建筑抗震设计规范疑问解答课件.ppt

建筑抗震设计规范疑问解答,王亚勇中国建筑科学研究院工程抗震研究所国家标准规范管理组建筑抗震设计规范GB50011,1,设计基准期和设计使用年限,国家标准建筑结构可靠度设计统一标准GB50068总则设计基准期50年设计使用年限分别采用5、25、50和100年,2,设计基准期：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。,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，包括最大荷载和材料性能的概率分布及相应的统计参数。设计基准期是一个基准参数，一般情况下不能随意更改。例如抗震规范所采用的设计地震动参数（包括反应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。,3,设计使用年限：设计时给定的一个时期，在这一时期内，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。是借鉴了国际标准ISO2394:1998 提出的，又称为服役期、服务期等。,4,设计使用年限是建筑工程质量管理条例对房屋建筑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。,5,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。,6,建筑寿命：指从建造到投入使用的总时间，即从建造开始直到建筑毁坏或丧失使用功能的全部时间。,7,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、电气管线、结构和地基基础，可以有不同的设计使用年限。,8,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？,9,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包括钢筋保护层厚度等构件的有关参数的取值。,10,小震 I-1.55（重现期50年）中震 I（重现期475年）大震 I+1（重现期1975年）,11,对于不同的基本地震烈度区，重现期为X的设防烈度可以表示为：I=a(log X)2+b log X+c(1)式中，系数a、b、c 可查表 1 确定,12,由式（1）和表 1 可以算出不同设计使用年限的抗震设防烈度，如表 2 所示：,13,14,按新的中国地震动参数区划图A1，设防烈度对应的基本地震加速度（g）可以表示为：A=0.12 I 7(2)按式（2）可以计算出表 2 中不同设计使用年限的抗震设防烈度所对应的基本地震加速度。当设计使用年限为100年时，7,8,9烈度区所采用的多遇地震（小震）、设防烈度地震（中震）和罕遇地震（大震）对应的加速度峰值示于表 3 中。,15,16,商业建筑的抗震设防类别建筑抗震设防分类标准(GB50223-2004),乙类建筑：一个区段的建筑面积25000平米或营业面积10000平米以上的商业建筑，人流可达7500人以上（按每位顾客占用营业面积1.35平米计算）。,17,按单元划分抗震设防类别（一）,“建筑各单元的重要性有显著不同时，可根据局部的单元段划分抗震设防类别”设置抗震缝将结构分为若干单元，各单元有单独的疏散出入口，各单元独立承担地震作用，彼此之间没有相互作用，人流疏散也较容易。,18,按单元划分抗震设防类别（二）,大底盘高层建筑：当其下部裙房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上部高层建筑二层定为加强部位，按乙类进行抗震设计，其余各层可按丙类进行抗震设计。但是，当上部结构为乙类时，下部结构不论是什么类型，均为乙类。,19,抗震措施和抗震构造措施,如何根据建筑抗震设防分类和场地类别的不同，在设计基本地震加速度下确定抗震措施和抗震构造措施？,20,抗 震 措 施（IIV类场地：甲、乙类建筑提高一度，丁类降半度）,表2-2-1 按建筑类别和场地类别调整后的抗震措施（烈度）,21,抗 震 构 造 措 施,22,抗震设防分类与设计地震动参数,根据建筑抗震设防分类，当为乙、丙、丁类时，设计基本地震加速度按建筑抗震设计规范表3.2.2采用（设防烈度）；当为甲类时，设计基本地震加速度按场地地震安全性评价报告给定的参数取值。按同样原则确定地震影响系数最大值（多遇和罕遇）特征周期不再作调整。