注册工程师继续教育讲稿

注册工程师继续教育讲稿 结构设计中遇到的问题的分析研究 卢伟煌 福建省建筑设计研究院 福州350001 1、 对于长度L小于h0的梁配制箍筋时，实际配制的箍筋必须与计算符合。 (用于均布荷载及集中荷载所占总剪力小于75%) (用于集中荷载所占总剪力大于75%) 如果 ，则上面两公式请改为如下： (用于均布荷载及集中荷载所占总剪力小于75%) (用于集中荷载所占总剪力大于75%) 2、 和 在下面两图形中，计算结果有不合理的地方。 梁b×h=350×600，混凝土C30 第一个图形支座处剪力Q1=（198＋0.5×24×6）=270KN，集中力所占：198÷270=0.733 第二个图形支座处剪力Q2=（198＋0.5×14×6）=240KN，集中力所占：198÷240=0.825 第一个图形支座处的箍筋： ； 第二个图形支座处的箍筋： ； 得出剪力小，反而箍筋大一倍的不合理结论 3、 用PMPK程序计算承台配筋在下面情况有问题，但内力计算正确。 计算承台配筋时，弯矩M1对应的截面是截面A，弯矩M2，M3，M4对应的截面是截面B；PMPK程序弯矩M1，M2，M3，M4对应的截面均为截面B。错误可想而知。 4、 上部结构设置抗震缝时，避免设置在两片剪力墙之间（特别是两片混凝土墙较长时，更应避免） 5、 规范中 和 的关系与区别 控制条件与结构的扭转刚度有直接关系，也就是说完全对称结构（如框架结构，其抗扭刚度较小），其扭转周期 与平动第一周期 的比值 也很难控制 以内，甚至会出现 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 ；但 反而很容易控制在1.20以内。 控制条件与刚度中心和质量中心之间的距离R有直接关系，如果R小， 则很容易控制，否则很难控制。 它们之间也有关系：在扭矩一定的时候，扭转刚度越大，其扭转角就越小，反之，扭转角就越大。 6、 在结构设计中，会遇到底层层高很高（如5.2m）的七、八层的住宅，即使平面看起来较规则，但 和 往往不能满足，且底层与上层侧向刚度之比大大小于0.70，解决这一问题的最直接方法是在底层结构的两端加剪力墙。 7、 SATWE从2003年11月版本修改了位移比的计算方法 原平均位移的计算方法是考虑质量加权来计算平均位移，现方法是按规范取位移最大值和最小值之和的一半来计算平均值。 在计算 比值时，必须强制刚性楼板假定。 SATWE改进了人防梁的配筋，在验算人防梁延性时，考虑了受压钢筋的影响，这样人防梁延性比超限的现象大大减少。 8、 特殊截面配筋率计算问题 对于异形截面（如图A所示的截面，在独立基础中是常见的截面），其截面配筋率的计算，在规范中未有规定，平时各种算法都有。作者认为，配筋数量的多少，与混凝土受压区面积的大小有密切关系；受拉区的钢筋所受的拉力必须与混凝土受压区的压力组成平衡力系，如果混凝土受压区所能提供的压力有限，配再多的受拉钢筋是没用的，因此，配筋率的大小与混凝土受压区面积大小有直接关系，假定配筋数量固定，截面高度h也固定，则其配筋率大小与截面宽度b有直接的关系。 对于异形截面，如何确定截面宽度b，就成为异形截面计算配筋率的关键，确定截面宽度b的原则：把混凝土受压区面积按重心位置不变的原则换算成矩形受压区面积的等效宽度b,下面四种异形截面的配筋率均按下面公式计算： EMBED Equation.3 根据规范组的解释：计算最小配筋时用全截面，即 ，其它时候的截面配筋率时用h0，即 。 9、 应控制剪力墙平面外的弯矩，《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第 7.1.7条规定：如果剪力墙墙肢与平面外方向的楼面梁连接时，应至少采取以下一个措施，减小梁端部弯矩对墙的不利影响： （1）、沿梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙，抵抗该墙肢平面外弯矩。 （2）、当不能设置与梁轴线方向相连的剪力墙时，宜在墙与梁相交处设置扶壁柱，扶壁柱按计算确定截面及配筋。 （3）、当不能设置扶壁柱时，应在墙与梁相交处设置暗柱，并按计算确定配筋。 （4）、必要时，剪力墙内可设置型钢。 但当墙较厚，梁端弯矩较小（即梁跨度较小，例如小次梁），计算结果表明其竖向分布钢筋足以抵抗梁端弯矩时，就可不配任何暗柱。 10、 有关消防车荷载取值问题 荷载规范对消防车是这样规定的，单向板楼盖（板跨不小于2米），取35KN/ ，双向板楼盖和无梁楼盖（柱网尺寸不小于6M×6M），取20 KN/ ，这荷载取值是根据板中弯矩等效的原则定出来的。 （1）、计算板筋时,荷载请按上面取值。但对有覆盖层厚度的板，随着覆盖层厚度和板跨的增大，其板面等效面荷载则减小。、 单向板情况 P=260KN（消防车两后轮合重），bty=2.0m， 简支板上荷载的有效分布宽度 ： 当 ， ， 时， 当 ， ， 时， 例1、 单向跨板跨度L=3m，P=260KN（消防车两后轮合重），bty=2.0m ，覆土垫层厚度S=0.0m，混凝土板厚h=0.25m。 则bcy=2.0+0+0.25=2.25m， ， = 例2、 其它条件同例1，L=4m。 则bcy=2.0+0+0.25=2.25m， ， = 。 