建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求范文

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篇1

關(guān)鍵詞:舊層加層 抗震鑒定 抗震設(shè)計(jì)

1 目前各地采用的方法

1-1主張按加層后的房屋總層數(shù)和總高度,用建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)的要求對舊房屋部分進(jìn)行加層抗震鑒定和抗震設(shè)計(jì):對新建部分(加層加高部分)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。其理由是:適當(dāng)放寬加層房屋的抗震要求,盡量減少加層房屋的加固工作量,以利于降低造價(jià),及加層施工盡量不影響舊房的使用。

1-2 主張對舊房部分用建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行加層抗震鑒定和抗震設(shè)計(jì),對新建房部分用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。其理由是:舊房已成事實(shí),完全按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行加固困難較大,故對其適當(dāng)放寬。而新房部分按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)無困難,故不放寬。

1-3 主張對舊房部分用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行加層抗震鑒定和抗震設(shè)計(jì),對新房部分用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),其理由是:使加層房屋新舊兩部分抗震能力相匹配。

1-4 主張對舊房部分用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行加層抗震鑒定和抗震計(jì)算,提高一度采取抗震構(gòu)造措施,對新建部分用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。其理由是:考慮舊房屋抗震不利因素較多,故對其采取加強(qiáng)措施。

1-5 主張以建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范為主,參照建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)的要求,對加層房屋進(jìn)行抗震鑒定和抗震設(shè)計(jì),其理由是:采用兩種標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合使用比較現(xiàn)實(shí)合理。

1-6 主張對舊房區(qū)別對待,當(dāng)舊房為按新建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)時(shí),此時(shí)應(yīng)對加層新舊兩部分均嚴(yán)格按照新建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行抗震鑒定和抗震設(shè)計(jì),當(dāng)舊房為按舊建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)時(shí),對加層房屋新舊兩部分也可按舊抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行抗震鑒定和抗震設(shè)計(jì)。其理由是:這樣可使加層房屋新舊兩部分的抗震能力保持一致,比較經(jīng)濟(jì)合理。

2 目前各地采用方法存在的問題

上述六種意見,各有一定的道理,但也均存在問題,值得進(jìn)一步研究探討。

方法一存在的主要問題是:對新建房屋都要求按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì),而加層房屋由新房和舊房兩部分組成,即使是對舊房進(jìn)行抗震加固也比新建房屋抗震能力差,如若采用比建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范低的標(biāo)準(zhǔn)(抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn))對加層房屋進(jìn)行抗震鑒定和抗震設(shè)計(jì),則顯然房屋的抗震能力更差,故不宜采用此法。

方法二存在的主要問題是:對加層房屋的新舊兩部分采用不同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),尤其是對舊房屋部分采用較低的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不夠合理,造成加層房屋抗震能力上強(qiáng)下弱,對抗震很不利。

方法三存在的主要問題是:雖然比較科學(xué)合理,得不夠全面,如若采用分離式加層結(jié)構(gòu)方案,此方法就不適用,對與外套結(jié)構(gòu)完全分離的舊房沒有必要按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抗震鑒定和抗震設(shè)計(jì)。

方法四存在的主要問題是:對舊房部分按抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求提高一度采取構(gòu)造措施,標(biāo)準(zhǔn)偏高且對舊房來說難以滿足要求,加大了加層設(shè)計(jì)施工的難度,提高了房屋加層造價(jià)。

方法五存在的主要問題是:規(guī)定的太原則,具體招待起來困難太大。

方法六存在的主要問題是;造成加層房屋采用的抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)和抗震設(shè)計(jì)規(guī)范不統(tǒng)一,使一部分加層房屋達(dá)不到現(xiàn)行國家建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。

