百科知识 多层砌体房屋和底部框架砌体房屋抗震设计

多层砌体房屋和底部框架砌体房屋抗震设计

时间:2023-05-06 百科知识 版权反馈
【摘要】:⒈多层砌体房屋的总高度限制多层砌块房屋的总高度限制主要是依据计算分析、部分震害调查和足尺模型试验,并参照多层砖房确定的。⑵横墙较少的多层砌体房屋,总高度应比表2.2.1的规定降低3m,层数相应减少一层;各层横墙很少的多层砌体房屋,还应再减少一层。⑶6、7度时,横墙较少的丙类多层砌体房屋,当按规定采取加强措施并满足抗震承载力要求时,其高度和层数应允许仍按表2.2.1的规定采用。

多层砌体房屋和底部框架砌体房屋抗震设计

2.1 GB50011-2010多层砌体及底部框架砌体房屋的相关修订内容

1.继续采用层数和总高度双控;

2.取消内框架砖房的相关规定;

3.降低了6度设防的普通砖房屋的最大高度限值: 由“8层24m”改为“7层21m”;

4.补充了0.15g和0.30g的相关规定;

5.进一步限制底框房屋的使用范围:乙类和8度(0.30g)以上地区不应采用;

6.补充9度区小砌块房屋的适用范围:3层、9m;

7.补充了横墙很少的定义。

2.2 多层房屋的层数和高度控制

多层砖房的抗震能力,除依赖于横墙间距、砖和砂浆强度等级、结构的整体性和施工质量等因素外,还与房屋的总高度有直接的联系。

历次地震宏观调查资料说明:二、三层砖房在不同烈度区的震害,比四、五层的震害轻得多,六层及六层以上的砖房在地震时震害明显加重。海城和唐山地震中,相邻的砖房,四、五层的比二、三层的破坏严重,倒塌的百分比亦高得多。

国外在地震区对砖结构房屋的高度限制较严。不少国家在7度及以上地震区不允许采用无筋砖结构,前苏联等国对配筋和无筋砖结构的高度和层数作了相应的限制。结合我国具体情况,砌体房屋的高度限制是指设置了构造柱的房屋高度。

⒈多层砌体房屋的总高度限制

多层砌块房屋的总高度限制主要是依据计算分析、部分震害调查和足尺模型试验,并参照多层砖房确定的。GB50011-2010规定如下:

⑴抗规7.1.2条规定,一般情况下,房屋的层数和总高度不应超过表2.2.1的规定。

⑵横墙较少的多层砌体房屋,总高度应比表2.2.1的规定降低3m,层数相应减少一层;各层横墙很少的多层砌体房屋,还应再减少一层。

⑶6、7度时,横墙较少的丙类多层砌体房屋,当按规定采取加强措施并满足抗震承载力要求时,其高度和层数应允许仍按表2.2.1的规定采用。

⑷采用蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖的砌体的房屋,当砌体的抗剪强度仅达到普通粘土砖砌体的70%时,房屋的层数应比普通砖房减少一层,总高度应减少3m;当砌体的抗剪强度达到普通粘土砖砌体的取值时,房屋层数和总高度的要求同普通砖房屋。

⒉什么叫嵌固条件较好

⑴对于多层砌体房屋,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<1.5m,地面以下开窗洞处均设有窗井墙,且窗井墙又为半地下室内横墙的延伸,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。

在这两种嵌固条件较好情况下,带半地下室的多层砌体房屋的总高度允许从室外地面算起。

若半地下室层高较大,顶板距室外地面较高,或有大的窗井而无窗井墙或窗井墙不与纵横墙连接,构不成扩大基础底盘的作用,周围的土体不能对多层砖房半地下室起约束作用,则此时半地下室应按一层考虑,并计入房屋总高度。

⑵底层框架砖房,地下室的嵌固条件指下列情况:

底层框架-抗震墙房屋的底部是房屋抗震的薄弱部位,需要有较好的延性,一般应采用框架-抗震墙结构,属于钢筋混凝土结构。因此,其地下室的嵌固条件应符合抗规GB50011-2010对混凝土结构(第6章)的有关规定。当符合嵌固条件时,底层框架-抗震墙结构的地下室层数同样可不计入底部框架的允许层数内。

⒊坡地上多层砌体房屋的层数和总高度计算

由于坡地上多层砌体房屋在不同地面标高上的层数和高度不同,结构竖向刚度不均匀,对结构有不利影响。出于安全考虑,对于坡地上多层砌体房屋总高度的计算,仍然沿用自室外地坪到主要屋面板板顶标高或至檐口标高的方法,室外地坪应从低处计算。按同样要求,层数也应从低处算起,例如,坡地上某多层砌体结构房屋,低处有6层,高处有5层,则总层数应按6层计算。

若坡地为稳定山体岩石,多层砌体房屋在坡地范围内的结构,每层楼板均与山体有可靠的锚固,横墙也采取有效措施与山体连接,结构的墙体刚度较大,则可按从地面较高处计算房屋的层数和总高度,但此时尚应估计不利地段对设计地震动参数产生的放大作用,其地震影响系数最大值应乘以增大系数。其值可根据不利地段的具体情况确定,但不宜大于1.6。

多层砌体房屋的层数和总高度限值(m) 表2.2.1

底部框架-抗震墙砌体房屋的层数和总高度限值(m)  续表2.2.1

注: 1 房屋的总高度指室外地面到主要屋面板板顶或檐口的高度,半地下室从地下室室内地面算起,全地下室和嵌固条件好的半地下室应允许从室外地面算起;对带阁楼的坡屋面应算到山尖墙的1/2高度处;
2 室内外高差大于0.6m时,房屋总高度应允许比表中的数据适当增加,但增加量应少于1.0m;
3 乙类的多层砌体房屋仍按本地区设防烈度查表,其层数应减少一层且总高度应降低3m;不应采用底部框架—抗震墙砌体房屋;
4 本表小砌块砌体房屋不包括配筋混凝土小型空心砌块砌体房屋。

⒋带阁楼的坡屋顶总高和层数计算

檐口标高处不设水平楼板时,总高度可以算至檐口(此处檐口指结构外墙体和屋面结构板交界处的屋面结构板顶)。

当檐口标高附近有水平楼板时,且坡屋顶不是轻型装饰屋顶时,上面三角形部分为阁楼,此阁楼应作为一层考虑,高度可取至山尖墙的一半处,即对带阁楼的坡屋面应算至山尖墙的二分之一高度处。

但阁楼的设置比较复杂,需区别对待:

有的阁楼高度不高,不住人,不设置固定楼梯,只是作为屋架内的一个空间, 在房屋高度和层数控制时可不作为一层考虑;

有的阁楼空间较高,设计作为居室的一部分,这样的阁楼层应作为一层考虑,高度算到山尖墙的一半;

属于抗规GB50011-2010第5.2.4条规定的出屋面小建筑,不计入层数和高度。斜屋面下的“小建筑”通常按实际有效使用面积或重力荷载代表值小于顶层30%控制。

⒌横墙较少与很少的定义

⑴横墙较少:指同一楼层内开间大于4.2m的房间占该层总面积的40%以上;横墙较少时,总层数和总高度不变的适用范围,扩大到丙类建筑;但仅适用于6、7度。

⑵横墙很少:开间不大于4.2m的房间占该层总面积不到20%且开间大于4.8m的房间占该层总面积的50%以上。

⑶规范第2款在横墙很少前有“各层”两字,而横墙较少前无,注意区别。 ⒍标准化中关于有效位数的问题

表2.2.1的注2:室内外高差大于0.6m时,房屋总高度应允许比表中的数据适当增加,但增加量应少于1.0m 。根据标准化法的要求,房屋高度按有效数字控制四舍五入

室内外高差≤0.6m,总高限值=表中数值+0.4m

室内外高差>0.6m,总高限值=表中数值+1.0m

例如:某房屋总高度表内限值为21.0m,当室内外高差0.2m时,±0.000以上高度限值=21.0+0.4-0.2=21.2m,当室内外高差0.8m时,±0.000以上高度限值=21.0+1.0-0.8=21.2m

2.3 多层砌体房屋高宽比控制

  《建筑抗震设计规范》GB50011-2010对多层砌体房屋不要求作整体弯曲的承载力验算,但多层砌体房屋整体弯曲破坏的震害是存在的。为了使多层砌体房屋有足够的稳定性和整体抗弯能力,房屋的高宽比应满足:6、7度时不大于2.5,8度时不大于2.0,9度时不大于1.5。

对于点式、墩式等平面接近方形建筑的高宽比宜适当减小,目的在于控制建筑物出现房屋两个方向的高宽比同时接近规范最大值之情形。这里“高宽比宜适当减小”的量化,应根据工程经验确定,当无可靠设计经验时,可考虑减少20%。

房屋总宽度的确定,可分下列四种情况:

⒈规则平面,可按房屋的总体宽度计算,不考虑平面上局部凸出或凹进;

⒉凸出或凹进较规则平面,房屋宽度可按加权平均值计算或近似去平面面积除以长度

⒊悬挑单边走廊或单边由外柱承重的走廊房屋,房屋宽度不包括走廊部分的宽度;

⒋设有外墙的单面走廊房屋,房屋宽度不包括走廊部分的宽度。

挑廊式砌体房屋,其房屋的总宽,不计挑廊宽度,这是容易理解并易于遵守的;但柱廊式或偏廊式房屋,其房屋的总宽,亦不应将走廊的宽度计算在内。外柱廊式房屋,一般都是单面布置房间,廊柱与楼板联系差,竖向抗弯刚度也差;偏廊式房屋的外墙一般开窗面积较大,亦不能有效地参与房屋的整体弯曲。因此,在计算外廊、偏廊式砌体房屋的高宽比时,其总宽不应包括廊道宽度在内。

