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1、房屋建筑抗震設(shè)計(jì)常見問題解答中國(guó)建筑科學(xué)研究院2004年4月說明協(xié)助設(shè)計(jì)人員、施工圖審查人員正確、全面理解和運(yùn)用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50011、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程以及房屋建筑抗震設(shè)計(jì)的強(qiáng)制性條文,這里匯總編入了下列資料:高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ3若干問題討論建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50011答疑房屋建筑抗震設(shè)計(jì)強(qiáng)制性條文的理解和實(shí)施建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)GB 50223修訂 中國(guó)建筑科學(xué)研究院 程抗震研究所 20044高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3-2002)若干問題討論中國(guó)建筑科學(xué)研究院 黃小坤多層建筑如何參照?qǐng)?zhí)行 混凝土高規(guī)適用于10層及10層以上或房屋高度超過
2、28m的非抗震設(shè)計(jì)和抗震設(shè)計(jì)烈度為69度的高層民用建筑結(jié)構(gòu)。 對(duì)于不超過10層或房屋高度不超過28m但接近10層或28m(如8層或24m)的混凝土民用建筑科參照混凝土高規(guī)的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。對(duì)于層數(shù)較少、房屋高度較矮的混凝土房屋,混凝土高規(guī)的某些規(guī)定可根據(jù)具體情況適當(dāng)放松;混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002、建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2002(以下分別簡(jiǎn)稱混凝土規(guī)范、抗震規(guī)范)有關(guān)多層建筑也有一些規(guī)定。 今后,隨著規(guī)范的不斷完善,對(duì)于多層混凝土結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),宜有更詳細(xì)的專門規(guī)定。風(fēng)壓取值 基本風(fēng)壓按混凝土高規(guī)第3.2.2條的規(guī)定采用,但不得小于0.3N/。 對(duì)于特別重要的高層建
3、筑,目前尚無統(tǒng)一、明確的定義,一般可根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50068-2001規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限和安全等級(jí)確定。設(shè)計(jì)使用年限為100年的或安全等級(jí)為一級(jí)的高層建筑可認(rèn)為是特別重要的高層建筑。 對(duì)風(fēng)荷載是否比較敏感,主要與高層建筑的自振特性有關(guān),如結(jié)構(gòu)的自振頻率和振型等。對(duì)于前幾階振型頻率比較密集、振型比較復(fù)雜的高層建筑結(jié)構(gòu),高振型影響不可忽視,僅采用考慮第一振型影響的風(fēng)振系數(shù)來估計(jì)風(fēng)荷載的動(dòng)力作用,有時(shí)不能全面反映建筑物對(duì)風(fēng)荷載的動(dòng)力影響,可能偏于不安全,因此適當(dāng)?shù)靥岣唢L(fēng)壓取值。為了便于條文的執(zhí)行,混凝土高規(guī)條文說明指出,一般情況下,房屋高度大于60m的高層建筑可取100年一遇的風(fēng)
4、壓值;對(duì)于房屋高度不超過60m的高層建筑,其風(fēng)壓取值是否提高,可由設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際情況確定。對(duì)于側(cè)向剛度較大的高層建筑結(jié)構(gòu),房屋高度大于60m時(shí)也可按50年一遇的基本風(fēng)壓計(jì)算風(fēng)荷載。群集建筑的風(fēng)荷載增大 對(duì)房屋相互間距較近的建筑群,由于旋渦的相互干擾,房屋的某些部位的局部風(fēng)壓會(huì)顯著增大,設(shè)計(jì)時(shí)宜考慮其不利影響。群體效應(yīng)一般與建筑物的相對(duì)高度、距離、方位、體型等有關(guān),情況比較復(fù)雜,我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB5009-2001尚未給出具體計(jì)算方法,一般可將風(fēng)荷載體型系數(shù)進(jìn)行放大,如混凝土高規(guī)第3.2.7條的要求。 風(fēng)洞試驗(yàn)表明,風(fēng)對(duì)群集建筑物的荷載增大效應(yīng)往往是局部的,表現(xiàn)為局部風(fēng)壓的增
5、大。對(duì)于有參考經(jīng)驗(yàn)的情況,可采用已有的放大系數(shù);對(duì)比較重要的或體型、環(huán)境非常復(fù)雜的高層建筑,建議通過邊界風(fēng)洞試驗(yàn)考慮風(fēng)荷載作用。46度抗震設(shè)計(jì)時(shí)為何規(guī)定計(jì)算地震作用和作用效應(yīng) 鑒于高層建筑的重要性且結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件應(yīng)用已十分普遍,因此規(guī)定所有6度抗震設(shè)計(jì)的高層建筑也進(jìn)行地震作用和作用效應(yīng)計(jì)算,而不僅僅限于四類場(chǎng)地上的較高房屋。通過計(jì)算,可與無地震作用效應(yīng)組合工況進(jìn)行比較,并可采用有地震作用組合的柱軸壓力設(shè)計(jì)計(jì)算柱的軸力等,方便抗震設(shè)計(jì)。考慮質(zhì)量偶然偏心的依據(jù)和方法 國(guó)外多數(shù)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范認(rèn)為,需要考慮由于施工、使用等因素所引起的質(zhì)量偶然偏心或地震地面運(yùn)動(dòng)的扭轉(zhuǎn)分量的不利影響?,F(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)抗震規(guī)范中,
6、對(duì)平面規(guī)則的結(jié)構(gòu),采用增大邊榀結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)的簡(jiǎn)化方法考慮偶然偏心的影響。 對(duì)于高層建筑而言,規(guī)定直接取垂直于地震作用方向的建筑物每層投影長(zhǎng)度的5作為該層質(zhì)量偶然偏心來計(jì)算單向水平地震作用,是和國(guó)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定一致的。 實(shí)際計(jì)算時(shí),可將每層質(zhì)心沿參考坐標(biāo)系的同一方向(正向或負(fù)向)偏移,分別計(jì)算地震作用和作用效應(yīng);也可近似按照原始質(zhì)量分別情況計(jì)算地震作用,再按規(guī)定的質(zhì)量偶然偏心位置分別施加計(jì)算的地震作用,分別計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)。 對(duì)于連體結(jié)構(gòu)、多塔樓結(jié)構(gòu),相對(duì)分離的塔塊可按自身的邊長(zhǎng)確定相應(yīng)樓層的質(zhì)量偶然偏心值。何時(shí)需要考慮計(jì)算雙向地震作用 強(qiáng)震觀測(cè)表明,幾乎所有地震作用都是多向性的,尤
7、其時(shí)沿水平方向和豎向的振動(dòng)作用?;炷粮咭?guī)第3.3.2條規(guī)定了考慮計(jì)算雙向地震作用的情況,即質(zhì)量與剛度分布明顯不均勻、不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)?!百|(zhì)量與剛度分布明顯不均勻不對(duì)稱”,主要看結(jié)構(gòu)剛度和質(zhì)量的分布情況以及結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的大小,總體上是一種宏觀判斷,不同設(shè)計(jì)者的認(rèn)識(shí)有一些差異是正常的,但不應(yīng)該產(chǎn)生質(zhì)的差別。一般而言,可根據(jù)樓層最大位移與平均位移之比值判斷,若該值超過扭轉(zhuǎn)位移比下限1.2較多(比如A級(jí)高度高層建筑大于1.4、B級(jí)高度或復(fù)雜高層建筑等大于1.3),則可認(rèn)為扭轉(zhuǎn)明顯,需考慮雙向地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)計(jì)算,此時(shí),判斷樓層內(nèi)扭轉(zhuǎn)位移比值時(shí),可不考慮質(zhì)量偶然偏心的影響。如何計(jì)算雙向地震作用 混凝土
