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    建筑抗震設計規范

    點擊目錄可直接跳轉到相應章節 加入收藏 規范號GB 50011-2010

    目 錄

     

    前言

    1、總則

    2、術語和符號

    3、基本規定

    4、場地、地基和基礎

    5、地震作用和結構抗震驗算

    6、多層和高層鋼筋混凝土房屋

    7、多層砌體房屋和底部框架砌體房屋

    8、多層和高層鋼結構房屋

    9、單層工業廠房

    10、空曠房屋和大跨屋蓋建筑

    11、土、木、石結構房屋

    12、隔振和消能減震設計

    13、非結構構件

    14 地下建筑

    附錄A 我國主要城鎮抗震設防烈度、設計基本地震加速度和設計地震分組

    附錄B 高強混凝土結構抗震設計要求

    附錄C 預應力混凝土結構抗震設計要求

    附錄D 框架梁柱節點核芯區截面抗震驗算

    附錄E 轉換層結構的抗震設計要求

    附錄F 配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻房屋抗震設計要求

    附錄G 鋼支撐-混凝土框架和鋼框架-鋼筋混凝土核心筒結構房屋抗震設計要求

    附錄H 多層工業廠房抗震設計要求

    附錄J 單層廠房橫向平面排架地震作用效應調整

    附錄K 單層廠房縱向抗震驗算

    附錄L 隔震設計簡化計算和砌體結構隔震措施

    附錄M 實現抗震性能設計目標的參考方法

    本規范用詞說明

    引用標準名錄

     

    中華人民共和國國家標準


    建筑抗震設計規范


    Code for seismic design of buildings


    GB 50011-2010


    主編部門:中華人民共和國住房和城鄉建設部

    批準部門:中華人民共和國住房和城鄉建設部

    施行日期:2 0 1 0 年 1 2 月 1 日


    中華人民共和國住房和城鄉建設部


    公 告


    609號


    關于發布國家標準《建筑抗震設計規范》的公告


        現批準《建筑抗震設計規范》為國家標準,編號為GB 50011-2010,自2010年12月1日起實施。其中,第1.0.2、 1.0.4、 3.1.1、 3.3.1、 3.3.2、 3.4.1、 3.5.2、 3.7.1、3.7.4、 3.9.1、 3.9.2、 3.9.4、 3.9.6、 4.1.6、 4.1.8、 4.1.9、4.2.2、 4.3.2、 4.4.5、 5.1.1、 5.1.3、 5.1.4、 5.1.6、 5.2.5、5.4.1、 5.4.2、 5.4.3、 6.1.2、 6.3.3、 6.3.7、 6.4.3、 7.1.2、7.1.5、 7.1.8、 7.2.4、 7.2.6、 7.3.1、 7.3.3、 7.3.5、 7.3.6、7.3.8、 7.4.1、 7.4.4、 7.5.7、 7.5.8、 8.1.3、 8.3.1、8.3.6、8.4.1、 8.5.1、 10.1.3、 10.1.12、 10.1.15、12.1.5、12.2.1、12.2.9條為強制性條文,必須嚴格執行。原《建筑抗震設計規范》GB 50011-2001同時廢止。

        本規范由我部標準定額研究所組織中國建筑工業出版社出版發行。



    中華人民共和國住房和城鄉建設部

    2010年5月31日

     

    前 言

        本規范系依據原建設部《關于印發(2006年工程建設標準規范制訂、修訂計劃(第一批)>的通知》 (建標[2006]77號)的要求,由中國建筑科學研究院會同有關的設計、勘察、研究和教學單位對《建筑抗震設計規范》GB 50011-2001進行修訂而成。

        修訂過程中,編制組總結了2008年汶川地震震害經驗,對災區設防烈度進行了調整,增加了有關山區場地、框架結構填充墻設置、砌體結構樓梯間、抗震結構施工要求的強制性條文,提高了裝配式樓板構造和鋼筋伸長率的要求。此后,繼續開展了專題研究和部分試驗研究,調查總結了近年來國內外大地震(包括汶川地震)的經驗教訓,采納了地震工程的新科研成果,考慮了我國的經濟條件和工程實踐,并在全國范圍內廣泛征求了有關設計、勘察、科研、教學單位及抗震管理部門的意見,經反復討論、修改、充實和試設計,最后經審查定稿。

        本次修訂后共有14章12個附錄。除了保持2008年局部修訂的規定外,主要修訂內容是:補充了關于7度(0.15g)和8度(0.30g)設防的抗震措施規定,按《中國地震動參數區劃圖》調整了設計地震分組;改進了土壤液化判別公式;調整了地震影響系數曲線的阻尼調整參數、鋼結構的阻尼比和承載力抗震調整系數、隔震結構的水平向減震系數的計算,并補充了大跨屋蓋建筑水平和豎向地震作用的計算方法;提高了對混凝土框架結構房屋、底部框架砌體房屋的抗震設計要求;提出了鋼結構房屋抗震等級并相應調整了抗震措施的規定;改進了多層砌體房屋、混凝土抗震墻房屋、配筋砌體房屋的抗震措施;擴大了隔震和消能減震房屋的適用范圍;新增建筑抗震性能化設計原則以及有關大跨屋蓋建筑、地下建筑、框排架廠房、鋼支撐-混凝土框架和鋼框架-鋼筋混凝土核心筒結構的抗震設計規定。取消了內框架磚房的內容。

        本規范中以黑體字標志的條文為強制性條文,必須嚴格執行。

        本規范由住房和城鄉建設部負責管理和對強制性條文的解釋,中國建筑科學研究院負責具體技術內容的解釋。在執行過程中,請各單位結合工程實踐,認真總結經驗,并將意見和建議寄交北京市北三環東路30號中國筑科學研究院國家標準《建筑抗震設計規范》管理組(郵編:100013,E-mail:GB50011-cabr@163.com)。

        主編單位:中國建筑科學研究院

        參編單位:中國地震局工程力學研究所、中國建筑設計研究院、中國建筑標準設計研究院、北京市建筑設計研究院、中國電子工程設計院、中國建筑西南設計研究院、中國建筑西北設計研究院、中國建筑東北設計研究院、華東建筑設計研究院、中南建筑設計院、廣東省建筑設計研究院、上海建筑設計研究院、新疆維吾爾自治區建筑設計研究院、云南省設計院、四川省建筑設計院、深圳市建筑設計研究總院、北京市勘察設計研究院、上海市隧道工程軌道交通設計研究院、中建國際(深圳)設計顧問有限公司、中冶集團建筑研究總院、中國機械工業集團公司、中國中元國際工程公司、清華大學、同濟大學、哈爾濱工業大學、浙江大學、重慶大學、云南大學、廣州大學、大連理工大學、北京工業大學

        主要起草人:黃世敏 王亞勇(以下按姓氏筆畫排列)丁潔民 方泰生 鄧華 葉燎原 馮遠 呂西林 劉瓊祥 李亮 李惠 李霆 李小軍 李亞明 李英民 李國強 楊林德 蘇經宇 肖偉 吳明舜 辛鴻博 張瑞龍 陳炯 陳富生 歐進萍 郁銀泉 易方民 羅開海 周正華 周炳章 周福霖 周錫元 柯長華 婁宇 姜文偉 袁金西 錢基宏 錢稼茹 徐建 徐永基 唐曹明 容柏生 曹文宏 符圣聰 章一萍 葛學禮 董津城 程才淵 傅學怡 曾德民 竇南華 蔡益燕 薛彥濤 薛慧立 戴國瑩

     

        主要審查人:徐培福 吳學敏 劉志剛(以下按姓氏筆畫排列)劉樹屯 李黎 李學蘭 陳國義 侯忠良 莫庸 顧寶和 高孟譚 黃小坤 程懋堃

     


    1.0.1 為貫徹執行國家有關建筑工程、防震減災的法律法規并實行以預防為主的方針,使建筑經抗震設防后,減輕建筑的地震破壞,避免人員傷亡,減少經濟損失,制定本規范。
        按本規范進行抗震設計的建筑,其基本的抗震設防目標是:當遭受低于本地區抗震設防烈度的多遇地震影響時,主體結構不受損壞或不需修理可繼續使用;當遭受相當于本地區抗震設防烈度的設防地震影響時,可能發生損壞,但經一般性修理仍可繼續使用;當遭受高于本地區抗震設防烈度的罕遇地震影響時,不致倒塌或發生危及生命的嚴重破壞。使用功能或其他方面有專門要求的建筑,當采用抗震性能化設計時,具有更具體或更高的抗震設防目標。

    1.0.2 抗震設防烈度為6度及以上地區的建筑,必須進行抗震設計。

    1.0.3 本規范適用于抗震設防烈度為6、7、8和9度地區建筑工程的抗震設計以及隔震、消能減震設計。建筑的抗震性能化設計,可采用本規范規定的基本方法。
        抗震設防烈度大于9度地區的建筑及行業有特殊要求的工業建筑,其抗震設計應按有關專門規定執行。
        注:本規范“6度、7度、8度、9度”即“抗震設防烈度為6度、7度、8度、9度”的簡稱。

    1.0.4 抗震設防烈度必須按國家規定的權限審批、頒發的文件(圖件)確定。

    1.0.5 一般情況下,建筑的抗震設防烈度應采用根據中國地震動參數區劃圖確定的地震基本烈度(本規范設計基本地震加速度值所對應的烈度值)。

    1.0.6 建筑的抗震設計,除應符合本規范要求外,尚應符合國家現行有關標準的規定。
     
     


    2.1 術 語


    2.1.1 抗震設防烈度 seismic precautionary intensity

        按國家規定的權限批準作為一個地區抗震設防依據的地震烈度。一般情況,取50年內超越概率10%的地震烈度。


    2.1.2 抗震設防標準 seismic precautionary criterion

        衡量抗震設防要求高低的尺度,由抗震設防烈度或設計地震動參數及建筑抗震設防類別確定。


    2.1.3 地震動參數區劃圖 seismic ground motion parameter zonation map

        以地震動參數(以加速度表示地震作用強弱程度)為指標,將全國劃分為不同抗震設防要求區域的圖件。


    2.1.4 地震作用 earthquake action

        由地震動引起的結構動態作用,包括水平地震作用和豎向地震作用。


    2.1.5 設計地震動參數 design parameters of ground motion

        抗震設計用的地震加速度(速度、位移)時程曲線、加速度反應譜和峰值加速度。


    2.1.6 設計基本地震加速度 design basic acceleration of ground motion

        50年設計基準期超越概率10%的地震加速度的設計取值。


    2.1.7 設計特征周期 design characteristic period of ground motion

        抗震設計用的地震影響系數曲線中,反映地震震級、震中距和場地類別等因素的下降段起始點對應的周期值,簡稱特征周期。


    2.1.8 場地 site

        工程群體所在地,具有相似的反應譜特征。其范圍相當于廠區、居民小區和自然村或不小于1.0km2的平面面積。


    2.1.9 建筑抗震概念設計 seismic concept design of buildings

        根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想,進行建筑和結構總體布置并確定細部構造的過程。


    2.1.10 抗震措施 seismic measures

        除地震作用計算和抗力計算以外的抗震設計內容,包括抗震構造措施。


    2.1.11 抗震構造措施 details of seismic design

        根據抗震概念設計原則,一般不需計算而對結構和非結構各部分必須采取的各種細部要求。

     

    2.2 主要符號

    2.2.1 作用和作用效應 

    2. 2. 2 材料性能和抗力

      

     

    3 基本規定


    3.1 建筑抗震設防分類和設防標準


    3.1.1 抗震設防的所有建筑應按現行國家標準《建筑工程抗震設防分類標準》GB 50223確定其抗震設防類別及其抗震設防標準。


    3.1.2 抗震設防烈度為6度時,除本規范有具體規定外,對乙、丙、丁類的建筑可不進行地震作用計算。

     

     

    3.2 地震影響

    3.2.1 建筑所在地區遭受的地震影響,應采用相應于抗震設防烈度的設計基本地震加速度和特征周期表征。

    3.2.2 抗震設防烈度和設計基本地震加速度取值的對應關系,應符合表3.2.2的規定。設計基本地震加速度為0.15g和0.30g地區內的建筑,除本規范另有規定外,應分別按抗震設防烈度7度和8度的要求進行抗震設計。


    3.2.3 地震影響的特征周期應根據建筑所在地的設計地震分組和場地類別確定。本規范的設計地震共分為三組,其特征周期應按本規范第5章的有關規定采用。

    3.2.4 我國主要城鎮(縣級及縣級以上城鎮)中心地區的抗震設防烈度、設計基本地震加速度值和所屬的設計地震分組,可按本規范附錄A采用。
     
    3.3 場地和地基

    3.3.1 選擇建筑場地時,應根據工程需要和地震活動情況、工程地質和地震地質的有關資料,對抗震有利、一般、不利和危險地段做出綜合評價。對不利地段,應提出避開要求;當無法避開時應采取有效的措施。對危險地段,嚴禁建造甲、乙類的建筑,不應建造丙類的建筑。

    3.3.2 建筑場地為Ⅰ類時,對甲、乙類的建筑應允許仍按本地區抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施;對丙類的建筑應允許按本地區抗震設防烈度降低一度的要求采取抗震構造措施,但抗震設防烈度為6度時仍應按本地區抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施。

    3.3.3 建筑場地為Ⅲ、Ⅳ類時,對設計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區,除本規范另有規定外,宜分別按抗震設防烈度8度(0.20g)和9度(0.40g)時各抗震設防類別建筑的要求采取抗震構造措施。

    3.3.4 地基和基礎設計應符合下列要求:
        1 同一結構單元的基礎不宜設置在性質截然不同的地基上。
        2 同一結構單元不宜部分采用天然地基部分采用樁基;當采用不同基礎類型或基礎埋深顯著不同時,應根據地震時兩部分地基基礎的沉降差異,在基礎、上部結構的相關部位采取相應措施。
        3 地基為軟弱黏性土、液化土、新近填土或嚴重不均勻土時,應根據地震時地基不均勻沉降和其他不利影響,采取相應的措施。

    3.3.5 山區建筑的場地和地基基礎應符合下列要求:
        1 山區建筑場地勘察應有邊坡穩定性評價和防治方案建議;應根據地質、地形條件和使用要求,因地制宜設置符合抗震設防要求的邊坡工程。
        2 邊坡設計應符合現行國家標準《建筑邊坡工程技術規范》GB 50330的要求;其穩定性驗算時,有關的摩擦角應按設防烈度的高低相應修正。
        3 邊坡附近的建筑基礎應進行抗震穩定性設計。建筑基礎與土質、強風化巖質邊坡的邊緣應留有足夠的距離,其值應根據設防烈度的高低確定,并采取措施避免地震時地基基礎破壞。

    3.4 建筑形體及其構件布置的規則性

    3.4.1 建筑設計應根據抗震概念設計的要求明確建筑形體的規則性。不規則的建筑應按規定采取加強措施;特別不規則的建筑應進行專門研究和論證,采取特別的加強措施;嚴重不規則的建筑不應采用。
        注:形體指建筑平面形狀和立面、豎向剖面的變化。

    3.4.2 建筑設計應重視其平面、立面和豎向剖面的規則性對抗震性能及經濟合理性的影響,宜擇優選用規則的形體,其抗側力構件的平面布置宜規則對稱、側向剛度沿豎向宜均勻變化、豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小、避免側向剛度和承載力突變。
        不規則建筑的抗震設計應符合本規范第3.4.4條的有關規定。

    3.4.3 建筑形體及其構件布置的平面、豎向不規則性,應按下列要求劃分:
        1 混凝土房屋、鋼結構房屋和鋼-混凝土混合結構房屋存在表3.4.3-1所列舉的某項平面不規則類型或表3.4.3-2所列舉的某項豎向不規則類型以及類似的不規則類型,應屬于不規則的建筑。

        2 砌體房屋、單層工業廠房、單層空曠房屋、大跨屋蓋建筑和地下建筑的平面和豎向不規則性的劃分,應符合本規范有關章節的規定。

        3 當存在多項不規則或某項不規則超過規定的參考指標較多時,應屬于特別不規則的建筑。


    3.4.4 建筑形體及其構件布置不規則時,應按下列要求進行地震作用計算和內力調整,并應對薄弱部位采取有效的抗震構造措施:

        1 平面不規則而豎向規則的建筑,應采用空間結構計算模型,并應符合下列要求:

            1)扭轉不規則時,應計入扭轉影響,且樓層豎向構件最大的彈性水平位移和層間位移分別不宜大于樓層兩端彈性水平位移和層間位移平均值的1.5倍,當最大層間位移遠小于規范限值時,可適當放寬;

            2)凹凸不規則或樓板局部不連續時,應采用符合樓板平面內實際剛度變化的計算模型;高烈度或不規則程度較大時,宜計入樓板局部變形的影響;

            3)平面不對稱且凹凸不規則或局部不連續,可根據實際情況分塊計算扭轉位移比,對扭轉較大的部位應采用局部的內力增大系數。

        2 平面規則而豎向不規則的建筑,應采用空間結構計算模型,剛度小的樓層的地震剪力應乘以不小于1.15的增大系數,其薄弱層應按本規范有關規定進行彈塑性變形分析,并應符合下列要求:

            1)豎向抗側力構件不連續時,該構件傳遞給水平轉換構件的地震內力應根據烈度高低和水平轉換構件的類型、受力情況、幾何尺寸等,乘以1.25~2.0的增大系數;

            2)側向剛度不規則時,相鄰層的側向剛度比應依據其結構類型符合本規范相關章節的規定;

            3)樓層承載力突變時,薄弱層抗側力結構的受剪承載力不應小于相鄰上一樓層的65%。

        3 平面不規則且豎向不規則的建筑,應根據不規則類型的數量和程度,有針對性地采取不低于本條1、2款要求的各項抗震措施。特別不規則的建筑,應經專門研究,采取更有效的加強措施或對薄弱部位采用相應的抗震性能化設計方法。


    3.4.5 體型復雜、平立面不規則的建筑,應根據不規則程度、地基基礎條件和技術經濟等因素的比較分析,確定是否設置防震縫,并分別符合下列要求:

        1 當不設置防震縫時,應采用符合實際的計算模型,分析判明其應力集中、變形集中或地震扭轉效應等導致的易損部位,采取相應的加強措施。

        2 當在適當部位設置防震縫時,宜形成多個較規則的抗側力結構單元。防震縫應根據抗震設防烈度、結構材料種類、結構類型、結構單元的高度和高差以及可能的地震扭轉效應的情況,留有足夠的寬度,其兩側的上部結構應完全分開。

        3 當設置伸縮縫和沉降縫時,其寬度應符合防震縫的要求。

    3.5 結構體系

    3.5.1 結構體系應根據建筑的抗震設防類別、抗震設防烈度、建筑高度、場地條件、地基、結構材料和施工等因素,經技術、經濟和使用條件綜合比較確定。

    3.5.2 結構體系應符合下列各項要求:
        1 應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。
        2 應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力。
        3 應具備必要的抗震承載力,良好的變形能力和消耗地震能量的能力。
        4 對可能出現的薄弱部位,應采取措施提高其抗震能力。

    3.5.3 結構體系尚宜符合下列各項要求:
        1 宜有多道抗震防線。
        2 宜具有合理的剛度和承載力分布,避免因局部削弱或突變形成薄弱部位,產生過大的應力集中或塑性變形集中。
        3 結構在兩個主軸方向的動力特性宜相近。

    3.5.4 結構構件應符合下列要求:
        1 砌體結構應按規定設置鋼筋混凝土圈梁和構造柱、芯柱,或采用約束砌體、配筋砌體等。
        2 混凝土結構構件應控制截面尺寸和受力鋼筋、箍筋的設置,防止剪切破壞先于彎曲破壞、混凝土的壓潰先于鋼筋的屈服、鋼筋的錨固粘結破壞先于鋼筋破壞。
        3 預應力混凝土的構件,應配有足夠的非預應力鋼筋。
        4 鋼結構構件的尺寸應合理控制,避免局部失穩或整個構件失穩。
        5 多、高層的混凝土樓、屋蓋宜優先采用現澆混凝土板。當采用預制裝配式混凝土樓、屋蓋時,應從樓蓋體系和構造上采取措施確保各預制板之間連接的整體性。

    3.5.5 結構各構件之間的連接,應符合下列要求:
        1 構件節點的破壞,不應先于其連接的構件。
        2 預埋件的錨固破壞,不應先于連接件。
        3 裝配式結構構件的連接,應能保證結構的整體性。
        4 預應力混凝土構件的預應力鋼筋,宜在節點核心區以外錨固。

    3.5.6 裝配式單層廠房的各種抗震支撐系統,應保證地震時廠房的整體性和穩定性。
     
     
    3.6 結構分析

    3.6.1 除本規范特別規定者外,建筑結構應進行多遇地震作用下的內力和變形分析,此時,可假定結構與構件處于彈性工作狀態,內力和變形分析可采用線性靜力方法或線性動力方法。

    3.6.2 不規則且具有明顯薄弱部位可能導致重大地震破壞的建筑結構,應按本規范有關規定進行罕遇地震作用下的彈塑性變形分析。此時,可根據結構特點采用靜力彈塑性分析或彈塑性時程分析方法。
        當本規范有具體規定時,尚可采用簡化方法計算結構的彈塑性變形。

    3.6.3 當結構在地震作用下的重力附加彎矩大于初始彎矩的10%時,應計入重力二階效應的影響。
        注:重力附加彎矩指任一樓層以上全部重力荷載與該樓層地震平均層間位移的乘積;初始彎矩指該樓層地震剪力與樓層層高的乘積。

    3.6.4 結構抗震分析時,應按照樓、屋蓋的平面形狀和平面內變形情況確定為剛性、分塊剛性、半剛性、局部彈性和柔性等的橫隔板,再按抗側力系統的布置確定抗側力構件間的共同工作并進行各構件間的地震內力分析。

    3.6.5 質量和側向剛度分布接近對稱且樓、屋蓋可視為剛性橫隔板的結構,以及本規范有關章節有具體規定的結構,可采用平面結構模型進行抗震分析。其他情況,應采用空間結構模型進行抗震分析。

    3.6.6 利用計算機進行結構抗震分析,應符合下列要求:
        1 計算模型的建立、必要的簡化計算與處理,應符合結構的實際工作狀況,計算中應考慮樓梯構件的影響。
        2 計算軟件的技術條件應符合本規范及有關標準的規定,并應闡明其特殊處理的內容和依據。
        3 復雜結構在多遇地震作用下的內力和變形分析時,應采用不少于兩個合適的不同力學模型,并對其計算結果進行分析比較。
        4 所有計算機計算結果,應經分析判斷確認其合理、有效后方可用于工程設計。
     
    3.7 非結構構件

    3.7.1 非結構構件,包括建筑非結構構件和建筑附屬機電設備,自身及其與結構主體的連接,應進行抗震設計。


    3.7.2 非結構構件的抗震設計,應由相關專業人員分別負責進行。


    3.7. 3 附著于樓、屋面結構上的非結構構件,以及樓梯間的非承重墻體,應與主體結構有可靠的連接或錨固,避免地震時倒塌傷人或砸壞重要設備。


    3.7.4 框架結構的圍護墻和隔墻,應估計其設置對結構抗震的不利影響,避免不合理設置而導致主體結構的破壞。


    3.7.5 幕墻、裝飾貼面與主體結構應有可靠連接,避免地震時脫落傷人。


    3.7.6 安裝在建筑上的附屬機械、電氣設備系統的支座和連接,應符合地震時使用功能的要求,且不應導致相關部件的損壞。
     
    3.8 隔震與消能減震設計

    3.8.1 隔震與消能減震設計,可用于對抗震安全性和使用功能有較高要求或專門要求的建筑。

    3.8.2 采用隔震或消能減震設計的建筑,當遭遇到本地區的多遇地震影響、設防地震影響和罕遇地震影響時,可按高于本規范第1.0.1條的基本設防目標進行設計。
     
    3.9 結構材料與施工

    3.9.1 抗震結構對材料和施工質量的特別要求,應在設計文件上注明。

    3.9.2 結構材料性能指標,應符合下列最低要求:
        1 砌體結構材料應符合下列規定:
            1)普通磚和多孔磚的強度等級不應低于MU10,其砌筑砂漿強度等級不應低于M5;
            2)混凝土小型空心砌塊的強度等級不應低于MU7.5,其砌筑砂漿強度等級不應低于Mb7.5。
        2 混凝土結構材料應符合下列規定:
            1)混凝土的強度等級,框支梁、框支柱及抗震等級為一級的框架梁、柱、節點核芯區,不應低于C30;構造柱、芯柱、圈梁及其他各類構件不應低于C20;
            2)抗震等級為一、二、三級的框架和斜撐構件(含梯段),其縱向受力鋼筋采用普通鋼筋時,鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應小于1.25;鋼筋的屈服強度實測值與屈服強度標準值的比值不應大于1.3,且鋼筋在最大拉力下的總伸長率實測值不應小于9%。
        3 鋼結構的鋼材應符合下列規定:
            1)鋼材的屈服強度實測值與抗拉強度實測值的比值不應大于0.85;
            2)鋼材應有明顯的屈服臺階,且伸長率不應小于20%;
            3)鋼材應有良好的焊接性和合格的沖擊韌性。

    3.9.3 結構材料性能指標,尚宜符合下列要求:
        1 普通鋼筋宜優先采用延性、韌性和焊接性較好的鋼筋;普通鋼筋的強度等級,縱向受力鋼筋宜選用符合抗震性能指標的不低于HRB400級的熱軋鋼筋,也可采用符合抗震性能指標的HRB335級熱軋鋼筋;箍筋宜選用符合抗震性能指標的不低于HRB335級的熱軋鋼筋,也可選用HPB300級熱軋鋼筋。
        注:鋼筋的檢驗方法應符合現行國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB 50204的規定。
        2 混凝土結構的混凝土強度等級,抗震墻不宜超過C60,其他構件,9度時不宜超過C60,8度時不宜超過C70。
        3 鋼結構的鋼材宜采用Q235等級B、C、D的碳素結構鋼及Q345等級B、C、D、E的低合金高強度結構鋼;當有可靠依據時,尚可采用其他鋼種和鋼號。

    3.9.4 在施工中,當需要以強度等級較高的鋼筋替代原設計中的縱向受力鋼筋時,應按照鋼筋受拉承載力設計值相等的原則換算,并應滿足最小配筋率要求。

    3.9.5 采用焊接連接的鋼結構,當接頭的焊接拘束度較大、鋼板厚度不小于40mm且承受沿板厚方向的拉力時,鋼板厚度方向截面收縮率不應小于國家標準《厚度方向性能鋼板》GB/T 5313關于Z15級規定的容許值。

    3.9.6 鋼筋混凝土構造柱和底部框架-抗震墻房屋中的砌體抗震墻,其施工應先砌墻后澆構造柱和框架梁柱。

    3.9.7 混凝土墻體、框架柱的水平施工縫,應采取措施加強混凝土的結合性能。對于抗震等級一級的墻體和轉換層樓板與落地混凝土墻體的交接處,宜驗算水平施工縫截面的受剪承載力。
     
    3.10 建筑抗震性能化設計

    3.10.1 當建筑結構采用抗震性能化設計時,應根據其抗震設防類別、設防烈度、場地條件、結構類型和不規則性,建筑使用功能和附屬設施功能的要求、投資大小、震后損失和修復難易程度等,對選定的抗震性能目標提出技術和經濟可行性綜合分析和論證。

    3.10.2 建筑結構的抗震性能化設計,應根據實際需要和可能,具有針對性:可分別選定針對整個結構、結構的局部部位或關鍵部位、結構的關鍵部件、重要構件、次要構件以及建筑構件和機電設備支座的性能目標。

    3.10.3 建筑結構的抗震性能化設計應符合下列要求:
        1 選定地震動水準。對設計使用年限50年的結構,可選用本規范的多遇地震、設防地震和罕遇地震的地震作用,其中,設防地震的加速度應按本規范表3.2.2的設計基本地震加速度采用,設防地震的地震影響系數最大值,6度、7度(0.10g)、7度(0.15g)、8度(0.20g)、8度(0.30g)、9度可分別采用0.12、0.23、0.34、0.45、0.68和0.90。對設計使用年限超過50年的結構,宜考慮實際需要和可能,經專門研究后對地震作用作適當調整。對處于發震斷裂兩側10km以內的結構,地震動參數應計入近場影響,5km以內宜乘以增大系數1.5,5km以外宜乘以不小于1.25的增大系數。
        2 選定性能目標,即對應于不同地震動水準的預期損壞狀態或使用功能,應不低于本規范第1.0.1條對基本設防目標的規定。
        3 選定性能設計指標。設計應選定分別提高結構或其關鍵部位的抗震承載力、變形能力或同時提高抗震承載力和變形能力的具體指標,尚應計及不同水準地震作用取值的不確定性而留有余地。設計宜確定在不同地震動水準下結構不同部位的水平和豎向構件承載力的要求(含不發生脆性剪切破壞、形成塑性鉸、達到屈服值或保持彈性等);宜選擇在不同地震動水準下結構不同部位的預期彈性或彈塑性變形狀態,以及相應的構件延性構造的高、中或低要求。當構件的承載力明顯提高時,相應的延性構造可適當降低。

    3.10.4 建筑結構的抗震性能化設計的計算應符合下列要求:
        1 分析模型應正確、合理地反映地震作用的傳遞途徑和樓蓋在不同地震動水準下是否整體或分塊處于彈性工作狀態。
        2 彈性分析可采用線性方法,彈塑性分析可根據性能目標所預期的結構彈塑性狀態,分別采用增加阻尼的等效線性化方法以及靜力或動力非線性分析方法。
        3 結構非線性分析模型相對于彈性分析模型可有所簡化,但二者在多遇地震下的線性分析結果應基本一致;應計入重力二階效應、合理確定彈塑性參數,應依據構件的實際截面、配筋等計算承載力,可通過與理想彈性假定計算結果的對比分析,著重發現構件可能破壞的部位及其彈塑性變形程度。

    3.10.5 結構及其構件抗震性能化設計的參考目標和計算方法,可按本規范附錄M第M.1節的規定采用。
     
     
    3.11 建筑物地震反應觀測系統

    3.11.1 抗震設防烈度為7、8、9度時,高度分別超過160m、120m、80m的大型公共建筑,應按規定設置建筑結構的地震反應觀測系統,建筑設計應留有觀測儀器和線路的位置。
     
     

    4.1 場 地

    4.1.1 選擇建筑場地時,應按表4.1.1劃分對建筑抗震有利、一般、不利和危險的地段。
     
     

    4.1.2 建筑場地的類別劃分,應以土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度為準。

    4.1.3 土層剪切波速的測量,應符合下列要求:
        1 在場地初步勘察階段,對大面積的同一地質單元,測試土層剪切波速的鉆孔數量不宜少于3個。
        2 在場地詳細勘察階段,對單幢建筑,測試土層剪切波速的鉆孔數量不宜少于2個,測試數據變化較大時,可適量增加;對小區中處于同一地質單元內的密集建筑群,測試土層剪切波速的鉆孔數量可適量減少,但每幢高層建筑和大跨空間結構的鉆孔數量均不得少于1個。
        3 對丁類建筑及丙類建筑中層數不超過10層、高度不超過24m的多層建筑,當無實測剪切波速時,可根據巖土名稱和性狀,按表4.1.3劃分土的類型,再利用當地經驗在表4.1.3的剪切波速范圍內估算各土層的剪切波速。

    4.1.4 建筑場地覆蓋層厚度的確定,應符合下列要求:
        1 一般情況下,應按地面至剪切波速大于500m/s且其下臥各層巖土的剪切波速均不小于500m/s的土層頂面的距離確定。
        2 當地面5m以下存在剪切波速大于其上部各土層剪切波速2.5倍的土層,且該層及其下臥各層巖土的剪切波速均不小于400m/s時,可按地面至該土層頂面的距離確定。
        3 剪切波速大于500m/s的孤石、透鏡體,應視同周圍土層。
        4 土層中的火山巖硬夾層,應視為剛體,其厚度應從覆蓋土層中扣除。

    4.1.5 土層的等效剪切波速,應按下列公式計算:

    4.1.6 建筑的場地類別,應根據土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度按表4.1.6劃分為四類,其中Ⅰ類分為Ⅰ0、Ⅰ1兩個亞類。當有可靠的剪切波速和覆蓋層厚度且其值處于表4.1.6所列場地類別的分界線附近時,應允許按插值方法確定地震作用計算所用的特征周期。

    4.1.7 場地內存在發震斷裂時,應對斷裂的工程影響進行評價,并應符合下列要求:
        1 對符合下列規定之一的情況,可忽略發震斷裂錯動對地面建筑的影響:
            1)抗震設防烈度小于8度;
            2)非全新世活動斷裂;
            3)抗震設防烈度為8度和9度時,隱伏斷裂的土層覆蓋厚度分別大于60m和90m。
        2 對不符合本條1款規定的情況,應避開主斷裂帶。其避讓距離不宜小于表4.1.7對發震斷裂最小避讓距離的規定。在避讓距離的范圍內確有需要建造分散的、低于三層的丙、丁類建筑時,應按提高一度采取抗震措施,并提高基礎和上部結構的整體性,且不得跨越斷層線。

    4.1.8 當需要在條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘、非巖石和強風化巖石的陡坡、河岸和邊坡邊緣等不利地段建造丙類及丙類以上建筑時,除保證其在地震作用下的穩定性外,尚應估計不利地段對設計地震動參數可能產生的放大作用,其水平地震影響系數最大值應乘以增大系數。其值應根據不利地段的具體情況確定,在1.1~1.6范圍內采用。

    4.1.9 場地巖土工程勘察,應根據實際需要劃分的對建筑有利、一般、不利和危險的地段,提供建筑的場地類別和巖土地震穩定性(含滑坡、崩塌、液化和震陷特性)評價,對需要采用時程分析法補充計算的建筑,尚應根據設計要求提供土層剖面、場地覆蓋層厚度和有關的動力參數。

     

    4.2 天然地基和基礎 


    4.2.1 下列建筑可不進行天然地基及基礎的抗震承載力驗算:

        1 本規范規定可不進行上部結構抗震驗算的建筑。

        2 地基主要受力層范圍內不存在軟弱黏性土層的下列建筑:

            1)一般的單層廠房和單層空曠房屋;

            2)砌體房屋;

            3)不超過8層且高度在24m以下的一般民用框架和框架-抗震墻房屋;

            4)基礎荷載與3)項相當的多層框架廠房和多層混凝土抗震墻房屋。

        注:軟弱黏性土層指7度、8度和9度時,地基承載力特征值分別小于80、100和120kPa的土層。


    4.2.2 天然地基基礎抗震驗算時,應采用地震作用效應標準組合,且地基抗震承載力應取地基承載力特征值乘以地基抗震承載力調整系數計算。


    4.2.3 地基抗震承載力應按下式計算:

     

    4.2.4 驗算天然地基地震作用下的豎向承載力時,按地震作用效應標準組合的基礎底面平均壓力和邊緣最大壓力應符合下列各式要求:

        高寬比大于4的高層建筑,在地震作用下基礎底面不宜出現脫離區(零應力區);其他建筑,基礎底面與地基土之間脫離區(零應力區)面積不應超過基礎底面面積的15%。

     

    4.3 液化土和軟土地基


    4.3.1 飽和砂土和飽和粉土(不含黃土)的液化判別和地基處理,6度時,一般情況下可不進行判別和處理,但對液化沉陷敏感的乙類建筑可按7度的要求進行判別和處理,7~9度時,乙類建筑可按本地區抗震設防烈度的要求進行判別和處理。


    4.3.2 地面下存在飽和砂土和飽和粉土時,除6度外,應進行液化判別;存在液化土層的地基,應根據建筑的抗震設防類別、地基的液化等級,結合具體情況采取相應的措施。

        注:本條飽和土液化判別要求不含黃土、粉質黏土。


    4.3.3 飽和的砂土或粉土(不含黃土),當符合下列條件之一時,可初步判別為不液化或可不考慮液化影響:

        1 地質年代為第四紀晚更新世(Q3)及其以前時,7、8度時可判為不液化。

        2 粉土的黏粒(粒徑小于0.005mm的顆粒)含量百分率,7度、8度和9度分別不小于10、13和16時,可判為不液化土。

        注:用于液化判別的黏粒含量系采用六偏磷酸鈉作分散劑測定,采用其他方法時應按有關規定換算。

        3 淺埋天然地基的建筑,當上覆非液化土層厚度和地下水位深度符合下列條件之一時,可不考慮液化影響:

    4.3.4 當飽和砂土、粉土的初步判別認為需進一步進行液化判別時,應采用標準貫入試驗判別法判別地面下20m范圍內土的液化;但對本規范第4.2.1條規定可不進行天然地基及基礎的抗震承載力驗算的各類建筑,可只判別地面下15m范圍內土的液化。當飽和土標準貫入錘擊數(未經桿長修正)小于或等于液化判別標準貫入錘擊數臨界值時,應判為液化土。當有成熟經驗時,尚可采用其他判別方法。

        在地面下20m深度范圍內,液化判別標準貫入錘擊數臨界值可按下式計算:

    4.3.5 對存在液化砂土層、粉土層的地基,應探明各液化土層的深度和厚度,按下式計算每個鉆孔的液化指數,并按表4.3.5綜合劃分地基的液化等級:

    4.3.6 當液化砂土層、粉土層較平坦且均勻時,宜按表4.3.6選用地基抗液化措施;尚可計入上部結構重力荷載對液化危害的影響,根據液化震陷量的估計適當調整抗液化措施。
        不宜將未經處理的的液化土層作為天然地基持力層。

    4.3.7 全部消除地基液化沉陷的措施,應符合下列要求:

        1 采用樁基時,樁端伸入液化深度以下穩定土層中的長度(不包括樁尖部分),應按計算確定,且對碎石土,礫、粗、中砂,堅硬黏性土和密實粉土尚不應小于0.8m,對其他非巖石土尚不宜小于1.5m。

        2 采用深基礎時,基礎底面應埋入液化深度以下的穩定土層中,其深度不應小于0.5m。

        3 采用加密法(如振沖、振動加密、擠密碎石樁、強夯等)加固時,應處理至液化深度下界;振沖或擠密碎石樁加固后,樁間土的標準貫入錘擊數不宜小于本規范第4.3.4條規定的液化判別標準貫入錘擊數臨界值。

        4 用非液化土替換全部液化土層,或增加上覆非液化土層的厚度。

        5 采用加密法或換土法處理時,在基礎邊緣以外的處理寬度,應超過基礎底面下處理深度的1/2且不小于基礎寬度的1/5。


    4.3.8 部分消除地基液化沉陷的措施,應符合下列要求:

        1 處理深度應使處理后的地基液化指數減少,其值不宜大于5;大面積筏基、箱基的中心區域,處理后的液化指數可比上述規定降低1;對獨立基礎和條形基礎,尚不應小于基礎底面下液化土特征深度和基礎寬度的較大值。

        注:中心區域指位于基礎外邊界以內沿長寬方向距外邊界大于相應方向1/4長度的區域。

        2 采用振沖或擠密碎石樁加固后,樁間土的標準貫入錘擊數不宜小于按本規范第4.3.4條規定的液化判別標準貫入錘擊數臨界值。

        3 基礎邊緣以外的處理寬度,應符合本規范第4.3.7條5款的要求。

        4 采取減小液化震陷的其他方法,如增厚上覆非液化土層的厚度和改善周邊的排水條件等。


    4.3.9 減輕液化影響的基礎和上部結構處理,可綜合采用下列各項措施:

        1 選擇合適的基礎埋置深度。

        2 調整基礎底面積,減少基礎偏心。

        3 加強基礎的整體性和剛度,如采用箱基、筏基或鋼筋混凝土交叉條形基礎,加設基礎圈梁等。

        4 減輕荷載,增強上部結構的整體剛度和均勻對稱性,合理設置沉降縫,避免采用對不均勻沉降敏感的結構形式等。

        5 管道穿過建筑處應預留足夠尺寸或采用柔性接頭等。


    4.3.10 在故河道以及臨近河岸、海岸和邊坡等有液化側向擴展或流滑可能的地段內不宜修建永久性建筑,否則應進行抗滑動驗算、采取防土體滑動措施或結構抗裂措施。


    4.3.11 地基中軟弱黏性土層的震陷判別,可采用下列方法。飽和粉質黏土震陷的危害性和抗震陷措施應根據沉降和橫向變形大小等因素綜合研究確定,8度(0.30g)和9度時,當塑性指數小于15且符合下式規定的飽和粉質黏土可判為震陷性軟土。

     

     

    4.3.12 地基主要受力層范圍內存在軟弱黏性土層和高含水量的可塑性黃土時,應結合具體情況綜合考慮,采用樁基、地基加固處理或本規范第4.3.9條的各項措施,也可根據軟土震陷量的估計,采取相應措施。

    4.4 樁 基

    4.4.1 承受豎向荷載為主的低承臺樁基,當地面下無液化土層,且樁承臺周圍無淤泥、淤泥質土和地基承載力特征值不大于100kPa的填土時,下列建筑可不進行樁基抗震承載力驗算:
        1 7度和8度時的下列建筑:
            1)一般的單層廠房和單層空曠房屋;
            2)不超過8層且高度在24m以下的一般民用框架房屋;
            3)基礎荷載與2)項相當的多層框架廠房和多層混凝土抗震墻房屋。
        2 本規范第4.2.1條之1、3款規定且采用樁基的建筑。

    4.4.2 非液化土中低承臺樁基的抗震驗算,應符合下列規定:
        1 單樁的豎向和水平向抗震承載力特征值,可均比非抗震設計時提高25%。
        2 當承臺周圍的回填土夯實至干密度不小于現行國家標準《建筑地基基礎設計規范》GB 50007對填土的要求時,可由承臺正面填土與樁共同承擔水平地震作用;但不應計入承臺底面與地基土間的摩擦力。

    4.4.3 存在液化土層的低承臺樁基抗震驗算,應符合下列規定:
        1 承臺埋深較淺時,不宜計入承臺周圍土的抗力或剛性地坪對水平地震作用的分擔作用。
        2 當樁承臺底面上、下分別有厚度不小于1.5m、1.0m的非液化土層或非軟弱土層時,可按下列二種情況進行樁的抗震驗算,并按不利情況設計:
            1)樁承受全部地震作用,樁承載力按本規范第4.4.2條取用,液化土的樁周摩阻力及樁水平抗力均應乘以表4.4.3的折減系數。
     

            2)地震作用按水平地震影響系數最大值的10%采用,樁承載力仍按本規范第4.4.2條1款取用,但應扣除液化土層的全部摩阻力及樁承臺下2m深度范圍內非液化土的樁周摩阻力。
        3 打入式預制樁及其他擠土樁,當平均樁距為2.5~4倍樁徑且樁數不少于5×5時,可計入打樁對土的加密作用及樁身對液化土變形限制的有利影響。當打樁后樁間土的標準貫入錘擊數值達到不液化的要求時,單樁承載力可不折減,但對樁尖持力層作強度校核時,樁群外側的應力擴散角應取為零。打樁后樁間土的標準貫入錘擊數宜由試驗確定,也可按下式計算:

    4.4.4 處于液化土中的樁基承臺周圍,宜用密實干土填筑夯實,若用砂土或粉土則應使土層的標準貫入錘擊數不小于本規范第4.3.4條規定的液化判別標準貫入錘擊數臨界值。

    4.4.5 液化土和震陷軟土中樁的配筋范圍,應自樁頂至液化深度以下符合全部消除液化沉陷所要求的深度,其縱向鋼筋應與樁頂部相同,箍筋應加粗和加密。

     

    4.4.6 在有液化側向擴展的地段,樁基除應滿足本節中的其他規定外,尚應考慮土流動時的側向作用力,且承受側向推力的面積應按邊樁外緣間的寬度計算。

     

    5 地震作用和結構抗震驗算


    5.1 一般規定


    5.1.1 各類建筑結構的地震作用,應符合下列規定:

        1 一般情況下,應至少在建筑結構的兩個主軸方向分別計算水平地震作用,各方向的水平地震作用應由該方向抗側力構件承擔。

        2 有斜交抗側力構件的結構,當相交角度大于15°時,應分別計算各抗側力構件方向的水平地震作用。

        3 質量和剛度分布明顯不對稱的結構,應計入雙向水平地震作用下的扭轉影響;其他情況,應允許采用調整地震作用效應的方法計入扭轉影響。

        4 8、9度時的大跨度和長懸臂結構及9度時的高層建筑,應計算豎向地震作用。

        注:8、9度時采用隔震設計的建筑結構,應按有關規定計算豎向地震作用。


    5.1.2 各類建筑結構的抗震計算,應采用下列方法:

        1 高度不超過40m、以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構,以及近似于單質點體系的結構,可采用底部剪力法等簡化方法。

        2 除1款外的建筑結構,宜采用振型分解反應譜法。

        3 特別不規則的建筑、甲類建筑和表5.1.2—1所列高度范圍的高層建筑,應采用時程分析法進行多遇地震下的補充計算;當取三組加速度時程曲線輸入時,計算結果宜取時程法的包絡值和振型分解反應譜法的較大值;當取七組及七組以上的時程曲線時,計算結果可取時程法的平均值和振型分解反應譜法的較大值。

        采用時程分析法時,應按建筑場地類別和設計地震分組選用實際強震記錄和人工模擬的加速度時程曲線,其中實際強震記錄的數量不應少于總數的2/3,多組時程曲線的平均地震影響系數曲線應與振型分解反應譜法所采用的地震影響系數曲線在統計意義上相符,其加速度時程的最大值可按表5.1.2—2采用。彈性時程分析時,每條時程曲線計算所得結構底部剪力不應小于振型分解反應譜法計算結果的65%,多條時程曲線計算所得結構底部剪力的平均值不應小于振型分解反應譜法計算結果的80%。

        4 計算罕遇地震下結構的變形,應按本規范第5.5節規定,采用簡化的彈塑性分析方法或彈塑性時程分析法。
        5 平面投影尺度很大的空間結構,應根據結構形式和支承條件,分別按單點一致、多點、多向單點或多向多點輸入進行抗震計算。按多點輸入計算時,應考慮地震行波效應和局部場地效應。6度和7度Ⅰ、Ⅱ類場地的支承結構、上部結構和基礎的抗震驗算可采用簡化方法,根據結構跨度、長度不同,其短邊構件可乘以附加地震作用效應系數1.15~1.30;7度Ⅲ、Ⅳ類場地和8、9度時,應采用時程分析方法進行抗震驗算。
        6 建筑結構的隔震和消能減震設計,應采用本規范第12章規定的計算方法。
        7 地下建筑結構應采用本規范第14章規定的計算方法。

     

    5.1.3 計算地震作用時,建筑的重力荷載代表值應取結構和構配件自重標準值和各可變荷載組合值之和。各可變荷載的組合值系數,應按表5.1.3采用。

    5.1.4 建筑結構的地震影響系數應根據烈度、場地類別、設計地震分組和結構自振周期以及阻尼比確定。其水平地震影響系數最大值應按表5.1.4—1采用;特征周期應根據場地類別和設計地震分組按表5.1.4—2采用,計算罕遇地震作用時,特征周期應增加0.05s。

        注:周期大于6.0s的建筑結構所采用的地震影響系數應專門研究。

    5.1.5 建筑結構地震影響系數曲線(圖5.1.5)的阻尼調整和形狀參數應符合下列要求:
        1 除有專門規定外,建筑結構的阻尼比應取0.05,地震影響系數曲線的阻尼調整系數應按1.0采用,形狀參數應符合下列規定:
            1)直線上升段,周期小于0.1s的區段。
            2)水平段,自0.1s至特征周期區段,應取最大值(αmax)。
            3)曲線下降段,自特征周期至5倍特征周期區段,衰減指數應取0.9。
            4)直線下降段,自5倍特征周期至6s區段,下降斜率調整系數應取0.02。

    5.1.6 結構的截面抗震驗算,應符合下列規定:
        1 6度時的建筑(不規則建筑及建造于Ⅳ類場地上較高的高層建筑除外),以及生土房屋和木結構房屋等,應符合有關的抗震措施要求,但應允許不進行截面抗震驗算。
        2 6度時不規則建筑、建造于Ⅳ類場地上較高的高層建筑,7度和7度以上的建筑結構(生土房屋和木結構房屋等除外),應進行多遇地震作用下的截面抗震驗算。
        注:采用隔震設計的建筑結構,其抗震驗算應符合有關規定。

     

    5.1.7 符合本規范第5.5節規定的結構,除按規定進行多遇地震作用下的截面抗震驗算外,尚應進行相應的變形驗算。

     

    5.2 水平地震作用計算

    5.2.1 采用底部剪力法時,各樓層可僅取一個自由度,結構的水平地震作用標準值,應按下列公式確定(圖5. 2.1):

        2 水平地震作用效應(彎矩、剪力、軸向力和變形),當相鄰振型的周期比小于0.85時,可按下式確定:

    5.2.3 水平地震作用下,建筑結構的扭轉耦聯地震效應應符合下列要求:
        1 規則結構不進行扭轉耦聯計算時,平行于地震作用方向的兩個邊榀各構件,其地震作用效應應乘以增大系數。一般情況下,短邊可按1.15采用,長邊可按1.05采用;當扭轉剛度較小時,周邊各構件宜按不小于1.3采用。角部構件宜同時乘以兩個方向各自的增大系數。
        2 按扭轉耦聯振型分解法計算時,各樓層可取兩個正交的水平位移和一個轉角共三個自由度,并應按下列公式計算結構的地震作用和作用效應。確有依據時,尚可采用簡化計算方法確定地震作用效應。
            1)j振型i層的水平地震作用標準值,應按下列公式確定:

           3)雙向水平地震作用下的扭轉耦聯效應,可按下列公式中的較大值確定:

    5.2.4 采用底部剪力法時,突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等的地震作用效應,宜乘以增大系數3,此增大部分不應往下傳遞,但與該突出部分相連的構件應予計入;采用振型分解法時,突出屋面部分可作為一個質點;單層廠房突出屋面天窗架的地震作用效應的增大系數,應按本規范第9章的有關規定采用。

     

    5.2.5 抗震驗算時,結構任一樓層的水平地震剪力應符合下式要求:

    5.2.6 結構的樓層水平地震剪力,應按下列原則分配:
        1 現澆和裝配整體式混凝土樓、屋蓋等剛性樓、屋蓋建筑,宜按抗側力構件等效剛度的比例分配。
        2 木樓蓋、木屋蓋等柔性樓、屋蓋建筑,宜按抗側力構件從屬面積上重力荷載代表值的比例分配。
        3 普通的預制裝配式混凝土樓、屋蓋等半剛性樓、屋蓋的建筑,可取上述兩種分配結果的平均值。
        4 計入空間作用、樓蓋變形、墻體彈塑性變形和扭轉的影響時,可按本規范各有關規定對上述分配結果作適當調整。

     

    5.2.7 結構抗震計算,一般情況下可不計入地基與結構相互作用的影響;8度和9度時建造于Ⅲ、Ⅳ類場地,采用箱基、剛性較好的筏基和樁箱聯合基礎的鋼筋混凝土高層建筑,當結構基本自振周期處于特征周期的1.2倍至5倍范圍時,若計入地基與結構動力相互作用的影響,對剛性地基假定計算的水平地震剪力可按下列規定折減,其層間變形可按折減后的樓層剪力計算。
        1 高寬比小于3的結構,各樓層水平地震剪力的折減系數,可按下式計算:

     

        2 高寬比不小于3的結構,底部的地震剪力按第1款規定折減,頂部不折減,中間各層按線性插入值折減。


        3 折減后各樓層的水平地震剪力,應符合本規范第5.2.5條的規定。

    5.3 豎向地震作用計算

    5.3.1 9度時的高層建筑,其豎向地震作用標準值應按下列公式確定(圖5.3.1);樓層的豎向地震作用效應可按各構件承受的重力荷載代表值的比例分配,并宜乘以增大系數1.5。

    5.3.2 跨度、長度小于本規范第5.1.2條第5款規定且規則的平板型網架屋蓋和跨度大于24m的屋架、屋蓋橫梁及托架的豎向地震作用標準值,宜取其重力荷載代表值和豎向地震作用系數的乘積;豎向地震作用系數可按表5.3.2采用。

    5.3.3 長懸臂構件和不屬于本規范第5.3.2條的大跨結構的豎向地震作用標準值,8度和9度可分別取該結構、構件重力荷載代表值的10%和20%,設計基本地震加速度為0.30g時,可取該結構、構件重力荷載代表值的15%。

     

    5.3.4 大跨度空間結構的豎向地震作用,尚可按豎向振型分解反應譜方法計算。其豎向地震影響系數可采用本規范第5.1.4、第5.1.5條規定的水平地震影響系數的65%,但特征周期可均按設計第一組采用。

     

    5.4 截面抗震驗算

     

    5.4.1 結構構件的地震作用效應和其他荷載效應的基本組合,應按下式計算:

     

    5.4.3 當僅計算豎向地震作用時,各類結構構件承載力抗震調整系數均應采用1.0。

     

    5.5 抗震變形驗算

    5.5.1 表5.5.1所列各類結構應進行多遇地震作用下的抗震變形驗算,其樓層內最大的彈性層間位移應符合下式要求:

    5.5.2 結構在罕遇地震作用下薄弱層的彈塑性變形驗算,應符合下列要求:
        1 下列結構應進行彈塑性變形驗算:
            1)8度Ⅲ、Ⅳ類場地和9度時,高大的單層鋼筋混凝土柱廠房的橫向排架;
            2)7~9度時樓層屈服強度系數小于0.5的鋼筋混凝土框架結構和框排架結構;
            3)高度大于150m的結構;
            4)甲類建筑和9度時乙類建筑中的鋼筋混凝土結構和鋼結構;
            5)采用隔震和消能減震設計的結構。
        2 下列結構宜進行彈塑性變形驗算:
            1)本規范表5.1.2-1所列高度范圍且屬于本規范表3.4.3-2所列豎向不規則類型的高層建筑結構;
            2)7度Ⅲ、Ⅳ類場地和8度時乙類建筑中的鋼筋混凝土結構和鋼結構;
            3)板柱-抗震墻結構和底部框架砌體房屋;
            4)高度不大于150m的其他高層鋼結構;
            5)不規則的地下建筑結構及地下空間綜合體。
        注:樓層屈服強度系數為按鋼筋混凝土構件實際配筋和材料強度標準值計算的樓層受剪承載力和按罕遇地震作用標準值計算的樓層彈性地震剪力的比值;對排架柱,指按實際配筋面積、材料強度標準值和軸向力計算的正截面受彎承載力與按罕遇地震作用標準值計算的彈性地震彎矩的比值。

    5.5.3 結構在罕遇地震作用下薄弱層(部位)彈塑性變形計算,可采用下列方法:
        1 不超過12層且層剛度無突變的鋼筋混凝土框架和框排架結構、單層鋼筋混凝土柱廠房可采用本規范第5.5.4條的簡化計算法;
        2 除1款以外的建筑結構,可采用靜力彈塑性分析方法或彈塑性時程分析法等。
        3 規則結構可采用彎剪層模型或平面桿系模型,屬于本規范第3.4節規定的不規則結構應采用空間結構模型。

     

    5.5.4 結構薄弱層(部位)彈塑性層間位移的簡化計算,宜符合下列要求:
        1 結構薄弱層(部位)的位置可按下列情況確定:
            1)樓層屈服強度系數沿高度分布均勻的結構,可取底層;
            2)樓層屈服強度系數沿高度分布不均勻的結構,可取該系數最小的樓層(部位)和相對較小的樓層,一般不超過2~3處;
            3)單層廠房,可取上柱。
        2 彈塑性層間位移可按下列公式計算:

     

     

    6.1.1 本章適用的現澆鋼筋混凝土房屋的結構類型和最大高度應符合表6.1.1的要求。平面和豎向均不規則的結構,適用的最大高度宜適當降低。
        注:本章“抗震墻”指結構抗側力體系中的鋼筋混凝土剪力墻,不包括只承擔重力荷載的混凝土墻。

        注:1 房屋高度指室外地面到主要屋面板板頂的高度(不包括局部突出屋頂部分);
            2 框架-核心筒結構指周邊稀柱框架與核心筒組成的結構;
            3 部分框支抗震墻結構指首層或底部兩層為框支層的結構,不包括僅個別框支墻的情況;
            4 表中框架,不包括異形柱框架;
            5 板柱-抗震墻結構指板柱、框架和抗震墻組成抗側力體系的結構;
            6 乙類建筑可按本地區抗震設防烈度確定其適用的最大高度;
            7 超過表內高度的房屋,應進行專門研究和論證,采取有效的加強措施。

     

    6.1.2 鋼筋混凝土房屋應根據設防類別、烈度、結構類型和房屋高度采用不同的抗震等級,并應符合相應的計算和構造措施要求。丙類建筑的抗震等級應按表6.1.2確定。

        注:1 建筑場地為Ⅰ類時,除6度外應允許按表內降低一度所對應的抗震等級采取抗震構造措施,但相應的計算要求不應降低;
            2 接近或等于高度分界時,應允許結合房屋不規則程度及場地、地基條件確定抗震等級;
            3 大跨度框架指跨度不小于18m的框架;
            4 高度不超過60m的框架-核心筒結構按框架-抗震墻的要求設計時,應按表中框架-抗震墻結構的規定確定其抗震等級。

    6.1.3 鋼筋混凝土房屋抗震等級的確定,尚應符合下列要求:
        1 設置少量抗震墻的框架結構,在規定的水平力作用下,底層框架部分所承擔的地震傾覆力矩大于結構總地震傾覆力矩的50%時,其框架的抗震等級應按框架結構確定,抗震墻的抗震等級可與其框架的抗震等級相同。
        注:底層指計算嵌固端所在的層。
        2 裙房與主樓相連,除應按裙房本身確定抗震等級外,相關范圍不應低于主樓的抗震等級;主樓結構在裙房頂板對應的相鄰上下各一層應適當加強抗震構造措施。裙房與主樓分離時,應按裙房本身確定抗震等級。
        3 當地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時,地下一層的抗震等級應與上部結構相同,地下一層以下抗震構造措施的抗震等級可逐層降低一級,但不應低于四級。地下室中無上部結構的部分,抗震構造措施的抗震等級可根據具體情況采用三級或四級。
        4 當甲乙類建筑按規定提高一度確定其抗震等級而房屋的高度超過本規范表6.1.2相應規定的上界時,應采取比一級更有效的抗震構造措施。
        注:本章“一、二、三、四級”即“抗震等級為一、二、三、四級”的簡稱。

    6.1.4 鋼筋混凝土房屋需要設置防震縫時,應符合下列規定:
        1 防震縫寬度應分別符合下列要求:
            1)框架結構(包括設置少量抗震墻的框架結構)房屋的防震縫寬度,當高度不超過15m時不應小于100mm;高度超過15m時,6度、7度、8度和9度分別每增加高度5m、4m、3m和2m,宜加寬20mm;
            2)框架-抗震墻結構房屋的防震縫寬度不應小于本款1)項規定數值的70%,抗震墻結構房屋的防震縫寬度不應小于本款1)項規定數值的50%;且均不宜小于100mm;
            3)防震縫兩側結構類型不同時,宜按需要較寬防震縫的結構類型和較低房屋高度確定縫寬。
        2 8、9度框架結構房屋防震縫兩側結構層高相差較大時,防震縫兩側框架柱的箍筋應沿房屋全高加密,并可根據需要在縫兩側沿房屋全高各設置不少于兩道垂直于防震縫的抗撞墻?棺矇Φ牟贾靡吮苊饧哟笈まD效應,其長度可不大于1/2層高,抗震等級可同框架結構;框架構件的內力應按設置和不設置抗撞墻兩種計算模型的不利情況取值。

    6.1.5 框架結構和框架-抗震墻結構中,框架和抗震墻均應雙向設置,柱中線與抗震墻中線、梁中線與柱中線之間偏心距大于柱寬的1/4時,應計入偏心的影響。
        甲、乙類建筑以及高度大于24m的丙類建筑,不應采用單跨框架結構;高度不大于24m的丙類建筑不宜采用單跨框架結構。

     

    6.1.6 框架-抗震墻、板柱-抗震墻結構以及框支層中,抗震墻之間無大洞口的樓、屋蓋的長寬比,不宜超過表6.1.6的規定;超過時,應計入樓蓋平面內變形的影響。

    6.1.7 采用裝配整體式樓、屋蓋時,應采取措施保證樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接。裝配整體式樓、屋蓋采用配筋現澆面層加強時,其厚度不應小于50mm。

    6.1.8 框架-抗震墻結構和板柱-抗震墻結構中的抗震墻設置,宜符合下列要求:
        1 抗震墻宜貫通房屋全高。
        2 樓梯間宜設置抗震墻,但不宜造成較大的扭轉效應。
        3 抗震墻的兩端(不包括洞口兩側)宜設置端柱或與另一方向的抗震墻相連。
        4 房屋較長時,剛度較大的縱向抗震墻不宜設置在房屋的端開間。
        5 抗震墻洞口宜上下對齊;洞邊距端柱不宜小于300mm。

    6.1.9 抗震墻結構和部分框支抗震墻結構中的抗震墻設置,應符合下列要求:
        1 抗震墻的兩端(不包括洞口兩側)宜設置端柱或與另一方向的抗震墻相連;框支部分落地墻的兩端(不包括洞口兩側)應設置端柱或與另一方向的抗震墻相連。
        2 較長的抗震墻宜設置跨高比大于6的連梁形成洞口,將一道抗震墻分成長度較均勻的若干墻段,各墻段的高寬比不宜小于3。
        3 墻肢的長度沿結構全高不宜有突變;抗震墻有較大洞口時,以及一、二級抗震墻的底部加強部位,洞口宜上下對齊。
        4 矩形平面的部分框支抗震墻結構,其框支層的樓層側向剛度不應小于相鄰非框支層樓層側向剛度的50%;框支層落地抗震墻間距不宜大于24m,框支層的平面布置宜對稱,且宜設抗震筒體;底層框架部分承擔的地震傾覆力矩,不應大于結構總地震傾覆力矩的50%。

    6.1.10 抗震墻底部加強部位的范圍,應符合下列規定:
        1 底部加強部位的高度,應從地下室頂板算起。
        2 部分框支抗震墻結構的抗震墻,其底部加強部位的高度,可取框支層加框支層以上兩層的高度及落地抗震墻總高度的1/10二者的較大值。其他結構的抗震墻,房屋高度大于24m時,底部加強部位的高度可取底部兩層和墻體總高度的1/10二者的較大值;房屋高度不大于24m時,底部加強部位可取底部一層。
        3 當結構計算嵌固端位于地下一層的底板或以下時,底部加強部位尚宜向下延伸到計算嵌固端。

    6.1.11 框架單獨柱基有下列情況之一時,宜沿兩個主軸方向設置基礎系梁:
        1 一級框架和Ⅳ類場地的二級框架;
        2 各柱基礎底面在重力荷載代表值作用下的壓應力差別較大;
        3 基礎埋置較深,或各基礎埋置深度差別較大;
        4 地基主要受力層范圍內存在軟弱黏性土層、液化土層或嚴重不均勻土層;
        5 樁基承臺之間。

    6.1.12 框架-抗震墻結構、板柱-抗震墻結構中的抗震墻基礎和部分框支抗震墻結構的落地抗震墻基礎,應有良好的整體性和抗轉動的能力。

    6.1.13 主樓與裙房相連且采用天然地基,除應符合本規范第4.2.4條的規定外,在多遇地震作用下主樓基礎底面不宜出現零應力區。

    6.1.14 地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時,應符合下列要求:
        1 地下室頂板應避免開設大洞口;地下室在地上結構相關范圍的頂板應采用現澆梁板結構,相關范圍以外的地下室頂板宜采用現澆梁板結構;其樓板厚度不宜小于180mm,混凝土強度等級不宜小于C30,應采用雙層雙向配筋,且每層每個方向的配筋率不宜小于0.25%。
        2 結構地上一層的側向剛度,不宜大于相關范圍地下一層側向剛度的0.5倍;地下室周邊宜有與其頂板相連的抗震墻。
        3 地下室頂板對應于地上框架柱的梁柱節點除應滿足抗震計算要求外,尚應符合下列規定之一:
            1)地下一層柱截面每側縱向鋼筋不應小于地上一層柱對應縱向鋼筋的1.1倍,且地下一層柱上端和節點左右梁端實配的抗震受彎承載力之和應大于地上一層柱下端實配的抗震受彎承載力的1.3倍。
            2)地下一層梁剛度較大時,柱截面每側的縱向鋼筋面積應大于地上一層對應柱每側縱向鋼筋面積的1.1倍;同時梁端頂面和底面的縱向鋼筋面積均應比計算增大10%以上;
        4 地下一層抗震墻墻肢端部邊緣構件縱向鋼筋的截面面積,不應少于地上一層對應墻肢端部邊緣構件縱向鋼筋的截面面積。

    6.1.15 樓梯間應符合下列要求:
        1 宜采用現澆鋼筋混凝土樓梯。
        2 對于框架結構,樓梯間的布置不應導致結構平面特別不規則;樓梯構件與主體結構整澆時,應計入樓梯構件對地震作用及其效應的影響,應進行樓梯構件的抗震承載力驗算;宜采取構造措施,減少樓梯構件對主體結構剛度的影響。
        3 樓梯間兩側填充墻與柱之間應加強拉結。

    6.1.16 框架的填充墻應符合本規范第13章的規定。

    6.1.17 高強混凝土結構抗震設計應符合本規范附錄B的規定。

     

    6.1.18 預應力混凝土結構抗震設計應符合本規范附錄C的規定。

     

    6.2 計算要點

    6.2.1 鋼筋混凝土結構應按本節規定調整構件的組合內力設計值,其層間變形應符合本規范第5.5節的有關規定。構件截面抗震驗算時,非抗震的承載力設計值應除以本規范規定的承載力抗震調整系數;凡本章和本規范附錄未作規定者,應符合現行有關結構設計規范的要求。

     

    6.2.2 一、二、三、四級框架的梁柱節點處,除框架頂層和柱軸壓比小于0.15者及框支梁與框支柱的節點外,柱端組合的彎矩設計值應符合下式要求:

        一級的框架結構和9度的一級框架可不符合上式要求,但應符合下式要求:

        當反彎點不在柱的層高范圍內時,柱端截面組合的彎矩設計值可乘以上述柱端彎矩增大系數。

    6.2.3 一、二、三、四級框架結構的底層,柱下端截面組合的彎矩設計值,應分別乘以增大系數1.7、1.5、1.3和1.2。底層柱縱向鋼筋應按上下端的不利情況配置。

     

    6.2.4 一、二、三級的框架梁和抗震墻的連梁,其梁端截面組合的剪力設計值應按下式調整:

    可分別取1.5、1.3、1.2、1.1;對其他結構類型的框架,一級可取1.4,二級可取1.2,三、四級可取1.1

    6.2.6 一、二、三、四級框架的角柱,經本規范第6.2.2、6.2.3、6.2.5、6.2.10條調整后的組合彎矩設計值、剪力設計值尚應乘以不小于1.10的增大系數。

    6.2.7 抗震墻各墻肢截面組合的內力設計值,應按下列規定采用:
        1 一級抗震墻的底部加強部位以上部位,墻肢的組合彎矩設計值應乘以增大系數,其值可采用1.2剪力相應調整。
        2 部分框支抗震墻結構的落地抗震墻墻肢不應出現小偏心受拉。
        3 雙肢抗震墻中,墻肢不宜出現小偏心受拉;當任一墻肢為偏心受拉時,另一墻肢的剪力設計值、彎矩設計值應乘以增大系數1.25。

     

    6.2.8 一、二、三級的抗震墻底部加強部位,其截面組合的剪力設計值應按下式調整:

    6.2.9 鋼筋混凝土結構的梁、柱、抗震墻和連梁,其截面組合的剪力設計值應符合下列要求:
        跨高比大于2.5的梁和連梁及剪跨比大于2的柱和抗震墻:

        跨高比不大于2.5的連梁、剪跨比不大于2的柱和抗震墻、部分框支抗震墻結構的框支柱和框支梁、以及落地抗震墻的底部加強部位:

    6.2.10 部分框支抗震墻結構的框支柱尚應滿足下列要求:
        1 框支柱承受的最小地震剪力,當框支柱的數量不少于10根時,柱承受地震剪力之和不應小于結構底部總地震剪力的20%;當框支柱的數量少于10根時,每根柱承受的地震剪力不應小于結構底部總地震剪力的2%?蛑е牡卣饛澗貞鄳{整。
        2 一、二級框支柱由地震作用引起的附加軸力應分別乘以增大系數1.5、1.2;計算軸壓比時,該附加軸力可不乘以增大系數。
        3 一、二級框支柱的頂層柱上端和底層柱下端,其組合的彎矩設計值應分別乘以增大系數1.5和1.25,框支柱的中間節點應滿足本規范第6.2.2條的要求。
        4 框支梁中線宜與框支柱中線重合。

    6.2.11 部分框支抗震墻結構的一級落地抗震墻底部加強部位尚應滿足下列要求:
        1 當墻肢在邊緣構件以外的部位在兩排鋼筋間設置直徑不小于8mm、間距不大于400mm的拉結筋時,抗震墻受剪承載力驗算可計入混凝土的受剪作用。
        2 墻肢底部截面出現大偏心受拉時,宜在墻肢的底截面處另設交叉防滑斜筋,防滑斜筋承擔的地震剪力可按墻肢底截面處剪力設計值的30%采用。

    6.2.12 部分框支抗震墻結構的框支柱頂層樓蓋應符合本規范附錄E第E.1節的規定。

    6.2.13 鋼筋混凝土結構抗震計算時,尚應符合下列要求:
        1 側向剛度沿豎向分布基本均勻的框架-抗震墻結構和框架-核心筒結構,任一層框架部分承擔的剪力值,不應小于結構底部總地震剪力的20%和按框架-抗震墻結構、框架-核心筒結構計算的框架部分各樓層地震剪力中最大值1.5倍二者的較小值。
        2 抗震墻地震內力計算時,連梁的剛度可折減,折減系數不宜小于0.50。
        3 抗震墻結構、部分框支抗震墻結構、框架-抗震墻結構、框架-核心筒結構、筒中筒結構、板柱-抗震墻結構計算內力和變形時,其抗震墻應計入端部翼墻的共同工作。
        4 設置少量抗震墻的框架結構,其框架部分的地震剪力值,宜采用框架結構模型和框架-抗震墻結構模型二者計算結果的較大值。

     

    6.2.14 框架節點核芯區的抗震驗算應符合下列要求:
        1 一、二、三級框架的節點核芯區應進行抗震驗算;四級框架節點核芯區可不進行抗震驗算,但應符合抗震構造措施的要求。
        2 核芯區截面抗震驗算方法應符合本規范附錄D的規定。

    6. 3 框架的基本抗震構造措施

    6.3.1 梁的截面尺寸,宜符合下列各項要求:
        1 截面寬度不宜小于200mm;
        2 截面高寬比不宜大于4;
        3 凈跨與截面高度之比不宜小于4。

    6.3.2 梁寬大于柱寬的扁梁應符合下列要求:
        1 采用扁梁的樓、屋蓋應現澆,梁中線宜與柱中線重合,扁梁應雙向布置。扁梁的截面尺寸應符合下列要求,并應滿足現行有關規范對撓度和裂縫寬度的規定:

        2 扁梁不宜用于一級框架結構。

     

    6.3.3 梁的鋼筋配置,應符合下列各項要求:
        1 梁端計入受壓鋼筋的混凝土受壓區高度和有效高度之比,一級不應大于0.25,二、三級不應大于0.35。
        2 梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值,除按計算確定外,一級不應小于0.5,二、三級不應小于0.3。
        3 梁端箍筋加密區的長度、箍筋最大間距和最小直徑應按表6.3.3采用,當梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時,表中箍筋最小直徑數值應增大2mm。

    6.3.4 梁的鋼筋配置,尚應符合下列規定:
        1 梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不宜大于2.5%。沿梁全長頂面、底面的配筋,一、二級不應少于2ф14,且分別不應少于梁頂面、底面兩端縱向配筋中較大截面面積的1/4;三、四級不應少于2ф12。
        2 一、二、三級框架梁內貫通中柱的每根縱向鋼筋直徑,對框架結構不應大于矩形截面柱在該方向截面尺寸的1/20,或縱向鋼筋所在位置圓形截面柱弦長的1/20;對其他結構類型的框架不宜大于矩形截面柱在該方向截面尺寸的1/20,或縱向鋼筋所在位置圓形截面柱弦長的1/20。
        3 梁端加密區的箍筋肢距,一級不宜大于200mm和20倍箍筋直徑的較大值,二、三級不宜大于250mm和20倍箍筋直徑的較大值,四級不宜大于300mm。

    6.3.5 柱的截面尺寸,宜符合下列各項要求:
        1 截面的寬度和高度,四級或不超過2層時不宜小于300mm,一、二、三級且超過2層時不宜小于400mm;圓柱的直徑,四級或不超過2層時不宜小于350mm,一、二、三級且超過2層時不宜小于450mm。
        2 剪跨比宜大于2。
        3 截面長邊與短邊的邊長比不宜大于3。

     

    6.3.6 柱軸壓比不宜超過表6.3.6的規定;建造于Ⅳ類場地且較高的高層建筑,柱軸壓比限值應適當減小。

        注:1 軸壓比指柱組合的軸壓力設計值與柱的全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設計值乘積之比值;對本規范規定不進行地震作用計算的結構,可取無地震作用組合的軸力設計值計算;
            2 表內限值適用于剪跨比大于2、混凝土強度等級不高于C60的柱;剪跨比不大于2的柱,軸壓比限值應降低0.05;剪跨比小于1.5的柱,軸壓比限值應專門研究并采取特殊構造措施;
            3 沿柱全高采用井字復合箍且箍筋肢距不大于200mm、間距不大于100mm、直徑不小于12mm,或沿柱全高采用復合螺旋箍、螺旋間距不大于100mm、箍筋肢距不大于200mm、直徑不小于12mm,或沿柱全高采用連續復合矩形螺旋箍、螺旋凈距不大于80mm、箍筋肢距不大于200mm、直徑不小于10mm,軸壓比限值均可增加0.10;上述三種箍筋的最小配箍特征值均應按增大的軸壓比由本規范表6.3.9確定;
            4 在柱的截面中部附加芯柱,其中另加的縱向鋼筋的總面積不少于柱截面面積的0.8%,軸壓比限值可增加0.05;此項措施與注3的措施共同采用時,軸壓比限值可增加0.15,但箍筋的體積配箍率仍可按軸壓比增加0.10的要求確定;
            5 柱軸壓比不應大于1.05。

     

    6.3.7 柱的鋼筋配置,應符合下列各項要求:
        1 柱縱向受力鋼筋的最小總配筋率應按表6.3.7-1采用,同時每一側配筋率不應小于0.2%;對建造于Ⅳ類場地且較高的高層建筑,最小總配筋率應增加0.1%。

        注:1 表中括號內數值用于框架結構的柱;
            2.鋼筋強度標準值小于400MPa時,表中數值應增加0.1,鋼筋強度標準值為400MPa時,表中數值應增加0.05;
            3 混凝土強度等級高于C60時,上述數值應相應增加0.1。

        2 柱箍筋在規定的范圍內應加密,加密區的箍筋間距和直徑,應符合下列要求:
            1)一般情況下,箍筋的最大間距和最小直徑,應按表6.3.7-2采用。

            2)一級框架柱的箍筋直徑大于12mm且箍筋肢距不大于150mm及二級框架柱的箍筋直徑不小于10mm且箍筋肢距不大于200mm時,除底層柱下端外,最大間距應允許采用150mm;三級框架柱的截面尺寸不大于400mm時,箍筋最小直徑應允許采用6mm;四級框架柱剪跨比不大于2時,箍筋直徑不應小于8mm。
            3)框支柱和剪跨比不大于2的框架柱,箍筋間距不應大于100mm。


    6.3.8 柱的縱向鋼筋配置,尚應符合下列規定:
        1 柱的縱向鋼筋宜對稱配置。
        2 截面邊長大于400mm的柱,縱向鋼筋間距不宜大于200mm。
        3 柱總配筋率不應大于5%;剪跨比不大于2的一級框架的柱,每側縱向鋼筋配筋率不宜大于1.2%。
        4 邊柱、角柱及抗震墻端柱在小偏心受拉時,柱內縱筋總截面面積應比計算值增加25%。
        5 柱縱向鋼筋的綁扎接頭應避開柱端的箍筋加密區。

     

    6.3.9 柱的箍筋配置,尚應符合下列要求:
        1 柱的箍筋加密范圍,應按下列規定采用:
            1)柱端,取截面高度(圓柱直徑)、柱凈高的1/6和500mm三者的最大值;
            2)底層柱的下端不小于柱凈高的1/3;
            3)剛性地面上下各500mm;
            4)剪跨比不大于2的柱、因設置填充墻等形成的柱凈高與柱截面高度之比不大于4的柱、框支柱、一級和二級框架的角柱,取全高。
        2 柱箍筋加密區的箍筋肢距,一級不宜大于200mm,二、三級不宜大于250mm,四級不宜大于300mm。至少每隔一根縱向鋼筋宜在兩個方向有箍筋或拉筋約束;采用拉筋復合箍時,拉筋宜緊靠縱向鋼筋并鉤住箍筋。
        3 柱箍筋加密區的體積配箍率,應按下列規定采用:
            1)柱箍筋加密區的體積配箍率應符合下式要求:

    注:普通箍指單個矩形箍和單個圓形箍,復合箍指由矩形、多邊形、圓形箍或拉筋組成的箍筋;復合螺旋箍指由螺旋箍與矩形、多邊形、圓形箍或拉筋組成的箍筋;連續復合矩形螺旋箍指用一根通長鋼筋加工而成的箍筋。

            2)框支柱宜采用復合螺旋箍或井字復合箍,其最小配箍特征值應比表6.3.9內數值增加0.02,且體積配箍率不應小于1.5%。
            3)剪跨比不大于2的柱宜采用復合螺旋箍或井字復合箍,其體積配箍率不應小于1.2%,9度一級時不應小于1.5%。
        4 柱箍筋非加密區的箍筋配置,應符合下列要求:
            1)柱箍筋非加密區的體積配箍率不宜小于加密區的50%。
            2)箍筋間距,一、二級框架柱不應大于10倍縱向鋼筋直徑,三、四級框架柱不應大于15倍縱向鋼筋直徑。

     

    6.3.10 框架節點核芯區箍筋的最大間距和最小直徑宜按本規范第6.3.7條采用;一、二、三級框架節點核芯區配箍特征值分別不宜小于0.12、0.10和0.08,且體積配箍率分別不宜小于0.6%、0.5%和0.4%。柱剪跨比不大于2的框架節點核芯區,體積配箍率不宜小于核芯區上、下柱端的較大體積配箍率。

     

    6.4 抗震墻結構的基本抗震構造措施

    6.4.1 抗震墻的厚度,一、二級不應小于160mm且不宜小于層高或無支長度的1/20,三、四級不應小于140mm且不宜小于層高或無支長度的1/25;無端柱或翼墻時,一、二級不宜小于層高或無支長度的1/16,三、四級不宜小于層高或無支長度的1/20。
        底部加強部位的墻厚,一、二級不應小于200mm且不宜小于層高或無支長度的1/16,三、四級不應小于160mm且不宜小于層高或無支長度的1/20;無端柱或翼墻時,一、二級不宜小于層高或無支長度的1/12,三、四級不宜小于層高或無支長度的1/16。

    6.4.2 一、二、三級抗震墻在重力荷載代表值作用下墻肢的軸壓比,一級時,9度不宜大于0.4,7、8度不宜大于0.5;二、三級時不宜大于0.6。
        注:墻肢軸壓比指墻的軸壓力設計值與墻的全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設計值乘積之比值。

    6.4.3 抗震墻豎向、橫向分布鋼筋的配筋,應符合下列要求:
        1 一、二、三級抗震墻的豎向和橫向分布鋼筋最小配筋率均不應小于0.25%,四級抗震墻分布鋼筋最小配筋率不應小于0.20%。
        注:高度小于24m且剪壓比很小的四級抗震墻,其豎向分布筋的最小配筋率應允許按0.15%采用。
        2 部分框支抗震墻結構的落地抗震墻底部加強部位,豎向和橫向分布鋼筋配筋率均不應小于0.3%。

    6.4.4 抗震墻豎向和橫向分布鋼筋的配置,尚應符合下列規定:
        1 抗震墻的豎向和橫向分布鋼筋的間距不宜大于300mm,部分框支抗震墻結構的落地抗震墻底部加強部位,豎向和橫向分布鋼筋的間距不宜大于200mm。
        2 抗震墻厚度大于140mm時,其豎向和橫向分布鋼筋應雙排布置,雙排分布鋼筋間拉筋的間距不宜大于600mm,直徑不應小于6mm。
        3 抗震墻豎向和橫向分布鋼筋的直徑,均不宜大于墻厚的1/10且不應小于8mm;豎向鋼筋直徑不宜小于10mm。

     

    6.4.5 抗震墻兩端和洞口兩側應設置邊緣構件,邊緣構件包括暗柱、端柱和翼墻,并應符合下列要求:
        1 對于抗震墻結構,底層墻肢底截面的軸壓比不大于表6.4.5—1規定的一、二、三級抗震墻及四級抗震墻,墻肢兩端可設置構造邊緣構件,構造邊緣構件的范圍可按圖6.4.5—1采用,構造邊緣構件的配筋除應滿足受彎承載力要求外,并宜符合表6.4.5—2的要求。

        2 底層墻肢底截面的軸壓比大于表6.4.5—1規定的一、二、三級抗震墻,以及部分框支抗震墻結構的抗震墻,應在底部加強部位及相鄰的上一層設置約束邊緣構件,在以上的其他部位可設置構造邊緣構件。約束邊緣構件沿墻肢的長度、配箍特征值、箍筋和縱向鋼筋宜符合表6.4.5—3的要求(圖6.4.5—2)。

    6.4.6 抗震墻的墻肢長度不大于墻厚的3倍時,應按柱的有關要求進行設計;矩形墻肢的厚度不大于300mm時,尚宜全高加密箍筋。

     

    6.4.7 跨高比較小的高連梁,可設水平縫形成雙連梁、多連梁或采取其他加強受剪承載力的構造。頂層連梁的縱向鋼筋伸入墻體的錨固長度范圍內,應設置箍筋。

     

    6.5 框架-抗震墻結構的基本抗震構造措施

    6.5.1 框架-抗震墻結構的抗震墻厚度和邊框設置,應符合下列要求:
        1 抗震墻的厚度不應小于160mm且不宜小于層高或無支長度的1/20,底部加強部位的抗震墻厚度不應小于200mm且不宜小于層高或無支長度的1/16。
        2 有端柱時,墻體在樓蓋處宜設置暗梁,暗梁的截面高度不宜小于墻厚和400mm的較大值;端柱截面宜與同層框架柱相同,并應滿足本規范第6.3節對框架柱的要求;抗震墻底部加強部位的端柱和緊靠抗震墻洞口的端柱宜按柱箍筋加密區的要求沿全高加密箍筋。

    6.5.2 抗震墻的豎向和橫向分布鋼筋,配筋率均不應小于0.25%,鋼筋直徑不宜小于10mm,間距不宜大于300mm,并應雙排布置,雙排分布鋼筋間應設置拉筋。

    6.5.3 樓面梁與抗震墻平面外連接時,不宜支承在洞口連梁上;沿梁軸線方向宜設置與梁連接的抗震墻,梁的縱筋應錨固在墻內;也可在支承梁的位置設置扶壁柱或暗柱,并應按計算確定其截面尺寸和配筋。

     

    6.5.4 框架-抗震墻結構的其他抗震構造措施,應符合本規范第6.3節、6.4節的有關要求。
        注:設置少量抗震墻的框架結構,其抗震墻的抗震構造措施,可仍按本規范第6.4節對抗震墻的規定執行。

     

    6.6 板柱-抗震墻結構抗震設計要求

    6.6.1 板柱-抗震墻結構的抗震墻,其抗震構造措施應符合本節規定,尚應符合本規范第6.5節的有關規定;柱(包括抗震墻端柱)和梁的抗震構造措施應符合本規范第6.3節的有關規定。

    6.6.2 板柱-抗震墻的結構布置,尚應符合下列要求:
        1 抗震墻厚度不應小于180mm,且不宜小于層高或無支長度的1/20;房屋高度大于12m時,墻厚不應小于200mm。
        2 房屋的周邊應采用有梁框架,樓、電梯洞口周邊宜設置邊框梁。
        3 8度時宜采用有托板或柱帽的板柱節點,托板或柱帽根部的厚度(包括板厚)不宜小于柱縱筋直徑的16倍,托板或柱帽的邊長不宜小于4倍板厚和柱截面對應邊長之和。
        4 房屋的地下一層頂板,宜采用梁板結構。

    6.6.3 板柱-抗震墻結構的抗震計算,應符合下列要求:
        1 房屋高度大于12m時,抗震墻應承擔結構的全部地震作用;房屋高度不大于12m時,抗震墻宜承擔結構的全部地震作用。各層板柱和框架部分應能承擔不少于本層地震剪力的20%。
        2 板柱結構在地震作用下按等代平面框架分析時,其等代梁的寬度宜采用垂直于等代平面框架方向兩側柱距各1/4。
        3 板柱節點應進行沖切承載力的抗震驗算,應計入不平衡彎矩引起的沖切,節點處地震作用組合的不平衡彎矩引起的沖切反力設計值應乘以增大系數,一、二、三級板柱的增大系數可分別取1.7、1.5、1.3。

     

    6.6.4 板柱-抗震墻結構的板柱節點構造應符合下列要求:
        1 無柱帽平板應在柱上板帶中設構造暗梁,暗梁寬度可取柱寬及柱兩側各不大于1.5倍板厚。暗梁支座上部鋼筋面積應不小于柱上板帶鋼筋面積的50%,暗梁下部鋼筋不宜少于上部鋼筋的1/2;箍筋直徑不應小于8mm,間距不宜大于3/4倍板厚,肢距不宜大于2倍板厚,在暗梁兩端應加密。
        2 無柱帽柱上板帶的板底鋼筋,宜在距柱面為2倍板厚以外連接,采用搭接時鋼筋端部宜有垂直于板面的彎鉤。
        3 沿兩個主軸方向通過柱截面的板底連續鋼筋的總截面面積,應符合下式要求:

     

     

        4 板柱節點應根據抗沖切承載力要求,配置抗剪栓釘或抗沖切鋼筋。

     

    6.7 筒體結構抗震設計要求

    6.7.1 框架-核心筒結構應符合下列要求:
        1 核心筒與框架之間的樓蓋宜采用梁板體系;部分樓層采用平板體系時應有加強措施。
        2 除加強層及其相鄰上下層外,按框架-核心筒計算分析的框架部分各層地震剪力的最大值不宜小于結構底部總地震剪力的10%。當小于10%時,核心筒墻體的地震剪力應適當提高,邊緣構件的抗震構造措施應適當加強;任一層框架部分承擔的地震剪力不應小于結構底部總地震剪力的15%。
        3 加強層設置應符合下列規定:
            1)9度時不應采用加強層;
            2)加強層的大梁或桁架應與核心筒內的墻肢貫通;大梁或桁架與周邊框架柱的連接宜采用鉸接或半剛性連接;
            3)結構整體分析應計入加強層變形的影響;
            4)施工程序及連接構造上,應采取措施減小結構豎向溫度變形及軸向壓縮對加強層的影響。

    6.7.2 框架-核心筒結構的核心筒、筒中筒結構的內筒,其抗震墻除應符合本規范第6.4節的有關規定外,尚應符合下列要求:
        1 抗震墻的厚度、豎向和橫向分布鋼筋應符合本規范第6.5節的規定;筒體底部加強部位及相鄰上一層,當側向剛度無突變時不宜改變墻體厚度。
        2 框架-核心筒結構一、二級筒體角部的邊緣構件宜按下列要求加強:底部加強部位,約束邊緣構件范圍內宜全部采用箍筋,且約束邊緣構件沿墻肢的長度宜取墻肢截面高度的1/4,底部加強部位以上的全高范圍內宜按轉角墻的要求設置約束邊緣構件。
        3 內筒的門洞不宜靠近轉角。

    6.7.3 樓面大梁不宜支承在內筒連梁上。樓面大梁與內筒或核心筒墻體平面外連接時,應符合本規范第6.5.3條的規定。

    6.7.4 一、二級核心筒和內筒中跨高比不大于2的連梁,當梁截面寬度不小于400mm時,可采用交叉暗柱配筋,并應設置普通箍筋;截面寬度小于400mm但不小于200mm時,除配置普通箍筋外,可另增設斜向交叉構造鋼筋。

    6.7.5 筒體結構轉換層的抗震設計應符合本規范附錄E第E.2節的規定。

     

    7 多層砌體房屋和底部框架砌體房屋


    7.1 一般規定

    7.1.1 本章適用于普通磚(包括燒結、蒸壓、混凝土普通磚)、多孔磚(包括燒結、混凝土多孔磚)和混凝土小型空心砌塊等砌體承重的多層房屋,底層或底部兩層框架-抗震墻砌體房屋。
        配筋混凝土小型空心砌塊房屋的抗震設計,應符合本規范附錄F的規定。
        注:1 采用非黏土的燒結磚、蒸壓磚、混凝土磚的砌體房屋,塊體的材料性能應有可靠的試驗數據;當本章未作具體規定時,可按本章普通磚、多孔磚房屋的相應規定執行;
            2 本章中“小砌塊”為“混凝土小型空心砌塊”的簡稱;
            3 非空曠的單層砌體房屋,可按本章規定的原則進行抗震設計。