,23,结构薄弱层、软弱层，转换层、框支层的概念是什么？,24,薄弱层和软弱层,薄弱层：该楼层的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80，结构强度判断；软弱层：该楼层的侧向刚度小于相邻上一层的70，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度的80；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25。结构刚度判断；,25,侧向刚度比的三种算法,1）JGJ3-2002:其中：Gi，Gi+1分别为第i，i+1层混凝土剪变模量；Ai，Ai+1为第i，i+1层折算受剪面积；hi，hi+1为第i，i+1层层高。2）JGJ3-2002:其中：为第i，i+1层在单位水平力作用下的侧向位移；其他符号同上。3）GB50011:其中：Vi，Vi+1 为第i，i+1层剪力。,26,转换层和框支层,转换层：转换结构构件（转换梁、转换 桁架、转换板等）所在楼层；框支层：转换层以下的楼层为框支层。,27,采用单跨框架结构的高层建筑的震害例子（一）台湾集集地震十六层RC高层建筑震害,28,（1）倒塌示意（2）结构体系简图,29,（3）结构平面图,30,（二）台湾集集地震十二层RC高层建筑震害,31,（1）倒塌示意（2）结构平面图,32,如何判定结构扭转不规则及不规则程度？,刚性楼板假定，小震作用，楼层最大弹性水平位移（或层间位移）值与该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的比值大于1.2时，判断为扭转不规则；当比值接近1.5时，判断为特别不规则；当比值大于1.5时，一般判断为严重不规则。此时，计算的弹性水平位移（或层间位移）为代数值，当位移值小于规范限值的50%时，判断严重扭转不规则的比值可以适当放松。最大值和平均值的计算，均取楼层中同一轴线两端的竖向构件计算，不考虑楼板中悬挑的端部。,33,区别对待,平面为长条形布置的建筑、钢筋混凝土多层框架结构、带有大底盘群房的塔式高层建筑结构等，由于建筑平面端部的相对位移较大，按建筑长度的5%偏心距取值时，计算的扭转位移比经常不能满足上述要求。此时对位移比的限值要求可适当放松。但是，当筒体结构的核心筒较小或开洞过大导致结构整体抗扭刚度偏低，使计算的扭转位移比不满足要求时，则应加强结构抗扭刚度，而不能放松要求。,34,第一振型以扭转为主时应如何处理？A级：Tr1 0.9 Th1;B级：Tr1 0.85 Th1,原因：1）结构的抗侧力构件布置不尽合理，导致 结构楼层的刚心与质心偏移过大；2）抗侧力构件（一般是剪力墙）数量不足；3）尽管结构平面对称，但核心筒断面太小，导致整体抗扭刚度偏小,35,36,处理：1）调整结构方案，减小结构平面布置的不规则性，避免产生过大的偏心；2）加强结构抗扭刚度；3）必要时可设置防震缝，将不规则的平面划分为若干相对规则的平面。,37,如何判别竖向不规则性？,沿竖向刚度突变存在软弱层、因竖向抗侧力构件不连续存在转换层或因楼层承载力突变存在薄弱层,38,当高层建筑结构带有大底盘群房，计算群房与其上塔楼的楼层刚度比时，可取其有效影响范围内的竖向构件。所谓，有效影响范围可由塔楼与群房交界处做45向外斜线，取斜线范围内的竖向构件（墙和柱）参与计算。对地下室部分也可照此处理，而不能将所有竖向构件、特别是取地下室外墙参与计算。,39,平面不规则和竖向不规则结构的震害高层建筑结构扭转破坏（平面不规则）,40,底框结构破坏（竖向不规则）,41,学校建筑严重破坏（平面不规则，纵向无墙，走廊大悬臂）,42,学校建筑破坏较轻（走廊有柱）,43,学校建筑破坏较轻（走廊有柱且带翼墙）,44,临街建筑倒塌（单面纵墙，刚度偏心）,45,临街建筑震害较轻（纵向加楼梯间，减小刚度偏心）,46,街角建筑震害较轻（U形平面纵、横墙分布均匀）,47,L型或U 型平面布置于抗震有利，如嘉义县番路乡黎明小学于 1998年瑞里地震(PGA=0.67g)、1999年921集集地震(PGA=0.63g)、1999年10月22日嘉义地震(PGA=0.60g)中保持完好。,48,场地、地基和基础,49,工程地质勘察的基本要求,1）地段划分：有利、不利和危险地段；2）提供建筑场地类别（土层剪切波速测试，提供土层等效剪切波速和覆盖层厚度，据此划分场地类别；层数不超过10层且高度不超过30米的丙类建筑，可按经验方法估计土层剪切波速）；3）岩土地震稳定性评价（发震断裂、滑坡、崩塌、液化和震陷特性等）；4）采用时程分析法输入地震波：土层剖面、场地覆盖层厚度和有关的动力参数。