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1、柯长华讲义第6章 多层和高层钢筋混凝土房屋 抗震设计新规定参加本章修订的主要单位： 清华大学北京市建筑设计研究院中国建筑科学研究院上海市建筑设计研究院东北建筑设计研究院中南建筑设计研究院云南省建筑设计研究院多层和高层钢筋混凝土房屋是我国工业与民用建筑中最常用的结构形式，抗震规范规定的内容也是工程界和结构工程师十分关注的内容，本次规范修订征求意见时收到了很多设计、研究单位提出的对2001抗震规范修订的意见和建议。2008年5月12日汶川地震表明，设计中严格执行了2001规范的钢筋混凝土房屋基本上达到了在规定设防目标下能做到小震不坏，中震可修，大震不倒的设防要求。2008汶川地震也给我们提供了很多

2、经验教训，如框架结构的抗震要求应适当提高、楼梯间的设计应改进等；此外各设计、科研单位在执行2001规范的实践中也有很多经验教训，各单位向规范组所反映的问题和建议均在修订时引起重视。本次修订，继续保持2001规范的下列主要设计概念：为了保证结构的抗震安全，根据具体情况，结构单元之间可采取牢固连接或合理分离的方法。高层建筑的结构单元宜采取加强连接的方法。尽可能设置多道抗震防线，并应考虑某一防线被突破后，引起内力重分布的影响。结构应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等方面的性能，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。合理地布置抗侧力构件，减少地震作

3、用下的扭转效应。结构刚度、承载力沿房屋高度宜均匀、连续分布，避免造成结构的软弱或薄弱部位。同一楼层内宜使主要耗能构件屈服以后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有约束屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。合理地控制结构的非弹性部位（塑性铰区），掌握结构的屈服过程以及最后形成的屈服机制。框架抗震设计应遵守：“强柱、弱梁、更强节点核芯区”。采取有效措施防止钢筋滑移、混凝过早的剪切破坏和压碎等脆性破坏。作为上部结构的嵌固部位的基础结构或地下室结构，应具有足够的整体刚度和承载能力。当上部形成屈服机制后，基础结构或地下室结构应保持弹性工作。高层建筑的地基主要受力范围内存在不均匀软弱粘性土层时，

4、不宜采用天然地基。采用天然地基的高层建筑应考虑地震作用下，地基变形对上部结构的影响。为了保持规范的连贯性，同时也方便设计人员阅读规范的习惯，我们在修订中仍基本保持2001规范的条文顺序，在原条文相应位置修改其内容。主要改进如下：对适用的最大高度和抗震等级的高度分界，建筑高度较低的框架-抗震墙结构、抗震墙结构、部分框支的抗震墙结构的抗震等级以及裙房和地下室的抗震等级进行了局部的调整。提高框架结构布置及强柱弱梁、强剪弱弯内力调整和构造要求，包括截面尺寸、纵向钢筋最小配筋率以及楼梯间梯板设计要求。改进、细化抗震墙的构造要求，包括墙厚、分布筋、约束边缘构件等。对于框架与抗震墙组成的结构，明确区分为三种

5、情况：框架所占比例很小时属于抗震墙结构范畴；墙体所占比例很小时属于框架结构范畴；一般的框架抗震墙结构。提出了对少墙框架结构设计要求和周边框架作用较弱的框架-核心筒结构的二道防线的要求。对板柱结构，继续要求设置抗震墙；放松了最大适用高度控制；当高度不大于12m时，不要求墙体承担全部地震作用。以下主要介绍本次修订中有所修改的主要内容，未修改的部分请参见2001规范及相应的条文说明。6 多层和高层钢筋混凝土房屋6.1 一般规定6.1.1 本章适用的现浇钢筋混凝土房屋的结构类型和最大高度应符合表6.1.1的要求。平面和竖向均不规则的结构，适用的最大高度宜适当降低。注：本章“抗震墙”指结构抗侧力体系中的

6、钢筋混凝土剪力墙，不包括只承担重力荷载的混凝土墙。表6.1.1 现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度(m)结构类型烈 度678(0.2g)8(0.3g)9框 架6050403524框架-抗震墙1301201008050一般抗震墙1401201008060部分框支抗震墙1201008050不应采用筒体框架-核心筒1501301009070筒中筒18015012010080板柱-抗震墙80705540不应采用注1房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不包括局部突出屋顶部分）；2框架-核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构；3部分框支抗震墙结构指首层或底部两层为框支层的结构，不包括仅个别框支墙的

