房屋建筑抗震设计常见问题解答cfkx.docx
《房屋建筑抗震设计常见问题解答cfkx.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《房屋建筑抗震设计常见问题解答cfkx.docx(171页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、房屋建筑筑抗震设设计常见见问题解解答中国建筑筑科学研研究院20044年4月月说明协助设计计人员、施施工图审审查人员员正确、全全面理解解和运用用建筑筑抗震设设计规范范 GBB 5000111、高高层建筑筑混凝土土结构技技术规程程以及及房屋建建筑抗震震设计的的强制性性条文,这这里汇总总编入了了下列资资料:1) 高层建筑筑混凝土土结构技技术规程程JGJJ3若干干问题讨讨论2) 建筑抗震震设计规规范 GGB 5500111答疑疑3) 房屋建筑筑抗震设设计强制制性条文文的理解解和实施施4) 建筑工工程抗震震设防分分类标准准GBB 5002233修订中国建筑筑科学研研究院 程抗抗震研究究所200444高层
2、建建筑混凝凝土结构构技术规规程(JGJJ3-220022)若干干问题讨讨论中国建筑筑科学研研究院 黄小小坤1 多层建筑筑如何参参照执行行 混混凝土高高规适适用于110层及及10层层以上或或房屋高高度超过过28mm的非抗抗震设计计和抗震震设计烈烈度为669度度的高层层民用建建筑结构构。对于不超超过100层或房房屋高度度不超过过28mm但接近近10层层或288m(如如8层或或24mm)的混混凝土民民用建筑筑科参照照混凝凝土高规规的相相关规定定执行。对对于层数数较少、房房屋高度度较矮的的混凝土土房屋,混混凝土高高规的的某些规规定可根根据具体体情况适适当放松松;混混凝土结结构设计计规范GB50010-
3、2002、建筑抗震设计规范GB50011-2002(以下分别简称混凝土规范、抗震规范)有关多层建筑也有一些规定。 今今后,随随着规范范的不断断完善,对对于多层层混凝土土结构房房屋的结结构设计计,宜有有更详细细的专门门规定。2 风压取值值 基基本风压压按混混凝土高高规第第3.22.2条条的规定定采用,但但不得小小于0.3N/。 对对于特别别重要的的高层建建筑,目目前尚无无统一、明明确的定定义,一一般可根根据建建筑结构构可靠度度设计统统一标准准GBB500068-20001规定定的设计计使用年年限和安安全等级级确定。设设计使用用年限为为1000年的或或安全等等级为一一级的高高层建筑筑可认为为是特别
4、别重要的的高层建建筑。 对对风荷载载是否比比较敏感感,主要要与高层层建筑的的自振特特性有关关,如结结构的自自振频率率和振型型等。对对于前几几阶振型型频率比比较密集集、振型型比较复复杂的高高层建筑筑结构,高高振型影影响不可可忽视,仅仅采用考考虑第一一振型影影响的风风振系数数来估计计风荷载载的动力力作用,有有时不能能全面反反映建筑筑物对风风荷载的的动力影影响,可可能偏于于不安全全,因此此适当地地提高风风压取值值。为了了便于条条文的执执行,混混凝土高高规条条文说明明指出,一一般情况况下,房房屋高度度大于660m的的高层建建筑可取取1000年一遇遇的风压压值;对对于房屋屋高度不不超过660m的的高层建
5、建筑,其其风压取取值是否否提高,可可由设计计人员根根据实际际情况确确定。对对于侧向向刚度较较大的高高层建筑筑结构,房房屋高度度大于660m时时也可按按50年年一遇的的基本风风压计算算风荷载载。3 群集建筑筑的风荷荷载增大大 对对房屋相相互间距距较近的的建筑群群,由于于旋涡的的相互干干扰,房房屋的某某些部位位的局部部风压会会显著增增大,设设计时宜宜考虑其其不利影影响。群群体效应应一般与与建筑物物的相对对高度、距距离、方方位、体体型等有有关,情情况比较较复杂,我我国现行行国家标标准建建筑结构构荷载规规范GGB50009-20001尚未未给出具具体计算算方法,一一般可将将风荷载载体型系系数进行行放大
