建筑抗震设计常见问题解答

PAGEPAGE37建筑抗震设计常见问题解答1.4设计基准期和设计使用年限有何差别，在设计文件中应如何表述？国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-GB50011总则设计基准期为50年。设计使用年限分别采用5、25、50和100年，对应于临时性建筑、容易替换的建筑结构构件、普通房屋和构筑物、及纪念性建筑和特别重要的建筑结构。所谓设计基准期，是为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数。建筑结构设计所考虑的荷载统计参数，都是按设计基准期为50年确定的，如设计时需采用其他设计基准期，则必须另行确定在该基准期内最大荷载的概率分布及相应的统计参数。设计基准期是一个基准参数，它的确定不仅涉及可变作用（荷载），还涉及材料性能，是在对大量实测数据进行统计的基础上提出来的，一般情况下不能随意更改。例如我国规范所采用的设计地震动参数（包括反应谱和地震最大加速度）的基准期为50年，如果要求采用基准期为100年的设计地震动参数，则不但要对地震动的概率分布进行专门研究，还要对建筑材料乃至设备的性能参数进行专门的统计研究。所谓设计使用年限，是借鉴了国际标准ISO2394:1998提出的，又称为服役期、服务期等。设计使用年限是设计时选定的一个时期，在这一给定的时期内，房屋建筑只需进行正常的维护而不需进行大修就能按预期目的使用，完成预定的功能。设计使用年限是《建筑工程质量管理条例》对房屋建筑规定的最低保修期限“合理使用年限”的具体化。结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠性，满足安全性、适用性和耐久性的功能要求。结构可靠度是对结构可靠性的定量描述，即结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。安全性指结构在正常设计、施工和使用条件下，应该能承受可能出现的各种作用（各种荷载、外加变形、约束变形等）；另外，在偶然荷载作用下，或偶然事件（地震、火灾、爆炸等）发生时或发生后，结构应能保持必需的稳定性，不致倒塌。适用性指结构在正常使用时应能满足预定的使用要求，其变形、裂缝、振动等不超过规定的限度。耐久性指结构在正常使用和正常维护条件下，在设计使用年限内应具有足够的耐久性，如钢筋混凝土构件保护层不能过薄或裂缝不得过宽而引起钢筋锈蚀，混凝土不能因严重炭化、风化、腐蚀而影响耐久性。对于普通房屋和构筑物，在设计文件的总说明中应明确结构（含基础）的设计使用年限为50年；纪念性建筑和特别重要的建筑结构应为100年。设计文件中，不需要给出设计基准期。1.5对于设计使用年限为100年及以上的丙类建筑，抗震设防烈度和设计基本地震加速度、抗震措施和抗震构造措施应如何确定？首先要明确建筑寿命、设计使用年限和设计基准期的定义。建筑寿命指从建造到投入使用的总时间，即从建造开始直到建筑毁坏或丧失使用功能的全部时间。设计使用年限指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的年限，即房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和一般维护下所应达到的使用年限。当房屋建筑达到设计使用年限后，经过鉴定和维修，仍可继续使用。因此，设计使用年限不同于建筑寿命。同一幢房屋建筑中，不同部分的设计使用年限可以不同，例如，外保温墙体、给排水管道、室内外装修、电气管线、结构和地基基础，可以有不同的设计使用年限。设计基准期是指为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数，它不等同于建筑结构的设计使用年限，也不等同于建筑寿命。我国建筑设计规范所采用的设计基准期为50年，即设计时所考虑荷载、作用、材料强度等的统计参数均是按此基准期确定的。对于设计使用年限为100年及以上的丙类建筑，结构设计时应另行确定在其设计基准期内的活荷载、雪荷载、风荷载、地震等荷载和作用的取值，确定结构的可靠度指标以及确定包括钢筋保护层厚度等构件的有关参数的取值。 I=a(logX)2+blogX+c(1)式中，系数a、b、c可查表1确定：表1不同烈度时公式（1）的系数值系数abc烈度70.021.502.8580.011.503.859-0.483.682.59 由式（1）和表1可以算出不同设计使用年限的抗震设防烈度，如表2所示：表2不同设计使用年限的抗震设防烈度使用年限1510152050100150200烈度74.335.425.886.106.377.007.497.788.0185.336.426.887.107.378.008.498.789.0195.727.417.958.298.489.009.299.439.51 按新的《中国地震动参数区划图A1》，与抗震设防烈度相对应的基本地震加速度（单位：g）可以表示为： A=0.1×2I–7(2)按式（2）可以计算出表2中不同设计使用年限的抗震设防烈度所对应的基本地震加速度。当设计使用年限为100年时，7,8,9烈度区所采用的多遇地震（小震）、设防烈度地震（中震）和罕遇地震（大震）对应的加速度峰值示于表3中。表3设计使用年限100年的地震加速度峰值（cm/s2）设防烈度7度8度9度多遇地震4998189设防烈度地震140280540罕遇地震3085608371.7近年来在我国新疆伽师、巴楚和云南大姚等地发生强烈地震，从地震时的房屋震害情况看，对抗震设防及建筑抗震设计工作有什么值得借鉴之处？(1)严格执行工程建设强制性标准，新建工程抗震设防；原有工程抗震加固；(2)建筑施工质量：混凝土强度、砌体砂浆强度、配筋、节点、墙体拉结等应加强质量保证；(3)村镇建设：农村住宅的各种简单的抗震措施，如：木屋架与柱子采用钯钉连接，土坯墙与木构架之间用铁丝、木板拉结，生土房屋采用毛石或砖砌基础、混凝土圈梁等均被证明是行之有效的；(4)抗震概念设计，避免采用严重不规则的设计。例如：建筑物平面纵、横向刚度相差过大、砌体结构采用托墙梁造成上层悬墙、多层房屋底部空旷竖向刚度突变、梁与楼板共同作用形成强梁弱柱等。2.2GB50011规范中为何没有包括钢筋混凝土异型柱结构、短肢剪力墙、混凝土-钢混合结构等结构体系？异型柱结构，目前工程界有各种不同的看法。对于小开间住宅建筑，由于室内柱子隐蔽，可方便使用，在有些地区很受欢迎。但从安全角度，则普遍认为由于柱子和框架节点受力复杂、钢筋锚固及施工质量难以保证，异型柱结构属于抗震不利的结构体系。有些地区编写和批准了地方规范，可以作为当地此类建筑抗震设计的依据，并应由地方规范主编单位和建设主管部门负责。若采用异型柱结构又无地方规范作为依据者，属于超规范设计。短肢剪力墙结构，原则上属于抗震墙结构，应按GB50011规范和《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002进行设计，符合抗震基本要求和抗震构造措施要求。试验研究表明，当短肢剪力墙结构满足楼层最小水平地震剪力要求且保证抗震构造措施时，短肢剪力墙结构具有良好的抗震性能。但高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。混凝土-钢混合结构，在《高规》中已有规定。国务院于2000年9月25日发布的《建筑工程勘察设计管理条例》第29条规定，建设工程勘察、设计文件中规定采用的新技术、新材料，可能影响建设工程质量和安全，又没有国家技术标准的，应当由国家认可的检测机构进行试验、论证，出具检测报告，并经国务院有关部门或者省、自治区、直辖市人民政府有关部门组织的建设工程技术专家委员会审定后，方可使用。因此，凡是没有规范、规程作为依据进行设计的建筑结构，均应照此规定执行。抗震设计基本要求3.4面积较大的商业建筑，如何确定其抗震设防类别？带大底盘的高层建筑，下部裙房为商场，上部为住宅楼，若设置抗震缝分成两个结构单元，可否按每个单元单独划分设防类别？