抗震规范2.docx

抗震规范2.docx

《抗震规范2.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《抗震规范2.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

抗震规范2

地震作用和抗震验算

5.1GB50011规范5.1.3条规定，结构抗震设计时，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。

此时，风荷载参与组合吗？

按《建筑结构可靠度设计统一标准》的原则规定，地震发生时恒载与其他重力荷载可能的遇合结果总称为“抗震设计的重力荷载代表值GE”，即永久荷载标准值与有关可变荷载组合值之和，对楼面活荷载、雪荷载等可变荷载给出了组合值系数。

计算结构重力荷载代表值时，风荷载不参与组合。

在进行结构构件截面抗震验算，地震作用与其他荷载效应的基本组合时，对风荷载的组合加于考虑，但只限对于风荷载起控制作用的高层建筑，按规范5.4.1条，取风荷载组合值系数为1.2；一般结构则取0.0。

这里，所谓风荷载起控制作用，指风荷载和地震作用产生的总剪力和倾覆力矩相当的情况。

5.26度区的建筑结构是否都不需要进行地震作用计算和截面抗震验算？

规范3.1.4条和5.1.6条规定部分建筑结构在6度时可不进行地震作用计算和构件截面抗震验算，但应符合有关抗震措施要求。

对于位于IV类场地上的较高的高层建筑，诸如高于30m的钢筋混凝土框架结构，高于60m的其他钢筋混凝土民用房屋和类似的工业厂房，以及高层钢结构房屋等，由于

类场地反应谱的特征周期Tg较长，结构自振周期也较长，则6度IV类场地的地震作用值可能与7度

类场地的地震作用值相当，此时仍需进行抗震验算。

所以并非所有的建筑在6度区不进行地震作用计算。

另外，对于钢筋混凝土房屋的抗震等级四级以上的结构，截面抗震验算涉及到内力调整，例如，6度区的丙类钢筋混凝土房屋的抗震等级，部分框支抗震墙结构之框支层框架为二级，其他结构中有部分框架为三级，部分抗震墙为三级甚至二级，因此，抗震措施中有许多需进行内力调整计算。

一些不规则的结构，需要按规范3.4.3条进行地震作用效应的调整并对薄弱部位采取有效的构造措施，这时也需要计算。

例如对结构薄弱层的地震剪力乘以1.15的增大系数，对转换构件的地震内历乘以1.25~1.5的增大系数等。

5.3对突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等突出屋面的结构进行抗震设计及验算时应注意哪些事项？

规范第3章关于概念设计的规定中，明确要求结构体系的选型应防止刚度和强度的突变。

突出屋面结构明显存在刚度突变，其抗震设计尤应注意采取可靠措施。

例如，在计算分析时，第5.2.4条规定采用底部剪力法时，突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应，宜乘以增大系数3，采用振型分解法时，突出屋面部分可作为一个质点进行计算。

同时还要根据计算结果加强构造措施。

5.4突出屋面的屋顶房间何时可按突出屋面的屋顶间计算而不算做一层？

根据规范第5.2.4条规定采用底部剪力法时，突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应，宜乘以增大系数3。

此时相对应的屋顶房间面积不超过标准层面积的30％。

因此，一般认为当突出屋面的屋顶房间面积小于楼层面积的30％时，可按突出屋面的屋顶间计算而不算做一层。

5.5举例说明考虑双向水平地震的扭转效应时，求出的地震作用如何在实际工程中参与荷载（作用）的组合？

根据强震观测记录的统计分析，两个方向水平地震加速度的最大值不相等，二者之间的比值约为1：

0.85，而且两个方向的最大值不一定发生在同一时刻，因此采用平方和开方方法计算两个水平方向地震作用效应的组合。

所谓地震作用效应，是指两个正交方向地震作用在每个构件的同一局部坐标方向产生的效应（位移和内力）。

规范5.2.3条2款中规定双向水平地震作用的扭转效应组合时，可按公式5.2.3-7和5.2.3-8，即下列公式计算：

对x方向取

或

中的较大值；

对y方向取

或

中的较大值。

式中：

、

－

考虑x、y两方向水平地震作用的扭转效应（包括弯矩M、剪力V、轴力N及相应的位移）；

－

x方向地震作用在局部坐标xi方向产生的地震作用效应；

－

y方向地震作用在局部坐标xi方向产生的地震作用效应；

－

y方向地震作用在局部坐标yi方向产生的地震作用效应；

－

x方向地震作用在局部坐标yi方向产生的地震作用效应；

在结构计算中，一般需计算弯矩M、剪力V、轴力N、扭矩T，按不利情况考虑时，

若取最大弯矩，如果

，则组合时应取

对应的这组值

、

、

，

而不管

、

谁更大的问题。

同理，取最大剪力时，则取最大剪力对应的那组弯

矩、轴力等；取最大轴力时，则取最大轴力对应的那组弯矩、剪力等。

对楼层位移u和层间位移Δu，也应按上述要求计算双向水平地震位移的组合：

第一组：

，

;