6、,如如混凝凝土高规规第33.2.7条的的要求。 风风洞试验验表明,风风对群集集建筑物物的荷载载增大效效应往往往是局部部的,表表现为局局部风压压的增大大。对于于有参考考经验的的情况,可可采用已已有的放放大系数数;对比比较重要要的或体体型、环环境非常常复杂的的高层建建筑,建建议通过过边界风风洞试验验考虑风风荷载作作用。46度度抗震设设计时为为何规定定计算地地震作用用和作用用效应 鉴鉴于高层层建筑的的重要性性且结构构计算软软件应用用已十分分普遍,因因此规定定所有66度抗震震设计的的高层建建筑也进进行地震震作用和和作用效效应计算算,而不不仅仅限限于四类类场地上上的较高高房屋。通通过计算算,可与与无地震
7、震作用效效应组合合工况进进行比较较,并可可采用有有地震作作用组合合的柱轴轴压力设设计计算算柱的轴轴力等,方方便抗震震设计。5 考虑质量量偶然偏偏心的依依据和方方法 国国外多数数抗震设设计规范范认为,需需要考虑虑由于施施工、使使用等因因素所引引起的质质量偶然然偏心或或地震地地面运动动的扭转转分量的的不利影影响。现现行国家家标准抗抗震规范范中,对对平面规规则的结结构,采采用增大大边榀结结构地震震作用效效应的简简化方法法考虑偶偶然偏心心的影响响。对于高层层建筑而而言,规规定直接接取垂直直于地震震作用方方向的建建筑物每每层投影影长度的的5作作为该层层质量偶偶然偏心心来计算算单向水水平地震震作用,是是和
8、国外外有关标标准的规规定一致致的。 实实际计算算时,可可将每层层质心沿沿参考坐坐标系的的同一方方向(正正向或负负向)偏偏移,分分别计算算地震作作用和作作用效应应;也可可近似按按照原始始质量分分别情况况计算地地震作用用,再按按规定的的质量偶偶然偏心心位置分分别施加加计算的的地震作作用,分分别计算算结构的的地震作作用效应应。 对对于连体体结构、多多塔楼结结构,相相对分离离的塔块块可按自自身的边边长确定定相应楼楼层的质质量偶然然偏心值值。6 何时需要要考虑计计算双向向地震作作用 强强震观测测表明,几几乎所有有地震作作用都是是多向性性的,尤尤其时沿沿水平方方向和竖竖向的振振动作用用。混混凝土高高规第第
9、3.33.2条条规定了了考虑计计算双向向地震作作用的情情况,即即质量与与刚度分分布明显显不均匀匀、不对对称的结结构。“质量与与刚度分分布明显显不均匀匀不对称称”,主要要看结构构刚度和和质量的的分布情情况以及及结构扭扭转效应应的大小小,总体体上是一一种宏观观判断,不同设计者的认识有一些差异是正常的,但不应该产生质的差别。一般而言,可根据楼层最大位移与平均位移之比值判断,若该值超过扭转位移比下限1.2较多(比如A级高度高层建筑大于1.4、B级高度或复杂高层建筑等大于1.3),则可认为扭转明显,需考虑双向地震作用下的扭转效应计算,此时,判断楼层内扭转位移比值时,可不考虑质量偶然偏心的影响。7 如何计
10、算算双向地地震作用用混凝土土高规第第3.33.111条规定定了双向向地震作作用效应应的计算算方法。计计算分析析表明,双双向地震震作用对对结构竖竖向构件件(如框框架柱)设计影影响较大大,对水水平构件件(如框框架梁)设设计影响响不明显显。假定结构构整体坐坐标系为为OXYYZ,框框架柱局局部坐标标系为ooxyzz,在XX、Y单单向地震震作用下下框架柱柱的地震震内力标标准值如如表1,则则考虑双双向地震震作用下下的框架架柱地震震内力标标准值可可表示为为:X、Y单单向地震震作用下下柱内力力标准值值柱内力标准值轴力x轴弯矩矩 y轴弯矩矩x轴剪力力y轴剪力力 扭矩X向作用用Y向作用用安装规定定,位移移指标的的
11、核算也也应该考考虑双向向地震作作用,例例如对楼楼层内最最大弹性性水平位位移(层层间位移移)平均均水平位位移(层层间位移移)的比比值要求求。8 质量偶然然偏心和和双向地地震作用用是否同同时考虑虑 质质量偶然然偏心和和双向地地震作用用都时客客观存在在的事实实,是两两个完全全不同的的概念。在在地震作作用计算算时,无无论考虑虑单向地地震作用用还是双双向地震震作用,都都有结构构质量偶偶然偏心心的问题题;反之之,不论论是否考考虑质量量偶然偏偏心的影影响,地地震作用用的多维维性本来来都应考考虑。显显然,同同时考虑虑二者的的影响计计算地震震作用原原则上是是合理的的。但是是,鉴于于目前考考虑二者者影响的的计算方
