#福建省建筑结构抗震设计暂行技术规定

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福建省建筑结构抗震设计暂行技术规定 (征求意见稿)
为了规范建筑设计市场,保证建筑结构安全,根据我厅的工作部署,由省设协结构 和抗震专业委员会专家参照《建筑抗震设计规范》GB50011-2001、《高层建筑混凝土结构 技术规程》JGJ3-2002、《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》(建筑部令第 111 号)和 汶川地震的震害情况,针对我省结构设计现状:设计合同出现含钢量、混凝土用量指标 等压低经济指标,降低了结构安全度问题;预应力管桩在中、强等级腐蚀性场地,无法 对桩身进行防护,建筑结构无地下室时预应力管桩不一定能满足抗剪要求等,预应力管 桩存在适用条件考虑不足问题;结构概念设计方面存在强梁弱柱等考虑不足问题;结构 体系布置方面应优先采用二道以上防线等问题,结合我省结构设计经验和工程实践,编 制以下规定:
1、设计招投标和设计合同中禁止有含钢量和混凝土用量等指标。 [条文说明]:由于设计市场竞争激烈,有些开发商给出的经济指标低于建筑物本身按 照规范设计的经济指标,个别设计单位为了取得设计项目,各项指标均采用规范容许的 最低限值或者规范未作规定的情况,极个别设计人员甚至不按规范的设计参数取值,弄 虚作假编制计算书,压低经济指标,造成结构的安全度的降低;再加上施工质量又不能 完全保证设计要求,因此存在安全隐患。 鉴于规范给出的规定和构造要求是最低要求,结构设计均采用最低限,结构的安全 度会大大降低,因此特地规定这一条文。 2、预应力混凝土管桩在以下条件不应使用:
⑴对钢结构和混凝土有强腐蚀性的场地。 ⑵存在较厚中等或严重液化土层的场地。 ⑶建筑结构无地下室(半地下室),结构高度超过 28m(10 层以上)的建筑。 ⑷建筑结构有一层地下室,结构高度超过 80m(25 层以上)的建筑。 ⑸桩端持力层为中微风化岩、强风化岩、碎卵石层,且桩端持力层以上土层均
为淤泥质土层、淤泥层等软弱土层。 [条文说明]:
⑴对钢结构、混凝土有强腐蚀性的场地,由于技术上无法对桩身进行防护,对 这种场地不应采用预应力混凝土管桩;

⑵场地存在中等或严重液化以上的土层,在地震的情况下,技术上采用的措施 无法消除液化沉陷,对现阶段常用的 400、500 直径的管桩承受水平力有限, 因此不应采用预应力混凝土管桩;
⑶、⑷对于无地下室(或半地下室)的建筑,结构超过一定的高度和有一层地 下室结构高度超过 80m(25 层以上),基底剪力较大,由于预应力混凝土管 桩抗压承载力远大于水平承载力,采用竖向承载力控制桩数的工程,无法满 足抗剪要求,因此不应采用,除非经过抗剪承载力验算;
⑸承台底以下存在较厚的淤泥层,由于桩顶处没有硬壳层,对桩身上部的约束 较差,容易产生偏斜,断桩,桩身受力尤如悬臂杆受压,受力性能差。有些 工程会出现上部均为淤泥质土、淤泥等软弱土层,持力层为中微风化岩、强 风化岩、碎卵石层,桩端无法进入持力层一定深度。这种情况不应使用预应 力混凝土管桩。
3、采用预应力混凝土管桩基础,当地梁线刚度不能达到底层结构柱的线刚度 2 倍以 上时,不应采用单柱单桩和单柱两桩。
[条文说明]:柱下采用单桩(或单柱两桩短向)、除柱底轴力外,柱底弯矩无法由桩 基承受,这时需用地梁平衡。经过有限元分析,柱底弯矩由地梁平衡的情况,地梁线刚 度需达到 2 倍结构柱的线刚度以上时,才可作为建筑物的嵌固端处理。
4、对于采用预应力混凝土管桩基础的建筑,应验算桩基的水平承载力。 [条文说明]:建筑物桩基的布置,一般按竖向承载力布置桩基,设计院不重视桩
基的水平承载力验算,由于预应力混凝土管桩抗压承载力远大于水平承载力,对于底 部剪力较大的结构,按竖向承载力控制的桩基,其桩基水平承载力不经验算是不安全 的。
当单桩基础和单排桩基纵向轴线和水平力方向相垂直时,桩顶按铰接考虑,否则 桩顶约束状态介于铰接和固接之间。
预应力混凝土管桩的单桩水平承载力特征值如下: 地基土水平抗力系数的比例系数 m=2.5(5.0)MN/ m4 ,水平位移允许值 ?0a ? 10mm,桩 的换算深度?h ? 4.0,桩和承台连接按铰接。
PHC400-95 单桩水平承载力特征值 Rha ? 22.4(34.0)KN PHC500-100 单桩水平承载力特征值 Rha ? 34.0(51.5)KN

