中华人民共和国国家标准建筑抗震设计规范GB 50011-2001 4
7.1.6 房屋中砌体墙段的局部尺寸限值,宜符合表7.1.6的要求:
注:1局部尺寸不足时应采取局部加强措施弥补;
2 出入口处的女儿墙应有锚固;
3 多层多排柱内框架房屋的纵向窗间墙宽度,不应小于1.5m。
7.1.7 多层砌体房屋的结构体系,应符合下列要求:
1 应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。
2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。
3房屋有下列情况之一时宜设置防震缝,缝两侧均应设置墙体,缝宽应根据烈度和房屋高度确定,可采用50~100mm:
1)房屋立面高差在6m以上;
2)房屋有错层,且楼板高差较大;
3)各部分结构刚度、质量截然不同。
4 楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。
5 烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体;当墙体被削弱时,应对墙体采取加强措施;不宜采用无竖向配筋的附墙烟囱及出屋面的烟囱。
6 不应采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。
7.1.8 底部框架-抗震墙房屋的结构布置,应符合下列要求:
1 上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐。
2 房屋的底部,应沿纵横两方向设置一定数量的抗震墙,并应均匀对称布置或基本均匀对称布置。6、7度且总层数不超过五层的底层框架-抗震墙房屋,应允许采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙,但应计入砌体墙对框架的附加轴力和附加剪力;其余情况应采用钢筋混凝土抗震墙。
3 底层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向,第二层与底层侧向刚度的比值,6、7度时不应大于2.5,8度时不应大于2.0,且均不应小于1.0。
4 底部两层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向,底层与底部第二层侧向刚度应接近,第三层与底部第二层侧向刚度的比值,6、7 度时不应大于2.0 ,8度时不应大于1.5,且均不应小于1.0。
5 底部框架-抗震墙房屋的抗震墙应设置条形基础、筏式基础或桩基。
7.1.9 多层多排柱内框架房屋的结构布置,应符合下列要求:
1 房屋宜采用矩形平面,且立面宜规则;楼梯间横墙宜贯通房屋全宽。
2 7度时横墙间距大于18m或8度时横墙间距大于15m,外纵墙的窗间墙宜设置组合柱。
3 多排柱内框架房屋的抗震墙应设置条形基础、筏式基础或桩基。
7.1.10 底部框架-抗震墙房屋和多层多排柱内框架房屋的钢筋混凝土结构部分,除应符合本章规定外,尚应符合本规范第6章的有关要求;此时,底部框架-抗震墙房屋的框架和抗震墙的抗震等级,6、7、8度可分别按三、二、一级采用;多排柱内框架的抗震等级,6、7、8度可分别按四、三、二级采用。
7.2 计算要点
7.2.1 多层砌体房屋、底部框架房屋和多层多排柱内框架房屋的抗震计算,可采用底部剪力法,并应按本节规定调整地震作用效应。 7.2.2 对砌体房屋,可只选择从属面积较大或竖向应力较小的墙段进行截面抗震承载力验算。 7.2.3进行地震剪力分配和截面验算时,砌体墙段的层间等效侧向刚度应按下列原则确定: 1 刚度的计算应计及高宽比的影响。高宽比小于1时,可只计算剪切变形;高宽比不大于4且不小于1时,应同时计算弯曲和剪切变形;高宽比大于4时,等效侧向刚度可取0.0。 注:墙段的高宽比指层高与墙长之比,对门窗洞边的小墙段指洞净高与洞侧墙宽之比。 2墙段宜按门窗洞口划分;对小开口墙段按毛墙面计算的刚度,可根据开洞率乘以表7.2.3的洞口影响系数:
注:开洞率为洞口面积与墙段毛面积之比;窗洞高度大于层高50%时,按门洞对待。
7.2.4 底部框架-抗震墙房屋的地震作用效应,应按下列规定调整:
1 对底层框架-抗震墙房屋,底层的纵向和横向地震剪力设计值均应乘以增大系数,其值应允许根据第二层与底层侧向刚度比值的大小在1.2~1.5范围内选用。
2 对底部两层框架-抗震墙房屋,底层和第二层的纵向和横向地震剪力设计值亦均应乘以增大系数,其值应允许根据侧向刚度比在1.2~1.5范围内选用。
3 底层或底部两层的纵向和横向地震剪力设计值应全部由该方向的抗震墙承担,并按各抗震墙侧向刚度比例分配。
7.2.5 底部框架-抗震墙房屋中,底部框架的地震作用效应宜采用下列方法确定:
1 底部框架柱的地震剪力和轴向力,宜按下列规定调整:
1)框架柱承担的地震剪力设计值,可按各抗侧力构件有效侧向刚度比例分配确定;有效侧向刚度的取值,框架不折减,混凝土墙可乘以折减系数0.30,砖墙可乘以折减系数0.20。
2)框架柱的轴力应计入地震倾覆力矩引起的附加轴力,上部砖房可视为刚体,底部各轴线承受的地震倾覆力矩,可近似按底部抗震墙和框架的侧向刚度的比例分配确定。
2 底部框架-抗震墙房屋的钢筋混凝土托墙梁计算地震组合内力时,应采用合适的计算简图。若考虑上部墙体与托墙梁的组合作用,应计入地震时墙体开裂对组合作用的不利影响,可调整有关的弯矩系数、轴力系数等计算参数。
7.2.6 多层多排柱内框架房屋各柱的地震剪力设计值,宜按下式确定:
式中Vc--各柱地震剪力设计值;
V--抗震横墙间的楼层地震剪力设计值;
φc--柱类型系数,钢筋混凝土内柱可采用0.012,外墙组合砖柱可采用0.0075;
nb--抗震横墙间的开间数;
ns--内框架的跨数;
λ--抗震横墙间距与房屋总宽度的比值,当小于0.75时,按0.75采用;
ζ1、ζ2--分别为计算系数,可按表7.2.6采用:
7.2.7 各类砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度设计值,应按下式确定:
式中fvE--砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度设计值;
fv--非抗震设计的砌体抗剪强度设计值;
ζN--砌体抗震抗剪强度的正应力影响系数,应按表7.2.7采用。
注:σ0为对应于重力荷载代表值的砌体截面平均压应力。
7.2.8 普通砖、多孔砖墙体的截面抗震受剪承载力,应按下列规定验算:
1 一般情况下,应按下式验算:
式中V--墙体剪力设计值;
fvE--砖砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度设计值;
A--墙体横截面面积,多孔砖取毛截面面积;
γRE--承载力抗震调整系数,承重墙按本规范表5.4.2采用,自承重墙按0.75采用。
2当按式(7.2.8-1)验算不满足要求时,可计入设置于墙段中部、截面不小于240mm×240mm且间距不大于4m的构造柱对受剪承载力的提高作用,按下列简化方法验算:
式中Ac--中部构造柱的横截面总面积(对横墙和内纵墙,Ac>0.15A时,取0.15A;对外纵墙,Ac>0.25A ,时取0.25A);
ft--中部构造柱的混凝土轴心抗拉强度设计值;
As--中部构造柱的纵向钢筋截面总面积(配筋率不小于0.6%大于1.4%时取1.4%);
fy--钢筋抗拉强度设计值;
ζ--中部构造柱参与工作系数;居中设一根时取0.5,多于一根时取0.4;
ηc--墙体约束修正系数一般情况取1.0 构造柱间距不大于2.8m 时取1.1
7.2.9 水平配筋普通砖、多孔砖墙体的截面抗震受剪承载力,应按下式验算:
式中A--墙体横截面面积,多孔砖取毛截面面积;
fy--钢筋抗拉强度设计值;
As--层间墙体竖向截面的钢筋总截面面积,其配筋率应不小于0.07%且不大于0.17%;
