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2010年新版《抗规》学习

2023-12-11 来源:易榕旅网
新版《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)的培训学习内容

一、 2010版新规范相比2001版变化内容的概述

2001版规范共有13章54节11附录,共544条;其中,正文447条,附录107条。

2010版新规范共有14章59节12附录,共630条。其中正文增加39条,占原条文的9%;附录增加37条,占36%。相关的变化内容概括如下:

1.补充7度半(0.15g)、8度半(0.3g)的抗震措施规定; 2.按《中国地震动参数区划图》调整了设计地震分组; 3.改进了土壤液化判别公式;

4.调整了地震影响系数曲线的阻尼调整系数; 5.调整了钢结构的阻尼比和承载力抗震调整系数; 6.调整了隔震结构的水平向减震系数的计算;

7.补充了大跨屋盖建筑水平和竖向地震作用的计算方法;

8.提高对混凝土框架结构房屋、底部框架砌体房屋的抗震设计要求; 9.提出钢结构房屋抗震等级并相应调整了抗震措施的规定;

10.改进了多层砌体房屋、混凝土抗震墙房屋、配筋砌体房屋的抗震措施; 11.扩大了隔震和消能减震房屋的适用范围;

12.新增建筑抗震性能化设计原则以及有关大跨屋盖建筑、地下建筑、框排架厂房、钢支撑-混凝土框架和钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的抗震设计规定; 13.取消了内框架砖房的内容。

二、 具体变化内容的详细阐述

1. 建筑结构场地地基设计要求的改进

(1)新增剪切波速Vs>800的“岩石”土类型,主要指坚硬、较硬且完整的岩石(如中微风化的花岗岩等),同时新增了场地类别I0:从地表开始往下均为该类岩石的场地。其特征周期比I类降低0.05秒。

(2)对中软土和软弱土的平均剪切波速分界,考虑计算覆盖层取20m,参考国际标准,由140m/s改为150m/s。

(3)液化判别方法的改进:采用对数曲线的形式,比2001规范的折线更合理,总体结果相差不大)。

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液化判别公式由

NcrN0[0.90.1(dsdw)]3NcrN0(2.40.1dw)3c(ds15)

c(15ds20)其中,N0根据烈度和设计地震分组查表; 改为

NcrN0[ln(0.6ds1.5)0.1dw]3c

反映地震分组的影响,N0仅需根据烈度查表。

(4)新增8度半(0.3g)和9度时按界限含水量法判别软土震陷的方法。

2. 对结构抗震分析规定的改进

(1) 改进了不同阻尼比的设计反应谱 2001版存在问题:

1)不同阻尼比设计反应谱在5s后出现交叉,大阻尼曲线值高于小阻尼曲线值。 2)阻尼比25%反应谱倾斜下降段按公式计算变为上升段。

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修订后计算表达式不变,仅对参数调整,具体为: 衰减指数由 =0.90.050.05 改为 =0.9;

0.50.36直线下降段的斜率调整系数由

1=0.02(0.05)/8 改为 1=0.02达到了如下效果:

① 阻尼比5%时,与2001版规范完全相同。

② 基本解决长周期段曲线交叉问题,I、II、III类场地在周期接近6s时,基本交于一点,即结构周期超过6s后,阻尼比的变化对结构所受的地震作用基本没有影响,亦即接近或超过6s后,消能减震设计基本不能减少结构所受的地震作用。 ③ 降低了小阻尼比(2%~3.5%,即钢结构和钢-混凝土混合结构)的地震影响系数值,最大降低18%;略微提高6%~10%阻尼比的地震影响系数值,长周期部分最大增幅约5%。

④ 适当降低大阻尼(20%~30%)的地震影响系数值,周期在5Tg以内,基本不变,长周期部分最大降幅约10%,利于消能减震技术的推广。 (2) 特征周期的调整

1)I0类场地特征周期比I类减少0.05s。

2)6、7度与8、9度一样,罕遇地震时要求增加0.05s。 (3) 增加了6度的设计参数和不同验算要求

1)增加了6度不规则建筑需进行截面抗震验算的要求。如果是指存在一项则属的不规则,则相当于要求6度区基本需进行抗震验算。另对同一条文中规定的“建造于IV类场地上较高的高层建筑”需作抗震验算,具体指:大于40米的钢筋混凝土框架结构、大于60米的其他钢筋混凝土结构和高层钢结构,其基本周期可能大于IV类场地的Tg(周期不大于Tg时,地震影响系数与Tg无关,即与场地无关),6度地震作用可能与7度II类场地下的取值相当,如在反应谱的曲线下降段,第一组6度IV类场地地震作用为7度II类场地的 (0.650.90.04)/(0.350.90.08)0.87倍,第三组时则为 (0.90.90.04)/(0.450.90.08)0.93倍,故仍需进行抗震验算。以上在操作上是不存在困难的,实际上6度区(如东莞、增城)均已进行抗震计算验算的。

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0.05

0.081.62)增加了6度罕遇地震的相关参数

如时程分析的加速度峰值为125cm/s2,水平地震影响系数最大值为0.28,最小地震剪力系数为0.008。

(4) 配合大跨度屋盖建筑的设计需要,新增了有关多点、多向地震输入的要求。

第5.1.2条第5款规定“平面投影尺度很大的空间结构应根据结构形式和支承条件,分别按单点一致、多点、多向单点或多向多点输入进行抗震计算。按多点输入计算时,应考虑地震行波效应和局部场地效应。6度和7度I、II类场地的支承结构、上部结构和基础的抗震验算可采用简化方法,根据结构跨度、长度不同,其短边构件可乘以附加地震作用效应系数1.15~1.30;7度III、IV类场地和8、9度时,应采用时程分析方法进行抗震验算”,该条包含如下要点:

1)平面投影尺度很大指:跨度大于120m,或长度大于300m,或悬臂大于40m的结构。 2)结构形式和支承条件

① 周边支承空间结构(网架、网壳、穹顶),当下部支承结构为整体且侧刚不小于上部空间结构2倍时:可用三向单点;

② 周边支承结构当下部支承结构设缝,且每个独立单元侧刚小于上部2倍时:应用三向多点;

③ 两线边支承的空间结构(拱、门式刚(桁)架、圆柱面网壳),支承于独立基础时:应用三向多点;

3)单点一致、多向单点、多点、多向多点

① 单点一致:对基础底部输入一致的加速度反应谱或加速度时程。

② 多向单点:对基础底部三向同时输入,比例为 水平主向:水平次向:竖向=1.00:0.85:0.65。

③ 多点输入:考虑地震行波效应和局部场地效应,对各独立基础或支承结构输入不同的设计反应谱或加速度时程。6、7度I、II类场地,可简化计算,即用单点输入,对短边构件乘以附加系数1.15~1.30;7度III、IV类场地和8、9度区,应用时程分析方法进行多点输入计算。 ④ 多向多点:同时考虑多向和多点输入 4)行波效应

行波效应将使不同点的支承结构或支座的加速度峰值和相位有所不同,从而使不同

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点的设计反应谱或加速度时程不同。多点输入时应考虑最不利组合,且行波效应与潜在震源、传播路径、地质特征有关,当需多点输入时,应对此作专门研究。 5)局部场地效应

