加强部位考虑了墙肢高度和长度由于墙肢长度不同将导致加强部位不一致为了简化抗震构造本次修订改为只考虑高度因素当墙肢总高度小于50m时参考欧洲规范取墙肢总高度的1/6相当于2层的高度当墙肢总高度大于50m时取墙肢总高度的1/8当墙肢总高度大于150m时高层建筑混凝土结构设计规程要求取总高度的1/10为资料编号了相互衔接增加一项不超过15m的规定GB50011--2001带有大底盘的高层抗震墙(包括筒体)结构抗震墙(筒体)墙肢的底部加强部位可取地下室顶板以上H/8加强范围应向下延伸到地下一层在大底盘顶板以上至少包@第53页共53页

53@www.sin括一层裙房与主楼相连时加强范围也宜高出裙房至少一层6.1.12当地基土较弱基础刚度和整体性较差在地震作用下抗震墙基础将产生较大的转动从而降低了抗震墙的抗侧力刚度对内力和位移都将产生不利影响6.1.14地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时地下室层数不宜小于2层应能将上部结构的地震剪力传递到全部地下室结构地下室顶板不宜有较大洞口地下室oaec.com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为此近似考虑地下室结构的侧向刚度与上部结构侧向刚度之比不宜小于2地下室柱截面每一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倍当进行方案设计时侧向刚度比可用下列剪切刚度比估计GAh000γ=(6.1.14-1)GAh111建筑抗震设计规范[]A,A=A+0.12A(6.1.14-2)01Wc式中G0G1地下室及地上一层的混凝土剪变模量A0A1地下室及地上一层的折算受剪面积:Aw在计算方向上抗震墙全部有效面积Ac全部柱截面面积h0h1地下室及地上一层的层高6.2计算要点6.2.2框架结构的变形能力与框架的破坏机制密切相关试验研究表明梁先屈服资料编号可使整个框架有较大的内力重分布和能量消耗能力极限层间位移增大抗震性能较好在强震作用下结构构件不存在强度储备梁端实际达到的弯矩与其受弯承载力GB50011--2001是相等的柱端实际达到的弯矩也与其偏压下的受弯承载力相等这是地震作用效a应的一个特点因此所谓强柱弱梁指的是:节点处梁端实际受弯承载力M和bya柱端实际受弯承载力M之间满足下列不等式:cyaa∑∑Mcy>Mby这种概念设计由于地震的复杂性楼板的影响和钢筋屈服强度的超强难以通过精确的计算真正实现国外的抗震规范多以设计承载力衡量或将钢筋抗拉强度乘以超强系数本规范的规定只在一定程度上减缓柱端的屈服一般采用增大柱端弯矩设计值@第54页共54页

54@www.sin的方法在梁端实配钢筋不超过计算配筋10%的前提下将承载力不等式转为内力设计值的关系式并使不同抗震等级的柱端弯矩设计值有不同程度的差异对于一级89规范除了用增大系数的方法外还提出了采用梁端实配钢筋面积和材料强度标准值计算的抗震受弯承载力所对应的弯矩值来提高的方法这里抗震承载力即本规范5章的RE=R/RE此时必须将抗震承载力验算公式取等号转换为oaec.com对应的内力即S=R/RE当计算梁端抗震承载力时若计入楼板的钢筋且材料强度标准值考虑一定的超强系数则可提高框架结构强柱弱梁的程度89规范规定一级的增大系数可根据工程经验估计节点左右梁端顺时针或反时针方向受拉钢筋的实际截面面积与计算面积的比值s取1.1s作为弯矩增大系数c的近似估计其值可参考s的可能变化范围确定本次修订提高了强柱弱梁的弯矩增大系数c9度时及一级框架结构仍考虑框建筑抗震设计规范架梁的实际受弯承载力其他情况弯矩增大系数c考虑了一定的超配钢筋和钢筋超强当框架底部若干层的柱反弯点不在楼层内时说明该若干层的框架梁相对较弱为避免在竖向荷载和地震共同作用下变形集中压屈失稳柱端弯矩也应乘以增大系数对于轴压比小于0.15的柱包括顶层柱在内因其具有与梁相近的变形能力可不满足上述要求对框支柱在第6.2.10条另有规定此处不予重复由于地震是往复作用两个方向的弯矩设计值均要满足要求当柱子考虑顺时针方向之和时梁考虑反时针方向之和反之亦然资料编号6.2.3框架结构的底层柱底过早出现塑性屈服将影响整个结构的变形能力底层柱下端乘以弯矩增大系数是为了避免框架结构柱脚过早屈服对框架抗震墙结构的框架其主要抗侧力构件为抗震墙对其框架部分的底层柱底可不作要求GB50011--20016.2.46.2.56.2.8防止梁柱和抗震墙底部在弯曲屈服前出现剪切破坏是抗震概念设计的要求它意味着构件的受剪承载力要大于构件弯曲时实际达到的剪力即按实际配筋面积和材料强度标准值计算的承载力之间满足下列不等式:lrV>(M+M)/l+VbubcbuboGbbtV>(M+M)/HcucucucnbtV>(M−M)/Hwuwuwuwn规范在超配钢筋不超过计算配筋10%的前提下将承载力不等式转为内力设计表达式仍采用不同的剪力增大系数使强剪弱弯的程度有所差别该系数同@第55页共55页

55@www.sin样考虑了材料实际强度和钢筋实际面积这两个因素的影响对柱和墙还考虑了轴向力的影响并简化计算a一级的剪力增大系数需从上述不等式中导出直接取实配钢筋面积A与计算sc实配筋面积A之比s的1.1倍是v最简单的近似对梁和节点的强剪能满s足工程的要求对柱和墙偏于保守89规范在条文说明中给出较为复杂的近似计算oaec.com公式如下:1.1λ+0.58λ(1−.56λ)(f/fρ)sNNcytη≈vc1.1+0.58λ(1−0.75λ)(f/fρ)NNcyt1.1λ+0.58λ(1−0.56λζ)(f/fρ)swNNcytwη≈vw1.1+0.58λ(1−0.75λζ)(f/fρ)NNcytw式中N为轴压比sw为墙体实际受拉钢筋(分布筋和集中筋)截面面积与计算面建筑抗震设计规范积之比为考虑墙体边缘构件影响的系数tw为墙体受拉钢筋配筋率当柱s1.8N0.2且t=0.5%2.5%墙sw1.8N0.3且tw=0.4%1.2%时通过数百个算例的统计分析能满足工程要求的剪力增大系数v的进一步简化计算公式如下:η≈0.15+0.7[]λ+1/(2.5−λ)vcsNηvw≈1.2+(λsw−1)(0.6+0.02/λN)本次修订框架柱抗震墙的剪力增大系数vcvw即参考上述近似公式确定注意:柱和抗震墙的弯矩设计值系经本节有关规定调整后的取值梁端柱端弯矩设计值之和须取顺时针方向之和以及反时针方向之和两者的较大值梁端纵向受资料编号拉钢筋也按顺时针及反时针方向考虑6.2.7对一级抗震墙规定调整各截面的组合弯矩设计值目的是通过配筋方式迫使塑性铰区位于墙肢的底部加强部位89规范要求底部加强部位以上的组合弯矩设计GB50011--2001值按线性变化对于较高的房屋会导致弯矩取值过大为简化设计本次修订改为:底部加强部位的弯矩设计值均取墙底部截面的组合弯矩设计值底部加强部位以上均采用各墙肢截面的组合弯矩设计值乘以增大系数底部加强部位的纵向钢筋宜延伸到相邻上层的顶板处以满足锚固要求并保证加强部位以上墙肢截面的受弯承载力不低于加强部位顶截面的受弯承载力双肢抗震墙的某个墙肢一旦出现全截面受拉开裂则其刚度退化严重大部分地震作用将转移到受压墙肢因此受压肢需适当增加弯矩和剪力注意到地震是@第56页共56页

56@www.sin往复的作用实际上双肢墙的每个墙肢都可能要按增大后的内力配筋6.2.9框架柱和抗震墙的剪跨比可按图6.2.9及公式进行计算oaec.com建筑抗震设计规范6.2.11框支结构落地墙在转换层以下的部位是保证框支结构抗震性能的关键部位这部位的剪力传递还存在矮墙效应为了保证抗震墙在大震时的受剪承载力只考虑有拉筋约束部分的混凝土受剪承载力无地下室的单层框支结构的落地墙特别是联肢或双肢墙当考虑不利荷载组资料编号合出现偏心受拉时为了防止墙与基础交接处产生滑移除满足本规范(6.2.14)公式的要求外宜按总剪力的30%设置45交叉防滑斜筋斜筋可按单排设在墙截面中部并应满足锚固要求GB50011--20016.2.13本条规定了在结构整体分析中的内力调整:1框架-抗震墙结构在强烈地震中墙体开裂而刚度退化引起框架和抗震墙之间塑性内力重分布需调整框架部分承担的地震剪力调整后框架部分各层的剪力设计值均相同其取值既体现了多道抗震设防的原则又考虑了当前的经济条件此项规定不适用于部分框架柱不到顶使上部框架柱数量较少的楼层2抗震墙连梁内力由风荷载控制时连梁刚度不宜折减地震作用控制时抗震墙的连梁考虑刚度折减后如部分连梁尚不能满足剪压比限值可按剪压比要求降低连梁剪力设计值及弯矩并相应调整抗震墙的墙肢内力@第57页共57页

57@www.sin3对翼墙有效宽度89规范规定不大于抗震墙总高度的1/10这一规定低估了有效长度特别是对于较低房屋本次修订参考UBC97的有关规定改为抗震墙总高度的15%6.2.14抗震墙的水平施工缝处由于混凝土结合不良可能形成抗震薄弱部位故规定一级抗震墙要进行水平施工缝处的受剪承载力验算oaec.com验算公式依据于试验资料忽略了混凝土的作用但考虑轴向压力的摩擦作用和轴向拉力的不利影响穿过施工缝处的钢筋处于复合受力状态其强度采用0.6的折减系数还需注意在轴向力设计值计算中重力荷载的分项系数受压时为有利取1.0受拉时取1.26.2.15节点核芯区是保证框架承载力和延性的关键部位为避免三级到二级承载力的突然变化三级框架高度接近二级框架高度下限时明显不规则或场地地基条建筑抗震设计规范件不利时可采用二级并进行节点核芯区受剪承载力的验算本次修订增加了梁宽大于柱宽的框架和圆柱框架的节点核芯区验算方法梁宽大于柱宽时按柱宽范围内外分别计算圆柱的计算公式依据国外资料和国内试验结果提出:1Nhb0−a′sVj1.5ηjftAj+0.005ηj2Aj+1.57fyvAshγREDs上式中Aj为圆柱截面面积Ash为核芯区环形箍筋的单根截面面积去掉RE及j附加系数上式可写为:Nh−a′资料编号b0sVj1.5ftAj+0.052Aj+1.57fyvAshDs上式中最后一项系参考ACIStructuralJournalJan-Feb.1989PriestleyandPaulay的文章:SeismicstrengthofCircularReinforcedConcreteColumns.GB50011--2001圆形截面柱受剪环形箍筋所承受的剪力可用下式表达:πAshfyvD′D′hb0−a′sVs==1.57fyvAsh≈1.57fyvAsh2sss式中Ash环形箍单肢截面面积D纵向钢筋所在圆周的直径hb0框架梁截面有效高度s环形箍筋间距@第58页共58页

58@www.sin根据重庆建筑大学2000年完成的4个圆柱梁柱节点试验对比了计算和试验的节点核芯区受剪承载力计算值与试验之比约为85%说明此计算公式的可靠性有一定保证6.3框架结构抗震构造要求oaec.com6.3.2为了避免或减小扭转的不利影响宽扁梁框架的梁柱中线宜重合并应采用整体现浇楼盖为了使宽扁梁端部在柱外的纵向钢筋有足够的锚固应在两个主轴方向都设置宽扁梁6.3.36.3.5梁的变形能力主要取决于梁端的塑性转动量而梁的塑性转动量与截面混凝土受压区相对高度有关当相对受压区高度为0.25至0.35范围时梁的位移延性系数可到达34计算梁端受拉钢筋时宜考虑梁端受压钢筋的作用计算梁端受压区高度时宜按梁端截面实际受拉和受压钢筋面积进行计算建筑抗震设计规范梁端底面和顶面纵向钢筋的比值同样对梁的变形能力有较大影响梁底面的钢筋可增加负弯矩时的塑性转动能力还能防止在地震中梁底出现正弯矩时过早屈服或破坏过重从而影响承载力和变形能力的正常发挥根据试验和震害经验随着剪跨比的不同梁端的破坏主要集中于1.52.0倍梁高的长度范围内当箍筋间距小于6d8d(d为纵筋直径)时混凝土压溃前受压钢筋一般不致压屈延性较好因此规定了箍筋加密范围限制了箍筋最大肢距当纵向受拉钢筋的配筋率超过2%时箍筋的要求相应提高6.3.7限制框架柱的轴压比主要为了保证框架结构的延性要求抗震设计时除了资料编号预计不可能进入屈服的柱外通常希望柱子处于大偏心受压的弯曲破坏状态由于柱轴压比直接影响柱的截面设计本次修订仍以89规范的限值为依据根据不同情况进行适当调整同时控制轴压比最大值在框架-抗震墙板柱抗震墙及筒体结构中框架属于第二道防线其中框架的柱与框架结构的柱相比所承受的地震作用GB50011--2001也相对较低为此可以适当增大轴压比限值利用箍筋对柱加强约束可以提高柱的混凝土抗压强度从而降低轴压比要求早在1928年美国F.E.Richart通过试验提出混凝土在三向受压状态下的抗压强度表达式从而得出混凝土柱在箍筋约束条件下的混凝土抗压强度我国清华大学研究成果和日本AIJ钢筋混凝土房屋设计指南都提出考虑箍筋提高混凝土强度作用时复合箍筋肢距不宜大于200mm箍筋间距不宜大于100mm箍筋直径不宜小于10mm的构造要求参考美国ACI资料考虑螺旋箍筋提高混@第59页共59页

59@www.sin凝土强度作用时箍筋直径不宜小于10mm净螺距不宜大于75mm考虑便于施工采用螺旋间距不大于100mm箍筋直径不小于12mm矩形截面柱采用连续矩形复合螺旋箍是一种非常有效的提高延性措施这已被西安建筑科技大学的试验研究所证实根据日本川铁株式会社1998年发表的试验报告相同柱截面相同配筋配箍率箍距及箍筋肢距采用连续复合螺旋箍比一般复合箍筋可提高柱的极限变oaec.com形角25%采用连续复合矩形螺旋箍可按圆形复合螺旋箍对待用上述方法提高柱的轴压比后应按增大的轴压比由表6.3.12确定配箍量且沿柱全高采用相同的配箍特征值试验研究和工程经验都证明在矩形或圆形截面柱内设置矩形核芯柱不但可以提高柱的受压承载力还可以提高柱的变形能力在压弯剪作用下当柱出现弯剪裂缝在大变形情况下芯柱可以有效地减小柱的压缩保持柱的外形和截面建筑抗震设计规范承载力特别对于承受高轴压的短柱更有利于提高变形能力延缓倒塌资料编号为了便于梁筋通过芯柱边长不宜小于柱边长或直径的1/3且不宜小于250mm6.3.8试验表明柱的屈服位移角主要受纵向受拉钢筋配筋率支配并大致随拉筋GB50011--2001配筋率的增大呈线性增大89规范的柱截面最小总配筋率比78规范有所提高但仍偏低很多情况小于非抗震配筋率本次修订再次适当调整当柱子在地震作用组合时处于全截面受拉状态规定柱纵筋总截面面积计算值增加25%是为了避免柱的受拉纵筋屈服后再受压时由于包兴格效应导致纵筋压屈6.3.96.3.12柱箍筋的约束作用与柱轴压比配箍量箍筋形式箍筋肢距以及混凝土强度与箍筋强度的比值等因素有关@第60页共60页

60@www.sin89规范的体积配箍率是在配箍特征值基础上对箍筋屈服强度和混凝土轴心抗压强度的关系做了一定简化得到的仅适用于混凝土强度在C35以下和HPB235级钢箍筋本次修订直接给出配箍特征值能够经济合理地反映箍筋对混凝土的约束作用为了避免配箍率过小还规定了最小体积配箍率箍筋类别参见图6.3.12:oaec.com建筑抗震设计规范资料编号GB50011--20016.3.13考虑到柱子在层高范围内剪力不变及可能的扭转影响为避免柱子非加密区@第61页共61页