3 建議采用的方法

首先應(yīng)當(dāng)明確指導(dǎo)思想,即對加層房屋的抗震要求應(yīng)比新建房屋更嚴(yán)一些好,還是放寬一些好,還是不嚴(yán)不寬好?此問題解決后,本文所討論的問題也就比較容易解決了。筆者認(rèn)為:對加層房屋采用的抗震鑒定和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于對新房屋采用的標(biāo)準(zhǔn),也不宜采用比新建房屋更嚴(yán)的標(biāo)準(zhǔn),建議采用與新建房屋相同的標(biāo)準(zhǔn)。

加層房屋雖也有一些有利的因素,但不利因素更多,如舊房屋部分已使用多年,新舊部分連接整體性較差,對加層時(shí)加固的房屋不宜采用比新建房屋低的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。若采用比新建房屋高的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),則需要更多的投資,加大了加層房屋加固的工程量和施工難度,難于執(zhí)行。采用與新建房屋相同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)符合我國國情,比較經(jīng)濟(jì)合理,安全度也有保證,比較合適。根據(jù)調(diào)查,我國已有加層房屋多數(shù)是這樣做的,我國正式出版的有關(guān)舊房改造(含加層)的專著也均主張按現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。既然對舊房的承載能力應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算,對舊房的抗震鑒定(包括抗震橫墻間距、構(gòu)造柱、圈梁設(shè)置、房屋總高度、總層數(shù)限值、高寬比限值、局部尺寸限值等)也應(yīng)以抗震設(shè)計(jì)規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)。

對加層房屋進(jìn)行抗震鑒定和抗震設(shè)計(jì)具體應(yīng)采用什么規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),筆者建議如下:

為便于執(zhí)行,首先把加層房屋分為兩大類。

篇2

主編部門:中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部   施行日期:2010年12月1日

  中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部

  公 告

  第1199號

  住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于國家標(biāo)準(zhǔn)

  《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》局部修訂的公告

  現(xiàn)批準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011-2010局部修訂的條文。自2016年8月1日起實(shí)施。經(jīng)此次修改的原條文同時(shí)廢止。

  局部修訂的條文及具體內(nèi)容,將刊登在我部有關(guān)網(wǎng)站和近期出版的《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化》刊物上。

  中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部

  2016年7月7日

  修訂說明

  本次局部修訂系根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《關(guān)于印發(fā)2014年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂、修訂計(jì)劃的通知》(建標(biāo)[2013]169號)的要求,由中國建筑科學(xué)研究院會同有關(guān)的設(shè)計(jì)、勘察、研究和教學(xué)單位對《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011-2010進(jìn)行局部修訂而成。

  此次局部修訂的主要內(nèi)容包括兩個(gè)方面,即,(1)根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》GB 18306-2015和《中華人民共和國行政區(qū)劃簡冊2015》以及民政部2015年行政區(qū)劃變更公報(bào),修訂《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011-2010附錄A:我國主要城鎮(zhèn)抗震設(shè)防烈度、設(shè)計(jì)基本地震加速度和設(shè)計(jì)地震分組;(2)根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011-2010實(shí)施以來各方反饋的意見和建議,對部分條款進(jìn)行文字性調(diào)整。修訂過程中廣泛征求了各方面的意見,對具體修訂內(nèi)容進(jìn)行了反復(fù)的討論和修改,與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行協(xié)調(diào),最后經(jīng)審查定稿。

  此次局部修訂,共涉及一個(gè)附錄和10條條文的修改,分別為附錄A和第3.4.3條、第3.4.4條、第4.4.1條、第6.4.5條、第7.1.7條、第8.2.7條、第8.2.8條、第9.2.16條、第14.3.1條、第14.3.2條。

