多层与高层钢筋混凝土房屋抗震设计新规范

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1、多层与高层钢筋混凝土房屋抗震设计新规范 多层与高层钢筋混凝土房屋抗震设计新规范 胡庆昌 一 、 抗震设计的一般要求 ( 一) 抗震设计的若干重要概念 一 、 抗震设计的一般要求 ( 一) 抗震设计的若干重要概念 1 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需采取加强连接的方法。 2 尽可能设置多道抗震防线，并应考虑某一防线被突破后，引起内力重公布的影响。 3 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特能，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。 4 合理的布置抗侧力构件，

2、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，避免造成结构的软弱或薄弱部位。 5 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。 6 合理的控制结构的非弹性部位（塑性 区） ，掌握结构的屈服过程以及最后形成的屈服机制。 7 框架抗震设计应遵守： “强柱、弱梁、更强核芯区” 。 8 采取有效措施防止钢筋滑移、混凝土过早的剪切破坏和压碎等脆性破坏。 9 考虑上部结构嵌固于基础结构或地下室结构之上时，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

3、结构应保持弹性工作。 1 0 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，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。 （二）钢筋混凝土房屋适用的最大高度 （二）钢筋混凝土房屋适用的最大高度 甲类建筑应进行专门研究，乙、丙类建筑可按表 8 . 1 ： 表 8 . 1 现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（m ） 设 防 烈 度 结构类型 6 7 8 9 框架 6 0 5 5 4 5 2 5 框架- 抗震墙 1 3 0 1 2 0 1 0 0 5 0 抗震墙 1 4 0 1 2 0 1 0 0 6 0 Generated by Foxit PDF C

4、reator Foxit Software http:/ For evaluation only.部分框支抗震墙 1 2 0 1 0 0 8 0 不应采用 框架- 核心筒 1 5 0 1 3 0 1 0 0 7 0 筒中筒 1 8 0 1 5 0 1 2 0 8 0 板柱- 抗震墙 4 0 3 5 3 0 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框支抗震墙结构； 4 . 筒体结构带有一部分主要承受竖向荷载的无梁楼盖时，不作为板柱抗震墙结

5、构； 5 . 不规则或类场地的结构，其最大适用高度一般降低 2 0 % 左右； 6 . 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。 （三）高层建筑的高宽比不宜超过下表的限值 （三）高层建筑的高宽比不宜超过下表的限值 设 防 烈 度 结构类型 6 度、7 度 8 度 9 度 框架、板柱- 抗震墙 4 3 2 框架- 抗震墙 5 4 3 抗震墙 6 5 4 筒 体 6 5 4 注：1 . 结构高宽比指房屋高度与结构平面最小投影宽度之比； 2 . 当主体结构下部有大底盘时，高宽比可自大底盘以上 起； 3 . 超过表 限值时，结构设计应有可靠依据，并采取有效措施； （四）建筑类别调

6、整后用于结构抗震验算的烈度 （四）建筑类别调整后用于结构抗震验算的烈度 Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software http:/ For evaluation only.设 防 烈 度 建筑类别 6 7 8 9 甲类 7 8 9 9 * 乙、丙、丁类 6 * 7 8 9 注：1 . 9 * 提高幅度，应专门研究； 2 . 6 * 除特殊要求外，不需抗震验算。 （五）现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级 （五）现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级 1 按建筑类别及场地调整后用于确定抗震等级烈度 设 防 烈 度 建筑类别 场地 6 7 8 9 6 7 8 9 甲、乙

7、类 、 7 8 9 9 * 6 6 7 8 丙类 、 6 7 8 9 6 6 6 7 丁类 、 6 6 7 8 注：1 . 按调整后的抗震烈度，由表 确定抗震等级； 2 . 9 * 表示比 9 度一级更有效的抗震措施，主要考虑合理的建筑平面及体型、 有利的结构体系和更严格的抗震措施。具体要求应进行专门研究。 2 抗震等级 钢筋混凝土结构的抗震措施，包括内力调整和抗震构造措施，不仅要按建筑类别区别对待，而且要按抗震等级划分，因为同样烈度下不同结构体系、不同高度有不同的抗震要求，例如：现要抗侧力构件的抗震要求可低于主要抗侧力构件； 较高的房屋地震应大， 位移延性的要求也较高， 表 中的“框架”和“

8、框架结构”有不同的含义。 “框架结构”措施框架结构而“框架”则泛指框架结构和框架抗震墙等结构体系中的框架。当框架- 抗震墙结构有足够的抗震墙时，其框架部分属于次要的抗Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software http:/ For evaluation only.侧力构件，在基本振型地震作用下，框架承受的地震倾覆力矩小于结构总地震倾覆力矩的 5 0 % 时，其框架部分的抗震等级可按框架- 抗震墙结构的规定来划分。框架承受的地震倾覆力短可按下式计算： yvc VVff=式中：MC框架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 短，上式中

