建筑工程抗震设防分类标准常见问题解答

建筑工程抗震设防分类标准常见问题解答内容摘要：

地震作用在局部坐标 yi方向产生的地震作用效应； 18 yxS － x方向地震作用在局部坐标 yi方向产生的地震作用效应； 在结构计算中，一般需计算弯 矩 M、剪力 V、轴力 N、扭矩 T，按不利情况考虑时， 若取最大弯矩，如果 21 xx MM  ，则组合时应取 1xM 对应的 这组值 1xV 、 1xN 、 1xT ， 而不管 1xV 、 2xV 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、轴力等；取最大轴 力时，则取最大轴力 对应的 那组弯矩、剪力等。 对楼层位移 u 和层间位移 Δ u，也应按上述要求计算双向水平地震位移的组合： 第一组： 221 )( yx uuu  ， 221 )( yx uuu 。 第二组： 222 )( xy uuu  ， 222 )( xy uuu 。 若结构完全对称，以及不属于扭转不规则的结构，规范不要求进行双向地震作用效应的组合。 GB50011 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 GB50011 规范却无此规定。 规范对钢筋混凝土框架柱进行 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， 两者无显著的联系。 层间位移限值主要根据保证建筑正常使用功能（弹性）和保证结构抗倒塌能力（弹塑性）来确定，其中也包括对非结构构件和建筑内各类设备的正常使用和破坏程度的控制。 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以及玻璃幕墙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 GB50011规范中不再对装修情况进行区分。 计算薄弱层变形的方法有几种。 适用范围如何。 计算薄弱层变形的主要方法包括：规范 简化方法、静力弹塑性分析方法(pushover法 )、弹塑性时程分析法 等。 适用范围： 1）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 条的简化方法； 19 2）除上述结构之外，可以采用静力弹塑性分析方法 (pushover 法 )或弹塑性时程分析法。 对于规则结构，可采用简化的 弯剪层模型和平面杆系模型 ；对于不规则结构，则应采用 三维空间模型 进行分析。 静力弹塑性分析方法 (pushover法 )的确切含义及特点。 结构弹塑性变形分析方法有 动力非线性分析（非线性时程分析）和静力非线性分析 两大类。 动力非线性分析能比较准确而完整地得出结构在罕遇地震下的反应全过程，但计算过程中需要反复迭代，数据量大，分析工作繁琐 ，且计算结果受到所选用地震波以及构件恢复力和屈服模型的影响较大，一般只在设计重要结构或高层建筑结构时采用。 静力弹塑性分析方法 (pushover 法 )， 是对结构在罕遇地震作用下进行弹塑性变形分析的一种简化方法，从本质上说它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。 静力弹塑性分析方法 (pushover 法 ) 分为两个部分，首先建立结构荷载－位移曲线，然后评估结构的抗震能力，基本工作步骤为： 第一步：准备结构数据：包括建立结构模型、构件的物理参数和恢复力模型等； 第二步：计算结构在竖向荷载作用下的内力。 第三步：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。 第四步： 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； 不断重复第三步、第四步，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）。 对于结构振动以 第一振型为主 、基本周期在 2s 以内的结构， pushover 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 20 括层屈服机制、过大变形以及强度、刚度突变等）。 静力弹塑性分析方法的特点： 1）由于在计算时考虑了构件的塑性，可以估计结构的非线性变形和出现塑性铰的部位； 2）与弹塑性时程分析法比较，其输入数据简单，工作量较小，计算时间短。 对于长周期结构和高柔的 超高层建筑 ， pushover 方法与非线性时程分析方法的计算结果差别很大，难以采用。 钢筋混凝土结构 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 ：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 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。 （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）。 短柱的变形特征为 剪切型、脆性破坏。 