2.4 多层砌体房屋抗震横墙间距控制

地震剪力是通过楼、屋盖传至横墙的, 楼、屋盖自身平面内刚度的大小对楼层之间位移的分布和大小有很大影响。如果楼、屋盖钢度较小,地震作用下产生较大的变形,楼层上的位移不仅较大而且不均匀,离横墙较远处的楼层位移较横墙附近大得多,于是就可能引起纵墙的出平面弯曲破坏。

所以横墙间距不仅要确保其抗震时的抗剪承载力并控制其位移,还与楼、屋盖水平刚度有关。楼、屋盖的水平刚度大,横墙间距可以大一些;楼、屋盖水平刚度小,横墙间距必须小一些。若楼、屋盖的水平刚度不大,横墙间距又较大,则楼、屋盖不能充分发挥其把水平地震作用传递到横墙的能力,导致纵墙的先行破坏。震害也表明,纵墙出平面的破坏程度,以及纵墙开始出平面破坏时的地震作用临界值,均与楼、屋盖的结构类别有关。

控制抗震横墙间距目的:满足楼(屋)盖传递水平地震作用刚度要求和防止纵墙出平面破坏。只规定横墙间距而未限制纵墙间距,主要是考虑到纵墙的长度相对较长,而实际可能变化的范围较小。

对多层砌体房屋的顶层,常因需要设置大房间(如会议室等),当采用钢筋混凝土屋盖时,横墙间距可根据设计经验适当放宽,大致指大房间平面长宽比不大于2.5,最大抗震横墙间距不超过表2.2.2中数值的1.4倍及18m。此时,抗震横墙除应满足抗震承载力计算要求外,相应的构造柱需要加强并至少向下延伸一层。

多孔砖抗震墙厚度为190mm时,最大横墙间距应比表中数值减少3m。

房屋抗震横墙的间距(m) 表2.2.2

设计中关于抗震横墙的间距控制应注意以下几点:

⒈抗震横墙间距是砌体房屋抗震设计的重要指标,属强制性要求;

⒉原规范的横墙间距限值过宽,实际工程也不需要这么大;

⒊结合汶川地震震害及多层砌体房屋实际设计的情况,普遍减少2~4m,以提高多层砌体房屋的抗震性能;

⒋无论是横墙承重还是纵墙承重,横墙间距都应满足表7.1.5的要求;

⒌对于底层框架-抗震墙砌体房屋的抗震墙间距限值分为底部和上部两部分,上部为对砌体房屋的抗震墙间距要求。在房屋底部,由于上部楼层的地震作用要通过底部楼盖传递至底部抗震墙,楼盖产生的水平变形将大于一般的钢筋混凝土框架-抗震墙房屋,为此,在相同变形限制条件下,底层框架-抗震墙砌体房屋的抗震墙(钢筋混凝土抗震墙或砌体抗震墙)间距宜适当减小(与《建筑抗震设计规范》GB50011-2010表6.1.6比较);

⒍砌块房屋不宜采用木屋盖。

2.5 多层砌体房屋中砌体墙段的局部尺寸限值

限制房屋局部尺寸有三个目的:①使各墙体的受力分布较协调,避免强弱不均时被“各个击破”;②防止承重构件失稳;③避免附属构件脱落伤人。

多层砌体房屋中砌体墙段的局部尺寸限值,宜符合《建筑抗震设计规范》GB50011-2010表7.1.6的要求。

⒈局部尺寸不满足时, GB50011-2010表7.1.6注2的“局部加强措施”,可理解为在该墙段采取增设构造柱等加强措施;

⒉“外墙尽端”,指建筑物平面凸角处(不包括外墙总长的中部区域局部凸折处)的外墙端头,以及建筑平面凹角处(不包括外墙总长的中部区域局部凹折处)未与内墙相连的外墙端头。

⒊窗间墙最小宽度

窗间墙的破坏有3种形态:

①很窄的窗间墙为弯曲型破坏,轻者在窗间墙的上下端部出现水平裂缝,重者四角压碎崩落。

②稍宽的窗间墙,轻者出现交叉裂缝,裂缝坡度较陡,重者裂缝两侧的砖块体被压碎甚至崩落,为剪切型破坏。

③具有一般尺寸的窗间墙,只出现斜率较小的交叉裂缝,严重时裂缝很宽,裂缝附近砌体压碎,除非地震烈度很高,一般较少发生砌体崩落或倒塌,为剪切型破坏。

剪切破坏要通过承载力验算进行控制,而弯曲破坏用限制墙段最小宽度的办法来避免。

⒋外墙墙角最小宽度

墙角的破坏在地震中比较常见。在墙角处的约束作用相对较弱,且地震对房屋的扭转作用在墙角处比较显著,故墙角处的受力也较复杂,易发生应力集中现象。外墙墙角的破坏形态也按墙肢高宽比不同而有所不同。当房屋端部设有较空旷的房间或在房屋转角处设置楼梯间时,墙角的破坏更为严重。为了防止墙角破坏,规范规定了外墙尽端至门窗洞边的最小距离。

⒌室内拐角墙最小宽度

震害调查表明,多层砖房中的门厅、楼梯间等的室内拐角墙处,地震破坏往往比较严重。由于这些部位的纵墙或横墙中断,为支承上层楼盖荷载需设置的开间梁或进深梁支承于室内拐角墙上,引起这些阳角部位的应力集中,且梁端支承处荷载又较大,如支承长度不足,局部刚度又有变化,则破坏更为显著。为避免这一部位的严重破坏,除在构造上加强整体连接、加长梁的支承长度以及墙角适当配置构造钢筋外,要求内墙阳角至洞边要有一定的距离。当在此处设有构造柱时,此尺寸限制也可以放宽。

⒍不得将不满足局部尺寸要求的砌体墙段改为钢筋混凝土墙段(以免造成新的抗剪承载力的不均匀),也不应在砌体墙段中设置截面过大的钢筋混凝土柱以承担地震剪力。

⒎小型空心混凝土砌块结构,由于其孔洞内插入钢筋并浇灌混凝土,其特性与钢筋混凝土结构相近,故可采用钢筋混凝土局部墙段。

⒏当房屋中砌体墙段的局部尺寸不能满足GB50011-2010表7.1.6的要求时,可适当加大构造柱的截面和配筋。但墙段的长度不应小于800mm(小于800mm时,不应作为承重墙体计算,不计算,但按构造设置或按填充墙处理)。

2.6 多层砌体房屋结构布置

GB50011-2010第7.1.7条对多层砌体房屋的建筑布置和结构体系作了较详细的规定,是对抗规GB50011-2010第3章关于建筑结构规则布置的补充。

⒈根据历次地震调查统计,纵墙承重的结构布置方案,因横向支承较少,纵墙较易受弯曲破坏而导致倒塌,为此,要优先采用横墙承重的结构布置方案。

⒉纵横墙均匀对称布置,可使各墙垛受力基本相同,避免薄弱部位的破坏。

⒊楼梯间墙体缺少各层楼板的侧向支承,有时还因为楼梯踏步削弱楼梯间的墙体,尤其是楼梯间顶层,墙体有一层半楼层的高度,震害加重。因此,在建筑布置时尽量不设在尽端,或对尽端开间采取专门的加强措施。

⒋不应采用砌体墙和混凝土墙混合承重的结构体系,因为整体受力特性发生变化,砌体墙受到弯曲变形的影响,抗震性能下降。防止不同材料性能的墙体被各个击破。

⒌纵横向墙体的数量不宜相差过大,保证房屋纵向的抗震能力,两个主轴方向振动特性不宜相差过大(GB50011-2010第3.5.3条)。

⒍在房屋宽度方向的中部应设置内纵墙,其累计长度不宜少于房屋总长度的60%(高宽比大于4的墙段不计入),保证两个主轴方向动力特性接近,增强纵向抗震能力。此处:宽度方向的中部指约1/3宽度范围;累计长度指开洞后的累计长度。当房屋层数很少时,还可比60%适当放宽。

⒎楼板外轮廓、开大洞、较大错层不规则界限比混凝土结构有所加严(GB50011-2010第3.4.3条的补充):

⑴平面轮廓凹凸尺寸,不应超过典型尺寸的50%;当超过典型尺寸的25%时,房屋转角处应采取加强措施;

⑵楼板局部大洞口的尺寸不宜超过楼板宽度的30%,且不应在墙体两侧同时开洞;

⑶房屋错层的楼板高差超过500mm时,应按两层计算;错层部位的墙体应采取加强措施。

允许局部错层。当错层楼板高差不超过500mm时可按同一标高计算,当高差超过500mm但不大于层高的1/4时应按两层计算,当高差超过层高的1/4时宜设防震缝、缝两侧均应设置墙体(7.1.7条3款2)。

⒏同一轴线上窗间墙宽度宜均匀;墙面洞口的面积,6、7度时不宜大于墙面总面积的55%,8、9度时不宜大于50%。

⑴同一轴线(直线或弧线)上的窗间墙:包括与同一直线或弧线上墙段平行错位净距离不超过2倍墙厚的墙段上的窗间墙,此时错位处两墙段之间连接墙的厚度不应小于外墙厚度;