PHC500-125 单桩水平承载力特征值 Rha ? 35.0(53.0)KN 承台下属淤泥层土层(其水平抗力系数的比例系数 m=2.5 MN/ m4 ),预应力混凝 土管桩 PHC500-125A,其单桩水平承载力特征值仅有 35 KN;对于无地下室的建筑, 为了满足桩基水平承载力要求,对于剪重比为 1.6%的结构,其单桩抗压承载力特征 值不应高于 2187KN;对于剪重比为 2.4%的结构,其单桩抗压承载力特征值不应高于 1458KN;对于剪重比为 3.0%的结构,其单桩抗压承载力特征值不应高于 1166KN; 从中可看出,单桩水平承载力和单桩抗压承载力不匹配,因此必须验算桩基的水 平承载力。 5、高层建筑宜设置地下室;对于无地下室的高层建筑,应满足规范埋置深度的要求, 且地面标高处应设置地梁、承台面应设置联系梁。 [条文说明]:一般情况高层建筑宜设置地下室,如不设置地下室,除应满足规范埋置 深度的要求外,在承台面应设置联系梁,地面标高处应设置地梁。 6、为了保证强柱弱梁,强剪弱弯,强节点弱构件的设计概念,设计中应满足如下要 求: ⑴实配柱纵筋和箍筋时,应考虑梁翼缘板的作用和梁裂缝宽度验算而增加梁纵
筋影响。 ⑵对于大跨度的框架结构,框架柱的线刚度须大于框架梁的线刚度的 1.1 倍。 ⑶高层建筑结构柱的最小截面不应小于 350×400,且须满足梁钢筋的水平锚固
的要求。 ⑷框架柱纵向钢筋的最小配筋率,应比《建筑抗震设计规范》规定的最小配筋率
提高 0.2%,框架柱纵向钢筋直径宜≥16 ㎜。 ⑸对于底层空旷(如架空层、商场、骑楼等),二层以上框架之间有砌体的框架
建筑,须考虑二层以上砌体的侧面刚度,底层应布置适量的剪力墙,控制底 层和二层的刚度比,底层竖向构件地震剪力应乘以 1.15 的放大系数。 (6)剪力墙竖向分布钢筋直径应≥10 ㎜,剪力墙暗柱钢筋直径应≥14 ㎜。 [条文说明]: ⑴汶川地震震害表明,结构柱底或柱顶出现破坏严重,未能体现强柱弱梁、强剪 弱弯的设计概念,由于梁翼缘板和梁裂缝宽度验算增加的梁纵筋的作用,低估 了梁端的承载力,相对高估了柱端承载力,因此在实配柱纵筋和箍筋时,应考

虑这部分梁纵筋的影响:

柱增加的单向纵筋和箍筋可按以下简化计算确定:

柱增加的单边纵筋:

其中:V

?

M

t c

?