61@www.sin的受剪能力突然降低很多导致柱子中段破坏对非加密区的最小箍筋量也做了规定6.3.14为使框架的梁柱纵向钢筋有可靠的锚固条件框架梁柱节点核芯区的混凝土要具有良好的约束考虑到核芯区内箍筋的作用与柱端有所不同其构造要求与柱端有所区别oaec.com6.4抗震墙结构构造措施6.4.1试验表明有约束边缘构件的矩形截面抗震墙与无约束边缘构件的矩形截面抗震墙相比极限承载力约提高40%极限层间位移角约增加一倍对地震能量的消耗能力增大20%左右且有利于墙板的稳定对一二级抗震墙底部加强部位当无端柱或翼墙时墙厚需适当增加6.4.3为控制墙板因温度收缩或剪力引起的裂缝宽度二三四级抗震墙一般部建筑抗震设计规范位分布钢筋的配筋率比89规范有所增加与加强部位相同6.4.46.4.8抗震墙的塑性变形能力除了与纵向配筋等有关外还与截面形状截面相对受压区高度或轴压比墙两端的约束范围约束范围内配箍特征值有关当截面相对受压区高度或轴压比较小时即使不设约束边缘构件抗震墙也具有较好的延性和耗能能力当截面相对受压区高度或轴压比超过一定值时就需设较大范围的约束边缘构件配置较多的箍筋即使如此抗震墙不一定具有良好的延性因此本次修订对设置有抗震墙的各类结构提出了一二级抗震墙在重力荷载下的轴压比限值资料编号对于一般抗震墙结构部分框支抗震墙结构等的开洞抗震墙以及核心筒和内筒中开洞的抗震墙地震作用下连梁首先屈服破坏然后墙肢的底部钢筋屈服混凝土压碎因此规定了一二级抗震墙的底部加强部位的轴压比超过一定值时墙的两端及洞口两侧应设置约束边缘构件使底部加强部位有良好的延性和耗能能GB50011--2001力考虑到底部加强部位以上相邻层的抗震墙其轴压比可能仍较大为此将约束边缘构件向上延伸一层其他情况墙的两端及洞口两侧可仅设置构造边缘构件为了发挥约束边缘构件的作用国外规范对约束边缘构件的箍筋设置还作了下列规定:箍筋的长边不大于短边的3倍且相邻两个箍筋应至少相互搭接1/3长边的距离6.4.9当墙肢长度小于墙厚的三倍时要求按柱设计对三级的墙肢也应控制轴压比@第62页共62页

62@www.sin6.4.10试验表明配置斜向交叉钢筋的连梁具有更好的抗剪性能跨高比小于2的连梁难以满足强剪弱弯的要求配置斜向交叉钢筋作为改善连梁抗剪性能的构造措施不计入受剪承载力6.5框架-抗震墙结构抗震构造措施oaec.com本节针对框架抗震墙结构不同于抗震墙结构的特点补充了作为主要抗侧力构件的抗震墙的一些规定:抗震墙是框架-抗震墙结构中起第一道防线的主要抗侧力构件对墙板厚度最小配筋率和端柱设置等做了较严的规定以提高其变形和耗能能力门洞边的端柱受力复杂且轴压比大适当增加其箍筋构造要求6.6板柱抗震墙结构抗震设计要求本规范的规定仅限于设置抗震墙的板柱体系主要规定如下:建筑抗震设计规范按柱纵筋直径16倍控制板厚是为了保证板柱节点的抗弯刚度按多道设防的原则要求板柱结构中的抗震墙承担全部地震作用为了防止无柱帽板柱结构的柱边开裂以后楼板脱落穿过柱截面板底两个方向钢筋的受拉承载力应满足该层柱承担的重力荷载代表值的轴压力设计值无柱帽平板在柱上板带中按本规范要求设置构造暗梁时不可把平板作为有边梁的双向板进行设计6.7筒体结构抗震设计要求框架-核心筒结构的核心筒筒中筒结构的内筒都是由抗震墙组成的也都是资料编号结构的主要抗侧力竖向构件其抗震构造措施应符合本章第6.4节和第6.5节的规定包括墙体的厚度分布钢筋的配筋率轴压比限值边缘构件和连梁配置斜交叉暗柱的要求等以使筒体有良好的抗震性能GB50011--2001筒体的连梁跨高比一般较小墙肢的整体作用较强因此筒体角部的抗震构造措施应予以加强约束边缘构件宜沿全高设置约束边缘构件沿墙肢的长度适当增大不小于墙肢截面高度的1/4在底部加强部位在约束边缘构件范围内均应采用箍筋在底部加强部位以上的一般部位按本规范图6.4.7中L形墙的规定取箍筋约束范围框架核心筒结构的核心筒与周边框架之间采用梁板结构时各层梁对核心筒有适当的约束可不设加强层梁与核心筒连接应避开核心筒的连梁当楼层采用平@第63页共63页

63@www.sin板结构且核心筒较柔在地震作用下不能满足变形要求或筒体由于受弯产生拉力时宜设置加强层其部位应结合建筑功能设置为了避免加强层周边框架柱在地震作用下由于强梁带来的不利影响加强层与周边框架不宜刚性连接9度时不应采用加强层核心筒的轴向压缩及外框架的竖向温度变形对加强层产生很大的附加内力在加强层与周边框架柱之间采取必要的后浇连接及有效的外保温措施是必要的oaec.com筒体结构的外筒设计时可采取提高延性的下列措施:1外筒为梁柱式框架或框筒时宜用非结构幕墙当采用钢筋混凝土裙墙时可在裙墙与柱连接处设置受剪控制缝2外筒为壁式筒体时在裙墙与窗间墙连接处设置受剪控制缝外筒按联肢抗震墙设计三级的壁式筒体可按壁式框架设计但壁式框架柱除满足计算要求外尚需满足条文第6.4.8条的构造要求支承大梁的壁式筒体在大梁支座宜设置壁柱建筑抗震设计规范一级时由壁柱承担大梁传来的全部轴力但验算轴压比时仍取全部截面3受剪控制缝的构造如下图:资料编号GB50011--2001@第64页共64页

64@www.sin7多层砌体房屋和底部框架内框架房屋7.1一般规定7.1.1本次修订将89规范的多层砌体房屋与底层框架内框架砖房合并为一章oaec.com按目前常用砌体房屋的结构类型增加了烧结多孔粘土砖的内容删去了混凝土中型砌块和粉煤灰中型砌块房屋的内容考虑到内框架结构中单排柱内框架的震害较重取消了有关单排柱内框架房屋的规定适应砌体结构发展的需要增加了其他烧结砖和蒸压砖房屋参照粘土砖房屋抗震设计的条件并在附录F列入配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋抗震设计的有关要求建筑抗震设计规范7.1.2砌体房屋的高度限制是十分敏感且深受关注的规定基于砌体材料的脆性性质和震害经验限制其层数和高度是主要的抗震措施多层砖房的抗震能力除依赖于横墙间距砖和砂浆强度等级结构的整体性和施工质量等因素外还与房屋的总高度有直接的联系历次地震的宏观调查资料说明:二三层砖房在不同烈度区的震害比四五层的震害轻得多六层及六层以上的砖房在地震时震害明显加重海城和唐山地震中相邻的砖房四五层的比二三层的破坏严重倒塌的百分比亦高得多国外在地震区对砖结构房屋的高度限制较严不少国家在7度及以上地震区不允许用无筋砖结构前苏联等国对配筋和无筋砖结构的高度和层数作了相应的限制资料编号结合我国具体情况修订后的高度限制是指设置了构造柱的房屋高度多层砌块房屋的总高度限制主要是依据计算分析部分震害调查和足尺模型试验并参照多层砖房确定的GB50011--2001对各层横墙间距均接近规范最大间距的砌体房屋其总高尚应比医院教学楼再适当降低本次修订对高度限制的主要变动如下:1调整了限制的规定层数为整数限制应严格遵守总高度按有效数字取整控制当室内外高差大于0.6m时限值有所松动2半地下室的计算高度按其嵌固条件区别对待并增加斜屋面的计算高度按阁楼层设置情况区别对待的规定@第65页共65页

65@www.sin3按照国家关于墙体改革和控制粘土砖使用范围的政策并考虑到居住建筑使用要求的发展趋势采用烧结普通粘土砖的多层砖房的层数和高度均不再增加还需注意按照国家关于办公建筑和住宅建筑的强制性标准的要求超过规定的层数和高度时必须设置电梯采用砌体结构也必须遵守有关规定4烧结多孔粘土砖房屋的高度和层数在行业标准JGJ6890规程的基础上oaec.com根据墙厚略为调整5混凝土小型空心砌块房屋作为墙体改革的方向之一根据小砌块生产技术发展的情况其高度和层数的限制参照行业标准JGJ/T1495规程的规定按本次修订的要求采取加强措施后基本上可与烧结普通粘土砖房有同样的层数和高度6底层框架房屋的总高度和底框的层数吸收了经鉴定的主要研究成果按本次修订采取一系列措施后底部框架可有两层总层数和总高度78度时可与普建筑抗震设计规范通砌体房屋相当注意到台湾921大地震中上刚下柔的房屋成片倒塌对9度设防本规范规定部分框支的混凝土结构不应采用底框砖房也需专门研究7明确了横墙较少的多层砌体房屋的定义并专门提供了横墙较少的住宅不降低总层数和总高度时所需采取的计算方法和抗震措施7.1.4若考虑砌体房屋的整体弯曲验算目前的方法即使在7度时超过三层就不满足要求与大量的地震宏观调查结果不符实际上多层砌体房屋一般可以不做整体弯曲验算但为了保证房屋的稳定性限制了其高宽比7.1.5多层砌体房屋的横向地震力主要由横墙承担不仅横墙须具有足够的承载力而且楼盖须具有传递地震力给横墙的水平刚度本条规定是为了满足楼盖对传递水资料编号平地震力所需的刚度要求对于多层砖房沿用了78规范的规定对砌块房屋则参照多层砖房给出且不宜采用木楼屋盖GB50011--2001纵墙承重的房屋横墙间距同样应满足本条规定7.1.6砌体房屋局部尺寸的限制在于防止因这些部位的失效而造成整栋结构的破坏甚至倒塌本条系根据地震区的宏观调查资料分析规定的如采用另增设构造柱等措施可适当放宽7.1.7本条沿用89规范的规定是对本规范3章关于建筑结构规则布置的补充1根据邢台东川阳江乌鲁木齐海城及唐山大地震调查统计纵墙承重的结构布置方案因横向支承较少纵墙较易受弯曲破坏而导致倒塌为此要优先采用横墙承重的结构布置方案@第66页共66页

66@www.sin2纵横墙均匀对称布置可使各墙垛受力基本相同避免薄弱部位的破坏3震害调查表明不设防震缝造成的房屋破坏一般多只是局部的在7度和8度地区一些平面较复杂的一二层房屋其震害与平面规则的同类房屋相比并无明显的差别同时考虑到设置防震缝所耗的投资较多所以89规范对设置防震缝的要求比过去有所放宽oaec.com4楼梯间墙体缺少各层楼板的侧向支承有时还因为楼梯踏步削弱楼梯间的墙体尤其是楼梯间顶层墙体有一层半楼层的高度震害加重因此在建筑布置时尽量不设在尽端或对尽端开间采取特殊措施5在墙体内设置烟道风道垃圾道等洞口大多因留洞而减薄了墙体的厚度往往仅剩120mm由于墙体刚度变化和应力集中一旦遇到地震则首先破坏为此要求这些部位的墙体不应削弱或采取在砌体中加配筋预制管道构件等加强措施建筑抗震设计规范7.1.8本次修订允许底部框架房屋的总层数和高度与普通的多层砌体房屋相当相应的要求是:严格控制相邻层侧移刚度合理布置上下楼层的墙体加强托墙梁和过渡楼层的墙体并提高了底部框架的抗震等级对底部的抗震墙一般要求采用钢筋混凝土墙缩小了67度时采用砖抗震墙的范围并规定底层砖抗震墙的专门构造7.1.9参照抗震设计手册增加了多排柱内框架房屋布置的规定7.1.10底部框架-抗震墙房屋和多层多排柱内框架房屋的钢筋混凝土结构部分其抗震要求原则上均应符合本规范6章的要求考虑到底部框架-抗震墙房屋高度较低底部的钢筋混凝土抗震墙应按低矮墙或开竖缝墙设计其抗震等级可比钢筋混凝土资料编号抗震墙结构的框支层有所放宽7.2计算要点7.2.1砌体房屋层数不多刚度沿高度分布一般比较均匀并以剪切变形为主因GB50011--2001此可采用底部剪力法计算自承重墙体(如横墙承重方案中的纵墙等)如按常规方法做抗侧力验算往往比承重墙还要厚但抗震安全性的要求可以考虑降低为此利用RE适当调整底部框架抗震墙房屋属于上刚下柔结构层数不多仍可采用底部剪力法简化计算但应考虑一系列的地震作用效应调整使之较符合实际内框架房屋的震害表现为上部重下部轻的特点试验也证实其上部的动力反应较大因此采用底部剪力法简化计算时顶层需附加20%总地震作用的集中地震@第67页共67页

67@www.sin作用其余80%仍按倒三角形分布7.2.2根据一般的经验抗震设计时只需对纵横向的不利墙段进行截面验算不利墙段为承担地震作用较大的墙段竖向压应力较小的墙段局部截面较小的墙段7.2.3在楼层各墙段间进行地震剪力的分配和截面验算时根据层间墙段的不同高oaec.com宽比(一般墙段和门窗洞边的小墙段高宽比按本条注的方法分别计算)分别按剪切或弯剪变形同时考虑较符合实际情况本次修订明确砌体的墙段按门窗洞口划分新增小开口墙等效刚度的计算方法7.2.47.2.5底部框架抗震墙房屋是我国现阶段经济条件下特有的一种结构大地震的震害表明底层框架砖房在地震时底层将发生变形集中出现过大的侧移建筑抗震设计规范而严重破坏甚至坍塌近十多年来各地进行了许多试验研究和分析计算对这类结构有进一步的认识本次修订放宽了89规范的高度限制当采取相应措施后底部框架可有两层但总体上仍需持谨慎的态度其抗震计算上需注意:1继续保持89规范对底层框架抗震墙房屋地震作用效应调整的要求按第二层与底层侧移刚度的比例相应地增大底层的地震剪力比例越大增加越多以减少底层的薄弱程度底层框架砖房二层以上全部为砖墙承重结构仅底层为框架抗震墙结构水平地震剪力要根据对应的单层的框架抗震墙结构中各构件的侧移刚度比例并考虑塑性内力重分布来分配作用于房屋二层以上的各楼层水平地震力对底层引起的倾覆力矩将使底层抗震墙产生附加弯矩并使底层框架柱产生资料编号附加轴力倾覆力矩引起构件变形的性质与水平剪力不同本次修订考虑实际运算的可操作性近似地将倾覆力矩在底层框架和抗震墙之间按它们的侧移刚度比例分配GB50011--20012增加了底部两层框架抗震墙的地震作用效应调整规定3新增了底部框架房屋托墙梁在抗震设计中的组合弯矩计算方法考虑到大震时墙体严重开裂托墙梁与非抗震的墙梁受力状态有所差异当按静力的方法考虑有框架柱落地的托梁与上部墙体组合作用时若计算系数不变会导致不安全应调整计算参数作为简化计算偏于安全在托墙梁上部各层墙体不开洞和跨中1/3范围内开一个洞口的情况也可采用折减荷载的方法:托墙梁弯矩计算时由重力荷载代表值产生的弯矩四层以下全部计入组合四层以上可有所折减取不小于四层的数值计入组合对托墙梁剪力计算时由重力荷载产生的剪力@第68页共68页

68@www.sin不折减7.2.6多排柱内框架房屋的内力调整继续保持89规范的规定内框架房屋的抗侧力构件有砖墙及钢筋混凝土柱与砖柱组合的混合框架两类构件砖墙弹性极限变形较小在水平力作用下随着墙面裂缝的发展侧移刚度迅速降低框架则具有相当大的延性在较大变形情况下侧移刚度才开始下降而且oaec.com下降的速度较缓混合框架各种柱子承担的地震剪力公式是考虑楼盖水平变形高阶空间振型及砖墙刚度退化的影响对不同横墙间距不同层数的大量算例进行统计得到的7.2.7砌体材料抗震强度设计值的计算继续保持89规范的规定地震作用下砌体材料的强度指标因不同于静力宜单独给出其中砖砌体强度是按震害调查资料综合估算并参照部分试验给出的砌块砌体强度则依据试验建筑抗震设计规范为了方便当前仍继续沿用静力指标但是强度设计值和标准值的关系则是针对抗震设计的特点按统一标准可靠度分析得到的并采用调整静强度设计值的形式当前砌体结构抗剪承载力的计算有两种半理论半经验的方法主拉和剪摩在砂浆等级>M2.5且在1<0/fv4时两种方法结果相近本规范采用正应力影响系数的统一表达形式对砖砌体此系数继续沿用78规范的方法采用在震害统计基础上的主拉公式得到以保持规范的延续性:1ζN=1+0.45σ0/fV(7.2.7-1)资料编号1.2对于混凝土小砌块砌体其fv较低0/fv相对较大两种方法差异也大震害经验又较少根据试验资料正应力影响系数由剪摩公式得到:1+0.25σ0/fV(σ/f≤5)GB50011--20010VζN=(7.2.7-2)2.25+0.17(σ0/fV−5)(σ0/fV>5)7.2.8本次修订部分修改了设置构造柱墙段抗震承载力验算方法:一般情况下构造柱仍不以显式计入受剪承载力计算中抗震承载力验算的公式与89规范完全相同当构造柱的截面和配筋满足一定要求后必要时可采用显式计入墙段中部位置处构造柱对抗震承载力的提高作用现行构造柱规程地方规程和有关的资料对计入构造柱承载力的计算方法有三种:其一换算截面法根据混凝土和砌体的弹性@第69页共69页

