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《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011》答疑
中國建筑科學(xué)研究院王亞勇戴國瑩編
1管理問題
1.1執(zhí)行GB50011.2023抗震規(guī)范時(shí),若發(fā)現(xiàn)某些條款與此前頌布的I國標(biāo)或行業(yè)原則規(guī)定不一致時(shí)怎樣處理?
根據(jù)原則化法,當(dāng)國標(biāo)與行業(yè)原則對同一事物的規(guī)定不一致時(shí),應(yīng)按國標(biāo)執(zhí)行。當(dāng)不一樣的國標(biāo)之間的規(guī)定不一致
時(shí),應(yīng)按最新頌布U勺國標(biāo)執(zhí)行。
1.2GB50011規(guī)范附錄A中某些地區(qū)的設(shè)計(jì)基當(dāng)?shù)卣鸺铀俣扰c89規(guī)范中抗震設(shè)防烈度所對應(yīng)的加速度值不一樣,實(shí)際
使用時(shí)應(yīng)怎樣操作?
根據(jù)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局GB50023年2月2口公布日勺國標(biāo)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-GB50011)自GB50023
年8月1日起實(shí)行,對于設(shè)計(jì)基當(dāng)?shù)卣鸺铀俣扰c本來相比有所變化的地區(qū),則自GB5OO23年8月1日起應(yīng)按變化后的
加速度值進(jìn)行抗震設(shè)防。
1.3己按89規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì),因種種原因目前尚未施工的工程,施工前與否應(yīng)按GB50011規(guī)范重新修改設(shè)計(jì)圖紙然后
施工?
按建設(shè)部2002年8月12日建標(biāo)[2023]212號(hào)文獻(xiàn)“建設(shè)部有關(guān)貫徹執(zhí)行建筑勘察設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范若干問
題的通”規(guī)定,新規(guī)范實(shí)行日期前的在施工程,執(zhí)行新版規(guī)范有困難時(shí),可按照舊規(guī)范執(zhí)行。新版規(guī)范實(shí)行日期至2003
年1月1日前的在施工程,原則上應(yīng)按照新規(guī)范執(zhí)行,而按照舊規(guī)范設(shè)計(jì)的在施工程,可按照舊規(guī)范繼續(xù)執(zhí)行。對2003
年1月1日前已簽訂施工協(xié)議而尚未動(dòng)工的工程,應(yīng)當(dāng)按照新版規(guī)范修改設(shè)計(jì)后方可施工。凡在2003年1月1日后簽
訂勘察、設(shè)計(jì)、施工協(xié)議的工程,必須按照新版規(guī)范執(zhí)行。
1.4設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期和設(shè)計(jì)使用年限有何差異,在設(shè)計(jì)文獻(xiàn)中應(yīng)怎樣表述?
按國標(biāo)《建筑構(gòu)造可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一原則》GB50068-2023總則口勺有關(guān)規(guī)定,我國的建筑構(gòu)造、構(gòu)造構(gòu)件及地基基礎(chǔ)
H勺設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程所采用口勺設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年。同步,根據(jù)建筑物的使用規(guī)定何重要性,設(shè)計(jì)使用年限分別采用5年、
25年、5。年和123年。
所謂i殳計(jì)基準(zhǔn)期,是為確定可變作月及與時(shí)間有關(guān)附材料性能取值而詵用啊時(shí)間參數(shù),它不等同于設(shè)計(jì)便用年限。
建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)所考慮日勺荷載記錄參數(shù),都是按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年確定的,如設(shè)計(jì)時(shí)所采用其他設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期,則必須另
行確定在該基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載的概率分布及對應(yīng)口勺記錄參數(shù)。
所謂設(shè)計(jì)使用年限,是借鑒了國際原則ISO2394:1998提出的,又稱為服役期、服務(wù)期等。設(shè)計(jì)使用年限是設(shè)計(jì)時(shí)
選定的一種時(shí)期,在這一給定的時(shí)期內(nèi),房屋建筑只需進(jìn)行正常"勺維護(hù)而不需進(jìn)行大修就能按預(yù)期目的使用,完畢預(yù)
定U勺功能。設(shè)計(jì)使用年限是《建筑工程質(zhì)量管理?xiàng)l例》對房屋建筑的地基基礎(chǔ)工程和主體構(gòu)造工程規(guī)定的最低保修期
限”合理使用年限”的詳細(xì)化。構(gòu)造在規(guī)定II勺設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)應(yīng)具有足夠的可靠度,滿足安全性、合用性和耐久性的
規(guī)定。構(gòu)造可靠度是對構(gòu)造可靠性的定量描述,即構(gòu)造在規(guī)定日勺時(shí)間內(nèi),在規(guī)定的條件下,完畢預(yù)定功能日勺概率。
可見,設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期是一種基準(zhǔn)參數(shù),它確實(shí)定不僅波及可變作用(荷載),還波及材料性能,是在對大量實(shí)測數(shù)據(jù)
進(jìn)行記錄的基礎(chǔ)上提出來的,一般狀況下不能隨意更改。例如我國規(guī)范所采用H勺設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)(包括反應(yīng)譜和地震
最大加速度)的基準(zhǔn)期為5()年,假如規(guī)定采用基準(zhǔn)期為123年的J設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù),則不僅要對地震動(dòng)的概率分布進(jìn)行
專門研究,還要對建筑材料乃至設(shè)備的I性能參數(shù)進(jìn)行專門的記錄研究,
對于一股房屋和構(gòu)筑物,在設(shè)計(jì)文獻(xiàn)H勺總闡明中應(yīng)明確構(gòu)造(含基礎(chǔ))H勺設(shè)計(jì)使用年限為50年;紀(jì)念性建筑和尤
其重要的建筑構(gòu)造應(yīng)為123年。設(shè)計(jì)文獻(xiàn)中,不需要給出設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期,
1.5對于設(shè)計(jì)使用年限為123年及以上的丙類建筑,抗震設(shè)防烈度和設(shè)計(jì)基當(dāng)?shù)卣鸺铀俣?、抗震措施和抗震?gòu)造措施
應(yīng)怎樣確定?
首先要明確建筑壽命、設(shè)計(jì)使用年限和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的含義。
建筑壽命指投入使用的總時(shí)間,即從建造開始直到建筑毀壞和喪失使用功能日勺所有時(shí)間。
設(shè)計(jì)使用年限指設(shè)計(jì)規(guī)定的構(gòu)造和構(gòu)造構(gòu)件不需進(jìn)行?大修即可按其預(yù)定目H勺使用的年限,即房屋建筑在正常設(shè)計(jì)、
正常施工、正常使用和一般維護(hù)下所應(yīng)到達(dá)的使用年限。當(dāng)房屋建筑到達(dá)設(shè)計(jì)使用年限后,通過鑒定和維修,仍可繼
續(xù)使用。因此,設(shè)計(jì)使用年限不一樣于建筑壽命。同一幢房屋建筑中,不一樣部分的設(shè)計(jì)使用年限可以不一樣,例如,
外保溫墻體、給排水管道、室內(nèi)外裝修、電氣管道、構(gòu)造和地基基礎(chǔ),可以乂不一樣口勺設(shè)計(jì)使用年限。
設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期星指為確定可變作用及與時(shí)間有關(guān)的材料性能取值而詵用時(shí)時(shí)間參數(shù),它不一樣下建筑構(gòu)造日勺設(shè)計(jì)使用
年限,也不等同于建筑壽命。我國建筑設(shè)計(jì)規(guī)范所采用口勺設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年,即設(shè)計(jì)時(shí)所考慮荷載、作用、材料強(qiáng)度
等口勺記錄參數(shù)均是按此基準(zhǔn)期確定的。
對于設(shè)計(jì)使用年限為123年及以上的丙類建筑,構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)另行確定在其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的活荷載、雪荷載、風(fēng)荷
載、地震等荷載和作用的取值,確定構(gòu)造的可靠度指標(biāo)以及確定鋼筋保護(hù)層厚度等構(gòu)件的有關(guān)參數(shù)II勺取值。
GB50011-2023規(guī)范采用的三水準(zhǔn)設(shè)防思想,即多遇地震、基本烈度地震和罕遇地震,一般也稱為“小震”、“中震”、
“大震”,在設(shè)計(jì)使用年限為50年時(shí),對應(yīng)的超越概率分別為63%,10%和2-3%,也可以用地震重現(xiàn)期或回歸期T
來表達(dá)。給定重現(xiàn)期T日勺地震烈度也就是T年一遇日勺地震烈度,三水準(zhǔn)對應(yīng)的重現(xiàn)期分別為50年、475年和1975年。
GB50011-2023規(guī)范以“中震”烈度(地震基本烈度)1為基礎(chǔ),在平均意義上,將“小震”定義為I-L55度,“大震”定
義為1+1度。實(shí)際上,“小震”、“中震”與“大震”日勺烈度差異是因地而異口勺,這樣定義的烈度差異是一種人為的I、便
r?工程應(yīng)用的約定。假如仍按上述定義,對于不一樣的基當(dāng)?shù)卣鹆叶葏^(qū),重現(xiàn)期為XH勺設(shè)防烈度可以表達(dá)為:
I=?(logX)2+Z?logX+c(1)
式中,系數(shù)a、b、c可查表1確定:
不一樣烈度時(shí)公式(1)的系數(shù)值表1
系數(shù)abc
70.021.502.85
烈度8-0.011.503.85
9-0.483.682.59
又式(10)和表1可以算出不一樣設(shè)計(jì)使用年限日勺抗震設(shè)防烈度,如表2所示:
不一樣設(shè)計(jì)使用年限的抗震設(shè)防烈度表2
使用1510152050100150200
年限
74.335.425.886.106.377.007.497.788.01
烈85.336.426.887.107.378.008.498.789.01
度95.727.417.958.298.489.009.299.439.51
1.7近年來在我國新疆伽師、FV楚和云南大姚等地發(fā)生強(qiáng)烈地震,從地震時(shí)的房屋震害狀況看.對抗震設(shè)防及抗震
設(shè)計(jì)工作有什么值得借鑒之處?