,50,场地划分注意事项,1、波速测孔数量和深度：不少于3个，深度不小于20米；2、钻孔位置应能反映土层的普遍特征；3、波速测试要求：间隔1.53.0米，分界处的处理；4、“假想基岩”的条件：剪切波速500m/s；相邻土层波速比2.5，且剪切波速400m/s和埋深5m；5、插值确定特征周期。,51,结构基本周期与设计特征周期、场地卓越周期之间有何关系？,基本周期T1：结构按基本振型（第一振型）完成一次自由振动所需的时间。通常需要考虑两个主轴方向和扭转方向的基本周期。设计特征周期Tg：抗震设计用的地震影响系数曲线的下降段起始点所对应的周期值，与地震震级、震中距和场地类别等因素有关。,52,场地卓越周期Ts：按经验公式Ts=4H/Vs计算的周期，表示场地土最主要的振动特性。可以看到，场地覆盖层厚度H越厚、平均剪切波速Vs越小（场地越软），场地卓越周期越大。可见，场地卓越周期只反映场地特征，不等同于设计特征周期Tg。场地脉动周期Tm：应用微震仪对场地的脉动、又称为“常时微动”进行观测所得到的振动周期。测试应在环境十分安静的情况下进行，场地脉动周期反映了微震动情况下场地的动力特征，与强地震作用下场地的动力特性既有关联，又不完全相同。,53,关系：1）当结构自振周期与场地卓越周期Ts接近，地震时可能发生共振，导致建筑物的震害较重。2）地震时，由于土壤发生大变形或液化，土的应力应变关系为非线性，导致土层剪切波速Vs发生变化。在同一地点，地震时场地的卓越周期Ts将因震级大小、震源机制、震中距离的变化而改变。3）仅从数值上比较，场地脉动周期Tm最短，卓越周期Ts 其次，特征周期Tg最长。,54,GB50011规范对结构的基本周期T与场地的卓越周期Ts或脉动周期Tm之间的关系不做具体要求，即不要求结构自振周期避开场地卓越周期或脉动周期。事实上，多自由度结构体系具有多个自振周期，不可能完全避开场地卓越周期。,55,采用桩基或进行地基处理后能否改变场地类别？,场地：建筑群体所在地，其范围在城镇中通常是指不小于1.0 km2的占地面积，平面和深度方向的尺度与地震波波长相当，比建筑物地基的尺度要大得多。场地类别划分：主要考虑地震地质条件对地震动的效应，关系到地震影响系数曲线特征周期Tg的取值、即影响到场地的反应谱特征。结论：采用桩基或用搅拌桩（水泥固化剂桩，类似CFG桩）处理地基，只对建筑物下卧土层起作用，对场地的地震地质特性影响不大，因此不能改变场地类别。,56,地震作用和抗震验算,57,结构抗震设计时，建筑重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。此时，风荷载参与组合吗？,按建筑结构可靠度设计统一标准规定，地震发生时恒载与其他重力荷载可能的遇合结果总称为“抗震设计的重力荷载代表值GE”，即永久荷载标准值与有关可变荷载组合值之和，对楼面活荷载、雪荷载等可变荷载给出了组合值系数。计算结构重力荷载代表值时，风荷载不参与组合。,58,在进行结构构件截面抗震验算，地震作用与其他荷载效应的基本组合时，对风荷载的组合加于考虑，但只限对于风荷载起控制作用的高层建筑，按GB50011规范5.4.1条，取风荷载组合值系数为1.2；一般结构则取0.0。这里，所谓风荷载起控制作用，指风荷载和地震作用产生的总剪力和倾覆力矩相当的情况。,59,6度区:地震作用计算和截面抗震验算,IV类场地:1）高于30m的钢筋混凝土框架结构；2）60m以上其他民用和工业钢筋混凝土结构；3）高层钢结构房屋。理由：由于IV类场地反应谱的特征周期Tg 较长，结构自振周期也较长，6 度IV类场地的地震作用值可能与7度II类场地的地震作用值相当，此时仍需进行抗震验算。,60,不规则的结构，需要按GB50011规范3.4.3条进行地震作用效应的调整并对薄弱部位采取有效的构造措施，这时也需要计算。例如对结构薄弱层的地震剪力乘以1.15的增大系数，对转换构件的地震内力乘以1.251.5的增大系数等。,61,突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱的抗震设计问题,底部剪力法：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，但与突出部位相连构件的地震效应亦宜乘以增大系数3。振型分解法：突出屋面部分可作为一个质点进行计算。同时要根据计算结果加强构造措施。,62,突出屋面的屋顶房间何时不算一层？