建筑抗震技术规范范例6篇

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建筑抗震技术规范

建筑抗震技术规范范文1

关键词:建筑工程;地震安全性评价;峰值加速度;地震影响系数;抗震设防

中图分类号:TU99文献标识码:A

一、前言

北京作为首都,是全国的政治、文化中心和国际交往的枢纽,也是一座著名的历史文化名城。因此,北京市的抗震设防参数的选取尤为重要。

抗震设防是以现有的科学水平和经济条件为前提,规范的科学依据只能是现有的经验和资料基础上编制的。北京市的抗震设防是依据《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》执行的,该规范是一般建筑物抗震设计的依据,是针对量大面广的一般建筑物编制的。但是,目前对地震规律性的认识还很不足,重要建筑(例如生命线工程、高层建筑等)的抗震设防都要进行工程场地地震安全性评价工作,并进行专门研究,并根据研究成果进行抗震设防。尤其是2008年汶川地震以后,政府部门对于这项工作更加重视,对每项重要工程的设防参数都进行严格审查,并根据工作成果进行批复,以此作为抗震设防的依据。

二、建筑工程抗震设防概况

北京市的抗震设防依据是《中国地震动参数区划图(GB18306-2001)》确定地震基本烈度,并具体根据《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》中与之相对应的设防参数执行,建筑抗震规范中规定:北京市城区及房山、通州、顺义、大兴、平谷的抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.20g,地震影响系数为0.16;昌平、门头沟、怀柔的抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g,地震影响系数为0.08。这些参数都是一般建设工程抗震设防依据,重要工程需通过地震安全性评价的方法来确定设防参数。

北京市重要建设工程需根据京震联字【1999】1号文件中《北京市工程建设场地地震安全性评价管理办法实施细则》的规定进行工程场地地震安全性评价工作,进行地震安全性评价的工程需按照地震主管部门审批后的地震动参数进行抗震设防。2008年汶川地震以后,北京市地震主管部门更加重视地震安全性评价工作,明确了进行地震安全性评价的工程的抗震设防参数,应采用高于50年的地震动参数进行抗震设防。

近些年来,我们一直从事于重要工程的地震安全性评价项目,每项工程都按照相应规范的技术要求进行了钻探和活动断层的判定,本文统计了我们完成的北京市六环路以内有代表性的101个重要工程项目(见图1),累计完成钻探16000余米,完成浅层地震勘探等物探长度20km,这些项目中提供的抗震设防参数都通过了审批部门的审查,并取得了抗震设防的批复文件。通过对以上项目抗震设防参数的统计和分析,得到了北京市六环路范围内的重要工程抗震设防的基本参数及基本设防水准,为重要工程的抗震设防提供依据。

地震安全性评价报告共提供了地震加速度、特征周期、地震影响系数等抗震设防参数,但项目设计单位在工程的结构设计阶段,认为地震基本加速度和地震影响系数对工程的结构验算及工程造价起到决定性作用,他们认为这两个参数的取值非常重要,因此,我们选取这两个参数进行论述。

图1已完成的安评项目分布图

三、安评结果统计分析

根据建筑工程结构设计的需要,地震峰值加速度和地震影响系数是抗震设计中的一项重要地震动参数,其取值的高低直接影响抗震设防的标准和基本建设投资。工程地质条件和场地条件的不同直接导致了地震峰值加速度和地震影响系数大小的变化,文中统计的项目所处的地质条件、地质分区和场地条件各不相同,根据钻探和剪切波速测试结果,这些项目主要分布与Ⅱ类和Ⅲ类场地上。依据《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》和《工程场地地震安全性评价技术规范(GB17741-2005)》以及主管部门的规定,所有项目都计算了50年和70年的地震动参数。本文对每项工程50年、70年超越概率10%的峰值加速度(图2、图3)和50年、70年的水平地震影响系数(图4、图5)进行了统计,并绘制了等值线图。

图250年超越概率10%地震峰值加速度等值线图(单位:gal)

从图2中可以看出,北京市的基本地震加速度度为0.20g,但城六区高于0.20g,酒仙桥一带达到0.22g,北七家和顺义都达到了0.21g。北东向的丰台-朝阳-顺义和北西向的百善-西北旺-酒仙桥一线是北京市的设防重点区域,其基本地震加速度都高于0.20g。

图370年超越概率10%地震峰值加速度等值线图(单位:gal)

从图3中可以看出,北京市70年超越概率10%地震峰值加速度与图2基本吻合,北东向的丰台-朝阳-酒仙桥-北七家-顺义和北西向的百善-西北旺-酒仙桥的地震加速度达到0.25g,其它大部分区域也都达到0.23g。

图450年设防水平地震影响系数等值线图

水平地震影响系数是根据烈度、场地类别等确定的,图4对北京市50年设防水平地震影响系数进行了统计,从图中可以看出北京市的城六区及百善、回龙观、顺义和通州的地震影响系数都高于0.16的规范允许值,其它区域也都不低于0.16。这与基本地震加速度和场地类别的确定是密切相关的。

图570年设防水平地震影响系数等值线图

从图5中,我们仍可以看到,北京市70年设防水平地震影响系数都到达了0.20以上,北七家和顺义都达到了0.22以上,如果按照70年设防水平选取水平地震影响系数,说明北京市的抗震设防已经达到了一个新的高度。

四、结论

本文通过对北京市六环路范围内已经完成的101个安评项目进行了统计和分析,结合《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》和《中国地震动参数区划图(GB18306-2001)》的相关规定,主要结论如下:

(1)50年抗震设防基本地震加速度为0.20g,水平地震影响系数介于0.16~0.18之间。

(2)70年抗震设防基本地震加速度介于0.22~0.25g之间,北东向的丰台-朝阳-酒仙桥-北七家-顺义和北西向的百善-西北旺-酒仙桥的地震加速度达到0.25g,其它大部分区域也都不低于0.23g;水平地震影响系数不低于0.20,北七家和顺义地区都达到了0.22以上。

(3)根据规范和政府主管部门的要求,重要工程按照安评结果设防并应适当提高设防水平,因此重要工程取70年或者更高的设防水准,说明北京市重要工程的抗震设防水准高于50年的基本设防烈度。

参考文献:

1、 GB500112-2010,建筑抗震设计规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2010.