從新疆伽師、巴楚和云南大姚等地的震害調(diào)查中,有如下幾點(diǎn)值得在實(shí)際工程的抗震設(shè)計(jì)和抗震設(shè)防工作中借鑒:
(1)嚴(yán)格執(zhí)行工程建設(shè)強(qiáng)制性原則,搞好新建工程的抗震設(shè)防;對原有的未經(jīng)抗震設(shè)防的工程進(jìn)行抗震加
固,可有效減輕地震災(zāi)害U勺影響;
(2)建筑工程質(zhì)量對建筑抗震防災(zāi)效果有重大影響,尤其是對學(xué)校、醫(yī)院、劇院、辦公樓等公關(guān)建筑構(gòu)造,
混凝土強(qiáng)度、砌體砂漿強(qiáng)度、配筋、節(jié)點(diǎn)、墻體拉結(jié)等應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量保證;
(3)村鎮(zhèn)建設(shè)中的J抗震防災(zāi)工作應(yīng)高度重視,農(nóng)村自建住宅的綜合抗震能力應(yīng)加強(qiáng);采月多種簡樸日勺措施,
如:木屋架與柱子采用鈿釘連接,土坯墻與木構(gòu)架之間用鐵絲、木板拉結(jié),生土房屋采用毛石或磚砌
基礎(chǔ)、混凝土圈梁等均被證明是行之有效日勺:
(4)重視建筑抗震設(shè)計(jì),防止采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì),例如:建筑物平面縱、橫向剛度相差過大、砌體構(gòu)
造采用托墻梁導(dǎo)致上部懸墻、多層房屋底部空曠豎向剛度突變、梁與板共同作用形成強(qiáng)梁弱柱等,使
房屋在地震時(shí)遭受嚴(yán)重破壞甚至倒塌。
2適用范圍
2.1GB50011規(guī)范中為何無煙囪、水塔等構(gòu)筑物的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容?
本次建筑抗震規(guī)范的修訂,已不包括煙囪、水塔等構(gòu)筑物U勺抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容,此部分內(nèi)容歸入修訂的《構(gòu)筑物抗震設(shè)
計(jì)規(guī)范》GB50191o
2.2GB50011規(guī)范中為何沒有包括鋼筋混凝土異型柱構(gòu)造、短肢剪力墻、混凝土-鋼混合構(gòu)造等構(gòu)造體系?
對于異型柱構(gòu)造,目前工程界有多種不一樣的見解。對于小開間住宅建筑,由于室內(nèi)柱子隙蔽,可以便使用,在有
些地區(qū)很受歡迎。但從安全的角度,則普遍認(rèn)為由于柱子和框架節(jié)點(diǎn)受力復(fù)雜、鋼筋錨固及施工質(zhì)量難以保證,異型柱
構(gòu)造屬于抗震不利的構(gòu)造體系。對其研究和震害經(jīng)驗(yàn)均不深入,因此GB50011規(guī)范不將其納入“目前國內(nèi)有些地區(qū)做
了試驗(yàn)研究,編寫和同意了地方規(guī)范,可以作為當(dāng)?shù)卮祟惤ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)的J根據(jù),并應(yīng)由地方規(guī)范主編單位和建設(shè)中各部
門負(fù)責(zé)C若采用異型杵構(gòu)造由無地方規(guī)范作為根據(jù)者.屬于超規(guī)范設(shè)計(jì)。
短肢剪力墻構(gòu)造原則上屬于抗震墻構(gòu)造,應(yīng)按GB500II規(guī)范和《高層建筑混凝土構(gòu)造技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2023進(jìn)行設(shè)
計(jì),符合抗震基本規(guī)定和抗震措施規(guī)定。試驗(yàn)研究表明,當(dāng)短肢剪力墻構(gòu)造滿足樓層最小水平地震剪力規(guī)定并保證抗震
構(gòu)造措施時(shí),短肢剪力墻構(gòu)造具有良好的抗震性能。但高層建筑構(gòu)造不應(yīng)采用所有為短肢剪力墻的剪力墻構(gòu)造。
混凝土?鋼混合構(gòu)造的抗震設(shè)計(jì)在《高層建筑混凝土構(gòu)造技術(shù)規(guī)程》JGJ3.2023中已由規(guī)定。
國務(wù)院于2000年9月25日分布的《建筑工程勘察設(shè)計(jì)管理?xiàng)l例》第29條規(guī)定,建設(shè)工程勘察、設(shè)計(jì)文獻(xiàn)中規(guī)定采
用的新技術(shù)、新材料,也許影響建設(shè)工程質(zhì)量和安全,又沒有國家技術(shù)原則的,應(yīng)當(dāng)由國家承認(rèn)的檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)、
論證,出具檢測匯報(bào),并經(jīng)國務(wù)院有關(guān)部門或者省、自治區(qū)、直轄市人民政府有關(guān)部門組織的建設(shè)工程技術(shù)專家委員會(huì)
審定后,方可使用。因此,但凡沒有規(guī)范、規(guī)程作為根據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的建筑構(gòu)造,均應(yīng)照此規(guī)定執(zhí)行。
3抗震設(shè)計(jì)基本規(guī)定
3.1GB50011規(guī)范中,對建筑抗震設(shè)防分類的總原則是什么?為何乙類建筑不是尤其多?
在工程建設(shè)國際原則《建筑抗震設(shè)防分類原則》(GB50223)條文闡明中指出,我國建筑抗震的一水準(zhǔn)設(shè)防目的,原
則上能保障房屋建筑在遭遇設(shè)防烈度地震影響時(shí),不致有劫難性后果,在遭遇罕遇地震影響時(shí)不致倒塌;因此,絕大
部分口勺建筑均可劃分為丙類建筑,少數(shù)需要提高防倒塌能力的建筑劃為乙類建筑。例如,地震破壞后會(huì)產(chǎn)生較大社會(huì)影
響或?qū)е孪喾Q大的經(jīng)濟(jì)損失,包括都市的重要生命線工程和人流密集的大型公關(guān)建筑。
3.2GB500U規(guī)范條規(guī)定,建筑場地為DI、IV類時(shí),對設(shè)計(jì)基當(dāng)?shù)卣鸺铀俣葹??15g和0.3g的地區(qū),宜
分別按8度和9度采用抗震構(gòu)造措施。對乙類建筑與否要再提高?
按GB50011第條規(guī)定,抗震設(shè)防的)乙類建筑,抗震措施比丙類建筑提高,一般狀況提高一度。因此,當(dāng)丙類建筑按
3.3.3條分別按8度和9度采用抗震構(gòu)造措施時(shí),乙類建筑的抗震構(gòu)造措施也需分別比8度和9度提高,但不必再提高一
度,只需要再合適提高。
3.3基本烈度不不小于6度地區(qū)的建筑,若按照《建筑抗震設(shè)防分類原則》(GB50223)中有關(guān)條文的I規(guī)定應(yīng)為乙
類,那么該建筑需要進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)嗎?