第二组：

，

。

若结构完全对称，以及不属于扭转不规则的结构，规范不要求进行双向地震作用效应的组合。

5.6GB50011规范中对钢筋混凝土框架柱进行轴压比和结构层间位移控制，这二者之间有无关系？

89规范在框架-抗震墙层间弹性位移角限制中专门对装修较高的公共建筑做了规定，为什么GB50011规范却无此规定？

规范对钢筋混凝土框架柱进行轴压比控制是为了保证混凝土构件的延性，防止脆性破坏。

对结构层间位移进行控制是为了保证结构整体刚度和整体安全。

控制轴压比和控制层间位移是两个不同的方面，两者无显著的联系。

层间位移限值主要根据保证建筑正常使用功能（弹性）和保证结构抗倒塌能力（弹塑性）来确定，其中也包括对非结构构件和建筑内各类设备的正常使用和破坏程度的控制。

随着建材工业和装修技术的发展，建筑装修越高级，其细部构造越精密，变形能力可能会更好，例如建筑室内的木装修和许多化学建材装修以及玻璃幕墙都具有很好的适应变形的能力，大理石墙面一般也是采用多点悬挂方式固定于主体结构，89规范对建筑装修标准高的建筑结构采用较小的侧移限值在目前已无必要，故GB50011规范中不再对装修情况进行区分。

5.7计算薄弱层变形的方法有几种？

适用范围如何？

计算薄弱层变形的主要方法包括：

规范简化方法、静力弹塑性分析方法（push-over法）、弹塑性时程分析法等。

适用范围：

1）不超过12层且层刚度无突变的框架结构及单层钢筋混凝土柱厂房可采用规范5.5.4条的简化方法；

2）除上述结构之外，可以采用静力弹塑性分析方法（push-over法）或弹塑性时程分析法。

对于规则结构，可采用简化的弯剪层模型和平面杆系模型；对于不规则结构，则应采用三维空间模型进行分析。

5.8静力弹塑性分析方法（push-over法）的确切含义及特点？

结构弹塑性变形分析方法有动力非线性分析（非线性时程分析）和静力非线性分析两大类。

动力非线性分析能比较准确而完整地得出结构在罕遇地震下的反应全过程，但计算过程中需要反复迭代，数据量大，分析工作繁琐，且计算结果受到所选用地震波以及构件恢复力和屈服模型的影响较大，一般只在设计重要结构或高层建筑结构时采用。

静力弹塑性分析方法（push-over法），是对结构在罕遇地震作用下进行弹塑性变形分析的一种简化方法，从本质上说它是一种静力分析方法。

具体地说，就是在结构计算模型上施加按某种规则分布的水平侧向力，单调加载并逐级加大；一旦有构件开裂（或屈服）即修改其刚度（或使其退出工作），进而修改结构总刚度矩阵，进行下一步计算，依次循环直到结构达到预定的状态（成为机构、位移超限或达到目标位移），从而判断是否满足相应的抗震能力要求。

静力弹塑性分析方法（push-over法）分为两个部分，首先建立结构荷载－位移曲线，然后评估结构的抗震能力，基本工作步骤为：

第一步：

准备结构数据：

包括建立结构模型、构件的物理参数和恢复力模型等；

第二步：

计算结构在竖向荷载作用下的内力。

第三步：

在结构每层的质心处，沿高度施加按某种规则分布的水平力（如：

倒三角、矩形、第一振型或所谓自适应振型分布等），确定其大小的原则是：

施加水平力所产生的结构内力与前一步计算的内力叠加后，恰好使一个或一批构件开裂或屈服。

在加载中随结构动力特征的改变而不断调整的自适应加载模式是比较合理的，比较简单而且实用的加载模式是结构第一振型。

第四步：

对于开裂或屈服的杆件，对其刚度进行修改，同时修改总刚度矩阵后，再增加一级荷载，又使得一个或一批构件开裂或屈服；

不断重复第三步、第四步，直到结构达到某一目标位移（当多自由度结构体系可以等效为单自由度体系时）或结构发生破坏（采用性能设计方法时，根据结构性能谱与需求谱相交确定结构性能点）。

