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对抗震规范6.1.14条的理解(建筑结构.技术通讯2006.9)

(2007-08-01 19:25:18)
分类: 第三部分:网上问答
 

对《建筑抗震设计规范》第6.1.14条规定的理解和设计思考

(注意:本文上传过程中图及符号丢失,请核查原文)

一、对抗震规范第6.1.14条规定的理解

地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001(以下简称“抗震规范”)的规定可用图1~9来理解。

1.地下室顶板要求见图1。

2.地下室结构与上部结构的抗侧刚度比要求见图2。

地下室结构的楼层侧向刚度与相邻上部楼层侧向刚度比 可按下列方法计算:

1)电算时 按式(1)计算。

=             (1)

式中 ——地下室结构的楼层侧向刚度与相邻上部楼层侧向刚度的比值,在采用电算程序计算时,不应考虑回填土对地下室约束的相对刚度系数;

、 ——地下一层及上部结构首层的楼层剪力;

、 ——地下一层及上部结构首层的层间位移;

2)手算(用于方案阶段及初步设计阶段估算)时 按式(2)计算。

≥2          (2)

式中 、 ——地下一层与上部结构首层的混凝土剪切模量;

、 ——地下一层与上部结构首层的折算受剪面积;

         (3)

         (4)

 、 ——抗震验算方向地下一层与上部结构首层剪力墙受剪总有效面积;

 、 ——抗震验算方向地下一层与上部结构首层框架柱(包括剪力墙端柱)总截面面积;当柱截面宽度不大于300mm且柱截面高宽比不小于4时,可按剪力墙考虑;

、 ——地下一层与上部结构首层的高度;

注意:规范公式(6.1.14-1)印刷有误。

3.采用图4~7可满足地下室框架柱截面的纵向配筋要求。

4.地上一层的框架结构柱和抗震墙墙底截面的弯矩设计值取值要求,应符合“抗震规范”第6.2.3、6.2.6、6.2.7条的规定。

5.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要求见图3。                       

                   图1                        图2                       图3

                  图4                          图5                         图6

 

                    图7                                  图8

二、结构设计的相关问题

1.地下室顶板“大洞口”的量化标准“抗震规范”未予明确。

2.地下室顶板不作为上部结构嵌固部位时的相关问题,“抗震规范”未予明确。

3.规范在条文说明中指出“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”。事实上,某些一层地下室的结构其上部结构的嵌固部位选择在地下室顶板是合理的(如:四周具有一层纯地下室的多、高层建筑,其地下室结构的楼层侧向刚度远大于首层),故判别上部结构的嵌固部位的主要指标应是结构的上下刚度比,在不可能设置多层地下室时一般可不考虑规范的此项说明。

三、设计建议

1.对地下室顶板开“大洞口”的判别,应根据工程经验确定,当无设计经验时遇下列情况可判定为地下室顶板开“大洞口”:

1)抗震墙或框架梁因楼板开洞而有削弱(不能通过)时;

2)洞口面积超过房间面积的30%时。

2.地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,地下室顶板厚度不宜太厚,否则将导致地下室顶板配筋过大(因要满足每层每个方向的配筋率不宜小于0.25%的基本要求)。

3.现有设计单位采用直接将上部结构柱根配筋放大1.1倍作为地下一层和其上一层的框架柱配筋,以实现规范地下室框架柱截面的纵向配筋的要求,这种做法与规范的初衷正相反,更加剧了地下室顶层框架的负担。

4.地下室顶板不作为上部结构嵌固部位时,对地下室顶板及嵌固部位楼板的要求,规范未作具体规定,应根据工程经验确定,当无可靠工程经验时,可参照以下做法设计:

1)上部结构的嵌固部位的确定

按结构的楼层侧向刚度比来确定上部结构的嵌固部位,即:可依次验算地下二层及以下各层对首层的楼层侧向刚度比,当满足 ≥2时,便可确定上部结构的嵌固部位(见图8);