2、 GB177412-2005,工程场地地震安全性评价技术规范[S]. 北京:中国标准出版社,2005.

3、 GB18306-2001,中国地震动参数区划图[S]. 北京:中国标准出版社,2001.

4、胡聿贤. 地震安全性评价技术教程[M]. 北京:地震出版社,1999.

建筑抗震技术规范范文2

关键词:体育馆;结构设计;结构选型;地基;

Abstract: According to the geological conditions and related information; combine with the state for the regulation of the new stadium of the Shantou University PKPM and SAP2000 software for structural analysis, the structure selection of venues, infrastructure design and seismic performance analysis to explore.Key words: stadium; structural design; structure selection; foundation

中图分类号:G818.2文献标识码: A 文章编号:

设计主要依据和资料

1.中华人民共和国国家标准、行业标准及地方标准:

《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB50068-2001

《工程结构可靠度设计统一标准》 GB/50153-2008

《建筑结构荷载规范》(2006年版) GB50009-2001

《建筑结构制图标准》 GB/T50105-2010

《混凝土结构设计规范》 GB50010-2010

《预应力混凝土结构抗震设计规程》 JGJ140-2004

《建筑抗震设计规范》 GB50011-2010

《建筑工程抗震设防分类标准》 GB50223-2008

《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2002

《建筑地基基础设计规范》DBJ15-31-2003

《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008

广东省标准《锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程》DBJ/T15-22-2008

《地下工程防水技术规范》 GB50108-2008

《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ3-2010

《高层民用建筑设计防火规范》 GB50045-95(2005年版)

《建筑设计防火规范》GB50016-2006

《砌体结构设计规范》 GB50003-2001

《非承重混凝土小型砌块砌体工程技术规程》(广东省标准) DBJ/T15-18-97

《钢骨混凝土结构设计规程》 YB9082-2006

《钢筋机械连接通用技术规程》 JGJ 107-2003

《混凝土外加剂应用技术规范》 GB50119-2003

《建筑工程设计文件编制深度规定》(2008版)2009年1月

《中国地震动参数区划图》 GB18306-2001

《全国民用建筑工程设计技术措施结构》(2009)

《工程建设标准强制性条文房屋建筑部分》(2009版)

2.广东省地质建设工程勘察院提供的《汕头大学新体育馆及配套设施项目岩土工程勘察报告》、广东省工程防震研究院提供的《汕头大学新体育馆及配套设施项目工程场地地震安全性评价报告》

二.工程概况

汕头大学新体育馆及配套设施项目位于汕头市金平区汕头大学校园内。项目用地南临大学路,西临大学校园,东、北临“七日红”公园。

工程用地60868.6,项目用地呈东西向长梯形状,用地形状规则,总建筑面积为52127.4,其中:

体育馆及游泳馆总建筑面积为29525.4;地上五层,地下一层,建筑高度为23.75米。

接待中心总建筑面积为13984.1;地上九层,建筑高度38.2米

停车楼总建筑面积为7441.8,地上四层,建筑高度为15.0米。

场地西北高东南低,中间无起伏,高差接近3m,地坪标高介于4.91~7.70米之间。

(4) 本工程由体育场馆、接待中心和附属停车楼组成。

体育场馆居中布置,可用来举办室内体育比赛、音乐会、毕业典礼、展会和其他各类活动,座位共6278个,其中活动座位为3020个,固定座位为3058个,层数共五层,为观众厅、比赛场馆、各功能用房等;游泳馆包括一个具有10条标准赛道的泳池,并可以容纳432个座位。

接待中心布置在体育馆北面,共173间客房,层数为九层,其中一至四层为配套功能房,五到九层为客房。

停车楼位于西北面,共四层,可停车205辆。

三.工程地质概况:

1.场地地质条件:

地质特征自上而下描述如下表:

2.水文条件:

拟建场地属于榕江三角洲冲积平原,根据勘察结果,其地下水类型主要有两种类型:即第四系粉砂②1、砾砂②4孔隙潜水(有些地段为微承压水)和基岩裂隙承压水。

拟建场地内地下水动态类型属于渗入~迳流型,主要接受地下迳流和越流补给,并以地下迳流为主要排泄方式,补给、迳流及排泄路径较短,受大气降水影响大。其水位变化规律在5~11月水位较高,12~3月水位较低。根据场地内钻孔综合稳定水位量测情况,水位埋深为0.60~2.80m。该场地地下水与季节和地表水关系密切,随雨季水位高,旱季水位低,建议抗浮水位以拟建体育馆的±0.000m标高设计。

本次勘察工作中取水质分析样4组和一组土样分析样。其中水质分析样,第四系含水层2组,孔号为SKZK2和SKZK7;基岩含水层2组,孔号为SKZK24和SKZK34;土样分析样孔号为SKZK13,其化验结果详见附件。根据岩土工程勘察规范第12.2.1~12.2.4判定,第四系地下水和土对混凝土结构具弱腐蚀性,对钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性,基岩地下水对混凝土结构具弱腐蚀性,对钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性。

3. 建筑场地类别和场地土类别

8.1根据1:20万场地周边区域地质资料,场地内无断裂通过。

8.2根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)及《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),拟建场地抗震设防烈度为8度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度为0.20g。

根据本次勘察结果和广东省工程防震研究院的《汕头大学体育馆及配套设施项目工程场地地震安全性评价报告》,拟建工程场地建筑场地类别为Ⅱ类。

据本次勘察结果拟建场区不连续分布有淤泥质粘土②1、淤泥质粘土②6层,其承载力较低,属对震陷敏感的软弱层。

场区内砂层绝大部分处于饱和状态,根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)关于饱和砂土地震液化判别的方法和标准, 在8度地震力作用下,场地的饱和砂层均会发生液化现象,液化等级为轻微~严重,按不利条件,拟建场地液化等级按严重液化考虑,并采取适当的抗液化措施。