ζs--钢筋参与工作系数,可按表7.2.9采用。
7.2.10 小砌块墙体的截面抗震受剪承载力,应按下式验算:
式中ft--芯柱混凝土轴心抗拉强度设计值;
Ac--芯柱截面总面积;
As--芯柱钢筋截面总面积;
ζc--芯柱参与工作系数,可按表7.2.10采用。
注:当同时设置芯柱和构造柱时,构造柱截面可作为芯柱截面,构造柱钢筋可作为芯柱钢筋。
注:填孔率指芯柱根数(含构造柱和填实孔洞数量)与孔洞总救之比。
7.2.11 底层框架--抗震墙房屋中嵌砌于框架之间的普通砖抗震墙,当符合本章第7.5.6条的构造要求时,其抗震验算应符合下列规定:
1底层框架柱的轴向力和剪力,应计入砖抗震墙引起的附加轴向力和附加剪力,其值可按下列公式确定:
式中Vw--墙体承担的剪力设计值,柱两侧有墙时可取二者的较大值;
Nf--框架柱的附加轴压力设计值;
Vf--框架柱的附加剪力设计值;
Hf、l--分别为框架的层高和跨度。
2 嵌砌于框架之间的普通砖抗震墙及两端框架柱,其抗震受剪承载力应按下式验算:
式中V--嵌砌普通砖抗震墙及两端框架柱剪力设计值;
Aw0--砖墙水平截面的计算面积,无洞口时取实际截面的1.25倍,有洞口时取截面净面积,但不计入宽度小于洞口高度1/4的墙肢截面面积;
Muyc、Mly--分别为底层框架柱上下端的正截面受弯承载力设计值,可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010非抗震设
计的有关公式取等号计算;
H0--底层框架柱的计算高度,两侧均有砖墙时取柱净高的2/3,其余情况取柱净高;
γREc--底层框架柱承载力抗震调整系数,可采用0.8;
γREw--嵌砌普通砖抗震墙承载力抗震调整系数,可采用0.9。
7.2.12 多层内框架房屋的外墙组合砖柱,其抗震验算可按本规范第9.3.9条的规定执行。
7.3 多层粘土砖房抗震构造措施
7.3.1 多层普通砖、多孔砖房,应按下列要求设置现浇钢筋混凝土构造柱(以下简称构造柱):
1 构造柱设置部位,一般情况下应符合表7.3.1的要求。
2 外廊式和单面走廊式的多层房屋,应根据房屋增加一层后的层数,按表7.3.1的要求设置构造柱,且单面走廊两侧的纵墙均应按外墙处理。
3 教学楼、医院等横墙较少的房屋,应根据房屋增加一层后的层数,按表7.3.1的要求设置构造柱;当教学楼、医院等横墙较少的房屋为外廊式或单面走廊式时,应按2款要求设置构造柱,但6度不超过四层、7度不超过三层和8度不超过二层时,应按增加二层后的层数对待。
7.3.2 多层普通砖、多孔砖房屋的构造柱应符合下列要求:
1 构造柱最小截面可采用240mm×180mm,纵向钢筋宜采用4φ12,箍筋间距不宜大于250mm,且在柱上下端宜适当加密;7度时超过六层、8度时超过五层和9度时,构造柱纵向钢筋宜采用4φ14,箍筋间距不应大于200mm;房屋四角的构造柱可适当加大截面及配筋。
2 构造柱与墙连接处应砌成马牙槎,并应沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋,每边伸入墙内不宜小于1m。
3 构造柱与圈梁连接处,构造柱的纵筋应穿过圈梁,保证构造柱纵筋上下贯通。
4 构造柱可不单独设置基础,但应伸入室外地面下500mm,或与埋深小于500mm的基础圈梁相连。
5 房屋高度和层数接近本章表7.1.2的限值时,纵、横墙内构造柱间距尚应符合下列要求:
1)横墙内的构造柱间距不宜大于层高的二倍;下部1/3楼层的构造柱间距适当减小;
2)当外纵墙开间大于3.9m时,应另设加强措施。内纵墙的构造柱间距不宜大于4.2m。
7.3.3 多层普通砖、多孔砖房屋的现浇钢筋混凝土圈梁设置应符合下列要求:
1 装配式钢筋混凝土楼、屋盖或木楼、屋盖的砖房,横墙承重时应按表7.3.3的要求设置圈梁;纵墙承重时每层均应设置圈梁,且抗震横墙上的圈梁间距应比表内要求适当加密。
