【文章內容簡介】 值應等于或接近計算模型 1 的高度 H1，且不大于 H1。 (3)當轉換層設置在 3 層及 3 層以上時，除了采用 “ 等效側向剛度法 ” 來計 算轉換層上下層結構的剛度外，還應按照 “ 層剪力與層間位移之比 ” 的方法計算，并使轉換層本層的側向剛度不應小于轉換層相鄰上一層側向剛度的 60％。當?shù)撞看罂臻g層數(shù)為 2 層或 1 層時，該控制值可取 50％。 此外，轉換層是樓層豎向抗側力構件不連續(xù)的薄弱層，不管程序判斷轉換層是否滿足上述 剛 度比要求，都應將轉換層設置為薄弱層進行計算。 民用建筑工程設計常見問題分析及圖示（混凝土結構） 10 框架 — 剪力墻結構在基本振型地震作用下，若框架部分承受的地震傾覆力矩大于結構總地震傾覆力矩的 50％時，框架抗震等級劃分不當。 原因分析： 框架 剪力墻結構是由框架和剪力墻組成的結構體 系。在通常情況下，這種結構體系中的柱與剪力墻相比，其抗剪剛度是很小的，在地震作用下，樓層的地震剪力主要由剪力墻承受，框架柱只承受很小的一部分。由于框架 剪力墻結構中框架部分承擔的地震傾覆力矩 Mc=Σ (i=1~n)Σ (j=1~m)Vijhi，故在通常情況下，框架部分承擔的地震傾覆力矩也只占結構總地震傾覆力矩的很小一部分。這樣的結構，其框架部分的抗震等級，應按《抗震規(guī)范》 GB50011 表 或《高規(guī)》 JGJ3 表 中類型為框架 剪力墻的結構來劃分。 當框架 剪力墻結構在基本振型地震作用下，框架部分承 擔的地震傾覆力矩大于結構總地震傾覆力矩的50％時，情況就不一樣了。這時，剪力墻的作用降低，框架部分成為較主要的抗側力構件，要承擔較大的地震傾覆力矩。在這種情況下，為了保證結構的安全，應當加強框架部分的抗震能力。 改進措施： 當框架 剪力墻結構在基本振型地震作用下，框架部分承擔的地震傾覆力矩大于結構總抗震傾覆力矩的 50％時，框架部分的抗震等級不應按規(guī)范框架 剪力墻結構中的框架來劃分，而應按相同高度的純框架結構根據(jù)《抗震規(guī)范》第 條或《高規(guī)》第 條來劃分，柱的軸壓比也應按純框架結構的規(guī)定來限制。這 種結構的適用高度和高寬比限值則可取框架結構和剪力墻結構兩者之間的值，其值的大小可視框架部分承擔的地震傾覆力矩的百分比接近零時，取接近剪力墻結構的適用高度和高寬比限值；當框架部分承擔的百分比接近 100％時，取接近框架結構的適用高度和高寬比限值。 抗震設計時，框架結構設有少量混凝土墻體，設計未考慮這部分墻體，僅按純框架結構進行結構分析、配筋計算。 原因分析： 由于剪力墻的存在，使得結構的地震作用增大，且由于剪力墻抗側力剛度比框架大，故剪力墻按構造配筋不一定能滿足承載力要求，同時剪力墻與框架協(xié)同工作， 使框架上部受力加大，故按框架結構設計的這部分框架柱也不一定能滿足承載力要求。因此，設計不考慮這部分墻體，僅按純框架結構進行結構分析、配筋計算，無論對框架還是剪力墻都未必是安全的。 改進措施： 抗震設計的框架結構中，當布置少量剪力墻時，結構分析計算不僅要按純框架計算，也應按剪力墻與框架的協(xié)同工作考慮框架部分的抗震等級應按框架結構劃分，剪力墻部分的抗震等級可取與框架相同的抗震等級。 當樓、電梯間位置較偏而產生較大的剛度偏心時，宜采取將此種剪力墻減薄、開豎縫、開結構洞、配置少量單排鋼筋等措施，減小剪力墻的作用，并宜 增加與剪力墻相連的柱子的配筋。 