7、情况； 4表中框架，不包括异形柱框架；5板柱-抗震墙结构指板柱、框架和抗震墙组成抗侧力体系的结构；6乙类建筑可按本地区抗震设防烈度确定其适用的最大高度；7超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效的加强措施。6.1.2 钢筋混凝土房屋应根据设防类别、烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。丙类建筑的抗震等级应按表6.1.2确定。表6.1.2 现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级结构类型设 防 烈 度6789框架结构高度（m）24242424242424框架四三三二 二一一大跨度框架三二一一框架-抗震墙结构高度（m）606024256060242560602

8、42550框架四三四三二三二一二一抗震墙三三二二一一抗震墙结构高度（m）80802425808024258080242560剪力墙四三四三二三二一二一部分框支抗震墙结构高度（m）808024258080242580抗震墙一般部位四三四三二三二加强部位三二三二一二一框支层框架二二一一框架-核心筒结构框架三二一一核心筒二二一一筒中筒结构外筒三二一一内筒三二一一板柱-抗震墙结构高度（m）353535353535框架、板柱的柱三二二二一抗震墙二二二一二一注：1建筑场地为类时，除6度外应允许按表内降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低； 2接近或等于高度分界时，应允许结合房屋

9、不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级；34大跨度框架指跨度不小于18m的框架。高度不超过60m的框架-核心筒结构按框架-抗震墙的要求设计时，应按表中框架-抗震墙结构的规定确定其抗震等级。6.1.3 钢筋混凝土房屋抗震等级的确定，尚应符合下列要求：1 设置少量抗震墙的框架结构，在规定的水平力作用下，底层框架部分所承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时，其框架的抗震等级应按框架结构确定，抗震墙的抗震等级可与其框架的抗震等级相同。注：底层指计算嵌固端所在的层。 2 裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定抗震等级外，相关范围不应低于主楼的抗震等级；主楼结构在裙房顶板对应的相邻上下各一层应适当

10、加强抗震构造措施。裙房与主楼分离时，应按裙房本身确定抗震等级。 3 当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级。地下室中无上部结构的部分，抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。 4 当甲乙类建筑按规定提高一度确定其抗震等级而房屋的高度超过本规范表6.1.2相应规定的上界时，应采取比一级更有效的抗震构造措施。注：本章“一、二、三、四级”即“抗震等级为一、二、三、四级”的简称。6.1.4 钢筋混凝土房屋需要设置防震缝时，应符合下列规定：1 防震缝宽度应分别符合下列要求：1) 框架结构(包括

11、设置少量抗震墙的框架结构)房屋的防震缝宽度，当高度不超过15m时不应小于100mm；高度超过15m时，6度、7度、8度和9度分别每增加高度5m、4m、3m和2m，宜加宽20mm。2) 框架-抗震墙结构房屋的防震缝宽度不应小于本款1)项规定数值的70，抗震墙结构房屋的防震缝宽度不应小于本款1)项规定数值的50；且均不宜小于100mm。3) 防震缝两侧结构类型不同时，宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽。2 8、9度框架结构房屋防震缝两侧结构层高相差较大时，防震缝两侧框架柱的箍筋应沿房屋全高加密，并可根据需要在缝两侧沿房屋全高各设置不少于两道垂直于防震缝的抗撞墙。抗撞墙的布置宜避免加

12、大扭转效应，其长度可不大于1/2层高，抗震等级可同框架结构；框架构件的内力应按设置和不设置抗撞墙两种计算模型的不利情况取值。6.1.5 框架结构和框架-抗震墙结构中，框架和抗震墙均应双向设置，柱中线与抗震墙中线、梁中线与柱中线之间偏心距大于柱宽的1/4时，应计入偏心的影响。甲、乙类建筑以及高度大于24m的丙类建筑，不应采用单跨框架结构；高度不大于24m的丙类建筑不宜采用单跨框架结构。6.1.6 框架-抗震墙、板柱-抗震墙结构以及框支层中，抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比，不宜超过表6.1.6的规定；超过时，应计入楼盖平面内变形的影响。表6.1.6 抗震墙之间楼屋盖的长宽比楼、屋盖类型设 防

