11.4.8
抗震横墙洞口的水平截面面积,不应大于全截面面积的1/3。
条文说明
11.4.8 洞口是石墙体的薄弱环节,因此需对其洞口的面积加以限制。
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抗震横墙洞口的水平截面面积,不应大于全截面面积的1/3。
11.4.8 洞口是石墙体的薄弱环节,因此需对其洞口的面积加以限制。
每层的纵横墙均应设置圈梁,其截面高度不应小于120mm,宽度宜与墙厚相同,纵向钢筋不应小于4Φ10,箍筋间距不宜大于200mm。
11.4.9 多层石房每层设置钢筋混凝土圈梁,能够提高其抗震能力,减轻震害,例如,唐山地震中,10度区有5栋设置了圈梁的二层石房,震后基本完好,或仅轻微破坏。
与多层砖房相比,石墙体房屋圈梁的截面加大,配筋略有增加,因为石墙材料重量较大。在每开间及每道墙上,均设置现浇圈梁是为了加强墙体间的连接和整体性。
无构造柱的纵横墙交接处,应采用条石无垫片砌筑,且应沿墙高每隔500mm设置拉结钢筋网片,每边每侧伸入墙内不宜小于1m。
11.4.10 石墙在交接处用条石无垫片砌筑,并设置拉结钢筋网片,是根据石墙材料的特点,为加强房屋整体性而采取的措施。
不应采用石板作为承重构件。
11.4.11 本条为新增条文。石板多有节理缺陷,在建房过程中常因堆载断裂造成人员伤亡事故。因此,明确不得采用对抗震不利的料石作为承重构件。
其他有关抗震构造措施要求,参照本规范第7章的相关规定。
本章适用于设置隔震层以隔离水平地震动的房屋隔震设计,以及设置消能部件吸收与消耗地震能量的房屋消能减震设计。
采用隔震和消能减震设计的建筑结构,应符合本规范第3.8.1条的规定,其抗震设防目标应符合本规范第3.8.2条的规定。
注:1 本章隔震设计指在房屋基础、底部或下部结构与上部结构之间设置由橡胶隔震支座和阻尼装置等部件组成具有整体复位功能的隔震层,以延长整个结构体系的自振周期,减少输入上部结构的水平地震作用,达到预期防震要求。
2 消能减震设计指在房屋结构中设置消能器,通过消能器的相对变形和相对速度提供附加阻尼,以消耗输入结构的地震能量,达到预期防震减震要求。
12.1.1 隔震和消能减震是建筑结构减轻地震灾害的有效技术。
隔震体系通过延长结构的自振周期能够减少结构的水平地震作用,已被国外强震记录所证实。国内外的大量试验和工程经验表明:隔震一般可使结构的水平地震加速度反应降低60%左右,从而消除或有效地减轻结构和非结构的地震损坏,提高建筑物及其内部设施和人员的地震安全性,增加了震后建筑物继续使用的功能。
采用消能减震的方案,通过消能器增加结构阻尼来减少结构在风作用下的位移是公认的事实,对减少结构水平和竖向的地震反应也是有效的。
适应我国经济发展的需要,有条件地利用隔震和消能减震来减轻建筑结构的地震灾害,是完全可能的。本章主要吸收国内外研究成果中较成熟的内容,目前仅列入橡胶隔震支座的隔震技术和关于消能减震设计的基本要求。
2001规范隔震层位置仅限于基础与上部结构之间,本次修订,隔震设计的适用范围有所扩大,考虑国内外已有隔震建筑的隔震层不仅是设置在基础上,而且设置在一层柱顶等下部结构或多塔楼的底盘上。
建筑结构隔震设计和消能减震设计确定设计方案时,除应符合本规范第3.5.1条的规定外,尚应与采用抗震设计的方案进行对比分析。
12.1.2 隔震技术和消能减震技术的主要使用范围,是可增加投资来提高抗震安全的建筑。进行方案比较时,需对建筑的抗震设防分类、抗震设防烈度、场地条件、使用功能及建筑、结构的方案,从安全和经济两方面进行综合分析对比。
考虑到随着技术的发展,隔震和消能减震设计的方案分析不需要特别的论证,本次修订不作为强制性条文,只保留其与本规范第3.5.1条关于抗震设计的规定不同的特点——与抗震设计方案进行对比,这是确定隔震设计的水平向减震系数和减震设计的阻尼比所需要的,也能显示出隔震和减震设计比抗震设计在提高结构抗震能力上的优势。
建筑结构采用隔震设计时应符合下列各项要求:
1 结构高宽比宜小于4,且不应大于相关规范规程对非隔震结构的具体规定,其变形特征接近剪切变形,最大高度应满足本规范非隔震结构的要求;高宽比大于4或非隔震结构相关规定的结构采用隔震设计时,应进行专门研究。
2 建筑场地宜为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类,并应选用稳定性较好的基础类型。
3 风荷载和其他非地震作用的水平荷载标准值产生的总水平力不宜超过结构总重力的10%。
4 隔震层应提供必要的竖向承载力、侧向刚度和阻尼;穿过隔震层的设备配管、配线,应采用柔性连接或其他有效措施以适应隔震层的罕遇地震水平位移。
12.1.3 本次修订,对隔震设计的结构类型不作限制,修改2001版规定的基本周期小于1s和采用底部剪力法进行非隔震设计的结构。在隔震设计的方案比较和选择时仍应注意:
1 隔震技术对低层和多层建筑比较合适,日本和美国的经验表明,不隔震时基本周期小于1.0s的建筑结构效果最佳;建筑结构基本周期的估计,普通的砌体房屋可取0.4s,钢筋混凝土框架取T1=0.075H3/4,钢筋混凝土抗震墙结构取T1=0.05H3/4。但是,不应仅限于基本自振周期在1s内的结构,因为超过1s的结构采用隔震技术有可能同样有效,国外大量隔震建筑也验证了此点,故取消了2001规范要求结构周期小于1s的限制。
2 根据橡胶隔震支座抗拉屈服强度低的特点,需限制非地震作用的水平荷载,结构的变形特点需符合剪切变形为主且房屋高宽比小于4或有关规范、规程对非隔震结构的高宽比限制要求。现行规范、规程有关非隔震结构高宽比的规定如下:
高宽比大于4的结构小震下基础不应出现拉应力;砌体结构,6、7度不大于2.5,8度不大于2.0,9度不大于1.5;混凝土框架结构,6、7度不大于4,8度不大于3,9度不大于2;混凝土抗震墙结构,6、7度不大于6,8度不大于5,9度不大于4。
对高宽比大的结构,需进行整体倾覆验算,防止支座压屈或出现拉应力超过1MPa。
3 国外对隔震工程的许多考察发现:硬土场地较适合于隔震房屋;软弱场地滤掉了地震波的中高频分量,延长结构的周期将增大而不是减小其地震反应,墨西哥地震就是一个典型的例子。2001规范的要求仍然保留,当在Ⅳ类场地建造隔震房屋时,应进行专门研究和专项审查。