當多層框架按純框架結構計算但不能滿足框架結構層間位移限值而需要布置少量縱、橫向剪力墻時，這樣的結構既要按框架 剪力墻結構計算，保證剪力墻的承載能力和結構整體位移滿足規(guī)范的要求，也要按框架結構 (不計入剪力墻 )計算，保證框架結構的承載能力和彈塑性層間位移符合規(guī)范的規(guī)定。 民用建筑工程設計常見問題分析及圖示（混凝土結構） 11 計算內容及參數(shù)設置 質量和剛度分布明顯不對稱、不均勻的高層建筑結構，抗震計算時僅計入雙向水平地震作用下的扭轉影響，但未在計算單向地震作用時考慮偶然偏心的影響。 原因分析： 《抗震規(guī)范》 GB50011 和《高規(guī)》 JGJ3 都以強制性條文的形式強調，在抗震設計時，對質量和剛度分布明顯不對稱、不均勻的結構，應計算雙向水平地震作用下的扭轉影響。所謂 “ 質量和剛度分布明顯不對稱、不均勻 ” 的結構，一般是指在剛性樓板假定下，在考慮偶然偏心影響的單向水平地震作用下，樓層最大位移與平均位移之比超過位移比下限 較多 (例如，對 A級高度的高層建筑大于 ；對 B級高度的高層建筑或復雜高層建筑大于 )的結構。由于結構平、立面布置的多樣性、復雜性，即使是對同一類型的結構，或同一結構的不同構件，大量計算分析表明，計算雙向水 平地震作用并考慮扭轉影響與計算單向水平地震作用并考慮偶然偏心的影響相比，前者并不總是最不利的。 改進措施： 所以，結構設計時，除計算雙向水平地震作用并考慮扭轉的影響外，宜根據(jù)《高規(guī)》第 條的規(guī)定，還應計算單向水平地震作用并考慮偶然偏心的影響，并取二者中的最不利情況進行結構設計。反過來，質量和剛度分布較對稱、較均勻的高層建筑結構，僅考慮偶然偏心影響的單向地震作用就可以了。 應當指出，抗震設計時，除高層建筑外，根據(jù)《抗震規(guī)范》第 條及其條文說明，對于多層建筑，除平面規(guī)則的可通過考慮扭轉耦聯(lián)計算來估 計水平地震作用的扭轉影響外，凡屬該規(guī)范第 條所指的平面不規(guī)則多層建筑，如圖 、 3，亦應考慮偶然偏心的影響。 高層建筑抗震設計時，當結構有斜交抗側力構件且交角大于 15o 時，未進行斜交抗側力構件方向的水平地震作用計算。 改進措施： 地震作用實質上是地震引起的地面運動而使建筑物發(fā)生強迫振動的一種作用。由于地震作用的大小和方向的復雜性和不確定性，雖然《抗震規(guī)范》 GB50011 允許在建筑結構的兩個主軸方向分別計算水平地震作用并進行抗震驗算，各方向的水平地震作用由該方向的抗側力 構件承擔，但當結構有斜交抗側力構件且交角大于 15o時，為了保證結構的安全，《抗震規(guī)范》又規(guī)定，應補充計算各斜交抗側力構件方向的水平地震作用。結構設計時，應取主軸方向和各斜交抗側力構件方向地震作用效應組合的最不利情況。 民用建筑工程設計常見問題分析及圖示（混凝土結構） 12 不規(guī)則框架或高烈度地震區(qū)的框架，整體計算時，框架柱的計算長度系數(shù)僅采用《混凝土規(guī)范》表 中的值，而未按該規(guī)范 條第 3 款的公式計算。 原因分析： 《混凝土規(guī)范》 GB50010 表 中提供的框架柱計算長度系數(shù)，是在對結構進行彈性分析的基礎上結合工程經 驗確定的經驗系數(shù)，僅適用于一般多層建筑中梁、柱為常用截面尺寸的剛接規(guī)則框架結構。對框架結構二階效應的研究表明，豎向荷載在有側移框架中引起的 P— Δ效應會增大由水平荷載在柱端截面中引起的彎距 Mh，而原則上不增加由豎向荷載引起的彎距 Mv。