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[分享]:抗震规范的讲座部分

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发表于 2003-10-22 14:48:26 | 显示全部楼层 |阅读模式

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建筑抗震设计规范 GB50011-2001

第七章        多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋
                  

一、        砌体房屋方面的主要修订内容
(一)        一般规定(7.11-5.1.1条)
1、 新规范列入粘土多孔砖KP1型砖240×115×90和模数多孔砖(M砖)190×190×90,多孔砖已逐步替代实心粘土砖。
2、        将小型空心混凝土砌块砌体纳入新规范,并增加了层数和高度,
     在7度区,新规范允许七层21米,89规范是六层18米。
   8度区,新规范允许六层18米,89规范是五层15米。
   9度区仍然都不允许用。
3、 纳入蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖砌体。
4、 取消中型砌块的内容,原因:此类砌块体积大,人工搬动困难,需要小型机械。此外,此类建筑的层数和高度限制较严,市场竞争力小,国内已很少采用,新规范不列入。
5、总体看,多层砌体房屋突出了多孔砖和空心小型混凝土砌块的应用,符合国家墙体改革和节能政策的大方向。
(二)        强制性条文对多层砌体房屋的层数和高度的规定(7.12-5.1.2条)。
1、         历次震害表明多层砌体结构房屋的层数和高度与地震震害成正比,多层砌体房屋抗震设计中将房屋的层数和高度用强制性条文加以限制,十分必要。砌体结构的脆性性质,决定了这类材料不可能建造较高层数的房屋,我国允许的层数和高度,在世界多地震国家中是最大的。
2、 新规范对普通砌体的层数和高度保持89规范水平。
3、 新增加的多孔砖砌体在7.8.9度区与实心砖砌体相同。
在6度区,从8层24米降低为7层21米。其主要原因是多孔砖砌体的试验结果表明其脆性性质更为突出,它的壁和肋较薄,在较大的轴力下,极易产生“劈裂”,多孔砖的外壁先崩裂脱落。但抗剪能力有提高,砂浆有销栓作用。
4、 新规范对空心小型混凝土砌块房屋的层数和高度的限制7度、8度相应放宽一级。
(三)        关于层数和高度限值的有关说明
1、        关于房屋总高度的计算,仍然沿用自室外地坪到主要屋面板板顶标高,或至檐口标高。此地所指室外地面为室外的自然地平面。若高坡地面,则应从低处计算;同时,此地所指檐口为至屋面的檐口高度,而不是坡屋面的檐口。
2、        半地下室应从室内地面算起,即半地下室应作为一层考虑。当半地下室开有窗洞设有完整的窗井时,如窗井两侧的墙系由内横墙延伸至室外窗井,并有挡土墙形成封闭的窗井,此时已将半地下室的面积扩大,即可将半地下室视为上部墙体的嵌固端。同时半地下室的楼盖为现浇楼盖。此时可不将半地下室当作一层,此时的总高度可从室外地坪算起。
3、        全地下室的高度计算,可从室外地坪算起。因为全地下室墙体基本埋于地下,楼盖顶板低于或高于室外地坪,且无窗洞时,可视全地下室在地震作用时与土体共同工作,而无动力放大作用。因此可以不作为一层计算。
4、         对带搁楼的坡屋面的计算。总高度应计算到搁楼层山尖墙的1/2标高处。同时,应将搁楼层当作一层计算。
但搁楼的设置比较复杂,有的搁楼层高度不高,且不住人,只是作为屋架内的一个空间。此时搁楼层可不作为一层考虑。但有的搁楼层空间较高,设计作为居室的一部分,当然这样的搁楼层自然应当作为一层考虑。
亦有的搁楼在顶层屋面上,只占一部分面积,即只有部分搁楼作为居住或活动场所。此时搁楼层是否应作为一层考虑应区别不同情况对待。如搁楼层占总的顶层面积的百分比?搁楼层的结构形式、搁楼层高度等根据具体情况区别对待。
5、        考虑到某些地区要求室内外有较大的高差,主要为防潮或其他用途,此时在总高度计算时有可能超过规定,但层数上不超。因此,对室内外因功能需要而有较大高差达到600mm时,则在总层数不变的情况下,总高度可以增加1m。
6、         对于横墙较少房屋,规范具体规定了在同一层内,凡开间大于4.2m的房间面积数超过本层面积的40%时,此时可认为该建筑为横墙较少的建筑。对于此类建筑,房屋层数应降低一层,高度降低3m。
7、        对于横墙很少的多层砌体房屋,一般指教学楼等,即在整幢建筑中均为教室或开间很大的办公或其它用房。考虑到此类建筑的结构动力特性的改变,作为砌体结构主要的抗侧力构件-墙体过少。因此,对于此类横墙很少的空旷砌体结构房屋,应根据具体工程情况再适当降低层数和高度。