  本規(guī)范條文下劃線部分為修改的內(nèi)容;用黑體字標(biāo)志的條文為強(qiáng)制性條文,必須嚴(yán)格執(zhí)行。

  本次局部修訂的主編單位:中國建筑科學(xué)研究院

  本次局部修訂的參編單位:中國地震局地球物理研究所

  中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院

  北京市建筑設(shè)計(jì)研究院

  中國電子工程設(shè)計(jì)院

  本規(guī)范主要起草人員:黃世敏?王亞勇?戴國瑩?符圣聰?羅開海?李小軍?柯長華?郁銀泉?婁宇?薛慧立

  本規(guī)范主要審查人員:徐培福?齊五輝?范重?吳健?郭明田?吳漢福?馬東輝?宋波?潘鵬

  中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部

  公 告609號

  關(guān)于國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的公告

  現(xiàn)批準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》為國家標(biāo)準(zhǔn),編號為GB 50011-2010,自2010年12月1日起實(shí)施。其中,第1.0.2、1.0.4、3.1.1、3.3.1、3.3.2、3.4.1、3.5.2、3.7.1、3.7.4、3.9.1、3.9.2、3.9.4、3.9.6、4.1.6、4.1.8、4.1.9、4.2.2、4.3.2、4.4.5、5.1.1、5.1.3、5.1.4、5.1.6、5.2.5、5.4.1、5.4.2、5.4.3、6.1.2、6.3.3、6.3.7、6.4.3、7.1.2、7.1.5、7.1.8、7.2.4、7.2.6、7.3.1、7.3.3、7.3.5、7.3.6、7.3.8、7.4.1、7.4.4、7.5.7、7.5.8、8.1.3、8.3.1、8.3.6、8.4.1、8.5.1、10.1.3、10.1.12、 10.1.15、12.1.5、12.2.1、12.2.9條為強(qiáng)制性條文,必須嚴(yán)格執(zhí)行。原《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011-2001同時(shí)廢止。

  本規(guī)范由我部標(biāo)準(zhǔn)定額研究所組織中國建筑工業(yè)出版社出版發(fā)行。

  中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部

  2010年5月31日

  前 言

  本規(guī)范系根據(jù)原建設(shè)部《關(guān)于印發(fā)<2006年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂、修訂計(jì)劃(第一批)>的通知》(建標(biāo)[2006]77號)的要求,由中國建筑科學(xué)研究院會同有關(guān)的設(shè)計(jì)、勘察、研究和教學(xué)單位對《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011-2001進(jìn)行修訂而成。

  修訂過程中,編制組總結(jié)了2008年汶川地震震害經(jīng)驗(yàn),對災(zāi)區(qū)設(shè)防烈度進(jìn)行了調(diào)整,增加了有關(guān)山區(qū)場地、框架結(jié)構(gòu)填充墻設(shè)置、砌體結(jié)構(gòu)樓梯間、抗震結(jié)構(gòu)施工要求的強(qiáng)制性條文,提高了裝配式樓板構(gòu)造和鋼筋伸長率的要求。此后,繼續(xù)開展了專題研究和部分試驗(yàn)研究,調(diào)查總結(jié)了近年來國內(nèi)外大地震(包括汶川地震)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),采納了地震工程的新科研成果,考慮了我國的經(jīng)濟(jì)條件和工程實(shí)踐,并在全國范圍內(nèi)廣泛征求了有關(guān)設(shè)計(jì)、勘察、科研、教學(xué)單位及抗震管理部門的意見,經(jīng)反復(fù)討論、修改、充實(shí)和試設(shè)計(jì),最后經(jīng)審查定稿。

  本次修訂后共有14章12個(gè)附錄。除了保持2008年局部修訂的規(guī)定外,主要修訂內(nèi)容是:補(bǔ)充了關(guān)于7度(0.15g)和8度(0.30g)設(shè)防的抗震措施規(guī)定,按《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》調(diào)整了設(shè)計(jì)地震分組;改進(jìn)了土壤液化判別公式;調(diào)整了地震影響系數(shù)曲線的阻尼調(diào)整參數(shù)、鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比和承載力抗震調(diào)整系數(shù)、隔震結(jié)構(gòu)的水平向減震系數(shù)的計(jì)算,并補(bǔ)充了大跨屋蓋建筑水平和豎向地震作用的計(jì)算方法;提高了對混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋、底部框架砌體房屋的抗震設(shè)計(jì)要求;提出了鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震等級并相應(yīng)調(diào)整了抗震措施的規(guī)定;改進(jìn)了多層砌體房屋、混凝土抗震墻房屋、配筋砌體房屋的抗震措施;擴(kuò)大了隔震和消能減震房屋的適用范圍;新增建筑抗震性能化設(shè)計(jì)原則以及有關(guān)大跨屋蓋建筑、地下建筑、框排架廠房、鋼支撐-混凝土框架和鋼框架-鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)定。取消了內(nèi)框架磚房的內(nèi)容。

