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《高层建筑混凝土结构技术规程》 (徐永基)

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-08-18  来源:混凝土机械网  作者:混凝土机械网  浏览次数:5026
核心提示:《高层建筑商品混凝土结构技术规程》修 订 简 介 徐 永 基 《高层建筑商品混凝土结构技术规程》修订简介 根据原建设部建标(2006高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程

 

《高层建筑混凝土结构技术规程》

修 订 简 介

 

徐 永 基

 

《高层建筑商品混凝土结构技术规程》

修订简介

 

根据原建设部建标(2006)77号文《关于印发〈工程建设标准规范制定、修订计划(第一批)〉的通知》的要求,规程编制组经广泛调研、总结工作经验、地震震害经验和研究成果,参考有关国际标准和国外先进标准,在广泛征求意见的基础上,对本规程进行了修订。

本规程包括13章,6个附录,13章为:

1、总则;2、术语和符号;3、结构设计基本规定;4、荷载和地震作用;5、结构计算分析;6、框架结构设计;7、剪力墙结构设计;8、框架 — 剪力墙结构设计;9、筒体结构设计;10、复杂高层建筑结构设计;11、混合结构设计;12、地下室和基础设计;13、高层建筑结构施工。

共有三十一条强制性条文,即:3.8.1条;3.9.1条;3.9.3条;3.9.4条;4.2.2条;4.3.1条;4.3.2条;4.3.12条;4.3.16条;5.4.4条;5.6.1条;5.6.2条;5.6.3条;5.6.4条;6.1.6条;6.3.2条;6.4.3条;7.2.17条;8.1.5条;8.2.1条;9.2.3条;9.3.7条;10.1.2条;10.2.7条;10.2.10条;10.2.19条;10.3.3条;10.4.4条;10.5.2条;10.5.6条;11.1.4条。

本规程主要的修订内容为: 1、修改了适用范围。

2、修改、补充了结构平面和立面规则性有关规定。 3、调整了部分结构最大适用高度,增加了8度(0.3g)抗震设防区房屋最大适用高度规定。

4、增加了结构抗震性能设计基本方法及抗震连续倒塌设计基本要求。

5、修改、补充了房屋舒适度设计规定。

6、修改、补充了风荷载及地震作用有关内容。

7、调整了“强柱弱梁、强剪弱弯”及部分构件内力调整系数。

8、修改、补充了框架、剪力墙(含短肢剪力墙)、框架 — 剪力墙、筒体结构的有关规定。

9、修改、补充了复杂高层建筑结构的有关规定。

10、混合结构增加了筒中筒结构、钢管商品混凝土、钢板剪力墙有关设计规定。

11、补充了地下室设计有关规定。 12、修改、补充了结构施工有关规定。 以下介绍本规程修改的内容。

一 总 则

 

1、 1.0.2条

本条修订了以下内容:

(1)2002版规程规定适用于10层及10层以上或房屋高度超过28m的高层民用建筑结构。本次修订为“本规程适用于10层及10层以上或房屋高度28m的住宅建筑结构和房屋高度大于24m的其他高层民用建筑结构”。原因是为了与《民用建筑设计通则》(GB 50352-2005)及《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95)(2005版)协调。 需说明两点:

a、住宅建筑结构:当住宅建筑层高较大或住宅底部几层布置层高较大的商场(商住楼),其层数虽不到10层,但房屋总高度已超过28m,这类住宅建筑结构应按本规程设计。

b、高度大于24m的其他高层民用建筑结构是指办公楼、酒店、综合楼、商场、会议中心、博物馆等高层民用建筑。有的层数虽不到10层,但层高较高、内部空间较大、变化多、有必要将这类高度大于24m的结构纳入本规程的适用范围。高度大于24m的体育场馆、航站楼、大型火车站等大跨空间结构,其结构设计应符合国家现行有关标准的规定,本规程可供参考。

(2)本次修订增加了:本规程不适用于建造在发震断裂最小避让距离内的高层建筑结构。震害调查在危险地段及发震断裂最小避让距离内的高层建筑结构,较难避免发生灾害,我国尚缺乏在上述地段建造高层建筑的工程实践经验及研究成果,因此没提供有关条款。

发震断裂的最小避让距离见表1(《抗规》(2010)表4.1.7)。 表1 发震断裂的最小避让距离(m)

 

2、 1.0.3条

新增抗震设计的高层建筑结构,当其房屋高度、规则性、结构类型等超过本规程的规定或抗震设防标准等有特殊要求时,可采用结构抗震性能设计方法进行补充分析和论证。

高层建筑采用抗震性能设计是针对(1)有特殊要求且难以按本规程规定的常规设计方法进行抗震设计的高层建筑结构;(2)结构类型或有些部位布置复杂,难以直接按常规方法进行设计;(3)位于高烈度区(8、9度)的甲、乙类结构或处于抗震

不利地段的工程,难以确定抗震等级或难以直接按常规方法进行设计。上述情况可采用结构抗震性能设计方法进行设计。

二 术语和符号(略)

 

三 结构设计基本规定

 

1、 3.1.3条

高层建筑结构采用的四种常见的结构体系,本规程包括的范围为:

(1)框架结构

本规程不包括下列两种结构体系。

a、无剪力墙或筒体的板柱结构,因为这类结构侧向刚度和抗震性能差、研究工作不充分、工程实践经验少,暂不列入规程。 b、异形柱框架结构:这类结构已有行业标准《商品混凝土异形柱结构技术规程》(JGJ149),因此本规程也未列入。 (2)剪力墙结构

除剪力墙结构外,尚包括:

a、部分框支剪力墙结构。

b、具有较多短肢剪力墙且带有筒体或一般剪力墙结构。 (3)框架 — 剪力墙结构

其中板柱 — 剪力墙结构的板柱指无纵梁和横梁的无梁楼盖结构。该体系主要由剪力墙承担侧向力,侧向刚度较大。在高层建筑中可采用,但其适用高度宜低于框架 — 剪力墙结构。震害表明,板柱 — 剪力墙结构节点破坏较重,包括板的冲切破坏及柱端破坏等。 (4)筒体结构

筒体结构由于其刚度较大、承载能力高、层数较多时有较大优势,因此在我国应用较多。但其中一些新颖的结构体系,如巨型框架结构、巨型桁架结构、悬挂结构等,由于目前应用尚少,经验不多,尚需对其设计方法加强研究,因此本规程未列入。 2、 3.1.3条及3.1.4条

主要强调了高层建筑结构概念设计的原则,明确宜采用规则的结构,不应采用严重不规则的结构。 (1)规则结构

指体型(平面和立面)规则,结构平面布置均匀、对称并具有较好的抗扭刚度;结构竖向布置均匀,结构的刚度、承载力和质量分布均匀,无突变。

(2)不规则结构

本规程3.4.3-3.4.7条提出了平面不规则限制的内容;3.5.2-3.5.6条提出了竖向不规则限制的内容。

结构方案中仅有个别项目(1-2项)超过上述平面不规则和竖向不规则规定的限制条件,则认为该结构属不规则结构,但仍可按本规程有关规定进行设计。 (3)特别不规则

当结构方案中有下列情况之一者,该结构应属特别不规则结构。 1)超过本规程3.4.3条、3.4.5条、3.4.6条、3.5.2条~3.5.6条中三项“不宜”的限制条件。

2)具有表2所列的一项不规则。

表2 特别不规则项目

 

(4)严重不规则

结构方案不规则程度超过“特别不规则的条件较多时,属于严重不规则结构,这种方案不应采用,必需对结构方案进行调整。 关于对结构体系的要求《高规》分两类要求: (1)结构体系应符合的要求(《抗规》定为强条) a、高层建筑不应采用严重不规则的结构体系。 b、应具有必要的承载能力,刚度和延性。

c、应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载,风荷载和地震作用的能力。

d、对可能出现的薄弱部位应采取有效的加强措施。 (2)结构体系宜符合的要求

a、结构的竖向和水平布置宜使结构具有合理的刚度和承载力分布,避免因刚度和承载力局部突变或结构扭转效应而形成薄弱部位。

b、抗震设计时宜具有多道防线。 3、 3.2.1条

高层建筑结构通常柱的轴向力很大,为满足轴压比限值要求,强调采用高强商品混凝土,高强度钢筋及型钢商品混凝土构件和钢管商品混凝土构件。 (1)高强商品混凝土

目前采用C60商品混凝土已较广泛,可取得较好的效益。 (2)高强度钢筋

目前可大量生产400MPa、500MPa级热轧带肋钢筋和300MPa级热轧光园钢筋。400MPa、500MPa级钢筋的强度设计值比335MPa级钢筋分别提高20%和45%;300MPa级钢筋的强度设计值比235MPa级钢筋提高28.5%,节约效果明显。 (3)型钢商品混凝土柱截面含型钢约5%-8%,但可减小柱截面

30%左右;钢管商品混凝土可使柱商品混凝土处于有效侧向约束,形成三向应力状态,因而延性和承载力提高较多。 4、 3.2.4条

补充了混合结构中钢材的要求:

(1)钢材的屈服强度实侧值与抗拉强度实侧值的比值不应大于0.85。

(2)钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%。 (3)钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。 5、 3.3.1条

关于房屋适用高度进行了以下修订。

(1)增加了8度(0.3g)抗震设防结构的最大适用高度要求。 (2)A级高度高层建筑中,除6度外的框架结构最大适用高度适当降低,板柱 — 剪力墙结构最大适用高度适当增加。 (3)取消了在Ⅳ类场地上房屋适用的最大高度应适当降低的规定。

(4)平面和竖向均不规则的结构,其适用的最大高度适当降低,由“应“改为“宜”。

对部分框支剪力墙结构,表中规定的最大适用高度已考虑了框支层的不规则性,而比全落地剪力墙结构降低。故对“平面和竖向均不规则”,是指框支层以上的结构同时存在平面和竖向不

规则的情况。

(5)仅有个别墙体不落地,只要框支部分的设计安全合理,其适用的最大高度可按一般剪力墙结构确定。 关于房屋适用高度尚应注意以下问题:

(1)B级高度未列入框架结构、板柱 — 剪力墙结构和9度抗震设计的各类结构。主要原因是研究成果和工程经验不足。 (2)对具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构,其抗震性能尚待进一步研究。其适用高度比一般剪力墙结构适当降低,7度不应超过100m,8度(0.2g)不应超过80m,8度(0.3g)不应超过60m;B级高度及9度A级时高度不应采用这种结构。 (3)对超过B级高度的工程,应通过全国超限高层建筑工程抗震专家委员会进行审查论证。 6、 3.3.3条

高宽比是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济性的宏观控制,结构安全并不需要满足高宽比要求,主要影响工程的经济性。

关于结构适用的高宽比,本次修订有以下几点: (1)不再区分A级高度与B级高度。

(2)将筒中筒结构和框架 — 核心筒结构的高宽比限值分开规定,适当提高了筒中筒结构适用的高宽比。

两点说明:

(1)复杂体型的高层建筑,可按所考虑方向的最小宽度计算高宽比,但对突出建筑物平面很小的局部结构(如楼梯间、电梯间等)应不包含在计算宽度内。

(2)带裙房的高层建筑,当裙房的面积和刚度相对于上部塔楼的面积和刚度较大时,可按裙房以上的塔楼计算房屋的高宽比。

7、 3.4.3条

关于结构平面布置宜符合的要求中,补充了一种对抗震不利的建筑平面(规程条文说明图1)。

 

 

图1角部重叠和细腰平面

 

图1所示为角部重叠和细腰形平面,中部细腰部分,在地震

中容易发生震害,尤其在凹角部位,应力集中容易使楼板开裂、破坏,不宜采用。如采用,在这些部分应加大楼板厚度,增加板内配筋、设置集中配筋的边梁、配置45º斜筋等方法予以加强。 8、 3.4.5条

本条主要是限制结构的扭转效应。扭转效应主要从两方面加以限制:

(1)限制结构平面布置的不规则性,避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。本规程具体规定了与2002版相同的位移比的具体指标。本次修订在本条注中增加了当楼层的最大层间位移角不大于本规程3.7.3条规定的限制的0.4倍时,该楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层平均值的比值可适当放松,但不应大于1.6。

(2)限制结构的抗扭刚度不能太弱。 9、 3.4.10条

防震缝的宽度,根据2008年汶川地震的震害调查,02规程规定的防震缝宽度偏小,本次最小宽度由70mm改为100mm。本条规定与《抗规》(GB 50011)是一致的,该值为最小值,在强烈地震作用下,防震缝两侧的相邻结构仍可能发生局部碰幢而损坏。

10、 3.5.2条

本次修订对楼层侧向刚度变化的控制方法进行了修改。 中国建筑科学研究院的振动台试验研究表明,框架结构楼层

V1i1

与上部相邻楼层的侧向刚度比1不宜小于0.7与上部相邻

Vi1i

三层侧向刚度比的平均值不宜小于0.8是合理的。

对框架 — 剪力墙结构、板柱 — 剪力墙结构、剪力墙结构、框架 — 核心筒结构、筒中筒结构,楼面体系对侧向刚度贡献较

Vii1hi小,当层高变化时刚度变化不明显,可按2定义楼层

Vi1ihi1

侧向刚度比作为判定侧向刚度变化的依据,但控制指标也应作相应的改变,一般情况按不小于0.9控制;层高变化较大时,对刚度变化提出更高的要求,按1.1控制;底部嵌固楼层层间位移角结果较小,因此对底部嵌固楼层与上一层侧向刚度变化作了更严格的规定按1.5控制。 11、 3.5.3条

楼层抗侧力结构的承载能力突变将导致薄弱层破坏,本规程针对高层建筑结构提出了限制条件。A级高度的高层建筑的楼层抗侧力结构层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的80%,不应小于65%;B级高层不应小于75%。

规程规定柱的受剪承载力可根据柱两端实配钢筋的受弯承

载力按两端同时屈服的假定失效模式反算;剪力墙可根据实配钢筋按抗剪设计公式反算;斜撑的受剪承载力可计及轴力的贡献,应考虑受压屈服的影响。 12、 3.5.6条

本条为新增内容。规定楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量的1.5倍,这是对质量沿竖向分布不规则的限制。 13、 3.5.7条 本条为新增内容。

不宜采用同一楼层刚度和承载力变化同时不满足规则性要求(本规程3.5.2条和3.5.3条)的结构。因为这类结构对抗震十分不利,应尽量避免。 14、 3.5.8条

本条为02规程第5.1.14条的修改。通常刚度变化不符合本规程3.5.2条要求的楼层,称为软弱层;承载力变化不符合本规程3.5.3条要求的楼层称为薄弱层。为方便起见,本规程将软弱层、薄弱层及竖向抗侧力构件不连续的楼层统称为结构薄弱层。为提高安全度,本次修订将结构薄弱层在地震作用标准值作用下的剪力增大系数原02规定1.15改为1.25,适当提高安全度要求。 15、 3.5.9条

取消了02规程关于结构顶层部分墙、柱形成空旷房间时,

宜进行弹性或弹塑性时程分析补充计算并采取有效构造措施的规定。

16、 3.6.2条

目前钢筋商品混凝土剪力墙结构中采用预制楼板的情况较少,本次修定取消了有关预制板与现浇剪力墙连接的构造要求;6、7度时采用装配整体式楼盖时,预制板在梁上搁置长度由02规程的35mm增加到50mm。 17、 3.7.3条

规程表3.7.3楼层层间最大位移与层高之比的限值,表中将“框支层”改为“除框架外的转换层”,它包括了框架 — 剪力墙结构和筒体结构的托柱或托墙转换以及部分框支剪力墙结构的框支层。 18、 3.7.4条

本条修订新增加了高度大于150m的结构应验算罕遇地震下结构的弹塑性变形的要求。 19、 3.7.6条

高层建筑不小于150m的高层商品混凝土建筑结构,应满足风振舒适度的要求。

(1)舒适度与风振加速度的关系,见表3。

表3 舒适度与风振加速度关系

 

(2)根据国内外研究成果,规程规定了按《建筑荷载规范》(GB 50009)规定的10年一遇的风荷载值计算或专门风洞试验确定的结构顶点最大加速度α

对住宅、公max不应超过的限值为:

寓不大于0.15m/s2,对办公楼、旅馆不大于0.25m/s2。

(3)关于高层建筑的风振加速度包括顺风向最大加速度、横风向最大加速度和扭转角速度。建议按现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99)进行计算。

(4)本次修订,明确了计算舒适度时的结构阻尼比。对商品混凝土结构取0.02,对混合结构可根据房屋高度和结构类型取0.01~0.02。 20、 3.7.7条 本条为新增内容。

我国大跨楼盖结构正在兴起,这类楼盖结构的舒适度是一项重要的设计内容。

一般情况下,楼盖结构竖向频率不宜小于3HZ,以保证结构具有适宜的舒适度。当楼盖结构的竖向频率小于3HZ时,其楼盖结构的振动加速度可按本规程附录A计算,宜采用时程分析法进行计算,也可采用简化近似方法计算。其竖向振动加速度峰值不应超过规程表3.7.7的规定。 21、 3.9.3条及3.9.4条

关于高层建筑结构的抗震等级,本次修订有以下改变。 (1)框架结构不再以高度划分。 (2)不包括24m以下结构的抗震等级。

(3)3.9.3条注3,增加了对于房屋高度不超过60m的框架 — 核心筒结构,其作为筒体结构的空间作用已不明显,更接近框架 — 剪力墙结构,因此其抗震等级允许按框架 — 剪力墙结构采用。

22、 3.9.6条

规定与主楼相连的裙房的抗震等级,除应按裙房本身确定外,“相关范围”不应低于主楼的抗震等级。本条中“相关范围”,一般指主楼外延三跨的裙房结构。裙房偏置时,其端部有较大扭转效应,也需适当加强。 23、 3.10节

特一级构件设计规定有两点修改:

(1)特一级剪力墙,筒体墙其剪力设计值应按考虑地震作用组合的剪力计算值的1.4倍采用(02规程为1.2倍)。 (2)特一级连梁的要求同一级,取消了02规程设置交叉暗撑的要求。 24、 3.11节

结构抗震性能设计整节为新增内容。

抗震性能化设计是规程新增的内容,结合当前技术和经济条件,慎重发展性能化目标设计方法,明确规定需要进行可行性论证。一般需综合考虑使用功能、设防烈度、结构的不规则程度和类型、结构发挥延性变形的能力、造价、震后的各种损失及修复难度等因素,不同的抗震设防类别,其性能设计选用不同的抗震性能目标要求。 24、 3.12节

抗连续倒塌设计基本要求,整节为新增内容。

(1)结构连续倒塌是指结构因突发事件或严重超载而造成局部结构破坏失效。继而引起与失效破坏构件相连的构件连续破坏,最终导致相对于初始局部破坏更大范围的倒塌破坏。结构产生局部构件失效后,破坏范围可能沿水平方向和竖直方向发展,其中破坏沿竖向发展影响更为突出。当偶然因素导致局部结构破坏失效时,如果整体结构不能形成有效的多重荷载传递路径,破

坏范围就可能沿水平或竖直方向蔓延,最终导致结构发生大范围的倒塌甚至是整体倒塌。

(2)结构抗连续倒塌、概念设计的要求是:规定安全等级为一级时,应满足连续倒塌概念设计的要求;安全等级一级且有特殊要求时,可采用拆除构件方法进行抗连续倒塌设计。 (3)抗连续倒塌概念设计的内容为:

a、应具有在偶然作用发生时适宜的抗连续倒塌能力,不允许采用摩擦连接传递重力荷载,应采用构件连接传递重力荷载。 b、应具有适宜的多余约束性、整体连续性、稳固性和延性。 c、水平构件应具有一定的反向承载力,如连续梁边支座非地震区简支梁支座顶面及连续梁、框架梁梁中支座底面应有一定数量的配筋及合适的锚固连接构造,防止偶然作用发生时,该构件产生过大破坏。

(4)抗连续倒塌的拆除构件方法的内容为: 该方法主要引自美、英有关规范规定。

a、逐个分别拆除结构周边柱、底层内部柱以及转换桁架腹杆等重要构件。

b、可采用弹性静力方法分析剩余结构的内力与变形。

c、剩余结构构件承载力应满足下式要求:

RdSd

式中: Sd——剩余结构构件效应设计值; Rd——剩余结构构件承载力设计值;

——效应折减系数。对中部水平构件取0.67,对其

他构件取1.0。

d、剩余结构构件效应设计值按下式计算,剩余结构基本处于弹性工作状态。

Sdd(SGKqiSQiK)WSWK

式中: SGK——永久荷载标准值产生的效应;

SQiK——第i个竖向可变荷载标准值产生的效应; SWK——风荷载标准值产生的效应; qi——可变荷载的准永久值系数; W——风荷载组合值系数,取0.2;

d——竖向荷载动力放大系数。当构件直接与被拆

除竖向构件相连时取2.0,其他构件取1.0。

d、构件截面承载力计算时,商品混凝土强度可取标准值;钢材强度,正截面承载力验算时,可取标准值的1.25倍,受剪承载力验算时可取标准值。

e、当拆除某构件不能满足结构抗连续倒塌设计要求时,在该构件表面附加60kN/m2侧向偶然作用标准值,此时其承载力应满足下列要求:

RdSd

Sd1.2SGK0.7SQK1.3SAK

式中: Rd——构件承载力设计值; Sd——作用组合的效应设计值; SGK——永久荷载标准值产生的效应; SQK——活荷载标准值产生的效应; SAK——侧向偶然作用标准值产生的效应。

四 荷载和地震作用

 

1、 4.2.2条(强制性条文)

对风荷载比较敏感的高层建筑,其承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用。相对02规程作如下修订:

(1)取消了对“特别重要”的高层建筑的风荷载增大要求,主要原因是重要的建筑结构,其重要性已通过结构的重要性系数

0体现。

(2)对于正常使用极限状态设计(如位移计算),其要求可比承载力设计适当降低,一般可采用基本风压值确定。 (3)对风荷载比较敏感的高层建筑结构,风荷载计算时不再强调按100年重现期的风压值采用,而是直接按基本风压值增大10%采用。

(4)对风荷载是否敏感,主要与高层建筑的体型、结构体系和自振特性有关,目前尚无实用的划分标准。一般情况,对房屋高度大于60m的高层建筑,承载力设计时风荷载计算可按基本风压的1.1倍采用;对于房屋高度不超过60m的高层建筑,风荷载取值是否提高,由设计人员确定。

(5)本条规定适用于使用年限为50年和100年的高层建筑结构。

2、 4.2.8条、4.2.9条 该两条均为新增内容。

(1)提醒设计人员应考虑结构横风向风振对高层建筑尤其是超高层建筑的影响。结构高宽比较大,结构顶点风速大于临界风速时,可能引起较明显的结构横风向振动,甚至出现横风向振动大于顺风向作用效应的情况。《建筑结构荷载规范》对园形平面结构的横风向风振作用作出了规定。当结构体型复杂时,宜通

过风洞试验确定横风向振动的等效荷载。

(2)横风向效应与顺风向效应是同时发生的,因此必须考虑两者的效应组合。对于结构侧向位移控制仍可按同时考虑横风向与顺风向影响后的计算主轴方向位移确定,不必按矢量和方向控制结构的层间位移。 3、 4.2.10条

取消了02规程中房屋高度150m以上才考虑风洞试验的限制条件。对结构平面及立面形状复杂、开洞或连体建筑及周围地形环境复杂的结构,都建议进行风洞试验。 4、 4.3.2条

高层建筑结构地震作用的计算本次修订了以下内容: 增加大跨度(指跨度大于24m的楼盖结构及跨度大于8m的转换结构)、长悬臂结构(跨度大于2m的悬挑结构)7度(0.15g)时也应计入竖向地震作用的影响。 5、 4.3.3条

