1.3 抗震设计基本原则
1.3.1 抗震设计基本规定
1 抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑,必须进行抗震设防设计。
2 按照《建筑抗震设计规范》GB 50011进行设计所能达到的抗震设防目标是:“小震不坏,中震可修.大震不倒”。
3 建筑应根据其使用功能的重要性分为特殊设防类、重点设防类、标准设防类、适度设防类四个抗震设防类别,建筑抗震设防类别的划分见《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223-2008。不同抗震设防类别的抗震设防标准及要求见表1.3.1。
3 适当处理结构构件的强弱关系,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。
4 在抗震设计中由于某一部分结构设计过强,可能造成结构的相对薄弱部位,因此在设计中不合理地加强以及在施工中以大代小,改变抗侧力构件的配筋,都需要慎重考虑:
例如,一级抗震框架的梁柱节点处,其柱端弯矩设计值是根据节点左、右梁端按顺时针和逆时针方向计算的两端考虑地震作用组合的弯矩设计值之和的较大值乘以放大系数确定。也即,地震时假如发生过大的塑性变形,应当是梁先于柱出铰。若施工中以大代小,加大梁的配筋而柱配筋不变,则可能造成柱先出铰而不是梁先出铰,因此应当避免。
1.3.5 建筑的平面形状及抗侧力构件的布置对建筑物抵抗地震作用的能力影响很大。有抗震设防要求的建筑,其平面和竖向的布置应符合下列要求:
1 建筑平面宜简单、规则(宜采用方形、矩形、圆形等);抗侧力构件宜沿两主轴方向对称布置,两方向的刚度宜接近。
2 竖向宜规则,不宜突变;结构的竖向构件宜连续,沿高度变化均匀,楼层刚度宜沿建筑物竖向不变或自下而上逐渐减小。宜采用的形体为柱体、锥体等。
1.3.6 设计中,特别是高层建筑的设计中,结构工程师应与建筑师协商尽量不采用不规则形状的平面和“头重脚轻”、竖向形状突变的立面。不规则平面和立面的建筑会产生过大的扭转效应,形成应力集中,造成结构设计复杂,增加造价。
1.3.7 多高层钢筋混凝土结构和钢结构的不规则性应按下列要求综合判断:
1 下列情况之一应视为平面不规则:
1)扭转不规则
楼层最大弹性水平位移(或层间位移),大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍。
当结构的质量重心和结构的刚度中心存在偏心时,地震作用下结构将发生扭转。判断扭转不规则需先作结构分析,所得位移值
则为扭转不规则。
为楼层最大层间位移,
为楼层另一端的位移(图1.3.7-1)。
2) 立面局部收进或外挑
当结构上部楼层收进部位到室外地面的高度
与房屋总高度H之比大于0.2时,除顶层外,上部楼层局部收进后的水平尺寸
小于相邻下一楼层水平尺寸B的0.75倍(图1.3.7-4a、b)。
高层建筑当上部结构楼层相对于下部楼层外挑时,下部楼层的水平尺寸B小于上部楼层水平尺寸
的0.9倍,或水平外挑尺寸a大于4m(图1.3.7-4c、d)。
3)竖向抗侧力构件不连续
竖向抗侧力构件(柱、剪力墙、抗震支撑)的内力由水平转换构件(梁、桁架等)向下传递及其他竖向传力不直接的情况。
4)楼层承载力突变
楼层层间抗侧力结构的受剪承载力小于其上一层受剪承载力的80%。
注:楼层层间抗侧力结构受剪承载力是指在所考虑的水平地震作用方向上,该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和。
3 超过个别款且超过不多时为一般不规则;多项均超过或某项超过较多,具有较明显的抗震薄弱部位,并将会引起不良后果即为特别不规则;体型复杂,多项指标均超过指标上限或某项大大超过规定值,具有严重的抗震薄弱环节,地震时将会导致严重破坏即为严重不规则。对于不规则结构应采取相应的设计措施;采用特别不规则方案的高层建筑工程属于超限高层建筑工程,应按建设部《超高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》的规定,申报超限高层建筑工程抗震设防专项审查。
注:上海市建设和管理委员会发布的《上海市超限高层建筑抗震设防管理实施细则》(沪建建[2003]702号)和“广州省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002)补充规定’’对结构的不规则性进行了量化规定,可作为设计参考。
1.3.8 多层砌体结构应优先采用横墙承重及纵横墙共同承重的结构体系;纵横墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续;同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀并满足房屋局部尺寸的限制;不应设置转角窗;楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。
1.3.9 多层砌体结构的规则性的要求应比混凝土结构更加严格,现行规范中没有给出具体规定,建议满足下列要求:当多层砌体结构的平面为L形、U形或T、H、E、F等形时,平面凸出部分的凸出长度宜满足:
≤0.5b和
≤0.3B(图1.3.9),且满足表1.3.9的要求。否则应采取可靠的技术措施或设置防震缝。