独立基础或支承结构下卧土层剖面地质条件相差较大时,需计算求得或修正得到不同的反应谱或加速度时程,再进行多点输入。

(5) 配合大跨度屋盖建筑设计,新增竖向地震作用振型分解反应谱法、竖向作用为

主的地震作用基本组合。

1)竖向振型分解反应谱法:地震影响系数取相应水平向的65%,特征周期均按第一组。 2)竖向地震作用为主的地震作用基本组合的地震作用分项系数:Eh0.5,Ev1.3;而以水平作用为主时,Eh1.3,Ev0.5。 (6) 关于多遇地震下补充时程分析的规定 1)三组时取包络值,七组及以上时取平均值; 2)实际强震记录波不少于2/3;

3)适用范围:特别不规则、特别重要和较高的高层建筑;

4)所谓“补充”指:对底部剪力、楼层剪力和层间位移进行比较,当大于反应谱法时,对相关部位构件的内力和配筋作相应调整;

5)所谓“统计意义上相符”指:多组波的平均反应谱与设计反应谱在对应结构主要振型的周期点上相差不大于20%,不过小也不过大;

6)选波要求满足地震动三要素:频谱特性、有效峰值和持续时间。其中, ① 频谱特性:用反应谱表征,即要满足与规范设计反应谱在统计意义上相符; ② 加速度有效峰值:6-8度区地震波加速度峰值如下表(cm/s2) 设防烈度 小震 中震 大震 6度 18 50 125 7度 35 100 220 8度 70 200 400 一般加速度可根据水平地震影响系数max按下式估算 amaxmax/2.25981(cm/s2)

当按两向或三向输入时,通常加速度最大值的比例为

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水平主向:水平次向:竖向=1.00:0.85:0.65

③ 持续时间:有效持续时间一般从首次达到最大值的10%点算起,到最后一点达到10%为止,要求为基本周期的5~10倍,即顶点位移可按基本周期往复5~10次。更进一步的判断为结构滞回耗能是否进入平稳阶段,如小厂村项目持时取基本周期5倍则是不太足够的。

以上三要素同样适用于动力弹塑性分析。

(7) 配合钢结构构件承载力验算方法的改进,调整了抗震调整系数RE的取值:强度

取0.75,稳定取:0.80。 (8) 最小地震剪力要求的变化

对新的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中关于最小剪重比有关规定的探讨:新《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第5.2.5条规定了7度区基本周期小于3.5s的结构最小地震剪力系数不小于0.016,条文说明中要求:当底部总剪力相差较多时,结构的选型和总体布置需重新调整,不能仅采用乘以增大系数方法处理,对各类结构,包括钢结构,隔震和消能、减震结构均需要遵守。对该条规定我们有如下观点供大家探讨:

1)规范条文说明中提出规定楼层水平地震剪力最小值的原因,是因为地震影响系数在此周期段下降较快,对基本周期大于3.5s的结构,由此计算所得的地震作用结构效应可能太小,因此要求调整剪力或改变结构布置使满足最小值要求,且提出相差较多时,结构布置需调整。

众所周知,一个结构所承受地震作用的大小与它跟场地是否会发生共振密切相关,规范反应谱正是反映了这一基本概念:当结构物的自振周期与场地的卓越周期相同或接近(T=0.1~Tg)时,

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结构因共振而使地震影响系数达到了最大值,当结构物周期小于或大于场地卓越周期时,地震作用均会降低,且两者相差越远则结构遭受的地震作用则越小。因此使建筑物的周期远离场地的卓越周期是减轻建筑物震害的基本设计理念。在强震作用下,结构物因构件屈服导致整体刚度退化而使其遭受的地震作用大幅下降,正是运用了这一基本的概念;另隔震设计更是运用这一概念的典型。若因规范的振型分解反应谱法对地面运动速度和位移可能对长周期结构产生的破坏无法正确估计,这是规范方法的缺陷,应加大相关的研究工作加以完善,或应使调整至最小地震剪力后结构物的反应能包络住速度和位移的不利影响,而不是要求改变结构布置,强行使结构物周期向场地卓越周期靠拢,从而使结构物实际遭受更大的地震作用。如果远离了场地卓越周期的长周期结构抗震是更有利的,实际遭受的地震作用是更小的,那我们就应该加以鼓励,对现行规范方法的缺陷,采用放大系数等手段加以调整,即使比真实情况放大了一些,那么结构的抗震肯定是更安全的;但如果强行加大结构刚度使其周期趋近场地卓越周期,则结构遭受的地震作用是切切实实地因共振而变大了,增加的材料只是用于抵抗因趋向共振而增加的地震作用,甚至增加材料仅仅是为趋向共振而使楼层剪力达到某一数值,实际增加材料致使承载力的提高已远远超过了地震力的增加的话,则材料显然被浪费了。

2)以金名都超限审查的某剪力墙结构塔楼为例,为使剪重比达到或尽量接近1.6%,在该结构所有建筑隔墙的地方均设置了剪力墙(结构布置如下图),墙厚400,结构周期仅由3.6s减小3.4 s,基底剪重比由1.2%增大至 1.3%,仍未达到1.6%。此时最大层间位移角为1/1765 ,仅为规范限值的0.45;标准层剪力墙折算厚度为215mm,比正常层间位移角的现方案增加了8%的砼用量;经验算,剪力墙在弹性中震作用下完全处于弹性。因此可知,基底剪力比尽量向1.6%靠拢后,即使仍未能达到1.6%,结构的刚度和承载力均比现行规范要求的水准有了较大程度的富余,结构变成由剪重比控制了,而且无论是6度还是9度,结构布置可能都是一样的,这显然不甚合理。

3)根据推算可知,1.6%的最小剪重比是按规范水平影响系数计算公式,当T=6Tg时算出来的,自振周期大于6Tg的结构基本需作调整。最小剪重比值应是在对大量具有合理的刚度和承载力的结构进行统计的基础上得出,且对不同高度和结构形式的结构应有更细化的划分(如对1栋20层的结构和40层的结构要求有相同的剪重比,显然是不适宜的),也就是说本工程为45层的超高层结构,1.1%~1.2%的剪重比可能本来就是合理,直接放大至1.6%,则结构更安全了,硬调结构至剪重比为1.6%,一来难以实现,二来材料显然是过于浪费了。

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4)对不同设防烈度的建筑,因对承载力和侧向刚度的要求不同,是否最小剪重比相对水平地震影响系数最大值max的比例也应有所区别,如假定8度区最小剪重比为3.2%(max=0.2)是合适的,则7度区是否可降低为1.2%(max=0.15)

,才使建筑结构的承载力和侧向刚度水平与所遭受地震作用的大小相匹配。因剪重比与max的比值max是反映结构侧向刚度水平(基本周期)的指标,而结构的承载力又与侧向刚度水平密切相关,对结构形式和高度完全相同的结构,当位于不同设防烈度的地区时,因抗震而对结构的侧向刚度和承载力水平的需求显然是不同的,6度区要求较低,9度区要求最高,故宜对max值区别对待,不可一概而论。

从另一个角度看,规范对不同设防烈度区结构的层间位移角限值要求相同,相当于结构的侧向刚度可随地震作用的大小相应变化,6度区刚度可小一些,7度区大一些,8、9度区则更大,因各烈度区地震作用不同;而规范对不同设防烈度区结构最小剪重比与max的比值max又是相同的,相当于要求结构的侧向刚度(基本周期)在不同的地震作用下基本相同,这与前者的规定显然是矛盾的。这导致的后果是:当结构的基本周期超过一定数值后,较低设防烈度区的结构变成由最小剪重比控制了,按此设计出的结构其层间位移角和抗震承载力比规范的要求有较大程度的富余。