    7.1.2 多層房屋的層數和高度應符合下列要求:
        1 一般情況下,房屋的層數和總高度不應超過表7.1.2的規定。

     

        注:1 房屋的總高度指室外地面到主要屋面板板頂或檐口的高度,半地下室從地下室室內地面算起,全地下室和嵌固條件好的半地下室應允許從室外地面算起;對帶閣樓的坡屋面應算到山尖墻的1/2高度處;
            2 室內外高差大于0.6m時,房屋總高度應允許比表中的數據適當增加,但增加量應少于1.0m;
            3 乙類的多層砌體房屋仍按本地區設防烈度查表,其層數應減少一層且總高度應降低3m;不應采用底部框架-抗震墻砌體房屋;
            4 本表小砌塊砌體房屋不包括配筋混凝土小型空心砌塊砌體房屋。

        2 橫墻較少的多層砌體房屋,總高度應比表7.1.2的規定降低3m,層數相應減少一層;各層橫墻很少的多層砌體房屋,還應再減少一層。
        注:橫墻較少是指同一樓層內開間大于4.2m的房間占該層總面積的40%以上;其中,開間不大于4.2m的房間占該層總面積不到20%且開間大于4.8m的房間占該層總面積的50%以上為橫墻很少。
        3 6、7度時,橫墻較少的丙類多層砌體房屋,當按規定采取加強措施并滿足抗震承載力要求時,其高度和層數應允許仍按表7.1.2的規定采用。
        4 采用蒸壓灰砂磚和蒸壓粉煤灰磚的砌體的房屋,當砌體的抗剪強度僅達到普通黏土磚砌體的70%時,房屋的層數應比普通磚房減少一層,總高度應減少3m;當砌體的抗剪強度達到普通黏土磚砌體的取值時,房屋層數和總高度的要求同普通磚房屋。

    7.1.3 多層砌體承重房屋的層高,不應超過3.6m。
        底部框架-抗震墻砌體房屋的底部,層高不應超過4.5m;當底層采用約束砌體抗震墻時,底層的層高不應超過4.2m。
        注:當使用功能確有需要時,采用約束砌體等加強措施的普通磚房屋,層高不應超過3.9m。

     

    7.1.4 多層砌體房屋總高度與總寬度的最大比值,宜符合表7.1.4的要求。

    注:1 多層砌體房屋的頂層,除木屋蓋外的最大橫墻間距應允許適當放寬,但應采取相應加強措施;
    2 多孔磚抗震橫墻厚度為190mm時,最大橫墻間距應比表中數值減少3m。

     

    7.1.6 多層砌體房屋中砌體墻段的局部尺寸限值,宜符合表7. 1. 6的要求:

    注:1 局部尺寸不足時,應采取局部加強措施彌補,且最小寬度不宜小于1/4層高和表列數據的80%;
    2 出入口處的女兒墻應有錨固。

    7.1.7 多層砌體房屋的建筑布置和結構體系,應符合下列要求:
        1 應優先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系。不應采用砌體墻和混凝土墻混合承重的結構體系。
        2 縱橫向砌體抗震墻的布置應符合下列要求:
            1)宜均勻對稱,沿平面內宜對齊,沿豎向應上下連續;且縱橫向墻體的數量不宜相差過大;
            2)平面輪廓凹凸尺寸,不應超過典型尺寸的50%;當超過典型尺寸的25%時,房屋轉角處應采取加強措施;
            3)樓板局部大洞口的尺寸不宜超過樓板寬度的30%,且不應在墻體兩側同時開洞;
            4)房屋錯層的樓板高差超過500mm時,應按兩層計算;錯層部位的墻體應采取加強措施;
            5)同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻;墻面洞口的面積,6、7度時不宜大于墻面總面積的55%,8、9度時不宜大于50%;
            6)在房屋寬度方向的中部應設置內縱墻,其累計長度不宜小于房屋總長度的60%(高寬比大于4的墻段不計入)。
        3 房屋有下列情況之一時宜設置防震縫,縫兩側均應設置墻體,縫寬應根據烈度和房屋高度確定,可采用70mm~100mm:
            1)房屋立面高差在6m以上;
            2)房屋有錯層,且樓板高差大于層高的1/4;
            3)各部分結構剛度、質量截然不同。
        4 樓梯間不宜設置在房屋的盡端或轉角處。
        5 不應在房屋轉角處設置轉角窗。
        6 橫墻較少、跨度較大的房屋,宜采用現澆鋼筋混凝土樓、屋蓋。

    7.1.8 底部框架-抗震墻砌體房屋的結構布置,應符合下列要求:
        1 上部的砌體墻體與底部的框架梁或抗震墻,除樓梯間附近的個別墻段外均應對齊。
        2 房屋的底部,應沿縱橫兩方向設置一定數量的抗震墻,并應均勻對稱布置。6度且總層數不超過四層的底層框架-抗震墻砌體房屋,應允許采用嵌砌于框架之間的約束普通磚砌體或小砌塊砌體的砌體抗震墻,但應計入砌體墻對框架的附加軸力和附加剪力并進行底層的抗震驗算,且同一方向不應同時采用鋼筋混凝土抗震墻和約束砌體抗震墻;其余情況,8度時應采用鋼筋混凝土抗震墻,6、7度時應采用鋼筋混凝土抗震墻或配筋小砌塊砌體抗震墻。
        3 底層框架-抗震墻砌體房屋的縱橫兩個方向,第二層計入構造柱影響的側向剛度與底層側向剛度的比值,6、7度時不應大于2.5,8度時不應大于2.0,且均不應小于1.0。
        4 底部兩層框架-抗震墻砌體房屋縱橫兩個方向,底層與底部第二層側向剛度應接近,第三層計入構造柱影響的側向剛度與底部第二層側向剛度的比值,6、7度時不應大于2.0,8度時不應大于1.5,且均不應小于1.0。
        5 底部框架-抗震墻砌體房屋的抗震墻應設置條形基礎、筏形基礎等整體性好的基礎。

     

    7.1.9 底部框架-抗震墻砌體房屋的鋼筋混凝土結構部分,除應符合本章規定外,尚應符合本規范第6章的有關要求;此時,底部混凝土框架的抗震等級,6、7、8度應分別按三、二、一級采用,混凝土墻體的抗震等級,6、7、8度應分別按三、三、二級采用。

     

    7.2 計算要點

    7.2.1 多層砌體房屋、底部框架-抗震墻砌體房屋的抗震計算,可采用底部剪力法,并應按本節規定調整地震作用效應。

    7.2.2 對砌體房屋,可只選從屬面積較大或豎向應力較小的墻段進行截面抗震承載力驗算。

     

    7.2.3 進行地震剪力分配和截面驗算時,砌體墻段的層間等效側向剛度應按下列原則確定:
        1 剛度的計算應計及高寬比的影響。高寬比小于1時,可只計算剪切變形;高寬比不大于4且不小于1時,應同時計算彎曲和剪切變形;高寬比大于4時,等效側向剛度可取0.0。
        注:墻段的高寬比指層高與墻長之比,對門窗洞邊的小墻段指洞凈高與洞側墻寬之比。
        2 墻段宜按門窗洞口劃分;對設置構造柱的小開口墻段按毛墻面計算的剛度,可根據開洞率乘以表7.2.3的墻段洞口影響系數:

        注:1 開洞率為洞口水平截面積與墻段水平毛截面積之比,相鄰洞口之間凈寬小于500mm的墻段視為洞口;
            2 洞口中線偏離墻段中線大于墻段長度的1/4時,表中影響系數值折減0.9;門洞的洞頂高度大于層高80%時,表中數據不適用;窗洞高度大于50%層高時,按門洞對待。

    7.2.4 底部框架-抗震墻砌體房屋的地震作用效應,應按下列規定調整:
        1 對底層框架-抗震墻砌體房屋,底層的縱向和橫向地震剪力設計值均應乘以增大系數;其值應允許在1.2~1.5范圍內選用,第二層與底層側向剛度比大者應取大值。
        2 對底部兩層框架-抗震墻砌體房屋,底層和第二層的縱向和橫向地震剪力設計值亦均應乘以增大系數;其值應允許在1.2~1.5范圍內選用,第三層與第二層側向剛度比大者應取大值。
        3 底層或底部兩層的縱向和橫向地震剪力設計值應全部由該方向的抗震墻承擔,并按各墻體的側向剛度比例分配。

    7.2.5 底部框架-抗震墻砌體房屋中,底部框架的地震作用效應宜采用下列方法確定:
        1 底部框架柱的地震剪力和軸向力,宜按下列規定調整:
            1)框架柱承擔的地震剪力設計值,可按各抗側力構件有效側向剛度比例分配確定;有效側向剛度的取值,框架不折減;混凝土墻或配筋混凝土小砌塊砌體墻可乘以折減系數0.30;約束普通磚砌體或小砌塊砌體抗震墻可乘以折減系數0.20;
            2)框架柱的軸力應計入地震傾覆力矩引起的附加軸力,上部磚房可視為剛體,底部各軸線承受的地震傾覆力矩,可近似按底部抗震墻和框架的有效側向剛度的比例分配確定;
            3)當抗震墻之間樓蓋長寬比大于2.5時,框架柱各軸線承擔的地震剪力和軸向力,尚應計入樓蓋平面內變形的影響。
        2 底部框架-抗震墻砌體房屋的鋼筋混凝土托墻梁計算地震組合內力時,應采用合適的計算簡圖。若考慮上部墻體與托墻梁的組合作用,應計入地震時墻體開裂對組合作用的不利影響,可調整有關的彎矩系數、軸力系數等計算參數。

     

    7.2.6 各類砌體沿階梯形截面破壞的抗震抗剪強度設計值,應按下式確定:

        3 當按式(7.2.7-1)、式(7.2.7-2)驗算不滿足要求時,可計入基本均勻設置于墻段中部、截面不小于240mm×240mm(墻厚190mm時為240mm×190mm)且間距不大于4m的構造柱對受剪承載力的提高作用,按下列簡化方法驗算:

    7.2.9 底層框架-抗震墻砌體房屋中嵌砌于框架之間的普通磚或小砌塊的砌體墻,當符合本規范第7.5.4條、第7.5.5條的構造要求時,其抗震驗算應符合下列規定:
        1 底層框架柱的軸向力和剪力,應計入磚墻或小砌塊墻引起的附加軸向力和附加剪力,其值可按下列公式確定:

    7.3 多層磚砌體房屋抗震構造措施

     

    7.3.1 各類多層磚砌體房屋,應按下列要求設置現澆鋼筋混凝土構造柱(以下簡稱構造柱):
        1 構造柱設置部位,一般情況下應符合表7.3.1的要求。
        2 外廊式和單面走廊式的多層房屋,應根據房屋增加一層的層數,按表7.3.1的要求設置構造柱,且單面走廊兩側的縱墻均應按外墻處理。
        3 橫墻較少的房屋,應根據房屋增加一層的層數,按表7.3.1的要求設置構造柱。當橫墻較少的房屋為外廊式或單面走廊式時,應按本條2款要求設置構造柱;但6度不超過四層、7度不超過三層和8度不超過二層時,應按增加二層的層數對待。
        4 各層橫墻很少的房屋,應按增加二層的層數設置構造柱。
        5 采用蒸壓灰砂磚和蒸壓粉煤灰磚的砌體房屋,當砌體的抗剪強度僅達到普通黏土磚砌體的70%時,應根據增加一層的層數按本條1~4款要求設置構造柱;但6度不超過四層、7度不超過三層和8度不超過二層時,應按增加二層的層數對待。

    7.3.2 多層磚砌體房屋的構造柱應符合下列構造要求:
        1 構造柱最小截面可采用180mm×240mm(墻厚190mm時為180mm×190mm),縱向鋼筋宜采用4Φ12,箍筋間距不宜大于250mm,且在柱上下端應適當加密;6、7度時超過六層、8度時超過五層和9度時,構造柱縱向鋼筋宜采用4Φ14,箍筋間距不應大于200mm;房屋四角的構造柱應適當加大截面及配筋。
        2 構造柱與墻連接處應砌成馬牙槎,沿墻高每隔500mm設2Φ6水平鋼筋和Φ4分布短筋平面內點焊組成的拉結網片或Φ4點焊鋼筋網片,每邊伸入墻內不宜小于1m。6、7度時底部1/3樓層,8度時底部1/2樓層,9度時全部樓層,上述拉結鋼筋網片應沿墻體水平通長設置。
        3 構造柱與圈梁連接處,構造柱的縱筋應在圈梁縱筋內側穿過,保證構造柱縱筋上下貫通。
        4 構造柱可不單獨設置基礎,但應伸入室外地面下500mm,或與埋深小于500mm的基礎圈梁相連。
        5 房屋高度和層數接近本規范表7.1.2的限值時,縱、橫墻內構造柱間距尚應符合下列要求:
            1)橫墻內的構造柱間距不宜大于層高的二倍;下部1/3樓層的構造柱間距適當減;
            2)當外縱墻開間大于3.9m時,應另設加強措施。內縱墻的構造柱間距不宜大于4.2m。

     

    7.3.3 多層磚砌體房屋的現澆鋼筋混凝土圈梁設置應符合下列要求:
        1 裝配式鋼筋混凝土樓、屋蓋或木屋蓋的磚房,應按表7.3.3的要求設置圈梁;縱墻承重時,抗震橫墻上的圈梁間距應比表內要求適當加密。
        2 現澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓、屋蓋與墻體有可靠連接的房屋,應允許不另設圈梁,但樓板沿抗震墻體周邊均應加強配筋并應與相應的構造柱鋼筋可靠連接。

    7.3.4 多層磚砌體房屋現澆混凝土圈梁的構造應符合下列要求:
        1 圈梁應閉合,遇有洞口圈梁應上下搭接。圈梁宜與預制板設在同一標高處或緊靠板底;
        2 圈梁在本規范第7.3.3條要求的間距內無橫墻時,應利用梁或板縫中配筋替代圈梁;
        3 圈梁的截面高度不應小于120mm,配筋應符合表7.3.4的要求;按本規范第3.3.4條3款要求增設的基礎圈梁,截面高度不應小于180mm,配筋不應少于4Φ12。

    7.3.5 多層磚砌體房屋的樓、屋蓋應符合下列要求:
        1 現澆鋼筋混凝土樓板或屋面板伸進縱、橫墻內的長度,均不應小于120mm。
        2 裝配式鋼筋混凝土樓板或屋面板,當圈梁未設在板的同一標高時,板端伸進外墻的長度不應小于120mm,伸進內墻的長度不應小于100mm或采用硬架支模連接,在梁上不應小于80mm或采用硬架支模連接。
        3 當板的跨度大于4.8m并與外墻平行時,靠外墻的預制板側邊應與墻或圈梁拉結。
        4 房屋端部大房間的樓蓋,6度時房屋的屋蓋和7~9度時房屋的樓、屋蓋,當圈梁設在板底時,鋼筋混凝土預制板應相互拉結,并應與梁、墻或圈梁拉結。

    7.3.6 樓、屋蓋的鋼筋混凝土梁或屋架應與墻、柱(包括構造柱)或圈梁可靠連接;不得采用獨立磚柱?缍炔恍∮6m大梁的支承構件應采用組合砌體等加強措施,并滿足承載力要求。

    7.3.7 6、7度時長度大于7.2m的大房間,以及8、9度時外墻轉角及內外墻交接處,應沿墻高每隔500mm配置2Φ6的通長鋼筋和Φ4分布短筋平面內點焊組成的拉結網片或Φ4點焊網片。

    7.3.8 樓梯間尚應符合下列要求:
        1 頂層樓梯間墻體應沿墻高每隔500mm設2Φ6通長鋼筋和Φ4分布短鋼筋平面內點焊組成的拉結網片或Φ4點焊網片;7~9度時其他各層樓梯間墻體應在休息平臺或樓層半高處設置60mm厚、縱向鋼筋不應少于2Φ10的鋼筋混凝土帶或配筋磚帶,配筋磚帶不少于3皮,每皮的配筋不少于2Φ6,砂漿強度等級不應低于M7.5且不低于同層墻體的砂漿強度等級。
        2 樓梯間及門廳內墻陽角處的大梁支承長度不應小于500mm,并應與圈梁連接。
        3 裝配式樓梯段應與平臺板的梁可靠連接,8、9度時不應采用裝配式樓梯段;不應采用墻中懸挑式踏步或踏步豎肋插入墻體的樓梯,不應采用無筋磚砌欄板。
        4 突出屋頂的樓、電梯間,構造柱應伸到頂部,并與頂部圈梁連接,所有墻體應沿墻高每隔500mm設2Φ6通長鋼筋和Φ4分布短筋平面內點焊組成的拉結網片或Φ4點焊網片。

    7.3.9 坡屋頂房屋的屋架應與頂層圈梁可靠連接,檁條或屋面板應與墻、屋架可靠連接,房屋出入口處的檐口瓦應與屋面構件錨固。采用硬山擱檁時,頂層內縱墻頂宜增砌支承山墻的踏步式墻垛,并設置構造柱。

    7.3.10 門窗洞處不應采用磚過梁;過梁支承長度,6~8度時不應小于240mm,9度時不應小于360mm。

    7.3.11 預制陽臺,6、7度時應與圈梁和樓板的現澆板帶可靠連接,8、9度時不應采用預制陽臺。

    7.3.12 后砌的非承重砌體隔墻,煙道、風道、垃圾道等應符合本規范第13.3節的有關規定。

    7.3.13 同一結構單元的基礎(或樁承臺),宜采用同一類型的基礎,底面宜埋置在同一標高上,否則應增設基礎圈梁并應按1:2的臺階逐步放坡。

     

    7.3.14 丙類的多層磚砌體房屋,當橫墻較少且總高度和層數接近或達到本規范表7.1.2規定限值時,應采取下列加強措施:
        1 房屋的最大開間尺寸不宜大于6.6m。
        2 同一結構單元內橫墻錯位數量不宜超過橫墻總數的1/3,且連續錯位不宜多于兩道;錯位的墻體交接處均應增設構造柱,且樓、屋面板應采用現澆鋼筋混凝土板。
        3 橫墻和內縱墻上洞口的寬度不宜大于1.5m;外縱墻上洞口的寬度不宜大于2.1m或開間尺寸的一半;且內外墻上洞口位置不應影響內外縱墻與橫墻的整體連接。
        4 所有縱橫墻均應在樓、屋蓋標高處設置加強的現澆鋼筋混凝土圈梁:圈梁的截面高度不宜小于150mm,上下縱筋各不應少于3Φ10,箍筋不小于Φ6,間距不大于300mm。
        5 所有縱橫墻交接處及橫墻的中部,均應增設滿足下列要求的構造柱:在縱、橫墻內的柱距不宜大于3.0m,最小截面尺寸不宜小于240mm×240mm(墻厚190mm時為240mm×190mm),配筋宜符合表7.3.14的要求。

        6 同一結構單元的樓、屋面板應設置在同一標高處。
        7 房屋底層和頂層的窗臺標高處,宜設置沿縱橫墻通長的水平現澆鋼筋混凝土帶;其截面高度不小于60mm,寬度不小于墻厚,縱向鋼筋不少于2Φ10,橫向分布筋的直徑不小于Φ6且其間距不大于200mm。

     

    7.4 多層砌塊房屋抗震構造措施

     

    7.4.1 多層小砌塊房屋應按表7.4.1的要求設置鋼筋混凝土芯柱。對外廊式和單面走廊式的多層房屋、橫墻較少的房屋、各層橫墻很少的房屋,尚應分別按本規范第7.3.1條第2、3、4款關于增加層數的對應要求,按表7.4.1的要求設置芯柱。

     

    7.4.2 多層小砌塊房屋的芯柱,應符合下列構造要求:
        1 小砌塊房屋芯柱截面不宜小于120mm×120mm。
        2 芯柱混凝土強度等級,不應低于Cb20。
        3 芯柱的豎向插筋應貫通墻身且與圈梁連接;插筋不應小于1Φ12,6、7度時超過五層、8度時超過四層和9度時,插筋不應小于1Φ14。
        4 芯柱應伸入室外地面下500mm或與埋深小于500mm的基礎圈梁相連。
        5 為提高墻體抗震受剪承載力而設置的芯柱,宜在墻體內均勻布置,最大凈距不宜大于2.0m。
        6 多層小砌塊房屋墻體交接處或芯柱與墻體連接處應設置拉結鋼筋網片,網片可采用直徑4mm的鋼筋點焊而成,沿墻高間距不大于600mm,并應沿墻體水平通長設置。6、7度時底部1/3樓層,8度時底部1/2樓層,9度時全部樓層,上述拉結鋼筋網片沿墻高間距不大于400mm。

    7.4.3 小砌塊房屋中替代芯柱的鋼筋混凝土構造柱,應符合下列構造要求:
        1 構造柱截面不宜小于190mm×190mm,縱向鋼筋宜采用4Φ12,箍筋間距不宜大于250mm,且在柱上下端應適當加密;6、7度時超過五層、8度時超過四層和9度時,構造柱縱向鋼筋宜采用4Φ14,箍筋間距不應大于200mm;外墻轉角的構造柱可適當加大截面及配筋。
        2 構造柱與砌塊墻連接處應砌成馬牙槎,與構造柱相鄰的砌塊孔洞,6度時宜填實,7度時應填實,8、9度時應填實并插筋。構造柱與砌塊墻之間沿墻高每隔600mm設置Φ4點焊拉結鋼筋網片,并應沿墻體水平通長設置。6、7度時底部1/3樓層,8度時底部1/2樓層,9度全部樓層,上述拉結鋼筋網片沿墻高間距不大于400mm。
        3 構造柱與圈梁連接處,構造柱的縱筋應在圈梁縱筋內側穿過,保證構造柱縱筋上下貫通。
        4 構造柱可不單獨設置基礎,但應伸入室外地面下500mm,或與埋深小于500mm的基礎圈梁相連。

    7.4.4 多層小砌塊房屋的現澆鋼筋混凝土圈梁的設置位置應按本規范第7.3.3條多層磚砌體房屋圈梁的要求執行,圈梁寬度不應小于190mm,配筋不應少于4Φ12,箍筋間距不應大于200mm。

    7.4.5 多層小砌塊房屋的層數,6度時超過五層、7度時超過四層、8度時超過三層和9度時,在底層和頂層的窗臺標高處,沿縱橫墻應設置通長的水平現澆鋼筋混凝土帶;其截面高度不小于60mm,縱筋不少于2Φ10,并應有分布拉結鋼筋;其混凝土強度等級不應低于C20。
        水平現澆混凝土帶亦可采用槽形砌塊替代模板,其縱筋和拉結鋼筋不變。

    7.4.6 丙類的多層小砌塊房屋,當橫墻較少且總高度和層數接近或達到本規范表7.1.2規定限值時,應符合本規范第7.3.14條的相關要求;其中,墻體中部的構造柱可采用芯柱替代,芯柱的灌孔數量不應少于2孔,每孔插筋的直徑不應小于18mm。

     

    7.4.7 小砌塊房屋的其他抗震構造措施,尚應符合本規范第7.3.5條至第7.3.13條有關要求。其中,墻體的拉結鋼筋網片間距應符合本節的相應規定,分別取600mm和400mm。

     

    7.5 底部框架-抗震墻砌體房屋抗震構造措施

    7.5.1 底部框架-抗震墻砌體房屋的上部墻體應設置鋼筋混凝土構造柱或芯柱,并應符合下列要求:
        1 鋼筋混凝土構造柱、芯柱的設置部位,應根據房屋的總層數分別按本規范第7.3.1條、7.4.1條的規定設置。
        2 構造柱、芯柱的構造,除應符合下列要求外,尚應符合本規范第7.3.2、7.4.2、7.4.3條的規定:
            1)磚砌體墻中構造柱截面不宜小于240mm×240mm(墻厚190mm時為240mm×190mm);
            2)構造柱的縱向鋼筋不宜少于4Φ14,箍筋間距不宜大于200mm;芯柱每孔插筋不應小于1Φ14,芯柱之間沿墻高應每隔400mm設Φ4焊接鋼筋網片。
        3 構造柱、芯柱應與每層圈梁連接,或與現澆樓板可靠拉接。

    7.5.2 過渡層墻體的構造,應符合下列要求:
        1 上部砌體墻的中心線宜與底部的框架梁、抗震墻的中心線相重合;構造柱或芯柱宜與框架柱上下貫通。
        2 過渡層應在底部框架柱、混凝土墻或約束砌體墻的構造柱所對應處設置構造柱或芯柱;墻體內的構造柱間距不宜大于層高;芯柱除按本規范表7.4.1設置外,最大間距不宜大于1m。
        3 過渡層構造柱的縱向鋼筋,6、7度時不宜少于4Φ16,8度時不宜少于4Φ18。過渡層芯柱的縱向鋼筋,6、7度時不宜少于每孔1Φ16,8度時不宜少于每孔1Φ18。一般情況下,縱向鋼筋應錨入下部的框架柱或混凝土墻內;當縱向鋼筋錨固在托墻梁內時,托墻梁的相應位置應加強。
        4 過渡層的砌體墻在窗臺標高處,應設置沿縱橫墻通長的水平現澆鋼筋混凝土帶;其截面高度不小于60mm,寬度不小于墻厚,縱向鋼筋不少于2Φ10,橫向分布筋的直徑不小于6mm且其間距不大200mm。此外,磚砌體墻在相鄰構造柱間的墻體,應沿墻高每隔360mm設置2Φ6通長水平鋼筋和Φ4分布短筋平面內點焊組成的拉結網片或Φ4點焊鋼筋網片,并錨入構造柱內;小砌塊砌體墻芯柱之間沿墻高應每隔400mm設置Φ4通長水平點焊鋼筋網片。
        5 過渡層的砌體墻,凡寬度不小于1.2m的門洞和2.1m的窗洞,洞口兩側宜增設截面不小于120mm×240mm(墻厚190mm時為120mm×190mm)的構造柱或單孔芯柱。
        6 當過渡層的砌體抗震墻與底部框架梁、墻體不對齊時,應在底部框架內設置托墻轉換梁,并且過渡層磚墻或砌塊墻應采取比本條4款更高的加強措施。

    7.5.3 底部框架-抗震墻砌體房屋的底部采用鋼筋混凝土墻時,其截面和構造應符合下列要求:
        1 墻體周邊應設置梁(或暗梁)和邊框柱(或框架柱)組成的邊框;邊框梁的截面寬度不宜小于墻板厚度的1.5倍,截面高度不宜小于墻板厚度的2.5倍;邊框柱的截面高度不宜小于墻板厚度的2倍。
        2 墻板的厚度不宜小于160mm,且不應小于墻板凈高的1/20;墻體宜開設洞口形成若干墻段,各墻段的高寬比不宜小于2。
        3 墻體的豎向和橫向分布鋼筋配筋率均不應小于0.30%,并應采用雙排布置;雙排分布鋼筋間拉筋的間距不應大于600mm,直徑不應小于6mm。
        4 墻體的邊緣構件可按本規范第6.4節關于一般部位的規定設置。

    7.5.4 當6度設防的底層框架-抗震墻磚房的底層采用約束磚砌體墻時,其構造應符合下列要求:
        1 磚墻厚不應小于240mm,砌筑砂漿強度等級不應低于M10,應先砌墻后澆框架。
        2 沿框架柱每隔300mm配置2Φ8水平鋼筋和Φ4分布短筋平面內點焊組成的拉結網片,并沿磚墻水平通長設置;在墻體半高處尚應設置與框架柱相連的鋼筋混凝土水平系梁。
        3 墻長大于4m時和洞口兩側,應在墻內增設鋼筋混凝土構造柱。

    7.5.5 當6度設防的底層框架-抗震墻砌塊房屋的底層采用約束小砌塊砌體墻時,其構造應符合下列要求:
        1 墻厚不應小于190mm,砌筑砂漿強度等級不應低于Mb10,應先砌墻后澆框架。
        2 沿框架柱每隔400mm配置2Φ8水平鋼筋和Φ4分布短筋平面內點焊組成的拉結網片,并沿砌塊墻水平通長設置;在墻體半高處尚應設置與框架柱相連的鋼筋混凝土水平系梁,系梁截面不應小于190mm×190mm,縱筋不應小于4Φ12,箍筋直徑不應小于Φ6,間距不應大于200mm。
        3 墻體在門、窗洞口兩側應設置芯柱,墻長大于4m時,應在墻內增設芯柱,芯柱應符合本規范第7.4.2條的有關規定;其余位置,宜采用鋼筋混凝土構造柱替代芯柱,鋼筋混凝土構造柱應符合本規范第7.4.3條的有關規定。

    7.5.6 底部框架-抗震墻砌體房屋的框架柱應符合下列要求:
        1 柱的截面不應小于400mm×400mm,圓柱直徑不應小于450mm。
        2 柱的軸壓比,6度時不宜大于0.85,7度時不宜大于0.75,8度時不宜大于0.65。
        3 柱的縱向鋼筋最小總配筋率,當鋼筋的強度標準值低于400MPa時,中柱在6、7度時不應小于0.9%,8度時不應小于1.1%;邊柱、角柱和混凝土抗震墻端柱在6、7度時不應小于1.0%,8度時不應小于1.2%。
        4 柱的箍筋直徑,6、7度時不應小于8mm,8度時不應小于10mm,并應全高加密箍筋,間距不大于100mm。
        5 柱的最上端和最下端組合的彎矩設計值應乘以增大系數,一、二、三級的增大系數應分別按1.5、1.25和1.15采用。

    7.5.7 底部框架-抗震墻砌體房屋的樓蓋應符合下列要求:
        1 過渡層的底板應采用現澆鋼筋混凝土板,板厚不應小于120mm;并應少開洞、開小洞,當洞口尺寸大于800mm時,洞口周邊應設置邊梁。
        2 其他樓層,采用裝配式鋼筋混凝土樓板時均應設現澆圈梁;采用現澆鋼筋混凝土樓板時應允許不另設圈梁,但樓板沿抗震墻體周邊均應加強配筋并應與相應的構造柱可靠連接。

    7.5.8 底部框架-抗震墻砌體房屋的鋼筋混凝土托墻梁,其截面和構造應符合下列要求:
        1 梁的截面寬度不應小于300mm,梁的截面高度不應小于跨度的1/10。
        2 箍筋的直徑不應小于8mm,間距不應大于200mm;梁端在1.5倍梁高且不小于1/5梁凈跨范圍內,以及上部墻體的洞口處和洞口兩側各500mm且不小于梁高的范圍內,箍筋間距不應大于100mm。
        3 沿梁高應設腰筋,數量不應少于2Φ14,間距不應大于200mm。
        4 梁的縱向受力鋼筋和腰筋應按受拉鋼筋的要求錨固在柱內,且支座上部的縱向鋼筋在柱內的錨固長度應符合鋼筋混凝土框支梁的有關要求。

    7.5.9 底部框架-抗震墻砌體房屋的材料強度等級,應符合下列要求:
        1 框架柱、混凝土墻和托墻梁的混凝土強度等級,不應低于C30。
        2 過渡層砌體塊材的強度等級不應低于MU10,磚砌體砌筑砂漿強度的等級不應低于M10,砌塊砌體砌筑砂漿強度的等級不應低于Mb10。

    7.5.10 底部框架-抗震墻砌體房屋的其他抗震構造措施,應符合本規范第7.3節、第7.4節和第6章的有關要求。

     

     

    8.1.1 本章適用的鋼結構民用房屋的結構類型和最大高度應符合表8.1.1的規定。平面和豎向均不規則的鋼結構,適用的最大高度宜適當降低。
        注:1 鋼支撐-混凝土框架和鋼框架-混凝土筒體結構的抗震設計,應符合本規范附錄G的規定;
            2 多層鋼結構廠房的抗震設計,應符合本規范附錄H第H.2節的規定。

        注:1 房屋高度指室外地面到主要屋面板板頂的高度(不包括局部突出屋頂部分);
            2 超過表內高度的房屋,應進行專門研究和論證,采取有效的加強措施;
            3 表內的筒體不包括混凝土筒。

     

    8.1.2 本章適用的鋼結構民用房屋的最大高寬比不宜超過表8.1.2的規定。

    8.1.3 鋼結構房屋應根據設防分類、烈度和房屋高度采用不同的抗震等級,并應符合相應的計算和構造措施要求。丙類建筑的抗震等級應按表8.1.3確定。

        注:1 高度接近或等于高度分界時,應允許結合房屋不規則程度和場地、地基條件確定抗震等級;
            2 一般情況,構件的抗震等級應與結構相同;當某個部位各構件的承載力均滿足2倍地震作用組合下的內力要求時,7~9度的構件抗震等級應允許按降低一度確定。

    8.1.4 鋼結構房屋需要設置防震縫時,縫寬應不小于相應鋼筋混凝土結構房屋的1.5倍。

    8.1.5 一、二級的鋼結構房屋,宜設置偏心支撐、帶豎縫鋼筋混凝土抗震墻板、內藏鋼支撐鋼筋混凝土墻板、屈曲約束支撐等消能支撐或筒體。
        采用框架結構時,甲、乙類建筑和高層的丙類建筑不應采用單跨框架,多層的丙類建筑不宜采用單跨框架。
        注:本章“一、二、三、四級”即“抗震等級為一、二、三、四級”的簡稱。

    8.1.6 采用框架-支撐結構的鋼結構房屋應符合下列規定:
        1 支撐框架在兩個方向的布置均宜基本對稱,支撐框架之間樓蓋的長寬比不宜大于3。
        2 三、四級且高度不大于50m的鋼結構宜采用中心支撐,也可采用偏心支撐、屈曲約束支撐等消能支撐。
        3 中心支撐框架宜采用交叉支撐,也可采用人字支撐或單斜桿支撐,不宜采用K形支撐;支撐的軸線宜交匯于梁柱構件軸線的交點,偏離交點時的偏心距不應超過支撐桿件寬度,并應計入由此產生的附加彎矩。當中心支撐采用只能受拉的單斜桿體系時,應同時設置不同傾斜方向的兩組斜桿,且每組中不同方向單斜桿的截面面積在水平方向的投影面積之差不應大于10%。
        4 偏心支撐框架的每根支撐應至少有一端與框架梁連接,并在支撐與梁交點和柱之間或同一跨內另一支撐與梁交點之間形成消能梁段。
        5 采用屈曲約束支撐時,宜采用人字支撐、成對布置的單斜桿支撐等形式,不應采用K形或X形,支撐與柱的夾角宜在35°~55°之間。屈曲約束支撐受壓時,其設計參數、性能檢驗和作為一種消能部件的計算方法可按相關要求設計。

    8.1.7 鋼框架-筒體結構,必要時可設置由筒體外伸臂或外伸臂和周邊桁架組成的加強層。

    8.1.8 鋼結構房屋的樓蓋應符合下列要求:
        1 宜采用壓型鋼板現澆鋼筋混凝土組合樓板或鋼筋混凝土樓板,并應與鋼梁有可靠連接。
        2 對6、7度時不超過50m的鋼結構,尚可采用裝配整體式鋼筋混凝土樓板,也可采用裝配式樓板或其他輕型樓蓋;但應將樓板預埋件與鋼梁焊接,或采取其他保證樓蓋整體性的措施。
        3 對轉換層樓蓋或樓板有大洞口等情況,必要時可設置水平支撐。

     

    8.1.9 鋼結構房屋的地下室設置,應符合下列要求:
        1 設置地下室時,框架-支撐(抗震墻板)結構中豎向連續布置的支撐(抗震墻板)應延伸至基礎;鋼框架柱應至少延伸至地下一層,其豎向荷載應直接傳至基礎。
        2 超過50m的鋼結構房屋應設置地下室。其基礎埋置深度,當采用天然地基時不宜小于房屋總高度的1/15;當采用樁基時,樁承臺埋深不宜小于房屋總高度的1/20。

     

    8.2 計算要點

    8.2.1 鋼結構應按本節規定調整地震作用效應,其層間變形應符合本規范第5.5節的有關規定。構件截面和連接抗震驗算時,非抗震的承載力設計值應除以本規范規定的承載力抗震調整系數;凡本章未作規定者,應符合現行有關設計規范、規程的要求。

    8.2.2 鋼結構抗震計算的阻尼比宜符合下列規定:
        1 多遇地震下的計算,高度不大于50m時可取0.04;高度大于50m且小于200m時,可取0.03;高度不小于200m時,宜取0.02。
        2 當偏心支撐框架部分承擔的地震傾覆力矩大于結構總地震傾覆力矩的50%時,其阻尼比可比本條1款相應增加0.005。
        3 在罕遇地震下的彈塑性分析,阻尼比可取0.05。

    8.2.3 鋼結構在地震作用下的內力和變形分析,應符合下列規定:
        1 鋼結構應按本規范第3.6.3條規定計入重力二階效應。進行二階效應的彈性分析時,應按現行國家標準《鋼結構設計規范》GB 50017的有關規定,在每層柱頂附加假想水平力。
        2 框架梁可按梁端截面的內力設計。對工字形截面柱,宜計入梁柱節點域剪切變形對結構側移的影響;對箱形柱框架、中心支撐框架和不超過50m的鋼結構,其層間位移計算可不計入梁柱節點域剪切變形的影響,近似按框架軸線進行分析。
        3 鋼框架-支撐結構的斜桿可按端部鉸接桿計算;其框架部分按剛度分配計算得到的地震層剪力應乘以調整系數,達到不小于結構底部總地震剪力的25%和框架部分計算最大層剪力1.8倍二者的較小值。
        4 中心支撐框架的斜桿軸線偏離梁柱軸線交點不超過支撐桿件的寬度時,仍可按中心支撐框架分析,但應計及由此產生的附加彎矩。
        5 偏心支撐框架中,與消能梁段相連構件的內力設計值,應按下列要求調整:
            1)支撐斜桿的軸力設計值,應取與支撐斜桿相連接的消能梁段達到受剪承載力時支撐斜桿軸力與增大系數的乘積;其增大系數,一級不應小于1.4,二級不應小于1.3,三級不應小于1.2;
            2)位于消能梁段同一跨的框架梁內力設計值,應取消能梁段達到受剪承載力時框架梁內力與增大系數的乘積;其增大系數,一級不應小于1.3,二級不應小于1.2,三級不應小于1.1;
            3)框架柱的內力設計值,應取消能梁段達到受剪承載力時柱內力與增大系數的乘積;其增大系數,一級不應小于1.3,二級不應小于1.2,三級不應小于1.1。
        6 內藏鋼支撐鋼筋混凝土墻板和帶豎縫鋼筋混凝土墻板應按有關規定計算,帶豎縫鋼筋混凝土墻板可僅承受水平荷載產生的剪力,不承受豎向荷載產生的壓力。
        7 鋼結構轉換構件下的鋼框架柱,地震內力應乘以增大系數,其值可采用1.5。

    8.2.4 鋼框架梁的上翼緣采用抗剪連接件與組合樓板連接時,可不驗算地震作用下的整體穩定。

     

    8.2.5 鋼框架節點處的抗震承載力驗算,應符合下列規定:
        1 節點左右梁端和上下柱端的全塑性承載力,除下列情況之一外,應符合下式要求:
            1)柱所在樓層的受剪承載力比相鄰上一層的受剪承載力高出25%;

        2 人字支撐和V形支撐的框架梁在支撐連接處應保持連續,并按不計入支撐支點作用的梁驗算重力荷載和支撐屈曲時不平衡力作用下的承載力;不平衡力應按受拉支撐的最小屈服承載力和受壓支撐最大屈曲承載力的0.3倍計算。必要時,人字支撐和V形支撐可沿豎向交替設置或采用拉鏈柱。
        注:頂層和出屋面房間的梁可不執行本款。

     

    8.2.7 偏心支撐框架構件的抗震承載力驗算,應符合下列規定:
        1 消能梁段的受剪承載力應符合下列要求:

        2 支撐斜桿與消能梁段連接的承載力不得小于支撐的承載力。若支撐需抵抗彎矩,支撐與梁的連接應按抗壓彎連接設計。

     

    8.2.8 鋼結構抗側力構件的連接計算,應符合下列要求:
        1 鋼結構抗側力構件連接的承載力設計值,不應小于相連構件的承載力設計值;高強度螺栓連接不得滑移。
        2 鋼結構抗側力構件連接的極限承載力應大于相連構件的屈服承載力。
        3 梁與柱剛性連接的極限承載力,應按下列公式驗算:

        4 支撐與框架連接和梁、柱、支撐的拼接極限承載力,應按下列公式驗算:

    8.3 鋼框架結構的抗震構造措施

    8.3.1 框架柱的長細比,一級不應大于,二級不應大于80,三級不應大于100,四級時不應大于120。

     

    8. 3. 2 框架梁、柱板件寬厚比,應符合表8. 3. 2的規定:

    8.3.3 梁柱構件的側向支承應符合下列要求:
        1 梁柱構件受壓翼緣應根據需要設置側向支承。
        2 梁柱構件在出現塑性鉸的截面,上下翼緣均應設置側向支承。
        3 相鄰兩側向支承點間的構件長細比,應符合現行國家標準《鋼結構設計規范》GB 50017的有關規定。

     

    8.3.4 梁與柱的連接構造應符合下列要求:
        1 梁與柱的連接宜采用柱貫通型。
        2 柱在兩個互相垂直的方向都與梁剛接時宜采用箱形截面,并在梁翼緣連接處設置隔板;隔板采用電渣焊時,柱壁板厚度不宜小于16mm,小于16mm時可改用工字形柱或采用貫通式隔板。當柱僅在一個方向與梁剛接時,宜采用工字形截面,并將柱腹板置于剛接框架平面內。
        3 工字形柱(繞強軸)和箱形柱與梁剛接時(圖8.3.4-1),應符合下列要求:

            1)梁翼緣與柱翼緣間應采用全熔透坡口焊縫;一、二級時,應檢驗焊縫的V形切口沖擊韌性,其夏比沖擊韌性在—20℃時不低于27J;
            2)柱在梁翼緣對應位置應設置橫向加勁肋(隔板),加勁肋(隔板)厚度不應小于梁翼緣厚度,強度與梁翼緣相同;
            3)梁腹板宜采用摩擦型高強度螺栓與柱連接板連接(經工藝試驗合格能確,F場焊接質量時,可用氣體保護焊進行焊接);腹板角部應設置焊接孔,孔形應使其端部與梁翼緣和柱翼緣間的全熔透坡口焊縫完全隔開;
            4)腹板連接板與柱的焊接,當板厚不大于16mm時應采用雙面角焊縫,焊縫有效厚度應滿足等強度要求,且不小于5mm;板厚大于16mm時采用K形坡口對接焊縫。該焊縫宜采用氣體保護焊,且板端應繞焊;
            5)一級和二級時,宜采用能將塑性鉸自梁端外移的端部擴大形連接、梁端加蓋板或骨形連接。
        4 框架梁采用懸臂梁段與柱剛性連接時(圖8.3.4-2),懸臂梁段與柱應采用全焊接連接,此時上下翼緣焊接孔的形式宜相同;梁的現場拼接可采用翼緣焊接腹板螺栓連接或全部螺栓連接。

        5 箱形柱在與梁翼緣對應位置設置的隔板,應采用全熔透對接焊縫與壁板相連。工字形柱的橫向加勁肋與柱翼緣,應采用全熔透對接焊縫連接,與腹板可采用角焊縫連接。

    8.3.5 當節點域的腹板厚度不滿足本規范第8.2.5條第2、3款的規定時,應采取加厚柱腹板或采取貼焊補強板的措施。補強板的厚度及其焊縫應按傳遞補強板所分擔剪力的要求設計。

    8.3.6 梁與柱剛性連接時,柱在梁翼緣上下各500mm的范圍內,柱翼緣與柱腹板間或箱形柱壁板間的連接焊縫應采用全熔透坡口焊縫。

    8.3.7 框架柱的接頭距框架梁上方的距離,可取1.3m和柱凈高一半二者的較小值。
        上下柱的對接接頭應采用全熔透焊縫,柱拼接接頭上下各100mm范圍內,工字形柱翼緣與腹板間及箱型柱角部壁板間的焊縫,應采用全熔透焊縫。

     

    8.3.8 鋼結構的剛接柱腳宜采用埋入式,也可采用外包式;6、7度且高度不超過50m時也可采用外露式。

    8.4 鋼框架-中心支撐結構的抗震構造措施

    8.4.1 中心支撐的桿件長細比和板件寬厚比限值應符合下列規定:
        1 支撐桿件的長細比,按壓桿設計時,不應大于120
    ;一、二、三級中心支撐不得采用拉桿設計,四級采用拉桿設計時,其長細比不應大于180。

        2 支撐桿件的板件寬厚比,不應大于表8.4.1規定的限值。
        采用節點板連接時,應注意節點板的強度和穩定。

     

    8.4.2 中心支撐節點的構造應符合下列要求:
        1 一、二、三級,支撐宜采用H形鋼制作,兩端與框架可采用剛接構造,梁柱與支撐連接處應設置加勁肋;一級和二級采用焊接工字形截面的支撐時,其翼緣與腹板的連接宜采用全熔透連續焊縫。
        2 支撐與框架連接處,支撐桿端宜做成圓弧。
        3 梁在其與V形支撐或人字支撐相交處,應設置側向支承;該支承點與梁端支承點間的側向長細比(λy)以及支承力,應符合現行國家標準《鋼結構設計規范》GB 50017關于塑性設計的規定。
        4 若支撐和框架采用節點板連接,應符合現行國家標準《鋼結構設計規范》GB 50017關于節點板在連接桿件每側有不小于30°夾角的規定;一、二級時,支撐端部至節點板最近嵌固點(節點板與框架構件連接焊縫的端部)在沿支撐桿件軸線方向的距離,不應小于節點板厚度的2倍。

     

    8.4.3 框架-中心支撐結構的框架部分,當房屋高度不高于100m且框架部分按計算分配的地震剪力不大于結構底部總地震剪力的25%時,一、二、三級的抗震構造措施可按框架結構降低一級的相應要求采用。其他抗震構造措施,應符合本規范第8.3節對框架結構抗震構造措施的規定。

    8.5 鋼框架-偏心支撐結構的抗震構造措施

    8.5.1 偏心支撐框架消能梁段的鋼材屈服強度不應大于345MPa。消能梁段及與消能梁段同一跨內的非消能梁段,其板件的寬厚比不應大于表8.5.1規定的限值。

    8.5.2 偏心支撐框架的支撐桿件長細比不應大于120,支撐桿件的板件寬厚比不應超過現行國家標準《鋼結構設計規范》GB 50017規定的軸心受壓構件在彈性設計時的寬度比限值。

     

    8.5.3 消能梁段的構造應符合下列要求:

        2 消能梁段的腹板不得貼焊補強板,也不得開洞。
        3 消能梁段與支撐連接處,應在其腹板兩側配置加勁肋,加勁肋的高度應為梁腹板高度,一側的加勁肋寬度不應小于

    8.5.4 消能梁段與柱的連接應符合下列要求:
        1 消能梁段與柱連接時,其長度不得大于1.6Mlp/Vl,且應滿足相關標準的規定。
        2 消能梁段翼緣與柱翼緣之間應采用坡口全熔透對接焊縫連接,消能梁段腹板與柱之間應采用角焊縫(氣體保護焊)連接;角焊縫的承載力不得小于消能梁段腹板的軸力、剪力和彎矩同時作用時的承載力。
        3 消能梁段與柱腹板連接時,消能梁段翼緣與橫向加勁板間應采用坡口全熔透焊縫,其腹板與柱連接板間應采用角焊縫(氣體保護焊)連接;角焊縫的承載力不得小于消能梁段腹板的軸力、剪力和彎矩同時作用時的承載力。

    8.5.5 消能梁段兩端上下翼緣應設置側向支撐,支撐的軸力設計值不得小于消能梁段翼緣軸向承載力設計值的6%,即0.06bftff。

    8.5.6 偏心支撐框架梁的非消能梁段上下翼緣,應設置側向支撐,支撐的軸力設計值不得小于梁翼緣軸向承載力設計值的2%,即0.02bftff。

     

    8.5.7 框架-偏心支撐結構的框架部分,當房屋高度不高于100m且框架部分按計算分配的地震作用不大于結構底部總地震剪力的25%時,一、二、三級的抗震構造措施可按框架結構降低一級的相應要求采用。其他抗震構造措施,應符合本規范第8.3節對框架結構抗震構造措施的規定。

     

    9 單層工業廠房

    9.1 單層鋼筋混凝土柱廠房

    (Ⅰ)一般規定

    9.1.1 本節主要適用于裝配式單層鋼筋混凝土柱廠房,其結構布置應符合下列要求:
        1 多跨廠房宜等高和等長,高低跨廠房不宜采用一端開口的結構布置。
        2 廠房的貼建房屋和構筑物,不宜布置在廠房角部和緊鄰防震縫處。
        3 廠房體型復雜或有貼建的房屋和構筑物時,宜設防震縫;在廠房縱橫跨交接處、大柱網廠房或不設柱間支撐的廠房,防震縫寬度可采用100mm~150mm,其他情況可采用50mm~90mm。
        4 兩個主廠房之間的過渡跨至少應有一側采用防震縫與主廠房脫開。
        5 廠房內上起重機的鐵梯不應靠近防震縫設置;多跨廠房各跨上起重機的鐵梯不宜設置在同一橫向軸線附近。
        6 廠房內的工作平臺、剛性工作間宜與廠房主體結構脫開。
        7 廠房的同一結構單元內,不應采用不同的結構形式;廠房端部應設屋架,不應采用山墻承重;廠房單元內不應采用橫墻和排架混合承重。
        8 廠房柱距宜相等,各柱列的側移剛度宜均勻,當有抽柱時,應采取抗震加強措施。
        注:鋼筋混凝土框排架廠房的抗震設計,應符合本規范附錄H第H.1節的規定。

    9.1.2 廠房天窗架的設置,應符合下列要求:
        1 天窗宜采用突出屋面較小的避風型天窗,有條件或9度時宜采用下沉式天窗。
        2 突出屋面的天窗宜采用鋼天窗架;6~8度時,可采用矩形截面桿件的鋼筋混凝土天窗架。
        3 天窗架不宜從廠房結構單元第一開間開始設置;8度和9度時,天窗架宜從廠房單元端部第三柱間開始設置。
        4 天窗屋蓋、端壁板和側板,宜采用輕型板材;不應采用端壁板代替端天窗架。

    9.1.3 廠房屋架的設置,應符合下列要求:
        1 廠房宜采用鋼屋架或重心較低的預應力混凝土、鋼筋混凝土屋架。
        2 跨度不大于15m時,可采用鋼筋混凝土屋面梁。
        3 跨度大于24m,或8度Ⅲ、Ⅳ類場地和9度時,應優先采用鋼屋架。
        4 柱距為12m時,可采用預應力混凝土托架(梁);當采用鋼屋架時,亦可采用鋼托架(梁)。
        5 有突出屋面天窗架的屋蓋不宜采用預應力混凝土或鋼筋混凝土空腹屋架。
        6 8度(0.30g)和9度時,跨度大于24m的廠房不宜采用大型屋面板。

     

    9.1.4 廠房柱的設置,應符合下列要求:

    (Ⅱ)計算要點

    9.1.6 單層廠房按本規范的規定采取抗震構造措施并符合下列條件之一時,可不進行橫向和縱向抗震驗算:
        1 7度Ⅰ、Ⅱ類場地、柱高不超過10m且結構單元兩端均有山墻的單跨和等高多跨廠房(鋸齒形廠房除外)。
        2 7度時和8度(0.20g)Ⅰ、Ⅱ類場地的露天吊車棧橋。

    9.1.7 廠房的橫向抗震計算,應采用下列方法:
        1 混凝土無檁和有檁屋蓋廠房,一般情況下,宜計及屋蓋的橫向彈性變形,按多質點空間結構分析;當符合本規范附錄J的條件時,可按平面排架計算,并按附錄J的規定對排架柱的地震剪力和彎矩進行調整。
        2 輕型屋蓋廠房,柱距相等時,可按平面排架計算。
        注:本節輕型屋蓋指屋面為壓型鋼板、瓦楞鐵等有檁屋蓋。

    9.1.8 廠房的縱向抗震計算,應采用下列方法:
        1 混凝土無檁和有檁屋蓋及有較完整支撐系統的輕型屋蓋廠房,可采用下列方法:
            1)一般情況下,宜計及屋蓋的縱向彈性變形,圍護墻與隔墻的有效剛度,不對稱時尚宜計及扭轉的影響,按多質點進行空間結構分析;
            2)柱頂標高不大于15m且平均跨度不大于30m的單跨或等高多跨的鋼筋混凝土柱廠房,宜采用本規范附錄K第K.1節規定的修正剛度法計算。
        2 縱墻對稱布置的單跨廠房和輕型屋蓋的多跨廠房,可按柱列分片獨立計算。

    9.1.9 突出屋面天窗架的橫向抗震計算,可采用下列方法:
        1 有斜撐桿的三鉸拱式鋼筋混凝土和鋼天窗架的橫向抗震計算可采用底部剪力法;跨度大于9m或9度時,混凝土天窗架的地震作用效應應乘以增大系數,其值可采用1.5。
        2 其他情況下天窗架的橫向水平地震作用可采用振型分解反應譜法。

    9.1.10 突出屋面天窗架的縱向抗震計算,可采用下列方法:
        1 天窗架的縱向抗震計算,可采用空間結構分析法,并計及屋蓋平面彈性變形和縱墻的有效剛度。
        2 柱高不超過15m的單跨和等高多跨混凝土無檁屋蓋廠房的天窗架縱向地震作用計算,可采用底部剪力法,但天窗架的地震作用效應應乘以效應增大系數,其值可按下列規定采用:
            1)單跨、邊跨屋蓋或有縱向內隔墻的中跨屋蓋:

    9.1.11 兩個主軸方向柱距均不小于12m、無橋式起重機且無柱間支撐的大柱網廠房,柱截面抗震驗算應同時計算兩個主軸方向的水平地震作用,并應計入位移引起的附加彎矩。

     

    9.1.12 不等高廠房中,支承低跨屋蓋的柱牛腿(柱肩)的縱向受拉鋼筋截面面積,應按下式確定:

    9.1.13 柱間交叉支撐斜桿的地震作用效應及其與柱連接節點的抗震驗算,可按本規范附錄K第K.2節的規定進行。下柱柱間支撐的下節點位置按本規范第9.1.23條規定設置于基礎頂面以上時,宜進行縱向柱列柱根的斜截面受剪承載力驗算。

    9.1.14 廠房的抗風柱、屋架小立柱和計及工作平臺影響的抗震計算,應符合下列規定:
        1 高大山墻的抗風柱,在8度和9度時應進行平面外的截面抗震承載力驗算。
        2 當抗風柱與屋架下弦相連接時,連接點應設在下弦橫向支撐節點處,下弦橫向支撐桿件的截面和連接節點應進行抗震承載力驗算。
        3 當工作平臺和剛性內隔墻與廠房主體結構連接時,應采用與廠房實際受力相適應的計算簡圖,并計入工作平臺和剛性內隔墻對廠房的附加地震作用影響。變位受約束且剪跨比不大于2的排架柱,其斜截面受剪承載力應按現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB 50010的規定計算,并按本規范第9.1.25條采取相應的抗震構造措施。
        4 8度Ⅲ、Ⅳ類場地和9度時,帶有小立柱的拱形和折線型屋架或上弦節間較長且矢高較大的屋架,其上弦宜進行抗扭驗算。

    (Ⅲ)抗震構造措施

     

    9.1.15 有檁屋蓋構件的連接及支撐布置,應符合下列要求:
        1 檁條應與混凝土屋架(屋面梁)焊牢,并應有足夠的支承長度。
        2 雙脊檁應在跨度1/3處相互拉結。
        3 壓型鋼板應與檁條可靠連接,瓦楞鐵、石棉瓦等應與檁條拉結。
        4 支撐布置宜符合表9.1.15的要求。

    9.1.16 無檁屋蓋構件的連接及支撐布置,應符合下列要求:
        1 大型屋面板應與屋架(屋面梁)焊牢,靠柱列的屋面板與屋架(屋面梁)的連接焊縫長度不宜小于80mm。
        2 6度和7度時有天窗廠房單元的端開間,或8度和9度時各開間,宜將垂直屋架方向兩側相鄰的大型屋面板的頂面彼此焊牢。
        3 8度和9度時,大型屋面板端頭底面的預埋件宜采用角鋼并與主筋焊牢。
        4 非標準屋面板宜采用裝配整體式接頭,或將板四角切掉后與屋架(屋面梁)焊牢。
        5 屋架(屋面梁)端部頂面預埋件的錨筋,8度時不宜少于4Φ10,9度時不宜少于4Φ12。
        6 支撐的布置宜符合表9.1.16—1的要求,有中間井式天窗時宜符合表9.1.16—2的要求;8度和9度跨度不大于15m的廠房屋蓋采用屋面梁時,可僅在廠房單元兩端各設豎向支撐一道;單坡屋面梁的屋蓋支撐布置,宜按屋架端部高度大于900mm的屋蓋支撐布置執行。

    9.1.17 屋蓋支撐尚應符合下列要求;
        1 天窗開洞范圍內,在屋架脊點處應設上弦通長水平壓桿;8度Ⅲ、Ⅳ類場地和9度時,梯形屋架端部上節點應沿廠房縱向設置通長水平壓桿。
        2 屋架跨中豎向支撐在跨度方向的間距,6~8度時不大于15m,9度時不大于12m;當僅在跨中設一道時,應設在跨中屋架屋脊處;當設二道時,應在跨度方向均勻布置。
        3 屋架上、下弦通長水平系桿與豎向支撐宜配合設置。
        4 柱距不小于12m且屋架間距6m的廠房,托架(梁)區段及其相鄰開間應設下弦縱向水平支撐。
        5 屋蓋支撐桿件宜用型鋼。

    9.1.18 突出屋面的混凝土天窗架,其兩側墻板與天窗立柱宜采用螺栓連接。

    9.1.19 混凝土屋架的截面和配筋,應符合下列要求:
        1 屋架上弦第一節間和梯形屋架端豎桿的配筋,6度和7度時不宜少于4Φ12,8度和9度時不宜少于4Φ14。
        2 梯形屋架的端豎桿截面寬度宜與上弦寬度相同。
        3 拱形和折線形屋架上弦端部支撐屋面板的小立柱,截面不宜小于200mm×200mm,高度不宜大于500mm,主筋宜采用п形,6度和7度時不宜少于4Φ12,8度和9度時不宜少于4Φ14,箍筋可采用Φ6,間距不宜大于100mm。

     

    9.1.20 廠房柱子的箍筋,應符合下列要求:
        1 下列范圍內柱的箍筋應加密:
            1)柱頭,取柱頂以下500mm并不小于柱截面長邊尺寸;
            2)上柱,取階形柱自牛腿面至起重機梁頂面以上300mm,高度范圍內;
            3)牛腿(柱肩),取全高;
            4)柱根,取下柱柱底至室內地坪以上500mm;
            5)柱間支撐與柱連接節點和柱變位受平臺等約束的部位,取節點上、下各300mm。
        2 加密區箍筋間距不應大于100mm,箍筋肢距和最小直徑應符合表9.1.20的規定。

        3 廠房柱側向受約束且剪跨比不大于2的排架柱,柱頂預埋鋼板和柱箍筋加密區的構造尚應符合下列要求:
            1)柱頂預埋鋼板沿排架平面方向的長度,宜取柱頂的截面高度,且不得小于截面高度的1/2及300mm;
            2)屋架的安裝位置,宜減小在柱頂的偏心,其柱頂軸向力的偏心距不應大于截面高度的1/4;
            3)柱頂軸向力排架平面內的偏心距在截面高度的1/6~1/4范圍內時,柱頂箍筋加密區的箍筋體積配筋率:9度不宜小于1.2%;8度不宜小于1.0%;6、7度不宜小于0.8%;
            4)加密區箍筋宜配置四肢箍,肢距不大于200mm。

    9.1.21 大柱網廠房柱的截面和配筋構造,應符合下列要求:
        1 柱截面宜采用正方形或接近正方形的矩形,邊長不宜小于柱全高的1/18~1/16。
        2 重屋蓋廠房地震組合的柱軸壓比,6、7度時不宜大于0.8,8度時不宜大于0.7,9度時不應大于0.6。
        3 縱向鋼筋宜沿柱截面周邊對稱配置,間距不宜大于200mm,角部宜配置直徑較大的鋼筋。
        4 柱頭和柱根的箍筋應加密,并應符合下列要求:
            1)加密范圍,柱根取基礎頂面至室內地坪以上1m,且不小于柱全高的1/6;柱頭取柱頂以下500mm,且不小于柱截面長邊尺寸;
            2)箍筋直徑、間距和肢距,應符合本規范第9.1.20條的規定。

    9.1.22 山墻抗風柱的配筋,應符合下列要求:
        1 抗風柱柱頂以下300mm和牛腿(柱肩)面以上300mm范圍內的箍筋,直徑不宜小于6mm,間距不應大于100mm,肢距不宜大于250mm。
        2 抗風柱的變截面牛腿(柱肩)處,宜設置縱向受拉鋼筋。

     

    9.1.23 廠房柱間支撐的設置和構造,應符合下列要求:
        1 廠房柱間支撐的布置,應符合下列規定:
            1)一般情況下,應在廠房單元中部設置上、下柱間支撐,且下柱支撐應與上柱支撐配套設置;
            2)有起重機或8度和9度時,宜在廠房單元兩端增設上柱支撐;
            3)廠房單元較長或8度Ⅲ、Ⅳ類場地和9度時,可在廠房單元中部1/3區段內設置兩道柱間支撐。
        2 柱間支撐應采用型鋼,支撐形式宜采用交叉式,其斜桿與水平面的交角不宜大于55度。
        3 支撐桿件的長細比,不宜超過表9.1.23的規定。

        4 下柱支撐的下節點位置和構造措施,應保證將地震作用直接傳給基礎;當6度和7度(0.10g)不能直接傳給基礎時,應計及支撐對柱和基礎的不利影響采取加強措施。
        5 交叉支撐在交叉點應設置節點板,其厚度不應小于10mm,斜桿與交叉節點板應焊接,與端節點板宜焊接。

    9.1.24 8度時跨度不小于18m的多跨廠房中柱和9度時多跨廠房各柱,柱頂宜設置通長水平壓桿,此壓桿可與梯形屋架支座處通長水平系桿合并設置,鋼筋混凝土系桿端頭與屋架間的空隙應采用混凝土填實。

     

    9.1.25 廠房結構構件的連接節點,應符合下列要求:
        1 屋架(屋面梁)與柱頂的連接,8度時宜采用螺栓,9度時宜采用鋼板鉸,亦可采用螺栓;屋架(屋面梁)端部支承墊板的厚度不宜小于16mm。
        2 柱頂預埋件的錨筋,8度時不宜少于4Φ14,9度時不宜少于4Φ16;有柱間支撐的柱子,柱頂預埋件尚應增設抗剪鋼板。
        3 山墻抗風柱的柱頂,應設置預埋板,使柱頂與端屋架的上弦(屋面梁上翼緣)可靠連接。連接部位應位于上弦橫向支撐與屋架的連接點處,不符合時可在支撐中增設次腹桿或設置型鋼橫梁,將水平地震作用傳至節點部位。
        4 支承低跨屋蓋的中柱牛腿(柱肩)的預埋件,應與牛腿(柱肩)中按計算承受水平拉力部分的縱向鋼筋焊接,且焊接的鋼筋,6度和7度時不應少于2Φ12,8度時不應少于2Φ14,9度時不應少于2Φ16。
        5 柱間支撐與柱連接節點預埋件的錨件,8度Ⅲ、Ⅳ類場地和9度時,宜采用角鋼加端板,其他情況可采用不低于HRB335級的熱軋鋼筋,但錨固長度不應小于30倍錨筋直徑或增設端板。
        6 廠房中的起重機走道板、端屋架與山墻間的填充小屋面板、天溝板、天窗端壁板和天窗側板下的填充砌體等構件應與支承結構有可靠的連接。

    9.2 單層鋼結構廠房

    (Ⅰ)一般規定

    9.2.1 本節主要適用于鋼柱、鋼屋架或鋼屋面梁承重的單層廠房。
        單層的輕型鋼結構廠房的抗震設計,應符合專門的規定。

    9.2.2 廠房的結構體系應符合下列要求:
        1 廠房的橫向抗側力體系,可采用剛接框架、鉸接框架、門式剛架或其他結構體系。廠房的縱向抗側力體系,8、9度應采用柱間支撐;6、7度宜采用柱間支撐,也可采用剛接框架。
        2 廠房內設有橋式起重機時,起重機梁系統的構件與廠房框架柱的連接應能可靠地傳遞縱向水平地震作用。
        3 屋蓋應設置完整的屋蓋支撐系統。屋蓋橫梁與柱頂鉸接時,宜采用螺栓連接。

    9.2.3 廠房的平面布置、鋼筋混凝土屋面板和天窗架的設置要求等,可參照本規范第9.1節單層鋼筋混凝土柱廠房的有關規定。當設置防震縫時,其縫寬不宜小于單層混凝土柱廠房防震縫寬度的1.5倍。

    9.2.4 廠房的圍護墻板應符合本規范第13.3節的有關規定。

    (Ⅱ)抗震驗算

    9.2.5 廠房抗震計算時,應根據屋蓋高差、起重機設置情況,采用與廠房結構的實際工作狀況相適應的計算模型計算地震作用。
        單層廠房的阻尼比,可依據屋蓋和圍護墻的類型,取0.045~0.05。

    9.2.6 廠房地震作用計算時,圍護墻體的自重和剛度,應按下列規定取值:
        1 輕型墻板或與柱柔性連接的預制混凝土墻板,應計入其全部自重,但不應計入其剛度;
        2 柱邊貼砌且與柱有拉結的砌體圍護墻,應計入其全部自重;當沿墻體縱向進行地震作用計算時,尚可計入普通磚砌體墻的折算剛度,折算系數,7、8和9度可分別取0.6、0.4和0.2。

    9.2.7 廠房的橫向抗震計算,可采用下列方法:
        1 一般情況下,宜采用考慮屋蓋彈性變形的空間分析方法;
        2 平面規則、抗側剛度均勻的輕型屋蓋廠房,可按平面框架進行計算。等高廠房可采用底部剪力法,高低跨廠房應采用振型分解反應譜法。

    9.2.8 廠房的縱向抗震計算,可采用下列方法:
        1 采用輕型板材圍護墻或與柱柔性連接的大型墻板的廠房,可采用底部剪力法計算,各縱向柱列的地震作用可按下列原則分配:
            1)輕型屋蓋可按縱向柱列承受的重力荷載代表值的比例分配;
            2)鋼筋混凝土無檁屋蓋可按縱向柱列剛度比例分配;
            3)鋼筋混凝土有檁屋蓋可取上述兩種分配結果的平均值。
        2 采用柱邊貼砌且與柱拉結的普通磚砌體圍護墻廠房,可參照本規范第9.1節的規定計算。
        3 設置柱間支撐的柱列應計入支撐桿件屈曲后的地震作用效應。

    9.2.9 廠房屋蓋構件的抗震計算,應符合下列要求:
        1 豎向支撐桁架的腹桿應能承受和傳遞屋蓋的水平地震作用,其連接的承載力應大于腹桿的承載力,并滿足構造要求。
        2 屋蓋橫向水平支撐、縱向水平支撐的交叉斜桿均可按拉桿設計,并取相同的截面面積。
        3 8、9度時,支承跨度大于24m的屋蓋橫梁的托架以及設備荷重較大的屋蓋橫梁,均應按本規范第5.3節計算其豎向地震作用。

    9.2.10 柱間X形支撐、V形或∧形支撐應考慮拉壓桿共同作用,其地震作用及驗算可按本規范附錄K第K.2節的規定按拉桿計算,并計及相交受壓桿的影響,但壓桿卸載系數宜改取0.30。
        交叉支撐端部的連接,對單角鋼支撐應計入強度折減,8、9度時不得采用單面偏心連接;交叉支撐有一桿中斷時,交叉節點板應予以加強,其承載力不小于1.1倍桿件承載力。支撐桿件的截面應力比,不宜大于0.75。

    9.2.11 廠房結構構件連接的承載力計算,應符合下列規定:
        1 框架上柱的拼接位置應選擇彎矩較小區域,其承載力不應小于按上柱兩端呈全截面塑性屈服狀態計算的拼接處的內力,且不得小于柱全截面受拉屈服承載力的0.5倍。
        2 剛接框架屋蓋橫梁的拼接,當位于橫梁最大應力區以外時,宜按與被拼接截面等強度設計。
        3 實腹屋面梁與柱的剛性連接、梁端梁與梁的拼接,應采用地震組合內力進行彈性階段設計。梁柱剛性連接、梁與梁拼接的極限受彎承載力應符合下列要求:
            1)一般情況,可按本規范第8.2.8條鋼結構梁柱剛接、梁與梁拼接的規定考慮連接系數進行驗算。其中,當最大應力區在上柱時,全塑性受彎承載力應取實腹梁、上柱二者的較小值;
            2)當屋面梁采用鋼結構彈性設計階段的板件寬厚比時,梁柱剛性連接和梁與梁拼接,應能可靠傳遞設防烈度地震組合內力或按本款1項驗算。
        剛接框架的屋架上弦與柱相連的連接板,在設防地震下不宜出現塑性變形。
        4 柱間支撐與構件的連接,不應小于支撐桿件塑性承載力的1.2倍。

    (Ⅲ)抗震構造措施

     

    9.2.12 廠房的屋蓋支撐,應符合下列要求:
        1 無檁屋蓋的支撐布置,宜符合表9.2.12—1的要求。
        2 有檁屋蓋的支撐布置,宜符合表9.2.12—2的要求。
        3 當輕型屋蓋采用實腹屋面梁、柱剛性連接的剛架體系時,屋蓋水平支撐可布置在屋面梁的上翼緣平面。屋面梁下翼緣應設置隅撐側向支承,隅撐的另一端可與屋面檁條連接。屋蓋橫向支撐、縱向天窗架支撐的布置可參照表9.2.12的要求。
        4 屋蓋縱向水平支撐的布置,尚應符合下列規定:
            1)當采用托架支承屋蓋橫梁的屋蓋結構時,應沿廠房單元全長設置縱向水平支撐;
            2)對于高低跨廠房,在低跨屋蓋橫梁端部支承處,應沿屋蓋全長設置縱向水平支撐;
            3)縱向柱列局部柱間采用托架支承屋蓋橫梁時,應沿托架的柱間及向其兩側至少各延伸一個柱間設置屋蓋縱向水平支撐;
            4)當設置沿結構單元全長的縱向水平支撐時,應與橫向水平支撐形成封閉的水平支撐體系。多跨廠房屋蓋縱向水平支撐的間距不宜超過兩跨,不得超過三跨;高跨和低跨宜按各自的標高組成相對獨立的封閉支撐體系。
        5 支撐桿宜采用型鋼;設置交叉支撐時,支撐桿的長細比限值可取350。

    9.2.13 廠房框架柱的長細比,軸壓比小于0.2時不宜大于150;軸壓比不小于0.2時,不宜大于120。

    9.2.14 廠房框架柱、梁的板件寬厚比,應符合下列要求:
        1 重屋蓋廠房,板件寬厚比限值可按本規范第8.3.2條的規定采用,7、8、9度的抗震等級可分別按四、三、二級采用。
        2 輕屋蓋廠房,塑性耗能區板件寬厚比限值可根據其承載力的高低按性能目標確定。塑性耗能區外的板件寬厚比限值,可采用現行《鋼結構設計規范》GB 50017彈性設計階段的板件寬厚比限值。
        注:腹板的寬厚比,可通過設置縱向加勁肋減小。

    9.2.15 柱間支撐應符合下列要求:
        1 廠房單元的各縱向柱列,應在廠房單元中部布置一道下柱柱間支撐;當7度廠房單元長度大于120m(采用輕型圍護材料時為150m)、8度和9度廠房單元大于90m(采用輕型圍護材料時為120m)時,應在廠房單元1/3區段內各布置一道下柱支撐;當柱距數不超過5個且廠房長度小于60m時,亦可在廠房單元的兩端布置下柱支撐。上柱柱間支撐應布置在廠房單元兩端和具有下柱支撐的柱間。
        2 柱間支撐宜采用X形支撐,條件限制時也可采用V形、Λ形及其他形式的支撐。X形支撐斜桿與水平面的夾角、支撐斜桿交叉點的節點板厚度,應符合本規范第9.1節的規定。
        3 柱間支撐桿件的長細比限值,應符合現行國家標準《鋼結構設計規范》GB 50017的規定。
        4 柱間支撐宜采用整根型鋼,當熱軋型鋼超過材料最大長度規格時,可采用拼接等強接長。
        5 有條件時,可采用消能支撐。

     

    9.2.16 柱腳應能可靠傳遞柱身承載力,宜采用埋入式、插入式或外包式柱腳,6、7度時也可采用外露式柱腳。柱腳設計應符合下列要求:
        1 實腹式鋼柱采用埋入式、插入式柱腳的埋入深度,應由計算確定,且不得小于鋼柱截面高度的2.5倍。
        2 格構式柱采用插入式柱腳的埋入深度,應由計算確定,其最小插入深度不得小于單肢截面高度(或外徑)的2.5倍,且不得小于柱總寬度的0.5倍。
        3 采用外包式柱腳時,實腹H形截面柱的鋼筋混凝土外包高度不宜小于2.5倍的鋼結構截面高度,箱型截面柱或圓管截面柱的鋼筋混凝土外包高度不宜小于3.0倍的鋼結構截面高度或圓管截面直徑。
        4 當采用外露式柱腳時,柱腳承載力不宜小于柱截面塑性屈服承載力的1.2倍。柱腳錨栓不宜用以承受柱底水平剪力,柱底剪力應由鋼底板與基礎間的摩擦力或設置抗剪鍵及其他措施承擔。柱腳錨栓應可靠錨固。

     

    9.3 單層磚柱廠房

    (Ⅰ)一般規定

    9.3.1 本節適用于6~8度(0.20g)的燒結普通磚(黏土磚、頁巖磚)、混凝土普通磚砌筑的磚柱(墻垛)承重的下列中小型單層工業廠房:
        1 單跨和等高多跨且無橋式起重機。
        2 跨度不大于15m且柱頂標高不大于6.6m。

    9.3.2 廠房的結構布置應符合下列要求,并宜符合本規范第9.1.1條的有關規定:
        1 廠房兩端均應設置磚承重山墻。
        2 與柱等高并相連的縱橫內隔墻宜采用磚抗震墻。
        3 防震縫設置應符合下列規定:
            1)輕型屋蓋廠房,可不設防震縫;
            2)鋼筋混凝土屋蓋廠房與貼建的建(構)筑物間宜設防震縫,防震縫的寬度可采用50mm~70mm,防震縫處應設置雙柱或雙墻。
        4 天窗不應通至廠房單元的端開間,天窗不應采用端磚壁承重。
        注:本章輕型屋蓋指木屋蓋和輕鋼屋架、壓型鋼板、瓦楞鐵等屋面的屋蓋。

    9.3.3 廠房的結構體系,尚應符合下列要求:
        1 廠房屋蓋宜采用輕型屋蓋。
        2 6度和7度時,可采用十字形截面的無筋磚柱;8度時不應采用無筋磚柱。
        3 廠房縱向的獨立磚柱柱列,可在柱間設置與柱等高的抗震墻承受縱向地震作用;不設置抗震墻的獨立磚柱柱頂,應設通長水平壓桿。
        4 縱、橫向內隔墻宜采用抗震墻,非承重橫隔墻和非整體砌筑且不到頂的縱向隔墻宜采用輕質墻;當采用非輕質墻時,應計及隔墻對柱及其與屋架(屋面梁)連接節點的附加地震剪力。獨立的縱向和橫向內隔墻應采取措施保證其平面外的穩定性,且頂部應設置現澆鋼筋混凝土壓頂梁。

    (Ⅱ)計算要點

    9.3.4 按本節規定采取抗震構造措施的單層磚柱廠房,當符合下列條件之一時,可不進行橫向或縱向截面抗震驗算:
        1 7度(0.10g)Ⅰ、Ⅱ類場地,柱頂標高不超過4.5m,且結構單元兩端均有山墻的單跨及等高多跨磚柱廠房,可不進行橫向和縱向抗震驗算。
        2 7度(0.10g)Ⅰ、Ⅱ類場地,柱頂標高不超過6.6m,兩側設有厚度不小于240mm且開洞截面面積不超過50%的外縱墻,結構單元兩端均有山墻的單跨廠房,可不進行縱向抗震驗算。

    9.3.5 廠房的橫向抗震計算,可采用下列方法:
        1 輕型屋蓋廠房可按平面排架進行計算。
        2 鋼筋混凝土屋蓋廠房和密鋪望板的瓦木屋蓋廠房可按平面排架進行計算并計及空間工作,按本規范附錄J調整地震作用效應。

    9.3.6 廠房的縱向抗震計算,可采用下列方法:
        1 鋼筋混凝土屋蓋廠房宜采用振型分解反應譜法進行計算。
        2 鋼筋混凝土屋蓋的等高多跨磚柱廠房,可按本規范附錄K規定的修正剛度法進行計算。
        3 縱墻對稱布置的單跨廠房和輕型屋蓋的多跨廠房,可采用柱列分片獨立進行計算。

    9.3.7 突出屋面天窗架的橫向和縱向抗震計算應符合本規范第9.1.9條和第9.1.10條的規定。

    9.3.8 偏心受壓磚柱的抗震驗算,應符合下列要求:
        1 無筋磚柱地震組合軸向力設計值的偏心距,不宜超過0.9倍截面形心到軸向力所在方向截面邊緣的距離;承載力抗震調整系數可采用0.9。
        2 組合磚柱的配筋應按計算確定,承載力抗震調整系數可采用0.85。

    (Ⅲ)抗震構造措施

     

    9.3.9 鋼屋架、壓型鋼板、瓦楞鐵等輕型屋蓋的支撐,可按本規范表9.2.12—2的規定設置,上、下弦橫向支撐應布置在兩端第二開間;木屋蓋的支撐布置,宜符合表9.3.9的要求,支撐與屋架或天窗架應采用螺栓連接;木天窗架的邊柱,宜采用通長木夾板或鐵板并通過螺栓加強邊柱與屋架上弦的連接。

     

    9.3.10 檁條與山墻臥梁應可靠連接,擱置長度不應小于120mm,有條件時可采用檁條伸出山墻的屋面結構。

    9.3.11 鋼筋混凝土屋蓋的構造措施,應符合本規范第9.1節的有關規定。

    9.3.12 廠房柱頂標高處應沿房屋外墻及承重內墻設置現澆閉合圈梁,8度時還應沿墻高每隔3m~4m增設一道圈梁,圈梁的截面高度不應小于180mm,配筋不應少于4Φ12;當地基為軟弱黏性土、液化土、新近填土或嚴重不均勻土層時,尚應設置基礎圈梁。當圈梁兼作門窗過梁或抵抗不均勻沉降影響時,其截面和配筋除滿足抗震要求外,尚應根據實際受力計算確定。

    9.3.13 山墻應沿屋面設置現澆鋼筋混凝土臥梁,并應與屋蓋構件錨拉;山墻壁柱的截面與配筋,不宜小于排架柱,壁柱應通到墻頂并與臥梁或屋蓋構件連接。

    9.3.14 屋架(屋面梁)與墻頂圈梁或柱頂墊塊,應采用螺栓或焊接連接;柱頂墊塊厚度不應小于240mm,并應配置兩層直徑不小于8mm間距不大于100mm的鋼筋網;墻頂圈梁應與柱頂墊塊整澆。

    9.3.15 磚柱的構造應符合下列要求;
        1 磚的強度等級不應低于MU10,砂漿的強度等級不應低于M5;組合磚柱中的混凝土強度等級不應低于C20。
        2 磚柱的防潮層應采用防水砂漿。

    9.3.16 鋼筋混凝土屋蓋的磚柱廠房,山墻開洞的水平截面面積不宜超過總截面面積的50%;8度時,應在山墻、橫墻兩端設置鋼筋混凝土構造柱,構造柱的截面尺寸可采用240mm×240mm,豎向鋼筋不應少于4Φ12,箍筋可采用Φ6,間距宜為250mm~300mm。

     

    9.3.17 磚砌體墻的構造應符合下列要求:
        1 8度時,鋼筋混凝土無檁屋蓋磚柱廠房,磚圍護墻頂部宜沿墻長每隔1m埋入1Φ8豎向鋼筋,并插入頂部圈梁內。
        2 7度且墻頂高度大于4.8m或8度時,不設置構造柱的外墻轉角及承重內橫墻與外縱墻交接處,應沿墻高每500mm配置2Φ6鋼筋,每邊伸入墻內不小于1m。
        3 出屋面女兒墻的抗震構造措施,應符合本規范第13.3節的有關規定。

     

    10 空曠房屋和大跨屋蓋建筑

    10.1 單層空曠房屋

    (Ⅰ)一般規定

    10.1.1 本節適用于較空曠的單層大廳和附屬房屋組成的公共建筑。

    10.1.2 大廳、前廳、舞臺之間,不宜設防震縫分開;大廳與兩側附屬房屋之間可不設防震縫。但不設縫時應加強連接。

    10.1.3 單層空曠房屋大廳屋蓋的承重結構,在下列情況下不應采用磚柱:
        1 7度(0.15g)、8度、9度時的大廳。
        2 大廳內設有挑臺。
        3 7度(0.10g)時,大廳跨度大于12m或柱頂高度大于6m。
        4 6度時,大廳跨度大于15m或柱頂高度大于8m。

    10.1.4 單層空曠房屋大廳屋蓋的承重結構,除本規范第10.1.3條規定者外,可在大廳縱墻屋架支點下增設鋼筋混凝土-磚組合壁柱,不得采用無筋磚壁柱。

    10.1.5 前廳結構布置應加強橫向的側向剛度,大門處壁柱和前廳內獨立柱應采用鋼筋混凝土柱。

    10.1.6 前廳與大廳、大廳與舞臺連接處的橫墻,應加強側向剛度,設置一定數量的鋼筋混凝土抗震墻。

    10. 1. 7 大廳部分其他要求可參照本規范第9章,附屬房屋應符合本規范的有關規定。

    (Ⅱ)計算要點

    10.1.8 單層空曠房屋的抗震計算,可將房屋劃分為前廳、舞臺、大廳和附屬房屋等若干獨立結構,按本規范有關規定執行,但應計及相互影響。

    10.1.9 單層空曠房屋的抗震計算,可采用底部剪力法,地震影響系數可取最大值。

    10.1.10 大廳的縱向水平地震作用標準值,可按下式計算:

     

    10.1.11 大廳的橫向抗震計算,宜符合下列原則:
        1 兩側無附屬房屋的大廳,有挑臺部分和無挑臺部分可各取一個典型開間計算;符合本規范第9章規定時,尚可計及空間工作。
        2 兩側有附屬房屋時,應根據附屬房屋的結構類型,選擇適當的計算方法。

    10.1.12 8度和9度時,高大山墻的壁柱應進行平面外的截面抗震驗算。

    (Ⅲ)抗震構造措施

    10.1.13 大廳的屋蓋構造,應符合本規范第9章的規定。

    10.1.14 大廳的鋼筋混凝土柱和組合磚柱應符合下列要求:
        1 組合磚柱縱向鋼筋的上端應錨入屋架底部的鋼筋混凝土圈梁內。組合磚柱的縱向鋼筋,除按計算確定外,6度Ⅲ、Ⅳ類場地和7度(0.10g)Ⅰ、Ⅱ類場地每側不應少于4Φ14;7度(0.10g)Ⅲ、Ⅳ類場地每側不應少于4Φ16。
        2 鋼筋混凝土柱應按抗震等級不低于二級的框架柱設計,其配筋量應按計算確定。

    10.1.15 前廳與大廳,大廳與舞臺間軸線上橫墻,應符合下列要求:
        1 應在橫墻兩端,縱向梁支點及大洞口兩側設置鋼筋混凝土框架柱或構造柱。
        2 嵌砌在框架柱間的橫墻應有部分設計成抗震等級不低于二級的鋼筋混凝土抗震墻。
        3 舞臺口的柱和梁應采用鋼筋混凝土結構,舞臺口大梁上承重砌體墻應設置間距不大于4m的立柱和間距不大于3m的圈梁,立柱、圈梁的截面尺寸、配筋及與周圍砌體的拉結應符合多層砌體房屋的要求。
        4 9度時,舞臺口大梁上的墻體應采用輕質隔墻。

    10.1.16 大廳柱(墻)頂標高處應設置現澆圈梁,并宜沿墻高每隔3m左右增設一道圈梁。梯形屋架端部高度大于900mm時還應在上弦標高處增設一道圈梁。圈梁的截面高度不宜小于180mm,寬度宜與墻厚相同,縱筋不應少于4Φ12,箍筋間距不宜大于200mm。

    10.1.17 大廳與兩側附屬房屋間不設防震縫時,應在同一標高處設置封閉圈梁并在交接處拉通,墻體交接處應沿墻高每隔400mm在水平灰縫內設置拉結鋼筋網片,且每邊伸入墻內不宜小于1m。

    10.1.18 懸挑式挑臺應有可靠的錨固和防止傾覆的措施。

    10.1.19 山墻應沿屋面設置鋼筋混凝土臥梁,并應與屋蓋構件錨拉;山墻應設置鋼筋混凝土柱或組合柱,其截面和配筋分別不宜小于排架柱或縱墻組合柱,并應通到山墻的頂端與臥梁連接。

     

    10.1.20 舞臺后墻,大廳與前廳交接處的高大山墻,應利用工作平臺或樓層作為水平支撐。

     

    10.2 大跨屋蓋建筑

    (Ⅰ)一般規定

    10.2.1 本節適用于采用拱、平面桁架、立體桁架、網架、網殼、張弦梁、弦支穹頂等基本形式及其組合而成的大跨度鋼屋蓋建筑。
        采用非常用形式以及跨度大于120m、結構單元長度大于300m或懸挑長度大于40m的大跨鋼屋蓋建筑的抗震設計,應進行專門研究和論證,采取有效的加強措施。

    10.2.2 屋蓋及其支承結構的選型和布置,應符合下列各項要求:
        1 應能將屋蓋的地震作用有效地傳遞到下部支承結構。
        2 應具有合理的剛度和承載力分布,屋蓋及其支承的布置宜均勻對稱。
        3 宜優先采用兩個水平方向剛度均衡的空間傳力體系。
        4 結構布置宜避免因局部削弱或突變形成薄弱部位,產生過大的內力、變形集中。對于可能出現的薄弱部位,應采取措施提高其抗震能力。
        5 宜采用輕型屋面系統。
        6 下部支承結構應合理布置,避免使屋蓋產生過大的地震扭轉效應。

    10.2.3 屋蓋體系的結構布置,尚應分別符合下列要求:
        1 單向傳力體系的結構布置,應符合下列規定:
            1)主結構(桁架、拱、張弦梁)間應設置可靠的支撐,保證垂直于主結構方向的水平地震作用的有效傳遞;
            2)當桁架支座采用下弦節點支承時,應在支座間設置縱向桁架或采取其他可靠措施,防止桁架在支座處發生平面外扭轉。
        2 空間傳力體系的結構布置,應符合下列規定:
            1)平面形狀為矩形且三邊支承一邊開口的結構,其開口邊應加強,保證足夠的剛度。
            2)兩向正交正放網架、雙向張弦梁,應沿周邊支座設置封閉的水平支撐。
            3)單層網殼應采用剛接節點。
        注:單向傳力體系指平面拱、單向平面桁架、單向立體桁架、單向張弦梁等結構形式;空間傳力體系指網架、網殼、雙向立體桁架、雙向張弦梁和弦支穹頂等結構形式。

    10.2.4 當屋蓋分區域采用不同的結構形式時,交界區域的桿件和節點應加強;也可設置防震縫,縫寬不宜小于150mm。

    10.2.5 屋面圍護系統、吊頂及懸吊物等非結構構件應與結構可靠連接,其抗震措施應符合本規范第13章的有關規定。

    (Ⅱ) 計算要點

    10.2.6 下列屋蓋結構可不進行地震作用計算,但應符合本節有關的抗震措施要求:
        1 7度時,矢跨比小于1/5的單向平面桁架和單向立體桁架結構可不進行沿桁架的水平向以及豎向地震作用計算。
        2 7度時,網架結構可不進行地震作用計算。

    10.2.7 屋蓋結構抗震分析的計算模型,應符合下列要求:
        1 應合理確定計算模型,屋蓋與主要支承部位的連接假定應與構造相符。
        2 計算模型應計入屋蓋結構與下部結構的協同作用。
        3 單向傳力體系支撐構件的地震作用,宜按屋蓋結構整體模型計算。
        4 張弦梁和弦支穹頂的地震作用計算模型,宜計入幾何剛度的影響。

    10.2.8 屋蓋鋼結構和下部支承結構協同分析時,阻尼比應符合下列規定:
        1 當下部支承結構為鋼結構或屋蓋直接支承在地面時,阻尼比可取0.02。
        2 當下部支承結構為混凝土結構時,阻尼比可取0.025~0.035。

    10.2.9 屋蓋結構的水平地震作用計算,應符合下列要求:
        1 對于單向傳力體系,可取主結構方向和垂直主結構方向分別計算水平地震作用。
        2 對于空間傳力體系,應至少取兩個主軸方向同時計算水平地震作用;對于有兩個以上主軸或質量、剛度明顯不對稱的屋蓋結構,應增加水平地震作用的計算方向。