根據(jù)1994年12月I日實(shí)行的《建筑工程抗御地震災(zāi)害管理規(guī)定》(建設(shè)部部長令第38號(hào))中第四十二條的規(guī)定“抗
震設(shè)防地區(qū)是指地震烈度為6度及6度以上地區(qū)和此后也許發(fā)生破壞地震的地區(qū)?!币虼?,假如建筑所在地區(qū)的地震基
本烈度不不小于6度,一般不需要進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。
3.4面積較大的商業(yè)建筑,怎樣確定其抗震設(shè)防類別?帶大底盤的高層建筑,下部裙房為商場,上部為住宅樓,若
設(shè)置抗震縫提成兩個(gè)構(gòu)造單元,可否按每個(gè)單元單獨(dú)劃分設(shè)防類別?實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)注意哪些問題?
《建筑抗震設(shè)防分類原則》(GB50223)第條規(guī)定,大型的人流密集的多層商場應(yīng)劃為乙類。將大型零售商場等商業(yè)
建筑列為乙類,重要考慮是大量人員集中的場所,地震時(shí)傷亡U勺也許性較大。該條規(guī)定參照了《商店建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》
(JGJ48-88)有關(guān)商店規(guī)模的分級(jí)。考慮近年來商場發(fā)展?fàn)顩r,當(dāng)一種區(qū)段日勺建筑面積25000平米或營業(yè)面具1000()平
米以上的商業(yè)建筑,人流可達(dá)7500人以上(按每位顧客占用營業(yè)面積1.35平米計(jì)算),應(yīng)劃為乙類是筑。
《建筑抗震設(shè)防分類原則》第條第5款還規(guī)定,“建筑各單元的重要性有明顯不一樣步,可根據(jù)局部打勺單元段劃分抗
震設(shè)防類別故設(shè)置了抗震縫將構(gòu)造分為若干獨(dú)立單元后,可根據(jù)各單元?jiǎng)澐挚拐鹪O(shè)防類別。
對于面積較大的商業(yè)建筑,若設(shè)置抗震縫提成若干各構(gòu)造單元,則各單元獨(dú)立承擔(dān)地震作用,彼此之間沒有互相作
用,地震發(fā)生時(shí)兩部分構(gòu)造同步破壞的概率較小,人流疏散也較輕易。因此,當(dāng)每個(gè)單元按面積劃分屬于丙類建筑時(shí),
可按丙類建筑進(jìn)行抗震設(shè)防。
當(dāng)商業(yè)建筑與其他建筑合建時(shí)應(yīng)分別判斷,并按區(qū)段確定其抗震設(shè)防類別。對于大底盤高層建筑,當(dāng)其下部裙房屬
于大型零售場的乙類建筑范圍時(shí),一般可將其及與之相鄰的上部高層建筑二層定為加強(qiáng)部位,按乙類進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),其
他各層可按丙類進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。
實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)注意,由抗震縫提成的每個(gè)構(gòu)造單元應(yīng)有單獨(dú)日勺疏散出入口。
3.5GB50011規(guī)范中條明確了抗震措施和抗震構(gòu)造措施的概念,怎樣根據(jù)建筑抗震設(shè)防分類和場地類別兩者的不
一樣,在設(shè)計(jì)基當(dāng)?shù)卣鸺铀俣认麓_定抗震措施和抗震構(gòu)造措施?建筑類別不一樣步,計(jì)算時(shí)設(shè)計(jì)基當(dāng)?shù)卣鸺?/p>
速度怎樣取值?
根據(jù)對應(yīng)的J規(guī)范條文規(guī)定,一般建筑(隔震建筑和消能減振部位除外)在不一樣的建筑抗震設(shè)防分類和場地類別下,
當(dāng)設(shè)計(jì)基當(dāng)?shù)卣鸺铀俣炔灰粯硬?,抗震拮旃和抗震?gòu)造措施分別按不一樣烈度取值.見表3-1和表3-2。建筑設(shè)防類別
不一樣步,計(jì)算時(shí)設(shè)計(jì)基當(dāng)?shù)卣鸺铀俣热≈狄姳?-3。
按建筑類別和場地類別調(diào)整后的抗震措施(烈度)表3-1
建筑場地設(shè)計(jì)基當(dāng)?shù)卣鸺铀俣龋╣)
類別類別0.050.100.150.200.300.40
甲、乙類I?IV788999
丙類I677889+
丁類I?IV6778-8-9-
按建筑類別和場地類別調(diào)整后的抗震構(gòu)造措施(烈度)表3?2
建筑場地設(shè)計(jì)基當(dāng)?shù)卣鸺铀俣葀)
類別類別0.050.100.150.200.300.40
I677889
甲、乙類II788999+
in、iv788+99+9+
續(xù)表
建筑場地設(shè)計(jì)基當(dāng)?shù)卣鸺铀俣龋╣)
類別類別0.050.100.150.200.300.40
I666778
丙類II677889
IILIV678899
I666778
丁類II67-7-8-8-9-
IlkIV67-78-89-
根據(jù)建筑類別調(diào)整后的計(jì)算用設(shè)計(jì)基當(dāng)?shù)卣鸺铀俣龋╣)表3?3
建筑設(shè)計(jì)基當(dāng)?shù)卣鸺铀俣龋╣)
類別0.050.100.150.200.300.40
乙、丙、丁類0.050.100.150.200.300.40
甲類高「當(dāng)?shù)貐^(qū)設(shè)1悻當(dāng)峭1昧度甫瞰他同鄙地蔽釗胡伽斕艇
注:1、對較小的乙類建筑,如工礦企業(yè)的變電所、空壓站、水泵房、及都市供水水源口勺泵房,當(dāng)其構(gòu)造改用抗震性
能很好的構(gòu)造類型,如鋼筋混凝土構(gòu)造或鋼構(gòu)造時(shí),則可仍按當(dāng)?shù)豈設(shè)防烈度的規(guī)定采用抗震措施,不需提高。
2、8+、9+表達(dá)合適提面而不是提高一度,9度時(shí)需要專門研究。
3、7-、8-.9-表達(dá)可以比當(dāng)?shù)貐^(qū)設(shè)防烈度的規(guī)定合適減少.例如對于現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋可將部分構(gòu)造措施按減
少一種等級(jí)考慮,對十多層砌體構(gòu)造房屋按減少一至二層(視詳細(xì)規(guī)定)在表或741中杳構(gòu)造柱或芯樣附設(shè)置
規(guī)定。
3.6構(gòu)造的微弱層、軟弱層、轉(zhuǎn)換層、框支層的概念是什么?
微弱層:該樓層歐I層間受剪承載力不不小于相鄰上一樓層的80%,可以認(rèn)為,是從構(gòu)造強(qiáng)度的角度來判斷;
軟弱層:該樓層的側(cè)向剛度不不小于用鄰上一層的70%,或不不小于其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度向80%:除頂層外,
局部收進(jìn)的水平尺寸不小于相鄰下,層的25%;可以認(rèn)為,是從構(gòu)造剛度日勺角度判斷;
轉(zhuǎn)換層:《高層建筑混凝土構(gòu)造技術(shù)規(guī)程》定義,轉(zhuǎn)換層是轉(zhuǎn)換構(gòu)造構(gòu)件所在的樓層;二轉(zhuǎn)換構(gòu)件指:完畢上部樓
層到下部樓層日勺構(gòu)造形式轉(zhuǎn)變,或.上部樓層到下部樓層構(gòu)造布置變化而設(shè)置的構(gòu)造構(gòu)件,包括轉(zhuǎn)換梁、轉(zhuǎn)換場架、轉(zhuǎn)
換板等。地震作用下,轉(zhuǎn)換構(gòu)件將其上一層的豎向抗側(cè)力構(gòu)件(柱、抗震墻、抗震支撐等)日勺內(nèi)力日轉(zhuǎn)換層向下傳遞;
框支層:假如一種構(gòu)造單元口勺轉(zhuǎn)換層以上為剪力墻,轉(zhuǎn)換層如下為框架,那么轉(zhuǎn)換層如下日勺樓層為框支層。
3.7怎樣判斷構(gòu)造與否屬于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則以及不規(guī)則的程度?
