第八讲  多层与高层钢筋混凝土房屋抗震设计新规范
胡庆昌
一 、 抗震设计的一般要求
(一)抗震设计的若干重要概念
    1．为了保证结构的抗震安全，根据具体情况，结构单元之间可采取牢固连接或合理分离的方法。高层建筑的结构单元需采取加强连接的方法。
2．尽可能设置多道抗震防线，并应考虑某一防线被突破后，引起内力重公布的影响。
3．结构应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等方面的特能，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
4．合理的布置抗侧力构件，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。
5．同一楼层内宜使主要耗能构件屈服以后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有约束屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。
6．合理的控制结构的非弹性部位（塑性  区），掌握结构的屈服过程以及最后形成的屈服机制。
7．框架抗震设计应遵守：“强柱、弱梁、更强核芯区”。
8．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。
9．考虑上部结构嵌固于基础结构或地下室结构之上时，基础结构或地下室结构应具有足够的整体刚度和承载能力，当上部形成屈服机制后，基础结构或地下室结构应保持弹性工作。
10．高层建筑的地基主要受力范围内存在不均匀软弱粘性土层时，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）钢筋混凝土房屋适用的最大高度
甲类建筑应进行专门研究，乙、丙类建筑可按表8.1：
表8.1  现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（m）
结构类型
设  防  烈  度
6
7
8
9
框架
60
55
45
25
框架-抗震墙
130
120
100
50
抗震墙
140
120
100
60
部分框支抗震墙
120
100
80
不应采用
框架-核心筒
150
130
100
70
筒中筒
180
150
120
80
板柱-抗震墙
40
35
30
不应采用
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）；
    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. 筒体结构带有一部分主要承受竖向荷载的无梁楼盖时，不作为板柱抗震墙结
      构；
    5. 不规则或Ⅳ类场地的结构，其最大适用高度一般降低20%左右；
    6. 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。
（三）高层建筑的高宽比不宜超过下表的限值
结构类型
设  防  烈  度
6度、7度
8度
9度
框架、板柱-抗震墙
4
3
2
框架-抗震墙
5
4
3
抗震墙
6
5
4
筒  体
6
5
4
注：1. 结构高宽比指房屋高度与结构平面最小投影宽度之比；
    2. 当主体结构下部有大底盘时，高宽比可自大底盘以上  起；
    3. 超过表  限值时，结构设计应有可靠依据，并采取有效措施；
（四）筑类别调整后用于结构抗震验算的烈度
建筑类别
设  防  烈  度
6
7
8
9
甲类
7
8
9
9*
乙、丙、丁类
6*
7
8
9
注：1.  9*提高幅度，应专门研究；
2. 6*除特殊要求外，不需抗震验算。
（五）现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级
1．按建筑类别及场地调整后用于确定抗震等级烈度
建筑类别
场地
设  防  烈  度
6
7
8
9
甲、乙类
Ⅰ
6
7
8
9
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
7
8
9
9*
丙类
Ⅰ
6
6
7
8