⑵外纵墙体开洞率不应过大,以保证纵向抗震能力。

⒐不应在房屋转角处设置转角窗,避免局部发生破坏严重。

⒑横墙较少、跨度较大的房屋,宜采用现浇钢筋混凝土楼、屋盖

⒒防震缝的设置

应根据建筑的类型、结构体系和建筑状态以及不同的地震烈度等区别对待。

GB50011-2010关于防震缝设置规定的原则为:

⑴当建筑形状复杂而又不设防震缝时,应选取符合实际的结构计算模型,进行精细抗震分析,估计局部应力和变形集中及扭转影响,判别易损部位并采用加强措施;

⑵当设置防震缝时,应将建筑分成规则的结构单元。

当房屋设置了伸缩缝、沉降缝时,其缝宽应同时满足防震缝宽度的要求。

2.7 底部框架-抗震墙砌体房屋结构布置

⒈底框房屋抗震性能特点

底部和上部分属于两种承重和抗侧力体系组成的结构,属于竖向不规则的结构体系。具有与同一种抗侧力体系构成的房屋不同的受力、变形和薄弱楼层判别的特点。

底部框架-抗震墙砌体房屋中的底部钢筋混凝土抗震墙,其高宽比往往小于1,属于低矮抗震墙,地震作用时以受剪为主,剪力引起的斜裂缝直接影响其受力性能,破坏形态为剪切破坏,属于脆性破坏。结构设计时,应采用带边框的钢筋混凝土抗震墙,即在抗震墙周边设置由边框梁(或暗梁)和边框柱(或框架柱),以增加对墙体的约束作用,提高墙体的极限承载力,确保在即使抗震墙破坏后,周边的梁和柱仍能承受竖向荷载。或对矮墙进行开洞处理,将其分割为高宽比大于2(宜控制高宽比不小于3)墙肢,提高墙体延性并增加耗能能力。

这类结构的底层或底部两层具有一定的抗侧力刚度和承载能力,具有相对较好的变形能力及耗能能力;上部多层砌体房屋具有较大的抗侧力刚度和一定的承载能力,但变形和耗能能力相对比较差。

⒉底框房屋设计重要原则

底部框架–抗震墙砌体房屋的抗震设计,宜使底部框架–抗震墙部分与上部砌体房屋部分的抗震性能均匀匹配,避免出现特别薄弱的楼层和避免相对薄弱楼层出现在上部砌体房屋部分。 

这类房屋的抗震能力不仅取决于底部和上部各自的抗震能力,还取决于两者之间抗震能力的匹配程度,不能有一部分太弱。对结构抗震能力沿竖向分布的均匀性要求更加严格,关键在于底部与上部结构抗震能力的匹配关系,必须避免出现特别薄弱的楼层。

对薄弱楼层的判别,基于底部和上部之间抗震性能相匹配、不能有一部分过弱的前提,薄弱楼层系指相对薄弱的楼层,与柔性底部框架的概念完全不同。

底部具有较好的变形能力和耗能能力,在具有适当的的极限承载力时不致发生集中的严重脆性破坏;而上部变形和耗能能力比较差,“大震”作用下若在极限承载力相对较小的楼层出现薄弱楼层,将产生集中的严重脆性破坏。实际震害表明,薄弱楼层出现在上部砌体部分时,房屋的整体抗震能力是比较差的。

⒊底框房屋抗震设计重点

⑴重点解决的问题

 ◇ 结构体系

 ◇ 易损部位

 ◇ 薄弱层

 ◇ 过渡楼层

 ◇ 抗震能力匹配性(刚度及承载力)

 ◇ 增强房屋整体抗震能力

⑵目标

确保此类结构的抗震安全性能,使其抗震设计满足“小震”不坏,设防烈度可修和“大震”不倒的抗震设防目标。

⒋特别规定了乙类建筑,以及丙类8度(0.30g)时不推荐采用底框结构的房屋

 GB50011-2010第7.1.8规定如下:

⑴上部的砌体墙体与底部的框架梁或抗震墙,除楼梯间附近的个别墙段外均应对齐。 ⑵房屋的底部,应沿纵横两方向设置一定数量的抗震墙,并应均匀对称布置。6度且总层数不超过四层的底层框架-抗震墙砌体房屋,应允许采用嵌砌于框架之间的约束普通砖砌体或小砌块砌体的砌体抗震墙,但应计入砌体墙对框架的附加轴力和附加剪力并进行底层的抗震验算,且同一方向不应同时采用钢筋混凝土抗震墙和约束砌体抗震墙;其余情况,8度时应采用钢筋混凝土抗震墙,6、7度时应采用钢筋混凝土抗震墙或配筋小砌块砌体抗震墙。

⑶底层框架-抗震墙砌体房屋的纵横两个方向,第二层计入构造柱影响的侧向刚度与底层侧向刚度的比值,6、7度时不应大于2.5,8度时不应大于2.0,且均不应小于1.0。

⑷底部两层框架-抗震墙砌体房屋纵横两个方向,底层与底部第二层侧向刚度应接近,第三层计入构造柱影响的侧向刚度与底部第二层侧向刚度的比值,6、7度时不应大于2.0,8度时不应大于1.5,且均不应小于1.0。

⑸底部框架-抗震墙砌体房屋的抗震墙应设置条形基础、筏式基础等整体性好的基础。 ⒌设计中应注意:

⑴ GB50011-2010修订时,将2001规范“基本对齐”明确为“除楼梯间附近的个别墙段外”,并明确上部砌体侧向刚度应计入构造柱影响的要求。

⑵底层采用砌体抗震墙的情况:

①仅允许用于6度设防时,且明确应采用约束砌体加强,但不应采用约束多孔砖砌体;

②仅限于底层框架-抗震墙砖房,不适用于底部两层框架-抗震墙砖房;

③6、7度时,也允许采用配筋小砌块墙体;

④砌体抗震墙应对称布置,避免或减少扭转效应,不作为抗震墙的砌体墙,应按填充墙处理,施工时后砌。

⑶第2款中规定“同一方向”不允许同时采用钢筋混凝土抗震墙和约束砌体抗震墙,主要是避免在同一方向出现钢筋混凝土抗震墙和约束砌体抗震墙共同受力的不利局面(不同材料的弹性模量差异很大,造成墙体的抗剪承载力差异悬殊,各个击破导致房屋倒塌)。对两个不同方向(房屋的两个主轴方向,即横向和纵向)分别采用钢筋混凝土抗震墙和约束砌体抗震墙,规范虽未进行明确限制,但考虑实际地震的复杂性及结构实际存在的扭转影响,结构设计时也不宜采用。

⑷第3、4款均要求底层框架-抗震墙结构的底层或底部两层的侧向刚度与相邻上层之比在合理的范围内,既不能太弱也不能太强。太弱则对底部结构本身不利;过强(当底部框架-抗震墙的侧向刚度大于上层砌体结构时)则可能导致底部吸收过大的地震作用,同时会造成结构薄弱部位的转移(薄弱部位从下部延性较好的钢筋混凝土结构转移至上部延性差的砌体结构),对结构的抗震不利。

2.8 各类多层砌体房屋构造柱设置

⒈设置构造柱的重要性

汶川、玉树等地震对设置构造柱这条工程经验做了全面检验,再次验证了其对砌体结构房屋抗震性能的重要性。

一般构造柱的主要作用是对墙体的约束,尤其是在墙体开裂以后的约束作用更为明显,因而使之具有较大的变形能力和延性,能够阻止墙体的突然倒塌。

设置在墙体两端的构造柱能够提高砌体墙的受剪承载能力10%~30%左右,提高的幅度与墙段的高宽比、轴压力和开洞情况有关。但不能将构造柱作为主要受力构件。

⒉钢筋混凝土构造柱,其施工应先砌墙后浇构造柱

先砌墙后浇筑混凝土,能形成一种与墙体整体连接的柱。

⒊构造柱设置的部位

构造柱的设置部位主要出于两方面的考虑:

①构造柱对砖墙所起的约束作用显著提高了墙体的抗震能力及整体结构的抗震性能,是一项有效的防倒塌抗震措施,故应设置在震害较重、连接构造比较薄弱、受力复杂和易于发生应力集中的部位。

②由于构造柱截面小、配筋少,自身稳定性差,在其约束墙体的同时,墙体也为构造柱提供了支承,因而构造柱应设置在能够充分发挥构造柱与砖墙共同作用的部位,如内外墙、纵横墙交接处。

重要部位:墙段两端,多墙交汇处(一柱约束多墙)等;

应力比较集中部位:尽端部位及墙体的阳角处等;

连接比较薄弱部位:错层及梁下墙垛等。

⒋构造柱间距

构造柱间距过大将起不到对墙体的约束作用,必要的趋势是将构造柱间距适当减小。

⒌构造柱发挥作用的前提

由于钢筋混凝土构造柱的作用主要在于对墙体的约束,构造上截面不必很大,但需与各层纵横墙的圈梁或现浇楼板连接,才能发挥约束作用。

⒍主要修订内容(GB50011-2010)

⑴不规则平面的外墙对应转角(凸角)处设置构造柱(2008年局部修订);

⑵楼梯斜段上下端对应墙体处增加四根构造柱(2008年局部修订),与在楼梯间四角设置的构造柱合计有八根构造柱,再与GB50011-2010第7.3.8条规定楼层半高的钢筋混凝土带等可组成应急疏散安全岛;

⑶横墙很少时,按增加二层的层数设置构造柱;

⑷6度设防时7层砖房的构造柱设置要求提高一档;