69@www.sin模量比折算刚度和承载力均按同一比例换算并忽略钢筋的作用其二并联叠加法构造柱和砌体分别计算刚度和承载力再将二者相加构造柱的受剪承载力分别考虑了混凝土和钢筋的承载力砌体的受剪承载力还考虑了小间距构造柱的约束提高作用其三混合法构造柱混凝土的承载力以换算截面并入砌体截面计算受剪承载力钢筋的作用单独计算后再叠加在三种方法中对承载力抗震调整系oaec.com数RE的取值各有不同由于不同的方法均根据试验成果引入不同的经验修正系数使计算结果彼此相差不大但计算基本假定和概念在理论上不够理想本次修订收集了国内许多单位所进行的一系列两端设置中间设置13根及开洞砖墙体并有不同截面不同配筋不同材料强度的试验成果通过累计百余个试验结果的统计分析结合混凝土构件抗剪计算方法提出了新的抗震承载力简化计算公式此简化公式的主要特点是:建筑抗震设计规范(1)墙段两端的构造柱对承载力的影响仍按89规范仅采用承载力抗震调整系数RE反映其约束作用忽略构造柱对墙段刚度的影响仍按门窗洞口划分墙段使之与现行国家标准的方法有延续性(2)引入中部构造柱参与工作及构造柱间距不大于2.8m的墙体约束修正系数(3)构造柱的承载力分别考虑了混凝土和钢筋的抗剪作用但不能随意加大混凝土的截面和钢筋的用量还根据修订中的混凝土规范对混凝土的受剪承载力改用抗拉强度表示(4)该公式是简化方法计算的结果与试验结果相比偏于保守在必要时才可利用横墙较少房屋及外纵墙的墙段计入其中部构造柱参与工作抗震验算问题有所资料编号改善7.2.9砖砌体横向配筋的抗剪验算公式是根据试验资料得到的本次修订调整了钢筋的效应系数由定值0.15改为随墙段高宽比在0.070.15之间变化并明确水平GB50011--2001配筋的适用范围是0.07%0.17%7.2.10混凝土小砌块的验算公式系根据小砌块设计施工规程的基础资料无芯柱时取RE=1.0和c=0.0有芯柱时取RE=0.9按统一标准的原则要求分析得到的本次修订按混凝土规范修订的要求芯柱受剪承载力的表达式中将混凝土抗压强度设计值改为混凝土抗拉强度设计值系数的取值由0.03相应换算为0.37.2.11底层框架-抗震墙房屋中采用砖砌体作为抗震墙时砖墙和框架成为组合的抗侧力构件直接引用89规范在试验和震害调查基础上提出的抗侧力砖填充墙的承载力计算方法由砖抗震墙-周边框架所承担的地震作用将通过周边框架向下传递@第70页共70页

70@www.sin故底层砖抗震墙周边的框架柱还需考虑砖墙的附加轴向力和附加剪力7.3多层粘土砖房屋抗震构造措施7.3.17.3.2钢筋混凝土构造柱在多层砖砌体结构中的应用根据唐山地震的经验和大量试验研究得到了比较一致的结论即:构造柱能够提高砌体的受剪承载力oaec.com10%30%左右提高幅度与墙体高宽比竖向压力和开洞情况有关构造柱主要是对砌体起约束作用使之有较高的变形能力构造柱应当设置在震害较重连接构造比较薄弱和易于应力集中的部位本次修订继续保持89规范的规定根据房屋的用途结构部位烈度和承担地震作用的大小来设置构造柱并增加了内外墙交接处间距15m(大致是单元式住宅楼的分隔墙与外墙交接处)设置构造柱的要求调整了6度设防时八层砖房的构造柱设置要求当房屋高度接近本规范表7.1.2的总高度和层数限值时增加了纵横墙中建筑抗震设计规范构造柱间距的要求对较长的纵横墙需有构造柱来加强墙体的约束和抗倒塌能力由于钢筋混凝土构造柱的作用主要在于对墙体的约束构造上截面不必很大但须与各层纵横墙的圈梁或现浇楼板连接才能发挥约束作用为保证钢筋混凝土构造柱的施工质量构造柱须有外露面一般利用马牙槎外露即可7.3.37.3.4圈梁能增强房屋的整体性提高房屋的抗震能力是抗震的有效措施本次修订取消了89规范对砖配筋圈梁的有关规定67度时圈梁由隔层设置改为每层设置资料编号现浇楼板允许不设圈梁楼板内须有足够的钢筋(沿墙体周边加强配筋)伸入构造柱内并满足锚固要求圈梁的截面和配筋等构造要求与89规范保持一致7.3.57.3.6砌体房屋楼屋盖的抗震构造要求包括楼板搁置长度楼板与圈梁GB50011--2001墙体的拉结屋架(梁)与墙柱的锚固拉结等等是保证楼屋盖与墙体整体性的重要措施基本沿用了89规范的规定7.3.7由于砌体材料的特性较大的房间在地震中会加重破坏程度需要局部加强墙体的连接构造要求7.3.8历次地震震害表明楼梯间由于比较空旷常常破坏严重必须采取一系列有效措施本条的规定也基本上保持89规范的要求突出屋顶的楼电梯间地震中受到较大的地震作用因此在构造措施上也应@第71页共71页

71@www.sin当特别加强7.3.9坡屋顶与平屋顶相比震害有明显差别硬山搁檩的做法不利于抗震屋架的支撑应保证屋架的纵向稳定出入口处要加强屋盖构件的连接和锚固以防脱落伤人7.3.10砌体结构中的过梁应采用钢筋混凝土过梁条件不具备时至少采用配筋过oaec.com梁不得采用无筋过梁7.3.11预制的悬挑构件特别是较大跨度时需要加强与现浇构件的连接以增强稳定性7.3.13房屋的同一独立单元中基础底面最好处于同一标高否则易因地面运动传递到基础不同标高处而造成震害如有困难时则应设基础圈梁并放坡逐步过渡不宜有高差上的过大突变建筑抗震设计规范对于软弱地基上的房屋按本规范第3章的原则应在外墙及所有承重墙下设置基础圈梁以增强抵抗不均匀沉陷和加强房屋基础部分的整体性7.3.14本条是新增加的条文对于横墙间距大于4.2m的房间超过楼层总面积40%且房屋总高度和层数接近本章表7.1.2规定限值的粘土砖住宅其抗震设计方法大致包括以下方面:(1)墙体的布置和开洞大小不妨碍纵横墙的整体连接的要求(2)楼屋盖结构采用现浇钢筋混凝土板等加强整体性的构造要求(3)增设满足截面和配筋要求的钢筋混凝土构造柱并控制其间距在房屋底层和顶层沿楼层半高处设置现浇钢筋混凝土带并增大配筋数量以形成约束砌体墙段资料编号的要求(4)按本章第7.2.7条2款计入墙段中部钢筋混凝土构造柱的承载力7.4多层砌块房屋抗震构造措施GB50011--20017.4.17.4.2为了增加混凝土小型空心砌块砌体房屋的整体性和延性提高其抗震能力结合空心砌块的特点规定了在墙体的适当部位设置钢筋混凝土芯柱的构造措施这些芯柱设置要求均比砖房构造柱设置严格且芯柱与墙体的连接要采用钢筋网片芯柱伸入室外地面下500mm地下部分为砖砌体时可采用类似于构造柱的方法本次修订芯柱的设置数量略有增加并补充规定在外墙转角内外墙交接@第72页共72页

72@www.sin处等部位可采用钢筋混凝土构造柱替代芯柱7.4.3本条是新增加的规定了替代芯柱的构造柱的基本要求与砖房的构造柱规定大致相同小砌块墙体在马牙槎部位浇灌混凝土后需形成无插筋的芯柱试验表明在墙体交接处用构造柱代替芯柱可较大程度地提高对砌块砌体的约束能力也为施工带来方便oaec.com7.4.4考虑到砌块的竖缝高砂浆不易饱满且墙体受剪承载力低于粘土砖砌体适当提高砌块砌体房屋的圈梁设置要求7.4.5砌块房屋墙体交接处墙体与构造柱芯柱的连接均要设钢筋网片保证连接的有效性7.4.6根据振动台模拟试验的结果作为砌块房屋的层数和高度增加的加强措施之一在房屋的底层和顶层沿楼层半高处增设一道通长的现浇钢筋混凝土带以增建筑抗震设计规范强结构抗震的整体性7.4.7砌块砌体房屋楼盖屋盖楼梯间门窗过梁和基础等的抗震构造要求则基本上与多层砖房相同7.5底部框架房屋抗震构造措施7.5.17.5.2总体上看底部框架砖房比多层砖房抗震性能稍弱因此构造柱的设置要求更严格本次修订考虑到过渡层刚度变化和应力集中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要求7.5.3底层框架-抗震墙房屋的底层与上部各层的抗侧力结构体系不同为使楼盖具资料编号有传递水平地震力的刚度要求底层顶板为现浇或装配整体式的钢筋混凝土板底层框架抗震墙和多层内框架房屋的整体性较差层高较高又比较空旷为了增强结构的整体性要求各装配式楼盖处均设置钢筋混凝土圈梁现浇楼盖与构造柱的连接要求同多层砖房GB50011--20017.5.4底部框架的托墙梁是其重要的受力构件根据有关试验资料和工程经验对其构造做了较多的规定7.5.5底部框架房屋中的钢筋混凝土抗震墙是底部的主要抗侧力构件而且往往为低矮抗震墙对其构造上提出了具体的要求以加强抗震能力7.5.6对67度时底层仍采用粘土砖抗震墙的底部框架房屋补充了砖抗震墙的构造要求确实加强砖抗震墙的抗震能力并在使用中不致随意拆除更换7.5.7针对底部框架房屋在结构上的特殊性提出了有别于一般多层房屋的材料强@第73页共73页

73@www.sin度等级要求7.6多层内框架房屋构造措施多层内框架结构的震害主要和首先发生在抗震横墙上其次发生在外纵墙上故专门规定了外纵墙的抗震措施oaec.com本节保留了89规范第7.3节中的有关规定主要修改是:按照外墙砖柱应有组合砖柱的要求对个别规定作了调整增加了楼梯间休息板梁支承部位设置构造柱的要求附录F配筋混凝土小砌块抗震墙房屋抗震设计要求1配筋混凝土小砌块抗震墙的分布钢筋仅需混凝土抗震墙的一半就有一定的延性但其地震力大于框架结构且变形能力不如框架结构从安全经济诸方面综合考虑本规范的规定仅适用于房屋高度不超过表F.1.1的配筋混凝土小砌块房屋建筑抗震设计规范当经过专门研究有可靠技术依据采取必要的加强措施后房屋高度可适当增加2配筋混凝土小砌块房屋高宽比限制在一定范围内时有利于房屋的稳定性减少房屋发生整体弯曲破坏的可能性一般可不做整体弯曲验算3参照钢筋混凝土房屋的抗震设计要求也根据抗震设防分类烈度和房屋高度等划分不同的抗震等级4根据本规范第3.4节的规则性要求提出配筋混凝土小砌块房屋平面和竖向布置简单规则抗震墙拉通对直的要求为提高变形能力要求墙段不宜过长5选用合理的结构布置采取有效的结构措施保证结构整体性避免扭转等资料编号不利因素可以不设置防震缝当房屋各部分高差较大建筑结构不规则等需要设置防震缝时为减少强烈地震下相邻结构局部碰撞造成破坏防震缝必须保证一定的宽度此时缝宽可按两侧较低房屋的高度计算6配筋混凝土小砌块房屋的抗震计算分析包括整体分析内力调整和截面验GB50011--2001算方法大多参照钢筋混凝土结构的规定并针对砌体结构的特点做了修正其中:配筋混凝土小砌块墙体截面剪应力控制和受剪承载力基本形式与混凝土墙体相同仅需把混凝土抗压抗拉强度设计值改为灌芯小砌块砌体的抗压抗剪强度配筋混凝土小砌块墙体截面受剪承载力由砌体竖向力和水平分布筋三者共同承担为使水平分布钢筋不致过小要求水平分布筋应承担一半以上的水平剪力7配筋混凝土小砌块抗震墙的连梁宜采用钢筋混凝土连梁@第74页共74页

74@www.sin8多层和高层钢结构房屋8.1一般规定8.1.1混凝土核心筒钢框架混合结构在美国主要用于非抗震区且认为不宜大oaec.com于150m在日本1992年建了两幢其高度分别为78m和107m结合这两项工程开展了一些研究但并未推广据报导日本规定今后采用这类体系要经建筑中心评定和建设大臣批准至今尚未出现第三幢我国自80年代在不设防的上海希尔顿酒店采用混合结构以来应用较多但对其抗震性能和合理高度尚缺乏研究由于这种体系主要由混凝土核心筒承担地震作用钢框架和混凝土筒的侧向刚度差异较大国内对其抗震性能尚未进行系统的研建筑抗震设计规范究故本次修订不列入混凝土核心筒钢框架结构本章主要适用于民用建筑多层工业建筑不同于民用建筑的部分由附录G予以规定本章不适用于上层为钢结构下层为钢筋混凝土结构的混合型多层结构用冷弯薄壁型钢作主要承重结构的房屋构件截面较小自重较轻可不执行本章的规定8.1.2国外70年代及以前建造的高层钢结构高宽比较大的如纽约世界贸易中心双塔为6.6其他建筑很少超过此值的注意到美国东部的地震烈度很小高层民用建筑钢结构技术规程据此对高宽比作了规定本规范考虑到市场经济发展的现实在合理的前提下比高层钢结构规程适当放宽高宽比要求资料编号8.1.5本章对钢结构房屋的抗震措施一般以12层为界区分凡未注明的规定则各种高度的钢结构房屋均要遵守8.1.6不超过12层的钢结构房屋宜优先采用交叉支撑它可按拉杆设计较经济GB50011--2001若采用受压支撑其长细比及板件宽厚比应符合有关规定大量研究表明偏心支撑具有弹性阶段刚度接近中心支撑框架弹塑性阶段的延性和消能能力接近于延性框架的特点是一种良好的抗震结构常用的偏心支撑形式如图8.1.6所示@第75页共75页

75@www.sinoaec.com偏心支撑框架的设计原则是强柱强支撑和弱消能梁段即在大震时消能梁段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支撑斜杆柱和其余梁段仍保持弹性因此每根斜杆只能在一端与消能梁段连接若两端均与消能梁段相连则可能一端的消能梁段屈服另一端消能梁段不屈服使建筑抗震设计规范偏心支撑的承载力和消能能力降低8.1.9支撑桁架沿竖向连续布置可使层间刚度变化较均匀支撑桁架需延伸到地下室不可因建筑方面的要求而在地下室移动位置支撑在地下室是否改为混凝土抗震墙形式与是否设置钢骨混凝土结构层有关设置钢骨混凝土结构层时采用混凝土墙较协调该抗震墙是否由钢支撑外包混凝土构成还是采用混凝土墙由设计确定日本在高层钢结构的下部(地下室)设钢骨混凝土结构层目的是使内力传递平稳保证柱脚的嵌固性增加建筑底部刚性整体性和抗倾覆稳定性而美国无此要求故本规范对此不作规定资料编号多层钢结构与高层钢结构不同根据工程情况可设置或不设置地下室当设置地下室时房屋一般较高钢框架柱宜伸至地下一层8.1.10钢结构的基础埋置深度参照高层混凝土结构的规定和上海的工程经验确GB50011--2001定8.2计算要点8.2.1钢结构构件按地震组合内力设计值进行抗震验算时钢材的各种强度设计值需除以本规范规定的承载力抗震调整系数RE以体现钢材动静强度和抗震设计于非抗震设计上可靠指标的不同国外采用许用应力设计的规范中考虑地震组合时钢材的强度通常规定提高1/3或30%与本规范RE的作用类似8.2.2多层和高层钢结构房屋的阻尼比实测表明小于钢筋混凝土结构本规范对@第76页共76页