实际设计中应注意哪些问题？《建筑抗震设防分类标准》(GB50223-2004)第10.0.3条规定，大型的人流密集的多层商场应划为乙类。该条规定参照了《商店建筑设计规范》（JGJ48-88）关于商店规模的分级。考虑近年来商场发展情况，当一个区段的建筑面积25000平米或营业面积10000平米以上的商业建筑，人流可达7500人以上（按每位顾客占用营业面积1.35平米计算），应划为乙类建筑。《建筑抗震设防分类标准》第3.0.1条第5款还规定，“建筑各单元的重要性有显著不同时，可根据局部的单元段划分抗震设防类别。”故设置了抗震缝将结构分为若干单元后，可根据各单元划分抗震设防类别。对于面积较大的商业建筑，若设置抗震缝分成若干个结构单元，有单独的疏散出入口，各单元独立承担地震作用，彼此之间没有相互作用，人流疏散也较容易。因此，当每个单元按面积划分属于丙类建筑时，可按丙类建筑进行抗震设防。当商业建筑与其他建筑合建时应按区段分别确定抗震设防类别。对于大底盘高层建筑，当其下部裙房属于大型零售商场的乙类建筑范围时，一般可将其及与之相邻的上部高层建筑二层定为加强部位，按乙类进行抗震设计，其余各层可按丙类进行抗震设计。但是，当上部结构为乙类时，下部结构不论是什么类型，均为乙类。3.5GB50011规范中2.1.9条和2.1.10条明确了抗震措施和抗震构造措施的概念，如何根据建筑抗震设防分类和场地类别二者的不同，在设计基本地震加速度下确定抗震措施和抗震构造措施？建筑类别不同时，计算时设计基本地震加速度如何取值？根据相应的规范条文规定，一般建筑（隔震建筑和消能减振部位除外）在不同的建筑抗震设防分类和场地类别下，当设计基本地震加速度不同时，抗震措施和抗震构造措施分别按不同烈度取值，见表3－1和表3－2。建筑设防类别不同时，计算时设计基本地震加速度取值见表3－3。表3－1按建筑类别和场地类别调整后的抗震措施（烈度）建筑类别场地类别设计基本地震加速度（g）0.000.300.40甲、乙类=1\*ROMANI～=4\*ROMANIV788999丙类=1\*ROMANI～=4\*ROMANIV677889＋丁类=1\*ROMANI～=4\*ROMANIV67—7—8—8—9—表3－2按建筑类别和场地类别调整后的抗震构造措施（烈度）建筑类别场地类别设计基本地震加速度（g）0.000.300.40甲、乙类=1\*ROMANI677889=2\*ROMANII788999＋=3\*ROMANIII、=4\*ROMANIV788＋99＋9＋丙类=1\*ROMANI666778=2\*ROMANII677889=3\*ROMANIII、=4\*ROMANIV678899丁类=1\*ROMANI666778=2\*ROMANII67—7—8—8—9—=3\*ROMANIII、=4\*ROMANIV67—78—89—1．对较小的乙类建筑，如工矿企业的变电所、空压站、水泵房及城市供水水源的泵房等，当其结构改用抗震性能较好的结构类型，如钢筋混凝土结构或钢结构时，则可仍按本地区设防烈度的规定采取抗震措施，不需提高。2．8＋、9＋表示适当提高而不是提高一度，9度时需要专门研究。3．7－、8－、9－表示可以比本地区设防烈度的要求适当降低。例如对于现浇钢筋混凝土房屋可将部分构造措施按降低一个等级考虑，对于多层砌体结构房屋按减少一至二层（视具体要求）在表7.3.1或表7.4.1中查构造柱或芯柱的设置要求。表3－3根据建筑类别调整后的计算用设计基本地震加速度（g）建筑类别设计基本地震加速度（g）0.000.300.40乙类、丙类、丁类0.000.300.40甲类高于本地区设计基本地震加速度，具体数值按批准的地震安全性评价结果确定3.6结构的薄弱层、软弱层，转换层、框支层的概念是什么？薄弱层：该楼层的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80％，结构强度判断；软弱层：该楼层的侧向刚度小于相邻上一层的70％，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度的80％；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25％；结构刚度判断；转换层：《高规》定义，转换层是转换结构构件所在的楼层；而转换构件包括转换梁、转换桁架、转换板等。地震作用下，转换构件将其上一层的竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑等）的内力向下传递；框支层：如果一个结构单元的转换层以上为剪力墙，转换层以下为框架，那么转换层以下的楼层为框支层。3.8结构自振周期、基本周期与设计特征周期、场地卓越周期之间有何关系？自振周期：结构按某一振型完成一次自由振动所需的时间。基本周期：结构按基本振型（第一振型）完成一次自由振动所需的时间。通常需要考虑两个主轴方向和扭转方向的基本周期。设计特征周期Tg：抗震设计用的地震影响系数曲线的下降段起始点所对应的周期值，与地震震级、震中距和场地类别等因素有关。场地卓越周期：根据场地覆盖层厚度H和土层平均剪切波速Vs，按公式T=4H/Vs计算的周期，表示场地土最主要的振动特性。结构的地震反应与其动力特性密切相关，自振周期是主要的动力特性参数，与结构的质量和刚度相关。当自振周期、特别是基本周期小于或等于设计特征周期Tg时，地震影响系数取值为αmax，按规范计算的地震作用最大。震害经验表明，当自振周期与场地卓越周期接近，地震时可能发生共振，建筑物的震害较严重。研究表明，由于土在地震时的应力－应变关系为非线性，在同一地点，地震时场地的卓越周期并不是不变的，而将因震级大小、震源机制、震中距离的变化而不同。GB50011规范对结构的基本周期与场地的卓越周期之间的关系不做具体要求，即不要求结构自振周期避开场地卓越周期。事实上，多自由度结构体系具有多个自振周期，不可能完全避开场地卓越周期。3.7如何判定结构是否属于扭转不规则以及不规则的程度？在刚性楼板假定条件下，当计算小震作用的楼层最大弹性水平位移（或层间位移）与该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的比值大于1.2时，判断为扭转不规则；当比值接近1.5时，判断为特别不规则；当比值大于1.5时，一般判断为严重不规则。此时，计算的弹性水平位移（或层间位移）为代数值，当位移值小于规范限值的50%时，判断严重扭转不规则的比值可以适当放松。一般情况下，计算水平位移（或层间位移）时，需要考虑偶然偏心的影响；偏心大小的取值，可根据具体情况确定，不一定取该方向总长度的5%。还需注意，最大值和平均值的计算，均取楼层中同一轴线两端的竖向构件计算，不考虑楼板中悬挑的端部。3.9结构进行抗震设计时，若计算出的第一振型为扭转振型应如何处理？震害表明，平面不规则、质量与刚度偏心的结构，在地震时会受到严重的破坏。模拟地震振动台模型试验结果也表明，扭转效应会导致结构的严重破坏。结构进行抗震设计时，若计算出的第一振型为扭转振型，说明结构的抗侧力构件布置不尽合理，导致结构楼层的刚心与质心偏移；抗侧力构件（一般是剪力墙）数量不足；或尽管结构平面对称，但核心筒断面太小，导致整体抗扭刚度偏小。此时应对结构方案进行调整，减小结构平面布置的不规则性，避免产生过大的偏心，或加强结构抗扭刚度，必要时可设置防震缝，将不规则的平面划分为若干相对规则的平面。尽可能避免扭转振型成为第一振型。4.1结构抗震设计对工程地质勘察的基本要求有哪些？结构抗震设计所需要的工程地质勘察内容和要求，除应满足建筑静力设计的勘察要求外，还应满足以下基本要求：1）划分对建筑有利、不利和危险地段；2）提供建筑场地类别（对于高层建筑，要求进行土层剪切波速测试，提供土层等效剪切波速和覆盖层厚度，依此划分场地类别；对于层数不超过10层且高度不超过30米的丙类建筑，可按规范提供的经验方法估计土层剪切波速）；3）提供岩土地震稳定性（如发震断裂、滑坡、崩塌、液化和震陷特性等）评价；4）对需要采用时程分析法进行补充计算的建筑结构，尚应根据设计要求提供土层剖面、场地覆盖层厚度和有关的动力参数，具体的就是提供满足规范要求的地震波。