例3、 其它条件同例1，L=4m ，覆土垫层厚度S=1.0m ， 则 ， = 双向板情况 活荷载值 kN/m2 单向板跨度（m） 双向板跨度（m） 3.0 4.0 5.0 6.0 3×3 4×4 5×5 6×6 7×7 8×8 覆土垫层厚度m 0 47.0 29.6 20.3 14.8 27.3 17.6 12.1 8.8 6.7 5.2 0.2 46.5 29.2 20.0 14.6 26.4 17.2 11.9 8.7 6.6 5.2 0.4 45.6 28.7 19.8 14.4 25.5 16.9 11.8 8.6 6.6 5.2 0.6 44.8 28.3 19.5 14.3 24.6 16.5 11.6 8.5 6.5 5.1 0.8 43.9 27.8 19.3 14.1 23.7 16.1 11.4 8.4 6.4 5.1 1.0 43.2 27.4 19.0 14.0 22.8 15.6 11.2 8.3 6.3 5.0 1.2 42.4 27.0 18.8 13.8 21.9 15.3 11.1 8.3 6.3 5.0 （2）、计算单向板次梁时，其折减系数取0.80；计算单向板主梁时，其折减系数取0.60。 计算双向板梁时，其折减系数取0.80； （3）、计算墙柱、基础时，规范：单向板楼盖取折减系数取0.50，双向板楼盖和无梁楼盖取折减系数取0.80。对这一条规定，我认为打折打得不够。 理由如下： 一部消防车的最大重量为32吨，其平面尺寸2.5M×8.0M,即每平方米的重量: ,这个值相当于把消防车密密密麻麻排在结构板上,毫无空隙。如果空隙一米，则 ，我建议用10 。北京市建筑设计院建议取5 ；我觉得偏小。 （4）、有消防车道处，按规范要求取消防车荷载，不要在整个顶板上都考虑。 11、 规范对抗浮要求太严。 例如：假定产生水浮力的承压水高度3米，与之平衡的静荷载40 （活荷在抗浮验算中不能考虑） 按规范：1.2×3×10-0.9×40=0.0(按固定水位考虑) 如按力学平衡:其安全系数K=40/30=1.333,在全国学术会议上,许多专家认为安全系数1.2就够了。 如果按可变水位考虑，则1.4×3×10-0.9×46.6667=0.00, 按力学平衡:其安全系数K=46.666/30=1.555 12、 规范中规定梁配筋率 定为强制性条文不合适。 理由：此条文从ACI规范引来，它们的条文说明很明确，限制原因，主要怕 太大，钢筋密集，不好施工，我们抗震规范有规定 （一级） （二、三级），属于双筋梁，梁的延性很好，扣去受压钢筋与受拉钢筋平衡以后，实际的受拉钢筋仅有0.5×2.5%=1.25%(0.7×2.5%=1.75%)。从别人规范引来，变成强制性，就没有太多道理。 13、 裂缝宽度的问题及其计算方法： （1）、从耐久性角度来说，钢筋保护层越厚，其耐久性应该越好，但规范增加保护层后，其表面的裂缝宽度就越大，这样造成裂缝宽度不符合规范要求；这一规定与常理不符。 日本土木工程学会的标准，规定混凝土表面的允许裂缝宽度为保护层厚度的某一比值，从耐久性角度角度来看比较合理，即钢筋保护层越厚，允许的裂缝宽度越宽。 因此，增加保护层的厚度，尽管混凝土表面裂缝宽度会增大，但对于防止裂缝处的钢筋锈蚀及其发展却是有利的，增加保护层的厚度，远比控制混凝土表面裂缝宽度重要。 （2）、影响混凝土表面裂缝宽度的因素： （A）、钢筋的应力水平是最重要的因素； （B）、保护层厚度是一个重要因素； （C）、每根钢筋周围混凝土面积大小也是一个影响因素； （D）、钢筋直径不是重要因素。 （3）、裂缝宽度计算公式是用于单向构件的,而双向构件我国规范没有,像双向板也用该公式计算就有些问题。 14、 在结构布置中，不要把楼面主梁支承在剪力墙的连梁上，因为剪力墙的连梁是耗能构件，在地震作用下，允许其先出现塑性，如果把楼面主梁支承在剪力墙的连梁上，则支承竖向荷载都成问题。 15、 《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002关于浅基承载力修正公式有问题； 89规范： 2002规范： 请大家对照新旧规范，89规范修正以后是设计值，而2002规范修正以后是特征值，承载能力修正系数新旧规范数值没有变，设计值与特征值之间相差1.20倍以上。 16、 《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002第8.4.9条:当筏板的厚度大于2000MM时,宜在板中间部位设置直径不小于12MM,间距不小于300MM(高规为200MM)的双向钢筋网。 中间这层钢筋配筋率是最小配筋率（0.15%）的1/4（1/3）, 中间这层钢筋的设置不起作用。 工程实践也证明，不加这层钢筋的工程也很多，如南京62层建筑3米厚的底板，上海金茂大厦4米厚的底板等。 17、 当上部结构的剪力墙同时又是地下室的外墙侧壁时，在地下室这一段的剪力墙的竖向分布钢筋必须大于等于按地下室外墙侧壁的竖向钢筋。 18、 《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002第8.2.7-4条：当扩展基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，尚应验算柱下扩展基础顶面的局部受压承载力；第8.5.19条：当承台的混凝土强度等级低于柱或桩的混凝土强度等级时，尚应验算柱下或桩上承台的局部受压承载力。 这两条《建筑地基基础设计规范》未列出验算公式，设计人员平时验算时套用《混凝土结构设计规范》中局部受压承载力计算公式，但该公式不适用。 