最新抗震設(shè)計規(guī)范對高層建筑設(shè)計的影響

1、最新建筑抗震設(shè)計規(guī)范引出的若干高層建筑抗震設(shè)計問題摘要：本文主要闡述了我國對于建筑抗震設(shè)計的發(fā)展與背景、對于2010年建筑抗震設(shè)計規(guī)范的修訂內(nèi)容，以及在今后的高層建筑抗震設(shè)計應(yīng)該進(jìn)行的若干問題。0引言 繼唐山大地震，近年來我國陸續(xù)又發(fā)生大規(guī)模的嚴(yán)重地震，不斷在敲響建筑抗震的警鐘，建筑抗震設(shè)計規(guī)范也在我過建筑科技科研人員的精心研究下，做出了一次有一次的改動變更。隨著科技的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在人民政府的帶動下，越來越多的高層住宅，高層辦公用樓等高層建筑陸續(xù)出現(xiàn)在了我們的視線中。所以為了人民更安全的生活，我們需要在高層建筑的設(shè)計上響應(yīng)規(guī)范的微調(diào)，做出一些變化。本文結(jié)合了建筑抗震設(shè)計規(guī)范的發(fā)展進(jìn)程與最

2、新的修改，對于高層建筑的抗震設(shè)計給出了一些新的見解。1建筑抗震設(shè)計規(guī)范的發(fā)展與背景 我國最早期的建筑工程抗震設(shè)計主要參考蘇聯(lián)的地震區(qū)建筑抗震設(shè)計規(guī)范。1959年和1964年,我國曾兩次起草并擬定了包括各類工程結(jié)構(gòu)的地震區(qū)建筑抗震設(shè)計規(guī)范(草案),雖然未正式頒布,但對以后的工程抗震設(shè)計仍起了重要的作用1。而后，隨著國力的發(fā)展與技術(shù)的提高，我國于1974年正式頒布了第一本工程抗震設(shè)計規(guī)范1174工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計規(guī)范(試行)。1978年,1178工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計規(guī)范(簡稱78規(guī)范)2,國家建委批準(zhǔn)頒布。1989年,1189建筑抗震設(shè)計規(guī)范(簡稱89規(guī)范)3,建設(shè)部批準(zhǔn)頒布,1990年開始

3、實施,并于1993年作局部修訂。2001年,500112001建筑抗震設(shè)計規(guī)范(簡稱2001規(guī)范)4,建設(shè)部和國家質(zhì)檢總局聯(lián)合發(fā)布。于2008年5·12汶川地震后作了局部修訂,成為500112001建筑抗震設(shè)計規(guī)范(2008版本)5。2010年,500112010建筑抗震設(shè)計規(guī)范,目前已完成報批手續(xù)。我國在建筑工程抗震設(shè)計領(lǐng)域的規(guī)范基本成型。2建筑抗震設(shè)計規(guī)范的最新修訂 修訂主要依據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建標(biāo)200677號文件通知進(jìn)行的。于2007年7月對2001規(guī)范開始修訂,2008年4成初稿。而2008年5月12日發(fā)生了汶川地震,面向全國征求意見的修訂計劃工作暫時中斷,但是編制組成員迅

4、速進(jìn)入災(zāi)區(qū)開展震害調(diào)查,取得大量的建筑破壞資料數(shù)據(jù),為規(guī)范修訂提供寶貴而珍重的參考。震害資料顯示,建設(shè)規(guī)劃選址應(yīng)充分考慮各種地質(zhì)情況影響,中、小學(xué)校舍和醫(yī)院等重要建筑應(yīng)提高抗震設(shè)防類別,各類結(jié)構(gòu)的重要部位和薄弱部位、例如樓梯間等應(yīng)予加強,結(jié)構(gòu)防止連續(xù)倒塌和強柱弱梁設(shè)計問題應(yīng)予重視等等。根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部落實國務(wù)院汶川地震災(zāi)后恢復(fù)重建條例的要求,在認(rèn)真總結(jié)建筑震害經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,對2001規(guī)范作了應(yīng)急的局部修訂,于2008年7月30日頒布了500112001(2008版)建筑抗震設(shè)計規(guī)范。局部修訂的修訂內(nèi)容有:(1)依據(jù)地震動參數(shù)區(qū)劃圖的局部修訂,對四川、陜西、甘肅地震災(zāi)區(qū)的設(shè)防烈度予以變更;(