对于结构振动以第一振型为主、基本周期在2s以内的结构，push-over方法能够很好地估计结构的整体和局部弹塑性变形，同时也能揭示弹性设计中存在的隐患（包括层屈服机制、过大变形以及强度、刚度突变等）。

静力弹塑性分析方法的特点：

1）由于在计算时考虑了构件的塑性，可以估计结构的非线性变形和出现塑性铰的部位；2）与弹塑性时程分析法比较，其输入数据简单，工作量较小，计算时间短。

对于长周期结构和高柔的超高层建筑，push-over方法与非线性时程分析方法的计算结果差别很大，难以采用。

钢筋混凝土结构

6.4钢筋混凝土短柱如何定义，短柱受力中有何特点，设计中该怎么处理？

短柱：

钢筋混凝土结构中按内力计算值得到的剪跨比Mc/（Vch0）不大于2、反弯点在柱子高度中部、柱净高与柱截面高度之比Hn/h不大于4。

（实际工程中，应注意由于实心粘土砖填充墙对框架柱的约束，如：

框架柱间砌筑不到顶的隔墙、窗间墙以及楼梯间休息平台使框架柱变成短柱）。

短柱的变形特征为剪切型、脆性破坏。

短柱的抗震验算：

轴压比限值应比一般柱降低0.05，抗震等级为一级时每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%，剪力设计值满足规范6.2.9条式6.2.9-2的要求；

构造：

箍筋沿柱子全高加密，间距不应大于100mm，宜采用复合螺旋箍或井字复合箍，其体积配箍率不应小于1.2%，9度时不应小于1.5%，梁柱节点核芯区的体积配箍率不应小于上下柱端的较大值（体积配筋率计算时，可以计入在节点有效宽度范围内梁的纵向钢筋）。

对于剪跨比小于1.5的超短柱要专门研究，如采取增设交叉斜筋、外包钢板箍、设置型钢或将抗震薄弱层转移到相邻的一般楼层。

6.6GB50011规范6.2.11条的条文说明中提到的“矮墙效应”是指什么，什么情况下应考虑矮墙效应？

如何避免矮墙效应？

一般的钢筋混凝土剪力墙的受力状态分为弯曲型和弯剪型，而对于高宽比（总高度/总宽度）小于2的剪力墙，地震作用下的破坏形态为剪切破坏，类似短柱，属于脆性破坏，称为矮墙效应。

规范的规定主要是针对一般的剪力墙，不包括矮墙。

高宽比小于2的底部框架砖房的剪力墙以及框支结构落地墙在框支层剪力较大，按剪跨比计算也可能出现矮墙效应。

为了避免矮墙效应，可在剪力墙上开竖缝，使之成为高宽比大于2的墙，提高其延性。

6.7钢筋混凝土框架结构中设置了非结构的填充墙，在结构计算时应如何考虑其对主体结构的影响？

结构计算时应对结构基本周期进行折减。

周期折减系数的取值可参考《建筑抗震设计手册》（中国建筑科学研究院工程抗震研究所主编，中国建筑工业出版社1994年出版）：

填充墙为实心砖时周期折减系数ψT取值表

ψc

0.8～1.0

0.6～0.7

0.4～0.5

0.2～0.3

ψT

无门窗洞

0.5（0.55）

0.55（0.60）

0.60（0.65）

0.70（0.75）

有门窗洞

0.65（0.70）

0.70（0.75）

0.75（0.80）

0.85（0.90）

注：

1.ψc为有填充墙框架榀数与框架总榀数之比；

2.无括号的数值用于一片填充墙长6m左右时；括号内的数值用于一片填充墙长为5m左右时；

3.填充墙为轻质材料或外挂墙板时周期折减系数ψT取0.8～0.9。

特别要注意由于填充墙嵌砌与框架刚性连接时，其强度和刚度对框架结构的影响，尤其要考虑到填充墙不满砌时，由于墙体的约束使框架柱有效长度减小，可能出现短柱，造成剪切破坏。

6.8框架结构设计中，若在平面内和竖向许多框架柱不对齐，设计中应注意哪些事项？

震害表明，若设计中许多框架柱在平面内或沿高度方向不对齐，形不成一榀完整的框架，地震中因扭转效应和传力路经中断等原因可能造成结构的较大损坏，设计时应视抽柱或柱子错位的情况，按规范3.4.3条进行不规则结构的设计计算。

6.8关于RC构件概念设计的若干问题

6.10GB50011规范6.4.5条“底部加强部位在重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比…”中的“重力荷载代表值作用下”该怎样理解？