    10.2.10 一般情況,屋蓋結構的多遇地震作用計算可采用振型分解反應譜法;體型復雜或跨度較大的結構,也可采用多向地震反應譜法或時程分析法進行補充計算。對于周邊支承或周邊支承和多點支承相結合、且規則的網架、平面桁架和立體桁架結構,其豎向地震作用可按本規范第5.3.2條規定進行簡化計算。

    10.2.11 屋蓋結構構件的地震作用效應的組合應符合下列要求:
        1 單向傳力體系,主結構構件的驗算可取主結構方向的水平地震效應和豎向地震效應的組合、主結構間支撐構件的驗算可僅計入垂直于主結構方向的水平地震效應。
        2 一般結構,應進行三向地震作用效應的組合。

     

    10.2.12 大跨屋蓋結構在重力荷載代表值和多遇豎向地震作用標準值下的組合撓度值不宜超過表10.2.12的限值。

    10.2.13 屋蓋構件截面抗震驗算除應符合本規范第5.4節的有關規定外,尚應符合下列要求:
        1 關鍵桿件的地震組合內力設計值應乘以增大系數;其取值,7、8、9度宜分別按1.1、1.15、1.2采用。
        2 關鍵節點的地震作用效應組合設計值應乘以增大系數;其取值,7、8、9度宜分別按1.15、1.2、1.25采用。
        3 預張拉結構中的拉索,在多遇地震作用下應不出現松弛。
        注:對于空間傳力體系,關鍵桿件指臨支座桿件,即:臨支座2個區(網)格內的弦、腹桿;臨支座1/10跨度范圍內的弦、腹桿,兩者取較小的范圍。對于單向傳力體系,關鍵桿件指與支座直接相臨節間的弦桿和腹桿。關鍵節點為與關鍵桿件連接的節點。

    (Ⅲ)抗震構造措施

     

    10.2.14 屋蓋鋼桿件的長細比,宜符合表10.2.14的規定:

    10.2.15 屋蓋構件節點的抗震構造,應符合下列要求:
        1 采用節點板連接各桿件時,節點板的厚度不宜小于連接桿件最大壁厚的1.2倍。
        2 采用相貫節點時,應將內力較大方向的桿件直通。直通桿件的壁厚不應小于焊于其上各桿件的壁厚。
        3 采用焊接球節點時,球體的壁厚不應小于相連桿件最大壁厚的1.3倍。
        4 桿件宜相交于節點中心。

    10.2.16 支座的抗震構造應符合下列要求:
        1 應具有足夠的強度和剛度,在荷載作用下不應先于桿件和其他節點破壞,也不得產生不可忽略的變形。支座節點構造形式應傳力可靠、連接簡單,并符合計算假定。
        2 對于水平可滑動的支座,應保證屋蓋在罕遇地震下的滑移不超出支承面,并應采取限位措施。
        3 8、9度時,多遇地震下只承受豎向壓力的支座,宜采用拉壓型構造。

     

    10.2.17 屋蓋結構采用隔震及減震支座時,其性能參數、耐久性及相關構造應符合本規范第12章的有關規定。

     

    11.1.1 土、木、石結構房屋的建筑、結構布置應符合下列要求:
        1 房屋的平面布置應避免拐角或突出。
        2 縱橫向承重墻的布置宜均勻對稱,在平面內宜對齊,沿豎向應上下連續;在同一軸線上,窗間墻的寬度宜均勻。
        3 多層房屋的樓層不應錯層,不應采用板式單邊懸挑樓梯。
        4 不應在同一高度內采用不同材料的承重構件。
        5 屋檐外挑梁上不得砌筑砌體。

    11.1.2 木樓、屋蓋房屋應在下列部位采取拉結措施:
        1 兩端開間屋架和中間隔開間屋架應設置豎向剪刀撐;
        2 在屋檐高度處應設置縱向通長水平系桿,系桿應采用墻攬與各道橫墻連接或與木梁、屋架下弦連接牢固;縱向水平系桿端部宜采用木夾板對接,墻攬可采用方木、角鐵等材料;
        3 山墻、山尖墻應采用墻攬與木屋架、木構架或檁條拉結;
        4 內隔墻墻頂應與梁或屋架下弦拉結。

     

    11.1.3 木樓、屋蓋構件的支承長度應不小于表11.1.3的規定:

     

    11.1.4 門窗洞口過梁的支承長度,6~8度時不應小于240mm,9度時不應小于360mm。

    11.1.5 當采用冷攤瓦屋面時,底瓦的弧邊兩角宜設置釘孔,可采用鐵釘與椽條釘牢;蓋瓦與底瓦宜采用石灰或水泥砂漿壓壟等做法與底瓦粘結牢固。

    11.1.6 土木石房屋突出屋面的煙囪、女兒墻等易倒塌構件的出屋面高度,6、7度時不應大于600mm;8度(0.20g)時不應大于500mm;8度(0.30g)和9度時不應大于400mm。并應采取拉結措施。
        注:坡屋面上的煙囪高度由煙囪的根部上沿算起。

    11.1.7 土木石房屋的結構材料應符合下列要求:
        1 木構件應選用干燥、紋理直、節疤少、無腐朽的木材。
        2 生土墻體土料應選用雜質少的黏性土。
        3 石材應質地堅實,無風化、剝落和裂紋。

     

    11.1.8 土木石房屋的施工應符合下列要求:
        1 HPB300鋼筋端頭應設置180°彎鉤。
        2 外露鐵件應做防銹處理。

    11.2 生土房屋

    11.2.1 本節適用于6度、7度(0.10g)未經焙燒的土坯、灰土和夯土承重墻體的房屋及土窯洞、土拱房。
        注:1 灰土墻指摻石灰(或其他粘結材料)的土筑墻和摻石灰土坯墻;
            2 土窯洞指未經擾動的原土中開挖而成的崖窯。

    11.2.2 生土房屋的高度和承重橫墻墻間距應符合下列要求:
        1 生土房屋宜建單層,灰土墻房屋可建二層,但總高度不應超過6m。
        2 單層生土房屋的檐口高度不宜大于2.5m。
        3 單層生土房屋的承重橫墻間距不宜大于3.2m。
        4 窯洞凈跨不宜大于2.5m。

    11.2.3 生土房屋的屋蓋應符合下列要求:
        1 應采用輕屋面材料。
        2 硬山擱檁房屋宜采用雙坡屋面或弧形屋面,檁條支承處應設墊木;端檁應出檐,內墻上檁條應滿搭或采用夾板對接和燕尾榫加扒釘連接。
        3 木屋蓋各構件應采用圓釘、扒釘、鋼絲等相互連接。
        4 木屋架、木梁在外墻上宜滿搭,支承處應設置木圈梁或木墊板;木墊板的長度、寬度和厚度分別不宜小于500mm、370mm和60mm;木墊板下應鋪設砂漿墊層或黏土石灰漿墊層。

    11.2.4 生土房屋的承重墻體應符合下列要求:
        1 承重墻體門窗洞口的寬度,6、7度時不應大于1.5m。
        2 門窗洞口宜采用木過梁;當過梁由多根木桿組成時,宜采用木板、扒釘、鉛絲等將各根木桿連接成整體。
        3 內外墻體應同時分層交錯夯筑或咬砌。外墻四角和內外墻交接處,應沿墻高每隔500mm左右放置一層竹筋、木條、荊條等編織的拉結網片,每邊伸入墻體應不小于1000mm或至門窗洞邊,拉結網片在相交處應綁扎;或采取其他加強整體性的措施。

    11.2.5 各類生土房屋的地基應夯實,應采用毛石、片石、鑿開的卵石或普通磚基礎,基礎墻應采用混合砂漿或水泥砂漿砌筑。外墻宜做墻裙防潮處理(墻腳宜設防潮層)。

    11.2.6 土坯宜采用黏性土濕法成型并宜摻入草葦等拉結材料;土坯應臥砌并宜采用黏土漿或黏土石灰漿砌筑。

    11.2.7 灰土墻房屋應每層設置圈梁,并在橫墻上拉通;內縱墻頂面宜在山尖墻兩側增砌踏步式墻垛。

    11.2.8 土拱房應多跨連接布置,各拱腳均應支承在穩固的崖體上或支承在人工土墻上;拱圈厚度宜為300mm~400mm,應支模砌筑,不應后傾貼砌;外側支承墻和拱圈上不應布置門窗。

    11.2.9 土窯洞應避開易產生滑坡、山崩的地段;開挖窯洞的崖體應土質密實、土體穩定、坡度較平緩、無明顯的豎向節理;崖窯前不宜接砌土坯或其他材料的前臉;不宜開挖層窯,否則應保持足夠的間距,且上、下不宜對齊。

    11.3 木結構房屋

    11.3.1 本節適用于6~9度的穿斗木構架、木柱木屋架和木柱木梁等房屋。

    11.3.2 木結構房屋不應采用木柱與磚柱或磚墻等混合承重;山墻應設置端屋架(木梁),不得采用硬山擱檁。

    11.3.3 木結構房屋的高度應符合下列要求:
        1 木柱木屋架和穿斗木構架房屋,6~8度時不宜超過二層,總高度不宜超過6m;9度時宜建單層,高度不應超過3.3m。
        2 木柱木梁房屋宜建單層,高度不宜超過3m。

    11.3.4 禮堂、劇院、糧倉等較大跨度的空曠房屋,宜采用四柱落地的三跨木排架。

    11.3.5 木屋架屋蓋的支撐布置,應符合本規范第9.3節有關規定的要求,但房屋兩端的屋架支撐,應設置在端開間。

    11.3.6 木柱木屋架和木柱木梁房屋應在木柱與屋架(或梁)間設置斜撐;橫隔墻較多的居住房屋應在非抗震隔墻內設斜撐;斜撐宜采用木夾板,并應通到屋架的上弦。

    11.3.7 穿斗木構架房屋的橫向和縱向均應在木柱的上、下柱端和樓層下部設置穿枋,并應在每一縱向柱列間設置1~2道剪刀撐或斜撐。

    11.3.8 木結構房屋的構件連接,應符合下列要求:
        1 柱頂應有暗榫插入屋架下弦,并用U形鐵件連接;8、9度時,柱腳應采用鐵件或其他措施與基礎錨固。柱礎埋入地面以下的深度不應小于200mm。
        2 斜撐和屋蓋支撐結構,均應采用螺栓與主體構件相連接;除穿斗木構件外,其他木構件宜采用螺栓連接。
        3 椽與檁的搭接處應滿釘,以增強屋蓋的整體性。木構架中,宜在柱檐口以上沿房屋縱向設置豎向剪刀撐等措施,以增強縱向穩定性。

    11.3.9 木構件應符合下列要求:
        1 木柱的梢徑不宜小于150mm;應避免在柱的同一高度處縱橫向同時開槽,且在柱的同一截面開槽面積不應超過截面總面積的1/2。
        2 柱子不能有接頭。
        3 穿枋應貫通木構架各柱。

    11.3.10 圍護墻應符合下列要求:
        1 圍護墻與木柱的拉結應符合下列要求:
            1)沿墻高每隔500mm左右,應采用8號鋼絲將墻體內的水平拉結筋或拉結網片與木柱拉結;
            2)配筋磚圈梁、配筋砂漿帶與木柱應采用Φ6鋼筋或8號鋼絲拉結。
        2 土坯砌筑的圍護墻,洞口寬度應符合本規范第11.2節的要求。磚等砌筑的圍護墻,橫墻和內縱墻上的洞口寬度不宜大于1.5m,外縱墻上的洞口寬度不宜大于1.8m或開間尺寸的一半。
        3 土坯、磚等砌筑的圍護墻不應將木柱完全包裹,應貼砌在木柱外側。

    11.4 石結構房屋

    11.4.1 本節適用于6~8度,砂漿砌筑的料石砌體(包括有墊片或無墊片)承重的房屋。

    11.4.2 多層石砌體房屋的總高度和層數不應超過表11.4.2的規定。

    11.4.3 多層石砌體房屋的層高不宜超過3m。

     

    11.4.4 多層石砌體房屋的抗震橫墻間距,不應超過表11.4.4的規定。

    11.4.5 多層石砌體房屋,宜采用現澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓、屋蓋。

    11.4.6 石墻的截面抗震驗算,可參照本規范第7.2節;其抗剪強度應根據試驗數據確定。

    11.4.7 多層石砌體房屋應在外墻四角、樓梯間四角和每開間的內外墻交接處設置鋼筋混凝土構造柱。

    11.4.8 抗震橫墻洞口的水平截面面積,不應大于全截面面積的1/3。

    11.4.9 每層的縱橫墻均應設置圈梁,其截面高度不應小于120mm,寬度宜與墻厚相同,縱向鋼筋不應小于4Φ10,箍筋間距不宜大于200mm。

    11.4.10 無構造柱的縱橫墻交接處,應采用條石無墊片砌筑,且應沿墻高每隔500mm設置拉結鋼筋網片,每邊每側伸入墻內不宜小于1m。

    11.4.11 不應采用石板作為承重構件。

     

    11.4.12 其他有關抗震構造措施要求,參照本規范第7章的相關規定。

     

    12 隔震和消能減震設計

    12.1 一般規定

    12.1.1 本章適用于設置隔震層以隔離水平地震動的房屋隔震設計,以及設置消能部件吸收與消耗地震能量的房屋消能減震設計。
        采用隔震和消能減震設計的建筑結構,應符合本規范第3.8.1條的規定,其抗震設防目標應符合本規范第3.8.2條的規定。
        注:1 本章隔震設計指在房屋基礎、底部或下部結構與上部結構之間設置由橡膠隔震支座和阻尼裝置等部件組成具有整體復位功能的隔震層,以延長整個結構體系的自振周期,減少輸入上部結構的水平地震作用,達到預期防震要求。
            2 消能減震設計指在房屋結構中設置消能器,通過消能器的相對變形和相對速度提供附加阻尼,以消耗輸入結構的地震能量,達到預期防震減震要求。

    12.1.2 建筑結構隔震設計和消能減震設計確定設計方案時,除應符合本規范第3.5.1條的規定外,尚應與采用抗震設計的方案進行對比分析。

    12.1.3 建筑結構采用隔震設計時應符合下列各項要求:
        1 結構高寬比宜小于4,且不應大于相關規范規程對非隔震結構的具體規定,其變形特征接近剪切變形,最大高度應滿足本規范非隔震結構的要求;高寬比大于4或非隔震結構相關規定的結構采用隔震設計時,應進行專門研究。
        2 建筑場地宜為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類,并應選用穩定性較好的基礎類型。
        3 風荷載和其他非地震作用的水平荷載標準值產生的總水平力不宜超過結構總重力的10%。
        4 隔震層應提供必要的豎向承載力、側向剛度和阻尼;穿過隔震層的設備配管、配線,應采用柔性連接或其他有效措施以適應隔震層的罕遇地震水平位移。

    12.1.4 消能減震設計可用于鋼、鋼筋混凝土、鋼-混凝土混合等結構類型的房屋。
        消能部件應對結構提供足夠的附加阻尼,尚應根據其結構類型分別符合本規范相應章節的設計要求。

    12.1.5 隔震和消能減震設計時,隔震裝置和消能部件應符合下列要求:
        1 隔震裝置和消能部件的性能參數應經試驗確定。
        2 隔震裝置和消能部件的設置部位,應采取便于檢查和替換的措施。
        3 設計文件上應注明對隔震裝置和消能部件的性能要求,安裝前應按規定進行檢測,確保性能符合要求。

     

    12.1.6 建筑結構的隔震設計和消能減震設計,尚應符合相關專門標準的規定;也可按抗震性能目標的要求進行性能化設計。

     

    12.2 房屋隔震設計要點

    12.2.1 隔震設計應根據預期的豎向承載力、水平向減震系數和位移控制要求,選擇適當的隔震裝置及抗風裝置組成結構的隔震層。
        隔震支座應進行豎向承載力的驗算和罕遇地震下水平位移的驗算。
        隔震層以上結構的水平地震作用應根據水平向減震系數確定;其豎向地震作用標準值,8度(0.20g)、8度(0.30g)和9度時分別不應小于隔震層以上結構總重力荷載代表值的20%、30%和40%。

     

    12.2.2 建筑結構隔震設計的計算分析,應符合下列規定:
        1 隔震體系的計算簡圖,應增加由隔震支座及其頂部梁板組成的質點;對變形特征為剪切型的結構可采用剪切模型(圖12.2.2);當隔震層以上結構的質心與隔震層剛度中心不重合時,應計入扭轉效應的影響。隔震層頂部的梁板結構,應作為其上部結構的一部分進行計算和設計。

        2 一般情況下,宜采用時程分析法進行計算;輸入地震波的反應譜特性和數量,應符合本規范第5.1.2條的規定,計算結果宜取其包絡值;當處于發震斷層10km以內時,輸入地震波應考慮近場影響系數,5km以內宜取1.5,5km以外可取不小于1.25。
        3 砌體結構及基本周期與其相當的結構可按本規范附錄L簡化計算。

     

    12.2.3 隔震層的橡膠隔震支座應符合下列要求:
        1 隔震支座在表12.2.3所列的壓應力下的極限水平變位,應大于其有效直徑的0.55倍和支座內部橡膠總厚度3倍二者的較大值。
        2 在經歷相應設計基準期的耐久試驗后,隔震支座剛度、阻尼特性變化不超過初期值的±20%;徐變量不超過支座內部橡膠總厚度的5%。
        3 橡膠隔震支座在重力荷載代表值的豎向壓應力不應超過表12.2.3的規定。

        注:1 壓應力設計值應按永久荷載和可變荷載的組合計算;其中,樓面活荷載應按現行國家標準《建筑結構荷載規范》GB 50009的規定乘以折減系數;
            2 結構傾覆驗算時應包括水平地震作用效應組合;對需進行豎向地震作用計算的結構,尚應包括豎向地震作用效應組合;
            3 當橡膠支座的第二形狀系數(有效直徑與橡膠層總厚度之比)小于5.0時應降低壓應力限值:小于5不小于4時降低20%,小于4不小于3時降低40%;
            4 外徑小于300mm的橡膠支座,丙類建筑的壓應力限值為10MPa。

     

    12.2.4 隔震層的布置、豎向承載力、側向剛度和阻尼應符合下列規定:
        1 隔震層宜設置在結構的底部或下部,其橡膠隔震支座應設置在受力較大的位置,間距不宜過大,其規格、數量和分布應根據豎向承載力、側向剛度和阻尼的要求通過計算確定。隔震層在罕遇地震下應保持穩定,不宜出現不可恢復的變形;其橡膠支座在罕遇地震的水平和豎向地震同時作用下,拉應力不應大于1MPa。
        2 隔震層的水平等效剛度和等效黏滯阻尼比可按下列公式計算:

        3 隔震支座由試驗確定設計參數時,豎向荷載應保持本規范表12.2.3的壓應力限值;對水平向減震系數計算,應取剪切變形100%的等效剛度和等效黏滯阻尼比;對罕遇地震驗算,宜采用剪切變形250%時的等效剛度和等效黏滯阻尼比,當隔震支座直徑較大時可采用剪切變形100%時的等效剛度和等效黏滯阻尼比。當采用時程分析時,應以試驗所得滯回曲線作為計算依據。

     

    12.2.5 隔震層以上結構的地震作用計算,應符合下列規定:
        1 對多層結構,水平地震作用沿高度可按重力荷載代表值分布。
        2 隔震后水平地震作用計算的水平地震影響系數可按本規范第5.1.4、第5.1.5條確定。其中,水平地震影響系數最大值可按下式計算:

        注:1 彈性計算時,簡化計算和反應譜分析時宜按隔震支座水平剪切應變為100%時的性能參數進行計算;當采用時程分析法時按設計基本地震加速度輸入進行計算;
            2 支座剪切性能偏差按現行國家產品標準《橡膠支座 第3部分:建筑隔震橡膠支座》GB 20688.3確定。
            3 隔震層以上結構的總水平地震作用不得低于非隔震結構在6度設防時的總水平地震作用,并應進行抗震驗算;各樓層的水平地震剪力尚應符合本規范第5.2.5條對本地區設防烈度的最小地震剪力系數的規定。
            4 9度時和8度且水平向減震系數不大于0.3時,隔震層以上的結構應進行豎向地震作用的計算。隔震層以上結構豎向地震作用標準值計算時,各樓層可視為質點,并按本規范式(5.3.1—2)計算豎向地震作用標準值沿高度的分布。

     

    12.2.6 隔震支座的水平剪力應根據隔震層在罕遇地震下的水平剪力按各隔震支座的水平等效剛度分配;當按扭轉耦聯計算時,尚應計及隔震層的扭轉剛度。
        隔震支座對應于罕遇地震水平剪力的水平位移,應符合下列要求:

    12.2.7 隔震結構的隔震措施,應符合下列規定:
        1 隔震結構應采取不阻礙隔震層在罕遇地震下發生大變形的下列措施:
            1)上部結構的周邊應設置豎向隔離縫,縫寬不宜小于各隔震支座在罕遇地震下的最大水平位移值的1.2倍且不小于200mm。對兩相鄰隔震結構,其縫寬取最大水平位移值之和,且不小于400mm。
            2)上部結構與下部結構之間,應設置完全貫通的水平隔離縫,縫高可取20mm,并用柔性材料填充;當設置水平隔離縫確有困難時,應設置可靠的水平滑移墊層。
            3)穿越隔震層的門廊、樓梯、電梯、車道等部位,應防止可能的碰撞。
        2 隔震層以上結構的抗震措施,當水平向減震系數大于0.40時(設置阻尼器時為0.38)不應降低非隔震時的有關要求;水平向減震系數不大于0.40時(設置阻尼器時為0.38),可適當降低本規范有關章節對非隔震建筑的要求,但烈度降低不得超過1度,與抵抗豎向地震作用有關的抗震構造措施不應降低。此時,對砌體結構,可按本規范附錄L采取抗震構造措施。
        注:與抵抗豎向地震作用有關的抗震措施,對鋼筋混凝土結構,指墻、柱的軸壓比規定;對砌體結構,指外墻盡端墻體的最小尺寸和圈梁的有關規定。

    12.2.8 隔震層與上部結構的連接,應符合下列規定:
        1 隔震層頂部應設置梁板式樓蓋,且應符合下列要求:
            1)隔震支座的相關部位應采用現澆混凝土梁板結構,現澆板厚度不應小于160mm;
            2)隔震層頂部梁、板的剛度和承載力,宜大于一般樓蓋梁板的剛度和承載力;
            3)隔震支座附近的梁、柱應計算沖切和局部承壓,加密箍筋并根據需要配置網狀鋼筋。
        2 隔震支座和阻尼裝置的連接構造,應符合下列要求:
            1)隔震支座和阻尼裝置應安裝在便于維護人員接近的部位;
            2)隔震支座與上部結構、下部結構之間的連接件,應能傳遞罕遇地震下支座的最大水平剪力和彎矩;
            3)外露的預埋件應有可靠的防銹措施。預埋件的錨固鋼筋應與鋼板牢固連接,錨固鋼筋的錨固長度宜大于20倍錨固鋼筋直徑,且不應小于250mm。

     

    12.2.9 隔震層以下的結構和基礎應符合下列要求:
        1 隔震層支墩、支柱及相連構件,應采用隔震結構罕遇地震下隔震支座底部的豎向力、水平力和力矩進行承載力驗算。
        2 隔震層以下的結構(包括地下室和隔震塔樓下的底盤)中直接支承隔震層以上結構的相關構件,應滿足嵌固的剛度比和隔震后設防地震的抗震承載力要求,并按罕遇地震進行抗剪承載力驗算。隔震層以下地面以上的結構在罕遇地震下的層間位移角限值應滿足表12.2.9要求。
        3 隔震建筑地基基礎的抗震驗算和地基處理仍應按本地區抗震設防烈度進行,甲、乙類建筑的抗液化措施應按提高一個液化等級確定,直至全部消除液化沉陷。

     

    12.3 房屋消能減震設計要點

    12.3.1 消能減震設計時,應根據多遇地震下的預期減震要求及罕遇地震下的預期結構位移控制要求,設置適當的消能部件。消能部件可由消能器及斜撐、墻體、梁等支承構件組成。消能器可采用速度相關型、位移相關型或其他類型。
        注:1 速度相關型消能器指黏滯消能器和黏彈性消能器等;
            2 位移相關型消能器指金屬屈服消能器和摩擦消能器等。

    12.3.2 消能部件可根據需要沿結構的兩個主軸方向分別設置。消能部件宜設置在變形較大的位置,其數量和分布應通過綜合分析合理確定,并有利于提高整個結構的消能減震能力,形成均勻合理的受力體系。

    12.3.3 消能減震設計的計算分析,應符合下列規定:
        1 當主體結構基本處于彈性工作階段時,可采用線性分析方法作簡化估算,并根據結構的變形特征和高度等,按本規范第5.1節的規定分別采用底部剪力法、振型分解反應譜法和時程分析法。消能減震結構的地震影響系數可根據消能減震結構的總阻尼比按本規范第5.1.5條的規定采用。
        消能減震結構的自振周期應根據消能減震結構的總剛度確定,總剛度應為結構剛度和消能部件有效剛度的總和。
        消能減震結構的總阻尼比應為結構阻尼比和消能部件附加給結構的有效阻尼比的總和;多遇地震和罕遇地震下的總阻尼比應分別計算。
        2 對主體結構進入彈塑性階段的情況,應根據主體結構體系特征,采用靜力非線性分析方法或非線性時程分析方法。
        在非線性分析中,消能減震結構的恢復力模型應包括結構恢復力模型和消能部件的恢復力模型。
        3 消能減震結構的層間彈塑性位移角限值,應符合預期的變形控制要求,宜比非消能減震結構適當減小。

     

    12.3.4 消能部件附加給結構的有效阻尼比和有效剛度,可按下列方法確定:
        1 位移相關型消能部件和非線性速度相關型消能部件附加給結構的有效剛度應采用等效線性化方法確定。
        2 消能部件附加給結構的有效阻尼比可按下式估算:

        注:當消能部件在結構上分布較均勻,且附加給結構的有效阻尼比小于20%時,消能部件附加給結構的有效阻尼比也可采用強行解耦方法確定。

        3 不計及扭轉影響時,消能減震結構在水平地震作用下的總應變能,可按下式估算:

        4 消能器的極限位移應不小于罕遇地震下消能器最大位移的1.2倍;對速度相關型消能器,消能器的極限速度應不小于地震作用下消能器最大速度的1.2倍,且消能器應滿足在此極限速度下的承載力要求。

    12.3.6 消能器的性能檢驗,應符合下列規定:
        1 對黏滯流體消能器,由第三方進行抽樣檢驗,其數量為同一工程同一類型同一規格數量的20%,但不少于2個,檢測合格率為100%,檢測后的消能器可用于主體結構;對其他類型消能器,抽檢數量為同一類型同一規格數量的3%,當同一類型同一規格的消能器數量較少時,可以在同一類型消能器中抽檢總數量的3%,但不應少于2個,檢測合格率為100%,檢測后的消能器不能用于主體結構。
        2 對速度相關型消能器,在消能器設計位移和設計速度幅值下,以結構基本頻率往復循環30圈后,消能器的主要設計指標誤差和衰減量不應超過15%;對位移相關型消能器,在消能器設計位移幅值下往復循環30圈后,消能器的主要設計指標誤差和衰減量不應超過15%,且不應有明顯的低周疲勞現象。

    12.3.7 結構采用消能減震設計時,消能部件的相關部位應符合下列要求:
        1 消能器與支承構件的連接,應符合本規范和有關規程對相關構件連接的構造要求。
        2 在消能器施加給主結構最大阻尼力作用下,消能器與主結構之間的連接部件應在彈性范圍內工作。
        3 與消能部件相連的結構構件設計時,應計入消能部件傳遞的附加內力。

     

    12.3.8 當消能減震結構的抗震性能明顯提高時,主體結構的抗震構造要求可適當降低。降低程度可根據消能減震結構地震影響系數與不設置消能減震裝置結構的地震影響系數之比確定,最大降低程度應控制在1度以內。

     

    13 非結構構件

    13.1 一般規定

    13.1.1 本章主要適用于非結構構件與建筑結構的連接。非結構構件包括持久性的建筑非結構構件和支承于建筑結構的附屬機電設備。
        注:1 建筑非結構構件指建筑中除承重骨架體系以外的固定構件和部件,主要包括非承重墻體,附著于樓面和屋面結構的構件、裝飾構件和部件、固定于樓面的大型儲物架等。
            2 建筑附屬機電設備指為現代建筑使用功能服務的附屬機械、電氣構件、部件和系統,主要包括電梯、照明和應急電源、通信設備,管道系統,采暖和空氣調節系統,煙火監測和消防系統,公用天線等。

    13.1.2 非結構構件應根據所屬建筑的抗震設防類別和非結構地震破壞的后果及其對整個建筑結構影響的范圍,采取不同的抗震措施,達到相應的性能化設計目標。
        建筑非結構構件和建筑附屬機電設備實現抗震性能化設計目標的某些方法可按本規范附錄M第M.2節執行。

     

    13.1.3 當抗震要求不同的兩個非結構構件連接在一起時,應按較高的要求進行抗震設計。其中一個非結構構件連接損壞時,應不致引起與之相連接的有較高要求的非結構構件失效。

     

    13.2 基本計算要求

    13.2.1 建筑結構抗震計算時,應按下列規定計入非結構構件的影響:
        1 地震作用計算時,應計入支承于結構構件的建筑構件和建筑附屬機電設備的重力。
        2 對柔性連接的建筑構件,可不計入剛度;對嵌入抗側力構件平面內的剛性建筑非結構構件,應計入其剛度影響,可采用周期調整等簡化方法;一般情況下不應計入其抗震承載力,當有專門的構造措施時,尚可按有關規定計入其抗震承載力。
        3 支承非結構構件的結構構件,應將非結構構件地震作用效應作為附加作用對待,并滿足連接件的錨固要求。

    13.2.2 非結構構件的地震作用計算方法,應符合下列要求:
        1 各構件和部件的地震力應施加于其重心,水平地震力應沿任一水平方向。
        2 一般情況下,非結構構件自身重力產生的地震作用可采用等效側力法計算;對支承于不同樓層或防震縫兩側的非結構構件,除自身重力產生的地震作用外,尚應同時計及地震時支承點之間相對位移產生的作用效應。
        3 建筑附屬設備(含支架)的體系自振周期大于0.1s且其重力超過所在樓層重力的1%,或建筑附屬設備的重力超過所在樓層重力的10%時,宜進入整體結構模型的抗震設計,也可采用本規范附錄M第M.3節的樓面譜方法計算。其中,與樓蓋非彈性連接的設備,可直接將設備與樓蓋作為一個質點計入整個結構的分析中得到設備所受的地震作用。

     

    13.2.3 采用等效側力法時,水平地震作用標準值宜按下列公式計算:

     

    13.2.4 非結構構件因支承點相對水平位移產生的內力,可按該構件在位移方向的剛度乘以規定的支承點相對水平位移計算。
        非結構構件在位移方向的剛度,應根據其端部的實際連接狀態,分別采用剛接、鉸接、彈性連接或滑動連接等簡化的力學模型。
        相鄰樓層的相對水平位移,可按本規范規定的限值采用。

     

    13.2.5 非結構構件的地震作用效應(包括自身重力產生的效應和支座相對位移產生的效應)和其他荷載效應的基本組合,按本規范結構構件的有關規定計算;幕墻需計算地震作用效應與風荷載效應的組合;容器類尚應計及設備運轉時的溫度、工作壓力等產生的作用效應。
        非結構構件抗震驗算時,摩擦力不得作為抵抗地震作用的抗力;承載力抗震調整系數可采用1.0。

    13.3 建筑非結構構件的基本抗震措施

    13.3.1 建筑結構中,設置連接幕墻、圍護墻、隔墻、女兒墻、雨篷、商標、廣告牌、頂篷支架、大型儲物架等建筑非結構構件的預埋件、錨固件的部位,應采取加強措施,以承受建筑非結構構件傳給主體結構的地震作用。

    13.3.2 非承重墻體的材料、選型和布置,應根據烈度、房屋高度、建筑體型、結構層間變形、墻體自身抗側力性能的利用等因素,經綜合分析后確定,并應符合下列要求:
        1 非承重墻體宜優先采用輕質墻體材料;采用砌體墻時,應采取措施減少對主體結構的不利影響,并應設置拉結筋、水平系梁、圈梁、構造柱等與主體結構可靠拉結。
        2 剛性非承重墻體的布置,應避免使結構形成剛度和強度分布上的突變;當圍護墻非對稱均勻布置時,應考慮質量和剛度的差異對主體結構抗震不利的影響。
        3 墻體與主體結構應有可靠的拉結,應能適應主體結構不同方向的層間位移;8、9度時應具有滿足層間變位的變形能力,與懸挑構件相連接時,尚應具有滿足節點轉動引起的豎向變形的能力。
        4 外墻板的連接件應具有足夠的延性和適當的轉動能力,宜滿足在設防地震下主體結構層間變形的要求。
        5 砌體女兒墻在人流出入口和通道處應與主體結構錨固;非出入口無錨固的女兒墻高度,6~8度時不宜超過0.5m,9度時應有錨固。防震縫處女兒墻應留有足夠的寬度,縫兩側的自由端應予以加強。

    13.3.3 多層砌體結構中,非承重墻體等建筑非結構構件應符合下列要求:
        1 后砌的非承重隔墻應沿墻高每隔500mm~600mm配置2Φ6拉結鋼筋與承重墻或柱拉結,每邊伸入墻內不應少于500mm;8度和9度時,長度大于5m的后砌隔墻,墻頂尚應與樓板或梁拉結,獨立墻肢端部及大門洞邊宜設鋼筋混凝土構造柱。
        2 煙道、風道、垃圾道等不應削弱墻體;當墻體被削弱時,應對墻體采取加強措施;不宜采用無豎向配筋的附墻煙囪或出屋面的煙囪。
        3 不應采用無錨固的鋼筋混凝土預制挑檐。

    13.3.4 鋼筋混凝土結構中的砌體填充墻,尚應符合下列要求:
        1 填充墻在平面和豎向的布置,宜均勻對稱,宜避免形成薄弱層或短柱。
        2 砌體的砂漿強度等級不應低于M5;實心塊體的強度等級不宜低于MU2.5,空心塊體的強度等級不宜低于MU3.5;墻頂應與框架梁密切結合。
        3 填充墻應沿框架柱全高每隔500mm~600mm設2Φ6拉筋,拉筋伸入墻內的長度,6、7度時宜沿墻全長貫通,8、9度時應全長貫通。
        4 墻長大于5m時,墻頂與梁宜有拉結;墻長超過8m或層高2倍時,宜設置鋼筋混凝土構造柱;墻高超過4m時,墻體半高宜設置與柱連接且沿墻全長貫通的鋼筋混凝土水平系梁。
        5 樓梯間和人流通道的填充墻,尚應采用鋼絲網砂漿面層加強。

    13.3.5 單層鋼筋混凝土柱廠房的圍護墻和隔墻,尚應符合下列要求:
        1 廠房的圍護墻宜采用輕質墻板或鋼筋混凝土大型墻板,砌體圍護墻應采用外貼式并與柱可靠拉結;外側柱距為12m時應采用輕質墻板或鋼筋混凝土大型墻板。
        2 剛性圍護墻沿縱向宜均勻對稱布置,不宜一側為外貼式,另一側為嵌砌式或開敞式;不宜一側采用砌體墻一側采用輕質墻板。
        3 不等高廠房的高跨封墻和縱橫向廠房交接處的懸墻宜采用輕質墻板,6、7度采用砌體時不應直接砌在低跨屋面上。
        4 砌體圍護墻在下列部位應設置現澆鋼筋混凝土圈梁:
            1)梯形屋架端部上弦和柱頂的標高處應各設一道,但屋架端部高度不大于900mm時可合并設置;
            2)應按上密下稀的原則每隔4m左右在窗頂增設一道圈梁,不等高廠房的高低跨封墻和縱墻跨交接處的懸墻,圈梁的豎向間距不應大于3m;
            3)山墻沿屋面應設鋼筋混凝土臥梁,并應與屋架端部上弦標高處的圈梁連接。
        5 圈梁的構造應符合下列規定:
            1)圈梁宜閉合,圈梁截面寬度宜與墻厚相同,截面高度不應小于180mm;圈梁的縱筋,6~8度時不應少于4Φ12,9度時不應少于4Φ14;
            2)廠房轉角處柱頂圈梁在端開間范圍內的縱筋,6~8度時不宜少于4Φ14,9度時不宜少于4Φ16,轉角兩側各1m范圍內的箍筋直徑不宜小于Φ8,間距不宜大于100mm;圈梁轉角處應增設不少于3根且直徑與縱筋相同的水平斜筋;
            3)圈梁應與柱或屋架牢固連接,山墻臥梁應與屋面板拉結;頂部圈梁與柱或屋架連接的錨拉鋼筋不宜少于4Φ12,且錨固長度不宜少于35倍鋼筋直徑,防震縫處圈梁與柱或屋架的拉結宜加強。
        6 墻梁宜采用現澆,當采用預制墻梁時,梁底應與磚墻頂面牢固拉結并應與柱錨拉;廠房轉角處相鄰的墻梁,應相互可靠連接。
        7 砌體隔墻與柱宜脫開或柔性連接,并應采取措施使墻體穩定,隔墻頂部應設現澆鋼筋混凝土壓頂梁。
        8 磚墻的基礎,8度Ⅲ、Ⅳ類場地和9度時,預制基礎梁應采用現澆接頭;當另設條形基礎時,在柱基礎頂面標高處應設置連續的現澆鋼筋混凝土圈梁,其配筋不應少于4Φ12。
        9 砌體女兒墻高度不宜大于1m,且應采取措施防止地震時傾倒。

    13.3.6 鋼結構廠房的圍護墻,應符合下列要求:
        1 廠房的圍護墻,應優先采用輕型板材,預制鋼筋混凝土墻板宜與柱柔性連接;9度時宜采用輕型板材。
        2 單層廠房的砌體圍護墻應貼砌并與柱拉結,尚應采取措施使墻體不妨礙廠房柱列沿縱向的水平位移;8、9度時不應采用嵌砌式。

    13.3.7 各類頂棚的構件與樓板的連接件,應能承受頂棚、懸掛重物和有關機電設施的自重和地震附加作用;其錨固的承載力應大于連接件的承載力。

    13.3.8 懸挑雨篷或一端由柱支承的雨篷,應與主體結構可靠連接。

    13.3.9 玻璃幕墻、預制墻板、附屬于樓屋面的懸臂構件和大型儲物架的抗震構造,應符合相關專門標準的規定。

    13.4 建筑附屬機電設備支架的基本抗震措施

    13.4.1 附屬于建筑的電梯、照明和應急電源系統、煙火監測和消防系統。采暖和空氣調節系統、通信系統、公用天線等與建筑結構的連接構件和部件的抗震措施,應根據設防烈度、建筑使用功能、房屋高度、結構類型和變形特征、附屬設備所處的位置和運轉要求等經綜合分析后確定。

    13.4.2 下列附屬機電設備的支架可不考慮抗震設防要求:
        1 重力不超過1.8kN的設備。
        2 內徑小于25mm的燃氣管道和內徑小于60mm的電氣配管。
        3 矩形截面面積小于0.38m2和圓形直徑小于0.70m的風管。
        4 吊桿計算長度不超過300mm的吊桿懸掛管道。

    13.4.3 建筑附屬機電設備不應設置在可能導致其使用功能發生障礙等二次災害的部位;對于有隔振裝置的設備,應注意其強烈振動對連接件的影響,并防止設備和建筑結構發生諧振現象。
        建筑附屬機電設備的支架應具有足夠的剛度和強度;其與建筑結構應有可靠的連接和錨固,應使設備在遭遇設防烈度地震影響后能迅速恢復運轉。

    13.4.4 管道、電纜、通風管和設備的洞口設置,應減少對主要承重結構構件的削弱;洞口邊緣應有補強措施。
        管道和設備與建筑結構的連接,應能允許二者間有一定的相對變位。

    13.4.5 建筑附屬機電設備的基座或連接件應能將設備承受的地震作用全部傳遞到建筑結構上。建筑結構中,用以固定建筑附屬機電設備預埋件、錨固件的部位,應采取加強措施,以承受附屬機電設備傳給主體結構的地震作用。

    13.4.6 建筑內的高位水箱應與所在的結構構件可靠連接;且應計及水箱及所含水重對建筑結構產生的地震作用效應。

    13. 4.7 在設防地震下需要連續工作的附屬設備,宜設置在建筑結構地震反應較小的部位;相關部位的結構構件應采取相應的加強措施。

     

    14 地下建筑

    14.1 一般規定

    14.1.1 本章主要適用于地下車庫、過街通道、地下變電站和地下空間綜合體等單建式地下建筑。不包括地下鐵道、城市公路隧道等。

    14.1.2 地下建筑宜建造在密實、均勻、穩定的地基上。當處于軟弱土、液化土或斷層破碎帶等不利地段時,應分析其對結構抗震穩定性的影響,采取相應措施。

    14.1.3 地下建筑的建筑布置應力求簡單、對稱、規則、平順;橫剖面的形狀和構造不宜沿縱向突變。

    14.1.4 地下建筑的結構體系應根據使用要求、場地工程地質條件和施工方法等確定,并應具有良好的整體性,避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變。
        丙類鋼筋混凝土地下結構的抗震等級,6、7度時不應低于四級,8、9度時不宜低于三級。乙類鋼筋混凝土地下結構的抗震等級,6、7度時不宜低于三級,8、9度時不宜低于二級。

     

    14.1.5 位于巖石中的地下建筑,其出入口通道兩側的邊坡和洞口仰坡,應依據地形、地質條件選用合理的口部結構類型,提高其抗震穩定性。

     

    14.2 計算要點

    14.2.1 按本章要求采取抗震措施的下列地下建筑,可不進行地震作用計算:
        1 7度Ⅰ、Ⅱ類場地的丙類地下建筑。
        2 8度(0.20g)Ⅰ、Ⅱ類場地時,不超過二層、體型規則的中小跨度丙類地下建筑。

    14.2.2 地下建筑的抗震計算模型,應根據結構實際情況確定并符合下列要求:
        1 應能較準確地反映周圍擋土結構和內部各構件的實際受力狀況;與周圍擋土結構分離的內部結構,可采用與地上建筑同樣的計算模型。
        2 周圍地層分布均勻、規則且具有對稱軸的縱向較長的地下建筑,結構分析可選擇平面應變分析模型并采用反應位移法或等效水平地震加速度法、等效側力法計算。
        3 長寬比和高寬比均小于3及本條第2款以外的地下建筑,宜采用空間結構分析計算模型并采用土層-結構時程分析法計算。

    14.2.3 地下建筑抗震計算的設計參數,應符合下列要求:
        1 地震作用的方向應符合下列規定:
            1)按平面應變模型分析的地下結構,可僅計算橫向的水平地震作用;
            2)不規則的地下結構,宜同時計算結構橫向和縱向的水平地震作用;
            3)地下空間綜合體等體型復雜的地下結構,8、9度時尚宜計及豎向地震作用。
        2 地震作用的取值,應隨地下的深度比地面相應減少:基巖處的地震作用可取地面的一半,地面至基巖的不同深度處可按插入法確定;地表、土層界面和基巖面較平坦時,也可采用一維波動法確定;土層界面、基巖面或地表起伏較大時,宜采用二維或三維有限元法確定。
        3 結構的重力荷載代表值應取結構、構件自重和水、土壓力的標準值及各可變荷載的組合值之和。
        4 采用土層-結構時程分析法或等效水平地震加速度法時,土、巖石的動力特性參數可由試驗確定。

     

    14.2.4 地下建筑的抗震驗算,除應符合本規范第5章的要求外,尚應符合下列規定:
        1 應進行多遇地震作用下截面承載力和構件變形的抗震驗算。
        2 對于不規則的地下建筑以及地下變電站和地下空間綜合體等,尚應進行罕遇地震作用下的抗震變形驗算。計算可采用本規范第5.5節的簡化方法,混凝土結構彈塑性層間位移角限值[θp]宜取1/250。
        3 液化地基中的地下建筑,應驗算液化時的抗浮穩定性。
        液化土層對地下連續墻和抗拔樁等的摩阻力,宜根據實測的標準貫入錘擊數與臨界標準貫入錘擊數的比值確定其液化折減系數。

     

    14.3 抗震構造措施和抗液化措施

    14.3.1 鋼筋混凝土地下建筑的抗震構造,應符合下列要求:
        1 宜采用現澆結構。需要設置部分裝配式構件時,應使其與周圍構件有可靠的連接。
        2 地下鋼筋混凝土框架結構構件的最小尺寸應不低于同類地面結構構件的規定。
        3 中柱的縱向鋼筋最小總配筋率,應增加0.2%。中柱與梁或頂板、中間樓板及底板連接處的箍筋應加密,其范圍和構造與地面框架結構的柱相同。

    14.3.2 地下建筑的頂板、底板和樓板,應符合下列要求:
        1 宜采用梁板結構。當采用板柱-抗震墻結構時,應在柱上板帶中設構造暗梁,其構造要求與同類地面結構的相應構件相同。
        2 對地下連續墻的復合墻體,頂板、底板及各層樓板的負彎矩鋼筋至少應有50%錨入地下連續墻,錨入長度按受力計算確定;正彎矩鋼筋需錨入內襯,并均不小于規定的錨固長度。
        3 樓板開孔時,孔洞寬度應不大于該層樓板寬度的30%;洞口的布置宜使結構質量和剛度的分布仍較均勻、對稱,避免局部突變?锥粗車鷳O置滿足構造要求的邊梁或暗梁。

    14.3.3 地下建筑周圍土體和地基存在液化土層時,應采取下列措施:
        1 對液化土層采取注漿加固和換土等消除或減輕液化影響的措施。
        2 進行地下結構液化上浮驗算,必要時采取增設抗拔樁、配置壓重等相應的抗浮措施。
        3 存在液化土薄夾層,或施工中深度大于20m的地下連續墻圍護結構遇到液化土層時,可不做地基抗液化處理,但其承載力及抗浮穩定性驗算應計入土層液化引起的土壓力增加及摩阻力降低等因素的影響。

    14.3.4 地下建筑穿越地震時岸坡可能滑動的古河道或可能發生明顯不均勻沉陷的軟土地帶時,應采取更換軟弱土或設置樁基礎等措施。

     

    14.3.5 位于巖石中的地下建筑,應采取下列抗震措施:
        1 口部通道和未經注漿加固處理的斷層破碎帶區段采用復合式支護結構時,內襯結構應采用鋼筋混凝土襯砌,不得采用素混凝土襯砌。
        2 采用離壁式襯砌時,內襯結構應在拱墻相交處設置水平撐抵緊圍巖。
        3 采用鉆爆法施工時,初期支護和圍巖地層間應密實回填。
        干砌塊石回填時應注漿加強。

     

    附錄A 我國主要城鎮抗震設防烈度、設計基本地震加速度和設計地震分組

        本附錄僅提供我國抗震設防區各縣級及縣級以上城鎮的中心地區建筑工程抗震設計時所采用的抗震設防烈度、設計基本地震加速度值和所屬的設計地震分組。
        注:本附錄一般把“設計地震第一、二、三組”簡稱為“第一組、第二組、第三組”。

    A.0.1 首都和直轄市
        1 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            第一組:北京(東城、西城、崇文、宣武、朝陽、豐臺、石景山、海淀、房山、通州、順義、大興、平谷),延慶,天津(漢沽),寧河。
        2 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            第二組:北京(昌平、門頭溝、懷柔),密云;天津(和平、河東、河西、南開、河北、紅橋、塘沽、東麗、西青、津南、北辰、武清、寶坻),薊縣,靜海。
        3 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            第一組:上海(黃浦、盧灣、徐匯、長寧、靜安、普陀、閘北、虹口、楊浦、閔行、寶山、嘉定、浦東、松江、青浦、南匯、奉賢);
            第二組:天津(大港)。
        4 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            第一組:上海(金山),崇明;重慶(渝中、大渡口、江北、沙坪壩、九龍坡、南岸、北碚、萬盛、雙橋、渝北、巴南、萬州、涪陵、黔江、長壽、江津、合川、永川、南川),巫山,奉節,云陽,忠縣,豐都,壁山,銅梁,大足,榮昌,綦江,石柱,巫溪*。
        注:上標*指該城鎮的中心位于本設防區和較低設防區的分界線,下同。

    A.0.2 河北省
        1 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            第一組:唐山(路北、路南、古冶、開平、豐潤、豐南),三河,大廠,香河,懷來,涿鹿;
            第二組:廊坊(廣陽、安次)。
        2 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            第一組:邯鄲(叢臺、邯山、復興、峰峰礦區),任丘,河間,大城,灤縣,蔚縣,磁縣,宣化縣,張家口(下花園、宣化區),寧晉*;
            第二組:涿州,高碑店,淶水,固安,永清,文安,玉田,遷安,盧龍,灤南,唐海,樂亭,陽原,邯鄲縣,大名,臨漳,成安。
        3 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            第一組:張家口(橋西、橋東),萬全,懷安,安平,饒陽,晉州,深州,辛集,趙縣,隆堯,任縣,南和,新河,肅寧,柏鄉;
            第二組:石家莊(長安、橋東、橋西、新華、裕華、井陘礦區),保定(新市、北市、南市),滄州(運河、新華),邢臺(橋東、橋西),衡水,霸州,雄縣,易縣,滄縣,張北,興隆,遷西,撫寧,昌黎,青縣,獻縣,廣宗,平鄉,雞澤,曲周,肥鄉,館陶,廣平,高邑,內丘,邢臺縣,武安,涉縣,赤城,定興,容城,徐水,安新,高陽,博野,蠡縣,深澤,魏縣,藁城,欒城,武強,冀州,巨鹿,沙河,臨城,泊頭,永年,崇禮,南宮*;
            第三組:秦皇島(海港、北戴河),清苑,遵化,安國,淶源,承德(鷹手營子*)。
        4 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            第一組:圍場,沽源;
            第二組:正定,尚義,無極,平山,鹿泉,井陘縣,元氏,南皮,吳橋,景縣,東光;
            第三組:承德(雙橋、雙灤),秦皇島(山海關),承德縣,隆化,寬城,青龍,阜平,滿城,順平,唐縣,望都,曲陽,定州,行唐,贊皇,黃驊,海興,孟村,鹽山,阜城,故城,清河,新樂,武邑,棗強,威縣,豐寧,灤平,平泉,臨西,靈壽,邱縣。

    A. 0.3 山西省
        1 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            第一組:太原(杏花嶺、小店、迎澤、尖草坪、萬柏林、晉源),晉中,清徐,陽曲,忻州,定襄,原平,介休,靈石,汾西,代縣,霍州,古縣,洪洞,臨汾,襄汾,浮山,永濟;
            第二組:祁縣,平遙,太谷。
        2 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            第一組:大同(城區、礦區、南郊),大同縣,懷仁,應縣,繁峙,五臺,廣靈,靈丘,芮城,翼城;
            第二組:朔州(朔城區),渾源,山陰,古交,交城,文水,汾陽,孝義,曲沃,侯馬,新絳,稷山,絳縣,河津,萬榮,聞喜,臨猗,夏縣,運城,平陸,沁源*,寧武*。
        3 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            第一組:陽高,天鎮;
            第二組:大同(新榮),長治(城區、郊區),陽泉(城區、礦區、郊區),長治縣,左云,右玉,神池,壽陽,昔陽,安澤,平定,和順,鄉寧,垣曲,黎城,潞城,壺關;
            第三組:平順,榆社,武鄉,婁煩,交口,隰縣,蒲縣,吉縣,靜樂,陵川,盂縣,沁水,沁縣,朔州(平魯)。
        4 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            第三組:偏關,河曲,保德,興縣,臨縣,方山,柳林,五寨,岢嵐,嵐縣,中陽,石樓,永和,大寧,晉城,呂梁,左權,襄垣,屯留,長子,高平,陽城,澤州。

    A.0.4 內蒙古自治區
        1 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.30g:
            第一組:土墨特右旗,達拉特旗*。
        2 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            第一組:呼和浩特(新城、回民、玉泉、賽罕),包頭(昆都倉、東河、青山、九原),烏海(海勃灣、海南、烏達),土墨特左旗,杭錦后旗,磴口,寧城;
            第二組:包頭(石拐),托克托*。
        3 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            第一組:赤峰(紅山*,元寶山區),喀喇沁旗,巴彥卓爾,五原,烏拉特前旗,涼城;
            第二組:固陽,武川,和林格爾;
            第三組:阿拉善左旗。
        4 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            第一組:赤峰(松山區),察右前旗,開魯,傲漢旗,扎蘭屯,通遼*;
            第二組:清水河,烏蘭察布,卓資,豐鎮,烏特拉后旗,烏特拉中旗;
            第三組:鄂爾多斯,準格爾旗。
        5 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            第一組:滿洲里,新巴爾虎右旗,莫力達瓦旗,阿榮旗,扎賚特旗,翁牛特旗,商都,烏審旗,科左中旗,科左后旗,奈曼旗,庫倫旗,蘇尼特右旗;
            第二組:興和,察右后旗;
            第三組:達爾罕茂明安聯合旗,阿拉善右旗,鄂托克旗,鄂托克前旗,包頭(白云礦區),伊金霍洛旗,杭錦旗,四王子旗,察右中旗。

    A.0.5 遼寧省
        1 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            第一組:普蘭店,東港。
        2 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            第一組:營口(站前、西市、鲅魚圈、老邊),丹東(振興、元寶、振安),海城,大石橋,瓦房店,蓋州,大連(金州)。
        3 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            第一組:沈陽(沈河、和平、大東、皇姑、鐵西、蘇家屯、東陵、沈北、于洪),鞍山(鐵東、鐵西、立山、千山),朝陽(雙塔、龍城),遼陽(白塔、文圣、宏偉、弓長嶺、太子河);撫順(新撫、東洲、望花),鐵嶺(銀州、清河),盤錦(興隆臺、雙臺子),盤山,朝陽縣,遼陽縣,鐵嶺縣,北票,建平,開原,撫順縣*,燈塔,臺安,遼中,大洼;
            第二組:大連(西崗、中山、沙河口、甘井子、旅順),岫巖,凌源。
        4 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            第一組:本溪(平山、溪湖、明山、南芬),阜新(細河、海州、新邱、太平、清河門),葫蘆島(龍港、連山),昌圖,西豐,法庫,彰武,調兵山,阜新縣,康平,新民,黑山,北寧,義縣,寬甸,莊河,長海,撫順(順城);
            第二組:錦州(太和、古塔、凌河),凌海,鳳城,喀喇沁左翼;
            第三組:興城,綏中,建昌,葫蘆島(南票)。

    A.0.6 吉林省
        1 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            前郭爾羅斯,松原。
        2 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            大安*。
        3 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            長春(南關、朝陽、寬城、二道、綠園、雙陽),吉林(船營、龍潭、昌邑、豐滿),白城,乾安,舒蘭,九臺,永吉*。
        4 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            四平(鐵西、鐵東),遼源(龍山、西安),鎮賚,洮南,延吉,汪清,圖們,琿春,龍井,和龍,安圖,蛟河,樺甸,梨樹,磐石,東豐,輝南,梅河口,東遼,榆樹,靖宇,撫松,長嶺,德惠,農安,伊通,公主嶺,扶余,通榆*。
        注:全省縣級及縣級以上設防城鎮,設計地震分組均為第一組。

    A.0.7 黑龍江省
        1 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            綏化,蘿北,泰來。
        2 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            哈爾濱(松北、道里、南崗、道外、香坊、平房、呼蘭、阿城),齊齊哈爾(建華、龍沙、鐵鋒、昂昂溪、富拉爾基、碾子山、梅里斯),大慶(薩爾圖、龍鳳、讓胡路、大同、紅崗),鶴崗(向陽、興山、工農、南山、興安、東山),牡丹江(東安、愛民、陽明、西安),雞西(雞冠、恒山、滴道、梨樹、城子河、麻山),佳木斯(前進、向陽、東風、郊區),七臺河(桃山、新興、茄子河),伊春(伊春區,烏馬、友好),雞東,望奎,穆棱,綏芬河,東寧,寧安,五大連池,嘉蔭,湯原,樺南,樺川,依蘭,勃利,通河,方正,木蘭,巴彥,延壽,尚志,賓縣,安達,明水,綏棱,慶安,蘭西,肇東,肇州,雙城,五常,訥河,北安,甘南,富裕,龍江,黑河,肇源,青岡*,海林*。
        注:全省縣級及縣級以上設防城鎮,設計地震分組均為第一組。

    A.0.8 江蘇省
        1 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.30g:
            第一組:宿遷(宿城、宿豫*)。
        2 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            第一組:新沂,邳州,睢寧。
        3 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            第一組:揚州(維揚、廣陵、邗江),鎮江(京口、潤州),泗洪,江都;
            第二組:東海,沭陽,大豐。
        4 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            第一組:南京(玄武、白下、秦淮、建鄴、鼓樓、下關、浦口、六合、棲霞、雨花臺、江寧),常州(新北、鐘樓、天寧、戚墅堰、武進),泰州(海陵、高港),江浦,東臺,海安,姜堰,如皋,揚中,儀征,興化,高郵,六合,句容,丹陽,金壇,鎮江(丹徒),溧陽,溧水,昆山,太倉;
            第二組:徐州(云龍、鼓樓、九里、賈汪、泉山),銅山,沛縣,淮安(清河、青浦、淮陰),鹽城(亭湖、鹽都),泗陽,盱眙,射陽,贛榆,如東;
            第三組:連云港(新浦、連云、海州),灌云。
        5 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            第一組:無錫(崇安、南長、北塘、濱湖、惠山),蘇州(金閶、滄浪、平江、虎丘、吳中、相成),宜興,常熟,吳江,泰興,高淳;
            第二組:南通(崇川、港閘),海門,啟東,通州,張家港,靖江,江陰,無錫(錫山),建湖,洪澤,豐縣;第三組:響水,濱海,阜寧,寶應,金湖,灌南,漣水,楚州。

    A.0.9 浙江省
        1 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            第一組:岱山,嵊泗,舟山(定海、普陀),寧波(北侖、鎮海)。
        2 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            第一組:杭州(拱墅、上城、下城、江干、西湖、濱江、余杭、蕭山),寧波(海曙、江東、江北、鄞州),湖州(吳興、南潯),嘉興(南湖、秀洲),溫州(鹿城、龍灣、甌海),紹興,紹興縣,長興,安吉,臨安,奉化,象山,德清,嘉善,平湖,海鹽,桐鄉,海寧,上虞,慈溪,余姚,富陽,平陽,蒼南,樂清,永嘉,泰順,景寧,云和,洞頭;
            第二組:慶元,瑞安。

    A.0.10 安徽省
        1 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            第一組:五河,泗縣。
        2 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            第一組:合肥(蜀山、廬陽、瑤海、包河),蚌埠(蚌山、龍子湖、禹會、淮山),阜陽(潁州、穎東、穎泉),淮南(田家庵、大通),樅陽,懷遠,長豐,六安(金安、裕安),固鎮,風陽,明光,定遠,肥東,肥西,舒城,廬江,桐城,霍山,渦陽,安慶(大觀、迎江、宜秀),銅陵縣*;
            第二組:靈璧。
        3 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            第一組:銅陵(銅官山、獅子山、郊區),淮南(謝家集、八公山、潘集),蕪湖(鏡湖、戈江、三江、鳩江),馬鞍山(花山、雨山、金家莊),蕪湖縣,界首,太和,臨泉,阜南,利辛,鳳臺,壽縣,穎上,霍邱,金寨,含山,和縣,當涂,無為,繁昌,池州,岳西,潛山,太湖,懷寧,望江,東至,宿松,南陵,宣城,郎溪,廣德,涇縣,青陽,石臺;
            第二組:滁州(瑯琊、南譙),來安,全椒,碭山,蕭縣,蒙城,毫州,巢湖,天長;
            第三組:濉溪,淮北,宿州。

    A.0.11 福建省
        1 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            第二組:金門*。
        2 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            第一組:漳州(薌城、龍文),東山,詔安,龍海;
            第二組:廈門(思明、海滄、湖里、集美、同安、翔安),晉江,石獅,長泰,漳浦;
            第三組:泉州(豐澤、鯉城、洛江、泉港)。
        3 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            第二組:福州(鼓樓、臺江、倉山、晉安),華安,南靖,平和,云宵;
            第三組:莆田(城廂、涵江、荔城、秀嶼),長樂,福清,平潭,惠安,南安,安溪,福州(馬尾)。
        4 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            第一組:三明(梅列、三元),屏南,霞浦,福鼎,福安,柘榮,壽寧,周寧,松溪,寧德,古田,羅源,沙縣,尤溪,閩清,閩侯,南平,大田,漳平,龍巖,泰寧,寧化,長汀,武平,建寧,將樂,明溪,清流,連城,上杭,永安,建甌;
            第二組:政和,永定;
            第三組:連江,永泰,德化,永春,仙游,馬祖。

    A.0.12 江西省
        1 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:尋烏,會昌。
        2 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            南昌(東湖、西湖、青云譜、灣里、青山湖),南昌縣,九江(潯陽、廬山),九江縣,進賢,余干,彭澤,湖口,星子,瑞昌,德安,都昌,武寧,修水,靖安,銅鼓,宜豐,寧都,石城,瑞金,安遠,定南,龍南,全南,大余。
        注:全省縣級及縣級以上設防城鎮,設計地震分組均為第一組。

    A.0.13 山東省
        1 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            第一組:郯城,臨沐,莒南,莒縣,沂水,安丘,陽谷,臨沂(河東)。
        2 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            第一組:臨沂(蘭山、羅莊),青州,臨朐,菏澤,東明,聊城,莘縣,鄄城;
            第二組:濰坊(奎文、濰城、寒亭、坊子),蒼山,沂南,昌邑,昌樂,諸城,五蓮,長島,蓬萊,龍口,棗莊(臺兒莊),淄博(臨淄*),壽光*。
        3 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            第一組:煙臺(萊山、芝罘、牟平),威海,文登,高唐,茌平,定陶,成武;
            第二組:煙臺(福山),棗莊(薛城、市中、嶧城、山亭*),淄博(張店、淄川、周村),平原,東阿,平陰,梁山,鄆城,巨野,曹縣,廣饒,博興,高青,桓臺,蒙陰,費縣,微山,禹城,冠縣,單縣*,夏津*,萊蕪<萊城*、鋼城);
            第三組:東營(東營、河口),日照(東港、嵐山),沂源,招遠,新泰,棲霞,萊州,平度,高密,墾利,淄博(博山),濱州*,平邑*。
        4 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            第一組:榮成;
            第二組:德州,寧陽,曲阜,鄒城,魚臺,乳山,兗州;
            第三組:濟南(市中、歷下、槐蔭、天橋、歷城、長清),青島(市南、市北、四方、黃島、嶗山、城陽、李滄),泰安(泰山、岱岳),濟寧(市中、任城),樂陵,慶云,無棣,陽信,寧津,沾化,利津,武城,惠民,商河,臨邑,濟陽,齊河,章丘,泅水,萊陽,海陽,金鄉,滕州,萊西,即墨,膠南,膠州,東平,汶上,嘉祥,臨清,肥城,陵縣,鄒平。

    A.0.14 河南省
        1 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            第一組:新鄉(衛濱、紅旗、鳳泉、牧野),新鄉縣,安陽(北關、文峰、殷都、龍安),安陽縣,淇縣,衛輝,輝縣,原陽,延津,獲嘉,范縣;
            第二組:鶴壁(淇濱、山城*、鶴山*),湯陰。
        2 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            第一組:臺前,南樂,陜縣,武陟;
            第二組:鄭州(中原、二七、管城、金水、惠濟),濮陽,濮陽縣,長桓,封丘,修武,內黃,?h,滑縣,清豐,靈寶,三門峽,焦作(馬村*),林州*。
        3 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g;
            第一組:南陽(臥龍、宛城),新密,長葛,許昌*,許昌縣*;
            第二組:鄭州(上街),新鄭,洛陽(西工、老城、瀍河、澗西、吉利、洛龍*),焦作(解放、山陽、中站),開封(鼓樓、龍亭、順河、禹王臺、金明),開封縣,民權,蘭考,孟州,孟津,鞏義,偃師,沁陽,博愛,濟源,滎陽,溫縣,中牟,杞縣*。
        4 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            第一組:信陽(獅河、平橋),漯河(郾城、源匯、召陵),平頂山(新華、衛東、湛河、石龍),汝陽,禹州,寶豐,鄢陵,扶溝,太康,鹿邑,鄲城,沈丘,項城,淮陽,周口,商水,上蔡,臨穎,西華,西平,欒川,內鄉,鎮平,唐河,鄧州,新野,社旗,平輿,新縣,駐馬店,泌陽,汝南,桐柏,淮濱,息縣,正陽,遂平,光山,羅山,潢川,商城,固始,南召,葉縣*,舞陽*;
            第二組:商丘(梁園、雎陽),義馬,新安,襄城,郟縣,嵩縣,宜陽,伊川,登封,柘城,尉氏,通許,虞城,夏邑,寧陵;
            第三組:汝州,睢縣,永城,盧氏,洛寧,澠池。

    A.0.15 湖北省
        1 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            竹溪,竹山,房縣。
        2 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            武漢(江岸、江漢、研口、漢陽、武昌、青山、洪山、東西湖、漢南、蔡甸、江夏、黃陂、新洲),荊州(沙市、荊州),荊門(東寶、掇刀),襄樊(襄城、樊城、襄陽),十堰(茅箭、張灣),宜昌(西陵、伍家崗、點軍、猇亭、夷陵),黃石(下陸、黃石港、西塞山、鐵山),恩施,咸寧,麻城,團風,羅田,英山,黃岡,鄂州,浠水,蘄春,黃梅,武穴,鄖西,鄖縣,丹江口,谷城,老河口,宜城,南漳,?,神農架,鐘祥,沙洋,遠安,興山,巴東,秭歸,當陽,建始,利川,公安,宣恩,咸豐,長陽,嘉魚,大冶,宜都,枝江,松滋,江陵,石首,監利,洪湖,孝感,應城,云夢,天門,仙桃,紅安,安陸,潛江,通山,赤壁,崇陽,通城,五峰*,京山*。
        注:全省縣級及縣級以上設防城鎮,設計地震分組均為第一組。

    A.0.16 湖南省
        1 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            常德(武陵、鼎城)。
        2 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            岳陽(岳陽樓、君山*),岳陽縣,汨羅,湘陰,臨澧,澧縣,津市,桃源,安鄉,漢壽。
        3 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            長沙(岳麓、芙蓉、天心、開福、雨花),長沙縣,岳陽(云溪),益陽(赫山、資陽),張家界(永定、武陵源),郴州(北湖、蘇仙),邵陽(大祥、雙清、北塔),邵陽縣,瀘溪,沅陵,婁底,宜章,資興,平江,寧鄉,新化,冷水江,漣源,雙峰,新邵,邵東,隆回,石門,慈利,華容,南縣,臨湘,沅江,桃江,望城,溆浦,會同,靖州,韶山,江華,寧遠,道縣,臨武,湘鄉*,安化*,中方*,洪江*。
        注:全省縣級及縣級以上設防城鎮,設計地震分組均為第一組。

    A.0.17 廣東省
        1 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            汕頭(金平、濠江、龍湖、澄海),潮安,南澳,徐聞,潮州。
        2 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            揭陽,揭東,汕頭(潮陽、潮南),饒平。
        3 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            廣州(越秀、荔灣、海珠、天河、白云、黃埔、番禹、南沙、蘿崗),深圳(福田、羅湖、南山、寶安、鹽田),湛江(亦坎、霞山、坡頭、麻章),汕尾,海豐,普寧,惠來,陽江,陽東,陽西,茂名(茂南、茂港),化州,廉江,遂溪,吳川,豐順,中山,珠海(香洲、斗門、金灣),電白,雷州,佛山(順德、南海、禪城*),江門(蓬江、江海、新會)*,陸豐*。
        4 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            韶關(湞江、武江、曲江),肇慶(端州、鼎湖),廣州(花都),深圳(龍崗),河源,揭西,東源,梅州,東莞,清遠,清新,南雄,仁化,始興,乳源,英德,佛岡,龍門,龍川,平遠,從化,梅縣,興寧,五華,紫金,陸河,增城,博羅,惠州(惠城、惠陽),惠東,四會,云浮,云安,高要,佛山(三水、高明),鶴山,封開,郁南,羅定,信宜,新興,開平,恩平,臺山,陽春,高州,翁源,連平,和平,蕉嶺,大埔,新豐*。
        注:全省縣級及縣級以上設防城鎮,除大埔為設計地震第二組外,均為第一組。

    A.0.18 廣西壯族自治區
        1 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            靈山,田東。
        2 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            玉林,興業,橫縣,北流,百色,田陽,平果,隆安,浦北,博白,樂業*。
        3 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            南寧(青秀、興寧、江南、西鄉塘、良慶、邕寧),桂林(象山、疊彩、秀峰、七星、雁山),柳州(柳北、城中、魚峰、柳南),梧州(長洲、萬秀、蝶山),欽州(欽南、欽北),貴港(港北、港南),防城港(港口、防城),北海(海城、銀海),興安,靈川,臨桂,永福,鹿寨,天峨,東蘭,巴馬,都安,大化,馬山,融安,象州,武宣,桂平,平南,上林,賓陽,武鳴,大新,扶綏,東興,合浦,鐘山,賀州,藤縣,蒼梧,容縣,岑溪,陸川,鳳山,凌云,田林,隆林,西林,德保,靖西,那坡,天等,崇左,上思,龍州,寧明,融水,憑祥,全州。
        注:全自治區縣級及縣級以上設防城鎮,設計地震分組均為第一組。

    A.0.19 海南省
        1 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.30g:
            ?(龍華、秀英、瓊山、美蘭)。
        2 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            文昌,定安。
        3 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            澄邁。
        4 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            臨高,瓊海,儋州,屯昌。
        5 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            三亞,萬寧,昌江,白沙,保亭,陵水,東方,樂東,五指山,瓊中。
        注:全省縣級及縣級以上設防城鎮,除屯昌、瓊中為設計地震第二組外,均為第一組。

    A.0.20 四川省
        1 抗震設防烈度不低于9度,設計基本地震加速度值不小于0.40g:
            第二組:康定,西昌。
        2 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.30g:
            第二組:冕寧*。
        3 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            第一組:茂縣,汶川,寶興;
            第二組:松潘,平武,北川(震前),都江堰,道孚,瀘定,甘孜,爐霍,喜德,普格,寧南,理塘;
            第三組:九寨溝,石棉,德昌。
        4 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            第二組:巴塘,德格,馬邊,雷波,天全,蘆山,丹巴,安縣,青川,江油,綿竹,什邡,彭州,理縣,劍閣*;
            第三組:滎經,漢源,昭覺,布拖,甘洛,越西,雅江,九龍,木里,鹽源,會東,新龍。
        5 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            第一組:自貢(自流井、大安、貢井、沿灘);
            第二組:綿陽(涪城、游仙),廣元(利州、元壩、朝天),樂山(市中、沙灣),宜賓,宜賓縣,峨邊,沐川,屏山,得榮,雅安,中江,德陽,羅江,峨眉山,馬爾康;
            第三組:成都(青羊、錦江、金牛、武侯、成華、龍泉驛、青白江、新都、溫江),攀枝花(東區、西區、仁和),若爾蓋,色達,壤塘,石渠,白玉,鹽邊,米易,鄉城,稻城,雙流,樂山(金口軻、五通橋),名山,美姑,金陽,小金,會理,黑水,金川,洪雅,夾江,邛崍,蒲江,彭山,丹棱,眉山,青神,郫縣,大邑,崇州,新津,金堂,廣漢。
        6 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            第一組:瀘州(江陽、納溪、龍馬潭),內江(市中、東興),宣漢,達州,達縣,大竹,鄰水,渠縣,廣安,華鎣,隆昌,富順,南溪,興文,敘永,古藺,資中,通江,萬源,巴中,閬中,儀隴,西充,南部,射洪,大英,樂至,資陽;
            第二組:南江,蒼溪,旺蒼,鹽亭,三臺,簡陽,瀘縣,江安,長寧,高縣,珙縣,仁壽,威遠;
            第三組:犍為,榮縣,梓潼,筠連,井研,阿壩,紅原。

    A.0.21 貴州省
        1 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            第一組:望謨;
            第三組:威寧。
        2 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            第一組:貴陽(烏當*、白云*、小河、南明、云巖、花溪),凱里,畢節,安順,都勻,黃平,福泉,貴定,麻江,清鎮,龍里,平壩,納雍,織金,普定,六枝,鎮寧,惠水,長順,關嶺,紫云,羅甸,興仁,貞豐,安龍,金沙,印江,赤水,習水,思南*;
            第二組:六盤水,水城,冊亨;
            第三組:赫章,普安,晴隆,興義,盤縣。

    A.0.22 云南省
        1 抗震設防烈度不低于9度,設計基本地震加速度值不小于0.40g:
            第二組:尋甸,昆明(東川);
            第三組:瀾滄。
        2 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.30g:
            第二組:劍川,嵩明,宜良,麗江,玉龍,鶴慶,永勝,潞西,龍陵,石屏,建水;
            第三組:耿馬,雙江,滄源,勐海,西盟,孟連。
        3 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            第二組:石林,玉溪,大理,巧家,江川,華寧,峨山,通海,洱源,賓川,彌渡,祥云,會澤,南澗;
            第三組:昆明(盤龍、五華、官渡、西山),普洱(原思茅市),保山,馬龍,呈貢,澄江,晉寧,易門,漾濞,巍山,云縣,騰沖,施甸,瑞麗,梁河,安寧,景洪,永德,鎮康,臨滄,鳳慶*,隴川*。
        4 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            第二組:香格里拉,瀘水,大關,永善,新平*;
            第三組:曲靖,彌勒,陸良,富民,祿勸,武定,蘭坪,云龍,景谷,寧洱(原普洱),沾益,個舊,紅河,元江,祿豐,雙柏,開遠,盈江,永平,昌寧,寧蒗,南華,楚雄,勐臘,華坪,景東*。
        5 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            第二組:鹽津,綏江,德欽,貢山,水富;
            第三組:昭通,彝良,魯甸,福貢,永仁,大姚,元謀,姚安,牟定,墨江,綠春,鎮沅,江城,金平,富源,師宗,瀘西,蒙自,元陽,維西,宣威。
        6 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            第一組:威信,鎮雄,富寧,西疇,麻栗坡,馬關;
            第二組:廣南;
            第三組:丘北,硯山,屏邊,河口,文山,羅平。

    A.0.23 西藏自治區
        1 抗震設防烈度不低于9度,設計基本地震加速度值不小于0.40g:
            第三組:當雄,墨脫。
        2 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.30g:
            第二組:申扎;
            第三組:米林,波密。
        3 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            第二組:普蘭,聶拉木,薩嘎;
            第三組:拉薩,堆龍德慶,尼木,仁布,尼瑪,洛隆,隆子,錯那,曲松,那曲,林芝(八一鎮),林周。
        4 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            第二組:札達,吉隆,拉孜,謝通門,亞東,洛扎,昂仁;
            第三組:日土,江孜,康馬,白朗,扎囊,措美,桑日,加查,邊壩,八宿,丁青,類烏齊,乃東,瓊結,貢嘎,朗縣,達孜,南木林,班戈,浪卡子,墨竹工卡,曲水,安多,聶榮,日喀則*,噶爾*。
        5 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            第一組:改則;
            第二組:措勤,仲巴,定結,芒康;
            第三組:昌都,定日,薩迦,崗巴,巴青,工布江達,索縣,比如,嘉黎,察雅,左貢,察隅,江達,貢覺。
        6 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            第二組:革吉。

    A.0.24 陜西省
        1 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            第一組:西安(未央、蓮湖、新城、碑林、灞橋、雁塔、閻良*、臨潼),渭南,華縣,華陰,潼關,大荔;
            第三組:隴縣。
        2 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            第一組:咸陽(秦都、渭城),西安(長安),高陵,興平,周至,戶縣,藍田;
            第二組:寶雞(金臺、渭濱、陳倉),咸陽(楊凌特區),千陽,岐山,鳳翔,扶風,武功,眉縣,三原,富平,澄城,蒲城,涇陽,禮泉,韓城,合陽,略陽;
            第三組:鳳縣。
        3 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            第一組:安康,平利;
            第二組:洛南,乾縣,勉縣,寧強,南鄭,漢中;
            第三組:白水,淳化,麟游,永壽,商洛(商州),太白,留壩,銅川(耀州、王益、印臺*),柞水*。
        4 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            第一組:延安,清澗,神木,佳縣,米脂,綏德,安塞,延川,延長,志丹,甘泉,商南,紫陽,鎮巴,子長*,子洲*;
            第二組:吳旗,富縣,旬陽,白河,嵐皋,鎮坪;
            第三組:定邊,府谷,吳堡,洛川,黃陵,旬邑,洋縣,西鄉,石泉,漢陰,寧陜,城固,宜川,黃龍,宜君,長武,彬縣,佛坪,鎮安,丹鳳,山陽。

    A.0.25 甘肅省
        1 抗震設防烈度不低于9度,設計基本地震加速度值不小于0.40g:
            第二組:古浪。
        2 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.30g:
            第二組:天水(秦州、麥積),禮縣,西和;
            第三組:白銀(平川區)。
        3 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            第二組:菪昌,肅北,隴南,成縣,徽縣,康縣,文縣;
            第三組:蘭州(城關、七里河、西固、安寧),武威,永登,天祝,景泰,靖遠,隴西,武山,秦安,清水,甘谷,漳縣,會寧,靜寧,莊浪,張家川,通渭,華亭,兩當,舟曲。
        4 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            第二組:康樂,嘉峪關,玉門,酒泉,高臺,臨澤,肅南;
            第三組:白銀(白銀區),蘭州(紅古區),永靖,岷縣,東鄉,和政, 廣河,臨潭,卓尼,迭部,臨洮,渭源,皋蘭,崇信,榆中,定西,金昌,阿克塞,民樂,永昌,平涼。
        5 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            第二組:張掖,合作,瑪曲,金塔;
            第三組:敦煌,瓜洲,山丹,臨夏,臨夏縣,夏河,碌曲,涇川,靈臺,民勤,鎮原,環縣,積石山。
        6 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            第三組:華池,正寧,慶陽,合水,寧縣,西峰。

    A.0.26 青海省
        1 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            第二組:瑪沁;
            第三組:瑪多,達日。
        2 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            第二組:祁連;
            第三組:甘德,門源,治多,玉樹。
        3 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            第二組:烏蘭,稱多,雜多,囊謙;
            第三組:西寧(城中、城東、城西、城北),同仁,共和,德令哈,海晏,湟源,湟中,平安,民和,化隆,貴德,尖扎,循化,格爾木,貴南,同德,河南,曲麻萊,久治,班瑪,天峻,剛察,大通,互助,樂都,都蘭,興海。
        4 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            第三組:澤庫。

    A.0.27 寧夏回族自治區
        1 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.30g:
            第二組:海原。
        2 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            第一組:石嘴山(大武口、惠農),平羅;
            第二組:銀川(興慶、金鳳、西夏),吳忠,賀蘭,永寧,青銅峽,涇源,靈武,固原;
            第三組:西吉,中寧,中衛,同心,隆德。
        3 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            第三組:彭陽。
        4 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            第三組:鹽池。

    A.0.28 新疆維吾爾自治區
        1 抗震設防烈度不低于9度,設計基本地震加速度值不小于0.40g:
            第三組:烏恰,塔什庫爾干。
        2 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.30g:
            第三組:阿圖什,喀什,疏附。
        3 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            第一組:巴里坤;
            第二組:烏魯木齊(天山、沙依巴克、新市、水磨溝、頭屯河、米東),烏魯木齊縣,溫宿,阿克蘇,柯坪,昭蘇,特克斯,庫車,青河,富蘊,烏什*;
            第三組:尼勒克,新源,鞏留,精河,烏蘇,奎屯,沙灣,瑪納斯,石河子,克拉瑪依(獨山子),疏勒,伽師,阿克陶,英吉沙。
        4 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            第一組:木壘*;
            第二組:庫爾勒,新和,輪臺,和靜,焉耆,博湖,巴楚,拜城,昌吉,阜康*;
            第三組:伊寧,伊寧縣,霍城,呼圖壁,察布查爾,岳普湖。
        5 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            第一組:鄯善;
            第二組:烏魯木齊(達坂城),吐魯番,和田,和田縣,吉木薩爾,洛浦,奇臺,伊吾,托克遜,和碩,尉犁,墨玉,策勒,哈密*;
            第三組:五家渠,克拉瑪依(克拉瑪依區),博樂,溫泉,阿合奇,阿瓦提,沙雅,圖木舒克,莎車,澤普,葉城,麥蓋堤,皮山。
        6 抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g:
            第一組:額敏,和布克賽爾;
            第二組:于田,哈巴河,塔城,福海,克拉瑪依(馬爾禾);
            第三組:阿勒泰,托里,民豐,若羌,布爾津,吉木乃,裕民,克拉瑪依(白堿灘),且末,阿拉爾。

     

    A.0.29 港澳特區和臺灣省
        1 抗震設防烈度不低于9度,設計基本地震加速度值不小于0.40g:
            第二組:臺中;
            第三組:苗栗,云林,嘉義,花蓮。
        2 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.30g:
            第二組:臺南;
            第三組:臺北,桃園,基隆,宜蘭,臺東,屏東。
        3 抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g:
            第三組:高雄,澎湖。
        4 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g:
            第一組:香港。
        5 抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g:
            第一組:澳門。

    B.0.1 高強混凝土結構所采用的混凝土強度等級應符合本規范第3.9.3條的規定;其抗震設計,除應符合普通混凝土結構抗震設計要求外,尚應符合本附錄的規定。

    B.0.2 結構構件截面剪力設計值的限值中含有混凝土軸心抗壓強度設計值(fc)的項應乘以混凝土強度影響系數(βc)。其值,混凝土強度等級為C50時取1.0,C80時取0.8,介于C50和C80之間時取其內插值。
        結構構件受壓區高度計算和承載力驗算時,公式中含有混凝土軸心抗壓強度設計值(fc)的項也應按國家標準《混凝土結構設計規范》GB 50010的有關規定乘以相應的混凝土強度影響系數。

    B.0.3 高強混凝土框架的抗震構造措施,應符合下列要求:
        1 梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不宜大于3%(HRB335級鋼筋)和2.6%(HRB400級鋼筋)。梁端箍筋加密區的箍筋最小直徑應比普通混凝土梁箍筋的最小直徑增大2mm。
        2 柱的軸壓比限值宜按下列規定采用:不超過C60混凝土的柱可與普通混凝土柱相同,C65~C70混凝土的柱宜比普通混凝土柱減小0.05,C75~C80混凝土的柱宜比普通混凝土柱減小0.1。
        3 當混凝土強度等級大于C60時,柱縱向鋼筋的最小總配筋率應比普通混凝土柱增大0.1%。
        4 柱加密區的最小配箍特征值宜按下列規定采用;混凝土強度等級高于C60時,箍筋宜采用復合箍、復合螺旋箍或連續復合矩形螺旋箍。
            1)軸壓比不大于0.6時,宜比普通混凝土柱大0.02;
            2)軸壓比大于0.6時,宜比普通混凝土柱大0.03。

    B.0.4 當抗震墻的混凝土強度等級大于C60時,應經過專門研究,采取加強措施。

     

    C.0.1 本附錄適用于6、7、8度時先張法和后張有粘結預應力混凝土結構的抗震設計,9度時應進行專門研究。
        無粘結預應力混凝土結構的抗震設計,應采取措施防止罕遇地震下結構構件塑性鉸區以外有效預加力松弛,并符合專門的規定。

    C.0.2 抗震設計的預應力混凝土結構,應采取措施使其具有良好的變形和消耗地震能量的能力,達到延性結構的基本要求;應避免構件剪切破壞先于彎曲破壞、節點先于被連接構件破壞、預應力筋的錨固粘結先于構件破壞。

    C.0.3 抗震設計時,后張預應力框架、門架、轉換層的轉換大梁,宜采用有粘結預應力筋。承重結構的受拉桿件和抗震等級為一級的框架,不得采用無粘結預應力筋。

    C.0.4 抗震設計時,預應力混凝土結構的抗震等級及相應的地震組合內力調整,應按本規范第6章對鋼筋混凝土結構的要求執行。

    C.0.5 預應力混凝土結構的混凝土強度等級,框架和轉換層的轉換構件不宜低于C40,其他抗側力的預應力混凝土構件,不應低于C30。

    C.0.6 預應力混凝土結構的抗震計算,除應符合本規范第5章的規定外,尚應符合下列規定:
        1 預應力混凝土結構自身的阻尼比可采用0.03,并可按鋼筋混凝土結構部分和預應力混凝土結構部分在整個結構總變形能所占的比例折算為等效阻尼比。
        2 預應力混凝土結構構件截面抗震驗算時,本規范第5.4.1條地震作用效應基本組合中,應增加預應力作用效應項,其分項系數,一般情況應采用1.0,當預應力作用效應對構件承載力不利時,應采用1.2。
        3 預應力筋穿過框架節點核芯區時,節點核芯區的截面抗震驗算,應計入總有效預加力以及預應力孔道削弱核芯區有效驗算寬度的影響。

    C.0.7 預應力混凝土結構的抗震構造,除下列規定外,應符合本規范第6章對鋼筋混凝土結構的要求:
        1 抗側力的預應力混凝土構件,應采用預應力筋和非預應力筋混合配筋方式。二者的比例應依據抗震等級按有關規定控制,其預應力強度比不宜大于0.75。
        2 預應力混凝土框架梁端縱向受拉鋼筋的最大配筋率、底面和頂面非預應力鋼筋配筋量的比值,應按預應力強度比相應換算后符合鋼筋混凝土框架梁的要求。
        3 預應力混凝土框架柱可采用非對稱配筋方式;其軸壓比計算,應計入預應力筋的總有效預加力形成的軸向壓力設計值,并符合鋼筋混凝土結構中對應框架柱的要求;箍筋宜全高加密。
        4 板柱-抗震墻結構中,在柱截面范圍內通過板底連續鋼筋的要求,應計入預應力鋼筋截面面積。

     

    C.0.8 后張預應力筋的錨具不宜設置在梁柱節點核芯區。預應力筋-錨具組裝件的錨固性能,應符合專門的規定。

     

     附錄D 框架梁柱節點核芯區截面抗震驗算


    D.1 一般框架梁柱節點

    D.1.1 一、二、三級框架梁柱節點核芯區組合的剪力設計值,應按下列公式確定:

     

    D.2 扁梁框架的梁柱節點

    D.2.1 扁梁框架的梁寬大于柱寬時,梁柱節點應符合本段的規定。

    D.2.2 扁梁框架的梁柱節點核芯區應根據梁縱筋在柱寬范圍內、外的截面面積比例,對柱寬以內和柱寬以外的范圍分別驗算受剪承載力。

     

    D.2.3 核芯區驗算方法除應符合一般框架梁柱節點的要求外,尚應符合下列要求:
        1 按本規范式(D.1.3)驗算核芯區剪力限值時,核芯區有效寬度可取梁寬與柱寬之和的平均值;
        2 四邊有梁的約束影響系數,驗算柱寬范圍內核芯區的受剪承載力時可取1.5;驗算柱寬范圍以外核芯區的受剪承載力時宜取1.0;
        3 驗算核芯區受剪承載力時,在柱寬范圍內的核芯區,軸向力的取值可與一般梁柱節點相同;柱寬以外的核芯區,可不考慮軸力對受剪承載力的有利作用;
        4 錨入柱內的梁上部鋼筋宜大于其全部截面面積的60%。

    D.3 圓柱框架的梁柱節點

    D.3.1 梁中線與柱中線重合時,圓柱框架梁柱節點核芯區組合的剪力設計值應符合下列要求:

     

    附錄E 轉換層結構的抗震設計要求

    E.1 矩形平面抗震墻結構框支層樓板設計要求

    E.1.1 框支層應采用現澆樓板,厚度不宜小于180mm,混凝土強度等級不宜低于C30,應采用雙層雙向配筋,且每層每個方向的配筋率不應小于0.25%。

     

    E.1.2 部分框支抗震墻結構的框支層樓板剪力設計值,應符合下列要求:

     

    E.1.4 框支層樓板的邊緣和較大洞口周邊應設置邊梁,其寬度不宜小于板厚的2倍,縱向鋼筋配筋率不應小于1%,鋼筋接頭宜采用機械連接或焊接,樓板的鋼筋應錨固在邊梁內。

     

    E.1.5 對建筑平面較長或不規則及各抗震墻內力相差較大的框支層,必要時可采用簡化方法驗算樓板平面內的受彎、受剪承載力。

     

    E.2 筒體結構轉換層抗震設計要求

    E.2.1 轉換層上下的結構質量中心宜接近重合(不包括裙房),轉換層上下層的側向剛度比不宜大于2。

    E.2.2 轉換層上部的豎向抗側力構件(墻、柱)宜直接落在轉換層的主結構上。

    E.2.3 厚板轉換層結構不宜用于7度及7度以上的高層建筑。

    E.2.4 轉換層樓蓋不應有大洞口,在平面內宜接近剛性。

    E.2.5 轉換層樓蓋與筒體、抗震墻應有可靠的連接,轉換層樓板的抗震驗算和構造宜符合本附錄第E.1節對框支層樓板的有關規定。

    E.2.6 8度時轉換層結構應考慮豎向地震作用。

    E.2.7 9度時不應采用轉換層結構。

     