因此以为,规范的精神是规定结构应具有合理的抗侧刚度是对的,但应对结构所处地区设防烈度的不同而加以区别对待。

3. 对抗震概念设计和建筑结构延性设计要求的改进

(1) 不规则建筑抗震概念设计的改进 1)扭转不规则注意以下几点:

① 刚性楼盖:楼盖两端位移≤平均位移2倍,否则属柔性楼盖,故并非“刚度无限大”。计算扭转位移比时,楼盖刚度可按实际确定,不限于刚度无限大假定。凹凸不规则或楼板局部不连续时,应采用符合楼板平面内实际刚度的模型(如弹性膜板单元),可根据实际情况分块计算扭转位移比,对扭转较大部位应采用局部的内力增大系数。 ② 扭转位移比计算时,明确改为用“规定水平力作用”计算位移,以避免CQC组合位移有时刚性楼盖中部位移大于角部位移的不合理现象。“规定水平力作用”一般采用CQC组合后的楼层地震剪力换算的水平作用力,并考虑偶然偏心。

③ 偶然偏心取值除采用最大尺寸的5%外,也可考虑具体的平面形状和抗侧力构件的布置调整。该条为偶然偏心的量化确定预留了松动的接口。偶然偏心主要是考虑由于

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施工偏差、荷载偏置等原因引起的偏心作用以及考虑实际地震作用中扭转振动分量的影响。

④ 扭转不规则判断,还可依据楼层质量中心和刚度中心的距离用偏心率大小作为参考方法(详《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》(简称《技术要点》)相关规定)。

2)特别不规则的判断与2010年《技术要点》一致。严重不规则指,形体复杂,多项不规则指标超过本规范3.4.4条上限(具体指同时存在扭转位移比超过1.5,受剪承载力小于上层的0.65倍两项不规则),或某一项大大超过规定值,具有现有技术和经济条件不能克服的严重抗震薄弱环节,可能导致地震破坏的严重后果者。 3)侧向刚度不规则判断,可根据结构特点采用合适的方法:楼层标高处产生单位位移所需水平力,层间位移角变化等。楼层侧向刚度具体来讲有4种算法:剪切刚度、剪弯刚度、剪力比位移、考虑层高修正的剪力比位移,最后一种是新《高规》新增的。

4)明确当层间位移远小于规范限值时,扭转位移比可适当放宽,留了一个可根据实际情况放松的口子。规范未作定量规定,但在有关主编在学习培训课中提到,当层间位移角小于规范限值50%时,扭转位移比大概可放宽10%左右,当然如果位移角很小,还可以进一步放宽。

5)将水平转换构件的内力调整系数的上限由1.5提高到2.0。

6)设防震缝问题:由汶川震害的启示,体型复杂的建筑并不一概提倡设防震缝,总体倾向:①可设可不设时,尽量不设缝。因设缝会使相邻的结构单元在大震下碰撞而产生严重破坏甚至倒塌,后果是灾难性的。不设缝虽使受力复杂,但破坏是局部的,反倒不容易整体倒塌。不设缝时,要求采用的计算分析模型要符合实际,判明应力、变形集中或扭转效应易损部位,采取相应加强措施。②确实需设缝时,缝宽满足规范要求,规范对起步的最小缝宽由70提高到100。算例表明,两栋15m框架结构,小震下的顶部相对最大位移为54.5mm(<100),中震时则为120mm(>100,已超过规定缝宽),大震下的弹塑性最大位移达600mm,远超过100mm,可见强震下分缝结构的碰撞是不可避免的,其最严重的碰撞应在结构摆动达到最大动能(速度最大)时,可以想象,当多栋相邻建筑缝宽为0相互紧挨在一起时,由于相互之间的牵制和约束,反而不容易发生碰撞;而仅2栋建筑相邻时,假定每栋建筑是以原位为中心向两侧摆动时,当建筑相对摆动至原位时可能速度最大,故缝宽为0时碰撞可能是最

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大的,但笔者认为,缝宽按规范定还是按中震定(如算例分别为100和120),两者可能相差不大,故对强震下的碰撞程度没有实质性的影响。 (2) 钢筋混凝土结构的抗震等级划分、内力调整和构造措施的改进 1)抗震等级和最大适用高度

新规范对钢筋混凝土结构的最大适用高度和抗震等级规定分别如表6.1.1和表6.1.2:

主要有如下变化:

① 与《民用建筑设计通则》的规定一致,以24m作为高、多层结构的分界高度,把24m以下的框架-剪力墙、剪力墙和部分框支剪力墙结构,除四级和框支层框架外,抗震等级比2001规范降低一级。注意,抗震等级主要是体现对结构和构件延性要求的不同。

② 补充了8度半(0.3g)的最大适用高度规定。同时,框架结构的最大适用高度有所降低,而板柱-抗震墙的最大适用高度则有较大幅度的提高(约提高1倍)。 ③ 在条文的表述上,明确“×级框架结构”仅指框架结构中的框架,“×级框架”则包括框架结构、框架-抗震墙结构、框支抗震墙结构、框架-核心筒结构和板柱-抗震墙结构中的框架。

④ 明确框架-核心筒结构≤60m时,可按框架-抗震墙设计并确定抗震等级,具体为:框架均降低一级,剪力墙6度降一级,其余不降。 2)对框架与抗震墙组成的结构,明确分为三种情况: ① 个别框架的抗震墙结构

参考新《高规》的相关规定,在“规定的水平力”作用下,底层(嵌固端所在层)框架承担的地震倾覆力矩≤总地震倾覆力矩的10%时,属个别框架的抗震墙结构,其仍属抗震墙结构的范畴,按抗震墙结构设计,设计框架部分时其抗震等级可参照框架-抗震墙结构的框架部分确定。 ② 一般的框架-抗震墙结构

参照新《高规》,当底层框架承担的倾覆力矩相对总地震倾覆力矩大于10%但不大于50%时,属一般框架-抗震墙结构范畴。

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③ 少量抗震墙的框架结构

当底层框架承担的地震倾覆力矩>总地震倾覆力矩的50%时,则为少量抗震墙的框架结构,其仍属框架结构的范畴,应按框架结构进行设计(包括最大适用高度、抗震等级等)。对该类少墙框架结构的设计有如下规定:

a、 框架部分的地震剪力值,宜采用框架结构模型和框架-抗震墙结构模型二者计算结果的较大值。因少量剪力墙可能会在计算中吸收大部分的地震剪力,而实际遭受地震作用时,剪力墙会率先屈服或破坏,塑性内力重分布的结果将使框架的剪力大幅增加,若按框架-剪力墙模型的计算结果设计框架,将使结构偏于不安全,很可能出现一旦剪力墙破坏则整个结构随即破坏的不利现象(类似少筋梁的破坏)。实质上是要满足规范第3.5.2条强制性条文中第2款的规定:“应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力”。 b、 对少量剪力墙的设计,其抗震等级可取与框架部分相同。

c、 在框架结构中设置少量剪力墙,往往是提高侧向刚度满足层间位移角限值的需要,其层间位移角限值需按底层框架部分承担地震倾覆力矩的大小,在框架结构和框架-抗震墙结构两者的限值之间内插。具体操作可为:框架力矩占50%时,按框架-抗震墙的层间位移角限值取1/800,框架力矩为100%时,按框架结构的限值取1/550,框架力矩在50%~100%之间时,限值按此上、下限相应内插。