8、高規(guī)第3.3.11條規(guī)定了雙向地震作用效應(yīng)的計(jì)算方法。計(jì)算分析表明,雙向地震作用對(duì)結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件(如框架柱)設(shè)計(jì)影響較大,對(duì)水平構(gòu)件(如框架梁)設(shè)計(jì)影響不明顯。 假定結(jié)構(gòu)整體坐標(biāo)系為OXYZ,框架柱局部坐標(biāo)系為oxyz,在X、Y單向地震作用下框架柱的地震內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值如表1,則考慮雙向地震作用下的框架柱地震內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值可表示為:X、Y單向地震作用下柱內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值柱內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值軸力x軸彎矩 y軸彎矩x軸剪力y軸剪力 扭矩X向作用 Y向作用 安裝規(guī)定,位移指標(biāo)的核算也應(yīng)該考慮雙向地震作用,例如對(duì)樓層內(nèi)最大彈性水平位移(層間位移)平均水平位移(層間位移)的比值要求。質(zhì)量偶然偏心和雙向地震作用是否同時(shí)考慮 質(zhì)量偶
9、然偏心和雙向地震作用都時(shí)客觀存在的事實(shí),是兩個(gè)完全不同的概念。在地震作用計(jì)算時(shí),無論考慮單向地震作用還是雙向地震作用,都有結(jié)構(gòu)質(zhì)量偶然偏心的問題;反之,不論是否考慮質(zhì)量偶然偏心的影響,地震作用的多維性本來都應(yīng)考慮。顯然,同時(shí)考慮二者的影響計(jì)算地震作用原則上是合理的。但是,鑒于目前考慮二者影響的計(jì)算方法并不能完全反映實(shí)際地震作用情況,而是近似的計(jì)算方法,因此,二者何時(shí)分布考慮以及是否同時(shí)考慮,取決于現(xiàn)行規(guī)范的要求。 安裝混凝土高規(guī)的規(guī)定,單向地震作用計(jì)算時(shí),應(yīng)考慮質(zhì)量偶然偏心的影響;質(zhì)量與剛度分布不均勻、不對(duì)稱的結(jié)構(gòu),應(yīng)考慮雙向地震作用計(jì)算。因此,質(zhì)量偶然偏心和雙向地震作用的影響可不同時(shí)考慮。如
10、此規(guī)定,主要是考慮目前計(jì)算方法的近似性以及經(jīng)濟(jì)方面的因素。 至于考慮質(zhì)量偶然偏心和考慮雙向地震作用計(jì)算的地震作用效應(yīng)誰更為不利,會(huì)隨著具體工程的不同,或同一工程的不同部位(不同構(gòu)件)而不同,不能一概而論。因此,考慮二者的不利情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),顯然是不可取的。單向與雙向地震作用扭轉(zhuǎn)效應(yīng)應(yīng)有何區(qū)別 對(duì)水平地震作用而言,只要結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心不重合,則必定有地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。按混凝土高規(guī)第3.3.2條第2款的規(guī)定,無論單向還是雙向地震作用,均應(yīng)考慮地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。 單向地震作用是指每次僅考慮一個(gè)方向地震輸入,其作用和作用效應(yīng)可采用非耦聯(lián)或耦聯(lián)的振型分解反映譜方法計(jì)算,前者主要適用于簡(jiǎn)單規(guī)則的結(jié)構(gòu)。單
11、向地震作用的非耦聯(lián)計(jì)算,也應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)(質(zhì)心與剛心不重合時(shí)),但忽略了平動(dòng)與扭轉(zhuǎn)振型的耦聯(lián)作用;單向地震作用的耦聯(lián)計(jì)算,按混凝土高規(guī)(3.3.11-1)和(3.3.11-6)式進(jìn)行,已包含了平扭耦聯(lián)效應(yīng)。 目前,雙向地震作用是考慮兩個(gè)垂直的水平方向同時(shí)有地震輸入時(shí)的作用和作用效應(yīng)計(jì)算,每個(gè)方向的地震作用和作用效應(yīng)均按混凝土高規(guī)(3.3.11-1)(3.3.11-6)式計(jì)算,然后按(3.3.11-7)和(3.3.11-8)式計(jì)算雙向地震作用效應(yīng),并取二者的較大值。因此,在需要考慮雙向水平地震作用計(jì)算的情況下,雙向地震作用效應(yīng)應(yīng)一定大于不考慮質(zhì)量偶然偏心的單向地震作用效應(yīng)。如何按水平地震剪力系數(shù)
12、最小值調(diào)整地震剪力 對(duì)于剛度較弱、周期較長(zhǎng)的結(jié)構(gòu),地震地面運(yùn)動(dòng)速度和位移輸入可能對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞具有更大影響,但現(xiàn)行規(guī)范所采用的振型分解反映譜法對(duì)此尚不能作出估計(jì)。混凝土高規(guī)第3.3.13條規(guī)定了結(jié)構(gòu)各層地震剪力系數(shù)(剪重比)最小值,使周期更長(zhǎng)、規(guī)定較弱的結(jié)構(gòu)的地震作用不過小。 如果結(jié)構(gòu)部分樓層實(shí)際計(jì)算的地震剪力系數(shù)與規(guī)定的值相差不多,則可直接按最小剪力系數(shù)要求調(diào)整相關(guān)層的地震剪力;如果結(jié)構(gòu)總剪力與規(guī)定的值相差不多,表明結(jié)構(gòu)整體剛度偏小,宜適當(dāng)增加結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度,使計(jì)算的地震作用增加。地震剪力的調(diào)整可直接反映在相應(yīng)樓層構(gòu)件的地震內(nèi)力中,不必向下層傳遞。 對(duì)于6度抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu),抗震規(guī)范沒有規(guī)定其地震
13、剪力系數(shù)最小值,混凝土高規(guī)中也不能自行加以規(guī)定。作為參考,設(shè)計(jì)中一般可考慮控制為0.0080.01。 對(duì)高層建筑的地下室結(jié)構(gòu)層,當(dāng)嵌固部位在地下室位置時(shí),一般不要求單獨(dú)核算樓層最小地震剪力系數(shù),因?yàn)榈叵率业牡卣鹱饔檬敲黠@衰減的。如何判斷結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的振型 為了使結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度不過弱,以免產(chǎn)生過大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),混凝土高規(guī)第4.3.5條,規(guī)定了結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動(dòng)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期之比的限制性要求。因此,對(duì)每一個(gè)特定的結(jié)構(gòu),需要確定每一個(gè)振型的特征,判斷它是平動(dòng)為主還是扭轉(zhuǎn)為主。 在正則化振型向量空間中,結(jié)構(gòu)質(zhì)量矩陣具有正交性,即 (1)其中,為振型矩陣,M為集中質(zhì)量矩陣,I為單位對(duì)
14、角矩陣。對(duì)第j振型有 (2) (3) (4)其中,分別為第i質(zhì)點(diǎn)j振型的三個(gè)振型位移分量;分別為第i質(zhì)點(diǎn)的集中質(zhì)量和質(zhì)量慣矩;n為質(zhì)點(diǎn)總數(shù)(計(jì)算層數(shù))。將(3)、(4)式代入(2)式并定義方向因子為 (5)則有 (6) 由(6)式可知,當(dāng)扭轉(zhuǎn)方向因子大于0.5時(shí),可判斷j振型為扭轉(zhuǎn)為主的振型;否則,可認(rèn)為是平動(dòng)為主的振型。當(dāng)扭轉(zhuǎn)因子等于1時(shí),即為純扭轉(zhuǎn)振型;當(dāng)扭轉(zhuǎn)因子等于0時(shí),即為純平動(dòng)振型。振型因子大于0.5的物理意義可理解為樓層扭轉(zhuǎn)中心與質(zhì)心的距離在樓層轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之內(nèi)。 對(duì)特定的結(jié)構(gòu),平動(dòng)因子和的相對(duì)大小,與整體坐標(biāo)系水平軸的方向有關(guān),不同的水平坐標(biāo)軸取向,會(huì)得到不同的和值,但是扭轉(zhuǎn)因子是保
15、持不變的。 當(dāng)然,振型特征判斷還與宏觀振動(dòng)形態(tài)有關(guān)。對(duì)結(jié)構(gòu)整體振動(dòng)分析而言,結(jié)構(gòu)的某些局部振動(dòng)的振型是可以忽略的,以利于主要問題的把握。如何取結(jié)構(gòu)自振周期折減系數(shù) 混凝土高規(guī)第3.3.16條規(guī)定應(yīng)考慮非承重墻體的剛度影響,對(duì)計(jì)算的結(jié)構(gòu)自振周期予以折減,并按折減后的周期值確定水平地震影響系數(shù)。如果在結(jié)構(gòu)分析模型中,已經(jīng)考慮了非承重墻體的剛度影響,則不可以進(jìn)行周期折減。 周期折減系數(shù)的取值,與結(jié)構(gòu)中非承重墻體的材料性質(zhì)、多寡、構(gòu)造方式等有關(guān),應(yīng)由設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際情況確定,混凝土高規(guī)第3.3.17條給出的參考值,主要是磚或空心磚砌體填充墻結(jié)構(gòu)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),不是強(qiáng)制的。何時(shí)考慮豎向地震作用?如何考慮?