(四)房屋最大高宽比与89规范相同(7.1.4)。
(五)房屋抗震横墙最大间距(7.1.5)。
多层砌体房屋没有变化,底部框架-抗震墙结构和多排柱内框架结构都相应减小。
(六)        新规范对砌体房屋结构体系的其它要求(7.1.7-5.1.4)
1、        应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。
2、        纵横墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续;同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。
3、        房屋有下列情况之一时宜设置防震缝,缝两侧均应设置墙体,缝宽应根据烈度和房屋高度确定,可采用50~100mm:
(1)        房屋立面高差在6m以上;
(2)        房屋有错层,且楼板高差较大;
(3)        各部分结构刚度、质量截然不同。
4、        楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。
5、        烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体;当墙体被削弱时,应对墙体采取加强措施;不宜采用无竖向配筋的附墙烟囱及出屋面的烟囱。
6、        不应采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。
(七) 新规范对多层砌体房屋的抗震验算的有关修订
1、 在楼层各墙段进行地震剪力分配和截面验算时,砌体的墙段按门窗洞口划分,增加了小开口墙等效刚度的计算方法,7.2.3表引入墙段洞口影响系数。
2、        规范(7.2.8-5.2.5)条,普通砖、多孔砖墙体的截面抗震受剪承载力计算方法沿用89规范,新规范式(7.2.8-1)V≤fvEA / γRE 与89规范式(5.2.5)相同。
不同的是,当验算不满足要求时,新规范可计入墙段中部、截面不小于240×240,且间距不大于4米的构造柱对受剪承载力的提高作用:
式(7.2.8-2)  ν≤1/ γRE [ηcfVE(A-AC)+ζftAc+0.08fyAs]
该公式引用了近年来许多单位对约束砌体抗震性能的试验研究成果,其中ηC和ζ与墙中柱的间距、数量有关。
3、 水平配筋砌体截面受剪承载力验算(7.2.9-5.2.6)
ν≤1/ γRE(fVEA+ζsfyAs)      (7.2.9-5.2.6)式
    新规范提出钢筋参与工作系数ζs,ζs随墙高宽比增大而增大,当墙高宽比=1.0时,ζs=0.15,新规范与89规范相同。
新规范明确规定,水平配筋的适用范围是0.07%~0.17%,太大的配筋不起作用。每3皮砖:
  3φ4:  ρ=3×12.57/3X60×240=0.0873%  符合适用范围
  2φs4: ρ=2×12.57 /3×60×240=0.0582%  < 0.07%
  2φ8:  ρ=2×50.3 /3×60×240=0.233%   > 0.17%
(八) 新规范对多层砌体房屋抗震构造措施方面的修订
1、 加强了钢筋混凝土构造柱的设计应用(7.3.1和7.3.2条),概念设计引入约束砌体的研究成果。
(1)        构造柱能够提高砌体的受剪承载力10%~30%左右,提高幅度与墙体高宽比、竖向压力、构造柱间距(即被约束的砌体面积)等有关。
构造柱主要起约束砌体的作用,使之有较高的变形能力,它与钢筋混凝土圈梁及墙中钢筋混凝土水平现浇带组合应用形成约束框,才能有很大效果。
(2)        构造柱应设在震害严重、连接构造较弱和应力集中的部位。新规范修订提出了房屋高度和层数接近(7.1.2)条的限值时,纵横墙内构造柱间距应符合下列要求(7.3.2-5条):
a.        横墙内的构造柱间距不宜大于层高的二倍;下部1/3楼层的构造柱间距适当减小。对于地震反应呈现出以第一振型为主的短周期砖混结构,延性要求沿房屋高度的分布规律是非均匀的,对房屋底层的延性要求比以上各层高出一倍以上。在非线性地震反应中,底层首先进入屈服阶段,能量在底层存在着集中现象。因此适当提高底层的屈服水平,或者增加其延性储备,对于提高多层砖房的抗震能力是有益的。方法可以是增加底层(有时还应包括二层)构造柱的数量,即底层构造柱的布置在某些情况下应该比上面几层加密一些。
  b. 当外纵墙开间大于3.9米时,应另设加强措施;内纵墙构造柱间距不宜大于4.2m。
2、 关于多层砌体房屋圈梁的设计。圈梁能增强房屋的整体性,提高房屋的抗震性能。新规范修订对6、7度由允许隔层设置圈梁改为每层必须设置。对于现浇楼板允许不设置圈梁,但板内必须有足够的钢筋伸入构造柱内并满足锚固要求。