2 现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖与墙体有可靠连接的房屋,应允许不另设圈梁,但楼板沿墙体周边应加强配筋并应与相应的构造柱钢筋可靠连接。
7.3.4 多层普通砖、多孔砖房屋的现浇钢筋混凝土圈梁构造应符合下列要求:
1 圈梁应闭合,遇有洞口圈梁应上下搭接。圈梁宜与预制板设在同一标高处或圈梁紧靠板底;
2 圈梁在本节第7.3.3条要求的间距内无横墙时,应利用梁或板缝中配筋替代圈梁;
3 圈梁的截面高度不应小于120mm,配筋应符合表7.3.4的要求;按本规范第3.3.4条3款要求增设的基础圈梁,截面高度不应小于180mm,配筋不应少于4φ12。
7.3.5 多层普通砖、多孔砖房屋的楼、屋盖应符合下列要求:
1 现浇钢筋混凝土楼板或屋面板伸进纵、横墙内的长度,均不应小于120mm。
2 装配式钢筋混凝土楼板或屋面板,当圈梁未设在板的同一标高时,板端伸进外墙的长度不应小于120mm,伸进内墙的长度不应小于100mm,在梁上不应小于80mm。
3 当板的跨度大于4.8m并与外墙平行时,靠外墙的预制板侧边应与墙或圈梁拉结。
4 房屋端部大房间的楼盖,8度时房屋的屋盖和9度时房屋的楼、屋盖,当圈梁设在板底时,钢筋混凝土预制板应相互拉结,并应与梁、墙或圈梁拉结。
7.3.6 楼、屋盖的钢筋混凝土梁或屋架应与墙、柱(包括构造柱)或圈梁可靠连接,梁与砖柱的连接不应削弱柱截面,各层独立砖柱顶部应在两个方向均有可靠连接。
7.3.7 7度时长度大于7.2m的大房间,及8度和9度时,外墙转角及内外墙交接处,应沿墙高每隔500mm配置2φ6拉结钢筋,并每边伸入墙内不宜小于1m。
7.3.8 楼梯间应符合下列要求:
1 8度和9度时,顶层楼梯间横墙和外墙应沿墙高每隔500mm设2φ6通长钢筋;9度时其他各层楼梯间墙体应在休息平台或楼层半高处设置60mm厚的钢筋混凝土带或配筋砖带,其砂浆强度等级不应低于M7.5,纵向钢筋不应少于2φ10。
2 8度和9度时,楼梯间及门厅内墙阳角处的大梁支承长度不应小于500mm,并应与圈梁连接。
3装配式楼梯段应与平台板的梁可靠连接;不应采用墙中悬挑式踏步或踏步竖肋插入墙体的楼梯,不应采用无筋砖砌栏板。
4 突出屋顶的楼、电梯间,构造柱应伸到顶部,并与顶部圈梁连接,内外墙交接处应沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋,且每边伸入墙内不应小于1m。
7.3.9 坡屋顶房屋的屋架应与顶层圈梁可靠连接,檩条或屋面板应与墙及屋架可靠连接,房屋出入口处的檐口瓦应与屋面构件锚固;8度和9度时,顶层内纵墙顶宜增砌支承山墙的踏步式墙垛。
7.3.10 门窗洞处不应采用无筋砖过梁;过梁支承长度,6~8度时不应小于240mm,9度时不应小于360mm。
7.3.11 预制阳台应与圈梁和楼板的现浇板带可靠连接。
7.3.12后砌的非承重砌体隔墙应符合本规范第13.3节的有关规定。
7.3.13 同一结构单元的基础(或桩承台),宜采用同一类型的基础,底面宜埋置在同一标高上,否则应增设基础圈梁并应按1:2的台阶逐步放坡。
7.3.14 横墙较少的多层普通砖、多孔砖住宅楼的总高度和层数接近或达到表7.1.2规定限值,应采取下列加强措施:
1 房屋的最大开间尺寸不宜大于6.6m。
2 同一结构单元内横墙错位数量不宜超过横墙总数的1/3,且连续错位不宜多于两道;错位的墙体交接处均应增设构造柱,且楼、屋面板应采用现浇钢筋混凝土板。
3 横墙和内纵墙上洞口的宽度不宜大于1.5m;外纵墙上洞口的宽度不宜大于2.1m或开间尺寸的一半;且内外墙上洞口位置不应影响内外纵墙与横墙的整体连接。
4 所有纵横墙均应在楼、屋盖标高处设置加强的现浇钢筋混凝土圈梁:圈梁的截面高度不宜小于150mm,上下纵筋各不应少于3φ10,箍筋不小于φ6,间距不大于300mm。
