1、 建筑抗震设计规范(50011-2001)问答(1)沙 安 孙建华 白雪霜 毋剑平(中国建筑科学研究院工程抗震研究所 北京 100013)根据建设部建标2001156 号文的通知,新修订的国家标准建筑抗震设计规范(500112001,以下简称新规范) 将于 2002 年 1月 1 日起施行。目前,新规范已由中国建筑工业出版社出版发行,许多设计人员在学习后通过信函、电话、电子邮件等方式,向抗震规范管理组提出了许多问题,管理组对所提问题做了逐一解答。现挑选一些共性的问题汇总如下,以期对有关人员学习掌握新规范有些帮助。1 为什么新规范 2002 年 1 月 1 日起施行,而原建筑抗震设计规范( 11
2、-89,以下简称 89 规范)2002 年 12 月 31 日才废止因新规范是对 89 规范进行全面修订而编制的,在执行中需考虑设计、管理人员有一个学习、适应和实用过程,为此保留一年的过渡期,这也是新规范执行中的通行做法,当初 89 规范在执行时曾有三年的过渡期。2 新规范在过渡期中,一些其他的相关规范尚未公布,配套的计算软件还未升版,在实际使用时应如何操作?新规范与 89 规范相比,有许多不同之处,在过渡期内,结构进行抗震设计验算时,仍可采用依据 89 规范编制的计算机软件,但对于不需计算的抗震构造措施则自 2002 年 1 月 1 日起要按新规范执行。在各地开展的施工图审查也可按此要求开展
3、有关设计审查工作。3 新规范中为何无烟囱、水塔等构筑物及钢筋混凝土异型柱结构的抗震设计内容?本次建筑抗震设计规范的修订,已不包括烟囱、水塔等构筑物的抗震设计内容,此部分内容即将归入修订的构筑物抗震设计规范 。对于异型柱结构,目前工程抗震界业内专家有各种不同的看法,普遍认为异型柱结构属于抗震不利的结构体系,目前正在修订的国家标准和行业标准均未将其列入。若采用异型柱结构又无地方法规者,属于超规范、超规程设计,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。4 新规范中对建筑抗震设防类别的分类总原则是什么?为什么乙类建筑不是特别多?设置了抗震缝后可否根据各单元划分设防分类?目前许多大底盘高
4、层建筑裙房为商店,上部为住宅楼,其抗震设防分类应注意哪些事项?按照当前的抗震防灾政策,在建筑抗震设防分类标准( 5022395)条文说明中指出,对一般情况下,原则上能保障在遭遇设防烈度地震影响时,不致有灾难性后果,故绝大部分的建筑,均可列为丙类建筑,少数重要的建筑列为乙类建筑。建筑抗震设防分类标准在 3 0 1 5 条中规定,“建筑物各单元的重要性有显著不同时,可根据局部的单元划分类别”,故设置了抗震缝将结构分为若干单元后,可根据各单元划分设防分类。对于商业建筑,在 1995 年之前高层的大型零售商场还比较少,建筑抗震设防分类标准举例采用了常见的“人流密集的多层建筑”,具体规定参照了 1993
5、 年当时商业部的有关规定,根据目前国家的经济发展水平,在具体执行时,不论多层和高层,只有年营业额 1 5 亿元人民币以上、固定资产 0 5 亿元以上、建筑面积 1 万2 以上 3 个条件均满足时,才定为乙类建筑。大底盘建筑,当其下部属于大型零售商场的乙类建筑范围时,一般可将其及与之相邻的 2 层定为加强部位,按乙类进行抗震设计,其余各层可按丙类进行抗震设计。5 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?新规范在第三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
6、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采取加强构造措施。6 框架-抗震墙结构,在基本振型地震作用下计算框架部分承受的地震倾覆力矩,基本振型指的是什么振型?基本振型一般指每个主轴方向以平动为主的第一振型。7 多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋的最小墙厚度是何含义?房屋抗震横墙是指什么样的墙体?不对齐或不贯通的横墙算不算抗震横墙?新规范 7 1 2 条和表 7 1 2 中,砌体房屋最小墙厚是指结构抗震验算时不小于此厚度的墙体才能承担地震作用,即