3)新增了框架-核心筒结构框架部分的地震剪力要求,要求计算时楼层地震剪力最大值不宜小于基底剪力的10%,以避免外框太弱。小于10%时,应提高核心筒剪力,加强边缘构件的配筋;同时调整框架每层剪力不小于基底剪力的15%,因需同时满足6.2.13条,故综合起来的要求为:任一层框架部分承担的地震剪力值,不应小于结构底部总地震剪力的20%和按框架-核心筒结构计算的框架部分各楼层地震剪力中最大值1.5倍二者的较小值,且不小于结构底部总地震剪力的15%,可用表达式表示为:max(min(0.2V0,1.5VFmax),0.15V0)。

4)提高框架结构强柱弱梁、强剪弱弯的内力调整系数和构造要求

① 根据汶川地震的经验,相比2001规范,提高了框架结构中框架柱的内力调整系数,梁和其他结构中框架柱的内力调整系数保持不变。详见表3.1。

② 当一级框架结构和9度的一级框架按实配钢筋验算强柱弱梁和强剪弱弯时,要求梁配筋应计入受压钢筋和相关楼板钢筋的贡献,以免低估梁的抗弯承载力而不能实现

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强柱弱梁和强剪弱弯的预期。(因汶川震害中,出现大量的柱先于梁屈服和破坏的案例)

表3.1 框架内力调整系数变化对比

抗震等级 一级 二级 三级 四级 强柱弱梁 1.7(1.4) 1.5(1.2) 1.3(1.1) 1.2(1.0) 柱嵌固端弯矩 1.7(1.5) 1.5(1.2) 1.3(1.1) 1.2(1.0) 柱强剪 1.5(1.4) 1.3(1.2) 1.2(1.1) 1.1(1.0) 节点核芯 1.5(1.35) 1.3(1.2) 1.2(1.0) 注:括号内为2001规范的数据

③ 甲、乙类建筑(幼儿园、中小学校)以及高度>24m的丙类建筑,不应采用单跨框架结构;高度≤24m的丙类建筑不宜采用单跨框架结构。

④ 除不超2层和四级外,框架柱最小截面尺寸增加100mm,由300mm调为400mm。 ⑤ 柱纵向钢筋的最小总配筋率比2001规范总体有所增加,比较如表3.2、表3.3。 可见,相比2001规范,新规范对框架柱构造配筋的规定有以下变化(抗震等级越低增加越多):

a、采用HRB335级钢时,框架结构中柱、边柱纵筋增加10%~17%;角柱、框支柱和其他结构中柱、边柱不变。

b、采用HRB400级钢时,框架结构中柱、边柱增加17%~30%;角柱、框支柱和其他结构中柱、边柱增加5%~10%。

当采用不同强度等级的钢筋时,有如下规律(抗震越低减少越多): 与采用HRB335级钢相比,

a、采用HRB400级钢时,可减少4%~8%。

b、采用高于HRB400(如HRB500)级钢时,可减少8%~17%。

基于节能环保、降低消耗的理念,系列新规范将大力推广高强钢筋的应用,将彻底淘汰HPB235级钢。实际设计时,可据此及了解到的钢筋市场行情向甲方提出较经济的钢筋等级选用建议。

⑥ 柱轴压比的控制有所加严。 与2001规范相比,主要变化体现为: a、框架结构柱轴压比限值降低0.05。

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表3.2 框架结构柱最小纵筋百分率

抗震等级 一 柱类别 HRB400级钢以下 HRB40HRB40以上 HRB400级钢以下 0级钢 0级钢二 HRB40HRB40以上 HRB400级钢以下 0级钢 0级钢三 HRB40HRB40以上 HRB400级钢以下 0级钢 0级钢四 HRB40HRB40以上 0级钢 0级钢中柱和边柱 新规 1.1 旧规 1.0 1.05 1.0 0.9 0.9 0.85 0.8 0.7 0.8 0.75 0.7 0.6 0.7 0.65 0.6 0.5 —— 0.75 0.7 0.7 —— —— 0.8 1.0 —— 0.7 0.9 —— 0.6 0.8 角柱、框新规 1.2 支柱 旧规 1.2 1.15 1.1 1.1 0.95 0.9 0.9 0.85 0.8 0.8 —— 1.0 —— 0.9

—— 0.8 表3.3 其余结构框架柱最小纵筋百分率

抗震等级 一 柱类别 HRB400级钢以下 HRB40HRB40以上 HRB400级钢以下 0级钢 0级钢二 HRB40HRB40以上 HRB400级钢以下 0级钢 0级钢三 HRB40HRB40以上 HRB400级钢以下 0级钢 0级钢四 HRB40HRB40以上 0级钢 0级钢中柱和边柱 新规 1.0 旧规 1.0 0.95 0.9 0.9 0.8 0.75 0.7 0.7 0.7 0.65 0.6 0.6 0.6 0.55 0.5 0.5 —— 0.75 0.7 0.7 —— —— 0.8 1.0 —— 0.7 0.9 —— 0.6 0.8 角柱、框新规 1.2 支柱

旧规 1.2 1.15 1.1 1.1 0.95 0.9 0.9 0.85 0.8 0.8 —— 1.0 —— 0.9 —— 0.8 b、非框架结构的柱三级降低0.05。

c、增加了四级框架柱的轴压比限值:框架结构柱—0.9,其余框架柱—0.95。 ⑦ 对柱的配箍规定,有如下变化: a、对是否扣除箍筋重叠部分不作要求。

b、箍筋强度设计值的取值不限制在360MPa以内,旧规范当超过360MPa时要求按360MPa计算取值。

c、增加了四级框架柱的箍筋加密区最小配箍特征值要求,取值与三级相同。 ★ 拉筋拉设方式的知识:

I、约束效果最好为同时勾住主筋和箍筋

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II、 其次为拉筋紧靠纵筋勾住箍筋

III、 再次则当拉筋间距符合肢距要求,纵筋与箍筋有可靠拉结时,也可紧靠箍筋勾

住纵筋。

规范要求宜至少采用方式II。 5)提高抗震墙的构造要求

① 增加了三级墙肢的轴压比限值要求,取值同二级为0.6;剪力墙轴压比控制范围由底部加强部位扩大至全高。

② 竖向、横向分布筋(以下将规范的规定全部列出,前面有*号表示与2001规范不同) a、一~三级最小分布筋配筋率为0.25%,四级为0.2%。 *b、高度<24m且剪压比<0.02时,四级允许取0.15%。 c、部分框支剪力墙的剪力墙底部加强部位为0.3%。

*d、竖向分布筋直径不宜小于10mm。这条主要是考虑施工能基本立起来的刚度需求,当采用HRB400级钢时,8mm的竖筋应该也是可以的。

③ 边缘构件的规定(以下将规范的规定全部列出,前面有*号表示与2001规范不同) a、当底层一级墙肢轴压比≤0.2,二、三级墙肢≤0.3时,可不设约束边缘构件。因轴压比较小相当于截面的相对受压区高度较小,则墙肢具有较大的塑性转动变形能力,故即使不设约束边缘构件也有较好的延性和耗能能力。轴压比较大则相当于截面相对受压区高度较大,这时墙肢转动能力变差,即使设置了约束边缘构件,在强震下也可能压溃破坏,故对墙肢规定了轴压比的限值。

