房屋建筑抗震设计常见问题解答结构设计说明

房屋建筑抗震设计常见问题解答结构设计说明
房屋建筑抗震设计常见问题解答结构设计说明

房屋建筑抗震设计常见问题解答结构设计

《高层建筑混凝土结构技术规程》

(JGJ3-2002)若干问题讨论

中国建筑科学研究院黄小坤

1.多层建筑如何参照执行

《混凝土高规》适用于10层及10层以上或房屋高度超过28m的非抗震设计和抗震设计烈度为6~9度的高层民用建筑结构。

对于不超过10层或房屋高度不超过28m但接近10层或28m(如8层或24m)的混凝土民用建筑科参照《混凝土高规》的相关规定执行。对于层数较少、房屋高度较矮的混凝土房屋,《混凝土高规》的某些规定可根据具体情况适当放松;《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑抗震设计规范》GB50011-2002(以下分别简称《混凝土规范》、《抗震规范》)有关多层建筑也有一些规定。

今后,随着规范的不断完善,对于多层混凝土结构房屋的结构设计,宜有更详细的专门规定。

2.风压取值

m。

基本风压按《混凝土高规》第3.2.2条的规定采用,但不得小于0.3N/2

对于特别重要的高层建筑,目前尚无统一、明确的定义,一般可根据《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001规定的设计使用年限和安全等级确定。设计使用年限为100年的或安全等级为一级的高层建筑可认为是特别重要的高层建筑。

对风荷载是否比较敏感,主要与高层建筑的自振特性有关,如结构的自振频率和振型等。对于前几阶振型频率比较密集、振型比较复杂的高层建筑结构,高振型影响不可忽视,仅采用考虑第一振型影响的风振系数来估计风荷载的动力作用,有时不能全面反映建筑物对风荷载的动力影响,可能偏于不安全,因此适当地提高风压取值。为了便于条文的执行,《混凝土高规》条文说明指出,一般情况下,房屋高度大于60m的高层建筑可取100年一遇的风压值;对于房屋高度不超过60m的高层建筑,其风压取值是否提高,可由设计人员根据实际情况确定。对于侧向刚度较大的高层建筑结构,房屋高度大于60m时也可按50年一遇的基本风压计算风荷载。

3.群集建筑的风荷载增大

对房屋相互间距较近的建筑群,由于旋涡的相互干扰,房屋的某些部位的局部风压会显

著增大,设计时宜考虑其不利影响。群体效应一般与建筑物的相对高度、距离、方位、体型等有关,情况比较复杂,我国现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB5009-2001尚未给出具体计算方法,一般可将风荷载体型系数进行放大,如《混凝土高规》第3.2.7条的要求。

风洞试验表明,风对群集建筑物的荷载增大效应往往是局部的,表现为局部风压的增大。对于有参考经验的情况,可采用已有的放大系数;对比较重要的或体型、环境非常复杂的高层建筑,建议通过边界风洞试验考虑风荷载作用。

4.6度抗震设计时为何规定计算地震作用和作用效应

鉴于高层建筑的重要性且结构计算软件应用已十分普遍,因此规定所有6度抗震设计的高层建筑也进行地震作用和作用效应计算,而不仅仅限于四类场地上的较高房屋。通过计算,可与无地震作用效应组合工况进行比较,并可采用有地震作用组合的柱轴压力设计计算柱的轴力等,方便抗震设计。

5.考虑质量偶然偏心的依据和方法

国外多数抗震设计规范认为,需要考虑由于施工、使用等因素所引起的质量偶然偏心或地震地面运动的扭转分量的不利影响。现行国家标准《抗震规范》中,对平面规则的结构,采用增大边榀结构地震作用效应的简化方法考虑偶然偏心的影响。

对于高层建筑而言,规定直接取垂直于地震作用方向的建筑物每层投影长度的5%作为该层质量偶然偏心来计算单向水平地震作用,是和国外有关标准的规定一致的。

实际计算时,可将每层质心沿参考坐标系的同一方向(正向或负向)偏移,分别计算地震作用和作用效应;也可近似按照原始质量分别情况计算地震作用,再按规定的质量偶然偏心位置分别施加计算的地震作用,分别计算结构的地震作用效应。

对于连体结构、多塔楼结构,相对分离的塔块可按自身的边长确定相应楼层的质量偶然偏心值。

6.何时需要考虑计算双向地震作用

强震观测表明,几乎所有地震作用都是多向性的,尤其时沿水平方向和竖向的振动作用。《混凝土高规》第3.3.2条规定了考虑计算双向地震作用的情况,即质量与刚度分布明显不均匀、不对称的结构。“质量与刚度分布明显不均匀不对称”,主要看结构刚度和质量的分布情况以及结构扭转效应的大小,总体上是一种宏观判断,不同设计者的认识有一些差异是正常的,但不应该产生质的差别。一般而言,可根据楼层最大位移与平均位移之比值判断,若该值超过扭转位移比下限1.2较多(比如A级高度高层建筑大于1.4、B级高度或复杂高层建筑等大于1.3),则可认为扭转明显,需考虑双向地震作用下的扭转效应计算,此时,判断楼层内扭转位移比值时,可不考虑质量偶然偏心的影响。

7. 如何计算双向地震作用

《混凝土高规》第3.3.11条规定了双向地震作用效应的计算方法。计算分析表明,双向

地震作用对结构竖向构件(如框架柱)设计影响较大,对水平构件(如框架梁)设计影响不明

显。

假定结构整体坐标系为OXYZ ,框架柱局部坐标系为oxyz ,在X 、Y 单向地震作用下框架

柱的地震内力标准值如表1,则考虑双向地震作用下的框架柱地震内力标准值可表示为:

N =

T =

X V =

x M =

y M =

安装规定,位移指标的核算也应该考虑双向地震作用,例如对楼层内最大弹性水平位移

(层间位移)平均水平位移(层间位移)的比值要求。

8. 质量偶然偏心和双向地震作用是否同时考虑

质量偶然偏心和双向地震作用都时客观存在的事实,是两个完全不同的概念。在地震作

用计算时,无论考虑单向地震作用还是双向地震作用,都有结构质量偶然偏心的问题;反之,

不论是否考虑质量偶然偏心的影响,地震作用的多维性本来都应考虑。显然,同时考虑二者

的影响计算地震作用原则上是合理的。但是,鉴于目前考虑二者影响的计算方法并不能完全

反映实际地震作用情况,而是近似的计算方法,因此,二者何时分布考虑以及是否同时考虑,

取决于现行规范的要求。

安装《混凝土高规》的规定,单向地震作用计算时,应考虑质量偶然偏心的影响;质量

与刚度分布不均匀、不对称的结构,应考虑双向地震作用计算。因此,质量偶然偏心和双向

地震作用的影响可不同时考虑。如此规定,主要是考虑目前计算方法的近似性以及经济方面

的因素。

至于考虑质量偶然偏心和考虑双向地震作用计算的地震作用效应谁更为不利,会随着具

体工程的不同,或同一工程的不同部位(不同构件)而不同,不能一概而论。因此,考虑二

者的不利情况进行结构设计,显然是不可取的。

9. 单向与双向地震作用扭转效应应有何区别

对水平地震作用而言,只要结构的刚度中心和质量中心不重合,则必定有地震扭转效应。

按《混凝土高规》第3.3.2条第2款的规定,无论单向还是双向地震作用,均应考虑地震扭

转效应。

单向地震作用是指每次仅考虑一个方向地震输入,其作用和作用效应可采用非耦联或耦

联的振型分解反映谱方法计算,前者主要适用于简单规则的结构。单向地震作用的非耦联计

算,也应考虑扭转效应(质心与刚心不重合时),但忽略了平动与扭转振型的耦联作用;单向

地震作用的耦联计算,按《混凝土高规》(3.3.11-1)和(3.3.11-6)式进行,已包含了平

扭耦联效应。

目前,双向地震作用是考虑两个垂直的水平方向同时有地震输入时的作用和作用效应计

算,每个方向的地震作用和作用效应均按《混凝土高规》(3.3.11-1)~(3.3.11-6)式计算,

然后按(3.3.11-7)和(3.3.11-8)式计算双向地震作用效应,并取二者的较大值。因此,

在需要考虑双向水平地震作用计算的情况下,双向地震作用效应应一定大于不考虑质量偶然

偏心的单向地震作用效应。

10. 如何按水平地震剪力系数最小值调整地震剪力

对于刚度较弱、周期较长的结构,地震地面运动速度和位移输入可能对结构的破坏具有

更大影响,但现行规范所采用的振型分解反映谱法对此尚不能作出估计。《混凝土高规》第

3.3.13条规定了结构各层地震剪力系数(剪重比)最小值λ,使周期更长、规定较弱的结

构的地震作用不过小。

如果结构部分楼层实际计算的地震剪力系数与规定的λ值相差不多,则可直接按最小剪

力系数要求调整相关层的地震剪力;如果结构总剪力与规定的值相差不多,表明结构整体刚

度偏小,宜适当增加结构侧向刚度,使计算的地震作用增加。地震剪力的调整可直接反映在

相应楼层构件的地震内力中,不必向下层传递。

对于6度抗震设计的结构,《抗震规范》没有规定其地震剪力系数最小值,《混凝土高规》

中也不能自行加以规定。作为参考,设计中一般可考虑控制为0.008~0.01。

对高层建筑的地下室结构层,当嵌固部位在地下室位置时,一般不要求单独核算楼层最

小地震剪力系数,因为地下室的地震作用是明显衰减的。

11. 如何判断结构扭转为主的振型

为了使结构的扭转刚度不过弱,以免产生过大的扭转效应,《混凝土高规》第4.3.5条,

规定了结构扭转为主的第一自振周期t T 与平动扭转为主的第一自振周期1T 之比的限制性要

求。因此,对每一个特定的结构,需要确定每一个振型的特征,判断它是平动为主还是扭转

为主。

在正则化振型向量空间中,结构质量矩阵具有正交性,即

T M I =φφ (1)

其中,φ为振型矩阵,M 为集中质量矩阵,I 为单位对角矩阵。对第j 振型有 j 1.0T M φφ= (2)

j 1n 1n 1n {y y }T j j j j j j x x φθθ=......,......, (3)

1n 1n 1n []M diag m =……m ,m ?…m ,J ?…J (4)

其中,ij ij y ij x θ、、分别为第i 质点j 振型的三个振型位移分量;i m i 、J 分别为第i 质点的

集中质量和质量惯矩;n 为质点总数(计算层数)。将(3)、(4)式代入(2)式并定义方向

因子为

n n n

222xj i ij yj i ij j i ij i 1i 1i 1m x m y m D D D θθ=

==∑∑∑===,,, (5) 则有 xj yj j 1.0D D D θ++= (6)

由(6)式可知,当扭转方向因子j D θ大于0.5时,可判断j 振型为扭转为主的振型;否

则,可认为是平动为主的振型。当扭转因子j D θ等于1时,即为纯扭转振型;当扭转因子j

D θ等于0时,即为纯平动振型。振型因子j D θ大于0.5的物理意义可理解为楼层扭转中心与质

心的距离在楼层转动半径之内。

对特定的结构,平动因子xj D 和yj D 的相对大小,与整体坐标系水平轴的方向有关,不同

的水平坐标轴取向,会得到不同的xj D 和yj D 值,但是扭转因子j D θ是保持不变的。

当然,振型特征判断还与宏观振动形态有关。对结构整体振动分析而言,结构的某些局

部振动的振型是可以忽略的,以利于主要问题的把握。

12. 如何取结构自振周期折减系数

《混凝土高规》第3.3.16条规定应考虑非承重墙体的刚度影响,对计算的结构自振周期

予以折减,并按折减后的周期值确定水平地震影响系数。如果在结构分析模型中,已经考虑

了非承重墙体的刚度影响,则不可以进行周期折减。

周期折减系数的取值,与结构中非承重墙体的材料性质、多寡、构造方式等有关,应由

设计人员根据实际情况确定,《混凝土高规》第3.3.17条给出的参考值,主要是砖或空心砖

砌体填充墙结构的经验总结,不是强制的。

13. 何时考虑竖向地震作用?如何考虑?

