6 多层和高层钢筋混凝土房屋

6.1 一般规定

6.1.1

本章适用范围,除了89规范已有的框架结构、框架-抗震墙结构和抗震墙(包括有一、二层框支墙的抗震墙)结构外,增加了筒体结构和板柱-抗震墙结构。

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,其适用高度应有限制。框架结构、框架-抗震墙结构和抗震墙结构的最大适用高度仍按89规范采用。筒体结构包括框架-核心筒和筒中筒结构,在高层建筑中应用较多。框架-核心筒存在抗扭不利及加强层刚度突变问题,其适用高度略低于筒中筒。板柱体系有利于节约建筑空间及平面布置的灵活性,但板柱节点较弱,不利于抗震。1988年墨西哥地震充分说明板柱结构的弱点。本规范对板柱结构的应用范围限于板柱-抗震墙体系,对节点构造有较严格的要求。框架-核心筒结构中,带有一部分仅承受竖向荷载的无梁楼盖时,不作为板柱-抗震墙结构。

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。

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,必要时需采用型钢混凝土结构等,并按建设部部长令的有关规定上报审批。

 

6.1.2,6.1.3

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,不仅要按建筑抗震设防类别区别对待,而且要按抗震等级划分,是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:次要抗侧力构件的抗震要求可低于主要抗侧力构件;较高的房屋地震反应大,位移延性的要求也较高,墙肢底部塑性铰区的曲率延性要求也较高。场地不同时抗震构造措施也有区别,如Ⅰ类场地的所有建筑及Ⅳ类场地较高的高层建筑。

本章条文中, ”r;×级框架”包括框架结构、框架-抗震墙结构、框支层和框架-核心筒结构、板柱-抗震墙结构中的框架,”r;×级框架结构”仅对框架结构的框架而言,”r;×级抗震墙”包括抗震墙结构、框架-抗震墙结构、筒体结构和板柱-抗震墙结构中的抗震墙。

本次修订,淡化了高度对抗震等级的影响,6度至8度均采用同样的高度分界,使同样高度的房屋,抗震设防烈度不同时有不同的抗震等级。对8度设防的框架和框架-抗震墙结构,抗震等级的高度分界较89规范略有降低,适当扩大一、二级范围。

当框架-抗震墙结构有足够的抗震墙时,其框架部分是次要抗侧力构件,可按框架-抗震墙结构中的框架确定抗震等级。89规范要求抗震墙底部承受的地震倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的50%。为了便于操作,本次修订改为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按框架-抗震墙结构的规定划分。

框架承受的地震倾覆力矩可按下式计算:

式中: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矩;

    :结构层数;

    :框架i层的柱根数;

    :第i层j根框架柱的计算地震剪力;

    :第i层层高。

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。裙房与主楼之间设防震缝,在大震作用下可能发生碰撞,也需要采取加强措施。

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(参见第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按三级或更低等级。

 

6.1.4

震害表明,本条规定的防震缝宽度,在强烈地震下相邻结构仍可能局部碰撞而损坏,但宽度过大会给立面处理造成困难。因此,高层建筑宜选用合理的建筑结构方案而不设置防震缝,同时采用合适的计算方法和有效的措施,以消除不设防震缝带来的不利影响。

防震缝可以结合沉降缝要求贯通到地基,当无沉降问题时也可以从基础或地下室以上贯通。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。

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,以减少防震缝两侧碰撞时的破坏。

 

6.1.5

梁中线与柱中线之间、柱中线与抗震墙中线之间有较大偏心距时,在地震作用下可能导致核芯区受剪面积不足,对柱带来不利的扭转效应。当偏心距超过1/4柱宽时,应进行具体分析并采取有效措施,如采用水平加腋梁及加强柱的箍筋等。

 

6.1.6

楼、屋盖平面内的变形,将影响楼层水平地震作用在各抗侧力构件之间的分配。为使楼、屋盖具有传递水平地震作用的刚度,从78规范起,就提出了不同烈度下抗震墙之间不同楼、屋盖类型的长宽比限值。超过该限值时,需考虑楼、屋盖平面内变形对楼层水平地震作用分配的影响。

 

6.1.8

在框架-抗震墙结构中,抗震墙是主要抗侧力构件,竖向布置应连续,墙中不宜开设大洞口,防止刚度突变或承载力削弱。抗震墙的连梁作为第一道防线,应具备一定耗能能力,连梁截面宜具有适当的刚度和承载能力。89规范判别连梁的强弱采用约束弯矩比值法,取地震作用下楼层墙肢截面总弯矩是否大于该楼层及以上各层连梁总约束弯矩的5倍为界。为了便于操作,本次修订改用跨高比和截面高度的规定。

 

6.1.9

较长的抗震墙,要开设洞口分成较均匀的若干墙段,使各墙段的高宽比大于2,避免剪切破坏,提高变形能力。

部分框支抗震墙属于抗震不利的结构体系,本规范的抗震措施限于框支层不超过两层。

 

6.1.10

抗震墙的底部加强部位包括底部塑性铰范围及其上部的一定范围,其目的是在此范围内采取增加边缘构件箍筋和墙体横向钢筋等必要的抗震加强措施,避免脆性的剪切破坏,改善整个结构的抗震性能。89规范的底部加强部位考虑了墙肢高度和长度,由于墙肢长度不同,将导致加强部位不一致。为了简化抗震构造,本次修订改为只考虑高度因素。当墙肢总高度小于50m时,参考欧洲规范,取墙肢总高度的1/6,相当于2层的高度;当墙肢总高度大于50m时,取墙肢总高度的1/8;当墙肢总高度大于150m时,《高层建筑混凝土结构设计规程》要求取总高度的1/10。为了相互衔接,增加一项不超过15m的规定。

带有大底盘的高层抗震墙(包括筒体)结构,抗震墙(筒体)墙肢的底部加强部位可取地下室顶板以上H/8,加强范围应向下延伸到地下一层,在大底盘顶板以上至少包括一层。裙房与主楼相连时,加强范围也宜高出裙房至少一层。

 

6.1.12

当地基土较弱,基础刚度和整体性较差,在地震作用下抗震墙基础将产生较大的转动,从而降低了抗震墙的抗侧力刚度,对内力和位移都将产生不利影响。

 

6.1.14

地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下室层数不宜小于2层,应能将上部结构的地震剪力传递到全部地下室结构。地下室顶板不宜有较大洞口。地下室结构应能承受上部结构屈服超强及地下室本身的地震作用,为此近似考虑地下室结构的侧向刚度与上部结构侧向刚度之比不宜小于2,地下室柱截面每一侧的纵向钢筋面积,除满足计算要求外,不应小于地上一层对应柱每侧纵筋面积的1.1倍。当进行方案设计时,侧向刚度比可用下列剪切刚度比γ估计。

         (6.1.14-1)

         (6.1.14-2)

式中:地下室及地上一层的混凝土剪变模量;

    :地下室及地上一层的折算受剪面积;

    :在计算方向上,抗震墙全部有效面积;

    :全部柱截面面积;

    :地下室及地上一层的层高。