拟建场地地层不均匀,岩土层在平面空间分布上性质变化大且存在软弱土和液化土,综上所述本场区按8度设防时属对建筑抗震不利地段。

四.荷载取值:

1.本工程荷载按《建筑结构荷载规范》(2006版)、《全国民用建筑工程设计技术措施结构》(2009版)、《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010J186-2010)及业主要求取值,如下表:

2.风荷载:

按《建筑结构荷载规范》(2006年版)GB50009-2001第7.1.2条规定基本风压按50年重现期0.8kN/m2考虑;地面粗糙度类别为B类;体育馆及游泳馆风荷载体型系数为1.4,接待中心风荷载体型系数为1.3。停车楼风荷载体型系数为1.3。

3.抗震设防:

根据国家标准《建筑抗震设防分类标准》(GB50223-2008)和《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2010)以及广东省工程防震研究院提供的《汕头大学新体育馆及配套设施项目工程场地地震安全性评价报告》体育场馆建筑抗震设防类别为乙类,按8度基本烈度计算, 按9度采取抗震措施;接待中心和附属停车楼建筑抗震设防类别为丙类,按8度基本烈度计算及采取抗震措施。

地震安全性评价报告提供的三个概率水平的Amax、αmax、Tg和γ值如下表:

设防水准 63%(50年) 10%(50年) 3%(50年)

Amax 80.200 224.254 436.016

αmax 0.184 0.514 1.0

Tg值 0.40 0.55 0.95

γ 1.0 1.0 1.1

《汕头大学新体育馆及配套设施项目工程场地地震安全性评价报告》中对50年第一设防标准设计地震动参数下的水平地震影响系数曲线与抗震设计规范的水平方向地震影响系数曲线比较如下图

超越概率为63%的地震影响系数曲线

从上图曲线的比较可以看出,按《汕头大学新体育馆及配套设施项目工程场地地震安全性评价报告》提供的地震影响系数大于按《建筑抗震设计规范》(2010年版)(GB50011-2010)公式计算的水平地震影响系数,因此以《汕头大学新体育馆及配套设施项目工程场地地震安全性评价报告》的地震动参数作为设计依据。

.设计等级与要求:

1.建筑结构安全等级:

根据《建筑结构设计统一标准》本工程的使用年限为50年,体育馆及游泳馆部分建筑安全等级为一级;接待中心部分建筑结构安全等级为二级,结构重要性系数γ0=1.1;停车楼、停车楼部分建筑安全等级为二级, 结构重要性系数γ0=1.0。

2.地基安全等级:

根据《建筑地基基础设计规范》,体育馆及游泳馆部分地基基础设计等级为甲级;接待中心、停车楼地基基础设计等级为乙级。

3.建筑构件的耐火等级与耐火极限:

根据《建筑设计防火规范》本工程耐火等级为一级。建筑构件的耐火极限按《建筑设计防火规范》中表2.0.1执行。

4.建筑构件挠度与裂缝宽度控制标准:

(1) 屋盖、楼盖及楼梯构件挠度允许值:

〔f〕=l0/200(l0

〔f〕=l0/250(7m≤l0≤9m时);

〔f〕=l0/300(l0>9m时)。

(2) 结构构件最大裂缝宽度允许值:

室内正常环境〔wlim〕=0.3mm;

露天或室内潮湿环境〔wlim〕=0.2mm。

(3) 结构构件的裂缝正截面的裂缝控制等级:三级

5.混凝土结构的环境及混凝土保护层:

按照《混凝土结构设计规范》(GB50010―2010)第3.5.2条:本工程室内正常环境为一类环境类别;与室外相交部分为二a类环境类别。

混凝土保护层厚度按《混凝土结构设计规范》(GB50010―2010)第8.2.1条及表8.2.1执行

六. 结构材料:

1.钢材:

热轧钢筋: HPB300钢筋,fy=270N/mm2

HRB335钢筋,fy=300N/mm2

HRB400钢筋,fy=360N/mm2

预应力钢铰线:fpy=1320N/mm2

钢材:Q345B

2.混凝土强度等级:

混凝土设计强度等级墙柱C45,基础、底板混凝土强度等级为C35,其余楼层梁板混凝土强度等级为C30。底板混凝土采用抗渗等级为P6。

3.砌体:

本工程外墙及内墙均采用200厚加气混凝土砌快,容重不大于12kN/m3,外墙砌块的强度等级为A5.0,内墙砌块的强度等级为A5.0,砌块砂浆强度等级M5。除地下室等有防潮要求部分用水泥砂浆外,其余砂浆均用混合砂浆,砌体砂浆强度等级M5。砌体施工质量控制等级B级。

七. 地基基础及地下室设计

1. 基础及持力层的选择:

根据《岩土工程勘察报告》,基础采用直径500mm的锤击高强预应力管桩,以全风化或强风化岩为桩端持力层,桩长约为25~30米,单桩承载力特征值暂定为2000kN。首层楼板采用梁板式结构,板厚为200mm。防水混凝土结构底板的混凝土垫层,强度等级C20,厚度100。

2. 地下室抗浮设计

地下室抗浮设计水位取首层楼面标高。采用锤击高强预应力管桩兼做抗拔桩,单桩抗拔承载力特征值取400kN。

3. 结构超长处理措施:

结合建筑功能,设置两条防震缝,缝宽200mm,将建筑分为三个区域,分别为体育馆及游泳馆部分,接待中心,停车楼。体育馆及游泳馆部分为超长结构,长约217米、宽约84米,为满足建筑功能使用要求不设伸缩缝;接待中心长约105米、宽约23米;停车楼长约70米、宽约35米。各区域间大约每隔30米~40米拟设置一条后浇带。浇筑的混凝土采用低水化热水泥,适当添加合成纤维的混凝土,适当增大长向楼板配筋率等措施减小混凝土的收缩。

4. 基坑支护设计

另详专项设计。

八.结构布置和选型:

1. 结构布置

本工程游泳馆局部设一层地下室。地面以上分成体育馆及游泳馆部分,接待中心,停车楼共3个独立区域,各区域之间在地面以上以200mm宽防震缝分开,具体防震缝的布置详结构平面图。