⑸原隔15m内横墙与外纵墙交接处设置构造柱的要求,提高至12m;同时增加了楼梯间对应的另一侧内横墙与外纵墙交接处设置构造柱的要求;

⑹层数较多时,房屋内纵墙构造柱设置加强,6~9度均要求间距不大于一开间左右;

⑺增加了较大洞口的说明:宽度不小于2.1m的洞口;

⑻构造柱与墙体拉结措施:

2φ6拉结筋 → 2φ6拉结筋+φ4短筋平面内点焊组成的拉结网片(或φ4筋点焊拉结网片)

增加底部墙体中的水平拉结配筋:6、7度时底部1/3楼层,8度时底部1/2楼层,9度时全部楼层,上述拉结钢筋网片应沿墙体水平通长设置。

⒎构造柱设置注意事项

⑴低层数房屋构造柱设置

当6、7度房屋的层数少于GB50011-2010表7.3.1规定时(6度二、三层和7度二层且横墙较多的丙类房屋),只要合理设计、施工质量好,在地震时可达到预期的设防目标,规范对其构造柱设置未作强制性要求。注意到构造柱有利于提高砌体房屋抗地震倒塌能力,这些低层、小规模且设防烈度低的房屋,可根据具体条件和可能适当设置构造柱。

⑵综合考虑以下因素(查GB50011-2010表7.3.1时)

①外廊和单面走廊:增加一层(单面走廊两侧纵墙均应按外墙处理)

②横墙较少:增加一层

③横墙很少:增加二层

⑶ GB50011-2010表7.3.1系针对丙类建筑、Ⅱ类场地而定,查表时,尚需综合考虑抗震设防类别和场地类别的影响;

⑷ GB50011-2010表7.3.1中,间隔12m和楼梯间相对的内外墙交接处的要求二者取一;

⑸构造柱与圈梁连接处,构造柱的纵筋应在圈梁纵筋内侧穿过,保证构造柱纵筋上下贯通;

⑹房屋高度和层数接近GB50011-2010表7.1.2限值时的构造柱间距:

横墙内的构造柱间距不宜大于层高的二倍;下部1/3楼层的构造柱间距适当减小;

当外纵墙开间大于3.9m时,应另设加强措施。内纵墙的构造柱间距不宜大于4.2m。

⑺内外墙交接处的外墙小墙段两端有大洞口时构造柱设置

内外墙交接处设置,墙段两端不设置,但小墙段的墙体需要加强,如拉结钢筋网片通长设置、间距加密,适当加大内外墙交接处构造柱的截面及配筋。

⒏构造柱的构造

⑴构造柱的截面

试验研究和震害表明,构造柱起竖向箍的作用并与墙体形成整体后共同工作,因而截面不必过大,数量也不是越多越好,否则构造柱整体墙的受力特点将有所改变;配筋也不必过多,因为地震早期墙体开裂变形前,构造柱并不能发挥较大作用,当后期墙体破碎、刚度迅速下降后,地震作用也随之大幅度减小,构造柱中钢筋应力并不大,配筋过多并不能有效提高墙体的抗剪承载力;构造柱的混凝土强度等级也无需过高。因为砖墙体的强度和弹性模量都较低,混凝土强度等级过高时,与砖墙共同工作的性能反而降低。

⑵构造柱与墙体连接

构造柱只有与墙体、圈梁以及其他构件有良好的连接时才能发挥其应有的作用。与构造柱连接的墙体要砌成马牙槎,不宜留直缝。

⑶构造柱与圈梁连接

保证构造柱与其他混凝土构件(各种水平结构构件)有效拉结是设计构造柱的原则要求之一。在抗规中强调构造柱的纵筋在圈梁纵筋内侧穿过, 保证构造柱纵筋上下贯通。

⑷构造柱与基础连接

宏观震害经验表明,多层砖房的基础部分极少发生震害。在室外地坪以下的墙体也极少发生剪切破坏,也没有发现基础墙体震后被推出的震例。所以,构造柱在墙体中不必单独设置基础或扩大基础面积。构造柱只对墙体起约束作用,不直接把轴力和弯矩等传给基础。同时,构造柱只是墙体的一部分,上部荷载都是与墙体一起负担的,但构造柱必须与墙体基础有可靠连接。

底层构造柱要伸入室外地面以下500mm。若基础设有圈梁,则构造柱也可与基础圈梁连接,其纵筋应锚入圈梁内。若基础圈梁距地坪较深,构造柱亦可不必伸入基础圈梁。

⒐构造柱墙体与框架填充墙的区别

构造柱与一般框架柱的受力截然不同,不能混淆。简单地说,构造柱是墙体中一部分,并不是单独的受力构件。两侧设置构造柱的墙体与钢筋混凝土框架填充墙在受力方面有以下主要差别。

⑴构造柱与墙体有较好的整体连接(墙柱间设置有马牙槎和拉结钢筋),与墙形成一个整体(构造柱墙体), 构造柱墙体破坏时是呈主拉应力方向的剪切破坏,表现为对角线方向上的交叉裂缝。而框架填充墙的破坏,常常首先发生在框架与墙交接处的直缝或框架梁底墙顶处,然后才发生沿墙对角线方向的裂缝。由于框架柱的刚度较大,对墙体的约束亦强,因而框架节点一般不会出现破坏,而构造柱的截面相对小得多,配筋量小,刚度也小,故墙体交叉斜裂缝出现后,会迅速贯通柱内。

⑵构造柱墙体是承受竖向和水平荷载的承重墙体,竖向压应力较大,对砌体的抗剪有利。而框架填充墙时后砌墙,抗剪强度弱,除自重外,基本上不承担竖向荷载。

⑶带构造柱墙体中出现交叉裂缝后,一般不再形成新的主裂缝,只是表现为交叉裂缝的扩展、延伸、贯通,直至柱端破坏。如构造柱截面较大,除交叉裂缝随反复荷载扩展外,墙面两侧靠边柱附近还出现多条斜向裂缝,其走向大部分与对角线平行,宽度则小于主裂缝。带构造柱墙体的破坏仍为剪切破坏,其荷载稍高于开裂荷载,但此时构造柱仍能保持对墙体的约束作用,即使构造柱达到较大的角变形,仍能维持一定的竖向荷载。而框架填充墙中框架柱的受力状态为一被两个开裂块体推动的短柱。

2.9 各类多层砌体房屋圈梁设置

⒈圈梁的重要性

设置圈梁是多层砌体房屋的一种经济有效的抗震措施。历来震害调查一再证实:在同一烈度区,设有圈梁房屋的震害,比无圈梁房屋的震害轻得多,其中圈梁多的又比圈梁少的轻得多;当只有一道圈梁时,圈梁设于屋盖时的震害比设在其他楼层处时轻;紧贴楼板的圈梁(形成为楼盖的边缘构件)比窗上间作过梁的圈梁效果好。

圈梁根据其材料和施工工艺有钢筋混凝土现浇圈梁、预制圈梁以及配筋砖圈梁之分。震害调查表明, 钢筋混凝土现浇圈梁抗震效果比预制圈梁好, 钢筋混凝土圈梁比配筋砖过梁好。多层房屋中不宜采用预制圈梁。

在改善房屋结构抗震性能方面,圈梁有以下主要作用:

⑴加强了纵横墙体的连接,增强了房屋的整体性。由于圈梁的约束,能充分发挥各片墙体的平面内抗剪强度。

⑵形成楼盖的边缘构件后,提高了楼盖的水平刚度,预制楼板之间不致发生错动位移。地震作用是依靠楼盖的刚度传递到各墙体上去的,所以圈梁能使局部地震作用比较均匀地传递给较多墙体分担,且能减轻大房间纵、横墙平面外破坏的危险性。

⑶限制墙体斜裂缝的开展和延伸,使墙体斜裂缝局限于两道圈梁之间的墙段内,并减小斜裂缝的水平夹角,充分发挥砌体的抗剪强度。

⑷减轻地震时地基沉陷对房屋的影响。各层圈梁,特别是屋盖处和基础处的圈梁,对提高房屋的竖向刚度和适应地基不均匀沉降的能力有显著作用,并可以减轻地震时因地表裂隙使房屋开裂分离的震害。

⒉圈梁的设置

外墙和内纵墙在房屋的屋盖处及每层楼盖处必须设置圈梁。圈梁对保证屋盖及每层楼盖的整体性具有重要作用。

设有构造柱的横墙及内、外纵墙在每层楼盖和屋盖处均设置闭合的圈梁。因为构造柱与每层圈梁可靠拉结后才能有效发挥作用。试验研究也表明圈梁能有效地阻止墙体裂缝向本层以外发展,并能增强装配式预制钢筋混凝土楼板的整体性,有效地防止楼板在地震作用下发生塌落。

⒊圈梁的构造(www.daowen.com)

⑴圈梁的截面高度不应小于120mm。

⑵圈梁应闭合。

圈梁应闭合,不允许在中间切断或在端部开口,要求在同一标高上形成一个平面受力结构体系。若遇有洞口,则应采取上下搭接措施予以补强。搭接长度应不小于2倍上下圈梁的高差,且每侧伸过洞口边缘应不小于1000mm。因为局部设置圈梁只对局部有效,且不能与构造柱一起形成对整个结构的约束作用。唐山地震中发现,一些仅在房屋两端设有开口圈梁的房屋在中部倒塌,仅端部残存,故圈梁应沿整个楼层平面设置。同时,也不能只沿外墙设置圈梁,且内外墙圈梁要连接可靠。否则不利于抗震,可能发生外墙大面积倒塌,造成较重的震害。