3、        新规范增加了(7.3.14)条,横墙较少且接近或达到(7.1.2)条规定限值的砌体房屋应采取的加强措施。有关措施就是约束砌体的一些基本要求。
4、        (7.3.14)条规定横墙较少的多层普通砖、多孔砖住宅楼的总高度和层数接近或达到表7.1.2规定限值,应采取下列加强措施:
(1)        房屋的最大开间尺寸不宜大于6.6m。
(2)        同一结构单元内横墙错位数量不宜超过横墙总数的1/3,且连续错位不宜多于两道;错位的墙体交接处均应增设构造柱,且楼、屋面板应采用现浇钢筋混凝土板。
(3)        横墙和内纵墙上洞口的宽度不宜大于1.5m;外纵墙上洞口的宽度不宜大于2.1m或开间尺寸的一半;且内外墙上洞口位置不应影响内外纵墙与横墙的整体连接。
(4)        所有纵横墙均应在楼、屋盖标高处设置加强的现浇钢筋混凝土圈梁:圈梁的截面高度不宜小于150mm,上下纵筋各不应少于3φ10,箍筋不小于φ6,间距不大于300mm。
(5)        所有纵横墙交接处及横墙的中部,均应增设满足下列要求的构造柱:在横墙内的柱距不宜大于层高,在纵墙内的柱距不宜大于4.2m,最小截面尺寸不宜小于240mm×240mm,配筋宜符合表7.3.14的要求。
表7.3.14               增设构造柱的纵筋和箍筋设置要求
位置        纵 向 钢 筋        箍    筋
        最大配筋率(%)        最小配筋率(%)        最小直径(mm)        加密区范围(mm)        加密区间距(mm)        最小直径(mm)
角柱        1.8        0.8        14        全高        100        6
边柱                        14        上端700下端500               
中柱        1.4        0.6        12                       
(6)        同一结构单元的楼、屋面板应设置在同一标高处。
(7)        房屋底层和顶层的窗台标高处,宜设置沿纵横墙通长的水平现浇钢筋混凝土带;其截面高度不小于60mm,宽度不小于240mm,纵向钢筋不少于3φ6。

二、底部框架—抗震墙房屋方面的主要修订内容
(一)        一般规定
       底层框架-抗震墙结构的应用扩大了范围,增加了层数和高度,并允许设置两层框架-抗震墙结构。
    本次修订,允许底部框架房屋的总层数和高度与普通的多层砌体房屋相当。相应的要求是:严格控制相邻层侧移刚度,合理布置上下楼层的墙体,加强托墙梁和过渡楼层的墙体,并提高了底部框架的抗震等级。对底部的抗震墙,一般要求采用钢筋混凝土墙,缩小了6、7度时采用砖抗震墙的范围,并规定底层砖抗震墙的专门构造。(对照7.1.10条,底层砖抗震墙房屋的框架和抗震墙的抗震等级6、7、8度分别按三、二、一级采用底部框架-抗)。
(二)        新规范对底部框架-抗震墙结构体系的规定(7.1.8条)
1、 底部框架-抗震墙房屋的结构布置,应符合下列要求:
(1)上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐。(可对照7.5.2条执行)。
    房屋的底部,应沿纵横两方向设置一定数量的抗震墙,并应均匀对称布置或基本均匀对称布置。6、7度且总层数不超过五层的底层框架-抗震墙房屋,应允许采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙,但应计入砌体墙对框架的附加轴力和附加剪力;其余情况应采用钢筋混凝土抗震墙。
(2)        底层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向,第二层与底层侧向刚度的比值,6、7度时不应大于2.5,8度时不应大于2.0,且均不应小于1.0。
(3)        底部两层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向,底层与底部第二层侧向刚度应接近,第三层与底部第二层侧向刚度的比值,6、7度时不应大于2.0,8度时不应大于1.5,且均不应小于1.0。
(4)        底部框架-抗震墙房屋的抗震墙应设置条形基础、筏式基础或桩基。
2、 新规范对底部框架-抗震墙房屋地震作用效应计算的有关规定(7.2.4条)。
