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1、关于常规钢筋混凝土结构抗震设计第一节 结构布置和抗震等级 7.1 如何理解和掌握裙房抗震等级不低于主楼的抗震等级? 高层建筑往往带有裙房，有时裙房的平面面积还较大。设计上，裙房与主楼在结构上可以 完全分开，也可以连接为整体。2001 规范第 6.1.3 条规定：裙房与主楼相连，除应按裙房 本身确定外，不应低于主楼的抗震等级；主楼结构在裙房顶层及相邻上下各一层应适当加 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。 当主楼与裙房相连时，可能遇到以下几种情况： (1)主楼为部分框支抗震墙结构体系时，其框支层框架应按部分框支抗震墙结构确定抗震等 级，裙楼仍可按框架抗震墙体系确定抗震等级
2、。此时，裙楼中与主楼框支层框架直接相 连的非框支框架，当其抗震等级低于主楼框支层框架的抗震等级时，则应适当加强抗震构 造措施。 (2)裙房为纯框架且楼层面积不超过同层主楼面积，主楼为抗震墙结构。此时裙楼框架的地 震作用可能大部分由主楼的抗震墙承担，其抗震等级不应低于整个结构按框架-抗震墙结构 体系和主楼高度确定的框架部分的抗震等级；主楼抗震墙的抗震等级，可参照表 6.1.2 关 于部分框支抗震墙结构的抗震墙按加强部位以上和加强部位区别对待的原则，主楼上部的 墙体按总高度的抗震墙结构确定抗震等级；而主楼下部(高度范围至裙房顶以上一层)的抗 震墙，抗震等级可按裙房高度的框架-抗震墙结构和主楼高度的
3、抗震墙结构二者的较高等级 确定。这意味着，当房屋高度在 6080m 时，主楼上部的抗震墙，按高度 80m 以下的抗 震墙结构的抗震等级采用；而主楼下部(高度取至裙房顶以上二层)的抗震墙，按高度大于 60m 的框架-抗震墙结构的抗震等级采用。 (3)裙房为框架-抗震墙结构，面积较大，属于乙类建筑，设计时地震作用全部由裙房自身承 担，主楼为丙类建筑。裙房的抗震等级，按裙房高度的乙类建筑(提高一度查表 6.1.2)和主 楼高度的丙类建筑二者的较高等级确定。 7.2 框架-抗震墙结构中，什么情况下其框架部分的抗震等级应按框架结构确定? 当框架-抗震墙结构有足够的抗震墙时，其框架部分是次要抗侧力构件，可
4、按框架-抗震墙 结构中的框架确定抗震等级。89 规范要求抗震墙底部承受的地震倾覆力矩不小于结构底部 总地震倾覆力矩的 50%；换句话说，框架部分承受的地震倾覆力矩小于结构总地震倾覆力 矩的 50%。 考虑到计算框架部分承受的地震倾覆力矩比较便于操作，2001 规范 6.1.3 条 l 款规定，框架 -抗震墙结构若在基本振型地震作用下，框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆 力矩 Mo 的 50%，其框架部分的抗震等级应按框架结构确定，而房屋的最大适用高度可比 框架结构适当增加。 这里，基本振型一般指每个主轴方向以平动为主的第一振型。 框架部分承受的地震倾覆力矩按下式计算：式中 MC框架-
5、抗震墙结构在基本振型地震作用下框架部分承受的地震倾覆力矩；n结构层数；m框架 i 层的柱根数；Vg第 i 层第 j 根框架柱的计算地震剪力；hi第 i 层层高。 当 MC0.5Mo 时，框架部分不是第二道防线，抗震等级不能比抗震墙有所降低。其抗震 性能比框架结构好些，故最大适用高度可适当增加，增加值可根据墙体承担总地震作用的大小确定，一般不超过 20%。 由式(7-1)可知，地震倾覆力矩的比例不是各个楼层计算，而是整个结构计算。对于单塔或 多塔结构，塔楼为框架-抗震墙结构时，确定塔楼框架部分的抗震等级时，可按裙房顶标高 处的倾覆力矩判断。 7.3 8 度区抗震等级已经是一级，当为乙类建筑时，抗