4.2采用桩基或诸如CFG桩等措施进行地基处理后是否改变场地类别？按照GB50011规范2.1.7条对场地的定义，场地是建筑群体所在地，其范围在城镇中通常是指不小于1.0km2的占地面积。场地在平面和深度方向的尺度与地震波波长相当，比建筑物地基的尺度要大得多。场地类别的划分时所考虑的主要是地震地质条件对地震动的效应，关系到设计用的地震影响系数特征周期Tg的取值，也即影响到场地的反应谱特征。采用桩基或用搅拌桩（水泥固化剂桩，类似CFG桩）处理地基，只对建筑物下卧土层起作用，对整个场地的地震地质特性影响不大，因此不能改变场地类别。4.6地下室顶板作为钢筋混凝土结构房屋上部结构的嵌固部位时，若考虑建筑使用的要求，楼盖是否可采用无梁楼盖的结构形式？地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，应满足规范关于上下刚度比的要求。一般说来，如果地下室顶板采用无梁楼盖的结构形式，将难以满足6.1.14条柱端塑性铰位置在±0.0处的要求，故不能采用无梁楼盖的结构形式，而应采用现浇梁板结构，且其板厚不宜小于180mm。4.7位于地下室内的框支层，是否计入规范允许的框支层数之内？若地下室顶板作为上部结构的嵌固部位，则位于地下室内的框支层，不计入规范允许的框支层数之内。地震作用和抗震验算5.1GB50011规范5.1.3条规定，结构抗震设计时，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。此时，风荷载参与组合吗？按《建筑结构可靠度设计统一标准》的原则规定，地震发生时恒载与其他重力荷载可能的遇合结果总称为“抗震设计的重力荷载代表值GE”，即永久荷载标准值与有关可变荷载组合值之和，对楼面活荷载、雪荷载等可变荷载给出了组合值系数。计算结构重力荷载代表值时，风荷载不参与组合。在进行结构构件截面抗震验算，地震作用与其他荷载效应的基本组合时，对风荷载的组合加于考虑，但只限对于风荷载起控制作用的高层建筑，按规范5.4.1条，取风荷载组合值系数为1.2；一般结构则取0.0。这里，所谓风荷载起控制作用，指风荷载和地震作用产生的总剪力和倾覆力矩相当的情况。5.26度区的建筑结构是否都不需要进行地震作用计算和截面抗震验算？规范3.1.4条和5.1.6条规定部分建筑结构在6度时可不进行地震作用计算和构件截面抗震验算，但应符合有关抗震措施要求。对于位于IV类场地上的较高的高层建筑，诸如高于30m的钢筋混凝土框架结构，高于60m的其他钢筋混凝土民用房屋和类似的工业厂房，以及高层钢结构房屋等，由于=4\*ROMANIV类场地反应谱的特征周期Tg较长，结构自振周期也较长，则6度IV类场地的地震作用值可能与7度=2\*ROMANII类场地的地震作用值相当，此时仍需进行抗震验算。所以并非所有的建筑在6度区不进行地震作用计算。另外，对于钢筋混凝土房屋的抗震等级四级以上的结构，截面抗震验算涉及到内力调整，例如，6度区的丙类钢筋混凝土房屋的抗震等级，部分框支抗震墙结构之框支层框架为二级，其他结构中有部分框架为三级，部分抗震墙为三级甚至二级，因此，抗震措施中有许多需进行内力调整计算。一些不规则的结构，需要按规范3.4.3条进行地震作用效应的调整并对薄弱部位采取有效的构造措施，这时也需要计算。例如对结构薄弱层的地震剪力乘以1.15的增大系数，对转换构件的地震内历乘以1.25~1.5的增大系数等。5.3对突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等突出屋面的结构进行抗震设计及验算时应注意哪些事项？规范第3章关于概念设计的规定中，明确要求结构体系的选型应防止刚度和强度的突变。突出屋面结构明显存在刚度突变，其抗震设计尤应注意采取可靠措施。例如，在计算分析时，第5.2.4条规定采用底部剪力法时，突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应，宜乘以增大系数5.4突出屋面的屋顶房间何时可按突出屋面的屋顶间计算而不算做一层？根据规范第5.2.4条规定采用底部剪力法时，突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应，宜乘以增大系数5.5举例说明考虑双向水平地震的扭转效应时，求出的地震作用如何在实际工程中参与荷载（作用）的组合？根据强震观测记录的统计分析，两个方向水平地震加速度的最大值不相等，二者之间的比值约为1：0.85，而且两个方向的最大值不一定发生在同一时刻，因此采用平方和开方方法计算两个水平方向地震作用效应的组合。所谓地震作用效应，是指两个正交方向地震作用在每个构件的同一局部坐标方向产生的效应（位移和内力）。规范5.2.3条2款中规定双向水平地震作用的扭转效应组合时，可按公式5.2.3-7和5.2.3-8，即下列公式计算：对x方向取或中的较大值；对y方向取或中的较大值。式中：、－考虑x、y两方向水平地震作用的扭转效应（包括弯矩M、剪力V、轴力N及相应的位移）；－x方向地震作用在局部坐标xi方向产生的地震作用效应；－y方向地震作用在局部坐标xi方向产生的地震作用效应；－y方向地震作用在局部坐标yi方向产生的地震作用效应；－x方向地震作用在局部坐标yi方向产生的地震作用效应；在结构计算中，一般需计算弯矩M、剪力V、轴力N、扭矩T，按不利情况考虑时，若取最大弯矩，如果，则组合时应取对应的这组值、、，而不管、谁更大的问题。同理，取最大剪力时，则取最大剪力对应的那组弯矩、轴力等；取最大轴力时，则取最大轴力对应的那组弯矩、剪力等。对楼层位移u和层间位移Δu，也应按上述要求计算双向水平地震位移的组合：第一组：，;第二组：，。若结构完全对称，以及不属于扭转不规则的结构，规范不要求进行双向地震作用效应的组合。5.6GB50011规范中对钢筋混凝土框架柱进行轴压比和结构层间位移控制，这二者之间有无关系？89规范在框架-抗震墙层间弹性位移角限制中专门对装修较高的公共建筑做了规定，为什么GB50011规范却无此规定？规范对钢筋混凝土框架柱进行轴压比控制是为了保证混凝土构件的延性，防止脆性破坏。对结构层间位移进行控制是为了保证结构整体刚度和整体安全。控制轴压比和控制层间位移是两个不同的方面，两者无显著的联系。层间位移限值主要根据保证建筑正常使用功能（弹性）和保证结构抗倒塌能力（弹塑性）来确定，其中也包括对非结构构件和建筑内各类设备的正常使用和破坏程度的控制。随着建材工业和装修技术的发展，建筑装修越高级，其细部构造越精密，变形能力可能会更好，例如建筑室内的木装修和许多化学建材装修以及玻璃幕墙都具有很好的适应变形的能力，大理石墙面一般也是采用多点悬挂方式固定于主体结构，89规范对建筑装修标准高的建筑结构采用较小的侧移限值在目前已无必要，故GB50011规范中不再对装修情况进行区分。5.7计算薄弱层变形的方法有几种？适用范围如何？计算薄弱层变形的主要方法包括：规范简化方法、静力弹塑性分析方法(push-over法)、弹塑性时程分析法等。适用范围：1）不超过12层且层刚度无突变的框架结构及单层钢筋混凝土柱厂房可采用规范5.5.4条的简化方法；2）除上述结构之外，可以采用静力弹塑性分析方法(push-over法)或弹塑性时程分析法。对于规则结构，可采用简化的弯剪层模型和平面杆系模型；对于不规则结构，则应采用三维空间模型进行分析。5.8静力弹塑性分析方法(push-over法)的确切含义及特点？结构弹塑性变形分析方法有动力非线性分析（非线性时程分析）和静力非线性分析两大类。动力非线性分析能比较准确而完整地得出结构在罕遇地震下的反应全过程，但计算过程中需要反复迭代，数据量大，分析工作繁琐，且计算结果受到所选用地震波以及构件恢复力和屈服模型的影响较大，一般只在设计重要结构或高层建筑结构时采用。静力弹塑性分析方法(push-over法)，是对结构在罕遇地震作用下进行弹塑性变形分析的一种简化方法，从本质上说它是一种静力分析方法。