76@www.sin多于12层拟取0.02对不超过12层拟取0.035对单层仍取0.05采用该阻尼比后地震影响系数均按本规范5章的规定采用不再采用高层钢结构规程的规定8.2.3本条规定了钢结构内力和变形分析的一些原则要求箱形截面柱节点域变形较小其对框架位移的影响可略去不计国外规范规定框架-支撑结构等双重抗侧力体系框架部分应按25%的结构底oaec.com部剪力进行设计这一规定体现了多道设防的原则抗震分析时可通过框架部分的楼层剪力调整系数来实现也可采用删去支撑的框架进行计算实现为使偏心支撑框架仅在消能梁段屈服支撑斜杆柱和非消能梁段的内力设计值应根据消能梁段屈服时的内力确定并考虑消能梁段的实际有效超强系数再根据各构件的承载力抗震调整系数确定了斜杆柱和非消能梁段保持弹性所需的承载力建筑抗震设计规范偏心支撑主要用于高烈度故仅对8度和9度时的内力调整系数作出规定本款消能梁段的受剪承载力按本规范第8.2.7条确定即Vl或Vlc需取剪切屈服和弯曲屈服二者的较小值:当N0.15Af时取Vl=058Awfay和Vl=2Mlp/a的较小值当N>0.15Af时取[]2V=0.58Af1−N/(Af)lcway和Vlc=2.36Mlp[1-N/(Af)]/a的较小值支撑轴向力框架柱的弯矩和轴向力同跨框架梁的弯矩剪力和轴向力的设计值需先乘以消能梁段受剪承载力与剪力设计值的比值(Vl/V或Vlc/V小于1.0时取资料编号1.0)再乘以本款规定考虑钢材实际超强的增大系数该增大系数依据国产钢材给出当采用进口钢材时需适当提高8.2.5强柱弱梁是抗震设计的基本要求本条强柱系数是为了提高柱的承载力GB50011--2001由于钢结构塑性设计时(GBJ1788第9.2.3条)压弯构件本身已含有1.15的增强系数因此若系数取得过大将使柱的钢材用量增加过多不利于推广钢结构故本规范规定67度时取1.08度时取1.059度时取1.15研究表明节点域既不能太厚也不能太薄太厚了使节点域不能发挥其耗能作用太薄了将使框架的侧向位移太大规范采用折减系数ϕ来设计日本的研究表明取节点域的屈服承载力为该节点梁的总屈服承载力的0.7倍是适合的本规范为了避免7度时普遍加厚节点域在7度时取0.6但不满足本条3款的规定时仍需按第8.3.5条的方法加厚@第77页共77页

77@www.sin按本条规定在大震时节点域首先屈服其次才是梁出现塑性铰不需验算强柱弱梁的条件是参考AISC的1992年和1997年抗震设计规程中的有关规定并考虑我国情况规定的所谓2倍地震力作用下保持稳定即地震作用加大一倍后的组合轴向力设计值N1满足N1<ϕfAc的柱节点域稳定性计算公式参考高层钢结构规程冶金部抗震规程和上海市抗震oaec.com规程取值(1/90)节点域强度计算公式右侧的4/3是考虑左侧省去了剪力引起的剪应力项以及考虑节点域在周边构件影响下承载力的提高8.2.6支撑斜杆在反复拉压荷载作用下承载力要降低适用于支撑屈曲前的情况当人字支撑的腹杆在大震下受压屈曲后其承载力将下降导致横梁在支撑连接处出现向下的不平衡集中力可能引起横梁破坏和楼板下陷并在横梁两端出现塑性铰此不平衡集中力取受拉支撑的竖向分量减去受压支撑屈曲压力竖向分量的建筑抗震设计规范30%V形支撑的情况类似仅当斜杆失稳时楼板不是下陷而是向上隆起不平衡力方向相反资料编号8.2.7偏心支撑框架的设计计算主要参考AISC于1997年颁布的钢结构房屋抗震规程并根据我国情况作了适当调整当消能梁段的轴力设计值不超过0.15Af时按AISC规定忽略轴力影响消GB50011--2001能梁段的受剪承载力取腹板屈服时的剪力和梁段两端形成塑性铰时的剪力两者的较小值本规范根据我国钢结构设计规范关于钢材拉压弯强度设计值与屈服强度的关系取承载力抗震调整系数为1.0计算结果与AISC相当当轴力设计值超过0.15Af时则降低梁段的受剪承载力以保证该梁段具有稳定的滞回性能为使支撑斜杆能承受消能梁段的梁端弯矩支撑与梁段的连接应设计成刚接8.2.8本条按强连接弱构件的原则规定按地震组合内力(不是构件截面乘强度设计值)计算时体现在RE的不同按承载力验算即构件达到屈服(流限)时连接不受破坏@第78页共78页

78@www.sin由于RE的取值对构件低于连接仅对连接的极限承载力进行验算可能在弹性阶段就出现螺栓连接滑移因此连接的弹性设计是十分重要的1梁与柱连接极限受弯承载力的计算系数1.2是考虑钢材实际屈服强度对其标准值的提高各国钢材的情况不同取值也有所不同美国AISC97抗震规定和日本1998年钢结构极限状态设计规范对该系数作了调整有的提高有的降低不oaec.com同牌号钢材也不相同与各自钢材的情况有关我国1998年对Q235和Q345(16Mn)的抗力分项系数进行了调查并按国家标准规定的钢材厚度等级划分新规定进行了统计其结果与过去对3号钢和16Mn的统计很接近故仍采用原来的1.2极限受剪承载力的计算系数1.2仅考虑了钢材实际屈服强度对标准值的提高并另外考虑了该跨内荷载的剪力效应连接计算时弯矩由翼缘承受和剪力由腹板承受的近似方法计算梁上下翼缘建筑抗震设计规范全熔透坡口焊缝的极限受弯承载力Mu取梁的一个翼缘的截面面积Af厚度tf梁截面高度h和构件母材的抗拉强度最小值fu按下式计算:Mu=Af(h-tf)fu角焊缝的强度高于母材的抗剪强度参考日本1998年规范梁腹板连接的极限w受剪承载力Vu取不高于母材的极限抗剪强度和角焊缝的有效受剪面积A按下式计f算:wV=0.58Afufu2支撑与框架的连接及支撑的拼接需采用螺栓连接连接在支撑轴线方向的极限承载力应不小于支撑净截面屈服承载力的1.2倍资料编号3梁柱构件拼接处除少数情况外在大震时都将进入塑性区故拼接按承受构件全截面屈服时的内力设计梁的拼接考虑构件运输通常位于距节点不远处在大震时将进入塑性其连接承载力要求与梁端连接类似梁拼接的极限剪力GB50011--2001取拼接截面腹板屈服时的剪力乘1.34工字形截面(绕强轴)和箱形截面有轴力时的塑性受弯承载力按GBJ1788的规定采用工字形截面(绕弱轴)有轴力时的塑性受弯承载力参考日本钢结构塑性设计指南的规定采用5对接焊缝的极限强度高于母材的抗拉强度计算时取其等于母材的抗拉强度最小值角焊缝的极限抗剪强度也高于母材的极限抗剪强度参考日本规定梁腹板连接的角焊缝极限受剪承载力Vu取母材的极限抗剪强度乘角焊缝的有效受剪面积@第79页共79页

79@www.sin6高强度螺栓的极限抗剪强度根据原哈尔滨建筑工程学院的试验结果螺栓剪切破坏强度与抗拉强度之比大于0.59本规范偏于安全地取0.58螺栓连接的极限承压强度GBJ1788修订时曾做过大量试验螺栓连接的端距取2d就是考虑bfcu=1.5fu得出的因此连接的极限承压强度取f=1.5fu以便与相关标准相协调对cu螺栓受剪和钢板承压得出的承载力应取二者的较小值oaec.com8.3钢框架结构的抗震构造措施8.3.1框架柱的长细比关系到钢结构的整体稳定研究表明钢结构高度很大时轴向力大竖向地震对框架柱的影响很大本规范的数值参考国外标准对67度时适当放宽8.3.2框架梁柱板件宽厚比的规定是以结构符合强柱弱梁为前提考虑柱仅在后期出现少量塑性不需要很高的转动能力综合考虑美国和日本的规定制定的当建筑抗震设计规范不能做到强柱弱梁即不满足规范8.2.51要求时表8.3.2-2中工字形柱翼缘悬伸部分的11和10应分别改为10和9工字形柱腹板的43应分别改为40(7度)和36(89度)8.3.4本条规定了梁柱连接的构造要求梁与柱刚性连接的两种方法在工程中应用都很多通过与柱焊接的梁悬臂段进行连接的方式对结构制作要求较高可根据具体情况选用震害表明梁翼缘对应位置的柱加劲肋规定与梁翼缘等厚是十分必要的6度时加劲肋厚度可适当减小但应通过承载力计算确定且不得小于梁翼缘厚度的一半资料编号当梁腹板的截面模量较大时腹板将承受部分弯矩美国规定翼缘截面模量小于全截面模量70%时要考虑腹板受弯本规范要求此时将腹板的连接适当加强美国加州1994年诺斯里奇地震和日本1995年阪神地震钢框架梁柱节点受严重破坏但两国的节点构造不同破坏特点和所采取的改进措施也不完全相同GB50011--2001(1)美国通常采用工字形柱日本主要采用箱形柱(2)在梁翼缘对应位置的柱加劲肋厚度美国按传递设计内力设计一般为梁翼缘厚度之半而日本要比梁翼缘厚一个等级(3)梁端腹板的下翼缘切角美国采用矩形高度较小使下翼缘焊缝在施焊时实际上要中断并使探伤操作困难致使梁下翼缘焊缝出现了较大缺陷日本梁端下翼缘切角接近三角形高度稍大允许施焊时焊条通过虽然施焊仍不很方便但情况要好些@第80页共80页

80@www.sin(4)对于梁腹板与连接板的连接美国除螺栓外当梁翼缘的塑性截面模量小于梁全截面塑性截面模量的70%时在连接板的角部要用焊缝连接日本只用螺栓连接但规定应按保有耐力计算且不少于23排这两种不同构造所遭受破坏的主要区别是日本的节点震害仅出现在梁端柱无损伤而美国的节点震害是梁柱均遭受破坏oaec.com震后日本仅对梁端构造作了改进并消除焊接衬板引起的缺口效应美国除采取措施消除焊接衬板的缺口效应外主要致力于采取措施将塑性铰外移我国高层钢结构初期由日本设计的较多现行高钢规程的节点构造基本上参考了日本的规定表现为:普遍采用箱形柱梁翼缘与柱的加劲肋等厚因此节点的改进主要参考日本1996年钢结构工程技术指南工场制作篇中的新技术和新工法的规定其中梁腹板上下端的扇形切角采用了日本的规定:建筑抗震设计规范(1)腹板角部设置半径为35mm的扇形切角与梁翼缘连接处作成半径1015mm的圆弧其端部与梁翼缘的全熔透焊缝应隔开10mm以上(2)下翼缘焊接衬板的反面与柱翼缘或壁板相连处应采用角焊缝连接角焊缝应沿衬板全长焊接焊脚尺寸宜取6mm美日两国都发现梁翼缘焊缝的焊接衬板边缘缺口效应的危害并采取了对策根据我国的情况梁上翼缘有楼板加强并施焊条件较好震害较少不做处理仅规定对梁下翼缘的焊接衬板边缘施焊也可采用割除衬板然后清根补焊的方法但国外实践表明此法费用较高此外参考美国规定给出了腹板设双排螺栓的必要条件资料编号将塑性铰外移的措施可采取梁-柱骨形连接如图8.3.4所示该法是在距梁端一定距离处将翼缘两侧做月牙切削形成薄弱截面使强烈地震时梁的塑性铰自柱面外移从而避免脆性破坏月牙形切削的切削面应刨光起点可位于距梁端约GB50011--2001150mm宜对上下翼缘均进行切削切削后的梁翼缘截面不宜大于原截面面积的90%应能承受按弹性设计的多遇地震下的组合内力其节点延性可得到充分保证能产生较大转角建议8度类场地和9度时采用@第81页共81页

81@www.sinoaec.com美国加州1994年诺斯里奇地震中梁与柱铰接点破坏较多建议适当加强8.3.5当节点域的体积不满足第8.2.5条有关规定时参考日本规定和美国AISC钢结构抗震规程1997年版的规定提出了加厚节点域和贴焊补强板的加强措施:(1)对焊接组合柱宜加厚节点板将柱腹板在节点域范围更换为较厚板件加厚板件应伸出柱横向加劲肋之外各150mm并采用对接焊缝与柱腹板相连(2)对轧制H型柱可贴焊补强板加强补强板上下边缘可不伸过横向加劲肋或建筑抗震设计规范伸过柱横向加劲肋之外各150mm当补强板不伸过横向加劲肋时加劲肋应与柱腹板焊接补强板与加劲肋之间的角焊缝应能传递补强板所分担的剪力且厚度不小于5mm当补强板伸过加劲肋时加劲肋仅与补强板焊接此焊缝应能将加劲肋传来的力传递给补强板补强板的厚度及其焊缝应按传递该力的要求设计补强板侧边可采用角焊缝与柱翼缘相连其板面尚应采用塞焊与柱腹板连成整体塞焊点之间的距离不应大于相连板件中较薄板件厚度的21235/f倍y8.3.6罕遇地震下框架节点将进入塑性区保证结构在塑性区的整体性是很必要的参考国外关于高层钢结构的设计要求提出相应规定资料编号8.3.8外包式柱脚在日本阪神地震中性能欠佳故不宜在89度时采用8.4钢框架-中心支撑结构的抗震措施本节规定了中心支撑框架的构造要求GB50011--20018.4.2支撑杆件的宽厚比和径厚比要求本规范综合参考了美国1994年诺斯里奇地震日本1995年阪神地震后发表的资料及其他研究成果拟定支撑采用节点板连接时应注意该节点板的稳定8.4.3美国规定强震区的支撑框架结构中梁与柱连接不应采用铰接考虑到双重抗侧力体系对高层建筑抗震很重要且梁与柱铰接将使结构位移增大故规定7度及以上不应铰接支撑与节点板嵌固点保留一个小距离可使节点板在大震时产生平面外屈曲@第82页共82页

82@www.sin从而减轻对支撑的破坏这是AISC97(补充)的规定如图8.4.3所示oaec.com8.5钢框架-偏心支撑结构的抗震措施本节规定了保证消能梁段发挥作用的一系列构造要求8.5.1为使消能梁段有良好的延性和消能能力其钢材应采用Q235或Q345板件宽厚比参考AISC规定作了适当调整当梁上翼缘与楼板固定但不能表明建筑抗震设计规范其下翼缘侧向固定时仍需置侧向支撑8.5.3为使消能梁段在反复荷载下具有良好的滞回性能需采取合适的构造并加强对腹板的约束:1支撑斜杆轴力的水平分量成为消能梁段的轴向力当此轴向力较大时除降低此梁段的受剪承载力外还需减少该梁段的长度以保证它具有良好的滞回性能2由于腹板上贴焊的补强板不能进入弹塑性变形因此不能采用补强板腹板上开洞也会影响其弹塑性变形能力3消能梁段与支撑斜杆的连接处需设置与腹板等高的加劲肋以传递梁段的资料编号剪力并防止连梁腹板屈曲4消能梁段腹板的中间加劲肋需按梁段的长度区别对待较短时为剪切屈服型加劲肋间距小些较长时为弯曲屈服型需在距端部1.5倍的翼缘宽度处配置加GB50011--2001劲肋中等长度时需同时满足剪切屈服型和弯曲屈服型的要求偏心支撑的斜杆中心线与梁中心线的交点一般在消能梁段的端部也允许在消能梁段内(图8.5.3)此时将产生与消能梁段端部弯矩方向相反的的附加弯矩从而减少消能梁段和支撑杆的弯矩对抗震有利但交点不应在消能梁段以外因此时将增大支撑和消能梁段的弯矩于抗震不利@第83页共83页

83@www.sinoaec.com8.5.5消能梁段两端设置翼缘的侧向隅撑是为了承受平面外扭转8.5.6与消能梁段处于同一跨内的框架梁同样承受轴力和弯矩为保持其稳定也需设置翼缘的侧向隅撑建筑抗震设计规范附录G多层钢结构厂房的抗震设计要求多层钢结构厂的抗震设计在不少方面与多层钢结构民用建筑是相同的而后者又与高层钢结构的抗震设计有很多共同之处本附录给出仅用于多层厂房的规定1多层厂房宜优先采用交叉支撑支撑布置在荷载较大的柱间有利于荷载直接传递上下贯通有利于结构刚度沿高度变化均匀2设备或料斗(包括下料的主要管道)穿过楼层时若分层支承不但各层楼层梁的挠度难以同步使各层结构传力不明确同时在地震作用下由于层间位移会给设备料斗产生附加效应严重的可能损坏旋转设备因此同一台设备一般不能资料编号采用分层支承的方式装料后的设备或料斗重心接近楼层的支承点是力求降低穿过楼层布置的设备或料斗的地震作用对支承结构的附加影响3采用钢铺板时钢铺板应与钢梁有可靠连接2GB50011--20014厂房楼层检修安装荷载代表值行业性强大的可达45kN/m但属短期荷载检修结束后的楼面仅有少量替换下来的零件和操作荷载这类荷载在地震时遇合的概率较低按实际情况采用较为合适楼层堆积荷载要考虑运输通道等因素设备料斗和保温材料的重力荷载可不乘动力系数5震害调查表明设备或料斗的支承结构的破坏将危及下层的设备和人身安全所以直接支承设备和料斗的结构必须考虑地震作用设备与料斗的水平地震作用的标准值Fs设备对支承结构产生的地震作用参照美国建筑抗震设计暂行条例@第84页共84页