重力荷载代表值作用下，是指结构和构配件自重标准值和可变荷载的组合，可变荷载的组合值系数按规范5.1.3条采用，墙肢轴压比计算时，组合后的重力荷载分项系数取1.2。

6.11按GB50011规范6.1.10条设置钢筋混凝土抗震墙底部加强部位时，若有地下室时，是否仍从首层算起，地下室部分的加强部位如何设置？

设置抗震墙的底部加强部位，是指在抗震墙底部的一定高度内，适当提高承载力和加强抗震构造措施。

弯曲型和弯剪型结构的抗震墙，塑性铰一般出现在墙肢底部，将塑性铰及其以上的一定高度范围作为加强部位，在此范围内采取增加边缘构件箍筋和墙体横向钢筋等加强措施，避免墙肢剪切破坏，改善整个结构的抗震性能。

规范6.1.10条规定了抗震墙底部加强部位的高度范围，有地下室的房屋，在设置钢筋混凝土抗震墙底部加强部位时，根据地下室顶板是否作为上部结构的嵌固部位，分成以下两种情况：

一、地下室顶板作为上部结构的嵌固部位

抗震墙底部加强部位的高度从首层向上算，按6.1.10条的规定取值，同时将加强部位向地下室延伸一层（具有多层地下室的房屋可仅延伸至地下一层，地下二层以下可不按加强部位对待）。

二、地下室顶板不能作为上部结构的嵌固部位

震害调查发现，地表附近震害较严重，地下室较轻。

若地下室顶板无法满足嵌固要求，通常地下一层底板处可基本满足。

此时抗震墙底部加强部位的高度应从该处向上算，取墙肢总高度的1/8及地下一层加首层高度的较大值，且不大于15m取值。

此时若有多层地下室，不必再向下延伸至地下二层以下。

.

6.12GB50011规范6.4.1条对抗震墙结构的抗震墙厚度作了规定，该类结构的电梯井筒壁厚及井筒内隔墙厚是否应服从此规定？

抗震墙结构当墙肢较多较长时，刚度一般较大，计算地震作用较大。

为了降低地震作用，一般宜作“减法”，减少、减短墙肢，但不宜减薄。

电梯井筒作为重要的抗侧力构件，应保证有足够的刚度和延性，也不宜减薄。

当筒内的某些墙肢不作为抗侧力构件时，可按JGJ3规程7.2.2条4款规定，厚度减薄，但不宜小于160mm.。

也可做成符合防火要求的其他材料的隔墙。

6.15GB50011规范6.4.7条规定了抗震墙的约束边缘构件的配箍特征值，具体计算时，混凝土的体积是用箍筋内核心混凝土的体积，还是用整个墙外围的体积？

根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）有关间接钢筋的体积配箍率计算，取箍筋内表面范围内的混凝土核心面积。

确有可靠锚固的水平分布筋也可计入。

6.16如何定义抗震墙的约束边缘构件的暗柱、翼墙、端柱？

按规范6.4.7条定义，暗柱一般指窗间墙等部位的矩形截面；当有翼墙或端柱时，如果翼墙长度小于3倍翼墙厚度或端柱截面边长小于2倍墙厚度时，视为无翼墙、无端柱。

6.17GB50011抗震规范中对钢筋混凝土框架结构的角柱有一些特殊要求，是不是转角处的框架柱均应按角柱对待？

考虑到角柱承受双向地震作用，扭转效应对内力影响较大且受力复杂，对其抗震措施一些专门的要求。

抗震规范中的角柱是指位于建筑角部、与柱的正交的两个方向各只有一根框架梁与之相连接的框架柱。

因此位于建筑平面凸角处的框架柱一般均为角柱，而位于建筑平面凹角处的框架柱，若柱的四边各有一根框架梁与之相连，则不按角柱对待。

6.19GB50011抗震规范6.2.10条1款中，框支柱的最小地震剪力计算以框支柱的数目10根为分界，若框支柱与钢筋混凝土抗震墙相连，如何计算框支柱的数目？

规范6.2.10条1款中，框支柱承受的最小地震剪力计算以框支柱的数目10根为分界，此规定对于结构的纵横两个方向是分别计算的。

若框支柱与钢筋混凝土抗震墙相连成为抗震墙的端柱，则沿抗震墙平面内方向统计时端柱不计入框支柱的数目，沿抗震墙平面外方向统计时其端柱计入框支柱的数目。

6.21确定建筑物的抗震等级时，如果地下室顶板不作为上部建筑物的嵌固点，那么建筑物的高度该如何确定?

是从室外地面算起还是从基础顶算起?

