一、多层和高层钢筋混凝土房屋
(一)有关抗震设计的若干概念
(1)为了保证结构的抗震安全,根据具体情况,结构单元之间应遵守牢固连接或有效分离的方法。高层建筑的结构单元宜采取加强连接的方法。
(2)尽可能设置多道抗震防线,强烈地震之后往往伴随多次余震,如只有一道防线,在首次破坏后在遭受余震、结构将会因损伤积累而导致倒塌。适当处理结构构件的强弱关系,使其在强震作用下形成多道防线,并考虑某一防线被突破后,引起内力重分布的影响,是提高结构抗震性能,避免大震倒塌的有效措施。
(3)合理布置抗侧力构件,减少地震作用下的扭转效应。结构刚度、承载力沿房屋高度宜均匀、连续分布、避免造成结构的软弱或薄弱部位。
(4)结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等方面的性能。主要耗能构件应有较高的延性和适当的刚度,承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
(5)合理控制结构的非弹性(塑性铰区),掌握结构的屈服过程,实现合理的屈服机制。
(6)框架抗震设计应遵守“强柱、弱梁、结点更强”的原则,当构件屈服、刚度退化时,结点应能保持承载力和刚度不变。
(7)采取有效措施,防止钢筋滑移、混凝土过早的剪切破坏和压碎等脆性破坏。
(8)考虑上部结构嵌固于基础结构或地下室结构之上时,基础结构或地下室机构应保持弹性工作。
(9)高层建筑的地基主要受力范围内存在较厚的软弱豁性土层时,不宜采用天然地基。采用天然地基的高层建筑应考虑地震作用下地基变形对上部结构的影响。
(二)抗震设计一般规定
(1)多层和高层现浇钢筋混凝土房屋的结构类型和适用的最大高度应符合表8-9的要求。平面和竖向均不规则的结构或建造于W类场地的结构,适用的最大高度应适当降低。
注:①房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部分)节
②框架核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构;
③部分框支抗震墙结构指首层或底部两层框支抗震墙结构;
④乙类建筑可按本地区抗震设防烈度确定适用的最大高度;
⑤超过表内高度的房屋,应进行专门研究和论证,采取有效的加强措施。
(2)钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋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。丙类建筑的抗震等级应按表8-10确定。
注①建筑场地为工类时,除6度外可按表内降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施,但相应的计算要求不应降低;
②接近或等于高度分界时,应允许结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级;
③部分框支抗震墙结构中,抗震墙加强部位以上的一般部位,应允许按抗震墙结构确定其抗震等级.
(3)钢筋混凝土房屋抗震等级的确定,尚应符合下列要求:
l)框架一抗震墙结构,在基本振型地震作用下,若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,最大适用高度可比框架结构适当增加。
2)裙房与主楼相连,除应按裙房本身确定外,不应低于主楼的抗震等级;主楼结构在裙房顶层及相邻上下各一层应适当加强抗震构造措施。裙房与主楼分离时,应按裙房本身确定抗震等级。
3)当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下一层的抗震等级应与上部结构相同,地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。地下室中无上部结构的部分,可根据具体情况采用三级或更低等级。
4)抗震设防类别为甲、乙、丁类的建筑应结合本章第一节有关抗震设防标准的规定和表8-10确定抗震等级;其中,8度乙类建筑高度超过表8-10规定的范围时应经专门研究采取比一级更有效的抗震措施。
(4)高层钢筋混凝土房屋宜避免采用不规则建筑结构方案,不设防震缝;当需要设置防震缝时,应符合下列规定:
1)防震缝最小宽度应符合下列要求:
①框架结构房屋的防震缝宽度,当高度不超过15m时可采用70mm;超过15m时,6度、7度、8度和9度相应每增加高度5m、4m、3m和2m,宜加宽20mm。
②框架一抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用①项规定数值的70%,抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用①项规定数值的50%;且均不宜小于70mm。
③防震缝两侧结构类型不同时,宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽。地下部分可不设防震缝;有设防要求时,伸缩缝及沉降缝应满足防震缝的要求。