84@www.sin(1978)的规定给出实测与计算表明楼层加速度反应比输入的地面加速度大且在同一座建筑内高部位的反应要大于低部位的反应所以置于楼层的设备底部水平地震作用相应地要增大当不用动力分析时以值来反应楼层Fs值变化的近似规律6多层厂房的纵向柱间支撑对提高厂房的纵向抗震能力很重要给出了纵向支撑的设计要求oaec.com7适应厂房屋盖开洞的情况规定了楼层水平支撑设计要求系根据近年国内外工程设计经验提出的水平支撑的作用主要是传递水平地震作用和风荷载控制柱的计算长度和保证结构构件安装时的稳定建筑抗震设计规范资料编号GB50011--2001@第85页共85页

85@www.sin9单层工业厂房9.1单层钢筋混凝土柱厂房(I)一般规定oaec.com9.1.1根据震害经验厂房结构布置应注意的问题是:1历次地震的震害表明不等高多跨厂房有高振型反应不等长多跨厂房有扭转效应破坏较重均对抗震不利故多跨厂房宜采用等高和等长2唐山地震的震害表明单层厂房的毗邻建筑任意布置是不利的在厂房纵墙与山墙交汇的角部是不允许布置的在地震作用下防震缝处排架柱的侧移量大当有毗邻建筑时相互碰撞或变位受约束的情况严重唐山地震中有不少倒塌严建筑抗震设计规范重破坏等加重震害的震例因此在防震缝附近不宜布置毗邻建筑3大柱网厂房和其他不设柱间支撑的厂房在地震作用下侧移量较设置柱间支撑的厂房大防震缝的宽度需适当加大4地震作用下相邻两个独立的主厂房的振动变形可能不同步协调与之相连接的过渡跨的屋盖常倒塌破坏为此过渡跨至少应有一侧采用防震缝与主厂房脱开5上吊车的铁梯晚间停放吊车时增大该处排架侧移刚度加大地震反应特别是多跨厂房各跨上吊车的铁梯集中在同一横向轴线时会导致震害破坏应避免6工作平台或刚性内隔墙与厂房主体结构连接时改变了主体结构的工作性资料编号状加大地震反应导致应力集中可能造成短柱效应不仅影响排架柱还可能涉及柱顶的连接和相邻的屋盖结构计算和加强措施均较困难故以脱开为佳7不同形式的结构振动特性不同材料强度不同侧移刚度不同在地震作GB50011--2001用下往往由于荷载位移强度的不均衡而造成结构破坏山墙承重和中间有横墙承重的单层钢筋混凝土柱厂房和端砖壁承重的天窗架在唐山地震中均有较重破坏为此厂房的一个结构单元内不宜采用不同的结构形式8两侧为嵌砌墙中柱列设柱间支撑一侧为外贴墙或嵌砌墙另一侧为开敞一侧为嵌砌墙另一侧为外贴墙等各柱列纵向刚度严重不均匀的厂房由于各柱列的地震作用分配不均匀变形不协调常导致柱列和屋盖的纵向破坏在7度区就有这种震害反映在8度和大于8度区破坏就更普遍且严重不少厂房柱倒屋塌@第86页共86页

86@www.sin在设计中应予以避免9.1.2根据震害经验天窗架的设置应注意下列问题:1突出屋面的天窗架对厂房的抗震带来很不利的影响因此宜采用突出屋面较小的避风型天窗采用下沉式天窗的屋盖有良好的抗震性能唐山地震中甚至经受了10度地震的考验不仅是8度区有条件时均可采用oaec.com2第二开间起开设天窗将使端开间每块屋面板与屋架无法焊接或焊连的可靠性大大降低而导致地震时掉落同时也大大降低屋面纵向水平刚度所以如果山墙能够开窗或者采光要求不太高时天窗从第三开间起设置天窗架从厂房单元端第三柱间开始设置虽增强屋面纵向水平刚度但对建筑通风采光不利考虑到6度和7度区的地震作用效应较小且很少有屋盖破坏的震例本次修订改为对6度和7度区不做此要求建筑抗震设计规范3历次地震经验表明不仅是天窗屋盖和端壁板就是天窗侧板也宜采用轻型板材9.1.3根据震害经验厂房屋盖结构的设置应注意下列问题:1轻型大型屋面板无檩屋盖和钢筋混凝土有檩屋盖的抗震性能好经过810度强烈地震考验有条件时可采用2唐山地震震害统计分析表明屋盖的震害破坏程度与屋盖承重结构的型式密切相关根据811度地震的震害调查统计发现:梯形屋架屋盖共调查91跨全部或大部倒塌41跨部分或局部倒塌11跨共计52跨占56.7%拱形屋架屋盖共调查151跨:全部或大部倒塌13跨部分或局部倒塌16跨共计29跨占19.2%屋资料编号面梁屋盖共调查168跨:全部或大部倒塌11跨部分或局部倒塌17跨共计28跨占16.7%另外采用下沉式屋架的屋盖经810度强烈地震的考验没有破坏的震例GB50011--2001为此提出厂房宜采用低重心的屋盖承重结构3拼块式的预应力混凝土和钢筋混凝土屋架(屋面梁)的结构整体性差在唐山地震中其破坏率和破坏程度均较整榀式重得多因此在地震区不宜采用4预应力混凝土和钢筋混凝土空腹桁架的腹杆及其上弦节点均较薄弱在天窗两侧竖向支撑的附加地震作用下容易产生节点破坏腹杆折断的严重破坏因此不宜采用有突出屋面天窗架的空腹桁架屋盖5随着经济的发展组合屋架已很少采用本次修订继续保持89规范的规定不列入这种屋架的规定@第87页共87页

87@www.sin9.1.4不开孔的薄壁工字形柱腹板开孔的普通工字形柱以及管柱均存在抗震薄弱环节故规定不宜采用()计算要点9.1.79.1.8对厂房的纵横向抗震分析本次修订明确规定一般情况下采用多质点空间结构分析方法当符合附录H的条件时可采用平面排架简化方法但计算oaec.com所得的排架地震内力应考虑各种效应调整附录H的调整系数有以下特点:1适用于78度柱顶标高不超过15m且砖墙刚度较大等情况的厂房9度时砖墙开裂严重空间工作影响明显减弱一般不考虑调整2计算地震作用时采用经过调整的排架计算周期3调整系数采用了考虑屋盖平面内剪切刚度扭转和砖墙开裂后刚度下降影响的空间模型用振型分解法进行分析取不同屋盖类型各种山墙间距各种厂房建筑抗震设计规范跨度高度和单元长度得出了统计规律给出了较为合理的调整系数因排架计算周期偏长地震作用偏小当山墙间距较大或仅一端有山墙时按排架分析的地震内力需要增大而不是减小对一端山墙的厂房所考虑的排架一般指无山墙端的第二榀而不是端榀4研究发现对不等高厂房高低跨交接处支承低跨屋盖牛腿以上的中柱截面其地震作用效应的调整系数随高低跨屋盖重力的比值是线性下降要由公式计算公式中的空间工作影响系数与其他各截面(包括上述中柱的下柱截面)的作用效应调整系数含义不同分别列于不同的表格要避免混淆5唐山地震中吊车桥架造成了厂房局部的严重破坏为此把吊车桥架作为资料编号移动质点进行了大量的多质点空间结构分析并与平面排架简化分析比较得出其放大系数使用时只乘以吊车桥架重力荷载在吊车梁顶标高处产生的地震作用而不乘以截面的总地震作用GB50011--2001历次地震特别是海城唐山地震厂房沿纵向发生破坏的例子很多而且中柱列的破坏普遍比边柱列严重得多在计算分析和震害总结的基础上规范提出了厂房纵向抗震计算原则和简化方法钢筋混凝土屋盖厂房的纵向抗震计算要考虑围护墙有效刚度强度和屋盖的变形采用空间分析模型附录J的实用计算方法仅适用于柱顶标高不超过15m且有纵向砖围护墙的等高厂房是选取多种简化方法与空间分析计算结果比较而得到的其中要用经验公式计算基本周期考虑到随着烈度的提高厂房纵向侧移加大围护墙开裂加重刚度降低明显故一般情况围护墙的有效刚度折减系数@第88页共88页

88@www.sin在789度时可近似取0.60.4和0.2不等高和纵向不对称厂房还需考虑厂房扭转的影响现阶段尚无合适的简化方法9.1.99.1.0地震震害表明没有考虑抗震设防的一般钢筋混凝土天窗架其横向受损并不明显而纵向破坏却相当普遍计算分析表明常用的钢筋混凝土带斜腹杆的天窗架横向刚度很大基本上随屋盖平移可以直接采用底部剪力法的计算oaec.com结果但纵向则要按跨数和位置调整有斜撑杆的三较拱式钢天窗架的横向刚度也较厂房屋盖的横向刚度大很多也是基本上随屋盖平移故其横向抗震计算方法可与混凝土天窗架一样采用底部剪力法由于钢天窗架的强度和延性优于混凝土天窗架且可靠度高故当跨度大于9m或9度时钢天窗架的地震作用效应不必乘以增大系数1.5本次修订明确关于突出屋面天窗架简化计算的适用范围为有斜杆的三铰拱式建筑抗震设计规范天窗架避免与其他桁架式天窗架混淆9.1.11关于大柱网厂房的双向水平地震作用89规范规定取一个主轴方向100%加上相应垂直方向的30%的不利组合相当于两个方向的地震作用效应完全相同时按第5.2节规定计算的结果因此是一种略偏安全的简化方法为避免与第5.2节的规定不协调不再专门列出位移引起的附加弯矩即P-效应按本规范第3.6节的规定计算9.1.12不等高厂房支承低跨屋盖的柱牛腿在地震作用下开裂较多甚至牛腿面预埋板向外位移破坏在重力荷载和水平地震作用下的柱牛腿纵向水平受拉钢筋的计算公式第一项为承受重力荷载纵向钢筋的计算第二项为承受水平拉力纵向钢筋的资料编号计算9.1.13震害和试验研究表明交叉支撑杆件的最大长细比小于200时斜拉杆和斜压杆在支撑桁架中是共同工作的支撑中的最大作用相当于单压杆的临界状态值GB50011--2001据此在规范的附录J中规定了柱间支撑的设计原则和简化方法:1支撑侧移的计算:按剪切构件考虑支撑任一点的侧移等于该点以下各节间相对侧移值的叠加它可用以确定厂房纵向柱列的侧移刚度及上下支撑地震作用的分配2支撑斜杆抗震验算:试验结果发现支撑的水平承载力相当于拉杆承载力与压杆承载力乘以折减系数之和的水平分量此折减系数即条文中的压杆卸载系数可以线性内插亦可直接用下列公式确定斜拉杆的净截面An:AnγREliVbi/[](1+ϕcϕi)scfat@第89页共89页

89@www.sin3唐山地震中单层钢筋混凝土柱厂房的柱间支撑虽有一定数量的破坏但这些厂房大多数未考虑抗震设防的据计算分析抗震验算的柱间支撑斜杆内力大于非抗震设计时的内力几倍4柱间支撑与柱的连接节点在地震反复荷载作用下承受拉弯剪和压弯剪试验表明其承载力比单调荷载作用下有所降低在抗震安全性综合分析基础上提出了oaec.com确定预埋板钢筋截面面积的计算公式适用于符合本规范第9.1.28条5款构造规定的情况5补充了柱间支撑节点预埋件采用角钢时的验算方法9.1.14唐山地震震害表明:8度和9度区不少抗风柱的上柱和下柱根部开裂折断导致山尖墙倒塌严重的抗风柱连同山墙全部向外倾倒抗风柱虽非单层厂房的主要承重构件但它却是厂房纵向抗震中的重要构件对保证厂房的纵向抗震安全建筑抗震设计规范具有不可忽视的作用补充规定89度时需进行平面外的截面抗震验算9.1.15当抗风柱与屋架下弦相连接时虽然此类厂房均在厂房两端第一开间设置下弦横向支撑但当厂房遭到地震作用时高大山墙引起的纵向水平地震作用具有较大的数值由于阶形抗风柱的下柱刚度远大于上柱刚度大部分水平地震作用将通过下柱的上端连接传至屋架下弦但屋架下弦支撑的强度和刚度往往不能满足要求从而导致屋架下弦支撑杆件压曲1966年邢台地震6度区1975年海城地震8度区均出现过这种震害故要求进行相应的抗震验算9.1.16当工作平台刚性内隔墙与厂房主体结构相连时将提高排架的侧移刚度改变其动力特性加大地震作用还可能造成应力和变形集中加重厂房的震害资料编号唐山地震中由此造成排架柱折断或屋盖倒塌其严重程度因具体条件而异很难作出统一规定因此抗震计算时需采用符合实际的结构计算简图并采取相应的措施GB50011--20019.1.17震害表明上弦有小立柱的拱形和折线形屋架及上弦节间长和节间矢高较大的屋架在地震作用下屋架上弦将产生附加扭矩导致屋架上弦破坏为此89度在这种情况下需进行截面抗扭验算()构造措施9.1.18本节所指有檩屋盖主要是波形瓦(包括石棉瓦及槽瓦)屋盖这类屋盖只要设置保证整体刚度的支撑体系屋面瓦与檩条间以及檩条与屋架间有牢固的拉结一般均具有一定的抗震能力甚至在唐山10度地震区也基本完好地保存下来但是如果屋面瓦与檩条或檩条与屋架拉结不牢在7度地震区也会出现严重震害海城@第90页共90页

90@www.sin地震和唐山地震中均有这种例子89规范对有檩屋盖的规定系针对钢筋混凝土体系而言本次修订增加了对钢结构有檩体系的要求9.1.19无檩屋盖指的是各类不用檩条的钢筋混凝土屋面板与屋架(梁)组成的屋盖屋盖的各构件相互间联成整体是厂房抗震的重要保证这是根据唐山海城震害经oaec.com验提出的总要求鉴于我国目前仍大量采用钢筋混凝土大型屋面板故重点对大型屋面板与屋架(梁)焊连的屋盖体系作了具体规定这些规定中屋面板和屋架(梁)可靠焊连是第一道防线为保证焊连强度要求屋面板端头底面预埋板和屋架端部顶面预埋件均应加强锚固相邻屋面板吊钩或四角顶面预埋铁件间的焊连是第二道防线当制作非标准屋面板时也应采取相应的措施建筑抗震设计规范设置屋盖支撑是保证屋盖整体性的重要抗震措施沿用了89规范的规定根据震害经验8度区天窗跨度等于或大于9m和9度区天窗架宜设置上弦横向支撑9.1.20在进一步总结唐山地震经验的基础上对屋盖支撑布置的规定作适当的补充9.1.21唐山地震震害表明采用刚性焊连构造时天窗立柱普遍在下档和侧板连接处出现开裂和破坏甚至倒塌刚性连接仅在支撑很强的情况下才是可行的措施故规定一般单层厂房宜用螺栓连接9.1.22屋架端竖杆和第一节间上弦杆静力分析中常作为非受力杆件而采用构造配资料编号筋截面受弯受剪承载力不足需适当加强对折线型屋架为调整屋面坡度而在端节间上弦顶面设置的小立柱也要适当增大配筋和加密箍筋以提高其拉弯剪能力GB50011--20019.1.23根据震害经验排架柱的抗震构造增加了箍筋肢距的要求并提高了角柱柱头的箍筋构造要求1柱子在变位受约束的部位容易出现剪切破坏要增加箍筋变位受约束的部位包括:设有柱间支撑的部位嵌砌内隔墙侧边贴建披屋靠山墙的角柱平台连接处等2唐山地震震害表明:当排架柱的变位受平台刚性横隔墙等约束其影响的严重程度和部位因约束条件而异有的仅在约束部位的柱身出现裂缝有的造成屋架上弦折断屋盖坍落(如天津拖拉机厂冲压车间)有的导致柱头和连接破坏屋盖倒@第91页共91页