13、 烈 度6789框架-抗震墙结构现浇或叠合楼、屋盖4432装配整体式楼、屋盖332不宜采用板柱-抗震墙结构的现浇楼、屋盖332框支层的现浇楼、屋盖2.52.526.1.7 采用装配整体式楼、屋盖时，应采取措施保证楼、屋盖的整体性及其与抗震墙的可靠连接。装配整体式楼、屋盖采用配筋现浇面层加强时，其厚度不应小于50mm。6.1.8 框架-抗震墙结构和板柱-抗震墙结构中的抗震墙设置，宜符合下列要求：1 抗震墙宜贯通房屋全高。2 楼梯间宜设置抗震墙，但不宜造成较大的扭转效应。 3 抗震墙的两端(不包括洞口两侧)宜设置端柱或与另一方向的抗震墙相连。4 房屋较长时，刚度较大的纵向抗震墙不宜设置在房屋的端开

14、间。5 抗震墙洞口宜上下对齐；洞边距端柱不宜小于300mm。6.1.9 抗震墙结构和部分框支抗震墙结构中的抗震墙设置，应符合下列要求：1 抗震墙的两端(不包括洞口两侧)宜设置端柱或与另一方向的抗震墙相连；框支部分落地墙的两端(不包括洞口两侧)应设置端柱或与另一方向的抗震墙相连。2 较长的抗震墙宜设置由跨高比大于6的连梁所形成洞口，将一道抗震墙分成长度较均匀的若干墙段，各墙段的高宽比不宜小于3。3 墙肢的长度沿结构全高不宜有突变；抗震墙有较大洞口时，以及一、二级抗震墙的底部加强部位，洞口宜上下对齐。4 矩形平面的部分框支抗震墙结构，其框支层的楼层侧向刚度不应小于相邻非框支层楼层侧向刚度的50%；

15、框支层落地抗震墙间距不宜大于24m，框支层的平面布置宜对称，且宜设抗震筒体；底层框架部分承担的地震倾覆力矩，不应大于结构总地震倾覆力矩的50%。6.1.10 抗震墙底部加强部位的范围，应符合下列规定：1 底部加强部位的高度，应从地下室顶板算起。2 部分框支抗震墙结构的抗震墙，其底部加强部位的高度，可取框支层加框支层以上两层的高度及落地抗震墙总高度的1/10二者的较大值。其他结构的抗震墙，房屋高度大于24m时，底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高度的1/10二者的较大值；房屋高度不大于24m时，底部加强部位可取底部一层。3 当结构计算嵌固端位于地下一层的底板或以下时，底部加强部位尚宜向下延伸

16、到计算嵌固端。6.1.14 地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，应符合下列要求：1 地下室顶板应避免开设大洞口；地下室在地上结构相关范围的顶板应采用现浇梁板结构，相关范围以外的地下室顶板宜采用现浇梁板结构；其楼板厚度不宜小于180mm，混凝土强度等级不宜小于C30，应采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25。2 结构地上一层的侧向刚度，不宜大于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍；地下室周边宜有与其顶板相连的抗震墙。3 地下室顶板对应于地上框架柱的梁柱节点除应满足抗震计算要求外，尚应符合下列规定之一： 1) 地下一层柱截面每侧纵向钢筋面积不应小于地上一层柱对应纵向钢筋面积的1.1

17、倍，且地下一层柱上端和节点左右梁端和实配的抗震受弯承载力之和应大于地上一层柱下端实配的抗震受弯承载力的1.3倍；2) 地下一层梁刚度较大时，柱截面每侧的纵向钢筋面积，应大于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍；且梁端顶面和底面的纵向钢筋面积均应比计算增大10%以上。4 地下一层抗震墙墙肢端部边缘构件纵向钢筋的截面面积，不应少于地上一层对应墙肢端部边缘构件纵向钢筋的截面面积。6.1.15 楼梯间应符合下列要求： 1 宜采用现浇钢筋混凝土楼梯。 2 对于框架结构，楼梯间的布置不应导致结构平面特别不规则；楼梯构件与主体结构整浇时，应计入楼梯构件对地震作用及其效应的影响，应进行楼梯构件的抗震承载力

18、验算；宜采取构造措施，减少楼梯构件对主体结构刚度的影响。3 楼梯间两侧填充墙与柱之间应加强拉结。6.2 计算要点6.2.2 一、二、三、四级框架的梁柱节点处，除框架顶层和柱轴压比小于0.15者及框支梁与框支柱的节点外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求： (6.2.2-1)一级的框架结构和9度的一级框架可不符合上式要求，但应符合下式要求： (6.2.2-2)式节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值，可按弹性分析分配；节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和，一级框架节点左右梁端均为负弯矩时，绝对值较小的弯矩应取零；节点左右梁端截面反时针或顺时