,当突出屋面的屋顶房间面积小于楼层面积的30时，可按突出屋面的屋顶间计算而不算做一层。此时，应按上述乘以增大系数3的办法处理。,63,考虑双向水平地震的扭转效应如何与其他荷载（作用）效应组合？,地震作用效应：两个正交方向地震作用在每个构件的同一局部坐标方向产生的效应（位移和内力）。对x方向取 或 的较大值；对y方向取 或 的较大值。内力：弯矩M、剪力V、轴力N、扭矩Mt，按不利情况考虑，若取最大弯矩，如果，则组合时应取 对应的这组值、Mtx1，而不管、谁更大的问题。同理，取最大剪力时，则取最大剪力对应的那组弯矩、轴力；取最大轴力时，则取最大轴力对应的那组弯矩、剪力。,64,长悬臂、大跨结构和9度区高层建筑，当竖向地震作用显著时，如何计算结构构件的地震作用效应与其他荷载效应的组合？,除了按GB50011规范5.3节要求进行竖向地震作用计算外，同时计算水平与竖向地震作用效应、且当竖向地震作用显著时，可以考虑取水平地震作用分项系数Eh=0.5和竖向地震作用系数Ev=1.3的一种基本组合。,65,钢筋混凝土框架柱轴压比和结构层间位移控制，这二者之间有无关系？,轴压比控制是为了保证混凝土构件的延性，防止脆性破坏；层间位移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从两个不同的方面来保证结构地震安全，两者无显著的联系。,66,结构时程分析法的适用范围如何？在结构抗震验算中起什么作用？,结构抗震验算的基本方法是振型分解反应谱法，时程分析法作为补充计算方法，只对特别不规则、特别重要的和较高的高层建筑结构才要求采用。时程分析法主要用于结构变形验算，判断结构的薄弱层和薄弱部位。采用弹塑性时程分析法还能找到结构的塑性铰位置及其发生的时刻。,67,时程分析法对输入地震波的要求如何？是否必须采用当地的强震记录？,2+1原则：二组实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线，其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符；所谓“在统计意义上相符”指的是，输入地震加速度记录的平均地震影响系数与振型分解反应谱法所用的地震影响系数曲线相比，在各周期点上相差不大于20%。,68,要满足地震动三要素的要求，即有效加速度峰值、频谱特性和持续时间的要求。有效加速度峰值由规范表5.1.2-2确定，频谱特性由地震影响系数曲线表征，地震加速度时程曲线的持续时间一般为结构基本周期的510倍。地震波选择的正确与否，规定一个定量的标准，即：弹性时程分析时，计算结果的平均底部剪力值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%，每条加速度时程曲线计算结果的底部剪力值则不应小于65%。,69,时程分析法输入地震波例子,70,时程分析法计算的基底剪力,71,时程分析法计算的层间位移,72,计算薄弱层变形的方法有几种？适用范围如何？,1）规范简化方法：不超过12层且层刚度无突变的框架结构及单层钢筋混凝土柱厂房可采用规范5.5.4条的简化方法；2）静力弹塑性分析方法(push-over法)、弹塑性时程分析法：除上述结构之外采用；对规则结构，可采用简化的层模型和平面杆系模型；对不规则结构，则应采用三维空间有限元模型进行分析。,73,静力弹塑性分析方法(push-over法)的确切含义及特点？,本质上是一种静力分析方法。具体地说，就是在结构计算模型上施加按某种规则分布的水平侧向力，单调加载并逐级加大；一旦有构件开裂(或屈服)即修改其刚度(或使其退出工作)，进而修改结构总刚度矩阵，进行下一步计算，依次循环直到结构达到预定的状态（成为机构、位移超限或达到目标位移），从而判断是否满足相应的抗震能力要求。,74,基本原理：首先建立结构荷载位移曲线，然后评估结构的抗震能力。基本步骤：1、建模：包括建立结构数学模型、构件的物理参数和恢复力模型等；2、计算结构在竖向荷载作用下的内力。3、施加水平力：在结构每层的质心处，沿高度施加按某种规则分布的水平力（如：倒三角、矩形、第一振型或所谓自适应振型分布等），确定其大小的原则是：施加水平力所产生的结构内力与前一步计算的内力叠加后，恰好使一个或一批构件开裂或屈服。在加载中随结构动力特征的改变而不断调整的自适应加载模式是比较合理的，比较简单而且实用的加载模式是结构第一振型。4、刚度修订：对于开裂或屈服的杆件，对其刚度进行修改，同时修改总刚度矩阵后，再增加一级荷载，又使得一个或一批构件开裂或屈服。