建筑結構抗震
(一)有關抗震設計的若干概念
( 1 )為了保證結構的抗震安全,根據具體情況,結構單元之間應遵守牢固連接或有效分離的方法。高層建筑的結構單元宜采取加強連接的方法。
( 2 )盡可能設置多道抗震防線,強烈地震之后往往伴隨多次余震,如只有一道防線,在首次破壞后在遭受余震、結構將會因損傷積累而導致倒塌。適當處理結構構件的強弱關系,使其在強震作用下形成多道防線,并考慮某一防線被突破后,引起內力重分布的影響,是提高結構抗震性能,避免大震倒塌的有效措施。
( 3 )合理布置抗側力構件,減少地震作用下的扭轉效應。結構剛度、承載力沿房屋高度宜均勻、連續分布、避免造成結構的軟弱或薄弱部位。
( 4 )結構構件應具有必要的承載力、剛度、穩定性、延性及耗能等方面的性能。主要耗能構件應有較高的延性和適當的剛度,承受豎向荷載的主要構件不宜作為主要耗能構件。
( 5 )合理控制結構的非彈性(塑性鉸區),掌握結構的屈服過程,實現合理的屈服機制。
( 6 )框架抗震設計應遵守“強柱、弱梁、節點更強”的原則(柱子不先于梁破壞,因為梁破壞屬于構件破壞,是局部性的,柱子破壞將危及整個結構的安全---可能會整體倒塌,后果嚴重),當構件屈服、剛度退化時,結點應能保持承載力和剛度不變。
( 7 )采取有效措施,防止鋼筋滑移、混凝土過早的剪切破壞和壓碎等脆性破壞。
( 8 )考慮上部結構嵌固于基礎結構或地下室結構之上時,基礎結構或地下室機構應保持彈性工作。
( 9 )高層建筑的地基主要受力范圍內存在較厚的軟弱黏性土層時,不宜采用天然地基。采用天然地基的高層建筑應考慮地震作用下地基變形對上部結構的影響。
(二)抗震設計一般規定
( 1 )多層和高層現澆鋼筋混凝土房屋的結構類型和適用的最大高度應符合表(見規范)的要求。平面和豎向均不規則的結構,適用的最大高度應適當降低。
( 2 )鋼筋混凝土房屋應根據烈度、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(見規范)確定。
( 3 )鋼筋混凝土房屋抗震等級的確定,尚應符合下列要求:
l )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,抗震墻的抗震等級可與其框架的抗震等級相同。
2 )裙房與主樓相連,除應按裙房本身確定外,不應低于主樓的抗震等級;主樓結構在裙房頂層及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,地下一層以下的抗震等級逐級降低一級,但不應低于四級。地下室中無上部結構的部分,可根據具體情況采用三級或更低等級。
4 )抗震設防類別為甲、乙類的建筑按規定應提高1度確定抗震等級而房屋的高度超過體系的最大適用高度的上界時,經采取比一級更有效的的抗震構造措施。
( 4 )鋼筋混凝土房屋需要設置防震縫時,應符合下列規定:
1 )防震縫最小寬度應符合下列要求:
① 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 ;超過 15m 時, 6 度、 7 度、 8 度和 9 度相應每增加高度5m 、 4m 、 3m 和 2m ,宜加寬 20mm 。
② 框架一抗震墻結構房屋的防震縫寬度可采用 ① 項規定數值的 70 % ,抗震墻結構房屋的防震縫寬度可采用 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。地下部分可不設防震縫;有設防要求時,伸縮縫及沉降縫應滿足防震縫的要求。
2 ) 8 、 9 度框架結構房屋防震縫兩側結構高度、剛度或層高相差較大時,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,每一側抗撞墻的數量不應少于兩道,宜分別對稱布置,其長度可不大于1/2的層高,抗震等級可同框架結構。
( 5 )框架結構和框架一抗震墻結構中,框架和抗震墻均應雙向布置,柱中線與抗震墻中線、梁中線與柱中線之間偏心距不宜大于柱寬的 1 / 4 。 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 )框架一抗震墻和板柱一抗震墻結構中,抗震墻之間無大洞口的樓、屋蓋的長寬比,不宜超過表8-11的規定;超過時,應計人樓蓋平面內變形的影響。
( 7 )采用裝配式樓、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。采用配筋現澆面層加強時,厚度不宜小于 50mm 。
( 8 )框架一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,且橫向與縱向的抗震墻宜相連。
2 )抗震墻宜的兩端(不包括洞口兩側)宜設置端柱或與另一方向的抗震墻連接。
3 )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。
4 )抗震墻洞口宜上下對齊,洞邊距端柱不宜小于 300mm 。
5)樓梯間宜設抗震墻,但不宜造成較大的扭轉效應。
( 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)宜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 ,框支層的平面布置尚宜對稱,且宜設置抗震筒體;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 %。
( 10 )抗震墻的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二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。
( 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 )各柱基承受的重力荷載代表值差別較大;
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、液化土層和嚴重不均勻土層;
5 )樁基承臺之間。
( 12 )框架一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。
( 13 )主樓與裙房相連且采用天然地基,除應符合第一節五、(二) ( 4 )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。
( 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;地下室在地上結構的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肢端部邊緣構件縱向鋼筋的截面面積。
(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;宜采取構造措施,減少樓梯構件對主體結構剛度的影響。應計入樓梯間對地震及其效應的影響,應進行樓梯構件的抗震承載力驗算;宜采用構造措施,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連接。
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(責任編輯:中大編輯)