3、 新增加了底部框架房屋托墙梁在抗震设计中的组合作用、计算方法(7.2.5条)。此处应注意,当考虑上部墙体与托墙梁组合作用时应考虑大震时墙体开裂对组合作用的不利影响,应给予调整。根据本条可以引申,对于打桩的托墙地梁当按墙梁组合作用计算设计时,也应考虑大震时墙体开裂对组合作用的不利影响。
(三)        新规范对底部框架房屋抗震构造措施方面的要求
1、        增加了过渡层构造加强措施(7.5.1、7.5.3)。
2、        底部框架—抗震墙房屋的楼盖要求(7.5.3)。
3、        托墙梁构造要求(7.5.4)。
4、        底部钢筋混凝土抗震墙构造要求(7.5.5)。根据本条款规定,底部钢筋混凝土剪力墙,墙长不宜大于2.25米(按通常底部框架-抗震墙房屋底层高4.5米左右考虑),对于长墙可结合使用要求开门洞或设竖缝。
5、        底部砖砌抗震墙构造要求(7.5.6)。
三、多层砌体房屋设计中常见的一些问题
1、         层数及高度限值问题。根据新规范,六层砖房带半地下室、搁楼层,就属超限,而且是超强制性条文(7.1.2)条。
  措施:加强半地下室的嵌固,增加地下部分的埋深;地面层楼板加强;外墙混凝土板墙伸至地面板标高;底层横墙拉通,单元分隔墙尽可能作成钢筋混凝土墙;下部1/3楼层按约束砌体设计(即:横墙构造柱间距不超过层高,窗台下设钢筋混凝土现浇带60mm厚,构造柱、圈梁、钢筋适当加强等)。
2、         对于错层房屋规范(7.1.7)条用辞是“不宜”。规范条文说明中:震害调查,不设防震缝造成的房屋破坏一般都只是局部的。设防震缝,投资会增大,使用功能也受影响。根据有关研讨意见,当总高度不超过(7.1.2)条规定,按实际情况作抗震验算能够满足,可对错层交接处墙体予以构造加强,可采用约束砌体的概念适当增加构造柱进行加强。
3、         建筑设计为了解决使用功能上明厅、明卫等要求,平面上开有大缺口,使得楼面过渡段狭窄,影响房屋的整体性。
  措施:过渡段楼板厚度和配筋加强,缺口处宜每层或隔层加传力板,板宽尽可能做大。
4、         大开间房屋(横墙间隔拿掉,建筑考虑让住户用家具分隔),此类房屋横墙间距不得超过6.6米,按约束砌体设计,具体执行(7.3.14)。
5、         纵向刚度偏小,底层用作车库时,纵墙开大洞后只剩小墙垛,有的设计将用构造柱或洞间墙全部作成钢筋混凝土小墙肢形成底部单向框架,属结构体系混用。结构设计应尽量避免。
6、         七层砌体房屋,抗震检算和静力计算,当采用240厚墙体时,底部纵墙以及个别墙肢,受剪受压不满足,早期多采用370墙或水平配筋砌体。近来发现许多项目,既不计算,也不作任何加强就用240墙,设计是错误的。目前,很多单位采用水平配筋砌体,配筋量或多或少,不符合新规范规定,7度区的7层砌体房屋已达(7.1.2)条限值,应按新规范(7.3.2)条的5款执行,当平面不规则或有较多的超过4.2米开间房屋应按更严格要求执行(7.3.14)。
7、         住宅房屋设转角飘窗对抗震不利。根据抗震规范要求,砌体结构房屋阳角均要求设钢筋混凝土构造柱,应尽量避免敞开。当一定要设置窗时,必须保证房屋在体型、平面及其它方面是规则的,符合规范有关要求。另须采用加强措施,飘窗两侧及窗下角处加构造柱,窗台下沿设水平QL。
8、         砌体结构房屋,有的跃层套型,大客厅上部去掉楼板,作成公有空间,使得局部楼层高度接近六米,有的墙片贯通两层,中间无楼板侧向约束,这种做法不符合抗震规范对砌体结构的要求,在地震作用下有安全问题,应引起结构设计人员的重视。
9、         中小学教学楼,当采用砌体结构时,属横墙较少建筑,总高度限值减3米,层数限值减一层,这类砌体结构房屋存在窗间墙支承大梁的问题。
    中小学的教学楼多采用单面教室,其特点是:(1)双面采光,纵墙的开窗率大,房屋的纵向抗震能力低,窗间墙的抗剪强度往往不足;(2)三开间的大教室多,每道横墙设构造柱,其间距也超出抗震规范关于构造柱间距的限值;(3)房屋进深小,整体弯曲明显,层间侧移大。对于此种情况的一个处理办法是,在无横墙相联的独立窗间墙处增设“构造柱”。这样,构造柱的间距符合要求,窗间墙即使破裂也不再坍塌。但是设置构造柱也存在不足之处:(1)钢筋混凝土的弹性模量约为砖砌体的十倍,将出现竖向荷载的集中传力问题;(2)构造柱在窗间墙厚度的一侧,对提高窗间墙平面外的搞弯能力方面不如组合柱;(3)在窗间墙的宽度方向上,构造柱位于中央,对约束窗间墙斜裂后的破碎块体方面,效果较差。唐山、塘沽就有这样的实例:独立窗间墙上混凝土柱的外包砖砌体,地震时碎裂崩落。从震害分析来看,对于地震区的这类房屋,既要提高其外纵墙的的平面外抗弯能力,更要提高其平面内的抗剪能力。所以,在独立承重窗间墙处设置组合柱或配筋带或两者配合使用,将会取得更好的抗震效果。
10、        关于水平配筋砌体。砖砌体是脆性材料,抗拉抗剪和变形能力很低,在墙体内配置适量的钢筋,能改善砌体的材性和各项力学指标。