    F.1.1 本附錄適用的配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻房屋的最大高度應符合表F.1.1—1的規定,且房屋總高度與總寬度的比值不宜超過表F.1.1—2的規定。

        注:1 房屋高度超過表內高度時,應進行專門研究和論證,采取有效的加強措施;
            2 某層或幾層開間大于6.0m以上的房間建筑面積占相應層建筑面積40%以上時,表中數據相應減少6m;
            3 房屋高度指室外地面到主要屋面板板頂的高度(不包括局部突出屋頂部分)。

    F.1.2 配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻房屋應根據抗震設防類別、烈度和房屋高度采用不同的抗震等級,并應符合相應的計算和構造措施要求。丙類建筑的抗震等級宜按表F.1.2確定。

    F.1.3 配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻房屋應避免采用本規范第3.4節規定的不規則建筑結構方案,并應符合下列要求:
        1 平面形狀宜簡單、規則,凹凸不宜過大;豎向布置宜規則、均勻,避免過大的外挑和內收。
        2 縱橫向抗震墻宜拉通對直;每個獨立墻段長度不宜大于8m,且不宜小于墻厚的5倍;墻段的總高度與墻段長度之比不宜小于2;門洞口宜上下對齊,成列布置。
        3 采用現澆鋼筋混凝土樓、屋蓋時,抗震橫墻的最大間距,應符合表F.1.3的要求。

        4 房屋需要設置防震縫時,其最小寬度應符合下列要求:
        當房屋高度不超過24m時,可采用100mm;當超過24m時,6度、7度、8度和9度相應每增加6m、5m、4m和3m,宜加寬20mm。

    F.1.4 配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻房屋的層高應符合下列要求:
        1 底部加強部位的層高,一、二級不宜大于3.2m,三、四級不應大于3.9m。
        2 其他部位的層高,一、二級不應大于3.9m,三、四級不應大于4.8m。
        注:底部加強部位指不小于房屋高度的1/6且不小于底部二層的高度范圍,房屋總高度小于21m時取一層。

     

    F.1.5 配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻的短肢墻應符合下列要求:
        1 不應采用全部為短肢墻的配筋小砌塊抗震墻結構,應形成短肢抗震墻與一般抗震墻共同抵抗水平地震作用的抗震墻結構。9度時不宜采用短肢墻。
        2 在規定的水平力作用下,一般抗震墻承受的底部地震傾覆力矩不應小于結構總傾覆力矩的50%,且短肢抗震墻截面面積與同層抗震墻總截面面積比例,兩個主軸方向均不宜大于20%。
        3 短肢墻宜設置翼墻;不應在一字形短肢墻平面外布置與之單側相交的樓、屋面梁。
        4 短肢墻的抗震等級應比表F.1.2的規定提高一級采用;已為一級時,配筋應按9度的要求提高。
        注:短肢抗震墻指墻肢截面高度與寬度之比為5~8的抗震墻,一般抗震墻指墻肢截面高度與寬度之比大于8的抗震墻。“L”形、“T”形、“+”形等多肢墻截面的長短肢性質應由較長一肢確定。

     

    F.2 計算要點

    F.2.1 配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻房屋抗震計算時,應按本節規定調整地震作用效應;6度時可不進行截面抗震驗算,但應按本附錄的有關要求采取抗震構造措施。配筋混凝土小砌塊抗震墻房屋應進行多遇地震作用下的抗震變形驗算,其樓層內最大的彈性層間位移角,底層不宜超過1/1200,其他樓層不宜超過1/800。

     

    F.2.2 配筋混凝土小砌塊抗震墻承載力計算時,底部加強部位截面的組合剪力設計值應按下列規定調整:

     

    F.2.5 在多遇地震作用組合下,配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻的墻肢不應出現小偏心受拉。大偏心受拉配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻,其斜截面受剪承載力應按下列公式計算:

    F.2.6 配筋小型空心砌塊抗震墻跨高比大于2.5的連梁宜采用鋼筋混凝土連梁,其截面組合的剪力設計值和斜截面受剪承載力,應符合現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB 50010對連梁的有關規定。

     

    F.2.7 抗震墻采用配筋混凝土小型空心砌塊砌體連梁時,應符合下列要求:
        1 連梁的截面應滿足下式的要求:

    F.3 抗震構造措施

    F.3.1 配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻房屋的灌孔混凝土應采用坍落度大、流動性及和易性好,并與砌塊結合良好的混凝土,灌孔混凝土的強度等級不應低于Cb20。

    F.3.2 配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻房屋的抗震墻,應全部用灌孔混凝土灌實。

     

    F.3.3 配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻的橫向和豎向分布鋼筋應符合表F.3.3—1和F.3.3—2的要求;橫向分布鋼筋宜雙排布置,雙排分布鋼筋之間拉結筋的間距不應大于400mm,直徑不應小于6mm;豎向分布鋼筋宜采用單排布置,直徑不應大于25mm。

    F.3.4 配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻在重力荷載代表值作用下的軸壓比,應符合下列要求:
        1 一般墻體的底部加強部位,一級(9度)不宜大于0.4,一級(8度)不宜大于0.5,二、三級不宜大于0.6;一般部位,均不宜大于0.6。
        2 短肢墻體全高范圍,一級不宜大于0.50,二、三級不宜大于0.60;對于無翼緣的一字形短肢墻,其軸壓比限值應相應降低0.1。
        3 各向墻肢截面均為3b<h<5b的獨立小墻肢,一級不宜大于0.4,二、三級不宜大于0.5;對于無翼緣的一字形獨立小墻肢,其軸壓比限值應相應降低0.1。

     

    F.3.5 配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻墻肢端部應設置邊緣構件;底部加強部位的軸壓比,一級大于0.2和二級大于0.3時,應設置約束邊緣構件。構造邊緣構件的配筋范圍:無翼墻端部為3孔配筋;“L”形轉角節點為3孔配筋;“T”形轉角節點為4孔配筋;邊緣構件范圍內應設置水平箍筋,最小配筋應符合表F.3.5的要求。約束邊緣構件的范圍應沿受力方向比構造邊緣構件增加1孔,水平箍筋應相應加強,也可采用混凝土邊框柱加強。

    F.3.6 配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻內豎向和橫向分布鋼筋的搭接長度不應小于48倍鋼筋直徑,錨固長度不應小于42倍鋼筋直徑。

    F.3.7 配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻的橫向分布鋼筋,沿墻長應連續設置,兩端的錨固應符合下列規定:
        1 一、二級的抗震墻,橫向分布鋼筋可繞豎向主筋彎180度彎鉤,彎鉤端部直段長度不宜小于12倍鋼筋直徑;橫向分布鋼筋亦可彎入端部灌孔混凝土中,錨固長度不應小于30倍鋼筋直徑且不應小于250mm。
        2 三、四級的抗震墻,橫向分布鋼筋可彎入端部灌孔混凝土中,錨固長度不應小于25倍鋼筋直徑且不應小于200mm。

    F.3.8 配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻中,跨高比小于2.5的連梁可采用砌體連梁;其構造應符合下列要求:
        1 連梁的上下縱向鋼筋錨入墻內的長度,一、二級不應小于1.15倍錨固長度,三級不應小于1.05倍錨固長度,四級不應小于錨固長度;且均不應小于600mm。
        2 連梁的箍筋應沿梁全長設置;箍筋直徑,一級不小于10mm,二、三、四級不小于8mm;箍筋間距,一級不大于75mm,二級不大于100mm,三級不大于120mm。
        3 頂層連梁在伸入墻體的縱向鋼筋長度范圍內應設置間距不大于200mm的構造箍筋,其直徑應與該連梁的箍筋直徑相同。
        4 自梁頂面下200mm至梁底面上200mm范圍內應增設腰筋,其間距不大于200mm;每層腰筋的數量,一級不少于2Φ12,二~四級不少于2Φ10;腰筋伸入墻內的長度不應小于30倍的鋼筋直徑且不應小于300mm;
        5 連梁內不宜開洞,需要開洞時應符合下列要求:
            1)在跨中梁高1/3處預埋外徑不大于200mm的鋼套管;
            2)洞口上下的有效高度不應小于1/3梁高,且不應小于200mm;
            3)洞口處應配補強鋼筋,被洞口削弱的截面應進行受剪承載力驗算。

    F.3.9 配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻的圈梁構造,應符合下列要求:
        1 墻體在基礎和各樓層標高處均應設置現澆鋼筋混凝土圈梁,圈梁的寬度應同墻厚,其截面高度不宜小于200mm。
        2 圈梁混凝土抗壓強度不應小于相應灌孔小砌塊砌體的強度,且不應小于C20。
        3 圈梁縱向鋼筋直徑不應小于墻中橫向分布鋼筋的直徑,且不應小于4Φ12;基礎圈梁縱筋不應小于4Φ12;圈梁及基礎圈梁箍筋直徑不應小于8mm,間距不應大于200mm;當圈梁高度大于300mm時,應沿圈梁截面高度方向設置腰筋,其間距不應大于200mm,直徑不應小于10mm。
        4 圈梁底部嵌入墻頂小砌塊孔洞內,深度不宜小于30mm;圈梁頂部應是毛面。

     

    F.3.10 配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻房屋的樓、屋蓋,高層建筑和9度時應采用現澆鋼筋混凝土板,多層建筑宜采用現澆鋼筋混凝土板;抗震等級為四級時,也可采用裝配整體式鋼筋混凝土樓蓋。

     

    G.1.1 抗震設防烈度為6~8度且房屋高度超過本規范第6.1.1條規定的鋼筋混凝土框架結構最大適用高度時,可采用鋼支撐-混凝土框架組成抗側力體系的結構。
        按本節要求進行抗震設計時,其適用的最大高度不宜超過本規范第6.1.1條鋼筋混凝土框架結構和框架-抗震墻結構二者最大適用高度的平均值。超過最大適用高度的房屋,應進行專門研究和論證,采取有效的加強措施。

    G.1.2 鋼支撐-混凝土框架結構房屋應根據設防類別、烈度和房屋高度采用不同的抗震等級,并應符合相應的計算和構造措施要求。丙類建筑的抗震等級,鋼支撐框架部分應比本規范第8.1.3條和第6.1.2條框架結構的規定提高一個等級,鋼筋混凝土框架部分仍按本規范第6.1.2條框架結構確定。

    G.1.3 鋼支撐-混凝土框架結構的結構布置,應符合下列要求:
        1 鋼支撐框架應在結構的兩個主軸方向同時設置。
        2 鋼支撐宜上下連續布置,當受建筑方案影響無法連續布置時,宜在鄰跨延續布置。
        3 鋼支撐宜采用交叉支撐,也可采用人字支撐或V形支撐;采用單支撐時,兩方向的斜桿應基本對稱布置。
        4 鋼支撐在平面內的布置應避免導致扭轉效應;鋼支撐之間無大洞口的樓、屋蓋的長寬比,宜符合本規范6.1.6條對抗震墻間距的要求;樓梯間宜布置鋼支撐。
        5 底層的鋼支撐框架按剛度分配的地震傾覆力矩應大于結構總地震傾覆力矩的50%。

    G.1. 4 鋼支撐-混凝土框架結構的抗震計算,尚應符合下列要求:
        1 結構的阻尼比不應大于0.045,也可按混凝土框架部分和鋼支撐部分在結構總變形能所占的比例折算為等效阻尼比。
        2 鋼支撐框架部分的斜桿,可按端部鉸接桿計算。當支撐斜桿的軸線偏離混凝土柱軸線超過柱寬1/4時,應考慮附加彎矩。
        3 混凝土框架部分承擔的地震作用,應按框架結構和支撐框架結構兩種模型計算,并宜取二者的較大值。
        4 鋼支撐-混凝土框架的層間位移限值,宜按框架和框架-抗震墻結構內插。

    G.1.5 鋼支撐與混凝土柱的連接構造,應符合本規范第9.1節關于單層鋼筋混凝土柱廠房支撐與柱連接的相關要求。鋼支撐與混凝土梁的連接構造,應符合連接不先于支撐破壞的要求。

     

    G.1.6 鋼支撐-混凝土框架結構中,鋼支撐部分尚應按本規范第8章、現行國家標準《鋼結構設計規范》GB 50017的規定進行設計;鋼筋混凝土框架部分尚應按本規范第6章的規定進行設計。

    G.2 鋼框架-鋼筋混凝土核心筒結構

    G.2.1 抗震設防烈度為6~8度且房屋高度超過本規范第6.1.1條規定的混凝土框架-核心筒結構最大適用高度時,可采用鋼框架-混凝土核心筒組成抗側力體系的結構。
        按本節要求進行抗震設計時,其適用的最大高度不宜超過本規范第6.1.1條鋼筋混凝土框架-核心筒結構最大適用高度和本規范第8.1.1條鋼框架-中心支撐結構最大適用高度二者的平均值。超過最大適用高度的房屋,應進行專門研究和論證,采取有效的加強措施。

    G.2.2 鋼框架-混凝土核心筒結構房屋應根據設防類別、烈度和房屋高度采用不同的抗震等級,并應符合相應的計算和構造措施要求。丙類建筑的抗震等級,鋼框架部分仍按本規范第8.1.3條確定,混凝土部分應比本規范第6.1.2條的規定提高一個等級(8度時應高于一級)。

    G.2.3 鋼框架-鋼筋混凝土核心筒結構房屋的結構布置,尚應符合下列要求:
        1 鋼框架-核心筒結構的鋼外框架梁、柱的連接應采用剛接;樓面梁宜采用鋼梁;炷翂w與鋼梁剛接的部位宜設置連接用的構造型鋼。
        2 鋼框架部分按剛度計算分配的最大樓層地震剪力,不宜小于結構總地震剪力的10%。當小于10%時,核心筒的墻體承擔的地震作用應適當增大;墻體構造的抗震等級宜提高一級,一級時應適當提高。
        3 鋼框架-核心筒結構的樓蓋應具有良好的剛度并確保罕遇地震作用下的整體性。樓蓋應采用壓型鋼板組合樓蓋或現澆鋼筋混凝土樓板,并采取措施加強樓蓋與鋼梁的連接。當樓面有較大開口或屬于轉換層樓面時,應采用現澆實心樓蓋等措施加強。
        4 當鋼框架柱下部采用型鋼混凝土柱時,不同材料的框架柱連接處應設置過渡層,避免剛度和承載力突變。過渡層鋼柱計入外包混凝土后,其截面剛度可按過渡層下部型鋼混凝土柱和過渡層上部鋼柱二者截面剛度的平均值設計。

    G.2.4 鋼框架-鋼筋混凝土核心筒結構的抗震計算,尚應符合下列要求:
        1 結構的阻尼比不應大于0.045,也可按鋼筋混凝土筒體部分和鋼框架部分在結構總變形能所占的比例折算為等效阻尼比。
        2 鋼框架部分除伸臂加強層及相鄰樓層外的任一樓層按計算分配的地震剪力應乘以增大系數,達到不小于結構底部總地震剪力的20%和框架部分計算最大樓層地震剪力1.5倍二者的較小值,且不少于結構底部地震剪力的15%。由地震作用產生的該樓層框架各構件的剪力、彎矩、軸力計算值均應進行相應調整。
        3 結構計算宜考慮鋼框架柱和鋼筋混凝土墻體軸向變形差異的影響。
        4 結構層間位移限值,可采用鋼筋混凝土結構的限值。

    G.2.5 鋼框架-鋼筋混凝土核心筒結構房屋中的鋼結構、混凝土結構部分尚應按本規范第6章、第8章和現行國家標準《鋼結構設計規范》GB 50017及現行有關行業標準的規定進行設計。

     

    附錄H 多層工業廠房抗震設計要求

    H.1 鋼筋混凝土框排架結構廠房

    H.1.1 本節適用于由鋼筋混凝土框架與排架側向連接組成的側向框排架結構廠房、下部為鋼筋混凝土框架上部頂層為排架的豎向框排架結構廠房的抗震設計。當本節未作規定時,其抗震設計應按本規范第6章和第9.1節的有關規定執行。

    H.1.2 框排架結構廠房的框架部分應根據烈度、結構類型和高度采用不同的抗震等級,并應符合相應的計算和構造措施要求。
        不設置貯倉時,抗震等級可按本規范第6章確定;設置貯倉時,側向框排架的抗震等級可按現行國家標準《構筑物抗震設計規范》GB 50191的規定采用,豎向框排架的抗震等級應按本規范第6章框架的高度分界降低4m確定。
        注:框架設置貯倉,但豎壁的跨高比大于2.5,仍按不設置貯倉的框架確定抗震等級。

    H.1.3 廠房的結構布置,應符合下列要求:
        1 廠房的平面宜為矩形,立面宜簡單、對稱。
        2 在結構單元平面內,框架、柱間支撐等抗側力構件宜對稱均勻布置,避免抗側力結構的側向剛度和承載力產生突變。
        3 質量大的設備不宜布置在結構單元的邊緣樓層上,宜設置在距剛度中心較近的部位;當不可避免時宜將設備平臺與主體結構分開,或在滿足工藝要求的條件下盡量低位布置。

    H.1.4 豎向框排架廠房的結構布置,尚應符合下列要求:
        1 屋蓋宜采用無檁屋蓋體系;當采用其他屋蓋體系時,應加強屋蓋支撐設置和構件之間的連接,保證屋蓋具有足夠的水平剛度。
        2 縱向端部應設屋架、屋面梁或采用框架結構承重,不應采用山墻承重;排架跨內不應采用橫墻和排架混合承重。
        3 頂層的排架跨,尚應滿足下列要求:
            1)排架重心宜與下部結構剛度中心接近或重合,多跨排架宜等高等長;
            2)樓蓋應現澆,頂層排架嵌固樓層應避免開設大洞口,其樓板厚度不宜小于150mm;
            3)排架柱應豎向連續延伸至底部;
            4)頂層排架設置縱向柱間支撐處,樓蓋不應設有樓梯間或開洞;柱間支撐斜桿中心線應與連接處的梁柱中心線匯交于一點。

     

    H.1.5 豎向框排架廠房的地震作用計算,尚應符合下列要求:
        1 地震作用的計算宜采用空間結構模型,質點宜設置在梁柱軸線交點、牛腿、柱頂、柱變截面處和柱上集中荷載處。
        2 確定重力荷載代表值時,可變荷載應根據行業特點,對樓面活荷載取相應的組合值系數。貯料的荷載組合值系數可采用0.9。
        3 樓層有貯倉和支承重心較高的設備時,支承構件和連接應計及料斗、貯倉和設備水平地震作用產生的附加彎矩。該水平地震作用可按下式計算:

    H.1.6 豎向框排架廠房的地震作用效應調整和抗震驗算,應符合下列規定:
        1 一、二、三、四級支承貯倉豎壁的框架柱,按本規范第6.2.2、6.2.3、6.2.5條調整后的組合彎矩設計值、剪力設計值尚應乘以增大系數,增大系數不應小于1.1。
        2 豎向框排架結構與排架柱相連的頂層框架節點處,柱端組合的彎矩設計值應按第6.2.2條進行調整,其他頂層框架節點處的梁端、柱端彎矩設計值可不調整。
        3 頂層排架設置縱向柱間支撐時,與柱間支撐相連排架柱的下部框架柱,一、二級框架柱由地震引起的附加軸力應分別乘以調整系數1.5、1.2;計算軸壓比時,附加軸力可不乘以調整系數。
        4 框排架廠房的抗震驗算,尚應符合下列要求:
            1)8度Ⅲ、Ⅳ類場地和9度時,框排架結構的排架柱及伸出框架跨屋頂支承排架跨屋蓋的單柱,應進行彈塑性變形驗算,彈塑性位移角限值可取1/30。
            2)當一、二級框架梁柱節點兩側梁截面高度差大于較高梁截面高度的25%或500mm時,尚應按下式驗算節點下柱抗震受剪承載力:

    H.1.7 豎向框排架廠房的基本抗震構造措施尚應符合下列要求:
        1 支承貯倉的框架柱軸壓比不宜超過本規范表6.3.6中框架結構的規定數值減少0.05。
        2 支承貯倉的框架柱縱向鋼筋最小總配筋率應不小于本規范表6.3.7中對角柱的要求。
        3 豎向框排架結構的頂層排架設置縱向柱間支撐時,與柱間支撐相連排架柱的下部框架柱,縱向鋼筋配筋率、箍筋的配置應滿足本規范第6.3.7條中對于框支柱的要求;箍筋加密區取柱全高。
        4 框架柱的剪跨比不大于1.5時,應符合下列規定:
            1)箍筋應按提高一級抗震等級配置,一級時應適當提高箍筋的要求;
            2)框架柱每個方向應配置兩根對角斜筋(圖H.1.7),對角斜筋的直徑,一、二級框架不應小于20mm和18mm,三、四級框架不應小于16mm;對角斜筋的錨固長度,不應小于40倍斜筋直徑。

        5 框架柱段內設置牛腿時,牛腿及上下各500mm范圍內的框架柱箍筋應加密;牛腿的上下柱段凈高與柱截面高度之比不大于4時,柱箍筋應全高加密。

     

    H.1.8 側向框排架結構的結構布置、地震作用效應調整和抗震驗算,以及無檁屋蓋和有檁屋蓋的支撐布置,應分別符合現行國家標準《構筑物抗震設計規范》GB 50191的有關規定。

    H.2 多層鋼結構廠房

    H.2.1 本節適用于鋼結構的框架、支撐框架、框排架等結構體系的多層廠房。本節未作規定時,多層部分可按本規范第8章的有關規定執行,其抗震等級的高度分界應比本規范第8.1節規定降低10m;單層部分可按本規范第9.2節的規定執行。

    H.2.2 多層鋼結構廠房的布置,除應符合本規范第8章的有關要求外,尚應符合下列規定:
        1 平面形狀復雜、各部分構架高度差異大或樓層荷載相差懸殊時,應設防震縫或采取其他措施。當設置防震縫時,縫寬不應小于相應混凝土結構房屋的1.5倍。
        2 重型設備宜低位布置。
        3 當設備重量直接由基礎承受,且設備豎向需要穿過樓層時,廠房樓層應與設備分開。設備與樓層之間的縫寬,不得小于防震縫的寬度。
        4 樓層上的設備不應跨越防震縫布置;當運輸機、管線等長條設備必須穿越防震縫布置時,設備應具有適應地震時結構變形的能力或防止斷裂的措施。
        5 廠房內的工作平臺結構與廠房框架結構宜采用防震縫脫開布置。當與廠房結構連接成整體時,平臺結構的標高宜與廠房框架的相應樓層標高一致。

    H.2.3 多層鋼結構廠房的支撐布置,應符合下列要求:
        1 柱間支撐宜布置在荷載較大的柱間,且在同一柱間上下貫通;當條件限制必須錯開布置時,應在緊鄰柱間連續布置,并宜適當增加相近樓層或屋面的水平支撐或柱間支撐搭接一層,確保支撐承擔的水平地震作用可靠傳遞至基礎。
        2 有抽柱的結構,應適當增加相近樓層、屋面的水平支撐,并在相鄰柱間設置豎向支撐。
        3 當各榀框架側向剛度相差較大、柱間支撐布置又不規則時,采用鋼鋪板的樓蓋,應設置樓蓋水平支撐。
        4 各柱列的縱向剛度宜相等或接近。

    H.2.4 廠房樓蓋宜采用現澆混凝土的組合樓板,亦可采用裝配整體式樓蓋或鋼鋪板,尚應符合下列要求:
        1 混凝土樓蓋應與鋼梁有可靠的連接。
        2 當樓板開設孔洞時,應有可靠的措施保證樓板傳遞地震作用。

    H.2.5 框排架結構應設置完整的屋蓋支撐,尚應符合下列要求:
        1 排架的屋蓋橫梁與多層框架的連接支座的標高,宜與多層框架相應樓層標高一致,并應沿單層與多層相連柱列全長設置屋蓋縱向水平支撐。
        2 高跨和低跨宜按各自的標高組成相對獨立的封閉支撐體系。

    H.2.6 多層鋼結構廠房的地震作用計算,尚應符合下列規定:
        1 一般情況下,宜采用空間結構模型分析;當結構布置規則,質量分布均勻時,亦可分別沿結構橫向和縱向進行驗算,F澆鋼筋混凝土樓板,當板面開孔較小且用抗剪連接件與鋼梁連接成為整體時,可視為剛性樓蓋。
        2 在多遇地震下,結構阻尼比可采用0.03~0.04;在罕遇地震下,阻尼比可采用0.05。
        3 確定重力荷載代表值時,可變荷載應根據行業的特點,對樓面檢修荷載、成品或原料堆積樓面荷載、設備和料斗及管道內的物料等,采用相應的組合值系數。
        4 直接支承設備、料斗的構件及其連接,應計入設備等產生的地震作用。一般的設備對支承構件及其連接產生的水平地震作用,可按本附錄第H.1.5條的規定計算;該水平地震作用對支承構件產生的彎矩、扭矩,取設備重心至支承構件形心距離計算。

    H.2.7 多層鋼結構廠房構件和節點的抗震承載力驗算,尚應符合下列規定:
        1 按本規范式(8.2.5)驗算節點左右梁端和上下柱端的全塑性承載力時,框架柱的強柱系數,一級和地震作用控制時,取1.25;二級和1.5倍地震作用控制時,取1.20;三級和2倍地震作用控制時,取1.10。
        2 下列情況可不滿足本規范式(8.2.5)的要求:
            1)單層框架的柱頂或多層框架頂層的柱頂;
            2)不滿足本規范式(8.2.5)的框架柱沿驗算方向的受剪承載力總和小于該樓層框架受剪承載力的20%;且該樓層每一柱列不滿足本規范式(8.2.5)的框架柱的受剪承載力總和小于本柱列全部框架柱受剪承載力總和的33%。
        3 柱間支撐桿件設計內力與其承載力設計值之比不宜大于0.8;當柱間支撐承擔不小于70%的樓層剪力時,不宜大于0.65。

    H.2.8 多層鋼結構廠房的基本抗震構造措施,尚應符合下列規定:
        1 框架柱的長細比不宜大于150;當軸壓比大于0.2時,不宜大于125(1—0.8N/Af)。
        2 廠房框架柱、梁的板件寬厚比,應符合下列要求:
            1)單層部分和總高度不大于40m的多層部分,可按本規范第9.2節規定執行;
            2)多層部分總高度大于40m時,可按本規范第8.3節規定執行。
        3 框架梁、柱的最大應力區,不得突然改變翼緣截面,其上下翼緣均應設置側向支承,此支承點與相鄰支承點之間距應符合現行《鋼結構設計規范》GB 50017中塑性設計的有關要求。
        4 柱間支撐構件宜符合下列要求:
            1)多層框架部分的柱間支撐,宜與框架橫梁組成X形或其他有利于抗震的形式,其長細比不宜大于150;
            2)支撐桿件的板件寬厚比應符合本規范第9.2節的要求。
        5 框架梁采用高強度螺栓摩擦型拼接時,其位置宜避開最大應力區(1/10梁凈跨和1.5倍梁高的較大值)。梁翼緣拼接時,在平行于內力方向的高強度螺栓不宜少于3排,拼接板的截面模量應大于被拼接截面模量的1.1倍。
        6 廠房柱腳應能保證傳遞柱的承載力,宜采用埋入式、插入式或外包式柱腳,并按本規范第9.2節的規定執行。

     

     

    J.1.1 按平面排架計算廠房的橫向地震作用時,排架的基本自振周期應考慮縱墻及屋架與柱連接的固結作用,可按下列規定進行調整:
        1 由鋼筋混凝土屋架或鋼屋架與鋼筋混凝土柱組成的排架,有縱墻時取周期計算值的80%,無縱墻時取90%;
        2 由鋼筋混凝土屋架或鋼屋架與磚柱組成的排架,取周期計算值的90%;
        3 由木屋架、鋼木屋架或輕鋼屋架與磚柱組成排架,取周期計算值。

    J.2 排架柱地震剪力和彎矩的調整系數

    J.2.1 鋼筋混凝土屋蓋的單層鋼筋混凝柱廠房,按本規范第J.1.1條確定基本自振周期且按平面排架計算的排架柱地震剪力和彎矩,當符合下列要求時,可考慮空間工作和扭轉影響,并按本規范第J.2.3條的規定調整:
        1 7度和8度;
        2 廠房單元屋蓋長度與總跨度之比小于8或廠房總跨度大于12m;
        3 山墻的厚度不小于240mm,開洞所占的水平截面積不超過總面積50%,并與屋蓋系統有良好的連接;
        4 柱頂高度不大于15m。
        注:1 屋蓋長度指山墻到山墻的間距,僅一端有山墻時,應取所考慮排架至山墻的距離;
            2 高低跨相差較大的不等高廠房,總跨度可不包括低跨。

    J.2.2 鋼筋混凝土屋蓋和密鋪望板瓦木屋蓋的單層磚柱廠房,按本規范第J.1.1條確定基本自振周期且按平面排架計算的排架柱地震剪力和彎矩,當符合下列要求時,可考慮空間工作,并按本規范第J.2.3條的規定調整:
        1 7度和8度;
        2 兩端均有承重山墻;
        3 山墻或承重(抗震)橫墻的厚度不小于240mm,開洞所占的水平截面積不超過總面積50%,并與屋蓋系統有良好的連接;
        4 山墻或承重(抗震)橫墻的長度不宜小于其高度;
        5 單元屋蓋長度與總跨度之比小于8或廠房總跨度大于12m。
        注:屋蓋長度指山墻到山墻或承重(抗震)橫墻的間距。

    J.2.3 排架柱的剪力和彎矩應分別乘以相應的調整系數,除高低跨度交接處上柱以外的鋼筋混凝土柱,其值可按表J.2.3—1采用,兩端均有山墻的磚柱,其值可按表J.2.3—2采用。

    J.2.5 鋼筋混凝土柱單層廠房的吊車梁頂標高處的上柱截面,由起重機橋架引起的地震剪力和彎矩應乘以增大系數,當按底部剪力法等簡化計算方法計算時,其值可按表J.2.5采用。

     

    附錄K 單層廠房縱向抗震驗算

    K.1 單層鋼筋混凝土柱廠房縱向抗震計算的修正剛度法

     

    K.1.1 縱向基本自振周期的計算。
        按本附錄計算單跨或等高多跨的鋼筋混凝土柱廠房縱向地震作用時,在柱頂標高不大于15m且平均跨度不大于30m時,縱向基本周期可按下列公式確定:
        1 磚圍護墻廠房,可按下式計算:

    K.1.2 柱列地震作用的計算。
        1 等高多跨鋼筋混凝土屋蓋的廠房,各縱向柱列的柱頂標高處的地震作用標準值,可按下列公式確定:

        2 等高多跨鋼筋混凝土屋蓋廠房,柱列各吊車梁頂標高處的縱向地震作用標準值,可按下式確定:

    K.2 單層鋼筋混凝土柱廠房柱間支撐地震作用效應及驗算

     

    K.2.1 斜桿長細比不大于200的柱間支撐在單位側力作用下的水平位移,可按下式確定:

    K.2.2 長細比不大于200的斜桿截面可僅按抗拉驗算,但應考慮壓桿的卸載影響,其拉力可按下式確定:

    K.2.3 無貼砌墻的縱向柱列,上柱支撐與同列下柱支撐宜等強設計。

     

    K.3 單層鋼筋混凝土柱廠房柱間支撐端節點預埋件的截面抗震驗算

     

    K.3.1 柱間支撐與柱連接節點預埋件的錨件采用錨筋時,其截面抗震承載力宜按下列公式驗算:

    K.4 單層磚柱廠房縱向抗震計算的修正剛度法

    K.4.1 本節適用于鋼筋混凝土無檁或有檁屋蓋等高多跨單層磚柱廠房的縱向抗震驗算。

     

    K.4.2 單層磚柱廠房的縱向基本自振周期可按下式計算:

    K.4.3 單層磚柱廠房縱向總水平地震作用標準值可按下式計算:

    K.4.4 沿廠房縱向第s柱列上端的水平地震作用可按下式計算:

     

    L.1.1 多層砌體結構及與砌體結構周期相當的結構采用隔震設計時,上部結構的總水平地震作用可按本規范式(5.2.1—1)簡化計算,但應符合下列規定:
        1 水平向減震系數,宜根據隔震后整個體系的基本周期,按下式確定:

        2 與砌體結構周期相當的結構,其水平向減震系數宜根據隔震后整個體系的基本周期,按下式確定:

    L.1.4 當隔震支座的平面布置為矩形或接近于矩形,但上部結構的質心與隔震層剛度中心不重合時,隔震支座扭轉影響系數可按下列方法確定:
        1 僅考慮單向地震作用的扭轉時(圖L.1.4),扭轉影響系數可按下列公式估計:

        對邊支座,其扭轉影響系數不宜小于1.15;當隔震層和上部結構采取有效的抗扭措施后或扭轉周期小于平動周期的70%,扭轉影響系數可取1.15。
        2 同時考慮雙向地震作用的扭轉時,扭轉影響系數可仍按式(L.1.4—1)計算,但其中的偏心距值(e)應采用下列公式中的較大值替代:

    L.1.5 砌體結構按本規范第12.2.5條規定進行豎向地震作用下的抗震驗算時,砌體抗震抗剪強度的正應力影響系數,宜按減去豎向地震作用效應后的平均壓應力取值。

     

    L.L.6 砌體結構的隔震層頂部各縱、橫梁均可按承受均布荷載的單跨簡支梁或多跨連續梁計算。均布荷載可按本規范第7.2.5條關于底部框架磚房的鋼筋混凝土托墻梁的規定取值;當按連續梁算出的正彎矩小于單跨簡支梁跨中彎矩的0.8倍時,應按0.8倍單跨簡支梁跨中彎矩配筋。

     

    L.2 砌體結構的隔震措施

    L.2.1 當水平向減震系數不大于0.40時(設置阻尼器時為0.38),丙類建筑的多層砌體結構,房屋的層數、總高度和高寬比限值,可按本規范第7.1節中降低一度的有關規定采用。

    L.2.2 砌體結構隔震層的構造應符合下列規定:
        1 多層砌體房屋的隔震層位于地下室頂部時,隔震支座不宜直接放置在砌體墻上,并應驗算砌體的局部承壓。
        2 隔震層頂部縱、橫梁的構造均應符合本規范第7.5.8條關于底部框架磚房的鋼筋混凝土托墻梁的要求。

     

    L.2.3 丙類建筑隔震后上部砌體結構的抗震構造措施應符合下列要求:
        1 承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離及圈梁的截面和配筋構造,仍應符合本規范第7.1節和第7.3、7.4節的有關規定。
        2 多層磚砌體房屋的鋼筋混凝土構造柱設置,水平向減震系數大于0.40時(設置阻尼器時為0.38),仍應符合本規范表7.3.1的規定;(7~9)度,水平向減震系數不大于0.40時(設置阻尼器時為0.38),應符合表L.2.3—1的規定。
        3 混凝土小砌塊房屋芯柱的設置,水平向減震系數大于0.40時(設置阻尼器時為0.38),仍應符合本規范表7.4.1的規定;(7~9)度,當水平向減震系數不大于0.40時(設置阻尼器時為0.38),應符合表L.2.3—2的規定。
        4 上部結構的其他抗震構造措施,水平向減系數大于0.40時(設置阻尼器時為0.38)仍按本規范第7章的相應規定采用;(7~9)度,水平向減震系數不大于0.40時(設置阻尼器時為0.38),可按本規范第7章降低一度的相應規定采用。

     

    附錄M 實現抗震性能設計目標的參考方法

    M.1 結構構件抗震性能設計方法

     

    M.1.1 結構構件可按下列規定選擇實現抗震性能要求的抗震承載力、變形能力和構造的抗震等級;整個結構不同部位的構件豎向構件和水平構件,可選用相同或不同的抗震性能要求:
        1 當以提高抗震安全性為主時,結構構件對應于不同性能要求的承載力參考指標,可按表M.1.1—1的示例選用。

     

    M.1.2 結構構件承載力按不同要求進行復核時,地震內力計算和調整、地震作用效應組合、材料強度取值和驗算方法,應符合下列要求:
        1 設防烈度下結構構件承載力,包括混凝土構件壓彎、拉彎、受剪、受彎承載力,鋼構件受拉、受壓、受彎、穩定承載力等,按考慮地震效應調整的設計值復核時,應采用對應于抗震等級而不計入風荷載效應的地震作用效應基本組合,并按下式驗算:

    M.1.3 結構豎向構件在設防地震、罕遇地震作用下的層間彈塑性變形按不同控制目標進行復核時,地震層間剪力計算、地震作用效應調整、構件層間位移計算和驗算方法,應符合下列要求:
        1 地震層間剪力和地震作用效應調整,應根據整個結構不同部位進入彈塑性階段程度的不同,采用不同的方法。構件總體上處于開裂階段或剛剛進入屈服階段,可取等效剛度和等效阻尼,按等效線性方法估算;構件總體上處于承載力屈服至極限階段,宜采用靜力或動力彈塑性分析方法估算;構件總體上處于承載力下降階段,應采用計入下降段參數的動力彈塑性分析方法估算。
        2 在設防地震下,混凝土構件的初始剛度,宜采用長期剛度。
        3 構件層間彈塑性變形計算時,應依據其實際的承載力,并應按本規范的規定計入重力二階效應;風荷載和重力作用下的變形不參與地震組合。
        4 構件層間彈塑性變形的驗算,可采用下列公式:

    確定;整個結構中變形最大部位的豎向構件,輕微損壞可取中等破壞的一半,中等破壞可取本規范表5.5.1和表5.5.5規定值的平均值,不嚴重破壞按小于本規范表5.5.5規定值的0.9倍控制。

    M.2 建筑構件和建筑附屬設備支座抗震性能設計方法

    M.2.1 當非結構的建筑構件和附屬機電設備按使用功能的專門要求進行性能設計時,在遭遇設防烈度地震影響下的性能要求可按表M.2.1選用。

    M.2.2 建筑圍護墻、附屬構件及固定儲物柜等進行抗震性能設計時,其地震作用的構件類別系數和功能系數可參考表M.2.2確定。  

    M.2.3 建筑附屬設備的支座及連接件進行抗震性能設計時,其地震作用的構件類別系數和功能系數可參考表M.2.3確定。

    M.3 建筑構件和建筑附屬設備抗震計算的樓面譜方法

    M.3.1 非結構構件的樓面譜,應反映支承非結構構件的具體結構自身動力特性、非結構構件所在樓層位置,以及結構和非結構阻尼特性對結構所在地點的地面地震運動的放大作用。
        計算樓面譜時,一般情況,非結構構件可采用單質點模型;對支座間有相對位移的非結構構件,宜采用多支點體系計算。

     

    M.3.2 采用樓面反應譜法時,非結構構件的水平地震作用標準值可按下列公式計算:

     

    1 為了便于在執行本規范條文時區別對待,對要求嚴格程度不同的用詞說明如下:
        1)表示很嚴格,非這樣做不可的:
          正面詞采用“必須”;反面詞采用“嚴禁”;
        2)表示嚴格,在正常情況下均應這樣做的:
          正面詞采用“應”;反面詞采用“不應”或“不得”;
        3)表示允許稍有選擇,在條件許可時首先這樣做的:
          正面詞采用“宜”;反面詞采用“不宜”;
        4)表示有選擇,在一定條件下可以這樣做的,采用“可”。

     

    2 條文中指明應按其他有關標準、規范執行的寫法為:“應符合……的規定”或“應按……執行”。


     

    1 《建筑地基基礎設計規范》GB 50007
    2 《建筑結構荷載規范》GB 50009
    3 《混凝土結構設計規范》GB 50010
    4 《鋼結構設計規范》GB 50017
    5 《構筑物抗震設計規范》GB 50191
    6 《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB 50204
    7 《建筑工程抗震設防分類標準》GB 50223
    8 《建筑邊坡工程技術規范》GB 50330
    9 《橡膠支座 第3部分:建筑隔震橡膠支座》GB 20688.3
    10 《厚度方向性能鋼板》GB/T 5313

     

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    建筑抗震設計規范

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    目 錄

     

    條文說明

    1、總則

    2、術語和符號

    3、基本規定

    4、場地、地基和基礎

    5、地震作用和結構抗震驗算

    6、多層和高層鋼筋混凝土房屋

    7、多層砌體房屋和底部框架砌體房屋

    8、多層和高層鋼結構房屋

    9、單層工業廠房

    10、空曠房屋和大跨屋蓋建筑

    11、土、木、石結構房屋

    12、隔振和消能減震設計

    13、非結構構件

    14、地下建筑

    附錄F 配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻房屋抗震設計要求

    附錄G 鋼支撐-混凝土框架和鋼框架-鋼筋混凝土核心筒結構房屋抗震設計要求

    附錄H 多層工業廠房抗震設計要求

    附錄L 隔震設計簡化計算和砌體結構隔震措施

    附錄M 實現抗震性能設計目標的參考方法

    勘誤

    中華人民共和國國家標準


    建筑抗震設計規范


    GB 50011-2010




    條文說明




    修訂說明


        本次修訂系根據原建設部《關于印發〈2006年工程建設標準規范制訂、修訂計劃(第一批)的通知〉》(建標[2006]77號)的要求,由中國建筑科學研究院會同有關的設計、勘察、研究和教學單位,于2007年1月開始對《建筑抗震設計規范》GB 50011-2001(以下簡稱2001規范)進行全面修訂。

        本次修訂修訂過程中,發生了2008年“5·12”汶川大地震,其震害經驗表明,嚴格按照2001規范進行設計、施工和使用的建筑,在遭遇比當地設防烈度高一度的地震作用下,可以達到在預估的罕遇地震下保障生命安全的抗震設防目標。汶川地震建筑震害經驗對我國建筑抗震設計規范的修訂具有重要啟示,地震后,根據住房和城鄉建設部落實國務院《汶川地震災后恢復重建條例》的要求,對2001規范進行了應急局部修訂,形成了《建筑抗震設計規范》GB 50011-2001(2008年版),此次修訂共涉及31條規定,主要包括災區設防烈度的調整,增加了有關山區場地、框架結構填充墻設置、砌體結構樓梯間、抗震結構施工要求的強制性條文,提高了裝配式樓板構造和鋼筋伸長率的要求。

        在完成2008年版局部修訂之后,《建筑抗震設計規范》的全面修訂工作繼續進行,于2009年5月形成了“征求意見稿”并發至全國勘察、設計、教學單位和抗震管理部門征求意見,其方式有三種:設計單位或抗震管理部門召開討論會,形成書面意見;設計、勘察及研究人員直接用書面或電子郵件提出意見;以及有關刊物上發表論文。累計共收集到千余條次意見。同年8月,對所收集的意見進行分析、整理,修改了條文,開展了試設計工作。

        與2001版規范相比,《建筑抗震設計規范》GB 50011-2010的條文數量有下列變動:

        2001版規范共有13章54節11附錄,共554條;其中,正文447條,附錄107條。

        《建筑抗震設計規范》GB 50011-2010共有14章59節12附錄,共630條。其中,正文增加39條,占原條文的9%;附錄增加37條,占36%。

        原有各章修改的主要內容見前言。新增的內容是:大跨屋蓋建筑、地下建筑、框排架廠房、鋼支撐-混凝土框架和鋼框架-混凝土筒體房屋,以及抗震性能化設計原則,并刪去內框架房屋的有關內容。

        2001規范2008年局部修訂后共有58條強制性條文,本次修訂減少了2條:設防標準直接引用《建筑工程抗震設防分類標準》GB 50223;對隔震設計的可行性論證,不再作為強制性要求。

        2009年11月,由住房和城鄉建設部標準定額司主持,召開了《建筑抗震設計規范》修訂送審稿審查會。會議認為,修訂送審稿繼續保持2001版規范的基本規定是合適的,所增加的新內容總體上符合汶川地震后的要求和設計需要,反映了我國抗震科研的新成果和工程實踐的經驗,吸取了一些國外的先進經驗,更加全面、更加細致、更加科學。新規范的頒布和實施將使我國的建筑抗震設計提高到新的水平。

        本次修訂,附錄A依據《中國地震動參數區劃圖》GB 18306-2001及其第1、2號修改單進行了設計地震分組。目前,《中國地震動參數區劃圖》正在修訂,今后,隨著《中國地震動參數區劃圖》的修訂和施行,該附錄將及時與之協調,進行修改。

        2001規范的主編單位:中國建筑科學研究院

        2001規范的參編單位:中國地震局工程力學研究所、中國建筑技術研究院、冶金工業部建筑研究總院、建設部建筑設計院、機械工業部設計研究院、中國輕工國際工程設計院(中國輕工業北京設計院)、北京市建筑設計研究院、上海建筑設計研究院、中南建筑設計院、中國建筑西北設計研究院、新疆建筑設計研究院、廣東省建筑設計研究院、云南省設計院、遼寧省建筑設計研究院、深圳市建筑設計研究總院、北京勘察設計研究院、深圳大學建筑設計研究院、清華大學、同濟大學、哈爾濱建筑大學、華中理工大學、重慶建筑大學、云南工業大學、華南建設學院(西院)。

        2001規范的主要起草人:徐正忠 王亞勇(以下按姓序筆畫排列)

    王迪民 王彥深 王駿孫 韋承基 葉燎原 劉慧珊 呂西林 孫平善 李國強 吳明舜 蘇經宇 張前國 陳 健 陳富生 沙 安 歐進萍 周炳章 周錫元 周雍年 周福霖 胡慶昌 袁金西 秦 權 高小旺 容柏生 唐家祥 徐 建 徐永基 錢稼茹 龔思禮 董津城 賴 明 傅學怡 蔡益燕 樊小卿 潘凱云 戴國瑩

        本次修訂過程中,2001規范的一些主要起草人如胡慶昌、徐正忠、龔思禮、張前國等作為此次修訂的顧問專家,對規范修訂的原則、指導思想及具體條文的技術規定等提出了中肯的意見和建議。

     

     

     

    1 總 則

     

    1.0.1 國家有關建筑的防震減災法律法規,主要指《中華人民共和國建筑法》、《中華人民共和國防震減災法》及相關的條例等。 

    本規范對于建筑抗震設防的基本思想和原則繼續同《建筑抗震設計規范》GBJ 11—89(以下簡稱89規范)、《建筑抗震設計規范》GB 50011—2001(以下簡稱2001規范)保持一致,仍以“三個水準”為抗震設防目標。
    抗震設防是以現有的科學水平和經濟條件為前提。規范的科學依據只能是現有的經驗和資料。目前對地震規律性的認識還很不足,隨著科學水平的提高,規范的規定會有相應的突破;而且規范的編制要根據國家的經濟條件的發展,適當地考慮抗震設防水平,制定相應的設防標準。
    本次修訂,繼續保持89規范提出的并在2001規范延續的抗震設防三個水準目標,即“小震不壞、中震可修、大震不倒”的某種具體化。根據我國華北、西北和西南地區對建筑工程有影響的地震發生概率的統計分析,50年內超越概率約為63%的地震烈度為對應于統計“眾值”的烈度,比基本烈度約低一度半,本規范取為第一水準烈度,稱為“多遇地震”;50年超越概率約10%的地震烈度,即1990中國地震區劃圖規定的“地震基本烈度”或中國地震動參數區劃圖規定的峰值加速度所對應的烈度,規范取為第二水準烈度,稱為“設防地震”;50年超越概率2%~3%的地震烈度,規范取為第三水準烈度,稱為“罕遇地震”,當基本烈度6度時為7度強,7度時為8度強,8度時為9度弱,9度時為9度強。
    與三個地震烈度水準相應的抗震設防目標是:一般情況下(不是所有情況下),遭遇第一水準烈度——眾值烈度(多遇地震)影響時,建筑處于正常使用狀態,從結構抗震分析角度,可以視為彈性體系,采用彈性反應譜進行彈性分析;遭遇第二水準烈度——基本烈度(設防地震)影響時,結構進入非彈性工作階段,但非彈性變形或結構體系的損壞控制在可修復的范圍[與89規范、2001規范相同,其承載力的可靠性與《工業與民用建筑抗震設計規范》TJ 11—78(以下簡稱78規范)相當并略有提高]遭遇第三水準烈度——最大預估烈度(罕遇地震)影響時,結構有較大的非彈性變形,但應控制在規定的范圍內,以免倒塌。
    還需說明的是:
    1 抗震設防烈度為6度時,建筑按本規范采取相應的抗震措施之后,抗震能力比不設防時有實質性的提高,但其抗震能力仍是較低的。
    2 不同抗震設防類別的建筑按本規范規定采取抗震措施之后,相應的抗震設防目標在程度上有所提高或降低。例如,丁類建筑在設防地震下的損壞程度可能會重些,且其倒塌不危及人們的生命安全,在罕遇地震下的表現會比一般的情況要差;甲類建筑在設防地震下的損壞是輕微甚至是基本完好的,在罕遇地震下的表現將會比一般的情況好些。
    3 本次修訂繼續采用二階段設計實現上述三個水準的設防目標:第一階段設計是承載力驗算,取第一水準的地震動參數計算結構的彈性地震作用標準值和相應的地震作用效應,繼續采用《建筑結構可靠度設計統一標準》GB 50068規定的分項系數設計表達式進行結構構件的截面承載力抗震驗算,這樣,其可靠度水平同78規范相當,并由于非抗震構件設計可靠性水準的提高而有所提高,既滿足了在第一水準下具有必要的承載力可靠度,又滿足第二水準的損壞可修的目標。對大多數的結構,可只進行第一階段設計,而通過概念設計和抗震構造措施來滿足第三水準的設計要求。
    第二階段設計是彈塑性變形驗算,對地震時易倒塌的結構、有明顯薄弱層的不規則結構以及有專門要求的建筑,除進行第一階段設計外,還要進行結構薄弱部位的彈塑性層間變形驗算并采取相應的抗震構造措施,實現第三水準的設防要求。
    4 在89規范和2001規范所提出的以結構安全性為主的“小震不壞、中震可修、大震不倒”三水準目標,就是一種抗震性能目標——小震、中震、大震有明確的概率指標;房屋建筑不壞、可修、不倒的破壞程度,在《建筑地震破壞等級劃分標準》(建設部90建抗字377號)中提出了定性的劃分。本次修訂,對某些有專門要求的建筑結構,在本規范第3.10節和附錄M增加了關于中震、大震的進一步定量的抗震性能化設計原則和設計指標。
     

    1.0.2 本條是強制性條文,要求處于抗震設防地區的所有新建建筑工程均必須進行抗震設計。以下,凡用粗體表示的條文,均為建筑工程房屋建筑部分的強制性條文。
     

    1.0.3 本規范的適用范圍,繼續保持89規范、2001規范的規定,適用于6~9度一般的建筑工程。多年來,很多位于區劃圖6度的地區發生了較大的地震,6度地震區的建筑要適當考慮一些抗震要求,以減輕地震災害。
    工業建筑中,一些因生產工藝要求而造成的特殊問題的抗震設計,與一般的建筑工程不同,需由有關的專業標準予以規定。因缺乏可靠的近場地震的資料和數據,抗震設防烈度大于9度地區的建筑抗震設計,仍沒有條件列人規范。因此,在沒有新的專門規定前,可仍按1989年建設部印發(89)建抗字第426號《地震基本烈度X度區建筑抗震設防暫行規定》的通知執行。2001規范比89規范增加了隔震、消能減震的設計規定,本次修訂,還增加了抗震性能化設計的原則性規定。
     

    1.0.4 為適應強制性條文的要求,采用最嚴的規范用語“必須”。
    作為抗震設防依據的文件和圖件,如地震烈度區劃圖和地震動參數區劃圖,其審批權限,由國家有關主管部門依法規定。
     

    1.0.5 在89規范和2001規范中,均規定了抗震設防依據的“雙軌制”,即一般情況采用抗震設防烈度(作為一個地區抗震設防依據的地震烈度),在一定條件下,可采用經國家有關主管部門規定的權限批準發布的供設計采用的抗震設防區劃的地震動參數(如地面運動加速度峰值、反應譜值、地震影響系數曲線和地震加速度時程曲線)。
    本次修訂,按2009年發布的《中華人民共和國防震減災法》對“地震小區劃”的規定,刪去2001規范對城市設防區劃的相關規定,保留“一般情況”這幾個字。
    新一代的地震區劃圖正在編制中,本次修訂的有關條文和附錄將依據新的區劃圖進行相應的協調性修改。

    抗震設防烈度是一個地區的設防依據,不能隨意提高或降低。
    抗震設防標準,是一種衡量對建筑抗震能力要求高低的綜合尺度,既取決于建設地點預期地震影響強弱的不同,又取決于建筑抗震設防分類的不同。本規范規定的設防標準是最低的要求,具體工程的設防標準可按業主要求提高。
    結構上地震作用的涵義,強調了其動態作用的性質,不僅包括多個方向地震加速度的作用,還包括地震動的速度和動位移的作用。
    2001規范明確了抗震措施和抗震構造措施的區別?拐饦嬙齑胧┲皇强拐鸫胧┑囊粋組成部分。在本規范的目錄中,可以看到一般規定、計算要點、抗震構造措施、設計要求等。其中的一般規定及計算要點中的地震作用效應(內力和變形)調整的規定均屬于抗震措施,而設計要求中的規定,可能包含有抗震措施和抗震構造措施,需按術語的定義加以區分。
    本次修訂,按《中華人民共和國防震減災法》的規定,補充了“地震動參數區劃圖”這個術語。明確在國家法律中,“地震動參數”是“以加速度表示地震作用強弱程度”,“區劃圖”是將國土“劃分為不同抗震設防要求區域的圖件”。
     

    3 基本規定

    3.1 建筑抗震設防分類和設防標準

    3.1.1 根據我國的實際情況——經濟實力有了較大的提高,但仍屬于發展中國家的水平,提出適當的抗震設防標準,既能合理使用建設投資,又能達到抗震安全的要求。
    89規范、2001規范關于建筑抗震設防分類和設防標準的規定,已被國家標準《建筑工程抗震設防分類標準》GB 50223所替代。按照國家標準編寫的規定,本次修訂的條文直接引用而不重復該國家標準的規定。
    按照《建筑工程抗震設防分類標準》GB 50223—2008,各個設防分類建筑的名稱有所變更,但明確甲類、乙類、丙類、丁類是分別作為特殊設防類、重點設防類、標準設防類、適度設防類的簡稱。因此,在本規范以及建筑結構設計文件中,繼續采用簡稱。
    《建筑工程抗震設防分類標準》GB 50223—2008進一步突出了設防類別劃分是側重于使用功能和災害后果的區分,并更強調體現對人員安全的保障。
    自1989年《建筑抗震設計規范》GBJ 11—89發布以來,按技術標準設計的所有房屋建筑,均應達到“多遇地震不壞、設防地震可修和罕遇地震不倒”的設防目標。這里,多遇地震、設防地震和罕遇地震,一般按地震基本烈度區劃或地震動參數區劃對當地的規定采用,分別為50年超越概率63%、10%和2%~3%的地震,或重現期分別為50年、475年和1600年~2400年的地震。
    針對我國地震區劃圖所規定的烈度有很大不確定性的事實,在建設行政主管部門領導下,89規范明確規定了“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設防目標。這個目標可保障“房屋建筑在遭遇設防地震影響時不致有災難性后果,在遭遇罕遇地震影響時不致倒塌”。2008年汶川地震表明,嚴格按照現行抗震規范進行設計、施工和使用的房屋建筑,達到了規范規定的設防目標,在遭遇到高于地震區劃圖一度的地震作用下,沒有出現倒塌破壞——實現了生命安全的目標。因此,《建筑工程抗震設防分類標準》GB 50223—2008繼續規定,絕大部分建筑均可劃為標準設防類(簡稱丙類),將使用上需要提高防震減災能力的房屋建筑控制在很小的范圍。
    在需要提高設防標準的建筑中,乙類需按提高一度的要求加強其抗震措施——增加關鍵部位的投資即可達到提高安全性的目標;甲類在提高一度的要求加強其抗震措施的基礎上,“地震作用應按高于本地區設防烈度計算,其值應按批準的地震安全性評價結果確定”。地震安全性評價通常包括給定年限內不同超越概率的地震動參數,應由具備資質的單位按相關標準執行并對其評價報告的質量負責。這意味著,地震作用計算提高的幅度應經專門研究,并需要按規定的權限審批。條件許可時,專門研究還可包括基于建筑地震破壞損失和投資關系的優化原則確定的方法。
    《建筑結構可靠度設計統一標準》GB 50068,提出了設計使用年限的原則規定。顯然,抗震設防的甲、乙、丙、丁分類,也可體現設計使用年限的不同。
    還需說明,《建筑工程抗震設防分類標準》GB 50223規定乙類提高抗震措施而不要求提高地震作用,同一些國家的規范只提高地震作用(10%~30%)而不提高抗震措施,在設防概念上有所不同:提高抗震措施,著眼于把財力、物力用在增加結構薄弱部位的抗震能力上,是經濟而有效的方法,適合于我國經濟有較大發展而人均經濟水平仍屬于發展中國家的情況;只提高地震作用,則結構的各構件均全面增加材料,投資增加的效果不如前者。
     

    3.1.2 鑒于6度設防的房屋建筑,其地震作用往往不屬于結構設計的控制作用,為減少設計計算的工作量,本規范明確,6度設防時,除有明確規定的情況,其抗震設計可僅進行抗震措施的設計而不進行地震作用計算。

    3.2 地震影響

    多年來地震經驗表明,在宏觀烈度相似的情況下,處在大震級、遠震中距下的柔性建筑,其震害要比中、小震級近震中距的情況重得多;理論分析也發現,震中距不同時反應譜頻譜特性并不相同?拐鹪O計時,對同樣場地條件、同樣烈度的地震,按震源機制、震級大小和震中距遠近區別對待是必要的,建筑所受到的地震影響,需要采用設計地震動的強度及設計反應譜的特征周期來表征。
    作為一種簡化,89規范主要借助于當時的地震烈度區劃,引入了設計近震和設計遠震,后者可能遭遇近、遠兩種地震影響,設防烈度為9度時只考慮近震的地震影響;在水平地震作用計算時,設計近、遠震用二組地震影響系數。曲線表達,按遠震的曲線設計就已包含兩種地震用不利情況。
    2001規范明確引入了“設計基本地震加速度”和“設計特征周期”,與當時的中國地震動參數區劃(中國地震動峰值加速度區劃圖A1和中國地震動反應譜特征周期區劃圖B1)相匹配。
    “設計基本地震加速度”是根據建設部1992年7月3日頒發的建標[1992]419號《關于統一抗震設計規范地面運動加速度設計取值的通知》而作出的。通知中有如下規定:
    術語名稱:設計基本地震加速度值。
    定義:50年設計基準期超越概率10%的地震加速度的設計取值。
    取值:7度0.10g,8度0.20g,9度0.40g。
    本規范表3.2.2所列的設計基本地震加速度與抗震設防烈度的對應關系即來源于上述文件。其取值與《中國地震動參數區劃圖A1》所規定的“地震動峰值加速度”相當:即在0.10g和0.20g之間有一個0.15g的區域,0.20g和0.40g之間有一個0.30g的區域,在這兩個區域內建筑的抗震設計要求,除另有具體規定外,分別同7度和8度,在表3.2.2中用括號內數值表示。表3.2.2中還引入了與6度相當的設計基本地震加速度值0.05g。
    “設計特征周期”即設計所用的地震影響系數的特征周期(Tg),簡稱特征周期。89規范規定,其取值根據設計近、遠震和場地類別來確定,我國絕大多數地區只考慮設計近震,需要考慮設計遠震的地區很少(約占縣級城鎮的5%)。2001規范將89規范的設計近震、遠震改稱設計地震分組,可更好體現震級和震中距的影響,建筑工程的設計地震分為三組。根據規范編制保持其規定延續性的要求和房屋建筑抗震設防決策,2001規范的設計地震的分組在《中國地震動反應譜特征周期區劃圖B1》基礎上略作調整。本次修訂對各地的設計地震分組作了較大的調整,使之與《中國地震動參數區劃圖B1》一致。修改后變化的情況匯總如下:
    區劃圖B1中0.35s的區域作為設計地震第一組;區劃圖B1中0.40s的區域作為設計地震第二組;區劃圖B1中0.45s的區域,作為設計地震第三組。
    依據2001版中國地震動參數區劃圖E1及其2008年第1號修改單,與2001規范相比,本次修訂后,東經105°以西的絕大多數城鎮、東經105°以東處于北緯34°至41°之間的多數城鎮,設計地震分組為第二組或第三組,在全國約2500個抗震設防城鎮中,設防烈度不變而設計地震分組有變化的城鎮共1000多個(約占40%)。其中,按2008年第1號修改單,四川的天全、丹巴、蘆山、雅安,陜西的勉縣由設計第三組降為設計第二組。
    有變化的省會城市和直轄市如下:
    由設計第一組改為設計第二組的有:天津,石家莊,福州,鄭州,銀川,烏魯木齊;
    由設計第二組改為設計第三組的有:濟南,昆明,蘭州,西寧,拉薩,臺北;
    2008年局部修訂時由設計第一組改為設計第三組的有:成都。
    變化較多的省份如下:
    河北,占城鎮總數的74%;山西,占城鎮總數的55%;福建,占設防城鎮總數的54%;山東,占城鎮總數的75%;河南,占設防城鎮總數的45%;四川,占設防城鎮總數的76%;云南,占城鎮總數的82%;西藏,占城鎮總數的82%;陜西,占設防城鎮總數的48%;甘肅,占城鎮總數的92%;青海,占城鎮總數的88%;寧夏,占城鎮總數的81%;新疆,占城鎮總數的82%。
    為便于設計單位使用,本規范在附錄A給出了縣級及縣級以上城鎮(按民政部編2009行政區劃簡冊,包括地級市的市轄區)的中心地區(如城關地區)的抗震設防烈度、設計基本地震加速度和所屬的設計地震分組。請注意,今后,隨著《中國地震動參數區劃圖》的修訂和施行,該附錄將及時進行協調性修改。

    3.2 地震影響

    多年來地震經驗表明,在宏觀烈度相似的情況下,處在大震級、遠震中距下的柔性建筑,其震害要比中、小震級近震中距的情況重得多;理論分析也發現,震中距不同時反應譜頻譜特性并不相同?拐鹪O計時,對同樣場地條件、同樣烈度的地震,按震源機制、震級大小和震中距遠近區別對待是必要的,建筑所受到的地震影響,需要采用設計地震動的強度及設計反應譜的特征周期來表征。
    作為一種簡化,89規范主要借助于當時的地震烈度區劃,引入了設計近震和設計遠震,后者可能遭遇近、遠兩種地震影響,設防烈度為9度時只考慮近震的地震影響;在水平地震作用計算時,設計近、遠震用二組地震影響系數。曲線表達,按遠震的曲線設計就已包含兩種地震用不利情況。
    2001規范明確引入了“設計基本地震加速度”和“設計特征周期”,與當時的中國地震動參數區劃(中國地震動峰值加速度區劃圖A1和中國地震動反應譜特征周期區劃圖B1)相匹配。
    “設計基本地震加速度”是根據建設部1992年7月3日頒發的建標[1992]419號《關于統一抗震設計規范地面運動加速度設計取值的通知》而作出的。通知中有如下規定:
    術語名稱:設計基本地震加速度值。
    定義:50年設計基準期超越概率10%的地震加速度的設計取值。
    取值:7度0.10g,8度0.20g,9度0.40g。
    本規范表3.2.2所列的設計基本地震加速度與抗震設防烈度的對應關系即來源于上述文件。其取值與《中國地震動參數區劃圖A1》所規定的“地震動峰值加速度”相當:即在0.10g和0.20g之間有一個0.15g的區域,0.20g和0.40g之間有一個0.30g的區域,在這兩個區域內建筑的抗震設計要求,除另有具體規定外,分別同7度和8度,在表3.2.2中用括號內數值表示。表3.2.2中還引入了與6度相當的設計基本地震加速度值0.05g。
    “設計特征周期”即設計所用的地震影響系數的特征周期(Tg),簡稱特征周期。89規范規定,其取值根據設計近、遠震和場地類別來確定,我國絕大多數地區只考慮設計近震,需要考慮設計遠震的地區很少(約占縣級城鎮的5%)。2001規范將89規范的設計近震、遠震改稱設計地震分組,可更好體現震級和震中距的影響,建筑工程的設計地震分為三組。根據規范編制保持其規定延續性的要求和房屋建筑抗震設防決策,2001規范的設計地震的分組在《中國地震動反應譜特征周期區劃圖B1》基礎上略作調整。本次修訂對各地的設計地震分組作了較大的調整,使之與《中國地震動參數區劃圖B1》一致。修改后變化的情況匯總如下:
    區劃圖B1中0.35s的區域作為設計地震第一組;區劃圖B1中0.40s的區域作為設計地震第二組;區劃圖B1中0.45s的區域,作為設計地震第三組。
    依據2001版中國地震動參數區劃圖E1及其2008年第1號修改單,與2001規范相比,本次修訂后,東經105°以西的絕大多數城鎮、東經105°以東處于北緯34°至41°之間的多數城鎮,設計地震分組為第二組或第三組,在全國約2500個抗震設防城鎮中,設防烈度不變而設計地震分組有變化的城鎮共1000多個(約占40%)。其中,按2008年第1號修改單,四川的天全、丹巴、蘆山、雅安,陜西的勉縣由設計第三組降為設計第二組。
    有變化的省會城市和直轄市如下:
    由設計第一組改為設計第二組的有:天津,石家莊,福州,鄭州,銀川,烏魯木齊;
    由設計第二組改為設計第三組的有:濟南,昆明,蘭州,西寧,拉薩,臺北;
    2008年局部修訂時由設計第一組改為設計第三組的有:成都。
    變化較多的省份如下:
    河北,占城鎮總數的74%;山西,占城鎮總數的55%;福建,占設防城鎮總數的54%;山東,占城鎮總數的75%;河南,占設防城鎮總數的45%;四川,占設防城鎮總數的76%;云南,占城鎮總數的82%;西藏,占城鎮總數的82%;陜西,占設防城鎮總數的48%;甘肅,占城鎮總數的92%;青海,占城鎮總數的88%;寧夏,占城鎮總數的81%;新疆,占城鎮總數的82%。
    為便于設計單位使用,本規范在附錄A給出了縣級及縣級以上城鎮(按民政部編2009行政區劃簡冊,包括地級市的市轄區)的中心地區(如城關地區)的抗震設防烈度、設計基本地震加速度和所屬的設計地震分組。請注意,今后,隨著《中國地震動參數區劃圖》的修訂和施行,該附錄將及時進行協調性修改。

    3.4 建筑形體及其構件布置的規則性

    3.4. 1 合理的建筑形體和布置(configuration)在抗震設計中是頭等重要的。提倡平、立面簡單對稱。因為震害表明,簡單、對稱的建筑在地震時較不容易破壞。而且道理也很清楚,簡單、對稱的結構容易估計其地震時的反應,容易采取抗震構造措施和進行細部處理。“規則”包含了對建筑的平、立面外形尺寸,抗側力構件布置、質量分布,直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。“規則”的具體界限,隨著結構類型的不同而異,需要建筑師和結構工程師互相配合,才能設計出抗震性能良好的建筑。
    本條主要對建筑師設計的建筑方案的規則性提出了強制性要求。在2008年局部修訂時,為提高建筑設計和結構設計的協調性,明確規定:首先,建筑形體和布置應依據抗震概念設計原則劃分為規則與不規則兩大類;對于具有不規則的建筑,針對其不規程的具體情況,明確提出不同的要求;強調應避免采用嚴重不規則的設計方案。
    概念設計的定義見本規范第2.1.9條。規則性是其中的一個重要概念。
    規則的建筑方案體現在體型(平面和立面的形狀)簡單,抗側力體系的剛度和承載力上下變化連續、均勻,平面布置基本對稱。即在平立面、豎向剖面或抗側力體系上,沒有明顯的、實質的不連續(突變)。
    規則與不規則的區分,本規范在第3.4.3條規定了一些定量的參考界限,但實際上引起建筑不規則的因素還有很多,特別是復雜的建筑體型,很難一一用若干簡化的定量指標來劃分不規則程度并規定限制范圍,但是,有經驗的、有抗震知識素養的建筑設計人員,應該對所設計的建筑的抗震性能有所估計,要區分不規則、特別不規則和嚴重不規則等不規則程度,避免采用抗震性能差的嚴重不規則的設計方案。
    三種不規則程度的主要劃分方法如下:
    不規則,指的是超過表3.4.3—1和表3.4.3—2中一項及以上的不規則指標;
    特別不規則,指具有較明顯的抗震薄弱部位,可能引起不良后果者,其參考界限可參見《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》,通常有三類:其一,同時具有本規范表3.4.3所列六個主要不規則類型的三個或三個以上;其二,具有表1所列的一項不規則;其三,具有本規范表3.4.3所列兩個方面的基本不規則且其中有一項接近表1的不規則指標。

    對于特別不規則的建筑方案,只要不屬于嚴重不規則,結構設計應采取比本規范第3.4.4條等的要求更加有效的措施。嚴重不規則,指的是形體復雜,多項不規則指標超過本規范3.4.4條上限值或某一項大大超過規定值,具有現有技術和經濟條件不能克服的嚴重的抗震薄弱環節,可能導致地震破壞的嚴重后果者。
     

    3.4.2 本條要求建筑設計需特別重視其平、立、剖面及構件布置不規則對抗震性能的影響。
     

    3.4.3、3.4.4 2001規范考慮了當時89規范和《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規范》JGJ 3—91的相應規定,并參考了美國UBC(1997)日本BSL(1987年版)和歐洲規范8。上述五本規范對不規則結構的條文規定有以下三種方式:
    1 規定了規則結構的準則,不規定不規則結構的相應設計規定,如89規范和《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規范》JGJ 3—91。
    2 對結構的不規則性作出限制,如日本BSL。
    3 對規則與不規則結構作出了定量的劃分,并規定了相應的設計計算要求,如美國UBC及歐洲規范8。
    本規范基本上采用了第3種方式,但對容易避免或危害性較小的不規則問題未作規定。
    對于結構扭轉不規則,按剛性樓蓋計算,當最大層間位移與其平均值的比值為1.2時,相當于一端為1.0,另一端為1.45;當比值1.5時,相當于一端為1.0,另一端為3。美國FEMA的NEHRP規定,限1.4。
    對于較大錯層,如超過梁高的錯層,需按樓板開洞對待;當錯層面積大于該層總面積30%時,則屬于樓板局部不連續。樓板典型寬度按樓板外形的基本寬度計算。
    上層縮進尺寸超過相鄰下層對應尺寸的1/4,屬于用尺寸衡量的剛度不規則的范疇。側向剛度可取地震作用下的層剪力與層間位移之比值計算,剛度突變上限(如框支層)在有關章節規定。
    除了表3.4.3所列的不規則,UBC的規定中,對平面不規則尚有抗側力構件上下錯位、與主軸斜交或不對稱布置,對豎向不規則尚有相鄰樓層質量比大于150%或豎向抗側力構件在平面內收進的尺寸大于構件的長度(如棋盤式布置)等。
    圖1~圖6為典型示例,以便理解本規范表3.4.3—1和表3.4.3—2中所列的不規則類型。




    本規范3.4.3條1款的規定,主要針對鋼筋混凝土和鋼結構的多層和高層建筑所作的不規則性的限制,對砌體結構多層房屋和單層工業廠房的不規則性應符合本規范有關章節的專門規定。
    本次修訂的變化如下:
    1 明確規定表3.4.3所列的不規則類型是主要的而不是全部不規則,所列的指標是概念設計的參考性數值而不是嚴格的數值,使用時需要綜合判斷。明確規定按不規則類型的數量和程度,采取不同的抗震措施。
    不規則的程度和設計的上限控制,可根據設防烈度的高低適當調整。對于特別不規則的建筑結構要求專門研究和論證。
    2 對于扭轉不規則計算,需注意以下幾點:
    1)按國外的有關規定,樓蓋周邊兩端位移不超過平均位移2倍的情況稱為剛性樓蓋,超過2倍則屬于柔性樓蓋。因此,這種“剛性樓蓋”,并不是剛度無限大。計算扭轉位移比時,樓蓋剛度可按實際情況確定而不限于剛度無限大假定。
    2)扭轉位移比計算時,樓層的位移不采用各振型位移的CQC組合計算,按國外的規定明確改為取“給定水平力”計算,可避免有時CQC計算的最大位移出現在樓蓋邊緣的中部而不在角部,而且對無限剛樓蓋、分塊無限剛樓蓋和彈性樓蓋均可采用相同的計算方法處理;該水平力一般采用振型組合后的樓層地震剪力換算的水平作用力,并考慮偶然偏心;結構樓層位移和層間位移控制值驗算時,仍采用CQC的效應組合。
    3)偶然偏心大小的取值,除采用該方向最大尺寸的5%外,也可考慮具體的平面形狀和抗側力構件的布置調整。
    4)扭轉不規則的判斷,還可依據樓層質量中心和剛度中心的距離用偏心率的大小作為參考方法。
    3 對于側向剛度的不規則,建議根據結構特點采用合適的方法,包括樓層標高處產生單位位移所需要的水平力、結構層間位移角的變化等進行綜合分析。
    4 為避免水平轉換構件在大震下失效,不連續的豎向構件傳遞到轉換構件的小震地震內力應加大,借鑒美國IBC規定取2.5倍(分項系數為1.0),對增大系數作了調整。
     

    3.4.5 體型復雜的建筑并不一概提倡設置防震縫。由于是否設置防震縫各有利弊,歷來有不同的觀點,總體傾向是:
    1 可設縫、可不設縫時,不設縫。設置防震縫可使結構抗震分析模型較為簡單,容易估計其地震作用和采取抗震措施,但需考慮扭轉地震效應,并按本規范各章的規定確定縫寬,使防震縫兩側在預期的地震(如中震)下不發生碰撞或減輕碰撞引起的局部損壞。
    2 當不設置防震縫時,結構分析模型復雜,連接處局部應力集中需要加強,而且需仔細估計地震扭轉效應等可能導致的不利影響。

    3.5 結構體系

    3.5.1 抗震結構體系要通過綜合分析,采用合理而經濟的結構類型。結構的地震反應同場地的頻譜特性有密切關系,場地的地面運動特性又同地震震源機制、震級大小、震中的遠近有關;建筑的重要性、裝修的水準對結構的側向變形大小有所限制,從而對結構選型提出要求;結構的選型又受結構材料和施工條件的制約以及經濟條件的許可等。這是一個綜合的技術經濟問題,應周密加以考慮。
     

    3.5.2、3.5.3 抗震結構體系要求受力明確、傳力途徑合理且傳力路線不間斷,使結構的抗震分析更符合結構在地震時的實際表現,對提高結構的抗震性能十分有利,是結構選型與布置結構抗側力體系時首先考慮的因素之一。2001規范將結構體系的要求分為強制性和非強制性兩類。第3.5.2條是屬于強制性要求的內容。
    多道防線對于結構在強震下的安全是很重要的。所謂多道防線的概念,通常指的是:
    第一,整個抗震結構體系由若干個延性較好的分體系組成,并由延性較好的結構構件連接起來協同工作。如框架-抗震墻體系是由延性框架和抗震墻二個系統組成;雙肢或多肢抗震墻體系由若干個單肢墻分系統組成;框架-支撐框架體系由延性框架和支撐框架二個系統組成;框架-筒體體系由延性框架和筒體二個系統組成。
    第二,抗震結構體系具有最大可能數量的內部、外部贅余度,有意識地建立起一系列分布的塑性屈服區,以使結構能吸收和耗散大量的地震能量,一旦破壞也易于修復。設計計算時,需考慮部分構件出現塑性變形后的內力重分布,使各個分體系所承擔的地震作用的總和大于不考慮塑性內力重分布時的數值。
    本次修訂,按征求意見的結果,多道防線仍作為非強制性要求保留在第3.5.3條,但能夠設置多道防線的結構類型,在相關章節中予以明確規定。
    抗震薄弱層(部位)的概念,也是抗震設計中的重要概念,包括:
    1 結構在強烈地震下不存在強度安全儲備,構件的實際承載力分析(而不是承載力設計值的分析)是判斷薄弱層(部位)的基礎;
    2 要使樓層(部位)的實際承載力和設計計算的彈性受力之比在總體上保持一個相對均勻的變化,一旦樓層(或部位)的這個比例有突變時,會由于塑性內力重分布導致塑性變形的集中;
    3 要防止在局部上加強而忽視整個結構各部位剛度、強度的協調;
    4 在抗震設計中有意識、有目的地控制薄弱層(部位),使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發生轉移,這是提高結構總體抗震性能的有效手段。
    考慮到有些建筑結構,橫向抗側力構件(如墻體)很多而縱向很少,在強烈地震中往往由于縱向的破壞導致整體倒塌,2001規范增加了結構兩個主軸方向的動力特性(周期和振型)相近的抗震概念。
     

    3.5.4 本條對各種不同材料的結構構件提出了改善其變形能力的原則和途徑:
    1 無筋砌體本身是脆性材料,只能利用約束條件(圈梁、構造柱、組合柱等來分割、包圍)使砌體發生裂縫后不致崩塌和散落,地震時不致喪失對重力荷載的承載能力。
    2 鋼筋混凝土構件抗震性能與砌體相比是比較好的,但若處理不當,也會造成不可修復的脆性破壞。這種破壞包括:混凝土壓碎、構件剪切破壞、鋼筋錨固部分拉脫(粘結破壞),應力求避免;混凝土結構構件的尺寸控制,包括軸壓比、截面長寬比,墻體高厚比、寬厚比等,當墻厚偏薄時,也有自身穩定問題。
    3 提出了對預應力混凝土結構構件的要求。
    4 鋼結構桿件的壓屈破壞(桿件失去穩定)或局部失穩也是一種脆性破壞,應予以防止。
    5 針對預制混凝土板在強烈地震中容易脫落導致人員傷亡的震害,2008年局部修訂增加了推薦采用現澆樓、屋蓋,特別強調裝配式樓、屋蓋需加強整體性的基本要求。
     

    3.5.5 本條指出了主體結構構件之間的連接應遵守的原則:通過連接的承載力來發揮各構件的承載力、變形能力,從而獲得整個結構良好的抗震能力。
    本條還提出了對預應力混凝土及鋼結構構件的連接要求。
     

    3.5.6 本條支撐系統指屋蓋支撐。支撐系統的不完善,往往導致屋蓋系統失穩倒塌,使廠房發生災難性的震害,因此在支撐系統布置上應特別注意保證屋蓋系統的整體穩定性。

    3.6 結構分析

    3.6.1 由于地震動的不確定性、地震的破壞作用、結構地震破壞機理的復雜性,以及結構計算模型的各種假定與實際情況的差異,迄今為止,依據所規定的地震作用進行結構抗震驗算,不論計算理論和工具如何發展,計算怎樣嚴格,計算的結果總還是一種比較粗略的估計,過分地追求數值上的精確是不必要的;然而,從工程的震害看,這樣的抗震驗算是有成效的,不可輕視。
    因此,本規范自1974年第一版以來,對抗震計算著重于把方法放在比較合理的基礎上,不拘泥于細節,不追求過高的計算精度,力求簡單易行,以線性的計算分析方法為基本方法,并反復強調按概念設計進行各種調整。本節列出一些原則性規定,繼續保持和體現上述精神。
    多遇地震作用下的內力和變形分析是本規范對結構地震反應、截面承載力驗算和變形驗算最基本的要求。按本規范第1.0.1條的規定,建筑物當遭受低于本地區抗震設防烈度的多遇地震影響時,主體結構不受損壞或不需修理可繼續使用,與此相應,結構在多遇地震作用下的反應分析的方法,截面抗震驗算(按照現行國家標準《建筑結構可靠度設計統一標準》GB 50068的基本要求),以及層間彈性位移的驗算,都是以線彈性理論為基礎,因此,本條規定,當建筑結構進行多遇地震作用下的內力和變形分析時,可假定結構與構件處于彈性工作狀態。
     

    3.6.2 按本規范第1.0.1條的規定:當建筑物遭受高于本地區抗震設防烈度的罕遇地震影響時,不致倒塌或發生危及生命的嚴重破壞,這也是本規范的基本要求。特別是建筑物的體型和抗側力系統復雜時,將在結構的薄弱部位發生應力集中和彈塑性變形集中,嚴重時會導致重大的破壞甚至有倒塌的危險。因此本規范提出了檢驗結構抗震薄弱部位采用彈塑性(即非線性)分析方法的要求。
    考慮到非線性分析的難度較大,規范只限于對不規則并具有明顯薄部位可能導致重大地震破壞,特別是有嚴重的變形集中可能導致地震倒塌的結構,應按本規范第5章具體規定進行罕遇地震作用下的彈塑性變形分析。
    本規范推薦了兩種非線性分析方法:靜力的非線性分析(推覆分析)和動力的非線性分析(彈塑性時程分析)。
    靜力的非線性分析是:沿結構高度施加按一定形式分布的模擬地震作用的等效側力,并從小到大逐步增加側力的強度,使結構由彈性工作狀態逐步進入彈塑性工作狀態,最終達到并超過規定的彈塑性位移。這是目前較為實用的簡化的彈塑性分析技術,比動力非線性分析節省計算工作量,但需要注意,靜力非線性分析有一定的局限性和適用性,其計算結果需要工程經驗判斷。動力非線性分析,即彈塑性時程分析,是較為嚴格的分析方法,需要較好的計算機軟件和很好的工程經驗判斷才能得到有用的結果,是難度較大的一種方法。規范還允許采用簡化的彈塑性分析技術,如本規范第5章規定的鋼筋混凝土框架等的彈塑性分析簡化方法。
     

    3.6.3 本條規定,框架結構和框架-抗震墻(支撐)結構在重力附加彎矩Ma與初始彎矩Mo之比符合下式條件下,應考慮幾何非線性,即重力二階效應的影響。

    上式規定是考慮重力二階效應影。向的下限,其上限則受彈性層間位移角限值控制。對混凝土結構,彈性位移角限值較小,上述穩定系數一般均在0.1以下,可不考慮彈性階段重力二階效應影響。
    當在彈性分析時,作為簡化方法,二階效應的內力增大系數可取1/(1—θ)。
    當在彈塑性分析時,宜采用考慮所有受軸向力的結構和構件的幾何剛度的計算機程序進行重力二階效應分析,亦可采用其他簡化分析方法。
    混凝土柱考慮多遇地震作用產生的重力二階效應的內力時,不應與混凝土規范承載力計算時考慮的重力二階效應重復。
    砌體結構和混凝土墻結構,通常不需要考慮重力二階效應。
     

    3.6.4 剛性、半剛性、柔性橫隔板分別指在平面內不考慮變形、考慮變形、不考慮剛度的樓、屋蓋。
     

    3.6.6 本條規定主要依據《建筑工程設計文件編制深度規定》,要求使用計算機進行結構抗震分析時,應對軟件的功能有切實的了解,計算模型的選取必須符合結構的實際工作情況,計算軟件的技術條件應符合本規范及有關標準的規定,設計時對所有計算結果應進行判別,確認其合理有效后方可在設計中應用。
    2008年局部修訂,注意到地震中樓梯的梯板具有斜撐的受力狀態,增加了樓梯構件的計算要求:針對具體結構的不同,“考慮”的結果,樓梯構件的可能影響很大或不大,然后區別對待,樓梯構件自身應計算抗震,但并不要求一律參與整體結構的計算。
    復雜結構指計算的力學模型十分復雜、難以找到完全符合實際工作狀態的理想模型,只能依據各個軟件自身的特點在力學模型上分別作某些程度不同的簡化后才能運用該軟件進行計算的結構。例如,多塔類結構,其計算模型可以是底部一個塔通過水平剛臂分成上部若干個不落地分塔的分叉結構,也可以用多個落地塔通過底部的低塔連成整個結構,還可以將底部按高塔分區分別歸入相應的高塔中再按多個高塔進行聯合計算,等等。因此本規范對這類復雜結構要求用多個相對恰當、合適的力學模型而不是截然不同不合理的模型進行比較計算。復雜結構應是計算模型復雜的結構,不同的力學模型還應屬于不同的計算機程序。

    3.7 非結構構件

    非結構構件包括建筑非結構構件和建筑附屬機電設備的支架等。建筑非結構構件在地震中的破壞允許大于結構構件,其抗震設防目標要低于本規范第1.0.1條的規定。非結構構件的地震破壞會影響安全和使用功能,需引起重視,應進行抗震設計。

    建筑非結構構件一般指下列三類:①附屬結構構件,如:女兒墻、高低跨封墻、雨篷等;②裝飾物,如:貼面、頂棚、懸吊重物等;③圍護墻和隔墻。處理好非結構構件和主體結構的關系,可防止附加災害,減少損失。在第3.7.3條所列的非結構構件主要指在人流出入口、通道及重要設備附近的附屬結構構件,其破壞往往傷人或砸壞設備,因此要求加強與主體結構的可靠錨固,在其他位置可以放寬要求。2008年局部修訂時,明確增加作為疏散通道的樓梯間墻體的抗震安全性要求,提高對生命的保護。

    砌體填充墻與框架或單層廠房柱的連接,影響整個結構的動力性能和抗震能力。兩者之間的連接處理不同時,影響也不同。

    建議兩者之間采用柔性連接或彼此脫開,可只考慮填充墻的重量而不計其剛度和強度的影響。砌體填充墻的不合理設置,例如:框架或廠房,柱間的填充墻不到頂,或房屋外墻在混凝土柱間局部高度砌墻,使這些柱子處于短柱狀態,許多震害表明,這些短柱破壞很多,應予注意。

    2008年局部修訂時,第3.7.4條新增為強制性條文。強調圍護墻、隔墻等非結構構件是否合理設置對主體結構的影響,以加強圍護墻、隔墻等建筑非結構構件的抗震安全性,提高對生命的保護。

    第3.7.6條提出了對幕墻、附屬機械、電氣設備系統支座和連接等需符合地震時對使用功能的要求。這里的使用要求,一般指設防地震。

    3.8 隔震與消能減震設計

    3.8.1 建筑結構采用隔震與消能減震設計是一種有效地減輕地震災害的技術。
    本次修訂,取消了2001規范“主要用于高烈度設防”的規定。強調了這種技術在提高結構抗震性能上具有優勢,可適用于對使用功能有較高或專門要求的建筑,即用于投資方愿意通過適當增加投資來提高抗震安全要求的建筑。
     

    3.8.2 本條對建筑結構隔震設計和消能減震設計的設防目標提出了原則要求。采用隔震和消能減震設計方案,具有可能滿足提高抗震性能要求的優勢,故推薦其按較高的設防目標進行設計。
    按本規范12章規定進行隔震設計,還不能做到在設防烈度下上部結構不受損壞或主體結構處于彈性工作階段的要求,但與非隔震或非消能減震建筑相比,設防目標會有所提高,大體上是:當遭受多遇地震影響時,將基本不受損壞和影響使用功能;當遭受設防地震影響時,不需修理仍可繼續使用;當遭受罕遇地震影響時,將不發生危及生命安全和喪失使用價值的破壞。
     

    3.9 結構材料與施工

    3.9.1 抗震結構在材料選用、施工程序特別是材料代用上有其特殊的要求,主要是指減少材料的脆性和貫徹原設計意圖。
     

    3.9.2、3.9.3 本規范對結構材料的要求分為強制性和非強制性兩種。
    1 本次修訂,將燒結黏土磚改為各種磚,適用范圍更寬些。
    2 對鋼筋混凝土結構中的混凝土強度等級有所限制,這是因為高強度混凝土具有脆性性質,且隨強度等級提高而增加,在抗震設計中應考慮此因素,根據現有的試驗研究和工程經驗,現階段混凝土墻體的強度等級不宜超過C60;其他構件,9度時不宜超過C60,8度時不宜超過C70。當耐久性有要求時,混凝土的最低強度等級,應遵守有關的規定。
    3 本次修訂,對一、二、三級抗震等級的框架,規定其普通縱向受力鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應小于1.25,這是為了保證當構件某個部位出現塑性鉸以后,塑性鉸處有足夠的轉動能力與耗能能力;同時還規定了屈服強度實測值與標準值的比值,否則本規范為實現強柱弱梁、強剪弱彎所規定的內力調整將難以奏效。在2008年局部修訂的基礎上,要求框架梁、框架柱、框支梁、框支柱、板柱-抗震墻的柱,以及伸臂桁架的斜撐、樓梯的梯段等,縱向鋼筋均應有足夠的延性及鋼筋伸長率的要求,是控制鋼筋延性的重要性能指標。其取值依 據產品標準《鋼筋混凝土用鋼 第2部分:熱軋帶肋鋼筋》GB1499.2—2007規定的鋼筋抗震性能指標提出,凡鋼筋產品標準中帶E編號的鋼筋,均屬于符合抗震性能指標。本條的規定,是正規建筑用鋼生產廠家的一般熱軋鋼筋均能達到的性能指標。
    從發展趨勢考慮,不再推薦箍筋采用HPB235級鋼筋;當然,現有生產的HPB235級鋼筋仍可繼續作為箍筋使用。
    4 鋼結構中所用的鋼材,應保證抗拉強度、屈服強度、沖擊韌性合格及硫、磷和碳含量的限制值。對高層鋼結構,按黑色冶金工業標準《高層建筑結構用鋼板》YB 4104—2000的規定選用?估瓘姸仁菍嶋H上決定結構安全儲備的關鍵,伸長率反映鋼材能承受殘余變形量的程度及塑性變形能力,鋼材的屈服強度不宜過高,同時要求有明顯的屈服臺階,伸長率應大于20%,以保證構件具有足夠的塑性變形能力,沖擊韌性是抗震結構的要求。當采用國外鋼材時,亦應符合我國國家標準的要求。結構鋼材的性能指標,按鋼材產品標準《建筑結構用鋼板》GB/T19879—2005規定的性能指標,將分子、分母對換,改為屈服強度與抗拉強度的比值。
    5 國家產品標準《碳素結構鋼》GB/T 700中,Q235鋼分為A、B、C、D四個等級,其中A級鋼不要求任何沖擊試驗值,并只在用戶要求時才進行冷彎試驗,且不保證焊接要求的含碳量,故不建議采用。國家產品標準《低合金高強度結構鋼》GB/T1591中,Q345鋼分為A、B、C、D、E五個等級,其中A級鋼不保證沖擊韌性要求和延性性能的基本要求,故亦不建議采用。
     