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
6
7
8
9
丁类
Ⅰ
6
6
6
7
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
6
6
7
8
注：1.  按调整后的抗震烈度，由表  确定抗震等级；
    2.  9*表示比9度一级更有效的抗震措施，主要考虑合理的建筑平面及体型、
      有利的结构体系和更严格的抗震措施。具体要求应进行专门研究。
2．抗震等级
钢筋混凝土结构的抗震措施，包括内力调整和抗震构造措施，不仅要按建筑类别区别对待，而且要按抗震等级划分，因为同样烈度下不同结构体系、不同高度有不同的抗震要求，例如：现要抗侧力构件的抗震要求可低于主要抗侧力构件；较高的房屋地震应大，位移延性的要求也较高，表  中的“框架”和“框架结构”有不同的含义。“框架结构”措施框架结构而“框架”则泛指框架结构和框架抗震墙等结构体系中的框架。当框架-抗震墙结构有足够的抗震墙时，其框架部分属于次要的抗侧力构件，在基本振型地震作用下，框架承受的地震倾覆力矩小于结构总地震倾覆力矩的50%时，其框架部分的抗震等级可按框架-抗震墙结构的规定来划分。框架承受的地震倾覆力短可按下式计算：
式中：MC——框架抗震墙结构在基本振型地震作用下框架部分承受的地震倾覆力
            短，上式中不考虑框架梁对抗震墙的约束作用；
李丹妮个人资料>孤单的人啊孤单的歌是什么歌      n ——结构层数；
      m——框架各层的柱根数；
      Vi——第i层某一根框架柱的计算地震剪力；
          hi——第i层的层高。
现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级
游戏角名称
结 构 类 型
按建筑类别及场地调整的烈度
6
7
8
9
框架
高度(m)
≤30
>30
≤30
>30
≤30
>30
≤25
框架
四
三
三
二
二
一
一
剧场、体育馆等大跨度公共建筑
三
二
一
一
框架-
抗震墙
结构
高度(m)
≤60
>60
≤60
>60
≤60
>60
≤50
框架
四
三
三
二
二
一
一
抗震墙
三
二
一
一
一
抗震墙
结构
高度(m)
≤80
>80
≤80
>80
≤80
>80
≤60
抗震墙
四
三
三
二
二
一
一
部分框支
抗震墙结构
抗震墙
三
二
二
一
框支层框架
二
二
一
一
筒体
框架-核心筒
框架
三
二
一
一
核心筒
二
二
一
一
筒中筒
外筒
三
二
一
一
内筒
三
二
一
一
板柱-
抗震墙
板柱的柱
三
二
一
抗震墙
二
二
二
注：1. 接近或等于高度分界时，允许结合房屋规则程度及地基条件确定抗震等级；
    2. 部分框支抗震墙结构的底部加强部位以上抗震墙的抗震等级可均按抗震墙
      结构考虑。
裙房与主楼相连，裙房屋面部位的主楼上下各一层受刚度与承载力突变影响较大，抗震措施需要适当加强。裙房主楼之间设防震缝，在大震作用下可能发生碰撞，也需要采取加强措施。
友情伴我同行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（参见6.1.14条），地下室顶板可视作嵌固部位，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。地面以下地震响应虽然逐渐减小，但地下一层的抗震等级不能降低，根据具体情况，地下二层的抗震等级可以降低，可按三级或更低等级。9度时应专门研究。
（六）防震缝与抗撞墙
    1．防震缝
当建筑平面过长、结构单元的结构体系不同、高度或刚度相差过大以及各结构单元的地基条件有较大差异时，应考虑设防震缝，其最小宽度应符合以下要求：
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) 框墙结构房屋的防震缝宽度可采用框架结构规定数值的70%，抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用框架结构规定数值的50%，且均不宜小于70mm。
3) 防震缝两侧结构类型不同时，宜按震要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽。计算防震缝宽度t时，按框架结构并取房屋高度H王李丹妮全淋浴照片。