91@www.sin塌(如天津第一机床厂铸工车间配砂间)必须区别情况从设计计算和构造上采取相应的有效措施不能统一采用局部加强排架柱的箍筋如高低跨柱的上柱的剪跨比较小时就应全高加密箍筋并加强柱头与屋架的连接3为了保证排架柱箍筋加密区的延性和抗剪强度除箍筋的最小直径和最大间距外增加对箍筋最大肢距的要求oaec.com4在地震作用下排架柱的柱头由于构造上的原因不是完全的铰接而是处于压弯剪的复杂受力状态在高烈度地区这种情况更为严重唐山地震中高烈度地区的排架柱头破坏较重加密区的箍筋直径需适当加大5厂房角柱的柱头处于双向地震作用侧向变形受约束和压弯剪的复杂受力状态其抗震强度和延性较中间排架柱头弱得多唐山地震中6度区就有角柱顶开裂的破坏8度和大于8度时震害就更多严重的柱头折断端屋架榻落为此厂建筑抗震设计规范房角柱的柱头加密箍筋宜提高一度配置9.1.24对抗风柱除了提出验算要求外还提出纵筋和箍筋的构造规定唐山地震中抗风柱的柱头和上下柱的根部都有产生裂缝甚至折断的震害另外柱肩产生劈裂的情况也不少为此柱头和上下柱根部需加强箍筋的配置并在柱肩处设置纵向受拉钢筋以提高其抗震能力9.1.25大柱网厂房的抗震性能是唐山地震中发现的新问题其震害特征是:柱根出现对角破坏混凝土酥碎剥落纵筋压曲说明主要是纵横两个方向或斜向地震作用的影响柱根的强度和延性不足中柱的破坏率和破坏程度均大于边柱说明与柱的轴压比有关资料编号89规范对大柱网厂房的抗震验算作了规定本次修订进一步补充了轴压比和相应的箍筋构造要求其中的轴压比限值考虑到柱子承受双向压弯剪和P-效应的影响受力复杂参照了钢筋混凝土框支柱的要求以保证延性大柱网厂房柱GB50011--2001仅承受屋盖(包括屋面屋架托架悬挂吊车)和柱的自重尚不致因控制轴压比而给设计带来困难9.1.26柱间支撑的抗震构造比89规范改进如下:支撑杆件的长细比限值随烈度和场地类别而变化进一步明确了支撑柱子连接节点的位置和相应的构造增加了关于交叉支撑节点板及其连接的构造要求柱间支撑是单层钢筋混凝土柱厂房的纵向主要抗侧力构件当厂房单元较长或8度类场地和9度时纵向地震作用效应较大设置一道下柱支撑不能满足要求时可设置两道下柱支撑但应注意:两道下柱支撑宜设置在厂房单元中间三分之@第92页共92页

92@www.sin一区段内不宜设置在厂房单元的两端以避免温度应力过大在满足工艺条件的前提下两者靠近设置时温度应力小在厂房单元中部三分之一区段内适当拉开设置则有利于缩短地震作用的传递路线设计中可根据具体情况确定交叉式柱间支撑的侧移刚度大对保证单层钢筋混凝土柱厂房在纵向地震作用下的稳定性有良好的效果但在与下柱连接的节点处理时会遇到一些困难oaec.com9.1.28本条规定厂房各构件连接节点的要求具体贯彻了本规范第3.5节的原则规定包括屋架与柱的连接柱顶锚件抗风柱牛腿(柱肩)柱与柱间支撑连接处的预埋件:1柱顶与屋架采用钢板铰在前苏联的地震中经受了考验效果较好建议在9度时采用2为加强柱牛腿(柱肩)预埋板的锚固要把相当于承受水平拉力的纵向钢筋(即建筑抗震设计规范本节第9.1.12条中的第2项)与预埋板焊连3在设置柱间支撑的截面处(包括柱顶柱底等)为加强锚固发挥支撑的作用提出了节点预埋件采用角钢加端板锚固的要求埋板与锚件的焊接通常用埋弧焊或开锥形孔塞焊4抗风柱的柱顶与屋架上弦的连接节点要具有传递纵向水平地震力的承载力和延性抗风柱顶与屋架(屋面梁)上弦可靠连接不仅保证抗风柱的强度和稳定同时也保证山墙产生的纵向地震作用的可靠传递但连接点必须在上弦横向支撑与屋架的连接点否则将使屋架上弦产生附加的节间平面外弯矩由于现在的预应力混凝土和钢筋混凝土屋架一般均不符合抗风柱布置间距的要求故补充规定以引起资料编号注意当遇到这样情况时可以采用在屋架横向支撑中加设次腹杆或型钢横梁使抗风柱顶的水平力传递至上弦横向支撑的节点9.2单层钢结1构厂房GB50011--2001()一般规定9.2.1钢结构的抗震性能一般比较好未设防的钢结构厂房地震中损坏不重主要承重结构一般无损坏但是1978年日本宫城县地震中有5栋钢结构建筑倒塌1976年唐山机车车辆厂等的钢结构厂房破坏甚至倒塌因此普通型钢的钢结构厂房仍需进行抗震设计轻型钢结构厂房的自重轻钢材的截面特性与普通型钢不同本次修订未纳入@第93页共93页

93@www.sin9.2.3本条规定了厂房结构体系的要求:1多跨厂房的横向刚度较大不要求各跨屋架均与柱刚接采用门式刚架悬臂柱等体系的结构在实际工程中也不少见对厂房纵向的布置要求本条规定与单层钢结构厂房的实际情况是一致的2厚度较大无法进行螺栓连接的构件需采用对接焊缝等强连接并遵守厚板oaec.com的焊接工艺确保焊接质量3实践表明屋架上弦杆与柱连接处出现塑性铰的传统做法往往引起过大变形导致房屋出现功能障碍故规定了此处连接板不应出现塑性铰当横梁为实腹梁时则应符合抗震连接的一般要求4钢骨架的最大应力区在地震时可能产生塑性铰导致构件失去整体和局部稳定故在最大应力区不能设置焊接接头为保证节点具有足够的承载能力还规定建筑抗震设计规范了节点在构件全截面屈服时不发生破坏的要求()计算要点9.2.4根据单层厂房的实际情况对抗震计算模型分别作了规定9.2.5厂房排架抗震分析时要根据围护墙的类型和墙与柱的连接方式来决定其质量与刚度的取值原则使计算较合理9.2.6单层钢结构厂房的横向抗震计算大体上与钢筋混凝土柱厂房相同但因围护墙类型较多故分别对待参照钢筋混凝土柱厂房做简化计算时地震弯矩和剪力的调整系数未做规定9.2.7等高多跨钢结构厂房的纵向抗震计算与钢筋混凝土厂房不同主要由于厂资料编号房的围护墙与柱是柔性连接或不妨碍柱子侧移各纵向柱列变位基本相同因此对无檩屋盖可按柱列刚度分配对有檩屋盖可按柱列承受重力荷载代表值比例分配和按单柱列计算再取二者的较大值GB50011--20019.2.8本条对屋盖支撑设计作了规定主要是连接承载力的要求和腹杆设计的要求对于按长细比决定截面的支撑构件其与弦杆的连接可不要求等强连接只要不小于构件的内力即可屋盖竖向支撑承受的作用力包括屋盖自重产生的地震力还要将其传给主框架杆件截面需由计算确定()抗震构造措施9.2.11钢结构设计的习用规定长细比限值与柱的轴压比无关但与材料的屈服强度有关修改后的表示方式与钢结构设计规范中的表示方式是一致的9.2.12单层厂房柱梁的板件宽厚比应较静力弹性设计为严本条参考了冶金部@第94页共94页

94@www.sin门的设计规定它来自试算和工程经验分析其中考虑到梁可能出现塑性铰按钢结构设计规范中关于塑性设计的要求控制圆钢管的径厚比来自日本资料9.2.13能传递柱全截面屈服承载力的柱脚可采用如下形式:(1)埋入式柱脚埋深的近似计算公式来自日本早期的设计规定和英国钢结构设计手册oaec.com(2)外包式柱脚(3)外露式柱脚底板与基础顶面间用无收缩砂浆进行二次灌浆剪力较大时需设置抗剪键9.2.14设置柱间支撑要兼顾减小温度应力的要求在厂房中部设置上下柱间支撑仅适用于有吊车的厂房其目的是避免吊车梁等纵向构件的温度应力温度区间长度较大时需在中部设置两道柱间支撑上柱建筑抗震设计规范支撑按受拉配置其截面一般较小设在两端对纵向构件胀缩影响不大无论烈度大小均需设置无吊车厂房纵向构件截面较小柱间支撑不一定必需设在中部此外89规范关于焊缝严禁立体交叉的规定属于非抗震设计的基本要求本次修订不再专门列出9.3单层砖柱厂房()一般规定9.3.1本次修订明确本节适用范围为烧结普通粘土砖砌体资料编号在历次大地震中变截面砖柱的上柱震害严重又不易修复故规定砖柱厂房的适用范围为等高的中小型工业厂房超出此范围的砖柱厂房要采取比本节规定更有效的措施9.3.2针对中小型工业厂房的特点对钢筋混凝土无檩屋盖的砖柱厂房要求设置GB50011--2001防震缝对钢木等有檩屋盖的砖往厂房则明确可不设防震缝防震缝处需设置双柱或双墙以保证结构的整体稳定性和刚性9.3.3本次修订规定屋盖设置天窗时天窗不应通到端开间以免过多削弱屋盖的整体性天窗采用端砖壁时地震中较多严重破坏甚至倒塌不应采用9.3.4厂房的结构选型应注意:1历次大地震中均有相当数量不配筋的无阶形柱的单层砖柱厂房经受8度地震仍基本完好或轻微损坏分析认为当砖柱厂房山墙的间距开洞率和高宽比@第95页共95页

95@www.sin均符合砌体结构静力计算的刚性方案条件且山墙的厚度不小于240mm时即:(1)厂房两端均设有承重山墙且山墙和横墙间距对钢筋混凝土无檩屋盖不大于32m对钢筋混凝土有檩屋盖轻型屋盖和有密铺望板的木屋盖不大于20m(2)山墙或横墙上洞口的水平截面面积不应超过山墙或横墙截面面积的50%(3)山墙和横墙的长度不小于其高度oaec.com不配筋的砖排架柱仍可满足8度的抗震承载力要求仅从承载力方面8度地震时可不配筋但历次的震害表明当遭遇9度地震时不配筋的砖柱大多数倒塌按照大震不倒的设计原则本次修订仍保留78规范89规范关于8度设防时应设置组合砖柱的规定同时进一步明确多跨厂房在8度类场地和9度设防时中柱宜采用钢筋混凝土柱仅边柱可略放宽为采用组合砖柱2震害表明单层砖柱厂房的纵向也要有足够的强度和刚度单靠独立砖柱是建筑抗震设计规范不够的象钢筋混凝土柱厂房那样设置交叉支撑也不妥因为支撑吸引来的地震剪力很大将会剪断砖柱比较经济有效的办法是在柱间砌筑与柱整体连接的纵向砖墙井设置砖墙基础以代替柱间支撑加强厂房的纵向抗震能力8度类场地且采用钢筋混凝土屋盖时由于纵向水平地震作用较大不能单靠屋盖中的一般纵向构件传递所以要求在无上述抗震墙的砖柱顶部处设压杆(或用满足压杆构造的圈梁天沟或檩条等代替)3强调隔墙与抗震墙合并设置目的在于充分利用墙体的功能并避免非承重墙对柱及屋架与柱连接点的不利影响当不能合并设置时隔墙要采用轻质材料单层砖柱厂房的纵向隔墙与横向内隔墙一样也宜做成抗震墙否则会导致主资料编号体结构的破坏独立的纵向横向内隔墙受震后容易倒塌需采取保证其平面外稳定性的措施()计算要点GB50011--20019.3.5本次修订增加了7度类场地柱高不超过6.6m时可不进行纵向抗震验算的条件9.3.69.3.7在本节适用范围内的砖柱厂房纵横向抗震计算原则与钢筋混凝土柱厂房基本相同故可参照本章第9.1节所提供的方法进行计算其中纵向简化计算的附录J不适用而屋盖为钢筋混凝土或密铺望板的瓦木屋盖时横向平面排架计算同样按附录H考虑厂房的空间作用影响理由如下:根据现行国家标准砌体结构设计规范的规定:密铺望板瓦木屋盖与钢筋混凝土有檩屋盖属于同一种屋盖类型静力计算中符合刚弹性方案的条件时(20m48m)@第96页共96页

96@www.sin均可考虑空间工作但89抗震规范规定:钢筋混凝土有檩屋盖可以考虑空间工作而密铺望板的瓦木屋盖不可以考虑空间工作二者不协调1历次地震特别是辽南地震和唐山地震中不少密铺望板瓦木屋盖单层砖柱厂房反映了明显的空间工作特性2根据王光远教授建筑结构的振动的分析结论不仅仅钢筋混凝土无檩屋oaec.com盖和有檩屋盖(大波瓦槽瓦)厂房就是石棉瓦和粘土瓦屋盖厂房在地震作用下也有明显的空间工作3从具有木望板的瓦木屋盖单层砖柱厂房的实测可以看出:实测厂房的基本周期均比按排架计算周期为短同时其横向振型与钢筋混凝土屋盖的振型基本一致4山墙间距小于24m时其空间工作更明显且排架柱的剪力和弯矩的折减有更大的趋势而单层砖柱厂房山楼墙间距小于24m的情况在工程建设中也是常建筑抗震设计规范见的5根据以上分析对单层砖柱厂房的空间工作问题作如下修订:(1)7度和8度时符合砌体结构刚弹性方案(20m48m)的密铺望板瓦木屋盖单层砖柱厂房与钢筋混凝土有檩屋盖单层砖柱厂房一样也可考虑地震作用下的空间工作(2)附录K砖柱考虑空间工作的调整系数中的两端山墙间距改为山墙承重(抗震)横墙的间距并将<24m分为24m18m12m(3)单层砖柱厂房考虑空间工作的条件与单层钢筋混凝土柱厂房不同在附录K中加以区别和修正资料编号9.3.9砖柱的抗震验算在现行国家标准砌体结构设计规范的基础上按可靠度分析同样引入承载力调整系数后进行验算()构造措施GB50011--20019.3.10砖柱厂房一般多采用瓦木屋盖89规范关于木屋盖的规定是合理的基本上未作改动木屋盖的支撑布置中如端开间下弦水平系杆与山墙连接地震后容易将山墙顶坏故不宜采用木天窗架需加强与屋架的连接防止受震后倾倒9.3.11檩条与山墙连接不好地震时将使支承处的砌体错动甚至造成山尖墙倒塌檩条伸出山墙的出山屋面有利于加强檩条与山墙的连接对抗震有利可以采用9.3.13震害调查发现预制圈梁的抗震性能较差故规定在屋架底部标高处设置现@第97页共97页

97@www.sin浇钢筋混凝土圈梁为加强圈梁的功能规定圈梁的截面高度不应小于180mm宽度习惯上与砖墙同宽9.3.14震害还表明山墙是砖柱厂房抗震的薄弱部位之一外倾局部倒塌较多甚至有全部倒塌的为此要求采用卧梁并加强锚拉的措施9.3.15屋架(屋面梁)与柱顶或墙顶的圈梁锚固的修订如下:oaec.com1震害表明屋架(屋面梁)和柱子可用螺栓连接也可采用焊接连接2对垫块的厚度和配筋作了具体规定垫块厚度太薄或配筋太少时本身可能局部承压破坏且埋件锚固不足39度时屋盖的地震作用及位移较大圈梁与垫块相连的部位要受到较大的扭转作用故其箍筋适当加密9.3.16根据设计需要本次修订规定了砖柱的抗震要求建筑抗震设计规范9.3.17钢筋混凝土屋盖单层砖柱厂房在横向水平地震作用下由于空间工作的因素山墙横墙将负担较大的水平地震剪力为了减轻山墙横墙的剪切破坏保证房屋的空间工作对山墙横墙的开洞面积加以限制8度时宜在山墙横墙的两端9度时尚应在高大门洞两侧设置构造柱9.3.18采用钢筋混凝土无檩屋盖等刚性屋盖的单层砖柱厂房地震时砖墙往往在屋盖处圈梁底面下一至四皮砖范围内出现周围水平裂缝为此对于高烈度地区刚性屋盖的单层砖柱厂房在砖墙顶部沿墙长每隔1m左右埋设一根8竖向钢筋并插入顶部圈梁内以防止柱周围水平裂缝甚至墙体错动破坏的产生此外本次修订取消了双曲砖拱屋盖的有关内容资料编号GB50011--2001@第98页共98页