*b、将设置约束边缘构件的范围扩大至三级剪力墙,配筋要求与二级相同。 *c、对构造边缘构件纵筋的要求,三级墙肢略有提高,底部加强部位由0.005Ac变为0.006Ac,其他部位由0.004Ac变为0.005Ac;边缘构件尺寸:T型翼墙由从墙边伸出300改为与矩形端相同,即总长度不小于墙厚和400;转角墙从内侧伸出由300改为200,但新高规好象每改,故仅适用于多层结构。

*d、当轴压比相对较小时,如一级≤0.3,二、三级≤0.4,约束边缘构件的尺寸和配箍特征值可相应减小:暗柱lc由0.20hw0.15hw,翼墙或端柱lc由0.15hw0.10hw,配箍特征值v由0.200.12;lc另外两个控制条件有所放宽,由不小于1.5bw和450降为bw(墙厚)和400;当水平分布筋满足锚固要求且设置足够拉筋形成复合箍时,

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其体积可计入体积配箍率,但控制其比例不宜大于总配箍的0.3倍。

*e、在加强部位与一般部位的过渡区(可大体取与加强部位相同的高度,新高规好象是2层可操作性强些),边缘构件尺寸需逐步过渡。 6)对楼梯的有关规定

第3.6.6条第1款规定“计算中应考虑楼梯构件的影响”,条文说明中明确“针对具体结构的不同,“考虑”的结果,楼梯构件的影响可能很大或不大,然后区别对待,楼梯自身应计算抗震,但并不要求一律参与整体结构的计算”,通常对于楼梯作为斜支撑对结构的整体刚度、承载力、规则性影响较大的结构,如框架结构,应参与抗震计算;当楼梯间设置刚度足够大的剪力墙,楼梯对整体刚度的影响甚微时,也可不参与整体抗震计算。当楼梯参与整体计算时,宜取其参与与不参与两者的不利结果作为整体结构和其他构件的设计依据。

第6.1.15条的条文说明中明确“对于框架结构,楼梯构件与主体结构整浇时,梯板起到斜支撑的作用,对结构刚度、承载力、规则性的影响比较大,应参与抗震计算”,“对于楼梯间设置刚度足够大的抗震墙的结构,楼梯构件对结构刚度的影响较小,也可不参与整体抗震计算”,因此,通常对于剪力墙、框架-剪力墙等刚度较大的结构体系(特别是楼梯间设置较强的筒体时。提倡设筒,将地震中作为逃生和救援重要通道的楼梯间人为设计成最牢固可靠的“安全岛”,若能在强震中达到即使其他部位严重破坏而楼梯筒仍屹立不倒的效果,其对人民生命安全的保障意义是十分重大的,作为一个有良心的结构设计者应优先考虑该种布置方案。 (3) 钢结构的抗震等级、内力调整和构造措施的改进

1)补充了7度半(0.15g)和8度半(0.3g)最大适用高度的规定。

2)新增钢结构抗震等级的划分规定,以50m为界,如7度区≤50m为四级,>50m为三级,并规定了相应的内力调整和构造要求。即内力放大系数按四个抗震等级进行归纳整理,构件长细比、板件宽厚比等抗震构造要求也按四个等级进行归纳整理。 3)调整了钢结构的阻尼比

① 多遇地震下,不同高度分别为:

高度≤50m,则=0.04;50m<高度<200m,则=0.03;高度≥200m,则=0.02。 ② 偏心支撑框架部分承担的地震倾覆力矩>50%时,阻尼比尚可增加0.005。 ③ 罕遇地震下的弹塑性分析,阻尼比可取0.05。

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4)增加了约束屈曲支撑的基本设计方法

4. 隔震设计适用范围和隔震后抗震措施的调整

(1) 隔震减震设计,不限于2001版规范的8、9度区

(2) 隔震设计不限用于基本周期小于1.0秒的结构,亦不限于设置在结构第1层以下

部位,如可设于大底盘顶。高宽比不大于4,大震时需严格控制隔震垫的拉应力。 (3) 隔震结构亦需满足最小地震剪力要求,故当隔震前结构的楼层地震剪力已接近或

小于最小地震剪力限值时,设置隔震就失去意义了。IV类场地土进行隔震设计亦需进行专门的论证,因IV类软弱场地特征周期较长,有时对建筑隔震反而会因共振而使地震作用更大。

(4) 修改了水平向减震系数的定义—直接取各层地震剪力(或倾覆力矩)在隔震后前

的最大比值,调整了2001规范隔震后水平地震作用的取值,并依据该系数简化隔震后结构的抗震措施。

(5) 调整隔震、减震元件性能检验的规定

5. 新增若干类结构的抗震设计规定

(1) 大跨度屋盖结构 (2) 地下空间建筑 (3) 框排架厂房

(4) 钢支撑-混凝土框架和钢框架-混凝土筒体结构

注意规范对钢框架-混凝土筒体结构并不是十分推荐,主要原因为:1)国外均用于非地震区或地震低烈度区;2)美国本土应用不多,最高仅24层,认为不宜大于45层或150米;3)从美国排出的延性系数,其延性显著低于钢结构,其抗震性能甚至低于钢筋混凝土框架-剪力墙结构;4)日本对该类体系进行研究后并未推广,并规定如要采用必须经过评定和批准;5)从受力机理上看,钢框架和混凝土筒体的侧向刚度差异较大,如钢框架计算剪力过少,则混凝土筒体表现与普通混凝土结构几乎无差别,甚至更易破坏。因此,规范将该类结构的层间位移角限值定为与钢筋混凝土结构相同,可见大幅降低了其经济性,实际上是限制其广泛应用。

6. 新增有专门要求的建筑进行抗震性能设计的原则要求

进行抗震性能化设计时,应符合以下要求:

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(1) 地震动水准

设计使用年限50年的结构,其多遇地震、设防地震和罕遇地震的地震动参数,可按下表取值(多遇地震当地震安评的结果控制时,按地震安评取值计算):

地震影响 地震 动参数 6度 7度 7度半 8度 影响 加速加速度 影响 加速加速度 影响 加速加速度 影响 加速加速度 2222系数度(cm/s) 系数度(cm/s) 系数度 (cm/s) 系数度 (cm/s) max (g) max (g) max (g) max (g) 多遇地震 0.04 .017 设防地震 0.12 .05 罕遇地震 0.28 .12 18 50 125 0.08 .035 0.23 .1 0.5 .22 35 100 220 0.12 .053 0.34 .15 0.72 .30 55 150 310 0.16 .071 0.45 .2 70 200 400 0.90 .41 (2) 抗震性能目标(指对整体结构的大目标)

高于基本目标的性能目标归纳为4种情况,如下表: 地震水准 多遇地震 设防地震 性能1 完好 性能2 完好 性能3 完好 性能4 完好 完好,正常基本完好,检修轻微损坏,简单轻微至接近中等损使用 后继续使用 修理后继续使用 坏,变形<3[ue] 其破坏需加固后接近严重破坏,大修继续使用 后继续使用 基本完好,轻微至中等破罕遇地震 检修后继续坏,修复后继续使用 使用 (3) 性能设计指标(为达到整体性能目标,对构件在承载力、变形和细部构造方面所