关于计算单向地震时应考虑偶然偏心的影响ei0.05Li是考虑到结构地震动力及反应过程中:(1)可能由于地面扭转运动;(2)结构实际刚度;(3)质量分布相对于计算假定值的偏差;(4)在弹塑性反应过程中各抗侧结构刚度退化程度不同等原因引起扭转反应增大,特别是目前对地面运动扭转分量的强震实侧记录

很少,地震作用计算中还不能考虑输入地面运动扭转分量。因此采用了附加偶然偏心计算这种实用方法。

采用底部剪力法计算地震作用时,也应考虑偶然偏心影响。 对结构平面有局部突出时,建筑物总长度Li可按回转半径相等的原则,简化为无局部突出的平面进行计算。例:图2所示平面,可按下述公式计算建筑物长度Li。

图2 局部突出的平面

 

若b/B及h/H小于1/4时Li=B+Bi

bhbBi(13)

HB

当沿X方向,两侧均突出b×h时,也可近似按上式计算。

 

 

6、 4.3.5条

关于进行结构时程分析时输入地震波作了如下修订: (1)将02规程地震波的持续时间不宜小于建筑结构基本自振周期的3-4倍,也不宜少于12S改为基本自振周期的5倍和15S。 地震影响加速度时程曲线,要满足地震动三要素的要求: a、频率谱特性:根据所处的场地类别和设计地震分组确定的地震影响系数曲线确定。 b、有效峰值:按表4采用。

c、地震加速度曲线的有效持续时间:输入地震加速度时程曲线的有效持续时间,一般从首次达到该时程曲线最大峰值的10%那一点起,到最后一点达到最大峰值的10%为止,约为结构基本周期的5-10倍。

表4 时程分析时输入地震加速度的最大值(cm/s2)

 

(2)根据结构抗震性能设计的规定,本次修订增补了表4设防地震(中震)和6度时的数值。

(3)增加了当取七组和七组以上时程曲线进行计算时,结构地震作用效应可取时程法计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。 7、 4.3.7条

水平地震影响系数最大值α

max本次修订增加了:

max值。

(1)增加了7度(0.15g)和8度(0.30g)的α

(2)为配合结构抗震性能设计的需求,增加了设防烈度(中震)和6度时的α

max值。

(3)《抗规》场地一节将建筑场地划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类,其中Ⅰ类又细分为Ⅰ0及Ⅰ1两段类,因此《规程》表4.3.7-2特征周期Tg(S)按五类给出。 8、 4.3.8条

弹性反应谱法理论是现阶段抗震设计的最基本理论。本次修订对地震反应谱曲线的计算表达式未变,但对其参数公式进行了调整,见表5。

表5 地震影响系数曲线参数公式调整

 

通过以上调整,达到了以下效果:

(1)阻尼比为5%的地震影响系数维持不变。

(2)基本解决了01《抗规》在长周期不同阻尼比地震影响系数曲线交叉,大阻尼曲线值高于小阻尼曲线值的不合理现象。 (3)降低了小阻尼(0.02~0.03)的地震影响系数值,最大降低幅度达18%。略提高了阻尼比0.06~0.10范围的地震影响系数值,长周期部分最大增幅约5%。

(4)适当降低了大阻尼(0.20~0.30)的地震影响系数值,在5Tg周期内基本不变;长周期部分最大降幅约10%,扩大了消能减震技术的应用范围。 9、 4.3.12条

(1)由于地震影响系数在长周期下降较快,对基本周期大

于3.5S的结构,据此计算所得的水平地震作用下的结构效应可能偏小。而对长周期结构、地震地面运动速度和位移可能对结构的破坏具有更大的影响,但目前采用的振型分解反应谱法无法对此作出合理的估计。为安全考虑,增加了对各楼层水平地震剪力最小值的要求。规程表4.3.12规定了不同设防烈度下的楼层最小地震剪力系数值,当不满足时,结构总剪力和各楼层的水平地震剪力均需要进行调整或改变结构布置,使之满足要求。

(2)本次修订补充了6度时的最小地震剪力系数的规定。

(3)对于薄弱层,即侧向刚度变化、承载力变化、竖向抗侧力构件连续性不满足竖向不规则要求时(本规程3.5.2条、3.5.3条、3.5.4条)。应对于地震作用标准值的剪力乘以1.25增大系数,放大后,由于该结构为竖向不规则结构的薄弱层,尚需满足该层地震剪力VEKiGj不小于本规程表4.3.12中楼层最小地震剪力

iin

数值的1.15倍。

10、 4.3.14条、4.3.15条 新增条文。

(1)对于大跨度结构(跨度大于24m及跨度大于12m的转换结构和连体结构)及长悬挑结构(悬挑长度大于5m)需采用时程分析法或反应谱法进行竖向地震的分析。竖向地震反应谱采用水平反应谱的65%,但竖向反应谱的特征周期尤其在远震中明显小于水平反应谱,故本条规定,特征周期均按第一组采用。对

处于发震断裂10Km以内的场地,最大值可能接近水平谱,特征周期小于水平谱。

(2)对跨度较大、所处位置较高的情况,应按本规程4.3.13条、4.3.14条的规定进行计算,但其计算结果不宜小于

FEVKvmaxGeg。

式中: FEVK——结构总竖向地震作用标准值; vmax——结构竖向地震影响系数最大值; Geg——结构等效总重力荷载代表值。

(3)对跨度或悬挑长度不大于本规程4.3.14条规定的大跨结构和悬挑结构,可按本规程的竖向地震作用系数乘以相应的重力荷载代表值作为竖向地震作用标准值。规程表4.3.15增加了6度、8度(0.30g)的竖向地震作用系数。 11、 4.3.17条

高层建筑结构的计算自振周期折减系数作了如下修订。 (1)将“填充砖墙”改为“砌体墙”,但不包括采用柔性连接的填充墙或刚度很小的轻质砌体填充墙。

(2)增加了框架核心筒结构周期折减系数的规定。 (3)将剪力墙结构的周期折减系数由0.9-1.0调整为0.8-1.0。目前有些剪力墙结构布置的填充墙较多,其周期折减系数可取

0.8。

五 结构计算分析

 

1、 5.1.9条

高层建筑结构是逐层施工完成的,其竖向刚度和竖向荷载(如自重和施工荷载)也是逐层形成的。这种情况与结构刚度一次形成,竖向荷载一次施加的计算方法存在较大差异。本次修订,增加了复杂结构及150m以上高层建筑应考虑施工过程的影响。 2、 5.1.11条

关于型钢商品混凝土和钢管商品混凝土构件的计算,目前已可以实现在整体模型中直接考虑型钢商品混凝土和钢管商品混凝土构件。因此取消了02规程关于将型钢商品混凝土和钢管商品混凝土构件等效为商品混凝土构件计算的规定。 3、 5.1.14条 本条为新增内容.

多塔楼结构振动形态复杂,整体模型计算有时不容易判断结构的合理性;需增加分塔楼模型分析,取两者不利结果进行设计。 分塔计算时,当塔楼周边的裙楼超过两跨,分塔至少附带两

跨裙楼进行设计。 4、 5.2.1条

关于对剪力墙连梁予以折减问题,明确以下几点:

(1)明确仅在有地震作用的组合中可对连梁刚度进行折减,对无地震作用参与的组合,如重力荷载与风的组合,不能考虑连梁刚度的折减。

(2)连梁刚度折减是考虑在不影响承受竖向荷载的前提下,允许连梁适当开裂,将内力转移到墙体上。因此低烈度时可少折减一些(6、7度可取0.7),高烈度时可多折减一些(8、9度时可取0.5)。

(3)当连梁跨高比较大时(如大于5),重力作用效应比风或地震作用效应更明显,此时可不进行梁刚度折减以控制正常使用阶段梁裂缝的发生和发展。 5、 5.3.7条

当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2。在计算地下结构楼层侧向刚度时,可考虑地上结构以外的地下室相关部位,相关部位指地上结构四周外扩不超过三跨的范围。 6、 5.5.1条 本条为新增条文。

(1)采用弹塑性计算分析,主要用于重要的建筑物,超高层建筑结构,复杂的高层建筑结构。

(2)根据工程的重要性,破坏后的危害性及修复的难易程度,按本规程3.11节确定结构的抗震性能目标,根据性能目标的要求,进行结构弹塑性计算分析。

(3)根据结构构件的性能和分析进度要求,在建立结构计算模型时,采用合适的简化模型,如梁、柱、斜撑采用一维单元;墙、板可采用二维单元或三维单元。

(4)结构构件的几何尺寸、钢筋、型钢和混合结构的钢构件应按实际情况参与计算。

(5)结构材料(钢筋、型钢、商品混凝土等)的力学性能指标(如变形模量、强度取值等)及本构关系,应根据实际情况合理选用。如材料强度可分别取设计值、标准值、抗拉极限值或实测值、实测平均值等。结构本构关系直接影响弹塑性分析结果,钢筋和商品混凝土材料的本构关系可按《商品混凝土结构设计规范》(GB 50010)附录C的规定采用。

(6)由于结构弹塑性变形比弹性变形大很多,为提高计算结果的可靠性,考虑结构几何非线性进行计算是必要的。 (7)进行动力弹塑性计算时,地面运动加速度时程的选取,预估罕遇地震作用时的峰值加速度取值以及计算结果的选用,按

本规程4.3.5条执行。

(8)与弹性静力分析计算相比,结构的弹塑性分析具有更大的确定性,因此对计算分析结果应进行认真的分析和判断。 7、 5.5.2条

对6度抗震设计的结构,也要进行薄弱层的验算。 8、 5.6.1条

荷载基本组合的效应设计值有以下变化: (1)荷载基本组合的效应设计值公式为

SdGSGKLQQSQKWWSWK

增加了考虑结构设计使用年限的荷载调整系数L,设计使用年限为50年时取1.0,设计使用年限为100年时取1.1。 (2)上述公式仅适用于作用和作用效应呈线性对应关系的情况,如呈非线性关系,则作用组合应符合《工程结构可靠性设计统一标准》的有关规定。 9、 5.6.4条

表5.6.4条有地震作用组合时荷载和作用分项系数增加了以下内容。

(1)增加了7度竖向地震的要求。

(2)增加了竖向地震与水平地震组合时,竖向地震力为主的组合的分项系数值。

六 框架结构设计

 

1、 6.1.2条

抗震设计的框架结构,由“不宜”改为“不应”采用单跨框架。震害表明,单跨框架尤其是层数较多的高层建筑,震害严重。单跨框架结构冗余度低不应采用。

单跨框架结构是指整栋建筑全部或绝大部分采用单跨框架结构,不包括仅局部为单跨框架的框架结构。 2、 6.1.4条 新增条文。

2008汶川地震震害表明,框架结构中的楼梯及周边构件破坏严重。本次修订,增加了对楼梯设计的抗震要求。

(1)框架结构中楼梯构件的组合内力设计值应包括与地震作用效应的组合,楼梯梁、柱的抗震等级应与框架结构相同。 (2)框架结构中,钢筋商品混凝土楼梯自身的刚度对结构地震作用和地震反应有较大的影响。如果楼梯布置不当会造成结构平面不规则,设计时应尽量避免。

(3)震害调查,发现框架结构楼梯板破坏严重,出现被拉断的情况,因此应进行抗震设计,并加强构造措施,采用双层双向配筋。

汶川地震震害发现,框架结构填充墙破坏严重,为此,对填充墙要求增加了以下几点:

(1)明确了用于填充墙的砌块强度等级不应低于MU5。采用轻质砌块时,不应低于MU2.5。

(2)提高了砌体填充墙与主体结构的拉结要求,7度时拉筋亦宜沿墙全长贯通。

(3)提高了构造柱的设置要求,增加了当墙长大于层高的2倍时,宜设置间距不大于4m的构造柱。

(4)新增了楼梯间采用砌体填充墙时,应设置间距不大于层高且不大于4m的钢筋商品混凝土构造柱,并宜采用钢丝网砂浆面层加强。

4、 6.1.8条 新增内容.