按《混凝土高规》第3.3.2条规定,9度抗震设计以及8度设计时的大跨度、长悬臂结

构应考虑竖向地震作用,包括第10.2.6条的转换构件以及第10.5.2条的连体结构的连接体

[2]。

9度抗震设计时,整体结构的竖向地震作用可按《混凝土高规》第3.3.14条的方法计算;

8、9度时,大跨度、长悬臂结构构件的竖向地震作用可按《混凝土高规》第3.3.15条的规定近似考虑,对于8度0.3g的情况,竖向地震作用标准值可取结构或结构构件重力荷载代表值的15%.当然,有条件时或设计需要时,采用竖向加速度反映谱方法或动力时程分析方法计算结构竖向地震作用时更合适的方法。

无论采用何种方法计算竖向地震作用,均应按《混凝土高规》第5.6.3条的规定进行地震作用效应的组合,即把竖向地震作用效应作为一个组合工况考虑。

14.房屋高度和适当高度

房屋高度指建筑室外地面至主要屋面的高度,不包括局部突出屋面的楼梯间、电梯间、水箱间、小的装饰构架、女儿墙等。对有斜坡屋顶的高层建筑,房屋高度一般仍可算倒屋檐标高处;对于立面逐层收进的高层建筑,其房屋高度应根据实际情况(如收进后的建筑功能、平面相对大小等)确定。

最大适用高度指《混凝土高规》第4.2.2条、7.1.2条、10.1.3条、11.1.2条规定的房屋适用的最大高度。这里所说的最大适用高度是与《混凝土高规》的规定相适用的,并不是一般意义上高层建筑的最大高度限制。当房屋高度超过《混凝土高规》的规定时,结构实际应有可靠的依据和有效的技术措施,并需通过指定结构的抗震专项审查。

15.防烈度8度、设计基本地震速度值为0.3g时,25~30米高度的框架结构,位移难以控制,截面及配筋很大;当房屋高度大于30m时,问题更突出。是否在8度时框架结构最大适用高度45度太大?是否适当减小?

设计基本地震加速度为0.3g的地区比0.2g的地区的地震作用增大了50%;框架结构层间位移角限制条件比以往更严格;地震作用计算要考虑质量偶然偏心和双向地震作用。因此,相对过去的设计经验,现在的构件截面以及截面配筋增大是必然的。

规程规定的是8度时的最大适用高度,包含了设计基本地震加速度值为0.2g的地区。对8度抗震设防地区,如果设计纯框架结构有困难或不经济,可根据具体情况设计为框架-剪力墙等其它结构体系。

16.B级高度高层建筑是否属于超限高层建筑范围

B级高度高层建筑是相对A级高度高层建筑而言的,是指房屋高度超过《混凝土高规》表4.2.2-1规定的框架-剪力墙、剪力墙及筒体结构高层建筑,其适用的最大高度不应超过《混凝土高规》表4.2.2-2的规定,并应遵守《混凝土高规》规定的更严格的计算和构造措施要求。

按照文献的规定,B级高度高层建筑属于超限建筑工程,仍然需要进行抗震设防专项审查;审查可由各地超限高层建筑工程审查委员会完成,审查的主要依据是《混凝土高规》中有关B级高度高层建筑的规定,其目的是检查、复核结构设计是否符号《混凝土高规》的相关要求。

17.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性指标,是过去工程经验的总结。在《混凝土高规》中,对这些性能中的绝大部分已有专门规定,如承载力、侧向位移、稳定、倾覆等,因此不再将其作为超限高层建筑的一个判断指标,《混凝土高规》中的相应用词是“不宜超过”规定值,不是必须满足的条件。

一般情况下,结构平面宽度可按平面最小投影宽度计算。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,不便于量化,可依据工程经验和规则程度确定。

18.楼层扭转位移控制时为何要考虑质量偶然偏心的影响

《混凝土高规》第4.3.5条,分别规定了楼层最大位移(层间位移)与平均位移(层间位移)之比值的下限1.2和上限1.5(或1.4),并规定地震作用位移计算应考虑质量偶然偏心的影响。考虑质量偶然偏心的要求,除规则结构外,比现行国家标准《抗震规范》的规定严格,是高层建筑结构设计的需要,也与国外有关标准的规定一致。

19.当计算双向地震作用时,楼层扭转控制可否不考虑质量偶然偏心的影响《混凝土高规》第3.3.3条条文说明“当计算双向地震作用时,可不考虑质量偶然偏心的影响”,主要表示地震作用计算时,质量偶然偏心和双向地震作用可不同时考虑,并不表示判断楼层扭转位移比限制时不考虑质量偶然偏心的影响。因此,如果计算了双向地震作用,按理应再单独计算考虑质量偶然偏心的地震作用,以判断位移比是否满足要求。

实际工程中,对确定需要考虑双向地震作用的结构(如本文2.6节所述),也可以近似按此位移进行扭转位移比控制,但位移计算应按本文2.7条所述,按双向地震作用效应的规定计算。

20.楼层扭转位移控制条件可否突破

正常情况下,楼层位移比的上限条件是不应超过的,根据文献,“规则性要求的严格程度,可依设防烈度不同有所区别。当计算的最大水平位移、层间位移值很小时,扭转位移比的控制可略有放宽。”因此,特殊条件下,个别楼层扭转位移比值超过规定的上限要求也是允许

的,可由有关超限审查机构审查确定。

所谓“最大水平位移、层间位移值很小”,一般要求层间位移角不大于位移角限制的1/3。

21.抗震变形验算中,任一层位移、层间位移、层位移差有何联系和区别?为何第4.6.3条

“楼层位移计算不考虑偶然偏心的影响”?

任一楼层的位移(含顶点位移)是相对结构固定端(基底)的相对侧向位移;层间位移

是上、下层侧向位移之差;层间位移角是层间位移与层告之比值。在原规程JGJ3-91中,对

结构侧向位移有顶点位移和层间位移角双重要求。实践表明,如果层间位移角得到有效控制,

结构的侧移安全性和适应性均可得到满足。因此,本次修订仅保留了层间位移角的限制条件,

与国外有关规范的要求相一致;同时,对150m 以上的高层建筑提出了舒适度要求,即增加

了结构顶点风振加速度的限制条件。楼层位移、层间位移角的要求是从宏观上保证结构具有

必要的侧向刚度,结构构件基本处于弹性工作状态,非结构构件不破坏。

目前,层间位移没有考虑由于结构整体转动而产生的所谓无害位移的影响。但实际上,

对高度较高的房屋建筑,结构整体弯曲引起的侧移影响是不可忽视的,在《混凝土高规》第

4.6.3条第2、3款已有反映,即以放宽层间位移角限值的方式加以考虑。

在《混凝土高规》第4.3.5条中,规定了同一楼层最大水平位移(层间位移)与平均水

平位移(层间位移)的比值限值,以限制结构的扭转效应不致过大。

《混凝土高规》第4.6.3条楼层位移角控制条件,采用了层间最大位移计算,考虑了扭

转的影响。抗震设计中,核算楼层层间位移角限制条件时,可不考虑质量偶然偏心的影响,

主要考虑到,新规范采用楼层最大层间位移控制层间位移角已经比原规程JGJ3-91严格,而

侧向位移的控制是相对宏观的要求,同时也考虑到与《抗震规范》等国家标准保持一致。

22.扭转周期与平动周期的比值要求,是否对两个主轴方向平动为主的振型都要考虑

扭转为主的振型中,周期最长的称为第一扭转为主的振型,其周期称为扭转为主的第一

自振周期t T 。平动为主的振型中,根据确定的两个水平坐标轴方向X 、Y ,可区分为X 向平

动为主的振型和Y 向平动为主的振型。假定X 、Y 方向平动为主的第一振型(即两个方向平

动为主的振型中周期最长的振型)的周期分别记为1X T 和1Y T ,并定义:

111max

,)X Y T T =(T (7) 211max

,)X Y T T =(T (8) 则1T 即为《混凝土高规》第4.3.5条中所说的平动为主的第一自振周期,2T 姑且称为平动

为主的第二自振周期。对特定的结构,1T 、2T 的值是恒定的,究竟是1X T 还是1Y T ,与水平

坐标轴方向X 、Y 的选择有关。扭转为主和平动为主振型的判断方法参见本文第11条。

研究表明,结构扭转第一自振周期与地震作用方向的平动第一自振周期之比值,对结构

的扭转响应有明显影响,当两者接近时,结构的扭转效应限制增大。《混凝土高规》第4.3.5

条对结构扭转为主的第一自振周期t T 与平动为主的第一自振周期1T 之比值进行了限制,其

目的就是控制结构扭转刚度不能过弱,以减小扭转效应。

《混凝土高规》对扭转为主的第一自振周期t T 与平动为主的第一自振周期2T 之比值没有

进行限制,主要考虑到实际工程中,单纯的一阶扭转或平动振型的工程较少,多数工程的振

型时扭转和平动相伴随的,即使时平动振型,往往在两个坐标轴方向都有分量。针对上述情

况,限制t T 与1T 的比值是必要的,也是合理的,具有广泛适用性;如对t T 与2T 的比值也加

以同样的限制,对一般工程是偏严的要求。对特殊工程,如比较规则、扭转中心与质心相重

合的结构,当两个主轴方向的侧向刚度相差过大时,可对t T 与2T 的比值加以限制,一般不

宜大于1.0。实际上,按照《抗震规范》第3.5.3条的规定,结构在两个主轴方向的侧向刚

度不宜相差过大,以使结构在两个主轴方向上具有比较相近的抗震性能。

23.8度抗震等级已经是一级,当为乙类建筑时,抗震措施按9度审查仍为一级,此两个一

级是否完全相当?当设防烈度为9度,乙类建筑的抗震措施“应符合比9度抗震设防更高

的要求”,此“更高的要求”的具体内容是什么?

《混凝土高规》表4.8.2为丙类建筑的抗震等级表,乙类建筑应提高一度采取抗震措施,

其中抗震等级应按提高一度后查表4.8.2确定:8度时为二级者,提高后则为一级,8度时

已经为一级者,若按表4.8.2查9度对应的抗震等级时也是一级,但因为对应的最大适用高

度是不同的,后者的抗震措施(主要是抗震构造措施)应一级适当加强,加强的幅度应与房

屋高度有关,但有关抗震设计的内力调整系数一般可不必提高。

设防烈度为9度时,房屋高度不应超过A 级高度最大适用高度的要求。若为A 级高度的

乙类建筑,“应符合比9度抗震设防更高的要求”,在《混凝土高规》第4.8.2条中已有规定,

即应按特一级抗震等级要求设计。

8度抗震设防时,B 级高度乙类建筑的抗震等级,在《混凝土高规》第4.8.3条中没有规

定,其抗震措施应专门研究确定。

24.《混凝土高规》第4.8.1和4.8.4条抗震措施和抗震构造措施的规定,对乙、丙类建筑

如何具体应用

按照《混凝土高规》第4.8.1条和4.8.4条规定,同一设防烈度下,不同场地仅影响抗

震构造措施,除抗震构造措施以外的其他抗震措施是相同的。在给定设计基本地震加速度时,

抗震设防烈度是唯一确定的,决定抗震措施的烈度如表2,决定构造措施的烈度如表3。

注:“9+”表示应采取比9度更高的抗震措施,幅度应具体研究确定。

决定抗震构造措施的烈度

注:“8+”表示应采取比8度更高的抗震构造措施,但比9度要求低;“9+”表示应采取比9度更高的抗震构造措施,提高幅度应具体研究确定。

抗震措施包含了抗震构造措施,因此,表2表示所有抗震应满足的烈度要求;表3表示因场地类别不同,对抗震构造措施提出的部分放松或从严对要求。具体说,与构件设计内力调整及抗震构造措施都有关,按表2的烈度确定抗震等级;仅与抗震构造设计有关时,按表3的烈度确定抗震等级。