5 所有纵横墙交接处及横墙的中部,均应增设满足下列要求的构造柱:在横墙内的柱距不宜大于层高,在纵墙内的柱距不宜大于4.2m,最小截面尺寸不宜小于240mm×240mm,配筋宜符合表7.3.14的要求。
6同一结构单元的楼、屋面板应设置在同一标高处。
7房屋底层和顶层的窗台标高处,宜设置沿纵横墙通长的水平现浇钢筋混凝土带;其截面高度不小于60mm,宽度不小于240mm,纵向钢筋不少于3φ6。
7.4 多层砌块房屋抗震构造措施
7.4.1 小砌块房屋应按表7.4.1的要求设置钢筋混凝土芯柱,对医院、教学楼等横墙较少的房屋,应根据房屋增加一层后的层数,按表7.4.1的要求设置芯柱。
注:外墙转角、内外墙交接处、楼电梯间四角等部位,应允许采用钢筋混凝土构造柱替代部分芯柱。
7.4.2 小砌块房屋的芯柱,应符合下列构造要求:
1 小砌块房屋芯柱截面不宜小于120mm×120mm。
2 芯柱混凝土强度等级,不应低于C20。
3 芯柱的竖向插筋应贯通墙身且与圈梁连接;插筋不应小于1φ12,7度时超过五层、8度时超过四层和9度时,插筋不应小于1φ14。
4 芯柱应伸入室外地面下500mm或与埋深小于500mm的基础圈梁相连。
5为提高墙体抗震受剪承载力而设置的芯柱,宜在墙体内均匀布置,最大净距不宜大于2.0m。
7.4.3 小砌块房屋中替代芯柱的钢筋混凝土构造柱,应符合下列构造要求:
1构造柱最小截面可采用190mm×190mm,纵向钢筋宜采用4φ12,箍筋间距不宜大于250mm,且在柱上下端宜适当加密;7度时超过五层、8度时超过四层和9度时,构造柱纵向钢筋宜采用4φ14,箍筋间距不应大于200mm;外墙转角的构造柱可适当加大截面及配筋。
2构造柱与砌块墙连接处应砌成马牙槎,与构造柱相邻的砌块孔洞,6度时宜填实、7度时应填实、8度时应填实并插筋;沿墙高每隔600mm应设拉结钢筋网片,每边伸入墙内不宜小于1m。
3 构造柱与圈梁连接处,构造柱的纵筋应穿过圈梁,保证构造柱纵筋上下贯通。
4 构造柱可不单独设置基础,但应伸入室外地面下500mm ,或与埋深小于500mm的基础圈梁相连。
7.4.4 小砌块房屋的现浇钢筋混凝土圈梁应按表7.4.4的要求设置,圈梁宽度不应小于190mm,配筋不应少于4φ12,箍筋间距不应大于200mm。
7.4.5小砌块房屋墙体交接处或芯柱与墙体连接处应设置拉结钢筋网片,网片可采用直径4mm的钢筋点焊而成,沿墙高每隔600mm设置,每边伸入墙内不宜小于1m。
7.4.6 小砌块房屋的层数,6度时七层、7度时超过五层、8度时超过四层,在底层和顶层的窗台标高处,沿纵横墙应设置通长的水平现浇钢筋混凝土带;其截面高度不小于60mm,纵筋不少于2φ10,并应有分布拉结钢筋;其混凝土强度等级不应低于C20。
7.4.7 小砌块房屋的其他抗震构造措施,应符合本章第7.3.5条至7.3.13条有关要求。
7.5 底部框架-抗震墙房屋抗震构造措施
7.5.1 底部框架-抗震墙房屋的上部应设置钢筋混凝土构造柱,并应符合下列要求:
1钢筋混凝土构造柱的设置部位,应根据房屋的总层数按本章第7.3.1条的规定设置。过渡层尚应在底部框架柱对应位置处设置构造柱。
2 构造柱的截面,不宜小于240mm×240mm。
3 构造柱的纵向钢筋不宜少于4φ14,箍筋间距不宜大于200mm。
4 过渡层构造柱的纵向钢筋,7度时不宜少于4φ16,8度时不宜少于6φ16。一般情况下,纵向钢筋应锚入下部的框架柱内;当纵向钢筋锚固在框架梁内时,框架梁的相应位置应加强。
5 构造柱应与每层圈梁连接,或与现浇楼板可靠拉结。
7.5.2上部抗震墙的中心线宜同底部的框架梁、抗震墙的轴线相重合;构造柱宜与框架柱上下贯通。
7.5.3 底部框架-抗震墙房屋的楼盖应符合下列要求:
1 过渡层的底板应采用现浇钢筋混凝土板,板厚不应小于120mm;并应少开洞、开小洞,当洞口尺寸大于800mm时,洞口周边应设置边梁。
2 其他楼层,采用装配式钢筋混凝土楼板时均应设现浇圈梁,采用现浇钢筋混凝土楼板时应允许不另设圈梁,但楼板沿墙体周边应加强配筋并应与相应的构造柱可靠连接。