在剛性樓板假定條件下,當(dāng)計(jì)算小震作用的樓層最大彈性水平位移(或?qū)娱g位移)與該樓層兩端彈性水平位移(或
層間位移;平均值的比值不小于1.2時(shí),判斷為扭轉(zhuǎn)不規(guī)則;當(dāng)比值靠近1.5時(shí);判斷為尤其不規(guī)則;當(dāng)比值不小于1.5
時(shí),一般判斷為嚴(yán)重不規(guī)則。此時(shí),計(jì)算的彈性水平位移(或?qū)娱g位移)為代數(shù)值,當(dāng)位移值不不小于規(guī)范限值的50%
時(shí),判斷嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)不規(guī)則的比值可以合適放松。
一般狀況下,計(jì)算水平位移(或?qū)娱g位移)時(shí),需要考慮偶爾偏心內(nèi)影響;偏心大小U勺取值,可根據(jù)詳細(xì)狀況確定,
不一定取該方向總長度日勺5%。
還需注意,最大值和平均值H勺計(jì)算,均取樓層中間同一軸線兩端日勺豎向構(gòu)件計(jì)算,不考慮樓板中懸挑B勺端部。
3.8構(gòu)造自振周期、基本周期與設(shè)計(jì)特性周期、場地卓越周期之間有何關(guān)系?
按照行業(yè)原則《工程抗震術(shù)語原貝!》(JGJ/97)日勺有關(guān)條文,
自振周期:構(gòu)造按某一振型完畢一次自由振動(dòng)所需的時(shí)間。
基本周期:構(gòu)造按基本振型(第一振型)完畢一次自由振動(dòng)所需的時(shí)間。一般需要考慮兩個(gè)主軸方向和扭轉(zhuǎn)方向
的基本周期。
設(shè)計(jì)特性周期7;:抗震設(shè)計(jì)用的地震影響系數(shù)曲線的J下降段起始點(diǎn)所對應(yīng)日勺周期值,與地震震級(jí)、震中距和場地類
別等原因有關(guān)。
場地卓越周期:根據(jù)場地覆蓋層厚度H和土層平均剪切波速匕,按公式T=4H/匕計(jì)算的周期,表達(dá)場地土最重要的
振動(dòng)特性。
構(gòu)造在地震作用下的反應(yīng)與建筑物的動(dòng)力特性親密有關(guān),建筑物的自振周期是重要U勺動(dòng)力特性,與構(gòu)造的質(zhì)量和剛
度有關(guān),當(dāng)自振周期、尤其是基本周期不不小于或等于設(shè)計(jì)特性周期乙時(shí),地震影響系數(shù)取值為《球,按規(guī)范計(jì)算的
地震作用最大。
國內(nèi)外的震害經(jīng)驗(yàn)表明,當(dāng)建筑物的自振周期與場地的卓越周期相等或相近時(shí),地震時(shí)也許發(fā)生共振,建筑物日勺震
害比較嚴(yán)重。研究表明,由于土在地震時(shí)時(shí)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為非線性的J,在同一地點(diǎn),地震時(shí)場地口勺卓越周期并不是不變
口勺,而將因震級(jí)大小、震源機(jī)制、震中距離日勺變化而不一樣。
GB50011規(guī)范對構(gòu)造H勺基本周期與場地HU卓越周期之間的關(guān)系不做詳細(xì)規(guī)定,即不規(guī)定構(gòu)造自振周期避開場地卓越
周期.實(shí)際上,多自由度構(gòu)造體系具有多種自振周期,不也許完全避開場地卓越周期。
3.9構(gòu)造進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí),若計(jì)算出的第一振型為扭轉(zhuǎn)振型應(yīng)怎樣處理?
國內(nèi)外歷次大地震的震害表明,平面不規(guī)則、質(zhì)量與剛度偏心的構(gòu)造,在地震時(shí)會(huì)受到嚴(yán)重的破壞。模擬地震振動(dòng)
臺(tái)模型試驗(yàn)成果也表明,扭轉(zhuǎn)效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致構(gòu)造的嚴(yán)重破壞。構(gòu)造進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí),若計(jì)算出U勺第一振型為扭轉(zhuǎn)振型,闡
明構(gòu)造的抗側(cè)力構(gòu)件布置不盡合理,導(dǎo)致構(gòu)造樓層的剛心和質(zhì)心偏移;抗側(cè)力構(gòu)件(一般是剪力墻)數(shù)量局限性:或盡
管構(gòu)造平面對稱,但關(guān)鍵筒斷面太小,導(dǎo)致整體抗扭剛度偏小。此時(shí)應(yīng)對構(gòu)造方案進(jìn)行調(diào)整,減小構(gòu)造平面布置的不規(guī)
則性,防止產(chǎn)生過大H勺偏心,或加強(qiáng)構(gòu)造抗扭剛度,必要時(shí)可設(shè)置防震縫,將不規(guī)則的平面劃分為若二相對規(guī)則日勺平面。
也可按照GB500II規(guī)范口勺有關(guān)規(guī)定進(jìn)行抗震分析,并對受扭構(gòu)件采用加強(qiáng)延性和抗扭的構(gòu)造措施。
4場地、地基和基礎(chǔ)
4.1構(gòu)造抗震設(shè)計(jì)對工程地質(zhì)勘察的基本規(guī)定有哪些?
構(gòu)造抗震設(shè)計(jì)所需耍時(shí)T程地質(zhì)勘察內(nèi)容和規(guī)定,除應(yīng)滿足建筑靜力設(shè)計(jì)的勘察規(guī)定外,還應(yīng)滿足如下基本規(guī)定:
1)在場地選擇時(shí),根據(jù)場地口勺地形、地質(zhì)和地震地質(zhì)條件劃分對建筑有利、不利和危險(xiǎn)地段;
2)提供建筑場地類別(對應(yīng)高層建筑,規(guī)定進(jìn)行土層剪切波速測試,提供土層等效剪切波速和覆蓋層厚度,
依次劃分場地類別;對于層數(shù)不超過10層且高度不超過30米的丙類建筑,可案規(guī)范提供的經(jīng)驗(yàn)措施估計(jì)土層剪切
波速);
3)提供巖土地震穩(wěn)定性(如發(fā)震斷裂、滑坡、倒塌、液化和震陷等)評(píng)價(jià);
4)對需要采用時(shí)程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算U勺建筑構(gòu)造,尚應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定提供土層剖面、場地覆蓋層厚度和有
關(guān)的動(dòng)力參數(shù),詳細(xì)時(shí)就是提供滿足規(guī)范規(guī)定的地震波。
4.2采用樁基或諸如CFG樁等措施進(jìn)行地基處理后與否變化場地類別?
按照GB50011規(guī)范條對場地日勺定義,場地是建筑群所在地,其范圍在城鎮(zhèn)中一般是指不不不小于1.0的占地面
積。場地在平面和深度方向的尺度與地震波波長相稱,比建筑物地基的尺度要大得多。場地類別口勺劃分時(shí)所考慮的重
要是地震地質(zhì)條件對地震動(dòng)的效應(yīng),關(guān)系到設(shè)計(jì)用的地震影響系數(shù)特性周期7;的取值。采用樁基或用攪拌樁(水泥固
化劑樁,類似CFG樁)處理地基,只對建筑物下臥土層起作用,對整個(gè)場地的地震地質(zhì)特性影響不大,因此不能變化
場地類抗。
4.3GB50011規(guī)范第條第4款“土層中的火山巖硬夾層,應(yīng)視為剛體,其厚度應(yīng)從覆蓋層中扣除J該怎樣理解?
規(guī)范條第4款所提到的硬夾層,是特指火山巖夾層(不包括規(guī)范第4.1.4條第3款中提到II勺孤石、透鏡體和其他剪
切波速不小于500m/s的一般硬土層),其剪切波速遠(yuǎn)未不小于500m/s,且其下層土的剪切波速不不小于500m/s。這樣
日勺硬夾層不管厚度多少均應(yīng)從覆蓋層中扣除。
4.4怎樣驗(yàn)算建筑構(gòu)造基礎(chǔ)的抗震承載力?
從理論上說,地基基礎(chǔ)在地震作用下的響應(yīng)計(jì)算分析屬于非彈性半空間口勺動(dòng)力學(xué)范圍,其理論分析、模擬試驗(yàn)和實(shí)
物試驗(yàn)比較困難。地震震害資料也相稱缺乏,我國1962年?1971年數(shù)以萬計(jì)的房屋震害中,只有43例是地基震害,
1976年唐山大地震中7?11度地震烈度區(qū),中軟至軟弱場地日勺224個(gè)震害中,有明顯地基震害口勺僅7例。由于對基礎(chǔ)
用J抗震性能理解沅不如對上部構(gòu)造的理解,故基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)采用經(jīng)掩措施。
GB500II規(guī)范第4章規(guī)定建筑天然地基基礎(chǔ)抗震驗(yàn)算采用“擬靜力法”,即假定地震作用如同靜力,然后在這種條
件下驗(yàn)算基礎(chǔ)的承載力,壓力的計(jì)算采用地震作用效應(yīng)原則組合,即各分項(xiàng)系數(shù)均取1.0的組合。驗(yàn)算時(shí)一般只考慮水
平U勺地震作用,只有個(gè)別狀況下才計(jì)算豎向地震作用。不一樣構(gòu)造類型的基礎(chǔ)抗震承載力驗(yàn)算,可按其他原則規(guī)范的
規(guī)定執(zhí)行。
4.5不超過8層且高度在25m如下的一股民用抗震墻構(gòu)造房屋與否可不進(jìn)行天然地基及基礎(chǔ)的抗震承載力驗(yàn)算?