M

b c

Agc ? 0.9
?

f

fby Agb h0b b2y hf0cbyAh0gcb

柱增加的箍筋: Asv s

?V 1.25 f yvh0c



H

H

Agb ------验算裂缝宽度或考虑梁翼缘板增加的钢筋;

fby -------梁纵向钢筋的强度设计值;

fcy -------柱纵向钢筋的强度设计值;

f yv -------柱箍的强度设计值;

h0b -------梁截面有效高度;

h0c -------柱截面有效高度;

H -------柱的净高;

为了减轻设计人员的工作量,可按以下方法配筋:
(a)考虑梁翼缘板的影响时,柱纵筋单边增加 2 cm2 (二级钢),柱箍 筋增加量较小,无须再增加。
(b)考虑梁裂缝宽度验算影响时,柱纵筋单边增加 50%Agb,Agb 为验 算裂缝宽度增加的梁面支座钢筋。柱箍筋无须再增加。 ⑵对于大跨度的框架结构,规定了柱截面的最小尺寸,由于梁跨度大,梁截面 和梁跨中底筋较大,梁底筋全部伸入柱内,也形成了强梁。因此框架柱的截 面和配筋也应满足强柱弱梁的设计概念。 ⑶对于 4~6.8m 跨度的高层框架剪力墙结构,按照规范的轴压比要求设置柱截面, 截面尺寸偏小,有些可达到 350×350 ㎜,需控制最小的截面尺寸,且还须满 足梁的纵筋的水平锚固要求; ⑷柱纵向钢筋按规范最小配筋率配制钢筋时,柱钢筋直径偏小,很多工程采用Φ 14 钢筋即可达到要求;设计时未考虑梁翼缘板对梁端承载力提高,不能满足 强柱弱梁的设计概念,因此规定柱最小的配筋率和直径的最小值。 ⑸对于底层空旷(二层以上框架之间有砌体)的建筑,底层结构柱在汶川地震

震害非常严重,震害表明,二层以上砌体对侧向刚度贡献还是很大的,这会造 成底层和二层以上的刚度比相差较大,底层存在软弱层,设计时需考虑上、下 层刚度的差异,最直接有效的办法即在空旷底层设置剪力墙,且底部竖向构件 地震剪力放大 1.15 倍。 ⑹200mm 厚剪力墙竖向分布钢筋直径用 10 ㎜和暗柱钢筋直径用 12 ㎜,虽可满 足规范的最低限要求,但整栋建筑均采用规范的最低限要求,是不合适的, 因此规定钢筋的最小直径。 7、钢筋混凝土结构体系布置应符合下面要求: ⑴住宅结构禁止采用平面和竖向同时不规则的超限结构体系。 ⑵结构布置优先采用有两道防线的结构体系。 ⑶高层的框架结构不应采用单跨框架,多层框架结构不宜采用单跨框架。 ⑷抗震墙结构、框架--抗震墙结构中,抗震墙应双向布置。 ⑸横向框架在 15m 范围内框架至少需拉通一榀,纵向框架至少需拉通 2 榀。 ⑹电梯井、楼梯间禁止采用悬挑结构。 ⑺高层建筑设置角窗或凸窗时,建筑物阳角的角点处必须设置竖向受力构件。 ⑻对于层高相差较大的建筑,应按规范要求严格控制侧向刚度的比值。 ⑼楼板禁止采用混凝土预制板,应采用现浇钢筋混凝土楼板。 [条文说明]: ⑴住宅结构近年来在我省存在平面和竖向不规则的情况较多,甚至达到结构超 限的情况,结构设计难以满足规范要求,需进行超限审查。对于一般住宅, 结构体系越规则越好,对于平面和竖向均不规则引起超限的工程,结构设计 经验较少,真正达到地震考验的工程几乎没有,因此从造价和安全角度考虑, 应严格限制平面和竖向均不规则的结构体系。 ⑵汶川地震震害表明,结构体系仅有一道防线的建筑,震害严重,即使框架结 构内有填充砌体的情况下,填充砌体可作为第一道防线,其震害也较轻,从结 构体系上,能布置成有二道防线的体系,须优先采用。 ⑶高层的框架结构采用单跨框架在台湾 9.21 地震时,震害非常严重,这次汶川 地震震害也表明多层框架的单跨结构震害也是很严重的,因此限制单跨框架 的使用。