16、按混凝土高規(guī)第3.3.2條規(guī)定,9度抗震設(shè)計(jì)以及8度設(shè)計(jì)時(shí)的大跨度、長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮豎向地震作用,包括第10.2.6條的轉(zhuǎn)換構(gòu)件以及第10.5.2條的連體結(jié)構(gòu)的連接體2。 9度抗震設(shè)計(jì)時(shí),整體結(jié)構(gòu)的豎向地震作用可按混凝土高規(guī)第3.3.14條的方法計(jì)算;8、9度時(shí),大跨度、長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)構(gòu)件的豎向地震作用可按混凝土高規(guī)第3.3.15條的規(guī)定近似考慮,對(duì)于8度0.3g的情況,豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值可取結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件重力荷載代表值的15%.當(dāng)然,有條件時(shí)或設(shè)計(jì)需要時(shí),采用豎向加速度反映譜方法或動(dòng)力時(shí)程分析方法計(jì)算結(jié)構(gòu)豎向地震作用時(shí)更合適的方法。 無論采用何種方法計(jì)算豎向地震作用,均應(yīng)按混凝土高規(guī)第5.6.3
17、條的規(guī)定進(jìn)行地震作用效應(yīng)的組合,即把豎向地震作用效應(yīng)作為一個(gè)組合工況考慮。14房屋高度和適當(dāng)高度 房屋高度指建筑室外地面至主要屋面的高度,不包括局部突出屋面的樓梯間、電梯間、水箱間、小的裝飾構(gòu)架、女兒墻等。對(duì)有斜坡屋頂?shù)母邔咏ㄖ?,房屋高度一般仍可算倒屋檐?biāo)高處;對(duì)于立面逐層收進(jìn)的高層建筑,其房屋高度應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況(如收進(jìn)后的建筑功能、平面相對(duì)大小等)確定。 最大適用高度指混凝土高規(guī)第4.2.2條、7.1.2條、10.1.3條、11.1.2條規(guī)定的房屋適用的最大高度。這里所說的最大適用高度是與混凝土高規(guī)的規(guī)定相適用的,并不是一般意義上高層建筑的最大高度限制。當(dāng)房屋高度超過混凝土高規(guī)的規(guī)定時(shí),結(jié)構(gòu)
18、實(shí)際應(yīng)有可靠的依據(jù)和有效的技術(shù)措施,并需通過指定結(jié)構(gòu)的抗震專項(xiàng)審查。15防烈度8度、設(shè)計(jì)基本地震速度值為0.3g時(shí),2530米高度的框架結(jié)構(gòu),位移難以控制,截面及配筋很大;當(dāng)房屋高度大于30m時(shí),問題更突出。是否在8度時(shí)框架結(jié)構(gòu)最大適用高度45度太大?是否適當(dāng)減??? 設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.3g的地區(qū)比0.2g的地區(qū)的地震作用增大了50;框架結(jié)構(gòu)層間位移角限制條件比以往更嚴(yán)格;地震作用計(jì)算要考慮質(zhì)量偶然偏心和雙向地震作用。因此,相對(duì)過去的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)在的構(gòu)件截面以及截面配筋增大是必然的。 規(guī)程規(guī)定的是8度時(shí)的最大適用高度,包含了設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.2g的地區(qū)。對(duì)8度抗震設(shè)防地區(qū),如果設(shè)計(jì)
19、純框架結(jié)構(gòu)有困難或不經(jīng)濟(jì),可根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)為框架-剪力墻等其它結(jié)構(gòu)體系。16B級(jí)高度高層建筑是否屬于超限高層建筑范圍 B級(jí)高度高層建筑是相對(duì)A級(jí)高度高層建筑而言的,是指房屋高度超過混凝土高規(guī)表4.2.2-1規(guī)定的框架-剪力墻、剪力墻及筒體結(jié)構(gòu)高層建筑,其適用的最大高度不應(yīng)超過混凝土高規(guī)表4.2.2-2的規(guī)定,并應(yīng)遵守混凝土高規(guī)規(guī)定的更嚴(yán)格的計(jì)算和構(gòu)造措施要求。 按照文獻(xiàn)的規(guī)定,B級(jí)高度高層建筑屬于超限建筑工程,仍然需要進(jìn)行抗震設(shè)防專項(xiàng)審查;審查可由各地超限高層建筑工程審查委員會(huì)完成,審查的主要依據(jù)是混凝土高規(guī)中有關(guān)B級(jí)高度高層建筑的規(guī)定,其目的是檢查、復(fù)核結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否符號(hào)混凝土高規(guī)的相關(guān)要求
20、。17房屋高寬比為何不作為超限高層建筑抗震專項(xiàng)審查的依據(jù),如何計(jì)算高寬比 高層建筑的高寬比規(guī)定,是對(duì)結(jié)構(gòu)整體剛度、抗傾覆能力、整體穩(wěn)定、承載能力以及經(jīng)濟(jì)合理性的宏觀控制性指標(biāo),是過去工程經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。在混凝土高規(guī)中,對(duì)這些性能中的絕大部分已有專門規(guī)定,如承載力、側(cè)向位移、穩(wěn)定、傾覆等,因此不再將其作為超限高層建筑的一個(gè)判斷指標(biāo),混凝土高規(guī)中的相應(yīng)用詞是“不宜超過”規(guī)定值,不是必須滿足的條件。 一般情況下,結(jié)構(gòu)平面寬度可按平面最小投影寬度計(jì)算。大底盤結(jié)構(gòu)的高寬比,可對(duì)整體結(jié)構(gòu)和底盤以上的塔樓結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行核算。混凝土高規(guī)條文說明中,裙樓剛度和面積“較大”,是相對(duì)塔樓面積而言的,不便于量化,可依據(jù)工程
21、經(jīng)驗(yàn)和規(guī)則程度確定。18樓層扭轉(zhuǎn)位移控制時(shí)為何要考慮質(zhì)量偶然偏心的影響 混凝土高規(guī)第4.3.5條,分別規(guī)定了樓層最大位移(層間位移)與平均位移(層間位移)之比值的下限1.2和上限1.5(或1.4),并規(guī)定地震作用位移計(jì)算應(yīng)考慮質(zhì)量偶然偏心的影響。考慮質(zhì)量偶然偏心的要求,除規(guī)則結(jié)構(gòu)外,比現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)抗震規(guī)范的規(guī)定嚴(yán)格,是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要,也與國(guó)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定一致。19當(dāng)計(jì)算雙向地震作用時(shí),樓層扭轉(zhuǎn)控制可否不考慮質(zhì)量偶然偏心的影響 混凝土高規(guī)第3.3.3條條文說明“當(dāng)計(jì)算雙向地震作用時(shí),可不考慮質(zhì)量偶然偏心的影響”,主要表示地震作用計(jì)算時(shí),質(zhì)量偶然偏心和雙向地震作用可不同時(shí)考慮,并不表示判
22、斷樓層扭轉(zhuǎn)位移比限制時(shí)不考慮質(zhì)量偶然偏心的影響。因此,如果計(jì)算了雙向地震作用,按理應(yīng)再單獨(dú)計(jì)算考慮質(zhì)量偶然偏心的地震作用,以判斷位移比是否滿足要求。 實(shí)際工程中,對(duì)確定需要考慮雙向地震作用的結(jié)構(gòu)(如本文2.6節(jié)所述),也可以近似按此位移進(jìn)行扭轉(zhuǎn)位移比控制,但位移計(jì)算應(yīng)按本文2.7條所述,按雙向地震作用效應(yīng)的規(guī)定計(jì)算。20樓層扭轉(zhuǎn)位移控制條件可否突破 正常情況下,樓層位移比的上限條件是不應(yīng)超過的,根據(jù)文獻(xiàn),“規(guī)則性要求的嚴(yán)格程度,可依設(shè)防烈度不同有所區(qū)別。當(dāng)計(jì)算的最大水平位移、層間位移值很小時(shí),扭轉(zhuǎn)位移比的控制可略有放寬。”因此,特殊條件下,個(gè)別樓層扭轉(zhuǎn)位移比值超過規(guī)定的上限要求也是允許的,可由