  本規(guī)范中以黑體字標(biāo)志的條文為強(qiáng)制性條文,必須嚴(yán)格執(zhí)行。

  本規(guī)范由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部負(fù)責(zé)管理和對強(qiáng)制性條文的解釋,中國建筑科學(xué)研究院負(fù)責(zé)具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。在執(zhí)行過程中,請各單位結(jié)合工程實(shí)踐,認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn),并將意見和建議寄交北京市北三環(huán)東路30號中國筑科學(xué)研究院國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》管理組(郵編:100013,E-mail:GB 50011-cabr@163.com)。

  主編單位:中國建筑科學(xué)研究院

  參編單位:中國地震局工程力學(xué)研究所

  中國建筑設(shè)計(jì)研究院

  中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院

  北京市建筑設(shè)計(jì)研究院

  中國電子工程設(shè)計(jì)院

  中國建筑西南設(shè)計(jì)研究院

  中國建筑西北設(shè)計(jì)研究院

  中國建筑東北設(shè)計(jì)研究院

  華東建筑設(shè)計(jì)研究院

  中南建筑設(shè)計(jì)院

  廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院

  上海建筑設(shè)計(jì)研究院

  新疆維吾爾自治區(qū)建筑設(shè)計(jì)研究院

  云南省設(shè)計(jì)院

  四川省建筑設(shè)計(jì)院

  深圳市建筑設(shè)計(jì)研究總院

  北京市勘察設(shè)計(jì)研究院

  上海市隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院

  中建國際(深圳)設(shè)計(jì)顧問有限公司

  中冶集團(tuán)建筑研究總院

  中國機(jī)械工業(yè)集團(tuán)公司

  中國中元國際工程公司

  清華大學(xué)

  同濟(jì)大學(xué)

  哈爾濱工業(yè)大學(xué)

  浙江大學(xué)

  重慶大學(xué)

  云南大學(xué)

  廣州大學(xué)

  大連理工大學(xué)

  北京工業(yè)大學(xué)

  主要起草人:黃世敏?王亞勇(以下按姓氏筆畫排列)

  丁潔民 方泰生?鄧華?葉燎原?馮遠(yuǎn)?呂西林?劉瓊祥?李亮?李惠?李霆?李小軍?李亞明?李英民?李國強(qiáng)?楊林德?蘇經(jīng)宇?肖偉?吳明舜?辛鴻博?張瑞龍?陳炯?陳富生?歐進(jìn)萍?郁銀泉?易方民?羅開海?周正華?周炳章?周福霖?周錫元?柯長華?婁宇?姜文偉?袁金西?錢基宏?錢稼茹?徐建?徐永基?唐曹明?容柏生?曹文宏?符圣聰?章一萍?葛學(xué)禮?董津城?程才淵?傅學(xué)怡?曾德民?竇南華?蔡益燕?薛彥濤?薛慧立?戴國瑩

篇3

關(guān)鍵詞:砌體結(jié)構(gòu);概念設(shè)計(jì);構(gòu)造措施

1、建筑設(shè)計(jì)