6、震措施按 9 度查表仍为一级，在此， 两个一级是否完全相当? 2001 规范表 6.1.2 为丙类建筑的抗震等级表，乙类建筑应提高一度查表确定抗震等级：8 度 时为二级者，提高后则为一级；8 度时已经为一级者，按 9 度查表对应的抗震等级时仍为 一级，但对应的最大适用高度是不同的，而且地震作用不同，构件的组合内力不同。 当 8 度乙类建筑的高度在表 6.1.1 的适用范围但超过表 6.1.2 中 9 度的适用范围时，如高度 大于 25m 的框架结构、高度大于 50m 的框架-抗震墙结构、高度大于 60m 的抗震墙结构、 高度大于 70m 的框架-核心筒结构和高度大于 80m 的筒中筒结构，应采
7、取比一级更为有效 的抗震措施，需要专门研究。主要是抗震构造措施应比一级适当加强，加强的幅度应与房 屋高度有关，可参照混凝土高规 “特一级”的构造要求；而有关抗震设计的内力调整系 数一般可不必提高。 如果 8 度乙类建筑的房屋高度超过表 6.1.1 最大适用高度的要求，如高度大于 45m 的框架 结构，高度大于 100m 的框架-抗震墙结构、抗震墙结构、框架-核心筒结构，以及高度大于 120m 的筒中筒结构，则属于超限高层建筑，其抗震措施应专门研究和论证，即经过超限设 计的专项审查确定。 7.4 高度小于 60m 的框架-核心筒结构可否按框架剪力墙结构确定抗震等级? 框架-核心筒结构是混凝土结构
8、布置相对固定的一种结构形式，是框架-剪力墙结构的一种 特例，其核心筒具有很强的空间工作性能，一般适用于房屋高度比较高的情况(大于 60m)； 而一般框架-剪力墙结构，墙体的布置形式比较灵活，房屋高度适用范围比较宽 (可小于 60m)。因此，在表 6.1.2 中，框架-剪力墙结构按房屋高度 60m 为界线区分了不同的抗震等 级，框架-核心筒结构的抗震等级没有按房屋高度区分。实际上，当房屋高度大于 60m 时， 除 6 度区外，表 6.1.2 中框架-核心筒结构和框架-剪力墙结构的抗震等级是相同的。 对于房屋高度小于 60m 的框架-核心筒结构，若按框架-剪力墙结构确定其抗震等级，则除 应满足核心
9、筒的有关设计要求外，同时应满足对框架-剪力墙结构的其他要求，如剪力墙所 承担的结构底部地震倾覆力矩的规定等。 7.5 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? 1，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 Hnh 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。还应注意计算的方向，柱子的截面高度应选取沿填充墙平面内的 柱子截面尺寸，而不是选取柱子截面尺寸最大值(尽管这二者有时可能会相同)。 短柱的变
10、形特征为剪切型、脆性破坏(参见附录 B 照片 3942)。 2，短柱的截面：根据轴压比和剪压比的要求确定。 轴压比限值应比一般柱降低 0.05，按规范 6.3.7 条，对框架结构中的短柱，一、二、三级分 别取 0.65、0.75 和 0.85；对框架-抗震墙、板柱-抗震墙和核心筒外框结构的短柱，一、二、 三级分别取 0.70、0.80 和 0.90；对框支柱，一、二级分别取 0.65 和 0.65。 截面组合的剪力设计值应满足下式要求(200l 规范 6.2.9 条式 6.2.9-2)：3，短柱的构造：按规范 6.3.86.3.14 条的有关规定，主要要求是：(1)纵向钢筋，6.3.9 条要求
11、抗震等级为一级时每侧纵向钢筋配筋率不宜大于 1.2。(2)箍筋加密范围，6.3.10 条要求沿柱子全高加密。(3)箍筋间距，6.3.9 条要求不应大于 100mm。(4)箍筋形式，6.3.12 条要求宜采用复合螺旋箍或井字复合箍，且体积配箍率在 68 度时 不应小于 1.2%，9 度时不应小于 1.5%。(5)梁柱节点核芯区箍筋，6.3.14 要求，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，可以计人在节点有效宽度范围内梁的纵向钢筋)。 4，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。 7.6 抗震规范