23、有關(guān)超限審查機(jī)構(gòu)審查確定。 所謂“最大水平位移、層間位移值很小”,一般要求層間位移角不大于位移角限制的1/3。21.抗震變形驗(yàn)算中,任一層位移、層間位移、層位移差有何聯(lián)系和區(qū)別?為何第4.6.3條“樓層位移計(jì)算不考慮偶然偏心的影響”? 任一樓層的位移(含頂點(diǎn)位移)是相對(duì)結(jié)構(gòu)固定端(基底)的相對(duì)側(cè)向位移;層間位移是上、下層側(cè)向位移之差;層間位移角是層間位移與層告之比值。在原規(guī)程JGJ3-91中,對(duì)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移有頂點(diǎn)位移和層間位移角雙重要求。實(shí)踐表明,如果層間位移角得到有效控制,結(jié)構(gòu)的側(cè)移安全性和適應(yīng)性均可得到滿足。因此,本次修訂僅保留了層間位移角的限制條件,與國(guó)外有關(guān)規(guī)范的要求相一致;同時(shí),對(duì)1
24、50m以上的高層建筑提出了舒適度要求,即增加了結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)風(fēng)振加速度的限制條件。樓層位移、層間位移角的要求是從宏觀上保證結(jié)構(gòu)具有必要的側(cè)向剛度,結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本處于彈性工作狀態(tài),非結(jié)構(gòu)構(gòu)件不破壞。 目前,層間位移沒有考慮由于結(jié)構(gòu)整體轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的所謂無害位移的影響。但實(shí)際上,對(duì)高度較高的房屋建筑,結(jié)構(gòu)整體彎曲引起的側(cè)移影響是不可忽視的,在混凝土高規(guī)第4.6.3條第2、3款已有反映,即以放寬層間位移角限值的方式加以考慮。 在混凝土高規(guī)第4.3.5條中,規(guī)定了同一樓層最大水平位移(層間位移)與平均水平位移(層間位移)的比值限值,以限制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)不致過大。 混凝土高規(guī)第4.6.3條樓層位移角控制條件,采用
25、了層間最大位移計(jì)算,考慮了扭轉(zhuǎn)的影響??拐鹪O(shè)計(jì)中,核算樓層層間位移角限制條件時(shí),可不考慮質(zhì)量偶然偏心的影響,主要考慮到,新規(guī)范采用樓層最大層間位移控制層間位移角已經(jīng)比原規(guī)程JGJ3-91嚴(yán)格,而側(cè)向位移的控制是相對(duì)宏觀的要求,同時(shí)也考慮到與抗震規(guī)范等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)保持一致。22扭轉(zhuǎn)周期與平動(dòng)周期的比值要求,是否對(duì)兩個(gè)主軸方向平動(dòng)為主的振型都要考慮 扭轉(zhuǎn)為主的振型中,周期最長(zhǎng)的稱為第一扭轉(zhuǎn)為主的振型,其周期稱為扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期。平動(dòng)為主的振型中,根據(jù)確定的兩個(gè)水平坐標(biāo)軸方向X、Y,可區(qū)分為X向平動(dòng)為主的振型和Y向平動(dòng)為主的振型。假定X、Y方向平動(dòng)為主的第一振型(即兩個(gè)方向平動(dòng)為主的振型中周期最長(zhǎng)
26、的振型)的周期分別記為和,并定義: (7) (8)則即為混凝土高規(guī)第4.3.5條中所說的平動(dòng)為主的第一自振周期,姑且稱為平動(dòng)為主的第二自振周期。對(duì)特定的結(jié)構(gòu),、的值是恒定的,究竟是還是,與水平坐標(biāo)軸方向X、Y的選擇有關(guān)。扭轉(zhuǎn)為主和平動(dòng)為主振型的判斷方法參見本文第11條。 研究表明,結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)第一自振周期與地震作用方向的平動(dòng)第一自振周期之比值,對(duì)結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)響應(yīng)有明顯影響,當(dāng)兩者接近時(shí),結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)限制增大?;炷粮咭?guī)第4.3.5條對(duì)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動(dòng)為主的第一自振周期之比值進(jìn)行了限制,其目的就是控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)剛度不能過弱,以減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。 混凝土高規(guī)對(duì)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動(dòng)為主
27、的第一自振周期之比值沒有進(jìn)行限制,主要考慮到實(shí)際工程中,單純的一階扭轉(zhuǎn)或平動(dòng)振型的工程較少,多數(shù)工程的振型時(shí)扭轉(zhuǎn)和平動(dòng)相伴隨的,即使時(shí)平動(dòng)振型,往往在兩個(gè)坐標(biāo)軸方向都有分量。針對(duì)上述情況,限制與的比值是必要的,也是合理的,具有廣泛適用性;如對(duì)與的比值也加以同樣的限制,對(duì)一般工程是偏嚴(yán)的要求。對(duì)特殊工程,如比較規(guī)則、扭轉(zhuǎn)中心與質(zhì)心相重合的結(jié)構(gòu),當(dāng)兩個(gè)主軸方向的側(cè)向剛度相差過大時(shí),可對(duì)與的比值加以限制,一般不宜大于1.0。實(shí)際上,按照抗震規(guī)范第3.5.3條的規(guī)定,結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向的側(cè)向剛度不宜相差過大,以使結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向上具有比較相近的抗震性能。238度抗震等級(jí)已經(jīng)是一級(jí),當(dāng)為乙類建筑時(shí),抗
28、震措施按9度審查仍為一級(jí),此兩個(gè)一級(jí)是否完全相當(dāng)?當(dāng)設(shè)防烈度為9度,乙類建筑的抗震措施“應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求”,此“更高的要求”的具體內(nèi)容是什么? 混凝土高規(guī)表4.8.2為丙類建筑的抗震等級(jí)表,乙類建筑應(yīng)提高一度采取抗震措施,其中抗震等級(jí)應(yīng)按提高一度后查表4.8.2確定:8度時(shí)為二級(jí)者,提高后則為一級(jí),8度時(shí)已經(jīng)為一級(jí)者,若按表4.8.2查9度對(duì)應(yīng)的抗震等級(jí)時(shí)也是一級(jí),但因?yàn)閷?duì)應(yīng)的最大適用高度是不同的,后者的抗震措施(主要是抗震構(gòu)造措施)應(yīng)一級(jí)適當(dāng)加強(qiáng),加強(qiáng)的幅度應(yīng)與房屋高度有關(guān),但有關(guān)抗震設(shè)計(jì)的內(nèi)力調(diào)整系數(shù)一般可不必提高。 設(shè)防烈度為9度時(shí),房屋高度不應(yīng)超過A級(jí)高度最大適用高度的要
29、求。若為A級(jí)高度的乙類建筑,“應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求”,在混凝土高規(guī)第4.8.2條中已有規(guī)定,即應(yīng)按特一級(jí)抗震等級(jí)要求設(shè)計(jì)。 8度抗震設(shè)防時(shí),B級(jí)高度乙類建筑的抗震等級(jí),在混凝土高規(guī)第4.8.3條中沒有規(guī)定,其抗震措施應(yīng)專門研究確定。 24.混凝土高規(guī)第4.8.1和4.8.4條抗震措施和抗震構(gòu)造措施的規(guī)定,對(duì)乙、丙類建筑如何具體應(yīng)用 按照混凝土高規(guī)第4.8.1條和4.8.4條規(guī)定,同一設(shè)防烈度下,不同場(chǎng)地僅影響抗震構(gòu)造措施,除抗震構(gòu)造措施以外的其他抗震措施是相同的。在給定設(shè)計(jì)基本地震加速度時(shí),抗震設(shè)防烈度是唯一確定的,決定抗震措施的烈度如表2,決定構(gòu)造措施的烈度如表3。 決定抗震措施的
30、烈度建筑類別設(shè)計(jì)基本地震加速度(g)和設(shè)防烈度0.050.10.150.20.30.4677889甲、乙類788999丙類677889注:“9”表示應(yīng)采取比9度更高的抗震措施,幅度應(yīng)具體研究確定。決定抗震構(gòu)造措施的烈度建筑類別場(chǎng)地類別設(shè)計(jì)基本地震加速度(g)和設(shè)防烈度0.050.10.150.20.30.4677889 甲、乙類677889788999、788999丙類666778677889、678899注:“8”表示應(yīng)采取比8度更高的抗震構(gòu)造措施,但比9度要求低;“9”表示應(yīng)采取比9度更高的抗震構(gòu)造措施,提高幅度應(yīng)具體研究確定。 抗震措施包含了抗震構(gòu)造措施,因此,表2表示所有抗震應(yīng)滿足的烈