GB50011抗震規(guī)范條列出了可不進(jìn)行天然地基及基礎(chǔ)日勺抗震承載力驗(yàn)算日勺建筑類型,對于不超過8層且高度在25m
如下的一般民用抗震墻構(gòu)造房屋,若其基礎(chǔ)荷載與該條所列的建筑相稱,則可不進(jìn)行天然地基及基礎(chǔ)日勺抗震承載力驗(yàn)
算。
4.6地下室頂板作為鋼筋混凝土構(gòu)造房屋上部構(gòu)造的嵌固部位時(shí),若考慮建筑使用的規(guī)定,樓蓋與否可采用無梁樓蓋的
構(gòu)造形式?
地下室頂板作為上部構(gòu)造口勺嵌固部位時(shí),應(yīng)滿足GB50011規(guī)范條的規(guī)定。一般說來,假如地下室頂板采用無梁樓
蓋口勺構(gòu)造形式,將難以滿足6.1.14條柱端塑性較位置在±0.0處的規(guī)定,故不能采用無梁樓蓋的構(gòu)造形式,而應(yīng)采用現(xiàn)
澆梁板構(gòu)造,且其板厚不適宜不不小于180mm。
4.7位于地下室內(nèi)的|框支層,與否計(jì)入規(guī)范容許的框支層數(shù)之內(nèi)?
若地下室頂板作為上部構(gòu)造U勺嵌固部位,則位于地下室內(nèi)的框支層,不計(jì)入規(guī)范容許II勺框支層數(shù)之內(nèi)。
5地震作用和抗震驗(yàn)算
5.1GB50011規(guī)范條規(guī)定,構(gòu)造抗震設(shè)計(jì)時(shí),建筑的重力荷載代表值應(yīng)取構(gòu)造和構(gòu)配件自重原則值和各可變荷載組合
值之和。此時(shí),風(fēng)荷載參與組合嗎?
計(jì)算構(gòu)造重力荷載代表值時(shí),風(fēng)荷載不參與組合。在進(jìn)行構(gòu)造構(gòu)件截面抗震驗(yàn)算時(shí),地震作用與其他荷載效應(yīng)的基
本組合時(shí),對于風(fēng)荷載起控制作用的高層建筑,按規(guī)范條,應(yīng)考慮風(fēng)荷載效應(yīng)。
5.26度區(qū)的建筑構(gòu)造與否都不需要進(jìn)行地震作用計(jì)算合截面抗震驗(yàn)算?
GB5(X)11規(guī)范條和5.1.6條規(guī)定部分建筑在6度時(shí)可不進(jìn)行地震作用計(jì)算和截而抗震聆算,但應(yīng)符合有關(guān)抗震措旃
規(guī)定。對于位移IV類場地上口勺較高H勺高層建筑,諸如高于30mH勺鋼筋混凝土框架構(gòu)造,高于60m的其他鋼筋混凝土民
用房屋和類似的工業(yè)廠房,以及高層鋼構(gòu)造房屋等,由于IV類場地反應(yīng)譜的特性周期7;較長,構(gòu)造自振周期也較長,
則6度IV類場地的地震作用值也許與在7度II類場地的地震作用值桿稱,此時(shí)仍需進(jìn)行抗震驗(yàn)算。因此并非所有的建
筑在6度區(qū)不進(jìn)行地震作用計(jì)算。
此外,對于鋼筋混凝土房屋U勺抗震等級(jí)四級(jí)以上U勺構(gòu)造,截面抗震驗(yàn)算波及到內(nèi)力調(diào)整,例如,6度區(qū)的丙類鋼筋
混凝土房屋U勺抗震等級(jí),部分框支抗震墻構(gòu)造之框支層框架為二級(jí),其他構(gòu)造中有部分框架為三級(jí),部分抗震墻為三
級(jí)甚至二級(jí),因此,抗震措施中有許多需進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整計(jì)算。
某些不規(guī)則H勺建筑構(gòu)造,需要在內(nèi)GB50011規(guī)范條進(jìn)行地震作用效應(yīng)的調(diào)整并對微弱部位采用有效H勺構(gòu)造措施,
有時(shí)也輻要計(jì)算。
目前計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的計(jì)算程序已提供了6度H勺抗震計(jì)算功能,必要時(shí)也可通過對應(yīng)日勺程序計(jì)算來進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。
5.3對突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等突出屋面的構(gòu)造進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)及驗(yàn)算時(shí)應(yīng)注意哪些事項(xiàng)?
GB5001I規(guī)范第3章有關(guān)概念設(shè)計(jì)的規(guī)定中,明確規(guī)定構(gòu)造體系FI勺選型應(yīng)防止剛度和強(qiáng)度的突變。突出屋面構(gòu)造明
顯存在剛度突變,其抗震設(shè)計(jì)尤應(yīng)注意采用可靠措施。例如,在計(jì)算分析時(shí),第條規(guī)定采用底部剪力法時(shí),突出屋面
的屋頂間、女兒墻、煙囪等的地震作用效應(yīng),宜乘以增大系數(shù)3,采用振型分解法時(shí),突出屋面部分可作為一種質(zhì)點(diǎn)進(jìn)
行計(jì)算。同步還要根據(jù)計(jì)算成果加強(qiáng)構(gòu)造措施。
5.4突出屋面的屋頂房間何時(shí)可按突出屋面的屋頂間計(jì)算而不算作一層?
根據(jù)GB500U規(guī)范第條規(guī)定采用底部剪力法時(shí),突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等的地震作用效應(yīng),宜乘以增
大系數(shù)3。此時(shí)相對應(yīng)的J屋頂房間面積不超過原則屋面積H勺30%。區(qū)此,一般認(rèn)為當(dāng)突出屋面的屋頂房間面枳不不小
「樓層面積的30%時(shí),可按突出屋面口勺屋頂間計(jì)算而不算作一層。
5.5舉例闡明考慮雙向水平地震的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí),求出的地震作用怎樣在實(shí)際工程中參與荷教(作用)的組合?
根據(jù)強(qiáng)震觀測記錄的記錄分析,兩人方向水平地震加速度口勺最大值不相等,兩者之間的比值約為1:0.85,并且兩
個(gè)方向的最大值不一定發(fā)牛在同一時(shí)刻,因此采用平方和開方措旅計(jì)算兩個(gè)水平方向地能作用效應(yīng)的組合。
所謂地震作用效應(yīng),是指兩個(gè)正交方向地震作用在每個(gè)構(gòu)件的同一局部坐標(biāo)系方向產(chǎn)生R勺效應(yīng)(位移和內(nèi)力)。規(guī)范
條第2款中規(guī)定雙向水平地震作用的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)組合時(shí),可按公式5.237和523-8,即下列公式計(jì)算:
對x方向取S俶=Js%+(O.85Sg)2或S,氏=JS;+(().85SU)2中日勺較大值;
對y方向取5加=Js;+(0.855、,>或5陽=收+(0.85Sj中的J較大值。
式中S曲、S如一考慮x、y兩方向水平地震作用口勺扭轉(zhuǎn)效應(yīng)(包括彎矩M、剪力V、軸力N及對應(yīng)的位移)
Sv-X方向地震作用在局部坐標(biāo)玉方向產(chǎn)生的地震作用效應(yīng);
Sj,一y方向地震作用在局部坐標(biāo)七方向產(chǎn)生的地震作用效應(yīng);
S9一y方向地震作用在局部坐標(biāo)y.方向產(chǎn)生的地震作用效應(yīng);
一x方向地震作用在局部坐標(biāo)),方向產(chǎn)生的地震作用效應(yīng);
在構(gòu)造計(jì)算中,一般需要計(jì)算彎矩M、剪力V、軸力N、扭矩T,Xx方向框架角部柱子為例(抗震墻和框架梁以平
面內(nèi)受力為主,雙向計(jì)算影響不大,成果一般無明顯變化,對中柱和邊柱的影響一般也較?。?,詳細(xì)公式如下:
第一?組:Md=jM:+(O.85%)2,%+385%了
Nd=jN;+(().85Nv)2,-=依(().857;)2
第二組:/2=JM;+(()?85MJ2,匕2=JV;+(()?85匕/
心=網(wǎng)+(0.85",幾=也;+3850)2
按不利狀況考慮時(shí),若取最大彎矩,假如何.>“X2,則組合時(shí)應(yīng)取對應(yīng)的這組值匕I、NS、Txi,而不管匕「
匕2誰更大H勺問題。同理,取最大剪力時(shí),則取最大剪力對應(yīng)的那組穹矩、軸力等:取最大軸力時(shí),則取最大軸力對應(yīng)
口勺那組彎矩、剪力等。
對樓層位移u和層間位移△口,也應(yīng)按上述規(guī)定計(jì)算雙向水平地震位移的J組合:
第一?組:/=/彳+(0.85%)2,△%=[△=+(0.85羯)2
第二組:勺=〃;+(2
JS85〃J2,△U2=^AU;+(0.85AUV)
若構(gòu)造完全對稱,以及不屬干相轉(zhuǎn)入規(guī)則的構(gòu)造,規(guī)范不規(guī)定進(jìn)行雙向地震作用效應(yīng)的組合C
5.6GB50011規(guī)范中對鋼筋混凝土框架柱進(jìn)行軸壓比和構(gòu)造層間位移控制,這兩者之間有無關(guān)系?89規(guī)范在框架.