5、2)增加山區(qū)場地建筑抗震設(shè)計的專門要求;(3)從概念設(shè)計的角度,提出建筑結(jié)構(gòu)體系需要注意和改進(jìn)之處;(4)提高樓梯間抗震安全性的對策;(5)抗震結(jié)構(gòu)材料性能和施工要求的局部調(diào)整；(6)增加一定數(shù)量的強制性條文。在完成2008版局部修訂之后,2001規(guī)范的修訂工作步入正軌,認(rèn)真吸取汶川地震的震害經(jīng)驗,按要求于2009年12月完成審查并報批。2008版和2009年修訂基本延續(xù)了2001規(guī)范的主要抗震設(shè)計理念和方法。對于修訂的內(nèi)容與方向，3高層建筑抗震設(shè)計中應(yīng)該注意的方面。3.1結(jié)構(gòu)體系與材料的選用在地震常發(fā)區(qū)，建筑結(jié)構(gòu)體系或材料的選用是否合理是人們特別關(guān)注的事情。在我國，低于150 米的建筑采用的

6、結(jié)構(gòu)體系主要有三種：筒中筒、框筒和框架支撐體系。其它國家的高層建筑也常采用這些體系。但國外建筑大多都是鋼結(jié)構(gòu)建筑，而我國鋼筋混凝土建筑的比例高達(dá)9 成。如此高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)，國內(nèi)外對如此高比例的鋼筋混凝土建筑的抗地震作用都沒有很好的經(jīng)驗。混式結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土內(nèi)筒常常要承受70%至90%的震層剪力。采用鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)，則應(yīng)將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值作為變形控制的基準(zhǔn)；但因為此結(jié)構(gòu)的彎曲變形側(cè)移比較大，采用剛度較小的鋼框架協(xié)助減小側(cè)移的方式，不僅效果不明顯，而且會使鋼結(jié)構(gòu)負(fù)擔(dān)顯著增大，有時必須通過設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)或增加混凝土筒的剛度的方式產(chǎn)生加強層才能達(dá)到規(guī)范的側(cè)移限值；如果柱距或結(jié)

7、構(gòu)體系發(fā)生變化時，就應(yīng)設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。轉(zhuǎn)換層和加強層產(chǎn)生的大剛度容易造成結(jié)構(gòu)剛度的突變，往往會造成柱構(gòu)件剪力的突然加大，外框架柱連接處與轉(zhuǎn)換層構(gòu)件或加強層伸臂之間很難保證強柱弱梁。因此要慎重選擇轉(zhuǎn)換層和加強層的結(jié)構(gòu)模式，盡可能降低它們的剛度，避免其造成的不利影響3.2場地和地基的選擇 建筑的場地以及地基的選擇對于高層建筑的抗震能力具有直接的影響，是建筑抗震設(shè)計的基礎(chǔ)在進(jìn)行建筑場地以及地基的選擇時，應(yīng)該充分的了解當(dāng)?shù)氐牡卣鸹顒忧闆r，對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況進(jìn)行科學(xué)的勘察，在收集豐富資料的基礎(chǔ)之上對場地進(jìn)行綜合的分析和評價，評估當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)計等級對于一些不利于抗震設(shè)計的場地應(yīng)該盡可能的進(jìn)行規(guī)避，而實在無法

8、規(guī)避的應(yīng)該有針對性的做好相應(yīng)的處理措施在高層建筑地基選擇過程當(dāng)中應(yīng)該盡可能的選擇巖石或者是其它具有較高密實度的基土，從而提高建筑地基的抗震能力，盡可能的避開不利于抗震的軟性地基土對于一些達(dá)不到抗震要求的地基應(yīng)該采取相應(yīng)的措施進(jìn)行加固和改造，使其能夠符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)3.3建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程當(dāng)中，應(yīng)該盡可能的做到規(guī)則，尤其是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡可能的簡單化，從而保證可靠性和承載力分布的均勻性建筑結(jié)構(gòu)的平面布置應(yīng)該選擇形狀比較規(guī)則的圖形，這樣在發(fā)生地震的時候能夠確保建筑整體的承載力均勻分布應(yīng)該盡可能的避免不規(guī)則的結(jié)構(gòu)平面，造成建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)心和剛心出現(xiàn)交錯，這樣一旦出現(xiàn)地震，一些和剛心