不与框架柱(包括框 — 剪结构中的柱)相连的次梁,可按非抗震设计。与梁相连的次梁不参与抗震,其构造可按非抗震要求设计,即梁端箍筋不需加密,仅需满足抗剪要求;其间距可按非抗震构件的要求;箍筋弯90º即可;纵筋锚固、搭接等可按非抗震要求。如一端与梁、另一端与框架柱相连,则与框架柱相连的一端应满足框架梁的要求。

框架柱的延性比梁的延性小,若框架柱形成了塑性铰,就会产生较大的侧移,并影响结构承受垂直荷载的能力。为此,在框架柱的设计中,有目的地增大柱端弯矩设计值,实现“强柱弱梁”的概念设计要求。

(1)对二、三级框架结构的柱端弯矩增大系数由02规程的1.2、1.1分别提高至1.5、1.3。由于本规程的框架结构不含四级,故取消了四级的规定。

(2)一级框架结构和9度时的框架应按实配钢筋进行“强柱弱梁”验算。

(3)增加了在梁端实配钢筋计算中,应计入梁有效翼缘宽度范围内楼板钢筋的要求。梁的有效翼缘宽度取值,可取梁两侧各6倍板厚范围。

(4)对二、三级框架,仅提高了柱端弯矩增大系数,未要求采用实配反算。但当框架梁按最小配筋构造配筋时,为避免出现因梁的实际受弯承载力与弯矩设计值相差太多而无法实现“强柱弱梁”的情况宜采用实配反算的方法进行柱的受弯承载力设计,但实配系数c不得低于1.1。 6、 6.2.2条

纯框架结构(不包括其他类型中的框架)的底层柱下端,在

强震作用下不能避免出现塑性铰。为提高抗震安全度,推迟塑性铰的出现,将框架结构底层柱下端弯矩设计值增大系数c由02规程一、二、三级的1.5、1.25、1.15分别调整为1.7、1.5、1.3。 7、 6.2.3条

为满足框架柱、框支柱“强剪弱弯”的要求,作了以下修订。 (1)对纯框架结构,二、三级时柱端剪力增大系数vc由02规程的1.2、1.1分别提高至1.3、1.2。

(2)对其他结构的框架,增加了四级框架柱的vc为1.1的要求。

8、 6.2.4条

抗震设计时,框架角柱承受双向地震作用,扭转效应较大,应对其弯矩设计值、剪力设计值增大10%。本次增加四级框架柱也应符合上述要求。 9、 6.2.5条

增加了抗震设计时,框架梁端截面组合的剪力设计值,当为一级框架及9度时的框架,需按实配钢筋计算正截面抗震受弯承

r载力Mbua及Mbua时应计入受压钢筋,包括有效翼缘宽度范围内的

楼板钢筋。 10、 6.2.7条

(1)增加了对三级框架节点核心区进行抗剪验算的要求。

(2)节点核心区的验算,可按《商品混凝土设计规范》(GB 50010)的有关规定执行。 11、 6.3.2条 本条有以下修订。

(1)取消了02规程对框架梁最大配筋率不应大于2.5%的强制性要求,改为一般要求,放在6.3.3条中。主要为了保证梁端截面的延性,配筋过密影响商品混凝土的浇筑质量。

(2)表6.3.2-2增加了注2。“一、二级抗震等级的框架梁,当箍筋直径大于12mm且肢数不少于4肢时,箍筋加密区最大间距允许适当放松,但不应大于150mm”。以利于商品混凝土的浇捣。 12、 6.3.3条

梁纵向钢筋的配置,增加了以下内容:

(1)参考国外规范,规定梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.75%,以保证梁的延性。

(2)增加了对三级抗震等级的框架梁,贯通中柱的纵向钢筋的直径要求。以保证梁在反覆荷载作用时钢筋滑移。 13、 6.3.4条

给出了非抗震设计时,框架梁受弯、剪、扭时,梁箍筋面积配筋率和受扭纵向钢筋的面积配筋率的最小要求公式。

14、 6.3.7条

框架梁上开洞的要求为新增内容。

(1)当承受均布荷载时,在跨度中部1/3区段内,剪力较小,允许洞口高度不应大于梁高的0.4倍。如大于以上范围,应通过承载力验算,合理配筋。

(2)在梁两端接近支座处开洞不宜过大,且必须通过计算,加强配筋。

(3)当梁跨中有集中荷载时,应根据具体情况另行考虑。 15、 6.4.1条

本次修订提高了抗震设计时对柱截面最小尺寸的要求。一、二、三级抗震设计时,矩形截面柱最小截面尺寸由300mm改为400mm;园柱最小直径由350mm改为450mm。 16、 6.4.2条

为保证框架柱的延性,对轴压比提出了要求,本次修订有以下内容。

(1)增加了四级抗震轴压比限值的规定。 (2)框架结构比02高规限值降低了0.05。

(3)框架 — 剪力墙等结构中的三级框架柱限值降低了0.05。

(4)当采用框架柱配置芯柱达到放宽柱轴压比的限值时,

对芯柱的截面增加了以下要求:

a、当柱截面为矩形时,芯柱也可采用矩形截面;边长不宜小于柱截面相应边长的1/3。

b、当柱截面为正方形时,芯柱可采用正方形或园形,其边长或直径不宜小于柱截面边长的1/3。

c、当柱截面为园形时,芯柱宜采用园形,其直径不宜小于柱截面直径的1/3。 17、 6.4.3条

柱的纵向钢筋和箍筋配置作了如下修订:

(1)柱纵向受力钢筋最小配筋百分率,本规程是以500MPa级钢筋为基准的,与02规程相比,对335MPa及400MPa级钢筋的最小配筋率略有提高,对框架结构的边柱和中柱的最小配筋百分率提高了0.1。

(2)增加了一级框架柱端加密区箍筋可适当放松的规定,以保证商品混凝土的浇筑质量,但应注意箍筋间距放宽后,尚需满足柱体积配箍率的要求。 18、 6.4.4条

调整了非抗震设计时柱的纵向钢筋间距由350mm改为300mm;明确四级抗震设计时,柱纵筋间距同非抗震设计。

19、 6.4.7条

柱加密区范围内箍筋的体积配箍率有以下修订:

(1)在计算箍筋体积配箍率时,箍筋或拉筋的抗拉强度设计值fyv取消了超过360N/mm2时应按360N/mm2计算的规定,这样可以更合理的采用高强度钢筋。

(2)取消了“计算复合箍筋的体积配箍率时,应扣除重叠部分的箍筋体积”的要求。 20、 6.4.11条 本条为新增内容。

为便于浇捣商品混凝土,在柱中心需留出300mm×300mm的空位,以利于导管将商品混凝土引入柱底。

七 剪力墙结构设计

 

1、 7.1.1条

关于剪力墙洞口的布置应注意以下问题:

(1)洞口的布置宜规则开洞,成列成排布置,能形成明确的墙肢与连梁。这样应力分布比较规则,与当前应用的程序计算简图较符合。

(2)错洞剪力墙和叠合错洞剪力墙的应力分布复杂,计算与构造都较困难,因此:

a、剪力墙底部加强部位,是塑性铰出现及保证剪力墙安全的重要部位,一、二、三级剪力墙的底部加强部位不宜采用错洞布置,如无法避免错洞墙,应控制错洞墙洞口的水平距离不小于2m,并仔细计算分析,在洞口周边采取有效构造措施(图3a、3b)。 b、一、二、三级抗震设计的剪力墙全高都不宜采用叠合错洞墙,如无法避免叠合错洞布置时,应按有限元方法仔细计算分析,并在洞口周边采取加强措施(图3c)或在洞口不规则部位采用其他轻质材料填充,将叠合洞口转化为规则洞口(图3d)。

 

 

(a)一般错洞墙

 

(b)底部局部错洞墙

 

 

 

(c)叠合错洞墙构造之一 (d)叠合错洞墙构造之二

图3 剪力墙洞口不对齐时的构造措施

2、 7.1.2条

细高的剪力墙(高宽比大于3)容易设计成具有延性的弯曲破坏型剪力墙,符合剪力墙结构应具有延性的要求。当墙长很大时,可通过开设洞口将长墙分成较小的墙段,使每个墙段成为高宽比大于3较均匀的独立墙肢或联肢墙,分割洞口上可设置约束弯矩较小的弱连梁(跨高比宜大于6)。

当墙段长度(即墙段截面高度)很长时,受弯后裂缝宽度会较大,墙体配筋易拉断,因此规定墙段长度不宜大于8m。

3、 7.1.2条

 

 

关于连梁的设计有两类:

(1)跨高比小于5的连梁:连梁弯矩以水平荷载作用下产生的弯矩与剪力为主,竖向荷载作用下的弯矩影响较小,这类连梁对剪切变形敏感,容易产生剪切裂缝,应按连梁设计的规定进行设计。

(2)跨高比不小于5的连梁,宜按框架梁进行设计,其抗震等级与所连接的剪力墙抗震等级相同。 4、 7.1.4条

为保证剪力墙底部出现塑性铰后具有足够大的延性,需要提高其抗剪破坏能力、设计边缘构件等,形成底部加强部位。本次修订加强部位定为剪力墙高度的1/10与两层层高二者的较大值。并明确当地下室顶板不作为嵌固端时,剪力墙底部加强部位的设计宜延伸至嵌固部位。 5、 7.1.6条

当剪力墙与平面外方向的大梁连接时,墙肢平面外承受弯矩,当梁高大于2倍墙厚时,刚性连接梁的梁端弯矩将使剪力墙平面外产生较大的弯矩,此时为保证剪力墙的安全,应设置壁柱或墙内设置暗柱。对壁柱及暗柱的截面、配筋、钢筋锚固等见规程条文。

6、 7.1.7条

剪力墙与柱均为压弯构件,其压弯破坏状态及计算原理基本相同,但截面配筋构造却不相同,配筋计算方法也不相同,为此,本规程将墙截面高厚比hw/bw宜大于4,作为按墙进行截面设计的分界点,hw/bw不大于4,按柱进行截面设计。取消02规程中关于小墙肢的规定。 7、 7.1.8条

当剪力墙开大洞口时,会形成短肢剪力墙,对于L、T、十字形剪力墙,两个方向的墙肢高度与厚度之比的最大值为

4hw/bw8,厚度不大于300mm时,称为短肢剪力墙,这类墙

可能沿建筑高度有较多楼层出现反弯点,受力特点接近异形柱,但又需承受较大的轴力与剪力,因此本规程规定对短肢剪力墙应加强,且在某些情况下要限制具体高度。具体要求为: (1)不应采用全部为短肢剪力墙的结构。

(2)B级高度高层建筑及抗震设防烈度为9级的A级高度高层建筑,不宜布置短肢剪力墙,不应采用具有较多短肢剪力墙结构。

(3)当采用较多短肢剪力墙的剪力墙结构时,应满足以下条件:

a、短肢剪力墙承担的倾覆力矩不大于结构底部总倾覆力的50%。

b、短肢剪力墙承担的倾覆力矩不小于结构底部总倾覆力矩的30%时,称为具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构,此时房屋适用高度应适当降低,7度、8度(0.2g)和8度(0.3g)时分别不应大于100m、80m和60m。 8、 7.2.1条

关于剪力墙的截面厚度作了以下修订:

(1)本次修订强调了剪力墙的截面厚度应符合本规程附录D的墙体稳定验算要求。并应满足剪力墙截面最小厚度的规定。剪力墙截面除应满足稳定要求外,尚应满足剪力墙受剪截面限制条件,剪力墙正截面受压承载力要求及剪力墙轴压比的要求。 (2)本次修订不再规定墙厚与层高或剪力墙无肢长度比值的限制要求,主要原因是:

a、规定了剪力墙截面的最小厚度,这是高层建筑的基本要求。 b、剪力墙平面外稳定与该层墙体顶部所受的轴压力大小密切相关,如果不考虑墙体顶部轴压力的影响,仅限制墙厚与层高或无肢长度的比值,会形成高差相差很大的房屋,其底部墙厚限制相同或一幢高层建筑底部与顶部墙厚限制条件相同等不合理现象。

c、本规程附录D的墙体稳定验算公式能合理地反映楼层墙体顶部轴向压力及层高或无支长度对墙体平面外稳定的影响、安

全可靠。

9、 7.2.2条

关于短肢剪力墙作了如下修改。

(1)短肢剪力墙的厚度02规程规定不应小于200mm,本规程规定除应符合7.2.1条规定外,底部加强部位不应小于200mm,其他部位不应小于180mm。

(2)降低了轴压比限制。02规程规定短肢墙抗震等级提高一级,一、二、三级短肢剪力墙的轴压比限制分别为0.5、0.6、0.7。本次修订不再提高抗震等级,但轴压比限制降低为一、二、三级分别不宜大于0.45、0.50、0.55,一字形截面短肢剪力墙的轴压比限值应相应减少0.1。