25.第4.8.1和4.8.2条中框支框架的含义

框支框架是指转换构件(如框支梁)以及其下面的框架柱和框架梁,不包括不直接支承转换构件的框架。如考虑结构变形的连续性,在水平方向上与框支框架直接相连的非框支框架的抗震构造设计可适当加强,加强的范围可不少于相连的一个跨度。

26.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,有时裙房平面面积还较大,当裙房与主楼在结构上完全分开时,主楼与裙房分别按各自的结构体系、房屋高度确定抗震等级。当主楼和裙房连接为整体时,裙房除按自身条件确定抗震等级外,还不应低于主楼的抗震等级。例如,裙房为纯框架、主楼为剪力墙结构且连为整体时,主楼按剪力墙结构确定抗震等级,裙楼框架的抗震等级除按自身条件外,尚不应低于主楼剪力墙的抗震等级。

当主楼为部分框支剪力墙结构时,框支框架按部分框支剪力墙结构确定抗震等级,裙楼可按框架-剪力墙结构确定抗震等级,若低于主楼框支框架的框支等级,则与框支框架直接相连的非框支框架应适当加强抗震构造措施。

27.地下室抗震等级是否因上部的嵌固部位不同而不同

按照《混凝土高规》第4.8.5条的规定,原则上,除与上部结构直接相连的地下室一层结构的抗震等级应与上部结构相同外,其余地下室结构的抗震等级可比上部结构放松要求。由于整体性能和建筑功能的需要,高层建筑一般都有一层或多层地下室,且通过合理设计,容易满足上部结构嵌固于地下室顶板标高位置(±0.0)位置的条件,因此,一般地下室结构的抗震等级可按第4.8.5条确定。

对于±0.0标高确实不能作为上部结构嵌固部位的情况,实际嵌固部位所在楼层以及其上部的地下室楼层(与地面以上结构对应的部分)的抗震等级,可取为与上部结构相同或根据地下室结构的有利情况适当放松。

28.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《混凝土高规》中,框架-核心筒结构是结构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,其房屋高度一般较高(大于60m);而一般框架-剪力墙结构的布置形式较灵活,房屋高度适用范围比较宽(可小于60m)。因此,在表4.8.2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。实际上,当房屋高度大于60m时,表4.8.2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,则除应满足核心筒的有关设计要求外,同时应满足规程对框架-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。

29.对6度抗震设防的高层建筑结构,《混凝土高规》第3.3.4条和5.1.13条对弹性动力时程分析的要求不一致,如何执行?

《混凝土高规》第3.3.4条对6度抗震设防时,未作弹性时程分析补充计算的明确规定,是考虑到此种情况的地震作用相对较小,主要以抗震构造设计为主。但并不表明6度时对所有结构都不需要做弹性时程分析补充计算,对特别不规则的高层建筑或《混凝土高规》另有规定的情况(如第4.6.4条、5.1.13条),仍应进行弹性时程分析补充计算,其加速度审查曲线的最大加速度值可按《抗震规范》表5.1.2-2采用,即取18cm/2s

30.《混凝土高规》第5.1.16条如何判断计算结果的合理性

目前,采用计算机软件进行高层建筑结构分析和设计是相当普遍的。因此,对计算结果

的合理性、可靠性进行判断是十分必要的,是结构设计最主要的任务之一。这项工作要以结构工程师的力学概念和丰富的工程经验为基础,一般从结构总体和局部两个方面考虑。总体上包括:所选用的计算软件是否适用以及是否恰当、结构的振型、周期、位移形态和量值、地震作用的分布和楼层地震剪力的大小、有效参与质量、截面配筋设计等,是否在合理的范围,总体和局部的力学平衡条件是否得到满足。判断力学平衡条件时,应针对重力荷载、风荷载作用下的单工况内力进行。对局部构件,尤其是受力复杂的构件(如转换构件等),分析其内力或应力分布是否与力学概念、工程经验相一致。

31.连梁刚度折减系数可否小于0.5

首先,连梁刚度折减是针对抗震设计而言的,对非抗震设计的结构,通常不宜对连梁刚度进行折减。其次,抗震设计时,连梁刚度折减系数的取值,应满足连梁正常使用极限状态的要求,一般与设防烈度有关,设防烈度高时可多折减一些,设防烈度低时可少折减一些,但一般不小于0.5。当连梁刚度折减系数取值小于0.5时,与之相连的剪力墙肢设计应加强,连梁本身必须满足非抗震设计的承载能力和正常使用极限状态的设计要求。

32.计算嵌固部位的侧向刚度比时,地下室外墙(挡土墙)是否参与计算一般情况下,高层建筑结构地下室外墙均可参与地下室的侧向刚度计算,因此,地下室一层与上部结构一层的等效剪切刚度比不小于2的要求是容易满足的。对于地下室外墙与上部结构相距比较远(如超过40~50)的情况,一般不宜作为判断嵌固条件的墙体参与地下室的侧向刚度计算。

作为上部结构嵌固部位的地下室结构设计,应符合《混凝土高规》第5.3.7、4.5.5、4.8.5条的有关规定。

33.判断结构侧向位移限制条件时,要否考虑不同作用效应的组合

按照《混凝土高规》第5.6.1~5.6.4条的规定,结构位移计算按作用效应的标准组合考虑,作用的分项系数取1.0。因此,高层建筑结构的位移、变形验算,原则上应考虑不同作用效应的标准组合。

实际设计时,对侧向位移的验算,往往仅考虑风荷载或水平地震淡淡作用,是一种简化处理方法。主要原因是,重力荷载作用下结构侧向位移相对很小;60m以下的结构,风与地震作用下的侧向位移不要求同时组合;60m以上的抗震设计结构,仅考虑20%的风荷载位移参与水平地震位移组合,影响不大。对于计算层间位移角接近限值的情况,应按规定考虑可能的组合效应。

34.短柱是剪跨比不大于2还是高宽比不大于4的柱?《混凝土高规》第6.4.6条为何同时规定了上述两种要求?

按《混凝土高规》规定,短柱是指剪跨比λ≤2的柱。剪跨比可按《混凝土高规》(6.2.6-4)式计算,其弯矩和剪力值不做强柱弱梁和强剪弱弯的调整。如果柱的反弯点在柱高中部时,λ≤2和高宽比/n c H h ≤4是近似等效的。

∵020.52c c c n c c c c c c c

H M M V H H V h V h V h h h λ=≈==≈ ∴如果λ≤2,则/n c H h ≤4

《混凝土高规》第6.4.4条中对填充墙引起的短柱情况,采用柱高宽比不大于4的要求是近似的规定,主要是为了方便操作。

35.《混凝土高规》表6.4.2注3中,对剪跨比小于1.5的柱,轴压比应专门研究并采取特殊构造措施,如何应用?该表注4、5的措施可否算作“特殊构造措施”?

如果遇到剪跨比小于1.5的柱,宜首先调整结构布置,改善其受力性能。当无法调整结构设计时,轴压比限值应专门研究,一般情况下可比表6.4.2中数值降低0.1采用。表6.4.2注4、5中加强篐筋和纵向钢筋的做法,是比较有效的提高框架柱延性的构造措施之一,因此可用于剪跨比小于1.5的框架柱设计。

36.剪力墙底部加强部位的高度是否包含地下室

剪力墙底部加强部位的高度应按《混凝土高规》第7.1.9条的规定计算,计算起点一般是室外地坪。地下一层一般可按加强部位设计,其边缘构件设计可与地上一层相同(即地上一层的边缘构件向下延伸一层)。若地下室多于一层,地下2层以下一般可按构造边缘构件要求设计;特殊情况(如地下室周边约束条件较差)需另行考虑。

37.《混凝土高规》第7.1.2条短肢剪力墙较多的剪力墙结构如何界定

《混凝土高规》第7.1.2条中所说的“短肢剪力墙较多的剪力墙结构”主要是指结构平面中部为剪力墙构成的薄壁筒体(常用作楼梯间、电梯间等)、其余部位基本为短肢剪力墙的一种结构布置形式,近几年来在非抗震地区以及6度、7度抗震设防地区的住宅建筑中逐渐被应用。要提出更具体的量化判断指标是困难的,一般情况下,短肢剪力墙较多的剪力墙结构中,短肢剪力墙承受的倾覆力矩可占结构总倾覆力矩的40%~50%。因此,一般剪力墙结构中,如果存在少量的短肢剪力墙,则不必要遵守7.1.2条的规定。实际上,《混凝土高规》第7.2.5条对剪力墙结构中的独立小墙肢另有专门规定。

设计中,对于短肢剪力墙较多的剪力墙结构,结构布置上宜使两个主要受力方向的刚度和承载力相差不多。

7.1.2条第4款轴压比要求应按第3款提高后的抗震等级确定。

7.1.2条主要是针对抗震设计而言的。

38.剪力墙截面高度与厚度之比在3~5时应遵守哪些规定设计

剪力墙截面高度与厚度之比为3~5时,其轴压比应符合《混凝土高规》第7.2.5条的规定;其纵向钢筋的构造配筋率可按第7.1.2条第6款的规定设计,配筋方式可根据实际情况和设计习惯按框架柱或剪力墙设计;其篐筋可按剪力墙约束边缘构件或构造边缘构件的要求设计。

39.第7.2.16条剪力墙约束边缘构件篐筋体积配篐率计算时可否计入拉筋和水平分布钢筋?图7.2.16中约束边缘构件的阴影区外,篐筋间距可否不一致?

约束边缘构件篐筋配置,对照《混凝土高规》图7.2.16,区分阴影区和非阴影区两部分。在阴影区内应有封闭篐筋,可部分采用拉筋,拉筋可计入体积配篐率计算(如同框架柱中的拉筋);在非阴影区内,可采用篐筋和拉筋相结合的方式,也可完全采用拉筋,拉筋计入体积配篐率计算。当剪力墙水平分布钢筋在约束边缘构件内确有可靠锚固时,才可与其它封闭篐筋、拉筋一起作为约束篐筋计算。

对约束边缘构件,无论《混凝土高规》图7.2.16的阴影区或非阴影区,其篐筋沿竖向的间距,特一级和一级时不应大于100mm,二级时不应大于150mm,要求是相同的。

40.按《混凝土高规》第7.2.16条的条文说明,剪力墙约束边缘构件篐筋的配篐特征值可随剪力墙轴压比的大小有所不同,如何执行?当剪力墙轴压比不大于《抗震规范》表6.4.6规定的数值时,可否仅按构造边缘构件设计?

剪力墙约束边缘构件的延性,除与混凝土和配筋特性(尤其是篐筋配篐率特征值和篐筋形式)有关外,还与边缘构件的形状和承受的轴向压力大小(即轴压比)有关。《混凝土高规》第7.2.16条的条文说明,反映的就是剪力墙轴压比的影响。当剪力墙轴压比等于或接近《混凝土高规》表7.2.16的限值时,篐筋配篐特征值取0.2(特一级为0.24);当剪力墙轴压比小于《抗震规范》表6.4.6条的限值时,篐筋配篐特征值可取0.1;其他情况,篐筋配篐特征值可按轴压比大小在0.1和0.2(特一级为0.24)之间内插取值。

《混凝土高规》第7.2.15条的规定比《抗震规范》严,除了高层建筑结构的重要性相对较高外,主要考虑到一般高层建筑中,剪力墙的轴压比小于《抗震规范》表6.4.6条规定的情况不多。对于这种情况,仍应按《混凝土高规》第7.2.15条的规定进行边缘构件设计,但约束边缘构件的篐筋配篐特征值可取0.1,并且篐筋直径不小于8mm、篐筋间距不大于100mm(特一级和一级)或150mm(二级),约束边缘构件阴影范围内的纵向钢筋最低配置要求同第7.2.16条第2款的要求。

对于多层建筑,剪力墙边缘构件的设计可仅符合《抗震规范》的要求。

41.《混凝土高规》第7.2.17条第3款中,“篐筋的无支长度不应大于300mm”,何谓“无支

长度”?