4 隔震层防火措施和穿越隔震层的配管、配线,有与隔震要求相关的专门要求。2008年汶川地震中,位于7、8度区的隔震建筑,上部结构完好,但隔震层的管线受损,故需要特别注意改进。
消能减震设计可用于钢、钢筋混凝土、钢-混凝土混合等结构类型的房屋。
消能部件应对结构提供足够的附加阻尼,尚应根据其结构类型分别符合本规范相应章节的设计要求。
12.1.4 消能减震房屋最基本的特点是:
1 消能装置可同时减少结构的水平和竖向的地震作用,适用范围较广,结构类型和高度均不受限制;
2 消能装置使结构具有足够的附加阻尼,可满足罕遇地震下预期的结构位移要求;
3 由于消能装置不改变结构的基本形式,除消能部件和相关部件外的结构设计仍可按本规范各章对相应结构类型的要求执行。这样,消能减震房屋的抗震构造,与普通房屋相比不降低,其抗震安全性可有明显的提高。
隔震和消能减震设计时,隔震装置和消能部件应符合下列要求:
1 隔震装置和消能部件的性能参数应经试验确定。
2 隔震装置和消能部件的设置部位,应采取便于检查和替换的措施。
3 设计文件上应注明对隔震装置和消能部件的性能要求,安装前应按规定进行检测,确保性能符合要求。
12.1.5 隔震支座、阻尼器和消能减震部件在长期使用过程中需要检查和维护。因此,其安装位置应便于维护人员接近和操作。
为了确保隔震和消能减震的效果,隔震支座、阻尼器和消能减震部件的性能参数应严格检验。
按照国家产品标准《橡胶支座 第3部分:建筑隔震橡胶支座》GB 20688.3-2006的规定,橡胶支座产品在安装前应对工程中所用的各种类型和规格的原型部件进行抽样检验,其要求是:
采用随机抽样方式确定检测试件。若有一件抽样的一项性能不合格,则该次抽样检验不合格。
对一般建筑,每种规格的产品抽样数量应不少于总数的20%;若有不合格,应重新抽取总数的30%,若仍有不合格,则应100%检测。
一般情况下,每项工程抽样总数不少于20件,每种规格的产品抽样数量不少于4件。
尚没有国家标准和行业标准的消能部件中的消能器,应采用本章第12.3节规定的方法进行检验。对黏滞流体消能器等可重复利用的消能器,抽检数量适当增多,抽检的消能器可用于主体结构;对金属屈服位移相关型消能器等不可重复利用的消能器,在同一类型中抽检数量不少于2个,抽检合格率为100%,抽检后不能用于主体结构。
型式检验和出厂检验应由第三方完成。
隔震设计应根据预期的竖向承载力、水平向减震系数和位移控制要求,选择适当的隔震装置及抗风装置组成结构的隔震层。
隔震支座应进行竖向承载力的验算和罕遇地震下水平位移的验算。
隔震层以上结构的水平地震作用应根据水平向减震系数确定;其竖向地震作用标准值,8度(0.20g)、8度(0.30g)和9度时分别不应小于隔震层以上结构总重力荷载代表值的20%、30%和40%。
12.2.1 本规范对隔震的基本要求是:通过隔震层的大变形来减少其上部结构的地震作用,从而减少地震破坏。隔震设计需解决的主要问题是:隔震层位置的确定,隔震垫的数量、规格和布置,隔震层在罕遇地震下的承载力和变形控制,隔震层不隔离竖向地震作用的影响,上部结构的水平向减震系数及其与隔震层的连接构造等。
隔震层的位置通常位于第一层以下。当位于第一层及以上时,隔震体系的特点与普通隔震结构可有较大差异,隔震层以下的结构设计计算也更复杂。
为便于我国设计人员掌握隔震设计方法,本规范提出了“水平向减震系数”的概念。按减震系数进行设计,隔震层以上结构的水平地震作用和抗震验算,构件承载力留有一定的安全储备。对于丙类建筑,相应的构造要求也可有所降低。但必须注意,结构所受的地震作用,既有水平向也有竖向,目前的橡胶隔震支座只具有隔离水平地震的功能,对竖向地震没有隔震效果,隔震后结构的竖向地震力可能大于水平地震力,应予以重视并做相应的验算,采取适当的措施。
建筑结构隔震设计的计算分析,应符合下列规定:
1 隔震体系的计算简图,应增加由隔震支座及其顶部梁板组成的质点;对变形特征为剪切型的结构可采用剪切模型(图12.2.2);当隔震层以上结构的质心与隔震层刚度中心不重合时,应计入扭转效应的影响。隔震层顶部的梁板结构,应作为其上部结构的一部分进行计算和设计。
2 一般情况下,宜采用时程分析法进行计算;输入地震波的反应谱特性和数量,应符合本规范第5.1.2条的规定,计算结果宜取其包络值;当处于发震断层10km以内时,输入地震波应考虑近场影响系数,5km以内宜取1.5,5km以外可取不小于1.25。
3 砌体结构及基本周期与其相当的结构可按本规范附录L简化计算。
12.2.2 本条规定了隔震体系的计算模型,且一般要求采用时程分析法进行设计计算。在附录L中提供了简化计算方法。
图12.2.2是对应于底部剪力法的等效剪切型结构的示意图;其他情况,质点j可有多个自由度,隔震装置也有相应的多个自由度。
本次修订,当隔震结构位于发震断裂主断裂带10km以内时,要求各个设防类别的房屋均应计及地震近场效应。
隔震层的橡胶隔震支座应符合下列要求:
1 隔震支座在表12.2.3所列的压应力下的极限水平变位,应大于其有效直径的0.55倍和支座内部橡胶总厚度3倍二者的较大值。
2 在经历相应设计基准期的耐久试验后,隔震支座刚度、阻尼特性变化不超过初期值的±20%;徐变量不超过支座内部橡胶总厚度的5%。
3 橡胶隔震支座在重力荷载代表值的竖向压应力不应超过表12.2.3的规定。
注:1 压应力设计值应按永久荷载和可变荷载的组合计算;其中,楼面活荷载应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定乘以折减系数;
2 结构倾覆验算时应包括水平地震作用效应组合;对需进行竖向地震作用计算的结构,尚应包括竖向地震作用效应组合;
3 当橡胶支座的第二形状系数(有效直径与橡胶层总厚度之比)小于5.0时应降低压应力限值:小于5不小于4时降低20%,小于4不小于3时降低40%;
4 外径小于300mm的橡胶支座,丙类建筑的压应力限值为10MPa。
隔震层的布置、竖向承载力、侧向刚度和阻尼应符合下列规定:
1 隔震层宜设置在结构的底部或下部,其橡胶隔震支座应设置在受力较大的位置,间距不宜过大,其规格、数量和分布应根据竖向承载力、侧向刚度和阻尼的要求通过计算确定。隔震层在罕遇地震下应保持稳定,不宜出现不可恢复的变形;其橡胶支座在罕遇地震的水平和竖向地震同时作用下,拉应力不应大于1MPa。