12、方法并不不能完全全反映实实际地震震作用情情况,而是近近似的计计算方法法,因此此,二者者何时分分布考虑虑以及是是否同时时考虑,取取决于现现行规范范的要求求。 安安装混混凝土高高规的的规定,单单向地震震作用计计算时,应应考虑质质量偶然然偏心的的影响;质量与与刚度分分布不均均匀、不不对称的的结构,应应考虑双双向地震震作用计计算。因因此,质质量偶然然偏心和和双向地地震作用用的影响响可不同同时考虑虑。如此此规定,主主要是考考虑目前前计算方方法的近近似性以以及经济济方面的的因素。至于考虑虑质量偶偶然偏心心和考虑虑双向地地震作用用计算的的地震作作用效应应谁更为为不利,会会随着具具体工程程的不同同,或同同一工
13、程程的不同同部位(不不同构件件)而不不同,不不能一概概而论。因因此,考考虑二者者的不利利情况进进行结构构设计,显显然是不不可取的的。9 单向与双双向地震震作用扭扭转效应应应有何何区别对水平地地震作用用而言,只只要结构构的刚度度中心和和质量中中心不重重合,则则必定有有地震扭扭转效应应。按混混凝土高高规第第3.33.2条条第2款款的规定定,无论论单向还还是双向向地震作作用,均均应考虑虑地震扭扭转效应应。 单单向地震震作用是是指每次次仅考虑虑一个方方向地震震输入,其其作用和和作用效效应可采采用非耦耦联或耦耦联的振振型分解解反映谱谱方法计计算,前前者主要要适用于于简单规规则的结结构。单单向地震震作用的
14、的非耦联联计算,也也应考虑虑扭转效效应(质质心与刚刚心不重重合时),但忽忽略了平平动与扭扭转振型型的耦联联作用;单向地地震作用用的耦联联计算,按按混凝凝土高规规(33.3.11-1)和和(3.3.111-66)式进进行,已已包含了了平扭耦耦联效应应。 目目前,双双向地震震作用是是考虑两两个垂直直的水平平方向同同时有地地震输入入时的作作用和作作用效应应计算,每每个方向向的地震震作用和和作用效效应均按按混凝凝土高规规(33.3.11-1)(3.3.111-66)式计计算,然然后按(33.3.11-7)和和(3.3.111-88)式计计算双向向地震作作用效应应,并取取二者的的较大值值。因此此,在需需
15、要考虑虑双向水水平地震震作用计计算的情情况下,双双向地震震作用效效应应一一定大于于不考虑虑质量偶偶然偏心心的单向向地震作作用效应应。10 如何按水水平地震震剪力系系数最小小值调整整地震剪剪力对于刚度度较弱、周周期较长长的结构构,地震震地面运运动速度度和位移移输入可可能对结结构的破破坏具有有更大影影响,但但现行规规范所采采用的振振型分解解反映谱谱法对此此尚不能能作出估估计。混混凝土高高规第第3.33.133条规定定了结构构各层地地震剪力力系数(剪剪重比)最最小值,使周周期更长长、规定定较弱的的结构的的地震作作用不过过小。如果结构构部分楼楼层实际际计算的的地震剪剪力系数数与规定定的值相差差不多,则
16、则可直接接按最小小剪力系系数要求求调整相相关层的的地震剪剪力;如如果结构构总剪力力与规定定的值相相差不多多,表明明结构整整体刚度度偏小,宜宜适当增增加结构构侧向刚刚度,使使计算的的地震作作用增加加。地震震剪力的的调整可可直接反反映在相相应楼层层构件的的地震内内力中,不不必向下下层传递递。 对对于6度度抗震设设计的结结构,抗抗震规范范没有有规定其其地震剪剪力系数数最小值值,混混凝土高高规中中也不能能自行加加以规定定。作为为参考,设设计中一一般可考考虑控制制为0.00880.01。对高层建建筑的地地下室结结构层,当当嵌固部部位在地地下室位位置时,一一般不要要求单独独核算楼楼层最小小地震剪剪力系数数
17、,因为为地下室室的地震震作用是是明显衰衰减的。11 如何判断断结构扭扭转为主主的振型型为了使结结构的扭扭转刚度度不过弱弱,以免免产生过过大的扭扭转效应应,混混凝土高高规第第4.33.5条条,规定定了结构构扭转为为主的第第一自振振周期与与平动扭扭转为主主的第一一自振周周期之比比的限制制性要求求。因此此,对每每一个特特定的结结构,需需要确定定每一个个振型的的特征,判判断它是是平动为为主还是是扭转为为主。在正则化化振型向向量空间间中,结结构质量量矩阵具具有正交交性,即即(1)其中,为为振型矩矩阵,MM为集中中质量矩矩阵,II为单位位对角矩矩阵。对对第j振振型有 (2) (33) (44)其中,分分别