分析研究表明：當 Mv與 Mh之比偏小時，仍根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范的η — l0法，按《混凝土規(guī)范》表 取用柱計算長度，對柱子的配筋計算是偏于不安全的。 對于不規(guī)則框架，在下列情況下，采用上述經驗系數(shù)來計算框架柱的計算長度對結構偏于不安全或導致誤差較大： (1)框架的柱、梁線剛度比過大 時； (2)框架各跨跨度相差較大，或各跨荷載相差較大時； (3)復式框架等復雜框架結構； (4)框架 剪力墻結構中的框架，框架 核心筒結構中的框架等。 在高烈度地震區(qū)，由于地震作用產生的彎矩設計值占總彎矩設計值的比例很大，也不宜采用經驗系數(shù)來確定框架柱的計算長度。因此，《混凝土規(guī)范》第 條第 3 款規(guī)定，當水平荷載產生的彎距設計值占總彎矩設計值的 75％以上時，框架柱的計算長度，按規(guī)范式式 ()和式 ()中的較小值作為計算長度的取值依據(jù)。同時提供的計算公式表明，框架柱的計算長度系數(shù) 與框架柱、梁的線剛度比相關，物理概念明確，更能真實地反映框架柱失穩(wěn)時的臨界狀態(tài)，有助于消除采用較小經驗系數(shù)給結構帶來的不安全性。 改進措施： 軸心受壓和偏心受壓柱的計算長度 l0可按《混凝土規(guī)范》第 條的規(guī)定，根據(jù)具體工程實際計算。 另外，應當指出： 1．由于我國鋼筋混凝土多高層房屋結構在設計中通常均按有側移進行結構分析，因此結構工程師在框架結構電算時，應當在總信息輸入的“柱計算長度計算原則”一欄內，確認框架為有側移框架。 2．由于電算程序可能有的局限性，當某些框架柱在樓層處并不總是兩個主軸方向均有框架梁相連時，應輸出柱的計算長度系數(shù)，如發(fā)現(xiàn)柱的計算兩個主軸方向長度系數(shù)與結構的實際情況不符，則應人為干預和修正，以保證柱的配筋安全。 計算結果分析與應用 A 級高度的高層建筑結構整體計算時，在剛性樓板假定下，考慮偶然偏心的位移比超過 或周期比大于 (復雜高層建筑結構、鋼 混凝土混合結構的周期比大于 )、或第一振型為扭轉振型時，未對結構的平面布置做必要的調整。 原因分析： 國內外歷次大地震的震害表明，平面不規(guī)則、質量與剛度偏心和抗扭剛度太弱的結構，在地震時會遭受嚴重的破壞。國內模 擬地震振動臺模型試驗結果也顯示，扭轉效應會導致結構的嚴重破壞。按《高規(guī)》 JGJ3 第 條的規(guī)定： A級高度的高層建筑結構整體計算時，在剛性樓板假定下，若考慮偶然偏心的位移比超過 ，或周期比大于 (復雜高層建筑結構、鋼筋混凝土混合結構的周期比大于 )，或第一振型為扭轉振型時，表明： (1)結構的抗側力構件布置不合理，導致結構樓層剛心與質心偏移較大； (2)平面雖然對稱，但核心筒斷面太小，結構整體抗扭剛度不足。此時，應對結構平面布置進行調整，減小結構平面布置的不規(guī)則性，避免產生過大的偏心和扭轉。 改進措施： 對結構平面布置進行調整的方法主要是： (1)在可能條件下，將較長的建筑物或不規(guī)則的建筑物通過設防震縫分為平面規(guī)則的幾部分； (2)盡量加強周邊或周邊某些部位的結構抗側力構件 (框架梁、柱或剪力墻，主要是剪力墻 )的剛度，同時適當弱化內部結構的抗側力構件的剛度； (3)適當加大核心筒的抗扭剛度。 