31、度要求;表3表示因場(chǎng)地類別不同,對(duì)抗震構(gòu)造措施提出的部分放松或從嚴(yán)對(duì)要求。具體說,與構(gòu)件設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整及抗震構(gòu)造措施都有關(guān),按表2的烈度確定抗震等級(jí);僅與抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)有關(guān)時(shí),按表3的烈度確定抗震等級(jí)。25第4.8.1和4.8.2條中框支框架的含義 框支框架是指轉(zhuǎn)換構(gòu)件(如框支梁)以及其下面的框架柱和框架梁,不包括不直接支承轉(zhuǎn)換構(gòu)件的框架。如考慮結(jié)構(gòu)變形的連續(xù)性,在水平方向上與框支框架直接相連的非框支框架的抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)可適當(dāng)加強(qiáng),加強(qiáng)的范圍可不少于相連的一個(gè)跨度。26如何理解和掌握裙房抗震等級(jí)不低于主樓的抗震等級(jí) 高層建筑往往帶有裙房,有時(shí)裙房平面面積還較大,當(dāng)裙房與主樓在結(jié)構(gòu)上完全分開時(shí),主樓與
32、裙房分別按各自的結(jié)構(gòu)體系、房屋高度確定抗震等級(jí)。當(dāng)主樓和裙房連接為整體時(shí),裙房除按自身?xiàng)l件確定抗震等級(jí)外,還不應(yīng)低于主樓的抗震等級(jí)。例如,裙房為純框架、主樓為剪力墻結(jié)構(gòu)且連為整體時(shí),主樓按剪力墻結(jié)構(gòu)確定抗震等級(jí),裙樓框架的抗震等級(jí)除按自身?xiàng)l件外,尚不應(yīng)低于主樓剪力墻的抗震等級(jí)。 當(dāng)主樓為部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí),框支框架按部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)確定抗震等級(jí),裙樓可按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)確定抗震等級(jí),若低于主樓框支框架的框支等級(jí),則與框支框架直接相連的非框支框架應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)抗震構(gòu)造措施。27地下室抗震等級(jí)是否因上部的嵌固部位不同而不同 按照混凝土高規(guī)第4.8.5條的規(guī)定,原則上,除與上部結(jié)構(gòu)直接相連的地下室一
33、層結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同外,其余地下室結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)可比上部結(jié)構(gòu)放松要求。由于整體性能和建筑功能的需要,高層建筑一般都有一層或多層地下室,且通過合理設(shè)計(jì),容易滿足上部結(jié)構(gòu)嵌固于地下室頂板標(biāo)高位置(0.0)位置的條件,因此,一般地下室結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)可按第4.8.5條確定。對(duì)于0.0標(biāo)高確實(shí)不能作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的情況,實(shí)際嵌固部位所在樓層以及其上部的地下室樓層(與地面以上結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的部分)的抗震等級(jí),可取為與上部結(jié)構(gòu)相同或根據(jù)地下室結(jié)構(gòu)的有利情況適當(dāng)放松。28高度小于60m的框架-核心筒結(jié)構(gòu)可否按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)確定抗震等級(jí) 混凝土高規(guī)中,框架-核心筒結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)布置相對(duì)固定的一種結(jié)構(gòu)形式
34、,是框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的一種特例,其房屋高度一般較高(大于60m);而一般框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的布置形式較靈活,房屋高度適用范圍比較寬(可小于60m)。因此,在表4.8.2中,框架-剪力墻結(jié)構(gòu)按房屋高度60m為界線區(qū)分了不同的抗震等級(jí),框架-核心筒結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)沒有按房屋高度區(qū)。實(shí)際上,當(dāng)房屋高度大于60m時(shí),表4.8.2中框架-核心筒結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)是相同的。 對(duì)于房屋高度小于60m的框架-核心筒結(jié)構(gòu),若按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)確定其抗震等級(jí),則除應(yīng)滿足核心筒的有關(guān)設(shè)計(jì)要求外,同時(shí)應(yīng)滿足規(guī)程對(duì)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的其他要求,如剪力墻所承擔(dān)的結(jié)構(gòu)底部地震傾覆力矩的規(guī)定等。29對(duì)6度抗震設(shè)防的高
35、層建筑結(jié)構(gòu),混凝土高規(guī)第3.3.4條和5.1.13條對(duì)彈性動(dòng)力時(shí)程分析的要求不一致,如何執(zhí)行? 混凝土高規(guī)第3.3.4條對(duì)6度抗震設(shè)防時(shí),未作彈性時(shí)程分析補(bǔ)充計(jì)算的明確規(guī)定,是考慮到此種情況的地震作用相對(duì)較小,主要以抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)為主。但并不表明6度時(shí)對(duì)所有結(jié)構(gòu)都不需要做彈性時(shí)程分析補(bǔ)充計(jì)算,對(duì)特別不規(guī)則的高層建筑或混凝土高規(guī)另有規(guī)定的情況(如第4.6.4條、5.1.13條),仍應(yīng)進(jìn)行彈性時(shí)程分析補(bǔ)充計(jì)算,其加速度審查曲線的最大加速度值可按抗震規(guī)范表5.1.2-2采用,即取18cm/30混凝土高規(guī)第5.1.16條如何判斷計(jì)算結(jié)果的合理性 目前,采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)是相當(dāng)普遍的
36、。因此,對(duì)計(jì)算結(jié)果的合理性、可靠性進(jìn)行判斷是十分必要的,是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最主要的任務(wù)之一。這項(xiàng)工作要以結(jié)構(gòu)工程師的力學(xué)概念和豐富的工程經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),一般從結(jié)構(gòu)總體和局部?jī)蓚€(gè)方面考慮??傮w上包括:所選用的計(jì)算軟件是否適用以及是否恰當(dāng)、結(jié)構(gòu)的振型、周期、位移形態(tài)和量值、地震作用的分布和樓層地震剪力的大小、有效參與質(zhì)量、截面配筋設(shè)計(jì)等,是否在合理的范圍,總體和局部的力學(xué)平衡條件是否得到滿足。判斷力學(xué)平衡條件時(shí),應(yīng)針對(duì)重力荷載、風(fēng)荷載作用下的單工況內(nèi)力進(jìn)行。對(duì)局部構(gòu)件,尤其是受力復(fù)雜的構(gòu)件(如轉(zhuǎn)換構(gòu)件等),分析其內(nèi)力或應(yīng)力分布是否與力學(xué)概念、工程經(jīng)驗(yàn)相一致。31連梁剛度折減系數(shù)可否小于0.5 首先,連梁剛度折
37、減是針對(duì)抗震設(shè)計(jì)而言的,對(duì)非抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu),通常不宜對(duì)連梁剛度進(jìn)行折減。其次,抗震設(shè)計(jì)時(shí),連梁剛度折減系數(shù)的取值,應(yīng)滿足連梁正常使用極限狀態(tài)的要求,一般與設(shè)防烈度有關(guān),設(shè)防烈度高時(shí)可多折減一些,設(shè)防烈度低時(shí)可少折減一些,但一般不小于0.5。當(dāng)連梁剛度折減系數(shù)取值小于0.5時(shí),與之相連的剪力墻肢設(shè)計(jì)應(yīng)加強(qiáng),連梁本身必須滿足非抗震設(shè)計(jì)的承載能力和正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)要求。32計(jì)算嵌固部位的側(cè)向剛度比時(shí),地下室外墻(擋土墻)是否參與計(jì)算 一般情況下,高層建筑結(jié)構(gòu)地下室外墻均可參與地下室的側(cè)向剛度計(jì)算,因此,地下室一層與上部結(jié)構(gòu)一層的等效剪切剛度比不小于2的要求是容易滿足的。對(duì)于地下室外墻與上部結(jié)構(gòu)