2 隔震层的水平等效刚度和等效黏滞阻尼比可按下列公式计算:
3 隔震支座由试验确定设计参数时,竖向荷载应保持本规范表12.2.3的压应力限值;对水平向减震系数计算,应取剪切变形100%的等效刚度和等效黏滞阻尼比;对罕遇地震验算,宜采用剪切变形250%时的等效刚度和等效黏滞阻尼比,当隔震支座直径较大时可采用剪切变形100%时的等效刚度和等效黏滞阻尼比。当采用时程分析时,应以试验所得滞回曲线作为计算依据。
12.2.3、12.2.4 规定了隔震层设计的基本要求。
1 关于橡胶隔震支座的压应力和最大拉应力限值。
1)根据Haringx弹性理论,按稳定要求,以压缩荷载下叠层橡胶水平刚度为零的压应力作为屈曲应力σcr,该屈曲应力取决于橡胶的硬度、钢板厚度与橡胶厚度的比值、第一形状参数s1(有效直径与中央孔洞直径之差D-D0与橡胶层4倍厚度4tr之比)和第二形状参数s2(有效直径D与橡胶层总厚度ntr之比)等。通常,隔震支座中间钢板厚度是单层橡胶厚度的一半,取比值为0.5。对硬度为30~60共七种橡胶,以及s1=11、13、15、17、19、20和s2=3、4、5、6、7,累计210种组合进行了计算。结果表明:满足s1≥15和s2≥5且橡胶硬度不小于40时,最小的屈曲应力值为34.0MPa。
将橡胶支座在地震下发生剪切变形后上下钢板投影的重叠部分作为有效受压面积,以该有效受压面积得到的平均应力达到最小屈曲应力作为控制橡胶支座稳定的条件,取容许剪切变形为0.55D(D为支座有效直径),则可得本条规定的丙类建筑的压应力限值
2)规定隔震支座控制拉应力,主要考虑下列三个因素:
①橡胶受拉后内部有损伤,降低了支座的弹性性能;
②隔震支座出现拉应力,意味着上部结构存在倾覆危险;
③规定隔震支座拉应力σt<1MPa理由是:1)广州大学工程抗震研究中心所作的橡胶垫的抗拉试验中,其极限抗拉强度为(2.0~2.5)MPa;2)美国UBC规范采用的容许抗拉强度为1.5MPa。
2 关于隔震层水平刚度和等效黏滞阻尼比的计算方法,系根据振动方程的复阻尼理论得到的。其实部为水平刚度,虚部为等效黏滞阻尼比。
本次修订,考虑到随着橡胶隔震支座的制作工艺越来越成熟,隔震支座的直径越来越大,建议在隔震支座选型时尽量选用大直径的支座,对300mm直径的支座,由于其直径小,稳定性差,故将其设计承载力由12MPa降低到10MPa。
橡胶支座随着水平剪切变形的增大,其容许竖向承载能力将逐渐减小,为防止隔震支座在大变形的情况下失去承载能力,故要求支座的剪切变形应满足σ≤σcr(1-γ/s2),式中,γ为水平剪切变形,s2为支座第二形状系数,σ为支座竖向面压,σcr为支座极限抗压强度。同时支座的竖向压应力不大于30MPa,水平变形不大于0.55D和300%的较小值。
隔震支座直径较大时,如直径不小于600mm,考虑实际工程隔震后的位移和现有试验设备的条件,对于罕遇地震位移验算时的支座设计参数,可取水平剪切变形100%的刚度和阻尼。
还需注意,橡胶材料是非线性弹性体,橡胶隔震支座的有效刚度与振动周期有关,动静刚度的差别甚大。因此,为了保证隔震的有效性,最好取相应于隔震体系基本周期的刚度进行计算。本次修订,将2001规范隐含加载频率影响的“动刚度”改为“等效刚度”,用语更明确,方便同国家标准《橡胶支座》接轨;之所以去掉有关频率对刚度影响的语句,因相关的产品标准已有明确的规定。
隔震层以上结构的地震作用计算,应符合下列规定:
1 对多层结构,水平地震作用沿高度可按重力荷载代表值分布。
2 隔震后水平地震作用计算的水平地震影响系数可按本规范第5.1.4、第5.1.5条确定。其中,水平地震影响系数最大值可按下式计算:
注:1 弹性计算时,简化计算和反应谱分析时宜按隔震支座水平剪切应变为100%时的性能参数进行计算;当采用时程分析法时按设计基本地震加速度输入进行计算;
2 支座剪切性能偏差按现行国家产品标准《橡胶支座 第3部分:建筑隔震橡胶支座》GB 20688.3确定。
3 隔震层以上结构的总水平地震作用不得低于非隔震结构在6度设防时的总水平地震作用,并应进行抗震验算;各楼层的水平地震剪力尚应符合本规范第5.2.5条对本地区设防烈度的最小地震剪力系数的规定。
4 9度时和8度且水平向减震系数不大于0.3时,隔震层以上的结构应进行竖向地震作用的计算。隔震层以上结构竖向地震作用标准值计算时,各楼层可视为质点,并按本规范式(5.3.1—2)计算竖向地震作用标准值沿高度的分布。
12.2.5 隔震后,隔震层以上结构的水平地震作用可根据水平向减震系数确定。对于多层结构,层间地震剪力代表了水平地震作用取值及其分布,可用来识别结构的水平向减震系数。
考虑到隔震层不能隔离结构的竖向地震作用,隔震结构的竖向地震力可能大于其水平地震力,竖向地震的影响不可忽略,故至少要求9度时和8度水平向减震系数为0.30时应进行竖向地震作用验算。
本次修订,拟对水平向减震系数的概念作某些调整:直接将“隔震结构与非隔震结构最大水平剪力的比值”改称为“水平向减震系数”,采用该概念力图使其意义更明确,以方便设计人员理解和操作(美国、日本等国也同样采用此方法)。
隔震后上部结构按本规范相关结构的规定进行设计时,地震作用可以降低,降低后的地震影响系数曲线形式参见本规范5.1.5条,仅地震影响系数最大值αmaxl。
2001规范确定隔震后水平地震作用时所考虑的安全系数1.4,对于当时隔震支座的性能是合适的。当前,在国家产品标准《橡胶支座 第3部分:建筑隔震橡胶支座》GB 20688.3-2006中,橡胶支座按剪切性能允许偏差分为S-A和S-B两类,其中S-A类的允许偏差为±15%,S-B类的允许偏差为±25%。因此,随着隔震支座产品性能的提高,该系数可适当减少。本次修订,按照《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068的要求,确定设计用的水平地震作用的降低程度,需根据概率可靠度分析提供一定的概率保证,一般考虑1.645倍变异系数。于是,依据支座剪变刚度与隔震后体系周期及对应地震总剪力的关系,由支座刚度的变异导出地震总剪力的变异,再乘以1.645,则大致得到不同支座的ψ值,S-A类为0.85,S-B类为0.80。当设置阻尼器时还需要附加与阻尼器有关的变异系数,ψ值相应减少,对于S-A类,取0.80,对于S-B类,取0.75。