5、重复第3、4步，直到结构达到某一目标位移（当多自由度结构体系可以等效为单自由度体系时）或结构发生破坏（采用性能设计方法时，根据结构性能谱与需求谱相交确定结构性能点）。,75,适用范围：以第一振型为主、基本周期在34s以内的结构，push-over方法能够很好地估计结构的整体和局部弹塑性变形，同时也能揭示弹性设计中存在的隐患（包括层屈服机制、过大变形以及强度、刚度突变等）。对于长周期结构和高柔的超高层建筑，push-over方法与非线性时程分析方法的计算结果差别很大，不能采用。,76,采用多质点振型分解反应谱法，有时不易满足规范第5.2.5条规定的楼层最小地震剪力系数，该如何对计算结果进行处理？是否可以仅仅将地震作用按比例放大？,如果结构部分楼层计算的地震剪力系数与规范规定的楼层最小地震剪力系数值相差不大，可采用地震作用增大系数或修改结构计算的周期折减系数的办法，以近似考虑地震地面运动的长周期成分的作用；如果结构总地震剪力与规定值相差较多，表明结构整体刚度偏小，宜调整结构总体布置，增加刚度；如果部分楼层的地震剪力系数小于规定值较多，说明结构存在明显的软弱层，于抗震不利，也应对结构体系进行调整，如增加、增强这些软弱层的抗侧刚度等，不能再简单地采用地震作用增大系数或修改结构计算的周期折减系数的办法。一般不要求单独核算地下室部分的楼层最小地震剪力系数。,77,钢筋混凝土结构,78,如何理解和掌握裙房抗震等级不低于主楼的抗震等级?,当裙房与主楼在结构上完全分开时，主楼和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，裙房除按自身结构体系和高度确定抗震等级外，还不应低于主楼的抗震等级。,79,例如：裙房为纯框架、主楼为抗震墙结构且连为整体时，主楼按抗震墙结构确定抗震等级，裙楼框架的抗震等级，尚不应低于整个结构按框架-抗震墙结构体系和按主楼高度确定的框架部分的抗震等级。当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，裙楼可按框架-抗震墙体系确定抗震等级。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。,80,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？,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（不超过20%）。框架部分承受的地震倾覆力矩按下式计算：,81,8度区抗震等级已经是一级，当为乙类建筑时，抗震措施按9度查表仍为一级，在此，两个一级是否完全相当？,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，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，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。,82,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？,短柱定义：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Hn/h不大于4。注意事项：由于实心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）。变形特征：剪切型、脆性破坏。,83,截面验算：轴压比限值应比一般柱降低0.05，截面组合的剪力设计值应满足要求规范6.2.9条式6.2.9-2）：V 构造要求：抗震等级为一级时每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%；箍筋沿柱子全高加密，间距不应大于100mm，宜采用复合螺旋箍或井字复合箍，其体积配箍率在68度时不应小于1.2%，9度时不应小于1.5%；梁柱节点核芯区的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，可以计入在节点有效宽度范围内梁的纵向钢筋）。超短柱：剪跨比小于1.5的要专门研究，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。,84,短柱震害例子,85,86,在结构计算时应如何考虑非结构的填充墙对RC框架主体结构的影响？