2)8、9度框架结构房屋防震缝两侧结构高度、刚度或层高相差较大时,可在缝两侧房屋的尽端沿全高设置垂直于防震缝的抗撞墙,每一侧抗撞墙的数量不应少于两道,宜分别对称布置,墙肢长度可不大于一个柱距,框架和抗撞墙的内力应按设置和不设置抗撞墙两种情况分别进行分析,并按不利情况取值。防震缝两侧抗撞墙的端柱和框架的边柱,箍筋应沿房屋全高加密。
(5)框架结构和框架一抗震墙结构中,框架和抗震墙均应双向布置,柱中线与抗震墙中线、梁中线与柱中线之间偏心距不宜大于柱宽的1/4。
(6)框架一抗震墙和板柱一抗震墙结构中,抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比,不宜超过表8一n的规定;超过时,应计人楼盖平面内变形的影响。
(7)采用装配式楼、屋盖时,应采取措施保证楼、屋盖的整体性及其与抗震墙的可靠连接。采用配筋现浇面层加强时,厚度不宜小于50mm。
(8)框架一抗震墙结构中的抗震墙设置,宜符合下列要求:
1)抗震墙宜贯通房屋全高,且横向与纵向的抗震墙宜相连。
2)抗震墙宜设置在墙面不需要开大洞口的位置。
3)房屋较长时,刚度较大的纵向抗震墙不宜设置在房屋的端开间。
4)抗震墙洞口宜上下对齐,洞边距端柱不宜小于300mm。
5)一、二级抗震墙的洞口连梁,跨高比不宜大于5,且梁截面高度不宜小于400mm。
(9)抗震墙结构和部分框支抗震墙结构中的抗震墙设置,应符合下列要求:
1)较长的抗震墙宜开设洞口,将一道抗震墙分成长度较均匀的若干墙段,洞口连梁的跨高比不宜大于6,各墙段的高宽比不应小于2。
2)墙肢的长度沿结构全高不宜有突变;抗震墙有较大洞口时,以及一、二级抗震墙的底部加强部位,洞口宜上下对齐。
3)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,框支层的平面布置尚宜对称,且宜设置抗震筒体。
(10)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二层的高度及落地抗震墙总高度的1/8二者的较大值,且不大于15m;其他结构的抗震墙,其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8和底部二层的高度二者的较大值,且不大于15m。
(11)框架单独柱基有下列情况之一时,宜沿两个主轴方向设置基础系梁:
1)一级框架和W类场地的二级框架;
2)各柱基承受的重力荷载代表值差别较大;
3)基础埋置较深,或各基础埋置深度差别较大;
4)地基主要受力层范围内存在软弱勃性土层、液化土层和严重不均匀土层;
5)桩基承台之间。
(12)框架一抗震墙结构中的抗震墙基础和部分框支抗震墙结构的落地抗震墙基础,应有良好的整体性和抗转动的能力。
(13)主楼与裙房相连且采用天然地基,在地震作用下主楼基础底面不宜出现零应力区。
(14)地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,应避免在地下室顶板开设大洞口,并应采用现浇梁板结构,其楼板厚度不宜小于180°,混凝土强度等级不宜小于C30,应采用双层双向配筋,且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25%;地下室结构的楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的2倍。
(15)框架的填充墙应符合本节有关非结构构件的规定。
(三)框架结构抗震构造措施
(1)梁的截面尺寸,宜符合下列各项要求:
l)截面高度不宜小于200mm;
2)截面高宽比不宜大于4;
3)净跨与截面高度之比不宜小于4。
(2)采用梁宽大于柱宽的扁梁时,楼板应现浇,梁中线宜与柱中线重合,扁梁应双向布置,且不宜用于一级框架结构。扁梁的截面尺寸应符合下列要求,并应满足现行有关规范对挠度和裂缝宽度的规定:
(3)梁端钢筋配置应符合下列各项要求:
1)梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%,且计人受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比,一级不应大于0.25,二、三级不应大于0.35。
2)梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值,除按计算确定外,一级不应小于0.5,二、三级不应小于0.3。
3)梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按表8-12采用,当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时,表中箍筋最小直径数值应增大2mm。
(4)梁的纵向钢筋配置,尚应符合下列各项要求:
1)沿梁全长顶面和底面的配筋,一、二级不应少于2Φ14,且分别不应少于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的1/4,三、四级不应少于2Φ12;