7、不论层数或高度,各种砌体类别的墙体小于此厚度只能算做非抗震的隔墙,只能计入荷载而不能做为结构墙体参与结构计算。例如,粘土砖房屋的最小墙厚为 0 24,墙宽度小于此值,如 0 12或 0 18时,不论是否有基础,均只能算做非抗震隔墙。房屋抗震横墙是指符合最小墙厚要求的横向墙体,横墙应以满足抗侧力计算为准。新规范 7 1 7 条 2 款规定“沿平面内宜对齐”用语为“宜”,表示稍有选择,条件许可时应首先这样做,符合厚度要求的不对齐或不贯通的横墙也属抗震横墙。8 多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋的总高度比表 7 1 2 稍高时是否算超出限值?新规范 7 1 2 条和表 7 1 2 中总高度的计算有效
8、数字为个位,即小数点后第一位数四舍五入后满足即可。室内外高差大于 0 6时,房屋总高度允许比表中适当增加,但不应多于 1。9 住宅工程中顶层为坡屋顶,屋顶是否需设水平楼板?顶层为坡屋顶时层高有无限制?总高度应如何计算?住宅工程中的坡屋顶,如不利用时檐口标高处不一定设水平楼板。关于顶层为坡屋顶时层高的计算问题新规范未做具体规定,结构设计时由设计人员根据实际情况而定,取质点的计算高度仍不超过 4。檐口标高处不设水平楼板时,按抗震规范 7 1 2 条的规定,总高度可以算至檐口( 此处檐口指结构外墙体和屋面结构板交界处的屋面结构板顶) 。檐口标高附近有水平楼板,且坡屋顶不是轻型装饰屋顶时,上面三角形部
9、分为阁楼,此阁楼在结构计算上应做为一层考虑,高度可取至山尖墙的一半处,即对带阁楼的坡屋面应算至山尖墙的二分之一高度处。10 对于新规范 7 3 2 条第 5 款的“接近”概念,以 7 度区为例,层数为多少时属于接近上限?新规范 7 3 2 条第 5 款的“接近”概念,对于 7 度区,层数为六、七层时均属于接近上限。11 砖墙基础埋深较大,构造柱是否应伸至基础底部?较大洞口两侧要设构造柱加强,一般多大的洞口算较大洞口?新规范 7 3 2 条第 4 款规定:构造柱可不单独设置基础,但应伸入室外地面下 500,或锚入浅于 500的基础圈梁内,两条满足其中的一条即可。但需注意此处的基础圈梁是指位于基础
10、内的,不是一般位于相对标高0 0的墙体圈梁。构造柱的钢筋伸入基础圈梁内应满足锚固长度的要求。对于底层框架砖房的砖房部分,一般允许将砖房部分的构造柱锚固于底部的框架柱或钢筋混凝土抗震墙内( 上层与下层的侧移刚度比应满足要求) 。新规范表 7 3 1 要求较大洞口两侧要设构造柱加强。一般说,内纵墙和横墙的较大洞口,指 2000以上的洞口;外纵墙的较大洞口,则由设计人员根据开间和门窗洞尺寸的具体情况确定。12 填充墙的构造柱与多层砌体房屋的构造柱有何不同?填充墙设构造柱,属于非结构构件的连接,与多层砌体房屋设置的钢筋混凝土构造柱有一定差异,应结合具体情况分析确定。如挑梁端部设置填充墙构造柱,挑梁在计
11、算时,应考虑构造柱传递来的荷载。13 多层砌体和底部框架房屋中,有个别楼层符合“横墙较少”的条件,是否应按 7 1 2 条第 2 款的要求降低层数?新规范中对于多层砌体房屋,“横墙较少”的概念指全部楼层均符合横墙较少的条件,对于仅个别楼层符合“横墙较少”的条件,可根据大开间房屋的数量、位置、开间大小等情况具体分析后,采取相应的加强措施。底部框架房屋的上部各层“横墙较少”的概念同多层砌体房屋。14 新规范 7 1 7 条第 5 款“关于烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体”指的是什么?新规范 7 1 7 条第 5 款“关于烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体”,主要指不要在墙体厚度内开洞,烟道等应设在墙
12、外,成为附墙烟道等,以免墙体应力集中。15 新规范在执行中,若发现某些条款与以前颁布的国家标准或行业标准规定不一致时如何解决?根据国家标准化法,当国家标准与行业标准对同一事物的规定不一致时,应按国家标准执行。当不同的国家标准之间的规定不一致时,应按最新颁布的中国国家标准执行。16 底层框架结构的计算高度如何取?若取到基础顶,抗震墙厚度取 1 20 层高,是否过大?计算高度的取值应根据实际情况而定,主要是看地坪的嵌固情况而定,若嵌固得好,如作刚性地坪或有连续的地基梁,可以从嵌固处取,否则从基础顶;抗震墙厚取 1 20 层高,这里的层高与计算高度的概念不同,是指从一层地坪到一层楼板顶的高度。17