抗震墻層間彈性位移角中專門對裝修較高的公共建筑做了規(guī)定,為何GB50011規(guī)范卻無此規(guī)定?
GB5001I規(guī)范對鋼筋混凝土框架柱進(jìn)行軸壓比控制是為了保證混凝土構(gòu)件的延性,防止脆性破壞。對構(gòu)造層間位移
進(jìn)行控制是為了保證構(gòu)造整體剛度和整體安全??刂戚S壓比和控制層間位移是兩個(gè)不一樣的方面,兩者無明顯的聯(lián)絡(luò)。
層間位移限值重要根據(jù)保證建筑正常使用功能(彈性)和保證構(gòu)造抗倒塌能力(彈塑性)來確定,其中也包括對非
構(gòu)造構(gòu)件和建筑內(nèi)各類設(shè)備的正常使用和破壞程度的控制。伴隨建材工業(yè)和裝修技術(shù)日勺發(fā)展,建筑裝修越高級(jí),其細(xì)
部構(gòu)造越精密,變形能力也許會(huì)更好,例如建筑室內(nèi)口勺木裝修和許多化學(xué)建材裝修以及玻璃幕墻都具有很好H勺適應(yīng)變
形日勺能力,大理石墻面一般也是采用多點(diǎn)懸掛方式固定于主體構(gòu)造,89規(guī)范對建筑裝修原則高的建筑構(gòu)造采用較小的
側(cè)移限值在目前已無必要,故GB50011規(guī)范中不再對裝修狀況進(jìn)行辨別。
5.7計(jì)算微弱層變形的措施有幾種?合用范圍怎樣?
計(jì)算微弱層變形的重要措施包括:規(guī)范簡化措施、靜力彈塑性分析措施(push-over法)、彈塑性時(shí)程分析法等。
1)不超過12層且且層剛度無突變的框架構(gòu)造及單層鋼筋混凝土廠房可采用規(guī)范5.5.4條的簡化措施;
2)除上述構(gòu)造之外,可以采用靜力彈塑性措施(push-over法)或彈塑性時(shí)程分析法。對于規(guī)則構(gòu)造,可采
用簡化的穹剪層模型和平面桿系模型;對于不規(guī)則構(gòu)造,則應(yīng)采用三維空間模型進(jìn)行分析
5.8靜力彈療塑性分析措施(push-over)法確實(shí)切含義及特點(diǎn)?
構(gòu)造彈塑性變形分析措施有動(dòng)力非線性分析(非線性時(shí)程分析)和靜力非線性分析兩大類。動(dòng)力非線性能比較精確
而完整地得出構(gòu)造在罕遇地震下的I反應(yīng)全過程,但計(jì)算過程中需要反復(fù)迭代,數(shù)據(jù)量大,分析工作繁瑣,且計(jì)算成果
受到所選用地震波以及構(gòu)件恢復(fù)力和屈服模型的影響較大,一般只在設(shè)計(jì)重要構(gòu)造或高層建筑構(gòu)造時(shí)采用。
GB500II規(guī)范提出“彈塑性變形分析,可根據(jù)構(gòu)造特點(diǎn)采用靜力彈塑性分析或彈塑性時(shí)程分析措施”,這里的靜力
彈塑性分析系指目前國內(nèi)外流行的所謂push-over分析措施。
靜力彈塑性分析措施(push-over法),是對構(gòu)造在罕遇地震作用下進(jìn)行彈塑性變形分析的一種簡化措施,從本質(zhì)上
說它是一種靜力分析措施。詳細(xì)地說.,就是在構(gòu)造計(jì)算模型卜施加某種規(guī)則分布日勺的水平側(cè)向力,單調(diào)加載并逐層加
大;一旦有構(gòu)件開裂(或屈服)即修改其剛度(或使其退出工作),進(jìn)而修改構(gòu)造總剛度矩陣,進(jìn)行下一步計(jì)算,依次
循環(huán)直到構(gòu)造到達(dá)預(yù)定H勺狀態(tài)(成為機(jī)構(gòu)、位移超限或到達(dá)目H勺位移),從而判斷與否滿足對應(yīng)H勺抗震能力規(guī)定。
靜力彈塑性分析措施(push-over法)分為兩個(gè)部分,首先建立構(gòu)造荷載-位移曲線,然后評(píng)估構(gòu)造的抗震能力,基
本工作環(huán)節(jié)為:
第一步:準(zhǔn)備構(gòu)造數(shù)據(jù):包括建立構(gòu)造模型、構(gòu)件日勺物理參數(shù)和恢竟力模型等;
第二步:計(jì)算構(gòu)造在豎向荷載作用下的J內(nèi)力。
第三步:在構(gòu)造每層日勺質(zhì)心處,沿高度施加按某種規(guī)則分布的水平力所能及(如:倒三角、矩形、第一振型或所謂
自適應(yīng)振型分布等),確定其大小口勺原則是:施加水平力所產(chǎn)生的構(gòu)造內(nèi)力與前一步計(jì)算的內(nèi)力疊加后,恰好使下一種
或一批構(gòu)件開裂或屈服。在加載中隨構(gòu)造動(dòng)力而不停日勺自適應(yīng)加我模式是比較合理的,比較簡樸并且實(shí)用的加載模式
是構(gòu)造第一振型。
第四步:對于開裂或屈服H勺桿件,對其剛度進(jìn)行修改,同步修改總剛度矩陣后,再增長一級(jí)荷載,又使得一種或一
批構(gòu)件開裂或屈服;
不停反復(fù)第三步、第四步,直到構(gòu)迨到達(dá)某一目的位移(當(dāng)多自由度構(gòu)造體系可以等效為單自由度體系時(shí))或構(gòu)造
發(fā)生破壞(采用性能設(shè)計(jì)措施時(shí),根據(jù)構(gòu)造性能譜與需求譜相交確定構(gòu)造性能點(diǎn))。
對于構(gòu)造振動(dòng)以第一振型為主、基6周期在2s以內(nèi)的構(gòu)造性,push-over措施可以很好地估計(jì)構(gòu)造日勺整體和局部彈
塑性變形,同步也能揭示彈性設(shè)計(jì)中存在歐J隱患(包括層屈服機(jī)制、過大變形以及強(qiáng)度、剛度突變等)。研究成果和工
程應(yīng)用表明,在一定合用范圍內(nèi)push-over措施可以較為精確地反應(yīng)構(gòu)造口勺非線性地震反應(yīng)特性,對于層數(shù)不太多或者
自振周期不太長口勺構(gòu)造,不失為一種可行口勺簡化分析措施。
靜力彈塑性分析措施的特點(diǎn):1)由于在計(jì)算時(shí)考慮了構(gòu)件的塑性,可以估計(jì)構(gòu)造的非線性變形和出現(xiàn)塑性錢的I部
位;2)與彈塑性時(shí)程分析法比較,其輸入數(shù)據(jù)簡樸,工作量較小,計(jì)算時(shí)間較短。
對于二維push-over措施,伴隨加載模式、目的位移以及需求譜等方面的日趨完善,應(yīng)用于規(guī)則構(gòu)造H勺抗震性能評(píng)
估,可以很好地滿足T程設(shè)計(jì)規(guī)定.不過,伴隨建筑造型和構(gòu)造豆雜化,某叱構(gòu)造平面和好向剛度中心的動(dòng)緣構(gòu)件更
是如此,因此,push-over措施向三維發(fā)展是必然趨勢。
對于長周期構(gòu)造和高柔的超高層建筑,push-over措施與非線性時(shí)程分析措施的計(jì)算成果差異很大,難以采用。
6鋼筋混凝土構(gòu)造性
6.1框架.抗震墻構(gòu)造,在基本振型地震作用下計(jì)算框架部分承受的地震傾覆力矩,基本振型指向什么振型?