2)一、二级框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋直径,对矩形截面柱,不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/20;对圆形截面柱,不宜大于纵向钢筋所在位置柱截面弦长的1/20。
(5)梁端加密区的箍筋肢距,一级不宜大于200~和20倍箍筋直径的较大值,二、三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值,四级不宜大于300mm。
(6)柱的截面尺寸,宜符合下列各项要求:
1)截面的宽度和高度均不宜小于300mm,圆柱直径不宜小于350mm。
2)剪跨比宜大于2。
3)截面长边与短边的边长比不宜大于3。
(7)柱轴压比不宜超过表8-13的规定;建造于IV类场地且较高的高层建筑,柱轴压比限值应当适当减小。
注:①轴压比指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比;可不进行地震作用计算的结构,取无地震作用的轴力设计值;
②表内限值适用于剪跨比大于2、混凝土强度等级不高于C60的柱;剪跨比不大于2的柱轴压比限值应降低0.05.剪跨比小于15的柱,轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施;
③沿柱全高采用井字复合箍且箍筋肢距不大于200mm、间距不大于100mm、直径不小于12mm,或沿柱全高采用复合螺旋箍、螺旋间距不大于100mm、箍筋肢距不大于200mm、直径不小于12mm,或沿柱全高采用连续复合矩形螺旋箍、螺旋净距不大于80mm、箍筋肢距不大于200mm、直径不小于10mm,轴压比限值均可增加0.10;上述三种箍筋的配摧特征值均应按增大的轴压比由表8-16确定;
④在柱的截面中部附加芯柱,其中另加的纵向钢筋的总面积不少于柱截面面积的0.8%,轴压比限值可增加。05;此项措施与注③的措施共同采用时,轴压比限值可增加。15,但箍筋的配筋特征值仍可按轴压比增加0.10的要求确定;
⑤柱轴压比不应大于1.05.
(8)柱的钢筋配置,应符合下列各项要求:
1)柱纵向钢筋的最小总配筋率应按表8-14采用,同时每一侧配筋率不应小于0.2%;对建造于W类场地且较高的高层建筑,表中的数值应增加0.1。
2)柱箍筋在规定的范围内应加密,加密区的箍筋间距和直径,应符合下列要求:
①一般情况下,箍筋的最大间距和最小直径,应按表8-15采用。
②二级框架柱的箍筋直径不小于10mm且箍筋肢距不大于200mm时,除柱根外最大间距应允许采用150mm;三级框架柱的截面尺寸不大于400mm时,箍筋最小直径允许采用6mm;四级框架柱剪跨比不大于2时,箍筋直径不应小于8mm。
③框支柱和剪跨比不大于2的柱,箍筋间距不应大于100mm。
(9)柱的纵向钢筋配置,尚应符合下列各项要求:
l)宜对称配置。
2)截面尺寸大于400mm的柱,纵向钢筋间距不宜大于200mm。
3)柱总配筋率不应大于5%。
4)一级且剪跨比不大于2的柱,每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%。
5)边柱、角柱及抗震墙端柱在地震作用组合产生小偏心受拉时,柱内纵筋总截面面积应比计算值增加25%。
6)柱纵向钢筋的绑扎接头应避开柱端的箍筋加密区。
(10)柱的箍筋加密范围,应按下列规定采用:
1)柱端,取截面高度(圆柱直径)、柱净高的1/6和500mm三者的最大值。
2)底层柱,柱根不小于柱净高的1/3;当有刚性地面时,除柱端外尚应取刚性地面上下各500mm。
3)剪跨比不大于2的柱和因设置填充墙等形成的柱净高与柱截面高度之比不大于4的柱,取全高。
4)框支柱,取全高。
5)一级及二级框架的角柱,取全高。
(11)柱箍筋加密区箍筋肢距,一级不宜大于200mm,二、三级不宜大于250~和20倍箍筋直径的较大值,四级不宜大于300mm。至少每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋或拉筋约束;采用拉筋复合箍时,拉筋宜紧靠纵向钢筋并钩住箍筋。
(12)柱箍筋加密区的体积配箍率,应符合下式要求:
式中ρv―柱箍筋加密区的体积配箍率,一级不应小于0.8%,二级不应小于0.%,三、四级不应小于0.4%;计算复合箍的体积配箍率,应扣除重叠部分的箍筋体积;
fc―混凝土轴心抗压强度设计值;强度等级低于C35时,应按c35计算;
fyv―箍筋或拉筋抗拉强度设计值,超过360N/mm2时,应取360N/mm2计算;
λv―最小配箍特征值,宜按表8-16采用。
注:①普通箍指单个矩形箍或单个圆形箍;复台箍指由矩形、多边形、圆形箍或拉筋组成的箍筋。复合螺旋箍指由螺旋箍与矩形、多边形、圆形箍或拉筋组成的箍筋.连续复合矩形螺旋箍指全部螺旋箍同为一根钢筋加工而成的箍筋;
②框支柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍,其最小配筋特征值应比表内数值增加。02,且体积配筋率不应小于15%.