(3)增加了三级时剪力设计值的增大系数1.1。

(4)短肢剪力墙全部竖筋的配筋率分抗震等级及加强部位和一般部位分别给出。 10、 7.1.13条

轴压比是影响剪力墙在地震作用下塑性变形能力的重要因素。轴压比低的延性大;反之延性小。通过设置约束边缘构件,可提高轴压比高的剪力墙的塑性变形能力,但轴压比大于一定值后,在强震作用下,剪力墙可能因商品混凝土压溃而丧失承受重力荷载的能力。因此,规程规定了剪力墙的轴压比限值。本次修订主

要内容为:

(1)将轴压比限值扩大到三级剪力墙。

(2)将轴压比限值扩大到结构全高,不仅仅是底部加强部位。

11、 7.2.14条

剪力墙两端和洞口两侧应设边缘构件有以下几点修订: (1)轴压比高的剪力墙(轴压比超过规程表7.2.14的限值)在水平力作用下,塑性变形能力差,规定一、二、三级剪力墙应在底部加强部位及相邻上一层设置约束边缘构件。

(2)当剪力墙轴压比满足本规程表7.2.14的要求时,墙的塑性变形能力较大,应设置构造边缘构件。

(3)B级高度的高层建筑,考虑到其高度比较高,为避免边缘构件配筋急剧减少的不利情况,规定约束边缘构件与构造边缘构件之间设置过渡层的要求。 12、 7.2.15条

剪力墙约束边缘构件有以下修订内容: (1)增加了三级剪力墙约束边缘构件的要求。

(2)将轴压比分为两级,较大一级的约束边缘构件要求与02规程相同,较小一级有所降低。

(3)可以计入“符合构造要求的水平分布钢筋”的约束作

用。“符合构造要求的水平分布钢筋”,是指水平分布钢筋伸入约束边缘构件,在墙端有90º弯折后延伸到另一排分布钢筋并钩住其竖向钢筋,内、外排水平分布钢筋之间设置足够的拉筋,形成复合箍,可以起到约束商品混凝土的作用。

(4)取消了计算配箍特征值时,箍筋(拉筋)抗拉强度设计值不大于360MPa的规定。 13、 7.2.16条

剪力墙的构造边缘构件有以下修订内容:

(1)将箍筋、拉筋肢距“不应大于300mm”改为“不宜大于300mm”。

(2)规程表7.2.16中增加了对底部加强部位构造边缘构件的要求。

(3)02规程规定,对于复杂高层结构、混合结构、框架 — 剪力墙结构、筒体结构及B级高度的剪力墙结构其构造边缘构件比一般剪力墙更高的要求。本次修订规定连体结构、错层结构及B级高度的高层建筑结构的构造边缘构件比一般剪力墙构造边缘构件更高的要求。

14、 7.2.24条及7.2.25条: 新增条文。

(1)7.2.24条给出了跨高比不大于1.5的连梁,非抗震及抗

震设计时,纵向钢筋的最小配筋率;跨高比大于1.5的连梁可按框架梁的要求采用。

(2)7.2.25条给出了连梁非抗震及抗震设计时纵向配筋的最大配筋率,跨高比大于2.5的连梁,其最大配筋率限值可按框架梁采用,不宜大于2.5%。以实现连梁的强剪弱弯。 15、 7.2.26条

当剪力墙“超限”时,给出了以下处理方法: (1)减小连梁截面高度或采取其他减小连梁的措施。 (2)抗震设计剪力墙连梁弯矩可塑性调幅,方法有二: a、对连梁刚度予以折减,折减系数不宜小于0.5。

b、在内力计算后,将连梁弯矩和剪力组合值乘以折减系数。无论用什么方法,调幅后的弯矩,剪力设计值不应低于使用状况下的值,也不宜低于比设防烈度低一度的地震作用组合所得的弯矩、剪力设计值。避免在正常使用条件下或较小的地震作用下连梁出现裂缝。具体建议值为调整后的弯矩不小于调幅前刚度不折减计算的弯矩0.8倍(6~7度)和0.5倍(8~9度),并不小于风荷载作用下的连梁弯矩。

连梁是否“超限”,必须用弯矩调幅后对应的剪力按规程7.2.22条公式进行验算。

(3)当按(1)、(2)两条处理尚不能满足时,允许假定连

梁在大震下剪切破坏,不再约束墙肢,按独立墙肢进行第二次结构内力分析,增大墙肢内力及配筋,以保证墙肢安全,相当于第二道防线,不存在连梁约束位移加大,但是大震下已不必小震作用的要求限制位移。

八 框架 — 剪力墙结构设计

 

1、 8.1.3条

框架 — 剪力墙结构在规定的水平力作用下,结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值不尽相同,结构性能有较大的差别。本次修订对此做了较为具体的规定。在结构设计时,应据此比值确定该结构相应的适用高度和构造措施,计算模型及分析均按框架 — 剪力墙结构进行实际输入和计算分析。

(1)当框架部分承担的倾覆力矩不大于结构总倾覆力矩的10%时,意味着结构中框架承担的地震作用较小,绝大部分均由剪力墙承担,工作性能接近于纯剪力墙结构,此时结构中的剪力墙抗震等级可按剪力墙结构的规定执行;其最大适用高度仍按框架 — 剪力墙结构的要求执行;其中的框架部分应按框架 — 剪

力墙结构的框架进行设计,也就是说需要进行本规程8.1.4条的剪力调整,其侧向位移控制指标按剪力墙结构采用。

(2)当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10%但不大于50%时,属于典型的框架 — 剪力墙结构,按本章有关规定进行设计。

(3)当框架部分承受的倾覆力矩大于结构总倾覆力矩的50%但不大于80%时,意味着结构中剪力墙的数量偏少,框架承担较大的地震作用,此时框架部分的抗震等级和轴压比宜按框架结构的规定执行,剪力墙部分的抗震等级和轴压比按框架 — 剪力墙结构的规定采用;其最大适用高度不宜再按框架 — 剪力墙结构的要求执行,但可比框架结构的要求适当提高,提高的幅度可视剪力墙承担的地震倾覆力矩来确定。

(4)当框架部分承受的倾覆力矩大于结构总倾覆力矩的80%时,意味着结构中剪力墙的数量极少,此时框架部分的抗震等级和轴压比应按框架结构的规定执行,剪力墙部分的抗震等级和轴压比按框架 — 剪力墙结构的规定采用;其最大适用高度宜按框架结构采用。对于这种少墙框剪结构,由于其抗震性能较差,不主张采用,以避免剪力墙受力过大、过早破坏。不可避免时,宜采取将此种剪力墙减薄、开竖缝、开结构洞、配置少量单排钢筋等措施,减小剪力墙的作用。

在条文第3、4款规定的情况下,为避免剪力墙过早破坏,其位移相关控制指标按弹性方式计算的楼层层间最大位移与层高之比的限值按框架 — 剪力墙结构采用,结构薄弱层(部位)层间弹塑性位移角限值按框架 — 剪力墙结构采用。 2、 8.1.4条

框架 — 剪力墙结构在水平地震作用下,按多道防线的概念设计要求,墙是第一道防线,在中震、大震下先于框架破坏,由于塑性内力重分布,框架部分按侧向刚度分配的剪力会比多遇地震下增大,为保证作为第二道防线的框架,具有一定的抗侧力能力,需对框架承担的剪力予以调整。当框架柱的数量沿竖向有规律分段变化时,可分段调整;当框架数量沿竖向变化更复杂时,应专门研究框架柱剪力的调整方法。

对有加强层的结构,框架承担的最大剪力不包括加强层及相邻上、下层的剪力。

框架的总剪力按0.2V0和1.5Vfmax二者的较小值取用。 3、 8.1.8条

长矩形平面剪力墙的布置有以下修订:

(1)单片剪力墙底部承担的水平剪力由不应超过底部总水平剪力的30%改为40%。

(2)表8.1.8中注4为新增内容。“当房屋端部未布置剪力

墙时,第一片剪力墙与房屋端部的距离,不宜大于表中剪力墙间距的1/2”。

4、 8.1.9条

板柱 — 剪力墙结构布置有以下修订:

(1)规定7度时宜采用有柱托板;8度时应采用有柱托板。 (2)当板厚不满足冲切承载力要求,又不能设置柱托板时,建议采用型钢剪力架(键)抵抗冲切,剪力架(键)应根据计算确定。

(3)由于剪力架(键)的高度不应大于板面筋的下排筋和板底筋的上排筋的净距,因此,板厚不能小于200mm。 5、 8.1.10条

板柱 — 剪力墙结构,按多道防线的原则,全部地震剪力应由剪力墙承担,各层板柱除应符合计算要求外,尚需承担不少于该层相应方向20%的地震剪力。

本次修订,针对高层建筑结构,增加了抗风设计的要求。板柱 — 剪力墙结构中各层筒体或剪力墙应承担不小于80%相应方向该层承担的风荷载作用下的剪力。 6、 8.2.2条

剪力墙的厚度在满足附录D的墙体稳定计算要求的前提下,取消了墙厚不小于层高1/6和1/20的限制。

7、 8.2.3条

板柱 — 剪力墙结构设计规定如下: (1)板柱 — 剪力墙结构的计算分析方法:

a、规则的板柱结构,可采用等代框架法,等代梁的宽度宜采用垂直于等代框架方向两侧柱距各1/4。

b、不规则的板柱结构,宜用连续体有限元空间模型进行分析。

(2)设计无梁平板(包括有托板)的抗冲切承载力时,当冲切应力大于0.7ft时,可使用箍筋承担剪力。但由于箍筋竖肢上、下端皆为弧形;板的双向纵筋使h0减小,箍筋的竖肢往往较短,少量滑动就能使应变减少较多,箍筋的竖肢应力难以达到屈服强度。参照国外规范,本规程建议采用高效能抗剪栓钉,以提高抗冲切能力。其构造作法可将栓钉用自动焊接法焊在钢板上,放置在柱周边的板带内。

当地震作用导致柱上板带的支座弯矩反号时,应验算反向界面的冲切承载力。

(3)为防止无柱托板柱结构在柱边开裂后楼板坠落,穿过柱截面板底两个方向钢筋的受拉承载力应满足该柱承担的该层楼面重力荷载代表值所产生的轴压力设计值,ASNG/fy。

九 筒体结构设计

 

1、 9.1.2条

(1)研究表明,筒中筒结构的空间受力性能与其高度和高宽比有关,当高宽比小于3时,就不能较好地发挥结构的整体空间作用,因此规定筒中筒结构高度不宜低于80m、高宽比不宜小于3。

(2)框架 — 核心筒结构的高度和高宽比可不受高宽比的限制,对高度不超过60m的框架 — 核心筒结构,可按框架 — 剪力墙结构设计,适当降低构造要求。 2、 9.1.5条