13、规范 6 1 8 条 5 款与规范 6 1 9 条 1 款对连梁跨高比的规定是否矛盾?6 1 8 条是针对框架抗震墙结构的,抗震墙是主要的抗侧力构件,墙中不宜开设大洞口,抗震墙的洞口连梁作为一道抗震防线,应具备一定的耗能能力。而 6 1 9 条第 1 款中的规定适用于抗震墙结构和部分框支抗震墙结构,当抗震墙较长,且连梁的跨高比较小时,墙的剪切变形较大,墙肢的破坏高度可能超过底部加强部位的高度,为防止此种破坏,应采用第 1 款的规定。因此,两条并不矛盾。18 新规范在执行中,若发现某些条款由于印刷错误需勘误或今后有可能局部修订,这些信息将刊登在何处?根据标准管理办法,当国家标准或行业规程中个别条
14、款由于印刷或编写错误,可由出版社印发勘误表并在再版时修订,一般情况也可在工程建设标准化杂志或其他专业期刊、杂志刊登。今后若局部修订时,修订的全文及相关信息将刊登在工程建设标准化杂志上,地址:北京市百万庄建设部内 ,邮编:100835 。19 突出屋面的屋顶房间何时可按突出屋面的屋顶计算而不算做一层?根据新规范第 5 2 4 条规定采用底部剪力法时,出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等构筑物的地震作用效应,宜乘以增大系数 3,此时相对应的屋顶房间总面积不超过楼层总面积的 30%。因此,一般认为当出屋面的屋顶房间面积小于楼层总面积的 30%时,该部分可按突出屋面的屋顶间计算而不算做一层。20 多层砌体房
15、屋和底部框架、内框架房屋内外高差大于 0 6时,房屋总高度允许比表 7 1 2 中适当增加 ,但不应多于 1 0,那么此时是否仍可将小数点后第一位数四舍五入吗?多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋,若室内外高差大于 0 6时,房屋总高度允许比新规范 7 1 2 条表 7 1 2 中适当增加,但不应多于 1 0。因已将总高度值适当增加,故此时不应再将小数点后第一位数四舍五入,即增加值不大于 1 0。21 抗震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,为什么新规范却无此规定?新规范中对钢筋混
16、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,防止构件脆性破坏。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,两者无显著的关联关系。层间位移限值主要根据非结构和结构构件破坏程度的控制标准和结构的延性来确定。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,故新规范中不再对装修情况进行区分。22 新规范附录中某地区的设计基
17、本地震加速度与 89 规范时的抗震设防烈度所对应的加速度值相比有所变化,在规范过渡期中实际使用时应如何操作?依据国家质量技术监督局 2001 年 2 月 2 日发布的国家标准中国地震动参数区划图(18306 2001)自 2001 年 8 月 1 日起实施,对于设计基本地震加速度与原来相比有所变化的地区,则自 2001 年8 月 1 日起应按变化后的值进行抗震设防。23 新规范中第 2 1 9 条和第 2 1 10 条明确了抗震措施和抗震构造措施的概念,如何根据建筑抗震设防分类和场地类别二者的不同,在设计基本地震加速度下确定抗震措施和抗震构造措施?建筑类别不同时,计算时设计基本地震加速度如何取
18、值?根据相应的规范条文规定,一般建筑(隔震建筑和消能减振部位除外)在不同的建筑抗震设防分类和场地类别下 ,当设计基本地震加速度不同时,抗震措施和抗震构造措施分别见表 1 和表 2。建筑类别不同时,计算时设计基本地震加速度取值见表 3。24 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 规定限值时按照新规范中第 7 3 14 条 6 款的要求进行设计,对楼、屋面板的设置有何要求?对于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 规定限值时,同一结构单元的楼、屋面板应设置在同一标高处,即不允许同一结构单元有错层。即使设计时同一结构单元内横墙无