③剪跨比不大于2的柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍,其体积配箍率不应小于12纬,9度时不应小于15%.
④计算复合螺旋箍的体积配箍率时,其非螺旋箍的箍筋体积应乘以换算系数。.氏
(13)柱箍筋非加密区的体积配箍率不宜小于加密区的50%;箍筋间距,一、二级框架柱不应大于10倍纵向钢筋直径,三、四级框架柱不应大于15倍纵向钢筋直径。
(14)框架节点核芯区箍筋的最大间距和最小直径宜按上述第(8)条有关框架柱的钢筋配置要求,一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10、0.08且体积配箍率分别不宜小于0.6%、0.5%和0.4%。柱剪跨比不大于2的框架节点核芯区配箍特征值不宜小于核芯区上、下柱端的较大配箍特征值。
(四)抗震墙结构抗震构造措施
(1)抗震墙的厚度,一、二级不应小于160mm且不宜小于层高的1/20,三、四级不应小于140mm且不应小于层高的1/25。底部加强部位的墙厚,一、二级不宜小于20omm且不宜小于层高的1/16;无端柱或翼墙时不应小于层高的1/12。
(2)抗震墙厚度大于140mm时,竖向和横向分布钢筋应双排布置;双排分布钢筋间拉筋的间距不应大于600mm,直径不应小于6mm;在底部加强部位,边缘构件以外的拉筋间距应适当加密。
(3)抗震墙竖向、横向分布钢筋的配筋,应符合下列要求:
l)一、二、三级抗震墙的竖向和横向分布钢筋最小配箍率均不应小于0.25%;四级抗震墙不应小于0.20%;钢筋最大间距不应大于300mm,最小直径不应小于8mm。
2)部分框支抗震墙结构的抗震墙底部加强部位,纵向及横向分布钢筋配筋率均不应小于0.3%,钢筋间距不应大于200mm。
(4)抗震墙竖向、横向分布钢筋的钢筋直径不宜大于墙厚的1/10
(5)一级和二级抗震墙,底部加强部位在重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比,一级(9度)时不宜超过0.4,一级(8度)时不宜超过0.5,二级不宜超过0.6。
(6)抗震墙两端和洞口两侧应设置边缘构件,并应符合下列要求:
1)抗震墙结构,一、二级抗震墙底部加强部位及相邻的上一层应按下面第(7)条设置约束边缘构件,但墙肢底截面在重力荷载代表值作用下的轴压比小于表8-17的规定值时可按下面第(8)条设置构造边缘构件。
2)部分框支抗震墙结构,一、二级落地抗震墙底部加强部位及相邻的上一层的两端应设置符合约束边缘构件要求的翼墙或端柱,洞口两侧应设置约束边缘构件;不落地抗震墙应在底部加强部位及相邻的上一层的墙肢两端设置约束边缘构件。
3)一、二级抗震墙的其他韶立和三、理封乞震墙,均应按下面第(8)条没置沟造边缘构件
(7)抗震墙的约束边缘构件包括暗柱、端柱和翼墙(图8-1)。约束边缘构件沿墙肢的
长度和配箍特征值应符合表8-18的要求,一、二级抗震墙约束边缘构件在设置箍筋范围内(即图8-1中阴影部分)的纵向钢筋配筋率,分别不应小于1.2%和1.0%。
(8)抗震墙的构造边缘构件的范围,宜按图8一2采用;构造边缘构件的配筋应满足受弯承载力要求,并宜符合表8一19的要求。
注:①Ac为计算边缘构件纵向构造钢筋的暗柱或端柱面积,即图8-2抗震墙截面的阴影部分.