首先应明确,构造边缘构件中无支长度的要求对约束边缘构件也是适用的。篐筋的无支长度是同一水平面内两个相邻约束点之间的篐筋长度,因此,一般应有与之垂直方向的篐筋或拉筋约束。在剪力墙边缘构件中,篐筋无支长度不大于300mm的要求是容易满足的。

42.连梁受弯纵向钢筋构造配筋率如何取用

连梁受弯纵向钢筋构造配筋率的取值问题,因为相关研究工作不充分,因此在《混凝土高规》中暂且没有反映。文献从“强剪弱弯”的角度对此进行了讨论,对非抗震设计的连梁可取0.2%,对抗震设计的连梁建议按表4采用。

43.要否限制剪力墙分布钢筋和边缘构件内纵向钢筋的最大配筋率

约束边缘构件和构造边缘构件阴影区(分布见《混凝土高规》图7.2.16和7.2.17)内纵向钢筋的最大配筋率,因为尚没有充分的研究成果,在相关规范中没有明确规定,目前可参考《混凝土高规》第6.4.4条第3款关于框架柱的规定,以保证钢筋混凝土构件的基本性能。当纵向钢筋直径较大、配筋率较高时,约束篐筋的配置应与之相配套。

剪力墙竖向分布钢筋一般按构造要求配置,配筋率不会太大。

剪力墙水平分布钢筋最大配筋率虽然无明确规定,但根据《混凝土高规》第7.2.2条第6款的受剪截面限制条件和第7.2.11~7.2.12条的截面受剪承载力计算公式,可以推算出水A的最大值,因此其最大配筋率实际上是有限制的。

平分布钢筋

sh

另外,《混凝土高规》第7.2.19条对剪力墙分布钢筋的最大直径也做了限制。

44.框架-剪力墙结构在楼层标高处,剪力墙内是否必须设置框架梁或暗梁按照《混凝土高规》第8.2.2第4款的精神,框架应与剪力墙形成完整的抗侧力体系。因此,与剪力墙平面重合的框架梁宜通过剪力墙,或在剪力墙内设置暗框架梁;与框架平面不重合的剪力墙内不是必须设置暗框架梁,可根据实际情况具体确定。

45.第9.2.4条框架-核心筒外周为何要求设置边框架梁?当核心筒以外有两周框架柱时,外部框架与核心筒之间的中部框架柱是否也必须设置框架梁?

第9.2.4条的规定,主要是为了避免出现《混凝土高规》第8章所述的板柱-剪力墙结构,增加结构的整体刚度尤其是抗扭刚度,尽量避免纯板柱节点,提高节点的抗剪、抗冲切性能。该条是强制性条文,必须严格执行。

对核心筒外围有两圈框架柱的框架-核心筒结构,如果内圈框架柱设计上以承受竖向荷载为主,则允许部设置框架梁;否则也应符合第9.2.4条的要求。

46.框支梁是否包括梁上托柱的梁?托墙和托柱的梁设计上有何不同?

习惯上,框支梁一般指部分框支剪力墙结构中支承上部不落地剪力墙的梁,是有了“框支剪力墙结构”,才有了框支梁。《混凝土高规》第10.2.1条所说的转换构件中,包括转换梁,转换梁具有更确切的含义,包含了上部托柱和托墙的梁,因此,传统意义上的框支梁仅是转换梁中的一种。

单从《混凝土高规》第10.2.9条中提到的“梁上托柱”的规定,只能上说明在这里提到的两个各别规定上,“梁上托柱”的梁和传统的“框支梁”均有要求。实际上,从《混凝土高规》第10.2节的许多规定上,已经明显区分了这两种梁所构成的转换层结构的不同要求,如第10.2.2条关于转换层设置位置的要求、10.2.5条关于提高抗震等级的要求、10.2.8条第2款关于纵向钢筋和腰筋的要求、第10.2.9条第2款和第4款的要求等。

托柱的梁一般受力也是比较大的,有时受力上成为空腹垳架的下弦,设计中应特别注意。因此,采用框支梁的某些构造要求是必要的,这在《混凝土高规》第10.2节已有反映。

47.结构中仅个别楼层有错层构件,或错层搂板标高差不超过对应位置的梁截面高度时,是否算《混凝土高规》的错层结构?

关于错层结构的定义,目前没有一致的意见,主要因为实际结构中错层的类型太多、太复杂。

楼板相错高度不超过梁截面高度时,可不作为错层结构;至于住宅中个别位置楼板跃层等错层情况,比较复杂,应根据实际情况个别判断。但是,即便不作为《混凝土高规》的错层结构(主要是最大适用高度限制上),在一些关键部位仍应采取必要的加强措施,例如错层部位的框架柱和剪力墙宜符合《混凝土高规》第10.4.4和10.4.5条的要求。

48.《混凝土高规》附录E.0.2条中,两种刚度比控制不容易统一,特别是当底层层高较大时,如果楼层侧向刚度比满足“不应小于相邻上部楼层侧向刚度的60%”时,等效侧向刚度则下部还大于上部,很难接近1,如何解决?

高层建筑中,关于结构侧向刚度有多种不同的含义,因此,刚度比计算结果不相同是可能的。

《混凝土高规》附录E.0.2条规定的等效侧向刚度比是反映整个转换层以下结构(多于

一层)与上部相同(或相近)高度剪力墙结构的刚度关系;一、二层转换层时要求转换层下层与上层楼层侧向刚度(V/△u)之比不小于0.5,三层及三层以上时不小于0.6,反映的是转换层上、下层之间的侧向刚度关系。二者定义和算法不同,需同时满足。

不大于1.3即可,若小于1.0,一般情况下更有利于结抗震设计时,等效侧向刚度比

e

构抗震。规程中的“宜接近于1”,主要指不要大于1太多。

49.A级高度乙类建筑,8度设防,转换层位置设在3层,按《混凝土高规》第4.8.1条规定其抗震措施应提高一度采用,单在表4.8.2中无法查到抗震等级;按《混凝土高规》第10.2.5条规定,其框支层、剪力墙底部加强部位的抗震等级尚宜按规程表4.8.2的规定提高一级采用。如何确定其抗震等级?

对该工程,《混凝土高规》表4.8.2中没有9度时的抗震等级规定,因此作为带转换层的乙类建筑,其抗震等级不能直接查取,应具体研究确定。按《混凝土高规》第10.2.5条规定,部分框支剪力墙结构的转换层在第3层时,其抗震等级尚应按表4.8.2的规定提高一级采用,一级提高到特一级,已经为特一级的可不再提高。

根据规范精神,建议该工程框支柱和底部加强部位的剪力墙的抗震等级取特一级,并适当提高抗震构造措施;上部剪力墙抗震等级取一级。

50.转换层以下落地剪力墙往往带端柱(边框柱),要否按第8.2.2条将框支梁或框架梁在墙内拉通或设暗梁?落地墙端柱是否按独立框支柱要求设计?

按《混凝土高规》第8.2.2条规定,此种情况的框架梁或框支梁应在与之重合的墙内拉通,或至少设置暗梁。当落地剪力墙的端柱同时承托转换构件时,其在剪力墙平面内的有关内力调整可不按框支柱的规定执行,但有关构造要求应符合框支柱的规定。

51.第10.2.22条厚板总配筋率不宜小于0.6%,如何在板底面和顶面分配?

如果是构造配筋,则板顶面和底面每个方向的最小构造配筋率可分别取0.3%。

52.框支层在±0.0(框支结构在地下室)如何执行《混凝土高规》?

当结构的嵌固部位在±0.0时,地下一层的框支柱和转换构件仍应执行《混凝土高规》的有关规定;地下一层以下的框支柱的轴压比可按普通框架柱的要求设计,但其截面、混凝土强度等级和配筋设计结果不宜小于其上面对应的柱。

53.当框支层同时含有框支柱和框架柱时,如何执行《混凝土高规》第10.2.7条的框架剪力调整要求?

首先应按第8.1.4条框架-剪力墙结构的要求进行地震剪力调整,然后再按第10.2.7

条的规定复核框支柱的剪力要求。

54.《混凝土高规》第10.3.3条、10.4.4条、10.5.5条均有抗震等级提高一级的要求,柱轴压比限值按提高前还是提高后的抗震等级确定?

这三条均属于复杂结构关键部位的要求,因此,验算柱轴压比限值时,应按提高后的抗震等级确定。

55.地下室连为整体、地上分为若干独立结构时,是否必须执行《混凝土高规》10.6节的规定?

这种情况,一般不属于《混凝土高规》10.6节规定的多塔楼结构,因此不必执行《混凝土高规》10.6节的有关规定,但地下室顶板设计应符合《混凝土高规》第4.5.5条的相关规定。

56.第12.2.4条“钢筋间距不应小于150mm,宜为200~300mm”,钢筋间距取100~150mm 是否允许?

《混凝土高规》第12.2.4条的规定,主要考虑到高层建筑的筏形基础的板厚一般较厚,配筋直径较大,为便于混凝土施工和保证混凝土质量而作出的。对于钢筋直径较小的情况,在不妨碍施工和保证混凝土质量的前提下,钢筋间距小于150mm是允许的,但一般不小于100mm。这种情况,将局部修订或规程的下一版修订中加以考虑。

《建筑抗震设计规范 GB 50011》答疑

中国建筑科学研究院王亚勇戴国莹编

1 管理问题

1.1 执行GB 50011-2001抗震规范时,若发现某些条款与以前颂布的国家标准或行业标准规定不一致时如何解决?

根据标准化法,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,应按最新颂布的国家标准执行。

1.2 GB 50011规范附录A中某些地区的设计基本地震加速度与89规范中抗震设防烈度所对应的加速度值不同,实际使用时应如何操作?

依据国家质量技术监督局GB50011年2月2日发布的国家标准《中国地震动参数区划图》(GB18306-GB50011)自GB50011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GB50011年8月1日起应按变化后的加速度值进行抗震设防。

1.3 已按89规范进行设计,因种种原因目前尚未施工的工程,施工前是否应按GB50011规范重新修改设计图纸然后施工?

按建设部2002年8月12日建标[2002]212号文件“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”要求,新规范实施日期前的在施工程,执行新版规范有困难时,可按照旧规范执行。新版规范实施日期至2003年1月1日前的在施工程,原则上应按照新规范执行,而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而尚未开工的工程,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。

1.4 设计基准期和设计使用年限有何差别,在设计文件中应如何表述?