具体地说，就是在结构计算模型上施加按某种规则分布的水平侧向力，单调加载并逐级加大；一旦有构件开裂(或屈服)即修改其刚度(或使其退出工作)，进而修改结构总刚度矩阵，进行下一步计算，依次循环直到结构达到预定的状态（成为机构、位移超限或达到目标位移），从而判断是否满足相应的抗震能力要求。静力弹塑性分析方法(push-over法)分为两个部分，首先建立结构荷载－位移曲线，然后评估结构的抗震能力，基本工作步骤为：第一步：准备结构数据：包括建立结构模型、构件的物理参数和恢复力模型等；第二步：计算结构在竖向荷载作用下的内力。第三步：在结构每层的质心处，沿高度施加按某种规则分布的水平力（如：倒三角、矩形、第一振型或所谓自适应振型分布等），确定其大小的原则是：施加水平力所产生的结构内力与前一步计算的内力叠加后，恰好使一个或一批构件开裂或屈服。在加载中随结构动力特征的改变而不断调整的自适应加载模式是比较合理的，比较简单而且实用的加载模式是结构第一振型。第四步：对于开裂或屈服的杆件，对其刚度进行修改，同时修改总刚度矩阵后，再增加一级荷载，又使得一个或一批构件开裂或屈服；不断重复第三步、第四步，直到结构达到某一目标位移（当多自由度结构体系可以等效为单自由度体系时）或结构发生破坏（采用性能设计方法时，根据结构性能谱与需求谱相交确定结构性能点）。对于结构振动以第一振型为主、基本周期在2s以内的结构，push-over方法能够很好地估计结构的整体和局部弹塑性变形，同时也能揭示弹性设计中存在的隐患（包括层屈服机制、过大变形以及强度、刚度突变等）。静力弹塑性分析方法的特点：1）由于在计算时考虑了构件的塑性，可以估计结构的非线性变形和出现塑性铰的部位；2）与弹塑性时程分析法比较，其输入数据简单，工作量较小，计算时间短。对于长周期结构和高柔的超高层建筑，push-over方法与非线性时程分析方法的计算结果差别很大，难以采用。钢筋混凝土结构6.4钢筋混凝土短柱如何定义，短柱受力中有何特点，设计中该怎么处理？短柱：钢筋混凝土结构中按内力计算值得到的剪跨比Mc/(Vch0)不大于2、反弯点在柱子高度中部、柱净高与柱截面高度之比Hn/h不大于4。（实际工程中，应注意由于实心粘土砖填充墙对框架柱的约束，如：框架柱间砌筑不到顶的隔墙、窗间墙以及楼梯间休息平台使框架柱变成短柱）。短柱的变形特征为剪切型、脆性破坏。短柱的抗震验算：轴压比限值应比一般柱降低0.05，抗震等级为一级时每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%，剪力设计值满足规范6.2.9条式6.2.9-2的要求；构造：箍筋沿柱子全高加密，间距不应大于100mm，宜采用复合螺旋箍或井字复合箍，其体积配箍率不应小于1.2%，9度时不应小于1.5%，梁柱节点核芯区的体积配箍率不应小于上下柱端的较大值（体积配筋率计算时，可以计入在节点有效宽度范围内梁的纵向钢筋）。对于剪跨比小于1.5的超短柱要专门研究，如采取增设交叉斜筋、外包钢板箍、设置型钢或将抗震薄弱层转移到相邻的一般楼层。6.6GB50011规范6.2.11条的条文说明中提到的“矮墙效应”是指什么，什么情况下应考虑矮墙效应？如何避免矮墙效应？一般的钢筋混凝土剪力墙的受力状态分为弯曲型和弯剪型，而对于高宽比（总高度/总宽度）小于2的剪力墙，地震作用下的破坏形态为剪切破坏，类似短柱，属于脆性破坏，称为矮墙效应。规范的规定主要是针对一般的剪力墙，不包括矮墙。高宽比小于2的底部框架砖房的剪力墙以及框支结构落地墙在框支层剪力较大，按剪跨比计算也可能出现矮墙效应。为了避免矮墙效应，可在剪力墙上开竖缝，使之成为高宽比大于2的墙，提高其延性。6.7钢筋混凝土框架结构中设置了非结构的填充墙，在结构计算时应如何考虑其对主体结构的影响？结构计算时应对结构基本周期进行折减。周期折减系数的取值可参考《建筑抗震设计手册》（中国建筑科学研究院工程抗震研究所主编，中国建筑工业出版社1994年出版）：填充墙为实心砖时周期折减系数ψT取值表ψc0.8～1.00.6～0.70.4～0.50.2～0.3ψT无门窗洞0.5(0.55)0.55(0.60)0.60(0.65)0.70(0.75)有门窗洞0.65(0.70)0.70(0.75)0.75(0.80)0.85(0.90)注：1.ψc为有填充墙框架榀数与框架总榀数之比；2.无括号的数值用于一片填充墙长6m左右时；括号内的数值用于一片填充墙长为5m左右时；3.填充墙为轻质材料或外挂墙板时周期折减系数ψT取0.8～0.9。特别要注意由于填充墙嵌砌与框架刚性连接时，其强度和刚度对框架结构的影响，尤其要考虑到填充墙不满砌时，由于墙体的约束使框架柱有效长度减小，可能出现短柱，造成剪切破坏。6.8框架结构设计中，若在平面内和竖向许多框架柱不对齐，设计中应注意哪些事项？震害表明，若设计中许多框架柱在平面内或沿高度方向不对齐，形不成一榀完整的框架，地震中因扭转效应和传力路经中断等原因可能造成结构的较大损坏，设计时应视抽柱或柱子错位的情况，按规范3.4.3条进行不规则结构的设计计算。6.8关于RC构件概念设计的若干问题6.10GB50011规范6.4.5条“底部加强部位在重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比…”中的“重力荷载代表值作用下”该怎样理解？重力荷载代表值作用下，是指结构和构配件自重标准值和可变荷载的组合，可变荷载的组合值系数按规范5.1.3条采用，墙肢轴压比计算时，组合后的重力荷载分项系数取1.2。6.11按GB50011规范6.1.10条设置钢筋混凝土抗震墙底部加强部位时，若有地下室时，是否仍从首层算起，地下室部分的加强部位如何设置？设置抗震墙的底部加强部位，是指在抗震墙底部的一定高度内，适当提高承载力和加强抗震构造措施。弯曲型和弯剪型结构的抗震墙，塑性铰一般出现在墙肢底部，将塑性铰及其以上的一定高度范围作为加强部位，在此范围内采取增加边缘构件箍筋和墙体横向钢筋等加强措施，避免墙肢剪切破坏，改善整个结构的抗震性能。规范6.1.10条规定了抗震墙底部加强部位的高度范围，有地下室的房屋，在设置钢筋混凝土抗震墙底部加强部位时，根据地下室顶板是否作为上部结构的嵌固部位，分成以下两种情况：地下室顶板作为上部结构的嵌固部位抗震墙底部加强部位的高度从首层向上算，按6.1.10条的规定取值，同时将加强部位向地下室延伸一层（具有多层地下室的房屋可仅延伸至地下一层，地下二层以下可不按加强部位对待）。地下室顶板不能作为上部结构的嵌固部位震害调查发现，地表附近震害较严重，地下室较轻。若地下室顶板无法满足嵌固要求，通常地下一层底板处可基本满足。此时抗震墙底部加强部位的高度应从该处向上算，取墙肢总高度的1/8及地下一层加首层高度的较大值，且不大于15m取值。此时若有多层地下室，不必再向下延伸至地下二层以下。.6.12GB50011规范6.4.1条对抗震墙结构的抗震墙厚度作了规定，该类结构的电梯井筒壁厚及井筒内隔墙厚是否应服从此规定？抗震墙结构当墙肢较多较长时，刚度一般较大，计算地震作用较大。为了降低地震作用，一般宜作“减法”，减少、减短墙肢，但不宜减薄。电梯井筒作为重要的抗侧力构件，应保证有足够的刚度和延性，也不宜减薄。当筒内的某些墙肢不作为抗侧力构件时，可按JGJ3规程7.2.2条4款规定，厚度减薄，但不宜小于160mm.。也可做成符合防火要求的其他材料的隔墙。6.15GB50011规范6.4.7条规定了抗震墙的约束边缘构件的配箍特征值，具体计算时，混凝土的体积是用箍筋内核心混凝土的体积，还是用整个墙外围的体积？根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）有关间接钢筋的体积配箍率计算，取箍筋内表面范围内的混凝土核心面积。确有可靠锚固的水平分布筋也可计入。6.16如何定义抗震墙的约束边缘构件的暗柱、翼墙、端柱？按规范6.4.7条定义，暗柱一般指窗间墙等部位的矩形截面；当有翼墙或端柱时，如果翼墙长度小于3倍翼墙厚度或端柱截面边长小于2倍墙厚度时，视为无翼墙、无端柱。