19、错位,楼、屋面板也应采用现浇钢筋混凝土板,以加强结构的整体性。25 新规范中第 7 1 8 条 1 款要求底部框架 抗震墙房屋结构布置中,上部砌体抗震墙与底部框架梁或抗震墙对齐或基本对齐,在定量上如何把握?底框房屋是一种不利于抗震的结构类型。为提高其抗震能力,建筑抗震设计规范(50011 2001)中 7 1 8 条 1 款要求,上部砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙的轴线对齐或基本对齐,即大部分砌体抗震墙由下部的框架主梁或钢筋混凝土抗震墙支承,每单元砌体抗震墙最多有二道不落在框架主梁或钢筋混凝土抗震墙上,而是由次梁支托上部抗震墙。托墙的次梁应按 3 4 3 条考虑地震作用的计算和内力调整。建设
20、尽量采用上部结构减少抗震墙数量的方案,即在无法对齐处设置次梁支承非抗震隔墙以避免次梁托抗震墙的方法。26 在砖房总高度、总层数已达限值的情况下,若在其上再加一层轻钢结构房屋,此种结构形式应如何设计?在砖房总高度、总层数已达限值的情况下,若在其上再加一层轻钢结构房屋,因抗震规范中无此种结构形式的有关要求,两种结构的阻尼比不同,上下部分刚度存在突变,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。27 无上部结构、全地下室的建筑,如地下车库等,如何进行结构抗震设计?按照新建筑抗震设计规范(50011
21、 2001)中第 6 1 3 条 3款的要求,无上部结构、全地下室的建筑物,如车库等的抗震等级可按三级或更低要求进行结构抗震设计。28 已按 89 规范进行过设计,因种种原因目前未施工的工程,施工前是否应按新规范重新修改设计图纸后再施工?已按 89 规范进行过设计,因种种原因目前未施工的工程,是否应按新建筑抗震设计规范(50011 2001)重新修改设计图纸后再施工,由主管部门确定,建议请示建设主管部门解决。29 钢筋混凝土柱厂房为什么不采用山墙(砌体隔墙) 承重?钢筋混凝土柱厂房不采用山墙(砌体隔墙)承重,理由如下:(1) 山墙和钢筋混凝土排架柱结构材料不同,不仅侧移刚度不同,而且承载力也不
22、同,在地震作用下,山墙和钢筋混凝土排架柱的受力和位移不协调,可能导致结构破坏。这种震害不少。(2) 屋盖系统(屋面板、屋架和支撑)在两个端部不封闭,屋盖地震作用传递途径变化,山尖墙在 6 度时就有震害,其破坏后将直接引起屋盖的破坏。30 规范规定多层砌体房屋的总高度指室外地面到主要屋面板顶或檐口的高度,半地下室从地下室地面算起,全地下室和嵌固条件较好的半地下室允许从室外地面算起,嵌固条件较好一般是指以下情况?嵌固条件较好一般是指以下情况:(1) 半地下室顶板(宜为现浇混凝土板)的标高在 1以下板顶不高于室外地面约 1,地面以下开窗洞处均设有窗井墙,且窗井墙又为内横墙的延伸,如此形成加大的半地下
23、室底盘,有利于结构的总体稳定,半地下室在土体中具有较有利的嵌固作用。(2) 半地下室的室内地面至室外地面间的高度大于地下室净高的二分之一,无窗井,且地下室部分的纵横墙较密。在这两种嵌固条件较好情况下,带半地下室的多层砌体房屋的总高度允许从室外地面算起。若半地下室层高较大,顶板距室外地面较高,或有大的窗井而无窗井墙或窗井墙不与纵横墙连接,构不成扩大基础底盘的作用,周围的土体不能对多层砖房半地下室起约束作用,则此时半地下室应按一层考虑,并计入房屋总高度。31 若多层砌体房屋中设置了钢筋混凝土构造柱和圈梁 ,当构造柱与圈梁边缘对齐时,施工时哪部分的钢筋放置在最外侧?对于钢筋混凝土框架结构,当框架柱和
24、框架梁边缘对齐时,一般将柱主筋放置在最外侧,梁纵向钢筋紧贴着柱最外侧主筋,从内侧穿过。而对于多层砌体房屋,为了使圈梁充分发挥其对结构构件的约束作用,当构造柱与圈梁边缘对齐时,一般将圈梁的纵向钢筋放置在最外侧,构造柱主筋从圈梁最外侧纵向钢筋内侧穿过。32 若多层砌体房屋的层数低于规范表 7 3 1 中砖房构造柱设置要求的最低层数,其构造柱应如何设置?对于多层砌体房屋的层数低于规范表 7 3 1 中左侧各列的最低层数,如 6 度区层数为三层及以下的房屋、7 度区层数为单层和二层的房屋、8 度区单层房屋,对于构造柱的设置规范不做要求。此时是否设置构造柱可由设计人员根据实际情况掌握,因规范规定的是最低