按国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001总则的有关规定,我国的建筑结构、结构构件及地基基础的设计规范、规程所采用的设计基准期为50年。同时,根据建筑物的使用要求何重要性,设计使用年限分别采用5年、25年、50年和100年。

所谓设计基准期,是为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数,它不等同于设计使用年限。建筑结构设计所考虑的荷载统计参数,都是按设计基准期为50

年确定的,如设计时所采用其他设计基准期,则必须另行确定在该基准期内最大荷载的概率分布及相应的统计参数。

所谓设计使用年限,是借鉴了国际标准ISO2394:1998提出的,又称为服役期、服务期等。设计使用年限是设计时选定的一个时期,在这一给定的时期内,房屋建筑只需进行正常的维护而不需进行大修就能按预期目的使用,完成预定的功能。设计使用年限是《建筑工程质量管理条例》对房屋建筑的地基基础工程和主体结构工程规定的最低保修期限“合理使用年限”的具体化。结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠度,满足安全性、适用性和耐久性的要求。结构可靠度是对结构可靠性的定量描述,即结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。

可见,设计基准期是一个基准参数,它的确定不仅涉及可变作用(荷载),还涉及材料性能,是在对大量实测数据进行统计的基础上提出来的,一般情况下不能随意更改。例如我国规范所采用的设计地震动参数(包括反映谱和地震最大加速度)的基准期为50年,如果要求采用基准期为100年的设计地震动参数,则不但要对地震动的概率分布进行专门研究,还要对建筑材料乃至设备的性能参数进行专门的统计研究。

对于普通房屋和构筑物,在设计文件的总说明中应明确结构(含基础)的设计使用年限为50年;纪念性建筑和特别重要的建筑结构应为100年。设计文件中,不需要给出设计基准期。

1.5 对于设计使用年限为100年及以上的丙类建筑,抗震设防烈度和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的含义。

建筑寿命指投入使用的总时间,即从建造开始直到建筑毁坏和丧失使用功能的全部时间。

设计使用年限指设计规定的结构和结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的年限,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,仍可继续使用。因此,设计使用年限不同于建筑寿命。同一幢房屋建筑中,不同部分的设计使用年限可以不同,例如,外保温墙体、给排水管道、室内外装修、电气管道、结构和地基基础,可以又不同的设计使用年限。

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取值而选用的时间参数,它不同于建筑结构的设计使用年限,也不等同于建筑寿命。我国建筑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、材料强度等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钢筋保护层厚度等构件的有关参数的取值。

GB 50011-2001规范采用的三水准设防思想,即多遇地震、基本烈度地震和罕遇地震,

房屋建筑结构抗震设计论文

房屋建筑结构抗震设计 摘要:在城市建设中进行建筑结构设计时一定要考虑到建筑的抗震设计。为了使整个建筑工程真正达到能够减轻甚至避免地震灾害,做好抗震设计是最根本的措施。笔者根据有关资料以及实践经验的总结,对城市建设中建筑结构抗震设计问题进行了探讨。 关键词:房屋建筑;结构;抗震设计 abstract: the design of building structures in urban construction must take into account the seismic design of buildings. in order to really achieve the goal of reducing or even avoiding the earthquake disaster, good seismic design is the most fundamental measures. the author according to a summary of relevant information and practical experience of urban construction in seismic design problems were discussed. key words: housing construction; structure; seismic design 中图分类号:tu973+.31 文献标识码:a文章编号: 房屋建筑在城乡建设中分量很大,涉及广大人民群众生产生活的方方面面,是人民群众生产生活的主要场所。提高房屋抗震设计质量,重视房屋抗震设计中的环节,使地震对房屋的破坏降低到最低程度。对保护广大人民群众的生命财产安全是至关重要的。为了保证结构具有足够的抗震可靠性,使地震破坏降到最低限度,达到抗震设计中“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设防目标。在进

住宅小区建筑设计说明

第三部分规划专篇 一、基地现状 位于建邺区与鼓楼区交界处的xxxxxx,隶属建邺区兴隆街道,南临yyyyy,西靠wwwww。从应天大街高架俯视整个地块,破败的两三层平房和脏乱的生活环境,严重影响城市形象的提升。地块内违建密布,通道狭窄,采光、通风问题严重,防火更是存在严重隐患;同时居民区内人员流动性大,治安管理困难。目前地块已开始拆迁工作。 二、场地研究 本案为xxxx的一部分,距地铁二号线“集庆门大街站”仅900米,靠近南京最大120万平米城市综合体万达广场及白金级希尔顿大酒店,是南京新街口、龙江、河西CBD三重城市核心交集区位,是南京新江东中央活动区黄金核心区。区位条件优越,是一个真正适合人居的风水宝地。 本案由积贤街分为A、B两个地块(其中北侧地块为A地块,南侧地块为B地块),A、B地块西临乐山路,东临华山路,南侧与应天大街以一地块相隔,北临集庆门大街。A地块占地64162㎡,B地块占地21704㎡,总占地面积85866㎡。 地块东侧为集贤雅苑产权调换房项目,共四栋高层住宅,两层商业。地块北侧为苏宁开发的高档商品房小区睿城。B地块西侧为小学

用地,根据现有材料综合分析可得,A地块的东侧和南侧以及B地块东北角商业价值最大,转角可设置集中商业,业态考虑为净菜场和小型百货超市。从长远来看,集庆门大街和乐山路具备一定商业潜力。 三、功能定位与规划目标 规划力图提供一个高品质、安居化的居住环境,创造一个时尚、典雅的建筑群,提供多样化的住宅形式,并且最大限度的使起居室、卧室、观景阳台获得良好的日照,结合成本运用新技术,以打造“绿色、生态、宜居”为目标,极力营造一个具有深刻文化内涵,又充满时代气息的现代新概念居住家园。 四、规划依据 1、《中华人民共和国城乡规划法》 2、《城市居住区规划设计规范》 3、《住宅设计规范》 4、《江苏省城市规划管理技术规定》 5、《民用建筑设计通则》 6、《建筑设计防火规范》 7、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》 8、《汽车库建筑设计规范》 9、《托儿所、幼儿园建筑设计规范》 9、用地红线图

建筑结构抗震设计期末考试习题全集

建筑结构抗震设计期末考试习题全集 1、场地土的液化:饱和的粉土或砂土,在地震时由于颗粒之间的孔隙水不可压缩而无法排出,使得孔隙水压力增大,土体颗粒的有效垂直压应力减少,颗粒局部或全部处于悬浮状态,土体的抗剪强度接近于零,呈现出液态化的现象。 2、等效剪切波速:若计算深度范围内有多层土层,则根据计算深度范围内各土层剪切波速加权平均得到的土层剪切波速即为等效剪切波速。 3、地基土抗震承载力:地基土抗震承载力aE a a f f ζ=?,其中ζa 为地基土的抗震承载力调整系数,f a 为深宽修正后的地基承载力特征值。 4、场地覆盖层厚度:我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)定义:一般情况下,可取地面到剪切波速大于500m/s 的坚硬土层或岩层顶的距离。 5、砌体的抗震强度设计值:VE N V f f ?=,其中f v 为非抗震设计的砌体抗剪强度设计值,ζN 为砌体抗震抗剪强度的正应力影响系数。 6、剪压比:剪压比为c 0V/f bh ,是构件截面上平均剪力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值,用以反映构件截面上承受名义剪应力的大小。 7、地震波包括在地球内部传播的体波和只限于在地球表面传播的面波,其中体波包括 纵波(P )波和 横(S ) 波,而面波分为 瑞利 波和 勒夫 波,对建筑物和地表的破坏主要以 面 波为主。 8、场地类别根据 等效剪切波波速 和 场地覆土层厚度划分为IV 类。 9.在用底部剪力法计算多层结构的水平地震作用时,对于T 1>1.4T g 时,在 结构顶部 附加ΔF n ,其目的是 考虑 高振型 的影响。 10.《抗震规范》规定,对于烈度为8度和9度的大跨和 长悬臂 结构、烟囱和类似的高耸结构以及9度时的 高层建筑 等,应考虑竖向地震作用的影响。 11.钢筋混凝土房屋应根据烈度、 建筑物的类型 和 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。 12.多层砌体房屋的抗震设计中,在处理结构布置时,根据设防烈度限制房屋高宽比目的是 为了使多层砌体房屋有足够的稳定性和整体抗弯能力 ,根据房屋类别和设防烈度限制房屋抗震横墙间距的目的是 避免纵墙发生较大出平面弯曲变形,造成纵墙倒塌 。 13.用于计算框架结构水平地震作用的手算方法一般有 反弯点法 和 D 值法 。 14.在振型分解反应谱法中,根据统计和地震资料分析,对于各振型所产生的地震作用效应,可近似地采用 平方和开平方 的组合方法来确定。 15.为了减少判别场地土液化的勘察工作量,饱和沙土液化的判别可分为两步进行,即 初步判别 和 标准贯入试验 判别。 16.工程结构的抗震设计一般包括 结构抗震计算 、抗震概念设计 和抗震构造措施三个方面的内容。 17.《抗震规范》规定,建筑场地类别根据等效剪切波速和场地覆盖土层厚度双指标划分为4类。 18.一般情况下,场地的覆盖层厚度可取地面至土层的剪切波速大于 500m/s 的坚硬土层或岩石顶面的距离。 19.从地基变形方面考虑,地震作用下地基土的抗震承载力比地基土的静承载力 大。 20.地震时容易发生场地土液化的土是:处于地下水位以下的饱和砂土和粉土。 21.目前,求解结构地震反应的方法大致可分为两类:一类是拟静力方法,另一类为直接动力分析法。 22.对砌体结构房屋,楼层地震剪力在同一层墙体中的分配主要取决于楼盖的水平刚度和各墙体的侧移刚度。 23.用地震烈度来衡量一个地区地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度, 5级以上的地震称为

建筑结构抗震设计试卷及答案

土木与水利学院期末试卷(A) 考试科目:工程结构抗震设计20~20学年第一学期 题号一二三四五六合计题分20 20 48 12 100 得分 阅卷人 一、填空题:(20分,每空1分) 1.一般来说,某地点的地震烈度随震中距的增大而减小。 2.《建筑抗震设计规范》规定,根据建筑使用功能的重要性及设计工作寿命期的不同分为甲、乙、丙、丁四个抗震设防类别。3.《建筑抗震设计规范》规定,建筑场地类别根据等效剪切波速和场地覆盖土层厚度双指标划分为4类。 4.震害调查表明,凡建筑物的自振周期与场地土的卓越周期接近时,会导致建筑物发生类似共振的现象,震害有加重的趋势。 5.为了减少判别场地土液化的勘察工作量,饱和沙土液化的判别可分为两步进行,即初判法和标准贯入试验法判别。 6.地震系数k表示地面运动的最大加速度与重力加速度之比;动力系数 是单质点最大绝对加速度与地面最大加速度的比值。 7.《建筑抗震设计规范》根据房屋的设防烈度、结构类型和房屋高

度,分别采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算、构造措施要求。8.为了保证结构具有较大延性,我国规范通过采用强柱弱梁、强剪弱弯和强节点、强锚固的原则进行设计计算。 二、单项选择题:(20分,每题2分) 1.地震烈度主要根据下列哪些指标来评定( C )。 A.地震震源释放出的能量的大小 B.地震时地面运动速度和加速度的大小 C.地震时大多数房屋的震害程度、人的感觉以及其他现象 D.地震时震级大小、震源深度、震中距、该地区的土质条件和地形地貌 2.某一场地土的覆盖层厚度为80米,场地土的等效剪切波速为200m/s,则该场地的场地类别为( C )。 A.Ⅰ类 B.Ⅱ类 C.Ⅲ类 D.Ⅳ类3.描述地震动特性的要素有三个,下列哪项不属于地震动三要素( D )。 A.加速度峰值 B.地震动所包含的主要周期 C.地震持续时间 D. 地震烈度 4.关于地基土的液化,下列哪句话是错误的( A )。 A.饱和的砂土比饱和的粉土更不容易液化 B.土中粘粒含量越高,抗液化能力越强 C.土的相对密度越大,越不容易液化, D.地下水位越低,越不容易液化 5.根据《规范》规定,下列哪些建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算( D )。 A.砌体房屋