    3.9.4 混凝土結構施工中,往往因缺乏設計規定的鋼筋型號(規格)而采用另外型號(規格)的鋼筋代替,此時應注意替代后的縱向鋼筋的總承載力設計值不應高于原設計的縱向鋼筋總承載力設計值,以免造成薄弱部位的轉移,以及構件在有影響的部位發生混凝土的脆性破壞(混凝土壓碎、剪切破壞等)。
    除按照上述等承載力原則換算外,還應滿足最小配筋率和鋼筋間距等構造要求,并應注意由于鋼筋的強度和直徑改變會影響正常使用階段的撓度和裂縫寬度。
    本條在2008年局部修訂時提升為強制性條文,以加強對施工質量的監督和控制,實現預期的抗震設防目標。
     

    3.9.5 厚度較大的鋼板在軋制過程中存在各向異性,由于在焊縫附近常形成約束,焊接時容易引起層狀撕裂。國家產品標準《厚度方向性能鋼板》GB/T 5313將厚度方向的斷面收縮率分為Z15、Z25、Z35三個等級,并規定了試件取材方法和試件尺寸等要求。本條規定鋼結構采用的鋼材,當鋼材板厚大于或等于40mm時,至少應符合Z15級規定的受拉試件截面收縮率。
     

    3.9.6 為確保砌體抗震墻與構造柱、底層框架柱的連接,以提高抗側力砌體墻的變形能力,要求施工時先砌墻后澆筑。
    本條在2008年局部修訂提升為強制性條文。以加強對施工質量的監督和控制,實現預期的抗震設防目標。
     

    3.9.7 本條是新增的,將2001規范第6.2.14條對施工的要求移此?拐饓Φ乃绞┕たp處,由于混凝土結合不良,可能形成抗震薄弱部位。故規定一級抗震墻要進行水平施工縫處的受剪承載力驗算。驗算依據試驗資料,考慮穿過施工縫處的鋼筋處于復合受力狀態,其強度采用0.6的折減系數,并考慮軸向壓力的摩擦作用和軸向拉力的不利影響,計算公式如下:

    3.10 建筑抗震性能化設計

    3.10.1 考慮當前技術和經濟條件,慎重發展性能化目標設計方法,本條明確規定需要進行可行性論證。
    性能化設計仍然是以現有的抗震科學水平和經濟條件為前提的,一般需要綜合考慮使用功能、設防烈度、結構的不規則程度和類型、結構發揮延性變形的能力、造價、震后的各種損失及修復難度等等因素。不同的抗震設防類別,其性能設計要求也有所不同。
    鑒于目前強烈地震下結構非線性分析方法的計算模型及參數的選用尚存在不少經驗因素,缺少從強震記錄、設計施工資料到實際震害的驗證,對結構性能的判斷難以十分準確,因此在性能目標選用中宜偏于安全一些。
    確有需要在處于發震斷裂避讓區域建造房屋,抗震性能化設計是可供選擇的設計手段之一。
     

    3.10.2 建筑的抗震性能化設計,立足于承載力和變形能力的綜合考慮,具有很強的針對性和靈活性。針對具體工程的需要和可能,可以對整個結構,也可以對某些部位或關鍵構件,靈活運用各種措施達到預期的性能目標——著重提高抗震安全性或滿足使用功能的專門要求。
    例如,可以根據樓梯間作為“抗震安全島”的要求,提出確保大震下能具有安全避難通道的具體目標和性能要求;可以針對特別不規則、復雜建筑結構的具體情況,對抗側力結構的水平構件和豎向構件提出相應的性能目標,提高其整體或關鍵部位的抗震安全性;也可針對水平轉換構件,為確保大震下自身及相關構件的安全而提出大震下的性能目標;地震時需要連續工作的機電設施,其相關部位的層間位移需滿足規定層間位移限值的專門要求;其他情況,可對震后的殘余變形提出滿足設施檢修后運行的位移要求,也可提出大震后可修復運行的位移要求。建筑構件采用與結構構件柔性連接,只要可靠拉結并留有足夠的間隙,如玻璃幕墻與鋼框之間預留變形縫隙,震害經驗表明,幕墻在結構總體安全時可以滿足大震后繼續使用的要求。
     

    3.10.3 我國的89規范提出了“小震不壞、中震可修和大震不倒”,明確要求大震下不發生危及生命的嚴重破壞即達到“生命安全”,就是屬于一般情況的性能設計目標。本次修訂所提出的性能化設計,要比本規范的一般情況較為明確,盡可能達到可操作性。
    1 鑒于地震具有很大的不確定性,性能化設計需要估計各種水準的地震影響,包括考慮近場地震的影響。規范的地震水準是按50年設計基準期確定的。結構設計使用年限是國務院《建設工程質量管理條例》規定的在設計時考慮施工完成后正常使用、正常維護情況下不需要大修仍可完成預定功能的保修年限,國內外的一般建筑結構取50年。結構抗震設計的基準期是抗震規范確定地震作用取值時選用的統計時間參數,也取為50年,即地震發生的超越概率是按50年統計的,多遇地震的理論重現期50年,設防地震是475年,罕遇地震隨烈度高度而有所區別,7度約1600年,9度約2400年。其地震加速度值,設防地震取本規范表3.2.2的“設計基本地震加速度值”,多遇地震、罕遇地震取本規范表5.1.2—2的“加速度時程最大值”。其水平地震影響系數最大值,多遇地震、罕遇地震按本規范表5.1.4—1取值,設防地震按本條規定取值,7度(0.15g)和8度(0.30g)分別在7、8度和8、9度之間內插取值。
    對于設計使用年限不同于50年的結構,其地震作用需要作適當調整,取值經專門研究提出并按規定的權限批準后確定。當缺乏當地的相關資料時,可參考《建筑工程抗震性態設計通則(試用)》CECS160:2004的附錄A,其調整系數的范圍大體是:設計使用年限70年,取1.15~1.2;100年取1.3~1.4。
    2 建筑結構遭遇各種水準的地震影響時,其可能的損壞狀態和繼續使用的可能,與89規范配套的《建筑地震破壞等級劃分標準》(建設部90建抗字377號)已經明確劃分了各類房屋(磚房、混凝土框架、底層框架磚房、單層工業廠房、單層空曠房屋等)的地震破壞分級和地震直接經濟損失估計方法,總體上可分為下列五級,與此后國外標準的相關描述不完全相同:

    注:1 個別指5%以下,部分指30%以下,多數指50%以上。
    2 中等破壞的變形參考值,大致取規范彈性和彈塑性位移角限值的平均值,輕微損壞取1/2平均值。
    參照上述等級劃分,地震下可供選定的高于一般情況的預期性能目標可大致歸納如下:

    3 實現上述性能目標,需要落實到具體設計指標,即各個地震水準下構件的承載力、變形和細部構造的指標。僅提高承載力時,安全性有相應提高,但使用上的變形要求不一定滿足;僅提高變形能力,則結構在小震、中震下的損壞情況大致沒有改變,但抗御大震倒塌的能力提高。因此,性能設計目標往往側重于通過提高承載力推遲結構進入塑性工作階段并減少塑性變形,必要時還需同時提高剛度以滿足使用功能的變形要求,而變形能力的要求可根據結構及其構件在中震、大震下進入彈塑性的程度加以調整。
    完好,即所有構件保持彈性狀態:各種承載力設計值(拉、壓、彎、剪、壓彎、拉彎、穩定等)滿足規范對抗震承載力的要求S<R/γRE,層間變形(以彎曲變形為主的結構宜扣除整體彎曲變形)滿足規范多遇地震下的位移角限值[△ue]。這是各種預期性能目標在多遇地震下的基本要求——多遇地震下必須滿足規范規定的承載力和彈性變形的要求。
    基本完好,即構件基本保持彈性狀態:各種承載力設計值基本滿足規范對抗震承載力的要求S≤R/γRE(其中的效應S不含抗震等級的調整系數),層間變形可能略微超過彈性變形限值。
    輕微損壞,即結構構件可能出現輕微的塑性變形,但不達到屈服狀態,按材料標準值計算的承載力大于作用標準組合的效應。
    中等破壞,結構構件出現明顯的塑性變形,但控制在一般加固即恢復使用的范圍。
    接近嚴重破壞,結構關鍵的豎向構件出現明顯的塑性變形,部分水平構件可能失效需要更換,經過大修加固后可恢復使用。
    對性能1,結構構件在預期大震下仍基本處于彈性狀態,則其細部構造僅需要滿足最基本的構造要求,工程實例表明,采用隔震、減震技術或低烈度設防且風力很大時有可能實現;條件許可時,也可對某些關鍵構件提出這個性能目標。
    對性能2,結構構件在中震下完好,在預期大震下可能屈服,其細部構造需滿足低延性的要求。例如,某6度設防的核心筒-外框結構,其風力是小震的2.4倍,風載層間位移是小震的2.5倍。結構所有構件的承載力和層間位移均可滿足中震(不計入風載效應組合)的設計要求;考慮水平構件在大震下損壞使剛度降低和阻尼加大,按等效線性化方法估算,豎向構件的最小極限承載力仍可滿足大震下的驗算要求。于是,結構總體上可達到性能2的要求。
    對性能3,在中震下已有輕微塑性變形,大震下有明顯的塑性變形,因而,其細部構造需要滿足中等延性的構造要求。
    對性能4,在中震下的損壞已大于性能3,結構總體的抗震承載力僅略高于一般情況,因而,其細部構造仍需滿足高延性的要求。
     

    3.10.4 本條規定了性能化設計時計算的注意事項。一般情況,應考慮構件在強烈地震下進入彈塑性工作階段和重力二階效應。鑒于目前的彈塑性參數、分析軟件對構件裂縫的閉合狀態和殘余變形、結構自身阻尼系數、施工圖中構件實際截面、配筋與計算書取值的差異等等的處理,還需要進一步研究和改進,當預期的彈塑性變形不大時,可用等效阻尼等模型簡化估算。為了判斷彈塑性計算結果的可靠程度,可借助于理想彈性假定的計算結果,從下列幾方面進行綜合分析:
    1 結構彈塑性模型一般要比多遇地震下反應譜計算時的分析模型有所簡化,但在彈性階段的主要計算結果應與多遇地震分析模型的計算結果基本相同,兩種模型的嵌固端、主要振動周期、振型和總地震作用應一致。彈塑性階段,結構構件和整個結構實際具有的抵抗地震作用的承載力是客觀存在的,在計算模型合理時,不因計算方法、輸入地震波形的不同而改變。若計算得到的承載力明顯異常,則計算方法或參數存在問題,需仔細復核、排除。
    2 整個結構客觀存在的、實際具有的最大受剪承載力(底部總剪力)應控制在合理的、經濟上可接受的范圍,不需要接近更不可能超過按同樣阻尼比的理想彈性假定計算的大震剪力,如果彈塑性計算的結果超過,則該計算的承載力數據需認真檢查、復核,判斷其合理性。
    3 進入彈塑性變形階段的薄弱部位會出現一定程度的塑性變形集中,該樓層的層間位移(以彎曲變形為主的結構宜扣除整體彎曲變形)應大于按同樣阻尼比的理想彈性假定計算的該部位大震的層間位移;如果明顯小于此值,則該位移數據需認真檢查、復核,判斷其合理性。
    4 薄弱部位可借助于上下相鄰樓層或主要豎向構件的屈服強度系數(其計算方法參見本規范第5.5.2條的說明)的比較予以復核,不同的方法、不同的波形,盡管彼此計算的承載力、位移、進入塑性變形的程度差別較大,但發現的薄弱部位一般相同。
    5 影響彈塑性位移計算結果的因素很多,現階段,其計算值的離散性,與承載力計算的離散性相比較大。注意到常規設計中,考慮到小震彈性時程分析的波形數量較少,而且計算的位移多數明顯小于反應譜法的計算結果,需要以反應譜法為基礎進行對比分析;大震彈塑性時程分析時,由于阻尼的處理方法不夠完善,波形數量也較少(建議盡可能增加數量,如不少于7條;數量較少時宜取包絡),不宜直接把計算的彈塑性位移值視為結構實際彈塑性位移,同樣需要借助小震的反應譜法計算結果進行分析。建議按下列方法確定其層間位移參考數值:用同一軟件、同一波形進行彈性和彈塑性計算,得到同一波形、同一部位彈塑性位移(層間位移)與小震彈性位移(層間位移)的比值,然后將此比值取平均或包絡值,再乘以反應譜法計算的該部位小震位移(層間位移),從而得到大震下該部位的彈塑性位移(層間位移)的參考值。
     

    3.10.5 本條屬于原則規定,其具體化,如結構、構件在中震下的性能化設計要求等,列于附錄M中第M.1節。

    3.11 建筑物地震反應觀測系統

    3.11.1 2001規范提出了在建筑物內設置建筑物地震反應觀測系統的要求。建筑物地震反應觀測是發展地震工程和工程抗震科學的必要手段,我國過去限于基建資金,發展不快,這次在規范中予以規定,以促進其發展。
     

    4.1.1 有利、不利和危險地段的劃分,基本沿用歷次規范的規定。本條中地形、地貌和巖土特性的影響是綜合在一起加以評價的,這是因為由不同巖土構成的同樣地形條件的地震影響是不同的。2001覿范只列出了有利、不利和危險地段的劃分,本次修訂,明確其他地段劃為可進行建設的一般場地?紤]到高含水量的可塑黃土在地震作用下會產生震陷,歷次地震的震害也比較重,當地表存在結構性裂縫時對建筑物抗震也是不利的,因此將其列入不利地段。
    關于局部地形條件的影響,從國內幾次大地震的宏觀調查資料來看,巖質地形與非巖質地形有所不同。1970年云南通海地震和2008年汶川大地震的宏觀調查表明,非巖質地形對烈度的影響比巖質地形的影響更為明顯。如通海和東川的許多巖石地基上很陡的山坡,震害也未見有明顯的加重。因此對于巖石地基的陡坡、陡坎等,本規范未列為不利的地段。但對于巖石地基的高度達數十米的條狀突出的山脊和高聳孤立的山丘,由于鞭鞘效應明顯,振動有所加大,烈度仍有增高的趨勢。因此本規范均將其列為不利的地形條件。
    應該指出:有些資料中曾提出過有利和不利于抗震的地貌部位。本規范在編制過程中曾對抗震不利的地貌部位實例進行了分析,認為:地貌是研究不同地表形態形成的原因,其中包括組成不同地形的物質(即巖性)。也就是說地貌部位的影響意味著地表形態和巖性二者共同作用的結果,將場地土的影響包括進去了。但通過一些震害實例說明:當處于平坦的沖積平原和古河道不同地貌部位時,地表形態是基本相同的,造成古河道上房屋震害加重的原因主要因地基土質條件很差所致。因此本規范將地貌條件分別在地形條件與場地土中加以考慮,不再提出地貌部位這個概念。
     

    4.1.2~4.1.6 89規范中的場地分類,是在盡量保持抗震規范延續性的基礎上,進一步考慮了覆蓋層厚度的影響,從而形成了以平均剪切波速和覆蓋層厚度作為評定指標的雙參數分類方法。
    為了在保障安全的條件下盡可能減少設防投資,在保持技術上合理的前提下適當擴大了Ⅱ類場地的范圍。另外,由于我國規范中Ⅰ、Ⅱ類場的Tg值與國外抗震規范相比是偏小的,因此有意識地將Ⅰ類場地的范圍劃得比較小。
    在場地劃分時,需要注意以下幾點:
    1 關于場地覆蓋層厚度的定義。要求其下部所有土層的波速均大于500m/s,在89規范的說明中已有所闡述。執行中常出現一見到大于500m/s的土層就確定覆蓋厚度而忽略對以下各土層的要求,這種錯誤應予以避免。2001規范補充了當地面下某一下臥土層的剪切波速大于或等于400m/s且不小于相鄰的上層土的剪切波速的2.5倍時,覆蓋層厚度可按地面至該下臥層頂面的距離取值的規定。需要注意的是,只有當波速不小于400m/s且該土層以上的各土層的波速(不包括孤石和硬透鏡體)都滿足不大于該土層波速的40%時才可按該土層確定覆蓋層厚度;而且這一規定只適用于當下臥層硬土層頂面的埋深大于5m時的情況。
    2 關于土層剪切波速的測試。2001規范的波速平均采用更富有物理意義的等效剪切波速的公式計算,即:
    vse=do/t
    式中,do為場地評定用的計算深度,取覆蓋層厚度和20m兩者中的較小值,t為剪切波在地表與計算深度之間傳播的時間。本次修訂,初勘階段的波速測試孔數量改為不宜小于3個。多層與高層建筑的分界,參照《民用建筑設計通則》改為24m。
    3 關于不同場地的分界。
    為了保持與89規范的延續性并與其他有關規范的協調,2001規范對89規范的規定作了調整,Ⅱ類、Ⅲ類場地的范圍稍有擴大,并避免了89規范Ⅱ類至Ⅳ類的跳躍。作為一種補充手段,當有充分依據時,允許使用插入方法確定邊界線附近(指相差±15%的范圍)的Tg值。圖7給出了一種連續化插入方案。
    該圖在場地覆蓋層厚度dov和等效剪切波速vse平面上用等步長和按線性規則改變步長的方案進行連續化插入,相鄰等值線的Tg值均相差0.01s。

    本次修訂,考慮到fak<200的黏性土和粉土的實測波速可能大于250m/s,將2001規范的中硬土與中軟土地基承載力的分界改為fak>150?紤]到軟弱土的指標140m/s與國際標準相比略偏低,將其改為150m/s。場地類別的分界也改為150m/s。
    考慮到波速為(500~800)m/s的場地還不是很堅硬,將原場地類別Ⅰ類場地(堅硬土或巖石場地)中的硬質巖石場地明確為ⅠO類場地。因此,土的類型劃分也相應區分。硬質巖石的波速,我國核電站抗震設計為700m,美國抗震設計規范為760m,
    歐洲抗震規范為800m,從偏于安全方面考慮,調整為800m/s。
    4 高層建筑的場地類別問題是工程界關心的問題。按理論及實測,一般土層中的地震加速度隨距地面深度而漸減。我國亦有對高層建筑修正場地類別(由高層建筑基底起算)或折減地震力建議。因高層建筑埋深常達10m以上,與淺基礎相比,有利之處是:基底地震輸入小了;但深基礎的地震動輸入機制很復雜,涉及地基土和結構相互作用,目前尚無公認的理論分析模型更未能總結出實用規律,因此暫不列入規范。深基礎的高層建筑的場地類別仍按淺基礎考慮。
    5 本條中規定的場地分類方法主要適用于剪切波速隨深度呈遞增趨勢的一般場地,對于有較厚軟夾層的場地,由于其對短周期地震動具有抑制作用,可以根據分析結果適當調整場地類別和設計地震動參數。
    6 新黃土是指Q3以來的黃土。
     

    4.1.7 斷裂對工程影響的評價問題,長期以來,不同學科之間存在著不同看法,經過近些年來的不斷研究與交流,認為需要考慮斷裂影響,這主要是指地震時老斷裂重新錯動直通地表,在地面產生位錯,對建在位錯帶上的建筑,其破壞是不易用工程措施加以避免的。因此規范中劃為危險地段應予避開。至于地震強度,一般在確定抗震設防烈度時已給予考慮。
    在活動斷裂時間下限方面已取得了一致意見:即對—般的建筑工程只考慮1.0萬年(全新世)以來活動過的斷裂,在此地質時期以前的活動斷裂可不予考慮。對于核電、水電等工程則應考慮10萬年以來(晚更新世)活動過的斷裂,晚更新世以前活動過的斷裂亦可不予考慮。
    另外一個較為一致的看法是,在地震烈度小于8度的地區,可不考慮斷裂對工程的錯動影響,因為多次國內外地震中的破壞現象均說明,在小于8度的地震區,地面一般不產生斷裂錯動。
    目前尚有看法分歧的是關于隱伏斷裂的評價問題,在基巖以上覆蓋土層多厚,是什么土層,地面建筑就可以不考慮下部斷裂的錯動影響。根據我國近年來的地震宏觀地表位錯考察,學者們看法不夠一致。有人認為30m厚土層就可以不考慮,有些學者認為是50m,還有人提出用基巖位錯量大小來衡量,如土層厚度是基巖位錯量的(25~30)倍以上就可不考慮等等。唐山地震震中區的地裂縫,經有關單位詳細工作證明,不是沿地下巖石錯動直通地表的構造斷裂形成的,而是由于地面振動,表面應力形成的表層地裂。這種裂縫僅分布在地面以下3m左右,下部土層并未斷開(挖探井證實),在采煤巷道中也未發現錯動,對有一定深度基礎的建筑物影響不大。
    為了對問題更深入的研究,由北京市勘察設計研究院在建設部抗震辦公室申請立項,開展了發震斷裂上覆土層厚度對工程影響的專項研究。此項研究主要采用大型離心機模擬實驗,可將縮小的模型通過提高加速度的辦法達到與原型應力狀況相同的狀態;為了模擬斷裂錯動,專門加工了模擬斷裂突然錯動的裝置,可實現垂直與水平二種錯動,其位錯量大小是根據國內外歷次地震不同震級條件下位錯量統計分析結果確定的;上覆土層則按不同巖性、不同厚度分為數種情況。實驗時的位錯量為1.0m~4.0m,基本上包括了8度、9度情況下的位錯量;當離心機提高加速度達到與原型應力條件相同時,下部基巖突然錯動,觀察上部土層破裂高度,以便確定安全厚度。根據實驗結果,考慮一定的安全儲備和模擬實驗與地震時震動特性的差異,安全系數取為3,據此提出了8度、9度地區上覆土層安全厚度的界限值。應當說這是初步的,可能有些因素尚未考慮。但畢竟是第一次以模擬實驗為基礎的定量提法,跟以往的分析和宏觀經驗是相近的,有一定的可信度。2001規范根據搜集到的國內外地震斷裂破裂寬度的資料提出了避讓距離,這是宏觀的分析結果,隨著地震資料的不斷積累將會得到補充與完善。
    近年來,北京市地震局在上述離心機試驗基礎上進行了基底斷裂錯動在覆蓋土層中向上傳播過程的更精細的離心機模擬,認為以前試驗的結論偏于保守,可放寬對破裂帶的避讓要求。本次修訂,考慮到原條文中“前第四紀基巖隱伏斷裂”的含義不夠明確,容易引起誤解;這里的“斷裂”只能是“全新世活動斷裂”或其活動性不明的其他斷裂。因此刪除了原條文中“前第四紀基巖”這幾個字。還需要說明的是,這里所說的避讓距離是斷層面在地面上的投影或到斷層破裂線的距離,不是指到斷裂帶的距離。
    綜合考慮歷次大地震的斷裂震害,離心機試驗結果和我國地震區、特別是山區民居建造的實際情況,本次修訂適度減少了避讓距離,并規定當確實需要在避讓范圍內建造房屋時,僅限于建造分散的、不超過三層的丙、丁類建筑,同時應按提高一度采取抗震措施,并提高基礎和上部結構的整體性,且不得跨越斷層。
    嚴格禁止在避讓范圍內建造甲、乙類建筑。對于山區中可能發生滑坡的地帶,屬于特別危險的地段,嚴禁建造民居。
     

    4.1.8 本條考慮局部突出地形對地震動參數的放大作用,主要依據宏觀震害調查的結果和對不同地形條件和巖土構成的形體所進行的二維地震反應分析結果。所謂局部突出地形主要是指山包、山梁和懸崖、陡坎等,情況比較復雜,對各種可能出現的情況的地震動參數的放大作用都作出具體的規定是很困難的。從宏觀震害經驗和地震反應分析結果所反映的總趨勢,大致可以歸納為以下幾點:①高突地形距離基準面的高度愈大,高處的反應愈強烈;②離陡坎和邊坡頂部邊緣的距離愈大,反應相對減;③從巖土構成方面看,在同樣地形條件下,土質結構的反應比巖質結構大;④高突地形頂面愈開闊,遠離邊緣的中心部位的反應是明顯減小的;⑤邊坡愈陡,其頂部的放大效應相應加大;谝陨献兓厔,以突出地形的高差H,坡降角度的正切H/L以及場址距突出地形邊緣的相對距離L1/H為參數,歸納出各種地形的地震力放大作用如下:


    條文中規定的最大增大幅度0.6是根據分析結果和綜合判斷給出的。本條的規定對各種地形,包括山包、山梁、懸崖、陡坡都可以應用。
    本條在2008年局部修訂時提升為強制性條文。
     

    4.1.9 本條屬于強制性條文。
    勘察內容應根據實際的土層情況確定:有些地段,既不屬于有利地段也不屬于不利地段,而屬于一般地段;不存在飽和砂土和飽和粉土時,不判別液化,若判別結果為不考慮液化,也不屬于不利地段;無法避開的不利地段,要在詳細查明地質、地貌、地形條件的基礎上,提供巖土穩定性評價報告和相應的抗震措施。
    場地地段的劃分,是在選擇建筑場地的勘察階段進行的,要根據地震活動情況和工程地質資料進行綜合評價。對軟弱土、液化土等不利地段,要按規范的相關規定提出相應的措施。
    場地類別劃分,不要誤為“場地土類別”劃分,要依據場地覆蓋層厚度和場地土層軟硬程度這兩個因素。其中,土層軟硬程度不再采用89規范的“場地土類型”這個提法,一律采用“土層的等效剪切波速”值予以反映。

    4.2 天然地基和基礎

    4.2.1 我國多次強烈地震的震害經驗表明,在遭受破壞的建筑中,因地基失效導致的破壞較上部結構慣性力的破壞為少,這些地基主要由飽和松砂、軟弱黏性土和成因巖性狀態嚴重不均勻的土層組成。大量的一般的天然地基都具有較好的抗震性能。因此89規范規定了天然地基可以不驗算的范圍。
    本次修訂的內容如下:
    1 將可不進行天然地基和基礎抗震驗算的框架房屋的層數和高度作了更明確的規定?紤]到砌體結構也應該滿足2001規范條文第二款中的前提條件,故也將其列入本條文的第二款中。
    2 限制使用黏土磚以來,有些地區改為建造多層的混凝土抗震墻房屋,當其基礎荷載與一般民用框架相當時,由于其地基基礎情況與砌體結構類同,故也可不進行抗震承載力驗算。條文中主要受力層包括地基中的所有壓縮層。
     

    4.2.2、4.2.3 在天然地基抗震驗算中,對地基土承載力特征值調整系數的規定。主要參考國內外資料和相關規范的規定,考慮了地基土在有限次循環動力作用下強度一般較靜強度提高和在地震作用下結構可靠度容許有一定程度降低這兩個因素。
    在2001規范中,增加了對黃土地基的承載力調整系數的規定,此規定主要根據國內動、靜強度對比試驗結果。靜強度是在預濕與固結不排水條件下進行的。破壞標準是:對軟化型土取峰值強度,對硬化型土取應變為15%的對應強度,由此求得黃土靜抗剪強度指標Cs、φs值。
    動強度試驗參數是:均壓固結取雙幅應變5%,偏壓固結取總應變為10%;等效循環數按7、7.5及8級地震分別對應12、20及30次循環。取等價循環數所對應的動應力σd,繪制強度包線,得到動抗剪強度指標Cd及φd。
    動靜強度比為:

    4.2.4 地基基礎的抗震驗算,一般采用所謂“擬靜力法”,此法假定地震作用如同靜力,然后在這種條件下驗算地基和基礎的承載力和穩定性。所列的公式主要是參考相關規范的規定提出的,壓力的計算應采用地震作用效應標準組合,即各作用分項系數均取1.0的組合。

    4.3 液化土和軟土地基

    4.3.1 本條規定主要依據液化場地的震害調查結果。許多資料表明在6度區液化對房屋結構所造成的震害是比較輕的,因此本條規定除對液化沉陷敏感的乙類建筑外,6度區的一般建筑可不考慮液化影響。當然,6度的甲類建筑的液化問題也需要專門研究。
    關于黃土的液化可能性及其危害在我國的歷史地震中雖不乏報導,但缺乏較詳細的評價資料,在20世紀50年代以來的多次地震中,黃土液化現象很少見到,對黃土的液化判別尚缺乏經驗,但值得重視。近年來的國內外震害與研究還表明,礫石在一定條件下也會液化,但是由于黃土與礫石液化研究資料還不夠充分,暫不列入規范,有待進一步研究。
     

    4.3.2 本條是有關液化判別和處理的強制性條文。
    本條較全面地規定了減少地基液化危害的對策:首先,液化判別的范圍為,除6度設防外存在飽和砂土和飽和粉土的土層;其次,一旦屬于液化土,應確定地基的液化等級;最后,根據液化等級和建筑抗震設防分類,選擇合適的處理措施,包括地基處理和對上部結構采取加強整體性的相應措施等。
     

    4.3.3 89規范初判的提法是根據20世紀50年代以來歷次地震對液化與非液化場地的實際考察、測試分析結果得出來的。從地貌單元來講這些地震現場主要為河流沖洪積形成的地層,沒有包括黃土分布區及其他沉積類型。如唐山地震震中區(路北區)為灤河二級階地,地層年代為晚更新世(Q3)地層,對地震烈度10度區考察,鉆探測試表明,地下水位為3m~4m,表層為3m左右的黏性土,其下即為飽和砂層,在10度情況下沒有發生液化,而在一級階地及高河漫灘等地分布的地質年代較新的地層,地震烈度雖然只有7度和8度卻也發生了大面積液化,其他震區的河流沖積地層在地質年代較老的地層中也未發現液化實例。國外學者T. L. Youd和Perkins的研究結果表明:飽和松散的水力沖填土差不多總會液化,而且全新世的無黏性土沉積層對液化也是很敏感的,更新世沉積層發生液化的情況很罕見,前更新世沉積層發生液化則更是罕見。這些結論是根據1975年以前世界范圍的地震液化資料給出的,并已被1978年日本的兩次大地震以及1977年羅馬尼亞地震液化現象所證實。
    89規范頒發后,在執行中不斷有些單位和學者提出液化初步判別中第1款在有些地區不適合。從舉出的實例來看,多為高烈度區(10度以上)黃土高原的黃土狀土,很多是古地震從描述等方面判定為液化的,沒有現代地震液化與否的實際數據。有些例子是用現行公式判別的結果。
    根據諸多現代地震液化資料分析認為,89規范中有關地質年代的判斷條文除高烈度區中的黃土液化外都能適用。為慎重起見,2001規范將此款的適用范圍改為局限于7、8度區。
     

    4.3.4 89規范關于地基液化判別方法,在地震區工程項目地基勘察中已廣泛應用。2001規范的砂土液化判別公式,在地面下15m范圍內與89規范完全相同,是對78版液化判別公式加以改進得到的:保持了15m內隨深度直線變化的簡化,但減少了隨深度變化的斜率(由0.125改為0.10),增加了隨水位變化的斜率(由0.05改為0.10),使液化判別的成功率比78規范有所增加。
    隨著高層及超高層建筑的不斷發展,基礎埋深越來越大。高大的建筑采用樁基和深基礎,要求判別液化的深度也相應加大,判別深度為15m,已不能滿足這些工程的需要。由于15m以下深層液化資料較少,從實際液化與非液化資料中進行統計分析尚不具備條件。在20世紀50年代以來的歷次地震中,尤其是唐山地震,液化資料均在15m以內,圖4.3.4中15m下的曲線是根據統計得到的經驗公式外推得到的結果。國外雖有零星深層液化資料,但也不太確切。根據唐山地震資料及美國H.B. Seed教授資料進行分析的結果,其液化臨界值沿深度變化均為非線性變化。為了解決15m以下液化判別,2001規范對唐山地震砂土液化研究資料、美國H. B. Seed教授研究資料和我國鐵路工程抗震設計規范中的遠震液化判別方法與89建筑規范判別方法的液化臨界值(Ncr)沿深度的變化情況,以8度區為例做了對比,見圖8。

    從圖8可以明顯看出:在設計地震一組(或89規范的近震情況,No=10),深度為12m以上時,各種方法的臨界錘擊數較接近,相差不大;深度15m~20m范圍內,鐵路抗震規范方法比H.B.Seed資料要大1.2擊~1.5擊,89規范由于是線性延伸,比鐵路抗震規范方法要大1.8擊~8.4擊,是偏于保守的。經過比較分析,2001規范考慮到判別方法的延續性及廣大工程技術人員熟悉程度,仍采用線性判別方法。15m~20m深度范圍內取15m深度處的Ncr,值進行判別,這樣處理與非線性判別方法也較為接近。鐵路抗震規范No值,如8度取10,則Ncr值在15m~20m范圍內比2001規范小1.4擊~1.8擊。經過全面分析對比后,認為這樣調整方案既簡便又與其他方法接近。
    本次修訂的變化如下:
    1 液化判別深度。一般要求將液化判別深度加深到20m,對于本規范第4.2.1條規定可不進行天然地基及基礎的抗震承載力驗算的各類建筑,可只判別地面下15m范圍內土的液化。
    2 液化判別公式。自1994年美國Northridge地震和1995年日本Kobe地震以來,北美和日本都對其使用的地震液化簡化判別方法進行了改進與完善,1996、1997年美國舉行了專題研討會,2000年左右,日本的幾本規范皆對液化判別方法進行了修訂?紤]到影響土壤液化的因素很多,而且它們具有顯著的不確定性,采用概率方法進行液化判別是一種合理的選擇。自1988年以來,特別是20世紀末和21世紀初,國內外在砂土液化判別概率方法的研究都有了長足的進展。我國學者在H.B.Seed的簡化液化判別方法的框架下,根據人工神經網絡模型與我國大量的液化和未液化現場觀測數據,可得到極限狀態時的液化強度比函數,建立安全裕量方程,利用結構系統的可靠度理論可得到液化概率與安全系數的映射函數,并可給出任一震級不同概率水平、不同地面加速度以及不同地下水位和埋深的液化臨界錘擊數。式(4.3.4)是基于以上研究結果并考慮規范延續性修改而成的。選用對數曲線的形式來表示液化臨界錘擊數隨深度的變化,比2001規范折線形式更為合理。
    考慮一般結構可接受的液化風險水平以及國際慣例,選用震級M=7.5,液化概率PL=0.32,水位為2m,埋深為3m處的液化臨界錘擊數作為液化判別標準貫入錘擊數基準值,見正文表4.3.4。不同地震分組乘以調整系數。研究表明,理想的調整系數β與震級大小有關,可近似用式β=0.25M-0.89表示。鑒于本規范規定按設計地震分組進行抗震設計,而各地震分組之間又沒有明確的震級關系,因此本條依據2001規范兩個地震組的液化判別標準以及β值所對應的震級大小的代表性,規定了三個地震組的β數值。
    以8度第一組地下水位2m為例,本次修訂后的液化臨界值隨深度變化也在圖8中給出?梢钥吹,其臨界錘擊數與2001規范相差不大。
     

    4.3.5 本條提供了一個簡化的預估液化危害的方法,可對場地的噴水冒砂程度、一般淺基礎建筑的可能損壞,作粗略的預估,以便為采取工程措施提供依據。
    1 液化指數表達式的特點是:為使液化指數為無量綱參數,權函數W具有量綱m-1;權函數沿深度分布為梯形,其圖形面積判別深度20m時為125。
    2 液化等級的名稱為輕微、中等、嚴重三級;各級的液化指數、地面噴水冒砂情況以及對建筑危害程度的描述見表4,系根據我國百余個液化震害資料得出的。

    2001規范中,層位影響權函數值Wi的確定考慮了判別深度為15m和20m兩種情況。本次修訂明確采用20m判別深度。因此,只保留原條文中的判別深度為20m情況的Wi確定方案和液化等級與液化指數的對應關系。對本規范第4.2.1條規定可不進行天然地基及基礎的抗震承載力驗算的各類建筑,計算液化指數時15m地面下的土層均視為不液化。
     

    4.3.6 抗液化措施是對液化地基的綜合治理,89規范已說明要注意以下幾點:
    1 傾斜場地的土層液化往往帶來大面積土體滑動,造成嚴重后果,而水平場地土層液化的后果一般只造成建筑的不均勻下沉和傾斜,本條的規定不適用于坡度大于10°的傾斜場地和液化土層嚴重不均的情況;
    2 液化等級屬于輕微者,除甲、乙類建筑由于其重要性需確保安全外,一般不作特殊處理,因為這類場地可能不發生噴水冒砂,即使發生也不致造成建筑的嚴重震害;
    3 對于液化等級屬于中等的場地,盡量多考慮采用較易實施的基礎與上部結構處理的構造措施,不一定要加固處理液化土層;
    4 在液化層深厚的情況下,消除部分液化沉陷的措施,即處理深度不一定達到液化下界而殘留部分未經處理的液化層。
    本次修訂繼續保持2001規范針對89規范的修改內容:
    1 89規范中不允許液化地基作持力層的規定有些偏嚴,改為不宜將未加處理的液化土層作為天然地基的持力層。因為:理論分析與振動臺試驗均已證明液化的主要危害來自基礎外側,液化持力層范圍內位于基礎直下方的部位其實最難液化,由于最先液化區域對基礎直下方未液化部分的影響,使之失去側邊土壓力支持。在外側易液化區的影響得到控制的情況下,輕微液化的土層是可以作為基礎的持力層的,例如:
    例1,1975年海城地震中營口賓館筏基以液化土層為持力層,震后無震害,基礎下液化層厚度為4.2m,為筏基寬度的1/3左右,液化土層的標貫錘擊數N=2~5,烈度為7度。在此情況下基礎外側液化對地基中間部分的影響很小。
    例2,1995年日本阪神地震中有數座建筑位于液化嚴重的六甲人工島上,地基未加處理而未遭液化危害的工程實錄(見松尾雅夫等人論文,載“基礎工”96年11期,P54):
    ①倉庫二棟,平面均為36m×24m,設計中采用了補償式基礎,即使倉庫滿載時的基底壓力也只是與移去的土自重相當。地基為欠固結的可液化砂礫,震后有震陷,但建筑物無損,據認為無震害的原因是:液化后的減震效果使輸入基底的地震作用削弱;補償式筏式基礎防止了表層土噴砂冒水;良好的基礎剛度可使不均勻沉降減;采用了吊車軌道調平,地腳螺栓加長等構造措施以減少不均勻沉降的影響。
    ②平面為116.8m×54.5m的倉庫建在六甲人工島厚15m的可液化土上,設計時預期建成后欠固結的黏土下臥層尚可能產生1.1m~1.4m的沉降。為防止不均勻沉降及液化,設計中采用了三方面的措施:補償式基礎+基礎下2m深度內以水泥土加固液化層+防止不均勻沉降的構造措施。地震使該房屋產生震陷,但情況良好。
    例3,震害調查與有限元分析顯示,當基礎寬度與液化層厚之比大于3時,則液化震陷不超過液化層厚的1%,不致引起結構嚴重破壞。
    因此,將輕微和中等液化的土層作為持力層不是絕對不允許,但應經過嚴密的論證。
    2 液化的危害主要來自震陷,特別是不均勻震陷。震陷量主要決定于土層的液化程度和上部結構的荷載。由于液化指數不能反映上部結構的荷載影響,因此有趨勢直接采用震陷量來評價液化的危害程度。例如,對4層以下的民用建筑,當精細計算的平均震陷值SE<5cm時,可不采取抗液化措施,當SE=5cm~15cm時,可優先考慮采取結構和基礎的構造措施,當SE>15cm時需要進行地基處理,基本消除液化震陷;在同樣震陷量下,乙類建筑應該采取較丙類建筑更高的抗液化措施。
    依據實測震陷、振動臺試驗以及有限元法對一系列典型液化地基計算得出的震陷變化規律,發現震陷量取決于液化土的密度(或承載力)、基底壓力、基底寬度、液化層底面和頂面的位置和地震震級等因素,曾提出估計砂土與粉土液化平均震陷量的經驗方法如下:


    采用以上經驗方法計算得到的震陷值,與日本的實測震陷基本符合;但與國內資料的符合程度較差,主要的原因可能是:國內資料中實測震陷值常常是相對值,如相對于車間某個柱子或相對于室外地面的震陷;地質剖面則往往是附近的,而不是針對所考察的基礎的;有的震陷值(如天津上古林的場地)含有震前沉降及軟土震陷;不明確沉降值是最大沉降或平均沉降。
    鑒于震陷量的評價方法目前還不夠成熟,因此本條只是給出了必要時可以根據液化震陷量的評價結果適當調整抗液化措施的原則規定。
     

    4.3.7~4.3.9 在這幾條中規定了消除液化震陷和減輕液化影響的具體措施,這些措施都是在震害調查和分析判斷的基礎上提出來的。
    采用振沖加固或擠密碎石樁加固后構成了復合地基。此時,如樁間土的實測標貫值仍低于本規范4.3.4條規定的臨界值,不能簡單判為液化。許多文獻或工程實踐均已指出振沖樁或擠密碎石樁有擠密、排水和增大樁身剛度等多重作用,而實測的樁間土標貫值不能反映排水的作用。因此,89規范要求加固后的樁間土的標貫值應大于臨界標貫值是偏保守的。
    新的研究成果與工程實踐中,已提出了一些考慮樁身強度與排水效應的方法,以及根據樁的面積置換率和樁土應力比適當降低復合地基樁間土液化判別的臨界標貫值的經驗方法,2001規范將“樁間土的實測標貫值不應小于臨界標貫錘擊數”的要求,改為“不宜”。本次修訂繼續保持。
    注意到歷次地震的震害經驗表明,筏基、箱基等整體性好的基礎對抗液化十分有利。例如1975年海城地震中,營口市營口飯店直接坐落在4.2m厚的液化土層上,震后僅沉降縫(筏基與裙房間)有錯位;1976年唐山地震中,天津醫院12.8m寬的筏基下有2.3m的液化粉土,液化層距基底3.5m,未做抗液化處理,震后室外有噴水冒砂,但房屋基本不受影響。1995年日本神戶地震中也有許多類似的實例。實驗和理論分析結果也表明,液化往往最先發生在房屋基礎下外側的地方,基礎中部以下是最不容易液化的。因此對大面積箱形基礎中部區域的抗液化措施可以適當放寬要求。
     

    4.3.10 本條規定了有可能發生側擴或流動時滑動土體的最危險范圍并要求采取土體抗滑和結構抗裂措施。
    1 液化側擴地段的寬度來自1975年海城地震、1976年唐山地震及1995年日本阪神地震對液化側擴區的大量調查。根據對阪神地震的調查,在距水線50m范圍內,水平位移及豎向位移均很大;在50m~150m范圍內,水平地面位移仍較顯著;大于150m以后水平位移趨于減小,基本不構成震害。上述調查結果與我國海城、唐山地震后的調查結果基本一致:海河故道、灤運河、新灤河、陡河岸波滑坍范圍約距水線100m~150m,遼河、黃河等則可達500m。
    2 側向流動土體對結構的側向推力,根據阪神地震后對受害結構的反算結果得到的:1)非液化上覆土層施加于結構的側壓相當于被動土壓力,破壞土楔的運動方向是土楔向上滑而楔后土體向下,與被動土壓發生時的運動方向一致;2)液化層中的側壓相當于豎向總壓的1/3;3)樁基承受側壓的面積相當于垂直于流動方向樁排的寬度。
    3 減小地裂對結構影響的措施包括:1)將建筑的主軸沿平行河流放置;2)使建筑的長高比小于3;3)采用筏基或箱基,基礎板內應根據需要加配抗拉裂鋼筋,筏基內的抗彎鋼筋可兼作抗拉裂鋼筋,抗拉裂鋼筋可由中部向基礎邊緣逐段減少。當土體產生引張裂縫并流向河心或海岸線時,基礎底面的極限摩阻力形成對基礎的撕拉力,理論上,其最大值等于建筑物重力荷載之半乘以土與基礎間的摩擦系數,實際上常因基礎底面與土有部分脫離接觸而減少。
     

    4.3.11、4.3.12 從1976年唐山地震、1999年我國臺灣和土耳其地震中的破壞實例分析,軟土震陷確是造成震害的重要原因,實有明確判別標準和抗御措施之必要。
    我國《構筑物抗震設計規范》GB 50191的1993年版根據唐山地震經驗,規定7度區不考慮軟土震陷;8度區fak大于100kPa,9度區兒大于120kPa的土亦可不考慮。但上述規定有以下不足:
    (1)缺少系統的震陷試驗研究資料。
    (2)震陷實錄局限于津塘8、9度地區,7度區是未知的空白;不少7度區的軟土比津塘地區(唐山地震時為8、9度區)要差,津塘地區的多層建筑在8、9度地震時產生了15cm~30cm的震陷,比它們差的土在7度時是否會產生大于5cm的震陷?初步認為對7度區fk<70kPa的軟土還是應該考慮震陷的可能性并宜采用室內動三軸試驗和H.B.Seed簡化方法加以判定。
    (3)對8、9度規定的兒值偏于保守。根據天津實際震陷資料并考慮地震的偶發性及所需的設防費用,暫時規定軟土震陷量小于5cm者可不采取措施,則8度區fak>90kPa及9度區fak>100kPa的軟土均可不考慮震陷的影響。
    對少黏性土的液化判別,我國學者最早給出了判別方法。
    1980年汪聞韶院士提出根據液限、塑限判別少黏性土的地震液化,此方法在國內已獲得普遍認可,在國際上也有一定影響。我國水利和電力部門的地質勘察規范已將此寫入條文。雖然近幾年國外學者[Bray et al.(2004)、Seed et al.(2003)、Martin etal.(2000)等]對此判別方法進行了改進,但基本思路和框架沒變。本次修訂,借鑒和考慮了國內外學者對該判別法的修改意見,及《水利水電工程地質勘察規范》GB 50478和《水工建筑物抗震設計規范》DL 5073的有關規定,增加了軟弱粉質土震陷的判別法。
    對自重濕陷性黃土或黃土狀土,研究表明具有震陷性。若孔隙比大于0.8,當含水量在縮限(指固體與半固體的界限)與25%之間時,應該根據需要評估其震陷量。對含水量在25%以上的黃土或黃土狀土的震陷量可按一般軟土評估。關于軟土及黃土的可能震陷目前已有了一些研究成果可以參考。例如,當建筑基礎底面以下非軟土層厚度符合表5中的要求時,可不采取消除軟土地基的震陷影響措施。

    4.4 樁 基

    4.4.1 根據樁基抗震性能一般比同類結構的天然地基要好的宏觀經驗,繼續保留89規范關于樁基不驗算范圍的規定。
    本次修訂,進一步明確了本條的適用范圍。限制使用黏土磚以來,有些地區改為多層的混凝土抗震墻房屋,當其基礎荷載與一般民用框架相當時,也可不進行樁基的抗震承載力驗算。
     

    4.4.2 樁基抗震驗算方法已與《構筑物抗震設計規范》GB50191和《建筑樁基技術規范》JGJ 94等協調。
    關于地下室外墻側的被動土壓與樁共同承擔地震水平力問題,大致有以下做法:假定由樁承擔全部地震水平力;假定由地下室外的土承擔全部水平力;由樁、土分擔水平力(或由經驗公式求出分擔比,或用m法求土抗力或由有限元法計算)。目前看來,樁完全不承擔地震水平力的假定偏于不安全,因為從日本的資料來看,樁基的震害是相當多的,因此這種做法不宜采用;由樁承受全部地震力的假定又過于保守。日本1984年發布的“建筑基礎抗震設計規程”提出下列估算樁所承擔的地震剪力的公式:

    上述公式主要根據是對地上(3~10)層、地下(1~4)層、平面14m×14m的塔樓所作的一系列試算結果。在這些計算中假定抗地震水平的因素有樁、前方的被動土抗力,側面土的摩擦力三部分。土性質為標貫值N=10~20,q(單軸壓強)為0.5kg/cm2~1.0kg/cm2(黏土)。土的摩擦抗力與水平位移成以下彈塑性關系:位移≤1cm時抗力呈線性變化,當位移>1cm時抗力保持不變。被動土抗力最大值取朗肯被動土壓,達到最大值之前土抗力與水平位移呈線性關系。由于背景材料只包括高度45m以下的建筑,對45m以上的建筑沒有相應的計算資料。但從計算結果的發展趨勢推斷,對更高的建筑其值估計不超過0.9,因而樁負擔的地震力宜在(0.3~0.9)Vo之間取值。
    關于不計樁基承臺底面與土的摩阻力為抗地震水平力的組成部分問題:主要是因為這部分摩阻力不可靠:軟弱黏性土有震陷問題,一般黏性土也可能因樁身摩擦力產生的樁間土在附加應力下的壓縮使土與承臺脫空;欠固結土有固結下沉問題;非液化的砂礫則有震密問題等。實踐中不乏有靜載下樁臺與土脫空的報導,地震情況下震后樁臺與土脫空的報導也屢見不鮮。此外,計算摩阻力亦很困難,因為解答此問題須明確樁基在豎向荷載作用下的樁、土荷載分擔比。出于上述考慮,為安全計,本條規定不應考慮承臺與土的摩擦阻抗。
    對于疏樁基礎,如果樁的設計承載力按樁極限荷載取用則可以考慮承臺與土間的摩阻力。因為此時承臺與土不會脫空,且樁、土的豎向荷載分擔比也比較明確。
     

    4.4.3 本條中規定的液化土中樁的抗震驗算原則和方法主要考慮了以下情況:
    1 不計承臺旁的土抗力或地坪的分擔作用是出于安全考慮,擬將此作為安全儲備,主要是目前對液化土中樁的地震作用與土中液化進程的關系尚未弄清。
    2 根據地震反應分析與振動臺試驗,地面加速度最大時刻出現在液化土的孔壓比為小于1(常為0.5~0.6)時,此時土尚未充分液化,只是剛度比未液化時下降很多,因之對液化土的剛度作折減。折減系數的取值與構筑物抗震設計規范基本一致。
    3 液化土中孔隙水壓力的消散往往需要較長的時間。地震時土中孔壓不會排泄消散,往往于震后才出現噴砂冒水,這一過程通常持續幾小時甚至一二天,其間常有沿樁與基礎四周排水現象,這說明此時樁身摩阻力已大減,從而出現豎向承載力不足和緩慢的沉降,因此應按靜力荷載組合校核樁身的強度與承載力。
    式(4.4.3)主要根據由工程實踐中總結出來的打樁前后土性變化規律,并已在許多工程實例中得到驗證。
     

    4.4.5 本條在保證樁基安全方面是相當關鍵的。樁基理論分析已經證明,地震作用下的樁基在軟、硬土層交界面處最易受到剪、彎損害。日本1995年阪神地震后對許多樁基的實際考查也證實了這一點,但在采用m法的樁身內力計算方法中卻無法反映,目前除考慮樁土相互作用的地震反應分析可以較好地反映樁身受力情況外,還沒有簡便實用的計算方法保證樁在地震作用下的安全,因此必須采取有效的構造措施。本條的要點在于保證軟土或液化土層附近樁身的抗彎和抗剪能力。

     

    5.1.1 抗震設計時,結構所承受的“地震力”實際上是由于地震地面運動引起的動態作用,包括地震加速度、速度和動位移的作用,按照國家標準《建筑結構設計術語和符號標準》GB/T50083的規定,屬于間接作用,不可稱為“荷載”,應稱“地震作用”。
    結構應考慮的地震作用方向有以下規定:
    1 某一方向水平地震作用主要由該方向抗側力構件承擔,如該構件帶有翼緣、翼墻等,尚應包括翼緣、翼墻的抗側力作用。
    2 考慮到地震可能來自任意方向,為此要求有斜交抗側力構件的結構,應考慮對各構件的最不利方向的水平地震作用,—般即與該構件平行的方向。明確交角大于15°時,應考慮斜向地震作用。
    3 不對稱不均勻的結構是“不規則結構”的一種,同一建筑單元同一平面內質量、剛度分布不對稱,或雖在本層平面內對稱,但沿高度分布不對稱的結構。需考慮扭轉影響的結構,具有明顯的不規則性。扭轉計算應同時“考慮雙向水平地震作用下的扭轉影響”。
    4 研究表明,對于較高的高層建筑,其豎向地震作用產生的軸力在結構上部是不可忽略的,故要求9度區高層建筑需考慮豎向地震作用。
    5 關于大跨度和長懸臂結構,根據我國大陸和臺灣地震的經驗,9度和9度以上時,跨度大于18m的屋架、1.5m以上的懸挑陽臺和走廊等震害嚴重甚至倒塌;8度時,跨度大于24m的屋架、2m以上的懸挑陽臺和走廊等震害嚴重。
     

    5.1.2 不同的結構采用不同的分析方法在各國抗震規范中均有體現,底部剪力法和振型分解反應諧法仍是基本方法,時程分析法作為補充計算方法,對特別不規則(參照本規范表3.4.3的規定)、特別重要的和較高的高層建筑才要求采用。所謂“補充”,主要指對計算結果的底部剪力、樓層剪力和層間位移進行比較,當時程分析法大于振型分解反應譜法時,相關部位的構件內力和配筋作相應的調整。
    進行時程分析時,鑒于不同地震波輸入進行時程分析的結果不同,本條規定一般可以根據小樣本容量下的計算結果來估計地震作用效應值。通過大量地震加速度記錄輸入不同結構類型進行時程分析結果的統計分析,若選用不少于二組實際記錄和一組人工模擬的加速度時程曲線作為輸入,計算的平均地震效應值不小于大樣本容量平均值的保證率在85%以上,而且一般也不會偏大很多。當選用數量較多的地震波,如5組實際記錄和2組人工模擬時程曲線,則保證率更高。所謂“在統計意義上相符”指的是,多組時程波的平均地震影響系數曲線與振型分解反應譜法所用的地震影響系數曲線相比,在對應于結構主要振型的周期點上相差不大于20%。計算結果在結構主方向的平均底部剪力一般不會小于振型分解反應譜法計算結果的80%,每條地震波輸入的計算結果不會小于65%。從工程角度考慮,這樣可以保證時程分析結果滿足最低安全要求。但計算結果也不能太大,每條地震波輸入計算不大于135%,平均不大于120%。
    正確選擇輸入的地震加速度時程曲線,要滿足地震動三要素的要求,即頻譜特性、有效峰值和持續時間均要符合規定。頻譜特性可用地震影響系數曲線表征,依據所處的場地類別和設計地震分組確定。
    加速度的有效峰值按規范表5.1.2—2中所列地震加速度最大值采用,即以地震影響系數最大值除以放大系數(約2.25)得到。計算輸入的加速度曲線的峰值,必要時可比上述有效峰值適當加大。當結構采用三維空間模型等需要雙向(二個水平向)或三向(二個水平和一個豎向)地震波輸入時,其加速度最大值通常按1(水平1) :0.85(水平2) :0.65(豎向)的比例調整。
    人工模擬的加速度時程曲線,也應按上述要求生成。
    輸入的地震加速度時程曲線的有效持續時間,一般從首次達到該時程曲線最大峰值的10%那一點算起,到最后一點達到最大峰值的10%為止;不論是實際的強震記錄還是人工模擬波形,有效持續時間一般為結構基本周期的(5~10)倍,即結構頂點的位移可按基本周期往復(5~10)次。
    抗震性能設計所需要對應于設防地震(中震)的加速度最大峰值,即本規范表3.2.2的設計基本地震加速度值,對應的地震影響系數最大值,見本規范3.10節。
    本次修訂,增加了平面投影尺度很大的大跨空間結構地震作用的下列計算要求:
    1 平面投影尺度很大的空間結構,指跨度大于120m、或長度大于300m、或懸臂大于40m的結構。
    2 關于結構形式和支承條件
    對周邊支承空間結構,如:網架,單、雙層網殼,索穹頂,弦支穹頂屋蓋和下部圈梁-框架結構,當下部支承結構為一個整體、且與上部空間結構側向剛度比大于等于2時,可采用三向(水平兩向加豎向)單點一致輸入計算地震作用;當下部支承結構由結構縫分開、且每個獨立的支承結構單元與上部空間結構側向剛度比小于2時,應采用三向多點輸入計算地震作用;對兩線邊支承空間結構,如:拱,拱桁架;門式剛架,門式桁架;圓柱面網殼等結構,當支承于獨立基礎時,應采用三向多點輸入計算地震作用;對長懸臂空間結構,應視其支承結構特點,采用多向單點一致輸入、或多向多點輸入計算地震作用。
    3 關于單點一致輸入、多向單點輸人、多點輸入和多向多點輸入單點一致輸入,即僅對基礎底部輸入一致的加速度反應譜或加速度時程進行結構計算。
    多向單點輸入,即沿空間結構基礎底部,三向同時輸入,其地震動參數(加速度峰值或反應譜最大值)比例。核街飨颍核酱蜗颍贺Q向=1.00:0.85:0.65。
    多點輸入,即考慮地震行波效應和局部場地效應,對各獨立基礎或支承結構輸入不同的設計反應譜或加速度時程進行計算,估計可能造成的地震效應。對于6度和7度I、Ⅱ類場地上的大跨空間結構,多點輸入下的地震效應不太明顯,可以采用簡化計算方法;乘以附加地震作用效應系數,跨度越大、場地條件越差,附加地震作用系數越大;對于7度Ⅲ、Ⅳ場地和8、9度區,多點輸入下的地震效應比較明顯,應考慮行波和局部場地效應對輸入加速度時程進行修正,采用結構時程分析方法進行多點輸入下的抗震驗算。
    多向多點輸入,即同時考慮多向和多點輸入進行計算。
    4 關于行波效應
    研究證明,地震傳播過程的行被效應、相干效應和局部場地效應對于大跨空間結構的地震效應有不同程度的影響,其中,以行波效應和場地效應的影響較為顯著,一般情況下,可不考慮相干效應。對于周邊支承空間結構,行波效應影響表現在對大跨屋蓋系統和下部支承結構;對于兩線邊支承空間結構,行波效應通過支座影響到上部結構。
    行波效應將使不同點支承結構或支座處的加速度峰值不同,相位也不同,從而使不同點的設計反應譜或加速度時程不同,計算分析應考慮這些差異。由于地震動是一種隨機過程,多點輸入時,應考慮最不利的組合情況。行波效應與潛在震源、傳播路徑、場地的地震地質特性有關,當需要進行多點輸入計算分析時,應對此作專門研究。
    5 關于局部場地效應
    當獨立基礎或支承結構下臥土層剖面地質條件相差較大時,可采用一維或二維模型計算求得基礎底部的土層地震反應譜或加速度時程、或按土層等效剪切波速對基巖地震反應譜或加速度時程進行修正后,作為多點輸入的地震反應譜或加速度時程。當下臥土層剖面地質條件比較均勻時,可不考慮局部場地效應,不需要對地震反應譜或加速度時程進行修正。
     

    5.1.3 按現行國家標準《建筑結構可靠度設計統一標準》GB 50068的原則規定,地震發生時恒荷載與其他重力荷載可能的遇合結果總稱為“抗震設計的重力荷載代表值GE”,即永久荷載標準值與有關可變荷載組合值之和。組合值系數基本上沿用78規范的取值,考慮到藏書庫等活荷載在地震時遇合的概率較大,故按等效樓面均布荷載計算活荷載時,其組合值系數為0.8。
    表中硬鉤吊車的組合值系數,只適用于一般情況,吊重較大時需按實際情況取值。
     

    5.1.4 本次修訂,表5.1.4—1增加6度區罕遇地震的水平地震影響系數最大值。與第4章場地類別相對應,表5.1.4—2增加Ⅰo類場地的特征周期。
     

    5.1.5 彈性反應譜理論仍是現階段抗震設計的最基本理論,規范所采用的設計反應譜以地震影響系數曲線的形式給出。
    本規范的地震影響系數的特點是:
    1 同樣烈度、同樣場地條件的反應譜形狀,隨著震源機制、震級大小、震中距遠近等的變化,有較大的差別,影響因素很多。在繼續保留烈度概念的基礎上,用設計地震分組的特征周期Tg予以反映。其中,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類場地的特征周期值,2001規范較89規范的取值增大了0.05s;本次修訂,計算罕遇地震作用時,特征周期Tg值又增大0.05s。這些改進,適當提高了結構的抗震安全性,也比較符合近年來得到的大量地震加速度資料的統計結果。
    2 在T≤0.1s的范圍內,各類場地的地震影響系數一律采用同樣的斜線,使之符合T=0時(剛體)動力不放大的規律;在T≥Tg時,設計反應譜在理論上存在二個下降段,即速度控制段和位移控制段,在加速度反應譜中,前者衰減指數為1,后者衰減指數為2。設計反應譜是用來預估建筑結構在其設計基準期內可能經受的地震作用,通常根據大量實際地震記錄的反應譜進行統計并結合工程經驗判斷加以規定。為保持規范的延續性,地震影響系數在T≤5Tg范圍內與2001規范維持一致,各曲線的衰減指數為非整數;在T>5Tg的范圍為傾斜下降段,不同場地類別的最小值不同,較符合實際反應譜的統計規律。對于周期大于6s的結構,地震影響系數仍專門研究。
    3 按二階段設計要求,在截面承載力驗算時的設計地震作用,取眾值烈度下結構按完全彈性分析的數值,據此調整了本規范相應的地震影響系數最大值,其取值繼續與按78規范各結構影響系數C折減的平均值大致相當。在罕遇地震的變形驗算時,按超越概率2%~3%提供了對應的地震影響系數最大值。
    4 考慮到不同結構類型建筑的抗震設計需要,提供了不同阻尼比(0.02~0.30)地震影響系數曲線相對于標準的地震影響系數(阻尼比為0.05)的修正方法。根據實際強震記錄的統計分析結果,這種修正可分二段進行:在反應譜平臺段(α=αmax),修正幅度最大;在反應譜上升段(T<Tg)和下降段(T>Tg),修正幅度變;在曲線兩端(0s和6s),不同阻尼比下的。系數趨向接近。
    本次修訂,保持2001規范地震影響系數曲線的計算表達式不變,只對其參數進行調整,達到以下效果:
    1 阻尼比為5%的地震影響系數與2001規范相同,維持不變。
    2 基本解決了2001規范在長周期段,不同阻尼比地震影響系數曲線交叉、大阻尼曲線值高于小阻尼曲線值的不合理現象。
    Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類場地的地震影響系數曲線在周期接近6s時,基本交匯在一點上,符合理論和統計規律。
    3 降低了小阻尼(2%~3.5%)的地震影響系數值,最大降低幅度達18%。略微提高了阻尼比6%~10%的地震影響系數值,長周期部分最大增幅約5%。
    4 適當降低了大阻尼(20%~30%)的地震影響系數值,在5Tg周期以內,基本不變,長周期部分最大降幅約10%,有利于消能減震技術的推廣應用。

    5.1.6 在強烈地震下,結構和構件并不存在最大承載力極限狀態的可靠度。從根本上說,抗震驗算應該是彈塑性變形能力極限狀態的驗算。研究表明,地震作用下結構和構件的變形和其最大承載能力有密切的聯系,但因結構的不同而異。本條繼續保持89規范和2001規范關于不同的結構應采取不同驗算方法的規定。
    1 當地震作用在結構設計中基本上不起控制作用時,例如6度區的大多數建筑,以及被地震經驗所證明者,可不做抗震驗算,只需滿足有關抗震構造要求。但“較高的高層建筑(以后各章同)”,諸如高于40m的鋼筋混凝土框架、高于60m的其他鋼筋混凝土民用房屋和類似的工業廠房,以及高層鋼結構房屋,其基本周期可能大于Ⅳ類場地的特征周期Tg,則6度的地震作用值可能相當于同一建筑在7度Ⅱ類場地下的取值,此時仍須進行抗震驗算。本次修訂增加了6度設防的不規則建筑應進行抗震驗算的要求。
    2 對于大部分結構,包括6度設防的上述較高的高層建筑和不規則建筑,可以將設防地震下的變形驗算,轉換為以多遇地震下按彈性分析獲得的地震作用效應(內力)作為額定統計指標,進行承載力極限狀態的驗算,即只需滿足第一階段的設計要求,就可具有比78規范適當提高的抗震承載力的可靠度,保持了規范的延續性。
    3 我國歷次大地震的經驗表明,發生高于基本烈度的地震是可能的,設計時考慮“大震不倒”是必要的,規范要求對薄弱層進行罕遇地震下變形驗算,即滿足第二階段設計的要求。89規范僅對框架、填充墻框架、高大單層廠房等(這些結構,由于存在明顯的薄弱層,在唐山地震中倒塌較多)及特殊要求的建筑做了要求,2001規范對其他結構,如各類鋼筋混凝土結構、鋼結構、采用隔震和消能減震技術的結構,也需要進行第二階段設計。

    5.2 水平地震作用計算

    5.2.1 底部剪力法視多質點體系為等效單質點系。根據大量的計算分析,本條繼續保持89規范的如下規定:
    1 引入等效質量系數0.85,它反映了多質點系底部剪力值與對應單質點系(質量等于多質點系總質量,周期等于多質點系基本周期)剪力值的差異。
    2 地震作用沿高度倒三角形分布,在周期較長時頂部誤差可達25%,故引入依賴于結構周期和場地類別的頂點附加集中地震力予以調整。單層廠房沿高度分布在9章中已另有規定,故本條不重復調整(取δn=0)。
     

    5.2.2 對于振型分解法,由于時程分析法亦可利用振型分解法進行計算,故加上“反應譜”以示區別。為使高柔建筑的分析精度有所改進,其組合的振型個數適當增加。振型個數一般可以取振型參與質量達到總質量90%所需的振型數。
    隨機振動理論分析表明,當結構體系的振型密集、兩個振型的周期接近時,振型之間的耦聯明顯。在阻尼比均為5%的情況下,由本規范式(5.2.3—6)可以得出(如圖10所示):當相鄰振型的周期比為0.85時,耦聯系數大約為0.27,采用平方和開方SRSS方法進行振型組合的誤差不大;而當周期比為0.90時,耦聯系數增大一倍,約為0.50,兩個振型之間的互相影響不可忽略。這時,計算地震作用效應不能采用SRSS組合方法,而應采用完全方根組合CQC方法,如本規范式(5.2.3—5)和式(5.2.3—6)所示。

    5.2.3 地震扭轉效應是一個極其復雜的問題,一般情況,宜采用較規則的結構體型,以避免扭轉效應。體型復雜的建筑結構,即使樓層“計算剛心”和質心重合,往往仍然存在明顯的扭轉效應。因此,89規范規定,考慮結構扭轉效應時,一般只能取各樓層質心為相對坐標原點,按多維振型分解法計算,其振型效應彼此耦連,用完全二次型方根法組合,可以由計算機運算。
    89規范修訂過程中,提出了許多簡化計算方法,例如,扭轉效應系數法,表示扭轉時某榀抗側力構件按平動分析的層剪力效應的增大,物理概念明確,而數值依賴于各類結構大量算例的統計。對低于40m的框架結構,當各層的質心和“計算剛心”接近于兩串軸線時,根據上千個算例的分析,若偏心參數ε滿足0.1<ε<0.3,則邊榀框架的扭轉效應增大系數η=0.65+4.5ε。偏心參數的計算公式是,其中,ey、Sy分別為i層剛心和i層邊榀框架距i層以上總質心的距離(y方向),Kx、Kφ分別為i層平動剛度和繞質心的扭剛度。其他類型結構,如單層廠房也有相應的扭轉效應系數。對單層結構,多采用基于剛心和質心概念的動力偏心距法估算。這些簡化方法各有一定的適用范圍,故規范要求在確有依據時才可用來近似估計。
    本次修訂,保持了2001規范的如下改進:
    1 即使對于平面規則的建筑結構,國外的多數抗震設計規范也考慮由于施工、使用等原因所產生的偶然偏心引起的地震扭轉效應及地震地面運動扭轉分量的影響。故要求規則結構不考慮扭轉耦聯計算時,應采用增大邊榀構件地震內力的簡化處理方法。
    2 增加考慮雙向水平地震作用下的地震效應組合。根據強震觀測記錄的統計分析,二個水平方向地震加速度的最大值不相等,二者之比約為1:0.85;而且兩個方向的最大值不一定發生在同一時刻,因此采用平方和開方計算二個方向地震作用效應的組合。條文中的地震作用效應,系指兩個正交方向地震作用在每個構件的同一局部坐標方向的地震作用效應,如x方向地震作用下在局部坐標xi向的彎矩Mxx和y方向地震作用下在局部坐標xi方向的彎矩Mxy;按不利情況考慮時,則取上述組合的最大彎矩與對應的剪力,或上述組合的最大剪力與對應的彎矩,或上述組合的最大軸力與對應的彎矩等等。
    3 扭轉剛度較小的結構,例如某些核心筒-外稀柱框架結構或類似的結構,第一振型周期為Tθ,或滿足Tθ>0.75Txl,或T>0.75Tyl,對較高的高層建筑,0.75Tθ>Tx2,或0.75Tθ>Ty2,均需考慮地震扭轉效應。但如果考慮扭轉影響的地震作用效應小于考慮偶然偏心引起的地震效應時,應取后者以策安全。但現階段,偶然偏心與扭轉二者不需要同時參與計算。
    4 增加了不同阻尼比時耦聯系數的計算方法,以供高層鋼結構等使用。
     

    5.2.4 突出屋面的小建筑,一般按其重力荷載小于標準層1/3控制。
    對于頂層帶有空曠大房間或輕鋼結構的房屋,不宜視為突出屋面的小屋并采用底部剪力法乘以增大系數的辦法計算地震作用效應,而應視為結構體系一部分,用振型分解法等計算。
     

    5.2.5 由于地震影響系數在長周期段下降較快,對于基本周期大于3.5s的結構,由此計算所得的水平地震作用下的結構效應可能太小。而對于長周期結構,地震動態作用中的地面運動速度和位移可能對結構的破壞具有更大影響,但是規范所采用的振型分解反應譜法尚無法對此作出估計。出于結構安全的考慮,提出了對結構總水平地震剪力及各樓層水平地震剪力最小值的要求,規定了不同烈度下的剪力系數,當不滿足時,需改變結構布置或調整結構總剪力和各樓層的水平地震剪力使之滿足要求。例如,當結構底部的總地震剪力略小于本條規定而中、上部樓層均滿足最小值時,可采用下列方法調整:若結構基本周期位于設計反應譜的加速度控制段時,則各樓層均需乘以同樣大小的增大系數;若結構基本周期位于反應譜的位移控制段時,則各樓層i均需按底部的剪力系數的差值△λ0增加該層的地震剪力——△FEki=△λ0GEi;若結構基本周期位于反應譜的速度控制段時,則增加值應大于△λ0GEi,頂部增加值可取動位移作用和加速度作用二者的平均值,中間各層的增加值可近似按線性分布。
    需要注意:①當底部總剪力相差較多時,結構的選型和總體布置需重新調整,不能僅采用乘以增大系數方法處理。②只要底部總剪力不滿足要求,則結構各樓層的剪力均需要調整,不能僅調整不滿足的樓層。③滿足最小地震剪力是結構后續抗震計算的前提,只有調整到符合最小剪力要求才能進行相應的地震傾覆力矩、構件內力、位移等等的計算分析;即意味著,當各層的地震剪力需要調整時,原先計算的傾覆力矩、內力和位移均需要相應調整。④采用時程分析法時,其計算的總剪力也需符合最小地震剪力的要求。⑤本條規定不考慮阻尼比的不同,是最低要求,各類結構,包括鋼結構、隔震和消能減震結構均需一律遵守。
    扭轉效應明顯與否一般可由考慮耦聯的振型分解反應譜法分析結果判斷,例如前三個振型中,二個水平方向的振型參與系數為同一個量級,即存在明顯的扭轉效應。對于扭轉效應明顯或基本周期小于3.5s的結構,剪力系數取0.2αmax,保證足夠的抗震安全度。對于存在豎向不規則的結構,突變部位的薄弱樓層,尚應按本規范3.4.4條的規定,再乘以不小于1.15的系數。
    本次修訂增加了6度區樓層最小地震剪力系數值。
     

    5.2.7 由于地基和結構動力相互作用的影響,按剛性地基分析的水平地震作用在一定范圍內有明顯的折減?紤]到我國的地震作用取值與國外相比還較小,故僅在必要時才利用這一折減。研究表明,水平地震作用的折減系數主要與場地條件、結構自振周期、上部結構和地基的阻尼特性等因素有關,柔性地基上的建筑結構的折減系數隨結構周期的增大而減小,結構越剛,水平地震作用的折減量越大。89規范在統計分析基礎上建議,框架結構折減10%,抗震墻結構折減15%~20%。研究表明,折減量與上部結構的剛度有關,同樣高度的框架結構,其剛度明顯小于抗震墻結構,水平地震作用的折減量也減小,當地震作用很小時不宜再考慮水平地震作用的折減。據此規定了可考慮地基與結構動力相互作用的結構自振周期的范圍和折減量。
    研究表明,對于高寬比較大的高層建筑,考慮地基與結構動力相互作用后水平地震作用的折減系數并非各樓層均為同一常數,由于高振型的影響,結構上部幾層的水平地震作用一般不宜折減。大量計算分析表明,折減系數沿樓層高度的變化較符合拋物線型分布,2001規范提供了建筑頂部和底部的折減系數的計算公式。對于中間樓層,為了簡化,采用按高度線性插值方法計算折減系數。本次修訂保留了這一規定。

    5.3 豎向地震作用計算

    5.3.1 高層建筑的豎向地震作用計算,是89規范增加的規定。
    輸入豎向地震加速度波的時程反應分析發現,高層建筑由豎向地震引起的軸向力在結構的上部明顯大于底部,是不可忽視的。作為簡化方法,原則上與水平地震作用的底部剪力法類似:結構豎向振動的基本周期較短,總豎向地震作用可表示為豎向地震影響系數最大值和等效總重力荷載代表值的乘積;沿高度分布按第一振型考慮,也采用倒三角形分布;在樓層平面內的分布,則按構件所承受的重力荷載代表值分配。只是等效質量系數取0.75。
    根據臺灣921大地震的經驗,2001規范要求高層建筑樓層的豎向地震作用效應應乘以增大系數1.5,使結構總豎向地震作用標準值,8、9度分別略大于重力荷載代表值的10%和20%。
    隔震設計時,由于隔震墊不僅不隔離豎向地震作用反而有所放大,與隔震后結構的水平地震作用相比,豎向地震作用往往不可忽視,計算方法在本規范12章具體規定。
     

    5.3.2 用反應譜法、時程分析法等進行結構豎向地震反應的計算分析研究表明,對一般尺度的平板型網架和大跨度屋架各主要桿件,豎向地震內力和重力荷載下的內力之比值,彼此相差一般不太大,此比值隨烈度和場地條件而異,且當結構周期大于特征周期時,隨跨度的增大,比值反而有所下降。由于在常用的跨度范圍內,這個下降還不很大,為了簡化,本規范略去跨度的影響。
     

    5.3.3 對長懸臂等大跨度結構的豎向地震作用計算,本次修訂未修改,仍采用78規范的靜力法。
     

    5.3.4 空間結構的豎向地震作用,除了第5.3.2、第5.3.3條的簡化方法外,還可采用豎向振型的振型分解反應譜方法。對于豎向反應譜,各國學者有一些研究,但研究成果納入規范的不多,F階段,多數規范仍采用水平反應譜的65%,包括最大值和形狀參數。但認為豎向反應譜的特征周期與水平反應譜相比,尤其在遠震中距時,明顯小于水平反應譜。故本條規定,特征周期均按第一組采用。對處于發震斷裂10km以內的場地,豎向反應譜的最大值可能接近于水平譜,但特征周期小于水平譜。

    5.4 截面抗震驗算

    本節基本同89規范,僅按《建筑結構可靠度設計統一標準》GB 50068(以下簡稱《統一標準》)的修訂,對符號表達做了修改,并修改了鋼結構的γRE。
     

    5.4.1 在設防烈度的地震作用下,結構構件承載力按《統一標準》計算的可靠指標β是負值,難于按《統一標準》的要求進行設計表達式的分析。因此,89規范以來,在第一階段的抗震設計時取相當于眾值烈度下的彈性地震作用作為額定設計指標,使此時的設計表達式可按《統一標準》的要求導出。
    1 地震作用分項系數的確定
    在眾值烈度下的地震作用,應視為可變作用而不是偶然作用。這樣,根據《統一標準》中確定直接作用(荷載)分項系數的方法,通過綜合比較,本規范對水平地震作用,確定γEh=1.3,至于豎向地震作用分項系數,則參照水平地震作用,也取γEv=1.3。當豎向與水平地震作用同時考慮時,根據加速度峰值記錄和反應譜的分析,二者的組合比為1:0.4,故γEh=1.3,γEv=0.4×1.3≈0.5。
    此次修訂,考慮大跨、大懸臂結構的豎向地震作用效應比較顯著,表5.4.1增加了同時計算水平與豎向地震作用(豎向地震為主)的組合。
    此外,按照《統一標準》的規定,當重力荷載對結構構件承載力有利時,取γG=1.0。
    2 抗震驗算中作用組合值系數的確定
    本規范在計算地震作用時,已經考慮了地震作用與各種重力荷載(恒荷載與活荷載、雪荷載等)的組合問題,在本規范5.1.3條中規定了一組組合值系數,形成了抗震設計的重力荷載代表值,本規范繼續沿用78規范在驗算和計算地震作用時(除吊車懸吊重力外)對重力荷載均采用相同的組合值系數的規定,可簡化計算,并避免有兩種不同的組合值系數。因此,本條中僅出現風荷載的組合值系數,并按《統一標準》的方法,將78規范的取值予以轉換得到。這里,所謂風荷載起控制作用,指風荷載和地震作用產生的總剪力和傾覆力矩相當的情況。
    3 地震作用標準值的效應
    規范的作用效應組合是建立在彈性分析疊加原理基礎上的,考慮到抗震計算模型的簡化和塑性內力分布與彈性內力分布的差異等因素,本條中還規定,對地震作用效應,當本規范各章有規定時尚應乘以相應的效應調整系數η,如突出屋面小建筑、天窗架、高低跨廠房交接處的柱子、框架柱,底層框架-抗震墻結構的柱子、梁端和抗震墻底部加強部位的剪力等的增大系數。
    4 關于重要性系數
    根據地震作用的特點、抗震設計的現狀,以及抗震設防分類與《統一標準》中安全等級的差異,重要性系數對抗震設計的實際意義不大,本規范對建筑重要性的處理仍采用抗震措施的改變來實現,不考慮此項系數。
     

    5.4.2 結構在設防烈度下的抗震驗算根本上應該是彈塑性變形驗算,但為減少驗算工作量并符合設計習慣,對大部分結構,將變形驗算轉換為眾值烈度地震作用下構件承載力驗算的形式來表現。按照《統一標準》的原則,89規范與78規范在眾值烈度下有基本相同的可靠指標,研究發現,78規范鋼結構構件的可靠指標比混凝土結構構件明顯偏低,故89規范予以適當提高,使之與砌體、混凝土構件有相近的可靠指標;而且隨著非抗震設計材料指標的提高,2001規范各類材料結構的抗震可靠性也略有提高;诖饲疤,在確定地震作用分項系數取1.3的同時,則可得到與抗力標準值Rk相應的最優抗力分項系數,并進一步轉換為抗震的抗力函數(即抗震承載力設計值RdE),使抗力分項系數取1.0或不出現。本規范砌體結構的截面抗震驗算,就是這樣處理的。
    現階段大部分結構構件截面抗震驗算時,采用了各有關規范的承載力設計值Rd,因此,抗震設計的抗力分項系數,就相應地變為非抗震設計的構件承載力設計值的抗震調整系數γRE,即γRE=Rd/RdE或RdE=Rd/γRE。還需注意,地震作用下結構的彈塑性變形直接依賴于結構實際的屈服強度(承載力),本節的承載力是設計值,不可誤作為標準值來進行本章5.5節要求的彈塑性變形驗算。
    本次修訂,配合鋼結構構件、連接的內力調整系數的變化,調整了其承載力抗震調整系數的取值。
     

    5.4.3 本條在2008年局部修訂時,提升為強制性條文。

    5.5 抗震變形驗算

    5.5.1 根據本規范所提出的抗震設防三個水準的要求,采用二階段設計方法來實現,即:在多遇地震作用下,建筑主體結構不受損壞,非結構構件(包括圍護墻、隔墻、幕墻、內外裝修等)沒有過重破壞并導致人員傷亡,保證建筑的正常使用功能;在罕遇地震作用下,建筑主體結構遭受破壞或嚴重破壞但不倒塌。根據各國規范的規定、震害經驗和實驗研究結果及工程實例分析,采用層間位移角作為衡量結構變形能力從而判別是否滿足建筑功能要求的指標是合理的。
    對各類鋼筋混凝土結構和鋼結構要求進行多遇地震作用下的彈性變形驗算,實現第一水準下的設防要求。彈性變形驗算屬于正常使用極限狀態的驗算,各作用分項系數均取1.0。鋼筋混凝土結構構件的剛度,國外規范規定需考慮一定的非線性而取有效剛度,本規范規定與位移限值相配套,一般可取彈性剛度;當計算的變形較大時,宜適當考慮構件開裂時的剛度退化,如取0.85EcIo。
    第一階段設計,變形驗算以彈性層間位移角表示。不同結構類型給出彈性層間位移角限值范圍,主要依據國內外大量的試驗研究和有限元分析的結果,以鋼筋混凝土構件(框架柱、抗震墻等)開裂時的層間位移角作為多遇地震下結構彈性層問位移角限值。
    計算時,一般不扣除由于結構重力P—△效應所產生的水平相對位移;高度超過150m或H/B>6的高層建筑,可以扣除結構整體彎曲所產生的樓層水平絕對位移值,因為以彎曲變形為主的高層建筑結構,這部分位移在計算的層間位移中占有相當的比例,加以扣除比較合理。如未扣除,位移角限值可有所放寬。
    框架結構試驗結果表明,對于開裂層間位移角,不開洞填充墻框架為1/2500,開洞填充墻框架為1/926;有限元分析結果表明,不帶填充墻時為1/800,不開洞填充墻時為1/2000。本規范不再區分有填充墻和無填充墻,均按89規范的1/550采用,并仍按構件截面彈性剛度計算。
    對于框架-抗震墻結構的抗震墻,其開裂層間位移角:試驗結果為1/3300~1/1100,有限元分析結果為1/4000~1/2500,取二者的平均值約為1/3000~1/1600。2001規范統計了我國當時建成的124幢鋼筋混凝土框-墻、框-筒、抗震墻、筒結構高層建筑的結構抗震計算結果,在多遇地震作用下的最大彈性層間位移均小于1/800,其中85%小于1/1200。因此對框-墻、板柱-墻、框-筒結構的彈性位移角限值范圍為1/800;對抗震墻和筒中筒結構層間彈性位移角限值范圍為1/1000,與現行的混凝土高層規程相當;對框支層要求較框-墻結構加嚴,取1/1000。
    鋼結構在彈性階段的層間位移限值,日本建筑法施行令定為層高的1/200。參照美國加州規范(1988)對基本自振周期大于0.7s的結構的規定,本規范取1/250。
    單層工業廠房的彈性層間位移角需根據吊車使用要求加以限制,嚴于抗震要求,因此不必再對地震作用下的彈性位移加以限制;彈塑性層間位移的計算和限值在本規范第5.5.4和第5.5.5條有規定,單層鋼筋混凝土柱排架為1/30。因此本條不再單列對于單層工業廠房的彈性位移限值。
    多層工業廠房應區分結構材料(鋼和混凝土)和結構類型(框、排架),分別采用相應的彈性及彈塑性層間位移角限值,框排架結構中的排架柱的彈塑性層間位移角限值,在本規范附錄H第H.1節中規定為1/30。
     

    5.5.2 震害經驗表明,如果建筑結構中存在薄弱層或薄弱部位,在強烈地震作用下,由于結構薄弱部位產生了彈塑性變形,結構構件嚴重破壞甚至引起結構倒塌;屬于乙類建筑的生命線工程中的關鍵部位在強烈地震作用下一旦遭受破壞將帶來嚴重后果,或產生次生災害或對救災、恢復重建及生產、生活造成很大影響。除了89規范所規定的高大的單層工業廠房的橫向排架、樓層屈服強度系數小于0.5的框架結構、底部框架磚房等之外,板柱-抗震墻及結構體系不規則的某些高層建筑結構和乙類建筑也要求進行罕遇地震作用下的抗震變形驗算。采用隔震和消能減震技術的建筑結構,對隔震和消能減震部件應有位移限制要求,在罕遇地震作用下隔震和消能減震部件應能起到降低地震效應和保護主體結構的作用,因此要求進行抗震變形驗算。
    考慮到彈塑性變形計算的復雜性,對不同的建筑結構提出不同的要求。隨著彈塑性分析模型和軟件的發展和改進,本次修訂進一步增加了彈塑性變形驗算的范圍。
     

    5.5.3 對建筑結構在罕遇地震作用下薄弱層(部位)彈塑性變形計算,12層以下且層剛度無突變的框架結構及單層鋼筋混凝土柱廠房可采用規范的簡化方法計算;較為精確的結構彈塑性分析方法,可以是三維的靜力彈塑性(如push-over方法)或彈塑性時程分析方法;有時尚可采用塑性內力重分布的分析方法等。
     

    5.5.4 鋼筋混凝土框架結構及高大單層鋼筋混凝土柱廠房等結構,在大地震中往往受到嚴重破壞甚至倒塌。實際震害分析及實驗研究表明,除了這些結構剛度相對較小而變形較大外,更主要的是存在承載力驗算所沒有發現的薄弱部位——其承載力本身雖滿足設計地震作用下抗震承載力的要求,卻比相鄰部位要弱得多。對于單層廠房,這種破壞多發生在8度Ⅲ、Ⅳ類場地和9度區,破壞部位是上柱,因為上柱的承載力一般相對較小且其下端的支承條件不如下柱。對于底部框架-抗震墻結構,則底部和過渡層是明顯的薄弱部位。
    迄今,各國規范的變形估計公式有三種;一是按假想的完全彈性體計算;二是將額定的地震作用下的彈性變形乘以放大系數,即△up=ηp△ue;三是按時程分析法等專門程序計算。其中采用第二種的最多,本條繼續保持89規范所采用的方法。
    1 根據數千個(1~15)層剪切型結構采用理想彈塑性恢復力模型進行彈塑性時程分析的計算結果,獲得如下統計規律:
    1)多層結構存在“塑性變形集中”的薄弱層是一種普遍現象,其位置,對屈服強度系數ζy分布均勻的結構多在底層,分布不均勻結構則在ζy最小處和相對較小處,單層廠房往往在上柱。
    2)多層剪切型結構薄弱層的彈塑性變形與彈性變形之間有相對穩定的關系。
    對于屈服強度系數ζy均勻的多層結構,其最大的層間彈塑變形增大系數ηp可按層數和ζy的差異用表格形式給出;對于ζy不均勻的結構,其情況復雜,在彈性剛度沿高度變化較平緩時,可近似用均勻結構的ηp適當放大取值;對其他情況,一般需要用靜力彈塑性分析、彈塑性時程分析法或內力重分布法等予以估計。
    2 本規范的設計反應譜是在大量單質點系的彈性反應分析基礎上統計得到的“平均值”,彈塑性變形增大系數也在統計平均意義下有一定的可靠性。當然,還應注意簡化方法都有其適用范圍。此外,如采用延性系數來表示多層結構的層間變形,可用μ=ηp/ζy計算。
    3 計算結構樓層或構件的屈服強度系數時,實際承載力應取截面的實際配筋和材料強度標準值計算,鋼筋混凝土梁柱的正截面受彎實際承載力公式如下:

    4 2001規范修訂過程中,對不超過20層的鋼框架和框架-支撐結構的薄弱層層間彈塑性位移的簡化計算公式開展了研究。利用DRAIN-2D程序對三跨的平面鋼框架和中跨為交叉支撐的三跨鋼結構進行了不同層數鋼結構的彈塑性地震反應分析。
    主要計算參數如下:結構周期,框架取0.1N(層數),支撐框架取0.09N;恢復力模型,框架取屈服后剛度為彈性剛度0.02的不退化雙線性模型,支撐框架的恢復力模型同時考慮了壓屈后的強度退化和剛度退化;樓層屈服剪力,框架的一般層約為底層的0.7,支撐框架的一般層約為底層的0.9;底層的屈服強度系數為0.7~0.3;在支撐框架中,支撐承擔的地震剪力為總地震剪力的75%,框架部分承擔25%;地震波取80條天然波。
    根據計算結果的統計分析發現:①純框架結構的彈塑性位移反應與彈性位移反應差不多,彈塑性位移增大系數接近1;②隨著屈服強度系數的減小,彈塑性位移增大系數增大;③樓層屈服強度系數較小時,由于支撐的屈曲失效效應,支撐框架的彈塑性位移增大系數大于框架結構。
    以下是15層和20層鋼結構的彈塑性增大系數的統計數值(平均值加一倍方差):

    上述統計值與89規范對剪切型結構的統計值有一定的差異,可能與鋼結構基本周期較長、彎曲變形所占比重較大,采用桿系模型時樓層屈服強度系數計算,以及鋼結構恢復力模型的屈服后剛度取為初始剛度的0.02而不是理想彈塑性恢復力模型等有關。
     