需要指出的是,在施工图审查过程中,当地下一层作为上部结构的嵌固部位时,常被要求验算地下二层与地下一层的楼层侧向刚度比是否满足≥2,显然这一要求是不恰当的;

2)计算要求

当上部结构的嵌固在地下一层的地面时,仍应考虑地下室顶板对上部结构实际存在的嵌固作用,应取不同嵌固部位(地下一层的地面和地下室顶板顶面)分别计算,配筋取大值;

3)构造做法

对地下室顶板,除顶板厚度可适当降低至不小于160mm外;其他均可按要求(规范的本条规定)设计;

4)当地下二层对首层的楼层侧向刚度比 ≥2时,地下二层的顶板可按嵌固部位楼板要求(规范的本条规定)设计;

5)当地下二层顶作为上部结构的嵌固部位时,地下二层的抗震等级可同地下一层,以下各层的抗震等级的确定见第6.1.3条的相关规定,有条件时可适当提高在嵌固部位以下(尤其时紧邻嵌固部位)楼层的抗震等级(做法可见下述6);

6)当上部结构的嵌固部位在地下二层顶板以下时,上述2)~5)各步骤相应调整。

5.地下室抗震等级的确定

1)当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时:

规范规定地下一层的抗震等级同上部结构,地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。但当上部结构抗震等级较高(如为一级抗震等级)时,在地下一、二层处变化过于剧烈,文献[1]建议地下一层以下可逐层降低,见表1。

表1     文献[1]建议的地下一层以下的抗震等级

情况

8度

9度

乙类建筑

7度

8度

9度

抗震等级

不低于三级

不低于二级

不低于三级

不低于二级

专门研究

2)当地下室顶板不能作为上部结构的嵌固部位时:

规范未作明确规定,编者建议地下二层的抗震等级可比地下一层降低一级,以下各层按规范要求确定。

3)一般地下室的抗震等级

a.当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位( ≥2)时:

地下一层的抗震等级按上部结构采用(当上部结构裙房的抗震等级高于主楼时,建议地下一层的抗震等级宜按裙房抗震等级取用,或根据各自的平面区域分别采用不同的抗震等级),地下一层(不含)以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级;

b.当地下室顶板不能作为上部结构的嵌固端( <2)时:

编者建议:地下二层的抗震等级可适当提高(如比上述a提高一级),其余各层的抗震等级按上述a取用;

4)纯地下室的抗震等级

纯地下室(即地下室中超出主楼范围且无上部结构的部分)的抗震等级,“抗震规范”和《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002(以下简称“混凝土高规”)的规定不完全相同:

“混凝土高规”规定纯地下室的抗震等级,可根据具体情况采用三级或四级;9度抗震设计时,纯地下室抗震等级不低于三级;

“抗震规范”在其条文说明中对纯地下室的抗震等级分不同情况予以细化,而规范条文中则统一表述为“可根据具体情况采用三级或四级”;

编者建议相关地下室的抗震等级可参照图9确定,当纯地下室面积过大时,对远离主楼的区域的抗震等级可酌情降低。

图9     裙房与地下室的抗震等级

6.当地下室顶板不能作为上部结构的嵌固部位时,结构底部加强部位的高度,可仍按地下室顶板作为上部结构的嵌固部位计算,只需将底部加强范围向下延伸至地下二层(含)即可,注意:有文献要求按嵌固部位以上的高度计算底部加强部位高度(并确定为h),在嵌固部位以上h范围内设置加强部位的做法,忽略了地下室顶面实际存在的嵌固作用,是不合理的。

参考文献

[1] 龚思礼主编。建筑抗震设计手册。北京:中国建筑工业出版社,2003

[2] 朱炳寅,陈富生。建筑结构设计新规范综合应用手册。北京:中国建筑工业出版社,2004

[3] 朱炳寅,建筑结构设计规范综合应用图解手册。北京:中国建筑工业出版社,2005

 

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