⑷结构布置需在两个方向均布置抗侧力构件,且两个方向抗侧力构件刚度需匹 配。
⑸横向和纵向框架拉通,梁柱传来直接,有利于结构受力,但考虑到有些住宅 结构柱网相互错位较多,每榀拉通的可能性较小,在这里规定各个方向框架 拉通的最少榀数。
⑹电梯井、楼梯间采用悬挑结构,震害严重,因此规定这条文。 ⑺建筑物在角部的竖向构件在地震作用中极为重要,震害表明无角柱的结构震
害严重。 ⑻有些建筑物层高相差较大,如底层较高,相邻层的侧向刚度比值需控制在 70%
以上,避免出现软弱层。 ⑼楼板采用预制板,结构措施上无法做到有效连接,且预制板的搁置长度有限, 在这次汶川地震中,震害非常严重,因此禁止采用预制板。 8、抗震设防烈度 7 度(含 7 度)以上地区,多层砌体房屋的结构布置除满足《建筑 抗震设计规范》GB50011-2001 要求外,还应符合下面要求: ⑴大空间建筑和错层建筑不应采用砌体结构。 ⑵建筑物的高度不应大于 12 米,砌体房屋的层数不应大于四层,砌体房屋的层
高不应大于 3.6 米。 ⑶楼梯间四角,建筑物四角和每隔 6.6m 开间的纵横墙交点处须设置构造柱。构
造柱周边的墙体须采用马牙碴砌法,必须采用先砌墙后浇捣构造柱的施工 方法。 ⑷每层必须设置钢筋圈梁,圈梁梁面标高须在楼层标高处。 ⑸必须采用现浇钢筋混凝土楼板。楼板禁止采用预制混凝土空心板。 ⑹砌体房屋楼梯间不宜设置在建筑物的两端头,如不能避免,楼梯间四角的构 造柱应按能承受上部荷载、四周圈梁应按能承担本层荷载来设计,同样采用 先砌墙后浇捣柱的施工方法。 [条文说明]: ⑴大空间建筑(如承重墙间距大于 6 米)不应采用砌体结构。主要考虑大空间建 筑承重砖墙太少,抵抗水平力和整体性较差。错层建筑无法传递水平力。 ⑵限制建筑物的高度、层数和层高是采用砌体结构的前提。福建省除金门外,

最高抗震设防烈度均在 7 度(0.15g)(含 0.15g)以下,不再区分设防烈度, 该条文比《建筑抗震设计规范》GB50011-2001 限制更为严格,主要考虑到建 筑物的高度、层数和层高越大,对抗震越不利。 ⑶该条文规定构造柱的位置和施工方法。 ⑷该条文规定圈梁设置、圈梁梁面标高。 ⑸由于预制混凝土空心板搁置长度有限,整体性差,这次汶川地震震害严重, 因此禁止采用预制混凝土空心板,必须采用现浇钢筋混凝土楼板。 ⑹楼梯间设置在建筑物的两端头,整体性差,震害严重。如无法避免,考虑到 楼梯间无楼板,整体性差,楼梯间四角的构造柱应按能承受上部荷载、四周 圈梁应按能承担本层荷载来设计,同样采用先砌墙后浇捣柱的施工方法。 9、抗震设防类别不低于乙类的建筑,多层框架结构不应采用单跨框架,优先采用有 两道防线的结构体系 [条文说明]:抗震设防类别不低于乙类的建筑,由于该建筑的重要性,特规定该条 文。 10、抗震设防烈度 7 度(含 7 度)以上地区,抗震设防类别不低于乙类的建筑,提 倡采用隔震或消能减震的设计。 [条文说明]:抗震设防烈度 7 度(含 7 度)以上地区,重点设防类以上(抗震设防 类别不低于乙类)的建筑,由于该建筑的重要性,提倡采用隔震或消能减震的设计。 11、剧场、体育馆、会堂等大跨度、空旷的公共建筑不宜采用纯框架结构体系。 [条文说明]:剧场、体育馆、会堂等大跨度、空旷的公共建筑侧向刚度较弱,从震害 中看出,对这类建筑,侧向刚度较弱的情况,震害严重;侧向刚度较强的情况,震害较 轻,因此建议对这类空旷的公共建筑,需设置剪力墙。 12、错层结构楼板整体性差,不能有效传递水平力,易造成短柱,不宜使用。 [条文说明]:错层结构,楼板无法连通整幢结构的竖向构件,水平力的传递通过错层 高差处的竖向构件传递,该处竖向构件中受力较大,设计时无法准确计算其受力状况, 且易形成短柱,因此宜限制使用。 13、禁止预留可加夹层或挑空层后期可加楼板的建筑结构设计。 [条文说明]: 近年来,开发商为增加建筑面积,加大层高或结构楼板有意多开洞,以 便竣工验收后,加层或封洞来增加建筑面积。这种作法改变结构受力,后期施工质量