隔震后的上部结构用软件计算时,直接取αmaxl进行结构计算分析。从宏观的角度,可以将隔震后结构的水平地震作用大致归纳为比非隔震时降低半度、一度和一度半三个档次,如表7所示(对于一般橡胶支座);而上部结构的抗震构造,只能按降低一度分挡,即以β=0.40分挡。
本次修订对2001规范的规定,还有下列变化:
1 计算水平减震系数的隔震支座参数,橡胶支座的水平剪切应变由50%改为100%,大致接近设防地震的变形状态,支座的等效刚度比2001规范减少,计算的隔震的效果更明显。
2 多层隔震结构的水平地震作用沿高度矩形分布改为按重力荷载代表值分布。还补充了高层隔震建筑确定水平向减震系数的方法。
3 对8度设防考虑竖向地震的要求有所加严,由“宜”改为“应”。
隔震支座的水平剪力应根据隔震层在罕遇地震下的水平剪力按各隔震支座的水平等效刚度分配;当按扭转耦联计算时,尚应计及隔震层的扭转刚度。
隔震支座对应于罕遇地震水平剪力的水平位移,应符合下列要求:
隔震结构的隔震措施,应符合下列规定:
1 隔震结构应采取不阻碍隔震层在罕遇地震下发生大变形的下列措施:
1)上部结构的周边应设置竖向隔离缝,缝宽不宜小于各隔震支座在罕遇地震下的最大水平位移值的1.2倍且不小于200mm。对两相邻隔震结构,其缝宽取最大水平位移值之和,且不小于400mm。
2)上部结构与下部结构之间,应设置完全贯通的水平隔离缝,缝高可取20mm,并用柔性材料填充;当设置水平隔离缝确有困难时,应设置可靠的水平滑移垫层。
3)穿越隔震层的门廊、楼梯、电梯、车道等部位,应防止可能的碰撞。
2 隔震层以上结构的抗震措施,当水平向减震系数大于0.40时(设置阻尼器时为0.38)不应降低非隔震时的有关要求;水平向减震系数不大于0.40时(设置阻尼器时为0.38),可适当降低本规范有关章节对非隔震建筑的要求,但烈度降低不得超过1度,与抵抗竖向地震作用有关的抗震构造措施不应降低。此时,对砌体结构,可按本规范附录L采取抗震构造措施。
注:与抵抗竖向地震作用有关的抗震措施,对钢筋混凝土结构,指墙、柱的轴压比规定;对砌体结构,指外墙尽端墙体的最小尺寸和圈梁的有关规定。
12.2.7 隔震后上部结构的抗震措施可以适当降低,一般的橡胶支座以水平向减震系数0.40为界划分,并明确降低的要求不得超过一度,对于不同的设防烈度如表8所示:
需注意,本规范的抗震措施,一般没有8度(0.30g)和7度(0.15g)的具体规定。因此,当β≥0.40时抗震措施不降低,对于7度(0.15g)设防时,即使β<0.40,隔震后的抗震措施基本上不降低。
砌体结构隔震后的抗震措施,在附录L中有较为具体的规定。对混凝土结构的具体要求,可直接按降低后的烈度确定,本次修订不再给出具体要求。
考虑到隔震层对竖向地震作用没有隔振效果,隔震层以上结构的抗震构造措施应保留与竖向抗力有关的要求。本次修订,与抵抗竖向地震有关的措施用条注的方式予以明确。
隔震层与上部结构的连接,应符合下列规定:
1 隔震层顶部应设置梁板式楼盖,且应符合下列要求:
1)隔震支座的相关部位应采用现浇混凝土梁板结构,现浇板厚度不应小于160mm;
2)隔震层顶部梁、板的刚度和承载力,宜大于一般楼盖梁板的刚度和承载力;
3)隔震支座附近的梁、柱应计算冲切和局部承压,加密箍筋并根据需要配置网状钢筋。
2 隔震支座和阻尼装置的连接构造,应符合下列要求:
1)隔震支座和阻尼装置应安装在便于维护人员接近的部位;
2)隔震支座与上部结构、下部结构之间的连接件,应能传递罕遇地震下支座的最大水平剪力和弯矩;
3)外露的预埋件应有可靠的防锈措施。预埋件的锚固钢筋应与钢板牢固连接,锚固钢筋的锚固长度宜大于20倍锚固钢筋直径,且不应小于250mm。
12.2.8 本次修订,删去2001规范关于墙体下隔震支座的间距不宜大于2m的规定,使大直径的隔震支座布置更为合理。
为了保证隔震层能够整体协调工作,隔震层顶部应设置平面内刚度足够大的梁板体系。当采用装配整体式钢筋混凝土楼盖时,为使纵横梁体系能传递竖向荷载并协调横向剪力在每个隔震支座的分配,支座上方的纵横梁体系应为现浇。为增大隔震层顶部梁板的平面内刚度,需加大梁的截面尺寸和配筋。
隔震支座附近的梁、柱受力状态复杂,地震时还会受到冲切,应加密箍筋,必要时配置网状钢筋。
上部结构的底部剪力通过隔震支座传给基础结构。因此,上部结构与隔震支座的连接件、隔震支座与基础的连接件应具有传递上部结构最大底部剪力的能力。
隔震层以下的结构和基础应符合下列要求:
1 隔震层支墩、支柱及相连构件,应采用隔震结构罕遇地震下隔震支座底部的竖向力、水平力和力矩进行承载力验算。
2 隔震层以下的结构(包括地下室和隔震塔楼下的底盘)中直接支承隔震层以上结构的相关构件,应满足嵌固的刚度比和隔震后设防地震的抗震承载力要求,并按罕遇地震进行抗剪承载力验算。隔震层以下地面以上的结构在罕遇地震下的层间位移角限值应满足表12.2.9要求。
3 隔震建筑地基基础的抗震验算和地基处理仍应按本地区抗震设防烈度进行,甲、乙类建筑的抗液化措施应按提高一个液化等级确定,直至全部消除液化沉陷。
12.2.9 对隔震层以下的结构部分,主要设计要求是:保证隔震设计能在罕遇地震下发挥隔震效果。因此,需进行与设防地震、罕遇地震有关的验算,并适当提高抗液化措施。
本次修订,增加了隔震层位于下部或大底盘顶部时对隔震层以下结构的规定,进一步明确了按隔震后而不是隔震前的受力和变形状态进行抗震承载力和变形验算的要求。
消能减震设计时,应根据多遇地震下的预期减震要求及罕遇地震下的预期结构位移控制要求,设置适当的消能部件。消能部件可由消能器及斜撑、墙体、梁等支承构件组成。消能器可采用速度相关型、位移相关型或其他类型。
注:1 速度相关型消能器指黏滞消能器和黏弹性消能器等;
2 位移相关型消能器指金属屈服消能器和摩擦消能器等。
12.3.1 本规范对消能减震的基本要求是:通过消能器的设置来控制预期的结构变形,从而使主体结构构件在罕遇地震下不发生严重破坏。消能减震设计需解决的主要问题是:消能器和消能部件的选型,消能部件在结构中的分布和数量,消能器附加给结构的阻尼比估算,消能减震体系在罕遇地震下的位移计算,以及消能部件与主体结构的连接构造和其附加的作用等等。