6.17GB50011抗震规范中对钢筋混凝土框架结构的角柱有一些特殊要求，是不是转角处的框架柱均应按角柱对待？考虑到角柱承受双向地震作用，扭转效应对内力影响较大且受力复杂，对其抗震措施一些专门的要求。抗震规范中的角柱是指位于建筑角部、与柱的正交的两个方向各只有一根框架梁与之相连接的框架柱。因此位于建筑平面凸角处的框架柱一般均为角柱，而位于建筑平面凹角处的框架柱，若柱的四边各有一根框架梁与之相连，则不按角柱对待。6.19GB50011抗震规范6.2.10条1款中，框支柱的最小地震剪力计算以框支柱的数目10根为分界，若框支柱与钢筋混凝土抗震墙相连，如何计算框支柱的数目？规范6.2.10条1款中，框支柱承受的最小地震剪力计算以框支柱的数目10根为分界，此规定对于结构的纵横两个方向是分别计算的。若框支柱与钢筋混凝土抗震墙相连成为抗震墙的端柱，则沿抗震墙平面内方向统计时端柱不计入框支柱的数目，沿抗震墙平面外方向统计时其端柱计入框支柱的数目。6.21确定建筑物的抗震等级时，如果地下室顶板不作为上部建筑物的嵌固点，那么建筑物的高度该如何确定?是从室外地面算起还是从基础顶算起?规范6.1.1条表6.1.1注1的说明，现浇钢筋混凝土房屋的房屋高度是指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不包括局部突出的屋顶部分），因此按照6.1.2条表6.1.2确定房屋的抗震等级时，尽管地下室顶板不作为上部建筑物的嵌固部位，表中高度值仍是从室外地面算起。6.23混凝土结构的地下室顶板作为上部结构的计算嵌固部位，应满足什么要求？规范第6.1.14条规定了地下室顶板可作为上部结构嵌固部位的有关要求。做到在地上一层的柱底出现塑性铰，通常采用提高地下室顶板梁和地下室柱顶的受弯承载力的方法来保证柱底的嵌固条件。对于边柱和角柱，由于只有一面有梁，为满足该梁端截面受弯承载力不小于上柱下端实际受弯承载力的要求，可采用增大梁截面、或不增大梁截面而增加梁配筋的方法。设计时还应注意：(1)边柱处应设有钢筋混凝土抗震墙，无抗震墙或约束不太好时，边梁应采取增加箍筋等抗扭措施。(2)地下室的现浇顶板厚度不宜小于180mm且不宜有较大洞口。(3)地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积，除满足计算要求外，不应小于地上一层对应柱每侧纵筋面积的1.1倍（地下室柱子多出的纵向钢筋不应向上延伸，应锚固于地下室顶板的框架梁内），地下室抗震墙的配筋不应少于地上一层抗震墙的配筋。(4)地下室结构应能承受上部结构屈服超强及地下室本身的地震作用，可近似要求地下室结构的侧向刚度与上部结构侧向刚度之比不小于2，侧向刚度比可用下列剪切刚度比估计(式中符号的含义见规范)：6.26一般的框架-抗震墙中的墙的抗震等级比柱要求高，8度时板柱-抗震墙结构中为什么柱的抗震等级却比抗震墙的抗震等级高？板柱-抗震墙结构通常无框架梁，仅有暗梁，构不成梁柱节点，受力性能比较差。震害和试验研究均证明板柱节点是抗震的不利部位，设计时应利用抗震墙分担板柱框架的地震作用，根据多道设防的原则，抗震规范6.6.5条要求板柱结构中的抗震墙承担全部地震作用（作为第一道防线），同时板柱应能承担各层全部地震作用的20%以上（作为第二道防线）。从规范表6.1.2可以看出，一般的框架-抗震墙中的墙的抗震等级比柱高，8度时板柱-抗震墙结构中柱的抗震等级却比抗震墙的抗震等级高，主要原因有以下几点：（1）在板柱-抗震墙结构房屋的适用范围中，8度区属于高烈度区，框架柱的抗震措施需要加强，因此柱的抗震等级为一级，要求最高。（2）8度时板柱-抗震墙结构房屋的适用最大高度为30m，抗震墙的抗震等级为二级已可以满足要求。（3）由于柱和抗震墙属于不同的混凝土构件，它们的抗震措施和抗震构造措施要求的内容不同，二者之间的抗震等级不具有可比性。6.27对底部为多层框架，顶层为排架的多层钢筋混凝土结构房屋进行抗震设计时，有何要求？对多层钢筋混凝土框架房屋，若顶层因设置大房间的要求，局部采用网架、屋架等大空间的屋盖型式，部分框架柱顶部变为排架柱，仍可按框架结构的有关要求进行抗震设计。计算时，屋盖系统可采用空间或平面有限元杆系模型、或简化为连杆与排架柱铰接。对于下部到顶层全部为排架结构的多层工业厂房，应参考其它规范、规程，如：《构筑物抗震设计规范》（GB50191-93）、《电力设施抗震设计规范》（GB5026-96）、《火力发电厂土建结构设计技术规定》等进行设计。6.28在现有钢筋混凝土结构房屋上采用钢结构进行加层设计时有何要求？在现有钢筋混凝土结构房屋上加层采用钢结构（包括轻钢结构），可分为两种情况：一、若加层的结构体系为钢结构，因抗震规范不包括下部为钢筋混凝土、上部为钢结构的有关规定，两种结构的阻尼比不同，上下两部分刚度存在突变，属于超规范、超规程设计，设计时应按国务院《建筑工程勘察设计管理条例》第29条的要求执行，即需由省级以上有关部门组织的建设工程技术专家委员会进行审定。二、若仅屋盖部分采用钢结构，整个结构抗侧力体系仍为钢筋混凝土，则按照规范第六章的有关规定进行抗震设计。此时尚应注意因加层带来结构刚度突变等不利影响，进行验算，必要时对原结构采取加固措施。砌体结构7.1多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋的最小墙厚度是何含义？房屋抗震横墙是指什么样的墙体？不对齐或不贯通的横墙算不算抗震横墙？规范7.1.2条表7.1.2中，砌体房屋最小墙厚是指结构抗震验算时可以承担地震作用的墙体厚度，小于此厚度的墙体只能算做非抗震的隔墙、计入荷载而不承担地震作用。例如，粘土砖房屋的最小墙厚为0.24m，墙厚度度小于此值，如0.12m或0.18m时，不论是否有基础，均只能算做非抗震隔墙。房屋抗震横墙是指符合最小墙厚要求的横向墙体，应满足抗侧力计算的要求。规范7.1.7条2款规定“沿平面内宜对齐”用语为“宜”，表示稍有选择，条件许可时应首先这样做。符合厚度要求、即使不对齐或不贯通的横墙也属抗震横墙。7.2对医院、教学楼等横墙较少的多层砌体范围可否按7.3.14条的规定采取加强措施并满足抗震承载力要求，其高度和层数仍按表7.1.2的规定采用？规范7.3.14条规定的加强措施仅适用于横墙较少的多层住宅楼，不适用于医院、教学楼等人流较密集的公共建筑。7.3多层砌体和底部框架房屋中，有个别楼层符合“横墙较少”的条件，是否应按7.1.2条第2款的要求降低层数？对于多层砌体房屋“横墙较少”的概念指全部楼层均符合横墙较少的条件，对于仅个别楼层符合“横墙较少”的条件，可根据大开间房屋的数量、位置、开间大小等采取相应的加强措施，而不要求降低层数。底部框架房屋的上部各层“横墙较少”的概念同多层砌体房屋。7.4多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋的总高度比表7.1.2稍高时是否算超出限值？GB50011规范7.1.2条表7.1.2中总高度的计算有效数字为个位，即小数点后第一位数四舍五入后满足即可。室内外高差大于0.6m时，房屋总高度允许比表中适当增加，但不应多于1m。7.5多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋室内外高差大于0.6m时，房屋总高度允许比表7.1.2中适当增加，但不应多于1m，那么此时是否仍可将小数点后第一位数四舍五入吗？多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋，若室内外高差大于0.6m时，房屋总高度允许比GB50011规范7.1.2条表7.1.2中适当增加，但不应多于1m。因已将总高度值适当增加了，故此时不应再四舍五入使增加值多于1m。7.6规范规定多层砌体房屋的总高度指室外地面到主要屋面板顶或檐口的高度，半地下室从地下室地面算起，全地下室和嵌固条件较好的半地下室允许从室外地面算起，嵌固条件较好一般是指什么情况？