⒋主要修订内容(GB50011-2010)

⑴现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖与墙体有可靠连接的房屋,应允许不另设圈梁,但楼板沿抗震墙体周边均应加强配筋并应与相应的构造柱钢筋可靠连接;

⑵内横墙圈梁间距加密(对应横墙间距加密的修订要求)。

2.10 多层砌体房屋横墙较少不降层的加强措施

⒈多层砖砌体房屋

⑴GB50011-2010第7.3.14条对应于第7.1.2条第3款,适用范围:

 丙类(住宅类扩大为所有丙类)

 6、7度(加严,不适用于高烈度区)

⑵加强措施

①墙体的布置和开洞大小不妨碍纵横墙的整体连接的要求;

②楼、屋盖结构采用现浇钢筋混凝土板等加强整体性的构造要求;

③增设满足截面和配筋要求的钢筋混凝土构造柱并控制其间距,在房屋底层和顶层沿楼层半高处设置现浇钢筋混凝土带,并增大配筋数量,以形成约束砌体墙段的要求;

④计入墙段中部钢筋混凝土构造柱的承载力;

⑶构造柱的间距:纵横墙均不大于3m。

⒉多层砌块砌体房屋

丙类横墙较少且总高度和层数接近规定限值的多层砌块房屋,应符合GB50011-2010第7.3.14条的要求。其中,墙体中部的构造柱可用芯柱替代,芯柱灌孔数量不少于2孔、每孔插筋直径不小于1φ18;达到规定限值时芯柱间距不宜大于2m(对应于GB50011-2010第7.4.2条第5款的要求)。

§3 钢筋混凝土结构抗震设计

3.1 现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度

对采用钢筋混凝土材料的高层建筑,从安全和经济诸方面综合考虑,其适用最大高度应有限制。当钢筋混凝土结构的房屋高度超过最大适用高度时,应通过专门研究,采取有效加强措施,如采用型钢混凝土构件、钢管混凝土构件、性能化设计方法等,并按建设部部长令的有关规定进行专项审查。

⒈多次地震震害表明:框架结构抗震防线较少,且破坏往往发生在柱端或梁柱节点等关键部位,GB50011-2010修订时除提出加強措施外,还对框架结构的适用最大高度,除6度外有所降低。

⒉根据各地经验,只要合理设计,板柱-抗震墙结构可以用在较高建筑中,GB50011-2010修订时对板柱-抗震墙结构的适用最大高度,有所增加。6、7、8 (0.2g)度时由原来的40、35、30米调整为80、 70、55米, 8度(0.3g)时的最大适用高度40米。

⒊根据各地经验删除了在Ⅳ类场地适用的最大高度应适当降低的规定。

⒋对于平面和竖向均不规则的结构,适用的最大高度适当降低的规范用词,由“应”改为“宜”,一般减少10%左右。对于部分框支结构,规范表6.1.1的适用高度已经考虑框支的竖向不规则而比全落地抗震墙结构降低,故对于框支结构的“竖向和平面均不规则”,指框支层以上的结构同时存在竖向和平面不规则的情况或框支层中还存在平面不规则或其它不规则项的情况。

⒌当地下一层有框支结构时,应分不同情况区别对待:

⑴当地下一层与首层抗侧刚度之比满足上部结构在地下室顶面嵌固要求时,可认为不属于表6.1.1中的“部分框支抗震墙”结构;

⑵当地下一层与首层抗侧刚度之比不满足上部结构在地下室顶面嵌固要求时,可理解为属于表6.1.1中的“部分框支抗震墙”结构。实际设计时应根据工程的具体情况,在计算要求、构造措施等方面灵活把握(可采取比一般非框支结构严格,但低于典型的框支结构的抗震措施和抗震构造措施)。

⒍仅有个别墙体不落地,例如不落地墙的截面面积不大于总截面面积的10%,只要框支部分的设计合理且不致加大扭转不规则,仍可视为抗震墙结构,其适用最大高度仍可按全部落地的抗震墙结构确定。

⒎大跨度框架指跨度不小于18m的框架。在框架结构中,只要存在大跨度框架,则该榀框架的抗震等级就应按大跨度框架确定(于大跨框架的相邻层或相邻跨的抗震等级应根据具体情况作相应调整),其他框架可不调整。

⒏设置少量抗震墙的框架结构基本上属于框架结构,其适用最大高度宜按框架结构取值。

⑴对于少墙框架结构,GB50011-2010修订进一步明确以下几点:

①将“在基本振型地震作用下”改为“在规定的水平力作用下”,“规定的水平力”一般可采用振型组合后的楼层地震剪力换算成层水平作用力;

②明确底层框架部分所承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时仍属于框架结构范畴;

③删除了“最大适用高度可比框架结构适当增加”的规定;

④补充规定了其抗震墙的抗震等级(与框架的抗震等级相同)。

⑵对于设置少量抗震墙的框架结构,则要求其框架部分的地震剪力值,采用不计抗震墙的框架结构模型和框架-抗震墙结构模型二者计算结果的较大值。

⑶在框架结构中设置少量抗震墙,往往是为了增大框架结构的刚度、满足层间位移角限值的要求,仍然属于框架结构范畴,此时竖向荷载应由框架承担,抗震墙应设计成高宽比较大、延性较好的抗震墙,如在较长的墙内开竖缝、加大洞口等,但层间位移角限值需按底层框架部分承担倾覆力矩的大小,可在框架结构和框架-抗震墙结构两者的层间位移角限值之间偏安全适当内插。

⒐乙类建筑可按本地区抗震设防烈度确定适用的最大高度。

3.2 确定抗震等级和几点注意事项

⒈乙类建筑的抗震等级

根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223的规定,乙类建筑应按提高一度查规范确定抗震等级(内力调整和构造措施)。GB50011-2010第6.1.1条规定,乙类建筑的钢筋混凝土房屋可按本地区抗震设防烈度确定其适用的最大高度,于是可能出现7度乙类的框支结构房屋和8度乙类的框架结构、框架-抗震墙结构、部分框支抗震墙结构、板柱-抗震墙结构的房屋提高一度后,其高度超过规范表6.1.2中抗震等级为一级的高度上界。此时,内力调整不提高,只要求抗震构造措施“高于一级”,大体与《高层建筑混凝土结构技术规程》特一级的构造要求相当。

⒉裙房的抗震等级

对裙房与主楼相连时裙房的抗震等级,按相关部位和非相关部位予以区分。

裙房与主楼相连的相关范围,一般可从主楼周边外延3跨且不小于20m,相关范围以外的区域可按裙房自身的结构类型确定其抗震等级。相关范围以内的区域除按裙房自身确定其抗震等级外,不低于主楼的抗震等级。当裙房偏置时,其端部有较大扭转效应,也需要加强。

⒊地下室的抗震等级

带地下室的多层和高层建筑,当地下室结构的刚度和受剪承载力比上部楼层相对较大时,地下室顶板可视为嵌固部位,在地震作用下的屈服部位将发生在地上楼层,同时将影响到地下一层。地面以下地震响应逐渐减小,规定地下一层的抗震等级不能降低;而地下一层以下不要求计算地震作用,规定其抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级(不应低于四级)。

3.3 单跨框架规定

GB50011-2010第6.1.5条规定:甲、乙类建筑以及高度大于24m的丙类建筑,不应采用单跨框架结构;高度不大于24m的丙类建筑不宜采用单跨框架结构。

2008年抗规局部修订时,增加了控制单跨框架结构适用范围的要求。框架结构中某个主轴方向均为单跨,也属于单跨框架结构;某个主轴方向有局部的单跨框架,可不作为单跨框架结构对待。一、二层的连廊采用单跨框架时,需要注意加强。框-墙结构中的框架,可以是单跨。

3.4 强柱弱梁

⒈强柱弱梁的目的

控制塑性铰出现的位置和顺序,使塑性铰首先出现在梁中,当部分梁端甚至全部梁端均出现塑性铰时,结构仍能继续承受外荷载,而只有当柱子底部也出现塑性铰时,结构才达到破坏,实现结构总体屈服机制,以延长强震下结构破坏、倒塌的时间,给人员逃生留下足够的时间和空间。强柱弱梁不是目的,是手段,目的是梁先(屈服)柱后(屈服)。

⒉强柱弱梁的设计方法

当结构反应进入非线性阶段后,强度不再是控制设计的唯一指标,变形能力变得与强度同等重要。作为抗震设计的指标,应是双控制条件,使结构能同时满足极限强度和极限变形。这是因为一般结构并不具备足以抵抗强烈地震的强度储备,而是利用结构的弹塑性性能吸收地震能量,以达到抗御强震的目的。

钢筋混凝土材料具有双重性,如果设计合理,尽量消除或减少混凝土脆性性质的危害,充分发挥钢筋塑性性能,可以实现延性结构。

延性框架设计的基本原则之一是“强柱弱梁” 。从抗弯角度来讲,要求柱端截面的屈服弯矩要大于梁端截面的屈服弯矩,使塑性铰尽可能出现在梁的端部,从而形成强柱弱梁。在梁端出现塑性铰,一方面框架结构不会变成机构,而且塑性铰的数目多,消耗地震能量的能力强;另一方面,受弯构件具有较高的延性,结构的延性有保障。