25、安全度要求。33 随着墙体材料的改革,一些城市已经禁止或限制使用烧结普通粘土实心砖,代之以烧结多孔砖或混凝土空心小砌块,对于0 以下部分的砌体可有哪些替代材料?对于砌体结构房屋0 以下部分的砌体材料(包括块材和砂浆), 当不采用多孔砖和空心砌块时,除了可采用现浇钢筋混凝土墙外,还可采用烧结页岩砖、烧结煤矸石砖、烧结粉煤灰砖等非粘土烧结砖以及蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖等墙体材料,其块材和砌筑砂浆应符合砌体结构设计规范( 50003-2001)有关规定,并注意采用水泥砂浆后砌体抗压强度设计值的折减。34 规范 7 1 3 条规定普通砖、多孔砖和小块砌体承重房屋的层高,不应超过 3 6,而某些工业建筑
26、及附属房屋 ,如变配电室,虽然总层数未超过规范限值的要求,但因工艺要求需要层高大于 3 6时应如何处理?建筑抗震设计规范中砌体承重房屋的层高规定,主要针对一般民用建筑。对于层数远小于表 7 1 2 的工业建筑及附属房屋,因工艺要求需要层高大于 3 6时,可根据具体情况采取诸如增加墙厚度、增设壁柱、圈梁、提高材料强度等级等措施,同时应满足有关规范和规程的要求。35 规范 7 1 6 条中,房屋承重窗间墙最小宽度限值与墙体是“一”字还是“”字形状有无关系?规范 7 1 6 条中,窗间墙宽度限值与墙体是 “一”字或“”字形状无关,当采取局部加强措施时,限值可适当减小。36 规范 6 2 11 条的条
27、文说明中提到的“矮墙效应 ”是指什么情况,什么情况下考虑矮墙效应?如何避免矮墙效应?一般的钢筋混凝土剪力墙的受力状态为弯剪型,而对于总高度(不是层高) 与总宽度之比小于 2 的剪力墙,在水平地震作用下的破坏形态为剪切破坏,类似于短柱,属于脆性破坏,称为矮墙效应。国家标准混凝土结构设计规范(50012002)中的内容主要是针对一般的剪力墙,不包括矮墙。总高度与总宽度之比小于 2 的剪力墙,如底部框架砖房的剪力墙,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,使之成为高墙,以提高整体结构的延性。37 钢筋混凝土框架结构中设置了非结构的填充墙
28、,在结构计算时应如何考虑其对主体结构的影响?对于钢筋混凝土框架结构中设置了非结构的砌体填充墙,在结构计算时应考虑其对主体结构的影响,一搬可根据实际情况及经验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)。38 6 度区的建筑是否都不需要进行地震作用计算?建筑抗震设计规范第 3 1 4 条和第 5 1 6 条规定部分建筑在6 度时可不进行地震作用计算和截面抗震承载力验算,但应符合有关抗震措施要求。对于较高的高层建筑,诸如 40的钢筋混凝土框架房屋,高于60的其他钢筋凝土民用房屋和类似的工业厂房,以及高
29、层钢结构房屋,其基本周期可能大于类场地的特征周期,则 6 度的地震作用值可能大于同一建筑在 7 度类场地的取值,此时仍需进行抗震验算,所以并非所有的建筑在 6 度时都不进行地震作用计算。例如,6 度区的丙类钢筋混凝土房屋的抗震等级,框支层柱为二级,其他结构中有部分柱为三级,部分抗震墙为三级甚至二级,抗震措施中有许多部件需进行内力调整计算。目前计算机辅助设计的计算程序已提供了 6 度的抗震计算,必要时也可通过相应的程序计算来决定对应的技术措施。39 对于设计使用年限为 100 年及其以上的丙类建筑,设计基本地震加速度、抗震措施和抗震构造措施应如何确定?首先要明确建筑寿命、设计使用年限和设计基准期
30、的关系。建筑寿命指从规划、实施到使用的总时间,即从确认需要建造开始直到建筑毁坏的全部时间。设计使用年限指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用年限,即房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和一般维护下所应达到的使用年限。当房屋建筑达到设计使用年限后,经过鉴定和维修,可继续使用。因而设计使用年限不同于建筑寿命。同一建筑中不同专业的设计使用年限可以不同,例如,外保温、给排水管道、室内外装修、电气管线、结构和地基基础,均可有不同的设计使用年限。结构的设计基准期是指为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数,它不等同于建筑结构的设计使用年限,也不等同于建筑结构的寿命。