嵌固条件较好一般指下面两种情况：（1）半地下室顶板（宜为现浇混凝土板）的标高在1.5m以下，地面以下开窗洞处均设有窗井墙，且窗井墙又为内横墙的延伸，如此形成加大的半地下室底盘，有利于结构的总体稳定，半地下室在土体中具有较好的嵌固作用。（2）半地下室的室内地面至室外地面的高度大于地下室净高的二分之一（埋深较深），无窗井，且地下室部分的纵横墙较密，具有较好的嵌固作用。在这两种嵌固条件较好情况下，带半地下室的多层砌体房屋的总高度允许从室外地面算起。若半地下室层高较大，顶板距室外地面较高，或有大的窗井而无窗井墙或窗井墙不与纵横墙连接，构不成扩大基础底盘的作用，周围的土体不能对多层砖房半地下室起约束作用，则此时半地下室应按一层考虑，并计入房屋总高度。7.7底层框架-抗震墙结构的地下室的层数是否计入底框允许层数内？若地下室嵌固较好，则底层框架-抗震墙结构的地下室的层数可不计入底框结构允许层数内。7.8住宅工程中顶层为坡屋顶，屋顶是否需设水平楼板？顶层为坡屋顶时层高有无限制？总高度应如何计算？住宅的坡屋顶如不利用时，檐口标高处不一定设水平楼板。关于顶层为坡屋顶时层高的计算，规范未做具体规定，由设计人员根据实际情况而定，但该层的计算高度不应超过4m。檐口标高处不设水平楼板时，按规范7.1.2条的规定，总高度可以算至檐口(此处檐口指结构外墙体和屋面结构板交界处的屋面结构板顶)。当檐口标高附近有水平楼板，且坡屋顶不是轻型装饰屋顶时，上面三角形部分为阁楼，此阁楼应作为一层考虑，高度可取至山尖墙的一半处，即对带阁楼的坡屋面应算至山尖墙的二分之一高度处。7.9坡地上多层砌体房屋的层数和总高度计算有何要求？由于坡地上多层砌体房屋在在不同地面标高上的层数和高度不同，结构竖向刚度不均匀，对结构有不利影响。出于安全考虑，对于坡地上多层砌体房屋总高度的计算，仍然沿用自室外地坪到主要屋面板板顶标高或至檐口标高的方法，室外地坪应从低处计算。按同样要求，层数也应从低处算起，例如，坡地上某多层砌体结构房屋，低处有六层，高处有五层，则总层数应按六层算。若多层砌体房屋在坡地范围内的结构每层楼板均与山体有可靠的锚固，横墙也采取有效措施与山体连接，结构的墙体刚度较大，则可按从地面较高处计算房屋的层数和总高度，但此时应按抗震规范4.1.8条考虑不利地段对设计地震动参数的放大作用。7.10横墙较少的多层普通砖、多孔砖住宅楼的总高度和层数接近或达到GB50011规范7.1.2条表7.1.2规定限值时，如按规范中7.3.14条第6款的要求进行设计时，对楼、屋面板的设置有何要求？对于横墙较少的多层普通砖、多孔砖住宅楼，当总高度和层数接近或达到表7.1.2规定限值时，同一结构单元的楼、屋面板应设置在同一标高处，即不允许同一结构单元有错层。另外，即使设计时同一结构单元内横墙无错位，楼、屋面板也宜采用现浇钢筋混凝土板，以加强结构的整体性。7.11多层砌体房屋存在错层时，结构抗震设计应注意哪些问题？当多层砌体房屋错层高度超过梁高（或楼板高差在500mm以上）时，结构计算应按两个楼层对待，房屋总层数相应增加。错层楼板之间的墙体应采取措施解决平面内局部受剪和平面外受弯问题。当错层高度不超过梁高时，该部位的圈梁或大梁应考虑两侧上下楼板水平地震力形成的扭矩，采取抗扭措施，必要时进行抗扭验算。7.12在砖房总高度、总层数已达限值的情况下，若在其上再加一层轻钢结构房屋，此种结构形式应如何设计？在砖房总高度、总层数已达限值的情况下，若在其上再加一层轻钢结构房屋，因抗震规范中无此种结构形式的有关要求，两种结构的阻尼比不同，上下部分刚度存在突变，属于超规范、超规程设计。应按国务院《建筑工程勘察设计管理条例》第29条的要求执行，即需由省级以上有关部门组织的建设工程技术专家委员会对设计进行审定。7.13GB50011规范7.1.3条规定普通砖、多孔砖和小砌块砌体承重房屋的层高，不应超过3.6m，而某些工业建筑及附属房屋，如变配电室，虽然总层数未达到规范限值的要求，但因工艺要求需要层高大于3.6m时应如何处理？抗震规范对砌体承重房屋的层高规定主要针对一般民用建筑。对于层数远少于表7.1.2的工业建筑及附属房屋，因工艺要求需要层高大于3.6m时，可根据具体情况采取如增加墙厚度、增设壁柱、圈梁、提高材料强度等级等措施。7.14多层砌体房屋纵横墙交接部位有何构造要求？如果在纵横墙交接处附近的墙体上开洞，洞口边缘距交接处墙的距离至少应保持多少为宜？纵横墙交接处的连接对多层砌体结构房屋的整体性影响较大。震害表明，在水平地震作用下，当一侧的墙体倒塌时，与之正交的另一侧墙体会由于失去侧向支撑而随后坍塌。因此不仅要求墙体在强度方面满足抗震验算的要求，而且要求与其它墙体有可靠的构造连接。纵横墙的交接部位，如内外墙交接部位、外墙转角部位、内墙与内墙交接部位等都是墙段的尽端，在受力时容易开裂脱落；洞口边缘的墙体在剪切破坏后也容易脱落，都属于容易损坏的部位。为了加强纵横墙交接部位的连接，要求纵横墙咬槎砌筑，可以留坡槎，但不应留直槎。规范7.3.7条规定：纵横墙交接处，未设置构造柱的墙体之间、7度时长度大于7.2m的大房间、及8、9度时，均要沿墙高设置拉结钢筋。有构造柱的墙可通过先砌墙并留马牙槎，沿墙高设置拉接钢筋，最后通过后浇构造柱的混凝土来达到拉结的要求。规范6.1.8条4款规定了框架-抗震墙结构中抗震墙上开洞的洞边距端柱不宜小于300mm，而砖墙的抗震性能不如钢筋混凝土抗震墙，其要求应严于抗震墙，在纵横墙交接附近的墙体上开洞，洞口边缘距交接处墙边缘的最小距离应大于300mm，以保证交接处的整体性。7.19带阁楼的多层砌体房屋的构造柱如何设置？结构计算时，不论是否住人，阁楼层均应做为一个质点考虑。带阁楼的多层砌体房屋在设置构造柱时可根据阁楼层的屋面剖面形式确定：当剖面形式为三角形，即檐口处无砖墙时，可按房屋实际层数按规范表7.3.1的要求设置构造柱并适当加强；剖面形式为屋形，即檐口处有砖墙时，按房屋实际层数增加一层后的层数对待。特别应注意，不论是三角形或屋形，坡屋顶山尖墙部位均需沿山尖墙顶设置卧梁、屋盖处设置圈梁和在山脊处设置构造柱。7.20较大洞口两侧要设构造柱加强，一般多大的洞口算较大洞口？规范7.3.1条表7.3.1要求较大洞口两侧设置构造柱。一般说，内纵墙和横墙的较大洞口，指20007.21GB50011规范7.3.1条表7.3.1中规定内墙的局部较小墙垛处应设构造柱，这里较小墙垛是如何定义的？抗震规范表7.3.1中，定义的较小墙垛指宽度在800mm左右且高宽比小于4的墙肢。对局部小墙垛增设构造柱是为了防止在地震时过早破坏，不能与其它墙体共同工作，从而降低结构的整体抗震能力。7.22砖墙基础埋深较大，构造柱是否应伸至基础底部？规范7.3.2条第4款规定：构造柱可不单独设置基础，但应伸入室外地面下500mm，或锚入浅于500mm的基础圈梁内，两条满足其中的一条即可。但需注意此处的基础圈梁是指位于地面以下的，而不是位于±0.0的墙体圈梁。构造柱的钢筋伸入基础圈梁内应满足锚固长度的要求。对于底层框架砖房的砖房部分，一般允许将砖房部分的构造柱锚固于底部的框架柱或钢筋混凝土抗震墙内（上层与下层的侧移刚度比应满足要求）。7.23多层砌体房屋中构造柱纵向钢筋的强度等级有无要求？构造柱中的纵向钢筋属于构造配筋，只规定了最少根数和直径，钢筋的强度等级均应遵守GB50011规范3.9.3条的要求。7.25砌体结构房屋的构造柱箍筋在纵向钢筋搭接区有无特殊要求？在钢筋的搭接区范围的箍筋间距需要加密，这是混凝土结构构件的构造要求。对于构造柱在纵向钢筋搭接区的箍筋也应加密。7.27多层砌体房屋的墙体是否可以采用粘土砖和现浇钢筋混凝土混合承重？抗震规范第7章的适用范围是，烧结普通粘土砖、烧结多孔粘土砖、混凝土小型空心砌块等承重的多层房屋，底层或底部两层框架－抗震墙和多层的多排柱内框架砖砌体房屋。多层砌体房屋中如果采用砌体墙和现浇钢筋混凝土墙混合承重的结构类型，超出了抗震规范第7章的适用范围，不符合国家标准的规定，属于超规范、规程设计。在多层砌体房屋设计中，将抗震承载力验算不满足要求的墙片或墙段由砖砌体改为现浇钢筋混凝土墙，这种做法也可能属于超规范、规程设计。