19、针方向实配的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值之和，根据实配钢筋面积(计入梁受压筋和相关楼板钢筋)和材料强度标准值确定；框架柱端弯矩增大系数；对框架结构，一、二、三、四级可分别取1.7、1.5、1.3、1.2；其他结构类型中的框架，一级可取1.4，二级可取1.2，三、四级可取1.1。当反弯点不在柱的层高范围内时，柱端截面组合的弯矩设计值可乘以上述柱端弯矩增大系数。6.2.3 一、二、三、四级框架结构的底层，柱下端截面组合的弯矩设计值，应分别乘以增大系数1.7、1. 5、1.3和1.2。底层柱纵向钢筋应按上下端的不利情况配置。6.2.5 一、二、三、四级的框架柱和框支柱组合的剪力设计值应按下式调

20、整： (6.2.5-1)一级的框架结构和9度的一级框架可不按上式调整，但应符合下式要求： (6.2.5-2)式中V柱端截面组合的剪力设计值；框支柱的剪力设计值尚应符合本规范第6.2.10 条的规定；Hn柱的净高；Mct、Mcb分别为柱的上下端顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值，应符合本规范第6.2.2、6.2.3条的规定；框支柱的弯矩设计值尚应符合本规范第6.2.10条的规定；Mcuat、Mcuab分别为偏心受压柱的上下端顺时针或反时针方向实配的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值，根据实配钢筋面积、材料强度标准值和轴压力等确定；vc柱剪力增大系数；对框架结构，一、二、三、四级可分别取1.5

21、、1.3、1.2、1.1；对其他结构类型的框架，一级可取1.4，二级可取1.2，三、四级可取1.1。6.2.6 一、二、三、四级框架的角柱，经本规范第6.2.2、6.2.3、6.2.5、6.2.10条调整后的组合弯矩设计值、剪力设计值尚应乘以不小于1.10的增大系数。6.2.7 抗震墙各墙肢截面组合的内力设计值，应按下列规定采用：1 一级抗震墙的底部加强部位以上部位，墙肢的组合弯矩设计值应乘以增大系数，其值可采用1.2。剪力相应调整。2 部分框支抗震墙结构的落地抗震墙墙肢不应出现小偏心受拉。3 双肢抗震墙中，墙肢不宜出现小偏心受拉；当任一墙肢为偏心受拉时，另一墙肢的剪力设计值、弯矩设计值应乘以

22、增大系数1.25。6.2.10 部分框支抗震墙结构的框支柱尚应满足下列要求：1 框支柱承受的最小地震剪力，当框支柱的数量不少于10根时，柱承受地震剪力之和不应小于结构底部总地震剪力的20；当框支柱的数量少于10根时，每根柱承受的地震剪力不应小于结构底部总地震剪力的2。框支柱的地震弯矩应相应调整。 2 一、二级框支柱由地震作用引起的附加轴力应分别乘以增大系数1.5、1.2；计算轴压比时，该附加轴力可不乘以增大系数。3 一、二级框支柱的顶层柱上端和底层柱下端，其组合的弯矩设计值应分别乘以增大系数1.5和1.25，框支柱的中间节点应满足本规范第6.2.2条的要求。4 框支梁中线宜与框支柱中线重合。6

23、.2.11 部分框支抗震墙结构的一级落地抗震墙底部加强部位尚应满足下列要求： 1 当墙肢在边缘构件以外的部位在两排钢筋间设置直径不小于8mm、间距不大于400mm的拉结筋时，抗震墙受剪承载力验算可计入混凝土的受剪作用。2 墙肢底部截面出现大偏心受拉时，宜在墙肢的底截面处另设交叉防滑斜筋，防滑斜筋承担的地震剪力可按墙肢底截面处剪力设计值的30采用。6.2.13 钢筋混凝土结构抗震计算时，尚应符合下列要求：1 侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框架-抗震墙结构和框架-核心筒结构，任一层框架部分承担的剪力值，不应小于结构底部总地震剪力的20和按框架抗震墙结构、框架-核心筒结构计算的框架部分各楼层地震剪力中