《混凝土结构设计规范》第7.8.1条:配置间接钢筋的混凝土结构构件,其局部受压的截面尺寸应符合下列要求: 承台和独立基础与《混凝土结构设计规范》第7.8.1条所列情况至少有下面两点不同:(1)承台和独立基础面一般情况未配纵筋和抗剪(抗冲切)箍筋, 箍筋即使配了也没配在柱下；(2)柱受力除轴力外还有弯矩和剪力。因此不同的情况套用《混凝土结构设计规范》公式是不对的。 19、 三桩承台规范要求用梁式配筋，但承台上柱改为墙，把三桩承台分成二半，这时三桩承台就必须改为板式配筋；对于其它承台遇到这种情况，需把受力大的承台底筋放置在最下层。见下图。 20、 把剧场，体育馆等大跨度、空旷的公共建筑放在框架这一栏查抗震等级不适合。 首先会起误导作用，以为剧场，体育馆均可用框架，其实，剧场，体育馆应有相当数量的抗侧力构件，如抗震墙、支撑等，国外震害调查也表明此类建筑，刚度大者，抗震性能就好。 21、 单向构件验算剪切，双向构件验算冲切。因此，两桩承台只须抗剪和抗弯验算 22、 执行GB 50011一GB 50011抗震规范时。若发现某些条款与以前颁布的国家标准或行业标准规定不一致时如何解决? 根据标准化法，当国家标准与行业标准对同一事物的规定不一致时，应按国家标准执行。当不同的国家标准之间的规定不一致时，应按最新颁布的国家标准执行。 23、 设计基准期和设计使用年限有何差别。在设计文件中应如何表述? 按国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068一GB50011总则的有关规定，我国的建筑结构、结构构件及地基基础的设计规范、规程所采用的设计基准期为50年。同时，根据建筑物的使用要求和重要性，设计使用年限分别采用5、25、50和100年。 所谓设计基准期，是为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数，它不等同于设计使用年限。建筑结构设计所考虑的荷载统计参数，都是按设计基准期为50年确定的，如设计时需采用其他设计基准期，则必须另行确定在该基准期内最大荷载 的概率分布及相应的统计参数。 所谓设计使用年限，是借鉴了国际标准IS02394：1998提出的，又称为服役期、服务期等。设计使用年限是设计时选定的一个时期，在这一给定的时期内，房屋建筑只需进行正常的维护而不需进行大修就能按预期目的使用，完成预定的功能。设计使用年限是《建筑工程质量管理条例》对房屋建筑的地基基础工程和主体结构工程规定的最低保修期限“合理使用年限”的具体化。结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠度，满足安全性、适用性和耐久性的要求。结构可靠度是对结构可靠性的定量描述，即结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。 可见，设计基准期是一个基准参数，它的确定不仅涉及可变作用(荷载)，还涉及材料性能，是在对大量实测数据进行统计的基础上提出来的，一般情况下不能随意更改。例如我国规范所采用的设计地震动参数(包括反应谱和地震最大加速度)的基准期为50年，如果要求采用基准期为100年的设计地震动参数，则不但要对地震动的概率分布进行专门研究，还要对建筑材料乃至设备的性能参数进行专门的统计研究。 对于普通房屋和构筑物，在设计文件的总说明中应明确结构(含基础)的设计使用年限为50年；纪念性建筑和特别重要的建筑结构应为100年。设计文件中，不需要给出设计基准期。 24、 对于设计使用年限为100年及以上的丙类建筑，抗震设防烈度和设计基本地震加速度、抗震措施和抗震构造措施应如何确定? 首先要明确建筑寿命、设计使用年限和设计基准期的定义。 建筑寿命指从建造到投入使用的总时间，即从建造开始直到建筑毁坏或丧失使用功能的全部时间。 设计使用年限指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的年限，即房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和一般维护下所应达到的使用年限。当房屋建筑达到设计使用年限后，经过鉴定和维修，仍可继续使用。因此，设计使用年限不同于建筑寿命。同一幢房屋建筑中，不同部分的设计使用年限可以不同，例如，外保温墙体、给排水管道、室内外装修、电气管线、结构和地基基础，可以有不同的设计使用年限。 设计基准期是指为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数，它不等同于建筑结构的设计使用年限，也不等同于建筑寿命。我国建筑设计规范所采用的设计基准期为50年，即设计时所考虑荷载、作用、材料强度等的统计参数均是按此基准期确定的。 对于设计使用年限为100年及以上的丙类建筑，结构设计时应另行确定在其设计基准期内的活荷载、雪荷载、风荷载、地震等荷载和作用的取值，确定结构的可靠度指标以及确定包括钢筋保护层厚度等构件的有关参数的取值。 GB 50011一2001规范采用的三水准设防思想，即多遇地震、基本烈度地震和罕遇地震，通常也称为“小震”、“中震”和“大震”，在设计使用年限为50年时，相应的超越概率分别为63％，10％和2—3％，也可以用地震重现期或回归期T来表示。给定重现期 T的地震烈度也就是T年一遇的地震烈度，三水准对应的重现期分别为50年，475年和1975年。