罕遇地震下预期结构位移的控制值,取决于使用要求,本规范第5.5节的限值是针对非消能减震结构“大震不倒”的规定。采用消能减震技术后,结构位移的控制可明显小于第5.5节的规定。
消能器的类型甚多,按ATC-33.03的划分,主要分为位移相关型、速度相关型和其他类型。金属屈服型和摩擦型属于位移相关型,当位移达到预定的启动限才能发挥消能作用,有些摩擦型消能器的性能有时不够稳定。黏滞型和黏弹性型属于速度相关型。消能器的性能主要用恢复力模型表示,应通过试验确定,并需根据结构预期位移控制等因素合理选用。位移要求愈严,附加阻尼愈大,消能部件的要求愈高。
消能部件可根据需要沿结构的两个主轴方向分别设置。消能部件宜设置在变形较大的位置,其数量和分布应通过综合分析合理确定,并有利于提高整个结构的消能减震能力,形成均匀合理的受力体系。
12.3.2 消能部件的布置需经分析确定。设置在结构的两个主轴方向,可使两方向均有附加阻尼和刚度;设置于结构变形较大的部位,可更好发挥消耗地震能量的作用。
本次修订,将2001规范规定框架结构的层间弹塑性位移角不应大于1/80改为符合预期的变形控制要求,宜比不设置消能器的结构适当减小,设计上较为合理,仍体现消能减震提高结构抗震能力的优势。
消能减震设计的计算分析,应符合下列规定:
1 当主体结构基本处于弹性工作阶段时,可采用线性分析方法作简化估算,并根据结构的变形特征和高度等,按本规范第5.1节的规定分别采用底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法。消能减震结构的地震影响系数可根据消能减震结构的总阻尼比按本规范第5.1.5条的规定采用。
消能减震结构的自振周期应根据消能减震结构的总刚度确定,总刚度应为结构刚度和消能部件有效刚度的总和。
消能减震结构的总阻尼比应为结构阻尼比和消能部件附加给结构的有效阻尼比的总和;多遇地震和罕遇地震下的总阻尼比应分别计算。
2 对主体结构进入弹塑性阶段的情况,应根据主体结构体系特征,采用静力非线性分析方法或非线性时程分析方法。
在非线性分析中,消能减震结构的恢复力模型应包括结构恢复力模型和消能部件的恢复力模型。
3 消能减震结构的层间弹塑性位移角限值,应符合预期的变形控制要求,宜比非消能减震结构适当减小。
12.3.3 消能减震设计计算的基本内容是:预估结构的位移,并与未采用消能减震结构的位移相比,求出所需的附加阻尼,选择消能部件的数量、布置和所能提供的阻尼大小,设计相应的消能部件,然后对消能减震体系进行整体分析,确认其是否满足位移控制要求。
消能减震结构的计算方法,与消能部件的类型、数量、布置及所提供的阻尼大小有关。理论上,大阻尼比的阻尼矩阵不满足振型分解的正交性条件,需直接采用恢复力模型进行非线性静力分析或非线性时程分析计算。从实用的角度,ATC-33建议适当简化;特别是主体结构基本控制在弹性工作范围内时,可采用线性计算方法估计。
消能部件附加给结构的有效阻尼比和有效刚度,可按下列方法确定:
1 位移相关型消能部件和非线性速度相关型消能部件附加给结构的有效刚度应采用等效线性化方法确定。
2 消能部件附加给结构的有效阻尼比可按下式估算:
注:当消能部件在结构上分布较均匀,且附加给结构的有效阻尼比小于20%时,消能部件附加给结构的有效阻尼比也可采用强行解耦方法确定。
3 不计及扭转影响时,消能减震结构在水平地震作用下的总应变能,可按下式估算:
4 消能器的极限位移应不小于罕遇地震下消能器最大位移的1.2倍;对速度相关型消能器,消能器的极限速度应不小于地震作用下消能器最大速度的1.2倍,且消能器应满足在此极限速度下的承载力要求。
12.3.4 采用底部剪力法或振型分解反应谱法计算消能减震结构时,需要通过强行解耦,然后计算消能减震结构的自振周期、振型和阻尼比。此时,消能部件附加给结构的阻尼,参照ATC-33,用消能部件本身在地震下变形所吸收的能量与设置消能器后结构总地震变形能的比值来表征。
消能减震结构的总刚度取为结构刚度和消能部件刚度之和,消能减震结构的阻尼比按下列公式近似估算:
国内外的一些研究表明,当消能部件较均匀分布且阻尼比不大于0.20时,强行解耦与精确解的误差,大多数可控制在5%以内。
12.3.5 本次修订,增加了对黏弹性材料总厚度以及极限位移、极限速度的规定。
消能器的性能检验,应符合下列规定:
1 对黏滞流体消能器,由第三方进行抽样检验,其数量为同一工程同一类型同一规格数量的20%,但不少于2个,检测合格率为100%,检测后的消能器可用于主体结构;对其他类型消能器,抽检数量为同一类型同一规格数量的3%,当同一类型同一规格的消能器数量较少时,可以在同一类型消能器中抽检总数量的3%,但不应少于2个,检测合格率为100%,检测后的消能器不能用于主体结构。
2 对速度相关型消能器,在消能器设计位移和设计速度幅值下,以结构基本频率往复循环30圈后,消能器的主要设计指标误差和衰减量不应超过15%;对位移相关型消能器,在消能器设计位移幅值下往复循环30圈后,消能器的主要设计指标误差和衰减量不应超过15%,且不应有明显的低周疲劳现象。
12.3.6 本次修订,根据实际工程经验,细化了2001版的检测要求,试验的循环次数,由60圈改为30圈。性能的衰减程度,由10%降低为15%。
结构采用消能减震设计时,消能部件的相关部位应符合下列要求:
1 消能器与支承构件的连接,应符合本规范和有关规程对相关构件连接的构造要求。
2 在消能器施加给主结构最大阻尼力作用下,消能器与主结构之间的连接部件应在弹性范围内工作。
3 与消能部件相连的结构构件设计时,应计入消能部件传递的附加内力。
12.3.7 本次修订,进一步明确消能器与主结构连接部件应在弹性范围内工作。
当消能减震结构的抗震性能明显提高时,主体结构的抗震构造要求可适当降低。降低程度可根据消能减震结构地震影响系数与不设置消能减震装置结构的地震影响系数之比确定,最大降低程度应控制在1度以内。
12.3.8 本条是新增的。当消能减震的地震影响系数不到非消能减震的50%时,可降低一度。
本章主要适用于非结构构件与建筑结构的连接。非结构构件包括持久性的建筑非结构构件和支承于建筑结构的附属机电设备。