基本振型一般指每個(gè)主軸方向以平動(dòng)為主的第一振型。
6.2GB50011抗震規(guī)范條第1款規(guī)定,框架?抗震墻構(gòu)造,在基本振型地震作用下若框架部分承受的I地震傾覆力矩
不小于構(gòu)造總地震傾覆力矩的50%,其框架部分的抗震等級(jí)應(yīng)按框架構(gòu)造確定,最大合用高度可比框架合適
增長。合用高度增長的限值一般以多少為宜?
在這種狀況下,合用高度增長以不超過20%為宜。
6.3無上部構(gòu)造、全地下室的建筑,如地下車庫等,怎樣進(jìn)行構(gòu)造抗震設(shè)計(jì)?
按照GB50011規(guī)范條第3款的規(guī)定,無上部構(gòu)造、全地下室H勺建筑物,如車庫等H勺抗震等級(jí)可按三級(jí)或更低規(guī)定
進(jìn)行構(gòu)造抗震設(shè)計(jì)。
6.4鋼筋混凝土短柱怎樣定義,短柱受力中有何特點(diǎn),設(shè)計(jì)中該怎么處理?
f
鋼筋混凝土構(gòu)造中按內(nèi)力計(jì)算值得到的剪跨比M'/(Vho)不不小于2、以及反彎點(diǎn)在柱子高度中部且柱凈高與
截面高度之比不不小于4的柱稱為短柱。(實(shí)際工程中,應(yīng)注意由于實(shí)心粘土磚填充墻對框架柱H勺約束,如:框
架術(shù)間砌筑不到頂?shù)母魤?、窗間墻以及樓梯間休息平臺(tái)使框架柱變成短柱)。
短柱內(nèi)變形特性為剪切型,在地震佐用時(shí),輕易發(fā)生脆性破壞,導(dǎo)致構(gòu)造的嚴(yán)重破壞甚至倒塌。設(shè)計(jì)時(shí),對于短柱
日勺抗震驗(yàn)算,其軸壓比限值比一般柱減少0.05,抗震等級(jí)為一級(jí)時(shí)每則縱向鋼筋配筋率不適宜不小于1.2%,應(yīng)使其剪
力設(shè)計(jì)值滿足規(guī)范條式629-2日勺規(guī)定;構(gòu)造方面,箍筋應(yīng)沿柱子全高加密,間距不應(yīng)不小于100mm,宜采用復(fù)合螺旋
箍或井字復(fù)合箍,其體積配箍率不應(yīng)不不小于1.2%,9度時(shí)不應(yīng)不不小于1.5%,梁柱節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的體積配箍率不不不
小于柱端的較大值(體積配筋率計(jì)算時(shí),可以計(jì)入在節(jié)點(diǎn)有效寬度范圍內(nèi)H勺梁口勺縱向鋼筋)。對于剪跨比不不小于1.5
用J超知林耍專門研究,如采用增設(shè)交義斜筋、外包鋼箍、設(shè)置型鋼或?qū)⒖拐鹞⑷鯇愚D(zhuǎn)移到相鄰的一般樓層等合理并經(jīng)
驗(yàn)證有效的構(gòu)造措施,防止短柱剪切(或粘著)破壞,增長其耗能能力。
6.5GB50011抗震規(guī)范公式?3,在計(jì)算剪跨比時(shí),圓形鋼筋混凝土柱的截面有效高度應(yīng)怎樣取值?
剪跨比的定義為AT/(—兒),其中,和為未經(jīng)內(nèi)力調(diào)整口勺彎矩設(shè)計(jì)值和剪力設(shè)計(jì)值。
對于圓形鋼筋混凝土柱,截面有效高度4H勺取值比較復(fù)雜,偏于安全可將圓形柱直徑減去保護(hù)層后作為截面有效高
度代入公式中進(jìn)行計(jì)算。
6.6GB50011規(guī)范條文闡明中提到的“矮墻效應(yīng)”是指什么,什么狀況下應(yīng)考慮矮墻效應(yīng)?怎樣防止矮墻效應(yīng)?
一般內(nèi)鋼筋混凝土剪力墻日勺受力狀態(tài)分為彎曲型和彎剪型,而對于總高度(不是層高)與總寬度之比不不小于2H勺
剪力墻,受水平地震作用下的破壞形態(tài)為剪彩切破壞,類似短柱,屬于脆性破壞,稱為矮墻效應(yīng)。國標(biāo)的內(nèi)容重要是
針對一般的剪力墻,不包括矮墻??偢叨壬卓倢挾戎炔徊恍∮?的剪力墻,如底部框架磚房的剪力墻;框支構(gòu)造落
地墻在框支層剪力較大,按剪跨比計(jì)算也也許出現(xiàn)矮墻效應(yīng)。
為了防止矮墻效應(yīng),可在剪力墻開豎縫,使之成為高寬比不小于2的墻,提高其延性。
6.7鋼筋混凝土構(gòu)造框架構(gòu)造中設(shè)置了非構(gòu)造的填充墻,在構(gòu)造計(jì)算時(shí)應(yīng)怎樣考慮其對主體構(gòu)造的影響?
在鋼筋混凝土框架構(gòu)造中設(shè)置了非構(gòu)造的砌休填充墻,在構(gòu)造計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮其對主體構(gòu)造的影響,一般可根據(jù)實(shí)際
狀況及經(jīng)驗(yàn)對構(gòu)造基本周期進(jìn)行折減。周期折減系數(shù)的取值可參照《建筑抗震設(shè)計(jì)手冊》(中國建筑工業(yè)出版社1994
年出版):
填充墻為實(shí)心磚時(shí)周期折減系數(shù)甲/取值表
0c0.8~1.00.600.70.4聞.50.2~0.3
無門窗洞0.5(0.55)0.5(0.60)0.60(0.65)0.70(0.75)
%
有門窗洞0.65(070)0.70(0.75)0.75(0.80)0.85(0.90)
注:1、必為有填充墻框架幅數(shù)與框架總根數(shù)之比;
2、無括號(hào)的數(shù)值用于一片填充墻長6m左右時(shí);括號(hào)內(nèi)II勺數(shù)值用于片填充墻長為5m左右時(shí);
3、填充墻為輕質(zhì)材料或外持墻板時(shí)折減系數(shù)憶.取O.X~0.9c
力其注意由干填充墻嵌砌干與框架網(wǎng)性連接時(shí),其強(qiáng)度與剛度對框架構(gòu)造日勺影響,犬其根考慮到填充墻不滿砌時(shí).
由于墻體的約束使框架柱有效長度減小,也許出現(xiàn)短柱,導(dǎo)致剪切破壞。
6.8國標(biāo)《混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2023)表-1中HPB235(Q235)鋼筋的直徑是8~20nlm,抗震規(guī)范中許
多箍筋的最小直徑規(guī)定卻為6mm,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)怎樣處理?
GB500U抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中,框架梁、框架柱、抗震墻構(gòu)造邊緣構(gòu)件H勺箍筋、抗震墻日勺分布鋼筋及砌體構(gòu)造的拉結(jié)鋼
筋,規(guī)定的最小直徑為6mm,并未對鋼筋的I種類進(jìn)行限制,設(shè)計(jì)中除可以選用HPB235(Q23506)的直徑不小于6mm外,
不還可以選用HRB335、HRB400等種類的鋼筋。
此外,從冶金行業(yè)協(xié)會(huì)得到日勺信息,Q235(相稱于本來日勺I級(jí)鋼)曰勺。6.5盤條鋼筋仍在生產(chǎn),目前設(shè)計(jì)中可繼續(xù)
選用。
6.9框架構(gòu)造設(shè)計(jì)中,若在平面內(nèi)和豎向許多框架柱不對齊,設(shè)計(jì)中應(yīng)注意哪些事項(xiàng)?