短柱的 抗震验算 ：轴压比限值应比一般柱降低 ，抗震等级为一级时每侧纵向钢筋配筋率不宜大于 %，剪力设计值满足规范 条式 的要求； 构造 ：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，其体积配箍率不应小于 %， 9 度时不应小于 %，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）。 对于剪跨比小于 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。 GB50011 规范 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。 一般的钢筋混凝土剪力墙的受力状态分为弯曲型和弯剪型，而对于 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。 规范的规定主要是针对一般的剪力墙，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。 21 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。 钢筋混凝土框架结构中设置了非结构的填充墙，在结构计算时应如何考虑其对主体结构的影响。 结构计算时应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）： 填充墙为实心砖时周期折减系数 ψ T 取值表 ψ c ～ ～ ～ ～ ψ T 无门窗洞 () () () () 有门窗洞 () () () () 注： 1. ψ c为有填充墙框架榀数与框架总榀数之比； 2. 无括号的数值用于一片填充墙长 6m 左右时；括号内的数值用于一片填充墙长为5m左右时； 3. 填充墙为轻质材料或外挂墙板时周期 折减系数 ψ T取 ～。 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。 窗间墙约束造成 短柱破坏。 22 短柱剪切破坏 空调机洞口 造成 短柱破坏 柱子翼墙作用，弯曲 破坏。 23 填充墙约束造成短 梁破坏。 框架结构设计中，若在平面内和竖向许多框架柱不对齐，设计中应注意哪些事项。 震害表明，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 条进行 不规则 结构的设计计算。 传力路经不明确，严重破坏 关于 RC构件概念设计的若干问题 24 强梁弱柱 RC 剪力墙结构 的连梁破坏 （连梁不要太强） 柱端塑性铰 （加强箍筋， 避免脆 性破坏） 25 梁端塑性铰 GB50011 规范 条“底部加强部位在重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比„”中的“重力荷载代表值作用下”该怎样理解。 重力荷载代表值作用下，是指结构和构配件自重标准值和可变荷载的组合，可变荷载的组合值系数按规范 条采用，墙肢轴压比计算时，组合后的重力荷载分项系数取。 按 GB50011规范 ，若有地下室时，是否仍从首层算起，地下室部分的加强部位如何设置。 设置抗震 墙的 底部加强部位 ，是指在抗震墙底部的一定高度内，适当提高承载力和加强抗震构造措施。 弯曲型和弯剪型结构的抗震墙，塑性铰一般出现在墙肢底部，将塑性铰及其以上的一定高度范围作为加强部位，在此范围内采取增加边缘构件箍筋和墙体横向钢筋等加强措施，避免墙肢剪切破坏，改善整个结构的抗震性能。 规范 条规定了抗震墙底部加强部位的高度范围，有地下室的房屋，在设置钢筋混凝土抗震墙底部加强部位时，根据地下室顶板是否作为上部结构的嵌固部位，分成以下两种情况： 一、 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 ，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、 地下室顶板不能作为上部结构的嵌固部位 震害调查发现，地表附近震害较严重，地下室较轻。 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，取墙肢总高度的 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。 . 26 GB50011 规范 条对抗震墙结 构的抗震墙厚度作了规定，该类结构的电梯井筒壁厚及井筒内隔墙厚是否应服从此规定。 抗震墙结构当墙肢较多较长时，刚度一般较大，计算地震作用较大。 为了降低地震作用，一般宜作“减法”，减少、减短墙肢，但不宜减薄。 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 JGJ 3规程 条 4 款规定，厚度减薄，但不宜小于 160mm.。 也可做成符合防火要求的其他材料的隔墙。 GB50011 规范 条规定了抗震墙的约束边缘构件的配箍特征值，具体计 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。 根据《混凝土结构设计规范》（ GB500102020）有关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。 确有可靠锚固的水平分布筋也可计入。 如何定义 抗震墙的约束边缘构件的 暗柱、翼墙、端柱。 按规范 条定义，暗柱一般指窗间墙等部位的矩形截面；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。