9、不考虑框架梁对抗震墙的约束作用； n 结构层数； m 框架各层的柱根数； Vi第i层某一根框架柱的计算地震剪力； hi第i层的层高。 现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级 按建筑类别及场地调整的烈度 结 构 类 型 6 7 8 9 高度( m ) 3 0 3 0 3 0 3 0 3 0 3 0 2 5 框架 四 三 三 二 二 一 一 框架 剧场、体育馆等大跨度公共建筑 三 二 一 一 高度( m ) 6 0 6 0 6 0 6 0 6 0 6 0 5 0 框架 四 三 三 二 二 一 一 框架- 抗震墙 结构 抗震墙 三 二 一 一 一 高度( m ) 8 0 8 0 8 0 8 0 8 0 8 0

10、 6 0 抗震墙 结构 抗震墙 四 三 三 二 二 一 一 抗震墙 三 二 二 一 部分框支 抗震墙结构 框支层框架 二 二 一 一 筒体 框架- 核心筒 框架 三 二 一 一 Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software http:/ For evaluation only.核心筒 二 二 一 一 外筒 三 二 一 一 筒中筒 内筒 三 二 一 一 板柱的柱 三 二 一 板柱- 抗震墙 抗震墙 二 二 二 注：1 . 接近或等于高度分界时，允许结合房屋规则程度及地基条件确定抗震等级； 2 . 部分框支抗震墙结构的底部加强部位以上抗震墙的抗震等级可

11、均按抗震墙 结构考虑。 裙房与主楼相连，裙房屋面部位的主楼上下各一层受刚度与承载力突变影响较大，抗震措施需要适当加强。裙房主楼之间设防震缝，在大震作用下可能发生碰撞，也需要采取加强措施。 带地下室的多层和高层建筑，当地下室结构的刚度和受剪承载力比上部楼层相对较大时（参见6 . 1 . 1 4条） ，地下室顶板可视作嵌固部位，在地震作用下的屈服部位将发生在地上楼层，同时将影响到地下一层。地面以下地震响应虽然逐渐减小，但地下一层的抗震等级不能降低，根据具体情况，地下二层的抗震等级可以降低，可按三级或更低等级。9 度时应专门研究。 （六）防震缝与抗撞墙 （六）防震缝与抗撞墙 1 防震缝 当建筑平面过

12、长、结构单元的结构体系不同、高度或刚度相差过大以及各结构单元的地基条件有较大差异时，应考虑设防震缝，其最小宽度应符合以下要求： 1 ) 框架结构房屋的防震缝宽度，当高度不超过 1 5 m 时可采用 7 0 m m ；超过 1 5 m 时，6 度、7 度、8 度和 9 度相应每增加高度 5 m 、4 m 、3 m 和 2 m 、宜加宽 2 0 m m 。 Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software http:/ For evaluation only.2 ) 框墙结构房屋的防震缝宽度可采用框架结构规定数值的 7 0 % ，抗震墙结构房屋的防震缝宽度

13、可采用框架结构规定数值的 5 0 % ，且均不宜小于 7 0 m m 。 3 ) 防震缝两侧结构类型不同时， 宜按震要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽。计算防震缝宽度 t时，按框架结构并取房屋高度 H 。 4 ) 震害表明， 满足规定的防震宽度在强烈地震作用下由于地面运动变化，结构扭转，地震变形等复杂因素，相邻结构仍可能局部碰撞而损坏。防震缝宽度过大，会给建筑处理造成困难，因此，高层建筑宜选用合理的建筑结构方案，不设防震缝，同时采用合理的计算方法和有效的措施，以解决不设缝带来的不利影响，如差异沉降、偏心扭转、温度变形等。 高层建筑当有多层地下室形成大底盘，上部结构为带裙房的单塔或多塔

14、结构时，可将裙房用防震缝自地下室以上分隔，地下室顶板应有良好的整体性和刚度，能将上部结构地震作用分布到地下室结构。 5 ) 下图说明在大震作用下，防震缝处发生碰撞时的不利部位。不利部位产生的后果包括地震剪力增大，产生扭转、位移增大、部分主要承重构件撞坏等。 Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software http:/ For evaluation only.6 ) 震害和试验研究都表明框架结构对抗撞不利， 特别是防震缝两侧，房屋高度相差较大或两侧层高不一致的墙。加拿大 B R I T I S H C O L U M B I A大学的模型试验表明，3层

15、与 8层相隔框架结构在E L - E A T R O 地震波、P H A 为 0 . 5 g 作用下，板与板、板与柱两种碰撞的结果。无碰撞情况下，8 层框架顶部加速度为 2 . 5 g ，表示 P H A 放大 5 倍。发生碰撞后，位于 3 层框架顶部，当两侧楼层高度一致，楼板相撞时，加速度分别为 1 5 g和 2 3 g 。两侧楼层高度不一致时，楼板和柱相撞，两侧加速度分别达到 2 5 g 和 3 6 g ，详见图。 针对上述情况，参考希腊抗震规范，对按 8 、9 度设防的钢筋混凝土框架结构房屋防震缝两侧结构高度、刚度或层高相差较大时，在防震缝两侧房屋的尽端沿全高设置垂直于防震缝的抗撞墙，每一侧抗撞墙的数量不应少于两道，宜分别对称布置，墙肢长度可不大于一个柱距，框架和抗撞墙内力应按考虑和不考虑抗撞墙两种情况进行分析，并按不利情况取值。防震缝两侧抗撞墙的端柱和框架边柱，箍筋应沿房屋