GB 50011一2001规范以“中震”烈度(地震基本烈度)I为基础，在平均意义上，将“小震”定义为I-1．55度，“大震”定义为I+1度。实际上，“小震”、“中震”与“大震”的烈度差别是因地而异的，这样定义的烈度差别是一种人为的、便于工程应用的约定。如果仍按上述定义，对于不同的基本地震烈度区，重现期为x的设防烈度可以表示为[1] I=a(10gX)2+blogX+c ----（1） (1)式中，系数a、b、c可查表l确定： 表1 不同烈度时公式(1)的系数值 系 数 a b c 烈 度 7 O．02 1.50 2.85 8 O．Ol 1.50 3.85 9 —O．48 3.68 2.59 由式(1)和表l可以算出不同设计使用年限的抗震设防烈度，如表2所示： 表2 不同设计使用年限的抗震设防烈度 使用 年限 1 5 10 15 20 50 100 150 200 烈 度 7 4.33 5.42 5.88 6.10 6.37 7.00 7.49 7.78 8.Ol 8 5.33 6.42 6.88 7.10 7.37 8.00 8.49 8.78 9.01 9 5.72 7.4l 7.95 8.29 8.48 9.00 9.29 9.43 9.51 按新的《中国地震动参数区划图A1》，与抗震设防烈度相对应的基本地震加速度(单位：g)可以表示为： A=O.1×2I一7 ------ (2) 按式(2)可以计算出表2中不同设计使用年限的抗震设防烈度所对应的基本地震加速度。当设计使用年限为100年时，7，8，9烈度区所采用的多遇地震(小震)、设防烈度地震(中震)和罕遇地震(大震)对应的加速度峰值示于表3中。 表3 设计使用年限50（100）年的地震加速度峰值(cm/s2) 设防烈度 7度 8度 9度 多遇地震 35 （49） 70 （98） 140（189） 设防烈度地震 0.1g（140） 0.2g (280) 0.4g （540） 罕遇地震 220 （308） 400（560） 620（837） 25、 GB 50011-2001规范中为何没有包括钢筋混凝土异型柱结构、短肢剪力墙、混凝土．钢混合结构等结构体系? 对于异型柱结构，目前工程界有各种不同的看法。对于小开间住宅建筑，由于室内柱子隐蔽，可方便使用，在有些地区很受欢迎。但从安全角度，则普遍认为由于柱子和框架节点受力复杂、钢筋锚固及施工质量难以保证，异型柱结构属于抗震不利的结构体系。对其研究和震害经验均不深入，因此GB50011规范不将其纳入。目前国内有些地区做了试验研究，编写和批准了地方规范，可以作为当地此类建筑抗震设计的依据，并应由地方规范主编单位和建设主管部门负责。若采用异型柱结构又无地方规范作为依据者，属于超规范 设计。 短肢剪力墙结构原则上属于抗震墙结构，应按GB50011规范和《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2002进行设计，符合抗震基本要求和抗震构造措施要求。试验研究表明，当短肢剪力墙结构满足楼层最小水平地震剪力要求且保证抗震构造措施时，短肢剪力墙结构具有良好的抗震性能。但高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。 混凝土-钢混合结构的抗震设计在《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2002中已有规定。 国务院于2000年9月25日发布的《建筑工程勘察设计管理条例》第29条规定，建设工程勘察、设计文件中规定采用的新技术、新材料，可能影响建设工程质量和安全，又没有国家技术标准的，应当由国家认可的检测机构进行试验、论证，出具检测，并经国务院有关部门或者省、自治区、直辖市人民政府有关部门组织的建设工程技术专家委员会审定后，方可使用。因此，凡是没有规范、规程作为依据进行设计的建筑结构，均应照此规定执行。 26、 《建筑抗震设防分类标准》(GB50223)第10.0.3条规定，大型的人流密集的多层商场应划为乙类。将大型零售商场等商业建筑列为乙类，主要考虑是大量人员集中的场所，地震时伤亡的可能性较大。该条规定参照了《商店建筑设计规范》(JGJ48—88)关于商店规模的分级。考虑近年来商场发展情况，当一个区段的建筑面积25000平米或营业面积10000平米以上的商业建筑，人流可达7500人以上(按每位顾客占用营业面积1.35平米计算)，应划为乙类建筑。 《建筑抗震设防分类标准》第3.0.1条第5款还规定，“建筑各单元的重要性有显著不同时，可根据局部的单元段划分抗震设防类别。”故设置了抗震缝将结构分为若干单元后，可根据各单元划分抗震设防类别。 对于面积较大的商业建筑，若设置抗震缝分成若干个结构单元，则各单元独立承担地震作用，彼此之间没有相互作用，地震发生时两部分结构同时破坏的概率较小，人流疏散也较容易。因此，当每个单元按面积划分属于丙类建筑时，可按丙类建筑进行抗震设防。 当商业建筑与其他建筑合建时应分别判断，并按区段确定其抗震设防类别。对于大底盘高层建筑，当其下部裙房属于大型零售商场的乙类建筑范围时，一般可将其及与之相邻的上部高层建筑二层定为加强部位，按乙类进行抗震设计，其余各层可按丙类进行抗震设计。 实际设计中应注意，由抗震缝分成的每个结构单元应有单独的疏散出入口。 27、 结构的薄弱层、软弱层，转换层、框支层的概念是什么? 