柱中出现塑性铰,不易修复而且容易引起结构倒塌;而塑性铰出现在梁端,却可以使结构在破坏前有较大的变形,吸收和耗散较多的地震能量,因而具有较好的抗震性能。

此外,梁的延性远大于柱的延性。这是因为柱是压弯构件,较大的轴压比将使柱的延性下降,而梁是受弯构件,比较容易实现高延性比要求。

震害调查发现:凡是具有现浇楼板的框架,由于现浇楼板大大加强了梁的强度和刚度,地震破坏大多发生在柱中,破坏较严重;而没有楼板的构架式框架,裂缝大多出在梁中,破坏较轻,从而也证实强梁弱柱引起的结构震害比较严重。

⒊实际地震中未能实现强柱弱梁的原因

⑴未完全考虑楼板对框架梁的影响:刚度、强度;

⑵梁端超配、钢筋超强—梁端抗弯能力增大太多:

原因:有效翼缘内楼板钢筋及梁底筋未考虑、控制截面选取错误、按裂缝或变形控制进行设计、人为超配。

⑶柱轴压比限值偏高,截面偏小;

⑷柱最小配筋率、配箍率偏小;

⑸强震下结构的受力状态变化;

⑹规范中柱端弯矩增大系数取值偏小。

⒋GB50011-2010的改进

⑴提高了框架结构的柱端弯矩增大系数,补充了对其他结构中四级框架的柱端弯矩增大系数。即对框架结构,一、二、三、四级可分别取1.7(1.4)、1.5(1.2)、1.3(1.1)、1.2(1.0);其他结构类型中的框架,一级可取1.4,二级可取1.2,三、四级可取1.1。

⑵对于一级框架结构和9度时的一级框架,明确只需按梁端实配抗震受弯承载力确定柱端弯矩设计值;对于二、三级框架结构,也可按抗规式(6.2.2-2)的梁端实配抗震受弯承载力确定柱端弯矩设计值,但式中的系数1.2可适当降低,如取1.1即可;

计算梁端实配抗震受弯承载力时,还应计入梁两侧有效翼缘范围的楼板钢筋。

⒌规范的本意

⑴优先考虑采用实配反算的方法进行验算:

一级的框架结构和9度的一级框架,只需按梁端实配抗震受弯承载力确定柱端弯矩设计值,即使按增大系数的方法比实配方法保守,也可不采用增大系数的方法;

二、三级框架结构,有条件时也可采用实配反算的方法,但式中的系数1.2可适当降低,如取1.1即可。

⑵计算梁端实际抗弯能力时,应计入梁受压筋和相关楼板钢筋。

刚度和承载力计算时,所计入的梁两侧有效翼缘范围应相互协调,框架梁端的计算配筋量,可配置在梁宽和两侧楼板有效翼缘范围内。

⒍设计注意事项

⑴即使严格按“强柱弱梁”原则设计的框架,在强震作用下,柱端仍有可能出现塑性铰,而保证柱的抗倒塌能力是抗震设计的关键。规范通过抗震构造措施,使柱具有大的弹塑性变形能力和耗能能力,达到在大震作用下,即使柱端出铰,也不会引起框架倒塌的目标;

⑵当柱反弯点不在楼层内时,说明框架梁相对较弱。为避免竖向荷载和地震共同作用下变形集中,压屈失稳,柱端弯矩也应乘以增大系数;

⑶对于轴压比小于0.15的柱,包括顶层柱,具有较大的变形能力,可不满足上述要求;

⑷嵌固端截面乘以弯矩增大系数是为了避免框架结构柱下端过早屈服;

⑸地震时角柱处于复杂的受力状态,其弯矩和剪力设计值的增大系数,比其它柱略有增加,以提高抗震能力。

3.5 抗震墙的布置与选型

⒈一般要求

⑴对称、均匀、连续布置,纵、横墙宜互为翼墙或设置端柱。

⑵长墙应合理分段:墙段高宽比不宜小于3。

在轴向压力和水平力的作用下,实体悬臂墙破坏形态可以归纳为弯曲破坏、弯剪破坏、剪切破坏和滑移破坏等几种形态。弯曲破坏又分为大偏压破坏和小偏压破坏, 大偏压破坏是具有延性的破坏形态, 小偏压破坏的延性很小,而剪切破坏是脆性的,矮墙经常出现剪切破坏。

要设成“延性剪力墙”就是要把剪力墙的破坏形态控制在弯曲破坏和大偏压破坏范围内。细高的抗震墙(高宽比大于3)容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙,从而可避免脆性的剪切破坏。当墙的长度很长时,为了满足每个墙段高宽比大于3的要求,可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的联肢墙或整体墙。洞口连梁宜采用约束弯矩较小的弱连梁。弱连梁是指连梁刚度小、约束弯矩很小的连梁(跨高比宜大于6),目的是设置了刚度和承载力比较小的连梁后,地震作用下连梁有可能先开裂、屈服,使墙段成为抗震单元。这是由于连梁对墙肢内力的影响可以忽略,才可近似认为长墙肢分成了以弯曲变形为主的独立墙段。

墙肢的平面长度(即墙肢截面高度)不宜大于8m。剪力墙结构的一个结构单元中,当有少量长度大于8m的大墙肢时,计算中楼层剪力主要由这些大墙肢承受,其他小的墙肢承受的剪力很小。一旦地震,尤其超烈度地震时,大墙肢容易首先遭受破坏,而小的墙肢又无足够配筋,使整个结构可能形成各个击破,这是极不利的。当墙肢长度超过8m时,应采用施工时墙上留洞,完工时砌填充墙的结构洞方法,把长墙肢分成短墙肢。

⑶截面尺寸应合理:规范采用剪压比控制。

墙体稳定性影响因素:除高厚比外,还包括无支长度等。因此,GB50011-2010修订时,将墙厚与层高之比的要求,由“应”改为“宜”,并增加无支长度的相应规定。

⒉部分框支抗震墙结构中的抗震墙设置

GB50011-2010第6.1.9条规定:框支部分落地墙的两端(不包括洞口两侧)应设置端柱或与另一方向的抗震墙相连;矩形平面的部分框支抗震墙结构,其框支层的楼层侧向刚度不应小于相邻非框支层楼层侧向刚度的50%;框支层落地抗震墙间距不宜大于24m,框支层的平面布置宜对称,且宜设抗震筒体;底层框架部分承担的地震倾覆力矩,不应大于结构总地震倾覆力矩的50%。

部分框支抗震墙属于抗震不利的结构体系,抗规的抗震措施只限于框支层不超过两层的情况。GB50011-2010修订时,明确部分框支抗震墙结构的底层框架应满足框架-抗震墙结构对框架部分承担地震倾覆力矩的限值-框支层不应设计为少墙框架体系。

3.6 抗震墙底部加强部位

⒈GB50011-2010第6.1.10条规定:

⑴底部加强部位的高度,应从地下室顶板算起。

⑵部分框支抗震墙结构的抗震墙,其底部加强部位的高度,可取框支层加框支层以上两层的高度及落地抗震墙总高度的1/10二者的较大值。其他结构的抗震墙,房屋高度大于24m时,底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高度的1/10二者的较大值;房屋高度不大于24m时,底部加强部位可取底部一层。

⑶当结构计算嵌固端位于地下一层的底板或以下时,底部加强部位尚宜向下延伸到计算嵌固端。结构嵌固部位的下移,不影响地面以上底部加强部位的范围,嵌固部位下移,则底部加强部位向下延伸,嵌固部位下移越多,则底部加强部位向下延伸越长。

从规范规定不难看出,嵌固部位取在地下室顶板是最经济、最合理的选择(有利于减小抗震墙总的加强部位范围、框架强柱根的范围等)。因此,有条件时应采取措施确保上部结构在地下室顶板嵌固。

延性抗震墙一般控制在其底部即计算嵌固端以上一定高度范围内屈服、出现塑性铰。设计时,将墙体底部可能出现塑性铰的高度范围作为底部加强部位,提高其受剪承载力,加强其抗震构造措施,使其具有大的弹塑性变形能力,从而提高整个结构的抗地震倒塌能力。

GB50011-2010修订时,将“墙体总高度的1/8”改为“墙体总高度的1/10”;明确加强部位的高度一律从地下室顶板算起;当计算嵌固端位于地面以下时,还需向下延伸,但加强部位的高度仍从地下室顶板算起。

⒉结构嵌固端

为了能使地下室顶板作为上部结构的嵌固部位,GB50011-2010修订时规定了地下室顶板和地下一层的设计要求:

地下室顶板必须具有足够的平面内刚度,以有效传递地震基底剪力。地下室顶板的厚度不宜小于180mm,若柱网内设置多个次梁时,板厚可适当减小。这里所指地下室应为完整的地下室,在山(坡)地建筑中出现地下室各边填埋深度差异较大时,宜单独设置支挡结构。 结构地上一层的侧向刚度,不宜大于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍(按有效数字控制,即不大于0.54), “相关范围”一般可从地上结构(主楼、有裙房时含裙房)周边外延不大于20m。

框架柱嵌固端屈服时,或抗震墙墙肢的嵌固端屈服时,地下一层对应的框架柱或抗震墙墙肢不应屈服。

据此规定了地下一层框架柱纵筋面积和墙肢端部纵筋面积的要求,与2001规范相比有较大的修改,2001规范要求位于地下室顶板的梁柱节点左右梁端截面实际受弯承载力之和不宜小于上下柱端实际受弯承载力之和,实际工程很难满足。当框架柱嵌固在地下室顶板时,为实现首层柱底先屈服的设计概念,抗规提供了两种方法:

其一,按下式

设计时,梁柱纵向钢筋增加的比例可不同,但柱的每侧纵向钢筋应增加10%。

其二,作为简化,当地下一层顶梁柱节点处,两侧梁抗弯刚度之和大于地下一层柱的抗弯刚度的二倍时,即当两侧梁按计算分配的弯矩之和大于下柱上端的分配弯矩的二倍时,除柱截面每侧的纵向钢筋面积应大于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍外,且两侧梁的梁端顶面和底面的纵向钢筋面积均应比计算增大10%以上,两侧抗剪箍筋也应相应调整。

⒊注意事项

⑴在确定上部结构嵌固部位时,楼层侧向刚度比的计算中不考虑土对地下室外墙的约束作用。

⑵加大地下室柱纵向钢筋时,应将地下室增加的纵向钢筋在地下室顶层梁板内弯折锚固,避免同时对一层柱底截面实际受弯承载力的加大。

⑶实际工程设计时,应在结构设计总说明或柱详图中补充嵌固部位上、下的柱配筋变化做法。

⑷只有地下室才具备对上部结构嵌固的基本条件。上部其他楼层(如裙房顶等处),即使满足刚度比要求也不能成为其上部结构的嵌固部位,而只能作为刚度突变楼层考虑(属于刚度突变区域,引起内力突变产生变形集中现象,对结构抗震不利)。

3.7 抗震墙的计算和组合弯矩调整

GB50011-2010修订的一些调整如下:

⒈计算地震内力时,抗震墙连梁刚度可折减;计算位移时,连梁刚度可不折减。抗震墙的连梁刚度折减后,如部分连梁尚不能满足剪压比限值,可采用双连梁、多连梁的布置,还可按剪压比要求降低连梁剪力设计值及弯矩,并相应调整抗震墙的墙肢内力;

⒉抗震墙应计入腹板与翼墙共同工作。对于翼墙的有效长度,89规范和2001规范有不同的具体规定,GB50011-2010修订不再给出具体规定。2001规范的规定“每侧由墙面算起可取相邻抗震墙净间距的一半、至门窗洞口的墙长度及抗震墙总高度的15%三者的最小值”可供参考;

89规范要求一级抗震墙底部加强部位的组合弯设计值均按墙底截面的设计值采用,以上一般部位的组合弯矩设计值按线性变化,对于较高的房屋,会导致与加强部位相邻一般部位的弯矩取值过大。

2001规范为:底部加强部位的弯矩设计值均取墙底部截面的组合弯矩设计值,底部加强部位以上,均采用各墙肢截面的组合弯矩设计值乘以增大系数,但增大后与加强部位紧邻一般部位的弯矩有可能小于相邻加强部位的组合弯矩。

⒊GB50011-2010修订,改为仅加强部位以上乘以增大系数。主要有两个目的:一是使墙肢的塑性铰在底部加强部位的范围内得到发展,不是将塑性铰集中在墙底,甚至集中在底截面以上不大的范围内,从而减轻墙肢底截面附近的破坏程度,使墙肢有较大的塑性变形能力;二是避免底部加强部位紧邻的上层墙肢屈服而底部加强部位不屈服,但应注意一般部位弯矩增大后,其抗剪承载力应相应增大。

⒋当抗震墙的墙肢在多遇地震下出现小偏心受拉时,在设防地震、罕遇地震下的抗震能力可能大大丧失;而且,即使多遇地震下为偏压的墙肢而设防地震下转为偏拉,则其抗震能力有实质性的改变,也需要采取相应的加强措施。

 GB50011-2010修订明确要求双肢抗震墙中,墙肢也不宜出现小偏心受拉,而且无论是小偏心受拉或大偏小受拉,另一墙肢的剪力和弯矩设计值均应乘以增大系数1.25。

双肢抗震墙的某个墙肢为偏心受拉时,一旦出现全截面受拉开裂,则其刚度退化严重,大部分地震作用将转移到受压墙肢,因此,受压肢需适当增大弯矩和剪力设计值以提高承载能力。注意到地震是往复的作用,实际上双肢墙的两个墙肢,都可能要按增大后的内力配筋。

3.8 框支层框架

根据2001规范执行中的问题,对于框支转换结构的抗震设计要求,GB50011-2010修订的一些改进如下:

⒈提高了刚度较小的软弱层的地震剪力增大系数。2001规范取1.15,GB50011-2010修订改为取“不小于1.15的增大系数”,刚度越小,取值越大;

⒉提高了不落地竖向构件(墙、柱)传递给框支梁的地震内力的增大系数。2001规范取1.25~1.5;本次修订改为1.25~2.0,烈度越高,增大系数越大;

⒊防止落地墙太少,明确落地墙承担的地震倾覆力矩,不得小于总地震倾覆力矩的50%。相应地,框支柱按刚度分配的地震剪力,也不应大于基底总剪力的20%,以便不落地墙体的地震剪力可通过框支层楼板传递到落地墙,并通过规范对框支柱的内力调整提供框支层的多道防线;

⒋将框支柱承受的最小地震剪力之和不应小于本层地震剪力20%,改为底层地震剪力即基底剪力的20%,但主楼与裙房相连时,不含裙房部分的地震剪力,框支柱也不含裙房的框架柱;

⒌在地震作用下由于落地抗震墙刚度退化,将增大框支柱的地震作用,一、二级框支柱由地震作用引起的附加(或减小)轴力分别增加50%或20%。柱截面纵筋应按调整后的弯矩和轴力最不利情况进行设计,计算框支柱的轴压比可不考虑轴力增大;

框支柱还应按调整后的柱弯矩,考虑强剪弱弯进行剪力计算及斜截面设计;

⒍继续强调部分框支抗震墙结构的落地抗震墙墙肢不应出现小偏心受拉,以避免设防地震、罕遇地震下的墙体的抗震能力可能大大丧失。

3.9 柱轴压比

GB50011-2010修订加严了框架结构柱轴压比的要求。限制框架柱的轴压比主要是为了保证柱的塑性变形能力和保证框架的抗倒塌能力。抗震设计时,除了预计不可能进入屈服的柱外,通常希望框架柱最终为大偏心受压破坏。轴压比直接影响柱的截面设计,10规范仍以2001规范的限值为依据,根据不同情况进行适当调整,同时控制轴压比最大值。

GB50011-2010修订增加了四级框架的柱的轴压比限值,将框架结构的轴压比加严,限值减小了0.05,框架-抗震墙、板柱-抗震墙及筒体中三级框架的柱的轴压比限值也加严,减小了0.05。

利用箍筋对混凝土进行约束,可以提高混凝土的轴心抗压强度和混凝土的受压极限变形能力。但在计算柱的轴压比时,仍取无箍筋约束的混凝土的轴心抗压强度设计值,不考虑箍筋约束对混凝土轴心抗压强度的提高作用。

3.10 抗震墙的轴压比和边缘构件

开洞的抗震墙即联肢墙,强震作用下合理的破坏过程应当是连梁首先屈服,然后墙肢的底部钢筋屈服、形成塑性铰。

抗震墙的塑性变形能力和抗地震倒塌能力,除了与截面形状、纵向配筋与墙两端的约束范围、约束范围内配箍特征值有关外,更主要的是与截面相对受压区高度内的压应力即相对受压区的轴压比有关,当截面相对受压区高度或轴压比较小时,即使不设约束边缘构件,抗震墙仍具有较好的延性和耗能能力;当截面相对受压区高度或轴压比大到一定值时,就需设置约束边缘构件,使墙肢端部成为箍筋约束混凝土,具有较大的受压变形能力;当轴压比更大时,即使设置约束边缘构件,在强烈地震作用下,抗震墙有可能压溃、丧失承担竖向荷载的能力。

计算墙肢的轴压比时,规范采用了重力荷載代表值作用下的轴力设计值(不考虑地震作用组合),即考虑重力荷载分项系数1.2后的最大轴力设计值,计算抗震墙的名义轴压比。实际上,截面受压区高度不仅与轴压力有关,而且与截面形状有关,在相同的轴压力作用下,带翼缘的抗震墙受压区高度较小,延性相对要好些,矩形截面最为不利。为了简化设计规定,规范为区分工字形、T形及矩形截面,在设计时,对矩形截面剪力墙墙肢应从严掌握其轴压比。

GB50011-2010修订的主要改进是:

⒈将设置约束边缘构件的要求扩大至三级抗震墙;

⒉约束边缘构件的主要措施是加大边缘构件的长度及其体积配箍率,体积配箍率可以由配箍特征值计算。配箍特征值表示箍筋对混凝土的约束程度,既考虑了体积配箍率,又考虑了箍筋的屈服强度和混凝土的强度。约束边缘构件的尺寸及其配箍特征值,根据轴压比的大小确定。当墙体的水平分布钢筋满足锚固要求且水平分布钢筋之间设置足够的拉筋形成复合箍时,约束边缘构件的体积配箍率可计入分布筋,考虑水平筋同时为抗剪受力钢筋,且竖向间距往往大于约束边缘构件的箍筋间距,需要另增一道封闭箍筋,故计入的水平分布钢筋的配箍特征值不宜大于0.3倍总配箍特征值;

⒊对于底部加强区以上的一般部位,带翼墙时构造边缘构件的总长度改为与矩形端相同,即不小于墙厚和400mm,在加强部位与一般部位的过渡区(可大体取加强部位以上与加强部位的高度相同的范围),边缘构件的长度需逐步过渡。

3.11 小墙肢与高连梁

GB50011-2010修订,继续保持墙肢长度小于墙厚的三倍时按柱进行设计的要求,但降低了小墙肢的箍筋全高加密的要求。(矩形墙肢的厚度不大于300mm时,尚宜全高加密箍筋)