设定的具体指标)

1)对于构件承载力方面的性能设计指标可参考表5.1选用。 2)对于层间位移角的性能设计指标可参考表5.2选用。 3)对于结构构件的细部构造可按表5.3选用。

实际选用时,一般按性能4,但转换梁、框支柱、剪力墙底部加强部位等重要、关键构件和部位,还有主要框架梁等可比承载力性能4有所提高,如中震弹性、大震不屈服等,但变形和细部构造基本按性能4取用即可。

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表5.1 结构构件实现抗震性能要求的承载力参考指标示例

性能要求 性能1 多遇地震 完好,按常规设计 设防地震 完好,承载力按抗震等级调整地震效应的设计值复核 基本完好,承载力按不计抗震等级调整地震效应的设计值复核 轻微损坏,承载力按标准值复核 轻~中等破坏,承载力按极限值复核 罕遇地震 基本完好,承载力按不计抗震等级调整地震效应的设计值复核 轻~中等破坏,承载力按极限值复核 中等破坏,承载力按达到极限值后能维持稳定,降低少于5% 不严重破坏,承载力按达到极限值后基本维持稳定,降低少于10% 性能2 完好,按常规设计 性能3 完好,按常规设计 性能4 完好,按常规设计

表5.2 结构构件实现抗震性能要求的承载力参考指标示例

性能要求 性能1 性能2 性能3 性能4 多遇地震 完好,变形远小于弹性位移限值 完好,变形远小于弹性位移限值 完好,变形明显小于弹性位移限值 完好,变形小于弹性位移限值 设防地震 完好,变形小于弹性位移限值 基本完好,变形略大于弹性位移限值 轻微损坏,变形小于2倍弹性位移限值 轻~中等破坏,变形小于3倍弹性位移限值 罕遇地震 基本完好,变形略大于弹性位移限值 有轻微塑性变形,变形小于2倍弹性位移限值 有明显塑性变形,变形约4倍弹性位移限值 不严重破坏,变形不大于0.9倍塑性变形限值 注:设防地震和罕遇地震下的变形计算,应考虑重力二阶效应,可扣除整体弯曲变形。

表5.3 结构构件实现抗震性能要求的承载力参考指标示例

性能要求 性能1 性破坏 低延性构造。可按常规设计的有关规定降低一度采用,当构件的承载力高于多遇地震提构造的抗震等级 基本抗震构造。可按常规设计的有关规定降低二度采用,但不得低于6度,且不发生脆性能2 高二度时,可按降低二度采用;均不得低于6度,且不发生脆性破坏 中等延性构造。当构件的承载力高于多遇地震提高一度的要求时,可按常规设计的有关性能3 规定降低一度且不低于6度采用,否则仍按常规设计的规定采用 性能4

高延性构造。仍按常规设计的有关规定采用 19

三、 各章节一些主要概念的学习 1. 总则

(1) 取消“对已编制抗震设防区划的城市,可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参

数进行抗震设防”,要求统一按《中国地震动参数区划图》确定,因此,以往可采用的通过地震烈度复核来降低场地设防烈度的路径,恐怕是再也走不通了。 (2) 一些抗震设计的基本概念

1)多遇地震(小震):50年超越概率约63%的地震烈度,相当于重现期为50年,比基本烈度约低1.5度,如7度区的小震相当于5.5度左右。为第一水准烈度。 2)设防地震(中震):50年超越概率约10%的地震烈度,相当于重现期为475年,即“地震基本烈度”,为第二水准烈度。

3)罕遇地震(大震):50年超越概率约2%~3%的地震烈度,相当于重现期为1600年(7度)~2400年(9度),比基本烈度约高1度,为第三水准烈度。

4)结构设计使用年限:在设计时考虑施工完成后正常使用、正常维护情况下不需要大修仍可完成预定功能的保修年限,国内外一般取50年。

5)结构抗震设计基准期:抗震规范确定地震作用取值时选用的统计时间参数,也取为50年,即地震发生的超越概率是按50年统计的。

6)我国目前根据自身的科学水平和经济条件,制定的与三个地震烈度水准相应的基本抗震性能目标为:小震不坏,中震可修,大震不倒,为最低的抗震要求,具体含义详见下表:

地震烈度水准 抗震性能目标 多遇地震 设防地震 罕遇地震 相应的计算分析状态

不受损坏或不需修理可可能发生损坏,但经不致倒塌或发生危及继续使用 一般性修理仍可继续生命的严重破坏 使用 结构可视为弹性体系,采结构进入非弹性阶结构有较大的非弹性用弹性反应谱进行弹性段,但非弹性变形或变形,但应控制在规分析 结构的损坏控制在可定的范围,以免倒塌 修复范围 20

7)目前我国规范的抗震设计原则为:采用二阶段设计满足三水准设防目标

三水准设防目标:小震不坏,中震可修,大震不倒

二阶段设计:第一阶段设计为承载力验算,采用小震参数进行弹性计算,并用分项系数设计表达式进行构件承载力抗震验算,既满足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的目标。大多数结构可只进行第一阶段设计,而通过概念设计的抗震构造措施来满足第三水准要求。

第二阶段设计是弹塑性变形验算。对地震时易倒塌结构、有明显薄弱层的不规则结构及有专门要求的建筑,还要进行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,实现第三水准要求。

3. 基本规定

3.1 建筑抗震设防分类和设防标准

乙类仅提高抗震措施与一些国家仅提高地震作用不同,提高抗震措施着眼于加强结构薄弱部位,提高结构的延性和耗能能力,经济而有效;提高地震作用则使结构各构件均全面增加材料,提高结构承载力,投资增加的效果不如前者。 3.2 地震影响

1)对地震影响的表征如下

设防烈度的设计基本加速度 地震影响 场地类别

特征周期 震级 设计地震分组 震中距

其中,设计地震分组与震级、震中距的关系为 大震级,远震中距——远震,设计地震分组较大; 中、小震级,近震中距——近震,设计地震分组较小。

震害表明,相同场地、相同烈度的条件下,远震比近震的震害要严重得多。 3.3 场地和地基

(1) 场地:具有相似反应谱特征的房屋群体所在地,范围相当于厂区、居民点、自然

村,在平坦地区一般≥1平方公里。

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地震动 (2) 建筑破坏的两大主因

场地条件:地表错动、地裂、不均匀沉陷、滑坡、粉

砂土液化、泥石流等

(3) 场地的分类 有利地段 一般地段

场地 不利地段:提出避让要求,无法避开时采取有效措施 危险地段:严禁建甲、乙类和住宅建筑,不应建丙类建筑 (4) 抗震措施与抗震构造措施的区别:

抗震措施主要包括(与抗震等级有关):内力调整系数和抗震构造措施,此外,结构选型、结构布置、适用高度、抗震等级、地基抗液化措施等,均属抗震措施的范畴,区别于抗震计算。

抗震构造措施:不需计算而采取的细部构造,属于抗震措施内容的一部分,主要为按抗震等级来确定的:构件尺寸、高厚比、轴压比、长细比、板件宽厚比,构造柱和圈梁的布置和配筋,纵筋配筋率、箍筋配筋率、钢筋直径、间距等构造和连接要求。 (5) 同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基,采用时应根据沉降差异,采