31、一般设计规范所采用的设计基准期为 50年,即设计时所考虑荷载、作用的统计参数均是按此基准期确定的。对于设计使用年限为 100 年及其以上的丙类建筑,结构设计时应另行确定在其设计基准期内的活荷载、雪荷载、风荷载、地震等荷载和作用的取值,确定结构的可靠度指标以及确定包括钢筋保护层厚度等构件的有关参数的取值。其中结构抗震设计所采用的基本地震加速度、抗震措施和构造措施,应根据结构形式、设计使用年限、原设计基本地震加速度等条件专门研究后确定。基本地震加速度确定的一种方法,可参阅建筑结构杂志 2002 年第 1 期的文章估计不同服役期结构的抗震设防水准的简单方法(周锡元、曾德民、高晓安) 。40 抗震规范
32、公式 6 2 9-3,在计算剪跨比时,圆形钢筋混凝土柱的截面有效高度应如何取值?剪跨比的定义为 = /(0),其中,和为未经内力调整的弯矩设计值和剪力设计值。对于圆形钢筋混凝土柱,截面有效高度0 的取值比较复杂,偏于安全可将圆形柱直径减去保护层厚度代入公式中进行计算。 41 建设部主管部门对过渡期及之后的规范应用有何具体要求?根据建设部办公厅 2002 年 8 月 13 日印发的建标2002212 号文“建设部关于贯彻执行建筑勘察设计及施工质量验收规范若干问题的通知”要求,新版规范实施日期前的在施工程,执行新规范有困难时,可按照旧规范执行;新版规范实施日期后至 2003 年 1 月 1 日前的
33、在施工程,原则上应按照新规范执行,已按照旧规范设计的在施工程,可按照旧规范继续执行;对 2003 年 1 月 1 日前已签订施工合同且尚未正式开工的工程,应当按照新版规范修改设计后方可施工;凡在 2003 年1 月 1 日后签订勘察、设计、施工合同的工程,必须按照新版规范执行。42 随着经济建设工作的发展,一些项目属于抗震设防区内超限高层建筑工程,对于这些工程的上报和审查的主要规定有哪些?根据 9 月 1 日起执行的建设部令第 111 号超限高层建筑工程抗震设防管理规定(原建设部令第 59 号 超限高层建筑工程抗震设防管理暂行规定同时废止)的要求,超限高层建筑工程是指超出国家现行规范、规程所规
34、定的适用高度和适用结构类型的高层建筑工程,体型特别不规则的高层建筑工程,以及有关规范、规程规定应当进行抗震专项审查的高层建筑工程。在抗震设防区内进行超限高层建筑工程的建设时,建设单位应当在初步设计阶段向工程所在地的省、自治区、直辖市人民政府建设行政主管部门提出专项申请报告,并按有关要求提供申报材料。建设行政主管部门在接到申报材料之日起 25 日内,组织专家委员会提出书面审查意见,并将审查结果通知建设单位。超限高层建筑工程抗震设防专项审查的费用由建设单位承担。专项审查的主要内容包括:建筑的抗震设防分类、抗震设防烈度(或设计地震动参数) 、场地抗震性能评价、抗震概念设计、主要结构布置、建筑与结构的
35、协调、使用的计算机程序、结构计算结果、地基基础和上部结构抗震性能评估等。超限高层建筑工程的施工图设计文件审查应当由经国务院建设行政主管部门认定的具有超限高层建筑工程审查资格的施工图设计文件审查机构承担。43 现行国家标准混凝土结构设计规范(500102002)表 4 2 2 1 中235(235)钢筋的直径是 820,抗震规范中许多箍筋的最小直径要求为 6,在实际工作中应如何进行设计?抗震规范中,框架梁、框架柱、抗震墙构造边缘构件的箍筋、抗震墙的分布钢筋及砌体结构的拉结钢筋,规定的最小直径为 6,并未对钢筋的种类进行限制,设计中除可以选用235(235) 的直径大于 6的钢筋外,还可选用335
36、、400 等种类的钢筋。另外,从冶金行业协会得到的信息,235(相当于原来的级钢) 的 6 5 盘条钢筋仍在生产,目前设计中可继续选用。44 框架结构设计中,若许多框架柱不对齐,设计中应注意哪些事项?为了保证框架结构的抗震安全,框架结构应保证结构具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等方面的性能,设计中应合理的布置抗侧力构件,减少地震作用下的扭转效应,结构刚度、承载力沿房屋高度宜均匀、连续分布及保持完整,不宜抽柱或抽梁,使传力途径发生变化。震害表明,若设计中许多框架柱不对齐,形不成一榀完整的框架,地震中因扭转效应等原因易造成结构的较大损坏,设计时应视抽柱或柱子错位的情况依照抗震规范第 3