房屋建筑结构抗震设计要求分析

房屋建筑结构抗震设计要求分析 发表时间:2016-04-14T09:29:55.653Z 来源:《工程建设标准化》2015年12月供稿作者:孙虎翼 [导读] 吉林市建筑设计院有限责任公司必须要在设计过程中做好抗震设计,提高房屋建筑的使用安全性。 (吉林市建筑设计院有限责任公司,吉林,132011) 【摘要】本文主要围绕着房屋建筑结构抗震设计的抗震问题进行分析,论述了房屋建筑结构抗震设计的要求,并分析了应该采取何种方式来提高房屋建筑的抗震设计水平。以期提高房屋建筑结构的抗震性能。 【关键词】房屋建筑结构;抗震设计 一、前言 对于房屋建筑来说,抗震设计是其中的一个重要的设计工作,这关乎房屋建筑能否具有较好的抗震性能,必须要在设计过程中做好抗震设计,提高房屋建筑的使用安全性。 二、抗震概念设计 1.场地和地基选择 选择建筑场地时,应根据工程的需要,掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料,对抗震有利、不利和危险的地段做出综合评价。 2.注意减轻结构自重 地基压缩变形大小与上部荷载值成正比。所以,减轻结构自重是降低基底附加应力,减少沉降的有效措施,对于基础,可以选用自重轻,覆土少的基础形式,如宽基浅埋,空心基础,薄壳基础甚至箱形基础,设置地下室、半地下室等。对于上部结构,可以选用预应力、轻钢结构和单位容重小的轻质墙体材料,以减轻对地基的压力,减少地基沉降。 3.建筑设计和建筑结构的规则性 建筑的平面布置和抗侧力结构的平面布置宜规则、对称,平面形状应该具有良好的整体作用。建筑平面避免过大的凹凸,避免开大洞造成的楼板局部不连续;结构的侧向刚度宜均匀变化,墙体沿竖向布置上下应连续,避免刚度突变;竖向抗侧力结构的截面和材料强度等级自下而上宜逐渐减小,避免抗侧力构件的承载力突变。体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构,按实际需要在适当部位设置防震缝,形成多个较规则的结构单元。 三、房屋建筑抗震的结构要求 1、墙体砌筑的抗震要求 (一)墙体拉结筋的施工要求 拉结筋是墙体与框架结构联系的纽带,比较常用的设置方法有预留法和后植法,这两种方法都还存在一定局限,在不同程度上存在施工隐患。在施工中适合采用框架结构中预埋短筋,墙体砌筑时进行焊接延长的方法,墙体拉结筋的焊接应保证焊接质量和搭接长度的要求。 (二)墙体砌筑材料的施工要求 砌体工程施工前应做好排砖工作,砖的组砌方式直接影响到墙体整体高度。在墙体砌筑中应使用实心砖铺底,高度为三皮砖,可以较好的控制标高、轴线提高整体的强度。不同砌筑块之间合理考虑组砌方式,以保证墙体的整体砌筑质量。 (三)墙体砌筑砂浆的施工要求 1、墙体砌筑砂浆是保证墙体整体牢固性的关键组成部分。墙体砌筑施工过程中,及时调整砂浆的用水量,并对其他材料严格按照配比单进行计量。墙体砌筑时,对砂浆饱满度和灰缝宽度进行检查,必须保证水平缝砂浆的饱满度。 2、框架结构的抗震要求 框架结构是以框架梁、柱为主要承重构件,后砌填充墙的房屋建筑结构形式。框架结构的抗震薄弱环节主要在梁柱节点机钢筋施工质量方面。框架结构纵向抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25,且不能用强度等级较高的钢筋代替原设计中钢筋。钢筋接头宜采用焊接,并不宜设置在梁端、柱端的箍筋加密区内,同一构件内接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋纵截面面积的一半以下。 四、房屋建筑结构抗震设计中存在的问题 1、框架房屋设计中存在的问题 (一)在平坦的表面上,在横向刚性的结构,为改变其分布,改变地震内力的分布状态,导致改变结构层的变化,使得在垂直方向上出现薄弱层,对房屋结构造成危害。 (二)对主体地震的分析变得困难,不容易选择合适的地震分析模型,以准确估计地震响并作出处理,按照我国通用的建筑规范,处理填充墙对结构侧向刚度贡献时,被认为是减少振动自然周期的行为,扩大作为一个整体考虑,而不考虑在地震作用下平面和垂直填充墙布局结构是否合理。 (三)填充墙设计的不合理,对建筑的主体造成了影响,容易产生安全的隐患,对抗震、防震更是有百害而无一利,这都是设计中存在的比较突出的问题。 (四)框架结构的任意楼层不可避免存的在一定数量的填充墙,在正常情况下框架柱填充墙容易产生裂缝。为了避免更大的损害,必须对检查层的位移漂移角度进行限制,必须考虑填充墙的非结构构件裂缝的允许程度。不同的材料组成的目标间隙的填充墙框架梁,其变形有一定的差异。 2、砌体房屋设计中存在的问题 (一)城市住宅砖房建设中,房屋超高或超层时有发生,尤其是现代的建筑层数越来越高,底层建有商场的大型的场所,都对方阵设计造成了难题。

建筑设计说明书

1.建筑设计 1.1工程概况 1.1.1工程概况 1. 工程名称:咸阳渭新有限公司科研办公楼。 2. 建设单位:咸阳渭新有限公司。 3. 建设场地:拟建场区位于咸阳市渭河以南陈阳寨村村西,河堤路南侧的咸阳恒运房地产开发有限公司新征地院内北部,室外地坪设计标高为455.50m。场地平面见附录1。 4. 建设规模:总建筑面积7000平方米。具体要求见附录2。 1.1.2原始设计资料 (一)气象条件 1. 冬季采暖室外计算温度-5°C。 2. 主导风向:东北。基本风压0.35kN/m2。 3. 基本雪压:0.25kN/m2。 4. 年降雨量:591.1mm;日最大降雨量:92.3mm;时最大降雨量:56mm;雨季集中在9、10月份。 5. 土壤最大冻结深度450mm。 (二)工程地质条件 1. 场地为非自重湿陷性黄土场地,地基湿陷等级为Ⅱ级(中等); 2. 修正后的地基承载力特征值为160 kN/m2; 3. 抗震设防烈度为8度,场地类别为Ⅲ类; 4. 稳定水位深度为11.80~12.00m,场地地下水位年变化幅度约为1.0~2.0m。水质对混凝土结构无腐蚀作用,在干湿交替的条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀作用。

5. 场地20.0m深度范围内未见可液化土层,可不考虑地震液化问题。 (三)施工条件 建筑材料,根据建筑空间结合的特点,选择合理的结构、施工方案,使房屋坚固耐久、建造方便;(3)具有良好的经济效果;(4)建筑物是社会的物质和文化财富,它在满足使用要求的同时,还需要满足人们对建筑物在美观方面的要求,考虑建筑物所赋予人们在精神上的感受。(5)建筑物还要满足总体规划的要求,任何一个单体建筑都是存在于一个总体的规划之中,哪怕单体再漂亮、美观,而与周围的环境不协调、同意,我们都可以说这是一个失

提高建筑结构抗震设计的措施

提高建筑结构抗震性能的措施 摘要:随着社会的发展和科学技术的进步,建筑抗震设防已是工程结构设计面临的迫切任务,建筑结构设计人员为防止、减少地震给建筑造成的危害,就需要分析研究如何合理地提高结构的抗震性能。从目前抗震设计现状出发,找出结构安全与经济合理的最佳结合点,找出合理有效的抗震设计方法。 一、建筑结构抗震性能的影响因素 1.1 建造场地的选址不正确 当建筑物的建造场地在软土、液化土等土壤分布不均等 场地时,在地震发生时可能会导致建筑物的崩塌和下陷,这是由于地基内土壤存在软弱粘性的土壤和不均匀的土层造成的,特别是在填土的区域,特别是在建筑物建设时如果无法避开土地和地形地势的影响,应该对地基进行加固处理和建筑结构的合理设计。 1.2 建筑物结构设计不科学 当发生较大的地震灾害时,建筑结构的延性能力的性能十分重要,某种程度上来说,建筑结构构件的延性能力能够产生更大的抗震能力。建筑结构的延性能力主要是通过破坏部分次要的建筑构件来减轻地震对整个建筑结构所造成的破坏,达到对建筑物整体的保护作用。延性构件能够很好的在地震发生时产生非弹性的形变,最大限度地将地震能力转移至自身,其抗震性能和产生的作用甚至高于建筑结构的抗震强度,但是在对于建筑延性构件的设计上往往存在很多的问题。在地震灾害发生时,以钢筋混凝土为主的框架梁往往会最先出现形变,在对建筑起支撑作用的支柱变形出现稍晚。如果在延性框架上的设计缺乏合理,没有正确的选择一个可以受到强力作用的形变构件,建筑结构延性构件还没有发挥其延性就遭到破坏,没有一定的消耗地震发生对建筑结构产生的破坏力,那么就无法保证框架的对地震能量的消耗,从而对建筑结构造成破坏。

房屋设计说明

《房屋建筑学》课程设计说明书 设计者:李荧 班级:资环101 学号:1001300025 指导老师:马彩祝

1. 项目简介: 建筑位于一个山清水秀的小城镇,依山傍水,空气清新,风景优美。距离207国道仅五分钟车程,乡村公路四通八达,私家车可通达门口,交通较为便利。建筑占地面积达300平方米,前有空旷的活动空地100平方米,后有1亩的果园。空地下面更有0.1亩的菜地及40平方米的架空层。架空层可饲养鸡鸭鹅猪牛羊等家禽,同时也可以存放一些农具等。菜地旁边是一个18平方米的鱼塘,鱼塘旁边种植一些鱼吃的植物。建筑的东边生长着一片四季常青的竹林,具有很高的观赏性。 建筑总体布局为一个回字形,中间是48m2的天井,北边为两层高的砖结构和双坡屋顶的建筑,一楼中间为客厅和楼梯间,两边对称分别分布两间卧室,二楼布局与一楼一致。东西及南面是一层高的砖结构平楼顶建筑,东边为卫生间及厨房,西边是卫生间及开口活动室,南面是门厅和四个面积相等的房间。从东往西分别为餐厅、谷物间、工具房、杂物间,满足各式各样的需求。 建筑的总体布局及内部空间格局方正,而且整体风格开放大方,具有古典色彩,故取名“大方之家”。 2.项目概况 建筑名称:大方之家 建筑地点:广东省信宜市朱砂镇三南管理区 建筑面积:431.2m2 建设用时:一年 结构形式:本工程主体为砖墙结构 立面设计:此建筑采用对称式布局,建筑有明显的中轴线。建筑主体为白色。剖面设计:主体一层层高南东北分别为3米、2.7米、3米,二层建筑为3.5米。 节点设计: 1)外墙:采用240毫米厚轻集料混凝土小型空心砌块砌筑。 2)内墙:采用与外墙同样的材料 3)防水、防潮工程:卫生间25mm后水泥砂浆垫层,垫层上铺复合防水卷材一层。墙身防潮层设在室内地面下60mm处。 4)墙面工程:北屋面为双坡面黑瓦屋顶。东西南的屋面为平屋面,屋面设施基座与结构层相连时,卷材防水层应包裹设施基座的上部,并在地 脚螺栓周围做密封处理。屋顶不设保温层。