根据以上特点,各区域作为独立计算单元,共计3个。

体育馆及游泳馆结构布置以电梯及楼梯间、管井等形成剪力墙筒体,为框架-剪力墙结构体系,采用梁板结构,屋盖为钢桁架结构体系。由于楼板开大洞、局部不连续,对楼板进行弹性有限元分析,适当加厚楼板至180mm,板筋双向贯通布置。

接待中心为框架-剪力墙结构体系,采用梁板结构。

停车楼为框架结构体系采用梁板结构。

根据结构布置,体育馆及游泳馆单向长度为217m,小于300m,屋盖跨度66m,小于120m,不属于超限大跨空间结构。

2.不规则判别

根据结构布置及计算结果,接待中心不规则性判别详下表:

3.抗震等级

根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010,汕头大学新体育馆及配套设施项目的设计使用年限为50年,其中体育馆及游泳馆屋面采用钢桁架结构,下部采用钢筋混凝土框架-抗震墙结构,框架二级,抗震墙一级;接待中心采用钢筋混凝土框架-抗震墙结构,框架抗震等级二级,抗震墙一级;停车楼部分采用钢筋混凝土框架结构,抗震等级二级。

4. 楼盖结构及墙柱设计:

(1)楼盖采用现浇钢筋混凝土梁板结构。

首层板厚180mm,设备层机电房200mm,停车楼板厚150mm,,其余各层楼板厚度均为120mm左右。

(2)主要柱、墙、梁截面尺寸及混凝土强度等级

体育馆柱截面800X800、900×900mm、1000×1000mm,框架梁截面主要为600X900、600×1200mm、900×1200mm、次梁截面为300×600mm。抗震墙600mm、750mm厚。

接待中心柱截面600×600mm、框架梁截面500×600mm。次梁截面250×600mm,抗震墙400mm~600mm厚。

停车楼柱截面600×800mm、框架梁截面400×700mm。次梁截面250×600mm。

结构分析主要结果:

1.计算分析

本工程主要采用中国建筑科学研究院编写的《高层建筑结构空间有限元分析与设计软件(SATWE)》和SAP2000进行分析。同时根据地震安全性评价报告提供的地震波采用SATWE程序进行多遇地震下的弹性时程分析。SATWE和SAP2000将屋盖视为作用力,其计算模型不包括屋盖;SATWE计算嵌固端为-2.000m(基础面标高)。以下计算结果所列层均为计算层。

主要分析结果

(1)体育馆及游泳馆主要计算结果

①质量参与系数

SATWE SAP2000

X向 93.23% 97.82%

Y向 90.66% 97.25%

SATWE计算振型数取125个,质量参与系数均大于90%,满足规范要求。

SAP2000采用Ritz向量法,过滤掉局部振型,计算振型数取20个,质量参与系数均大于90%,满足规范要求。

②重力二阶效应及结构稳定

刚重比EJd/∑GiH2

SATWE

X向 59.51

Y向 54.20

X,Y方向刚重比均大于1.4和2.7,能够满足规范整体稳定验算,可以不考虑重力二阶效应。

③周期

④水平位移

最大位移与平均位移,最大层间位移角与平均层间位移角的比值是双向地震,考虑偶然偏心

下的结果。其最大层间位移角小于1/800,满足“抗规”第5.5.1条要求。

⑤刚度比

上下层刚度比和抗侧力结构受剪承载力之比

SATWE

X向 Y向

本层侧移刚度与上一层侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值之较小者的最小值

(所在楼层) 1.1414>1(4) 1.1450>1(4)

本层与上层受剪承载力比最小值(所在楼层) 0.83>0.8(4) 0.83>0.8(4)

本层与上层刚度比和本层与上三层平均刚度比和所有楼层的抗侧力结构受剪承载力均符合

“抗规”表3.4.3-2关于竖向规则结构的规定,因此属于竖向规则结构。

轴压比

SATWE 规范限值

剪力墙最大轴压比

钢筋混凝土柱

剪力墙、柱轴压比均满足“抗规”第6.3.6、6.4.2条要求。

结构总重量和总地震作用力

地震作用

SATWE SAP2000

X向 Y向 X向 Y向

基底剪力

QOX(KN) 104186.19 95932.78 107678 92340

楼层最小剪重比

(所在楼层) 10.71%

(1) 9.86%

(1) 14.29%

(1) 10.31%

(1)

倾覆弯矩

MO(KN・M) 1333583.1 1227939.5

基底框架承担的地震倾覆弯矩比Mc/MO 11.59% 11.31%

结构总重量(kN)

(含底板) 972819.61 895552.5

楼层剪重比大于3.20%,满足“抗规”第5.2.5条要求。

弹性时程分析

弹性时程分析选用三条天然波TH2TG040、TH3TG040和TH4TG040,三条人工波USER475、USER501和USER2500,人工波是由安评报告提供的超越概率为63%的加速度时程曲线。

周期 T1 T2 T3 T4

时程波平均地震影响系数与振型分解反应谱法地震影响系数在结构主要振型周期点上的差异 18.83%

时程曲线的平均地震影响系数曲线与振型分解反应谱法地震影响系数曲线相符,满足“抗规”第5.1.2条的要求。

基底最大总剪力

时程波 基底最大总剪力 基底最大总剪力与振型分解法的比值

X向 TH2TG040 140778.9 135.12%

TH3TG040 119529.5 114.73%

TH4TG040 153964.7 147.78%

USER475 113477.4 108.91%

USER501 114257.2 109.67%

USER2500 112372.9 107.86%

地震波均值 125730.1 120.68%

振型分解法 104186.19

Y向 TH2TG040 134945.4 140.67%

TH3TG040 111277.6 116.00%

TH4TG040 142400.2 148.44

USER475 106042.1 110.54%

USER501 107314.9 111.86%

USER2500 106719.5 111.24%

地震波均值 118116.62 123.13%

振型分解法 95932.78

温度效应分析:

主屋面考虑+25°和-15°温差作用

主屋面应力图(+25°)

主屋面应力图(-15°)

3. 结论

(1)计算结果表明体育馆及游泳馆各项指标满足《建筑抗震设计规范》 GB50011-2010要求。

建筑抗震技术规范范文3

一、前言

隔震橡胶垫在国内外建筑中使用已越来越广泛[1]~[3],隔震技术不仅可以保证结构的整体安全,防止非结构部件的破坏,避免建筑物内部装修、室内设备的损坏以及由此引起的次生灾害,并且隔震橡胶支座技术应用方便、隔震效果明显,该技术又对国计民生具有重要的意义。

二、国内外建筑隔震支座应用实例

橡胶垫隔震房屋经受了多次强烈地震的考验,减震性能表现非常显著。1994年1月17日,美国洛杉矶大地震中,该市相距不远的两个医院,一个是隔震的,地震时医师护士照常工作,毫无问题;另一个是不隔震的,损坏厉害,一直无法恢复工作。1994年9月16日,台湾海峡发生了7.3级地震,震源离汕头市约200公里,汕头市烈度为6度,各类房屋摇晃厉害,居民惊慌失措,水桶里的水溅出了1/3左右,而陵海路隔震楼上的人并没有感到晃动,听到邻楼和邻街喧闹声后下楼才知道发生了地震。1995年1月17日,日本神户大地震,该市的西部邮政大楼和松村研究所大楼等隔震房屋经受了地震的考验,房屋结构安全完好,仪器、设备、装修等丝毫无损。隔震房屋的安全性得到了人们的一致公认。橡胶垫隔震的楼房住宅正面临越来越大的需求。1994年以前十年里,日本建造了70多幢隔震房屋,而在1995年神户大地震后,一年之中就开发建造140多幢隔震房屋。1995年10月24日,云南武定发生6.5级地震,距大理市水平距离大约200公里。地震发生时,大理许多人从睡梦中惊醒,明显感到较强的晃动,桌上的花瓶、玻璃杯等跳动,悬挂物摇摆很厉害,地震烈度约5度强。而橡胶垫隔震建筑大理州交通指挥中心大楼中的大多数人没有感觉,只有20%感到有轻微摇动,直到听到其他建筑物内的人讲,才知道发生了地震,隔震建筑无任何破坏,减震效果明显。1996年2月3日,云南丽江发生7级强烈地震。相距不远的西昌市国税局宿舍楼,是一幢六层隔震楼。在楼上居住的职工,只是感到轻微的晃动,而相邻的一幢常规抗震楼只有四层高。楼上居住的人摇晃十分厉害,惊慌失措往外逃跑。

三、隔震支座对建筑物的影响

四川汶川地震重建工作已经全面展开,据了解,四川震后重建投资将主要在大量的公路、桥梁、房屋重建方面,目前将重建350万套农村居民住房、100万套城镇居民住房、规划重建校舍面积1797.9万平方米、规划卫生机构11000个等重建项目。依据《GB50011-2010》建筑抗震设计规范中规定:抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑必须进行抗震设计。四川的抗震设防烈度等级为6~9度,也就是说现在四川震后的重建项目都要进行抗震设计,《GB20688.3-2006》建筑隔震橡胶支座国家标准、《GB20688.3-2006》桥梁隔震橡胶支座国家标准等相关标准和各地应用实例,都可以说明隔震橡胶支座是目前桥梁、房屋等建筑减震的先进技术产品。此外,隔震支座已被编入到《GB50011-2010》国家建筑抗震设计规范中,并被广泛的应用于全国及世界,得到了国内外专家的充分肯定和高度评价。使用隔震体系的建筑能做到“小震不坏,中震可修,大震不倒”,从而大大的减轻地震对建筑物的破坏程度,对震后的救灾也起到了很大的作用,其潜在的经济效益和社会效益是十分可观,由此可以推论:隔震支座是四川震后重建中必不可少的减震技术产品。目前重庆的隔震工程已经展开。

四、展望

1.大地震时安全:橡胶垫隔震结构地震反应降为 1/4-1/10 ,(安全度提高4-10倍)超烈度大地震中成为安全岛,大震不坏不倒,住几代人生命财产安全。

2.双保护对象,生命线工程:保护结构,也保护室内设备仪器,使用功能不中断。

3.希望在继续提高隔震技术理论研究水平的同时,与大力付诸于工程实践之中,加快对隔震房屋技术规范的完善,使我国的隔震房屋的设计、应用、施工以及橡胶隔震支座的生产有法可依,走上健康发展的轨道。

参考文献:

[1]谭平,周福霖.隔震技术的研究与工程应用[J]. 施工技术. 2008(10)

建筑抗震技术规范范文4

关键词:工程地质勘查;结构特征;不良地质作用;地基基础

中图分类号:D918.4 文献标识码:A 文章编号:

1 工程概况

拟建工程位于宿迁经济开发区南二路南侧,场地地貌类型为冲积平原地貌。由25栋3层的厂房及7栋6层宿舍楼组成,厂房最大跨度约10.0m,最大柱下荷载3600kN,采用桩基础,基础埋深约1.5m;宿舍楼均为6层框剪结构,最大柱网间距3.6m×5.0m,最大单柱荷载约2800kN,采用桩基础,基础埋深约1.5m,建工程总建筑面积约36万平方米。建筑重要性等级为三级;场地复杂程度等级为二级,地基复杂程度等级为二级,建筑抗震设防类别均为丙类,基础设计等级为丙级。据资料反映[1-2],宿迁市位于郯庐断裂带上(靠近东缘,走向NNE)宿迁-泗洪段内,郯庐断裂为发震断裂,历史上郯庐断裂带内曾发生多次大震,且本区抗震设防区为8度,地震加速度0.30g。因此,本地区的抗震设防工作应该高度重视。