,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作用。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。周期折减系数的取值可参考建筑抗震设计手册。特别要注意由于填充墙嵌砌与框架刚性连接时，其强度和刚度对框架结构的影响，尤其要考虑到填充墙不满砌时，由于墙体的约束使框架柱有效长度减小，可能出现短柱，造成剪切破坏。填充墙与框架柱柔性连接时，应设置拉接筋，避免填充墙出平面倒塌。,87,填充墙与框架无拉结倒塌,88,填充墙与框架无拉结掉落,89,什么是“矮墙效应”？什么情况下应考虑矮墙效应？如何避免矮墙效应？,矮墙效应：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。规范的规定针对一般的剪力墙，不包括矮墙。高宽比小于2的底部框架砖房的剪力墙以及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，使之成为高宽比大于2的墙，提高其延性。,90,柱子翼缘的作用,91,短梁震害,92,框架结构在平面和竖向框架柱不对齐，设计中应注意哪些事项？,若设计中许多框架柱在平面内或沿高度方向不对齐，形不成一榀完整的框架，地震中因扭转效应和传力路经中断等原因可能造成结构的较大损坏，设计时应视抽柱或柱子错位的情况，按规范3.4.3条进行不规则结构的设计计算。,93,震害例子台湾集集地震九层RC建筑震害（单跨框架且不封闭，传力路经中断）,94,关于RC构件概念设计的若干问题,95,关于强柱弱梁设计由于梁截面高度较高，且与现浇楼板组成T形截面构件共同工作，形成强梁弱柱，导致柱子破坏，房屋倒塌。,96,“强柱弱梁”：节点处梁端实际受弯承载力Maby和柱端实际受弯承载力Macy满足下列不等式：这种概念设计，由于地震的复杂性、楼板的影响和钢筋屈服强度的超强，难以通过精确的计算真正实现。国外的抗震规范多以设计承载力衡量或将钢筋抗拉强度乘以超强系数。2001抗震规范的规定只在一定程度上减缓柱端的屈服。一般采用适当增大柱端弯矩设计值的方法。其取值体现了抗震等级的差异。,97,关于强节点设计梁、柱钢筋较多，而节点无箍筋形成强构件弱节点，导致节点破坏。,98,关于抗震墙结构连梁超筋问题,为减少或避免连梁超筋，可采用连梁刚度折减的方法。要注意，刚度折减是对抗震设计而言的，对非抗震设计的结构，不宜对连梁刚度进行折减。因此，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，设防烈度低时宜少折减一些，但一般不小于0.5。当连梁刚度折减系数取值小于0.5时，与之相连的抗震墙墙肢设计应加强，同时连梁本身仍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。连梁受弯纵向钢筋构造配筋率的取值问题，目前相关研究工作尚不充分。当跨高比小于0.5时，连梁是墙体的一部分，宜按墙体的要求配筋；跨高比大于0.5时,从“强剪弱弯”的角度，对抗震设计的连梁建议按下表采用。,99,抗震设计时连梁纵向钢筋构造配筋率,100,RC抗震墙结构的连梁破坏保护了墙体（连梁不要太强）,101,关于框架柱底端塑性铰设计问题 楼层地板形成嵌固端，柱端箍筋加密，弯曲破坏，形成塑性铰，避免脆性破坏倒塌。,102,关于梁端塑性绞设计问题框架柱断面相对较大，梁端箍近较密，形成塑性铰破坏机制，保护柱子安全。,103,框架柱抗震等级为四级时，柱的箍筋加密区应如何控制？,抗震等级为四级时不论柱的混凝土和钢筋的强度等级如何，只要求体积配箍率满足最低要求0.4%，不需要按式6.3.12 进行换算。,104,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？,通常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，由于只有一面有梁，为满足该梁端截面受弯承载力不小于上柱下端实际受弯承载力的要求，可采用增大梁截面、或不增大梁截面而增加梁配筋的方法。设计时还应注意：,105,(1)边柱处应设有钢筋混凝土抗震墙，无抗震墙或约束不太好时，边梁应采取增加箍筋等抗扭措施。(2)地下室的现浇顶板厚度不宜小于180mm且不宜有较大洞口。(3)地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积，除满足计算要求外，不应小于地上一层对应柱每侧纵筋面积的1.1倍（地下室柱子多出的纵向钢筋不应向上延伸，应锚固于地下室顶板的框架梁内），地下室抗震墙的配筋不应少于地上一层抗震墙的配筋。