12、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? 一般高宽比的钢筋混凝土剪力墙的受力状态分为弯曲型和弯剪型，而高宽比(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。 底部框架砖房的混凝土剪力墙，上部为砌体，混凝土部分的高宽比可能小于 2，形成矮墙。规范对剪力墙的规定适用于一般的剪力墙，不包括矮墙。为了避免矮墙效应，可在剪力墙 上开竖缝或结构洞口，使每个墙肢成为高宽比大于 2 的墙，提高其延性。 框支结构中，落地墙在框支层剪力较大，按剪跨比计算也可能出现剪切破坏的矮墙效应， 为了保
13、证抗震墙在大震时的受剪承载力，只考虑有拉筋约束部分的混凝土受剪承载力。规 范 6.2.11 条规定，验算落地抗震墙受剪承载力时不宜计人混凝土的受剪作用，若需计入混 凝土的受剪作用，则墙肢在边缘构件以外的部位在两排钢筋间应设置直径不小于 8mm 的 拉结筋，且水平和竖向间距分别不大于该方向分布筋间距两倍和 400mm 的较小值。 7.7 房屋高宽比为何不作为超限高层建筑抗震专项审查的依据，如何计算高宽比? 根据混凝土高规4.2.3 条的规定，各类混凝土结构的高宽比控制值如表 7-l 所示： 混凝土结构适用的最大高宽比 表 7-1 结 构 类 型 6 度 7 度 8 度 9 度 框架、板柱-抗震墙
14、4432 框架-抗震墙 5543 抗震墙、筒体6654高层建筑的高宽比规定，是对结构整体刚度、抗倾覆能力、整体稳定、承载能力以及经济 合理性的宏观控制指标，是工程经验的总结。在混凝土高规中，对这些性能中的绝大 部分已有些专门规定。例如，除了承载力、侧向位移验算外，在 5.4.3 条规定了考虑重力二 阶效应时结构构件弯矩、剪力的增大系数： 对抗震墙结构、框架-抗震墙结构和筒体结构，il/1-0.28H2Gj/(EJd) 对框架结构， il/1-2Gj/(Dihi) 在 5.4.4 条规定了倾覆验算： 对抗震墙结构、框架-抗震墙结构和筒体结构，EJd1.4H2Gj 对框架结构， Di10GjHj
15、因此，不再将高宽比作为超限高层建筑的一个判断指标。在混凝土高规中的相应严格 程度的用词是“不宜超过”规定值，允许有所松动，而且可以按有效数字取整控制，不计 入小数点后的数值。 一般情况下，结构平面宽度可按该平面各水平方向的最小投影宽度计算，如 L 形平面的水 平方向最小投影宽度指相应直角三角形斜边的高度；结构的高度，不计人局部突出屋顶的部分。大底盘结构的高宽比，可对整体结构和底盘以上的塔楼结构分别进行核算。 混凝土 高规条文说明中，裙楼刚度和面积“较大” ，是相对塔楼面积而言的，具体量化可依据工 程经验和规则性程度确定。 7.8 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，
16、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? 2001 规范 6.1.1 条表 6.1.1 注 l 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)，因此按照规范 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。 7.9 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，最关键的是做到 地震时地上一层的柱底出现塑性铰，相当于强梁弱柱的概念。严格地说，嵌固端柱底的弯 矩要由地下室顶板梁和地下室柱顶的弯矩共同承担，即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实现柱底的嵌固条件。 对于边柱和角柱，由于只有一面有
