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一、主要修改点
本次修订的主要内容如下:
现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011 规定,上海市的设计地震分组被调整为第二组,并且对相关条文进行了修改。
(2) 修改了设计反应谱。
根据修改后的设计反应谱,对附录 A 中的地震地面加速度时程曲线进行了修改。
现行国家标准《建筑结构可靠性设计统一标准》GB 50068 以及《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002 规定,对相关荷载分项系数进行了修改。
现行国家标准《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T 51231 以及现行行业标准《装配式混凝土结构技术规程》JGJ 1 ,结合上海市近年积累的新工程实践经验,对装配式混凝土结构房屋的设计条文进行了全面的修订。
上海市住建委发布了《关于本市建设工程钢筋混凝土结构楼梯间抗震设计的指导意见》(沪建建管[2012]16 号)。依据此文件,对有关钢筋混凝土结构楼梯间的设计条文进行了修改。
对附录 K 实施了基于性能的抗震设计。对其参考方法进行了修改。
在砌体房屋里增加了有关混凝土模卡砌块砌体的内容钢结构抗震等级规范,并且新增了一个附录,这个附录是 L。
(9) 在钢结构房屋中补充了部分高层钢结构的相关内容。
上海市在 2020 年 8 月 13 日发布了《建筑消能减震及隔震技术标准》DG/TJ08-2326-2020。建筑的消能减震和隔震设计需按照该标准来执行。然而,本标准删除了此部分内容。
(11) 调整了对结构材料的要求。
(12) 调整了钢筋混凝土单跨框架结构的设计要求。
(13) 调整了建筑物设置地下室的要求。
依据《建设工程抗震管理条例》(国令第 744 号),对部分条文进行了修订。
二、主要修改的条文
对于按规定需要编制抗震设防专篇的建筑,要在初步设计阶段进行编制。并且要在设计文件中明确体现出来。
依据《上海市建设工程初步(总体)设计文件抗震设防审查管理办法》,该办法的文号为沪建管〔2015〕958 号。
建筑形体及其构件布置的规则性需要进行判断,其中包括位移比增加偶然偏心这一情况
为提升建筑工程桩基础对地震作用所具备的水平抗力,适宜选择以下这些加强措施:其一,十层以及十层以上的建筑物最好设置地下室。
建筑结构地震影响系数曲线(图 5.1.5)的阻尼调整需符合一定要求,其形状参数也应符合相应要求。
曲线下降段中,从特征周期到 10s 这个区段,其衰减指数应当取 0.9。
结构构件的地震作用效应与其它荷载效应进行基本组合时,应按照以下方式计算:
6.1.2A 级高度的钢筋混凝土乙类建筑最大适用高度需符合表 6.1.2 - 1 的规定,6.1.2A 级高度的钢筋混凝土丙类建筑最大适用高度也应符合表 6.1.2 - 1 的规定;B 级高度的钢筋混凝土乙类建筑最大适用高度要符合表 6.1.2 - 2 的规定,B 级高度的钢筋混凝土丙类建筑最大适用高度同样应符合表 6.1.2 - 2 的规定。对于平面和竖向均不规则的建筑,其最大适用高度最好适当降低。
计算房屋高度时,对于坡度不大于 45°的坡屋面房屋,无论是否有闷顶,房屋高度都算到主要檐口处;对于坡度大于 45°的坡屋面房屋,房屋高度算到坡屋面的一半高度处;当突出主屋面的塔楼结构面积不小于屋顶层建筑面积的 35%时,塔楼结构的高度适宜计入房屋高度。
本次修订新增了坡度不超过 45°的坡屋面房屋高度的计算办法,并且补充了突出主屋面的塔楼高度应计入房屋高度的条件。对于非钢筋混凝土柱的厂房中的单层钢筋混凝土房屋,能够参照本章所规定的原则来进行抗震设计。非钢筋混凝土柱厂房且房屋高度不超过 6m 的单层钢筋混凝土房屋,其抗震设防要求能够适当降低。能够按照设防烈度来进行抗震计算钢结构抗震等级规范,同时按照设防烈度降低一度(若是已经为 6 度则仍按 6 度)来采取抗震构造措施。