(4)地下室结构应能承受上部结构屈服超强及地下室本身的地震作用，可近似要求地下室结构的侧向刚度与上部结构侧向刚度之比不小于2（计算地下室楼层侧向刚度时，应取有效影响范围内的竖向构件参与计算）。,106,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，是否可采用无梁楼盖的结构形式？,一般说来，如果地下室顶板采用无梁楼盖的结构形式，将难以满足6.1.14条柱端塑性铰位置在0.0处的要求，故不能采用无梁楼盖的结构形式，而应采用现浇梁板结构，避免开设大洞口，且其板厚不宜小于180mm。,107,设置钢筋混凝土抗震墙底部加强部位时，若有地下室，是否仍从首层算起，地下室部分的加强部位如何设置？,一1、地下室顶板作为上部结构的嵌固部位 抗震墙底部加强部位的高度从首层向上算，按6.1.10条的规定取值，同时将加强部位向地下室延伸一层（具有多层地下室的房屋可仅延伸至地下一层，地下二层以下可不按加强部位对待）。二2、地下室顶板不能作为上部结构的嵌固部位若地下室顶板无法满足嵌固要求，通常地下一层底板处可基本满足。此时抗震墙底部加强部位的高度应从该处向上算，取结构总高度的1/8及地下一层加首层高度的较大值，且不大于15m取值。此时若有多层地下室，不必再向下延伸至地下二层以下。.,108,抗震墙结构的抗震墙厚度作了规定，电梯井筒壁及井筒内隔墙厚度是否应服从此规定？结构方案调整时，应注意哪些问题？,规范6.4.1条、6.5.1条对结构的抗震墙厚度作了规定，如抗震墙结构一、二级时要求不小于160mm且不应小于层高的1/20，底部加强部位不宜小于200mm且不宜小于层高的1/16，一般来讲底部的层高一般比上部大，按此规定电梯井筒壁厚及井筒内隔墙厚相对于上部较大，考虑到一般电梯井筒内分隔空间的墙数量多而长度不大，两端嵌固较好，在满足抗震验算的情况下其墙体厚度可以适当减小。,109,抗震墙结构当墙肢较多较长时，刚度一般较大，计算的地震作用也较大。为了降低地震作用，一般在调整结构方案时宜作“减法”，减少、减短墙肢，但不宜减薄，以保证地震作用下墙板的稳定。电梯井筒作为重要的抗侧力构件，应保证有足够的刚度和延性，也不宜减薄。当筒内的某些墙肢不作为抗侧力构件时，可按高层混凝土技术规程（JGJ3-2002）规程7.2.2条5款规定，厚度适当减薄，但不宜小于160mm.。也可不采用钢筋混凝土而做成符合防火要求的其他材料的隔墙。,110,规范6.4.7条规定了抗震墙的约束边缘构件的配箍特征值，计算时，混凝土的体积是用箍筋内核心混凝土的体积，还是用整个墙外围的体积？,混凝土结构设计规范（GB50010-2002）规定，间接钢筋的体积配箍率计算，取箍筋内表面范围内的混凝土核心面积。当墙体水平分布钢筋在约束边缘构件内确有可靠锚固时，可与其它封闭箍筋、拉筋一起作为约束箍筋计算。,111,如何定义抗震墙的约束边缘构件的暗柱、翼墙、端柱？,按GB50011规范6.4.7条定义，暗柱一般指抗震墙开洞口后形成的一字墙、窗间墙的边缘与墙肢等厚部位的矩形截面；当有翼墙或端柱时，如果翼墙长度小于3倍翼墙厚度或端柱截面边长小于2倍墙厚度时，视为无翼墙、无端柱。,112,GB50011规范中对钢筋混凝土框架结构的角柱有一些特殊要求，是不是转角处的框架柱均应按角柱对待？,角柱是指位于建筑角部、与柱的正交的两个方向各只有一根框架梁与之相连接的框架柱。因此位于建筑平面凸角处的框架柱一般均为角柱，而位于建筑平面凹角处的框架柱，若柱的四边各有一根框架梁与之相连，则不按角柱对待。,113,规范6.2.10条1款，计算框支柱最小地震剪力以10根柱为分界，若框支柱与钢筋混凝土抗震墙相连，如何计算框支柱的数目？,此规定对于结构的纵横两个方向分别计算。若框支柱与钢筋混凝土抗震墙相连成为抗震墙的端柱，则沿抗震墙平面内方向统计时端柱不计入框支柱的数目，沿抗震墙平面外方向统计时其端柱计入框支柱的数目。,114,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？,抗震规范3.4.2条提到的水平转换构件，包括转换梁、转换桁架等。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。托柱的梁一般受力也是比较大的，有时从受力特征上看，梁成为空腹桁架的下弦，设计中应特别注意。