18、为第第i质点点j振型型的三个个振型位位移分量量;分别别为第ii质点的的集中质质量和质质量惯矩矩;n为为质点总总数(计计算层数数)。将将(3)、(44)式代代入(22)式并并定义方方向因子子为(5)则有(6)由(6)式式可知,当当扭转方方向因子子大于00.5时时,可判判断j振振型为扭扭转为主主的振型型;否则则,可认认为是平平动为主主的振型型。当扭扭转因子子等于11时,即即为纯扭扭转振型型;当扭扭转因子子等于00时,即即为纯平平动振型型。振型型因子大大于0.5的物物理意义义可理解解为楼层层扭转中中心与质质心的距距离在楼楼层转动动半径之之内。对特定的的结构,平平动因子子和的相对对大小,与与整体坐坐标
19、系水水平轴的的方向有有关,不不同的水水平坐标标轴取向向,会得得到不同同的和值,但但是扭转转因子是是保持不不变的。当然,振振型特征征判断还还与宏观观振动形形态有关关。对结结构整体体振动分分析而言言,结构构的某些些局部振振动的振振型是可可以忽略略的,以以利于主主要问题题的把握握。12 如何取结结构自振振周期折折减系数数混凝土土高规第第3.33.166条规定定应考虑虑非承重重墙体的的刚度影影响,对对计算的的结构自自振周期期予以折折减,并并按折减减后的周周期值确确定水平平地震影影响系数数。如果果在结构构分析模模型中,已已经考虑虑了非承承重墙体体的刚度度影响,则则不可以以进行周周期折减减。周期折减减系数
20、的的取值,与与结构中中非承重重墙体的的材料性性质、多多寡、构构造方式式等有关关,应由由设计人人员根据据实际情情况确定定,混混凝土高高规第第3.33.177条给出出的参考考值,主主要是砖砖或空心心砖砌体体填充墙墙结构的的经验总总结,不不是强制制的。13 何时考虑虑竖向地地震作用用?如何何考虑? 按按混凝凝土高规规第33.3.2条规规定,99度抗震震设计以以及8度度设计时时的大跨跨度、长长悬臂结结构应考考虑竖向向地震作作用,包包括第110.22.6条条的转换换构件以以及第110.55.2条条的连体体结构的的连接体体2。 99度抗震震设计时时,整体体结构的的竖向地地震作用用可按混混凝土高高规第第3.
21、33.144条的方方法计算算;8、99度时,大大跨度、长长悬臂结结构构件件的竖向向地震作作用可按按混凝凝土高规规第33.3.15条条的规定定近似考考虑,对对于8度度0.33g的情情况,竖竖向地震震作用标标准值可可取结构构或结构构构件重重力荷载载代表值值的155%.当当然,有有条件时时或设计计需要时时,采用用竖向加加速度反反映谱方方法或动动力时程程分析方方法计算算结构竖竖向地震震作用时时更合适适的方法法。 无无论采用用何种方方法计算算竖向地地震作用用,均应应按混混凝土高高规第第5.66.3条条的规定定进行地地震作用用效应的的组合,即即把竖向向地震作作用效应应作为一一个组合合工况考考虑。14房房屋
22、高度度和适当当高度 房房屋高度度指建筑筑室外地地面至主主要屋面面的高度度,不包包括局部部突出屋屋面的楼楼梯间、电电梯间、水水箱间、小小的装饰饰构架、女女儿墙等等。对有有斜坡屋屋顶的高高层建筑筑,房屋屋高度一一般仍可可算倒屋屋檐标高高处;对对于立面面逐层收收进的高高层建筑筑,其房房屋高度度应根据据实际情情况(如如收进后后的建筑筑功能、平平面相对对大小等等)确定定。最大适用用高度指指混凝凝土高规规第44.2.2条、77.1.2条、110.11.3条条、111.1.2条规规定的房房屋适用用的最大大高度。这这里所说说的最大大适用高高度是与与混凝凝土高规规的规规定相适适用的,并并不是一一般意义义上高层层
23、建筑的的最大高高度限制制。当房房屋高度度超过混混凝土高高规的的规定时时,结构构实际应应有可靠靠的依据据和有效效的技术术措施,并并需通过过指定结结构的抗抗震专项项审查。15防防烈度88度、设设计基本本地震速速度值为为0.33g时,225330米高高度的框框架结构构,位移移难以控控制,截截面及配配筋很大大;当房房屋高度度大于330m时时,问题题更突出出。是否否在8度度时框架架结构最最大适用用高度445度太太大?是是否适当当减小? 设设计基本本地震加加速度为为0.33g的地地区比00.2gg的地区区的地震震作用增增大了550;框架结结构层间间位移角角限制条条件比以以往更严严格;地地震作用用计算要要考
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 房屋建筑 抗震 设计 常见问题 解答 cfkx
限制150内