1.1設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)要求

平面不規(guī)則的建筑由于平面上質(zhì)量和剛度中心偏移距離較大,而在地震中產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)變形。地震作用計(jì)算一般采用底部剪力法,此法的前提是以剪切變形為主、且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu);豎向不規(guī)則的建筑、豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù),將影響水平力的傳遞途徑,引起水平力的重分配和應(yīng)力集中。2008年5月12日的汶川大地震就有力地詮釋了這個(gè)概念:平面規(guī)則的建筑破壞相對較小,而那些平面不規(guī)則的如H型、L型、T型、回型等建筑破壞相對較大。

1.2設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格控制房屋高度、層數(shù)和層高

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)第7.1.2條明確規(guī)定了各種設(shè)防烈度下房屋的層數(shù)和總高度限值。經(jīng)過對多棟建筑(8烈度設(shè)防)抗震計(jì)算結(jié)果分析可知總高度和層數(shù)接近或達(dá)到抗震規(guī)范表7.1.2規(guī)定的限值時(shí),不但橫墻的間距、洞口的尺寸、窗間墻等都遠(yuǎn)大于本規(guī)范的限值,而且構(gòu)造柱的設(shè)置數(shù)量遠(yuǎn)大于本規(guī)范的構(gòu)造規(guī)定。即使計(jì)算能通過,建筑造價(jià)也要大幅增加。同樣,抗震規(guī)范表7.1.5規(guī)定了砌體房屋的層高限值,若超過了限值則要通過一系列措施來加強(qiáng),如增加墻的厚度、加密構(gòu)造柱等,無形中增加了很多造價(jià)。因此,建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免房屋的高度、層數(shù)和層高接近、達(dá)到或超過抗震規(guī)范規(guī)定的限值。

1.3控制房屋的高寬比和房屋中砌體墻段的局部尺寸

房屋的高寬較大時(shí),在水平力作用下,建筑的變形中不僅有剪切變形,而且產(chǎn)生較大的整體彎曲變形,與底部剪力法的計(jì)算假定條件不符,計(jì)算結(jié)果可想而知。依據(jù)有關(guān)資料,多層砌體房屋一般可以不做整體變曲驗(yàn)算,但為了保證房屋的穩(wěn)定性,在設(shè)計(jì)中一定要控制建筑的高寬比。

墻體是多層砌體房屋最基本的承重構(gòu)件和抗側(cè)力構(gòu)件,地震時(shí)房屋的倒塌往往是從墻體破壞開始的。應(yīng)保證房屋的各道墻體能同時(shí)發(fā)揮它們的最大抗剪強(qiáng)度,并避免由于個(gè)別墻段抗震強(qiáng)度不足首先破壞,導(dǎo)致逐個(gè)破壞進(jìn)而造成整棟房屋的破壞甚至倒塌??拐鹨?guī)范第7.1.6條明確對房屋中砌體墻段的局部尺寸作了詳細(xì)的限值規(guī)定,這一條與地震剪力的分配密切相關(guān)。抗震規(guī)范第7.2.3條明確了墻段的高寬比對剛度計(jì)算的影響,如高寬比較大時(shí),等效側(cè)向剛度取0,在抵抗地震作用時(shí),不能發(fā)揮作用。同樣,在設(shè)計(jì)時(shí)必須注意洞口的大小和布置,避免形成許多高寬比較大的墻垛,影響墻體的側(cè)向剛度。

1.4合理設(shè)置砌體房屋的變形縫、樓梯間并采用合理的結(jié)構(gòu)體系

為防止或減輕砌體房屋在正常使用條件下,由溫差和砌體干縮引起墻體豎向裂縫,應(yīng)在墻體中設(shè)置伸縮縫,設(shè)置條件詳見《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50003-2011)第6.3.1條;當(dāng)建筑物高度差異或荷載差異較大時(shí),應(yīng)設(shè)置沉降縫將其分開,以適應(yīng)結(jié)構(gòu)豎向沉降變形,沉降縫的設(shè)置詳見《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5007-2011)第7.3.1、7.3.2條;在軟弱地基上建設(shè)時(shí),還要符合第7.4.3條對建筑長高比的限值。如果是在抗震設(shè)防區(qū),需要設(shè)置沉降縫時(shí),應(yīng)符合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)的相關(guān)要求。