建筑结构设计中抗震结构设计问题及策略

建筑结构设计中抗震结构设计问题及策略 发表时间:2019-07-30T10:44:24.417Z 来源:《防护工程》2019年8期作者: 1.芦凯鹏 2.甄慧君 [导读] 地震具有超强的破坏力,属于难以精确化预测的地质灾害,会对广大民众人身财产安全构成较大威胁。 1.河南省医药设计院有限公司河南省郑州市 450000; 2.中化岩土集团股份有限公司北京市 102600 摘要:地震具有超强的破坏力,属于难以精确化预测的地质灾害,会对广大民众人身财产安全构成较大威胁。所以目前在建筑结构设计中强化抗震设计至关重要。但由于受到技术水平以及多项影响要素限制,我国在抗震结构设计中仍旧存在较多问题,当前需要进行深入探究。文章结合案例对建筑结构设计中抗震结构设计问题进行分析,拟定应对策略,提升抗震结构设计成效。 关键词:建筑结构设计;抗震结构设计;问题;策略 引言 随着人们生活水平的提高,对于生活质量的要求也有了很大的增长,在开展建筑结构设计的过程中,必须要满足人们的个性化要求之外,最为重要的就是安全问题,而抗震设计在建筑结构中是非常重要的组成部分,直接关系到整个建筑的安全性。因为我国有广阔的领土面积,很多地区属于高发地震带,对该地区的建筑开展抗震设计具有非常重要的现实意义。 1抗震设计的重要性 自我国改革开放以来,人们的生活水平有了很大的提高,但是对生态环境造成了极大的破坏,出现地震灾害的情况越发普遍,给建筑结构的伤害是非常大的,直接危害到人们的生命安全。近些年,地震出现的次数越来越频繁,给人们的生命健康带来极大的威胁,如汶川地震、唐山大地震、玉树地震等,几十万人永远失去了生命,给人们的教训是非常惨痛的。随着我国社会经济的飞速发展,大量的农村人口涌向城市,城乡一体化越来越深入,高层建筑已经成了非常常见的建筑物,如果发生地震,造成的伤害是无法估量的。基于这一情况,对抗震设计加强重视,已经成了设计建筑结构非常重要的内容之一。 随着地震的破坏力越来越大,人们也充分认识到了地震预测的重要性,但是因为受到科技的限制,对于地震的预测技术还存在很多的缺陷,无法准确预测地震发生的地点、时间,无法提前做好防护工作。这就需要对建筑物的抗震设计加强重视,在发生地震的时候,尽可能减少建筑物倒塌的时间为人们的逃生提供时间,已经成了现在建设的重点内容。在开展建筑结构设计的时候融入抗震设计,不但可以确保建筑的稳定性,也有效保障了建筑工程的寿命和质量。在发生地震的时候,如果建筑物的抗震能力比较强,就可以有效确保人们的生命安全。此外,在开展抗震设计的时候,设计人员一定要对建筑的实际用途及位置充分了解,确保设计的抗震方案与实际情况相符。如图1所示为设计的汤加社保局办公大楼,结构主体为钢筋混凝土框架结构,屋面为钢结构屋架,具有非常强大的抗震性能。 2抗震结构设计问题分析 2.1抗震设计验证不全面 在建筑结构抗震设计中开展各项检验措施对提升抗震性能具有重要作用,当前可以应用不同的检验方式,比如地震发生之后结合建筑受损程度进行检验。构建抗震模型进行动态化模拟试验。建筑自身结构组成庞大,要想对其进行抗震试验基本上是不可能的。所以当前可以借助结构模型进行试验,通过模型能够大致判断当建筑受到地震影响之后会发生何种的反应。但是当前各类试验预测技术应用不全面,对抗震设计实际成效验证会产生较大限制性。 2.2建筑结构合理性有待提升 建筑结构抗震设计情况对建筑物整体安全性会产生较大影响,目前在诸多建筑项目结构设计中,大多数设计人员均能对抗震设计相关内容进行分析,但是由于受到不同影响要素限制,设计出的结构与实际应用之间存在一定差异,会导致资源大量浪费,也未能获取有效的抗震效果。强化抗震设计主要是为了全面提升建筑物整体稳定性、安全性,所以要想更好地实现设计目标,需要对建筑物地理要素以及实际情况进行分析,拟定切实可行的建筑设计方案,提升建筑物基本抗震性能。 3改善对策 3.1明确建筑结构设计准则 首先,在开展建筑工程设计时,设计人员应严格遵循建筑结构设计中的抗震设计规范与设计原则,结合设计经验与建筑工程施工标准、建筑结构实际需求进行科学、规范、标准的设计。其次,在结合建筑设计理念的基础上,对建筑场地进行勘察、分析、整理和选择,即设计人员尽可能选择符合建筑施工要求的场所开展建筑工程项目并进行建筑结构设计,避免山体滑坡、泥石流等地震危害地段作为建筑场地,并有效保障建筑工程地基的承载力,从而提升建筑结构的抗震性。此外,设计人员在抗震设计过程中,应保障建筑结构的多级化抗

住宅建筑设计方案说明

江南水都四期 方案设计 工程编号: 院长: 总建筑师: 总工程师: 项目主持人: 建筑工程设计资格证书2019年12月3日工程负责人:梁章旋 建筑专业:专业负责人: 审核人: 结构专业:专业负责人: 审核人: 给排水专业:专业负责人: 审核人: 电气专业:专业负责人: 审核人: 暖通专业:专业负责人: 审核人:

目录 第一章工程概况 第二章总体规划 第三章建筑设计 第四章结构设计 第五章给排水设计 第六章暖通设计 第七章电气设计 第八章防火设计专篇 第九章人防设计专篇 第十章环保设计专篇 第十一章卫生防疫 第十二章劳动保护 第十三章环卫设计 第十四章安全防卫 第十五章无障碍设计 第十六章建筑节能设计专篇 第一章工程概况 一、设计依据: 1. 公司提供的设计委托书及方案设计要求。 2.福州市城乡规划局批复的总体规划设计方案。 3.《建筑设计防火规范》(GBJ16-8)。 4.《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)。 5.《城市居住区规划设计规范》(GB50180-93)。 6.《住宅设计规范》(GB50096-1999)。 7.《汽车库建筑设计规范》(JGJ100-98)。 8.《人民防空地下室设计规范》(GB50038-94)。 9.《居住建筑节能设计标准实施细则》(DBJ13-62-2004) 10.《城市规划管理技术规定》 11.其它相关建筑设计规范。 二、基地概况:

三、建设内容与规模: 本项目局部设地下一层车库,地上共有13栋18层住宅,2栋11层住宅,19栋9层住宅,沿街设一层店面,区内结合住宅底层配有居委会、文化活动中心、诊所、物业管理用房、公厕等配套设施。 四、主要技术经济指标: 实际用地面积:121890平方米 计容积率面积:287600平方米 其中:住宅:275794.5平方米 商店:8300平方米 居委会、文化活动中心等配套设施及架空停车(2.5米以上):3505.8平方米 地下室建筑面积:37723.8平方米 建筑占地面积:27505.6平方米 建筑密度:22.6% 容积率: 2.36 绿地率:30.16% 户数:2382户 机动车位1088部其中:地下机动车位:861部 地上机动车位:227部 其中户型面积大于120平方米所占车位1172X0.6=703部 户型面积小于120平方米所占车位1210X0.3=363部 商业部分停车位8300X0.2/100=17部 公共停车位:100部 非机动车位:4090部 其中:地下非机动车位:2080部 地上架空非机动车位:1090部 地面非机动车位:920部 其中户型面积大于120平方米所占车位1172X1=1172部 户型面积小于120平方米所占车位1210X2=2420部 商业部分停车位8300X6/100=498部 五、设计概念: 1. 本项目开发定位为高尚住宅小区,力求营造一个居住舒适,风格独特的生态型亲水社区。

建筑结构抗震设计复习题

建筑结构抗震设计复习题 1、影响土层液化的主要因素是什么? 影响土层液化的主要因素有:地质年代,土层中土的粘性颗粒含量,上方覆盖的非液化土层的厚度,地下水位深度,土的密实度,地震震级和烈度。土层液化的三要素是:粉砂土,饱和水,振动强度。因此,土层中粘粒度愈细、愈深,地下水位愈高,地震烈度愈高,土层越容易液化。 2、什么是地震反应谱?什么是设计反应谱?它们有何关系? 单自由度弹性体系的地震最大加速度反应与其自振周期的关系曲线叫地震(加速度)反应谱,以S a(T)表示。设计反应谱:考虑了不同结构阻尼、各类场地等因素对地震反应谱的影响,而专门研究可供结构抗震设计的反应谱,常以a(T),两者的关系为a(T)= S a(T)/g 3、什么是时程分析?时程分析怎么选用地震波? 选用地震加速度记录曲线,直接输入到设计的结构,然后对结构的运动平衡方程进行数值积分,求得结构在整个时程范围内的地震反应。应选择与计算结构场地相一致、地震烈度相一致的地震动记录或人工波,至少2条实际强震记录和一条人工模拟的加速度时程曲线 5、抗震设计为什么要尽量满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”的原则?如何满足这些原则? “强柱弱梁”可有效的防止柱铰破坏机制的出现,保证结构在强震作用下不会整体倒塌;“强剪弱弯”可有效防止脆性破坏的发生,使结构具有良好的耗能能力;“强节点弱构件”,节点是梁与柱构成整体结构的基础,在任何情况下都应使节点的刚度和强度大于构件的刚度和强度。 6、什么是震级?什么是地震烈度?如何评定震级和烈度的大小? 震级是表示地震本身大小的等级,它以地震释放的能量为尺度,根据地震仪记录到的地震波来确定 地震烈度是指某地区地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度,它是按地震造成的后果分类的。 震级的大小一般用里氏震级表达 地震烈度是根据地震烈度表,即地震时人的感觉、器物的反应、建筑物破坏和地表现象划分的。 7、简述底部剪力法的适用范围,计算中如何鞭稍效应。 适用范围:高度不超过40米,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法计算。 为考虑鞭稍效应,抗震规范规定:采用底部剪力法计算时,对突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应,宜乘以增大系数3,此增大部分不应往下传递,但与该突出部分相连的构件应予以计入。 9、什么是动力系数、地震系数和水平地震影响系数?三者之间有何关系? 动力系数是单质点弹性体系的最大绝对加速度反应与地震地面运动最大加速度的比值 地震系数是地震地面运动最大加速度与重力加速度的比值 水平地震影响系数是单质点弹性体系的最大绝对加速度反应与重力加速度的比值 水平地震影响系数是地震系数与动力系数的乘积 10、多层砌体房屋中,为什么楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处? 楼梯间横墙间距较小,水平方向刚度相对较大,承担的地震作用亦较大,而楼梯间墙体的横向支承少,受到地震作用时墙体最易破坏2)房屋端部和转角处,由于刚度较大以及在地震时的扭转作用,地震反应明显增大,受力复杂,应力比较集中;另外房屋端部和转角处所受房屋的整体约束作用相对较弱,楼梯间布置于此,约束更差,抗震能力降低,墙体的破坏更为严重 11、试述纵波和横波的传播特点及对地面运动的影响? 纵波在传播过程中,其介质质点的振动方向与波的传播方向一致,是压缩波,传播速度快,周期较短,振幅较小;将使建筑物产生上下颠簸;(横波在传播过程中,其介质质点的振动方向与波的传播方向垂直,是剪切波,传播速度比纵波要慢一些,周期较长,振幅较大;将使建筑物产生水平摇晃 14为什么要限制多层砌体房屋抗震横墙间距? (1)横墙间距过大,会使横墙抗震能力减弱,横墙间距应能满足抗震承载力的要求。)2)横墙间距过大,会使纵墙侧向支撑减少,房屋整体性降低(3)横墙间距过大,会使楼盖水平刚度不足而发生过大的平面内变形,从而不能有效地将水平地震作用均匀传递给各抗侧力构件,这将使纵墙先发生出平面的过大弯曲变形而导致破坏,即横墙间距应能保证楼盖传递水平地震作用所需的刚度要求。 16.地震作用和一般静荷载有何不同?计算地震作用的方法可分为哪几类? 不同:地震作用不确定性,不可预知,短时间的动力作用,具有选择性,累积性,重复性。方法:拟静力法,时程分析法,反应谱法,振型分解法。 17.什么是鞭端效应,设计时如何考虑这种效应? 答:地震作用下突出建筑物屋面的附属小建筑物,由于质量和刚度的突然变小,受高振型影响较大,震害较为严重,这种现象称为鞭端效应;设计时对突出屋面的小建筑物的地震作用效应乘以放大系数3,但此放大系数不往下传。 18.强柱弱梁、强剪弱弯的实质是什么?如何通过截面抗震验算来实现? 答:(1)使梁端先于柱端产生塑性铰,控制构件破坏的先后顺序,形成合理的破坏机制 (2)防止梁、柱端先发生脆性的剪切破坏,以保证塑性铰有足够的变形能力 在截面抗震验算中,为保证强柱弱梁,《建筑抗震设计规范》规定:

建筑设计总说明

建筑设计总说明 1.工程设计主要依据 (1)工程建设标准强制性条文房屋建筑部分 2013年版 (2)房屋建筑制图统一标准 GB/T 50001-2010 (3)建筑模数协调统一标准 GBJ 2-86 (4)民用建筑设计通则 GB 50352-2005 (5)建筑设计防火规范 GB50016-2006 (6)建筑采光设计标准 GB/T 50033-2001 二、工程概况 本次毕业设计是武昌首义大学教学楼设计,本项目是6层的现浇钢筋混凝土框架结构体系,占地面积约为976.7平方米,总建筑面积约为5860平方米。教学楼平面尺寸是19.2m×50m。每层楼的设计高度是3.8m,采用独立基础,室内地坪为±0.000m,室内外高差为0.45m.框架梁,柱,楼面,屋面板均为现浇。 三、设计标高 1、本工程设计标高±0.000相当绝对标高22.450m. 2、各层标注标高为建筑完成面标高,屋面标高为结构面标高。 3、本工程标高以米为单位,总平面尺寸以米为单位,其它尺寸以毫米为单位。 四、墙体工程 1外墙和内墙的墙皮距轴线距离见平面图; 2外墙是240mm厚灰沙砖,其他所有墙体都是240mm厚的蒸压粉煤灰加气混凝土砌块;3门窗洞口或较大的预留洞口均设过梁,具体位置及构造做法见结施; 4墙体防潮层:在室外地坪下60处做20厚1:2水泥砂浆防潮层,如埋土侧为室外,应刷1.5厚聚氨酯防水涂料(或其他防潮材料); 5凡不同材料墙体连接处加钉200宽,0.8厚,孔眼宽9的钢板网以防抹灰开裂; 6卫生间等用水房间隔墙根浇筑150高C20素混凝土基座,宽度同墙厚。浇筑前楼板须清洗干净,使之与楼板严密。

建筑结构抗震设计(第三版)习题解答1-5章

第一章的习题答案 1.震级是衡量一次地震强弱程度(即所释放能量的大小)的指标。地震烈 度是衡量一次地震时某地区地面震动强弱程度的尺度。震级大时,烈度就高;但某地区地震烈度同时还受震中距和地质条件的影响。 2.参见教材第10面。 3.大烈度地震是小概率事件,小烈度地震发生概率较高,可根据地震烈度 的超越概率确定小、中、大烈度地震;由统计关系:小震烈度=基本烈度-1.55度;大震烈度=基本烈度+1.00度。 4.概念设计为结构抗震设计提出应注意的基本原则,具有指导性的意义; 抗震计算为结构或构件达到抗震目的提供具体数据和要求;构造措施从结构的整体性、锚固连接等方面保证抗震计算结果的有效性以及弥补部分情况无法进行正确、简洁计算的缺陷。 5.结构延性好意味可容许结构产生一定的弹塑性变形,通过结构一定程度 的弹塑性变形耗散地震能量,从而减小截面尺寸,降低造价;同时可避免产生结构的倒塌。 第二章的习题答案 1.地震波中与土层固有周期相一致或相近的波传至地面时,其振幅被放 大;与土层固有周期相差较大的波传至地面时,其振幅被衰减甚至完全过滤掉了。因此土层固有周期与地震动的卓越周期相近, 2.考虑材料的动力下的承载力大于静力下的承载力;材料在地震下地基承 载力的安全储备可低于一般情况下的安全储备,因此地基的抗震承载力高于静力承载力。 3.土层的地质年代;土体中的粘粒含量;地下水位;上覆非液化土层厚度; 地震的烈度和作用时间。 4.a 中软场地上的建筑物抗震性能比中硬场地上的建筑物抗震性能要差 (建筑物条件均同)。 b. 粉土中粘粒含量百分率愈大,则愈容易液化. c.液化指数越小,地震时地面喷水冒砂现象越轻微。 d.地基的抗震承载力为承受竖向荷载的能力。

建筑结构抗震设计课后习题答案

武汉理工大学《建筑结构抗震设计》复试 第1章绪论 1.震级和烈度有什么区别和联系? 震级是表示地震大小地一种度量,只跟地震释放能量地多少有关,而烈度则表示某一区域地地表和建筑物受一次地震影响地平均强烈地程度.烈度不仅跟震级有关,同时还跟震源深度.距离震中地远近以及地震波通过地介质条件等多种因素有关.一次地震只有一个震级,但不同地地点有不同地烈度. 2.如何考虑不同类型建筑地抗震设防? 规范将建筑物按其用途分为四类: 甲类(特殊设防类).乙类(重点设防类).丙类(标准设防类).丁类(适度设防类). 1 )标准设防类,应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用,达到在遭遇高于当地抗震设防烈度地预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全地严重破坏地抗震设防目标. 2 )重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度地要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高地要求采取抗震措施;地基基础地抗震措施,应符合有关规定.同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用. 3 )特殊设防类,应按高于本地区抗震设防烈度提高一度地要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高地要求采取抗震措施.同时,应按批准地地震安全性评价地结果且高于本地区抗震设防烈度地要求确定其地震作用. 4 )适度设防类,允许比本地区抗震设防烈度地要求适当降低其抗震措施,但抗震设防烈度为6度时不应降低.一般情况下,仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用. 3.怎样理解小震.中震与大震? 小震就是发生机会较多地地震,50年年限,被超越概率为63.2%; 中震,10%;大震是罕遇地地震,2%. 4.概念设计.抗震计算.构造措施三者之间地关系? 建筑抗震设计包括三个层次:概念设计.抗震计算.构造措施.概念设计在总体上把握抗震设计地基本原则;抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段;构造措施则可以在保证结构整体性.加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果地有效性.他们是一个不可割裂地整体. 5.试讨论结构延性与结构抗震地内在联系. 延性设计:通过适当控制结构物地刚度与强度,使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大地延性,从而可以通过塑性变形吸收更多地震输入能量,使结构物至少保证至少“坏而不倒”. 延性越好,抗震越好.在设计中,可以通过构造措施和耗能手段来增强结构与构件地延性,提高抗震性能. 第2章场地与地基 1.场地土地固有周期和地震动地卓越周期有何区别和联系? 由于地震动地周期成分很多,而仅与场地固有周期T接近地周期成分被较大地放大,因此场地固有周期T也将是地面运动地主要周期,称之为地震动地卓越周期. 2.为什么地基地抗震承载力大于静承载力? 地震作用下只考虑地基土地弹性变形而不考虑永久变形.地震作用仅是附加于原有静荷载上地一种动力作用,并且作用时间短,只能使土层产生弹性变形而来不及发生永久变形,其结果

(完整版)建筑结构抗震设计整理

《建筑结构抗震设计》期末考试复习题 一、名词解释 (1)地震波:地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量; (2)地震震级:表示地震本身大小的尺度,是按一次地震本身强弱程度而定的等级; (3)地震烈度:表示地震时一定地点地面振动强弱程度的尺度; (4)震中:震源在地表的投影; (5)震中距:地面某处至震中的水平距离; (6)震源:发生地震的地方; (7)震源深度:震源至地面的垂直距离; (8)极震区:震中附近的地面振动最剧烈,也是破坏最严重的地区; (9)等震线:地面上破坏程度相同或相近的点连成的曲线; (10)建筑场地:建造建筑物的地方,大体相当于一个厂区、居民小区或自然村; (11)沙土液化:处于地下水位以下的饱和砂土和粉土在地震时有变密的趋势,使孔隙水的压 力急剧上升,造成土颗粒局部或全部将处于悬浮状态,形成了犹如“液化”的现象,即称为 场地土达到液化状态; (12)结构的地震反应:地震引起的结构运动; (13)结构的地震作用效应:由地震动引起的结构瞬时内力、应力应变、位移变形及运动加速 度、速度等;(14)地震系数:地面运动最大加速度与重力加速度的比值; (15)动力系数:单质点体系最大绝对加速度与地面运动最大加速度的比值; (16)地震影响系数:地震系数与动力系数的乘积; (17)振型分解法:以结构的各阶振型为广义坐标分别求出对应的结构地震反应,然后将对应 于各阶振型的结构反应相组合,以确定结构地震内力和变形的方法,又称振型叠加法; (18)基本烈度:在设计基准期(我国取50年)内在一般场地条件下,可能遭遇超越概率(10%)的地震烈度。 (19)设防烈度:按国家规定权限批准的作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。 (20)罕遇烈度:50年期限内相应的超越概率2%~3%,即大震烈度的地震。 (21)设防烈度 (22)多道抗震防线:一个抗震结构体系,有若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的 结构构件连接起来协同作用; (24)鞭梢效应; (25)楼层屈服强度系数; (26)重力荷载代表值:建筑抗震设计用的重力性质的荷载,为结构构件的永久荷载(包括自 重)标准值和各种竖向可变荷载组合值之和; (27)等效总重力荷载代表值:单质点时为总重力荷载代表值,多质点时为总重力荷载代表值 的85%; (28)轴压比:名义轴向应力与混凝土抗压强度之比; (29)强柱弱梁:使框架结构塑性铰出现在梁端的设计要求;(30)非结构部件:指在结构分析 中不考虑承受重力荷载以及风、地震等侧向力的部件 二、简答题 1.抗震设防的目标是什么?实现此目标的设计方法是什么? 答:目标是对建筑结构应具有的抗震安全性能的总要求。我国《抗震规范》提出了三水准的

住宅建筑设计说明

设计说明书

一、项目概况 本工程位于唐河县星江路与拱文路交叉口的东北角,规划总用地13498.84平方米(约合20.25亩),周边配套设施齐全,交通便利。项目共分为三栋住宅楼,项目的实施对于改善本区环境品质、树立良好的区化形象具有重要的作用。 二、设计依据及设计原则 设计依据及参考资料 1、建设方提供1:1000地形图。 2、建设方提供的设计任务书。 3、唐河县规划局建设项目规划设计条件通知。 4、唐河县城市建设管理部门意见。 5、唐河县规划局规划定点图 6、《民用建筑设计通则》 7、《建筑防火设计规范》、《高层民用建筑设计防火规范》 8、《住宅设计规范》、《住宅建筑规范》 9、《河南省居住建筑节能设计标准》 三、规划设计 (一)区位分析 项目位于唐河县星江路与拱文路交叉口的东北角,,地块格局呈不规则形状,外部城市道路通畅,星江路作为唐河县城的一条重要南北向干道,其重要性日显突出,本地块是同时位于两条主干道的交叉口,未来拱文路的打通,势必带来这个区域的繁华,本项目的实施将给这一片区带来新的商机和亮点。 (二)规划定位 考虑到该项目在未来城市环境中位置重要,处于多维的景观视角焦点之上,两排建筑平行排列,产生了一个面向城市的开放空间,而居住

区主要入口在该地块的东北角位置设置,公寓入口在该地块的西南角位置设置。小区南侧为商业步行街和沿街景观,和城市景观共同塑造有节奏变化的景观效果。 (三)建设必要性 本项目区域位置优越,项目最大限度的综合利用室内外空间。创造优美的居住环境,和社会环境,良好的居住户型和高效率高效益的商业空间,以期达到最大的经济效益和社会效益。 (四)基地概述: 本项目用地呈不规则,中间一条居民区间路将地块一分为二,目前2#、3#楼已经落成。北侧1#楼现为空地。 规划要求及要点 退后红线要求: 高层退后西侧星江路道路红线10米,裙房退8米;北侧高层退用地边界线14米,裙房退用地边界线6米;东侧退用地边界线9米。南侧保证1#楼日照间距。 设计要点: 通过本地块建设塑造良好城市景观形象,形成城市景观亮点。带动城市建设,为城市的居住建筑形态提供新的探索。 总体布局 2)道路系统 结合地形特点与空间布局,以建筑为中心,小区内道路绕建筑环通为一个系统。同时在用地西侧和南侧与城市道路相临处设小区出入口,强调小区道路系统和道路及城市道路系统要有机衔接的前提下,为小区内部能够和谐又相对独立的进行管理和使用创造了有利条件。 地块内依托小区出入口道路的布置,在小区内西侧、北侧为适应小汽车的日异增长布置生态停车位,以配合居住人员的使用。 四、建筑设计 (一)总图设计

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