关于配筋量的上下限值,尚无足够的实验数据给以定论,比照对钢筋混凝土含钢量的论述,体积配筋率小于0.5‰时,属少筋混凝土,钢筋对混凝土材性的改变几乎不起作用。根据这一数量折算,配筋量的下限是,24厘米厚的砖墙沿墙高每隔50厘米设置两根φ6水平钢筋,37墙设三根φ6水平钢筋。配筋量的上限,从施工角度来看,应该定为水平配筋的竖向间距不小于25厘米。
沿墙全长设置的通长水平钢筋,常分段安放。此时,钢筋的搭接长度应取40~50倍钢筋直径,钢筋端部设弯钩。搭接长度之所以增大,是考虑砖砌体的灰缝薄,砂浆饱满度差,钢筋在灰缝砂浆中的握裹力比在混凝土中低。
震害调查中曾发现,砖墙中的水平钢筋,因安放位置不直,且靠近墙面,地震时受力绷直,将外侧砂浆推出而露筋,抗震作用因而大大降低。考虑到:(1)砖砌体水平灰缝靠近墙面处的竖向压应力,因侧限弱,要比墙中心处的竖向压应力小;(2)钢筋靠近墙面,砂浆保护层少,握裹力小;(3)砖砌体在水平力作用下大体上是轴心受拉。因此,水平钢筋应尽量靠近墙中线放置;(3)砖砌体在水平力作用下大体上是轴心受拉。因此,水平钢筋应尽量靠近墙中线放置,两根钢筋之间的距离不小于6厘米即可。
沿墙全长设置的纵向钢筋之间无需设置横向联系钢筋。以往曾设置过横向筋,由于量大,费工费料,且需加厚灰缝,但作用不大。因此,可以取消。此外,钢筋就位前,应经过机械调直处理。
11、        砌体结构顶层设置大空间房屋(活动室、会议室)的设计。某些办公楼的顶层为一个大会议室,由于横墙间距超过抗震规范中的最大间距,遇7度地震甚至6度地震,屋盖即产生较大的水平变形,纵墙发生出平面的弯曲破坏,窗间墙在窗上口和窗台处出现水平裂缝。采用木屋架、瓦屋面等柔性屋盖的房屋,纵墙的破坏程度更重。横墙,由于数量少,抗强度不足,破坏也很重,交叉斜裂缝宽达2厘米以上,甚至局部倒塌(照片4-20)。因此,地震区的这类建筑,顶层的纵墙,每一开间的窗间墙都要设组合柱(图4-51)。柱的上端钢筋锚入屋盖处的圈梁内,并用铁件将屋架与圈梁妥善联结。如果组合柱不延伸到下层,组合柱的下端应妥善锚固在大梁(图4-52)或圈梁上(图4-53)。大会议室的横墙两端也应设构造柱(图4-51),以提高其延性和剪切强度。位于8、9度区的房屋,横墙抗剪强度相差较多时,除墙端构造柱外,可增设墙中构造柱或沿墙高每500配置2φ6通长水平钢筋,外墙组合柱要与下层构造柱连通。

四、底部框架--抗震墙房屋设计中常见的问题
1、         底部框架—抗震墙房屋结构体系的特点:底部是钢筋混凝土框剪体系,上部是砌体材料的抗震墙体系,上、下结构体系和结构材料都有转换,竖向抗侧刚度发生变化,底部相对较柔,上部较刚,在地震作用下将会发生“变形集中”,因此,强制性条文规定(7.1.8条)这类结构必须在纵横向设置一定数量的钢筋混凝土抗震墙(总层数5层以下,6、7度区可以用嵌砌于框架内的砖砌抗震墙),并要求抗震墙布置均匀对称。在多次抗震审查中都有项目,抗震墙布置不合理。较常见的有:
(1)        受底层商店使用要求影响,纵向抗震墙缺失或数量不够,但纵向上、下抗侧移刚比能满足要求。查其原因,上部纵墙也不够,使得相对比值接近,这种情况更加有害,说明整个房屋的纵向刚度不够。
(2)        利用山墙不开门窗,全长设置剪力墙,墙长有的单片达13米,形成“矮墙”,“矮墙”破坏特点是剪切型的,其耗能性能差,属脆性破坏,应避免。故规范要求底部剪力墙高宽比不宜小于2。
(3)        有的项目南侧为店堂、门面,北侧用作仓贮、办公、居住,北面墙较多,剪力墙偏于一侧,造成刚度偏心,增大扭转效应,对抗震不利。
2、         有些项目的底部框架—抗震墙,结构体系混乱,部分采用框架结构,部分采用砌体结构。同一结构单元内不应采用不同的结构型式。
3、         底部的抗震墙设计常见的问题:
(1)        抗震墙下不设基础。抗震墙两端框架柱下设桩及承台或扩展基础,而墙下仅设地梁。此作法违背强制性条文(7.1.8)条5款。
(2)        抗震墙计算,按规范规定,分担了全部地震作用(新规范规定),地震倾覆作用也近似按抗侧刚度分配,因此,其边框柱,基础应比其它框架柱基础加强。很多项目,基础设计未反映出这种特点,应在设计审查中予以注意。
(3)        底部框墙结构中,抗震墙厚度一般不超过300mm,它作为第一道防线不应让其承受很大的集中力(作为托墙梁的支座)。在不可避免的情况下,应局部设柱或将墙厚加大并设暗柱加强。
4、         结构布置,按强制性条文(7.1.8)条1款,不应设计大开间底部框墙结构。该款要求,上部的承重砖墙应由框架梁支托,至少应基本做到,也就是只能有少量的砖墙由次梁承托。从以往审图的情况看,底部大柱网商店,上部小开间住宅房屋较普遍。由于该条款是强制性的,新规范实施后,设计和审查都应坚决执行,希望引起重视。
底部抗震墙如果不是嵌在两侧框架柱内,应设边缘约束构件,墙端应设暗柱。