4) 震害表明，满足规定的防震宽度在强烈地震作用下由于地面运动变化，结构扭转，地震变形等复杂因素，相邻结构仍可能局部碰撞而损坏。防震缝宽度过大，会给建筑处理造成困难，因此，高层建筑宜选用合理的建筑结构方案，不设防震缝，同时采用合理的计算方法和有效的措施，以解决不设缝带来的不利影响，如差异沉降、偏心扭转、温度变形等。
高层建筑当有多层地下室形成大底盘，上部结构为带裙房的单塔或多塔结构时，可将裙房用防震缝自地下室以上分隔，地下室顶板应有良好的整体性和刚度，能将上部结构地震作用分布到地下室结构。
5) 下图说明在大震作用下，防震缝处发生碰撞时的不利部位。不利部位产生的后果包括地震剪力增大，产生扭转、位移增大、部分主要承重构件撞坏等。
6) 震害和试验研究都表明框架结构对抗撞不利，特别是防震缝两侧，房屋高度相差较大或两侧层高不一致的墙。加拿大BRITISH COLUMBIA大学的模型试验表明，3层与8层相隔框架结构在EL-EATRO地震波、PHA为0.5g作用下，板与板、板与柱两种碰撞的结果。无碰撞情况下，8层框架顶部加速度为2.5g，表示PHA放大5倍。发生碰撞后，位于3层框架顶部，当两侧楼层高度一致，楼板相撞时，加速度分别为15g和23g。两侧楼层高度不一致时，楼板和柱相撞，两侧加速度分别达到25g和36g，详见图。
针对上述情况，参考希腊抗震规范，对按8、9度设防的钢筋混凝土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，在防震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，框架和抗撞墙内力应按考虑和不考虑抗撞墙两种情况进行分析，并按不利情况取值。防震缝两侧抗撞墙的端柱和框架边柱，箍筋应沿房屋全高加密。
框架结构在PHA为0.5g的El-ceatro波作用下的碰撞试验
框架结构采用抗撞墙示意图
    （七）、楼盖及屋盖
    1．刚性楼屋盖
当楼、屋盖平面内刚度与抗震墙刚度之比相对较大，可以忽略楼、屋盖平面内变形对整体结构内力分布影响时，可称为刚性楼屋盖。
框架-抗震墙结构和板柱-抗震墙结构，都应通过刚性楼、屋盖的连接，将地震作用传递到抗震墙，保证结构在地震作用下的整体工作。为了保证楼、屋盖的刚性，抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖长宽比不宜超过下表  的要求。
抗震墙之间楼屋盖的长宽比  l /b
楼、屋盖类型
烈      度
6
7
8
9
现浇、叠合梁板
4
4
3
2
装配式楼盖
3
3
2.5
不宜采用
框支层和板、柱抗震墙的现浇梁板
2.5
2.5
2
不应采用
对于抗震墙错位及平面外挑情况可按下图考虑：
 
当楼、屋盖有大洞口时，例如楼梯间，在洞口两侧应设抗震墙。楼盖与抗震墙连接部位有孔洞时，在洞口两侧应增设垂直于抗震墙的补强钢筋，保证楼盖与抗震墙的剪力传递。采用叠合板作为刚性楼层时，后浇叠合层应有连接钢筋。设防烈度不大于8度时，可采用有整浇层的予制楼板，板上配筋整个浇层，厚度不应小于50mm。当整个浇层平面内剪力较大，需要配筋解决或楼、层盖有较大洞需设边缘构件时，现浇层厚度不宜小于75mm赛尔号卡沃尔，当整个浇层内需埋设电线管道时，管道外径不宜大于整浇层厚度的1/3，设防烈度为8度时，整浇层与予制楼板应通过板缝拉筋增强整体连接，拉筋间距不宜大于1000mm，拉筋直径
不宜小于6。配筋整浇层与抗震墙连接部位的配筋应保证楼、屋盖与抗震墙之间的剪力传递。楼、屋盖周边的边缘构件应与周边框架叠合梁相结合。
框支层的楼盖应将不落地墙及框支层自身的地震剪力传递到落地抗震墙，对框支层楼盖的平面内刚度及受剪、受弯承载力有更高要求，另见框支抗震墙结构部分。
2．楼、屋盖的非刚性影响
框架-抗震墙结构的空间分析表明，当抗震墙之间的长宽比超过表限值时，楼、层盖非刚性对框架楼层剪力的影响，一般只在最下2～3层较为明显。例如12层左右的框-墙结构，当楼屋盖的平面内等效刚度*与其端部抗震墙等效刚度之比为2时，底层中部框架剪力较按刚性楼盖计算的剪力，约增大25%。刚度比为1时，底层中部框架剪力约增大40%。层数愈多影响愈小。