98@www.sin10单层空旷房屋10.1一般规定单层空旷房屋是一组不同类型的结构组成的建筑包含有单层的观众厅和多层oaec.com的前后左右的附属用房无侧厅的食堂可参照第9章设计观众厅与前后厅之间观众厅与两侧厅之间一般不设缝而震害较轻个别房屋在观众厅与侧厅处留缝反而破坏较重因此在单层空旷房屋中的观众厅与侧厅前后厅之间可不设防震缝但根据第3章的要求布置要对称避免扭转并按本章采取措施使整组建筑形成相互支持和有良好联系的空间结构体系本次修订根据震害分析进一步明确各部分之间应加强连接而不设置防震缝建筑抗震设计规范大厅人员密集抗震要求较高故观众厅有挑台或房屋高跨度大或烈度高要采用钢筋混凝土框架式门式刚架结构等本次修订为提高其抗震安全性适当增加了采用钢筋混凝土结构的范畴对前厅大厅舞台等的连接部位及受力集中的部位也需采取加强措施或采用钢筋混凝土构件本章主要规定了单层空旷房屋大厅抗震设计中有别于单层厂房的要求对屋盖选型构造非承重隔墙及各种结构类型的附属房屋的要求见各有关章节10.2计算要点单层空旷房屋的平面和体型均较复杂按目前分析水平尚难进行整体计算分资料编号析为了简化可将整个房屋划为若干个部分分别进行计算然后从构造上和荷载的局部影响上加以考虑互相协调例如通过周期的经验修正使各部分的计算周期趋于一致横向抗震分析时考虑附属房屋的结构类型及其与大厅的连接方GB50011--2001式选用排架框排架或排架-抗震墙的计算简图条件合适时亦可考虑空间工作的影响交接处的柱子要考虑高振型的影响纵向抗震分析时考虑屋盖的类型和前后厅等影响选用单柱列或空间协同分析模型根据宏观震害调查单层空旷房屋中舞台后山墙等高大山墙的壁柱要进行出平面的抗震验算验算要求参考第9章本次修订修改了关于空旷房屋自振周期计算的规定改为直接取地震影响系数最大值计算地震作用10.3抗震构造措施@第99页共99页

99@www.sin单层空旷房屋的主要抗震构造措施如下:167度时中小型单层空旷房屋的大厅无筋的纵墙壁柱虽可满足承载力的设计要求但考虑到大厅使用上的重要性仍要求采用配筋砖柱或组合砖柱2前厅与大厅大厅与舞台之间的墙体是单层空旷房屋的主要抗侧力构件承担横向地震作用因此应根据抗震设防烈度及房屋的跨度高度等因素设置一oaec.com定数量的抗震墙与此同时还应加强墙上的大梁及其连接的构造措施舞台口梁为悬梁上部支承有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在舞台口处不能形成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要加强与大厅屋盖体系的拉结用钢筋混凝土立柱和水平圈梁来加强自身的整体性和稳定性9度时不要采用舞台口砌体悬墙3大厅四周的墙体一般较高需增设多道水平围梁来加强整体性和稳定性特建筑抗震设计规范别是墙顶标高处的圈梁更为重要4大厅与两侧的附属房屋之间一般不设防震缝其交接处受力较大故要加强相互间的连接以增强房屋的整体性5二层悬挑式挑台不但荷载大而且悬挑跨度也较大需要进行专门的抗震设计计算分析本次修订增加了钢筋混凝土柱按抗震等级二级进行设计的要求增加了关于大厅和前厅相连横墙的构造要求增加了部分横墙采用钢筋混凝土抗震墙并按二级抗震等级设计的要求资料编号GB50011--2001@第100页共100页

100@www.sin11土木石结构房屋11.1村镇生土房屋本节内容未做修订89规范对生土建筑作了分类并就其适用范围以及设计施oaec.com工方面的注意事项作了一般性规定因地区特点建筑习惯的不同和名称的不统一分类不可能全面灰土墙承重房屋目前在我国仍有建造故列入有关要求生土房屋的层数因其抗震能力有限仅以一二层为宜11.1.3各类生土房屋由于材料强度较低在平立面布置上更要求简单一般每开间均要有抗震横墙不采用外廊为砖柱石柱承重或四角用砖柱石柱承重的作法也不要将大梁搁置在土墙上房屋立面要避免错层突变同一栋房屋的高度建筑抗震设计规范和层数必须相同这些措施都是为了避免在房屋各部分出现应力集中11.1.4生土房屋的屋面采用轻质材料可减轻地震作用提倡用双坡和弧形屋面可降低山墙高度增加其稳定性单坡屋面山墙过高平屋面防水有问题不宜采用由于是土墙一切支承点均应有垫板或圈梁檩条要满搭在墙上或椽子上端檩要出檐以使外墙受荷均匀增加接触面积11.1.511.1.7对生土房屋中的墙体砌筑的要求大致同砌体结构即内外墙交接处要采取简易又有效的拉结措施土坯要卧砌土坯的土质和成型方法决定了土坯的好坏并最终决定土墙的强度应予以重资料编号视生土房屋的地基要求务实并设置防潮层以防止生土墙体酥落11.1.8为加强灰土墙房屋的整体性要求设置圈梁圈梁可用配筋砖带或木圈梁GB50011--200111.1.9提高土拱房的抗震性能主要是拱脚的稳定拱圈的牢固和整体性若一侧为崖体一侧为人工土墙会因软硬不同导致破坏11.1.10土窑洞有一定的抗震能力在宏观震害调查时看到土体稳定土质密实坡度较平缓的土窑洞在7度区有较完好的例子因此对土窑洞来说首先要选择良好的建筑场地应避开易产生滑坡山崩的地段崖窑前不要接砌土坯或其他材料的前脸否则前脸部分将极易遭到破坏有些地区习惯开挖层窑一般来说比较危险如需要时应注意间隔足够的距离@第101页共101页

101@www.sin避免一旦土体破坏时发生连锁反应造成大面积坍塌11.2木结构房屋本节主要是依据1981年道孚6.9级地震的经验11.2.1本节所规定的木结构房屋不适用于木柱与屋架(梁)铰接的房屋因其柱子oaec.com上下端均为铰接是不稳定的结构体系11.2.3木柱房屋限高二层是为了避免木柱有接头震害表明木柱无接头的旧房损坏较轻而新建的有接头的房屋却倒塌11.2.4四柱三跨木排架指的是中间有一个较大的主跨两侧各有一个较小边跨的结构是大跨空旷木柱房屋较为经济合理的方案震害表明1518m宽的木柱房屋若仅用单跨破坏严重甚至倒塌而采用四柱三跨的结构形式甚至出现地裂缝主跨也安然无恙建筑抗震设计规范11.2.5木结构房屋无承重山墙故本规范第9.3节规定的房屋两端第二开间设置屋盖支撑的要求需向外移到端开间11.2.611.2.8木柱与屋架(梁)设置斜撑目的控制横向侧移和加强整体性穿斗木构架房屋整体性较好有相当的抗倒力和变形能力故可不必采用斜撑来限制侧移但平面外的稳定性还需采用纵向支撑来加强震害表明木柱与木屋架的斜撑若用夹板形式通过螺栓与屋架下弦节点和上弦处紧密连结则基本完好而斜撑连接于下弦任意部位时往往倒塌或严重破坏为保证排架的稳定性加强柱脚和基础的锚固是十分必要的可采用拉结铁件资料编号和螺栓连结的方式11.2.11本条是新增的提出了关于木构件截面尺寸开榫接头等的构造要求11.2.12砌体围护墙不应把木柱完全包裹目的是消除下列不利因素:1木柱不通风极易腐蚀且难于检查木柱的变质GB50011--20012地震时木柱变形大不能共同工作反而把砌体推坏造成砌体倒塌伤人11.3石结构房屋11.3.111.3.2多层石房震害经验不多唐山地区多数是二层少数三四层而昭通地区大部分是二三层仅泉州石结构古塔高达48.24m经过1604年8级地震(泉州烈度为8度)的考验至今犹存多层石房高度限值相对于砖房是较小的这是考虑到石块加工不平整性能差别很大且目前石结构的经验还不足使用不宜可理解为通过试验或有其他依@第102页共102页

102@www.sin据时可适当增减11.3.6从宏观震害和实验情况来看石墙体的破坏特征和砖结构相近石墙体的抗剪承载力验算可与多层砌体结构采用同样的方法但其承载力设计值应由试验确定11.3.7石结构房屋的构造柱设置要求系参照89规范混凝土中型砌块房屋对芯柱的设置要求规定的而构造柱的配筋构造等要求需参照多层粘土砖房的规定oaec.com本次修订提高了7度时石结构房屋构造柱设置的要求11.3.8洞口是石墙体的薄弱环节因此需对其洞口的面积加以限制11.3.9多层石房每层设置钢筋混凝土围梁能够提高其抗震能力减轻震害例如唐山地震中10度区有5栋设置了圈梁的二层石房震后基本完好或仅轻微破坏与多层砖房相比石墙体房屋圈梁的截面加大配筋略有增加因为石墙体材料重量较大在每开间及每道墙上均设置现浇圈梁是为了加强墙体间的连接和整建筑抗震设计规范体性11.3.10石墙在交接处用条石无垫片砌筑并设置拉结钢筋网片是根据石墙材料的特点为加强房屋整体性而采取的措施资料编号GB50011--2001@第103页共103页

103@www.sin12隔震和消能减震设计12.1一般规定12.1.1隔震和消能减震是建筑结构减轻地震灾害的新技术oaec.com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国内外的大量试验和工程经验表明:隔震一般可使结构的水平地震加速度反应降低60%左右从而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的地震安全性增加了震后建筑物继续使用的功能采用消能减震的方案通过消能器增加结构阻尼来减少结构在风作用下的位移是公认的事实对减少结构水平和竖向的地震反应也是有效的建筑抗震设计规范适应我国经济发展的需要有条件地利用隔震和消能减震来减轻建筑结构的地震灾害是完全可能的本章主要吸收国内外研究成果中较成熟的内容目前仅列入橡胶隔震支座的隔震技术和关于消能减震设计的基本要求12.1.2隔震技术和消能减震技术的主要使用范围是可增加投资来提高抗震安全的建筑除了重要机关医院等地震时不能中断使用的建筑外一般建筑经方案比较和论证后也可采用进行方案比较时需对建筑的抗震设防分类抗震设防烈度场地条件使用功能及建筑结构的方案从安全和经济两方面进行综合分析对比论证其合理性和可行性12.1.3现阶段对隔震技术的采用按照积极稳妥推广的方针首先在使用有特殊要资料编号求和89度地区的多层砌体混凝土框架和抗震墙房屋中运用论证隔震设计的可行性时需注意:1隔震技术对低层和多层建筑比较合适日本和美国的经验表明不隔震时基GB50011--2001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此时建筑结构基3/4本周期的估计普通的砌体房屋可取0.4s钢筋混凝土框架取T1=0.075H钢筋混3/4凝土抗震墙结构取T1=0.05H2根据橡胶隔震支座抗拉性能差的特点需限制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即满足本规范第5.1.2条规定的高度不超过40m可采用底部剪力法计算的结构以利于结构的整体稳定性对高宽比大的结构需进行整体倾覆验算防止支座压屈或出现拉应力@第104页共104页

104@www.sin3国外对隔震工程的许多考察发现:硬土场地较适合于隔震房屋软弱场地滤掉了地震波的中高频分量延长结构的周期将增大而不是减小其地震反应墨西哥地震就是一个典型的例子日本的隔震标准草案规定隔震房屋只适用于一二类场地我国大部分地区(第一组)I类场地的设计特征周期均较小故除类场地外均可建造隔震房屋oaec.com4隔震层防火措施和穿越隔震层的配管配线有与其特性相关的专门要求12.1.4消能减震房屋最基本的特点是:1消能装置可同时减少结构的水平和竖向的地震作用适用范围较广结构类型和高度均不受限制2消能装置应使结构具有足够的附加阻尼以满足罕遇地震下预期的结构位移要求建筑抗震设计规范3由于消能装置不改变结构的基本形式除消能部件和相关部件外的结构设计仍可按本规范各章对相应结构类型的要求执行这样消能减震房屋的抗震构造与普通房屋相比不降低其抗震安全性可有明显的提高12.1.5隔震支座阻尼器和消能减震部件在长期使用过程中需要检查和维护因此其安装位置应便于维护人员接近和操作为了确保隔震和消能减震的效果隔震支座阻尼器和消能减震部件的性能参数应严格检验12.2房屋隔震设计要点资料编号12.2.1本规范对隔震的基本要求是: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少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垫的数量规格和布置隔震支座平均压应力验算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GB50011--2001与隔震层的连接构造等隔震层的位置需布置在第一层以下当位于第一层及以上时隔震体系的特点与普通隔震结构可有较大差异隔震层以下的结构设计计算也更复杂需作专门研究为便于我国设计人员掌握隔震设计方法本章提出了水平向减震系数的概念按减震系数进行设计隔震层以上结构的水平地震作用和抗震验算构件承载力大致留有0.5度的安全储备因此对于丙类建筑相应的构造要求也可有所降低@第105页共105页

105@www.sin但必须注意结构所受的地震作用既有水平向也有竖向目前的橡胶隔震支座只具有隔离水平地震的功能对竖向地震没有隔震效果隔震后结构的竖向地震力可能大于水平地震力应予以重视并做相应的验算采取适当的措施12.2.2本条规定了隔震体系的计算模型且一般要求采用时程分析法进行设计计算在附录L中提供了简化计算方法oaec.com12.2.312.2.4规定了隔震层设计的基本要求1关于橡胶隔震支座的平均压应力和最大拉应力限值(1)根据Haring弹性理论按稳定要求以压缩荷载下叠层橡胶水平刚度为零的压应力作为屈曲应力cr该屈曲应力取决于橡胶的硬度钢板厚度与橡胶厚度的比值第一形状参数s1(有效直径与中央孔洞直径之差D-D0与橡胶层4倍厚度4tr之比)和第二形状参数s2(有效直径D与橡胶层总厚度ntr之比)等建筑抗震设计规范通常隔震支座中间钢板厚度是单层橡胶厚度的一半取比值为0.5对硬度为3060共七种橡胶以及s1=111315171920和s2=34567累计210种组合进行了计算结果表明:满足s115和s25且橡胶硬度不小于40时最小的屈曲应力值为34.0MPa将橡胶支座在地震下发生剪切变形后上下钢板投影的重叠部分作为有效受压面积以该有效受压面积得到的平均应力达到最小屈曲应力作为控制橡胶支座稳定的条件取容许剪切变形为0.55D(D为支座有效直径)则可得本条规定的丙类建筑的平均压应力限值σmax=0.45σcr=15.0MPa资料编号对s2<5且橡胶硬度不小于40的支座当s2=4max=12.0MPa当s2=3max=9.0MPa因此规定当s2<5时平均压应力限值需予以降低(2)规定隔震支座不出现拉应力主要考虑下列三个因素:GB50011--20011)橡胶受拉后内部有损伤降低了支座的弹性性能2)隔震支座出现拉应力意味着上部结构存在倾覆危险3)橡胶隔震支座在拉伸应力下滞回特性的实物试验尚不充分2关于隔震层水平刚度和等效粘滞阻尼比的计算方法系根据振动方程的复阻尼理论得到的其实部为水平刚度虚部为等效粘滞阻尼比还需注意橡胶材料是非线性弹性体橡胶隔震支座的有效刚度与振动周期有关动静刚度的差别甚大因此为了保证隔震的有效性至少需要取相应于隔振体系基本周期的动刚度进行计算隔震支座的产品应提供有关的性能参数@第106页共106页

106@www.sin12.2.5隔震后隔震层以上结构的水平地震作用需乘以水平向减震系数隔震层以上结构的水平地震作用仅有该结构对应于减震系数的水平地震作用的70%结构的层间剪力代表了水平地震作用取值及其分布可用来识别结构的水平向减震系数考虑到隔震层不能隔离结构的竖向地震作用隔震结构的竖向地震力可能大于其水平地震力竖向地震的影响不可忽略故至少要求9度时和8度水平向减震系oaec.com数为0.25时应进行竖向地震作用验算12.2.8为了保证隔震层能够整体协调工作隔震层顶部应设置平面内刚度足够大的梁板体系当采用装配整体式钢筋混凝土板时为使纵横梁体系能传递竖向荷载并协调横向剪力在每个隔震支座的分配支座上方的纵横梁体系应为现浇为增大隔震层顶部梁板的平面内刚度需加大梁的截面尺寸和配筋隔震支座附近的梁柱受力状态复杂地震时还会受到冲切应加密箍筋必建筑抗震设计规范要时配置网状钢筋考虑到隔震层对竖向地震作用没有隔振效果上部结构的抗震构造措施应保留与竖向抗力有关的要求12.2.9上部结构的底部剪力通过隔震支座传给基础结构因此上部结构与隔震支座的连接件隔震支座与基础的连接件应具有传递上部结构最大底部剪力的能力12.3房屋消能减震设计要点12.3.1本规范对消能减震的基本要求是:通过消能器的设置来控制预期的结构变形从而使主体结构构件在罕遇地震下不发生严重破坏消能减震设计需解决的主资料编号要问题是:消能器和消能部件的选型消能部件在结构中的分布和数量消能器附加给结构的阻尼比估算消能减震体系在罕遇地震下的位移计算以及消能部件与主体结构的连接构造和其附加的作用等等罕遇地震下预期结构位移的控制值取决于使用要求本规范第5.5节的限值是GB50011--2001针对非消能减震结构大震不倒的规定采用消能减震技术后结构位移的控制应明显小于第5.5节的规定消能器的类型甚多按ATC33.03的划分主要分为位移相关型速度相关型和其他类型金属屈服型和摩擦型属于位移相关型当位移达到预定的起动限才能发挥消能作用有些摩擦型消能器的性能有时不够稳定粘滞型和粘弹性型属于速度相关型消能器的性能主要用恢复力模型表示应通过试验确定并需根据结构预期位移控制等因素合理选用位移要求愈严附加阻尼愈大消能部件的要求愈@第107页共107页