框架结构和框架 - 抗震墙结构里,框架要双向设置,抗震墙也要双向设置。当柱中线与抗震墙中线之间的偏心距大于柱宽的 1/4 时,以及梁中线与柱中线之间的偏心距大于柱宽的 1/4 时,应把偏心的影响计算进去。
甲类建筑不能采用单跨框架结构;非独立连廊的乙类建筑不能采用单跨框架结构;高度大于 24m 的丙类建筑不能采用单跨框架结构;高度不大于 24m 的丙类建筑不宜采用单跨框架结构。对于独立连廊采用单跨框架结构的情况,应依据附录 L 采用基于性能的抗震设计方法进行设计,并且结构的抗震性能目标不应低于Ⅲ类。
目前在部分学校、医院里的乙类建筑中,连廊通常采用独立的单跨框架。为了降低震害,应当依据附录 L 采用基于性能的抗震设计方法来进行设计,并且结构的性能目标不能低于Ⅱ类目标。另外,还可以通过增设支撑等方式来增加结构的冗余度。
6.1.18楼梯间应符合下列要求:
1宜采用现浇钢筋混凝土楼梯。
对于框架结构而言,楼梯间的布置不能使得结构平面呈现特别不规则的情况;楼梯构件要与主体结构保持整体性。
浇的时候,要把楼梯构件对地震作用及其效应的影响计算在内,并且要对楼梯构件进行抗震承载力的验算;最好采取一些构造措施,以减少楼梯构件对主体结构刚度所产生的影响。
楼梯间与主体结构之间需要有足够且可靠的构件来传递水平地震剪力。在楼梯间的四角,适宜设置竖向抗侧力构件。
框架结构中,楼梯间的框架梁和柱(包含楼梯梁和柱)的抗震等级要比其他部位的同类构件高一级。当楼梯构件参与整体内力分析时,其地震内力可不进行调整。若抗震等级已经是一级,则无需再提高。并且适宜适当增大截面尺寸以及配筋率。
5楼梯构件宜符合下列要求:
梯柱的箍筋需要在全高范围内进行加密。其间距不能大于 100 毫米,并且箍筋的直径不应小于 10 毫米。
梯梁最好按照双向受弯以及受扭构件来配置纵筋。纵筋要沿着截面的周边进行布置,并且其间距最好不要大于 200mm 。箍筋应该沿着梁的跨长进行全长加密。
对于钢筋混凝土结构,适宜在其楼梯间周边设置抗震墙。对于框架结构,若设置抗震墙可能会致使结构平面特别不规则。在这种情况下,楼梯间可以依据国家的相关技术规范要求,把梯板设计成滑动的样式,让其支撑在平台梁(板)上,这样就能减小楼梯构件对结构刚度所产生的影响。同时,还应当采取有效的措施,以防止梯板在强烈地震发生时从支座上脱落。对于楼梯间设置刚度足够大的抗震墙的结构(满足本条第 3 款),或者将梯板设计为滑动的结构,这样的结构中楼梯构件对结构刚度的影响较小,在进行整体内力分析时,其计算模型可以不考虑楼梯构件的影响;而如果不是这种情况,即不满足上述条件,那么在进行整体内力分析时,其计算模型就应该考虑楼梯构件的影响,并且最好与不计楼梯构件影响的计算模型进行比较,按照最不利内力来进行配筋。
6.3.7柱的钢筋配置,应符合下列要求:
对于较高的高层建筑,其最小总配筋率应增加 0.1%。
6.7.1框架-核心筒结构应符合下列要求:
核心筒与框架之间的楼盖最好采用梁板体系;在部分楼层采用平板体系的情况下,应当有加强措施。
除了加强层及其相邻的上下层之外,对于按照框架 - 核心筒进行计算分析的框架部分的各个层,其地震剪力的最大值最好不要小于结构底部总地震剪力的 10%。
当第 2 款无法满足时,最好采取措施来确保核心筒具备双重抗震体系的特性。框架与核心筒的墙肢要能够承受因连梁屈服内力重分布之后的地震作用。核心筒所承担的地震剪力最好放大 10%。同时,还要对核心筒在大震情况下的极限承载力进行验算。