7.5.4 底部框架-抗震墙房屋的钢筋混凝土托墙梁,其截面和构造应符合下列要求:
1 梁的截面宽度不应小于300mm,梁的截面高度不应小于跨度的1/10。
2 箍筋的直径不应小于8mm,间距不应大于200mm;梁端在1.5倍梁高且不小于1/5梁净跨范围内,以及上部墙体的洞口处和洞口两侧各500mm且不小于梁高的范围内,箍筋间距不应大于100mm。
3 沿梁高应设腰筋,数量不应少于2φ14,间距不应大于200mm。
4 梁的主筋和腰筋应按受拉钢筋的要求锚固在柱内,且支座上部的纵向钢筋在柱内的锚固长度应符合钢筋混凝土框支梁的有关要求。
7.5.5 底部的钢筋混凝土抗震墙,其截面和构造应符合下列要求:
1 抗震墙周边应设置梁(或暗梁)和边框柱(或框架柱)组成的边框;边框梁的截面宽度不宜小于墙板厚度的1.5倍,截面高度不宜小于墙板厚度的2.5倍;边框柱的截面高度不宜小于墙板厚度的2倍。
2抗震墙墙板的厚度不宜小于160mm,且不应小于墙板净高的1/20;抗震墙宜开设洞口形成若干墙段,各墙段的高宽比不宜小于2。
3抗震墙的竖向和横向分布钢筋配筋率均不应小于0.25%,并应采用双排布置;双排分布钢筋间拉筋的间距不应大于600mm,直径不应小于6mm。
4 抗震墙的边缘构件可按本规范第6.4节关于一般部位的规定设置。
7.5.6 底层框架-抗震墙房屋的底层采用普通砖抗震墙时,其构造应符合下列要求:
1 墙厚不应小于240mm,砌筑砂浆强度等级不应低于M10,应先砌墙后浇框架。
2 沿框架柱每隔500mm配置2φ6拉结钢筋,并沿砖墙全长设置;在墙体半高处尚应设置与框架柱相连的钢筋混凝土水平系梁。
3 墙长大于5m时,应在墙内增设钢筋混凝土构造柱。
7.5.7 底部框架-抗震墙房屋的材料强度等级,应符合下列要求:
1 框架柱、抗震墙和托墙梁的混凝土强度等级,不应低于C30。
2 过渡层墙体的砌筑砂浆强度等级,不应低于M7.5。
7.5.8 底部框架-抗震墙房屋的其他抗震构造措施,应符合本章第7.3.5条至7.3.14条有关要求。
7.6 多排柱内框架房屋抗震构造措施
7.6.1多层多排柱内框架房屋的钢筋混凝土构造柱设置,应符合下列要求:
1 下列部位应设置钢筋混凝土构造柱:
1)外墙四角和楼、电梯间四角;楼梯休息平台梁的支承部位;
2)抗震墙两端及未设置组合柱的外纵墙、外横墙上对应于中间柱列轴线的部位。
2构造柱的截面,不宜小于240mm×240mm。
3 构造柱的纵向钢筋不宜少于4φ14,箍筋间距不宜大于200mm。
4 构造柱应与每层圈梁连接,或与现浇楼板可靠拉结。
7.6.2 多层多排柱内框架房屋的楼、屋盖,应采用现浇或装配整体式钢筋混凝土板。采用现浇钢筋混凝土楼板时应允许不设圈梁,但楼板沿墙体周边应加强配筋并应与相应的构造柱可靠连接。
7.6.3 多排柱内框架梁在外纵墙、外横墙上的搁置长度不应小于300mm,且梁端应与圈梁或组合柱、构造柱连接。
7.6.4 多排柱内框架房屋的其他抗震构造措施应符合本章第7.3.5条至7.3.13条有关要求。
8 多层和高层钢结构房屋
8.1 一般规定
8.1.1 本章适用的钢结构民用房屋的结构类型和最大高度应符合表8.1.1的规定。平面和竖向均不规则或建造于Ⅳ类场地的钢结构,适用的最大高度应适当降低。
注:多层钢结构厂房的抗震设计,应符合本规范附录G的规定。
表8.1.1 钢结构房屋适用的最大高度
结构类型 6、7度 8度 9度
框架 110 90 50
框架-支撑(抗震墙板) 220 200 140
筒体(框筒、筒中筒、桁架筒、束筒)和巨型框架 300 260 180
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 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。
8.1.2 本章适用的钢结构民用房屋的最大高宽比不宜超过表8.1.2的规定,
表8.1.2 钢结构民用房屋适用的最大高度比