    5.5.5 在罕遇地震作用下,結構要進入彈塑性變形狀態。根據震害經驗、試驗研究和計算分析結果,提出以構件(梁、柱、墻)和節點達到極限變形時的層間極限位移角作為罕遇地震作用下結構彈塑性層間位移角限值的依據。
    國內外許多研究結果表明,不同結構類型的不同結構構件的彈塑性變形能力是不同的,鋼筋混凝土結構的彈塑性變形主要由構件關鍵受力區的彎曲變形、剪切變形和節點區受拉鋼筋的滑移變形等三部分非線性變形組成。影響結構層間極限位移角的因素很多,包括:梁柱的相對強弱關系,配箍率、軸壓比、剪跨比、混凝土強度等級、配筋率等,其中軸壓比和配箍率是最主要的因素。
    鋼筋混凝土框架結構的層間位移是樓層梁、柱、節點彈塑性變形的綜合結果,美國對36個梁-柱組合試件試驗結果表明,極限側移角的分布為1/27~1/8,我國學者對數十榀填充墻框架的試驗結果表明,不開洞填充墻和開洞填充墻框架的極限側移角平均分別為1/30和1/38。本條規定框架和板柱-框架的位移角限值為1/50是留有安全儲備的。
    由于底部框架砌體房屋沿豎向存在剛度突變,因此對其混凝土框架部分適當從嚴;同時,考慮到底部框架一般均帶一定數量的抗震墻,故類比框架-抗震墻結構,取位移角限值為1/100。
    鋼筋混凝土結構在罕遇地震作用下,抗震墻要比框架柱先進入彈塑性狀態,而且最終破壞也相對集中在抗震墻單元。日本對176個帶邊框柱抗震墻的試驗研究表明,抗震墻的極限位移角的分布為1/333—1/125,國內對11個帶邊框低矮抗震墻試驗所得到的極限位移角分布為1/192—1/112。在上述試驗研究結果的基礎上,取1/120作為抗震墻和筒中筒結構的彈塑性層間位移角限值?紤]到框架-抗震墻結構、板柱-抗震墻和框架-核心筒結構中大部分水平地震作用由抗震墻承擔,彈塑性層間位移角限值可比框架結構的框架柱嚴,但比抗震墻和筒中筒結構要松,故取1/100。高層鋼結構,美國ATC3-06規定,Ⅱ類危險性的建筑(容納人數較多),層間最大位移角限值為1/67;美國AISC《房屋鋼結構抗震規定》(1997)中規定,與小震相比,大震時的位移角放大系數,對雙重抗側力體系中的框架-中心支撐結構取5,對框架-偏心支撐結構,取4。如果彈性位移角限值為1/300,則對應的彈塑性位移角限值分別大于1/60和1/75?紤]到鋼結構在構件穩定有保證時具有較好的延性,彈塑性層間位移角限值適當放寬至1/50。
    鑒于甲類建筑在抗震安全性上的特殊要求,其層間變位角限值應專門研究確定 

    6.1.1 本章適用于現澆鋼筋混凝土多層和高層房屋,包括采用符合本章第6.1.7條要求的裝配整體式樓屋蓋的房屋。
    對采用鋼筋混凝土材料的高層建筑,從安全和經濟諸方面綜合考慮,其適用最大高度應有限制。當鋼筋混凝土結構的房屋高度超過最大適用高度時,應通過專門研究,采取有效加強措施,如采用型鋼混凝土構件、鋼管混凝土構件等,并按建設部部長令的有關規定進行專項審查。
    與2001規范相比,本章對適用最大高度的修改如下:
    1 補充了8度(0.3g)時的最大適用高度,按8度和9度之間內插且偏于8度。
    2 框架結構的適用最大高度,除6度外有所降低。
    3 板柱-抗震墻結構的適用最大高度,有所增加。
    4 刪除了在Ⅳ類場地適用的最大高度應適當降低的規定。
    5 對于平面和豎向均不規則的結構,適用的最大高度適當降低的規范用詞,由“應”改為“宜”,一般減少10%左右。對于部分框支結構,表6.1.1的適用高度已經考慮框支的不規則而比全落地抗震墻結構降低,故對于框支結構的“豎向和平面均不規則”,指框支層以上的結構同時存在豎向和平面不規則的情況。
    還需說明:
    僅有個別墻體不落地,例如不落地墻的截面面積不大于總截面面積的10%,只要框支部分的設計合理且不致加大扭轉不規則,仍可視為抗震墻結構,其適用最大高度仍可按全部落地的抗震墻結構確定。
    框架-核心筒結構存在抗扭不利和加強層剛度突變問題,其適用最大高度略低于筒中筒結構?蚣-核心筒結構中,帶有部分僅承受豎向荷載的無梁樓蓋時,不作為表6.1.1的板柱-抗震墻結構對待。
     

    6.1.2 鋼筋混凝土房屋的抗震等級是重要的設計參數,89規范就明確規定應根據設防類別、結構類型、烈度和房屋高度四個因素確定?拐鸬燃壍膭澐,體現了對不同抗震設防類別、不同結構類型、不同烈度、同一烈度但不同高度的鋼筋混凝土房屋結構延性要求的不同,以及同一種構件在不同結構類型中的延性要求的不同。
    鋼筋混凝土房屋結構應根據抗震等級采取相應的抗震措施。
    這里,抗震措施包括抗震計算時的內力調整措施和各種抗震構造措施。因此,乙類建筑應提高一度查表6.1.2確定其抗震等級。本章條文中,“X級框架”包括框架結構、框架-抗震墻結構、框支層和框架-核心筒結構、板柱-抗震墻結構中的框架,“X級框架結構”僅指框架結構的框架,“X級抗震墻”包括抗震墻結構、框架-抗震墻結構、筒體結構和板柱-抗震墻結構中的抗震墻。
    本次修訂的主要變化如下:
    1 注意到《民用建筑設計通則》GB 50362規定,住宅10層及以上為高層建筑,多層公共建筑高度24m以上為高層建筑。
    本次修訂,將框架結構的30m高度分界改為24m;對于7、8、9度時的框架-抗震墻結構,抗震墻結構以及部分框支抗震墻結構,增加24m作為一個高度分界,其抗震等級比2001規范降低一級,但四級不再降低,框支層框架不降低,總體上與89規范對“低層較規則結構”的要求相近。
    2 明確了框架-核心筒結構的高度不超過60m時,當按框架-抗震墻結構的要求設計時,其抗震等級按框架-抗震墻結構的規定采用。
    3 將“大跨度公共建筑”改為“大跨度框架”,并明確其跨度按18m劃分。


    6.1.3 本條是關于混凝土結構抗震等級的進一步補充規定。
    1 關于框架和抗震墻組成的結構的抗震等級。設計中有三種情況:其一,個別或少量框架,此時結構屬于抗震墻體系的范疇,其抗震墻的抗震等級,仍按抗震墻結構確定;框架的抗震等級可參照框架-抗震墻結構的框架確定。其二,當框架-抗震墻結構有足夠的抗震墻時,其框架部分是次要抗側力構件,按本規范表6.1.2框架-抗震墻結構確定抗震等級;89規范要求其抗震墻底部承受的地震傾覆力矩不小于結構底部總地震傾覆力矩的50%。其三,墻體很少,即2001規范規定“在基本振型地震作用下,框架部分承受的地震傾覆力矩大于結構總地震傾覆力矩的50%”,其框架部分的抗震等級應按框架結構確定。對于這類結構,本次修訂進一步明確以下幾點:一是將“在基本振型地震作用下”改為“在規定的水平力作用下”,“規定的水平力”的含義見本規范第3.4節;二是明確底層框架部分所承擔的地震傾覆力矩大于結構總地震傾覆力矩的50%時仍屬于框架結構范疇;三是刪除了“最大適用高度可比框架結構適當增加”的規定;四是補充規定了其抗震墻的抗震等級。
    框架部分按剛度分配的地震傾覆力矩的計算公式,保持2001規范的規定不變:

    在框架結構中設置少量抗震墻,往往是為了增大框架結構的剛度、滿足層間位移角限值的要求,仍然屬于框架結構范疇,但層間位移角限值需按底層框架部分承擔傾覆力矩的大小,在框架結構和框架-抗震墻結構兩者的層間位移角限值之間偏于安全內插。
    2 關于裙房的抗震等級。裙房與主樓相連,主樓結構在裙房頂板對應的上下各一層受剛度與承載力突變影響較大,抗震構造措施需要適當加強。裙房與主樓之間設防震縫,在大震作用下可能發生碰撞,該部位也需要采取加強措施。
    裙房與主樓相連的相關范圍,一般可從主樓周邊外延3跨且不小于20m,相關范圍以外的區域可按裙房自身的結構類型確定其抗震等級。裙房偏置時,其端部有較大扭轉效應,也需要加強。
    3 關于地下室的抗震等級。帶地下室的多層和高層建筑,當地下室結構的剛度和受剪承載力比上部樓層相對較大時(參見本規范第6.1.14條),地下室頂板可視作嵌固部位,在地震作用下的屈服部位將發生在地上樓層,同時將影響尹地下一層。地面以下地震響應逐漸減小,規定地下一層的抗震等級不能降低;而地下一層以下不要求計算地震作用,規定其抗震構造措施的抗震等級可逐層降低(圖11)。

    4 關于乙類建筑的抗震等級。根據《建筑工程抗震設防分類標準》GB 50223的規定,乙類建筑應按提高一度查本規范表6.1.2確定抗震等級(內力調整和構造措施)。本規范第6.1.1條規定,乙類建筑的鋼筋混凝土房屋可按本地區抗震設防烈度確定其適用的最大高度,于是可能出現7度乙類的框支結構房屋和8度乙類的框架結構、框架-抗震墻結構、部分框支抗震墻結構、板柱-抗震墻結構的房屋提高一度后,其高度超過本規范表6.1.2中抗震等級為一級的高度上界。此時,內力調整不提高,只要求抗震構造措施“高于一級”,大體與《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ 3中特一級的構造要求相當。
     

    6.1.4 震害表明,本條規定的防震縫寬度的最小值,在強烈地震下相鄰結構仍可能局部碰撞而損壞,但寬度過大會給立面處理造成困難。因此,是否設置防震縫應按本規范第3.4.5條的要求判斷。
    防震縫可以結合沉降縫要求貫通到地基,當無沉降問題時也可以從基礎或地下室以上貫通。當有多層地下室,上部結構為帶裙房的單塔或多塔結構時,可將裙房用防震縫自地下室以上分隔,地下室頂板應有良好的整體性和剛度,能將地震剪力分布到整個地下室結構。
    8、9度框架結構房屋防震縫兩側層高相差較大時,可在防震縫兩側房屋的盡端沿全高設置垂直于防震縫的抗撞墻,通過抗撞墻的損壞減少防震縫兩側碰撞時框架的破壞。本次修訂,抗撞墻的長度由2001規范的可不大于一個柱距,修改為“可不大于層高的1/2”。結構單元較長時,抗撞墻可能引起較大溫度內力,也可能有較大扭轉效應,故設置時應綜合分析(圖12)。

    6.1.5 梁中線與柱中線之間、柱中線與抗震墻中線之間有較大偏心距時,在地震作用下可能導致核芯區受剪面積不足,對柱帶來不利的扭轉效應。當偏心距超過1/4柱寬時,需進行具體分析并采取有效措施,如采用水平加腋梁及加強柱的箍筋等。
    2008年局部修訂,本條增加了控制單跨框架結構適用范圍的要求?蚣芙Y構中某個主軸方向均為單跨,也屬于單跨框架結構;某個主軸方向有局部的單跨框架,可不作為單跨框架結構對待。一、二層的連廊采用單跨框架時,需要注意加強?-墻結構中的框架,可以是單跨。
     

    6.1.6 樓、屋蓋平面內的變形,將影響樓層水平地震剪力在各抗側力構件之間的分配。為使樓、屋蓋具有傳遞水平地震剪力的剛度,從78規范起,就提出了不同烈度下抗震墻之間不同類型樓、屋蓋的長寬比限值。超過該限值時,需考慮樓、屋蓋平面內變形對樓層水平地震剪力分配的影響。本次修訂,8度框架-抗震墻結構裝配整體式樓、屋蓋的長寬比由2.5調整為2;適當放寬板柱-抗震墻結構現澆樓、屋蓋的長寬比。
     

    6.1.7 預制板的連接不足時,地震中將造成嚴重的震害。需要特別加強。在混凝土結構中,本規范僅適用于采用符合要求的裝配整體式混凝土樓、屋蓋。
     

    6.1.8 在框架-抗震墻結構和板柱-抗震墻結構中,抗震墻是主要抗側力構件,豎向布置應連續,防止剛度和承載力突變。本次修訂,增加結合樓梯間布置抗震墻形成安全通道的要求;將2001規范“橫向與縱向的抗震墻宜相連”改為“抗震墻的兩端(不包括洞口兩側)宜設置端柱,或與另一方向的抗震墻相連”,明確要求兩端設置端柱或翼墻;取消抗震墻設置在不需要開洞部位的規定,以及連梁最大跨高比和最小高度的規定。
     

    6.1.9 本次修訂,增加縱橫向墻體互為翼墻或設置端柱的要求。
    部分框支抗震墻屬于抗震不利的結構體系,本規范的抗震措施只限于框支層不超過兩層的情況。本次修訂,明確部分框支抗震墻結構的底層框架應滿足框架-抗震墻結構對框架部分承擔地震傾覆力矩的限值——框支層不應設計為少墻框架體系(圖13)。
    為提高較長抗震墻的延性,分段后各墻段的總高度與墻寬之比,由不應小于2改為不宜小于3(圖14)。

     

    6.1.10 延性抗震墻一般控制在其底部即計算嵌固端以上一定高度范圍內屈服、出現塑性鉸。設計時,將墻體底部可能出現塑性鉸的高度范圍作為底部加強部位,提高其受剪承載力,加強其抗震構造措施,使其具有大的彈塑性變形能力,從而提高整個結構的抗地震倒塌能力。
    89規范的底部加強部位與墻肢高度和長度有關,不同長度墻肢的加強部位高度不同。為了簡化設計,2001規范改為底部加強部位的高度僅與墻肢總高度相關。本次修訂,將“墻體總高度的1/8”改為“墻體總高度的1/10”;明確加強部位的高度一律從地下室頂板算起;當計算嵌固端位于地面以下時,還需向下延伸,但加強部位的高度仍從地下室頂板算起。
    此外,還補充了高度不超過24m的多層建筑的底部加強部位高度的規定。
    有裙房時,按本規范第6.1.3條的要求,主樓與裙房頂對應的相鄰上下層需要加強。此時,加強部位的高度也可以延伸至裙房以上一層。
     

    6.1.12 當地基土較弱,基礎剛度和整體性較差,在地震作用下抗震墻基礎將產生較大的轉動,從而降低了抗震墻的抗側力剛度,對內力和位移都將產生不利影響。
     

    6.1.13 配合本規范第4.2.4條的規定,針對主樓與裙房相連的情況,明確其天然地基底部不宜出現零應力區。
     

    6.1.14 為了能使地下室頂板作為上部結構的嵌固部位,本條規定了地下室頂板和地下一層的設計要求:
    地下室頂板必須具有足夠的平面內剛度,以有效傳遞地震基底剪力。地下室頂板的厚度不宜小于180mm,若柱網內設置多個次梁時,板厚可適當減小。這里所指地下室應為完整的地下室,在山(坡)地建筑中出現地下室各邊填埋深度差異較大時,宜單獨設置支檔結構。
    框架柱嵌固端屈服時,或抗震墻墻肢的嵌固端屈服時,地下一層對應的框架柱或抗震墻墻肢不應屈服。據此規定了地下一層框架柱縱筋面積和墻肢端部縱筋面積的要求。
    “相關范圍”一般可從地上結構(主樓、有裙房時含裙房)周邊外延不大于20m。
    當框架柱嵌固在地下室頂板時,位于地下室頂板的梁柱節點應按首層柱的下端為“弱柱”設計,即地震時首層柱底屈服、出現塑性鉸。為實現首層柱底先屈服的設計概念,本規范提供了兩種方法:
    其一,按下式復核:


    設計時,梁柱縱向鋼筋增加的比例也可不同,但柱的縱向鋼筋至少比地上結構柱下端的鋼筋增加10%。
    其二,作為簡化,當梁按計算分配的彎矩接近柱的彎矩時,地下室頂板的柱上端、梁頂面和梁底面的縱向鋼筋均增加10%以上?蓾M足上式的要求。
     

    6.1.15 本條是新增的。發生強烈地震時,樓梯間是重要的緊急逃生豎向通道,樓梯間(包括樓梯板)的破壞會延誤人員撤離及救援工作,從而造成嚴重傷亡。本次修訂增加了樓梯間的抗震設計要求。對于框架結構,樓梯構件與主體結構整澆時,梯板起到斜支撐的作用,對結構剛度、承載力、規則性的影響比較大,應參與抗震計算;當采取措施,如梯板滑動支承于平臺板,樓梯構件對結構剛度等的影響較小,是否參與整體抗震計算差別不大。
    對于樓梯間設置剛度足夠大的抗震墻的結構,樓梯構件對結構剛度的影響較小,也可不參與整體抗震計算。

    6.2 計算要點

    6.2.2 框架結構的抗地震倒塌能力與其破壞機制密切相關。試驗研究表明,梁端屈服型框架有較大的內力重分布和能量消耗能力,極限層間位移大,抗震性能較好;柱端屈服型框架容易形成倒塌機制。
    在強震作用下結構構件不存在承載力儲備,梁端受彎承載力即為實際可能達到的最大彎矩,柱端實際可能達到的最大彎矩也與其偏壓下的受彎承載力相等。這是地震作用效應的一個特點。
    因此,所謂“強柱弱梁”指的是:節點處梁端實際受彎承載力

    這種概念設計,由于地震的復雜性、樓板的影響和鋼筋屈服強度的超強,難以通過精確的承載力計算真正實現。
    本規范自89規范以來,在梁端實配鋼筋不超過計算配筋10%的前提下,將梁、柱之間的承載力不等式轉為梁、柱的地震組合內力設計值的關系式,并使不同抗震等級的柱端彎矩設計值有不同程度的差異。采用增大柱端彎矩設計值的方法,只在一定程度上推遲柱端出現塑性鉸;研究表明,當計入樓板和鋼筋超強影響時,要實現承載力不等式,內力增大系數的取值往往需要大于2。由于地震是往復作用,兩個方向的柱端彎矩設計值均要滿足要求:當梁端截面為反時針方向彎矩之和時,柱端截面應為順時針方向彎矩之和;反之亦然。
    對于一級框架,89規范除了用增大系數的方法外,還提出了采用梁端實配鋼筋面積和材料強度標準值計算的抗震受彎承載力所對應的彎矩值的調整、驗算方法。這里,抗震承載力即本規范5章的RE=R/γRE=R/0.75,此時必須將抗震承載力驗算公式取等號轉換為對應的內力,即S=R/γRE。當計算梁端抗震受彎承載力時,若計入樓板的鋼筋,且材料強度標準值考慮一定的超強系數,則可提高框架“強柱弱梁”的程度。89規范規定,一級的增大系數可根據工程經驗估計節點左右梁端順時針或反時針方向受拉鋼筋的實際截面面積與計算面積的比值,取1.1λs作為實配增大系數的近似估計,其中的1.1來自鋼筋材料標準值與設計值的比值fyk/fy。柱彎矩增大系數值可參考λs的可能變化范圍確定:例如,當梁頂面為計算配筋而梁底面為構造配筋時,一級的λs不小于1.5,于是,柱彎矩增大系數不小于1.1×1.5=1.65;二級λs不小于1.3,柱彎矩增大系數不小于1.43。
    2001規范比89規范提高了強柱弱梁的彎矩增大系數ηc,彎矩增大系數ηc考慮了一定的超配鋼筋(包括樓板的配筋)和鋼筋超強。一級的框架結構及9度時,仍應采用框架梁的實際抗震受彎承載力確定柱端組合的彎矩設計值,取二者的較大值。
    本次修訂,提高了框架結構的柱端彎矩增大系數,而其他結構中框架的柱端彎矩增大系數仍與2001規范相同;并補充了四級框架的柱端彎矩增大系數。對于一級框架結構和9度時的一級框架,明確只需按梁端實配抗震受彎承載力確定柱端彎矩設計值;即使按增大系數的方法比實配方法保守,也可不采用增大系數的方法。對于二、三級框架結構,也可按式(6.2.2—2)的梁端實配抗震受彎承載力確定柱端彎矩設計值,但式中的系數1.2可適當降低,如取1.1即可;這樣,有可能比按內力增大系數,即按式(6.2.2—1)調整的方法更經濟、合理。計算梁端實配抗震受彎承載力時,還應計入梁兩側有效翼緣范圍的樓板。因此,在框架剛度和承載力計算時,所計入的梁兩側有效翼緣范圍應相互協調。
    即使按“強柱弱梁”設計的框架,在強震作用下,柱端仍有可能出現塑性鉸,保證柱的抗地震倒塌能力是框架抗震設計的關鍵。本規范通過柱的抗震構造措施,使柱具有大的彈塑性變形能力和耗能能力,達到在大震作用下,即使柱端出鉸,也不會引起框架倒塌的目標。
    當框架底部若干層的柱反彎點不在樓層內時,說明這些層的框架梁相對較弱。為避免在豎向荷載和地震共同作用下變形集中,壓屈失穩,柱端彎矩也應乘以增大系數。
    對于軸壓比小于0.15的柱,包括頂層柱在內,因其具有比較大的變形能力,可不滿足上述要求;對框支柱,在本規范第6.2.10條另有規定。
     

    6.2.3 框架結構計算嵌固端所在層即底層的柱下端過早出現塑性屈服,將影響整個結構的抗地震倒塌能力。嵌固端截面乘以彎矩增大系數是為了避免框架結構柱下端過早屈服。對其他結構中的框架,其主要抗側力構件為抗震墻,對其框架部分的嵌固端截面,可不作要求。
    當僅用插筋滿足柱嵌固端截面彎矩增大的要求時,可能造成塑性鉸向底層柱的上部轉移,對抗震不利。規范提出按柱上下端不利情況配置縱向鋼筋的要求。
     

    6.2.4、6.2.5、6.2.8 防止梁、柱和抗震墻底部在彎曲屈服前出現剪切破壞是抗震概念設計的要求,它意味著構件的受剪承載力要大于構件彎曲時實際達到的剪力,即按實際配筋面積和材料強度標準值計算的承載力之間滿足下列不等式:

    規范在縱向受力鋼筋不超過計算配筋10%的前提下,將承載力不等式轉為內力設計值表達式,不同抗震等級采用不同的剪力增大系數,使“強剪弱彎”的程度有所差別。該系數同樣考慮了材料實際強度和鋼筋實際面積這兩個因素的影響,對柱和墻還考慮了軸向力的影響,并簡化計算。
    一級的剪力增大系數,需從上述不等式中導出。直接取實配鋼筋面積與計算實配筋面積之比λs的1.1倍,是ηv最簡單的近似,對梁和節點的“強剪”能滿足工程的要求,對柱和墻偏于保守。89規范在條文說明中給出較為復雜的近似計算公式如下:

    式中,λN為軸壓比,λSW為墻體實際受拉鋼筋(分布筋和集中筋) 截面面積與計算面積之比,ζ為考慮墻體邊緣構件影響的系數,ρtw為墻體受拉鋼筋配筋率。

    2001規范的框架柱、抗震墻的剪力增大系數ηvc、ηvw,即參考上述近似公式確定。此次修訂,框架梁、框架結構以外框架的柱、連梁和抗震墻的剪力增大系數與2001規范相同,框架結構的柱的剪力增大系數隨柱端彎矩增大系數的提高而提高;同時,明確一級的框架結構及9度的一級框架,只需滿足實配要求,而即使增大系數為偏保守也可不滿足。同樣,二、三、四級框架結構的框架柱,也可采用實配方法而不采用增大系數的方法,使之較為經濟又合理。
    注意:柱和抗震墻的彎矩設計值系經本節有關規定調整后的取值;梁端、柱端彎矩設計值之和須取順時針方向之和以及反時針方向之和兩者的較大值;梁端縱向受拉鋼筋也按順時針及反時針方向考慮。
     

    6.2.6 地震時角柱處于復雜的受力狀態,其彎矩和剪力設計值的增大系數,比其他柱略有增加,以提高抗震能力。
     

    6.2.7 對一級抗震墻規定調整截面的組合彎矩設計值,目的是通過配筋方式迫使塑性鉸區位于墻肢的底部加強部位。89規范要求底部加強部位的組合彎設計值均按墻底截面的設計值采用,以上一般部位的組合彎矩設計值按線性變化,對于較高的房屋,會導致與加強部位相鄰一般部位的彎矩取值過大。2001規范改為:底部加強部位的彎矩設計值均取墻底部截面的組合彎矩設計值,底部加強部位以上,均采用各墻肢截面的組合彎矩設計值乘以增大系數,但增大后與加強部位緊鄰一般部位的彎矩有可能小于相鄰加強部位的組合彎矩。本次修訂,改為僅加強部位以上乘以增大系數。主要有兩個目的:一是使墻肢的塑性鉸在底部加強部位的范圍內得到發展,不是將塑性鉸集中在底層,甚至集中在底截面以上不大的范圍內,從而減輕墻肢底截面附近的破壞程度,使墻肢有較大的塑性變形能力;二是避免底部加強部位緊鄰的上層墻肢屈服而底部加強部位不屈服。
    當抗震墻的墻肢在多遇地震下出現小偏心受拉時,在設防地震、罕遇地震下的抗震能力可能大大喪失;而且,即使多遇地震下為偏壓的墻肢而設防地震下轉為偏拉,則其抗震能力有實質性的改變,也需要采取相應的加強措施。
    雙肢抗震墻的某個墻肢為偏心受拉時,一旦出現全截面受拉開裂,則其剛度退化嚴重,大部分地震作用將轉移到受壓墻肢,因此,受壓肢需適當增大彎矩和剪力設計值以提高承載能力。注意到地震是往復的作用,實際上雙肢墻的兩個墻肢,都可能要按增大后的內力配筋。
     

    6.2.9 框架柱和抗震墻的剪跨比可按圖15及公式進行計算。


    6.2.10~6.2.12 這幾條規定了部分框支結構設計計算的注意事項。
    第6.2.10條1款的規定,適用于本章6.1.1條所指的框支層不超過2層的情況。本次修訂,將本層地震剪力改為底層地震剪力即基底剪力,但主樓與裙房相連時,不含裙房部分的地震剪力,框支柱也不含裙房的框架柱。
    框支結構的落地墻,在轉換層以下的部位是保證框支結構抗震性能的關鍵部位,這部位的剪力傳遞還可能存在矮墻效應。為了保證抗震墻在大震時的受剪承載力,只考慮有拉筋約束部分的混凝土受剪承載力。
    無地下室的部分框支抗震墻結構的落地墻,特別是聯肢或雙肢墻,當考慮不利荷載組合出現偏心受拉時,為了防止墻與基礎交接處產生滑移,宜按總剪力的30%設置45°交叉防滑斜筋,斜筋可按單排設在墻截面中部并應滿足錨固要求。
     

    6.2.13 本條規定了在結構整體分析中的內力調整:
    1 按照框墻結構(不包括少墻框架體系和少框架的抗震墻體系)中框架和墻體協同工作的分析結果,在一定高度以上,框架按側向剛度分配的剪力與墻體的剪力反號,二者相減等于樓層的地震剪力,此時,框架承擔的剪力與底部總地震剪力的比值基本保持某個比例;按多道防線的概念設計要求,墻體是第一道防線,在設防地震、罕遇地震下先于框架破壞,由于塑性內力重分布,框架部分按側向剛度分配的剪力會比多遇地震下加大。
    我國20世紀80年代1/3比例的空間框墻結構模型反復荷載試驗及該試驗模型的彈塑性分析表明:保持樓層側向位移協調的情況下,彈性階段底部的框架僅承擔不到5%的總剪力;隨著墻體開裂,框架承擔的剪力逐步增大;當墻體端部的縱向鋼筋開始受拉屈服時,框架承擔大于20%總剪力;墻體壓壞時框架承擔大于33%的總剪力。本規范規定的取值,既體現了多道抗震設防的原則,又考慮了當前的經濟條件。對于框架-核心筒結構,尚應符合本規范6.7.1條1款的規定。
    此項規定適用于豎向結構布置基本均勻的情況;對塔類結構出現分段規則的情況,可分段調整;對有加強層的結構,不含加強層及相鄰上下層的調整。此項規定不適用于部分框架柱不到頂,使上部框架柱數量較少的樓層。
    2 計算地震內力時,抗震墻連梁剛度可折減;計算位移時,連梁剛度可不折減?拐饓Φ倪B梁剛度折減后,如部分連梁尚不能滿足剪壓比限值,可采用雙連梁、多連梁的布置,還可按剪壓比要求降低連梁剪力設計值及彎矩,并相應調整抗震墻的墻肢內力。
    3 抗震墻應計入腹板與翼墻共同工作。對于翼墻的有效長度,89規范和2001規范有不同的具體規定,本次修訂不再給出具體規定。2001規范規定:“每側由墻面算起可取相鄰抗震墻凈間距的一半、至門窗洞口的墻長度及抗震墻總高度的15%三者的最小值”,可供參考。
    4 對于少墻框架結構,框架部分的地震剪力取兩種計算模型的較大值較為妥當。
     

    6.2.14 節點核芯區是保證框架承載力和抗倒塌能力的關鍵部位。
    本次修訂,增加了三級框架的節點核芯區進行抗震驗算的規定。
    2001規范提供了梁寬大于柱寬的框架和圓柱框架的節點核芯區驗算方法。梁寬大于柱寬時,按柱寬范圍內和范圍外分別計算。圓柱的計算公式依據國外資料和國內試驗結果提出:


    根據重慶建筑大學2000年完成的4個圓柱梁柱節點試驗,對比了計算和試驗的節點核芯區受剪承載力,計算值與試驗之比約為85%,說明此計算公式的可靠性有一定保證。

    6.3 框架的基本抗震構造措施

    6.3.1、6.3.2 合理控制混凝土結構構件的尺寸,是本規范第3.5.4條的基本要求之一。梁的截面尺寸,應從整個框架結構中梁、柱的相互關系,如在強柱弱梁基礎上提高梁變形能力的要求等來處理。
    為了避免或減小扭轉的不利影響,寬扁梁框架的梁柱中線宜重合,并應采用整體現澆樓蓋。為了使寬扁梁端部在柱外的縱向鋼筋有足夠的錨固,應在兩個主軸方向都設置寬扁梁。
     

    6.3.3、6.3.4 梁的變形能力主要取決于梁端的塑性轉動量,而梁的塑性轉動量與截面混凝土相對受壓區高度有關。當相對受壓區高度為0.25至0.35范圍時,梁的位移延性系數可到達3~4。
    計算梁端截面縱向受拉鋼筋時,應采用與柱交界面的組合彎矩設計值,并應計入受壓鋼筋。計算梁端相對受壓區高度時,宜按梁端截面實際受拉和受壓鋼筋面積進行計算。
    梁端底面和頂面縱向鋼筋的比值,同樣對梁的變形能力有較大影響。梁端底面的鋼筋可增加負彎矩時的塑性轉動能力,還能防止在地震中梁底出現正彎矩時過早屈服或破壞過重,從而影響承載力和變形能力的正常發揮。
    根據試驗和震害經驗,梁端的破壞主要集中于(1.5~2.0)倍梁高的長度范圍內;當箍筋間距小于6d~8d(d為縱向鋼筋直徑)時,混凝土壓潰前受壓鋼筋一般不致壓屈,延性較好。因此規定了箍筋加密區的最小長度,限制了箍筋最大肢距;當縱向受拉鋼筋的配筋率超過2%時.箍筋的最小直徑相應增大。
    本次修訂,將梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不大于2.5%的要求,由強制性改為非強制性,移到6.3.4條.還提高了框架結構梁的縱向受力鋼筋伸入節點的握裹要求。
     

    6.3.5 本次修訂,根據汶川地震的經驗,對一,二、三級且層數超過2層的房屋.增大了柱截面最小尺寸的要求,以有利于實現“強柱弱梁”。


    6. 3. 6 限值框架柱的軸壓比主要是為了保證柱的塑性變形能力和保證框架的抗倒塌能力?拐鹪O計時,除了預計不可能進入屈服的柱外,通常希望框架柱最終為大偏心受壓破壞。由于軸壓比直接影響柱的截面設計,2001規范仍以89規范的限值為依據,根據不同情況進行適當調整,同時控制軸壓比最大值。在框架-抗震墻、板柱-抗震墻及筒體結構中,框架屬于第二道防線,其中框架的柱與框架結構的柱相比,其重要性相對較低,為此可以適當增大軸壓比限值。本次修訂,將框架結構的軸壓比限值減小了0.05,框架-抗震墻、板柱-抗震墻及筒體中三級框架的柱的軸壓比限值也減小了0.05,增加了四級框架的柱的軸壓比限值。
    利用箍筋對混凝土進行約束,可以提高混凝土的軸心抗壓強度和混凝土的受壓極限變形能力。但在計算柱的軸壓比時,仍取無箍筋約束的混凝土的軸心抗壓強度設計值,不考慮箍筋約束對混凝土軸心抗壓強度的提高作用。
    我國清華大學研究成果和日本AIJ鋼筋混凝土房屋設計指南都提出,考慮箍筋對混凝土的約束作用時,復合箍筋肢距不宜大于200mm,箍筋間距不宜大于100mm,箍筋直徑不宜小于10mm的構造要求。參考美國ACI資料,考慮螺旋箍筋對混凝土的約束作用時,箍筋直徑不宜小于10mm,凈螺距不宜大于75mm。為便于施工,采用螺旋間距不大于100mm,箍筋直徑不小于12mm。矩形截面柱采用連續矩形復合螺旋箍是一種非常有效的提高延性的措施,這已被西安建筑科技大學的試驗研究所證實。根據日本川鐵株式會社1998年發表的試驗報告,相同柱截面、相同配筋、配箍率、箍距及箍筋肢距,采用連續復合螺旋箍比一般復合箍筋可提高柱的極限變形角25%。采用連續復合矩形螺旋箍可按圓形復合螺旋箍對待。用上述方法提高柱的軸壓比后,應按增大的軸壓比由本規范表6.3.9確定配箍量,且沿柱全高采用相同的配箍特征值。

    試驗研究和工程經驗都證明,在矩形或圓形截面柱內設置矩形核芯柱,不但可以提高柱的受壓承載力,還可以提高柱的變形能力。在壓、彎、剪作用下,當柱出現彎、剪裂縫,在大變形情況下芯柱可以有效地減小柱的壓縮,保持柱的外形和截面承載力,特別對于承受高軸壓的短柱,更有利于提高變形能力,延緩倒塌。為了便于梁筋通過,芯柱邊長不宜小于柱邊長或直徑的1/3,且不宜小于250mm(圖16)。
     

    6.3.7、6.3.8 柱縱向鋼筋的最小總配筋率,89規范的比78規范有所提高,但仍偏低,很多情況小于非抗震配筋率,2001規范適當調整。本次修訂,提高了框架結構中柱和邊柱縱向鋼筋的最小總配筋率的要求。隨著高強鋼筋和高強混凝土的使用,最小縱向鋼筋的配筋率要求,將隨混凝土強度和鋼筋的強度而有所變化,但表中的數據是最低的要求,必須滿足。
    當框架柱在地震作用組合下處于小偏心受拉狀態時,柱的縱筋總截面面積應比計算值增加25%,是為了避免柱的受拉縱筋屈服后再受壓時,由于包興格效應導致縱筋壓屈。
     

    6.3.9 框架柱的彈塑性變形能力,主要與柱的軸壓比和箍筋對混凝土的約束程度有關。為了具有大體上相同的變形能力,軸壓比大的柱,要求的箍筋約束程度高。箍筋對混凝土的約束程度,主要與箍筋形式、體積配箍率、箍筋抗拉強度以及混凝土軸心抗壓強度等因素有關,而體積配箍率、箍筋強度及混凝土強度三者又可以用配箍特征值表示,配箍特征值相同時,螺旋箍、復合螺旋箍及連續復合螺旋箍的約束程度,比普通箍和復合箍對混凝土的約束更好。因此,規范規定,軸壓比大的柱,其配箍特征值大于軸壓比低的柱;軸壓比相同的柱,采用普通箍或復合箍時的配箍特征值,大于采用螺旋箍、復合螺旋箍或連續復合螺旋箍時的配箍特征值。
    89規范的體積配箍率,是在配箍特征值基礎上,對箍筋抗拉強度和混凝土軸心抗壓強度的關系做了一定簡化得到的,僅適用于混凝土強度在C35以下和HPB235級鋼箍筋。2001規范直接給出配箍特征值,能夠經濟合理地反映箍筋對混凝土的約束作用。為了避免配箍率過小,2001規范還規定了最小體積配箍率。
    普通箍筋的體積配箍率隨軸壓比增大而增加的對應關系舉例如下:采用符合抗震性能要求的HRB335級鋼筋且混凝土強度等級大于C35時,一、二、三級軸壓比分別小于0.6、0.5和0.4時,體積配箍率取正文中的最小值——分別為0.8%、0.6%和0.4%,軸壓比分別超過0.6、0.5和0.4但在最大軸壓比范圍內,軸壓比每增加0.1,體積配箍率增加0.02(fc/fy)≈0.0011(fc/16.7);超過最大軸壓比范圍,軸壓比每增加0.1,體積配箍率增加0.03(fc/fy)=0.0001fc。
    本次修訂,刪除了89規范和2001規范關于復合箍應扣除重疊部分箍筋體積的規定,因重疊部分對混凝土的約束情況比較復雜,如何換算有待進一步研究;箍筋的強度也不限制在標準值400MPa以內。四級框架柱的箍筋加密區的最小體積配箍特征值,與三級框架柱相同。
    對于封閉箍筋與兩端為135°彎鉤的拉筋組成的復合箍,約束效果最好的是拉筋同時鉤住主筋和箍筋,其次是拉筋緊靠縱向鋼筋并勾住箍筋;當拉筋間距符合箍筋肢距的要求,縱筋與箍筋有可靠拉結時,拉筋也可緊靠箍筋并勾住縱筋。
    考慮到框架柱在層高范圍內剪力不變及可能的扭轉影響,為避免箍筋非加密區的受剪能力突然降低很多,導致柱的中段破壞,對非加密區的最小箍筋量也作了規定。
    箍筋類別參見圖17。

    `

    6. 3.10 為使框架的梁柱縱向鋼筋有可靠的錨固條件,框架梁柱節點核芯區的混凝土要具有良好的約束?紤]到核芯區內箍筋的作用與柱端有所不同,其構造要求與柱端有所區別。

    6.4 抗震墻結構的基本抗震構造措施

    6.4.1 本次修訂,將墻厚與層高之比的要求,由“應”改為“宜”,并增加無支長度的相應規定。無端柱或翼墻是指墻的兩端(不包括洞口兩側)為一字形的矩形截面。
    試驗表明,有邊緣構件約束的矩形截面抗震墻與無邊緣構件約束的矩形截面抗震墻相比,極限承載力約提高40%,極限層間位移角約增加一倍,對地震能量的消耗能力增大20%左右,且有利于墻板的穩定。對一、二級抗震墻底部加強部位,當無端柱或翼墻時,墻厚需適當增加。
     

    6.4.2 本次修訂,將抗震墻的軸壓比控制范圍,由一、二級擴大到三級,由底部加強部位擴大到全高。計算墻肢軸壓力設計值時,不計入地震作用組合,但應取分項系數1.2。
     

    6.4.3 抗震墻,包括抗震墻結構、框架-抗震墻結構、板柱-抗震墻結構及筒體結構中的抗震墻,是這些結構體系的主要抗側力構件。在強制性條文中,納入了關于墻體分布鋼筋數量控制的最低要求。
    美國ACI 318規定,當抗震結構墻的設計剪力小于(Acv為腹板截面面積,該設計剪力對應的剪壓比小于0.02)時,腹板的豎向分布鋼筋允許降到同非抗震的要求。因此,本次修訂,四級抗震墻的剪壓比低于上述數值時,豎向分布筋允許按不小于0.15%控制。
    對框支結構,抗震墻的底部加強部位受力很大,其分布鋼筋應高于一般抗震墻的要求。通過在這些部位增加豎向鋼筋和橫向的分布鋼筋,提高墻體開裂后的變形能力,以避免脆性剪切破壞,改善整個結構的抗震性能。
    本次修訂,將鋼筋最大間距和最小直徑的規定,移至本規范第6.4.4條。
     

    6.4.4 本條包括2001規范第6.4.2條、6.4.4條的內容和部分6.4.3條的內容,對抗震墻分布鋼筋的最大間距和最小直徑作了調整。
     

    6.4.5 對于開洞的抗震墻即聯肢墻,強震作用下合理的破壞過程應當是連梁首先屈服,然后墻肢的底部鋼筋屈服、形成塑性鉸?拐饓χ乃苄宰冃文芰涂沟卣鸬顾芰,除了與縱向配筋有關外,還與截面形狀、截面相對受壓區高度或軸壓比、墻兩端的約束范圍、約束范圍內的箍筋配箍特征值有關。當截面相對受壓區高度或軸壓比較小時,即使不設約束邊緣構件,抗震墻也具有較好的延性和耗能能力。當截面相對受壓區高度或軸壓比大到一定值時,就需設置約束邊緣構件,使墻肢端部成為箍筋約束混凝土,具有較大的受壓變形能力。當軸壓比更大時,即使設置約束邊緣構件,在強烈地震作用下,抗震墻有可能壓潰、喪失承擔豎向荷載的能力。因此,2001規范規定了一、二級抗震墻在重力荷載代表值作用下的軸壓比限值;當墻底截面的軸壓比超過一定值時,底部加強部位墻的兩端及洞口兩側應設置約束邊緣構件,使底部加強部位有良好的延性和耗能能力;考慮到底部加強部位以上相鄰層的抗震墻,其軸壓比可能仍較大,將約束邊緣構件向上延伸一層;還規定了構造邊緣構件和約束邊緣構件的具體構造要求。
    本次修訂的主要內容是:
    1 將設置約束邊緣構件的要求擴大至三級抗震墻。
    2 約束邊緣構件的尺寸及其配箍特征值,根據軸壓比的大小確定。當墻體的水平分布鋼筋滿足錨固要求且水平分布鋼筋之間設置足夠的拉筋形成復合箍時,約束邊緣構件的體積配箍率可計入分布筋,考慮水平筋同時為抗剪受力鋼筋,且豎向間距往往大于約束邊緣構件的箍筋間距,需要另增一道封閉箍筋,故計入的水平分布鋼筋的配箍特征值不宜大于0.3倍總配箍特征值。
    3 對于底部加強區以上的一般部位,帶翼墻時構造邊緣構件的總長度改為與矩形端相同,即不小于墻厚和400mm;轉角墻在內側改為不小于200mm。在加強部位與一般部位的過渡區(可大體取加強部位以上與加強部位的高度相同的范圍),邊緣構件的長度需逐步過渡。
     

    6.4.6 當抗震墻的墻肢長度不大于墻厚的3倍時,要求應按柱的有關要求進行設計。本次修訂,降低了小墻肢的箍筋全高加密的要求。
     

    6.4.7 高連梁設置水平縫,使一根連梁成為大跨高比的兩根或多根連梁,其破壞形態從剪切破壞變為彎曲破壞。

    6.5 框架-抗震墻結構的基本抗震構造措施

    6.5.1 框架-抗震墻結構中的抗震墻,是作為該結構體系第一道防線的主要的抗側力構件,需要比一般的抗震墻有所加強。
    其抗震墻通常有兩種布置方式:一種是抗震墻與框架分開,抗震墻圍成筒,墻的兩端沒有柱;另一種是抗震墻嵌入框架內,有端柱、有邊框梁,成為帶邊框抗震墻。第一種情況的抗震墻,與抗震墻結構中的抗震墻、筒體結構中的核心筒或內筒墻體區別不大。對于第二種情況的抗震墻,如果梁的寬度大于墻的厚度,則每一層的抗震墻有可能成為高寬比小的矮墻,強震作用下發生剪切破壞,同時,抗震墻給柱端施加很大的剪力,使柱端剪壞,這對抗地震倒塌是非常不利的。2005年,日本完成了一個1/3比例的6層2跨、3開間的框架-抗震墻結構模型的振動臺試驗,抗震墻嵌入框架內。最后,首層抗震墻剪切破壞,抗震墻的端柱剪壞,首層其他柱的兩端出塑性鉸,首層倒塌。2006年,日本完成了一個足尺的6層2跨、3開間的框架-抗震墻結構模型的振動臺試驗。與1/3比例的模型相比,除了模型比例不同外,嵌入框架內的抗震墻采用開縫墻。最后,首層開縫墻出現彎曲破壞和剪切斜裂縫,沒有出現首層倒塌的破壞現象。
    本次修訂,對墻厚與層高之比的要求,由“應”改為“宜”;對于有端柱的情況,不要求一定設置邊框梁。
     

    6.5.2 本次修訂,增加了抗震墻分布鋼筋的最小直徑和最大間距的規定,拉筋具體配置方式的規定可參照本規范第6.4.4條。
     

    6.5.3 樓面梁與抗震墻平面外連接,主要出現在抗震墻與框架分開布置的情況。試驗表明,在往復荷載作用下,錨固在墻內的梁的縱筋有可能產生滑移,與梁連接的墻面混凝土有可能拉脫。
     

    6.5.4 少墻框架結構中抗震墻的地位不同于框架-抗震墻,不需要按本節的規定設計其抗震墻。

    6.6 板柱-抗震墻結構抗震設計要求

    6.6.2 規定了板柱-抗震墻結構中抗震墻的最小厚度;放松了樓、電梯洞口周邊設置邊框梁的要求。按柱縱筋直徑16倍控制托板或柱帽根部的厚度是為了保證板柱節點的抗彎剛度。
     

    6.6.3 本次修訂,對高度不超過12m的板柱-抗震墻結構,放松抗震墻所承擔的地震剪力的要求;新增板柱節點沖切承載力的抗震驗算要求。
    無柱帽平板在柱上板帶中按本規范要求設置構造暗梁時,不可把平板作為有邊梁的雙向板進行設計。
     

    6.6.4 為了防止強震作用下樓板脫落,穿過柱截面的板底兩個方向鋼筋的受拉承載力應滿足該層樓板重力荷載代表值作用下的柱軸壓力設計值。試驗研究表明,抗剪栓釘的抗沖切效果優于抗沖切鋼筋。

    6.7 筒體結構抗震設計要求

    6.7.1 本條新增框架-核心筒結構框架部分地震剪力的要求,以避免外框太弱?蚣-核心筒結構框架部分的地震剪力應同時滿足本條與第6.2.13條的規定。
    框架-核心筒結構的核心筒與周邊框架之間采用梁板結構時,各層梁對核心筒有一定的約束,可不設加強層,梁與核心筒連接應避開核心筒的連梁。當樓層采用平板結構且核心筒較柔,在地震作用下不能滿足變形要求,或筒體由于受彎產生拉力時,宜設置加強層,其部位應結合建筑功能設置。為了避免加強層周邊框架柱在地震作用下由于強梁帶來的不利影響,加強層的大梁或桁架與周邊框架不宜剛性連接。9度時不應采用加強層。核心筒的軸向壓縮及外框架的豎向溫度變形對加強層產生附加內力,在加強層與周邊框架柱之間采取后澆連接及有效的外保溫措施是必要的。
    筒中筒結構的外筒可采取下列措施提高延性:
    1 采用非結構幕墻。當采用鋼筋混凝土裙墻時,可在裙墻與柱連接處設置受剪控制縫。
    2 外筒為壁式筒體時,在裙墻與窗間墻連接處設置受剪控制縫,外筒按聯肢抗震墻設計;三級的壁式筒體可按壁式框架設計,但壁式框架柱除滿足計算要求外,尚需滿足本章第6.4.5條的構造要求;支承大梁的壁式筒體在大梁支座宜設置壁柱,一級時,由壁柱承擔大梁傳來的全部軸力,但驗算軸壓比時仍取全部截面。
    3 受剪控制縫的構造如圖18所示。

    6.7.2 框架-核心筒結構的核心筒、筒中筒結構的內筒,都是由、抗震墻組成的,也都是結構的主要抗側力豎向構件,其抗震構造措施應符合本章第6.4節和第6.5節的規定,包括墻的最小厚度、分布鋼筋的配置、軸壓比限值、邊緣構件的要求等,以使筒體具有足夠大的抗震能力。
    框架-核心筒結構的框架較弱,宜加強核心筒的抗震能力;核心筒連梁的跨高比一般較小,墻的整體作用較強。因此,核心筒角部的抗震構造措施予以加強。
     

    6.7.4 試驗表明,跨高比小的連梁配置斜向交叉暗柱,可以改善其的抗剪性能,但施工比較困難,本次修訂,將2001規范設置交叉暗柱、交叉構造鋼筋的要求,由“宜”改為“可”。

     

    7.1.1 考慮到黏土磚被限用,本章的適用范圍由黏土磚砌體改為各類磚砌體,包括非黏土燒結磚、蒸壓磚砌體,并增加混凝土類磚,該類磚已有產品國標。對非黏土燒結磚和蒸壓磚,仍按2001規范的規定依據其抗剪強度區別對待。
    對于配筋混凝土小砌塊承重房屋的抗震設計,仍然在本規范的附錄F中予以規定。
    本次修訂,明確本章的規定,原則上也可用于單層非空曠砌體房屋的抗震設計。
    砌體結構房屋抗震設計的適用范圍,隨國家經濟的發展而不斷改變。89規范刪去了“底部內框架磚房”的結構形式;2001規范刪去了混凝土中型砌塊和粉煤灰中型砌塊的規定,并將“內框架磚房”限制于多排柱內框架;本次修訂,考慮到“內框架磚房”已很少使用且抗震性能較低,取消了相關內容。
     

    7.1.2 砌體房屋的高度限制,是十分敏感且深受關注的規定;谄鲶w材料的脆性性質和震害經驗,限制其層數和高度是主要的抗震措施。
    多層磚房的抗震能力,除依賴于橫墻間距、磚和砂漿強度等級、結構的整體性和施工質量等因素外,還與房屋的總高度有直接的聯系。
    歷次地震的宏觀調查資料說明:二、三層磚房在不同烈度區的震害,比四、五層的震害輕得多,六層及六層以上的磚房在地震時震害明顯加重。海城和唐山地震中,相鄰的磚房,四、五層的比二、三層的破壞嚴重,倒塌的百分比亦高得多。
    國外在地震區對磚結構房屋的高度限制較嚴。不少國家在7度及以上地震區不允許采用無筋磚結構,前蘇聯等國對配筋和無筋磚結構的高度和層數作了相應的限制。結合我國具體情況,砌體房屋的高度限制是指設置了構造柱的房屋高度。
    多層砌塊房屋的總高度限制,主要是依據計算分析、部分震害調查和足尺模型試驗,并參照多層磚房確定的。
    2008局部修訂時,補充了屬于乙類的多層砌體結構房屋按當地設防烈度查表7.1.2的高度和層數控制要求。本條在2008年局部修訂基礎上作下列變動:
    1 偏于安全,6度的普通磚砌體房屋的高度和層數適當降低。
    2 明確補充規定了7度(0.15g)和8度(0.30g)的高度和層數限值。
    3 底部框架-抗震墻砌體房屋,不允許用于乙類建筑和8度(0.3g)的丙類建筑。表7.1.2中底部框架-抗震墻砌體房屋的最小砌體墻厚系指上部砌體房屋部分。
    4 橫墻較少的房屋,按規定的措施加強后,總層數和總高度不變的適用范圍,比2001規范有所調整:擴大到丙類建筑;根據橫墻較少磚砌體房屋的試設計結果,當磚墻厚度為240mm時,7度(0.1g和0.15g)縱橫墻計算承載力基本滿足;8度(0.2g)六層時縱墻承載力大多不能滿足,五層時部分縱墻承載力不滿足;8度(0.3g)五層時縱橫墻承載力均不能滿足要求。
    故本次修訂,規定僅6、7度時允許總層數和總高度不降低。
    5 補充了橫墻很少的多層砌體房屋的定義。對各層橫墻很少的多層砌體房屋,其總層數應比橫墻較少時再減少一層,由于層高的限值,總高度也有所降低。
    需要注意:
    表7.1.2的注2表明,房屋高度按有效數字控制。當室內外高差不大于0.6m時,房屋總高度限值按表中數據的有效數字控制,則意味著可比表中數據增加0.4m;當室內外高差大于0.6m時,雖然房屋總高度允許比表中的數據增加不多于1.0m,實際上其增加量只能少于0.4m。
    坡屋面閣樓層一般仍需計入房屋總高度和層數;但屬于本規范第5.2.4條規定的出屋面小建筑范圍時,不計入層數和高度的控制范圍。斜屋面下的“小建筑”通常按實際有效使用面積或重力荷載代表值小于頂層30%控制。
    對于半地下室和全地下室的嵌固條件,仍與2001規范相同。
     

    7.1.3 本條在2008局部修訂中作了修改,以適應教學樓等需要層高3.9m的使用要求。約束砌體,大體上指間距接近層高的構造柱與圈梁組成的砌體、同時拉結網片符合相應的構造要求,可參見本規范范第7.3.14、7.5.4、7.5.5條等。
    對于采用約束砌體抗震墻的底框房屋,根據試設計結果,底層的層高也比2001規范有所減少。
     

    7.1.4 若砌體房屋考慮整體彎曲進行驗算,目前的方法即使在7度時,超過三層就不滿足要求,與大量的地震宏觀調查結果不符。實際上,多層砌體房屋一般可以不做整體彎曲驗算,但為了保證房屋的穩定性,限制了其高寬比。
     

    7.1.5 多層砌體房屋的橫向地震力主要由橫墻承擔,地震中橫墻間距大小對房屋倒塌影響很大,不僅橫墻需具有足夠的承載力,而且樓蓋須具有傳遞地震力給橫墻的水平剛度,本條規定是為了滿足樓蓋對傳遞水平地震力所需的剛度要求。
    對于多層磚房,歷來均沿用78規范的規定;對砌塊房屋則參照多層磚房給出,且不宜采用木樓、屋蓋。
    縱墻承重的房屋,橫墻間距同樣應滿足本條規定。
    地震中,橫墻間距大小對房屋倒塌影響很大,本次修訂,考慮到原規定的抗震橫墻最大間距在實際工程中一般也不需要這么大,故減小(2~3)m。
    鑒于基本不采用木樓蓋,將“木樓、屋蓋”改為“木屋蓋”。
    多層砌體房屋頂層的橫墻最大間距,在采用鋼筋混凝土屋蓋時允許適當放寬,大致指大房間平面長寬比不大于2.5,最大抗震橫墻間距不超過表7.1.5中數值的1.4倍及18m。此時,抗震橫墻除應滿足抗震承載力計算要求外,相應的構造柱需要加強并至少向下延伸一層。
     

    7.1.6 砌體房屋局部尺寸的限制,在于防止因這些部位的失效,而造成整棟結構的破壞甚至倒塌,本條系根據地震區的宏觀調查資料分析規定的,如采用另增設構造柱等措施,可適當放寬。本
    次修訂進一步明確了尺寸不足的小墻段的最小值限制。
    外墻盡端指,建筑物平面凸角處(不包括外墻總長的中部局部凸折處)的外墻端頭,以及建筑物平面凹角處(不包括外墻總長的中部局部凹折處)未與內墻相連的外墻端頭。
     

    7.1.7 本條對多層砌體房屋的建筑布置和結構體系作了較詳細的規定,是對本規范第3章關于建筑結構規則布置的補充。
    根據歷次地震調查統計,縱墻承重的結構布置方案,因橫向支承較少,縱墻較易受彎曲破壞而導致倒塌,為此,要優先采用橫墻承重的結構布置方案。
    縱橫墻均勻對稱布置,可使各墻垛受力基本相同,避免薄弱部位的破壞。
    震害調查表明,不設防震縫造成的房屋破壞,一般多只是局部的,在7度和8度地區,一些平面較復雜的一、二層房屋,其震害與平面規則的同類房屋相比,并無明顯的差別,同時,考慮到設置防震縫所耗的投資較多,所以89規范以來,對設置防震縫的要求比78規范有所放寬。
    樓梯間墻體缺少各層樓板的側向支承,有時還因為樓梯踏步削弱樓梯間的墻體,尤其是樓梯間頂層,墻體有一層半樓層的高度,震害加重。因此,在建筑布置時盡量不設在盡端,或對盡端開間采取專門的加強措施。
    本次修訂,除按2008年局部修訂外,有關煙道、預制挑檐板移入第13章。對建筑結構體系的規則性增加了下列要求:
    1 為保證房屋縱向的抗震能力,并根據本規范第3.5.3條兩個主軸方向振動特性不宜相差過大的要求,規定多層砌體的縱橫向墻體數量不宜相差過大,在房屋寬度的中部(約1/3寬度范圍)應有內縱墻,且多道內縱墻開洞后累計長度不宜小于房屋縱向長度的60%。“宜”表示,當房屋層數很少時,還可比60%適當放寬。
    2 避免采用混凝土墻與砌體墻混合承重的體系,防止不同材料性能的墻體被各個擊破。
    3 房屋轉角處不應設窗,避免局部破壞嚴重。
    4 根據汶川地震的經驗,外縱墻體開洞率不應過大,宜按55%左右控制。
    5 明確砌體結構的樓板外輪廓、開大洞、較大錯層等不規則的劃分,以及設計要求?紤]到砌體墻的抗震性能不及混凝土墻,相應的不規則界限比混凝土結構有所加嚴。
    6 本條規定同一軸線(直線或弧線)上的窗間墻寬度宜均勻,包括與同一直線或弧線上墻段平行錯位凈距離不超過2倍墻厚的墻段上的窗間墻(此時錯位處兩墻段之間連接墻的厚度不應小于外墻厚度)。
     

    7.1.8 本次修訂,將2001規范“基本對齊”明確為“除樓梯間附近的個別墻段外”,并明確上部砌體側向剛度應計入構造柱影響的要求。
    底層采用砌體抗震墻的情況,僅允許用于6度設防時,且明確應采用約束砌體加強,但不應采用約束多孔磚砌體,有關的構造要求見本章第7.5節;6、7度時,也允許采用配筋小砌塊墻體。還需注意,砌體抗震墻應對稱布置,避免或減少扭轉效應,不作為抗震墻的砌體墻,應按填充墻處理,施工時后砌。底部抗震墻的基礎,不限定具體的基礎形式,明確為“整體性好的基礎”。
     

    7.1.9 底部框架-抗震墻房屋的鋼筋混凝土結構部分,其抗震要求原則上均應符合本規范第6章的要求,抗震等級與鋼筋混凝土結構的框支層相當。但考慮到底部框架-抗震墻房屋高度較低,底部的鋼筋混凝土抗震墻應按低矮墻或開豎縫設計,構造上有所區別。

    7.2 計算要點

    7.2.1 砌體房屋層數不多,剛度沿高度分布一般比較均勻,并以剪切變形為主,因此可采用底部剪力法計算。底部框架-抗震墻房屋屬于豎向不規則結構,層數不多,仍可采用底部剪力法簡化計算,但應考慮一系列的地震作用效應調整,使之較符合實際。
    自承重墻體(如橫墻承重方案中的縱墻等),如按常規方法進行抗震驗算,往往比承重墻還要厚,但抗震安全性的要求可以考慮降低,為此,利用γRE適當調整。
     

    7.2.2 根據一般的設計經驗,抗震驗算時,只需對縱、橫向的不利墻段進行截面驗算,不利墻段為:①承擔地震作用較大的;②豎向壓應力較小的;③局部截面較小的墻段。
     

    7.2.3 在樓層各墻段間進行地震剪力的分配和截面驗算時,根據層間墻段的不同高寬比(一般墻段和門窗洞邊的小墻段,高寬比按本條“注”的方法分別計算),分別按剪切或彎剪變形同時考慮,較符合實際情況。
    砌體的墻段按門窗洞口劃分、小開口墻等效剛度的計算方法等內容同2001規范。
    本次修訂明確,關于開洞率的定義及適用范圍,系參照原行業標準《設置鋼筋混凝土構造柱多層磚房抗震技術規程》JGJ/T13的相關內容得到的,該表僅適用于帶構造柱的小開口墻段。
    當本層門窗過梁及以上墻體的合計高度小于層高的20%時,洞口兩側應分為不同的墻段。
     

    7.2.4、7.2.5 底部框架-抗震墻砌體房屋是我國現階段經濟條件下特有的一種結構。強烈地震的震害表明,這類房屋設計不合理時,其底部可能發生變形集中,出現較大的側移而破壞,甚至坍塌。近十多年來,各地進行了許多試驗研究和分析計算,對這類結構有進一步的認識。但總體上仍需持謹慎的態度。其抗震計算上需注意:
    1 繼續保持2001規范對底層框架-抗震墻砌體房屋地震作用效應調整的要求。按第二層與底層側移剛度的比例相應地增大底層的地震剪力,比例越大,增加越多,以減少底層的薄弱程度。通常,增大系數可依據剛度比用線性插值法近似確定。
    底層框架-抗震墻砌體房屋,二層以上全部為砌體墻承重結構,僅底層為框架-抗震墻結構,水平地震剪力要根據對應的單層的框架-抗震墻結構中各構件的側移剛度比例,并考慮塑性內力重分布來分配。
    作用于房屋二層以上的各樓層水平地震力對底層引起的傾覆力矩,將使底層抗震墻產生附加彎矩,并使底層框架柱產生附加軸力。傾覆力矩引起構件變形的性質與水平剪力不同,本次修訂,考慮實際運算的可操作性,近似地將傾覆力矩在底層框架和抗震墻之間按它們的有效側移剛度比例分配。需注意,框架部分的傾覆力矩近似按有效側向剛度分配計算,所承擔的傾覆力矩略偏少。
    2 底部兩層框架-抗震墻砌體房屋的地震作用效應調整原則,同底層框架-抗震墻砌體房屋。
    3 該類房屋底部托墻梁在抗震設計中的組合彎矩計算方法:
    考慮到大震時墻體嚴重開裂,托墻梁與非抗震的墻梁受力狀態有所差異,當按靜力的方法考慮兩端框架柱落地的托梁與上部墻體組合作用時,若計算系數不變會導致不安全,應調整計算參數。作為簡化計算,偏于安全,在托墻梁上部各層墻體不開洞和跨中1/3范圍內開一個洞口的情況,也可采用折減荷載的方法:
    托墻梁彎矩計算時,由重力荷載代表值產生的彎矩,四層以下全部計入組合,四層以上可有所折減,取不小于四層的數值計入組合;對托墻梁剪力計算時,由重力荷載產生的剪力不折減。
    4 本次修訂,增加考慮樓蓋平面內變形影響的要求。
     

    7.2.6 砌體材料抗震強度設計值的計算,繼續保持89規范的規定:
    地震作用下砌體材料的強度指標,因不同于靜力,宜單獨給出。其中磚砌體強度是按震害調查資料綜合估算并參照部分試驗給出的,砌塊砌體強度則依據試驗。為了方便,當前仍繼續沿用靜力指標。但是,強度設計值和標準值的關系則是針對抗震設計的特點按《統一標準》可靠度分析得到的,并采用調整靜強度設計值的形式。
    關于砌體結構抗剪承載力的計算,有兩種半理論半經驗的方法——主拉和剪摩。在砂漿等級>M2.5且在1<σ0/fv≤4時,兩種方法結果相近。本規范采用正應力影響系數的形式,將兩種方法用同樣的表達方式給出。
    對磚砌體,此系數與89規范相同,繼續沿用78規范的方法,采用在震害統計基礎上的主拉公式得到,以保持規范的延續性:

    對于混凝土小砌塊砌體,其fv較低,σ0/fv相對較大,兩種方法差異也大,震害經驗又較少,根據試驗資料,正應力影響系數由剪摩公式得到:

    本次修訂,根據砌體規范fv取值的變化,對表內數據作了調整,使fvE與σ0的函數關系基本不變。根據有關試驗資料,當σ0/fv≥16時,小砌塊砌體的正應力影響系數如仍按剪摩公式線性增加,則其值偏高,偏于不安全。因此當σ0/fv大于16時,小砌塊砌體的正應力影響系數都按σ0/fv=16時取3.92。
     

    7.2.7 繼續沿用了2001規范關于設置構造柱墻段抗震承載力驗算方法:
    一般情況下,構造柱仍不以顯式計入受剪承載力計算中,抗震承載力驗算的公式與89規范完全相同。
    當構造柱的截面和配筋滿足一定要求后,必要時可采用顯式計入墻段中部位置處構造柱對抗震承載力的提高作用。有關構造柱規程、地方規程和有關的資料,對計入構造柱承載力的計算方法有三種:其一,換算截面法,根據混凝土和砌體的彈性模量比折算,剛度和承載力均按同一比例換算,并忽略鋼筋的作用;其二,并聯疊加法,構造柱和砌體分別計算剛度和承載力,再將二者相加,構造柱的受剪承載力分別考慮了混凝土和鋼筋的承載力,砌體的受剪承載力還考慮了小間距構造柱的約束提高作用;其三,混合法,構造柱混凝土的承載力以換算,截面并入砌體截面計算受剪承載力,鋼筋的作用單獨計算后再疊加。在三種方法中,對承載力抗震調整系數γRE的取值各有不同。由于不同的方法均根據試驗成果引入不同的經驗修正系數,使計算結果彼此相差不大,但計算基本假定和概念在理論上不夠理想。
    收集了國內許多單位所進行的一系列兩端設置、中間設置1~3根構造柱及開洞磚墻體,并有不同截面、不同配筋、不同材料強度的試驗成果,通過累計百余個試驗結果的統計分析,結合混凝土構件抗剪計算方法,提出了抗震承載力簡化計算公式。此簡化公式的主要特點是:
    (1)墻段兩端的構造柱對承載力的影響,仍按89規范僅采用承載力抗震調整系數γRE反映其約束作用,忽略構造柱對墻段剛度的影響,仍按門窗洞口劃分墻段,使之與現行國家標準的方法有延續性。
    (2)引入中部構造柱參與工作系數及構造柱對墻體的約束修正系數,本次修訂時該系數取1.1時的構造柱間距由2001規范的不大于2.8m調整為3.0m,以和7.3.14條的構造措施相對應。
    (3)構造柱的承載力分別考慮了混凝土和鋼筋的抗剪作用,但不能隨意加大混凝土的截面和鋼筋的用量。
    (4)該公式是簡化方法,計算的結果與試驗結果相比偏于保守,供必要時利用。
    橫墻較少房屋及外縱墻的墻段計入其中部構造柱參與工作,抗震承載力可有所提高。
    磚砌體橫向配筋的抗剪驗算公式是根據試驗資料得到的。鋼筋的效應系數隨墻段高寬比在0.07~0.15之間變化,水平配筋的適用范圍是0.07%~0.17%。
    本次修訂,增加了同時考慮水平鋼筋和中部構造柱對墻體受剪承載力貢獻的簡化計算方法。
     

    7.2.8 混凝土小砌塊的驗算公式,系根據混凝土小砌塊技術規程的基礎資料,無芯柱時取γRE=1.0和(ζc=0.0,有芯柱時取γRE=0.9,按《統一標準》的原則要求分析得到的。
    2001規范修訂時進行了同時設置芯柱和構造柱的墻片試驗。
    結果發現,只要把式(7.2.8)的芯柱截面(120mm×120mm)用構造柱截面(如180mm×240mm)替代,芯柱鋼筋截面(如1Φ12)用構造柱鋼筋(如4Φ12)替代,則計算結果與試驗結果基本一致。于是,2001規范對式(7.2.8)的適用范圍作了調整,也適用于同時設置芯柱和構造柱的情況。
     

    7.2.9 底層框架-抗震墻房屋中采用磚砌體作為抗震墻時,磚墻和框架成為組合的抗側力構件,直接引用89規范在試驗和震害調查基礎上提出的抗側力磚填充墻的承載力計算方法。由磚抗震墻—
    周邊框架所承擔的地震作用,將通過周邊框架向下傳遞,故底層磚抗震墻周邊的框架柱還需考慮磚墻的附加軸向力和附加剪力。
    本次修訂,比2001版增加了底框房屋采用混凝土小砌塊的約束砌體抗震墻承載力驗算的內容。這類由混凝土邊框與約束砌體墻組成的抗震構件,在滿足上下層剛度比2.5的前提下,數量較少而需承擔全樓層100%的地震剪力(6度時約為全樓總重力的4%)。因此,雖然僅適用于6度設防,為判斷其安全性,仍應進行抗震驗算。

    7.3 多層磚砌體房屋抗震構造措施

    7.3.1、7.3.2 鋼筋混凝土構造柱在多層磚砌體結構中的應用,根據歷次大地震的經驗和大量試驗研究,得到了比較一致的結論,即:①構造柱能夠提高砌體的受剪承載力10%~30%左右,提高幅度與墻體高寬比、豎向壓力和開洞情況有關;②構造柱主要是對砌體起約束作用,使之有較高的變形能力;③構造柱應當設置在震害較重、連接構造比較薄弱和易于應力集中的部位。
    本次修訂繼續保持2001規范的規定,根據房屋的用途、結構部位、烈度和承擔地震作用的大小來設置構造柱。當房屋高度接近本規范表7.1.2的總高度和層數限值時,縱、橫墻中構造柱間距的要求不變。對較長的縱、橫墻需有構造柱來加強墻體的約束和抗倒塌能力。
    由于鋼筋混凝土構造柱的作用主要在于對墻體的約束,構造上截面不必很大,但需與各層縱橫墻的圈梁或現澆樓板連接,才能發揮約束作用。
    為保證鋼筋混凝土構造柱的施工質量,構造柱須有外露面。一般利用馬牙槎外露即可。
    當6、7度房屋的層數少于本規范表7.2.1規定時,如6度二、三層和7度二層且橫墻較多的丙類房屋,只要合理設計、施工質量好,在地震時可到達預期的設防目標,本規范對其構造柱設置未作強制性要求。注意到構造柱有利于提高砌體房屋抗地震倒塌能力,這些低層、小規模且設防烈度低的房屋,可根據具體條件和可能適當設置構造柱。
    2008年局部修訂時,增加了不規則平面的外墻對應轉角(凸角)處設置構造柱的要求;樓梯斜段上下端對應墻體處增加四根構造柱,與在樓梯間四角設置的構造柱合計有八根構造柱,再與本規范7.3.8條規定的樓層半高的鋼筋混凝土帶等可組成應急疏散安全島。
    本次修訂,在2008年局部修訂的基礎上作下列修改:
    ①文字修改,明確適用于各類磚砌體,包括蒸壓磚、燒結磚和混凝土磚。
    ②對橫墻很少的多層砌體房屋,明確按增加二層的層數設置構造柱。
    ③調整了6度設防時7層磚房的構造柱設置要求。
    ④提高了隔15m內橫墻與外縱墻交接處設置構造柱的要求,調整至12m;同時增加了樓梯間對應的另一側內橫墻與外縱墻交接處設置構造柱的要求。間隔12m和樓梯間相對的內外墻交接處的要求二者取一。
    ⑤增加了較大洞口的說明。對于內外墻交接處的外墻小墻段,其兩端存在較大洞口時,在內外墻交接處按規定設置構造柱,考慮到施工時難以在一個不大的墻段內設置三根構造柱,墻段兩端可不再設置構造柱,但小墻段的墻體需要加強,如拉結鋼筋網片通長設置,間距加密。
    ⑥原規定拉結筋每邊伸入墻內不小于1m,構造柱間距4m,中間只剩下2m無拉結筋。為加強下部樓層墻體的抗震性能,本次修訂將下部樓層構造柱間的拉結筋貫通,拉結筋與Φ4鋼筋在平面內點焊組成拉結網片,提高抗倒塌能力。
     

    7. 3.3、7.3.4 圈梁能增強房屋的整體性,提高房屋的抗震能力,是抗震的有效措施,本次修訂,提高了對樓層內橫墻圈梁間距的要求,以增強房屋的整體性能。
    74、78規范根據震害調查結果,明確現澆鋼筋混凝土樓蓋不需要設置圈梁。89規范和2001規范均規定,現澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓、屋蓋與墻體有可靠連接的房屋,允許不另設圈梁,但為加強砌體房屋的整體性,樓板沿抗震墻體周邊均應加強配筋并應與相應的構造柱鋼筋可靠連接。
    圈梁的截面和配筋等構造要求,與2001規范保持一致。
     

    7.3.5、7.3.6 砌體房屋樓、屋蓋的抗震構造要求,包括樓板擱置長度,樓板與圈梁、墻體的拉結,屋架(梁)與墻、柱的錨固、拉結等等,是保證樓、屋蓋與墻體整體性的重要措施。
    本次修訂,在2008年局部修訂的基礎上,提高了6~8度時預制板相互拉結的要求,同時取消了獨立磚柱的做法。在裝配式樓板伸入墻(梁)內長度的規定中,明確了硬架支模的做法(硬架支模的施工方法是:先架設梁或圈梁的模板,再將預制樓板支承在具有一定剛度的硬支架上,然后澆筑梁或圈梁、現澆疊合層等的混凝土)。
    組合砌體的定義見砌體設計規范。
     

    7.3.7 由于砌體材料的特性,較大的房間在地震中會加重破壞程度,需要局部加強墻體的連接構造要求。本次修訂,將拉結筋的長度改為通長,并明確為拉結網片。
     

    7.3.8 歷次地震震害表明,樓梯間由于比較空曠常常破壞嚴重,必須采取—系列有效措施。本條在2008年局部修訂時改為強制性條文。本次修訂增加8、9度時不應采用裝配式樓梯段的要求。
    突出屋頂的樓、電梯間,地震中受到較大的地震作用,因此在構造措施上也需要特別加強。
     

    7.3.9 坡屋頂與平屋頂相比,震害有明顯差別。硬山擱檁的做法不利于抗震,2001規范修訂提高了硬山擱檁的構造要求。屋架的支撐應保證屋架的縱向穩定。出入口處要加強屋蓋構件的連接和錨固,以防脫落傷人。
     

    7.3.10 砌體結構中的過梁應采用鋼筋混凝土過梁,本次修訂,明確不能采用磚過梁,不論是配筋還是無筋。
     

    7.3.11 預制的懸挑構件,特別是較大跨度時,需要加強與現澆構件的連接,以增強穩定性。本次修訂,對預制陽臺的限制有所加嚴。
     

    7.3.12 本次修訂,將2001規范第7.1.7條有關風道等非結構構件的規定移入第13章。
     

    7.3.13 房屋的同一獨立單元中,基礎底面最好處于同一標高,否則易因地面運動傳遞到基礎不同標高處而造成震害。如有困難時,則應設基礎圈梁并放坡逐步過渡,不宜有高差上的過大
    突變。
    對于軟弱地基上的房屋,按本規范第3章的原則,應在外墻及所有承重墻下設置基礎圈梁,以增強抵抗不均勻沉陷和加強房屋基礎部分的整體性。
     

    7.3.14 本條對應于本規范第7.1.2條第3款,2001規范規定為住宅類房屋,本次修訂擴大為所有丙類建筑中橫墻較少的多層砌體房屋(6、7度時)。對于橫墻間距大于4.2m的房間超過樓層總面積40%且房屋總高度和層數接近本章表7.1.2規定限值的砌體房屋,其抗震設計方法大致包括以下方面:
    (1)墻體的布置和開洞大小不妨礙縱橫墻的整體連接的要求;
    (2)樓、屋蓋結構采用現澆鋼筋混凝土板等加強整體性的構造要求;
    (3)增設滿足截面和配筋要求的鋼筋混凝土構造柱并控制其間距、在房屋底層和頂層沿樓層半高處設置現澆鋼筋混凝土帶,并增大配筋數量,以形成約束砌體墻段的要求;
    (4)按本規范7.2.7條第3款計入墻段中部鋼筋混凝土構造柱的承載力。
    本次修訂,根據試設計結果,要求橫墻較少時構造柱的間距,縱橫墻均不大于3m。

    7.4 多層砌塊房屋抗震構造措施

    7.4.1、7.4.2 為了增加混凝土小型空心砌塊砌體房屋的整體性和延性,提高其抗震能力,結合空心砌塊的特點,規定了在墻體的適當部位設置鋼筋混凝土芯柱的構造措施。這些芯柱設置要求均比磚房構造柱設置嚴格,且芯柱與墻體的連接要采用鋼筋網片。
    芯柱伸入室外地面下500mm,地下部分為磚砌體時,可采用類似于構造柱的方法。
    本次修訂,按多層磚房的本規范表7.3.1的要求,增加了樓、電梯間的芯柱或構造柱的布置要求;并補充9度的設置要求。砌塊房屋墻體交接處、墻體與構造柱、芯柱的連接,均要設鋼筋網片,保證連接的有效性。本次修訂,將原7.4.5條有關拉結鋼筋網片設置要求調整至本規范第7.4.2、7.4.3條中。要求拉結鋼筋網片沿墻體水平通長設置。為加強下部樓層墻體的抗震性能,將下部樓層墻體的拉結鋼筋網片沿墻高的間距加密,提高抗倒塌能力。
     

    7.4.3 本條規定了替代芯柱的構造柱的基本要求,與磚房的構造柱規定大致相同。小砌塊墻體在馬牙槎部位澆灌混凝土后,需形成無插筋的芯柱。
    試驗表明。在墻體交接處用構造柱代替芯柱,可較大程度地提高對砌塊砌體的約束能力,也為施工帶來方便。
     

    7.4.4 本次修訂,小砌塊房屋的圈梁設置位置的要求同磚砌體房屋,直接引用而不重復。
     

    7.4.5 根據振動臺模擬試驗的結果,作為砌塊房屋的層數和高度達到與普通磚房屋相同的加強措施之一,在房屋的底層和頂層,沿樓層半高處增設一道通長的現澆鋼筋混凝土帶,以增強結構抗震的整體性。
    本次修訂,補充了可采用槽形砌塊作為模板的做法,便于施工。
     

    7.4.6 本條為新增條文。與多層磚砌體橫墻較少的房屋一樣,當房屋高度和層數接近或達到本規范表7.1.2的規定限值,丙類建筑中橫墻較少的多層小砌塊房屋應滿足本章第7.3.14條的相關要求。本條對墻體中部替代增設構造柱的芯柱給出了具體規定。
     

    7.4.7 砌塊砌體房屋樓蓋、屋蓋、樓梯間、門窗過梁和基礎等的抗震構造要求,則基本上與多層磚房相同。其中,墻體的拉結構造,沿墻體豎向間距按砌塊模數修改。

    7.5 底部框架-抗震墻砌體房屋抗震構造措施

    7.5.1 總體上看,底部框架-抗震墻砌體房屋比多層砌體房屋抗震性能稍弱,因此構造柱的設置要求更嚴格。本次修訂,增加了上部為混凝土小砌塊砌體墻的相關要求。上部小砌塊墻體內代替芯柱的構造柱,考慮到模數的原因,構造柱截面不再加大。
     

    7.5.2 本條為新增條文。過渡層即與底部框架-抗震墻相鄰的上一砌體樓層,其在地震時破壞較重,因此,本次修訂將關于過渡層的要求集中在一條內敘述并予以特別加強。
    1 增加了過渡層墻體為混凝土小砌塊砌體墻時芯柱設置及插筋的要求。
    2 加強了過渡層構造柱或芯柱的設置間距要求。
    3 過渡層構造柱縱向鋼筋配置的最小要求,增加了6度時的加強要求,8度時考慮到構造柱縱筋根數與其截面的匹配性,統一取為4根。
    4 增加了過渡層墻體在窗臺標高處設置通長水平現澆鋼筋混凝土帶的要求;加強了墻體與構造柱或芯柱拉結措施。
    5 過渡層墻體開洞較大時,要求在洞口兩側增設構造柱或單孔芯柱。
    6 對于底部次梁轉換的情況,過渡層墻體應另外采取加強措施。
     

    7.5.3 底框房屋中的鋼筋混凝土抗震墻,是底部的主要抗側力構件,而且往往為低矮抗震墻。對其構造上提出了更為嚴格的要求,以加強抗震能力。
    由于底框中的混凝土抗震墻為帶邊框的抗震墻且總高度不超過二層,其邊緣構件只需要滿足構造邊緣構件的要求。
     

    7.5.4 對6度底層采用砌體抗震墻的底框房屋,補充了約束磚砌體抗震墻的構造要求,切實加強磚抗震墻的抗震能力,并在使用中不致隨意拆除更換。
     

    7.5.5 本條是新增的,主要適用于6度設防時上部為小砌塊墻體的底層框架-抗震墻砌體房屋。
     

    7.5.6 本條是新增的。規定底框房屋的框架柱不同于一般框架-抗震墻結構中的框架柱的要求,大體上接近框支柱的有關要求。柱的軸壓比、縱向鋼筋和箍筋要求,參照本規范第6章對框架結構柱的要求,同時箍筋全高加密。
     

    7.5.7 底部框架-抗震墻房屋的底部與上部各層的抗側力結構體系不同,為使樓蓋具有傳遞水平地震力的剛度,要求過渡層的底板為現澆鋼筋混凝土板。
    底部框架-抗震墻砌體房屋上部各層對樓蓋的要求,同多層磚房。
     

    7.5.8 底部框架的托墻梁是極其重要的受力構件,根據有關試驗資料和工程經驗,對其構造作了較多的規定。
     

    7.5.9 針對底框房屋在結構上的特殊性,提出了有別于一般多層房屋的材料強度等級要求。本次修訂,提高了過渡層砌筑砂漿強度等級的要求。

     

    8.1.1 本章主要適用于民用建筑,多層工業建筑不同于民用建筑的部分,由附錄H予以規定。用冷彎薄壁型鋼作為主要承重結構的房屋,構件截面較小,自重較輕,可不執行本章的規定。
    本章不適用于上層為鋼結構下層為鋼筋混凝土結構的混合型結構。對于混凝土核心筒—鋼框架混合結構,在美國主要用于非抗震設防區,且認為不宜大于150m。在日本,1992年建了兩幢,其高度分別為78m和107m,結合這兩項工程開展了一些研究,但并未推廣。據報道,日本規定采用這類體系要經建筑中心評定和建設大臣批準。
    我國自20世紀80年代在當時不設防的上海希爾頓酒店采用混合結構以來,應用較多,除大量應用于7度和6度地區外,也用于8度地區。由于這種體系主要由混凝土核心筒承擔地震作用,鋼框架和混凝土筒的側向剛度差異較大,國內對其抗震性能雖有一些研究,尚不夠完善。本次修訂,將混凝土核心筒-鋼框架結構做了一些原則性的規定,列入附錄G第G.2節中。
    本次修訂,將框架—偏心支撐(延性墻板)單列,有利于促進它的推廣應用。筒體和巨型框架以及框架-偏心支撐的適用最大高度,與國內現有建筑已達到的高度相比是保守的,需結合超限審查要求確定。AISC抗震規程對B、C等級(大致相當于我國0.10g及以下)的結構,不要求執行規定的抗震構造措施,明顯放寬。據此,對7度按設計基本地震加速度劃分。對8度也按設計基本地震加速度作了劃分。
     

    8.1.2 國外20世紀70年代及以前建造的高層鋼結構,高寬比較大的,如紐約世界貿易中心雙塔,為6.6,其他建筑很少超過此值的。注意到美國東部的地震烈度很小,《高層民用建筑鋼結構技術規程》JGJ 99據此對高寬比作了規定。本規范考慮到市場經濟發展的現實,在合理的前提下比高層鋼結構規程適當放寬高寬比要求。
    本次修訂,按《高層民用建筑鋼結構技術規程》JGJ 99增加了表注,規定了底部有大底盤的房屋高度的取法。
     

    8.1.3 將2001規范對不同烈度、不同層數所規定的“作用效應調整系數”和“抗震構造措施”共7種,調整、歸納、整理為四個不同的要求,稱之為抗震等級。2001規范以12層為界區分改為50m為界。對6度高度不超過50m的鋼結構,與2001規范相同,其“作用效應調整系數”和“抗震構造措施”可按非抗震設計執行。
    不同的抗震等級,體現不同的延性要求?山梃b國外相應的抗震規范,如歐洲Eurocode8、美國AISC、日本BCJ的高、中、低等延性要求的規定。而且,按抗震設計等能量的概念,當構件的承載力明顯提高,能滿足烈度高一度的地震作用的要求時,延性要求可適當降低,故允許降低其抗震等級。
    甲、乙類設防的建筑結構,其抗震設防標準的確定,按現行國家標準《建筑工程抗震設防分類標準》GB 50223的規定處理,不再重復。
     

    8.1.5 本次修訂,將2001規范的12層和烈度的劃分方法改為抗震等級劃分。所以本章對鋼結構房屋的抗震措施,一般以抗震等級區分。凡未注明的規定,則各種高度、各種烈度的鋼結構房屋均要遵守。
    本次修訂,補充了控制單跨框架結構適用范圍的要求。
     

    8.1.6 三、四級且高度不大于50m的鋼結構房屋宜優先采用交叉支撐,它可按拉桿設計,較經濟。若采用受壓支撐,其長細比及板件寬厚比應符合有關規定。
    大量研究表明,偏心支撐具有彈性階段剛度接近中心支撐框架,彈塑性階段的延性和消能能力接近于延性框架的特點,是一種良好的抗震結構。常用的偏心支撐形式如圖19所示。

    偏心支撐框架的設計原則是強柱、強支撐和弱消能梁段,即在大震時消能梁段屈服形成塑性鉸,且具有穩定的滯回性能,即使消能梁段進入應變硬化階段,支撐斜桿、柱和其余梁段仍保持彈性。因此,每根斜桿只能在一端與消能梁段連接,若兩端均與消能梁段相連,則可能一端的消能梁段屈服,另一端消能梁段不屈服,使偏心支撐的承載力和消能能力降低。
    本次修訂,考慮了設置屈曲約束支撐框架的情況。屈曲約束支撐是由芯材、約束芯材屈曲的套管和位于芯材和套管間的無粘結材料及填充材料組成的一種支撐構件。這是一種受拉時同普通支撐而受壓時承載力與受拉時相當且具有某種消能機制的支撐,采用單斜桿布置時宜成對設置。屈曲約束支撐在多遇地震下不發生屈曲,可按中心支撐設計;與∨形、∧形支撐相連的框架梁可不考慮支撐屈曲引起的豎向不平衡力。此時,需要控制屈曲約束支撐軸力設計值:


    作為消能構件時,其設計參數、性能檢驗、計算方法的具體要求需按專門的規定執行,主要內容如下:
    1 屈曲約束支撐的性能要求:
    1)芯材鋼材應有明顯的屈服臺階,屈服強度不宜大于235kN/mm2,伸長率不應小于25%;
    2)鋼套管的彈性屈曲承載力不宜小于屈曲約束支撐極限承載力計算值的1.2倍;
    3)屈曲約束支撐應能在2倍設計層間位移角的情況下,限制芯材的局部和整體屈曲。
    2 屈曲約束支撐應按照同一工程中支撐的構造形式、約束屈服段材料和屈服承載力分類進行抽樣試驗檢驗,構造形式和約束屈服段材料相同且屈服承載力在50%至150%范圍內的屈曲約束支撐劃分為同一類別。每種類別抽樣比例為2%,且不少于一根。試驗時,依次在1/300,1/200,1/150,1/100支撐長度的拉伸和壓縮往復各3次變形。試驗得到的滯回曲線應穩定、飽滿,具有正的增量剛度,且最后一級變形第3次循環的承載力不低于歷經最大承載力的85%,歷經最大承載力不高于屈曲約束支撐極限承載力計算值的1.1倍。
    3 計算方法可按照位移型阻尼器的相關規定執行。
     

    8.1.9 支撐桁架沿豎向連續布置,可使層間剛度變化較均勻。
    支撐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動位置。支撐在地下室是否改為混凝土抗震墻形式,與是否設置鋼骨混凝土結構層有關,設置鋼骨混凝土結構層時采用混凝土墻較協調。該抗震墻是否由鋼支撐外包混凝土構成還是采用混凝土墻,由設計確定。
    日本在高層鋼結構的下部(地下室)設鋼骨混凝土結構層,目的是使內力傳遞平穩,保證柱腳的嵌固性,增加建筑底部剛性、整體性和抗傾覆穩定性;而美國無此要求。本規范對此不作規定。
    多層鋼結構與高層鋼結構不同,根據工程情況可設置或不設置地下室。當設置地下室時,房屋一般較高,鋼框架柱宜伸至地下一層。
    鋼結構的基礎埋置深度,參照高層混凝土結構的規定和上海的工程經驗確定。

    8.2 計算要點

    8.2.1 鋼結構構件按地震組合內力設計值進行抗震驗算時,鋼材的各種強度設計值需除以本規范規定的承載力抗震調整系數γRE,以體現鋼材動靜強度和抗震設計與非抗震設計可靠指標的不同。國外采用許用應力設計的規范中,考慮地震組合時鋼材的強度通常規定提高1/3或30%,與本規范γRE的作用類似。
     

    8.2.2 2001規范的鋼結構阻尼比偏嚴,本次修訂依據試驗結果適當放寬。采用屈曲約束支撐的鋼結構,阻尼比按本規范第12章消能減震結構的規定采用。
    采用該阻尼比后,地震影響系數均按本規范第5章的規定采用。
     

