1.1.4 建筑隔震减震设计结构要求
1、结构抗震设防
1)抗震设防基本目标
小震不坏:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,主体结构不受损坏或不需修理仍可继续使用。
中震可修:当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时,可能损坏,经一般性修理仍可继续使用。
大震不倒:当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
2)建筑抗震设防分类
抗震设防的各类建筑与市政工程,根据其遭受地震破坏后可能造成的人员伤亡、经济损失、社会影响程度及其在抗震救灾中的作用等因素划分为甲、乙、丙、丁四个抗震设防类别:
(1)甲类:特殊设防类,指使用上有特殊要求的设施,涉及国家公共安全的重大建筑与市政工程,地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果,需要进行特殊设防的建筑与市政工程;
(2)乙类:重点设防类,指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑与市政工程,以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果,需要提高设防标准的建筑与市政工程
(3)丙类:标准设防类,指除甲类、乙类、丁类以外按标准要求进行设防的建筑与市政工程;
(4)丁类:适度设防类,指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害,允许在一定条件下适度降低设防要求的建筑与市政工程。
2、建筑抗震的技术要求
震害调查表明,框架结构震害的严重部位多发生在框架梁柱节点和填充墙处
- 柱的震害>梁,柱顶的震害>柱底
- 角柱的震害>内柱,短柱的震害>一般柱。
《建筑与市政工程抗震通用规范》GB 55002-2021对抗震的规定如下:
1)一般规定
(1)混凝土结构房屋以及钢-混凝土组合结构房屋中,框支梁、框支柱及抗震等级不低于二级的框架梁、柱、节点核芯区的混凝土强度等级不应低于C30。
(2)对于框架结构房屋,应考虑填充墙、围护墙和梯构件的刚度影响,避免不合理设置而导致主体结构的破坏。
(3)建筑的非结构构件及附属机电设备,其自身及与结构主体的连接,应进行抗震设防。
(4)建筑主体结构中,幕墙、围护墙、隔墙、女儿墙、雨篷、商标、广告牌、顶篷支架、大型储物架等建筑非结构构件的安装部位,应采取加强措施,以承受由非结构构件传递的地震作用。
(5)围护墙、隔墙、女儿墙等非承重墙体的设计与构造应符合下列规定:
① 采用砌体墙时,应设置拉结筋、水平系梁、圈梁、构造柱等与主体结构可靠拉结。
② 墙体及其与主体结构的连接应具有足够的延性和变形能力,以适应主体结构不同方向的层间变形需求。
③ 人流出入口和通道处的砌体女儿墙应与主体结构锚固。防震缝处女儿墙的自由端应予以加强。
(6)建筑装饰构件的设计与构造应符合下列规定:
① 各类顶棚的构件及与楼板的连接件,应能承受顶棚、悬挂重物和有关机电设施的自重和地震附加作用。其锚固的承载力应大于连接件的承载力。
② 悬挑构件或一端由柱支承的构件,应与主体结构可靠连接。
③ 玻璃幕墙、预制墙板、附属于楼屋面的悬臂构件和大型储物架的抗震构造应符合抗震设防类别和烈度的要求。
2)混凝土结构房屋
(1)框架梁和框架柱的潜在塑性铰区应采取箍筋加密措施。抗震墙结构、部分框支抗震墙结构、框架-抗震墙结构等结构的墙肢和连梁、框架梁、框架柱以及框支框架等构件的潜在塑性铰区和局部应力集中部位应采取延性加强措施。
(2)框架-核心筒结构、筒中筒结构等筒体结构,外框架应有足够刚度,确保结构具有明显的双重抗侧力体系特征。
(3)对钢筋混凝土结构,当施工中需要以不同规格或型号的钢筋替代原设计中的纵向受力钢筋时,应按照钢筋受拉承载力设计值相等的原则换算,并符合规定的抗震构造要求。
3)砌体结构房屋
(1)砌体房屋应设置现浇钢筋混凝土圈梁、构造柱或芯柱。
(2)多层砌体房屋的楼、屋盖应符合下列规定:(保障整体性)
① 楼板在墙上或梁上应有足够的支承长度,罕遇地震下楼板不应跌落或拉脱。
② 装配式钢筋混凝土楼板或屋面板,应采取有效的拉结措施,保证楼、屋盖的整体性。