薄弱层：该楼层的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80％，可以认为，是从结构强度的角度来判断； 软弱层：该楼层的侧向刚度小于相邻上一层的70％，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度的80％；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25％；可以认为，是从结构刚度的角度来判断； 转换层：《高层建筑混凝土结构技术规程》定义，转换层是转换结构构件所在的楼层；而转换构件指：完成上部楼层到下部楼层的结构形式转变，或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构件，包括转换梁、转换桁架、转换板等。地震作用下，转换构件将其上一层的竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑等)的内力由转换层向下传递； 框支层：如果一个结构单元的转换层以上为剪力墙，转换层以下为框架，那么转换层以下的楼层为框支层。 28、 如何判定结构是否属于扭转不规则以及不规则的程度? 在刚性楼板假定条件下，当计算小震作用的楼层最大弹性水平位移(或层间位移)与该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的比值大于1.2时，判断为扭转不规则；当比值接近1.5时，判断为特别不规则；当比值大于1.5时，一般判断为严重不规则。此时，计算的弹性水平位移(或层间位移)为代数值，当位移值小于规范限值的50％时，判断严重扭转不规则的比值可以适当放松。 一般情况下，计算水平位移(或层间位移)时，需要考虑偶然偏心的影响；偏心大小 的取值，可根据具体情况确定，不一定取该方向总长度的5％。 还需注意，最大值和平均值的计算，均取楼层中同一轴线两端的竖向构件计算，不考虑楼板中悬挑的端部。 29、 结构自振周期、基本周期与设计特征周期、场地卓越周期之间有何关系? 按照行业标准《工程抗震术语标准》(JGJ／T 97)的有关条文， 自振周期：结构按某一振型完成一次自由振动所需的时间。 基本周期：结构按基本振型(第一振型)完成一次自由振动所需的时间。通常需要考虑两个主轴方向和扭转方向的基本周期。 设计特征周期Tg：抗震设计用的地震影响系数曲线的下降段起始点所对应的周期值，与地震震级、震中距和场地类别等因素有关。 场地卓越周期：根据场地覆盖层厚度H和土层平均剪切波速v。，按公式T=4H／v。计算的周期，表示场地土最主要的振动特性。 结构在地震作用下的反应与建筑物的动力特性密切相关，建筑物的自振周期是主要的动力特性，与结构的质量和刚度相关。当自振周期、特别是基本周期小于或等于设计特征周期Tg时，地震影响系数取值为amax，按规范计算的地震作用最大。 国内外的震害经验表明，当建筑物的自振周期与场地的卓越周期相等或接近时，地震时可能发生共振，建筑物的震害较严重。研究表明，由于土在地震时的应力．应变关系为非线性的，在同一地点，地震时场地的卓越周期并不是不变的，而将因震级大小、震源机制、震中距离的变化而不同。 GB50011规范对结构的基本周期与场地的卓越周期之间的关系不做具体要求，即不要求结构自振周期避开场地卓越周期。事实上，多自由度结构体系具有多个自振周期，不可能完全避开场地卓越周期。 30、 结构进行抗震设计时，若计算出的第一振型为扭转振型应如何处理? 国内外历次大地震的震害表明，平面不规则、质量与刚度偏心的结构，在地震时会受到严重的破坏。模拟地震振动台模型试验结果也表明，扭转效应会导致结构的严重破坏。结构进行抗震设计时，若计算出的第一振型为扭转振型，说明结构的抗侧力构件布置不尽合理，导致结构楼层的刚心与质心偏移；抗侧力构件(一般是剪力墙)数量不足；或尽管结构平面对称，但核心筒断面太小，导致整体抗扭刚度偏小。此时应对结构方案进行调整，减小结构平面布置的不规则性，避免产生过大的偏心，或加强结构抗扭刚度，必要时可设置防震缝，将不规则的平面划分为若干相对规则的平面。也可按照GB50011规范3.4.3条的有关要求进行抗震分析，并对受扭构件采取加强延性和抗扭的构造措施。 31、 采用桩基或诸如CFG桩等措施进行地基处理后是否改变场地类别? 按照GB5001l规范2.1.7条对场地的定义，场地是建筑群体所在地，其范围在城镇中通常是指不小于1.Ok㎡的占地面积。场地在平面和深度方向的尺度与地震波波长相当，比建筑物地基的尺度要大得多。场地类别的划分时所考虑的主要是地震地质条件对地震动的效应，关系到设计用的地震影响系数特征周期Tg的取值。采用桩基或用搅拌桩(水泥固化剂桩，类似CFG桩)处理地基，只对建筑物下卧土层起作用，对整个场地的地震地质特性影响不大，因此不能改变场地类别。 32、 地下室顶板作为钢筋混凝土结构房屋上部结构的嵌固部位时，若考虑建筑使用的要求，楼盖是否可采用无梁楼盖的结构形式? 地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，应满足GB 50011规范6.1.14条的要求。一般说来，如果地下室顶板采用无梁楼盖的结构形式，将难以满足6.1.14条柱端塑性铰位置在±0．0处的要求，故不能采用无梁楼盖的结构形式，而应采用现浇梁板结构，且其板厚不宜小于180mm。 33、 位于地下室内的框支层。是否计入规范允许的框支层数之内? 若地下室顶板作为上部结构的嵌固部位，则位于地下室内的框支层，不计人规范允许的框支层数之内。 