    8.2.3 本條規定了鋼結構內力和變形分析的一些原則要求。
    1 鋼結構考慮二階效應的計算,《鋼結構設計規范》GB50017—2003第3.2.8條的規定,應計入構件初始缺陷(初傾斜、初彎曲、殘余應力等)對內力的影響,其影響程度可通過在框架每層柱頂作用有附加的假想水平力來體現。
    2 對工字形截面柱,美國NEHRP抗震設計手冊(第二版)2000年節點域考慮剪切變形的方法如下,可供參考:
    考慮節點域剪切變形對層間位移角的影響,可近似將所得層間位移角與由節點域在相應樓層設計彎矩下的剪切變形角平均值相加求得。節點域剪切變形角的樓層平均值可按下式計算。


    對箱形截面柱節點域變形較小,其對框架位移的影響可略去不計。
    3 本款修訂依據多道防線的概念設計,框架-支撐體系中,支撐框架是第一道防線,在強烈地震中支撐先屈服,內力重分布使框架部分承擔的地震剪力必需增大,二者之和應大于彈性計算的總剪力;如果調整的結果框架部分承擔的地震剪力不適當增大,則不是“雙重體系”而是按剛度分配的結構體系。美國IBC規范中,這兩種體系的延性折減系數是不同的,適用高度也不同。日本在鋼支撐-框架結構設計中,去掉支撐的純框架按總剪力的40%設計,遠大于25%總剪力。這一規定體現了多道設防的原則,抗震分析時可通過框架部分的樓層剪力調整系數來實現,也可采用刪去支撐框架進行計算來實現。
    4 為使偏心支撐框架僅在耗能梁段屈服,支撐斜桿、柱和非耗能梁段的內力設計值應根據耗能梁段屈服時的內力確定并考慮耗能梁段的實際有效超強系數,再根據各構件的承載力抗震調整系數,確定斜桿、柱和非耗能梁段保持彈性所需的承載力。
    2005AISC抗震規程規定,位于消能梁段同一跨的框架梁和框架柱的內力設計值增大系數不小于1.1,支撐斜桿的內力增大系數不小于1.25。據此,對2001規范的規定適當調整,梁和柱由原來的8度不小于1.5和9度不小于1.6調整為二級不小于1.2和一級不小于1.3,支撐斜桿由原來的8度不小于1.4和9度不小于1.5調整為二級不小于1.3和一級不小于1.4。
     

    8.2.5 本條是實現“強柱弱梁”抗震概念設計的基本要求。
    1 軸壓比較小時可不驗算強柱弱梁。條文所要求的是按2倍的小震地震作用的地震組合得出的內力設計值,而不是取小震地震組合軸向力的2倍。
    參考美國規定增加了梁端塑性鉸外移的強柱弱梁驗算公式。
    骨形連接(RBS)連接的塑性鉸至柱面距離,參考FEMA350的規定,取(0.5~0.75)bf+(0.65~0.85)hb/2(其中,bf和hb分別為梁翼緣寬度和梁截面高度);梁端擴大型和加蓋板的連接按日本規定,取凈跨的1/10和梁高二者的較大值。強柱系數建議以7度(0.10g)作為低烈度區分界,大致相當于AISC的等級C,按AISC抗震規程,等級B、C是低烈度區,可不執行該標準規定的抗震構造措施。強柱系數實際上已隱含系數1.15。本次修訂,只是將強柱系數,按抗震等級作了相應的劃分,基本維持了2001規范的數值。
    2 關于節點域。日本規定節點板域尺寸自梁柱翼緣中心線算起,AISC的節點域穩定公式規定自翼緣內側算起。本次修訂,擬取自翼緣中心線算起。
    美國節點板域穩定公式為高度和寬度之和除以90,歷次修訂此式未變;我國同濟大學和哈爾濱工業大學做過試驗,結果都是1/70,考慮到試件板厚有一定限制,過去對高層用1/90,對多層用1/70。板的初始缺陷對平面內穩定影響較大,特別是板厚有限時,一次試驗也難以得出可靠結果?紤]到該式一般不控制,本次修訂擬統一采用美國的參數1/90。
    研究表明,節點域既不能太厚,也不能太薄,太厚了使節點域不能發揮其耗能作用,太薄了將使框架側向位移太大,規范使用折減系數來設計。取0.7是參考日本研究結果采用!陡邔用裼媒ㄖ摻Y構技術規程》JGJ 99—98規定在7度時改用0.6,是考慮到我國7度地區較大,可減少節點域加厚。日本第一階段設計相當于我國8度;考慮7度可適當降低要求,所以按抗震等級劃分擬就了系數。
    當兩側梁不等高時,節點域剪應力計算公式可參閱《鋼結構設計規范》管理組編著的《鋼結構設計計算示例》p582頁,中國計劃出版社,2007年3月。
     

    8.2.6 本條規定了支撐框架的驗算。
    1 考慮循環荷載時的強度降低系數,是高鋼規編制時陳紹蕃教授提出的?紤]中心支撐長細比限值改動較大,擬保留此系數。
    2 當人字支撐的腹桿在大震下受壓屈曲后,其承載力將下降,導致橫梁在支撐處出現向下的不平衡集中力,可能引起橫梁破壞和樓板下陷,并在橫梁兩端出現塑性鉸;此不平衡集中力取受拉支撐的豎向分量減去受壓支撐屈曲壓力豎向分量的30%。V形支撐情況類似,僅當斜桿失穩時樓板不是下陷而是向上隆起,不平衡力與前種情況相反。設計單位反映,考慮不平衡力后梁截面過大。條文中的建議是AISC抗震規程中針對此情況提出的,具有實用性,參見圖20。

    8.2.7 偏心支撐框架的設計計算,主要參考AISC于1997年頒布的《鋼結構房屋抗震規程》并根據我國情況作了適當調整。
    當消能梁段的軸力設計值不超過0.15Af時,按AISC規定,忽略軸力影響,消能梁段的受剪承載力取腹板屈服時的剪力和梁段兩端形成塑性鉸時的剪力兩者的較小值。本規范根據我國鋼結構設計規范關于鋼材拉、壓、彎強度設計值與屈服強度的關系,取承載力抗震調整系數為1.0,計算結果與AISC相當;當軸力設計值超過0.15Af時,則降低梁段的受剪承載力,以保證該梁段具有穩定的滯回性能。
    為使支撐斜桿能承受消能梁段的梁端彎矩,支撐與梁段的連接應設計成剛接(圖21)。

    8.2.8 構件的連接,需符合強連接弱構件的原則。
    1 需要對連接作二階段設計。第一階段,要求按構件承載力而不是設計內力進行連接計算,是考慮設計內力較小時將導致連接件型號和數量偏少,或焊縫的有效截面尺寸偏小,給第二階段連接(極限承載力)設計帶來困難。另外,高強度螺栓滑移對鋼結構連接的彈性設計是不允許的。
    2 框架梁一般為彎矩控制,剪力控制的情況很少,其設計剪力應采用與梁屈服彎矩相應的剪力,2001規范規定采用腹板全截面屈服時的剪力,過于保守。另一方面,2001規范用1.3代替1.2考慮豎向荷載往往偏小,故作了相應修改。采用系數1.2,是考慮梁腹板的塑性變形小于翼緣的變形要求較多,當梁截面受剪力控制時,該系數宜適當加大。
    3 鋼結構連接系數修訂,系參考日本建筑學會《鋼結構連接設計指南》(2001/2006)的下列規定擬定。

    表中的連接系數包括了超強系數和應變硬化系數;SS是碳素結構鋼,SM是焊接結構鋼,SN是抗震結構鋼,其性能是逐步提高的。連接系數隨鋼種的性能提高而遞減,也隨鋼材的強度等級遞增而遞減,是以鋼材超強系數統計數據為依據的,而應變硬化系數各國普遍取1.1。該文獻說明,梁端連接的塑性變形要求最高,連接系數也最高,而支撐連接和構件拼接的塑性變形相對較小,故連接系數可取較低值。螺栓連接受滑移的影響,且釘孔使截面減弱,影響了承載力。美國和歐盟規范中,連接系數都沒有這樣細致的劃分和規定。我國目前對建筑鋼材的超強系數還沒有作過統計,本規范表8.2.8是按上述文獻2006版列出的,它比2001規范對螺栓破斷的規定降低了0.05。借鑒日本上述規定,將構件承載力抗震調整系數中的焊接連接和螺栓連接都取0.75,連接系數在連接承載力計算表達式中統一考慮,有利于按不同情況區別對待,也有利于提高連接系數的直觀性。對于Q345鋼材,連接系數1.30<fu/fy=470/345=1.36,解決了2001規范所規定綜合連接系數偏高,材料強度不能充分利用的問題。另外,對于外露式柱腳,考慮在我國應用較多,適當提高抗震設計時的承載力是必要的,采用了1.1系數。本規范表8.2.8與日本規定相當接近。

    8.3 鋼框架結構的抗震構造措施

    8.3.1 框架柱的長細比關系到鋼結構的整體穩定。研究表明,鋼結構高度加大時,軸力加大,豎向地震對框架柱的影響很大。
    本條規定與2001規范相比,高于50m時,7、8度有所放松;低于50m時.8、9度有所加嚴。
     

    8.3.2 框架梁、柱板件寬厚比的規定,是以結構符合強柱弱梁為前提,考慮柱僅在后期出現少量塑性不需要很高的轉動能力,綜合美國和日本規定制定的。陳紹蕃教授指出,以軸壓比0.37為界的12層以下梁腹板寬厚比限值的計算公式,適用于采用塑性內力重分布的連續組合梁負彎矩區,如果不考慮出現塑性鉸后的內力重分布,寬厚比限值可以放寬。據此,將2001規范對梁寬厚比限值中的(Nb/Af<0.37)和(Nb/Af≥0.37)兩個限值條件取消?紤]到按剛性樓蓋分析時,得不出梁的軸力,但在進入彈塑性階段時,上翼緣的負彎矩區樓板將退出工作,迫使鋼梁翼緣承受一定軸力,不考慮是不安全的。注意到日本對梁腹板寬厚比限值的規定為60(65),括號內為緩和值,不考慮軸力影響;AISC 341—05規定,當梁腹板軸壓比為0.125時其寬厚比限值為75。據此,梁腹板寬厚比限值對一、二、三、四抗震等級分別取上限值(60、65、70、75)。
    本次修訂按抗震等級劃分后,12層以下柱的板件寬厚比幾乎不變,12層以上有所放松:8度由10、43、35放松為11、45、36;7度由11、43、37放松為12、48、38;6度由13、43、39放松為13、52、40。
    注意,從抗震設計的角度,對于板件寬厚比的要求,主要是地震下構件端部可能的塑性鉸范圍,非塑性鉸范圍的構件寬厚比可有所放寬。
     

    8.3.3 當梁上翼緣與樓板有可靠連接時,筒支梁可不設置側向支承,固端梁下翼緣在梁端0.15倍梁跨附近宜設置隅撐。
    梁端采用梁端擴大、加蓋板或骨形連接時,應在塑性區外設置豎向加勁肋,隅撐與偏置的豎向加勁肋相連。梁端翼緣寬度較大,對梁下翼緣側向約束較大時,也可不設隅撐。朱聘儒著《鋼-混凝土組合梁設計原理》(第二版)一書,對負彎矩區段組合梁鋼部件的穩定性作了計算分析,指出負彎矩區段內的梁部件名義上雖是壓彎構件,由于其截面軸壓比較小,穩定問題不突出。李國強著《多高層建筑鋼結構設計》第203頁介紹了提供側向約束的幾種方法,也可供參考。首先驗算鋼梁受壓區長細比λy,是否滿足:

    若不滿足可按圖22所示方法設置側向約束。

    8.3.4 本條規定了梁柱連接構造要求。
    1 電渣焊時壁板最小厚度16mm,是征求日本焊接專家意見并得到國內鋼結構制作專家的認同。貫通式隔板是和冷成形箱形柱配套使用的,柱邊緣受拉時要求對其采用Z向鋼制作,限于設備條件,目前我國應用不多,其構造要求可參見現行行業標準《高層民用建筑鋼結構技術規程》JGJ 99。隔板厚度一般不宜小于翼緣厚度。
    2 現場連接時焊接孔如規范條文圖8.3.4-1所示,應嚴格按規定形狀和尺寸用刀具加工。FEMA中推薦的孔形如下(圖23),美國規定為必須采用之孔形。其最大應力不出現在腹板與翼緣連接處,香港學者做過有限元分析比較,認為是當前國際上最佳孔形,且與梁腹板連接方便。有條件時也可采用該焊接孔形。
    3 日本規定腹板連接板tw≤16m時采用雙面角焊縫,焊縫

    計算厚度取5mm;tw大于16mm時用K形坡口對接焊縫,端部均要求繞焊。美國將梁腹板連接板連接焊縫列為重要焊縫,要求符合與翼緣焊縫同等的低溫沖擊韌性指標。本條不要求符合較高沖擊韌性指標,但要求用氣保焊和板端繞焊。
    4 日本普遍采用梁端擴大形,不采用RBS形;美國主要采用RBS形。RBS形加工要求較高,且需在關鍵截面削減部分鋼材,國內技術人員表示難以接受,F將二者都列出供選用。此外,還有梁端用矩形加強板、加腋等形式加強的方案,這里列入常用的四種形式(圖24)。梁端擴大部分的直角邊長比可取1:2

    至1:3。AISC將7度(0.15g)及以上列入強震區,宜按此要求對梁端采用塑性鉸外移構造。
    5 日本在梁高小于700mm時,采用本規范圖8.3.4-2的懸臂梁段式連接。
    6 AISC規定,隔板與柱壁板的連接,也可用角焊縫加強的雙面部分熔透焊縫連接,但焊縫的承載力不應小于隔板與柱翼緣全截面連接時的承載力。
     

    8.3.5 當節點域的體積不滿足第8.2.5條有關規定時,參考日本規定和美國AISC鋼結構抗震規程1997年版的規定,提出了加厚節點域和貼焊補強板的加強措施:
    (1)對焊接組合柱,宜加厚節點板,將柱腹板在節點域范圍更換為較厚板件。加厚板件應伸出柱橫向加勁肋之外各150mm,并采用對接焊縫與柱腹板相連;
    (2)對軋制H形柱,可貼焊補強板加強。補強板上下邊緣可不伸過橫向加勁肋或伸過柱橫向加勁肋之外各150mm。當補強板不伸過橫向加勁肋時,加勁肋應與柱腹板焊接,補強板與加勁肋之間的角焊縫應能傳遞補強板所分擔的剪力,且厚度不小于5mm;當補強板伸過加勁肋時,加勁肋僅與補強板焊接,此焊縫應能將加勁肋傳來的力傳遞給補強板,補強板的厚度及其焊縫應按傳遞該力的要求設計。補強板側邊可采用角焊縫與柱翼緣相連,其板面尚應采用塞焊與柱腹板連成整體。塞焊點之間的距離,不應大于相連板件中較薄板件厚度的21倍。
     

    8.3.6 罕遇地震作用下,框架節點將進入塑性區,保證結構在塑性區的整體性是很必要的。參考國外關于高層鋼結構的設計要求,提出相應規定。
     

    8.3.7 本條規定主要考慮柱連接接頭放在柱受力小的位置。本次修訂增加了對凈高小于2.6m柱的接頭位置要求。
     

    8.3.8 本條要求,對8、9度有所放松。外露式只能用于6、7度高度不超過50m的情況。

    8.4 鋼框架-中心支撐結構的抗震構造措施

    8.4.1 本節規定了中心支撐框架的構造要求,主要用于高度50m以上的鋼結構房屋。
    AISC 341—05抗震規程,特殊中心支撐框架和普通中心支撐框架的支撐長細比限值均規定不大于120。本次修訂作了相應修改。
    本次修訂,按抗震等級劃分后,支撐板件寬厚限值也作了適當修改和補充。對50m以上房屋的工字形截面構件有所放松:9度由7,21放松為8,25;8度時由8,23放松為9,26;7度時由8,23放松為10,27;6度時由9,25放松為13,33。
     

    8.4.2 美國規定,加速度0.15g以上的地區,支撐框架結構的梁與柱連接不應采用鉸接?紤]到雙重抗側力體系對高層建筑抗震很重要,且梁與柱鉸接將使結構位移增大,故規定一、二、三級不應鉸接。
    支撐與節點板嵌固點保留一個小距離,可使節點板在大震時產生平面外屈曲,從而減輕對支撐的破壞,這是AISC—97(補充)的規定,如圖25所示。

    8.5 鋼框架-偏心支撐結構的抗震構造措施

    8.5.1 本節規定了保證消能梁段發揮作用的一系列構造要求。
    為使消能梁段有良好的延性和消能能力,其鋼材應采用Q235、Q345或Q345GJ。
    板件寬厚比參照AISC的規定作了適當調整。當梁上翼緣與樓板固定但不能表明其下翼緣側向固定時,仍需設置側向支撐。
     

    8.5.3 為使消能梁段在反復荷載作用下具有良好的滯回性能,需采取合適的構造并加強對腹板的約束:
    1 支撐斜桿軸力的水平分量成為消能梁段的軸向力,當此軸向力較大時,除降低此梁段的受剪承載力外,還需減少該梁段的長度,以保證它具有良好的滯回性能。
    2 由于腹板上貼焊的補強板不能進入彈塑性變形,因此不能采用補強板;腹板上開洞也會影響其彈塑性變形能力。
    3 消能梁段與支撐斜桿的連接處,需設置與腹板等高的加勁肋,以傳遞梁段的剪力并防止梁腹板屈曲。
    4 消能梁段腹板的中間加勁肋,需按梁段的長度區別對待,較短時為剪切屈服型,加勁肋間距小些;較長時為彎曲屈服型,需在距端部1.5倍的翼緣寬度處配置加勁肋;中等長度時需同時滿足剪切屈服型和彎曲屈服型的要求。
    偏心支撐的斜桿中心線與梁中心線的交點,一般在消能梁段的端部,也允許在消能梁段內,此時將產生與消能梁段端部彎矩方向相反的附加彎矩,從而減少消能梁段和支撐桿的彎矩,對抗震有利;但交點不應在消能梁段以外,因此時將增大支撐和消能梁段的彎矩,于抗震不利(圖26)。

    8.5.5 消能梁段兩端設置翼緣的側向隅撐,是為了承受平面外扭轉。
     

    8.5.6 與消能梁段處于同一跨內的框架梁,同樣承受軸力和彎矩,為保持其穩定,也需設置翼緣的側向隅撐。

     

    9 單層工業廠房


    9.1 單層鋼筋混凝土柱廠房

    (Ⅰ)一般規定

    9.1.1 本規范關于單層鋼筋混凝土柱廠房的規定,系根據20世紀60年代以來裝配式單層工業廠房的震害和工程經驗總結得到的。因此,對于現澆的單層鋼筋混凝土柱廠房,需注意本節針對裝配式結構的某些規定不適用。
    根據震害經驗,廠房結構布置應注意的問題是:
    1 歷次地震的震害表明,不等高多跨廠房有高振型反應,不等長多跨廠房有扭轉效應,破壞較重;均對抗震不利,故多跨廠房宜采用等高和等長。
    2 地震的震害表明,單層廠房的毗鄰建筑任意布置是不利的,在廠房縱墻與山墻交匯的角部是不允許布置的。在地震作用下,防震縫處排架柱的側移量大,當有毗鄰建筑時,相互碰撞或變位受約束的情況嚴重;地震中有不少倒塌、嚴重破壞等加重震害的震例,因此,在防震縫附近不宜布置毗鄰建筑。
    3 大柱網廠房和其他不設柱間支撐的廠房,在地震作用下側移量較設置柱間支撐的廠房大,防震縫的寬度需適當加大。
    4 地震作用下,相鄰兩個獨立的主廠房的振動變形可能不同步協調,與之相連接的過渡跨的屋蓋常倒塌破壞;為此過渡跨至少應有一側采用防震縫與主廠房脫開。
    5 上吊車的鐵梯,晚間停放吊車時,增大該處排架側移剛度,加大地震反應,特別是多跨廠房各跨上吊車的鐵梯集中在同一橫向軸線時,會導致震害破壞,應避免。
    6 工作平臺或剛性內隔墻與廠房主體結構連接時,改變了主體結構的工作性狀,加大地震反應;導致應力集中,可能造成短柱效應,不僅影響排架柱,還可能涉及柱頂的連接和相鄰的屋蓋結構,計算和加強措施均較困難,故以脫開為佳。
    7 不同形式的結構,振動特性不同,材料強度不同,側移剛度不同。在地震作用下,往往由于荷載、位移、強度的不均衡,而造成結構破壞。山墻承重和中間有橫墻承重的單層鋼筋混凝土柱廠房和端磚壁承重的天窗架,在地震中均有較重破壞,為此,廠房的一個結構單元內,不宜采用不同的結構形式。
    8 兩側為嵌砌墻,中柱列設柱間支撐;一側為外貼墻或嵌砌墻,另一側為開敞;一側為嵌砌墻,另一側為外貼墻等各柱列縱向剛度嚴重不均勻的廠房,由于各柱列的地震作用分配不均勻,變形不協調,常導致柱列和屋蓋的縱向破壞,在7度區就有這種震害反映,在8度和大于8度區,破壞就更普遍且嚴重,不少廠房柱倒屋塌,在設計中應予以避免。
     

    9.1.2 根據震害經驗,天窗架的設置應注意下列問題:
    1 突出屋面的天窗架對廠房的抗震帶來很不利的影響,因此,宜采用突出屋面較小的避風型天窗。采用下沉式天窗的屋蓋有良好的抗震性能,唐山地震中甚至經受了10度地震的考驗,不僅是8度區,有條件時均可采用。
    2 第二開間起開設天窗,將使端開間每塊屋面板與屋架無法焊接或焊連的可靠性大大降低而導致地震時掉落,同時也大大降低屋面縱向水平剛度。所以,如果山墻能夠開窗,或者采光要求不太高時,天窗從第三開間起設置。
    天窗架從廠房單元端第三柱間開始設置,雖增強屋面縱向水平剛度,但對建筑通風、采光不利,考慮到6度和7度區的地震作用效應較小,且很少有屋蓋破壞的震例,本次修訂改為對6度和7度區不做此要求。
    3 歷次地震經驗表明,不僅是天窗屋蓋和端壁板,就是天窗側板也宜采用輕型板材。
     

    9.1.3 根據震害經驗,廠房屋蓋結構的設置應注意下列問題:
    1 輕型大型屋面板無檁屋蓋和鋼筋混凝土有檁屋蓋的抗震性能好,經過8~10度強烈地震考驗,有條件時可采用。
    2 唐山地震震害統計分析表明,屋蓋的震害破壞程度與屋蓋承重結構的形式密切相關,根據8~11度地震的震害調查統計發現:梯形屋架屋蓋共調查91跨,全部或大部倒塌41跨,部分或局部倒塌11跨,共計52跨,占56.7%;拱形屋架屋蓋共調查151跨,全部或大部倒塌13跨,部分或局部倒塌16跨,共計29跨,占19.2%;屋面梁屋蓋共調查168跨,全部或大部倒塌11跨,部分或局部倒塌17跨,共計28跨,占16.7%。
    另外,采用下沉式屋架的屋蓋,經8~10度強烈地震的考驗,沒有破壞的震例。為此,提出廠房宜采用低重心的屋蓋承重結構。
    3 拼塊式的預應力混凝土和鋼筋混凝土屋架(屋面梁)的結構整體性差,在唐山地震中其破壞率和破壞程度均較整榀式重得多。因此,在地震區不宜采用。
    4 預應力混凝土和鋼筋混凝土空腹桁架的腹桿及其上弦節點均較薄弱,在天窗兩側豎向支撐的附加地震作用下,容易產生節點破壞、腹桿折斷的嚴重破壞,因此,不宜采用有突出屋面天窗架的空腹桁架屋蓋。
    5 隨著經濟的發展,組合屋架已很少采用,本次修訂繼續保持89規范、2001規范的規定,不列入這種屋架的規定。本次修訂,根據震害經驗,建議在高烈度(8度0.30g和9度)且跨度大于24m的廠房,不采用重量大的大型屋面板。
     

    9.1.4 不開孔的薄壁工字形柱、腹板開孔的普通工字形柱以及管柱,均存在抗震薄弱環節,故規定不宜采用。

     

    (Ⅱ)計算要點

    9.1.7、9.1.8 對廠房的縱橫向抗震分析,本規范明確規定,一般情況下,采用多質點空間結構分析方法。
    關于橫向計算:
    當符合本規范附錄J的條件時可采用平面排架簡化方法,但計算所得的排架地震內力應考慮各種效應調整。本規范附錄J的調整系數有以下特點:
    1 適用于7~8度柱頂標高不超過15m且磚墻剛度較大等情況的廠房,9度時磚墻開裂嚴重,空間工作影響明顯減弱,一般不考慮調整。
    2 計算地震作用時,采用經過調整的排架計算周期。
    3 調整系數采用了考慮屋蓋平面內剪切剛度、扭轉和磚墻開裂后剛度下降影響的空間模型,用振型分解法進行分析,取不同屋蓋類型、各種山墻間距、各種廠房跨度、高度和單元長度,得出了統計規律,給出了較為合理的調整系數。因排架計算周期偏長,地震作用偏小,當山墻間距較大或僅一端有山墻時,按排架分析的地震內力需要增大而不是減小。對一端山墻的廠房,所考慮的排架一般指無山墻端的第二榀,而不是端榀。
    4 研究發現,對不等高廠房高低跨交接處支承低跨屋蓋牛腿以上的中柱截面,其地震作用效應的調整系數隨高、低跨屋蓋重力的比值是線性下降,要由公式計算。公式中的空間工作影響系數與其他各截面(包括上述中柱的下柱截面)的作用效應調整系數含義不同,分別列于不同的表格,要避免混淆。
    5 地震中,吊車橋架造成了廠房局部的嚴重破壞。為此,把吊車橋架作為移動質點,進行了大量的多質點空間結構分析,并與平面排架簡化分析比較,得出其放大系數。使用時,只乘以吊車橋架重力荷載在吊車梁頂標高處產生的地震作用,而不乘以截面的總地震作用。
    關于縱向計算:
    歷次地震,特別是海城、唐山地震,廠房沿縱向發生破壞的例子很多,而且中柱列的破壞普遍比邊柱列嚴重得多。在計算分析和震害總結的基礎上,規范提出了廠房縱向抗震計算原則和簡化方法。
    鋼筋混凝土屋蓋廠房的縱向抗震計算,要考慮圍護墻有效剛度、強度和屋蓋的變形,采用空間分析模型。本規范附錄K第K.1節的實用計算方法,僅適用于柱頂標高不超過15m且有縱向磚圍護墻的等高廠房,是選取多種簡化方法與空間分析計算結果比較而得到的。其中,要用經驗公式計算基本周期?紤]到隨著烈度的提高,廠房縱向側移加大,圍護墻開裂加重,剛度降低明顯,故一般情況,圍護墻的有效剛度折減系數,在7、8、9度時可近似取0.6、0.4和0.2。不等高和縱向不對稱廠房,還需考慮廠房扭轉的影,尚無合適的簡化方法。
     

    9.1.9、9.1.10 地震震害表明,沒有考慮抗震設防的一般鋼筋混凝土天窗架,其橫向受損并不明顯,而縱向破壞卻相當普遍。
    計算分析表明,常用的鋼筋混凝土帶斜腹桿的天窗架,橫向剛度很大,基本上隨屋蓋平移,可以直接采用底部剪力法的計算結果,但縱向則要按跨數和位置調整。
    有斜撐桿的三鉸拱式鋼天窗架的橫向剛度也較廠房屋蓋的橫向剛度大很多,也是基本上隨屋蓋平移,故其橫向抗震計算方法可與混凝土天窗架一樣采用底部剪力法。由于鋼天窗架的強度和延性優于混凝土天窗架,且可靠度高,故當跨度大于9m或9度時,鋼天窗架的地震作用效應不必乘以增大系數1.5。
    本規范明確關于突出屋面天窗架簡化計算的適用范圍為有斜桿的三鉸拱式天窗架,避免與其他桁架式天窗架混淆。
    對于天窗架的縱向抗震分析,繼續保持89規范的相關規定。
     

    9.1.11 關于大柱網廠房的雙向水平地震作用,89規范規定取一個主軸方向100%加上相應垂直方向的30%的不利組合,相當于兩個方向的地震作用效應完全相同時按本規范5.2節規定計算的結果,因此是一種略偏安全的簡化方法。為避免與本規范5.2節的規定不協調,保持2001規范的規定,不再專門列出。
    位移引起的附加彎矩,即“P-△”效應,按本規范3.6節的規定計算。
     

    9.1.12 不等高廠房支承低跨屋蓋的柱牛腿在地震作用下開裂較多,甚至牛腿面預埋板向外位移破壞。在重力荷載和水平地震作用下的柱牛腿縱向水平受拉鋼筋的計算公式,第一項為承受重力荷載縱向鋼筋的計算,第二項為承受水平拉力縱向鋼筋的計算。
     

    9.1.13 震害和試驗研究表明;交叉支撐桿件的最大長細比小于200時,斜拉桿和斜壓桿在支撐桁架中是共同工作的。支撐中的最大作用相當于單壓桿的臨界狀態值。據此,在本規范的附錄K第K.2節中規定了柱間支撐的設計原則和簡化方法:
    1 支撐側移的計算:按剪切構件考慮,支撐任一點的側移等于該點以下各節間相對側移值的疊加。它可用以確定廠房縱向柱列的側移剛度及上、下支撐地震作用的分配。
    2 支撐斜桿抗震驗算:試驗結果發現,支撐的水平承載力,相當于拉桿承載力與壓桿承載力乘以折減系數之和的水平分量。
    此折減系數即本規范附錄K中的“壓桿卸載系數”,可以線性內插;亦可直接用下列公式確定斜拉桿的凈截面An:

    3 震害表明,單層鋼筋混凝土柱廠房的柱間支撐雖有一定數量的破壞,但這些廠房大多數未考慮抗震設防。據計算分析,抗震驗算的柱間支撐斜桿內力大于非抗震設計時的內力幾倍。
    4 柱間支撐與柱的連接節點在地震反復荷載作用下承受拉彎剪和壓彎剪,試驗表明其承載力比單調荷載作用下有所降低;在抗震安全性綜合分析基礎上,提出了確定預埋板鋼筋截面面積的計算公式,適用于符合本規范第9.1.25條5款構造規定的情況。
    5 提出了柱間支撐節點預埋件采用角鋼時的驗算方法。
    本規范第9.1.23條對下柱柱間支撐的下節點位置有明確的規定,一般將節點位置置于基礎頂標高處。6、7度時地震力較小,采取加強措施后可設在基礎頂面以上;本次修訂明確,必要時也可沿縱向柱列進行柱根的斜截面受剪承載力驗算來確定加強措施。
     

    9.1.14 本條規定了與廠房次要構件有關的計算。
    1 地震震害表明:8度和9度區,不少抗風柱的上柱和下柱根部開裂、折斷,導致山尖墻倒塌,嚴重的抗風柱連同山墻全部向外傾倒、抗風柱雖非單層廠房的主要承重構件,但它卻是廠房縱向抗震中的重要構件,對保證廠房的縱向抗震安全,具有不可忽視的作用,補充規定8、9度時需進行平面外的截面抗震驗算。
    2 當抗風柱與屋架下弦相連接時,雖然此類廠房均在廠房兩端第一開間設置下弦橫向支撐,但當廠房遭到地震作用時,高大山墻引起的縱向水平地震作用具有較大的數值,由于階形抗風柱的下柱剛度遠大于上柱剛度,大部分水平地震作用將通過下柱的上端連接傳至屋架下弦,但屋架下弦支撐的強度和剛度往往不能滿足要求,從而導致屋架下弦支撐桿件壓曲。1966年邢臺地震6度區、1975年海城地震8度區均出現過這種震害。故要求進行相應的抗震驗算。
    3 當工作平臺、剛性內隔墻與廠房主體結構相連時,將提高排架的側移剛度,改變其動力特性,加大地震作用,還可能造成應力和變形集中,加重廠房的震害。地震中由此造成排架柱折斷或屋蓋倒塌,其嚴重程度因具體條件而異,很難作出統一規定。因此抗震計算時,需采用符合實際的結構計算簡圖,并采取相應的措施。
    4 震害表明,上弦有小立柱的拱形和折線形屋架及上弦節間長和節間矢高較大的屋架,在地震作用下屋架上弦將產生附加扭矩,導致屋架上弦破壞。為此,8、9度在這種情況下需進行截面抗扭驗算。

     

    (Ⅲ)構造措施

    9.1.15 本節所指有檁屋蓋,主要是波形瓦(包括石棉瓦及槽瓦)屋蓋。這類屋蓋只要設置保證整體剛度的支撐體系,屋面瓦與檁條間以及檁條與屋架間有牢固的拉結,一般均具有一定的抗震能力,甚至在唐山10度地震區也基本完好地保存下來。但是,如果屋面瓦與檁條或檁條與屋架拉結不牢,在7度地震區也會出現嚴重震害,海城地震和唐山地震中均有這種例子。
    89規范對有檁屋蓋的規定,系針對鋼筋混凝土體系而言。
    2001規范增加了對鋼結構有檁體系的要求。本次修訂,未作修改。
     

    9.1.16 無檁屋蓋指的是各類不用檁條的鋼筋混凝土屋面板與屋架(梁)組成的屋蓋。屋蓋的各構件相互間聯成整體是廠房抗震的重要保證,這是根據唐山、海城震害經驗提出的總要求。鑒于我國目前仍大量采用鋼筋混凝土大型屋面板,故重點對大型屋面板與屋架(梁)焊連的屋蓋體系作了具體規定。
    這些規定中,屋面板和屋架(梁)可靠焊連是第一道防線,為保證焊連強度,要求屋面板端頭底面預埋板和屋架端部頂面預埋件均應加強錨固;相鄰屋面板吊鉤或四角頂面預埋鐵件間的焊連是第二道防線;當制作非標準屋面板時,也應采取相應的措施。
    設置屋蓋支撐是保證屋蓋整體性的重要抗震措施,基本沿用了89規范的規定。
    根據震害經驗,8度區天窗跨度等于或大于9m和9度區天窗架宜設置上弦橫向支撐。
     

    9.1.17 本規范在進一步總結地震經驗的基礎上,對有檁和無檁屋蓋支撐布置的規定作適當的補充。
     

    9.1.18 唐山地震震害表明,采用剛性焊連構造時,天窗立柱普遍在下擋和側板連接處出現開裂和破壞,甚至倒塌,剛性連接僅在支撐很強的情況下才是可行的措施,故規定一般單層廠房宜用螺栓連接。
     

    9.1.19 屋架端豎桿和第一節間上弦桿,靜力分析中常作為非受力桿件而采用構造配筋,截面受彎、受剪承載力不足,需適當加強。對折線形屋架為調整屋面坡度而在端節間上弦頂面設置的小立柱,也要適當增大配筋和加密箍筋。以提高其拉彎剪能力。
     

    9.1. 20 根據震害經驗,排架柱的抗震構造,增加了箍筋肢距的要求,并提高了角柱柱頭的箍筋構造要求。
    1 柱子在變位受約束的部位容易出現剪切破杯,要增加箍筋。變位受約束的部位包括:設有柱間支撐的部位、嵌砌內隔墻、側邊貼建披屋、靠山墻的角柱、平臺連接處等。
    2 唐山地震震害表明:當排架柱的變位受平臺,剛性橫隔墻等約束,其影響的嚴重程度和部位,因約束條件而異,有的僅在約束部位的柱身出現裂縫;有的造成屋架上弦折斷、屋蓋坍落(如天津拖拉機廠沖壓車間);有的導致柱頭和連接破壞屋蓋倒塌(如天津第一機床廠鑄工車間配砂間)。必須區別情況從設計計算和構造上采取相應的有效措施,不能統一采用局部加強排架柱的箍筋,如高低跨柱的上柱的剪跨比較小時就應全高加密箍筋,并加強柱頭與屋架的連接。
    3 為了保證排架柱箍筋加密區的延性和抗剪強度,除箍筋的最小直徑和最大間距外,增加對箍筋最大肢距的要求。
    4 在地震作用下,排架柱的柱頭由于構造上的原因,不是完全的鉸接;而是處于壓彎剪的復雜受力狀態,在高烈度地區,這種情況更為嚴重,排架柱頭破壞較重,加密區的箍筋直徑需適當加大。
    5 廠房角柱的柱頭處于雙向地震作用,側向變形受約束和壓彎剪的復雜受力狀態,其抗震強度和延性較中間排架柱頭弱得多,地震中,6度區就有角柱頂開裂的破壞;8度和大于8度時,震害就更多,嚴重的柱頭折斷,端屋架榻落,為此,廠房角柱的柱頭加密箍筋宜提高一度配置。
    6 本次修訂,增加了柱側向受約束且剪跨比不大于2的排架柱柱頂的構造要求。
     

    9.1.21 大柱網廠房的抗震性能是唐山地震中發現的新問題,其震害特征是:①柱根出現對角破壞,混凝土酥碎剝落,縱筋壓曲,說明主要是縱、橫兩個方向或斜向地震作用的影響,柱根的強度和延性不足;②中柱的破壞率和破壞程度均大于邊柱,說明與柱的軸壓比有關。
    本次修訂,保持了2001規范對大柱網廠房的抗震驗算規定,包括軸壓比和相應的箍筋構造要求。其中的軸壓比限值,考慮到柱子承受雙向壓彎剪和P-△效應的影響,受力復雜,參照了鋼筋混凝土框支柱的要求,以保證延性;大柱網廠房柱僅承受屋蓋(包括屋面、屋架、托架、懸掛吊車)和柱的自重,尚不致因控制軸壓比而給設計帶來困難。
     

    9.1.22 對抗風柱,除了提出驗算要求外,還提出縱筋和箍筋的構造規定。
    地震中,抗風柱的柱頭和上、下柱的根部都有產生裂縫、甚至折斷的震害,另外,柱肩產生劈裂的情況也不少。為此,柱頭和上、下柱根部需加強箍筋的配置,并在柱肩處設置縱向受拉鋼
    筋,以提高其抗震能力。
     

    9.1.23 柱間支撐的抗震構造,本次修訂基本保持2001規范對89規范的改進:
    ①支撐桿件的長細比限值隨烈度和場地類別而變化;本次修訂,調整了8、9度下柱支撐的長細比要求;②進一步明確了支撐柱子連接節點的位置和相應的構造;③增加了關于交叉支撐節點板及其連接的構造要求。
    柱間支撐是單層鋼筋混凝土柱廠房的縱向主要抗側力構件,當廠房單元較長或8度Ⅲ、Ⅳ類場地和9度時,縱向地震作用效應較大,設置一道下柱支撐不能滿足要求時,可設置兩道下柱支撐,但應注意:兩道下柱支撐宜設置在廠房單元中間三分之一區段內,不宜設置在廠房單元的兩端,以避免溫度應力過大;在滿足工藝條件的前提下,兩者靠近設置時,溫度應力;在廠房單元中部三分之一區段內,適當拉開設置則有利于縮短地震作用的傳遞路線,設計中可根據具體情況確定。
    交叉式柱間支撐的側移剛度大,對保證單層鋼筋混凝土柱廠房在縱向地震作用下的穩定性有良好的效果,但在與下柱連接的節點處理時,會遇到一些困難。
     

    9.1.25 本條規定廠房各構件連接節點的要求,具體貫徹了本規范第3.5節的原則規定,包括屋架與柱的連接,柱頂錨件;抗風柱、牛腿(柱肩)、柱與柱間支撐連接處的預埋件:
    1 柱頂與屋架采用鋼板鉸,在原蘇聯的地震中經受了考驗,效果較好;建議在9度時采用。
    2 為加強柱牛腿(柱肩)預埋板的錨固,要把相當于承受水平拉力的縱向鋼筋(即本節第9.1.12公式中的第2項)與預埋板焊連。
    3 在設置柱間支撐的截面處(包括柱頂、柱底等),為加強錨固,發揮支撐的作用,提出了節點預埋件采用角鋼加端板錨固的要求,埋板與錨件的焊接,通常用埋弧焊或開錐形孔塞焊。
    4 抗風柱的柱頂與屋架上弦的連接節點,要具有傳遞縱向水平地震力的承載力和延性?癸L柱頂與屋架(屋面梁)上弦可靠連接,不僅保證抗風柱的強度和穩定,同時也保證山墻產生的縱向地震作用的可靠傳遞,但連接點必須在上弦橫向支撐與屋架的連接點,否則將使屋架上弦產生附加的節間平面外彎矩。由于現在的預應力混凝土和鋼筋混凝土屋架,一般均不符合抗風柱布置間距的要求,故補充規定以引起注意,當遇到這種情況時,可以采用在屋架橫向支撐中加設次腹桿或型鋼橫梁,使抗風柱頂的水平力傳遞至上弦橫向支撐的節點。

    9.2 單層鋼結構廠房

    (Ⅰ)一般規定

    9.2.1 國內外的多次地震經驗表明,鋼結構的抗震性能一般比其他結構的要好?傮w上說,單層鋼結構廠房在地震中破壞較輕,但也有損壞或坍塌的。因此,單層鋼結構廠房進行抗震設防是必要的。
    本次修訂,仍不包括輕型鋼結構廠房。
     

    9.2.2 從單層鋼結構廠房的震害實例分析,在7~9度的地震作用下,其主要震害是柱間支撐的失穩變形和連接節點的斷裂或拉脫,柱腳錨栓剪斷和拉斷,以及錨栓錨固過短所至的拔出破壞。亦有少量廠房的屋蓋支撐桿件失穩變形或連接節點板開裂破壞。
     

    9.2.3 原則上,單層鋼結構廠房的平面、豎向布置的抗震設計要求,是使結構的質量和剛度分布均勻,廠房受力合理、變形協調。
    鋼結構廠房的側向剛度小于混凝土柱廠房,其防震縫縫寬要大于混凝土柱廠房。當設防烈度高或廠房較高時,或當廠房坐落在較軟弱場地土或有明顯扭轉效應時,尚需適當增加。

     

    (Ⅱ)抗震驗算

    9.2.5 通常設計時,單層鋼結構廠房的阻尼比與混凝土柱廠房相同。本次修訂,考慮到輕型圍護的單層鋼結構廠房,在彈性狀態工作的阻尼比較小,根據單層、多層到高層鋼結構房屋的阻尼比由大到小變化的規律,建議阻尼比按屋蓋和圍護墻的類型區別對待。
     

    9.2.6 本條保持2001規范的規定。單層鋼結構廠房的圍護墻類型較多。圍護墻的自重和剛度主要由其類型、與廠房柱的連接所決定。因此,為使廠房的抗震計算更符合實際情況、更合理,其自重和剛度取值應結合所采用的圍護墻類型、與廠房柱的連接方式來決定。對于與柱貼砌的普通磚墻圍護廠房,除需考慮墻體的側移剛度外,尚應考慮墻體開裂而對其側移剛度退化的影響。當為外貼式磚砌縱墻,7、8、9度設防時,其等效系數分別可取0.6、0.4、0.2。
     

    9.2.7、9.2.8 單層鋼結構廠房的地震作用計算,應根據廠房的豎向布置(等高或不等高)、起重機設置、屋蓋類別等情況,采用能反映出廠房地震反應特點的單質點、兩質點和多質點的計算模型?傮w上,單層鋼結構廠房地震作用計算的單元劃分、質量集中等,可參照鋼筋混凝土柱廠房的執行。但對于不等高單層鋼結構廠房,不能采用底部剪力法計算,而應采用多質點模型振型分解反應譜法計算。
    輕型墻板通過墻架構件與廠房框架柱連接,預制混凝土大型墻板可與廠房框架柱柔性連接。這些圍護墻類型和連接方式對框架柱縱向側移的影響較小。亦即,當各柱列的剛度基本相同時,其縱向柱列的變位亦基本相同。因此,等高單跨或多跨廠房的縱向抗震計算時,對無檁屋蓋可按柱列剛度分配;對有檁屋蓋可按柱列所承受的重力荷載代表值比例分配和按單柱列計算,并取兩者之較大值。而當采用與柱貼砌的磚圍護墻時,其縱向抗震計算與混凝土柱廠房的基本相同。
    按底部剪力法計算縱向柱列的水平地震作用時,所得的中間柱列縱向基本周期偏長,可利用周期折減系數予以修正。
    單層鋼結構廠房縱向主要由柱間支撐抵抗水平地震作用,是震害多發部位。在地震作用下,柱間支撐可能屈曲,也可能不屈曲。柱間支撐處于屈曲狀態或者不屈曲狀態,對與支撐相連的框架柱的受力差異較大,因此需針對支撐桿件是否屈曲的兩種狀態,分別驗算設置支撐的縱向柱列的受力。當然,目前采用輕型圍護結構的單層鋼結構廠房,在風荷載較大時,7、8度的柱間支撐桿件在7、8度也可處于不屈曲狀態。這種情況可不進行支撐屈曲后狀態的驗算。
     

    9.2.9 屋蓋的豎向支承桁架可包括支承天窗架的豎向桁架、豎向支撐桁架等。屋蓋豎向支承桁架承受的作用力包括屋蓋自重產生的地震力,尚需將其傳遞給主框架,故其桿件截面需由計算確定。
    屋蓋水平支撐交叉斜桿,在地震作用下,考慮受壓斜桿失穩而需按拉桿設計,故其連接的承載力不應小于支撐桿的全塑性承載力。條文參考上海市的規定給出。
    參照冶金部門的規定,支承跨度大于24m屋面橫梁的托架系直接傳遞地震豎向作用的構件,應考慮屋架傳來的豎向地震作用。
    對于廠房屋面設置荷重較大的設備等情況,不論廠房跨度大小,都應對屋蓋橫梁進行豎向地震作用驗算。
     

    9.2.10 單層鋼結構廠房的柱間支撐一般采用中心支撐。X形柱間支撐用料省,抗震性能好,應首先考慮采用。但單層鋼結構廠房的柱距,往往比單層混凝土柱廠房的基本柱距(6m)要大幾倍,∨或∧形也是常用的幾種柱間支撐形式,下柱柱間支撐也有用單斜桿的。
    支撐桿件屈曲后狀態支撐框架按本規范第5章的規定進行抗震驗算。本條卸載系數主要依據日本、美國的資料導出,與附錄K第K.2節對我國混凝土柱廠房柱間支撐規定的卸載系數有所不同。但同樣適用于支撐桿件長細比大于60的情況,長細比大于200時不考慮壓桿卸載影響。
    與∨或∧形支撐相連的橫梁,除了輕型圍護結構的廠房滿足設防地震下不屈曲的支撐外,通常需要按本規范第8.2.6條計入支撐屈曲后的不平衡力的影響。即橫梁截面Abr滿足:

    9.2.11 設計經驗表明,跨度不很大的輕型屋蓋鋼結構廠房,如僅從新建的一次投資比較,采用實腹屋面梁的造價略比采用屋架的高些。但實腹屋面梁制作簡便,廠房施工期和使用期的涂裝、維護量小而方便,且質量好、進度快。如按廠房全壽命的支出比較,這些跨度不很大的廠房采用實腹屋面梁比采用屋架要合理一些。實腹屋面梁一般與柱剛性連接。這種剛架結構應用日益廣泛。
    1 受運輸條件限制,較高廠房柱有時需在上柱拼接接長。
    條文給出的拼接承載力要求是最小要求,有條件時可采用等強度拼接接長。
    2 梁柱剛性連接、拼接的極限承載力驗算及相應的構造措施(如潛在塑性鉸位置的側向支承),應針對單層剛架廠房的受力特征和遭遇強震時可能形成的極限機構進行。一般情況下,單跨橫向剛架的最大應力區在梁底上柱截面,多跨橫向剛架在中間柱列處也可出現在梁端截面。這是鋼結構單層剛架廠房的特征。
    柱頂和柱底出現塑性鉸是單層剛架廠房的極限承載力狀態之一,故可放棄“強柱弱梁”的抗震概念。
    條文中的剛架梁端的最大應力區,可按距梁端1/10梁凈跨和1.5倍梁高中的較大值確定。實際工程中,受構件運輸條件限制,梁的現場拼接往往在梁端附近,即最大應力區,此時,其極限承載力驗算應與梁柱剛性連接的相同。
     

     

    (Ⅲ)抗震構造措施

    9.2.12 屋蓋支撐系統(包括系桿)的布置和構造應滿足的主要功能是:保證屋蓋的整體性(主要指屋蓋各構件之間不錯位)和屋蓋橫梁平面外的穩定性,保證屋蓋和山墻水平地震作用傳遞路線的合理、簡捷,且不中斷。本次修訂,針對鋼結構廠房的特點規定了不同于鋼筋混凝土柱廠房的屋蓋支撐布置要求:
    1 一般情況下,屋蓋橫向支撐應對應于上柱柱間支撐布置,故其間距取決于柱間支撐間距。表9.2.12屋蓋橫向支撐間距限值可按本節第9.2.15條的柱間支撐間距限值執行。
    2 無檁屋蓋(重型屋蓋)是指通用的1.5m×6.0m預制大型屋面板。大型屋面板與屋架的連接需保證三個角點牢固焊接,才能起到上弦水平支撐的作用。
    屋架的主要橫向支撐應設置在傳遞廠房框架支座反力的平面內。即,當屋架為端斜桿上承式時,應以上弦橫向支撐為主;當屋架為端斜桿下承式時,以下弦橫向支撐為主。當主要橫向支撐設置在屋架的下弦平面區間內時,宜對應地設置上弦橫向支撐;當采用以上弦橫向支撐為主的屋架區間內時,一般可不設置對應的下弦橫向支撐。
    3 有檁屋蓋(輕型屋蓋)主要是指彩色涂層壓形鋼板、硬質金屬面夾芯板等輕型板材和高頻焊接薄壁型鋼檁條組成的屋蓋。在輕型屋蓋中,高頻焊接薄壁型鋼等型鋼檁條一般都可兼作上弦系桿,故在表9.2.12中未列入。
    對于有檁屋蓋,宜將主要橫向支撐設置在上弦平面,水平地震作用通過上弦平面傳遞,相應的,屋架亦應采用端斜桿上承式。在設置橫向支撐開間的柱頂剛性系桿或豎向支撐、屋面檁條應加強,使屋蓋橫向支撐能通過屋面檁條、柱頂剛性系桿或豎向支撐等構件可靠地傳遞水平地震作用。但當采用下沉式橫向天窗時,應在屋架下弦平面設置封閉的屋蓋水平支撐系統。
    4 8、9度時,屋蓋支撐體系(上、下弦橫向支撐)與柱間支撐應布置在同一開間,以便加強結構單元的整體性。
    5 支撐設置還需注意:當廠房跨度不很大時,壓型鋼板輕型屋蓋比較適合于采用與柱剛接的屋面梁。壓型鋼板屋面的坡度較平緩,跨變效應可略去不計。
    對輕型有檁屋蓋,亦可采用屋架端斜桿為上承式的鉸接框架,柱頂水平力通過屋架上弦平面傳遞。屋蓋支撐布置也可參照實腹屋面梁的,隅撐間距宜按屋架下弦的平面外長細比小于240確定,但橫向支撐開間的屋架兩端應設置豎向支撐。
    檁條隅撐系統布置時,需考慮合理的傳力路徑,檁條及其兩端連接應足以承受隅撐傳至的作用力。
    屋蓋縱向水平支撐的布置比較靈活。設計時,應據具體情況綜合分析,以達到合理布置的目的。
     

    9.2.13 單層鋼結構廠房的最大柱頂位移限值、吊車梁頂面標高處的位移限值,一般已可控制出現長細比過大的柔韌廠房。本次修訂,參考美國、歐洲、日本鋼結構規范和抗震規范,結合我國現行鋼結構設計規范的規定和設計習慣,按軸壓比大小對廠房框架柱的長細比限值適當調整。
     

    9.2.14 板件的寬厚比,是保證廠房框架延性的關鍵指標,也是影響單位面積耗鋼量的關鍵指標。本次修訂,對重屋蓋和輕屋蓋予以區別對待。重屋蓋參照多層鋼結構低于50m的抗震等級采用,柱的寬厚比要求比2001規范有所放松。
    對于采用壓型鋼板輕型屋蓋的單層鋼結構廠房,對于設防烈度8度(0.20g)及以下的情況,即使按設防烈度的地震動參數進行彈性計算,也經常出現由非地震組合控制廠房框架受力的情況。因此,根據實際工程的計算分析,發現如果采用性能化設計的方法,可以分別按“高延性,低彈性承載力”或“低延性,高彈性承載力”的抗震設計思路來確定板件寬厚比。即通過廠房框架承受的地震內力與其具有的彈性抗力進行比較來選擇板件寬厚比:
    當構件的強度和穩定的承載力均滿足高承載力——2倍多遇地震作用下的要求(γGSGE+γEh2SE≤R/γRE)時,可采用現行《鋼結構設計規范》GB 50017彈性設計階段的板件寬厚比限值,即C類;當強度和穩定的承載力均滿足中等承載力——1.5倍多遇地震作用下的要求(γGSGE+γEh1.5SE≤R/γRE)時,可按表6中B類采用;其他情況,則按表6中A類采用。

    A、B、C三類寬厚比的數值,系參照歐、日、美等國家的抗震規范選定。大體上,A類可達全截面塑性且塑性鉸在轉動過程中承載力不降低;B類可達全截面塑性,在應力強化開始前足以抵抗局部屈曲發生,但由于局部屈曲使塑性鉸的轉動能力有限。C類是指現行《鋼結構設計規范》GB 50017按彈性準則設計時腹板不發生局部屈曲的情況,如雙軸對稱H形截面翼緣需滿足b/t≤15,受彎構件腹板需滿足72<ho/tw≤130,壓彎構件腹板應符合《鋼結構設計規范》GB50017—2003式(5.4.2)的要求。
    上述板件寬厚比與地震作用的對應關系,系根據底部剪力相當的條件,與歐洲EC8規范、日本BCJ規范給出的板件寬厚比限值與地震作用的對應關系大致持平。
    鑒于單跨單層廠房橫向剛架的耗能區(潛在塑性鉸區),一般在上柱梁底截面附近,因此,即使遭遇強烈地震在上柱梁底區域形成塑性鉸,并考慮塑性鉸區鋼材應變硬化,屋面梁仍可能處于彈性狀態工作。所以框架塑性耗能區外的構件區段(即使遭遇強烈地震,截面應力始終在彈性范圍內波動的構件區段),可采用C類截面。
    設計經驗表明,就目前廣泛采用輕型圍護材料的情況,采用上述方法確定寬厚比,雖然增加了一些計算工作量,但充分利用了構件自身所具有的承載力,在6、7度設防時可以較大地降低耗鋼量。
     

    9.2.15 柱間支撐對整個廠房的縱向剛度、自振特性、塑性鉸產生部位都有影響。柱間支撐的布置應合理確定其間距,合理選擇和配置其剛度以減小廠房整體扭轉。
    1 柱間支撐長細比限值,大于細柔長細比下限值130(考慮0.5fy的殘余應力)時,不需作鋼號修正。
    2 采用焊接型鋼時,應采用整根型鋼制作支撐桿件;但當采用熱軋型鋼時,采用拼接板加強才能達到等強接長。
    3 對于大型屋面板無檁屋蓋,柱頂的集中質量往往要大于各層吊車梁處的集中質量,其地震作用對各層柱間支撐大體相同,因此,上層柱間支撐的剛度、強度宜接近下層柱間支撐的。
    4 壓型鋼板等輕型墻屋面圍護,其波形垂直廠房縱向,對結構的約束較小,故可放寬廠房柱間支撐的間距。條文參考冶金部門的規定,對輕型圍護廠房的柱間支撐間距作出規定。
     

    9.2.16 震害表明,外露式柱腳破壞的特征是錨栓剪斷、拉斷或拔出。由于柱腳錨栓破壞,使鋼結構傾斜,嚴重者導致廠房坍塌。外包式柱腳表現為頂部箍筋不足的破壞。
    1 埋入式柱腳,在鋼柱根部截面容易滿足塑性鉸的要求。
    當埋入深度達到鋼柱截面高度2倍的深度,可認為其柱腳部位的恢復力特性基本呈紡錘形。插入式柱腳引用冶金部門的有關規定。埋入式、插入式柱腳應確保鋼柱的埋入深度和鋼柱埋入部分的周邊混凝土厚度。
    2 外包式柱腳的力學性能主要取決于外包鋼筋混凝土的力學性能。所以,外包短柱的鋼筋應加強,特別是頂部箍筋,并確保外包混凝土的厚度。
    3 一般的外露式柱腳,從力學的角度看,作為半剛性考慮更加合適。與鋼柱根部截面的全截面屈服承載力相比,柱腳在多數情況下由錨栓屈服所決定的塑性彎矩較小。這種柱腳受彎時的力學性能,主要由錨栓的性能決定。如錨栓受拉屈服后能充分發展塑性,則承受反復荷載作用時,外露式柱腳的恢復力特性呈典型的滑移型滯回特性。但實際的柱腳,往往在錨栓截面未削弱部分屈服前,螺紋部分就發生斷裂,難以有充分的塑性發展。并且,當鋼柱截面大到一定程度時,設計大于柱截面抗彎承載力的外露式柱腳往往是困難的。因此,當柱腳承受的地震作用大時,采用外露式不經濟,也不合適。采用外露式柱腳時,與柱間支撐連接的柱腳,不論計算是否需要,都必須設置剪力鍵,以可靠抵抗水平地震作用。

    9.3 單層磚柱廠房

    (Ⅰ)一般規定

    9.3.1 本次修訂明確本節適用范圍為6~8度(0.20g)的燒結普通磚(黏土磚、頁巖磚)、混凝土普通磚砌體。
    在歷次大地震中,變截面磚柱的上柱震害嚴重又不易修復,故規定磚柱廠房的適用范圍為等高的中小型工業廠房。超出此范圍的磚柱廠房;要采取比本節規定更有效的措施。
     

    9.3.2 針對中小型工業廠房的特點,對鋼筋混凝土無檁屋蓋的磚柱廠房,要求設置防震縫。對鋼、木等有檁屋蓋的磚往廠房,則明確可不設防震縫。
    防震縫處需設置雙柱或雙墻,以保證結構的整體穩定性和剛性。
    本次修訂規定,屋蓋設置天窗時,天窗不應通到端開間,以免過多削弱屋蓋的整體性。天窗采用端磚壁時,地震中較多嚴重破壞,甚至倒塌,不應采用。
     

    9.3.3 廠房的結構選型應注意:
    1 歷次大地震中,均有相當數量不配筋的無階形柱的單層磚柱廠房,經受8度地震仍基本完好或輕微損壞。分析認為,當磚柱廠房山墻的間距、開洞率和高寬比均符合砌體結構靜力計算的“剛性方案”條件且山墻的厚度不小于240mm時,即:
    ①廠房兩端均設有承重山墻且山墻和橫墻間距,對鋼筋混凝土無檁屋蓋不大于32m,對鋼筋混凝土有檁屋蓋、輕型屋蓋和有密鋪望板的木屋蓋不大于20m;
    ②山墻或橫墻上洞口的水平截面面積不應超過山墻或橫墻截面面積的50%;
    ③山墻和橫墻的長度不小于其高度。
    不配筋的磚排架柱仍可滿足8度的抗震承載力要求。僅從承載力方面,8度地震時可不配筋;但歷次的震害表明,當遭遇9度地震時,不配筋的磚柱大多數倒塌,按照“大震不倒”的設計原則,本次修訂強調,8度(0.20g)時不應采用無筋磚柱。即仍保留78規范、89規范關于8度設防時至少應設置“組合磚柱”的規定,且多跨廠房在8度Ⅲ、Ⅳ類場地時,中柱宜采用鋼筋混凝土柱,僅邊柱可略放寬為采用組合磚柱。
    2 震害表明,單層磚柱廠房的縱向也要有足夠的強度和剛度,單靠獨立磚柱是不夠的,像鋼筋混凝土柱廠房那樣設置交叉支撐也不妥,因為支撐吸引來的地震剪力很大,將會剪斷磚柱。比較經濟有效的辦法是,在柱間砌筑與柱整體連接的縱向磚墻井設置磚墻基礎,以代替柱間支撐加強廠房的縱向抗震能力。
    采用鋼筋混凝土屋蓋時,由于縱向水平地震作用較大,不能單靠屋蓋中的一般縱向構件傳遞,所以要求在無上述抗震墻的磚柱頂部處設壓桿(或用滿足壓桿構造的圈梁、天溝或檁條等代替)。
    3 強調隔墻與抗震墻合并設置,目的在于充分利用墻體的功能,并避免非承重墻對柱及屋架與柱連接點的不利影響。當不能合并設置時,隔墻要采用輕質材料。
    單層磚柱廠房的縱向隔墻與橫向內隔墻一樣,也宜做成抗震墻,否則會導致主體結構的破壞,獨立的縱向、橫向內隔墻,受震后容易倒塌,需采取保證其平面外穩定性的措施。

     

    (Ⅱ)計算要點

    9.3.4 本次修訂基本保持了2001規范可不進行縱向抗震驗算的條件。明確為7度(0.10g)的情況,不適用于7度(0.15g)的情況。
     

    9.3.5、9.3.6 在本節適用范圍內的磚柱廠房,縱、橫向抗震計算原則與鋼筋混凝土柱廠房基本相同,故可參照本章第.9.1節所提供的方法進行計算。其中,縱向簡化計算的附錄K不適用,而屋蓋為鋼筋混凝土或密鋪望板的瓦木屋蓋時,2001規范規定,橫向平面排架計算同樣考慮廠房的空間作用影響。理由如下:
    ①根據國家標準《砌體結構設計規范》GB 50003的規定:密鋪望板瓦木屋蓋與鋼筋混凝土有檁屋蓋屬于同一種屋蓋類型,靜力計算中,符合剛彈性方案的條件時(20~48)m均可考慮空間工作,但89抗震規范規定:鋼筋混凝土有檁屋蓋可以考慮空間工作,而密鋪望板的瓦木屋蓋不可以考慮空間工作,二者不協調。
    ②歷次地震,特別是遼南地震和唐山地震中,不少密鋪望板瓦木屋蓋單層磚柱廠房反映了明顯的空間工作特性。
    ③根據王光遠教授《建筑結構的振動》的分析結論,不僅僅鋼筋混凝土無檁屋蓋和有檁屋蓋(大波瓦、槽瓦)廠房;就是石棉瓦和黏土瓦屋蓋廠房在地震作用下,也有明顯的空間工作。
    ④從具有木望板的瓦木屋蓋單層磚柱廠房的實測可以看出:實測廠房的基本周期均比按排架計算周期為短,同時其橫向振型與鋼筋混凝土屋蓋的振型基本一致。
    ⑤山樓墻間距小于24m時,其空間工作更明顯,且排架柱的剪力和彎矩的折減有更大的趨勢,而單層磚柱廠房山、樓墻間距小于24m的情況,在工程建設中也是常見的。
    根據以上分析,本次修訂繼續保持2001規范對單層磚柱廠房的空間工作的如下修訂:
    1)7度和8度時,符合砌體結構剛彈性方案(20~48)m的密鋪望板瓦木屋蓋單層磚柱廠房與鋼筋混凝土有檁屋蓋單層磚柱廠房一樣,也可考慮地震作用下的空間工作。
    2)附錄J“磚柱考慮空間工作的調整系數”中的“兩端山墻間距”改為“山墻、承重(抗震)橫墻的間距”;并將小于24m分為24m、18m、12m。
    3)單層磚柱廠房考慮空間工作的條件與單層鋼筋混凝土柱廠房不同,在附錄K中加以區別和修正。
     

    9.3.8 磚柱的抗震驗算,在現行國家標準《砌體結構設計規范》GB 50003的基礎上,按可靠度分析,同樣引入承載力調整系數后進行驗算。
     


    (Ⅲ)構造措施

    9.3.9 磚柱廠房一般多采用瓦木屋蓋,89規范關于木屋蓋的規定基本上是合理的,本次修訂,保持89規范、2001規范的規定;并依據木結構設計規范的規定,明確8度時的木屋蓋不宜設置天窗。
    木屋蓋的支撐布置中,如端開間下弦水平系桿與山墻連接,地震后容易將山墻頂壞,故不宜采用。木天窗架需加強與屋架的連接,防止受震后傾倒。
    當采用鋼筋混凝土和鋼屋蓋時,可參照第9.1、9.2節的規定。
     

    9.3.10 檁條與山墻連接不好,地震時將使支承處的砌體錯動,甚至造成山尖墻倒塌,檁條伸出山墻的出山屋面有利于加強檁條與山墻的連接,對抗震有利,可以采用。
     

    9.3.12 震害調查發現,預制圈梁的抗震性能較差,故規定在屋架底部標高處設置現澆鋼筋混凝土圈梁。為加強圈梁的功能,規定圈梁的截面高度不應小于180mm;寬度習慣上與磚墻同寬。
     

    9.3.13 震害還表明,山墻是磚柱廠房抗震的薄弱都位之一,外傾、局部倒塌較多;甚至有全部倒塌的。為此,要求采用臥梁并加強錨拉的措施。
     

    9.3.14 屋架(屋面梁)與柱頂或墻頂的圈梁錨固的修訂如下:
    1 震害表明:屋架(屋面梁)和柱子可用螺栓連接,也可采用焊接連接。
    2 對墊塊的厚度和配筋作了具體規定。墊塊厚度太薄或配筋太少時,本身可能局部承壓破壞,且埋件錨固不足。
     

    9.3.15 根據設計需要,本次修訂規定了磚柱的抗震要求。
     

    9.3.16 鋼筋混凝土屋蓋單層磚柱廠房,在橫向水平地震作用下,由于空間工作的因素,山墻、橫墻將負擔較大的水平地震剪力,為了減輕山墻、橫墻的剪切破壞,保證房屋的空間工作,對山墻、橫墻的開洞面積加以限制,8度時宜在山墻、橫墻的兩端設置構造柱。
     

    9.3.17 采用鋼筋混凝土無檁屋蓋等剛性屋蓋的單層磚柱廠房,地震時磚墻往往在屋蓋處圈梁底面下一至四皮磚范圍內出現周圍水平裂縫。為此,對于高烈度地區剛性屋蓋的單層磚柱廠房,在磚墻頂部沿墻長每隔1m左右埋設一根8豎向鋼筋,并插入頂部圈梁內,以防止柱周圍水平裂縫,甚至墻體錯動破壞的產生。

     

    10 空曠房屋和大跨屋蓋建筑

    10.1 單層空曠房屋

    (Ⅰ)一般規定

    單層空曠房屋是一組不同類型的結構組成的建筑,包含有單層的觀眾廳和多層的前后左右的附屬用房。無側廳的食堂,可參照本規范第9章設計。
    觀眾廳與前后廳之間、觀眾廳與兩側廳之間一般不設縫,震害較輕;個別房屋在觀眾廳與側廳處留縫,反而破壞較重。因此,在單層空曠房屋中的觀眾廳與側廳、前后廳之間可不設防震縫,但根據本規范第3章的要求,布置要對稱,避免扭轉,并按本章采取措施,使整組建筑形成相互支持和有良好聯系的空間結構體系。
    本節主要規定了單層空曠房屋大廳抗震設計中有別于單層廠房的要求,對屋蓋選型、構造、非承重隔墻及各種結構類型的附屬房屋的要求,見其他各有關章節。
    大廳人員密集,抗震要求較高,故觀眾廳有挑臺,或房屋高、跨度大,或烈度高,需要采用鋼筋混凝土框架或門式剛架結構等。根據震害調查及分析,為進一步提高其抗震安全性,本次修訂對第10.1.3條進行了修改,對磚柱承重的情況作了更為嚴格的限制:
    ①增加了7度(0.15g)時不應采用磚柱的規定;
    ②鑒于現階段各地區經濟發展不平衡,對于設防烈度6度、7度(0.10g),經濟條件不足的地區,還不宜全部取消磚柱承重,只是在跨度和柱頂高度方面較2001規范限制更加嚴格。
     


    (Ⅱ)計算要點

    本次修訂對計算要點的規定未作修改,同2001規范。
    單層空曠房屋的平面和體型均較復雜,尚難以采用符合實際工作狀態的假定和合理的模型進行整體計算分析。為了簡化,從工程設計的角度考慮,可將整個房屋劃為若干個部分,分別進行計算,然后從構造上和荷載的局部影響上加以考慮,互相協調。
    例如,通過周期的經驗修正,使各部分的計算周期趨于一致;橫向抗震分析時,考慮附屬房屋的結構類型及其與大廳的連接方式,選用排架、框排架或排架—抗震墻的計算簡圖,條件合適時亦可考慮空間工作的影響,交接處的柱子要考慮高振型的影響;縱向抗震分析時,考慮屋蓋的類型和前后廳等影響,選用單柱列或空間協同分析模型。
    根據宏觀震害調查分析,單層空曠房屋中,舞臺后山墻等高大山墻的壁柱,地震中容易破壞。為減少其破壞,特別強調,高烈度時高大山墻應進行出平面的抗震驗算。驗算要求可參考本規范第9章,即壁柱在水平地震力作用下的偏心距超過規定值時,應設置組合壁柱,并驗算其偏心受壓的承載力。
     



    (Ⅲ)抗震構造措施

    單層空曠房屋的主要抗震構造措施如下:
    1 6、7度時,中、小型單層空曠房屋的大廳,無筋的縱墻壁柱雖可滿足承載力的設計要求,但考慮到大廳使用上的重要性,仍要求采用配筋磚柱或組合磚柱。
    本次修訂,在第10.1.3條不允許8度Ⅰ、Ⅱ類場地和7度(0.15g)采用磚柱承重,故在第10.1.14條刪去了2001規范的有關規定。
    當大廳采用鋼筋混凝土柱時,其抗震等級不應低于二級。當附屬房屋低于大廳柱頂標高時,大廳柱成為短柱,則其箍筋應全高加密。
    2 前廳與大廳、大廳與舞臺之間的墻體是單層空曠房屋的主要抗側力構件,承擔橫向地震作用。因此,應根據抗震設防烈度及房屋的跨度、高度等因素,設置一定數量的抗震墻。采用鋼筋混凝土抗震墻時,其抗震等級不應低于二級。與此同時,還應加強墻上的大梁及其連接的構造措施。
    舞臺口梁為懸梁,上部支承有舞臺上的屋架,受力復雜,而且舞臺口兩側墻體為一端自由的高大懸墻,在舞臺口處不能形成一個門架式的抗震橫墻,在地震作用下破壞較多。因此,舞臺口墻要加強與大廳屋蓋體系的拉結,用鋼筋混凝土墻體、立柱和水平圈梁來加強自身的整體性和穩定性。9度時不應采用舞臺口砌體懸墻承重。本次修訂,進一步明確9度時舞臺口懸墻應采用輕質墻體。
    3 大廳四周的墻體一般較高,需增設多道水平圈梁來加強整體性和穩定性。特別是墻頂標高處的圈梁更為重要。
    4 大廳與兩側的附屬房屋之間一般不設防震縫,其交接處受力較大,故要加強相互間的連接,以增強房屋的整體性。本次修訂,與本規范第7章對砌體結構的規定相協調,進一步提高了拉結措施——間距不大于400mm,且采用由拉結鋼筋與分布短筋在平面內焊接而成的鋼筋網片。
    5 二層懸挑式挑臺不但荷載大,而且懸挑跨度也較大,需要進行專門的抗震設計計算分析。

    10.2 大跨屋蓋建筑

    (Ⅰ)一般規定

    10.2.1 近年來,大跨屋蓋的建筑工程越來越廣泛。為適應該類結構抗震設計的要求,本次修訂增加了大跨屋蓋建筑結構抗震設計的相關規定,并形成單獨一節。
    本條規定了本規范適用的屋蓋結構范圍及主要結構形式。本規范的大跨屋蓋建筑是指與傳統板式、梁板式屋蓋結構相區別,具有更大跨越能力的屋蓋體系,不應單從跨度大小的角度來理解大跨屋蓋建筑結構。
    大跨屋蓋的結構形式多樣,新形式也不斷出現,本規范適用于一些常用結構形式,包括:拱、平面桁架、立體桁架、網架、網殼、張弦梁和弦支穹頂等七類基本形式以及由這些基本形式組合而成的結構。相應的,針對于這些屋蓋結構形式的抗震研究開展較多,也積累了一定的抗震設計經驗。
    對于懸索結構、膜結構、索桿張力結構等柔性屋蓋體系,由于幾何非線性效應,其地震作用計算方法和抗震設計理論目前尚不成熟,本次修訂暫不納入。此外,大跨屋蓋結構基本以鋼結構為主,故本節也未對混凝土薄殼、組合網架、組合網殼等屋蓋結構形式作出具體規定。
    還需指出的是,對于存在拉索的預張拉屋蓋結構,總體可分為三類:預應力結構,如預應力桁架、網架或網殼等;懸掛(斜拉)結構,如懸掛(斜拉)桁架、網架或網殼等;張弦結構,主要指張弦梁結構和弦支穹頂結構。本節中,預應力結構、懸掛(斜拉)結構歸類在其依托的基本形式中?紤]到張弦結構的受力性能與常規預應力結構、懸掛(斜拉)結構有較大的區別,且是近些年發展起來的一類大跨屋蓋結構新體系,因此將其作為基本形式列入。
    大跨屋蓋的結構新形式不斷出現、體型復雜化、跨度極限不斷突破,為保證結構的安全性,避免抗震性能差、受力很不合理的結構形式被采用,有必要對超出適用范圍的大型建筑屋蓋結構進行專門的抗震性能研究和論證,這也是國際上通常采用的技術保障措施。根據當前工程實踐經驗,對于跨度大于120m、結構單元長度大于300m或懸挑長度大于40m的屋蓋結構,需要進行專門的抗震性能研究和論證。同時由于抗震設計經驗的缺乏,新出現的屋蓋結構形式也需要進行專門的研究和論證。
    對于可開啟屋蓋,也屬于非常用形式之一,其抗震設計除滿足本節的規定外,與開閉功能有關的設計也需要另行研究和論證。
     

    10.2.2 本條規定為抗震概念設計的主要原則,是本規范第3.4節和第3.5節規定的補充。
    大跨屋蓋結構的選型和布置首先應保證屋蓋的地震效應能夠有效地通過支座節點傳遞給下部結構或基礎,且傳遞途徑合理。
    屋蓋結構的地震作用不僅與屋蓋自身結構相關,而且還與支承條件以及下部結構的動力性能密切相關,是整體結構的反應。
    根據抗震概念設計的基本原則,屋蓋結構及其支承點的布置宜均勻對稱,具有合理的剛度和承載力分布。同時下部結構設計也應充分考慮屋蓋結構地震響應的特點,避免采用很不規則的結構布置而造成屋蓋結構產生過大的地震扭轉效應。
    屋蓋自身的結構形式宜優先采用兩個水平方向剛度均衡、整體剛度良好的網架、網殼、雙向立體桁架、雙向張弦梁或弦支穹頂等空間傳力體系。同時宜避免局部削弱或突變的薄弱部位。對于可能出現的薄弱部位,應采取措施提高抗震能力。
     

    10.2.3 本條針對屋蓋體系自身傳遞地震作用的主要特點,對兩類結構的布置要求作了規定。
    1 單向傳力體系的抗震薄弱環節是垂直于主結構(桁架、拱、張弦梁)方向的水平地震力傳遞以及主結構的平面外穩定性,設置可靠的屋蓋支撐是重要的抗震措施。在單榀立體桁架中,與屋面支撐同層的兩(多)根主弦桿間也應設置斜桿。這一方面可提高桁架的平面外剛度,同時也使得縱向水平地震內力在同層主弦桿中分布均勻,避免薄弱區域的出現。
    當桁架支座采用下弦節點支承時,必須采取有效措施確保支座處桁架不發生平面外扭轉,設置縱向桁架是一種有效的做法,同時還可保證縱向水平地震力的有效傳遞。
    2 空間傳力結構體系具有良好的整體性和空間受力特點,抗震性能優于單向傳力體系。對于平面形狀為矩形且三邊支承一邊開口的屋蓋結構,可以通過在開口邊局部增加層數來形成邊桁架,以提高開口邊的剛度和加強結構整體性。對于兩向正交正放網架和雙向張弦梁,屋蓋平面內的水平剛度較弱。為保證結構的整體性及水平地震作用的有效傳遞與分配,應沿上弦周邊網格設置封閉的水平支撐。當結構跨度較大或下弦周邊支承時,下弦周邊網格也應設置封閉的水平支撐。
     

    10.2.4 當屋蓋分區域采用不同抗震性能的結構形式時,在結構交界區域通常會產生復雜的地震響應,一般避免采用此類結構。
    如確要采用,應對交界區域的桿件和節點采用加強措施。如果建筑設計和下部支承條件允許,設置防震縫也是可采用的有效措施。此時,由于實際工程情況復雜,為避免其兩側結構在強烈地震中碰撞;條文規定的防震縫寬度可能不足,最好按設防烈度下兩側獨立結構在交界線上的相對位移最大值來復核。對于規則結構,縫寬也可將多遇地震下的最大相對變形值乘以不小于3的放大系數近似估計。
     


    (Ⅱ)計算要點

    10.2.6 本條規定屋蓋結構可不進行地震作用計算的范圍。
    1 研究表明,單向平面桁架和單向立體桁架是否受沿桁架方向的水平地震效應控制主要取決于矢跨比的大小。對于矢跨比小于1/5的該類結構,水平地震效應較小,7度時可不進行沿桁架的水平向和豎向地震作用計算。但是由于垂直桁架方向的水平地震作用主要由屋蓋支撐承擔,本節并沒有對支撐的布置進行詳細規定,因此對于7度及7度以上的該類體系,均應進行垂直于桁架方向的水平地震作用計算并對支撐構件進行驗算。
    2 網架屬于平板形屋蓋結構。大量計算分析結果表明,當支承結構剛度較大時,網架結構以豎向振動為主。7度時,網架結構的設計往往由非地震作用工況控制,因此可不進行地震作用計算,但應滿足相應的抗震措施的要求。
     

    10.2.7 本條規定抗震計算模型。
    1 屋蓋結構自身的地震效應是與下部結構協同工作的結果。
    由于下部結構的豎向剛度一般較大,以往在屋蓋結構的豎向地震作用計算時通常習慣于僅單獨以屋蓋結構作為分析模型。但研究表明,不考慮屋蓋結構與下部結構的協同工作,會對屋蓋結構的地震作用,特別是水平地震作用計算產生顯著影響,甚至得出錯誤結果。即便在豎向地震作用計算時,當下部結構給屋蓋提供的豎向剛度較弱或分布不均勻時,僅按屋蓋結構模型所計算的結果也會產生較大的誤差。因此,考慮上下部結構的協同作用是屋蓋結構地震作用計算的基本原則。
    考慮上下部結構協同工作的最合理方法是按整體結構模型進行地震作用計算。因此對于不規則的結構,抗震計算應采用整體結構模型。當下部結構比較規則時,也可以采用一些簡化方法(譬如等效為支座彈性約束)來計入下部結構的影響。但是,這種簡化必須依據可靠且符合動力學原理。
    2 研究表明,對于跨度較大的張弦梁和弦支穹頂結構,由預張力引起的非線性幾何剛度對結構動力特性有一定的影響。此外,對于某些布索方案(譬如肋環型布索)的弦支穹頂結構,撐桿和下弦拉索系統實際上是需要依靠預張力來保證體系穩定性的幾何可變體系,且不計入幾何剛度也將導致結構總剛矩陣奇異。
    因此,這些形式的張弦結構計算模型就必須計入幾何剛度。幾何剛度一般可取重力荷載代表值作用下的結構平衡態的內力(包括預張力)貢獻。
     

    10.2.8 本條規定了整體、協同計算時的阻尼比取值。
    屋蓋鋼結構和下部混凝土支承結構的阻尼比不伺,協同分析時阻尼比取值方面的研究較少。工程設計中阻尼比取值大多在0.025~0.035間,具體數值一般認為與屋蓋鋼結構和下部混凝土支承結構的組成比例有關。下面根據位能等效原則提供兩種計算整體結構阻尼比的方法,供設計中采用。
    方法一:振型阻尼比法。振型阻尼比是指針對于各階振型所定義的阻尼比。組合結構中,不同材料的能量耗散機理不同,因此相應構件的阻尼比也不相同,一般鋼構件取0.02,混凝土構件取0.05。對于每一階振型,不同構件單元對于振型阻尼比的貢獻認為與單元變形能有關,變形能大的單元對該振型阻尼比的貢獻較大,反之則較小。所以,可根據該階振型下的單元變形能,采用加權平均的方法計算出振型阻尼比ζi:

    方法二:統一阻尼比法。依然采用方法一的公式,但并不針對各振型i分別計算單元變形能Wsi,而是取各單元在重力荷載代表值作用下的變形能Wsi,這樣便求得對應于整體結構的一個阻尼比。
    在罕遇地震作用下,一些實際工程的計算結果表明,屋蓋鋼結構也僅有少量構件能進入塑性屈服狀態,所以阻尼比仍建議與多遇地震下的結構阻尼比取值相同。
     

    10.2.9 本條規定水平地震作用的計算方向和宜考慮水平多向地震作用計算的范圍。
    不同于單向傳力體系,空間傳力體系的屋蓋結構通常難以明確劃分為沿某個方向的抗側力構件,通常需要沿兩個水平主軸方向同時計算水平地震作用。對于平面為圓形、正多邊形的屋蓋結構,可能存在兩個以上的主軸方向,此時需要根據實際情況增加地震作用的計算方向。另外,當屋蓋結構、支承條件或下部結構的布置明顯不對稱時,也應增加水平地震作用的計算方向。
     

    10.2.10 本條規定了屋蓋結構地震作用計算的方法。
    本節適用的大跨屋蓋結構形式屬于線性結構范疇,因此振型分解反應譜法依然可作為是結構彈性地震效應計算的基本方法。
    隨著近年來結構動力學理論和計算技術的發展,一些更為精確的動力學計算方法逐步被接受和應用,包括多向地震反應譜法、時程分析法,甚至多向隨機振動分析方法。對于結構動力響應復雜和跨度較大的結構,應該鼓勵采用這些方法進行地震作用計算,以作為振型分解反應譜法的補充。
    自振周期分布密集是大跨屋蓋結構區別于多高層結構的重要特點。在采用振型分解反應譜法時,一般應考慮更多階振型的組合。研究表明,在不按上下部結構整體模型進行計算時,網架結構的組合振型數宜至少取前(10~15)階,網殼結構宜至少取前(25~30)階。對于體型復雜的屋蓋結構或按上下部結構整體模型計算時,應取更多階組合振型。對于存在明顯扭轉效應的屋蓋結構,組合應采用完全二次型方根(CQC)法。
     

    10.2.11 對于單向傳力體系,結構的抗側力構件通常是明確的。
    桁架構件抵抗其面內的水平地震作用和豎向地震作用,垂直桁架方向的水平地震作用則由屋蓋支撐承擔。因此,可針對各向抗側力構件分別進行地震作用計算。
    除單向傳力體系外,一般屋蓋結構的構件難以明確劃分為沿某個方向的抗側力構件,即構件的地震效應往往包含三向地震作用的結果,因此其構件驗算應考慮三向(兩個水平向和豎向)地震作用效應的組合,其組合值系數可按本規范第5章的規定采用。這也是基本原則。
     

    10.2.12 多遇地震作用下的屋蓋結構變形限值部分參考了《空間網格結構技術規程》的相關規定。
     

    10.2.13 本條規定屋蓋構件及其連接的抗震驗算;大跨屋蓋結構由于其自重輕、剛度好,所受震害一般要小于其他類型的結構。但震害情況也表明,支座及其鄰近構件發生破壞的情況較多,因此通過放大地震作用效應來提高該區域桿件和節點的承載力,是重要的抗震措施。由于通常該區域的節點和桿件數量不多,對于總工程造價的增加是有限的。
    拉索是預張拉結構的重要構件。在多遇地震作用下,應保證拉索不發生松弛而退出工作。在設防烈度下,也宜保證拉索在各地震作用參與的工況組合下不出現松弛。
     



    (Ⅲ)抗震構造措施

    10.2.14 本條規定了桿件的長細比限值。
    桿件長細比限值參考了《鋼結構設計規范》GB 50017和《空間網格結構技術規程》的相關規定,并作了適當加強。
     

    10.2.15 本條規定了節點的構造要求。
    節點選型要與屋蓋結構的類型及整體剛度等因素結合起來,采用的節點要便于加工、制作、焊接。設計中,結構桿件內力的正確計算,必須用有效的構造措施來保證,其中節點構造應符合計算假定;在地震作用下,節點應不先于桿件破壞,也不產生不可恢復的變形,所以要求節點具有足夠的強度和剛度。桿件相交于節點中心將不產生附加彎矩,也使模型計算假定更加符合實際情況。
     

    10.2.16 本條規定了屋蓋支座的抗震構造。
    支座節點是屋蓋地震作用傳遞給下部結構的關鍵部件,其構造應與結構分析所取的邊界條件相符,否則將使結構實際內力與計算內力出現較大差異,并可能危及結構的整體安全。
    支座節點往往是地震破壞的部位,屬于前面定義的關鍵節點的范疇,應予加強。在節點驗算方面,對地震作用效應進行了必要的提高(第10.2.13條)。此外根據延性設計的要求,支座節點在超過設防烈度的地震作用下,應有一定的抗變形能力。但對于水平可滑動的支座節點,較難得到保證。因此建議按設防烈度計算值作為可滑動支座的位移限值(確定支承面的大小),在罕遇地震作用下采用限位措施確保不致滑移出支承面。
    對于8、9度時多遇地震下豎向僅受壓的支座節點,考慮到在強烈地震作用(如中震、大震)下可能出現受拉,因此建議采用構造上也能承受拉力的拉壓型支座形式,且預埋錨筋、錨栓也按受拉情況進行構造配置。

    本節是在2001規范基礎上增加的內容。主要依據云南麗江、普洱、大姚地震,新疆巴楚、伽師地震,河北張北地震,內蒙古西烏旗地震,江西九江-瑞昌地震,浙江文成地震,四川道孚、汶川等地震災區房屋震害調查資料,對土木石房屋具有共性的震害問題進行了總結,在此基礎上提出了本節的有關規定。本章其他條款也據此做了部分改動與細化。
     

    11.1.1 形狀比較簡單、規則的房屋,在地震作用下受力明確、簡潔,同時便于進行結構分析,在設計上易于處理。震害經驗也充分表明,簡單、規整的房屋在遭遇地震時破壞也相對較輕。
    墻體均勻、對稱布置,在平面內對齊、豎向連續是傳遞地震作用的要求,這樣沿主軸方向的地震作用能夠均勻對稱地分配到各個抗側力墻段,避免出現應力集中或因扭轉造成部分墻段受力過大而破壞、倒塌。我國不少地區的二、三層房屋,外縱墻在一、二層上下不連續,即二層外縱墻外挑,在7度地震影響下二層墻體開裂嚴重。
    板式單邊懸挑樓梯在墻體開裂后會因嵌固端破壞而失去承載能力,容易造成人員跌落傷亡。
    震害調查發現,有的房屋縱橫墻采用不同材料砌筑,如縱墻用磚砌筑、橫墻和山墻用土坯砌筑,這類房屋由于兩種材料砌塊的規格不同,磚與土坯之間不能咬槎砌筑,不同材料墻體之間為通縫,導致房屋整體性差,在地震中破壞嚴重;又如有些地區采用的外磚里坯(亦稱里生外熟)承重墻,地震中墻體倒塌現象較為普遍。這里所說的不同墻體混合承重,是指同一高度左右相鄰不同材料的墻體,對于下部采用磚(石)墻,上部采用土坯墻,或下部采用石墻,上部采用磚或土坯墻的做法則不受此限制,但這類房屋的抗震承載力應按上部相對較弱的墻體考慮。
    調查發現,一些村鎮房屋設有較寬的外挑檐,在屋檐外挑梁的上面砌筑用于擱置檁條的小段墻體,甚至砌成花格狀,沒有任何拉接措施,地震時中容易破壞掉落傷人,因此明確規定不得采用。該位置可采用三角形小屋架或設瓜柱解決外挑部位檁條的支承問題。
     

    11.1.2 木樓、屋蓋房屋剛性較弱,加強木樓、屋蓋的整體性可以有效地提高房屋的抗震性能,各構件之間的拉結是加強整體性的重要措施。試驗研究表明,木屋蓋加設豎向剪刀撐可增強木屋架縱向穩定性。
    縱向通長水平系桿主要用于豎向剪刀撐、橫墻、山墻的拉結。
    采用墻攬將山墻與屋蓋構件拉結牢固,可防止山墻外閃破壞;內隔墻穩定性差,墻頂與梁或屋架下弦拉結是防止其平面外失穩倒塌的有效措施。
     

    11.1.3 本條規定了木樓、屋蓋構件在屋架和墻上的最小支承長度和對應的連接方式。
     

    11.1.4 本條規定了門窗洞口過梁的支承長度。
     

    11.1.5 地震中坡屋面溜瓦是瓦屋面常見的破壞現象,冷攤瓦屋面的底瓦浮擱在椽條上時更容易發生留瓦,掉落傷人。因此,本條要求冷攤瓦屋面的底瓦與椽條應有錨固措施。根據地震現場調查情況,建議在底瓦的弧邊兩角設置釘孔,采用鐵釘與椽條釘牢。蓋瓦可用石灰或水泥砂漿壓壟等做法與底瓦粘結牢固。該項措施還可以防止暴風對冷攤瓦屋面造成的破壞。四川汶川地震災區恢復重建中已有平瓦預留了錨固釘孔。
     