烈度 6、7 8 9
最大高宽比 6.5 6.0 5.5
注:计算高宽比的高度从室外地面算起。
8.1.3 钢结构房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度,采用不同的地震作用效应调整系数,并采取不同的抗震构造措施。
8.1.4 钢结构房屋宜避免采用本规范第3.4节规定的不规则建筑结构方案,不设防震缝;需要设置防震缝时,缝宽应不小于相应钢筋混凝土结构房屋的1.5倍。
8.1.5 不超过12层的钢结构房屋可采用框架结构、框架-支撑结构或其他结构类型;超过12层的钢结构房屋,8、9度时,宜采用偏心支撑、带竖缝钢筋混凝土抗震墙板、内藏钢支撑钢筋混凝土墙板或其他消能支撑及筒体结构。
8.1.6 采用框架-支撑结构时,应符合下列规定:
1 支撑框架在两个方向的布置均宜基本对称,支撑框架之间楼盖的长宽比不宜大于3。
2 不超过12层的钢结构宜采用中心支撑,有条件时也可采用偏心支撑等消能支撑。超过12层的钢结构采用偏心支撑框架时,顶层可采用中心支撑。
3 中心支撑框架宜采用交叉支撑,也可采用人字支撑或单斜杆支撑,不宜采用K形支撑;支撑的轴线应交汇于梁柱构件轴线的交点,确有困难时偏离中心不应超过支撑杆件宽度,并应计入由此产生的附加弯矩。
4 偏心支撑框架的每根支撑应至少有一端与框架梁连接,并在支撑与梁交点和柱之间或同一跨内另一支撑与梁交点之间形成消能梁段。
8.1.7 钢结构的楼盖宜采用压型钢板现浇钢筋混凝土组合楼板或非组合楼板。对不超过12层的钢结构尚可采用装配整体式钢筋混凝土楼板,亦可采用装配式楼板或其他轻型楼盖;对超过12层的钢结构,必要时可设置水平支撑。
采用压型钢板钢筋混凝土组合楼板和现浇钢筋混凝土楼板时,应与钢梁有可靠连接。采用装配式、装配整体式或轻型楼板时,应将楼板预埋件与钢梁焊接,或采取其他保证楼盖整体性的措施。
8.1.8 超过12层的钢框架-筒体结构,在必要时可设置由筒体外伸臂或外伸臂和周边桁架组成的加强层。
8.1.9 钢结构房屋设置地下室时,框架-支撑(抗震墙板)结构中竖向连续布置的支撑(抗震墙板)应延伸至基础;框架柱应至少延伸至地下一层。
8.1.10 超过12层的钢结构应设置地下室。其基础埋置深度,当采用天然地基时不宜小于房屋总高度的1/15;当采用桩基时,桩承台埋深不宜小于房屋总高度的1/20。
8.2 计算要点
8.2.1 钢结构应按本节规定调整地震作用效应,其层间变形应符合本规范第5.5节的有关规定;构件截面和连接的抗震验算时,凡本章未作规定者,应符合现行有关结构设计规范的要求,但其非抗震的构件、连接的承载力设计值应除以本规范规定的承载力抗震调整系数。
8.2.2 钢结构在多遇地震下的阻尼比,对不超过12层的钢结构可采用0.035,对超过12层的钢结构可采用0.02;在罕遇地震下的分析,阻尼比可采用0.05。
8.2.3 钢结构在地震作用下的内力和变形分析,应符合下列规定:
1 钢结构应按本规范第3.6.3条规定计入重力二阶效应。对框架梁,可不按柱轴线处的内力而按梁端内力设计。对工字形截面柱,宜计入梁柱节点域剪切变形对结构侧移的影响;中心支撑框架和不超过12层的钢结构,其层间位移计算可不计入梁柱节点域剪切变形的影响。
2钢框架-支撑结构的斜杆可按端部铰接杆计算;框架部分按计算得到的地震剪力应乘以调整系数,达到不小于结构底部总地震剪力的25%和框架部分地震剪力最大值1.8倍二者的较小者。
3中心支撑框架的斜杆轴线偏离梁柱轴线交点不超过支撑杆件的宽度时,仍可按中心支撑框架分析,但应计及由此产生的附加弯矩;人字形和V形支撑组合的内力设计值应乘以增大系数,其值可采用1.5。
4 偏心支撑框架构件的内力设计值,应按下列要求调整:
1)支撑斜杆的轴力设计值,应取与支撑斜杆相连接的消能梁段达到受剪承载力时支撑斜杆轴力与增大系数的乘积,其值在8度及以下时不应小于1.4, 9度时不应小于1.5;