6.7.1 框架 - 核心筒结构是双重抗侧力结构。为了确保框架能发挥第二道防线的作用,需要对框架规定一个最小的承受地震剪力值,以此来防止框架过弱。较多工程经验显示,超高层建筑外围框架柱承担的地震剪力比例通常小于 10%。增大外围框架刚度,对提高整体结构二道防线的受力性能效果不明显,并且经济性差,要满足第 2 款存在很大难度。因此,在第 3 款中提出了不同的设计方法,降低了对外围框架柱承担的地震剪力比例的要求,提高了对核心筒的要求。核心筒自身应具有双重抗震体系特性,连梁屈服后能够消耗地震输入的能量,同时提高了对核心筒承载力的要求,即对结构在大震下的弹塑性性能进行分析,大震下核心筒的极限承载力需满足要求(验算可参照附录 L 中的式 L.1.8)。对于框架,在对其小震阶段的承载力进行验算时,依然可以要求它承担不少于 10%的结构底部总地震剪力。在调整框架部分所承担的地震剪力时,能够只对框架柱的剪力和弯矩进行调整,而不调整框架梁的内力。
本节的多层钢结构房屋适用于以下情况:层数不超过 10 层,或者高度不超过 24m 的钢结构民用房屋;以及单跨、多跨的多层钢结构厂房,其中包括局部单层的多层厂房。高层钢结构房屋适用于高度满足表 9.1.1 的其他民用钢结构房屋。
【条文说明】9.1.1 此节涵盖了民用和工业这两种用途。它不适用于那种上层是钢结构而下层是钢筋混凝土结构的混合型多层结构。对于使用冷弯薄壁型钢作为主要承重结构的房屋来说,其构件截面比较小,自身重量也比较轻,所以这类房屋可以不遵循本节的抗震规定。本次修订参考了现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99 ,同时也参考了上海市工程建设规范《高层建筑钢结构设计规程》DG/TJ 08-32 ,在此基础上增加了高层钢结构的相关要求。
单层民用钢结构房屋可以依据本节所规定的原则来进行抗震设计。单层民用钢结构房屋,若房屋高度不超过 6m,当各柱子的轴向力设计值与构件全截面面积和钢材抗拉强度设计值乘积的比值都不超过 0.4 时,抗震设防要求可以适当降低,能够按照当地的抗震设防烈度进行抗震计算,并且按照当地的设防烈度降低一度(若是 6 度则仍按 6 度)来采取抗震构造措施。
并且应符合以下规定:
1设置地下室时, 钢结构宜延伸至地下室。
框架-支撑结构可采用中心支撑,也能采用偏心支撑。中心支撑的布置形式可以是交叉布置的形式。
中心支撑的类型有屈曲约束支撑和普通支撑;支撑可采用叉支撑、人字支撑或单斜杆支撑。厂房的支撑最好布置在荷载较大的柱间,并且要在同一柱间上下贯通。
框架-延性墙板结构宜选用无屈曲波纹钢板墙、屈曲约束钢板墙这类延性钢板墙。延性钢板墙最好沿着建筑的高度进行竖向连续布置。同时,延性钢板墙应延伸至计算嵌固端。
9.1.4多层和高层钢结构的楼板应符合下列要求:
6、7 度时房屋高度不超过 50m 的民用建筑,可采用装配式楼板。
对于转换层这类受力复杂的楼层,以及加强层等受力复杂的楼层,还有楼板开口较多的楼层,宜使用现浇混凝土楼板,或者设置刚性水平支撑。
应把楼板预埋件与钢梁进行焊接, 或者采取别的措施来确保楼板的整体性。
对于楼板平面内刚度较小的钢结构,最好设置平面支撑。如果各榀框架水平刚度相差较大,并且竖向支撑布置不规则,那么就应该设置楼层水平支撑。
条文说明指出,9.1.4 这条所给出的是当前国内外多层钢结构房屋较为常用的抗震性能较好的楼板形式以及相应做法。同时,高层钢结构房屋的楼板形式和做法参考了现行的上海市工程建设规范《高层建筑钢结构设计规程》DG/TJ 08-32 。
楼层水平支撑的作用主要在于传递水平地震作用以及风荷载,同时能够控制柱的计算长度,并且保证结构构件在安装时的稳定。可依据表 2 来确定楼层水平支撑的设置。
9.1.7框架结构体系的梁柱节点宜采用刚接。框架 - 支撑体系中,在支撑平面内,框架的梁柱节点可以采用半刚性连接或者铰接,而其余框架的连接适宜采用刚接;对于未设置斜向支撑的筒体体系,在筒体平面内的梁柱连接应当采用刚性连接,对于设置了斜向支撑的筒体体系,在筒体体系平面内的梁柱连接可以采用半刚性连接或者铰接;主要用来承受楼面竖向荷载的楼面梁与竖向支撑框架(或框筒及桁架筒)的连接可以采用铰接。
倘若工作温度不高于-20℃,Q235 和 Q345 钢的质量等级不应低于 C 级,Q390、Q420 及 Q460 钢的质量等级不应低于 D 级。
进行抗震计算时,在 9.1.9 的情况下,钢结构的阻尼比取值应符合以下规定:
多遇地震下进行弹性分析时,若高度不大于 50m,那么可取 0.04;若高度大于 50m 且小于 200m,可取 0.03;若高度不小于 200m,宜取 0.02。
计算多层和高层钢结构的内力与位移时,需考虑梁、柱的弯曲变形以及支撑的轴向变形。同时,也宜考虑梁、柱的剪切变形和柱的轴向变形。除了有支撑跨的梁之外,一般可不考虑梁的轴向变形。钢框架结构体系中,当梁柱刚接时,需要考虑梁柱节点域的剪切变形。可以将梁柱节点域当作剪切单元来考虑,也可以按照现行上海市工程建设规范《高层建筑钢结构设计规程》DG/TJ 08-32 的规定,近似地考虑梁柱节点域剪切变形的影响。钢框架的梁与柱采用端板式高强螺栓连接时,应当考虑半刚性连接对框架内力的影响。
弹塑性时程分析时,要考虑梁的弹塑性弯曲变形,也要考虑柱的弹塑性弯曲变形,同时还要考虑支撑的弹塑性轴向变形。宜考虑梁柱节点域的弹塑性剪切变形,在必要的时候也宜考虑柱的弹塑性轴向变形。对于柱而言,还宜考虑轴力对弹塑性弯曲变形所产生的影响。
9.1.12 多层钢结构房屋的梁和柱常采用工字形截面与箱形截面。在地震作用影响下,这两种截面会产生较大的剪切变形。在计算结构内力与位移时,应当将此情况加以考虑。多层钢结构的轴向变形相对很小,所以可以不予以考虑。本条修订是以现行上海市工程建设规范《高层建筑钢结构设计规程》DG/TJ 08-32 的第 7.1.5 条为参考的。目前实际工程中,使用计算机程序能够较容易地完成计算分析工作。基于此,本次修订把多层钢结构与高层钢结构相关内容的表述进行了统一。
若楼梯与主体结构连接较为紧密,在地震发生时,楼梯的梯板会处于类似斜撑的受力状况。应当采取滑动支座等构造方面的措施,以降低楼梯构件对主体结构刚度所产生的影响。
9.1.13 条文说明:若楼梯与主体结构的连接较为牢固。在地震发生时,楼梯的梯板会处于类似斜撑那样的受力状态。宜采用滑动支座等构造方面的措施,以降低楼梯构件对主体结构刚度所产生的影响。
9.1.14 应考虑梁柱节点域的剪切变形对刚接框架结构内力与位移所产生的影响。在条件允许的情况下,最好将梁柱节点域当作一个独立的剪切单元来进行结构内力与位移的分析;同时,也可以按照以下这些方法来进行近似的考虑:
工字型截面柱框架中,梁的长度计算尺寸宜取轴线间的距离,柱的长度计算尺寸也宜取轴线间的距离,且在计算时不考虑刚域。
对于箱型截面柱框架,宜将节点区视为刚域。梁、柱刚域的总长度,可选取节点域实际尺寸的一半。梁、柱长度的计算尺寸,宜取刚域间的净距。
对于框架-支撑结构,能够不考虑梁柱节点域的剪切变形对结构内力方面的影响。对于框架-支撑结构,能够不考虑梁柱节点域的剪切变形对结构位移方面的影响。
在框架 - 支撑结构里,框架部分依据计算所得的地震剪力需要乘以调整系数,要达到不小于结构底部总地震剪力的 25%以及框架部分计算出的最大层剪力值的 1.8 倍这两者中的较小值。然而,对于使用偏心支撑、屈曲约束支撑或者延性墙板的框架,其地震剪力可以不进行调整。
框架柱接头处至框架梁面的距离需为 1.2m 至 1.3m。上下柱的对接接头要采用全熔透焊缝。在柱拼接接头上下各 100mm 的范围内,对于工字形柱,其翼缘与腹板之间的连接焊缝,以及箱形柱的壁板之间的连接焊缝,都应采用全熔透焊缝。
3. 有相应的条件需达成。
墙长大于 5m 时,墙顶与梁适宜有拉结;墙长超过 8m 时,宜设置钢筋混凝土构造柱,并且层高 2 倍时也宜设置;构造柱的间距应不大于层高,同时也不应大于 4m;墙高超过 4m 时,墙体半高适宜设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。
条文说明中参照了现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011 里的第 13.3.4 条,并且补充了钢筋混凝土构造柱的最大间距要求。
本次修订对附录 A 中的地震地面加速度时程进行了全面修改,修改依据是修改后的设计反应谱。