9、距離比較大，剛度不足的構(gòu)件就會發(fā)生側(cè)移，受到較大的地震力的影響，有可能因為承受不住而發(fā)生損壞，最終導(dǎo)致建筑由于某個構(gòu)件的損壞而發(fā)生傾斜和倒塌為了防止抗側(cè)力結(jié)構(gòu)橫向剛度突然出現(xiàn)變化，應(yīng)該使垂直方向的抗側(cè)力的截面積從上到下逐漸的遞減3.4樓梯間設(shè)計的加強樓梯的結(jié)構(gòu)是直接或間接與主體結(jié)構(gòu)相連的,例如，對于框架結(jié)構(gòu)房屋，樓梯事實上是主體框架結(jié)構(gòu)的一部分，在地震作用下，斜向構(gòu)件梯段板也要承受剪力，這有可能導(dǎo)致梯段板斷裂。梯段板通常有半個層高，兩個標(biāo)高處的水平位移有差值，容易使梯段板拉裂。另外，其各跑段梯段板的振型不一定相同和同步，容易導(dǎo)致梯段板底部受力鋼筋與梯段板分離，鋼筋斷裂，還可能導(dǎo)致平臺梁受扭破壞

10、。在框架結(jié)構(gòu)樓梯中由于存在休息平臺，易形成短柱*除此以外，樓梯間高度相當(dāng)于1.5個層高，這也會對樓梯間的穩(wěn)定性造成影響.施工縫的留置也可能會影響樓梯的穩(wěn)定性。多層民用房屋結(jié)構(gòu)中，樓梯多為現(xiàn)澆板式結(jié)構(gòu)，樓梯的施工應(yīng)與樓房其他主體結(jié)構(gòu)的施工同步進(jìn)行，才能保證房屋的主體結(jié)構(gòu)安全和抗震效果。這樣，在樓梯中就不可避免地留置一定數(shù)量的施工縫，施工縫的留置位置和支模方法直接關(guān)系到主體工程質(zhì)量和施工難易程度。下面兩張圖是某震后居民樓樓梯板受震后的狀況。圖1 框架結(jié)構(gòu)中板式樓梯板被拉斷 為加強樓梯間的整體性及墻體的穩(wěn)定性，以增強其空間剛度，應(yīng)加強縱橫墻體之間的可靠連以限制墻體裂縫的產(chǎn)生，發(fā)展及倒塌。（1）頂層樓

11、梯間墻體應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)26通長鋼和4分布短鋼筋平面內(nèi)點焊組成的拉結(jié)網(wǎng)片或4點焊網(wǎng)片；79度時，其他各層樓梯間墻體在休息平臺或樓層半高處設(shè)置60mm厚、縱向鋼筋不應(yīng)少于210的鋼筋混凝土帶或配筋磚帶；配筋磚帶不少于3皮，每皮的配筋不少于26，砂漿強度等級不應(yīng)低于M7.5且不低于同層墻體的漿強度等級。（2） 樓梯間及門廳內(nèi)墻陽角處的主梁支承長度不應(yīng)小于500mm并應(yīng)與圈梁連接。（3）突出屋頂?shù)臉翘蓍g，除其構(gòu)造柱應(yīng)伸到頂部!并與頂部圈梁連接外，所有墻體應(yīng)沿墻高隔26通長鋼和4分布短鋼筋平面內(nèi)點焊組成的拉結(jié)網(wǎng)片或4點焊網(wǎng)片。4結(jié)語 我國的建筑抗震設(shè)計規(guī)范還會在今后的實踐中汲取更多的經(jīng)驗，從而成長的更加成熟，而高層建筑的成熟也將稱為這我國走向小康社會的鮮明符號。在高層建筑的設(shè)計上積極響應(yīng)建筑抗震設(shè)計規(guī)范是對人民群眾安全的責(zé)任。從長遠(yuǎn)角度看，開