    11.1.6 本條對突出屋面的煙囪、女兒墻等易倒塌構件的出屋面高度提出了限值。
     

    11.1.7 本條對土木石房屋的結構材料提出了基本要求。
     

    11.1.8 本條對土木石房屋施工中鋼筋端頭彎鉤和外露鐵件防銹處理提出要求。

    11.2 生土房屋

    11.2.1 本次修訂,根據生土房屋在不同地震烈度下的震害情況,將本節生土房屋的適用范圍較2001規范降低一度。
     

    11.2.2 生土房屋的層數,因其抗震能力有限,一般僅限于單層;本次修訂,生土房屋的高度和開間尺寸限制保持不變。
    灰土墻指摻有石灰的土坯砌筑或灰土夯筑而成的墻體,其承載力明顯高于土墻。1970年云南通海地震,7、8度區兩層及兩層以下的土墻房屋僅輕微損壞。1918年廣東南澳大地震,汕頭為8度,一些由貝殼煅燒的白灰夯筑的2、3層灰土承重房屋,包括醫院和辦公樓,受到輕微損壞,修復后繼續使用。因此,灰土墻承重房屋采取適當的措施后,7度設防時可建二層房屋。
     

    11.2.3 生土房屋的屋面采用輕質材料,可減輕地震作用;提倡用雙坡和弧形屋面,可降低山墻高度,增加其穩定性;單坡屋面的后縱墻過高,穩定性差,平屋面防水有問題,不宜采用。
    由于土墻抗壓強度低,支承屋面構件部位均應有墊板或圈梁。檁條要滿搭在墻上或椽子上,端檁要出檐,以使外墻受荷均勻,增加接觸面積。
     

    11.2.4 抗震墻上開洞過大會削弱墻體抗震能力,因此對門窗洞口寬度進行限制。
    當一個洞口采用多根木桿組成過梁時,在木桿上表面采用木板、扒釘、鋼絲等將各根木桿連接成整體可避免地震時局部破壞塌落。
    生土墻在縱橫墻交接處沿高度每隔500mm左右設一層荊條、竹片、樹條等拉結網片,可以加強轉角處和內外墻交接處墻體的連接,約束該部位墻體,提高墻體的整體性,減輕地震時的破壞。震害表明,較細的多根荊條、竹片編制的網片,比較粗的幾根竹竿或木桿的拉結效果好。原因是網片與墻體的接觸面積大,握裹好。
     

    11.2.5 調查表明,村鎮房屋墻體非地震作用開裂現象普遍,主要原因是不重視地基處理和基礎的砌筑質量,導致地基不均勻沉降使墻體開裂。因此,本條要求對房屋的地基應夯實,并對基礎的材料和砌筑砂漿提出了相應要求。設置防潮層以防止生土墻體酥落。
     

    11.2.6 土坯的土質和成型方法,決定了土坯質量的好壞并最終決定土墻的強度,應予以重視。
     

    11.2.7 為加強灰土墻房屋的整體性,要求設置圈梁。圈梁可用配筋磚帶或木圈梁。
     

    11.2.8 提高土拱房的抗震性能,主要是拱腳的穩定、拱圈的牢固和整體性。若一側為崖體一側為人工土墻,會因軟硬不同導致破壞。
     

    11.2.9 土窯洞有一定的抗震能力,在宏觀震害調查時看到,土體穩定、土質密實、坡度較平緩的土窯洞在7度區有較完好的例子。因此,對土窯洞來說,首先要選擇良好的建筑場地,應避開易產生滑坡、崩塌的地段。
    崖窯前不要接砌土坯或其他材料的前臉,否則前臉部分將極易遭到破壞。
    有些地區習慣開挖層窯,一般來說比較危險,如需要時應注意間隔足夠的距離,避免一旦土體破壞時發生連鎖反應,造成大面積坍塌。

    11.3 木結構房屋

    11.3.1 本節所規定的木結構房屋,不適用于木柱與屋架(梁)鉸接的房屋。因其柱子上、下端均為鉸接,是不穩定的結構體系。
     

    11.3.2 木柱與磚柱或磚墻在力學性能上是完全不同的材料,木柱屬于柔性材料,變形能力強,磚柱或磚墻屬于脆性材料,變形能力差。若兩者混用,在水平地震作用下變形不協調,將使房屋產生嚴重破壞。
    震害表明,無端屋架山墻往往容易在地震中破壞,導致端開間塌落,故要求設置端屋架(木梁),不得采用硬山擱檁做法。
     

    11.3.3 由于結構構造的不同,各種木結構房屋的抗震性能也有一定的差異。其中穿斗木構架和木柱木屋架房屋結構性能較好,通常采用重量較輕的瓦屋面,具有結構重量輕、延性與整體性較好的優點,其抗震性能比木柱木梁房屋要好,6~8度可建造兩層房屋。
    木柱木梁房屋一般為重量較大的平屋蓋泥被屋頂,通常為粗梁細柱,梁、柱之間連接簡單,從震害調查結果看,其抗震性能低于穿斗木構架和木柱木屋架房屋,一般僅建單層房屋。
     

    11.3.4 四柱三跨木排架指的是中間有一個較大的主跨,兩側各有一個較小邊跨的結構,是大跨空曠木柱房屋較為經濟合理的方案。
    震害表明,15m~18m寬的木柱房屋,若僅用單跨,破壞嚴重,甚至倒塌;而采用四柱三跨的結構形式,甚至出現地裂縫,主跨也安然無恙。
     

    11.3.5 木結構房屋無承重山墻,故本規范第9.3節規定的房屋兩端第二開間設置屋蓋支撐的要求需向外移到端開間。
     

    11.3.6~11.3.8 木柱與屋架(梁)設置斜撐,目的是控制橫向側移和加強整體性,穿斗木構架房屋整體性較好,有相當的抗倒力和變形能力,故可不必采用斜撐來限制側移,但平面外的穩定性還需采用縱向支撐來加強。
    震害表明,木柱與木屋架的斜撐若用夾板形式,通過螺栓與屋架下弦節點和上弦處緊密連接,則基本完好,而斜撐連接于下弦任意部位時,往往倒塌或嚴重破壞。
    為保證排架的穩定性,加強柱腳和基礎的錨固是十分必要的,可采用拉結鐵件和螺栓連接的方式,或有石銷鍵的柱礎,也可對柱腳采取防腐處理后埋入地面以下。
     

    11.3.9 本條對木構件截面尺寸、開榫、接頭等的構造提出了要求。
     

    11.3.10 震害表明,木結構圍護墻是非常容易破壞和倒塌的構件。木構架和砌體圍護墻的質量、剛度有明顯差異,自振特性不同,在地震作用下變形性能和產生的位移不一致,木構件的變形能力大于砌體圍護墻,連接不牢時兩者不能共同工作,甚至會相互碰撞,引起墻體開裂、錯位,嚴重時倒塌。本條的目的是盡可能使圍護墻在采取適當措施后不倒塌,以減輕人員傷亡和地震損失。
    1 沿墻高每隔500mm采用8號鋼絲將墻體內的水平拉結筋或拉結網片與木柱拉結,配筋磚圈梁、配筋砂漿帶等與木柱采用Φ6鋼筋或8號鋼絲拉結,可以使木構架與圍護墻協同工作,避免兩者相互碰撞破壞。振動臺試驗表明,在較強地震作用下即使墻體因抗剪承載力不足而開裂,在與木柱有可靠拉結的情況下也不致倒塌。
    2 對土坯、磚等砌筑的圍護墻洞口的寬度提出了限制。
    3 完全包裹在土坯、磚等砌筑的圍護墻中的木柱不通風,較易腐蝕,且難于檢查木柱的變質情況。

    11.4 石結構房屋

    11.4.1、11.4.2 多層石房震害經驗不多,唐山地區多數是二層,少數三、四層,而昭通地區大部分是二、三層,僅泉州石結構古塔高達48.24m,經過1604年8級地震(泉州烈度為8度)的考驗至今猶存。
    多層石房高度限值相對于磚房是較小的,這是考慮到石塊加工不平整,性能差別很大,且目前石結構的地震經驗還不足。
    2008年局部修訂將總高度和層數限值由“不宜”,改為“不應”,要求更加嚴格了。
     

    11.4.6 從宏觀震害和試驗情況來看,石墻體的破壞特征和磚結構相近,石墻體的抗剪承載力驗算可與多層砌體結構采用同樣的方法。但其承載力設計值應由試驗確定。


    11.4.7 石結構房屋的構造柱設置要求,系參照89規范混凝土中型砌塊房屋對芯柱的設置要求規定的,而構造柱的配筋構造等要求,需參照多層黏土磚房的規定。
     

    11.4.8 洞口是石墻體的薄弱環節,因此需對其洞口的面積加以限制。
     

    11.4.9 多層石房每層設置鋼筋混凝土圈梁,能夠提高其抗震能力,減輕震害,例如,唐山地震中,10度區有5棟設置了圈梁的二層石房,震后基本完好,或僅輕微破壞。
    與多層磚房相比,石墻體房屋圈梁的截面加大,配筋略有增加,因為石墻材料重量較大。在每開間及每道墻上,均設置現澆圈梁是為了加強墻體間的連接和整體性。
     

    11.4.10 石墻在交接處用條石無墊片砌筑,并設置拉結鋼筋網片,是根據石墻材料的特點,為加強房屋整體性而采取的措施。
     

    11.4.11 本條為新增條文。石板多有節理缺陷,在建房過程中常因堆載斷裂造成人員傷亡事故。因此,明確不得采用對抗震不利的料石作為承重構件。
     

    12 隔震和消能減震設計
    12.1 一般規定

    12.1.1 隔震和消能減震是建筑結構減輕地震災害的有效技術。
    隔震體系通過延長結構的自振周期能夠減少結構的水平地震作用,已被國外強震記錄所證實。國內外的大量試驗和工程經驗表明:隔震一般可使結構的水平地震加速度反應降低60%左右,從而消除或有效地減輕結構和非結構的地震損壞,提高建筑物及其內部設施和人員的地震安全性,增加了震后建筑物繼續使用的功能。
    采用消能減震的方案,通過消能器增加結構阻尼來減少結構在風作用下的位移是公認的事實,對減少結構水平和豎向的地震反應也是有效的。
    適應我國經濟發展的需要,有條件地利用隔震和消能減震來減輕建筑結構的地震災害,是完全可能的。本章主要吸收國內外研究成果中較成熟的內容,目前僅列入橡膠隔震支座的隔震技術和關于消能減震設計的基本要求。
    2001規范隔震層位置僅限于基礎與上部結構之間,本次修訂,隔震設計的適用范圍有所擴大,考慮國內外已有隔震建筑的隔震層不僅是設置在基礎上,而且設置在一層柱頂等下部結構或多塔樓的底盤上。
     

    12.1.2 隔震技術和消能減震技術的主要使用范圍,是可增加投資來提高抗震安全的建筑。進行方案比較時,需對建筑的抗震設防分類、抗震設防烈度、場地條件、使用功能及建筑、結構的方案,從安全和經濟兩方面進行綜合分析對比。
    考慮到隨著技術的發展,隔震和消能減震設計的方案分析不需要特別的論證,本次修訂不作為強制性條文,只保留其與本規范第3.5.1條關于抗震設計的規定不同的特點——與抗震設計方案進行對比,這是確定隔震設計的水平向減震系數和減震設計的阻尼比所需要的,也能顯示出隔震和減震設計比抗震設計在提高結構抗震能力上的優勢。
     

    12.1.3 本次修訂,對隔震設計的結構類型不作限制,修改2001版規定的基本周期小于1s和采用底部剪力法進行非隔震設計的結構。在隔震設計的方案比較和選擇時仍應注意:
    1 隔震技術對低層和多層建筑比較合適,日本和美國的經驗表明,不隔震時基本周期小于1.0s的建筑結構效果最佳;建筑結構基本周期的估計,普通的砌體房屋可取0.4s,鋼筋混凝土框架取T1=0.075H3/4,鋼筋混凝土抗震墻結構取T1=0.05H3/4。但是,不應僅限于基本自振周期在1s內的結構,因為超過1s的結構采用隔震技術有可能同樣有效,國外大量隔震建筑也驗證了此點,故取消了2001規范要求結構周期小于1s的限制。
    2 根據橡膠隔震支座抗拉屈服強度低的特點,需限制非地震作用的水平荷載,結構的變形特點需符合剪切變形為主且房屋高寬比小于4或有關規范、規程對非隔震結構的高寬比限制要求,F行規范、規程有關非隔震結構高寬比的規定如下:
    高寬比大于4的結構小震下基礎不應出現拉應力;砌體結構,6、7度不大于2.5,8度不大于2.0,9度不大于1.5;混凝土框架結構,6、7度不大于4,8度不大于3,9度不大于2;混凝土抗震墻結構,6、7度不大于6,8度不大于5,9度不大于4。
    對高寬比大的結構,需進行整體傾覆驗算,防止支座壓屈或出現拉應力超過1MPa。
    3 國外對隔震工程的許多考察發現:硬土場地較適合于隔震房屋;軟弱場地濾掉了地震波的中高頻分量,延長結構的周期將增大而不是減小其地震反應,墨西哥地震就是一個典型的例子。2001規范的要求仍然保留,當在Ⅳ類場地建造隔震房屋時,應進行專門研究和專項審查。
    4 隔震層防火措施和穿越隔震層的配管、配線,有與隔震要求相關的專門要求。2008年汶川地震中,位于7、8度區的隔震建筑,上部結構完好,但隔震層的管線受損,故需要特別注意改進。
     

    12.1.4 消能減震房屋最基本的特點是:
    1 消能裝置可同時減少結構的水平和豎向的地震作用,適用范圍較廣,結構類型和高度均不受限制;
    2 消能裝置使結構具有足夠的附加阻尼,可滿足罕遇地震下預期的結構位移要求;
    3 由于消能裝置不改變結構的基本形式,除消能部件和相關部件外的結構設計仍可按本規范各章對相應結構類型的要求執行。這樣,消能減震房屋的抗震構造,與普通房屋相比不降低,其抗震安全性可有明顯的提高。
     

    12.1.5 隔震支座、阻尼器和消能減震部件在長期使用過程中需要檢查和維護。因此,其安裝位置應便于維護人員接近和操作。
    為了確保隔震和消能減震的效果,隔震支座、阻尼器和消能減震部件的性能參數應嚴格檢驗。
    按照國家產品標準《橡膠支座 第3部分:建筑隔震橡膠支座》GB 20688.3—2006的規定,橡膠支座產品在安裝前應對工程中所用的各種類型和規格的原型部件進行抽樣檢驗,其要求是:采用隨機抽樣方式確定檢測試件。若有一件抽樣的一項性能不合格,則該次抽樣檢驗不合格。
    對一般建筑,每種規格的產品抽樣數量應不少于總數的20%;若有不合格,應重新抽取總數的30%,若仍有不合格,則應100%檢測。
    一般情況下,每項工程抽樣總數不少于20件,每種規格的產品抽樣數量不少于4件。
    尚沒有國家標準和行業標準的消能部件中的消能器,應采用本章第12.3節規定的方法進行檢驗。對黏滯流體消能器等可重復利用的消能器,抽檢數量適當增多,抽檢的消能器可用于主體結構;對金屬屈服位移相關型消能器等不可重復利用的消能器,在同一類型中抽檢數量不少于2個,抽檢合格率為100%,抽檢后不能用于主體結構。
    型式檢驗和出廠檢驗應由第三方完成。
     

    12.1.6 本條明確提出,可采用隔震、減震技術進行結構的抗震性能化設計。此時,本章的規定應依據性能化目標加以調整。

    12.2 房屋隔震設計要點

    12.2.1 本規范對隔震的基本要求是:通過隔震層的大變形來減少其上部結構的地震作用,從而減少地震破壞。隔震設計需解決的主要問題是:隔震層位置的確定,隔震墊的數量、規格和布置,隔震層在罕遇地震下的承載力和變形控制,隔震層不隔離豎向地震作用的影響,上部結構的水平向減震系數及其與隔震層的連接構造等。
    隔震層的位置通常位于第一層以下。當位于第一層及以上時,隔震體系的特點與普通隔震結構可有較大差異,隔震層以下的結構設計計算也更復雜。
    為便于我國設計人員掌握隔震設計方法,本規范提出了“水平向減震系數”的概念。按減震系數進行設計,隔震層以上結構的水平地震作用和抗震驗算,構件承載力留有一定的安全儲備。
    對于丙類建筑,相應的構造要求也可有所降低。但必須注意,結構所受的地震作用,既有水平向也有豎向,目前的橡膠隔震支座只具有隔離水平地震的功能,對豎向地震沒有隔震效果,隔震后結構的豎向地震力可能大于水平地震力,應予以重視并做相應的驗算,采取適當的措施。
     

    12.2.2 本條規定了隔震體系的計算模型,且一般要求采用時程分析法進行設計計算。在附錄L中提供了簡化計算方法。
    圖12.2.2是對應于底部剪力法的等效剪切型結構的示意圖;其他情況,質點j可有多個自由度,隔震裝置也有相應的多個自由度。
    本次修訂,當隔震結構位于發震斷裂主斷裂帶10km以內時,要求各個設防類別的房屋均應計及地震近場效應。
     

    12.2.3、12.2.4 規定了隔震層設計的基本要求。
    1 關于橡膠隔震支座的壓應力和最大拉應力限值。
    1)根據Haringx彈性理論,按穩定要求,以壓縮荷載下疊層橡膠水平剛度為零的壓應力作為屈曲應力σcr,該屈曲應力取決于橡膠的硬度、鋼板厚度與橡膠厚度的比值、第一形狀參數s1(有效直徑與中央孔洞直徑之差D—D0與橡膠層4倍厚度4tr之比)和第二形狀參數s2(有效直徑D與橡膠層總厚度ntr之比)等。
    通常,隔震支座中間鋼板厚度是單層橡膠厚度的一半,取比值為0.5。對硬度為30~60共七種橡膠,以及s1=11、13、15、17、19、20和s2=3、4、5、6、7,累計210種組合進行了計算。結果表明:滿足s1≥15和s2≥5且橡膠硬度不小于40時,最小的屈曲應力值為34.0MPa。
    將橡膠支座在地震下發生剪切變形后上下鋼板投影的重疊部分作為有效受壓面積,以該有效受壓面積得到的平均應力達到最小屈曲應力作為控制橡膠支座穩定的條件,取容許剪切變形為0.55D(D為支座有效直徑),則可得本條規定的丙類建筑的壓應力限值

    2)規定隔震支座控制拉應力,主要考慮下列三個因素:
    ①橡膠受拉后內部有損傷,降低了支座的彈性性能;
    ②隔震支座出現拉應力,意味著上部結構存在傾覆危險;
    ③規定隔震支座拉應力σt<1MPa理由是:1)廣州大學工程抗震研究中心所作的橡膠墊的抗拉試驗中,其極限抗拉強度為(2.0~2.5)MPa;2)美國UBC規范采用的容許抗拉強度為1.5MPa。

    2 關于隔震層水平剛度和等效黏滯阻尼比的計算方法,系根據振動方程的復阻尼理論得到的。其實部為水平剛度,虛部為等效黏滯阻尼比。
    本次修訂,考慮到隨著橡膠隔震支座的制作工藝越來越成熟,隔震支座的直徑越來越大,建議在隔震支座選型時盡量選用大直徑的支座,對300mm直徑的支座,由于其直徑小,穩定性差,故將其設計承載力由12MPa降低到10MPa。
    橡膠支座隨著水平剪切變形的增大,其容許豎向承載能力將逐漸減小,為防止隔震支座在大變形的情況下失去承載能力,故要求支座的剪切變形應滿足σ≤σcr(1-γ/s2),式中,γ為水平剪切變形,s2為支座第二形狀系數,σ為支座豎向面壓,σcr為支座極限抗壓強度。同時支座的豎向壓應力不大于30MPa,水平變形不大于0.55D和300%的較小值。
    隔震支座直徑較大時,如直徑不小于600mm,考慮實際工程隔震后的位移和現有試驗設備的條件,對于罕遇地震位移驗算時的支座設計參數,可取水平剪切變形100%的剛度和阻尼。
    還需注意,橡膠材料是非線性彈性體,橡膠隔震支座的有效剛度與振動周期有關,動靜剛度的差別甚大。因此,為了保證隔震的有效性,最好取相應于隔震體系基本周期的剛度進行計算。
    本次修訂,將2001規范隱含加載頻率影響的“動剛度”改為“等效剛度”,用語更明確,方便同國家標準《橡膠支座》接軌;之所以去掉有關頻率對剛度影響的語句,因相關的產品標準已有明確的規定。
     

    12.2.5 隔震后,隔震層以上結構的水平地震作用可根據水平向減震系數確定。對于多層結構,層間地震剪力代表了水平地震作用取值及其分布,可用來識別結構的水平向減震系數。
    考慮到隔震層不能隔離結構的豎向地震作用,隔震結構的豎向地震力可能大于其水平地震力,豎向地震的影響不可忽略,故至少要求9度時和8度水平向減震系數為0.30時應進行豎向地震作用驗算。
    本次修訂,擬對水平向減震系數的概念作某些調整:直接將“隔震結構與非隔震結構最大水平剪力的比值”改稱為“水平向減震系數”,采用該概念力圖使其意義更明確,以方便設計人員理解和操作(美國、日本等國也同樣采用此方法)。
    隔震后上部結構按本規范相關結構的規定進行設計時,地震作用可以降低,降低后的地震影響系數曲線形式參見本規范5.1.5條,僅地震影響系數最大值αmaxl。
    2001規范確定隔震后水平地震作用時所考慮的安全系數1.4,對于當時隔震支座的性能是合適的。當前,在國家產品標準《橡膠支座 第3部分:建筑隔震橡膠支座》GB 20688.3—2006中,橡膠支座按剪切性能允許偏差分為S-A和S-B兩類,其中S-A類的允許偏差為土15%,S-B類的允許偏差為±25%。
    因此,隨著隔震支座產品性能的提高,該系數可適當減少。本次修訂,按照《建筑結構可靠度設計統一標準》GB 50068的要求,確定設計用的水平地震作用的降低程度,需根據概率可靠度分析提供一定的概率保證,一般考慮1.645倍變異系數。于是,依據支座剪變剛度與隔震后體系周期及對應地震總剪力的關系,由支座剛度的變異導出地震總剪力的變異,再乘以1.645,則大致得到不同支座的φ值,S-A類為0.85,S-B類為0.80。當設置阻尼器時還需要附加與阻尼器有關的變異系數,φ值相應減少,對于S-A類,取0.80,對于S-B類,取0.75。
    隔震后的上部結構用軟件計算時,直接取αmaxl進行結構計算分析。從宏觀的角度,可以將隔震后結構的水平地震作用大致歸納為比非隔震時降低半度、一度和一度半三個檔次,如表7所示(對于一般橡膠支座);而上部結構的抗震構造,只能按降低一度分擋,即以β=0.40分擋。

    本次修訂對2001規范的規定,還有下列變化:
    1 計算水平減震系數的隔震支座參數,橡膠支座的水平剪切應變由50%改為100%,大致接近設防地震的變形狀態,支座的等效剛度比2001規范減少,計算的隔震的效果更明顯。
    2 多層隔震結構的水平地震作用沿高度矩形分布改為按重力荷載代表值分布。還補充了高層隔震建筑確定水平向減震系數的方法。
    3 對8度設防考慮豎向地震的要求有所加嚴,由“宜”改為“應”。
     

    12.2.7 隔震后上部結構的抗震措施可以適當降低,一般的橡膠支座以水平向減震系數0.40為界劃分,并明確降低的要求不得超過一度,對于不同的設防烈度如表8所示:

    需注意,本規范的抗震措施,一般沒有8度(0.30g)和7度(0.15g)的具體規定。因此,當β≥0.40時抗震措施不降低,對于7度(0.15g)設防時,即使β<0.40,隔震后的抗震措施基本上不降低。
    砌體結構隔震后的抗震措施,在附錄L中有較為具體的規定。對混凝土結構的具體要求,可直接按降低后的烈度確定,本次修訂不再給出具體要求。
    考慮到隔震層對豎向地震作用沒有隔振效果,隔震層以上結構的抗震構造措施應保留與豎向抗力有關的要求。本次修訂,與抵抗豎向地震有關的措施用條注的方式予以明確。
     

    12.2.8 本次修訂,刪去2001規范關于墻體下隔震支座的間距不宜大于2m的規定,使大直徑的隔震支座布置更為合理。
    為了保證隔震層能夠整體協調工作,隔震層頂部應設置平面內剛度足夠大的梁板體系。當采用裝配整體式鋼筋混凝土樓蓋時,為使縱橫梁體系能傳遞豎向荷載并協調橫向剪力在每個隔震支座的分配,支座上方的縱橫梁體系應為現澆。
    為增大隔震層頂部梁板的平面內剛度,需加大梁的截面尺寸和配筋。
    隔震支座附近的梁、柱受力狀態復雜,地震時還會受到沖切,應加密箍筋,必要時配置網狀鋼筋。
    上部結構的底部剪力通過隔震支座傳給基礎結構。因此,上部結構與隔震支座的連接件、隔震支座與基礎的連接件應具有傳遞上部結構最大底部剪力的能力。
     

    12.2.9 對隔震層以下的結構部分,主要設計要求是:保證隔震設計能在罕遇地震下發揮隔震效果。因此,需進行與設防地震、罕遇地震有關的驗算,并適當提高抗液化措施。
    本次修訂,增加了隔震層位于下部或大底盤頂部時對隔震層以下結構的規定,進一步明確了按隔震后而不是隔震前的受力和變形狀態進行抗震承載力和變形驗算的要求。

     

    12.3 房屋消能減震設計要點

    12.3.1 本規范對消能減震的基本要求是:通過消能器的設置來控制預期的結構變形,從而使主體結構構件在罕遇地震下不發生嚴重破壞。消能減震設計需解決的主要問題是:消能器和消能部件的選型,消能部件在結構中的分布和數量,消能器附加給結構的阻尼比估算,消能減震體系在罕遇地震下的位移計算,以及消能部件與主體結構的連接構造和其附加的作用等等。
    罕遇地震下預期結構位移的控制值,取決于使用要求,本規范第5.5節的限值是針對非消能減震結構“大震不倒”的規定。
    采用消能減震技術后,結構位移的控制可明顯小于第5.5節的規定。
    消能器的類型甚多,按ATC-33.03的劃分,主要分為位移相關型、速度相關型和其他類型。金屬屈服型和摩擦型屬于位移相關型,當位移達到預定的啟動限才能發揮消能作用,有些摩擦型消能器的性能有時不夠穩定。黏滯型和黏彈性型屬于速度相關型。消能器的性能主要用恢復力模型表示,應通過試驗確定,并需根據結構預期位移控制等因素合理選用。位移要求愈嚴,附加阻尼愈大,消能部件的要求愈高。
     

    12.3.2 消能部件的布置需經分析確定。設置在結構的兩個主軸方向,可使兩方向均有附加阻尼和剛度;設置于結構變形較大的部位,可更好發揮消耗地震能量的作用。
    本次修訂,將2001規范規定框架結構的層間彈塑性位移角不應大于1/80改為符合預期的變形控制要求,宜比不設置消能器的結構適當減小,設計上較為合理,仍體現消能減震提高結構抗震能力的優勢。
     

    12.3.3 消能減震設計計算的基本內容是:預估結構的位移,并與未采用消能減震結構的位移相比,求出所需的附加阻尼,選擇消能部件的數量、布置和所能提供的阻尼大小,設計相應的消能部件,然后對消能減震體系進行整體分析,確認其是否滿足位移控制要求。
    消能減震結構的計算方法,與消能部件的類型、數量、布置及所提供的阻尼大小有關。理論上,大阻尼比的阻尼矩陣不滿足振型分解的正交性條件,需直接采用恢復力模型進行非線性靜力分析或非線性時程分析計算。從實用的角度,ATC-33建議適當簡化;特別是主體結構基本控制在彈性工作范圍內時,可采用線性計算方法估計。
     

    12.3.4 采用底部剪力法或振型分解反應譜法計算消能減震結構時,需要通過強行解耦,然后計算消能減震結構的自振周期、振型和阻尼比。此時,消能部件附加給結構的阻尼,參照ATC-33,用消能部件本身在地震下變形所吸收的能量與設置消能器后結構總地震變形能的比值來表征。
    消能減震結構的總剛度取為結構剛度和消能部件剛度之和,消能減震結構的阻尼比按下列公式近似估算:

    國內外的一些研究表明,當消能部件較均勻分布且阻尼比不大于0.20時,強行解耦與精確解的誤差,大多數可控制在5%以內。
     

    12.3.5 本次修訂,增加了對黏彈性材料總厚度以及極限位移、極限速度的規定。
     

    12.3.6 本次修訂,根據實際工程經驗,細化了2001版的檢測要求,試驗的循環次數,由60圈改為30圈。性能的衰減程度,由10%降低為15%。
     

    12.3.7 本次修訂,進一步明確消能器與主結構連接部件應在彈性范圍內工作。
     

    12.3.8 本條是新增的。當消能減震的地震影響系數不到非消能減震的50%時,可降低一度。

    附錄L 隔震設計簡化計算和砌體結構隔震措施

    1 對于剪切型結構,可根據基本周期和規范的地震影響系數曲線估計其隔震和不隔震的水平地震作用。此時,分別考慮結構基本周期不大于特征周期和大于征周期兩種情況,在每一種情況中又以5倍特征周期為界加以區分。
    1)不隔震結構的基本周期不大于特征周期Tg的情況:
    設隔震結構的地震影響系數為α,不隔震結構的地震影響系數為α′,則對隔震結構,整個體系的基本周期為T1,當不大于5Tg時地震影響系數

    由于不隔震結構的基本周期小于或等于特征周期,其地震影響系數

    當隔震后結構基本周期T1>5Tg時,地震影響系數為傾斜下降段且要求不小于0.2αmax,確定水平向減震系數需專門研究,往往不易實現。例如要使水平向減震系數為0.25,需有:

    當隔震后結構基本周期T1>5Tg時,也需專門研究。
    注意,若在T0≤Tg時,取T0=Tg,則式(12)可轉化為式(10),意味著也適用于結構基本周期不大于特征周期的情況。
    多層砌體結構的自振周期較短,對多層砌體結構及與其基本周期相當的結構,本規范按不隔震時基本周期不大于0.4s考慮。
    于是,在上述公式中引入“不隔震結構的計算周期T0”表示不隔震的基本周期,并規定多層砌體取0.4s和特征周期二者的較大值,其他結構取計算基本周期和特征周期的較大值,即得到規范條文中的公式:砌體結構用式(L.1.1—1)表達;與砌體周期相當的結構用式(L.1.1—2)表達。
    2 本條提出的隔震層扭轉影響系數是簡化計算(圖27)。

    在隔震層頂板為剛性的假定下,由幾何關系,第i支座的水平位移可寫為:


    考慮到施工的誤差,地震剪力的偏心距e宜計入偶然偏心距的影響,與本規范第5.2節的規定相同,隔震層也采用限制扭轉影響系數最小值的方法處理。由于隔震結構設計有助于減輕結構扭轉反應,建議偶然偏心距可根據隔震層的情況取值,不一定取垂直于地震作用方向邊長的5%。
    3 對于砌體結構,其豎向抗震驗算可簡化為墻體抗震承載力驗算時在墻體的平均正應力σ0計入豎向地震應力的不利影響。
    4 考慮到隔震層對豎向地震作用沒有隔震效果,上部砌體結構的構造應保留與豎向抗力有關的要求。對砌體結構的局部尺寸、圈梁配筋和構造柱、芯柱的最大間距作了原則規定。

    13 非結構構

    13.1 一般規定

    13.1.1 非結構的抗震設計所涉及的設計領域較多,本章主要涉及與主體結構設計有關的內容,即非結構構件與主體結構的連接件及其錨固的設計。
    非結構構件(如墻板、幕墻、廣告牌、機電設備等)自身的抗震,系以其不受損壞為前提的,本章不直接涉及這方面的內容。
    本章所列的建筑附屬設備,不包括工業建筑中的生產設備和相關設施。
     

    13.1.2 非結構構件的抗震設防目標列于本規范第3.7節。與主體結構三水準設防目標相協調,容許建筑非結構構件的損壞程度略大于主體結構,但不得危及生命。
    建筑非結構構件和建筑附屬機電設備支架的抗震設防分類,各國的抗震規范、標準有不同的規定,本規范大致分為高、中、低三個層次:
    高要求時,外觀可能損壞而不影響使用功能和防火能力,安全玻璃可能裂縫,可經受相連結構構件出現1.4倍以上設計撓度的變形,即功能系數取≥1.4;
    中等要求時,使用功能基本正;蚩珊芸旎謴,耐火時間減少1/4,強化玻璃破碎,其他玻璃無下落,可經受相連結構構件出現設計撓度的變形,功能系數取1.0;
    一般要求,多數構件基本處于原位,但系統可能損壞,需修理才能恢復功能,耐火時間明顯降低,容許玻璃破碎下落,只能經受相連結構構件出現0.6倍設計撓度的變形,功能系數取0.6。
    世界各國的抗震規范、規定中,要求對非結構的地震作用進行計算的有60%,而僅有28%對非結構的構造作出規定?紤]到我國設計人員的習慣,首先要求采取抗震措施,對于抗震計算的范圍由相關標準規定,一般情況下,除了本規范第5章有明確規定的非結構構件,如出屋面女兒墻、長懸臂構件(雨篷等)外,盡量減少非結構構件地震作用計算和構件抗震驗算的范圍。
    例如,需要進行抗震驗算的非結構構件大致如下:
    1 7~9度時,基本上為脆性材料制作的幕墻及各類幕墻的連接;
    2 8、9度時,懸掛重物的支座及其連接、出屋面廣告牌和類似構件的錨固;
    3 附著于高層建筑的重型商標、標志、信號等的支架;
    4 8、9度時,乙類建筑的文物陳列柜的支座及其連接;
    5 7~9度時,電梯提升設備的錨固件、高層建筑的電梯構件及其錨固;
    6 7~9度時,建筑附屬設備自重超過1.8kN或其體系自振周期大于0.1s的設備支架、基座及其錨固。
     

    13.1. 3 很多情況下,同一部位有多個非結構構件,如出入口通道可包括非承重墻體、懸吊頂棚、應急照明和出入信號四個非結構構件;電氣轉換開關可能安裝在非承重隔墻上等。當抗震設防要求不同的非結構構件連接在一起時,要求低的構件也需按較高的要求設計,以確保較高設防要求的構件能滿足規定。

    13.2 基本計算要求

    13.2.1 本條明確了結構專業所需考慮的非結構構件的影響,包括如何在結構設計中計入相關的重力、剛度、承載力和必要的相互作用。結構構件設計時僅計入支承非結構部位的集中作用并驗算連接件的錨固。
     

    13.2.2 非結構構件的地震作用,除了自身質量產生的慣性力外,還有支座間相對位移產生的附加作用;二者需同時組合計算。
    非結構構件的地震作用,除了本規范第5章規定的長懸臂構件外,只考慮水平方向。其基本的計算方法是對應于“地面反應譜”的“樓面譜”,即反映支承非結構構件的主體結構體系自身動力特性、非結構構件所在樓層位置和支點數量、結構和非結構阻尼特性對地面地震運動的放大作用;當非結構構件的質量較大時或非結構體系的自振特性與主結構體系的某一振型的振動特性相近時,非結構體系還將與主結構體系的地震反應產生相互影響。一般情況下,可采用簡化方法,即等效側力法計算;同時計入支座間相對位移產生的附加內力。對剛性連接于樓蓋上的設備,當與樓層并為一個質點參與整個結構的計算分析時,也不必另外用樓面譜進行其地震作用計算。
    要求進行樓面譜計算的非結構構件,主要是建筑附屬設備,如巨大的高位水箱、出屋面的大型塔架等。采用第二代樓面譜計算可反映非結構構件對所在建筑結構的反作用,不僅導致結構本身地震反應的變化,固定在其上的非結構的地震反應也明顯不同。
    計算樓面譜的基本方法是隨機振動法和時程分析法,當非結構構件的材料與結構體系相同時,可直接利用一般的時程分析軟件得到;當非結構構件的質量較大,或材料阻尼特性明顯不同,或在不同樓層上有支點,需采用第二代樓面譜的方法進行驗算。
    此時,可考慮非結構與主體結構的相互作用,包括“吸振效應”,計算結果更加可靠。采用時程分析法和隨機振動法計算樓面譜需有專門的計算軟件。
     

    13.2.3 非結構構件的抗震計算,最早見于ACT-3,采用了靜力法。
    等效側力法在第一代樓面譜(以建筑的樓面運動作為地震輸入,將非結構構件作為單自由度系統,將其最大反應的均值作為樓面譜,不考慮非結構構件對樓層的反作用)基礎上做了簡化。
    各國抗震規范的非結構構件的等效側力法,一般由設計加速度、功能(或重要)系數、構件類別系數、位置系數、動力放大系數和構件重力六個因素所決定。
    設計加速度一般取相當于設防烈度的地面運動加速度;與本規范各章協調,這里仍取多遇地震對應的加速度。
    部分非結構構件的功能系數和類別系數參見本規范附錄M第M.2節。
    位置系數,一般沿高度為線性分布,頂點的取值,UBC97為4.0,歐洲規范為2.0,日本取3.3。根據強震觀測記錄的分析,對多層和一般的高層建筑,頂部的加速度約為底層的二倍;當結構有明顯的扭轉效應或高寬比較大時,房屋頂部和底部的加速度比例大于2.0。因此,凡采用時程分析法補充計算的建筑結構,此比值應依據時程分析法相應調整。
    狀態系數,取決于非結構體系的自振周期,UBC97在不同場地條件下,以周期1s時的動力放大系數為基礎再乘以2.5和1.0兩檔,歐洲規范要求計算非結構體系的自振周期Ta,取值為3/[1+(1-Ta/T1)2],日本取1.0、1.5和2.0三檔。本規范不要求計算體系的周期,簡化為兩種極端情況,1.0適用于非結構的體系自振周期不大于0.06s等體系剛度較大的情況,其余按T,接近于T1的情況取值。當計算非結構體系的自振周期時,則可按2/[1+(1-Ta/T1)2]采用。
    由此得到的地震作用系數(取位置、狀態和構件類別三個系數的乘積)的取值范圍,與主體結構體系相比,UBC97按場地不同為(0.7~4.0)倍[若以硬土條件下結構周期1.0s為1.0,則為(0.5~5.6)倍],歐洲規范為0.75~6.0倍[若以硬土條件下結構周期1.0s為1.0,則為(1.2~10)倍]。我國一般為(0.6~4.8)倍[若以Tg=0.4s、結構周期1.0s為1.0,則為(1.3~11)倍)。
     

    13.2.4 非結構構件支座間相對位移的取值,凡需驗算層間位移者,除有關標準的規定外,一般按本規范規定的位移限值采用。
    對建筑非結構構件,其變形能力相差較大。砌體材料構成的非結構構件,由于變形能力較差而限制在要求高的場所使用,國外的規范也只有構造要求而不要求進行抗震計算;金屬幕墻和高級裝修材料具有較大的變形能力,國外通常由生產廠家按主體結構設計的變形要求提供相應的材料,而不是由材料決定結構的變形要求;對玻璃幕墻,《建筑幕墻》標準中已規定其平面內變形分為五個等級,最大1/100,最小1/400。
    對設備支架,支座間相對位移的取值與使用要求有直接聯系。例如,要求在設防烈度地震下保持使用功能(如管道不破碎等),取設防烈度下的變形。,即功能系數可取2~3,相應的變形限值取多遇地震的(3~4)倍;要求在罕遇地震下不造成次生災害,則取罕遇地震下的變形限值。
     

    13.2.5 本條規定非結構構件地震作用效應組合和承載力驗算的原則。強調不得將摩擦力作為抗震設計的抗力。

    13.3 建筑非結構構件的基本抗震措施

    89規范各章中有關建筑非結構構件的構造要求如下:
    1 砌體房屋中,后砌隔墻、樓梯間磚砌欄板的規定;
    2 多層鋼筋混凝土房屋中,圍護墻和隔墻材料、磚填充墻布置和連接的規定;
    3 單層鋼筋混凝土柱廠房中,天窗端壁板、圍護墻、高低跨封墻和縱橫跨懸墻的材料和布置的規定,砌體隔墻和圍護墻、墻梁、大型墻板等與排架柱、抗風柱的連接構造要求;
    4 單層磚柱廠房中,隔墻的選型和連接構造規定;
    5 單層鋼結構廠房中,圍護墻選型和連接要求。

    2001規范將上述規定加以合并整理,形成建筑非結構構件材料、選型、布置和錨固的基本抗震要求。還補充了吊車走道板、天溝板、端屋架與山墻間的填充小屋面板,天窗端壁板和天窗側板下的填充砌體等非結構件與支承結構可靠連接的規定。
    玻璃幕墻已有專門的規程,預制墻板、頂棚及女兒墻、雨篷等附屬構件的規定,也由專門的非結構抗震設計規程加以規定。
    本次修訂的主要內容如下:

    13.3.3 將砌體房屋中關于煙道、垃圾道的規定移入本節。
     

    13.3.4 增加了框架樓梯間等處填充墻設置鋼絲網面層加強的要求。
     

    13.3.5 進一步明確廠房圍護墻的設置應注意下列問題:
    1 唐山地震震害經驗表明:嵌砌墻的墻體破壞較外貼墻輕得多,但對廠房的整體抗震性能極為不利,在多跨廠房和外縱墻不對稱布置的廠房中,由于各柱列的縱向側移剛度差別懸殊,導致廠房縱向破壞,倒塌的震例不少,即使兩側均為嵌砌墻的單跨廠房,也會由于縱向側移剛度的增加而加大廠房的縱向地震作用效,特別是柱頂地震作用的集中對柱頂節點的抗震很不利,容易造成柱頂節點破壞,危及屋蓋的安全,同時由于門窗洞口處剛度的削弱和突變,還會導致門窗洞口處柱子的破壞,因此,單跨廠房也不宜在兩側采用嵌砌墻。
    2 磚砌體的高低跨封墻和縱橫向廠房交接處的懸墻,由于質量大、位置高,在水平地震作用特別是高振型影響下,外甩力大,容易發生外傾、倒塌,造成高砸低的震害,不僅砸壞低屋蓋,還可能破壞低跨設備或傷人,危害嚴重,唐山地震中,這種震害的發生率很高,因此.宜采用輕質墻板,當必須采用磚砌體時,應加強與主體結構的錨拉。
    3 高低跨封墻直接砌在低跨屋面板上時,由于高振型和上、下變形不協調的影響,容易發生倒塌破壞,并砸壞低跨屋蓋,邢臺地震7度區就有這種震例。
    4 砌體女兒墻的震害較普遍,故規定需設置時,應控制其高度,并采取防地震時傾倒的構造措施。
    5 不同墻體材料的質量、剛度不同,對主體結構的地震影響不同,對抗震不利,故不宜采用。必要時,宜采用相應的措施。
     

    13.3.6 本條文字表達略有修改。輕型板材是指彩色涂層壓型鋼板、硬質金屬面夾芯板,以及鋁合金板等輕型板材。
    降低廠房屋蓋和圍護結構的重量,對抗震十分有利。震害調查表明,輕型墻板的抗震效果很好。大型墻板圍護廠房的抗震性能明顯優于砌體圍護墻廠房。大型墻板與廠房柱剛性連接,對廠房的抗震不利,并對廠房的縱向溫度變形、廠房柱不均勻沉降以及各種振動也都不利。因此,大型墻板與廠房柱間應優先采用柔性連接。
    嵌砌砌體墻對廠房的縱向抗震不利,故一般不應采用。

    13.4 建筑附屬機電設備支架的基本抗震措施

    本規范僅規定對附屬機電設備支架的基本要求。并參照美國UBC規范的規定,給出了可不作抗震設防要求的一些小型設備和小直徑的管道。
     

    建筑附屬機電設備的種類繁多,參照美國UBC97規范,要求自重超過1.8kN(400磅)或自振周期大于0.1s時,要進行抗震計算。計算自振周期時,一般采用單質點模型。對于支承條件復雜的機電設備,其計算模型應符合相關設備標準的要求。

     

    14 地下建筑
    14.1 一般規定

    14.1.1 本章是新增加的,主要規定地下建筑不同于地面建筑的抗震設計要求。
    地下建筑種類較多,有的抗震能力強,有的使用要求高,有的服務于人流、車流,有的服務于物資儲藏,抗震設防應有不同的要求。本章的適用范圍為單建式地下建筑,且不包括地下鐵道和城市公路隧道,因為地下鐵道和城市公路隧道等屬于交通運輸類工程。
    高層建筑的地下室(包括設置防震縫與主樓對應范圍分開的地下室)屬于附建式地下建筑,其性能要求通常與地面建筑一致,可按本規范有關章節所提出的要求設計。
    隨著城市建設的快速發展,單建式地下建筑的規模正在增大,類型正在增多,其抗震能力和抗震設防要求也有差異,需要在工程設計中進一步研究,逐步解決。
     

    14.1.2 建設場地的地形、地質條件對地下建筑結構的抗震性能均有直接或間接的影響。選擇在密實、均勻、穩定的地基上建造,有利于結構在經受地震作用時保持穩定。
     

    14.1.3、14.1.4 對稱、規則并具有良好的整體性,及結構的側向剛度宜自下而上逐漸減小等是抗震結構建筑布置的常見要求。
    地下建筑與地面建筑的區別是,地下建筑結構尤應力求體型簡單,縱向、橫向外形平順,剖面形狀、構件組成和尺寸不沿縱向經常變化,使其抗震能力提高。
    關于鋼筋混凝土結構的地下建筑的抗震等級,其要求略高于高層建筑的地下室,這是由于:
    ①高層建筑地下室,在樓房倒塌后一般即棄之不用,單建式地下建筑則在附近房屋倒塌后仍常有繼續服役的必要,其使用功能的重要性常高于高層建筑地下室;
    ②地下結構一般不宜帶縫工作,尤其是在地下水位較高的場合,其整體性要求高于地面建筑;
    ③地下空間通常是不可再生的資源,損壞后一般不能推倒重來,需原地修復,而難度較大。
    本條的具體規定主要針對乙類、丙類設防的地下建筑,其他設防類別,除有具體規定外,可按本規范相關規定提高或降低。
     

    14.1.5 巖石地下建筑的口部結構往往是抗震能力薄弱的部位,洞口的地形、地質條件則對口部結構的抗震穩定性有直接的影響,故應特別注意洞口位置和口部結構類型的選擇的合理性。
     

    14.2 計算要點

    14.2.1 本條根據當前的工程經驗,確定抗震設計中可不進行計算分析的地下建筑的范圍。
    設防烈度為7度時Ⅰ、Ⅱ類場地中的丙類建筑可不計算,主要是參考唐山地震中天津市人防工程震害調查的資料。
    設防烈度為8度(0.20g)Ⅰ、Ⅱ類場地中層數不多于2層、體型簡單、跨度不大、構件連結整體性好的丙類建筑,其結構剛度相對較大,抗震能力相對較強,具有設計經驗時也可不進行地震作用計算。
     

    14.2.2 本條規定地下建筑抗震計算的模型和相應的計算方法。
    1 地下建筑結構抗震計算模型的最大特點是,除了結構自身受力、傳力途徑的模擬外,還需要正確模擬周圍土層的影響。
    長條形地下結構按橫截面的平面應變問題進行抗震計算的方法,一般適用于離端部或接頭的距離達1.5倍結構跨度以上的地下建筑結構。端部和接頭部位等的結構受力變形情況較復雜,進行抗震計算時原則上應按空間結構模型進行分析。
    結構形式、土層和荷載分布的規則性對結構的地震反應都有影響,差異較大時地下結構的地震反應也將有明顯的空間效應。
    此時,即使是外形相仿的長條形結構,也宜按空間結構模型進行抗震計算和分析。
    2 對地下建筑結構,反應位移法、等效水平地震加速度法或等效側力法,作為簡便方法,僅適用于平面應變問題的地震反應分析;其余情況,需要采用具有普遍適用性的時程分析法。
    3 反應位移法。采用反應位移法計算時,將土層動力反應位移的最大值作為強制位移施加于結構上,然后按靜力原理計算內力。土層動力反應位移的最大值可通過輸入地震波的動力有限元計算確定。
    以長條形地下結構為例,其橫截面的等效側向荷載為由兩側土層變形形成的側向力p(z)、結構自重產生的慣性力及結構與周圍土層間的剪切力τ三者的總和(圖30)。地下結構本身的慣性力,可取結構的質量乘以最大加速度,并施加在結構重心上。

    式中,τ為地下結構頂板上表面與土層接觸處的剪切力;G為土層的動剪變模量,可采用結構周圍地層中應變水平為10-4量級的地層的剪切剛度,其值約為初始值的70%~80%;H為頂板以上土層的厚度,Sv為基底上的速度反應譜,可由地面加速度反應譜得到;Ts為頂板以上土層的固有周期;p(z)為土層變形形成的側向力,u(z)為距地表深度z處的地震土層變形;zb為地下結構底面距地表面的深度;kh為地震時單位面積的水平向土層彈簧系數,可采用不包含地下結構的土層有限元網格,在地下結構處施加單位水平力然后求出對應的水平變形得到。
    4 等效水平地震加速度法。此法將地下結構的地震反應簡化為沿垂直向線性分布的等效水平地震加速度的作用效應,計算采用的數值方法常為有限元法;等效側力法將地下結構的地震反應簡化為作用在節點上的等效水平地震慣性力的作用效應,從而可采用結構力學方法計算結構的動內力。兩種方法都較簡單,尤其是等效側力法。但二者需分別得出等效水平地震加速度荷載系數和等效側力系數等的取值,普遍適用性較差。
    5 時程分析法。根據軟土地區的研究成果,平面應變問題時程分析法網格劃分時,側向邊界宜取至離相鄰結構邊墻至少3倍結構寬度處,底部邊界取至基巖表面,或經時程分析試算結果趨于穩定的深度處,上部邊界取至地表。計算的邊界條件,側向邊界可采用自由場邊界,底部邊界離結構底面較遠時可取為可輸入地震加速度時程的固定邊界,地表為自由變形邊界。
    采用空間結構模型計算時,在橫截面上的計算范圍和邊界條件可與平面應變問題的計算相同,縱向邊界可取為離結構端部距離為2倍結構橫斷面面積當量寬度處的橫剖面,邊界條件均宜為自由場邊界。
     

    14.2.3 本條規定地下結構抗震計算的主要設計參數:
    1 地下結構的地震作用方向與地面建筑的區別。首先是對于長條形地下結構,作用方向與其縱軸方向斜交的水平地震作用,可分解為橫斷面上和沿縱軸方向作用的水平地震作用,二者強度均將降低,一般不可能單獨起控制作用。因而對其按平面應變問題分析時,一般可僅考慮沿結構橫向的水平地震作用;對地下空間綜合體等體型復雜的地下建筑結構,宜同時計算結構橫向和縱向的水平地震作用。其次是對豎向地震作用的要求,體型復雜的地下空間結構或地基地質條件復雜的長條形地下結構,都易產生不均勻沉降并導致結構裂損,因而即使設防烈度為7度,必要時也需考慮豎向地震作用效應的綜合作用。
    2 地面以下地震作用的大小。地面下設計基本地震加速度值隨深度逐漸減小是公認的,但取值各國有不同的規定;一般在基巖面取地表的1/2,基巖至地表按深度線性內插。我國《水工建筑物抗震設計規范》DL 5073第9.1.2條規定地表為基巖面時,基巖面下50m及其以下部位的設計地震加速度代表值可取為地表規定值的1/2,不足50m處可按深度由線性插值確定。對于進行地震安全性評價的場地,則可根據具體情況按一維或多維的模型進行分析后確定其減小的規律。
    3 地下結構的重力荷載代表值。地下建筑結構靜力設計時,水、土壓力是主要荷載,故在確定地下建筑結構的重力荷載的代表值時,應包含水、土壓力的標準值。
    4 土層的計算參數。軟土的動力特性采用Davidenkov模型表述時,動剪變模量G、阻尼比λ與動剪應變λd之間滿足關系式:

    式中,ρ為質量密度,cs為剪切波速,σ′v為有效上覆壓力,γ′i為第i層土的有效重度,hi為第i層土的厚度,a2、a3為經驗常數,可由當地試驗數據擬合分析確定。
     

    14.2.4 地下建筑不同于地面建筑的抗震驗算內容如下:
    1 一般應進行多遇地震下承載力和變形的驗算。
    2 考慮地下建筑修復的難度較大,將罕遇地震作用下混凝土結構彈塑性層間位移角的限值取為[θp]=1/250。由于多遇地震作用下按結構彈性狀態計算得到的結果可能不滿足罕遇地震作用下的彈塑性變形要求,建議進行設防地震下構件承載力和結構變形驗算,使其在設防地震下可安全使用,在罕遇地震下能滿足抗震變形驗算的要求。
    3 在有可能液化的地基中建造地下建筑結構時,應注意檢驗其抗浮穩定性,并在必要時采取措施加固地基,以防地震時結構周圍的場地液化。鑒于經采取措施加固后地基的動力特性將有變化,本條要求根據實測標準貫入錘擊數與臨界錘擊數的比值確定液化折減系數,并進而計算地下連續墻和抗拔樁等的摩阻力。

    14.3 抗震構造措施和抗液化措施

    14.3.1 地下鋼筋混凝土框架結構構件的尺寸常大于同類地面結構的構件,但因使用功能不同的框架結構要求不一致,因而本條僅提構件最小尺寸應至少符合同類地面建筑結構構件的規定,而未對其規定具體尺寸。
    地下鋼筋混凝土結構按抗震等級提出的構造要求,第3款為根據“強柱弱梁”的設計概念適當加強框架柱的措施。
     

    14.3.2 本條規定比地上板柱結構有所加強,旨在便于協調安全受力和方便施工的需要。為加快施工進度,減少基坑暴露時間,地下建筑結構的底板、頂板和樓板常采用無梁肋結構,由此使底板、頂板和樓板等的受力體系不再是板梁體系,故在必要時宜通過在柱上板帶中設置暗梁對其加強。
    為加強樓蓋結構的整體性,提出第2款為加強周邊墻體與樓板的連接構造的措施。
    水平地震作用下,地下建筑側墻、頂板和樓板開孔都將影響結構體系的抗震承載能力,故有必要適當限制開孔面積,并輔以必要的措施加強孔口周圍的構件。
     

    14.3.3 根據單建式地下建筑結構的特點,提出遇到液化地基時可采用的處理技術和要求。
    對周圍土體和地基中存在的液化土層,注漿加固和換土等技術措施可有效地消除或減輕液化危害。
    對液化土層未采取措施時,應考慮其上浮的可能性,驗算方法及要求見本章第14.2節,必要時應采取抗浮措施。
    地基中包含薄的液化土夾層時,以加強地下結構而不是加固地基為好。當基坑開挖中采用深度大于20m的地下連續墻作為圍護結構時,坑內土體將因受到地下連續墻的挾持包圍而形成較好的場地條件,地震時一般不可能液化。這兩種情況,周圍土體都存在液化土,在承載力及抗浮穩定性驗算中,仍應計入周圍土層液化引起的土壓力增加和摩阻力降低等因素的影響。
     

    14.3.4 當地下建筑不可避免地必須通過滑坡和地質條件劇烈變化的地段時,本條給出了減輕地下建筑結構地震作用效應的構造措施。
     

    14.3.5 汶川地震中公路隧道的震害調查表明,當斷層破碎帶的復合式支護采用素混凝土內襯時,地震下內襯結構嚴重裂損并大量坍塌,而采用鋼筋混凝土內襯結構的隧道口部地段,復合式支護的內襯結構僅出現裂縫。因此,要求在斷層破碎帶中采用鋼筋混凝土內襯結構。
     

    附錄F 配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻房屋抗震設計要求


    F.1 一般規定


    F.1.1 國內外有關試驗研究結果表明,配筋混凝土小砌塊抗震墻的最小分布鋼筋僅為混凝土抗震墻的一半,但承載力明顯高于普通砌體,而豎向和水平灰縫使其具有較大的耗能能力,結構的設計計算方法與鋼筋混凝土抗震墻結構基本相似。從安全、經濟諸方面綜合考慮,對于滿灌的配筋混凝土小砌塊抗震墻房屋,本附錄所適用高度可比2001規范適當增加,同時補充了7度(0.15g)、8度(0.30g)和9度的有關規定。當橫墻較少時,類似多層砌體房屋,也要求其適用高度有所降低。

    當經過專門研究,有可靠技術依據,采取必要的加強措施,按住房和城鄉建設部的有關規定進行專項審查,房屋高度可以適當增加。

    配筋混凝土小砌塊房屋高寬比限制在一定范圍內時,有利于房屋的穩定性,減少房屋發生整體彎曲破壞的可能性。配筋砌塊砌體抗震墻抗拉相對不利,限制房屋高寬比,可使墻肢在多遇地震下不致出現小偏心受拉狀況,本次修訂對6度時的高寬比限制適當加嚴。根據試驗研究和計算分析,當房屋的平面布置和豎向布置不規則時,會增大房屋的地震反應,應適當減小房屋高寬比以保證在地震作用下結構不會發生整體彎曲破壞。


    F.1.2 配筋小砌塊砌體抗震墻房屋的抗震等級是確定其抗震措施的重要設計參數,依據抗震設防分類、烈度和房屋高度等劃分抗震等級。本次修訂,參照現澆鋼筋混凝土房屋以24m為界劃分抗震等級的規定,對2001規范的規定作了調整,并增加了9度的有關規定。


    F.1.3 根據本規范第3.4節的規則性要求,提出配筋混凝土小砌塊房屋平面和豎向布置簡單、規則、抗震墻拉通對直的要求,從結構體型的設計上保證房屋具有較好的抗震性能。

    本次修訂,對墻肢長度提出了具體的要求?紤]到抗震墻結構應具有延性,高寬比大于2的延性抗震墻,可避免脆性的剪切破壞,要求墻段的長度(即墻段截面高度)不宜大于8m。當墻很長時,可通過開設洞口將長墻分成長度較小、較均勻的超靜定次數較高的聯肢墻,洞口連梁宜采用約束彎矩較小的弱連梁(其跨高比宜大于6)。由于配筋小砌塊砌體抗震墻的豎向鋼筋設置在砌塊孔洞內(距墻端約100mm),墻肢長度很短時很難充分發揮作用,因此設計時墻肢長度也不宜過短。

    樓、屋蓋平面內的變形,將影響樓層水平地震作用在各抗側力構件之間的分配,為了保證配筋小砌塊砌體抗震墻結構房屋的整體性,樓、屋蓋宜采用現澆鋼筋混凝土樓、屋蓋,橫墻間距也不應過大,使樓蓋具備傳遞地震力給橫墻所需的水平剛度。

    根據試驗研究結果,由于配筋小砌塊砌體抗震墻存在水平灰縫和垂直灰縫,其結構整體剛度小于鋼筋混凝土抗震墻,因此防震縫的寬度要大于鋼筋混凝土抗震墻房屋。


    F.1.4 本條是新增條文。試驗研究表明,抗震墻的高度對抗震墻出平面偏心受壓強度和變形有直接關系,控制層高主要是為了保證抗震墻出平面的強度、剛度和穩定性。由于小砌塊墻體的厚度是190mm,當房屋的層高為3.2m~4.8m時,與現澆鋼筋混凝土抗震墻的要求基本相當。


    F.1.5 本條是新增條文,對配筋小砌塊砌體抗震墻房屋中的短肢墻布置作了規定。雖然短肢抗震墻有利于建筑布置,能擴大使用空間,減輕結構自重,但是其抗震性能較差,因此在整個結構中應設置足夠數量的一般抗震墻,形成以一般抗震墻為主、短肢抗震墻與一般抗震墻相結合共同抵抗水平力的結構體系,保證房屋的抗震能力。本條參照有關規定,對短肢抗震墻截面面積與同一層內所有抗震墻截面面積的比例作了規定。

    一字形短肢抗震墻的延性及平面外穩定均相對較差,因此規定不宜布置單側樓、屋面梁與之平面外垂直或斜交,同時要求短肢抗震墻應盡可能設置翼緣,保證短肢抗震墻具有適當的抗震能力。


    F.2 計算要點


    F.2.1 本條是新增條文。配筋小砌塊砌體抗震墻存在水平灰縫和垂直灰縫,在地震作用下具有較好的耗能能力,而且灌孔砌體的強度和彈性模量也要低于相對應的混凝土,其變形比普通鋼筋混凝土抗震墻大。根據同濟大學、哈爾濱工業大學、湖南大學等有關單位的試驗研究結果,綜合參考了鋼筋混凝土抗震墻彈性層間位移角限值,規定了配筋小砌塊砌體抗震墻結構在多遇地震作用下的彈性層間位移角限值為1/800,底層承受的剪力最大且主要是剪切變形,其彈性層間位移角限值要求相對較高,取1/1200。


    F.2.2~F.2.7 配筋小砌塊砌體抗震墻房屋的抗震計算分析,包括內力調整和截面應力計算方法,大多參照鋼筋混凝土結構的有關規定,并針對配筋小砌塊砌體結構的特點做了修改。

    在配筋小砌塊砌體抗震墻房屋抗震設計計算中,抗震墻底部的荷載作用效應最大,因此應根據計算分析結果,對底部截面的組合剪力設計值采用按不同抗震等級確定剪力放大系數的形式進行調整,以使房屋的最不利截面得到加強。

    條文中規定配筋小砌塊砌體抗震墻的截面抗剪能力限制條件,是為了規定抗震墻截面尺寸的最小值,或者說是限制了抗震墻截面的最大名義剪應力值。試驗研究結果表明,抗震墻的名義剪應力過高,灌孔砌體會在早期出現斜裂縫,水平抗剪鋼筋不能充分發揮作用,即使配置很多水平抗剪鋼筋,也不能有效地提高抗震墻的抗剪能力。

    配筋小砌塊砌體抗震墻截面應力控制值,類似于混凝土抗壓強度設計值,采用“灌孔小砌塊砌體”的抗壓強度,它不同于砌體抗壓強度,也不同于混凝土抗壓強度。

    配筋小砌塊砌體抗震墻截面受剪承載力由砌體、豎向和水平分布筋三者共同承擔,為使水平分布鋼筋不致過小,要求水平分布筋應承擔一半以上的水平剪力。

    配筋小砌塊砌體由于受其塊型、砌筑方法和配筋方式的影響,不適宜做跨高比較大的的梁構什。而在配筋小砌塊砌體抗震墻結構中,連梁是保證房屋整體性的重要構件,為了保證連梁與抗震節點處有彎曲屈服前不會山現剪切破壞和具有適當的剛度和承載能力,對于跨度比大于2.5的連梁宜采用受力性能更好的鋼筋混凝土連梁,以確保連梁構件的“強剪弱彎”。對于跨高比小于2.5的連梁(主要指窗下墻部分),新增了允許采用配筋小砌塊砌體連梁的規定。


    F.3 抗震構造措施


    F.3.1 灌注混凝土是指由水泥、砂、石等主要原材料配制的大流動性細石混凝土,石子粒徑控制在(5~16)mm之間,坍落度控制在(230~250)mm。過高的灌孔混凝土強度與混凝土小砌塊塊材的強度不匹配,由此組成的灌孔砌體的性能不能充分發揮,而且低強度的灌孔混凝土其和易性也較差,施工質量無法保證。


    F.3.2 本條文為新增條文。配筋小砌塊砌體抗震墻是一個整體,必須全部灌孔。在配筋小砌塊砌體抗震墻結構的房屋中,允許有部分墻體不灌孔,但不灌孔的墻體只能按填充墻對待并后砌。


    F.3.3 本條根據有關的試驗研究結果、配筋小砌塊砌體的特點和試點工程的經驗,并參照了國內外相應的規范等資料,規定了配筋小砌塊砌體抗震墻中配筋的最低構造要求。本次修改把原條文規定改為表格形式,同時對抗震等級為一、二級的配筋要求略有提高,并新增加了9度的配筋率不應小于0.2%的規定。

     


    F.3.4 配筋小砌塊砌體抗震墻在重力荷載代表值作用下的軸壓比控制是為了保證配筋小砌塊砌體在水平荷載作用下的延性和強度的發揮,同時也是為了防止墻片截面過小、配筋率過高,保證抗震墻結構延性。本次修訂對一般墻、短肢墻、一字形短肢墻的軸壓比限值做了區別對待;由于短肢墻和無翼緣的一字形短肢墻的抗震性能較差,因此其軸壓比限值更為嚴格。


    F.3.5 在配筋小砌塊砌體抗震墻結構中,邊緣構件在提高墻體承載力方面和變形能力方面的作用都非常明顯,因此參照混凝土抗震墻結構邊緣構件設置的要求,結合配筋小砌塊砌體抗震墻的特點,規定了邊緣構件的配筋要求。

    配筋小砌塊砌體抗震墻的水平筋放置于砌塊橫肋的凹槽和灰縫中,直徑不小于6mm且不大于8mm比較合適。因此一級的水平筋最小直徑為Φ8,二~四級為Φ6,為了適當彌補鋼筋直徑小的影響,抗震等級為一、二、三級時,應采用不低于HRB335級的熱軋鋼筋。

    本次修訂,還增加了一、二級抗震墻的底部加強部位設置約束邊緣構件的要求。當房屋高度接近本附錄表F.1.1—1的限值時,也可以采用鋼筋混凝土邊框柱作為約束邊緣構件來加強對墻體的約束,邊框柱截面沿墻體方向的長度可取400mm。在設計時還應注意,過于強大的邊框柱可能會造成墻體與邊框柱的受力和變形不協調,使邊框柱和配筋小砌塊墻體的連接處開裂,影響整片墻體的抗震性能。


    F.3.6 根據配筋小砌塊砌體抗震墻的施工特點,墻內的豎向鋼筋布置無法綁扎搭接,鋼筋的搭接長度應比普通混凝工構件的搭接長度長些。


    F.3.7 本條是新增條文,規定了水平分布鋼筋的錨固要求。根據國內外有關試驗研究成果,砌塊砌體抗震墻的水平鋼筋,當采用圍繞墻端豎向鋼筋180°加12d延長段錨固時,施工難度較大,

    而一般做法可將該水平鋼筋末端彎鉤錨于灌孔混凝土中,彎入長度不小于200mm,在試驗中發現這樣的彎折錨固長度已能保證該水平鋼筋能達到屈服。因此,考慮不同的抗震等級和施工因素,分別規定相應的錨固長度。


    F.3.8 本條是根據國內外試驗研究成果和經驗、以及配筋砌塊砌體連梁的特點而制定的。


    F.3.9 本次修訂,進一步細化了對圈梁的構造要求。在配筋小砌塊砌體抗震墻和樓、屋蓋的結合處設置鋼筋混凝土圈梁,可進一步增加結構的整體性,同時該圈梁也可作為建筑豎向尺寸調整的手段。鋼筋混凝土圈梁作為配筋小砌塊砌體抗震墻的一部分,其強度應和灌孔小砌塊砌體強度基本一致,相互匹配,其縱筋配筋量不應小于配筋小砌塊砌體抗震墻水平筋的數量,其腰筋間距不應大于配筋小砌塊砌體抗震墻水平筋間距,并宜適當加密。


    F.3.10 對于預制板的樓蓋,配筋混凝土小型空心砌塊砌體抗震墻房屋與其他結構類型房屋一樣,均要求樓、屋蓋有足夠的剛度和整體性。


    附錄G 鋼支撐-混凝土框架和鋼框架-鋼筋混凝土核心筒結構房屋抗震設計要求


    G.1 鋼支撐-鋼筋混凝土框架


    G.1.1 我國的鋼支撐-混凝土框架結構,鋼支撐承擔較大的水平力,但不及抗震墻,其適用高度不宜超過框架結構和框剪結構二者最大適用高度的平均值。

    本節的規定,除抗震等級外也可適用于房屋高度在混凝土框架結構最大適用高度內的情況。


    G.1.2 由于房屋高度超過本規范第6.1.1條混凝土框架結構的最大適用高度,故參照框剪結構提高抗震等級。


    G.1.3 本條規定了鋼支撐-混凝土框架結構不同于鋼支撐結構、混凝土框架結構的設計要求,主要參照混凝土框架-抗震墻結構的要求,將鋼支撐框架在整個結構中的地位類比于混凝土框架-抗震墻結構中的抗震墻。


    G.1.4 混合結構的阻尼比,取決于混凝土結構和鋼結構在總變形能中所占比例的大小。采用振型分解反應譜法時,不同振型的阻尼比可能不同。當簡化估算時,可取0.045。

    按照多道防線的概念設計,支撐是第一道防線,混凝土框架需適當增大按剛度分配的地震作用,可取兩種模型計算的較大值。


    G.2 鋼框架-鋼筋混凝土核心筒結構


    G.2.1 我國的鋼框架-鋼筋混凝土核心筒,由鋼筋混凝土筒體承擔主要水平力,其適用高度應低于高層鋼結構而高于鋼筋混凝土結構,參考《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ 3—2002第11章的規定,其最大適用高度不大于二者的平均值。


    G.2.2 本條抗震等級的劃分,基本參照《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ 3—2002的第11章和本規范第6.1.2、8.1.3條的規定。


    G.2.3 本條規定了鋼框架-鋼筋混凝土核心筒結構體系設計中不同于混凝土結構、鋼結構的一些基本要求:

    1 近年來的試驗和計算分析,對鋼框架部分應承擔的最小地震作用有些新的認識:框架部分承擔一定比例的地震作用是非常重要的,如果鋼框架部分按計算分配的地震剪力過少,則混凝土、筒體的受力狀態和地震下的表現與普通鋼筋混凝土結構幾乎沒有差別;甚至混凝土墻體更容易破壞。

    清華大學土木系選擇了一幢國內的鋼框架-混凝土核心筒結構,變換其鋼框架部分和混凝土核心筒的截面尺寸,并將它們進行不同組合,分析了共20個截面尺寸互不相同的結構方案,進行了在地震作用下的受力性能研究和比較,提出了鋼框架部分剪力分擔率的設計建議。

    考慮鋼框架-鋼筋混凝土核心筒的總高度大于普通的鋼筋混凝土框架-核心筒房屋,為給混凝土墻體留有一定的安全儲備,規定鋼框架按剛度分配的最小地震作用。當小于規定時,混凝土筒承擔的地震作用和抗震構造均應適當提高。

    2 鋼框架柱的應力一般較高,而混凝土墻體大多由位移控制,墻的應力較低,而且兩種材料彈性模量不等,此外,混凝土存在徐變和收縮,因此會使鋼框架和混凝土筒體間存在較大變形。為了其差異變形不致使結構產生過大的附加內力,國外這類結構的樓蓋梁大多兩端都做成鉸接。我國的習慣做法是,樓蓋梁與周邊框架剛接,但與鋼筋混凝土墻體做成鉸接,當墻體內設置連接用的構造型鋼時,也可采用剛接。

    3 試驗表明,混凝土墻體與鋼梁連接處存在局部彎矩及軸向力,但墻體平面外剛度較小,很容易出現裂縫;設置構造型鋼有助于提高墻體的局部性能,也便于鋼結構的安裝。

    4 底部或下部樓層用型鋼混凝土柱,上部樓層用鋼柱,可提高結構剛度和節約鋼材,是常見的做法。阪神地震表明,此時應避免剛度突變引起的破壞,設置過渡層使結構剛度逐漸變化,可以減緩此種效應。

    5 要使鋼框架與混凝土核心筒能協同工作,其樓板的剛度和大震作用下的整體性是十分重要的,本條要求其樓板應采用現澆實心板。

     


    G.2.4 本條規定了抗震計算中,不同于鋼筋混凝土結構的要求:

    1 混合結構的阻尼比,取決于混凝土結構和鋼結構在總變形能中所占比例的大小。采用振型分解反應譜法時,不同振型的阻尼比可能不同。必要時,可參照本規范第10章關于大跨空間鋼結構與混凝土支座綜合阻尼比的換算方法確定,當簡化估算時,可取0.045。

    2 根據多道抗震防線的要求,鋼框架部分應按其剛度承擔一定比例的樓層地震力。

    按美國IBC 2006規定,凡在設計時考慮提供所需要的抵抗地震力的結構部件所組成的體系均為抗震結構體系。其中,由剪力墻和框架組成的結構有以下三類:①雙重體系是“抗彎框架(moment frame)具有至少提供抵抗25%設計力(design forces)的能力,而總地震抗力由抗彎框架和剪力墻按其相對剛度的比例共同提供”;由中等抗彎框架和普通剪力墻組成的雙重體系,其折減系數R=5.5,不許用于加速度大于0.20g的地區。②在剪力墻—框架協同體系中,“每個樓層的地震力均由墻體和框架按其相對剛度的比例并考慮協同工作共同承擔”;其折減系數也是R=5.5,但不許用于加速度大于0.13g的地區。③當設計中不考慮框架部分承受地震力時,稱為房屋框架(building frame)體系;對于普通剪力墻和建筑框架的體系,其折減系數R=5,不許用于加速度大于0.20g的地區。

    關于雙重體系中鋼框架部分的剪力分擔率要求,美國UBC85已經明確為“不少于所需側向力的25%”,在UBC97是“應能獨立承受至少25%的設計基底剪力”。我國在2001抗震規范修訂時,第8章多高層鋼結構房屋的設計規定是“不小于鋼框架部分最大樓層地震剪力的1.8倍和25%結構總地震剪力二者的較小值”?紤]到混凝土核心筒的剛度遠大于支撐鋼框架或鋼筒體,參考混凝土核心筒結構的相關要求,本條規定調整后鋼框架承擔的剪力至少達到底部總剪力的15%。


    附錄H 多層工業廠房抗震設計要求


    H.1 鋼筋混凝土框排架結構廠房


    H.1.1 多層鋼筋混凝土廠房結構特點:柱網為(6~12)m、跨度大,層高高(4~8)m,樓層荷載大(10~20)kN/m2,可能會有錯層,有設備振動擾力、吊車荷載,隔墻少,豎向質量、剛度不均勻,平面扭轉?蚺偶芙Y構是多、高層工業廠房的一種特殊結構,其特點是平面、豎向布置不規則、不對稱,縱向、橫向和豎向的質量分布很不均勻,結構的薄弱環節較多;地震反應特征和震害要比框架結構和排架結構復雜,表現出更顯著的空間作用效應,抗震設計有特殊要求。

     


    H.1.2 為減少與國家標準《構筑物抗震設計規范》GB 50191重復,本附錄主要針對上下排列的框排架的特點予以規定。

    針對框排架廠房的特點,其抗震措施要求更高。震害表明,同等高度設有貯倉的比不設貯倉的框架在地震中破壞的嚴重。鋼筋混凝土貯倉豎壁與縱橫向框架柱相連,以豎壁的跨高比來確定貯倉的影響,當豎壁的跨高比大于2.5時,豎壁為淺梁,可按不設貯倉的框架考慮。


    H.1.3 對于框排架結構廠房,如在排架跨采用有檁或其他輕屋蓋體系,與結構的整體剛度不協調,會產生過大的位移和扭轉,為了提高抗扭剛度,保證變形盡量趨于協調,使排架柱列與框架柱列能較好地共同工作,本條規定目的是保證排架跨屋蓋的水平剛度;山墻承重屬結構單元內有不同的結構形式,造成剛度、荷載、材料強度不均衡,本條規定借鑒單層廠房的規定和震害調查制訂。

     

    H.1.5 在地震時,成品或原料堆積樓面荷載、設備和料斗及管道內的物料等可變荷載的遇合概率較大,應根據行業特點和使用條件,取用不同的組合值系數;廠房除外墻外,一般內隔墻較少,結構自振周期調整系數建議取0.8~0.9;框排架結構的排架柱,是廠房的薄弱部位或薄弱層,應進行彈塑性變形驗算;高大設備、料斗、貯倉的地震作用對結構構件和連接的影響不容忽視,其重力荷載除參與結構整體分析外,還應考慮水平地震作用下產生的附加彎矩。式(H.1.5)為設備水平地震作用的簡化計算公式。


    H.1.6 支承貯倉豎壁的框架柱的上端截面,在地震作用下如果過早屈服,將影響整體結構的變形能力。對于上述部位的組合彎矩設計值,在第6章規定基礎上再增大1.1倍。

    與排架柱相連的頂層框架節點處,框架梁端、柱端組合的彎矩設計值乘以增大系數,是為了提高節點承載力。排架縱向地震作用將通過縱向柱間支撐傳至下部框架柱,本條參照框支柱要求調整構件內力。

    豎向框排架結構的排架柱,是廠房的薄弱部位,需進行彈塑性變形驗算。

    針對框排架廠房節點兩側梁高通常不等的特點,為防止柱端和小核芯區剪切破壞,提出了高差大于大梁25%或500mm時的承載力驗算公式。

     

    H.1.7 框架柱的剪跨比不大于1.5時,為超短柱,破壞為剪切脆性型破壞?拐鹪O計應盡量避免采用超短柱,但由于工藝使用要求,有時不可避免(如有錯層等情況),應采取特殊構造措施。

    在短柱內配置斜鋼筋,可以改善其延性,控制斜裂縫發展。


    H.2 多層鋼結構廠房


    H.2.1 考慮多層廠房受力復雜,其抗震等級的高度分界比民用建筑有所降低。


    H.2.2 當設備、料斗等設備穿過樓層時,由于各樓層梁的豎向撓度難以同步,如采用分層支承,則各樓層結構的受力不明確。

    同時,在水平地震作用下,各層的層間位移對設備、料斗產生附加作用效應,嚴重時可損壞設備。

    細而高的設備必須借助廠房樓層側向支承才能穩定,樓層與設備之間應采用能適應層間位移差異的柔性連接。

    裝料后的設備、料斗總重心接近樓層的支承點處,是為了降低設備或料斗的地震作用對支承結構所產生的附加效應。

     

    H.2.3 結構布置合理的支撐位置,往往與工藝布置沖突,支撐布置難以上下貫通,支撐平面布置錯位。在保證支撐能把水平地震作用通過適當的途徑,可靠地傳遞至基礎前提下,支撐位置也可不設置在同一柱間。

     

    H.2.6 本條與2001規范相比,主要增加關于阻尼比的規定:

    在眾值烈度的地震作用下,結構處于彈性階段。根據33個冶金鋼結構廠房用脈動法和吊車剎車進行大位移自由衰減阻尼比測試結果,鋼結構廠房小位移阻尼比為0.012~0.029之間,平均阻尼比0.018;大位移阻尼比為0.0188~0.0363之間,平均阻尼比0.026。與本規范第8.2.2條協調,規定多遇地震作用計算的阻尼比取0.03~0.04。板件寬厚比限值的選擇計算的阻尼比也取此值。當結構經受強烈地震作用(如中震、大震等)時,考慮到結構已可能進入非彈性階段,結構以延性耗能為主。因此,罕遇地震分析的阻尼比可適當取大一些。


    H.2.7 “強柱弱梁”抗震概念,考慮的不僅是單獨的梁柱連接部位,在更大程度上是反映結構的整體性能。多層工業廠房中,由于工藝設備布置的要求,有時較難做到“強柱弱梁”要求,因此,應著眼于結構整體的角度全面考慮和計算分析。

    對梁柱節點左右梁端和上下柱端的全塑性承載力的驗算要求,比本規范第8.2.5條增加兩種例外情況:

    ①單層或多層結構頂層的低軸力柱,彈塑性軟弱層的影響不明顯,不需要滿足要求。

    ②柱列中允許占一定比例的柱,當軸力較小而足以限制其在地震下出現不利反應且仍有可接受的剛度時,可不必滿足強柱弱梁要求(如在廠房鋼結構的一些大跨梁處、民用建筑轉換大梁處)。條文中的柱列,指一個單線柱列或垂直于該柱列方向平面尺寸10%范圍內的幾列平行的柱列。


    H.2.8 框架柱長細比限值大小對鋼結構耗鋼量有較大影響。構件長細比增加,往往誤解為承載力退化嚴重。其實,這時的比較對象是構件的強度承載力,而不是穩定承載力。構件長細比屬于穩定設計的范疇(實質上是位移問題)。構件長細比愈大,設計可使用的穩定承載力則愈小。在此基礎上的比較表明,長細比增加,并不表現出穩定承載力退化趨勢加重的跡象。

    顯然,框架柱的長細比增大,結構層間剛度減小,整體穩定性降低。但這些概念上已由結構的最大位移限值、層間位移限值、二階效應驗算以及限制軟弱層、薄弱層、平面和豎向布置的抗震概念措施等所控制。美國AISC鋼結構規范在提示中述及受壓構件的長細比不應超過200,鋼結構抗震規范未作規定;日本BCJ抗震規范規定柱的長細比不得超過200。條文參考美國、歐洲、日本鋼結構規范和抗震規范,結合我國鋼結構設計習慣,對框架柱的長細比限值作出規定。

    當構件長細比不大于125(彈塑性屈曲范圍)時,長細比的鋼號修正項才起作用。

    抗側力結構構件的截面板件寬厚比,是抗震鋼結構構件局部延性要求的關鍵指標。板件寬厚比對工程設計的耗鋼量影響很大?紤]多層鋼結構廠房的特點,其板件寬厚比的抗震等級分界,比民用建筑降低10m。

    多層鋼結構廠房的支撐布置往往受工藝要求制約,故增大其地震組合設計值。為避免出現過度剛強的支撐而吸引過多的地震作用,其長細比宜在彈性屈曲范圍內選用。條文給出的柱間支撐長細比限值,下限值與歐洲規范的X形支撐、美國規范特殊中心支撐框架(SCBF)、日本規范的BB級支撐相當,上限值要稍嚴些。條文限定支撐長細比下限值的原因是,長細比在部分彈塑性屈曲范圍(60≤λ≤125)中心受壓構件,表現為承載力值不穩定,滯回環波動大。

     

        1 對于剪切型結構,可根據基本周期和規范的地震影響系數曲線估計其隔震和不隔震的水平地震作用。此時,分別考慮結構基本周期不大于特征周期和大于征周期兩種情況,在每一種情況中又以5倍特征周期為界加以區分。
            1)不隔震結構的基本周期不大于特征周期Tg的情況:
        設隔震結構的地震影響系數為α,不隔震結構的地震影響系數為α′,則對隔震結構,整個體系的基本周期為T1,當不大于5Tg時地震影響系數

     

    由于不隔震結構的基本周期小于或等于特征周期,其地震影響系數

        當隔震后結構基本周期T1>5Tg時,地震影響系數為傾斜下降段且要求不小于0.2αmax,確定水平向減震系數需專門研究,往往不易實現。例如要使水平向減震系數為0.25,需有:

        當隔震后結構基本周期T1>5Tg時,也需專門研究。
        注意,若在T0≤Tg時,取T0=Tg,則式(12)可轉化為式(10),意味著也適用于結構基本周期不大于特征周期的情況。
        多層砌體結構的自振周期較短,對多層砌體結構及與其基本周期相當的結構,本規范按不隔震時基本周期不大于0.4s考慮。于是,在上述公式中引入“不隔震結構的計算周期T0”表示不隔震的基本周期,并規定多層砌體取0.4s和特征周期二者的較大值,其他結構取計算基本周期和特征周期的較大值,即得到規范條文中的公式:砌體結構用式(L.1.1-1)表達;與砌體周期相當的結構用式(L.1.1-2)表達。
        2 本條提出的隔震層扭轉影響系數是簡化計算(圖27)。

        在隔震層頂板為剛性的假定下,由幾何關系,第i支座的水平位移可寫為:

        考慮到施工的誤差,地震剪力的偏心距e宜計入偶然偏心距的影響,與本規范第5.2節的規定相同,隔震層也采用限制扭轉影響系數最小值的方法處理。由于隔震結構設計有助于減輕結構扭轉反應,建議偶然偏心距可根據隔震層的情況取值,不一定取垂直于地震作用方向邊長的5%。
        3 對于砌體結構,其豎向抗震驗算可簡化為墻體抗震承載力驗算時在墻體的平均正應力σ0計入豎向地震應力的不利影響。
        4 考慮到隔震層對豎向地震作用沒有隔震效果,上部砌體結構的構造應保留與豎向抗力有關的要求。對砌體結構的局部尺寸、圈梁配筋和構造柱、芯柱的最大間距作了原則規定。

     

    附錄M 實現抗震性能設計目標的參考方法


    M.1 結構構件抗震性能設計方法


    M.1.1 本條依據震害,盡可能將結構構件在地震中的破壞程度,用構件的承載力和變形的狀態做適當的定量描述,以作為性能設計的參考指標。
        關于中等破壞時構件變形的參考值,大致取規范彈性限值和彈塑性限值的平均值;構件接近極限承載力時,其變形比中等破壞小些;輕微損壞,構件處于開裂狀態,大致取中等破壞的一半。不嚴重破壞,大致取規范不倒塌的彈塑性變形限值的90%。
        不同性能要求的位移及其延性要求,參見圖28。從中可見,對于非隔震、減震結構,性能1,在罕遇地震時層間位移可按線性彈性計算,約為[△ue],震后基本不存在殘余變形;性能2,震時位移小于2[△ue],震后殘余變形小于0.5[△ue];性能3,考慮阻尼有所增加,震時位移約為(4~5)[△ue],按退化剛度估計震后殘余變形約[△ue];性能4,考慮等效阻尼加大和剛度退化,震時位移約為(7~8)[△ue],震后殘余變形約2[△ue]。

    從抗震能力的等能量原理,當承載力提高一倍時,延性要求減少一半,故構造所對應的抗震等級大致可按降低一度的規定采用。延性的細部構造,對混凝土構件主要指箍筋、邊緣構件和軸壓比等構造,不包括影響正截面承載力的縱向受力鋼筋的構造要求;對鋼結構構件主要指長細比、板件寬厚比、加勁肋等構造。


    M.1.2 本條列出了實現不同性能要求的構件承載力驗算表達式,中震和大震均不考慮地震效應與風荷載效應的組合。

    設計值復核,需計入作用分項系數、抗力的材料分項系數、承載力抗震調整系數,但計入和不計入不同抗震等級的內力調整系數時,其安全性的高低略有區別。

    標準值和極限值復核,不計入作用分項系數、承載力抗震調整系數和內力調整系數,但材料強度分別取標準值和最小極限值。其中,鋼材強度的最小極限值fu按《高層民用建筑鋼結構技術規程》JGJ 99采用,約為鋼材屈服強度的(1.35~1.5)倍;鋼筋最小極限強度參照本規范第3.9.2條,取鋼筋屈服強度fy的1.25倍;混凝土最小極限強度參照《混凝土結構設計規范》GB 50011—2002第4.1.3條的說明,考慮實際結構混凝土強度與試件混凝土強度的差異,取立方強度的0.88倍。


    M.1.3 本條給出豎向構件彈塑性變形驗算的注意事項。

    對于不同的破壞狀態,彈塑性分析的地震作用和變形計算的方法也不同,需分別處理。

    地震作用下構件彈塑性變形計算時,必須依據其實際的承載力——取材料強度標準值、實際截面尺寸(含鋼筋截面)、軸向力等計算,考慮地震強度的不確定性,構件材料動靜強度的差異等等因素的影響,從工程的角度,構件彈塑性參數可仍按桿件模型適當簡化,參照IBC的規定,建議混凝土構件的初始剛度取短期或長期剛度,至少按0.85EcI簡化計算。

    結構的豎向構件在不同破壞狀態下層間位移角的參考控制目標,若依據試驗結果并扣除整體轉動影響,墻體的控制值要遠小于框架柱。從工程應用的角度,參照常規設計時各樓層最大層間位移角的限值,若干結構類型按本條正文規定得到的變形最大的樓層中豎向構件最大位移角限值,如表9所示。


    M.2 建筑構件和建筑附屬設備支座抗震性能設計方法

    各類建筑構件在強烈地震下的性能,一般允許其損壞大于結構構件,在大震下損壞不對生命造成危害。固定于結構的各類機電設備,則需考慮使用功能保持的程度,如檢修后照常使用、一般性修理后恢復使用、更換部分構件的大修后恢復使用等。

     

    本附錄的表M.2.2和表M.2.3來自2001規范第13.2.3條的條文說明,主要參考國外的相關規定。

     

    關于功能系數,UBC97分1.5和1.0兩檔,歐洲規范分1.5、1.4、1.2、1.0和0.8五檔,日本取1.0,2/3,1/2三檔。本附錄按設防類別和使用要求確定,一般分為三檔,取≥1.4、1.0和0.6。


    關于構件類別系數,美國早期的ATC-3分0.6、0.9、1.5、2.0、3.0五檔,UBC97稱反應修正系數,無延性材料或采用膠粘劑的錨固為1.0,其余分為2/3、1/3、1/4三檔,歐洲規范分1.0和1/2兩檔。本附錄分0.6、0.9、1.0和1.2四檔。


    M.3 建筑構件和建筑附屬設備抗震計算的樓面譜方法

        非結構抗震設計的樓面譜,即從具體的結構及非結構所在的樓層在地震下的運動(如實際加速度記錄或模擬加速度時程)得到具體的加速度譜,體現非結構動力特性對所處環境(場地條件、結構特性、非結構位置等)地震反應的再次放大效果。對不同的結構或同一結構的不同樓層,其樓面譜均不相同,在與結構體系主要振動周期相近的若干周期段,均有明顯的放大效果。下面給出北京長富宮的樓面譜,可以看到上述特點。


        北京長富宮為地上25層的鋼結構,前六個自振周期為3.45s、1.15s、0.66s、0.48s、0.46s、0.35s。采用隨機振動法計算的頂層樓面反應譜如圖29所示,說明非結構的支承條件不同時,與主體結構的某個振型發生共振的機會是較多的。

     

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