24、最大值1.5倍二者的较小值。 2 抗震墙地震内力计算时，连梁的刚度可折减，折减系数不宜小于0.50。 3 抗震墙结构、部分框支抗震墙结构、框架-抗震墙结构、框架核心筒结构、筒中筒结构、板柱-抗震墙结构计算内力和变形时，其抗震墙应计入端部翼墙、端柱的共同工作。4 设置少量抗震墙的框架结构，其框架部分的地震剪力值，宜采用框架结构模型和框架-抗震墙结构模型二者计算结果的较大值。6.2.14 框架节点核芯区的抗震验算应符合下列要求： 1 一、二、三级框架的节点核芯区应进行抗震验算；四级框架节点核芯区可不进行抗震验算，但应符合抗震构造措施的要求。2 核芯区截面抗震验算方法应符合本规范附录D的规定。6.3

25、 框架的基本抗震构造措施6.3.2 梁宽大于柱宽的扁梁应符合下列要求：1 采用扁梁的楼、屋盖应现浇，梁中线宜与柱中线重合，扁梁应双向布置。扁梁的截面尺寸应符合下列要求，并应满足现行有关规范对挠度和裂缝宽度的规定： (6.3.2-1) (6.3.2-2) (6.3.2-3)式中bc柱截面宽度，圆形截面取柱直径的0.8倍；bb、hb分别为梁截面宽度和高度；d柱纵筋直径。2 扁梁不宜用于一级框架结构。6.3.3 梁的钢筋配置，应符合下列各项要求：1 梁端计入受压钢筋的混凝土受压区高度和有效高度之比，一级不应大于0.25，二、三级不应大于0.35。2 梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，除按计算

26、确定外，一级不应小于0.5，二、三级不应小于0.3。3 梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按表6.3.3采用，当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2时，表中箍筋最小直径数值应增大2mm。表6.3.3 梁端箍筋加密区的长度、箍筋的最大间距和最小直径加密区长度箍筋最大间距抗震等级（采用较大值）（采用最小值）箍筋最小直径（mm）（ mm）(mm)一2hb,500hb/4,6d,100 10二1.5hb,500hb/4,8d,100 8三1.5hb,500hb/4,8d,150 8四1.5hb,500hb/4,8d,150 6 注： 1 d为纵向钢筋直径，hb为梁截面高度； 2 箍筋直径大于12m

27、m、数量不少于4肢且肢距不大于150mm时，一、二级的最大间距应允许适当放宽，但不得大于150mm。6.3.4 梁的钢筋配置，尚应符合下列规定：1 梁端纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于2.5%。沿梁全长顶面、底面的配筋，一、二级不应少于214，且分别不应少于梁顶面、底面两端纵向配筋中较大截面面积的1/4；三、四级不应少于212。 2 一、二、三级框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋直径，对框架结构不应大于矩形截面柱在该方向截面尺寸的1/20，或纵向钢筋所在位置圆形截面柱弦长的1/20；对其它结构类型的框架不宜大于矩形截面柱在该方向截面尺寸的1/20，或纵向钢筋所在位置圆形截面柱弦长的1/20。3 梁端加

28、密区的箍筋肢距，一级不宜大于200mm和20倍箍筋直径的较大值，二、三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值，四级不宜大于300mm。6.3.5 柱的截面尺寸，宜符合下列各项要求：1 截面的宽度和高度，四级或不超过2层时不宜小于300mm，一、二、三级且超过2层时不宜小于400mm；圆柱的直径，四级或不超过2层时不宜小于350mm，一、二、三级且超过2层时不宜小于450mm。2 剪跨比宜大于2。3 截面长边与短边的边长比不宜大于3。6.3.6 柱轴压比不宜超过表6.3.6的规定；建造于类场地且较高的高层建筑，柱轴压比限值应适当减小。表6.3.6 柱轴压比限值结 构 类 型抗 震 等 级一

29、二三四框 架 结 构0.650.750.850.90框架-抗震墙，板柱-抗震墙、框架核心筒及筒中筒0.750.850.900.95部分框支抗震墙0.60.7注：1轴压比指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值；对本规范规定不进行地震作用计算的结构，可取无地震作用组合的轴力设计值计算；2表内限值适用于剪跨比大于2、混凝土强度等级不高于C60的柱；剪跨比不大于2的柱，轴压比限值应降低0.05；剪跨比小于1.5的柱，轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施；3沿柱全高采用井字复合箍且箍筋肢距不大于200mm、间距不大于100mm、直径不小于12mm，或沿柱全高采用复合螺旋箍