34、 6度区的建筑结构是否都不需要进行地震作用计算和截面抗震验算? GB50011规范3.1.4条和5.1.6条规定部分建筑在6度时可不进行地震作用计算和截面抗震验算，但应符合有关抗震措施要求。对于位于IV类场地上的较高的高层建筑，诸如高于30m的钢筋混凝土框架结构，高于60m的其他钢筋混凝土民用房屋和类似的工业厂房，以及高层钢结构房屋等，由于Ⅳ类场地反应谱的特征周期Tg较长，结构自振周期也较长，则6度Ⅳ类场地的地震作用值可能与在7度Ⅱ类场地的地震作用值相当，此时仍需进行抗震验算。所以并非所有的建筑在6度区不进行地震作用计算。 另外，对于钢筋混凝土房屋的抗震等级四级以上的结构，截面抗震验算涉及到内力调整，例如，6度区的丙类钢筋混凝土房屋的抗震等级，部分框支抗震墙结构之框支层框架为二级，其他结构中有部分框架为三级，部分抗震墙为三级甚至二级，因此，抗震措施中有许多需进行内力调整计算。 一些不规则的建筑结构，需要按GB 50011规范3。4。3条进行地震作用效应的调整并对薄弱部位采取有效的构造措施，有时也需要计算。 目前计算机辅助设计的计算程序已提供了6度的抗震计算功能，必要时也可通过相应的程序计算来进行抗震设计。 35、 GB50011规范中对钢筋混凝土框架柱进行轴压比和结构层间位移控制，这二者之间有无关系?89规范在框架-抗震墙层间弹性位移角限制中专门对装修较高的公共建筑做了规定，为什么GB50011规范却无此规定? GB50011规范对钢筋混凝土框架柱进行轴压比控制是为了保证混凝土构件的延性，防止脆性破坏。对结构层间位移进行控制是为了保证结构整体刚度和整体安全。控制轴压比和控制层间位移是两个不同的方面，两者无显著的联系。 层间位移限值主要根据保证建筑正常使用功能(弹性)和保证结构抗倒塌能力(弹塑性)来确定，其中也包括对非结构构件和建筑内各类设备的正常使用和破坏程度的控制。随着建材工业和装修技术的发展，建筑装修越高级，其细部构造越精密，变形能力可能会更好，例如建筑室内的木装修和许多化学建材装修以及玻璃幕墙都具有很好的适应变形的能力，大理石墙面一般也是采用多点悬挂方式固定于主体结构，89规范对建筑装修标准高的建筑结构采用较小的侧移限值在目前已无必要，故GB50011规范中不再对装修情况进行区分。 36、 计算薄弱层变形的方法有几种?适用范围如何? 计算薄弱层变形的主要方法包括：规范简化方法、静力弹塑性分析方法(push-over法)、弹塑性时程分析法等。 适用范围： 1)不超过12层且层刚度无突变的框架结构及单层钢筋混凝土柱厂房可采用规范5.5.4条的简化方法； 2)除上述结构之外，可以采用静力弹塑性分析方法(push-over法)或弹塑性时程分析法。对于规则结构，可采用简化的弯剪层模型和平面杆系模型；对于不规则结构，则应采用三维空间模型进行分析。 37、 框架-抗震墙结构。在基本振型地震作用下计算框架部分承受的地震倾覆力矩，基本振型指的是什么振型? 基本振型一般指每个主轴方向以平动为主的第一振型。 38、 GB50011抗震规范6．1．3条1款规定，框架-抗震墙结构，在基本振型地震作用下若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％，其框架部分的抗震等级应按框架结构确定，最大适用高度可比框架结构适当增加。适用高度增加的限值一般以多少为宜? 在这种情况下，适用高度增加以不超过20％为宜。 39、 无上部结构、全地下室的建筑，如地下车库等，如何进行结构抗震设计? 按照GB5001l规范6．1．3条3款的要求，无上部结构、全地下室的建筑物，如车库等的抗震等级可按三级或更低要求进行结构抗震设计。 40、 钢筋混凝土短柱如何定义，短柱受力中有何特点，设计中该怎么处理? 钢筋混凝土结构中按内力计算值得到的剪跨比Mc／(Vcho)不大于2、以及反弯点在柱子高度中部时且柱净高与柱截面高度之比Hn／h不大于4的柱称为短柱。(实际工程中，应注意由于实心粘土砖填充墙对框架柱的约束，如：框架柱间砌筑不到顶的隔墙、窗间墙以及楼梯间休息平台使框架柱变成短柱)。 短柱的变形特征为剪切型，在地震作用时，容易发生脆性破坏，导致结构的严重破坏甚至倒塌。设计时，对于短柱的抗震验算，其轴压比限值应比一般柱降低O.05，抗震等级为一级时每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1．2％，应使其剪力设计值满足规范6．2．9条式6．2．9-2的要求；构造方面，箍筋应沿柱子全高加密，间距不应大于100mm，宜采用复合螺旋箍或井字复合箍，其体积配箍率不应小于1．2％，9度时不应小于1．5％，梁柱节点核芯区的体积配箍率不应小于上下柱端的较大值(体积配筋率计算时，可以计入在节点有效宽度范围内梁的纵向钢筋)。对于剪跨比小于1．5的超短柱要专门研究，如采取增设交叉斜筋、外包钢板箍、设置型钢或将抗震薄弱层转移到相邻的一般楼层等合理并经验证有效的构造措施，防止短柱剪切(或粘着)破坏，增加其耗能能力。 41、 GB50011抗震规范公式6.2.9-3，在计算剪跨比时。圆形钢筋混凝土柱的截面有效高度应如何取值? 剪跨比的定义为λ=Mc／(Vcho)，其中，Mc和Vc为未经内力调整的弯矩设计值和剪力设计值。 对于圆形钢筋混凝土柱，截面有效高度ho的取值比较复杂，偏于安全可将圆形柱直径减去保护层厚度后作为截面有效高度代人公式中进行计算。 