5、         当底部框架梁支承托墙次梁时,应重视抗剪强度的问题,由于托墙次梁传递的集中力很大,此时框架梁的剪力分布接近水平,此时跨中截面与支座截面剪力接近,设计除了应注意在集中力处设吊筋外,箍筋应全跨相同或相接近。
6、         转换层楼板厚度与配筋应加强,板厚不应小于120mm。配筋加强可双层双向或上部按最大支座计算钢的一半通长,一半作支座加筋,底部双向通长。转换层板面不应开大洞口。
7、         遇到一些未设剪力墙或剪力墙数量不够的设计图,设计人解释,底部的一些砖墙是剪力墙,在提供侧移刚比时也把这些砖墙计算在内。应注意,用砖墙作抗震墙必须满足必备的构造条件才行。砖抗震墙的基本构造要求:
(1)6、7度层数不超过5层,8度不超过4层。
(2)        必须嵌砌于框架之间。
(3)        墙厚不小于240mm,砂浆强度不低于M10,应先砌墙后浇柱。砖墙内沿柱高每500设置2φ6全长拉结钢筋,并锚入两端柱内,墙半高处设钢筋混凝土水平砖抗震墙不应设门、窗洞。
(4)       
(5)        墙顶也应设钢筋与梁拉结。(图6-30)
在满足以上构造要求以后,才可以在计算中考虑其抗侧刚度。

(6)        系梁锚入两端柱内。墙长大于5米加设墙中构造柱。
(7)        (图6-31)
8、        底部框墙结构设计、审查重点。
(1)        体系-抗震墙、柱网的布置是否合理。平面布置要防止扭转,上部墙体是否对齐下部柱网,层数、高度是否超限。
(2)        计算-电算程序的适宜性,总体信息的选择
            侧移刚比、底框柱轴压比
            上部墙体的抗力
(3)        构造-底部框架、抗震墙抗震等级的确定
           底部框架柱、梁,特别是托墙梁
           转换层楼板加强
           过渡层加强、构造柱、墙体现浇带
           上部标准层、构造柱、圈梁、局部尺寸
(4)        材料选择-底层框架-抗震墙混凝土强度等级不低于C30
               过渡层砂浆强度等级M10、砌块强度等级Mu≥7.5
五、关于内框架房屋的设计
1、        抗震概念设计原则:内框架结构是由内外不同材料组成的复合结构,对于抗震性能是不利的。历次震害中,内框和底框结构的震害都是比较严重的,从结构抗震而言,不值得提倡,国外地震区很少有这类结构。新规范取消了单排柱内框架结构,根据我国各地经济发展不平衡的现实状况,在欠发达地区还有一定的市场,并且在严格执行规范标准要求,基本安全有保障,保留了底框墙和内框架结构。
2、        内框架房屋计算要点:内框架房屋的震害表现为上重下轻,试验也证实其上部的动力反应较大,因此采用底部剪力法简化计算时,顶层需增加20%总地震作用的集中地震作用,其余80%仍按倒三角形分布,多层多排内框架柱地震剪力计算公式,继续保持89规范的规定式(7.2.6)。
3、        多层多排内框架房屋,震害主要和首先发生在抗震横墙上,其次发生在外纵墙上,该类房屋构造保留了89规范的有关规定,构造方面的主要修改是:多排柱内框架梁在外纵墙组合砖柱上的搁置长度不应小于300mm,并要求与圈梁或组合柱、构造柱连接,增加了楼梯平台梁支承部位应设构造柱,新规范对内框架房屋横墙间距相应减少距离,使之有较多的抗震横墙承担地震作用。


第四章 场地、地基和基础

1、        建筑场地按表4.1.1划分为对抗震有利、不利和危险地段(4.1.1条),工程地质报告应提供场地类别和岩土地震稳定性评价(4.1.9条)。
4.1.9场地岩土工程勘察,应根据实际需要划分对建筑有利、不利和危险的地段,提供建筑的场地类别和岩土地震稳定性(如滑坡、崩塌、液化和震陷特性等)评价,对需要采用时程分析法补充计算的建筑,尚应根据设计要求提供土层剖面、场地覆盖层厚度和有关的动力参数。
建筑场地应避开抗震不利地段,当无法避开时应采取有效措施;不应在不利地段建造甲、乙、丙类建筑(3.3.1条)。
3.3.1选择建筑场地时,应根据工程需要,掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料,对抗震有利、不利和危险地段作出综合评价。对不利地段,应提出避开要求;当无法避开时应采取有效措施;不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。
2、        建筑场地类别划分(4.1.6条)。根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度查表4.1.6确定。