根据近年来的工程经验,适当放松了核心筒或内筒与外框柱之间的距离,非抗震设计和抗震设计分别由02规程的12m-10m增大为15m、12m。 3、 9.1.7条

筒体结构核心筒或内筒设计的要求,主要修订了对墙体要求应按本规程附录D进行稳定验算,必要时可增设扶壁柱或扶壁墙以增强其稳定性。 4、 9.1.11条

关于对框架 — 核心筒结构和筒中筒结构的框架剪力调整问题,按以下规定执行。

(1)当各层框架承担的地震剪力不小于结构底部总剪力的20%时,则框架地震剪力可不进行调整。

(2)当框架部分分配的地震剪力标准值的最大值小于结构底部总剪力标准值的10%时,说明外周框架刚度太弱,核心筒过刚,强烈地震时,核心筒墙体可能损坏严重,内力重分布后,框架会承担较大的地震作用。如按框架部分承担的剪力最大值的1.5倍调整可能过小,因此需增大各层框架部分承担的地震剪力标准值,要求达到结构底部总地震剪力值的15%;同时要对核心筒的地震剪力标准值增大1.1倍,并将墙体的抗震构造措施提高一级,已为特一级的可不再提高。

(3)当框架部分分配的地震剪力标准值大于结构底部总剪力标准值的10%,但小于20%时,应按结构底部总地震剪力标准值的20%和框架部分楼层地震剪力标准值中最大值的1.5倍两者的较小值进行调整。

(4)调整框架柱的地震剪力后,框架柱端弯矩及与之相连的框架梁端弯矩、剪力应相应调整。

(5)除加强层及其上、下层外,框架部分分配的楼层地震剪力标准值的最大值不宜小于结构底部总地震剪力标准值的10%。

5、 9.2.2条

框架 — 核心筒结构,核心筒是主要抗侧力构件,其底部加强部位水平和竖向分布筋的最小配筋率不宜小于0.30%,高于一般框架 — 剪力墙结构。 6、 9.2.5条

内筒偏置的框架 — 筒体结构,其质心与刚心的偏心距大,结构在地震作用下扭转反应增大,为此,需控制这类结构的扭转反应。具体要求为:

(1)位移比和周期比均按B级高度高层建筑从严控制。 (2)内筒偏置时,结构第一自振周期T1中含有较大的扭转成分,为改善结构抗震性能,除控制结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比不应大于0.85外,尚需控制T1的扭转成分不宜大于平动成分之半。 7、 9.2.6条及9.2.7条 新增条文.

当内筒偏置,长宽比大于2时,宜采用框架 — 双筒结构。可以增强结构的扭转刚度,减小结构在水平地震作用下的扭转效应。

双筒间的楼板需传递双筒间的力偶,因而会产生较大的平面剪力,因此,洞口附近的楼板应加厚,配筋双层双向每层单向配筋率不应小于0.25%。双筒间楼板应按弹性板进行细化分析。

8、 9.3.8条

跨高比较小的框筒梁和内筒连梁增设交叉暗撑对提高其抗震性能有较好的作用,但施工较困难,本次修订,作了适当的调整:对跨高比不大于2的框筒梁和内筒连梁,宜增配对角斜向钢筋,具体要求参见《商品混凝土结构设计规范》(GB 50010);跨高比不大于1的框筒梁和内筒连梁,宜设置交叉暗撑,但箍筋不再设加密区。

十 复杂高层建筑结构设计

 

1、 10.1.1条

本次修订增加了竖向体型收进、悬挑结构,并将多塔楼结构并入其中。 2、 10.2.1条

(1)带转换层的结构包括底部带托墙转换层的剪力墙结构(部分框支剪力墙结构)和底部带托柱转换层的筒体结构。 (2)竖向体型收进,悬挑结构一节,将多塔结构并入其中,因为这三种结构的刚度和质量的竖向变化有一定共性。 3、 10.2.2条

带转换层的高层建筑,其剪力墙底部加强部位的高度从地下室顶板算起,宜取转换层以上两层且不宜小于房屋高度的1/10(02规程为1/8)。 4、 10.2.4条

(1)关于转换结构构件采用厚板时有以下要求: a、非抗震设计及6度抗震设计时。

b、当设大空间地下室,因周围有约束作用,地震反映不明显,7、8度抗震设计时地下室的转换构件可采用厚板。 (2)取消了02规程“其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数”。为保证转换构件的设计安全并具有良好的抗震性能,将特一、一、二级转换构件在水平地震作用下的计算内力分别增大为1.9、1.6、1.3(02规程为1.8、1.5、1.25),并应考虑竖向地震作用。

5、 10.2.6条

当部分框支剪力墙结构转换层的位置设置在3层及3层以上时,其框支柱、落地剪力墙的底部加强部位的抗震等级宜提高一级采用,已为特一级时可不再提高。

对托柱转换构件,因受力情况和抗震性能有利于部分框支剪力墙结构,其抗震等级不再提高。 6、 10.2.7条

强制性条文。

转换梁设计的要求有以下修订:

(1)将“框支梁”改为“转换梁”包括部分框支剪力墙中的框支梁及托柱的框架梁,由于其受力复杂,因此其纵向钢筋、梁端加密区箍筋的最小构造配筋均比一般框架梁更严。 (2)对偏心受拉的转换梁(一般为框支梁)顶面纵向钢筋及腰筋的配置提出了更高的要求。偏心受拉转换梁、截面受拉区域大、甚至全截面受拉,因此除按结构分析配筋钢筋外,尚需加强梁跨中区段顶面纵向钢筋及两侧腰筋的最低构造配筋。 7、 10.2.8条

对转换梁的非强制性条文。对转换梁的截面尺寸及配筋构造提出了具体要求,本次修订有以下内容:

(1)转换梁的截面高度不宜小于计算跨度的1/8(02规程为1/6)。

(2)增加了对托柱转换梁的腰筋配置要求,其直径不宜小于12mm,间距不宜大于200mm。

(3)对框支梁的锚固长度作了调整,梁上部纵筋采用基本锚固长度ab,下部纵筋采用锚固长度a。

8、 10.2.9条

转换层上部的竖向抗侧力构件,宜直接落在转换层的主要转换构件上。当必须采用转换时,由于转换路径长,框支梁将承受较大的剪力、扭矩和弯矩,一般不宜采用。中国建筑科学研究院试验表明,框支主梁易产生受剪破坏,如采用多次转换时,应进行应力分析,按应力较核配筋并加强构造措施;条件许可时,可采用箱形转换层。 9、 10.2.11条

转换柱设计其截面主要由轴压比控制并要满足剪压比要求有以下修订:

(1)抗震等级为二级的转换柱由地震作用产生的轴力增大系数,由1.25改为1.3;但在计算轴压比时可不考虑该增大系数。 (2)抗震等级为二级的转换柱的上端和底层柱下端截面的弯矩组合值增大系数由1.25改为1.3。目的是为推迟转换柱屈服以免影响整个结构的变形能力。 10、 10.2.12条

由于转换构件节点受力非常大,增加了对转换梁、柱节点核心区验算的要求。 11、 10.2.13条

箱形转换构件设计时要保证其整体受力作用,箱形结构的上、下楼板厚度不宜小于180mm,并应设置隔板。箱形转换层的

上、下板,除产生局部弯曲外,还会产生因箱形结构整体变形产生的整体弯曲、截面承载力设计时应同时考虑这两种弯曲变形在截面内产生的拉、压应力。 12、 10.2.16条

部分框支剪力墙结构布置和设计基本要求,增加第7款要求框支框架承担的地震倾覆力矩应小于结构总地震倾覆力矩的50%。

13、 10.2.18条

部分框支剪力墙结构设计时,为加强落地剪力墙的底部加强部位,规定特一、一、二级落地剪力墙底部加强部位的弯矩设计值应乘以增大系数。相应地其剪力设计值,应按规定进行“强剪弱弯”调整,但对02规程中“对特一级剪力增大系数应取1.9”,改为按3.10.5条,7.2.6条进行调整。 14、 10.2.23条

部分框支剪力墙结构中,框支转换层楼板是重要的传力构件,为保证楼板能可靠的传递面内相当大的剪力和弯矩,规定了转换层楼板的最小断面,最小配筋及板内钢筋的锚固要求,并规定落地剪力墙和筒体外围的楼板不宜开洞。楼板边缘和较大洞口周边应设边梁,梁宽不宜小于板厚的2倍,全截面纵向配筋率不应小于1.0%。且与转换层相邻楼层的楼板也应适当加强。

15、 10.2.24条及10.2.25条

规定了框支转换层楼板其截面剪力设计值的计算方法;当转换楼板平面较长或不规则以及各剪力墙内力相差较大时,可用简化方法验算楼板平面内受弯承载力。 16、 10.2.26条 新增条文。

根据试验,带托柱转换层的筒体结构,外围框架柱与内筒的距离不宜超过12m,否则难以保证不落地的构件剪力可靠地传递到筒体。

17、 10.2.27条 新增条文。

托柱转换层结构采用转换桁架时,上部密柱宜与桁架腹杆的交点,空腹桁架的竖杆重合。该节点应加强配筋及构造措施。 20、 10.3.2条

增加了带加强层的高层建筑结构采取施工措施控制竖向变形及轴向压缩差时,结构分析模型应能正确反映施工影响。 21、 10.3.3条

增加了加强层及其相邻层核心筒剪力墙应设约束边缘构件。

22、 10.4.1条

中国建筑科学研究院等单位,曾作过两个错层模型振动台试验,说明平面规则的错层剪力墙结构,虽然结构竖向刚度不规则,对抗震不利,但影响不很很严重;平面不规则,扭转效应显著的错层剪力墙结构破坏严重。错层框架结构或错层框架 — 剪力墙结构的计算分析表明,比错层剪力墙结构性能更差。因此,高层建筑宜避免错层。 23、 10.4.4条

错层结构属于竖向布置不规则结构,错层部位的竖向抗侧力构件受力复杂,易形成多处应力集中。框架错层更为不利,易形成长、短柱沿竖向交替出现的不规则体系。因此,规定抗震设计时错层处柱的抗震等级应提高一级采用(特一级时允许不再提高),截面高度不应过小,箍筋应全柱段加密。 24、 10.4.5条 新增条文。

错层结构错层处的框架柱受力复杂,易发生短柱受剪破坏,要求其满足设防烈度地震(中震)作用下性能水准2的设计要求。 25、 10.5.2条

增加了7度(0.15g)抗震设计时,连体结构的连接体应考虑竖向地震作用。与本规程4.3.2条保持一致。 26、 10.5.3条

6度和7度(0.10g)抗震设计时,高位连接的连体(连体位置高度超过80米时)宜考虑竖向地震作用。 27、 10.5.4条~10.5.5条

连体结构采用刚性连接时,结构分析和构造比较容易把握,因此规程推荐采用刚性连接。刚性连接体既要承受很大的竖向重力荷载和地震作用,又要在水平地震作用下协调两侧结构的变形,要保证连体部分与两侧主体结构可靠的连接,规程规定“连体结构的主要结构构件至少伸入主体结构一跨并可靠连接;必要时可延伸至主体部分的内筒,并与内筒可靠连接”。“连接体结构的边梁截面宜加大;楼板厚度不宜小于150mm,宜采用双层双向钢筋网,每层每向钢筋网的配筋率不宜小于0.25%”。

根据工程特点,也可采用滑动连接。震害表明,采用滑动连接时,连接体滑移较大,易使支座发生破坏。因此要求支座滑移量应能满足两个方向在罕遇地震作用下的位移要求,且在计算罕遇地震作用下的位移时,应采用时程分析法进行复核。并要求采取防坠落撞击措施。 28、 10.5.6条 强制性条文。

震害与研究表明,连体结构连接体塌落较多,破坏严重,尤其当两个主体结构层数和刚度相差较大时,更为不利。

研究发现,连体结构的振型较复杂,前几个振型除顺向振型外,还出现反向振型;连体结构扭转性能差,扭转振型丰富,当第一扭转频率与场地卓越频率接近时,易产生较大扭转反应,造成结构破坏。因此抗震设计时须予以加强,提高其承载力与延性。规程规定了三点:

(1)连接体及与连接体相连的结构构件在连接体高度范围及其上、下层,抗震等级应提高一级采用,已为特一级时允许不再提高。

(2)与连接体相连的框架柱在连接体高度范围及其上、下层,箍筋应全柱段加密配置,轴压比限值应按其他楼层框架柱的数值减小0.05采用。

(3)与连接体相连的剪力墙在连接体高度范围及其上、下层应设置约束边缘构件。 29、 10.5.7条

连体结构的计算,应符合下列规定:

(1)连体结构的跨度一般较大,竖向刚度小,容易发生竖向振动舒适度不满足要求的情况。当连体结构竖向振动频率小于3HZ时,应按本规程3.7.7条验算舒适度。

(2)刚性连接的连体部分结构在地震作用下需要协调两边塔楼的变形,因此需要进行连体部分楼板的验算,楼板的受剪承

载力和受拉承载力按转换层楼板的计算方法进行验算,计算剪力可取连体楼板承担的两侧塔楼楼层地震作用力之和的较小值。楼板的截面剪力设计值为:

Vf

1

(0.1cfcbftf)

RE

1

Vf

RE

(fyAs)

式中: bf、tf——楼板截面宽度和厚度;

Vf——两侧塔楼按刚性楼板计算的楼板组合

剪力设计值,8度时应乘以增大系数2.0,7度时应乘以增大系数1.5;

As——楼板(包括梁和板)的全部钢筋的截面

面积;

RE——承载力抗震调整系数,可取0.85。 (3)当连体部分楼板较弱时,在强烈地震作用下可能发生破坏,因此要求宜补充两侧分塔楼的计算分析,确保连体部分失效后两侧塔楼可独立承担地震作用不致发生严重破坏。 30、 10.6.1条

将原来多塔楼结构及新增的体型收进、悬挑结构合并,称为“竖向体型收进、悬挑结构”,上述三种均为结构侧向刚度沿竖

向发生剧烈变化,在变化部位产生薄弱部位的特点。 31、 10.6.2条

多塔结构及体型收进,悬挑结构在体型变化部位,楼板承担很大的面内应力。为保证上部结构的地震作用可靠的传递到下部结构,体型突变部位的楼板不宜小于150mm,宜双层双向配筋,每层每向配筋率不宜小于0.25%,体型突变部位上、下层结构楼板也应加强。 32、 10.6.3条

抗震设计时,多塔结构应符合的要求。

(1)塔楼的层数、平面和刚度宜接近,上部塔楼结构的综合质心与底盘结构的质心距离不宜大于底盘相应边长的20%。 (2)转换层不宜设置在底盘屋面的上层塔楼内,若需设在上述位置,易形成结构薄弱层,应尽量避免,否则应采取有效的抗震措施,包括增大构件内力,提高抗震等级等。

(3)裙房屋面板应加厚,并加强配筋(双层双向);裙房屋面上、下层结构的楼板也应加强构造措施。

(4)塔楼与裙房连接体的相连的外围柱,剪力墙从固定端至裙房屋面上一层的高度范围内,在构造上应加强。

(5)大底盘多塔结构,按整体和分塔计算模型分别验算整体结构和分塔结构扭转为主的第一周期与平动为主的第一周期

的比值,应满足本规程第3.4.5条的要求。 33、 10.6.4条

本条为新增条文。对悬挑结构设计提出以下要求: (1)悬挑结构竖向刚度差,结构的冗余度不高,因此应降低结构自重,增加冗余度,并进行竖向地震作用的验算,提高悬挑关键构件的承载力和抗震措施。

(2)悬挑结构上、下层楼板承受较大的面内作用,在结构分析时应考虑楼板面内的变形,分析模型应包含竖向振动质量,保证分析结构可反映结构的竖向振动效应。

(3)悬挑结构8、9度抗震设计时,应考虑竖向地震作用;6、7度时宜考虑竖向地震作用。并应考虑竖向地震为主的荷载组合。

(4)抗震设计时,悬挑结构关键构件及与之相邻主体结构关键构件的抗震等级应提高一级,已为特一级的可不再提高。

(5)在罕遇地震作用下,悬挑结构的关键构件的承载力应满足性能水准2的要求,即:



SGESEhK0.4SEVhRK及

SGE0.4SEhKSEVhRK

34、 10.6.5条

本条为新增条文。

体型收进的高层建筑结构,底盘高度超过房屋高度20%的多塔楼结构设计应符合以下要求:

(1)震害及研究表明:结构体型收进较多或收进位置较高时,上部结构刚度突然降低,其收进部位形成薄弱部位,因此规定在收进部位采取更高的抗震措施。

a、抗震设计时,体型收进部位上、下各2层塔楼周边竖向结构构件的抗震等级宜提高一级采用。

b、当收进部位的高度超过房屋高度的50%时,应提高一级采用,已为特一级者不再提高。(图4)

(2)结构偏心收进时,应加强收进部位以下2层结构周边竖向构件的配筋构造措施。(图4)

图4 体型收进结构的加强部位

 

 

(3)体型收进处采取措施减小结构刚度变化,上部收进结构的底层层间位移角不宜大于相邻下部区段最大层间位移角的1.15倍。(图5

 

 

图5 结构收进部位楼层层间位移角分布

 

十一 混合结构设计

 

1、 11.1.1条

本章主要涉及到以下两种体系: (1)框架 — 核心筒结构

这种体系外周边的框架采用型钢商品混凝土(钢管商品混凝土)框架,

可以是型钢商品混凝土梁与型钢商品混凝土柱(钢管商品混凝土柱)组成,也可以采用钢梁与型钢商品混凝土柱(钢管商品混凝土柱)组成,内部为钢筋商品混凝土筒。 (2)筒中筒结构

这种体系,外周的钢筒体可以是钢框筒、桁架筒或交叉网格筒,内部为钢筋商品混凝土筒。 几点说明:

(1)为减小柱尺寸或增加柱延性在商品混凝土柱中设置构造型钢,而框架梁仍为商品混凝土梁时,不视为混合结构。

(2)体系中局部构件(如框支梁)采用型钢梁、柱,也不视为混合结构。

(3)钢筋商品混凝土核心筒的某些部位,可根据需要配置型钢或钢板,形成型钢商品混凝土剪力墙或钢板商品混凝土剪力墙。 2、 11.1.2条

关于混合结构房屋的最大适用高度中钢框架 — 商品混凝土筒体体系的最大适用高度低于商品混凝土框架 — 筒体体系。其原因是根据近年来的研究分析认为:如果混合结构中钢框架承担的地震剪力过少,则商品混凝土核心筒的受力状态和地震下的表现与普通钢筋商品混凝土结构几乎没有差别,甚至商品混凝土墙体更易破坏,为此,将其最大适用高度较B级高度框架 — 筒体适当减少。

3、 11.1.3条

高层建筑的高宽比是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。

(1)对钢(型钢商品混凝土)框架 — 钢筋商品混凝土筒体商品混凝土结构,其主要抗侧力体系是钢筋商品混凝土筒体与商品混凝土框 — 筒体系相近,因此其高宽比限值和层间位移限值与钢筋商品混凝土框 — 筒相同。

(2)筒中筒混合结构,外筒体抗侧刚度较大,承担水平力较多,内筒分担的水平力相应减小,且外筒延性较好,故高宽比要求适当放宽。 4、 11.1.4条

混合结构的抗震等级说明如下:

(1)试验表明,在地震作用下,钢框架 — 商品混凝土筒体结构的破坏,首先出现在商品混凝土筒体,因此应对其采用更严的构造措施。提高其延性,适当提高其抗震等级。

(2)型钢商品混凝土柱 — 商品混凝土筒体及筒中筒体系,其最大适用高度已较B级高度的钢筋商品混凝土结构略高,对其抗震等级要求也适当提高。

(3)本次修订增加了筒中筒结构体系中构件的抗震等级,考虑到型钢商品混凝土构件节点的复杂性,且构件承载力的延性可通

过提高型钢的延性保证,因此型钢商品混凝土构件不出现特一级。 5、 11.1.5条

补充了混合结构在罕遇地震下弹塑性层间位移的规定,见本规程3.7.3条、3.7.5条。 6、 11.1.6条

混合结构(钢)框架所承担的剪力,由于核心筒抗侧刚度较框架大,相应地承担了大部分地震力,当内筒达到本规程限定的变形时,墙体已开始开裂,地震作用在核心筒和(钢)框架之间会再分配,(钢)框架承担的地震作用会增加,一旦发生破坏或降低承载力,将会造成破坏,因此要对(钢)框架承受的地震作用进行调整。其调整方法与商品混凝土筒体结构相同。即: (1)当框架部分分配的地震剪力标准值的最大值小于结构底部总地震剪力标准值的10%时,各层框架部分承担的地震剪力标准值应增大到结构底部总地震剪力标准值的15%;各层核心筒墙体的地震剪力标准值宜乘以增大系数1.1,但可不大于结构底部总地震剪力标准值。墙体的抗震等级提高一级,已为特一级的可不再提高。

(2)当框架部分楼层承担的地震剪力标准值大于结构底部总地震剪力标准值的10%,但小于20%时,应按结构底部总地震剪力标准值的20%和框架部分楼层地震剪力标准值中最大值的

1.5倍,二者的较小值进行调整。

(3)调整地震剪力后,框架柱端弯矩及与之相连的框架梁端弯矩、剪力应进行相应调整。 7、 11.1.7条

根据《抗规》表5.4.2钢构件承载力抗震调整系数RE作了调整。

8、 11.2.2条

混合结构的平面布置应符合以下要求:

(1)平面应简单、规则、对称,为减少构件类型,开间与进深宜尽量统一。考虑到混合结构多为B级高度,故要求其位移比与周期比按B级控制。

(2)框筒结构中,将H轴的强轴应布置在框筒平面内,以增加结构刚度,减少剪力滞后。角柱为双向受力构件,宜采用方形、十字形或园形截面。

(3)楼盖主梁不宜搁置在核心筒的连梁上,如必须设置时,可设置型钢商品混凝土连梁或沿核心筒外周设置宽度大于墙厚的环向楼面梁。 9、 11.2.3条

混合结构的竖向布置应符合以下要求:

(1)结构侧向刚度和承载力沿竖向宜均匀变化,无突变构

件截面由下至上逐渐减少。

(2)混合结构的外围框架柱沿高度宜采用同类结构构件,当采用不同类型结构构件时,应设置过渡层,且单柱抗弯刚度变化不宜超过30%。这是通过大量震害调查,发现结构沿竖向刚度或抗震承载力变化过大,会形成薄弱层的变形和应力集中,造成严重震害。

(3)刚度变化较大的楼层,如转换层、加强层、空旷的顶层、顶部突出部分、型钢商品混凝土框架与钢框架的交接层及邻近楼层等。这些部位不仅受力增大,而且会影响到上、下邻层内力增大,因此本层及相邻上、下层均应采取加强措施。

(4)钢框架部分采用支撑时,宜采用偏心支撑和耗能支撑、支撑宜双向连续布置并延伸至基础。

(5)对型钢商品混凝土与钢筋商品混凝土交接的层次及相邻层次的柱,应设置剪力栓钉。顶层柱弯矩较大,因此混合结构顶层柱应设置剪力栓钉。 10、 11.2.4条

8、9度抗震设计时,应在楼面钢梁或型钢商品混凝土梁与商品混凝土筒体交接处及商品混凝土筒体四角墙内设置型钢柱;7度时将“应”改为“宜”。

上述规定考虑的因素为:

(1)钢(型钢商品混凝土)框架 — 商品混凝土筒体系,筒体在底部承担了85%以上的水平剪力及大部分倾覆力矩,因此必须保证筒体有足够的延性,配置型钢可避免发生平面外错断及筒体角部压溃,减小钢柱与商品混凝土筒体之间竖向变形的差异产生的不利影响。

(2)混合结构中的筒中筒结构体系,虽然底部内筒承担的剪力和倾覆力矩比例有所减少,但考虑此种体系的高度均很高,在大震作用下,角部可能出现受拉,为增强核心筒的延性,筒体角部也宜布置型钢。

(3)型钢柱设置的部位,可在核心筒的四角、核心筒剪力墙开大洞的两侧及楼面钢梁与核心筒连接处。

a、楼面钢梁与核心筒刚接时,在连接处存在弯矩及轴力,而核心筒之墙平面外刚度小,易产生裂缝,因此宜设置型钢柱,也有利于安装。

b、楼面钢梁与核心筒铰接时,应保证墙上的预埋件不被拔出。

(4)核心筒剪力墙的塑性铰一般出现在底部1/8高度范围内,在此范围内,核心筒剪力墙四角的型钢宜设置栓钉。 11、 11.2.6条

混合体系的楼板应符合以下要求:

(1)楼面宜采用压型钢板现浇商品混凝土组合楼板,现浇商品混凝土楼板或预应力商品混凝土叠合楼板,板与钢梁应可靠连接;压型钢板与钢梁的连接可采用剪力栓钉等措施。

(2)机房设备层、避难层及外伸臂桁架上、下弦杆所在楼板因其受力较大且复杂宜采用钢筋商品混凝土楼板,并采取加强措施。

(3)开大洞的楼板或为转换层时,应采用现浇商品混凝土楼板。对楼板大开洞部位宜采取设置刚性水平支撑等措施加强。 12、 11.2.7条

混合结构当侧向刚度不足时,可设置刚度适宜的加强层。加强层宜采用伸臂桁架,必要时可配合布置周边带状桁架。加强层应符合以下要求:

(1)伸臂桁架和周边带状桁架宜采用钢桁架。

(2)伸臂桁架应与核心筒墙体刚接,上、下弦杆应延伸至墙体内且贯通,墙体内宜设置斜腹杆或暗撑;这是因为设伸臂桁架的主要目的是为了将筒体剪力墙的弯曲变形转换成框架柱的轴向变形,以减小水平荷载下结构的侧移,所以伸臂桁架与剪力墙应刚接。

外伸臂桁架与外围框架柱宜采用铰接或半刚接。

周边带状桁架与外框架柱的连接宜采用刚接。设置周边带状

桁架可增大结构的侧向刚度,减少周边柱的竖向变形差异。 (3)核心筒墙体与伸臂桁架连接处宜设置构造型钢柱,该柱宜至少延伸至伸臂桁架高度范围以外上、下各一层。外柱承受的轴向力要能传至基础,故外柱要连续,不得中断。

(4)应采取有效措施减少外框柱与商品混凝土筒体竖向变形差异引起的桁架内力。如: a、伸臂桁架宜分段拼装。

b、设置多道伸臂桁架时,下层伸臂桁架可在施工上层伸臂桁架时封闭;仅设一道伸臂桁架时,可在主体完成后再封闭,形成整体。

c、施工期间,可采取斜杆上设长园孔,斜杆后装等措施,使伸臂桁架的杆件能适应外围构件与内筒在施工期间的竖向变形等。

(5)在高烈度区,较高的不规则高层结构中,宜采用性能设计要求和措施,确保结构在中震或大震作用下的安全。 13、 11.3.1条

组合结构弹性分析时,宜考虑钢梁与现浇商品混凝土楼板的共同作用,梁的刚度可取钢梁刚度的1.5-2.0倍,但应保证梁与楼板有可靠连接。

弹塑性分析时,可不考虑楼板与梁的共同作用。

竖向荷载作用时,宜考虑钢柱、型钢商品混凝土(钢管商品混凝土)柱与核心筒竖向变形差异引起的结构附加内力,计算竖向变形差异时宜考虑商品混凝土收缩、徐变、沉降及施工调整等因素的影响。 15、 11.3.4条

商品混凝土筒体先于钢框架施工时,必须控制筒体超前钢框架的层数,否则在风荷载或其他施工荷载作用下,会使筒体产生较大的变形和应力。根据经验,核心筒提前钢框架施工不宜超过14层,楼板浇筑迟于钢框架安装不宜超过5层。 16、 11.3.5条

本条补充了抗风设计时的阻尼比。风荷载作用下结构的塑性变形一般比中震作用下小,故抗风设计时的阻尼比应比抗震设计时小,阻尼比可根据房屋高度和结构形式选用不同数值;房屋高度越高阻尼比越小。一般情况下,风荷载作用时验算承载力时,可取0.02~0.03;验算变形时可取0.015~0.02,结构顶部加速度验算时可取0.01~0.015。 17、 11.4.1条

混合结构中由于商品混凝土及箍筋,腰筋对型钢的约束作用,其型钢截面的宽厚比可比纯钢结构适当放宽。型钢翼缘的宽厚比取纯钢结构的1.5倍,腹板取2倍。

型钢商品混凝土柱的构造要求有以下两类说明:

(1)型钢商品混凝土柱的长细比由02规程的不宜大于30,改为80,长细比0/i,0为柱的计算长度,i为柱截面的回转半径。 (2)型钢商品混凝土柱中型钢的最小含钢率不宜小于4%,小于4%时,其承载力和延性与钢筋商品混凝土柱相比,无明显提高。根据我国钢结构的发展水平及型钢商品混凝土构件浇注施工的可行性,含钢率也不宜大于8%。

19、 11.4.8条、11.4.9条

(1)钢管商品混凝土构件及节点设计按附录F执行。 (2)钢管商品混凝土柱构造要求应注意以下几点:

a、为保证结构的基本安全,柱截面钢管直径不宜小于400mm;为避免钢管壁屈曲,钢管壁不宜太薄,不宜小于8mm。

b、套箍指标

faAa

fcAc

是园钢管商品混凝土柱的重要参数,反映钢管

对商品混凝土的约束程度。套箍指标过小,则不能有效地提高钢管内商品混凝土的轴心抗压强度和变形能力;套箍指标过大,对提高钢管商品混凝土的轴心抗压强度和变形能力作用不大。因此规定不应小于0.5,也不宜大于2.5。

c、直径大于2m的钢管商品混凝土柱,管内商品混凝土收缩会造成钢

管与商品混凝土脱开,影响钢管与商品混凝土的共同受力,因此需采取有效措施减少商品混凝土收缩影响。 20、 11.4.10条

矩形钢管商品混凝土柱的构造要求应注意以下几点:

(1)为保证商品混凝土的浇捣质量,钢管截面短边不宜小于400mm。

(2)为避免钢管壁板件局部屈曲,钢管壁厚不宜小于8mm。 (3)为保证钢管全截面有效,钢管壁板件的边长与其厚度之比不应大于60235/fy。

(4)为保证矩形钢管商品混凝土的延性,本规程采用限制长细比不宜大于4及限制轴压比的作法来实现,(延性与轴压比、长细比、含钢率、钢材屈服强度及商品混凝土抗压强度等因素有关)。 21、 11.4.11条~11.4.15条

当核心筒墙体承受的弯矩、剪力和轴力均较大时,核心筒墙体可采用型钢商品混凝土剪力墙或钢板商品混凝土剪力墙。钢板商品混凝土剪力墙指两端设置型钢暗柱、上、下有型钢暗梁,中间设置钢板。 (1)钢板商品混凝土剪力墙的受剪截面验算

中国建筑科学研究院试验表明,两端设置型钢或内藏钢板的剪力墙具有良好的耗能能力,其受剪截面限制条件可考虑两端型钢和内藏钢板的作用,扣除两端型钢和内藏钢板发挥的抗剪作用

后,对钢筋商品混凝土部分承担的剪力控制其平均剪应力。 a、持久、短暂设计状况

Vcw0.25fcbwhwo

VcwV(

0.3

faAa1

0.6

fspAsp) 0.5

b、地震设计状况

剪跨比大于2.5时 Vcw 剪跨比不大于2.5时 Vcw

VcwV

1(0.25

1

RE

1

(0.20fcbwhwo)

RE

(0.15fcbwhwo) 0.5

fspAsp) 0.5

RE

faAa1

式中: V——钢板商品混凝土剪力墙截面承受的剪力设计值; Vcw——仅考虑钢筋商品混凝土截面承担的剪力设计值; ——计算截面的剪跨比。当<1.5时,取=1.5,

当>2.2时,取=2.2;当计算截面与墙底之间的距离小于0.5hw0时,应按距离底0.5hw0处的弯矩值与剪力值计算;

fa——剪力墙端部暗柱中所配型钢的抗压强度设计

值;

Aa1——剪力墙 — 端所配置型钢的截面面积,当两

端所配型钢截面面积不同时,取较小一端的面积;

fsp——剪力墙墙身所配钢板的抗压强度设计值; Asp——剪力墙墙身所配钢板的横截面面积。 (2)钢板商品混凝土剪力墙偏心受压时斜截面受剪承载力验算 中国建筑科学研究院研究表明,当钢板商品混凝土剪力墙满足上节(1)受剪截面验算要求时,其型钢和钢板可充分发挥抗剪作用,因此验算公式中包含型钢和钢板的受剪承载力。 a、持久、短暂设计情况

AwAsb10.30.6

V(0.5ftbwhw00.13N)fyvhw0faAa1fspAsp

0.5AS0.5

b、地震设计状况

V

AwAsb110.250.5

(0.4fbh0.1N)0.8fhfAfAtww0yvw0aa1spsp

REAS0.50.5

 

式中: N——剪力墙承受的轴向压力设计值,当大于

0.2fcbwhw时,取0.2fcbwhw。

(3)型钢商品混凝土剪力墙、钢板商品混凝土剪力墙的构造要求 a、试验表明,内藏钢板的剪力墙,可提供良好的耗能能力,

在计算轴压比时,可考虑内藏钢板的作用。 轴压比验算公式为:

NN/(fcAcfaAafspAsp)

式中: N——重力荷载代表值作用下墙肢的轴压力设计值; Ac——剪力墙墙肢商品混凝土截面面积; Aa——剪力墙所配型钢的全部截面面积。

b、型钢商品混凝土剪力墙、钢板商品混凝土剪力墙在楼层标高处宜设暗梁。

c、端部配置型钢的剪力墙,型钢保护层宜大于100mm;水平分布筋应绕过或穿过端部型钢,且满足锚固要求;当采用间隔穿过时,宜另加补强筋。周边型钢柱、纵筋、箍筋配置应符合型钢商品混凝土柱的设计要求。

(4)钢板商品混凝土剪力墙尚应符合以下要求:

a、为使钢筋商品混凝土墙有足够的刚度形成对墙内钢板的约束,并使两者协同工作,内置钢板不宜大于墙厚的1/15;同时为达到钢板剪力墙应用的性能和便于施工,内置钢板亦不宜小于10mm。 b、钢板商品混凝土墙中的商品混凝土可防止钢板屈曲失稳;同时在两种材料共同工作时,宜适当提高商品混凝土部分的承载力,为此,要求墙身分布钢筋配筋率不宜小于0.35%。

c、在墙身中加入钢板对墙体承载力和破坏形态会产生显著影响。试验表明,钢板与周围构件的连接越强,承载力越大。因此要求钢板与周围型钢构件采用焊接。

d、钢板与商品混凝土墙体之间宜设置栓钉,间距不宜大于300mm。

e、在钢板墙角部1/5板跨且不小于1000mm范围内,钢筋商品混凝土墙体分布筋、抗剪栓钉间距宜加密。 22、 11.4.17条

抗震设计时根据日本阪神地震调查,非埋入式柱脚易破坏,因此混合结构中的钢柱、型钢商品混凝土柱、钢管商品混凝土柱的柱宜采用埋入式柱脚。

根据近年来的研究成果,埋入式柱脚的埋置深度由型钢柱长边尺寸的3倍减至2.5倍。

十二 地下室和基础设计

 

1、 12.1.6条

本条删去02规程中偏心距计算公式及其要求,并不是放松要求,而是因为实际工程平面形状复杂时,偏心距及其限值较难

以准确计算。 2、 12.1.10条

参照现行国家标准《地下工程防水技术规程》(GB 50108)修改了商品混凝土的抗渗等级要求;考虑全国的实际情况,修改了商品混凝土强度等级要求,由C30改为C25。 3、 12.1.11条

本条依据现行国家标准《粉煤灰商品混凝土应用技术规范》(GBJ 146),充分利用粉煤灰商品混凝土的后期强度(60天或90天),有利于减小水泥用量和商品混凝土收缩影响。 4、 12.1.12条 新增条文。

抗震设计时,独立基础宜沿两个主轴方向设置基础系梁;剪力墙基础应有良好的抗转动能力。

 
 
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