2土层结构特征及工程评价

2.1土层结构特征及承载力特征值

拟建工程场地地基土为第四纪全新世和早~晚更新世的土层,成因类型以冲积为主,表层为杂填土。根据土层的地质时代、成因类型、岩性及分布埋藏特征,可将场地土层划分为7个工程地质层,层1杂填土(Q4ml)、层2粉土(Q4al)、层3粘土(Q4al)、层4粉土(Q4al)、层5粘土(Q3al)、层6粘土(Q3al)、层7中细砂(Q3al),具体的土层特征见表1。

物理力学指标按工程地质层进行统计,统计前舍弃一些明显不合理的数据后,根据Grubbs准则(α=0.05)进行统计,结果见表1。

表1地基土承载力表

注:层1为近期回填,较为松散,较难进行取样及标贯试验,故仅采取静探数据对其进行评价;因粉土试易失水,致孔隙比偏小,压缩指标偏不安全,故提供建议值。

2.2 不良工程地质作用

据勘探资料可知,在控制范围内层2为可液化土层,层3为震陷性软土层,地震时可产生液化及震陷现象,为不良工程地质作用。据文献[1]及现场勘察反映,场区内无断层、滑坡、土洞等不良工程地质作用。无暗河、古墓等对工程不利的埋藏物分布。

2.3场地地基均匀性、稳定性及建筑适宜性评价

场地属同一地貌单元或工程地质单元,各栋厂房下持力层底面标高或相邻基底标高的坡度均小于10%,故判定为均匀地基。根据《宿迁市新规划区地震动小区划工作报告》(江苏省地震工程研究院 1997.8),场地无全新活动断裂,新构造运动微弱,区域稳定性一般,场地稳定性一般。地基持力层未跨越不同工程地质单元,工程特性无显著差异,土层分布相对稳定、均匀,地基稳定性较好,适宜建筑。

3 地基基础方案

3.1 天然地基可行性分析与评价

根据设计资料可知,建物荷载较大,场区浅层土层强度一般,可考虑采用天然地基,但是层2为可液化土层,场地液化等级为中等,不宜直接作为持力层。按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)的要求结合工程实际情况,可采用中粗砂换填部分可液化土层,以垫层为本工程拟建物的基础持力层,基础浅置,或采用桩基础,使建筑物支承在层位稳定、压缩性较低的土层,增加地基的稳定性,减小沉降。

3.2 桩基持力层选择

根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)和《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001),结合场地地基土构成与特征可以看出:第6层及其以下土层土体力学强度较高,其下无软弱地层存在。层6为硬塑粘土层,,强度高,厚度较大,层顶埋深大,为理想的桩基持力层。

3.3桩基设计参数

根据土的类型、状态、地下水、桩基类型和桩的入土深度,按照《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)并结合静力触探指标和邻近工程基桩质量检测报告(静载),经综合分析后设计各土层桩的极限端阻力标准值qpk、桩的极限侧阻力标准值qsik见表2,桩基类型按泥浆护壁钻孔桩和混凝土预制桩考虑。

表2 桩基参数一览表

其中,层1杂填土未计侧摩阻力; L为桩长;qsik为桩的极限侧阻力标准值;qpk为桩的极限端阻力标准值;单桩竖向极限承载力标准值的估算,单桩竖向极限承载力标准值按《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)中推荐的公式进行估算。

以1#、325#、65#、286#、135#、225#和415#等7个钻孔为例,以层6为桩基持力层,进行单桩竖向极限承载力估算,计算结果见表3。

表3 单桩竖向承载力标准值估算

4 结语

(1)场地位于郯庐断裂带上,抗震设防区为8度,地震加速度0.30g,场地液化等级为中等,为对建筑抗震设防有利地段,故将本工程场地类别划分为III类,设计特征周期Tg=0.45s。

(2)建物荷载较大,场区浅层土层强度一般,可考虑采用天然地基,但层2粉土为可液化土层,液化等级为中等,不宜直接作为持力层,可采用中粗砂换填部分可液化粉土,以垫层为本工程拟建物的基础持力层,基础浅置,或采用桩基础,使建筑物支承在层位稳定、压缩性较低的土层,增加地基的稳定性,减小沉降。

(3)对于单桩承载力的计算,未考虑液化的折减,结果仅供初步设计时参考,最终单桩承载力应按规范以载荷试验确定,且桩长只为估算单桩承载力使用。桩基施工前应按要求试桩,单桩竖向极限承载力标准值应以静载试验结果为准。

参考文献:

建筑抗震技术规范范文5

关键词:伸缩缝;后浇带;桩基础

中图分类号:S611文献标识码: A 文章编号:

一、项目总体概况:

江南大学蠡湖校区综合实验楼一期项目包括A区研发楼及B区中试车间,一期建筑总面积约为16734㎡。建设基地位于蠡湖校区西南部,东临生物工程学院,食品学院,化工学院,医药学院等院系建筑组团,西临建设中的长广溪国家湿地公园,北侧是学校内部绿化公园,南侧为校内运动场地。

二、A区研发楼概况:

位于规划用地中心,建筑面积为8791㎡(含地下室1182㎡),处于与第一组团围合的广场南部。建筑主体层数为5层,局部2层。建筑高度为21.6米,局部10米,柱网尺寸为8米×8米。建筑主体采用一字型布局,结合报告厅圆台体量及景观小品,构成该区域的标志性建筑。首层平面主要入口安排在广场北侧,建筑主体东侧为交通核及服务用房,中部布置有展示厅以及沙龙中心,从入口门厅可以直接通达,形成通向北面湖景的空间序列,并在局部二层通高的共享空间内设计有一部弧形直跑梯直达位于沙龙中心二层的小型报告厅。首层建筑结合场地和道路设计为局部架空,处理为滨水平台及景观小品,以形成良好的景观视线及通风环境。

二层及以上楼层各平面设计为内廊式办公空间,并走廊西端放大设计为向湖景敞开的观景平台,南面为办公室和小开间研发室,北面为大开间研发用房,二层门厅可通过首层屋面平台到达报告厅,并通过一部室外直跑梯向地面疏散。位于二层西北面的资料阅览室通过连廊与建筑主体连接,并向其它学院楼开放。

三、B区中试车间概况:

位于A楼西南侧,建筑面积为7943㎡。建筑主体层数为3层,局部2层。建筑高度为17.6米,局部12.6米,柱网尺寸为8米×8米。首层平面朝广场东面开设主入口,采用外廊式L字型布局,东西朝向的部分为两跨柱距,南北朝向为三跨柱距。首层的东北部分为相对独立的设备用房,主要用房设计为大开间的实验单元,局部设夹层办公以充分利用层高空间。二层北侧有连廊与研发楼的公共服务空间相连接。

四、结构设计及采取措施

4.1本工程结构设计主要依据下列国家及地方规范、规程:

(1)建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)

(2)建筑结构荷载规范(GB50009-2012

(3)建筑地基基础设计规范(GB50007-2012)

(4)建筑抗震设计规范(GB50011-2010)

(5)建筑抗震设防分类标准(GB50223-2008)

(6)混凝土结构设计规范(GB50010-2010)

(7)地下工程防水技术规范(GB50108-2008)

(8)建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)

(9)江南大学蠡湖校区《综合实验楼A楼、综合实验楼B楼岩土工程勘察报告》无锡市勘察设计研究院有限公司提供

4.2结构设计基本数据

1)本工程设计基准周期为50年

2)基本风压:0.45KN/m2;地面粗糙度为B类,基本雪压:0.40 KN/m2。

3)根据《混凝土结构设计规范》,本工程建筑结构安全等级为二级。

4)根据岩土工程勘察报告,建筑场地类别为Ⅲ类。

5 )抗震设防烈度为6度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度为0.05g,建筑抗震设防类别为丙类。

6)地下室防水等级为二级,变配电间处为一级。

7)本工程地基基础设计等级为乙级。

8)本工程±0.000相当于黄海高程3.900米

4.3采取的结构加强措施

4.3.1本工程A区主楼平面尺寸82.0*18.0m,B区主楼平面尺寸83.4m*41.5m,均属于超长结构,由于建筑方案及使用功能的需要,不允许设置伸缩缝分开,所以采取了防止温度变形影响的措施。其措施有:(1)沿长度方向设置了两道后浇带。 (2)适当的增加楼板的配筋率 (3)采用低收缩混凝土浇筑,并加强施工保护(4)屋面部分采用双层双向配筋,屋面采用保温措施。通过使用情况来看,未出现因温度应力而引起的温度裂缝。

4.3.2 A区主楼二层楼面为门厅上空,楼板开较大洞口,洞口周边楼板计算时按弹性板计算且厚度和配筋相应加强,楼面开洞后局部形成跃层柱,计算时该柱的计算长度系数按规范调整,并适当增加了跃层柱的配筋。

4.3.3 B区主体层数为3层,局部2层,二层,三层层高较高(层高6m),其中设有夹层,与夹层相连框架柱采取了加强措施:(1)框架柱断面采用大于600*600,抗震等级提高一级,箍筋采用全长加密。三层局部退台部分采取了板厚加厚,配筋双层双向配筋加强。

4.3.4 楼梯间与楼梯休息平台板相连的框架柱,考虑到受力较复杂,柱箍筋采用全长加密,增强其抗剪承载力。

4.3.5地基基础:由于工程处于河塘区域,地基为回填土,结合上部结构荷载情况,通过经济性、安全性、适用性比较,同时考虑到场地淤泥层较厚,对桩的抗剪强度要求较高,因此结合工程实际选择采用400*400的实心方桩,5层粉质粘土作为持力层,根据理论计算桩长采用15米,进入持力层的深度不小于2米,本工程压桩采用双控原则,即压桩力控制及设计桩长控制,其中以压桩力控制为主,设计桩长为辅,若压桩力达到设计要求时,认为此桩已满足设计要求,若已压到设计深度桩长时压桩力不够,应加长桩的长度,直到达到压桩力的数值为止。沉桩过程中根据施工单位反应,压桩力异常,压桩力小于单桩承载力极限值,通过与勘察单位进行分析,可能因为淤泥层较厚,摩阻力提供较小,保证桩基工程的安全性,最终会同甲方协商,将桩长改为18米,桩基施工完成后,通过单桩抗压承载力静载试验进行检测,抽检数量不应少于总桩数的1%,且不少于3根,检测结果都能满足设计要求。

五、结束语

1)把握住结构设计的原则,结构体系要清晰,受力分区要明确。

2)把握住规范的基本原理和思路,深刻理解规范条文,同时要结合实际工程的情况。

建筑抗震技术规范范文6

【关键词】排柱挡墙;永久性支护结构;设计

中图分类号:S611文献标识码: A

Application of soldier column wall with relieving platform in permanentretainingstructure

Zhang xinwu Di daohuaiZhu hongboLiu jiangjiangLi jianfei(Institute of Foundation Engineering, China Academy of Building Reseach, Beijing 100013,China)

[Abstract] Mechanism and design method of soldier column wall with relieving

platform are introduced briefly. In the design of suchpermanent retaining structure, normal working condition, earthquake condition and contruction condition should be considered,some measures should be taken to meet permanent structure demand. [Keywords] soldier column wall with relievingplatform ,permanent retaining structure; design.

1前言

带衡重台的挡土墙,即在桩板墙的上部设置刚性连接的卸荷台,卸荷台上的填土的重量使全墙重心后移,增加了墙身的抗倾覆稳定性;同时由于卸荷台的存在,减小了下墙的土压力,削弱了桩身弯矩,改善了受力性能。这类挡土墙已在多个工程中得到应用。

实际工程中永久边坡支护很常见,支护方法也多种多样。在场地不具备

设置锚杆的情况下,采用衡重式桩板挡墙也是一种选择之一。但这类挡墙的设计方法在规范中没用明确给出,也很少见到系统的阐述。本文结合一个工程实例,详细介绍了永久边坡衡重式挡墙的受力特点及设计过程,给出了这种挡墙的构造措施及施工注意事项。