107@www.sin高12.3.2消能部件的布置需经分析确定设置在结构的两个主轴方向可使两方向均有附加阻尼和刚度设置于结构变形较大的部位可更好发挥消耗地震能量的作用12.3.3消能减震设计计算的基本内容是:预估结构的位移并与未采用消能减震结构的位移相比求出所需的附加阻尼选择消能部件的数量布置和所能提供的阻oaec.com尼大小设计相应的消能部件然后对消能减震体系进行整体分析确认其是否满足位移控制要求消能减震结构的计算方法与消能部件的类型数量布置及所提供的阻尼大小有关理论上大阻尼比的阻尼矩阵不满足振型分解的正交性条件需直接采用恢复力模型进行非线性静力分析或非线性时程分析计算从实用的角度ATC33建议适当简化特别是主体结构基本控制在弹性工作范围内时可采用线性计算方建筑抗震设计规范法估计12.3.4采用底部剪力法或振型分解反应谱法计算消能减震结构时需要通过强行解耦然后计算消能减震结构的自振周期振型和阻尼比此时消能部件附加给结构的阻尼参照ATC33用消能部件本身在地震下变形所吸收的能量与设置消能器后结构总地震变形能的比值来表征消能减震结构的总刚度取为结构刚度和消能部件刚度之和消能减震结构的阻尼比按下列公式近似估算:ζ=ζ+ζjsjcj资料编号TjTζ=ΦCΦcjjcj4πMj式中jsjcj分别为消能减震结构的j振型阻尼比原结构的j振型阻尼比GB50011--2001和消能器附加的j振型阻尼比TjjMj分别为消能减震结构第j自振周期振型和广义质量Cc消能器产生的结构附加阻尼矩阵国内外的一些研究表明当消能部件较均匀分布且阻尼比不大于020时强行解耦与精确解的误差大多数可控制在5%以内附录L结构隔震设计简化计算和砌体结构隔震措施1对于剪切型结构可根据基本周期和规范的地震影响系数曲线估计其隔震和不隔震的水平地震作用此时分别考虑结构基本周期不大于设计特征周期和大于@第108页共108页

108@www.sin设计特征周期两种情况在每一种情况中又以5倍特征周期为界加以区分(1)不隔震结构的基本周期不大于设计特征周期Tg的情况:设隔震结构的地震影响系数为不隔震结构的地震影响系数为则对隔震结构整个体系的基本周期为T1当不大于5Tg时地震影响系数γα=η2(Tg/T1)αmax(L.1.1-1)oaec.com不隔震结构的基本周期小于或等于设计特征周期时地震影响系数α′=α(L.1.1-2)max式中max阻尼比0.05的不隔震结构的水平地震影响系数最大值2分别为与阻尼比有关的最大值调整系数和曲线下降段衰减指数见第5.1节条文说明按照减震系数的定义若水平向减震系数为ϕ则隔震后结构的总水平地震作用建筑抗震设计规范为不隔震结构总水平地震作用的ϕ倍乘以70%即0.7ϕα′于是ϕ(1/0.7)2(Tg/T1)γ近似取ϕ=2η(T/T)(L.1.1-3)2g1当隔震后结构基本周期T1>5Tg时地震影响系数为倾斜下降段且要求不小于0.2max确定水平向减震系数需专门研究往往不易实现例如要使水平向减震系数为0.25需有:γT/T=5+(η0.2−0.175)/(ηT)1g21g对类场地Tg=0.35s阻尼比0.05和0.10相应的T1分别为4.7s和2.9s资料编号但此时=0.175max不满足0.2max的要求(2)结构基本周期大于设计特征周期的情况:不隔震结构的基本周期T0大于设计特征周期Tg时地震影响系数为GB50011--20010.9α′=(T/T)α(L.1.1-4)g0max为使隔震结构的水平向减震系数达到ϕ需有γ0.9ϕ=2η(T/T)(T/T)(L.1.1-5)2g10g当隔震后结构基本周期T1>5Tg时也需专门研究注意若在T0Tg时取T0=Tg则式(L.1.1-5)可转化为式(L.1.1-3)意味着也适用于结构基本周期不大于设计特征周期的情况多层砌体结构的自振周期较短对多层砌体结构及与其基本周期相当的结构本规范按不隔震时基本周期不大于0.4s考虑于是在上述公式中引入不隔震结@第109页共109页

109@www.sin构的计算周期T0表示不隔震的基本周期并规定多层砌体取0.4s和设计特征周期二者的较大值其他结构取计算基本周期和设计特征周期的较大值即得到规范条文中的公式:砌体结构用式(L.1.1-3)表达与砌体周期相当的结构用式(L.1.1-5)表达2本条提出的隔震层扭转影响系数是简化计算在隔震层顶板为刚性的假定下由几何关系第i支座的水平位移可写为:oaec.com22u=(u+usinα)+(ucosα)ictiitii22=u+2uusinα+ucctiiti略去高阶量可得:ui=iuci=1+(uti/uc)sini另一方面在水平地震下i支座的附加位移可根据楼层的扭转角与支座至隔震层刚度建筑抗震设计规范中心的距离得到资料编号uktih=2rieuc∑kjrjkhβ=1+resinαGB50011--2001i2ii∑kjrj如果将隔震层平移刚度和扭转刚度用隔震层平面的几何尺寸表述并设隔震层平面为矩形且隔震支座均匀布置可得k∝abh222∑kjrj∝ab(a+b)/1222于是βi=1+12esi/(a+b)对于同时考虑双向水平地震作用的扭转影响的情况由于隔震层在两个水平方向的刚度和阻尼特性相同若两方向隔震层顶部的水平力近似认为相等均取为FEk@第110页共110页

110@www.sin可有地震扭矩Mtx=FEkey,Mty=FEkex同时作用的地震扭矩取下列二者的较大值:2222M=M+(0.85M)和M=M+(0.85M)ttxtyttytx记为Mtx=FEkeoaec.com其中偏心距e为下列二式的较大值:2222e=e+(0.85e)和e=e+(0.85e)xyyx考虑到施工的误差地震剪力的偏心距e宜计入偶然偏心距的影响与本规范第5.2节的规定相同隔震层也采用限制扭转影响系数最小值的方法处理3对于砌体结构其竖向抗震验算可简化为墙体抗震承载力验算时在墙体的平均正应力0计入竖向地震应力的不利影响建筑抗震设计规范4考虑到隔震层对竖向地震作用没有隔振效果上部砌体结构的构造应保留与竖向抗力有关的要求对砌体结构的局部尺寸圈梁配筋和构造柱芯柱的最大间距作了原则规定资料编号GB50011--2001@第111页共111页

111@www.sin13非结构构件13.1一般规定13.1.1非结构的抗震设计所涉及的设计领域较多本章主要涉及与主体结构设计有oaec.com关的内容即非结构构件与主体结构的连接件及其锚固的设计非结构构件(如墙板幕墙广告牌机电设备等)自身的抗震系以其不受损坏为前提的本章不直接涉及这方面的内容本章所列的建筑附属设备不包括工业建筑中的生产设备和相关设施13.1.2非结构构件的抗震设防目标列于本规范第3.7节与主体结构三水准设防目标相协调容许建筑非结构构件的损坏程度略大于主体结构但不得危及生命建筑抗震设计规范建筑非结构构件和建筑附属机电设备支架的抗震设防分类各国的抗震规范标准有不同的规定(参见附表)本规范大致分为高中低三个层次:高要求时外观可能损坏而不影响使用功能和防火能力安全玻璃可能裂缝可经受相连结构构件出现1.4倍以上设计挠度的变形即功能系数取1.4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强化玻璃破碎其他玻璃无下落可经受相连结构构件出现设计挠度的变形功能系数取1.0一般要求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容许玻璃破碎下落只能经受相连结构构件出现0.6倍设计挠度的变形功能系数取0.6资料编号世界各国的抗震规范规定中要求对非结构的地震作用进行计算的有60%而仅有28%对非结构的构造做出规定考虑到我国设计人员的习惯首先要求采取抗震措施对于抗震计算的范围由相关标准规定一般情况下除了本规范第5章GB50011--2001有明确规定的非结构构件如出屋面女儿墙长悬臂构件(雨篷等)外尽量减少非结构构件地震作用计算和构件抗震验算的范围例如需要进行抗震验算的非结构构件大致如下:179度时基本上为脆性材料制作的幕墙及各类幕墙的连接289度时悬挂重物的支座及其连接出屋面广告牌和类似构件的锚固3高层建筑上重型商标标志信号等的支架489度时乙类建筑的文物陈列柜的支座及其连接@第112页共112页

112@www.sin579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679度时建筑附属设备自重超过1.8kN或其体系自振周期大于0.ls的设备支架基座及其锚固13.1.3很多情况下同一部位有多个非结构构件如出入口通道可包括非承重墙体悬吊顶棚应急照明和出入信号四个非结构构件电气转换开关可能安装在非承重oaec.com隔墙上等当抗震设防要求不同的非结构构件连接在一起时要求低的构件也需按较高的要求设计以确保较高设防要求的构件能满足规定13.2基本计算要求13.2.1本条明确了结构专业所需考虑的非结构构件的影响包括如何在结构设计中计入相关的重力刚度承载力和必要的相互作用结构构件设计时仅计入支承非结构部位的集中作用并验算连接件的锚固建筑抗震设计规范13.2.2非结构构件的地震作用除了自身质量产生的惯性力外还有支座间相对位移产生的附加作用二者需同时组合计算非结构构件的地震作用除了本规范第5章规定的长悬臂构件外只考虑水平方向其基本的计算方法是对应于地面反应谱的楼面谱即反映支承非结构构件的主体结构体系自身动力特性非结构构件所在楼层位置和支点数量结构和非结构阻尼特性对地面地震运动的放大作用当非结构构件的质量较大时或非结构体系的自振特性与主结构体系的某一振型的振动特性相近时非结构体系还将与主结构体系的地震反应产生相互影响一般情况下可采用简化方法即等效侧力法资料编号计算同时计入支座间相对位移产生的附加内力对刚性连接于楼盖上的设备当与楼层并为一个质点参与整个结构的计算分析时也不必另外用楼面谱进行其地震作用计算13.2.3非结构构件的抗震计算最早见于ATC3采用了静力法GB50011--2001等效侧力法在第一代楼面谱(以建筑的楼面运动作为地震输入将非结构构件作为单自由度系统将其最大反应的均值作为楼面谱不考虑非结构构件对楼层的反作用)基础上做了简化各国抗震规范的非结构构件的等效侧力法一般由设计加速度功能(或重要)系数构件类别系数位置系数动力放大系数和构件重力六个因素所决定设计加速度一般取相当于设防烈度的地面运动加速度与本规范各章协调这里仍取多遇地震对应的加速度@第113页共113页

113@www.sin功能系数UBC97分1.5和1.0两档欧洲规范分1.51.41.21.0和0.8五档日本取1.02/31/2三档我国由有关的非结构设计标准按设防类别和使用要求确定一般分为三档取1.41.0和0.6构件类别系数美国早期的ATC3分0.60.91.52.03.0五档UBC97称反应修正系数无延性材料或采用粘结剂的锚固为1.0其余分为2/31/31/4oaec.com三档欧洲规范分1.0和1/2两档我国由有关非结构标准确定一般分0.60.91.0和1.2四档部分非结构构件的功能系数和类别系数参见表13.2.3表13.2.3-1建筑非结构构件的类别系数和功能系数功能系数构件部件名称类别系数乙类建筑丙类建筑非承重外墙建筑抗震设计规范围护墙0.91.41.0玻璃幕墙等0.91.41.4连接墙体连接件1.01.41.0饰面连接件1.01.00.6防火顶棚连接件0.91.01.0非防火顶棚连接件0.61.00.6附属构件标志或广告牌等1.21.01.0高于2.4m储物柜支架货架(柜)文件柜0.61.00.6文物柜1.01.41.0资料编号表13.2.3-2建筑附属设备构件的类别系数和功能系数功能系救构件部件所属系统类别系数乙类丙类GB50011--2001应急电源的主控系统发电机冷冻机等1.01.41.4电梯的支承结构导轨支架轿箱导向构件等1.01.01.0悬挂式或摇摆式灯具0.91.00.6其他灯具0.61.00.6柜式设备支座0.61.00.6水箱冷却塔支座1.21.01.0锅炉压力容器支座1.01.01.0公用天线支座1.21.01.0位置系数一般沿高度为线性分布顶点的取值UBC97为4.0欧洲规范为@第114页共114页

114@www.sin2.0日本取3.3根据强震观测记录的分析对多层和一般的高层建筑顶部的加速度约为底层的二倍当结构有明显的扭转效应或高宽比较大时房屋顶部和底部的加速度比例大于2.0因此凡采用时程分析法补充计算的建筑结构此比值应依据时程分析法相应调整状态系数取决于非结构体系的自振周期UBC97在不同场地条件下以周期oaec.com1s时的动力放大系数为基础再乘以2.5和1.0两档欧洲规范要求计算非结构体系的2自振周期Ta取值为3/[1+(1-Ta/T1)]日本取1.01.5和2.0三档本规范不要求计算体系的周期简化为两种极端情况1.0适用于非结构的体系自振周期不大于0.06s等体系刚度较大的情况其余按Ta接近于T1的情况取值当计算非结构体系的自振2周期时则可按2/[1+(1-Ta/T1)]采用由此得到的地震作用系数(取位置状态和构件类别三个系数的乘积)的取值范建筑抗震设计规范围与主体结构体系相比UBC97按场地为0.74.0倍(若以硬土条件下结构周期1.0s为1.0则为0.55.6倍)欧洲规范为0.756.0倍(若以以硬土条件下结构周期1.0s为1.0则为1.210倍)我国一般为0.64.8倍(若以Tg=0.4s结构周期1.0s为1.0则为1.311倍)13.2.4非结构构件支座间相对位移的取值凡需验算层间位移者除有关标准的规定外一般按本规范规定的位移限值采用对建筑非结构构件其变形能力相差较大砌体材料构成的非结构构件由于变形能力较差而限制在要求高的场所使用国外的规范也只有构造要求而不要求进行抗震计算金属幕墙和高级装修材料具有较大的变形能力国外通常由生产厂家资料编号按主体结构设计的变形要求提供相应的材料而不是由材料决定结构的变形要求对玻璃幕墙建筑幕墙标准中已规定其平面内变形分为五个等级最大1/100最小1/400GB50011--2001对设备支架支座间相对位移的取值与使用要求有直接联系例如要求在设防烈度地震下保持使用功能(如管道不破碎等)取设防烈度下的变形即功能系数可取23相应的变形限值取多遇地震的34倍要求在罕遇地震下不造成次生灾害则取罕遇地震下的变形限值13.2.5要求进行楼面谱计算的非结构构件主要是建筑附属设备如巨大的高位水箱出屋面的大型塔架等采用第二代楼面谱计算可反映非结构构件对所在建筑结构的反作用不仅导致结构本身地震反应的变化固定在其上的非结构的地震反应也明显不同@第115页共115页

115@www.sin计算楼面谱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质量较大或材料阻尼特性明显不同或在不同楼层上有支点需采用第二代楼面谱的方法进行验算此时可考虑非结构与主体结构的相互作用包括吸振效应计算结果更加可靠采用时程分析法和随机振动法计算楼面谱需有专门的计算软件oaec.com13.3建筑非结构构件的基本抗震措施89规范各章中有关建筑非结构构件的构造要求如下:1砌体房屋中后砌隔墙楼梯间砖砌栏板的规定2多层钢筋混凝土房屋中围护墙和隔墙材料砖填充墙布置和连接的规定3单层钢筋混凝土柱厂房中天窗端壁板围护墙高低跨封墙和纵横跨悬墙的材料和布置的规定砌体隔墙和围护墙墙梁大型墙板等与排架柱抗风柱的建筑抗震设计规范连接构造要求4单层砖柱厂房中隔墙的选型和连接构造规定5单层钢结构厂房中围护墙选型和连接要求本节将上述规定加以合并整理形成建筑非结构构件材料选型布置和锚固的基本抗震要求还补充了吊车走道板天沟板端屋架与山墙间的填充小屋面板天窗端壁板和天窗侧板下的填充砌体等非结构件与支承结构可靠连接的规定玻璃幕墙已有专门的规程预制墙板顶棚及女儿墙雨篷等附属构件的规定也由专门的非结构抗震设计规程加以规定资料编号13.4附属机电设备支架的基本抗震措施本规范仅规定对附属机电设备支架的基本要求并参照美国UBC规范的规定给出了可不作抗震设防要求的一些小型设备和小直径的管道GB50011--2001建筑附属机电设备的种类繁多参照美国UBC97规范要求自重超过1.8kN(400磅)或自振周期大于0.1s时要进行抗震计算计算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@第116页共116页