結構平面布置經調整后，如仍有個別指標略為超過設計規(guī)范的規(guī)定時，則可通過適當提高抗震等級等措施對結構或結構某些構件予以加強。 必要時應按照建設部的有關規(guī)定，通過超限抗震專項審查來保證這類不規(guī)則結構的安全。 4 樓板 民用建筑工程設計常見問題分析及圖示（混凝土結構） 13 樓板荷載及計算 結構整體計算時，風荷載、填充墻荷載等未正確輸入。 原因分析： 采用計算機進行結構整體計算時，除漏輸樓面荷載 (如漏輸?shù)叵率翼敯逄钔梁奢d、建筑裝修荷載等 )外，未正確輸入的荷載主要有：風荷載、填充墻荷載、隔墻荷載、樓 (電 )梯荷載和陽臺荷載等。 改進措施： (1)地震區(qū)的多層建筑，在整體計算時，應輸入風荷載。因為，對高層建筑以外的多層建筑，雖然風荷載不參與地震作用效應和其他荷載效應的基本組合，但不輸入風荷載，不計入風荷載的作用，將會使地基和基礎的設計不安全。 此外，在低烈度地震區(qū)， 當風荷載較大時，上部結構常常是由不考慮地震作用效應參與的基本組合控制，不輸入風荷載，將會影響上部結構的安全。 (2)對于高層建筑，在輸入風荷載時，如果房屋特別重要，且房屋高度超過 60m 時，則宜按 100 年一遇的風壓輸入，而不應按 50 年一遇的基本風壓輸入。 (3)填充墻通常是指框架梁、柱間的砌體墻或填堵剪力墻洞口的砌體墻。填充墻作用在梁上應按線荷載輸入，不宜折算成等效均布荷載按樓面荷載輸入。按樓面荷載輸入會使填充墻所在的框架梁的設計偏于不安全。 (4)隔墻通常是指砌筑在樓板上的分隔房間用的墻體。隔墻雖然以線荷載 的形式作用在樓板上，但不應僅在墻下的樓板內配置兩根或三根構造加強筋，應將隔墻線荷載折算成等效均布荷載與樓面其他荷載進行組合參與樓板的配筋計算。 固定隔墻的線荷載應折算成等效均布永久荷載；非固定隔墻的線荷載可折算成等效均布活荷載，《荷載規(guī)范》規(guī)定其值應取每延米長墻重 (kN／ｍ )的 1/3，且不小于 kN／ m2。 (5)在樓面荷載輸入時，樓梯間的荷載不能漏輸。樓梯荷載輸入前，首先要確定該樓梯是民用建筑的普通樓梯還是人員密集的樓梯，如是人員密集的樓梯，其樓梯活荷載標準值應取 ／ m2，而不是 ／ m2或 ／ m2。 樓梯間的荷載按均布荷載輸入時，應指定樓梯均布荷載向其支承梁方向傳遞。在樓面荷載輸入時，如樓梯間的荷載均輸入為零，則應通過手算將樓梯荷載換算成線荷載輸入到相關樓面梁上，以免荷載丟失，影響結構安全。 (6)陽臺活荷載標準值通常應取 ／ m2。臨街的陽臺或人群有可能密集時，活荷載標準值應適當加大。作用在陽臺上的荷載，可按均布面荷載輸入，也可換算成線荷載作用在其支承梁上。 大開間剪力墻結構的外墻較薄 (例如厚度為 160mm)，現(xiàn)澆樓板設計時假定板沿外墻的支承邊為固支，施工 圖中在該處配置的上部受力縱向鋼筋的直徑較粗 ( 16)，在常用的混凝土強度等級情況下，上部受力縱向鋼筋由于錨固不良不能充分發(fā)揮其抗拉強度設計值，使板的設計存在隱患。 原因分析： 大開間剪力墻結構的現(xiàn)澆樓板，若在設計時假定沿外墻的支承邊為固支，則要求沿該支承邊按計算所需配置的上部縱向受力鋼筋在外墻中的錨固長度符合圖 的要求 (注：該圖要求板的負筋伸進墻內長度大于或等于 ，下彎 15d 16mm 時，在外墻內的最小水平錨固長度 ，由該表可見其長度超過外墻厚度 160mm，因而鋼筋的錨固性能不良、不能充分發(fā)揮其抗拉強度設計值，導致沿上部鋼筋方向板的內力 (彎距 )增大，可能造成使用狀態(tài)下的裂縫寬度增加和受彎承載力不足，存在隱患。