2结构计算

衡重式永久挡墙要进行正常使用工况、地震工况及施工工况这几种工况下的受力计算,取最不利工况下的内力进行设计。

2.1正常使用工况计算

正常使用时,要考虑坡顶地面荷载,一般取10kPa~20kPa,上墙水平土压力采用朗肯主动土压力,卸荷板上竖向土压力为填土自重加上坡顶地面荷载。

考虑到卸荷板的作用,下墙可视为卸荷板右侧作用均布荷载(坡顶荷载)的土压力计算方法,应力扩散角采用45。+/2,从工程安全性和简易性考虑,经常取45。,支护桩嵌固段的土压力分布可按照《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012的计算方法计算。荷载简图如下:

图1 衡重式桩板挡墙结构受力计算简图

图中E1为上墙水平土压力,E2为卸荷板下土体对下墙水平土压力,E3为卸荷板右侧土体对下墙土压力,E4为卸荷板上竖向土压力。

E1=PKah1+γh12Ka/2

E2=γh22Ka/2

E3=(P+γh1) Ka(h2-h2’)

E4=P+γh1

H2’=Btan¢

上式中Ka为主动土压力系数,Ka=tan2(45。-/2)

设计时要分别计算1-1,2-2,3-3截面的内力。三个截面的弯矩分别如下:

M1=E1h1/3

M2=E4B/2- E1h1/3

M3=E1(h1/3+h2)+E2h2/3+E3(h2-h2’)/2-E4B/2

对于不满足朗肯土压力条件的衡重式挡墙,以上土压力分布形式应按库伦土压力计算。

2.2地震工况计算

对于抗震设防区域的衡重式永久挡墙,需要进行地震工况验算。目前主要采用拟静力法进行地震土压力计算。

《建筑抗震设计规范》50011-2010第3.3.5条及条文说明规定,地震主动土压力按库伦土压力计算时,土的重度除以地震角的余弦,填土的内摩擦角减去地震角,土对墙背的摩擦角加上地震角,地震角取1.50~100,地震角可参见《建筑抗震鉴定标准》GB 50023-2009第4.2.9条。在《铁路工程抗震设计规范》GB 50111-2006第6.1.4条及《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89第3.1.6条也都有规定。

对于衡重式永久挡墙,抗震验算时的土压力分布同图1,只是按上述规定修正土的内摩擦角和重度。这是一种计算方法。

另外一种计算方法是将地震压力理解为在非地震土压力基础上附加上一个地震惯性力,这个地震惯性力就是挡墙后面的破裂棱体自重W引起的水平地震力Ph。

Ph=CzKhW

其中Cz综合影响系数,取0.25;Kh为水平地震影响系数,基本烈度7度,8度,9度时分别取0.1,0.2,0.4;W为破裂棱体自重。

地震惯性力计算简图如下:

图2 地震惯性力计算简图

在地震工况验算时,可以上当减少坡顶荷载,一般q可取10kPa。

2.3施工工况验算

一般施工工序如下:放坡开挖 施工支护桩 施工冠梁 浇筑下部肋柱及挡土板施工卸荷板或挑梁 施工上部肋柱及挡土板。

当施工完下部肋柱和挡土板,墙回填到卸荷板下表面时,挡墙为悬臂状态,为不利工况,此时无坡顶荷载及上部填土压力,计算简图如下:

图3 衡重式桩板挡墙施工工况结构受力计算简图

E2’=γh22Ka/2

2-2剖面弯矩为:

M2’= E2’h2/3

挡墙要满足施工工况和正常使用工况要去,即

M2’≤ M2

另外还要考虑坡顶荷载的影响。对于上部肋柱及挡墙、卸荷板来说,坡顶荷载P为不利荷载,增加了内力;对于下部肋柱及挡墙,则要计算坡顶荷载是有力还是不利,如果是不利荷载,设计时可以取P=20kPa;如果是有利荷载,则设计计算时应取P=0。

3 工程实例

某工程位于四川宜宾,地下2层,基坑深度10米,地上4层。因建筑场地地势低洼,周边地面标高比建筑地坪高出越6m~9m,在下部基坑回填后,需对建筑地上部分周边进行永久支护。

基坑设计采用护坡桩加预应力锚杆的支护形式,建筑地面以上部分临时支护采用土钉墙支护。支护桩直径1000,间距2200,桩端嵌入中风化基岩。

考虑到地上建筑周边供支护结构使用的范围狭窄,放坡后的回填土范围较大,永久支护采用普通的重力式挡墙或挡墙加锚杆结构均不可行,经方案比较,决定采用带卸荷板的排柱挡墙。

场地抗震设防烈度为7度,采用拟静力法进行地震惯性力计算,同时进行了施工工况的验算。

本工程坡顶荷载对下部挡墙产生的负弯矩大于正弯矩,为不利作用,计算时取P=20kPa。

排柱截面尺寸为600x800,排柱间距同支护桩间距(1000),挡墙厚度300,

卸荷梁长度3000,梁高800,卸荷梁之间的板厚200。

弯矩图及设计简图如下:

图4 排柱挡墙弯矩图及设计简图

设计施工需注意以下问题:

1),基坑护坡桩施工时,需预留排柱插筋;

2),排柱施工时宜向填土面倾斜1度左右;

3),排柱挡墙每隔20米作用需要设置伸缩缝;

4),墙后填土宜采用级配砂石回填,同时按要求设置泄水孔及反虑包。

4 结语

衡重式排柱挡墙具有受力合理,节约支护结构占地空间等优点,克服了传统的锚拉式挡墙锚索施工空间要求搞、锚索长期工作应力松弛及锚索防腐等缺点,在不适合设置锚杆的区域具有一定的优势。衡重式排柱挡墙比一般桩板式挡墙应用范围更广。永久衡重式排柱挡墙在设计时要考虑正常使用工况、地震工况及施工工况;同时要满足永久结构的构造要求。

[参考文献]

[1] 刘国楠等,衡重式桩板挡墙上墙土压力模型试验研究[J].岩土力学2011,第32卷增刊2.

[2] 刘永春等,衡重式桩板挡墙的应用与研究[J.铁道建筑,2010年第10期.

[3] 胡荣华等,衡重式桩板挡墙中卸荷板参数与桩长的确定[J.铁道建筑,2011年第11期.

[4]建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002)[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2002.