取相应措施:1)验算不均匀沉降;2)采取措施:设置沉降缝、沉降后浇带、加强配筋等。

(6) 山区建筑场地和地基要求 1)设置边坡工程

2)边坡附近基础应进行稳定性验算

3)基础与土质、强风化岩质边坡边缘留有足够的安全距离 4)设计时,边坡坡角和摩擦角应按地震烈度进行修正。 3.4 建筑形体及其构件布置的规则性

(1) 规则建筑结构:平面和立面形状简单,平面布置基本对称,抗侧力体系的刚度和

承载力上下变化连续、均匀。即平、立、剖没有明显、实质的不连续(突变)。 (2) 不规则、特别不规则和严重不规则的定义

1)不规则建筑:建筑结构存在扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续、侧向刚度

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不规则、竖向抗侧力构件不连续、楼层承载力突变中其中一项不规则,则属不规则建筑。

2)特别不规则建筑:当存在多项不规则或某项不规则超过规定的参考指标较多时,属特别不规则建筑,其具体的判断指标与2010年《技术要点》的规定一致。 3)严重不规则建筑:具体指扭转位移比>1.5且楼层承载力突变<65%,或某一项大大超标。 3.5 结构体系

(1) 多道防线的概念

1)整个抗震结构体系由若干延性较好的分体系组成,并由延性较好的构件连接协同工作。如

延性框架 框架-剪力墙结构 框架梁联系 剪力墙

剪力墙结构 多个短肢墙 连梁联系 延性框架

框架-支撑结构 框架梁联系 支撑 延性框架

框架-筒体 框架梁联系 筒体 2)抗震结构体系具有最大可能数量的内部、外部赘(zui)余度(即超静定次数),有意识建立系列塑性屈服区(如连梁),使结构大量耗能。

设计计算时,需考虑部分构件出现塑性变形后的内力重分布(如框架-剪力墙结构,剪力墙作为第1道防线首先出现塑性开展后,内力重分布结果使剪力墙承担的水平剪力减少而框架柱的剪力增加),使各分体系抗震承载力之和大于弹性计算的数值(如框架-剪力墙结构的框架柱0.2Q0剪力调整)。 (2) 薄弱层(薄弱部位)概念

1)结构在强震下不存在强度安全储备,楼层实际承载力与计算弹性受力之比突变时,

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或楼层实际承载力比上一层突然降低较多时,会因强震下的塑性内力重分布导致塑性变形在该处集中,称为薄弱层(薄弱部位),是强震时首先可能破坏的部位。 2)要防止局部加强而忽视整个结构各部位刚度、强度的协调。以日本阪神地震某建筑第五层倒塌为例说明。

3)在抗震设计中应控制薄弱层(薄弱部位)既有足够的变形能力,又不使薄弱层发生转移。

宜使结构两个主轴方向的动力特性相近的规定,主要是考虑有些建筑结构,横向抗侧力构件很多而纵向很少,强震中往往发生纵向破坏。故当结构由于体型的客观原因,导致两向的周期有一定差异,只要两向的抗侧力构件均具有足够的抗震承载力时,则仍是合理的,不必强行调整至两向接近。当两向的尺度相差较大时,这样的要求是不合理的,也是不切实际的。

(3) 提高结构构件变形能力和延性的原则:

1)力求避免构件先行发生脆性破坏:包括①混凝土压碎;②混凝土构件剪切破坏;③钢筋锚固拉脱(粘结破坏);④混凝土构件的失稳破坏;⑤钢结构杆件的压屈破坏或局部失稳。

2)保证强连接弱构件。 3.6 结构分析

对抗震计算分析的正确态度应为:

(1) 计算总是一种比较粗略的估计,不必过分追求数值精确。

由于地震动的不确定性,地震破坏作用、结构破坏机理的复杂性,以及计算模型各种假定与实际的差异,迄今为止,不论计算理论和工具如何发展,计算怎样严格,计算结果总还是一种粗略的估计,供抗震设计参考,不可完全迷信。计算包括常规的弹性计算和高端的弹塑性分析。

(2) 从工程震害看,这样的抗震计算分析和验算又是有成效的,故不可轻视和否定。

总结为:不迷信,不轻视。 3.7 非结构构件

填充墙的不合理设置指:①墙不到顶而形成短柱;②明显不对称布置造成刚度偏置或质心与刚心偏离过大,从而导致扭转效应过大;③上部住宅密集的隔墙使其弹性刚度远大于底部的架空层,致使底部架空层成为薄弱层而在强震中率先破坏。

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填充墙的设置影响整个框架结构的动力性能和抗震性能。 3.8 隔震与消能减震设计

对于隔震和消能减震,新规范取消了8、9度适用的限制。 3.9 结构材料与施工

(1) 对钢筋若干性能指标的控制

1)控制抗拉强度实测值/屈服强度实测值≥1.25,是为保证塑性铰有足够的转动和耗能能力。

2)控制屈服强度实测值/屈服强度标准值≤1.3,是为保证强柱弱梁、强剪弱弯规定的内力调整得以奏效。

3)伸长率是钢筋延性的重要指标。

钢材的规定与钢筋类似。

(2) 强度等级越高,混凝土的脆性特征越明显,根据现有的试验研究和工程经验,现

阶段混凝土墙体的强度等级不宜>C60,其他构件不宜>C70。 (3) 出于节能的考虑,箍筋不推荐采用HPB235级钢。

(4) 因Q235A和Q345A钢不保证冲击韧性和延性性能的基本要求,且Q235A钢不保证

焊接要求,故不建议采用。

(5) 强制规定,钢筋代换应按等承载力原则,以避免无法实现强柱弱梁、强剪弱弯或

发生混凝土的脆性破坏(如混凝土压碎)。

(6) 钢板厚度≥40时,需符合Z15级钢板厚度方向截面收缩率。

(7) 新增要求验算一级剪力墙和转换层楼板与落地墙体交接处水平施工缝的受剪承

载力。

3.10 建筑抗震性能化设计 (1) 非线性分析的局限性

计算模型和参数的选用存在不少经验因素,缺少从强震记录、设计施工资料到实际震害的验证,因地震动的不确定性、地震破坏作用和结构破坏机理的复杂性,故对结构性能的判断难以十分准确。建议选用性能目标时宜偏于安全一些。 (2) 实际抗震经验表明,现时幕墙的柔性连接,基本可保证大震不坏。

(3) 提出:大震弹塑性时程分析时,不宜直接把弹塑性位移计算值视为实际值,建议

按以下方法确定参考值:用同一软件、同一波形进行小震弹性和大震弹塑性计算,

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得到同一波形、同一部位弹塑性与弹性的比值,将比值取平均或包络值,再乘以反应谱法计算的该部位的小震位移,得到该部位大震弹塑性位移参考值。

4. 场地、地基和基础

4.1 场地

(1) 抗震场地分类的具体范围

1)有利地段:稳定基岩,坚硬土,开阔、平坦、密实、均匀的中硬土 2)一般地段:其余地段

3)不利地段:软弱土,液化土,条状突出的山嘴,高耸孤立的山丘,陡坡,陡坎,河岸和边坡的边缘,平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层(含故河道、疏松的断层破碎带、暗埋的潭滨沟谷和半填半挖地基),高含水量的可塑黄土,地表存在结构性裂缝等