在砌体结构中增设现浇钢筋混凝土墙后，结构体系可能改变为不同材料混合承重的结构，此时需根据结构楼板的刚度、砖墙与混凝土墙体的连接等情况，确定钢筋混凝土墙参与工作的系数，考虑结构体系改变后地震作用的传递及各墙段的分配情况，进行结构的计算和分析。若无配套的行业或地方标准，应按《建筑工程勘察设计管理条例》中第二十九条的规定要求进行设计审定。7.28GB50011抗震规范对现浇楼板的圈梁设置有何要求？规范7.3.3条表7.3.3对装配式混凝土楼、屋盖和木楼、屋盖的砖砌体房屋明确规定了现浇钢筋混凝土圈梁的设置要求。根据我国历次大地震的震害经验，1974年《工业与民用建筑抗震设计规范》(通常称为74抗震规范)就明确：现浇钢筋混凝土楼、屋盖的砖房不需要设置圈梁。为了使构造柱在楼盖标高处有牢固的支承点，89抗震规范要求现浇楼、屋盖与构造柱有可靠拉接措施，GB50011规范进一步明确在楼板内沿墙体周边加强配筋并与构造柱钢筋可靠连接。7.29GB50011规范7.3.13条要求砌体结构房屋的基础底面宜埋置在同一标高，采用桩基时若桩长度不同时应如何调整？规范7.3.13条规定同一结构单元的基础宜采用同一类型的基础，底面宜埋置在同一标高。若基础采用桩基，桩身长度不一致时应将承台及承台梁设置在同一标高，不应将承台梁逐步放坡，即基础底面保持在同一标高。7.30GB50011抗震规范中，多层砌体房屋中多孔砖定义是什么？为什么对6度区最小墙厚度为240mm的多孔砖砌体房屋有比实心粘土砖房屋降低一层的要求？烧结普通砖指国家产品标准《烧结普通砖》GB5101-2003规定的砖，空心砖指国家产品标准《烧结空心砖和空心砌块》GB13545-2003规定的砖、多孔砖指国家产品标准《烧结多孔砖》GB13544－2000规定的孔洞率不大于25％的承重空心砖，应明确称为“多孔砖”。非承重的空心砖孔洞率一般为40％～50％。GB50011规范与89规范相比，增加了多孔砖砌体结构，7.1.2条结合工程实践和现有设计规程的应用经验，7、8、9度区保持和实心砖砌体同样的层数和高度，对6度区则降低为7层。其主要原因是，多孔砖砌体的试验结果表明，它的脆性材料性质表现更为突出，特别是多孔砖由于壁和肋均较薄，即使在静载较大的轴压力下，也极易产生“劈裂”现象，即多孔砖的外壁先崩裂脱落，造成在整体模拟试验时结构突然倒塌。因此，对多孔砖砌体应降低其轴压力，以避免其产生“劈裂”现象和突然倒塌。7.31GB50011规范中7.1.8条第1款要求底部框架-抗震墙房屋的结构布置，上部砌体抗震墙与底部框架梁或抗震墙对齐或基本对齐，在定量上如何把握？底框房屋由于结构沿竖向刚度突变，是一种不利于抗震的结构类型，历次地震中均产生比较严重的破坏。为提高其抗震能力，GB50011规范7.1.8条第1款要求，上部砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙的轴线对齐或基本对齐，即大部分砌体抗震墙由下部的框架主梁或钢筋混凝土抗震墙支承，每单元砌体抗震墙最多有二道可以不落在框架主梁或钢筋混凝土抗震墙上，而由次梁支托（二次转换）。托墙的次梁应按3.4.3条考虑地震作用的计算和内力调整。建议在上部结构减少无法上下对齐的抗震墙数量，改为由次梁支承的非抗震隔墙。7.32GB50011抗震规范7.5.5条1款规定底部框架-抗震墙房屋的抗震墙周边应设置梁（或暗梁）和边框柱（或框架柱），这些边缘构件主要起什么作用？底部框架-抗震墙房屋的抗震墙是结构作为第一道防线的抗侧力构件，它的作用相当于框架-抗震墙结构中抗震墙，GB50011规范6.5.1条规定，抗震墙周边应设置梁（或暗梁）和边框柱（或框架柱），底部框架-抗震墙房屋的此条规定，是参照框架-抗震墙结构中抗震墙的要求制定的。带有边框的抗震墙，周边设置梁（或暗梁）和边框柱（或框架柱）对抗震墙起约束作用，可以提高抗震墙的极限承载力及对地震能量的耗散能力，且有利于墙板的稳定，即使抗震墙破坏后，周边的梁和边框柱仍能承受竖向荷载。7.36底部框架－抗震墙房屋设计时所布置的抗震墙如何协调侧移刚度比限值和承载力计算的要求？底部框架－抗震墙房屋进行设计时，所布置的抗震墙既要满足侧移刚度比限值的要求，又要满足承载力计算的要求。经常遇到由于承载力验算不满足而增加抗震墙的数量或厚度，但侧移刚度比限值又不满足了的问题。解决的办法是设置结构洞口或设置竖缝，即在钢筋混凝土抗震墙上设置洞口并采用轻质砌块材料填实的方法，将抗震墙的刚度降低，在满足承载力验算要求的同时符合侧移刚度比限值的要求。7.37为什么GB50011抗震规范7.1.8条第3款要对底层框架-抗震墙房屋的过渡层和底层的侧向刚度比进行控制，为何不允许底层刚度大于上部砌体的刚度？规范对底层框架-抗震墙房屋的过渡层和底层的侧向刚度比进行控制，主要目的是减少底部的薄弱程度，防止底部结构出现过大的侧移而严重破坏，甚至倒塌。但若底层刚度大于上部砖混结构刚度，则可能使薄弱层转移至过渡层，过渡层的延性不如底部，易产生脆性破坏。底层框架-抗震墙房屋的过渡层和底层的侧向刚度比要控制在一个合理的范围内。7.38国家标准《砌体结构设计规范》（GB50003-GB50011）中考虑了墙梁组合作用，底部框架－抗震墙砌体结构的钢筋混凝土托墙梁是否可以考虑共同作用对地震作用进行折减？从试验室的试验和有限元分析的结果看，墙梁组合的作用十分明显，但其受力状况也是非常复杂的。考虑到实际地震作用与试验室条件的差异，地震时梁上的墙体严重开裂，或者出平面倒塌，震害十分严重。底框结构的托墙梁与非抗震设计的墙梁受力状态有所差异。当按静力方法计算有框架柱落地的托梁与上部墙体的组合作用时，从安全角度考虑，应调整计算参数。GB50011规范在7.2.5条的条文说明给出了当托墙梁上部各层墙体不开洞和在跨中1/3范围内开一个洞口的情况下，弯矩计算的简化、偏于安全的方法。在对托墙梁进行剪力计算时，由重力荷载产生的剪力不折减。7.38底框结构中，上部砌体结构部分是否可以采用小型混凝土空心砌块？GB50011规范中关于底框结构的规定适用于砖砌体房屋（参见规范7.1.1条），底框结构中原则上可以采用小型空心混凝土砌块，若采用小型空心砌块，应按有关法规要求报审。已经完成修订报批稿的《混凝土空心小型砌块建筑技术规程》（修订前编号为JGJ/T13－94）中有相关规定，当前设计时可以参考，规程批准发布后即可使用。其他结构8.1钢筋混凝土柱厂房为什么不采用山墙（砌体隔墙）承重？钢筋混凝土柱厂房不采用山墙（砌体隔墙）承重，理由如下：1)山墙和钢筋混凝土排架柱结构材料不同，不仅侧移刚度不同，而且承载力也不同。在地震作用下，山墙和钢筋混凝土排架柱的受力和位移不协调，不利抗震。而且由于山墙墙肢较长较高，而且约束较弱，地震时山尖墙极易掉角甚至倒塌。如以山墙作为屋架承重，势必引起屋盖塌落。2)屋盖系统（屋面板、屋架和支撑）在两个端部不封闭，如以山墙作为承重，山墙受到出平面地震作用，容易破坏并引起屋盖塌落。8.2GB50011抗震规范中第9章中对单层钢筋混凝土柱工业厂房的构件为什么没有划分抗震等级？抗震等级是规范第6章对多层和高层混凝土结构房屋抗震设计的要求。在规范第9章，对单层钢筋混凝土柱工业厂房已明确提出不同烈度、不同场地类别的各种计算和构造措施要求，无须进行内力调整，没必要划分出抗震等级。8.3GB50011抗震规范9.3.4条2款允许6度和7度时采用十字形截面的无筋砖柱，实际工程中可否不用十字形而用T形的无筋砖柱？砖柱抗震承载力验算时，无筋砖柱应控制水平力作用下的偏心距。地震作用需考虑正负两个水平作用方向，十字形柱正负方向的偏心距相同，而T形柱正负方向的偏心距不同，可能有一个方向不满足不配筋的要求。8.4GB50011抗震规范10.1.2条规定单层空旷房屋不设防震缝是什么道理？第10章的条文是否也适用于钢筋混凝土结构的单层空旷房屋？本章所指单层空旷房屋是一组不同类型的结构组成的建筑，以常见的影剧院为例，一般包括单层的观众厅和多层的前后左右的附属用房。实际震害调查中发现，一般观众厅与前后厅之间、观众厅与两侧厅之间不设防震缝的，震害较轻；在观众厅与侧厅之间设防震缝的，反而破坏较重。对震害进行分析后认为，只要房屋各部分布置对称，避免扭转，各部分之间加强连接而不设置防震缝，使整组建筑形成良好的空间结构体系，更有利于抗震。按GB50011第10.1.3条的要求，空旷房屋大厅的承重结构在规定的情况下需采用钢筋混凝土结构。因此，尽管本章提到砖混结构的要求较多，但对空旷房屋共同的要求对钢筋混凝土结构的大厅也适用，类似于钢筋混凝土单层厂房的附属披屋。还需注意，在空旷房屋转角处不宜设置披屋，以避免地震时扭转破坏。非结构构件9.1填充墙的构造柱与多层砌体房屋的构造柱有何不同？填充墙设构造柱，属于非结构构件的连接，与多层砌体房屋设置的钢筋混凝土构造柱有一定差异，应结合具体情况分析确定。如挑梁端部设置填充墙构造柱，挑梁在计算时应考虑构造柱传递来的荷载。9.2抗震规范在3.9.2条中对结构材料有最低要求，对砌体结构的砖和砂浆的强度等级都有规定，在13.3.3条2款中