因此，框支梁的某些构造要求是必要的。,115,框架-抗震墙结构在楼层标高处，抗震墙内是否必须设置框架梁或暗梁？,框架应与抗震墙形成完整的抗侧力体系。因此，与抗震墙平面重合的框架梁应连续穿过抗震墙，或在墙内设置暗框架梁；与框架平面不重合的抗震墙内，是否设置暗框架梁，可根据实际情况具体确定。对于伸臂桁架（加强层），要求将桁架延伸至抗震墙（核心筒）内。,116,框架-核心筒外周为何要求设置边框架梁？当核心筒以外有两圈框架柱时，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？,为了避免出现板柱-抗震墙结构，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。对高层建筑，该要求是强制性条文，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楼面竖向荷载为主，则允许不设置框架梁。,117,一般的框架-抗震墙中的墙的抗震等级比柱要求高，8度时板柱-抗震墙结构中为什么柱的抗震等级却比抗震墙的抗震等级高？,主要原因有以下几点：（1）在板柱-抗震墙结构房屋的适用范围中，8度区属于高烈度区，框架柱的抗震措施需要加强，因此柱的抗震等级为一级，要求最高。（2）8度时板柱-抗震墙结构房屋的适用最大高度为30m，抗震墙的抗震等级为二级已可以满足要求。（3）由于柱和抗震墙属于不同的混凝土构件，它们的抗震措施和抗震构造措施要求的内容不同，二者之间的抗震等级不具有可比性。,118,底部为多层框架，顶层为排架的多层钢筋混凝土结构房屋的抗震设计有何要求？,对多层钢筋混凝土框架房屋，若顶层因设置大房间的要求，局部采用网架、屋架等大空间的屋盖型式，部分框架柱顶部变为排架柱，仍可按框架结构的有关要求进行抗震设计。计算时，屋盖系统可采用空间或平面有限元杆系模型、或简化为连杆与排架柱铰接。,119,在现有钢筋混凝土结构房屋上采用钢结构进行加层设计时有何要求？,一、若加层的结构体系为钢结构，因抗震规范不包括下部为钢筋混凝土、上部为钢结构的有关规定，两种结构的阻尼比不同，上下两部分刚度存在突变，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。二、若仅屋盖部分采用钢结构，整个结构抗侧力体系仍为钢筋混凝土，则按照规范第六章的有关规定进行抗震设计。此时尚应注意因加层带来结构刚度突变等不利影响，进行验算，必要时对原结构采取加固措施。,120,砌体结构抗震设计,121,砌体房屋最小墙体厚度是何含义？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？,砌体房屋最小墙厚是指结构抗震验算时可以承担地震作用的墙体厚度(见 50011规范表7.1.2)，小于此厚度的墙体只能算做非抗震的隔墙、计入荷载而不承担地震作用。例如，粘土砖房屋的最小墙厚为0.24m，墙体厚度度小于此值，如0.12m或0.18m时，不论是否有基础，均只能算做非抗震隔墙。抗震横墙是指符合最小墙厚要求的横向墙体，应满足抗侧力计算的要求。GB50011规范7.1.7条2款规定“沿平面内宜对齐”，表示稍有选择，条件许可时应首先这样做。凡符合厚度要求的横墙，即使不对齐或不贯通也属于抗震横墙。,122,医院、教学楼等横墙较少的多层砌体范围可否按GB50011规范7.3.14条的规定采取加强措施并满足抗震承载力要求后，其高度和层数仍按规范表7.1.2的规定采用？,规范7.3.14条规定的加强措施是根据砖住宅楼的试验研究提出的，因此仅适用于横墙较少的多层住宅楼。从尽可能控制粘土砖的使用范围，以及考虑医院、教学楼等公共建筑的人流较为密集，地震安全性的要求需要略高于住宅楼，按7.3.14条加强而不降低层数和高度的规定不适用于医院、教学楼等公共建筑。,123,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，嵌固条件较好是指什么情况？,1.对多层砌体房屋，嵌固条件较好指下面两种情况：（1）半地下室顶板（宜为现浇混凝土板）高出室外地面小于1.5m，地面以下开窗洞处均设有窗井墙，且窗井墙又为半底下室内横墙的延伸，如此形成加大的半地下室底盘，有利于结构的总体稳定，半地下室在土体中具有较好的嵌固作用。（2）半地下室的室内地面至室外地面的高度大于地下室净高的二分之一（埋深较深），无窗井，且地下室的纵横墙较密，具有较好的嵌固作用。,124,2.对底层框架砖房，地下室的嵌固条件指下列情况：底层框架-抗震