42、 GB50011规范6.2.1l条的条文说明中提到的“矮墙效应”是指什么。什么情况下应考虑矮墙效应?如何避免矮墙效应? 一般的钢筋混凝土剪力墙的受力状态分为弯曲型和弯剪型，而对于总高度(不是层高)与总宽度之比小于2的剪力墙，受水平地震作用下的破坏形态为剪切破坏，类似短柱，属于脆性破坏，称为矮墙效应。国家标准的主要是针对一般的剪力墙，不包括矮 墙。总高度与总宽度之比小于2的剪力墙，如底部框架砖房的剪力墙；框支结构落地墙在框支层剪力较大，按剪跨比计算也可能出现矮墙效应。 为了避免矮墙效应，可在剪力墙上开竖缝，使之成为高宽比大于2的墙，提高其延性。 43、 框架结构设计中，若在平面内和竖向许多框架柱不对齐。设计中应注意哪些事项? 为了保证框架结构的抗震安全，结构应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等性能。设计中应合理地布置抗侧力构件，减少地震作用下的扭转效应；结构刚度、承载力沿房屋高度宜均匀、连续分布及保持完整，不宜抽柱或抽梁，使传力途径发生变化。 震害表明，若设计中许多框架柱在平面内或沿高度方向不对齐，形不成一榀完整的框架，地震中因扭转效应和传力路经中断等原因可能造成结构的较大损坏，设计时应视抽柱 或柱子错位的情况，按GB50011抗震规范3．4．3条进行不规则结构的设计计算。 44、 按GB50011规范6．1．10条设置钢筋混凝土抗震墙底部加强部位时，若有地下室时。是否仍从首层算起。地下室部分的加强部位如何设置? 抗震墙的底部加强部位是指在抗震墙底部的一定高度内，适当提高承载力和加强抗震构造措施。弯曲型和弯剪型结构的抗震墙，塑性铰一般出现在墙肢底部，将塑性铰及其以上的一定高度范围作为加强部位，在此范围内采取增加边缘构件箍筋和墙体横向钢筋等加强措施，避免墙肢剪切破坏，改善整个结构的抗震性能。 GB50011规范6.1.10条规定了抗震墙底部加强部位的高度范围，有地下室的房屋，在设置钢筋混凝土抗震墙底部加强部位时，根据地下室顶板是否作为上部结构的嵌固部位，分成以下两种情况： 一、地下室顶板作为上部结构的嵌固部位 抗震墙底部加强部位的高度从首层向上算，按6.1.10条的规定取值，同时将加强部位向地下室延伸一层(具有一层以上地下室的房屋可仅延伸至地下一层，地下二层以下可不按加强部位对待)。 二、地下室顶板不能作为上部结构的嵌固部位 震害调查发现，地表附近震害较严重，地下室较轻。若地下室顶板无法满足嵌固要求，通常地下一层底板处可基本满足。此时抗震墙底部加强部位的高度应从该处向上算，取墙肢总高度的1／8及地下一层加首层高度的较大值，且不大于15m取值。此时若有多层地下室，不必再向下延伸至地下二层以下。 45、 抗震墙边缘构件的箍筋应采用何种形式，阴影部分是否可用 拉筋代替箍筋? 抗震墙墙肢两端应设置边缘构件，边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件两类。抗震墙墙肢的延性与受压区混凝土的变形能力、即箍筋约束有关，抗震墙设置边缘构件是避免墙肢在轴压力和弯矩共同作用下，受压区混凝土压碎破坏。约束边缘构件是指用箍筋约束的暗柱、端柱和翼墙，其混凝土用箍筋约束，有比较大的变形能力；构造边缘构件相对约束边缘构件，其对混凝土约束较差。约束边缘构件和构造边缘构件的长度分别按规范图6．4．7和图6．4．8的要求采用。 对于约束边缘构件，阴影部分(图6．4．7)必须采用箍筋，其构造要求与框架柱的箍筋相同；阴影范围之外可采用箍筋或拉筋，但体积配箍率和箍筋竖向间距应符合规定。 对于构造边缘构件，在底部加强部位及抗震墙转角处宜采用箍筋，其他部位采用拉筋即可。 46、 如何定义抗震墙的约束边缘构件的暗柱、翼墙、端柱? 暗柱、翼墙、端柱按GB50011规范6．4．7条定义，暗柱一般指窗间墙等部位的矩形截面；当有翼墙或端柱时，如果翼墙长度小于3倍翼墙厚度或端柱截面边长小于2倍墙厚度时，视为无翼墙、无端柱。 47、 GB50011抗震规范中对钢筋混凝土框架结构的角柱有一些特殊要求。是不是转角处的框架柱均应按角柱对待? 考虑到角柱承受双向地震作用，扭转效应对内力影响较大且受力复杂等因素，抗震设计中对其抗震措施和抗震构造措施有一些专门的要求。GB50011抗震规范中的角柱是指位于建筑角部、与柱的正交的两个方向各只有一根框架梁与之相连接的框架柱。因此位于建筑平面凸角处的框架柱一般均为角柱，而位于建筑平面凹角处的框架柱，若柱的四边各有一根框架梁与之相连，则可不按角柱对待。 48、 GB50011抗震规范6.2.10条l款中，框支柱的最小地震剪力计算以框支柱的数目10根为分界。若框支柱与钢筋混凝土抗震墙相连，如何计算框支柱的数目? GB50011规范6．2．10条1款中，框支柱承受的最小地震剪力计算以框支柱的数目10根为分界，此规定对于结构的纵横两个方向是分别计算的。若框支柱与钢筋混凝土抗震墙相连成为抗震墙的端柱，则沿抗震墙平面内方向统计时端柱不计入框支柱的数目，沿抗震墙平面外方向统计时其端柱计人框支柱的数目。 49、 确定建筑物的抗震等级时。如果地下室顶板不作为上部建筑物的嵌固点，那么建筑物的高度该如何确定?是从室外地面算起还是从基础顶算起? 按照GB50011规范6.1.1条表6.1.1注1的说明，现浇钢筋混凝土房屋的房屋高度是指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出的屋顶部分)，因此按照6．1．2条表6．