38、相距比較遠(yuǎn)(如超過4050)的情況,一般不宜作為判斷嵌固條件的墻體參與地下室的側(cè)向剛度計(jì)算。 作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),應(yīng)符合混凝土高規(guī)第5.3.7、4.5.5、4.8.5條的有關(guān)規(guī)定。33判斷結(jié)構(gòu)側(cè)向位移限制條件時(shí),要否考慮不同作用效應(yīng)的組合 按照混凝土高規(guī)第5.6.15.6.4條的規(guī)定,結(jié)構(gòu)位移計(jì)算按作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合考慮,作用的分項(xiàng)系數(shù)取1.0。因此,高層建筑結(jié)構(gòu)的位移、變形驗(yàn)算,原則上應(yīng)考慮不同作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合。 實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)側(cè)向位移的驗(yàn)算,往往僅考慮風(fēng)荷載或水平地震淡淡作用,是一種簡(jiǎn)化處理方法。主要原因是,重力荷載作用下結(jié)構(gòu)側(cè)向位移相對(duì)很??;60m以下的結(jié)構(gòu),風(fēng)與地震
39、作用下的側(cè)向位移不要求同時(shí)組合;60m以上的抗震設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),僅考慮20%的風(fēng)荷載位移參與水平地震位移組合,影響不大。對(duì)于計(jì)算層間位移角接近限值的情況,應(yīng)按規(guī)定考慮可能的組合效應(yīng)。34短柱是剪跨比不大于2還是高寬比不大于4的柱?混凝土高規(guī)第6.4.6條為何同時(shí)規(guī)定了上述兩種要求? 按混凝土高規(guī)規(guī)定,短柱是指剪跨比2的柱。剪跨比可按混凝土高規(guī)(6.2.6-4)式計(jì)算,其彎矩和剪力值不做強(qiáng)柱弱梁和強(qiáng)剪弱彎的調(diào)整。如果柱的反彎點(diǎn)在柱高中部時(shí),2和高寬比4是近似等效的。 如果2,則4 混凝土高規(guī)第6.4.4條中對(duì)填充墻引起的短柱情況,采用柱高寬比不大于4的要求是近似的規(guī)定,主要是為了方便操作。35混凝土高
40、規(guī)表6.4.2注3中,對(duì)剪跨比小于1.5的柱,軸壓比應(yīng)專門研究并采取特殊構(gòu)造措施,如何應(yīng)用?該表注4、5的措施可否算作“特殊構(gòu)造措施”? 如果遇到剪跨比小于1.5的柱,宜首先調(diào)整結(jié)構(gòu)布置,改善其受力性能。當(dāng)無法調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),軸壓比限值應(yīng)專門研究,一般情況下可比表6.4.2中數(shù)值降低0.1采用。表6.4.2注4、5中加強(qiáng)篐筋和縱向鋼筋的做法,是比較有效的提高框架柱延性的構(gòu)造措施之一,因此可用于剪跨比小于1.5的框架柱設(shè)計(jì)。36剪力墻底部加強(qiáng)部位的高度是否包含地下室 剪力墻底部加強(qiáng)部位的高度應(yīng)按混凝土高規(guī)第7.1.9條的規(guī)定計(jì)算,計(jì)算起點(diǎn)一般是室外地坪。地下一層一般可按加強(qiáng)部位設(shè)計(jì),其邊緣構(gòu)件設(shè)
41、計(jì)可與地上一層相同(即地上一層的邊緣構(gòu)件向下延伸一層)。若地下室多于一層,地下2層以下一般可按構(gòu)造邊緣構(gòu)件要求設(shè)計(jì);特殊情況(如地下室周邊約束條件較差)需另行考慮。37混凝土高規(guī)第7.1.2條短肢剪力墻較多的剪力墻結(jié)構(gòu)如何界定 混凝土高規(guī)第7.1.2條中所說的“短肢剪力墻較多的剪力墻結(jié)構(gòu)”主要是指結(jié)構(gòu)平面中部為剪力墻構(gòu)成的薄壁筒體(常用作樓梯間、電梯間等)、其余部位基本為短肢剪力墻的一種結(jié)構(gòu)布置形式,近幾年來在非抗震地區(qū)以及6度、7度抗震設(shè)防地區(qū)的住宅建筑中逐漸被應(yīng)用。要提出更具體的量化判斷指標(biāo)是困難的,一般情況下,短肢剪力墻較多的剪力墻結(jié)構(gòu)中,短肢剪力墻承受的傾覆力矩可占結(jié)構(gòu)總傾覆力矩的40
42、50。因此,一般剪力墻結(jié)構(gòu)中,如果存在少量的短肢剪力墻,則不必要遵守7.1.2條的規(guī)定。實(shí)際上,混凝土高規(guī)第7.2.5條對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)中的獨(dú)立小墻肢另有專門規(guī)定。 設(shè)計(jì)中,對(duì)于短肢剪力墻較多的剪力墻結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)布置上宜使兩個(gè)主要受力方向的剛度和承載力相差不多。 7.1.2條第4款軸壓比要求應(yīng)按第3款提高后的抗震等級(jí)確定。 7.1.2條主要是針對(duì)抗震設(shè)計(jì)而言的。38剪力墻截面高度與厚度之比在35時(shí)應(yīng)遵守哪些規(guī)定設(shè)計(jì) 剪力墻截面高度與厚度之比為35時(shí),其軸壓比應(yīng)符合混凝土高規(guī)第7.2.5條的規(guī)定;其縱向鋼筋的構(gòu)造配筋率可按第7.1.2條第6款的規(guī)定設(shè)計(jì),配筋方式可根據(jù)實(shí)際情況和設(shè)計(jì)習(xí)慣按框架柱或剪力墻
43、設(shè)計(jì);其篐筋可按剪力墻約束邊緣構(gòu)件或構(gòu)造邊緣構(gòu)件的要求設(shè)計(jì)。39第7.2.16條剪力墻約束邊緣構(gòu)件篐筋體積配篐率計(jì)算時(shí)可否計(jì)入拉筋和水平分布鋼筋?圖7.2.16中約束邊緣構(gòu)件的陰影區(qū)外,篐筋間距可否不一致? 約束邊緣構(gòu)件篐筋配置,對(duì)照混凝土高規(guī)圖7.2.16,區(qū)分陰影區(qū)和非陰影區(qū)兩部分。在陰影區(qū)內(nèi)應(yīng)有封閉篐筋,可部分采用拉筋,拉筋可計(jì)入體積配篐率計(jì)算(如同框架柱中的拉筋);在非陰影區(qū)內(nèi),可采用篐筋和拉筋相結(jié)合的方式,也可完全采用拉筋,拉筋計(jì)入體積配篐率計(jì)算。當(dāng)剪力墻水平分布鋼筋在約束邊緣構(gòu)件內(nèi)確有可靠錨固時(shí),才可與其它封閉篐筋、拉筋一起作為約束篐筋計(jì)算。 對(duì)約束邊緣構(gòu)件,無論混凝土高規(guī)圖7.2
44、.16的陰影區(qū)或非陰影區(qū),其篐筋沿豎向的間距,特一級(jí)和一級(jí)時(shí)不應(yīng)大于100mm,二級(jí)時(shí)不應(yīng)大于150mm,要求是相同的。40按混凝土高規(guī)第7.2.16條的條文說明,剪力墻約束邊緣構(gòu)件篐筋的配篐特征值可隨剪力墻軸壓比的大小有所不同,如何執(zhí)行?當(dāng)剪力墻軸壓比不大于抗震規(guī)范表6.4.6規(guī)定的數(shù)值時(shí),可否僅按構(gòu)造邊緣構(gòu)件設(shè)計(jì)? 剪力墻約束邊緣構(gòu)件的延性,除與混凝土和配筋特性(尤其是篐筋配篐率特征值和篐筋形式)有關(guān)外,還與邊緣構(gòu)件的形狀和承受的軸向壓力大?。摧S壓比)有關(guān)?;炷粮咭?guī)第7.2.16條的條文說明,反映的就是剪力墻軸壓比的影響。當(dāng)剪力墻軸壓比等于或接近混凝土高規(guī)表7.2.16的限值時(shí),篐筋配
45、篐特征值取0.2(特一級(jí)為0.24);當(dāng)剪力墻軸壓比小于抗震規(guī)范表6.4.6條的限值時(shí),篐筋配篐特征值可取0.1;其他情況,篐筋配篐特征值可按軸壓比大小在0.1和0.2(特一級(jí)為0.24)之間內(nèi)插取值。 混凝土高規(guī)第7.2.15條的規(guī)定比抗震規(guī)范嚴(yán),除了高層建筑結(jié)構(gòu)的重要性相對(duì)較高外,主要考慮到一般高層建筑中,剪力墻的軸壓比小于抗震規(guī)范表6.4.6條規(guī)定的情況不多。對(duì)于這種情況,仍應(yīng)按混凝土高規(guī)第7.2.15條的規(guī)定進(jìn)行邊緣構(gòu)件設(shè)計(jì),但約束邊緣構(gòu)件的篐筋配篐特征值可取0.1,并且篐筋直徑不小于8mm、篐筋間距不大于100mm(特一級(jí)和一級(jí))或150mm(二級(jí)),約束邊緣構(gòu)件陰影范圍內(nèi)的縱向鋼筋