②对于其他部位,拉筋的水平间距不应大于纵筋间距的2倍,转角处宜用箍筋;
③当端柱承受集中荷载时,其纵向钢筋、箍筋直径和间距应满足柱的相应要求。
(9)抗震墙的墙肢长度不大于墙厚的3倍时,应按柱的要求进行设计,箍筋应沿全高加密。
(10)一、二级抗震墙跨高比不大于2且墙厚不小于200mm的连梁,除普通箍筋外宜另设斜向交叉构造钢筋。
(11)顶层连梁的纵向钢筋锚固长度范围内,应设置箍筋。
(五)框架一抗震墙结构抗震构造措施
(1)抗震墙的厚度不应小于160mm且不应小于层高的1/20,底部加强部位的抗震墙厚度不应小于200mm且不应小于层高的1/16,抗震墙的周遍应设置梁(或暗梁)和端柱组成的边框;端柱截面宜与同层框架柱相同,并应满足对框架柱的要求;抗震墙底部加强部位的端柱和紧靠抗震墙洞口的端柱宜按柱箍筋加密区的要求沿全高加密箍筋。
(2)抗震墙的竖向和横向分布钢筋,配筋率均不应小于0.25%,并应双排布置,拉筋间距不应大于600mm,直径不应小于6mm。
(3)框架-抗震墙结构的其他抗震构造措施应符合对抗震墙的有关要求。
六)板柱-抗震墙结构抗震设计要求
(l)板柱一抗震墙结构的抗震墙,其抗震构造措施应抗震墙的有关规定,且底部加强部位及相邻上一层应设置约束边缘构件,其他部位应设置构造边缘构件;柱(包括抗震墙端柱)的抗震构造措施应符合对框架柱的有关规定要求。
(2)房屋的周边和楼、电梯洞口周边应采用有梁框架。
(3)8度时宜采用有托板或柱帽的板柱结点,托板或柱帽根部的厚度(包括板厚)不宜小于柱纵筋直径的16倍。托板或柱帽的边长不宜小于4倍板厚及柱截面相应边长之和。
(4)房屋的屋盖和地下一层顶板,宜采用梁板结构。
(5)板柱一抗震墙结构的抗震墙,应承担结构的全部地震作用,各层板柱部分应满足计算要求,并应能承担不少于各层全部地震作用的20%。
(6)板柱结构在地震作用下按等代平面框架分析时,其等代梁的宽度宜采用垂直于等代平面框架方向柱距的50%。
(7)无柱帽平板宜在柱上板带中设构造暗梁,暗梁宽度可取柱宽及柱两侧各不大于1.5倍板厚。暗梁支座上部钢筋面积应不小于柱上板带钢筋面积的50%,暗梁下部钢筋不宜少于上部钢筋的1/2。
(8)无柱帽柱上板带的板底钢筋,宜在距柱面为2倍纵筋锚固长度以外搭接,钢筋端部宜有垂直于板面的弯钩。
(9)沿两个主轴方向通过柱截面的板底连续钢筋的总截面面积,应符合下式要求:
(七)筒体结构抗震设计要求
(1)框架一核心筒结构应符合下列要求:
l)核心筒与框架之间的楼板宜采用梁板体系。
2)低于9度采用加强层时,加强层的大梁或析架与周边框架柱的连接宜采用铰接或半刚性连接。
3)结构整体分析应计入加强层变形的影响。
4)9度时不应采用加强层。
5)在施工程序及连接构造上,应采取措施减小结构竖向温度变形及轴向压缩对加强层的影响。
(2)框架一核心筒结构的核心筒、筒中筒结构的内筒,其抗震墙应符合有关技术规范对抗震墙的有关规定要求。
(3)内筒的门洞不宜靠近转角。
(4)楼层梁不宜集中支承在内筒或核心筒的转角处,也不宜支承在洞口连梁上;内筒和核心筒支承楼层梁的位置宜设暗梁。
(5)一、二级核心筒和内筒中跨高比不大于2的连梁;当梁截面宽度不小于400mm时,宜采用交叉暗柱配筋;全部剪力应由暗柱承担,并按框架梁构造要求设置普通箍筋;当梁截面宽度小于400mm且不小于200mm时,除普通箍筋外,宜另加设交叉的构造钢筋。