③ 楼、屋盖的钢筋混凝土梁或屋架应与墙、柱(包括构造柱)或圈梁可靠连接。不得采用独立砖柱。跨度不小于6m的大梁,其支承构件应采取组合砌体等加强措施,并应满足承载力要求。
(3)砌体结构楼梯间应符合下列规定:
① 不应采用悬挑式踏步或踏步竖肋插入墙体的楼梯,8度、9度时不应采用装配式楼梯段。
② 装配式楼梯段应与平台板的梁可靠连接。
③ 楼梯栏板不应采用无筋砖砌体。
④ 楼梯间及门厅内墙阳角处的大梁支承长度不应小于500mm,并应与圈梁连接。
⑤ 顶层及出屋面的楼梯间,构造柱应伸到顶部,并与顶部圈梁连接,墙体应设置通长拉结钢筋网片。
⑥ 顶层以下楼梯间墙体应在休息平台或楼层半高处设置钢筋混凝土带或配筋砖带并与构造柱连接。
(4)砌体结构房屋还应符合下列规定:
① 砌体结构房屋中的构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件的混凝土强度等级不应低于 C25。
② 对于砌体抗震墙,其施工应(先绑钢筋)先砌墙后浇构造柱、框架梁柱。
3、建筑消能减震措施要求
(1)消能器的选择应考虑结构类型、使用环境、结构控制参数等因素,根据结构在地震作用时预期的结构位移或内力控制要求,选择不同类型的消能器。
(2)应用于消能减震结构中的消能器应符合下列规定:
① 消能器应具有型式检验报告或产品合格证。
② 消能器的性能参数和数量应在设计文件中注明。
(3)消能器的抽样和检测应符合下列规定:
① 消能器的抽样应由监理单位根据设计文件和相关规程的有关规定进行。
② 消能器的检测应由具备资质的第三方进行。
(4)消能器与支撑、连接件之间宜采用高强度螺栓连接或销轴连接,也可采用焊接。
(5)支撑及连接件一般采用钢构件,也可采用钢管混凝土或钢筋混凝土构件。对支撑材料和施工有特殊规定时,应在设计文件中注明。
(6)钢筋混凝土构件作为消能器的支撑构件时,其混凝土强度等级不应低于C30。
(7)消能器与主体结构的连接一般分为:支撑型、墙型、柱型、门架式和腋撑型等。
(8)当消能器采用支撑型连接时,可采用单斜支撑布置、“V”字形和人字形等布置,不宜采用“K”字形布置。
(9)消能部件的施工和验收要求:
① 消能部件工程应作为主体结构分部工程的一个子分部工程进行施工和质量验收消能减震结构的消能部件工程也可划分成若干个子分部工程。
② 消能部件子分部工程的施工作业,宜划分为二个阶段:消能部件进场验收和消能部件安装防护。
消能器进场验收应提供下列资料:
a.消能器检验报告;
b.监理单位、建设单位对消能器检验的确认单。
③ 消能部件尺寸、变形、连接件位置及角度、螺栓孔位置及直径、高强度螺栓焊接质量、表面防锈漆等应符合设计文件规定。
④ 对于钢结构,消能部件和主体结构构件的总体安装顺序宜采用平行安装法,平面上应从中部向四周开展,竖向应从下向上逐渐进行。
⑤ 对于现浇混凝土结构,消能部件和主体结构构件的总体安装顺序宜采用后装法进行。
⑥ 同一部位消能部件的制作单元超过一个时,宜先将各制作单元及连接件在现场地面拼装为扩大安装单元后,再与主体结构进行连接。消能部件的现场安装单元或扩大安装单元与主体结构的连接,宜采用现场原位连接。
4、建筑隔震措施要求
(1)隔震层中隔震支座的设计使用年限不应低于建筑结构的设计使用年限,且不宜低于50年。
(2)对较重要或有特殊要求的隔震建筑,应设置地震反应观测系统。
(3)隔震建筑宜设置记录隔震层地震变形响应的装置。
(4)隔震结构宜采用的隔震支座类型,主要包括天然橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座、弹性滑板支座、摩擦摆支座及其他隔震支座。
(5)隔震层采用的隔震支座产品和阻尼装置应通过型式检验和出厂检验。型式检验除应满足相关的产品要求外,检验报告有效期不得超过6年。出厂检验报告只对采用该产品的项目有效,不得重复使用。
(6)隔震层中的隔震支座应在安装前进行出厂检验,并应符合下列规定:
① 特殊设防类、重点设防类建筑,每种规格产品抽样数量应为100%;
② 标准设防类建筑,每种规格产品抽样数量不应少于总数的50%;有不合格试件
时,应100%检测;
③ 每项工程抽样总数不应少于20件,每种规格的产品抽样数量不应少于4件,当
产品少于4件时,应全部进行检验。
(7)隔震支座外露的预埋件应有可靠的防锈措施。隔震支座外露的金属部件表面应进行防腐处理。
(8)高层及复杂隔震结构隔震支座应进行施工阶段的验算。
(9)大跨屋盖建筑中的隔震支座宜采用隔震橡胶支座、摩擦摆隔震支座或弹性滑板支座。