规范6.1.1条表6.1.1注1的说明，现浇钢筋混凝土房屋的房屋高度是指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不包括局部突出的屋顶部分），因此按照6.1.2条表6.1.2确定房屋的抗震等级时，尽管地下室顶板不作为上部建筑物的嵌固部位，表中高度值仍是从室外地面算起。

6.23混凝土结构的地下室顶板作为上部结构的计算嵌固部位，应满足什么要求？

规范第6.1.14条规定了地下室顶板可作为上部结构嵌固部位的有关要求。

做到在地上一层的柱底出现塑性铰，通常采用提高地下室顶板梁和地下室柱顶的受弯承载力的方法来保证柱底的嵌固条件。

对于边柱和角柱，由于只有一面有梁，为满足该梁端截面受弯承载力不小于上柱下端实际受弯承载力的要求，可采用增大梁截面、或不增大梁截面而增加梁配筋的方法。

设计时还应注意：

（1）边柱处应设有钢筋混凝土抗震墙，无抗震墙或约束不太好时，边梁应采取增加箍筋等抗扭措施。

（2）地下室的现浇顶板厚度不宜小于180mm且不宜有较大洞口。

（3）地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积，除满足计算要求外，不应小于地上一层对应柱每侧纵筋面积的1.1倍（地下室柱子多出的纵向钢筋不应向上延伸，应锚固于地下室顶板的框架梁内），地下室抗震墙的配筋不应少于地上一层抗震墙的配筋。

（4）地下室结构应能承受上部结构屈服超强及地下室本身的地震作用，可近似要求地下室结构的侧向刚度与上部结构侧向刚度之比不小于2，侧向刚度比可用下列剪切刚度比

估计（式中符号的含义见规范）：

6.26一般的框架-抗震墙中的墙的抗震等级比柱要求高，8度时板柱-抗震墙结构中为什么柱的抗震等级却比抗震墙的抗震等级高？

板柱-抗震墙结构通常无框架梁，仅有暗梁，构不成梁柱节点，受力性能比较差。

震害和试验研究均证明板柱节点是抗震的不利部位，设计时应利用抗震墙分担板柱框架的地震作用，根据多道设防的原则，抗震规范6.6.5条要求板柱结构中的抗震墙承担全部地震作用（作为第一道防线），同时板柱应能承担各层全部地震作用的20%以上（作为第二道防线）。

从规范表6.1.2可以看出，一般的框架-抗震墙中的墙的抗震等级比柱高，8度时板柱-抗震墙结构中柱的抗震等级却比抗震墙的抗震等级高，主要原因有以下几点：

（1）在板柱-抗震墙结构房屋的适用范围中，8度区属于高烈度区，框架柱的抗震措施需要加强，因此柱的抗震等级为一级，要求最高。

（2）8度时板柱-抗震墙结构房屋的适用最大高度为30m，抗震墙的抗震等级为二级已可以满足要求。

（3）由于柱和抗震墙属于不同的混凝土构件，它们的抗震措施和抗震构造措施要求的内容不同，二者之间的抗震等级不具有可比性。

6.27对底部为多层框架，顶层为排架的多层钢筋混凝土结构房屋进行抗震设计时，有何要求？

对多层钢筋混凝土框架房屋，若顶层因设置大房间的要求，局部采用网架、屋架等大空间的屋盖型式，部分框架柱顶部变为排架柱，仍可按框架结构的有关要求进行抗震设计。

计算时，屋盖系统可采用空间或平面有限元杆系模型、或简化为连杆与排架柱铰接。

对于下部到顶层全部为排架结构的多层工业厂房，应参考其它规范、规程，如：

《构筑物抗震设计规范》（GB50191-93）、《电力设施抗震设计规范》（GB5026-96）、《火力发电厂土建结构设计技术规定》等进行设计。

6.28在现有钢筋混凝土结构房屋上采用钢结构进行加层设计时有何要求？

在现有钢筋混凝土结构房屋上加层采用钢结构（包括轻钢结构），可分为两种情况：

一、若加层的结构体系为钢结构，因抗震规范不包括下部为钢筋混凝土、上部为钢结构的有关规定，两种结构的阻尼比不同，上下两部分刚度存在突变，属于超规范、超规程设计，设计时应按国务院《建筑工程勘察设计管理条例》第29条的要求执行，即需由省级以上有关部门组织的建设工程技术专家委员会进行审定。

二、若仅屋盖部分采用钢结构，整个结构抗侧力体系仍为钢筋混凝土，则按照规范第六章的有关规定进行抗震设计。

此时尚应注意因加层带来结构刚度突变等不利影响，进行验算，必要时对原结构采取加固措施。