46、最低配置要求同第7.2.16條第2款的要求。 對(duì)于多層建筑,剪力墻邊緣構(gòu)件的設(shè)計(jì)可僅符合抗震規(guī)范的要求。41混凝土高規(guī)第7.2.17條第3款中,“篐筋的無支長(zhǎng)度不應(yīng)大于300mm”,何謂“無支長(zhǎng)度”? 首先應(yīng)明確,構(gòu)造邊緣構(gòu)件中無支長(zhǎng)度的要求對(duì)約束邊緣構(gòu)件也是適用的。篐筋的無支長(zhǎng)度是同一水平面內(nèi)兩個(gè)相鄰約束點(diǎn)之間的篐筋長(zhǎng)度,因此,一般應(yīng)有與之垂直方向的篐筋或拉筋約束。在剪力墻邊緣構(gòu)件中,篐筋無支長(zhǎng)度不大于300mm的要求是容易滿足的。42連梁受彎縱向鋼筋構(gòu)造配筋率如何取用 連梁受彎縱向鋼筋構(gòu)造配筋率的取值問題,因?yàn)橄嚓P(guān)研究工作不充分,因此在混凝土高規(guī)中暫且沒有反映。文獻(xiàn)從“強(qiáng)剪弱彎”的角度對(duì)此
47、進(jìn)行了討論,對(duì)非抗震設(shè)計(jì)的連梁可取0.2,對(duì)抗震設(shè)計(jì)的連梁建議按表4采用??拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)連梁縱向鋼筋構(gòu)造配筋率連梁跨高比縱向鋼筋構(gòu)造配筋率()連梁跨高比縱向鋼筋構(gòu)造配筋率()0.50.201.01.50.250.300.51.00.251.50.250.4043要否限制剪力墻分布鋼筋和邊緣構(gòu)件內(nèi)縱向鋼筋的最大配筋率 約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件陰影區(qū)(分布見混凝土高規(guī)圖7.2.16和7.2.17)內(nèi)縱向鋼筋的最大配筋率,因?yàn)樯袥]有充分的研究成果,在相關(guān)規(guī)范中沒有明確規(guī)定,目前可參考混凝土高規(guī)第6.4.4條第3款關(guān)于框架柱的規(guī)定,以保證鋼筋混凝土構(gòu)件的基本性能。當(dāng)縱向鋼筋直徑較大、配筋率較高時(shí),約束篐
48、筋的配置應(yīng)與之相配套。 剪力墻豎向分布鋼筋一般按構(gòu)造要求配置,配筋率不會(huì)太大。 剪力墻水平分布鋼筋最大配筋率雖然無明確規(guī)定,但根據(jù)混凝土高規(guī)第7.2.2條第6款的受剪截面限制條件和第7.2.117.2.12條的截面受剪承載力計(jì)算公式,可以推算出水平分布鋼筋的最大值,因此其最大配筋率實(shí)際上是有限制的。 另外,混凝土高規(guī)第7.2.19條對(duì)剪力墻分布鋼筋的最大直徑也做了限制。44框架-剪力墻結(jié)構(gòu)在樓層標(biāo)高處,剪力墻內(nèi)是否必須設(shè)置框架梁或暗梁 按照混凝土高規(guī)第8.2.2第4款的精神,框架應(yīng)與剪力墻形成完整的抗側(cè)力體系。因此,與剪力墻平面重合的框架梁宜通過剪力墻,或在剪力墻內(nèi)設(shè)置暗框架梁;與框架平面不重
49、合的剪力墻內(nèi)不是必須設(shè)置暗框架梁,可根據(jù)實(shí)際情況具體確定。45第9.2.4條框架-核心筒外周為何要求設(shè)置邊框架梁?當(dāng)核心筒以外有兩周框架柱時(shí),外部框架與核心筒之間的中部框架柱是否也必須設(shè)置框架梁? 第9.2.4條的規(guī)定,主要是為了避免出現(xiàn)混凝土高規(guī)第8章所述的板柱剪力墻結(jié)構(gòu),增加結(jié)構(gòu)的整體剛度尤其是抗扭剛度,盡量避免純板柱節(jié)點(diǎn),提高節(jié)點(diǎn)的抗剪、抗沖切性能。該條是強(qiáng)制性條文,必須嚴(yán)格執(zhí)行。 對(duì)核心筒外圍有兩圈框架柱的框架核心筒結(jié)構(gòu),如果內(nèi)圈框架柱設(shè)計(jì)上以承受豎向荷載為主,則允許部設(shè)置框架梁;否則也應(yīng)符合第9.2.4條的要求。46框支梁是否包括梁上托柱的梁?托墻和托柱的梁設(shè)計(jì)上有何不同? 習(xí)慣上,
50、框支梁一般指部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)中支承上部不落地剪力墻的梁,是有了“框支剪力墻結(jié)構(gòu)”,才有了框支梁?;炷粮咭?guī)第10.2.1條所說的轉(zhuǎn)換構(gòu)件中,包括轉(zhuǎn)換梁,轉(zhuǎn)換梁具有更確切的含義,包含了上部托柱和托墻的梁,因此,傳統(tǒng)意義上的框支梁僅是轉(zhuǎn)換梁中的一種。 單從混凝土高規(guī)第10.2.9條中提到的“梁上托柱”的規(guī)定,只能上說明在這里提到的兩個(gè)各別規(guī)定上,“梁上托柱”的梁和傳統(tǒng)的“框支梁”均有要求。實(shí)際上,從混凝土高規(guī)第10.2節(jié)的許多規(guī)定上,已經(jīng)明顯區(qū)分了這兩種梁所構(gòu)成的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的不同要求,如第10.2.2條關(guān)于轉(zhuǎn)換層設(shè)置位置的要求、10.2.5條關(guān)于提高抗震等級(jí)的要求、10.2.8條第2款關(guān)于縱向鋼
51、筋和腰筋的要求、第10.2.9條第2款和第4款的要求等。 托柱的梁一般受力也是比較大的,有時(shí)受力上成為空腹垳架的下弦,設(shè)計(jì)中應(yīng)特別注意。因此,采用框支梁的某些構(gòu)造要求是必要的,這在混凝土高規(guī)第10.2節(jié)已有反映。47結(jié)構(gòu)中僅個(gè)別樓層有錯(cuò)層構(gòu)件,或錯(cuò)層摟板標(biāo)高差不超過對(duì)應(yīng)位置的梁截面高度時(shí),是否算混凝土高規(guī)的錯(cuò)層結(jié)構(gòu)? 關(guān)于錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的定義,目前沒有一致的意見,主要因?yàn)閷?shí)際結(jié)構(gòu)中錯(cuò)層的類型太多、太復(fù)雜。 樓板相錯(cuò)高度不超過梁截面高度時(shí),可不作為錯(cuò)層結(jié)構(gòu);至于住宅中個(gè)別位置樓板躍層等錯(cuò)層情況,比較復(fù)雜,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況個(gè)別判斷。但是,即便不作為混凝土高規(guī)的錯(cuò)層結(jié)構(gòu)(主要是最大適用高度限制上),在一些關(guān)
52、鍵部位仍應(yīng)采取必要的加強(qiáng)措施,例如錯(cuò)層部位的框架柱和剪力墻宜符合混凝土高規(guī)第10.4.4和10.4.5條的要求。48混凝土高規(guī)附錄E.0.2條中,兩種剛度比控制不容易統(tǒng)一,特別是當(dāng)?shù)讓訉痈咻^大時(shí),如果樓層側(cè)向剛度比滿足“不應(yīng)小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的60”時(shí),等效側(cè)向剛度則下部還大于上部,很難接近1,如何解決? 高層建筑中,關(guān)于結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度有多種不同的含義,因此,剛度比計(jì)算結(jié)果不相同是可能的。 混凝土高規(guī)附錄E.0.2條規(guī)定的等效側(cè)向剛度比是反映整個(gè)轉(zhuǎn)換層以下結(jié)構(gòu)(多于一層)與上部相同(或相近)高度剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度關(guān)系;一、二層轉(zhuǎn)換層時(shí)要求轉(zhuǎn)換層下層與上層樓層側(cè)向剛度(V/u)之比不小于0.5
53、,三層及三層以上時(shí)不小于0.6,反映的是轉(zhuǎn)換層上、下層之間的側(cè)向剛度關(guān)系。二者定義和算法不同,需同時(shí)滿足。 抗震設(shè)計(jì)時(shí),等效側(cè)向剛度比不大于1.3即可,若小于1.0,一般情況下更有利于結(jié)構(gòu)抗震。規(guī)程中的“宜接近于1”,主要指不要大于1太多。49A級(jí)高度乙類建筑,8度設(shè)防,轉(zhuǎn)換層位置設(shè)在3層,按混凝土高規(guī)第4.8.1條規(guī)定其抗震措施應(yīng)提高一度采用,單在表4.8.2中無法查到抗震等級(jí);按混凝土高規(guī)第10.2.5條規(guī)定,其框支層、剪力墻底部加強(qiáng)部位的抗震等級(jí)尚宜按規(guī)程表4.8.2的規(guī)定提高一級(jí)采用。如何確定其抗震等級(jí)? 對(duì)該工程,混凝土高規(guī)表4.8.2中沒有9度時(shí)的抗震等級(jí)規(guī)定,因此作為帶轉(zhuǎn)換層的乙