对于高连梁,当计算时刚度折减,意味着小震下连梁可能开裂,汶川地震中不少连梁出现了这样的震害。GB50011-2010修订,建议设置水平缝,使一根高连梁成为大跨高比的两根或多根连梁,其破坏形态可从剪切破坏变为弯曲破坏。

3.12 筒体结构抗震设计要求

⒈控制外框承担的最小地震剪力

除加強层及相邻上下层外,按框架-核心筒计算分析的框架部分各层地震剪力的最大值不宜小于结构底部总地震剪力的10%,其目的是避免外框太弱,抗震墙筒体首先严重破坏。在此前提下,框架-核心筒结构框架部分的地震剪力应同时满足框架-抗震墙结构对框架部分的规定。

当框架部分的计算剪力不符合上述要求时,要求同时加强核心筒和外框架。例如,核心筒承担的地震剪力,取1.1倍计算值和楼层总地震剪力二者的较小值。外框架承担的地震剪力,按不小于结构底部总地震剪力15%调整。

⒉加强层设置要求

框架-核心筒结构的核心筒与周边框架之间采用梁板结构时,各层梁对核心筒有一定的约束,可不设加强层,大梁与核心筒连接应避开核心筒的连梁。当楼层采用平板结构且核心筒较柔,在地震作用下不能满足变形要求,或筒体由于受弯产生拉力时,宜设置加强层,其部位应结合建筑功能设置。

为了避免加强层周边框架柱在地震作用下由于强梁带来的不利影响,加强层的大梁或桁架与周边框架不宜刚性连接。9度时不应采用加强层。核心筒的轴向压缩及外框架的竖向温度变形对加强层产生附加内力,在加强层与周边框架柱之间采取后浇连接及有效的外保温措施是必要的。

⒊筒体的设计要求

框架-核心筒结构的核心筒、筒中筒结构的内筒,都是由抗震墙组成的,也都是结构的主要抗侧力竖向构件,其抗震构造措施应符合抗震墙结构和框架-抗震墙结构对墙体的规定,包括墙体的最小厚度、分布钢筋的配置、轴压比限值、边缘构件的要求等,以使筒体具有足够大的抗震能力。

筒体底部加強部位的顶部及相邻上一层不宜改变墙体厚度,其目的是不致引起墙体受剪承载力的突变,但也应注意避免该部位结构刚度的突变。

框架-核心筒结构的框架较弱,宜加强核心筒的抗震能力;核心筒连梁的跨高比一般较小,墙的整体作用较强。因此,核心筒角部的抗震构造措施予以加强。

跨高比小的连梁配置斜向交叉暗柱,试验表明交叉配筋可以改善其的抗剪性能,但施工比较困难。本次修订,将2001规范设置交叉暗柱、交叉构造钢筋的要求,由“宜”改为“可”。

§4 钢结构抗震设计

4.1 钢结构设计图与施工图的区别

钢结构设计文件分为“设计图”和“施工图”(或称施工详图)两个阶段, 施工图一般由钢结构加工单位编制,国家主管部门规定有收费标准, 钢结构设计审查一般只审到设计图深度,所以设计单位只出钢结构设计图,如委托设计单位出钢结构施工图,应另签合同。

设计单位应主动向甲方(业主)介绍钢结构设计图和施工图是两个不同的阶段,请业主考虑钢结构施工图是委托加工单位还是原设计单位或其他设计单位编制,并按国家规定支付钢结构施工图设计费用,确定交付工期,全面安排建设工程进度。

4.2 钢结构房屋的抗震等级

* 中心支撑、偏心支撑等结构中的框架部分的抗震构造的等级

抗震等级的确定除与上表中的设防烈度、房屋高度有关外,尚与设防类别有关。丙类建筑直接查表确定,甲、乙类建筑提高一度查表确定。

抗震等级体现延性要求,构件承载力特别高(满足高一度)时,抗震等级可适当降低。

⒈高度接近或等于高度分界时,应允许结合房屋不规则程度和场地、地基条件确定抗震等级。

⒉一般情况,构件的抗震等级应与结构相同;当某个部位各构件的承载力均满足2倍地震作用组合下的内力要求时,7~9度的构件抗震等级应允许按降低一度确定。

⒊0.15g和0.30g的Ⅲ、Ⅳ类场地,分别按8、9度确定构造的抗震等级。

⒋表中支撑结构的框架抗震等级规定的条件是:框架部分按计算分配的地震剪力不大于结构底部总地震剪力的25%。

4.3 钢结构房屋的结构选型

⒈一、二级的钢结构房屋,宜设置偏心支撑、带竖缝钢筋混凝土抗震墙板、内藏钢支撑钢筋混凝土墙板、屈曲约束支撑等消能支撑或筒体。

大量研究表明,偏心支撑具有弹性阶段刚度接近中心支撑框架,弹塑性阶段的延性和消能能力接近于延性框架的特点,是一种良好的抗震结构。

偏心支撑框架的设计原则是强柱、强支撑和弱消能梁段,即在大震时消能梁段屈服形成塑性铰,且具有稳定的滞回性能,即使消能梁段进入应变硬化阶段,支撑斜杆、柱和其余梁段仍保持弹性。因此,每根斜杆只能在一端与消能梁段连接,若两端均与消能梁段相连,则可能一端的消能梁段屈服,另一端消能梁段不屈服,使偏心支撑的承载力和消能能力降低。

⒉甲、乙类和高层的丙类,不应采用单跨框架,多层的丙类建筑不宜采用单跨框架。

⒊支撑框架在两个方向的布置均宜基本对称,支撑框架之间楼盖的长宽比不宜大于3。

⒋中心支撑框架宜采用交叉支撑,也可采用人字支撑或单斜杆支撑,不宜采用K形支撑;支撑的轴线宜交汇于梁柱轴线的交点,偏离时的偏心距不应超过支撑杆件宽度。

⒌采用受拉的单斜杆中心支撑,应同时设置两组斜杆,其投影面积相差不应大于10%。

⒍偏心支撑框架的每根支撑应至少有一端与框架梁连接,并形成消能梁段。

⒎屈曲约束支撑宜采用人字、成对布置的单斜杆等形式,不应采用K形或X形。屈曲约束支撑受压时,其设计参数、性能检验和作为一种消能部件的计算方法可按相关要求设计。

⒏钢框架-筒体结构,必要时可设置由筒体外伸臂或外伸臂和周边桁架组成的加强层。

4.4 钢结构的抗震构造措施

控制梁、柱、支撑的杆件长细比和板件的宽厚比,合理选用杆件的截面形式。

专门规定了梁柱现场焊接的细部构造、柱脚的连接方式及消能梁段的构造。

⒈框架柱长细比

⑴框架柱的长细比关系到结构的整体稳定性,最大长细比是为了保证结构在计算中未考虑的作用力,特别是大震时的竖向地震作用下的安全是至关重要的,是强条。

GB50011-2010修订中,改为按抗震等级区分。

框架柱的长细比,一级不应大于60,二级不应大于80,三级不应大于100,四级时不应大于120

⑵框架柱抗震设计还包括应满足强柱弱梁要求等,在很多情况下,根据强柱弱梁要求,高层框架柱按长细比限制确定的柱截面可能不够,此时必须增大柱截面。

⑶对于多层框架柱,一般可能由长细比控制决定截面,此时,可采用强度相对低一些的钢材,如Q235等。

⒉中心支撑的长细比

⑴2001规范:对超过12层的中心支撑长细比限值,6、7度不大于120235/fay,8度不大于90,9度不大于60。⑵GB50011-2010修订时,改为按抗震等级区分。一至三级应按压杆设计,均不大于120;四级时采用压杆时仍为120,也可采用拉杆,其长细比不应大于180。

⒊框架柱板件宽厚比

板件的宽厚比限制是构件局部稳定性的保证。

⑴框架结构的板件宽厚比,是以结构符合强柱弱梁为前提的。

⑵强震区,梁的板件宽厚比要求满足塑性设计的要求,梁的板件宽厚比限值相对严些,而柱的规定则可适当放宽。

⑶强柱弱梁不能保证时,对柱子应适当从严。

⒋中心支撑板件宽厚比

⑴GB50011-2010修订时,中心支撑板件的宽厚比要求,也按照抗震等级划分。

⑵高度50m以下大体上与2001规范相当,高度50m以上局部有所放宽。

⒌框架梁的侧向支撑

⑴框架梁的端部负弯矩区下翼缘受压,在构造上设置侧向支撑是必要的。

⑵固端梁下翼缘在梁端0.15倍梁跨附近设置隅撑。

⑶梁端采用骨形连接或梁端扩大时,应在塑性区外设置竖向加劲肋,隅撑与偏置的竖向加劲肋相连。

梁侧向支撑示意图如下:

⒍框架柱板件之间的焊缝构造

框架节点附近和框架柱接头附近的受力比较复杂,为了保证结构的整体性,规范对这些区域的框架柱板件之间的焊缝构造都进行了规定。

梁与柱刚性连接时, 柱在梁翼缘上下各500mm的范围内,柱翼缘与柱腹板间或箱形柱壁板间的连接焊缝应采用全熔透坡口焊缝。

框架柱的接头距框架梁上方的距离,可取1.3m和柱净高一半二者的较小值。

上下柱的对接接头应采用全熔透焊缝,柱拼接接头上下各100mm范围内,工字形柱翼缘与腹板间及箱型柱角部壁板间的焊缝,应采用全熔透焊缝。

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