注:1 建筑非结构构件指建筑中除承重骨架体系以外的固定构件和部件,主要包括非承重墙体,附着于楼面和屋面结构的构件、装饰构件和部件、固定于楼面的大型储物架等。
2 建筑附属机电设备指为现代建筑使用功能服务的附属机械、电气构件、部件和系统,主要包括电梯、照明和应急电源、通信设备,管道系统,采暖和空气调节系统,烟火监测和消防系统,公用天线等。
13.1.1 非结构的抗震设计所涉及的设计领域较多,本章主要涉及与主体结构设计有关的内容,即非结构构件与主体结构的连接件及其锚固的设计。
非结构构件(如墙板、幕墙、广告牌、机电设备等)自身的抗震,系以其不受损坏为前提的,本章不直接涉及这方面的内容。
本章所列的建筑附属设备,不包括工业建筑中的生产设备和相关设施。
当抗震要求不同的两个非结构构件连接在一起时,应按较高的要求进行抗震设计。其中一个非结构构件连接损坏时,应不致引起与之相连接的有较高要求的非结构构件失效。
13.1. 3 很多情况下,同一部位有多个非结构构件,如出入口通道可包括非承重墙体、悬吊顶棚、应急照明和出入信号四个非结构构件;电气转换开关可能安装在非承重隔墙上等。当抗震设防要求不同的非结构构件连接在一起时,要求低的构件也需按较高的要求设计,以确保较高设防要求的构件能满足规定。
非结构构件应根据所属建筑的抗震设防类别和非结构地震破坏的后果及其对整个建筑结构影响的范围,采取不同的抗震措施,达到相应的性能化设计目标。
建筑非结构构件和建筑附属机电设备实现抗震性能化设计目标的某些方法可按本规范附录M第M.2节执。
13.1.2 非结构构件的抗震设防目标列于本规范第3.7节。与主体结构三水准设防目标相协调,容许建筑非结构构件的损坏程度略大于主体结构,但不得危及生命。
建筑非结构构件和建筑附属机电设备支架的抗震设防分类,各国的抗震规范、标准有不同的规定,本规范大致分为高、中、低三个层次:
高要求时,外观可能损坏而不影响使用功能和防火能力,安全玻璃可能裂缝,可经受相连结构构件出现1.4倍以上设计挠度的变形,即功能系数取≥1.4;
中等要求时,使用功能基本正常或可很快恢复,耐火时间减少1/4,强化玻璃破碎,其他玻璃无下落,可经受相连结构构件出现设计挠度的变形,功能系数取1.0;
一般要求,多数构件基本处于原位,但系统可能损坏,需修理才能恢复功能,耐火时间明显降低,容许玻璃破碎下落,只能经受相连结构构件出现0.6倍设计挠度的变形,功能系数取0.6。
世界各国的抗震规范、规定中,要求对非结构的地震作用进行计算的有60%,而仅有28%对非结构的构造作出规定。考虑到我国设计人员的习惯,首先要求采取抗震措施,对于抗震计算的范围由相关标准规定,一般情况下,除了本规范第5章有明确规定的非结构构件,如出屋面女儿墙、长悬臂构件(雨篷等)外,尽量减少非结构构件地震作用计算和构件抗震验算的范围。例如,需要进行抗震验算的非结构构件大致如下:
1 7~9度时,基本上为脆性材料制作的幕墙及各类幕墙的连接;
2 8、9度时,悬挂重物的支座及其连接、出屋面广告牌和类似构件的锚固;
3 附着于高层建筑的重型商标、标志、信号等的支架;
4 8、9度时,乙类建筑的文物陈列柜的支座及其连接;
5 7~9度时,电梯提升设备的锚固件、高层建筑的电梯构件及其锚固;
6 7~9度时,建筑附属设备自重超过1.8kN或其体系自振周期大于0.1s的设备支架、基座及其锚固。
建筑结构抗震计算时,应按下列规定计入非结构构件的影响:
1 地震作用计算时,应计入支承于结构构件的建筑构件和建筑附属机电设备的重力。
2 对柔性连接的建筑构件,可不计入刚度;对嵌入抗侧力构件平面内的刚性建筑非结构构件,应计入其刚度影响,可采用周期调整等简化方法;一般情况下不应计入其抗震承载力,当有专门的构造措施时,尚可按有关规定计入其抗震承载力。
3 支承非结构构件的结构构件,应将非结构构件地震作用效应作为附加作用对待,并满足连接件的锚固要求。
13.2.1 本条明确了结构专业所需考虑的非结构构件的影响,包括如何在结构设计中计入相关的重力、刚度、承载力和必要的相互作用。结构构件设计时仅计入支承非结构部位的集中作用并验算连接件的锚固。
非结构构件的地震作用计算方法,应符合下列要求:
1 各构件和部件的地震力应施加于其重心,水平地震力应沿任一水平方向。
2 一般情况下,非结构构件自身重力产生的地震作用可采用等效侧力法计算;对支承于不同楼层或防震缝两侧的非结构构件,除自身重力产生的地震作用外,尚应同时计及地震时支承点之间相对位移产生的作用效应。
3 建筑附属设备(含支架)的体系自振周期大于0.1s且其重力超过所在楼层重力的1%,或建筑附属设备的重力超过所在楼层重力的10%时,宜进入整体结构模型的抗震设计,也可采用本规范附录M第M.3节的楼面谱方法计算。其中,与楼盖非弹性连接的设备,可直接将设备与楼盖作为一个质点计入整个结构的分析中得到设备所受的地震作用。
13.2.2 非结构构件的地震作用,除了自身质量产生的惯性力外,还有支座间相对位移产生的附加作用;二者需同时组合计算。
非结构构件的地震作用,除了本规范第5章规定的长悬臂构件外,只考虑水平方向。其基本的计算方法是对应于“地面反应谱”的“楼面谱”,即反映支承非结构构件的主体结构体系自身动力特性、非结构构件所在楼层位置和支点数量、结构和非结构阻尼特性对地面地震运动的放大作用;当非结构构件的质量较大时或非结构体系的自振特性与主结构体系的某一振型的振动特性相近时,非结构体系还将与主结构体系的地震反应产生相互影响。一般情况下,可采用简化方法,即等效侧力法计算;同时计入支座间相对位移产生的附加内力。对刚性连接于楼盖上的设备,当与楼层并为一个质点参与整个结构的计算分析时,也不必另外用楼面谱进行其地震作用计算。
要求进行楼面谱计算的非结构构件,主要是建筑附属设备,如巨大的高位水箱、出屋面的大型塔架等。采用第二代楼面谱计算可反映非结构构件对所在建筑结构的反作用,不仅导致结构本身地震反应的变化,固定在其上的非结构的地震反应也明显不同。
计算楼面谱的基本方法是随机振动法和时程分析法,当非结构构件的材料与结构体系相同时,可直接利用一般的时程分析软件得到;当非结构构件的质量较大,或材料阻尼特性明显不同,或在不同楼层上有支点,需采用第二代楼面谱的方法进行验算。此时,可考虑非结构与主体结构的相互作用,包括“吸振效应”,计算结果更加可靠。采用时程分析法和随机振动法计算楼面谱需有专门的计算软件。