54、類建筑,其抗震等級(jí)不能直接查取,應(yīng)具體研究確定。按混凝土高規(guī)第10.2.5條規(guī)定,部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層在第3層時(shí),其抗震等級(jí)尚應(yīng)按表4.8.2的規(guī)定提高一級(jí)采用,一級(jí)提高到特一級(jí),已經(jīng)為特一級(jí)的可不再提高。 根據(jù)規(guī)范精神,建議該工程框支柱和底部加強(qiáng)部位的剪力墻的抗震等級(jí)取特一級(jí),并適當(dāng)提高抗震構(gòu)造措施;上部剪力墻抗震等級(jí)取一級(jí)。50轉(zhuǎn)換層以下落地剪力墻往往帶端柱(邊框柱),要否按第8.2.2條將框支梁或框架梁在墻內(nèi)拉通或設(shè)暗梁?落地墻端柱是否按獨(dú)立框支柱要求設(shè)計(jì)? 按混凝土高規(guī)第8.2.2條規(guī)定,此種情況的框架梁或框支梁應(yīng)在與之重合的墻內(nèi)拉通,或至少設(shè)置暗梁。當(dāng)落地剪力墻的端柱同時(shí)承托轉(zhuǎn)
55、換構(gòu)件時(shí),其在剪力墻平面內(nèi)的有關(guān)內(nèi)力調(diào)整可不按框支柱的規(guī)定執(zhí)行,但有關(guān)構(gòu)造要求應(yīng)符合框支柱的規(guī)定。51第10.2.22條厚板總配筋率不宜小于0.6%,如何在板底面和頂面分配? 如果是構(gòu)造配筋,則板頂面和底面每個(gè)方向的最小構(gòu)造配筋率可分別取0.3%。52.框支層在0.0(框支結(jié)構(gòu)在地下室)如何執(zhí)行混凝土高規(guī)?當(dāng)結(jié)構(gòu)的嵌固部位在0.0時(shí),地下一層的框支柱和轉(zhuǎn)換構(gòu)件仍應(yīng)執(zhí)行混凝土高規(guī)的有關(guān)規(guī)定;地下一層以下的框支柱的軸壓比可按普通框架柱的要求設(shè)計(jì),但其截面、混凝土強(qiáng)度等級(jí)和配筋設(shè)計(jì)結(jié)果不宜小于其上面對(duì)應(yīng)的柱。53當(dāng)框支層同時(shí)含有框支柱和框架柱時(shí),如何執(zhí)行混凝土高規(guī)第10.2.7條的框架剪力調(diào)整要求?
56、 首先應(yīng)按第8.1.4條框架剪力墻結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)行地震剪力調(diào)整,然后再按第10.2.7條的規(guī)定復(fù)核框支柱的剪力要求。54混凝土高規(guī)第10.3.3條、10.4.4條、10.5.5條均有抗震等級(jí)提高一級(jí)的要求,柱軸壓比限值按提高前還是提高后的抗震等級(jí)確定? 這三條均屬于復(fù)雜結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的要求,因此,驗(yàn)算柱軸壓比限值時(shí),應(yīng)按提高后的抗震等級(jí)確定。55地下室連為整體、地上分為若干獨(dú)立結(jié)構(gòu)時(shí),是否必須執(zhí)行混凝土高規(guī)10.6節(jié)的規(guī)定? 這種情況,一般不屬于混凝土高規(guī)10.6節(jié)規(guī)定的多塔樓結(jié)構(gòu),因此不必執(zhí)行混凝土高規(guī)10.6節(jié)的有關(guān)規(guī)定,但地下室頂板設(shè)計(jì)應(yīng)符合混凝土高規(guī)第4.5.5條的相關(guān)規(guī)定。56第12.2
57、.4條“鋼筋間距不應(yīng)小于150mm,宜為200300mm”,鋼筋間距取100150mm是否允許? 混凝土高規(guī)第12.2.4條的規(guī)定,主要考慮到高層建筑的筏形基礎(chǔ)的板厚一般較厚,配筋直徑較大,為便于混凝土施工和保證混凝土質(zhì)量而作出的。對(duì)于鋼筋直徑較小的情況,在不妨礙施工和保證混凝土質(zhì)量的前提下,鋼筋間距小于150mm是允許的,但一般不小于100mm。這種情況,將局部修訂或規(guī)程的下一版修訂中加以考慮。建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50011答疑中國(guó)建筑科學(xué)研究院 王亞勇 戴國(guó)瑩編1 管理問題1.1 執(zhí)行GB 50011-2001抗震規(guī)范時(shí),若發(fā)現(xiàn)某些條款與以前頌布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不一致時(shí)如何解決
58、? 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化法,當(dāng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)同一事物的規(guī)定不一致時(shí),應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。當(dāng)不同的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之間的規(guī)定不一致時(shí),應(yīng)按最新頌布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。1.2 GB 50011規(guī)范附錄A中某些地區(qū)的設(shè)計(jì)基本地震加速度與89規(guī)范中抗震設(shè)防烈度所對(duì)應(yīng)的加速度值不同,實(shí)際使用時(shí)應(yīng)如何操作? 依據(jù)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局GB50011年2月2日發(fā)布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖(GB18306-GB50011)自GB50011年8月1日起實(shí)施,對(duì)于設(shè)計(jì)基本地震加速度與原來相比有所變化的地區(qū),則自GB50011年8月1日起應(yīng)按變化后的加速度值進(jìn)行抗震設(shè)防。1.3 已按89規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì),因種種原因目前尚未施工的工程,
59、施工前是否應(yīng)按GB50011規(guī)范重新修改設(shè)計(jì)圖紙然后施工? 按建設(shè)部2002年8月12日建標(biāo)2002212號(hào)文件“建設(shè)部關(guān)于貫徹執(zhí)行建筑勘察設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范若干問題的通”要求,新規(guī)范實(shí)施日期前的在施工程,執(zhí)行新版規(guī)范有困難時(shí),可按照舊規(guī)范執(zhí)行。新版規(guī)范實(shí)施日期至2003年1月1日前的在施工程,原則上應(yīng)按照新規(guī)范執(zhí)行,而按照舊規(guī)范設(shè)計(jì)的在施工程,可按照舊規(guī)范繼續(xù)執(zhí)行。對(duì)2003年1月1日前已簽訂施工合同而尚未開工的工程,應(yīng)當(dāng)按照新版規(guī)范修改設(shè)計(jì)后方可施工。凡在2003年1月1日后簽訂勘察、設(shè)計(jì)、施工合同的工程,必須按照新版規(guī)范執(zhí)行。1.4 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期和設(shè)計(jì)使用年限有何差別,在設(shè)計(jì)文件中應(yīng)如
60、何表述? 按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB 50068-2001總則的有關(guān)規(guī)定,我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件及地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程所采用的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年。同時(shí),根據(jù)建筑物的使用要求何重要性,設(shè)計(jì)使用年限分別采用5年、25年、50年和100年。 所謂設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期,是為確定可變作用及與時(shí)間有關(guān)的材料性能取值而選用的時(shí)間參數(shù),它不等同于設(shè)計(jì)使用年限。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所考慮的荷載統(tǒng)計(jì)參數(shù),都是按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年確定的,如設(shè)計(jì)時(shí)所采用其他設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期,則必須另行確定在該基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載的概率分布及相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。 所謂設(shè)計(jì)使用年限,是借鑒了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO2394:1998提出的,又稱為服役期、服務(wù)
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