4)危险地段:地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表位错的部位

(2) 在局部突出的地形上建造建筑时,强制规定需考虑地震的增大,增大系数可按下

式计算

=1

其中按H和H/L查表, 按L1/H的大小取不同值,具体详见第4.1.8条的条文说明。

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(3) 场地类别:由土层软硬程度和覆盖层厚度两个因素决定,其中土层软硬程度不再

采用“场地土类型”(如中硬土、中软土等)反映,而一律采用“土层的等效剪切波速”来表征。 4.4 桩基

(1) 砂土液化时桩基承载力验算的两个概念:

1)地震时土尚未液化,只是刚度比未液化时下降很多,故对液化土的刚度作折减,计算此时桩的竖向承载力和水平抗力。

2)震后土才真正液化,沿桩与基础四周出现喷砂冒水的排水现象,此时桩身摩阻力大减,故不计算液化土层的全部摩阻力验算单桩竖向承载力。 桩基按两者的不利值设计。

5. 地震作用和结构抗震验算

(1) 相邻振型周期比为0.85时,耦联系数大约为0.27,故周期比<0.85时,两振型的

相互影响不大,可采用SRSS方法(即不考虑耦联)进行振型组合;当周期比为0.9时,耦联系数约增大一倍为0.5,两振型的互相影响不可忽略,需采用CQC法(即考虑耦联)进行组合。

(2) 偶然偏心主要是为了考虑以下3个原因: 1)因施工时测量的误差而产生偏心; 2)因使用时荷载的不均匀布置而产生偏心; 3)地震时实际可能存在的地面运动扭转分量的影响。

(3) 第一扭转周期T:当T0.75TX1或T0.75TY1,或者T1.33TX2或

T1.33TY2,则均需考虑双向地震作用下的扭转耦联效应。

(4) 对多遇地震作用下弹性层间位移角限值的有关条文说明:

1)以钢筋混凝土结构构件(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的限值。

2)依据国内外大量试验研究和有限元分析的结果。

3)以弯曲变形为主的高层建筑(如高度超过150m或高宽比大于6的高层建筑),可以扣除结构整体弯曲变形。如未扣除,层间位移角限值应可有所放宽(规范未提出扣除的具体方法,若考虑放宽,建议可参照省补充规定的数值进行取值)。

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(5) 需进行罕遇地震下弹塑性变形验算的范围:

与我司常见建筑有关的有,

应:1)H>150m的结构;2)按隔震和消能减震设计的结构。

宜:1)8度I、II类场地和7度H>100m,且竖向不规则;2)板柱-抗震墙结构;3)不规则的地下建筑结构及地下空间综合体。

(6) 对罕遇地震下结构弹塑性层间位移角限值的有关条文说明:

1)以构件(梁、柱、剪力墙)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。

2)钢筋混凝土结构构件的弹塑性变形,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。 3)轴压比和配箍率是影响结构层间极限位移角的最主要因素。 4)限值是依据震害经验、试验研究和计算分析结果而制定的。

6. 多层和高层钢筋混凝土房屋

(1) 剪力墙底部加强部位的概念

剪力墙的受力和变形特征大致接近沿建筑全高的长细比较大的悬臂构件,但由于连梁的约束,弯矩图会在每楼层处发生锯齿状的变化,并可能会在中、上部楼层形成反弯点,如右图的联肢墙所示。因此剪力墙首先屈服出现塑性铰的部位一般在计算嵌固端以上一定高度范围内,设计时将墙体底部可能出现塑性铰的高度范围作为底部加强部位,提高其抗剪承载力,加强其抗震构造措施,使其具有较大的弹塑性变形能力,从而提高整个结构的抗地震倒塌能力。

(2) 对“抗震墙基础,应有良好的整体性能

和抗转动能力”的理解

个人理解该条主要对剪力墙下单桩基础的情况加以限制,因墙下的单桩基础由于转动

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刚度较小,可能在地震下会产生较大的转动,从而降低剪力墙的抗侧刚度,对内力和位移都将产生不利影响,故宜尽量避免,宁可做成桩距较小的两桩,一方面要求施工时跳挖,另一方面则在设计时对桩周摩阻力作1/4的折减(偏于安全)。若确实不能避免采用墙下单桩,则建议应采取措施保证墙底约束构件(桩+两侧基础梁或柱上板带)的转动刚度至少大于剪力墙的2倍,才可将墙底视作嵌固端。 (3) 对于“强柱弱梁”

当柱轴压比<0.15包括顶层柱,其具有较大的变形能力,故允许先出现塑性铰;框支梁因刚度和承载力较大,难以做到强柱弱梁,且当框支墙直接落在柱上时,更易在柱端首先出现塑性铰,故规范着重加强框支柱的延性构造,使其具有大的塑性变形能力。

(4) 剪力墙组合弯矩的调整

剪力墙截面组合弯矩的调整

问题:1.塑性铰集中在墙底以上不 问题:1. 塑性铰集中在墙底以上不 解决:1.使墙肢塑性铰在底部加强

大的范围;2.与加强部位相邻的一 大的范围;2.紧邻的一般部位弯矩 部位的范围内得到发展,不过 般部位弯矩过大,造成截面过大或 可能小于加强部位弯矩,造成先行 度集中,提高塑性变形能力; 配筋困难。 屈服。 2.避免紧邻的一般部位先于加强

部位屈服。

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(5) 计算地震内力时,连梁刚度可折减;计算位移时,连梁刚度可不折减。如部分连

梁尚不能满足剪压比限值,可采用双连梁、多连梁布置,还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(用减小梁截面模拟实现)。

(6) 抗震墙应加入端部翼墙、端柱共同工作。“每侧由墙面算起,可取相邻抗震墙净

间距的一半、至门窗洞口的墙长度及抗震墙总高度的15%三者最小值”。 (7) 梁的延性也就是变形能力的大小取决梁端的塑性转动量,而塑性转动能力主要与

截面相对受压区高度有关,当为0.25~0.35时,梁的位移延性系数可达3~4。

试验和震害表明,梁端破坏主要集中于(1.5~2.0)hb的范围,当箍筋间距小于6d~8d时,混凝土压溃前受压钢筋一般不致压屈。

(8) 2.5%的最大配筋率限值改为非强条,且由“不应”改为“不宜”,超过2.5%的前

提是仍能满足强剪弱弯和相对受压区高度的要求。新《高规》规定不应>2.75%,且>2.5%时,受压筋至少为受拉筋的一半。

13. 非结构构件

(1) 本规范对非结构构件的抗震设计主要指非结构构件与主体结构的连接件及其锚

固设计,不直接涉及非结构构件自身的抗震内容。

(2) 规范原则为:一般尽量减少非结构构件的地震作用计算和构件抗震验算范围。7

度区需验算的非结构构件大致如下: 1)幕墙及其连接;

2)附着于高层建筑的重型商标、标志、信号等支架; 3)电梯提升设备的锚固件、高层建筑的电梯构件及锚固;

4)建筑附属设备自重超过1.8kN或其体系自振周期大于0.1秒的设备支架、基座及其锚固。

5)非结构构件自身的地震作用可采用等效侧力法 F12maGx 其中120.6~4.8。

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