难以达到要求。因此这种设计须禁止。 14、抗震设防烈度 7 度(含 7 度)以上地区,门式刚架等单层厂房结构,原则上应 采用轻质墙板;如采用砌体围护墙,其总高度不应大于 5m,且需有可靠连接。门式刚架 有吊车时,柱底应采用固端连接,支撑应采用刚性支撑。 [条文说明]:汶川地震震害表明,围护墙采用砖砌体的建筑围护震害严重,因此建议 优先采用轻质墙板作为门式刚架的围护墙。有吊车的门式刚架,由于有动力荷载且荷载 较大,柱底须采用固端,柱间和屋面须采用刚性支撑,以减小刚架的变形。 15、短肢剪力墙和一般剪力墙按以下规定进行分类:
⑴对于一字形剪力墙,墙肢长度和厚度之比为 5~8 的剪力墙属于短肢剪力墙,墙 肢长度和厚度之比大于 8 的剪力墙属于一般剪力墙。
⑵对于 L 型、T 型、I 型剪力墙,一个方向墙肢的长度大于墙厚的 3 倍,另外方 向的墙肢长度大于墙厚的 5 倍,属于一般剪力墙,否则为短肢剪力墙。
[条文说明]:墙肢长度和厚度之比为 5~8 的剪力墙规范定义为短肢剪力墙,对于 一字形墙体,没有异议,但对于 L 型、T 型、I 型剪力墙,各地的规定各有不同, 本条文⑵参照北京地区的规定。广东省对短肢剪力墙的定义如下:剪力墙截面高 度和厚度之比大于 4、小于 8 时为短肢剪力墙。当剪力墙截面厚度不小于层高的 1/15、且不小于 300mm,高度和厚度之比大于 4 时仍属一般剪力墙。认为广东省 对短肢剪力墙的定义偏松,因此本条文参照北京地区的规定。 16、框架—剪力墙结构中剪力墙应上下贯通。不应为满足底部剪力墙承受的地震倾 覆力矩大于 50%这一要求,仅在底部楼层增设剪力墙。
[条文说明]:框架—剪力墙结构,剪力墙承受的地震倾覆力矩应大于 50%,未达到 50%时,其框架部分的抗震等级应按框架结构采用,柱轴压比限值宜按框架结构规定采 用。有些设计人员为满足 50%这一要求,仅在底部增设一些剪力墙,这种做法不符合规 范的要求,剪力墙应上、下贯通。
17、填充墙优先采用轻质实心砌块。 [条文说明]:空心砌块用于填充墙,设备管线常设置在墙中,造成砌块不完整,整体 性差,建筑节能又不能满足要求,因此砌体优先采用轻质实心砌块。 18、建筑物大屋面以上仅靠悬臂受力的女儿墙高度不应超过 3 米,不应采用砌体的 女儿墙,应采用钢筋混凝土女儿墙。

[条文说明]:近年来,大屋面女儿墙做得越来越高,大屋面以上无法形成纵横两方向 的框架,承受水平力。因此仅靠悬臂受力的女儿墙高度不应超过 3 米。


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