為了保證框架構(gòu)造的抗震安全,構(gòu)造應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性及耗能等性能。設(shè)計(jì)中應(yīng)合理地布
置抗側(cè)力構(gòu)件,減少地震作用下H勺扭轉(zhuǎn)效應(yīng);構(gòu)造剛度、載力沿房屋高度宜均勻、持續(xù)分布及保持完整,不適宜抽柱
或梁,使傳力途徑發(fā)生變化。
震害表明,若設(shè)計(jì)中許多框架柱在平面內(nèi)或沿高度方向不對齊,形不成一根完整的框架,地震中因扭轉(zhuǎn)效應(yīng)和傳力
途徑中斷等原因?qū)е聵?gòu)造的較大損壞,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)視抽柱或柱子錯(cuò)位的狀況,按GB50011抗震規(guī)范條進(jìn)行不規(guī)則構(gòu)造的
設(shè)計(jì)計(jì)算。
6.10條規(guī)定后張預(yù)應(yīng)力筋的錨具不適宜設(shè)置在梁柱節(jié)點(diǎn)核芯區(qū),設(shè)計(jì)中應(yīng)怎樣布置錨具?
預(yù)應(yīng)力鋼筋穿過梁柱節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)有助于提高節(jié)點(diǎn)H勺受剪承載力和抗裂度,GB50011規(guī)范C.1.3條規(guī)定后張預(yù)應(yīng)力筋
口勺錨具不適宜設(shè)置在梁柱節(jié)點(diǎn)核芯區(qū),重要是由于梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)受力狀態(tài)比較復(fù)雜,為了防止錨具減弱梁柱節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)
以及錨具失效后對預(yù)應(yīng)力日勺不利影響,設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量防止在核芯區(qū)布置錨具,確實(shí)無法防止時(shí)只能將錨固端布置在核
芯區(qū)附近,張拉端應(yīng)在核芯區(qū)外的框架梁或懸臂短梁上。
6.11GB50011規(guī)范條“底部加強(qiáng)部位在重力荷載代表值作用下墻肢的軸壓比…”中的“重力荷載代表值作用下“該
怎樣理解?
重力荷載代表值作用下,是指構(gòu)造和構(gòu)配件自重原則值和可變荷教H勺組合,可變荷載的組合值系數(shù)按GB50011規(guī)
范條采用,墻肢軸壓比計(jì)算時(shí),組合后的重力荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2。
6.12按GB50011規(guī)范條設(shè)置鋼筋混凝土抗震墻底部加強(qiáng)部位時(shí),若有地下室時(shí),與否仍從首層算起,地下室部分
向加強(qiáng)部位怎樣設(shè)置?
抗震墻口勺底部加強(qiáng)部位是指在抗震墻底部的一定高度內(nèi),合適提高承載力和加強(qiáng)抗震構(gòu)造措施。窗曲型和穿剪型構(gòu)
造的I抗震墻,塑性較一般出目前墻肢底部,將塑性錢及其以上H勺一定高度范圍作為加強(qiáng)部位,在此范圍內(nèi)采用增長邊
緣構(gòu)件箍筋和墻體橫向鋼筋等加強(qiáng)措施,防止墻肢剪切破壞,改善整個(gè)構(gòu)造的抗震性能。
GB5(X)11規(guī)范條規(guī)定了抗震墻底部加強(qiáng)部位的高度范鬧,有地下室口勺房屋,在設(shè)置鋼筋混凝土抗震墻底部加強(qiáng)部位
時(shí),根據(jù)地卜.室頂板與否作為上部構(gòu)造口勺嵌固部位,提成如下兩種狀況:
一、地下室頂板作為上部構(gòu)造口勺嵌同部位
抗震墻底部加強(qiáng)部位口勺高度從首層向上算,按條的規(guī)定取值,同步將加強(qiáng)部位向地下室延伸一層(具有一層
以上的地下室的房屋可僅延伸至地下一層,地下二層如下可不按加強(qiáng)部位看待)。
二、地下室頂板不能作為上部構(gòu)造的嵌固部位
震害調(diào)查發(fā)現(xiàn),地表附近震害較嚴(yán)重,地下室較輕。若地下室頂板無法滿足嵌固規(guī)定,一般地下一層底板
處可基本滿足。此時(shí)抗震墻底部加強(qiáng)部位的高度應(yīng)從該處向上算,取墻肢總高度的1/8及地下一層加首層
高度的較大值,且不不小于15m取值。此時(shí)若有多層地下室,不必再向下延伸至地下二層如下。
6.13GB50011規(guī)范條對抗震墻構(gòu)造的抗震墻厚度作了規(guī)定,該類構(gòu)造的電梯井筒壁厚及井筒內(nèi)隔墻厚與否應(yīng)服從此
規(guī)定?
抗震墻構(gòu)造當(dāng)墻肢較多較長時(shí),峋度一般較大,計(jì)算地震作用較大。為了減少地震作用,一般宜作“減法”,減少、
減短墻肢,但不適宜減薄。電梯井筒作為重要的抗側(cè)力構(gòu)件,應(yīng)保證有足夠的剛度和延性,也不適宜減薄。當(dāng)筒內(nèi)W、J
某些墻肢不作為抗側(cè)力構(gòu)件時(shí),可按JGJ3規(guī)程條4款規(guī)定,厚度減薄,但不適宜不不小于160mm。也可做成符合防
火規(guī)定的其他材料的J隔墻。
6.14在抗震墻設(shè)計(jì)時(shí),怎樣對邊緣構(gòu)件的尺寸進(jìn)行控制?
GB50011抗震規(guī)范條和648條規(guī)定了在抗震墻設(shè)計(jì)時(shí)對約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件的最小尺寸進(jìn)行控制的規(guī)定,
抗震墻邊緣構(gòu)件的長度至少為墻厚度的一倍,墻體厚度不不小于400mm時(shí)端柱至少取400mm(延續(xù)89規(guī)范1.5至2
倍墻厚度的規(guī)定)。實(shí)際工程中,約束邊緣構(gòu)件集中配筋的尺寸可根據(jù)抗震驗(yàn)算成果,在滿足規(guī)范最小尺寸規(guī)定的前提
下,確定所需要邊緣構(gòu)件的尺寸。
6.15抗震墻邊緣構(gòu)件的箍筋應(yīng)采用何種形式,陰影部分與否可用拉筋替代箍筋?
抗震墻墻肢兩端應(yīng)設(shè)置邊緣構(gòu)件,邊緣構(gòu)件分為約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件兩類??拐饓χ模┭有耘c受壓區(qū)混
凝土的變形能力、即箍筋約束有.關(guān),抗震墻設(shè)置邊緣構(gòu)件是防止墻肢在軸壓力和彎矩共同作用卜,受壓區(qū)混凝土壓碎
破壞。約束邊緣構(gòu)件是指用箍筋約束的暗柱、端柱和翼墻,其混凝土用箍筋約束,有比較大的變形能力;構(gòu)造邊緣構(gòu)
件相對約束邊緣構(gòu)件,其對混凝土約束較差。約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件的長度分別按規(guī)范圖口勺規(guī)定采用。
對于約束邊緣構(gòu)件,陰影部分(圖)必須采用箍筋,其構(gòu)造規(guī)定與框架柱的箍筋相似;陰影范圍之外可采用箍筋或
拉筋,但體積配箍率和箍筋豎向間距應(yīng)符合規(guī)定。
對于溝造邊緣構(gòu)件,在底部加強(qiáng)部位及抗震墻轉(zhuǎn)角處宜采用箍筋,其他部位采用拉筋即可。
6.15GB50011規(guī)范條規(guī)定了抗震墻的約束邊緣構(gòu)件的配箍特性值,詳細(xì)計(jì)算時(shí),混凝土的體積是用箍筋內(nèi)關(guān)鍵混凝
土的體積,還是用整個(gè)墻外圍的體積?
根據(jù)國標(biāo)《混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5001()-2023()有關(guān)接鋼筋的體積配箍率計(jì)算,取箍筋內(nèi)表面范圍內(nèi)口勺混凝土
關(guān)鍵面積。確有可靠錨固的水平分布筋也可計(jì)入。
6.16怎樣定義抗震墻的約束邊緣構(gòu)件的暗柱、翼墻、端柱?
暗柱、翼墻、端柱按GB500II規(guī)范條定義,暗柱一般指窗間墻等部位的矩形截面;當(dāng)有翼墻或端柱時(shí),假如翼墻
長度不不小于3倍翼墻厚度或端柱截面邊長不不小于2倍
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