37、4 3 条进行不规则结构验算。45 抗震规范附录 1 3 条要求后张预应力筋的锚具不宜设置在梁柱节点核芯区,设计中应如何布置锚具?预应力钢筋穿过梁柱节点核芯区有利于提高节点的受剪承载力和抗裂度。抗震规范附录 1 3 条要求后张预应力筋的锚具不宜设置在梁柱节点核芯区,主要是因为梁柱节点区受力状态比较复杂,为了防止锚具削弱梁柱节点核芯区以及锚具失效后对预应力的不利影响,设计中应尽量避免在核芯区布置锚具;确实无法避免时只能将锚固端布置在核芯区附近,张拉端应布置在核芯区外的框架梁或悬臂短梁上。46 多层砌体房屋的墙体是否可以采用粘土砖和现浇钢筋混凝土混合承重?建筑抗震设计规范(500112001)第
38、7 章的适用范围是烧结普通粘土砖、烧结多孔粘土砖、混凝土小型空心砌块等材料性能满足要求的烧结砖和蒸压砖砌体承重的多层房屋,以及底层或底部二层框架一抗震墙和多层的多排柱内框架砖砌体房屋。多层砌体房屋中采用砌体墙和现浇钢筋混凝土墙混合承重的结构类型,在建筑方案和结构布置上超出了抗震规范第 7 章的适用范围,不符合国家标准的规定,属于超规范、规程设计。在多层砌体房屋设计中,有的设计人员将抗震承载力验算不满足要求的墙片或墙段由砌体改为现浇钢筋混凝土墙,这种做法有可能属于超规范、规程设计。在砌体结构中增设现浇钢筋混凝土墙后,结构体系可能改变为不同材料混合承重的结构,此时需根据结构楼板的刚度、砖墙与混凝土
39、墙体的连接等情况,确定钢筋混凝土墙参与工作的系数,考虑结构体系改变后地震作用的传递及各墙段的分配情况,进行结构的计算和分析。若无配套的行业或地方标准,应按由国务院常务会议通、2000 年 9月 25 日执行的建筑工程勘察设计管理条例中第二十九条的规定要求进行设计。47 若多层砌体房屋的建筑方案存在错层时,结构抗震设计应注意哪些问题?当多层砌体住宅楼有较大错层时,如超过梁高的错层(或楼板高差在 500以上),结构计算时应做为两个楼层对待,即层数增加一倍,同时房屋的总层数不得超过抗震规范 7 1 2 条的强制性规定。错层楼板之间的墙体应采取必要措施解决平面内局部水平受剪和平面外受弯问题。当错层高度
40、不超过梁高时,该部位的圈梁或大梁应考虑两侧上下楼板水平地震力形成的扭矩,进行抗扭验算。需要强调的是,错层民用住宅违反无障碍设计的建筑原则,不利于老年人和儿童的安全使用,不符合国际上的设计潮流。48 规范 7 3 13 条要求砌体结构房屋的基础底面宜埋置在同一标高;采用桩基时若桩长度不同时应如何调整 ?规范 7 3 13 条规定同一结构单元的基础宜采用同一类型的基础,底面宜埋置在同一标高,若基础采用桩基,桩身长度不一致时应将承台及承台梁设置在同一标高,不应将承台梁逐步放坡。49 带阁楼的多层砌体房屋的构造柱如何设置?阁楼指为了有效利用坡屋顶的空间,在坡屋顶中增加水平楼板,在顶层楼层之上形成住人或
41、储物的房间。为贯彻墙体改革的精神,砌体结构应严格控制层数,对于结构计算来讲,不论是否住人,阁楼层均应做为一个质点考虑。带阁楼的多层砌体房屋在设置构造柱时可根据阁楼层的屋面剖面形式确定。剖面形式为三角形,即檐口处无砖墙时,可按房屋实际层数按规范表 7 3 1 的要求设置构造柱并适当加强;剖面形式为屋形(), 即檐口处有砖墙时,按房屋实际层数增加一层后的层数对待。特别应注意,不论是三角形或屋形,坡屋顶山尖墙部位均需采用沿山尖墙顶设置卧梁、屋盖处设置圈梁和在山脊处设置构造柱等加强措施。50 底部框架一抗震墙房屋,上部砌体部分采用多孔砖时侧移刚度比有无变化?底部框架一抗震墙房屋为了保证结构的安全,严格
42、控制底层框架和上部砌体结构的侧移刚度比,以免地震时底框架部分的结构先于上部砌体部分破坏或破坏转移至过渡层。若上部砌体部分采用多孔砖,侧移刚度比的要求无变化,仍按抗震规范 7 1 8 条的要求执行。51 对底部框架一抗震墙房屋的钢筋混凝土托墙梁的上部钢筋锚固按框支梁要求,其框架柱的配筋是否也按框支柱要求?抗震规范 7 5 4 条 4 款对底部框架一抗震墙房屋的钢筋混凝土托墙梁的上部纵向钢筋在柱内的锚固长度按框支梁要求,因结构高度与钢筋混凝土房屋相比较低,其框架柱的构造应符合 7 1 10 条规定的抗震等级要求,框架柱上、下端弯矩的调整可参照框支柱的要求执行。52 底部框架一抗震墙房屋设计时所布置
43、的抗震墙如何协调侧移刚度比限值和承载力计算的要求?底部框架一抗震墙房屋进行设计时,所布置的抗震墙既要满足侧移刚度比限值的要求,又要满足承载力计算的要求。经常遇到承载力验算不满足,增加抗震墙的数量或厚度,满足了承载力验算的要求,但侧移刚度比限值又不满足了的问题,解决的办法主要是设置结构洞口,即采用在钢筋混凝土抗震墙上设置洞口并采用轻质砌块材料填实的方法,将抗震墙的刚度降低,在满足承载力验算的要求的同时符合侧移刚度比限值的要求。【更正】 本刊 2002 年第 3 期,4446 页上的文章建筑抗震设计规范50011 2001 问答(3),第 37 个问题表中第 2 行的数据应为如下值53 如何验算建