4.1.6建筑的场地类别,应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按表4.1.6划分为四类。当有可靠的剪切波速和覆盖层厚度且其值处于表4.1.6所列场地类别的分界线附近时,应允许按插值方法确定地震作用计算所用的设计特征周期。
表4.1.6     各类建筑场地的覆盖层厚度(m)
等效剪切波速(m/s)        场 地 类 别
        Ⅰ        Ⅱ        Ⅲ        Ⅳ
Vse>500        0                       
500≥Vse>250        <5        ≥5               
250≥Vse>140        <3        3~50        >50       
Vse≤140        <3        3~15        >15~80        >80
(1)土层的等效剪切波速  Vse= d0 / t       (4.1.5-1)
                        t=   (4.1.5-2)
     d0――计算深度(m),取覆盖层厚度和20m二者的较小值。
(2)覆盖层厚度:一般应按地面至剪切波速大于500m/s的土层顶面的距离确定;当地面5m以下存在剪切波速大于相邻上层剪切波速2.5倍的土层,且其下卧岩土的剪切波速均不小于400m/s时可按地面至该土层顶面的距离确定。
3、        液化土的判别和处理。6度区一般情况下可不进行判别和处理。存在饱和砂土和饱和粉土(不含黄土)的地基,除6度设防外,应进行液化判别;存在液化土层的地基,应根据建筑的抗震设防类别、地基的液化等级,结合具体情况采取相应的措施(4.3.2条)。
4.3.2存在饱和砂土和饱和粉土(不含黄土)的地基,除6度设防外,应进行液化判别;存在液化土层的地基,应根据建筑的抗震设防类别、地基的液化等级,结合具体情况采取相应的措施。
89规范规定不应将未经处理的液化土层作为天然地基的持力层,新规范用辞为“不宜”,其它的处理措施同89规范。
4、        桩基设计
(1)        单桩的竖向和水平向抗震承载力特征值比非抗震设计时提高25%。
(2)        当桩承台下有一定厚度非液化土层时,桩周摩阻力及桩水平抗力按表4.4.3折减。
表4.4.3                      土层液化影响折减系数
实际标贯锤击数/临界标贯锤击数        深度ds(m)        折减系数
≤0.6        ds≤10        0
        10<ds≤20        1/3
>0.6~0.8        ds≤10        1/3
        10<ds≤20        2/3
>0.8~1.0        ds≤10        2/3
        10<ds≤20        1
(3)        对于挤土桩,当平均桩距为2.5d至4d且桩数不少于5×5时,可计入打桩对土的挤密作用及桩身对液化土变形限制的有利影响。当打桩后桩间土标贯锤击数达到不液化要求时,单桩承载力可不折减。
(4)        液化土中桩的配筋范围,应自桩顶至液化深度以下符合全部消除液化沉陷所要求的深度,其纵向钢筋应与桩顶部相同,箍筋应加密。(4.4.5条)
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发表于 2003-10-22 15:09:19 | 显示全部楼层
单排柱内框架还让用吗?
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发表于 2003-10-22 15:51:20 | 显示全部楼层
哦,太多了,能学到不少啊
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发表于 2003-10-23 10:05:08 | 显示全部楼层
抗震设计需要掌握的原则
  ——学习《建筑抗震设计规范》GB5001—2001有关条文的体会
广东省建筑设计研究院 张元坤
3.4.3条 平面或竖向不规则的建筑结构,其计算模型有特别要求,计算工作量大,计算难度提高;而且,虽然计算手段增多了,但并不能保证其计算结果“准确”,造成结构安全度难以控制。因此,设计中(特别是建筑设计)应尽量避免采用不规则的设计方案,尤其不应采用严重不规则的设计方案,除非该方案的使用功能特殊需要或建筑效果是唯一最好的。
3.4.5条 设置防震缝是解决体型复杂、平面立面特别不规则的建筑结构由于变形复杂而避免碰撞的一种好方法。但对于高层,尤其是超高层建筑宜选用合理的建筑结构方案而不设防震缝,同时采用合适的计算方法和有效的措施,以消除不设防震缝带来的不利影响;此外,要注意由于设置了防震缝而形成结构高宽比超限问题。防震缝同时又能兼作温度缝,对于超长建筑则是比较理想的选择。