采用等效侧力法时,水平地震作用标准值宜按下列公式计算:
13.2.3 非结构构件的抗震计算,最早见于ACT-3,采用了静力法。
等效侧力法在第一代楼面谱(以建筑的楼面运动作为地震输入,将非结构构件作为单自由度系统,将其最大反应的均值作为楼面谱,不考虑非结构构件对楼层的反作用)基础上做了简化。各国抗震规范的非结构构件的等效侧力法,一般由设计加速度、功能(或重要)系数、构件类别系数、位置系数、动力放大系数和构件重力六个因素所决定。
设计加速度一般取相当于设防烈度的地面运动加速度;与本规范各章协调,这里仍取多遇地震对应的加速度。
部分非结构构件的功能系数和类别系数参见本规范附录M第M.2节。
位置系数,一般沿高度为线性分布,顶点的取值,UBC97为4.0,欧洲规范为2.0,日本取3.3。根据强震观测记录的分析,对多层和一般的高层建筑,顶部的加速度约为底层的二倍;当结构有明显的扭转效应或高宽比较大时,房屋顶部和底部的加速度比例大于2.0。因此,凡采用时程分析法补充计算的建筑结构,此比值应依据时程分析法相应调整。
状态系数,取决于非结构体系的自振周期,UBC97在不同场地条件下,以周期1s时的动力放大系数为基础再乘以2.5和1.0两档,欧洲规范要求计算非结构体系的自振周期Ta,取值为3/[1+(1-Ta/T1)2],日本取1.0、1.5和2.0三档。本规范不要求计算体系的周期,简化为两种极端情况,1.0适用于非结构的体系自振周期不大于0.06s等体系刚度较大的情况,其余按Ta接近于T1的情况取值。当计算非结构体系的自振周期时,则可按2/[1+(1-Ta/T1)2]采用。
由此得到的地震作用系数(取位置、状态和构件类别三个系数的乘积)的取值范围,与主体结构体系相比,UBC97按场地不同为(0.7~4.0)倍[若以硬土条件下结构周期1.0s为1.0,则为(0.5~5.6)倍],欧洲规范为0.75~6.0倍[若以硬土条件下结构周期1.0s为1.0,则为(1.2~10)倍]。我国一般为(0.6~4.8)倍[若以Tg=0.4s、结构周期1.0s为1.0,则为(1.3~11)倍)。
非结构构件因支承点相对水平位移产生的内力,可按该构件在位移方向的刚度乘以规定的支承点相对水平位移计算。
非结构构件在位移方向的刚度,应根据其端部的实际连接状态,分别采用刚接、铰接、弹性连接或滑动连接等简化的力学模型。
相邻楼层的相对水平位移,可按本规范规定的限值采用。
13.2.4 非结构构件支座间相对位移的取值,凡需验算层间位移者,除有关标准的规定外,一般按本规范规定的位移限值采用。
对建筑非结构构件,其变形能力相差较大。砌体材料构成的非结构构件,由于变形能力较差而限制在要求高的场所使用,国外的规范也只有构造要求而不要求进行抗震计算;金属幕墙和高级装修材料具有较大的变形能力,国外通常由生产厂家按主体结构设计的变形要求提供相应的材料,而不是由材料决定结构的变形要求;对玻璃幕墙,《建筑幕墙》标准中已规定其平面内变形分为五个等级,最大1/100,最小1/400。
对设备支架,支座间相对位移的取值与使用要求有直接联系。例如,要求在设防烈度地震下保持使用功能(如管道不破碎等),取设防烈度下的变形,即功能系数可取2~3,相应的变形限值取多遇地震的(3~4)倍;要求在罕遇地震下不造成次生灾害,则取罕遇地震下的变形限值。
非结构构件的地震作用效应(包括自身重力产生的效应和支座相对位移产生的效应)和其他荷载效应的基本组合,按本规范结构构件的有关规定计算;幕墙需计算地震作用效应与风荷载效应的组合;容器类尚应计及设备运转时的温度、工作压力等产生的作用效应。
非结构构件抗震验算时,摩擦力不得作为抵抗地震作用的抗力;承载力抗震调整系数可采用1.0。
13.2.5 本条规定非结构构件地震作用效应组合和承载力验算的原则。强调不得将摩擦力作为抗震设计的抗力。
89规范各章中有关建筑非结构构件的构造要求如下:
1 砌体房屋中,后砌隔墙、楼梯间砖砌栏板的规定;
2 多层钢筋混凝土房屋中,围护墙和隔墙材料、砖填充墙布置和连接的规定;
3 单层钢筋混凝土柱厂房中,天窗端壁板、围护墙、高低跨封墙和纵横跨悬墙的材料和布置的规定,砌体隔墙和围护墙、墙梁、大型墙板等与排架柱、抗风柱的连接构造要求;
4 单层砖柱厂房中,隔墙的选型和连接构造规定;
5 单层钢结构厂房中,围护墙选型和连接要求。
2001规范将上述规定加以合并整理,形成建筑非结构构件材料、选型、布置和锚固的基本抗震要求。还补充了吊车走道板、天沟板、端屋架与山墙间的填充小屋面板,天窗端壁板和天窗侧板下的填充砌体等非结构件与支承结构可靠连接的规定。
玻璃幕墙已有专门的规程,预制墙板、顶棚及女儿墙、雨篷等附属构件的规定,也由专门的非结构抗震设计规程加以规定。
本次修订的主要内容如下:
建筑结构中,设置连接幕墙、围护墙、隔墙、女儿墙、雨篷、商标、广告牌、顶篷支架、大型储物架等建筑非结构构件的预埋件、锚固件的部位,应采取加强措施,以承受建筑非结构构件传给主体结构的地震作用。
非承重墙体的材料、选型和布置,应根据烈度、房屋高度、建筑体型、结构层间变形、墙体自身抗侧力性能的利用等因素,经综合分析后确定,并应符合下列要求:
1 非承重墙体宜优先采用轻质墙体材料;采用砌体墙时,应采取措施减少对主体结构的不利影响,并应设置拉结筋、水平系梁、圈梁、构造柱等与主体结构可靠拉结。
2 刚性非承重墙体的布置,应避免使结构形成刚度和强度分布上的突变;当围护墙非对称均匀布置时,应考虑质量和刚度的差异对主体结构抗震不利的影响。
3 墙体与主体结构应有可靠的拉结,应能适应主体结构不同方向的层间位移;8、9度时应具有满足层间变位的变形能力,与悬挑构件相连接时,尚应具有满足节点转动引起的竖向变形的能力。
4 外墙板的连接件应具有足够的延性和适当的转动能力,宜满足在设防地震下主体结构层间变形的要求。
5 砌体女儿墙在人流出入口和通道处应与主体结构锚固;非出入口无锚固的女儿墙高度,6~8度时不宜超过0.5m,9度时应有锚固。防震缝处女儿墙应留有足够的宽度,缝两侧的自由端应予以加强。
多层砌体结构中,非承重墙体等建筑非结构构件应符合下列要求:
1 后砌的非承重隔墙应沿墙高每隔500mm~600mm配置2Φ6拉结钢筋与承重墙或柱拉结,每边伸入墙内不应少于500mm;8度和9度时,长度大于5m的后砌隔墙,墙顶尚应与楼板或梁拉结,独立墙肢端部及大门洞边宜设钢筋混凝土构造柱。
2 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或出屋面的烟囱。
3 不应采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。
13.3.3 将砌体房屋中关于烟道、垃圾道的规定移入本节。
钢筋混凝土结构中的砌体填充墙,尚应符合下列要求:
1 填充墙在平面和竖向的布置,宜均匀对称,宜避免形成薄弱层或短柱。
2 砌体的砂浆强度等级不应低于M5;实心块体的强度等级不宜低于MU2.5,空心块体的强度等级不宜低于MU3.5;墙顶应与框架梁密切结合。
3 填充墙应沿框架柱全高每隔500mm~600mm设2Φ6拉筋,拉筋伸入墙内的长度,6、7度时宜沿墙全长贯通,8、9度时应全长贯通。
4 墙长大于5m时,墙顶与梁宜有拉结;墙长超过8m或层高2倍时,宜设置钢筋混凝土构造柱;墙高超过4m时,墙体半高宜设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。
5 楼梯间和人流通道的填充墙,尚应采用钢丝网砂浆面层加强。
13.3.4 增加了框架楼梯间等处填充墙设置钢丝网面层加强的要求。
单层钢筋混凝土柱厂房的围护墙和隔墙,尚应符合下列要求:
1 厂房的围护墙宜采用轻质墙板或钢筋混凝土大型墙板,砌体围护墙应采用外贴式并与柱可靠拉结;外侧柱距为12m时应采用轻质墙板或钢筋混凝土大型墙板。
2 刚性围护墙沿纵向宜均匀对称布置,不宜一侧为外贴式,另一侧为嵌砌式或开敞式;不宜一侧采用砌体墙一侧采用轻质墙板。
3 不等高厂房的高跨封墙和纵横向厂房交接处的悬墙宜采用轻质墙板,6、7度采用砌体时不应直接砌在低跨屋面上。
4 砌体围护墙在下列部位应设置现浇钢筋混凝土圈梁:
1)梯形屋架端部上弦和柱顶的标高处应各设一道,但屋架端部高度不大于900mm时可合并设置;
2)应按上密下稀的原则每隔4m左右在窗顶增设一道圈梁,不等高厂房的高低跨封墙和纵墙跨交接处的悬墙,圈梁的竖向间距不应大于3m;
3)山墙沿屋面应设钢筋混凝土卧梁,并应与屋架端部上弦标高处的圈梁连接。
5 圈梁的构造应符合下列规定:
1)圈梁宜闭合,圈梁截面宽度宜与墙厚相同,截面高度不应小于180mm;圈梁的纵筋,6~8度时不应少于4Φ12,9度时不应少于4Φ14;
2)厂房转角处柱顶圈梁在端开间范围内的纵筋,6~8度时不宜少于4Φ14,9度时不宜少于4Φ16,转角两侧各1m范围内的箍筋直径不宜小于Φ8,间距不宜大于100mm;圈梁转角处应增设不少于3根且直径与纵筋相同的水平斜筋;
3)圈梁应与柱或屋架牢固连接,山墙卧梁应与屋面板拉结;顶部圈梁与柱或屋架连接的锚拉钢筋不宜少于4Φ12,且锚固长度不宜少于35倍钢筋直径,防震缝处圈梁与柱或屋架的拉结宜加强。
6 墙梁宜采用现浇,当采用预制墙梁时,梁底应与砖墙顶面牢固拉结并应与柱锚拉;厂房转角处相邻的墙梁,应相互可靠连接。
7 砌体隔墙与柱宜脱开或柔性连接,并应采取措施使墙体稳定,隔墙顶部应设现浇钢筋混凝土压顶梁。
8 砖墙的基础,8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时,预制基础梁应采用现浇接头;当另设条形基础时,在柱基础顶面标高处应设置连续的现浇钢筋混凝土圈梁,其配筋不应少于4Φ12。
9 砌体女儿墙高度不宜大于1m,且应采取措施防止地震时倾倒。
13.3.5 进一步明确厂房围护墙的设置应注意下列问题:
1 唐山地震震害经验表明:嵌砌墙的墙体破坏较外贴墙轻得多,但对厂房的整体抗震性能极为不利,在多跨厂房和外纵墙不对称布置的厂房中,由于各柱列的纵向侧移刚度差别悬殊,导致厂房纵向破坏,倒塌的震例不少,即使两侧均为嵌砌墙的单跨厂房,也会由于纵向侧移刚度的增加而加大厂房的纵向地震作用效,特别是柱顶地震作用的集中对柱顶节点的抗震很不利,容易造成柱顶节点破坏,危及屋盖的安全,同时由于门窗洞口处刚度的削弱和突变,还会导致门窗洞口处柱子的破坏,因此,单跨厂房也不宜在两侧采用嵌砌墙。
2 砖砌体的高低跨封墙和纵横向厂房交接处的悬墙,由于质量大、位置高,在水平地震作用特别是高振型影响下,外甩力大,容易发生外倾、倒塌,造成高砸低的震害,不仅砸坏低屋盖,还可能破坏低跨设备或伤人,危害严重,唐山地震中,这种震害的发生率很高,因此.宜采用轻质墙板,当必须采用砖砌体时,应加强与主体结构的锚拉。
3 高低跨封墙直接砌在低跨屋面板上时,由于高振型和上、下变形不协调的影响,容易发生倒塌破坏,并砸坏低跨屋盖,邢台地震7度区就有这种震例。
4 砌体女儿墙的震害较普遍,故规定需设置时,应控制其高度,并采取防地震时倾倒的构造措施。
5 不同墙体材料的质量、刚度不同,对主体结构的地震影响不同,对抗震不利,故不宜采用。必要时,宜采用相应的措施。
钢结构厂房的围护墙,应符合下列要求:
1 厂房的围护墙,应优先采用轻型板材,预制钢筋混凝土墙板宜与柱柔性连接;9度时宜采用轻型板材。
2 单层厂房的砌体围护墙应贴砌并与柱拉结,尚应采取措施使墙体不妨碍厂房柱列沿纵向的水平位移;8、9度时不应采用嵌砌式。
13.3.6 本条文字表达略有修改。轻型板材是指彩色涂层压型钢板、硬质金属面夹芯板,以及铝合金板等轻型板材。
降低厂房屋盖和围护结构的重量,对抗震十分有利。震害调查表明,轻型墙板的抗震效果很好。大型墙板围护厂房的抗震性能明显优于砌体围护墙厂房。大型墙板与厂房柱刚性连接,对厂房的抗震不利,并对厂房的纵向温度变形、厂房柱不均匀沉降以及各种振动也都不利。因此,大型墙板与厂房柱间应优先采用柔性连接。
嵌砌砌体墙对厂房的纵向抗震不利,故一般不应采用。
13.3.7 各类顶棚的构件与楼板的连接件,应能承受顶棚、悬挂重物和有关机电设施的自重和地震附加作用;其锚固的承载力应大于连接件的承载力。
13.3.8 悬挑雨篷或一端由柱支承的雨篷,应与主体结构可靠连接。
13.3.9 玻璃幕墙、预制墙板、附属于楼屋面的悬臂构件和大型储物架的抗震构造,应符合相关专门标准的规定。
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