对钢筋混凝土框架结构的填充墙所用的砂浆强度等级规定不应低于M5.0，而对填充墙的块体材料强度等级未作规定，实际工作中应如何掌握？钢筋混凝土框架结构的填充墙属于非结构构件的范畴，遭受地震损坏后对主体结构的影响较弱。实际工程中，填充墙的块体材料强度等级应能满足国家标准《砌体结构设计规范GB50003-2001》中自承重墙体的有关要求。关于北京地铁的抗震延性设计东晖所长：昨天的问题，上午太忙，未能及时回信，望谅。地铁30m简支梁的下部结构的抗震问题，须考虑墩柱和桩基础的刚度的匹配，具体方法如下：1）按铁路新的抗震规范的附录F确定桥墩的屈服弯矩（计算得出为803t）；2）按屈服弯矩803t进行承台下的桩基础强度验算，以此确定出桩径和桩数。其它类型的结构的桩基础的计算也可按此方法进行。抗震设计方法一：基于承载力设计方法

基于承载力设计方法又可分为静力法和反应谱法。静力法产生于二十世纪初期，是最早的结构抗震设计方法。上世纪初前后日本浓尾、美国旧金山和意大利Messina的几次大地震中，人们注意到地震产生的水平惯性力对结构的破坏作用，提出把地震作用看成作用在建筑物上的一个总水平力，该水平力取为建筑物总重量乘以一个地震系数。意大利都灵大学应用力学教授M.Panetti建议，1层建筑物取设计地震水平力为上部重量的1/10，2层和3层取上部重量的1/12。这是最早的将水平地震力定量化的建筑抗震设计方法。日本关东大地震后，1924年日本都市建筑规范"首次增设的抗震设计规定，取地震系数为0.1。1927年美国UBC规范第一版也采用静力法，地震系数也是取0.1。用现在的结构抗震知识来考察，静力法没有考虑结构的动力效应，即认为结构在地震作用下，随地基作整体水平刚体移动，其运动加速度等于地面运动加速度，由此产生的水平惯性力，即建筑物重量与地震系数的乘积，并沿建筑高度均匀分布。考虑到不同地区地震强度的差别，设计中取用的地面运动加速度按不同地震烈度分区给出。根据结构动力学的观点，地震作用下结构的动力效应，即结构上质点的地震反应加速度不同于地面运动加速度，而是与结构自振周期和阻尼比有关。采用动力学的方法可以求得不同周期单自由度弹性体系质点的加速度反应。以地震加速度反应为竖坐标，以体系的自振周期为横坐标，所得到的关系曲线称为地震加速度反应谱，以此来计算地震作用引起的结构上的水平惯性力更为合理，这即是反应谱法。对于多自由度体系，可以采用振型分解组合方法来确定地震作用。反应谱法的发展与地震地面运动的记录直接相关。1923年，美国研制出第一台强震地震地面运动记录仪，并在随后的几十年间成功地记录到许多强震记录，其中包括1940年的ElCentro和1952年的Taft等多条著名的强震地面运动记录。1943年M.A.Biot发表了以实际地震纪录求得的加速度反应谱。二十世纪50到70年代，以美国的G.W.Housner、N.M.Newmark和R.W.Clough为代表的一批学者在此基础上又进行了大量的研究工作。对结构动力学和地震工程学的发展作出了重要贡献，奠定了现代反应谱抗震设计理论的基础。然而，静力法和早期的反应谱法都是以惯性力的形式来反映地震作用，并按弹性方法来计算结构地震作用效应。当遭遇超过设计烈度的地震作用，结构进入弹塑性状态，这种方法显然无法应用。同时，在由静力法向反应谱法过渡的过程中，人们发现短周期结构加速度谱值比静力法中的地震系数大1倍以上。这使得地震工程师无法解释以前按静力法设计的建筑物如何能够经受得住强烈地震作用。

抗震设计方法二：基于承载力和构造保证延性设计方法

为解决由静力法向反应谱法的过渡问题，以美国UBC规范为代表，通过地震力降低系数R将反应谱法得到的加速度反应值am降低到与静力法水平地震相当的设计地震加速度ad，ad=am/R地震力降低系数R对延性较差的结构取值较小，对延性较好的结构取值较高。尽管最初利用地震力降低系数R将加速度反应降下来只是经验性的，但人们已经意识到应根据结构的延性性质不同来取不同的地震力降低系数。这是考虑结构延性对结构抗震能力贡献的最早形式。然而对延性重要性的认识却经历了一个长期的过程。在确定和研究地震力降低系数R的过程中，G.W.Housner和N.M.Newmark分别从两个角度提出了各自的看法。G.W.Housner认为考虑地震力降低系数R的原因有：每一次地震中可能包括若干次大小不等的较大反应，较小的反应可能出现多次，而较大的地震反应可能只出现一次。此外，某些地震峰值反应的时间可能很短，震害表明这种脉冲式地震作用带来的震害相对较小。基于这一观点，形成了现在考虑地震重现期的抗震设防目标。随着研究的深入，N.M.Newmark认识到结构的非弹性变形能力可使结构在较小的屈服承载力的情况下经受更大的地震作用。由于结构进入非弹性状态即意味着结构的损伤和遭受一定程度的破坏，基于这一观点，形成了现在的基于损伤的<>抗震设计方法，并促使人们对结构的非弹性地震反应的研究。而进一步采用能量观点对此进行研究的结果，则形成现在的基于能量的抗震设计方法。然而由于结构非弹性地震反应分析的困难，因此只能根据震害经验采取必要的构造措施来保证结构自身的非弹性变形能力，以适应和满足结构非弹性地震反应的需求。而结构的抗震设计方法仍采用小震下按弹性反应谱计算的地震力来确定结构的承载力。与考虑地震重现期的抗震设防目标相结合，采用反应谱的基于承载力和构造保证延性的设计方法成为目前各国抗震设计规范的主要方法。应该说这种设计方法是在对结构非弹性地震反应尚无法准确预知情况下的一种以承载力设计为主方法。

抗震设计方法三：基于损伤和能量的设计方法

在超过设防地震作用下，虽然非弹性变形对结构抗震和防止结构倒塌有着重要作用，但结构自身将因此产生一定程度的损伤。而当非弹性变形超过结构自身非弹性变形能力时，则会导致结构的倒塌。因此，对结构在地震作用下非弹性变形以及由此引起的结构损伤就成为结构抗震研究的一个重要方面，并由此形成基于结构损伤的抗震设计方法。在该设计方法中，人们试图引入反映结构损伤程度的某种指标来作为设计指标。许多研究者根据地震作用下结构损伤机理的理解，提出了多种不同的结构损伤指标计算模型[3,4]。这些研究加深了人们对结构抗震机理的认识深度，尤其是将能量耗散能力引入损伤指标的计算。但由于涉及结构损伤机理较为复杂，如需要确定结构非弹性变形以及累积滞回耗能等指标，同时结构达到破坏极限状态时的阈值与结构自身设计参数关系的也有许多问题未得到很好的解决。从能量观点来看，结构能否抵御地震作用而不产生破坏，主要在于结构能否以某种形式耗散地震输入到结构中的能量。地震作用对体系输入的能量由弹性变形能EE、塑性变形能EP和滞回耗能EH三部分组成。地震结束后，质点的速度为0，体系弹性变形恢复，故动能EK和弹性应变能EE等于零，地震对体系的输入能量EEQ最终由体系的阻尼、体系的塑性变形和滞回耗能所耗散。因此，从能量观点来看，只要结构的阻尼耗能与体系的塑性变形耗能和滞回耗能能力大于地震输入能量，结构即可有效抵抗地震作用，不产生倒塌。由此形成了基于能量平衡的极限设计方法。基于能量平衡概念来理解结构的抗震原理简洁明了，但将其作为实用抗震设计方法仍有许多问题尚待解决，如地震输入能