1．2确定房屋的抗震等级时，尽管地下室顶板不作为上部建筑物的嵌固部位，表中高度值仍是从室外地面算起。 50、 按GBS0011抗震规范6．3．7条表6．3．7注5的说明，6度设防抗震等级为四级的框架结构。柱轴压比是否也不应大于1.05？ GB5001l规范表6．3．7中只有抗震等级为一、二、三级的情况，当抗震等级为四级时，对框架柱的轴压比无要求(即延性可放松)，但设计时应该满足箍筋配置及加密等构造要求。 51、 一般的框架-抗震墙中的墙的抗震等级比柱要求高,8度时板柱．抗震墙结构中为什么柱的抗震等级却比抗震墙的抗震等级高? 板柱-抗震墙结构通常无框架梁，仅有暗梁，构不成梁柱节点，受力性能比较差。震害和试验研究均证明板柱节点是抗震的不利部位，设计时应利用抗震墙分担板柱框架的地震作用，根据多道设防的原则，GB50011抗震规范6．6．5条要求板柱结构中的抗震墙承担全部地震作用(作为第一道防线)，同时板柱应能承担各层全部地震作用的20％以上(作为第二道防线)。 从GB50011规范表6．1．2可以看出，一般的框架．抗震墙中的墙的抗震等级比柱高，8度时板柱．抗震墙结构中柱的抗震等级却比抗震墙的抗震等级高，主要原因有以下几点： (1)在板柱．抗震墙结构房屋的适用范围中，8度区属于高烈度区，框架柱的抗震措施需要加强，因此柱的抗震等级为一级，要求最高。 (2)8度时板柱．抗震墙结构房屋的适用最大高度为30m，抗震墙的抗震等级为二级已可以满足要求。 (3)由于柱和抗震墙属于不同的混凝土构件，它们的抗震措施和抗震构造措施要求的内容不同，二者之间的抗震等级不具有可比性。 52、 在现有钢筋混凝土结构房屋上采用钢结构进行加层设计时有何要求? 在现有钢筋混凝土结构房屋上加层采用钢结构(包括轻钢结构)，可分为两种情况： 一、若加层的结构体系为钢结构，因抗震规范不包括下部为钢筋混凝土、上部为钢结构的有关规定，两种结构的阻尼比不同，上下两部分刚度存在突变，属于超规范、超规程设计，设计时应按国务院《建筑工程勘察设计管理条例》第29条的要求执行，即需由省级以上有关部门组织的建设工程技术专家委员会进行审定。 二、若仅屋盖部分采用钢结构，整个结构抗侧力体系仍为钢筋混凝土，则按照规范第六章的有关规定进行抗震设计。此时尚应注意因加层带来结构刚度突变等不利影响，进行验算，必要时对原结构采取加固措施。 PAGE 29 _1133008155.dwg _1133010419.unknown _1133073236.unknown _1133696184.unknown _1138080364.unknown _1138084279.unknown _1138628281.unknown _1138628427.unknown _1138794027.unknown _1138628423.unknown _1138085976.dwg _1138623885.dwg _1138084285.unknown _1138081013.unknown _1138084198.unknown _1138080899.unknown _1138022248.unknown _1138022354.unknown _1138022442.unknown _1138080062.unknown _1138080141.unknown _1138079909.unknown _1138022418.unknown _1138022309.unknown _1138020135.dwg _1138020177.unknown _1138022236.unknown _1133696194.unknown _1138019286.unknown _1133076688.unknown _1133243768.unknown _1133586952.unknown _1133249472.dwg _1133243652.unknown _1133073589.unknown _1133076530.unknown _1133073449.unknown _1133069079.unknown _1133072614.unknown _1133072940.unknown _1133071191.unknown _1133010871.unknown _1133013037.unknown _1133010469.unknown _1133010290.unknown _1133010304.unknown _1133010406.unknown _1133010035.unknown _1133010244.unknown _1133008861.unknown _1133009619.unknown _1132992796.unknown _1133007110.unknown _1133007230.unknown _1133007412.unknown _1133007148.unknown _1132994281.unknown _1132994516.unknown _1132994196.unknown _1132993896.unknown _1132994174.unknown _1132992533.dwg _1132992644.unknown _1132992783.unknown _1132983609.unknown _1132983916.unknown _1132982859.dwg