2)位于消能梁段同一跨的框架梁内力设计值,应取消能梁段达到受剪承载力时框架梁内力与增大系数的乘积,其值在8度及以下时不应小于1.5,9度时不应小于1.6;
3)框架柱的内力设计值,应取消能梁段达到受剪承载力时柱内力与增大系数的乘积,其值在8度及以下时不应小于1.5,9度时不应小于1.6。
5内藏钢支撑钢筋混凝土墙板和带竖缝钢筋混凝土墙板应按有关规定计算,带竖缝钢筋混凝土墙板可仅承受水平荷载产生的剪力,不承受竖向荷载产生的压力。
6钢结构转换层下的钢框架柱,地震内力应乘以增大系数,其值可采用1.5。
8.2.4 钢框架梁的上翼缘采用抗剪连接件与组合楼板连接时,可不验算地震作用下的整体稳定。
8.2.5 钢框架构件及节点的抗震承载力验算,应符合下列规定:
1 节点左右梁端和上下柱端的全塑性承载力应符合式(8.2.5-1)要求。当柱所在楼层的受剪承载力比上一层的受剪承载力高出25%,或柱轴向力设计值与柱全截面面积和钢材抗拉强度设计值乘积的比值不超过0.4,或作为轴心受压构件在2倍地震力下稳定性得到保证时,可不按该式验算。
式中Wpc、Wpb--分别为柱和梁的塑性截面模量;
N--柱轴向压力设计值;
Ac--柱截面面积;
fyc、fyb--分别为柱和梁的钢材屈服强度;
η--强柱系数,超过6层的钢框架,6度Ⅳ类场地和7度时可取1.0 ,8度时可取1.05,9度时可取1.15。
2节点域的屈服承载力应符合下式要求:
3 工字形截面柱和箱形截面柱的节点域应按下列公式验算:
式中 Mpb1、Mpb2--分别为节点域两侧梁的全塑性受弯承载力;
Vp--节点域的体积;
fv--钢材的抗剪强度设计值;
φ--折减系数,6度IV类场地和7度时可取0.6,8、9度时可取0.7;
hb、hc--分别为梁腹板高度和柱腹板高度;
tw--柱在节点域的腹板厚度;
Mb1、Mb2--分别为节点域两侧梁的弯矩设计值;
γRE--节点域承载力抗震调整系数,取0.85。
注:当柱节点域腹板厚度不小于梁、柱截面高度之和的1/70时,可不验算节点域的稳定性。
8.2.6中心支撑框架构件的抗震承载力验算,应符合下列规定:
1支撑斜杆的受压承载力应按下式验算:
式中N--支撑斜杆的轴向力设计值;
Abr--支撑斜杆的截面面积 ;
φ--轴心受压构件的稳定系数;
ψ--受循环荷载时的强度降低系数;
λn--支撑斜杆的正则化长细比;
fay--钢材屈服强度;
E--支撑斜杆材料的弹性模量;
γRE--支撑承载力抗震调整系数。
2 人字支撑和V形支撑的横梁在支撑连接处应保持连续,该横梁应承受支撑斜杆传来的内力,并应按不计入支撑支点作用的简支梁验算重力荷载和受压支撑屈曲后产生不平衡力作用下的承载力。
注:顶层和塔屋的梁可不执行本款规定。
8.2.7 偏心支撑框架构件的抗震承载力验算,应符合下列规定:
1 偏心支撑框架消能梁段的受剪承载力应按下列公式验算:
当N ≤ 0.15Af 时
V ≤φVl/γRE (8.2.7-1)
Vl=0.58Awfay 或Vl=2Mlp/a,取较小值
Aw = ( h-2tf )tw
Mlp = Wpf
当N>0.15Af 时
或 Vlc = 2.4Mlp[1-N/(Af)]/a,取较小值
式中φ--系数,可取0.9;
V、N--分别为消能梁段的剪力设计值和轴力设计值;
Vl、Vlc--分别为消能梁段的受剪承载力和计入轴力影响的受剪承载力;
Mlp--消能梁段的全塑性受弯承载力;
a、h、tw、tf--分别为消能梁段的长度、截面高度、腹板厚度和翼缘厚度;
A、Aw--分别为消能梁段的截面面积和腹板截面面积;
Wp--消能梁段的塑性截面模量;
f、fay--分别为消能梁段钢材的抗拉强度设计值和屈服强度;
γRE--消能梁段承载力抗震调整系数,取0.85。
注:消能梁段指偏心支撑框架中斜杆与梁交点和柱之间的区段或同一跨内相邻两个斜杆与梁交点之间的区段,地震时消能梁段屈服而使其余区段仍处于弹性受力状态。
2支撑斜杆与消能梁段连接的承载力不得小于支撑的承载力。若支撑需抵抗弯矩,支撑与梁的连接应按抗压弯连接设计。