44、筑结构基础的抗震承载力?由于从理论上说,地基基础在地震作用下的状态属于非弹性半空间的动力学范畴,其理论分析、模拟试验和实物比较困难,对基础的抗震性能了解远不如对上部结构的了解,故基础的抗震设计采用经验方法。抗震规范第四章规定建筑天然地基基础抗震验算采用“拟静力法”,即假定地震作用如同静力,然后在这种条件下验算基础的承载力,压力的计算采用地震作用效应标准组合,即各作用分项系数均取 1 0 的组合。验算时一般只考虑水平的地震作用,只有个别情况下才计算竖向地震作用。针对不同的结构类型,具体到某一结构类型的基础抗震承载力验算,可按其它的国家或行业标准的规定执行。54 新规范第 4 1 4 条第 4 款
45、“土层中的火山岩硬夹层,应视为刚体,其厚度应从覆盖层中扣除。 ”该怎样理解?第 4 1 4 条第 4 款所指的硬夹层,是指剪切波速大于 500/ 的土层(不包括规范第 4 1 4 条第 3 款中提到的孤石、透镜体),且其下层土的剪切波速小于 500/,这样的土层不论厚度多少均应从覆盖层中扣除。55 不超过 8 层且高度在 25以下的一般民用抗震墙结构房屋是否可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算?新的抗震规范 4 2 1 条列出了可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算的建筑类型,对于不超过 8 层且高度在 25以下的一般民用抗震墙结构房屋,若基础荷载与该条所列建筑相当,则可不进行天然地基及基础
46、的抗震承载力验算。56 地下室顶板作为钢筋混凝土结构房屋上部结构的嵌固部位时,若考虑建筑使用的要求,楼盖是否可采用无梁楼盖的结构形式?地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,应满足规范 6 1 14 条的要求,地下室顶板采用无梁楼盖的结构形式,难以满足 6 1 14 条柱端塑性铰位置在0 000处的要求,故不能采用无梁楼盖的结构形式。57 位于地下室的框支层,是否计入规范允许的框支层数之内?若地下室顶板作为上部结构的嵌固部位,则位于地下室内的框支层,不计入规范允许的框支层数之内。58 新规范条文 6 4 5 条“底部加强部位在重力代表值作用下墙肢的轴压比”中的“重力代表值作用下”该怎样理解?重力代
47、表值作用下,是指只考虑重力荷载和活荷载的组合,楼层活荷载按规范 5 1 3 条规定折减,组合后分项系统取 162。59 砌体结构房屋的构造柱箍筋在纵向钢筋搭接区有无特殊要求?在钢筋的搭接区范围的箍筋间距需要加密,这是混凝土结构构件的构造要求。对于构造柱在纵向钢筋搭接区的箍筋也应加密。60 对医院、教学楼等横墙较少的多层砌体范围可否按 7 3 14 条的规定采取加强措施并满足抗震承载力要求,其高度和层数仍按表 7 1 2 的规定采用?抗震规范 7 3 14 条规定的加强措施仅适用于横墙较少的多层住宅楼。为了保证有较高的安全度,7 3 14 条的规定的加强措施不适用于医院、教学楼等属于人流较密集的
48、公共建筑。61 底框结构中上部砌体结构部分,是否可以采用小型混凝土空心砌块?抗震规范中关于底框结构的规定适用于砖砌体房屋(参见规范 7 1 1 条),底框结构中原则上可以采用小型空心混凝土砌块,若采用小型空心砌块,应按有关法则要求报审。已经完成修订送审稿的混凝土空心小型砌块建筑技术规程(修订前编号为 1394)中有相关规定,设计时可以参考。62 国家标准砌体结构设计规范50003 2001 中考虑了墙梁组合作用,底部框架抗震墙砌体结构的钢筋混凝土托墙梁是否可以考虑共同作用对地震作用进行折减?从试验室的试验和有限元分析的结果看,墙梁组合的作用十分明显,但其受力状况也是非常复杂的,考虑到实际地震作用与试验有偏差,大震时墙体严重开裂,托墙梁与非抗震的墙梁受力状态有所差异,当按静力的方法考虑有框架柱落地的托梁与上部墙体的组合作用时,若计算系数不变会导致不安全,应调整计算参数。从偏于安全和简化计算方面考虑,抗震规范在 7 2 5 条的条文说明中给出了当托墙梁上部各层墙体不开洞和在跨中 1 3 范围内开一个洞口的情况下,弯矩计算的简化、偏于安全的方法。对托墙梁剪力计算时,由重力荷载产生的剪力不折减。