3.5.3条 “结构在两个主轴方向的动力特性宜相近”,体现在具体设计中,一是注意建筑平面的长宽比不宜过大,二是对于矩形平面,在剪力墙的布置、柱截面bh的摆向以及楼层结构布置中,应采取增强结构横向(短方向)刚度的设计方法而不是其相反,否则将本已有差距的两主轴动力特性进一步扩大,对结构的杭震不利。
3.7.3抗震设计不是结构专业人员应该或能够全部包办的,其它专业人员也应有抗震设计的意识、责任和能力。
3.8.1条 一般的建筑物通常都是采用抗震方法(设置抗震构件、抗震墙)和防震措施(如设置防震缝)来预防地震灾害的,隔震和减震仅适用于特殊要求和高烈度抗震结构。
3.9.3条 由于强调“强剪弱弯”故需改变传统的做法——箍筋只用Ⅰ级钢,现在提倡用Ⅱ、Ⅲ级钢箍;砼强度越高,其脆性越大,抗裂性能越低,所以对砼强度等级的采用是有所限制的,不是越高越好,正确的设计方法是恰当、适用就行。在附录B中可体会到,采用高强砼时,有关构件剪力、轴压比、柱墙箍筋特征值都比普通砼要求严。
6.1.1条 “部分框支抗震结构”指首层或底部两层框支抗震墙结构,意即不包括高位转换层框支结构,换句话说,即高位转换层结构的最大高度从严控制。
6.1.2条 部分框支抗震墙结构的框支层框架,不管设防烈度高低也不管房屋高度如何,其抗震等级最低为二级,不存在三级,意即其结构计算及构造措施要求都较严。
6.1.4条 与旧规范不同的是,出现“抗撞墙”的新概念,什么情况下需设置抗撞墙,如何合理设置,规范中都有明确规定。
6.1.8条 框架—剪力墙结构中的抗震墙连梁刚度要求大,而在抗震墙结构和部分框支抗震墙结构中的抗震墙连梁的刚度要求小,两种结构处理方法截然不同。
6.1.14条 地下室顶板作为上部结构的嵌固端时,从楼板厚度、砼强度等级、板的配筋率、楼层的侧面刚度等都有具体要求。此外,从规范条文说明中看到,地下室顶板作为上部结构的嵌固端时,地下室层数不宜少于两层,这意味着对高层建筑来说,地下室层数或总深层不仅由地基基础埋深决定,还必须考虑上述因素。
6.2.6条 角柱在结构中是最重要的构件之一,其受力复杂,故在其受弯受剪配筋上都要给予加强。
6.2.12条 部分框支抗震墙结构属于复杂结构之一,故规范附录E1对框支层楼板厚度、砼强度等级、楼板的配筋率等都有特别要求,设计时务必给予满足。
6.3.2条 扁梁楼盖的抗震性能并不优于传统梁板结构,因此扁梁楼盖不宜用于一级框架结构,即扁梁楼盖的应用是有一定限制的。只有当客观条件受到限制,比如房屋总高与层数关系、层高与净高关系等,才考虑采用扁梁楼盖。
6.3.4条 框架梁面筋不再使用“贯通筋”名词,但从条文叙述上看,实际上还需有贯通筋,此方面的条文原则新旧规范没有根本区别。
6.3.6条 对柱抗剪线刚度的要求不再是其结构尺寸简单比例的“短柱”概念,而是用内力形式—剪跨比λ=MC/VCH0≥2来衡量。
6.3.7条 柱的轴压比可以通过加强复合箍筋和加芯柱的办法给予提高,轴压比最高可达1.05,即使是一级的框剪或筒体—框架结构的框架柱,其轴压比可达0.9,这对于缩小柱截面很有现实意义。
6.3.11条 柱箍筋加密区的体积配箍率与柱的轴压比,砼强度等级和箍筋钢筋种类有并,ρV≥λVfc/fyv,不像旧规范简单的箍筋体积比的计算方法。
6.4.6条 抗震墙端部和洞口两侧的边缘构件根据抗震等级和轴压比分为“约束边缘构件”和构造边缘构件“,两者的配筋范围和配筋量都有不同的规定,尤其约束边缘构件的箍筋配置决定于砼强度等级和箍筋钢筋种类,具体设计时颇为繁琐。边缘构件的形式除规范中列出的典型截面外,由于建筑平面开门洞的关系,会产生许多异型截面,设计时也颇费周折。
6.5.1条 框架—抗震墙结构中的抗震墙的周边要设置梁(暗梁)和端柱,这条在设计中容易忽略,应特别注意。
6.6.4条 房屋的屋盖和地下一层的顶板宜采用梁板结构而不宜采用无梁楼(屋)盖。
6.6.5条 板柱—抗震墙结构的抗震墙承受结构的全部地震作用,另析柱部分承受20%的地震作用,即整体结构承受的地震作用等于或大于120%。
6.7.1条 核心筒与框架之间的楼盖不宜采用板柱体系;加强层的采用有所限制,而不是一遇到侧向刚度太弱就设加强层。
6.7.3条 内筒角部应有翼缘,因此内筒角部开门洞应有所限制,不能随心所欲,否则将作为筒体的整体作用。
6.7.4条 筒体楼层的结构布置有特别要求,角部不宜布置放谢性楼层梁,也不宜支承在洞口连梁上,后者尤其要避免。
6.7.6条 筒体转换层在附录E.2有特别要求:不宜采用二次转换、厚板转换层有限制、转换层楼盖不应有大洞口、转换层的采用有限制。
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 楼主| 发表于 2003-11-18 15:11:43 | 显示全部楼层
抗震确实很重要,是一个大综合。
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