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)第7.1.7條明確規(guī)定:為保證房屋抗震能力,多層砌體的縱橫向墻體數(shù)量不宜相差過大,在房屋寬度的中部應(yīng)設(shè)有內(nèi)縱墻且多道內(nèi)縱墻開洞后累計(jì)長度≥房屋縱向長度的60%;避免采用混凝土墻與砌體墻混合稱重的體系,防止不同材料性能的墻體各個(gè)被擊破;房屋轉(zhuǎn)角處不應(yīng)設(shè)窗,避免局部破壞嚴(yán)重。

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)說明

首先依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50068-2001)確定建筑的設(shè)計(jì)使用年限;按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)第3.4.1條明確鋼筋混凝土構(gòu)件的環(huán)境類別;建筑結(jié)構(gòu)的安全等級應(yīng)根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5003-2011)第4.1.4條選用。對抗震設(shè)防區(qū)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),還須參照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分建筑抗震設(shè)防類別》(GB50223-2008)。為了能準(zhǔn)確采用塊體和砂漿的強(qiáng)度等級,應(yīng)注明砌體的施工質(zhì)量控制等級;為了能合理地對地基基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì),應(yīng)注明地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級。

2.2材料選用

《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50003-2011)對材料的等級進(jìn)行了調(diào)整,如取消了MU7.5燒結(jié)普通磚等;《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)第3.4.2~3.4.6條的規(guī)定限制了在各種環(huán)境類別和設(shè)計(jì)使用年限建筑應(yīng)采用的混凝土等級及其它要求。如在抗震設(shè)防區(qū)須同時(shí)滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)第3.9.2~3.9.3條中對混凝土結(jié)構(gòu)材料的要求,如混凝土的強(qiáng)度等級中框支梁、框支柱及抗震等級為一級的框架梁、柱、節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)不應(yīng)低于C30;構(gòu)造柱、芯柱、圈梁及其他類構(gòu)建不應(yīng)低于C20等。

2.3抗震設(shè)計(jì)

由于墻體材料為脆性和整體性能差,使得砌體房屋的抗震性能相對較低。因此,抗震設(shè)計(jì)尤其重要。2008年5月12日的汶川大地震表明,嚴(yán)格按照現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工和使用的建筑,在遭遇比當(dāng)?shù)卦O(shè)防烈度高一度的地震作用下,沒有出現(xiàn)倒塌破壞,有效地保護(hù)了人民的生命安全。進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí),多層砌體房屋只要符合現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范,可采用底部剪力法進(jìn)行抗震計(jì)算。

采用經(jīng)過批準(zhǔn)使用的軟件進(jìn)行計(jì)算,其計(jì)算過程和結(jié)果不用懷疑。在計(jì)算通不過時(shí)應(yīng)從兩方面進(jìn)行調(diào)查:其一,檢查方案是否合理,即平面豎向是否規(guī)則、墻體水平和縱向錯(cuò)位是否較多、窗間墻是否滿足等情況;在底部大開間的商住樓設(shè)計(jì)中還發(fā)現(xiàn)由于洞口過多、過大超出《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)第7.3.14條第3款的限值,出現(xiàn)大量高寬比大于1的砌體墻段,這樣墻體的抗側(cè)向剛度必然減小,影響結(jié)構(gòu)的抗震性能,此時(shí)應(yīng)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者協(xié)商變更方案。其二,經(jīng)過建筑方案的調(diào)整抗震計(jì)算仍通不過時(shí)依然不能僅考慮增加墻厚和增設(shè)構(gòu)造柱來調(diào)整,這樣工程造價(jià)會增加過多。因此可以考慮在抗側(cè)移能力較弱的方向設(shè)配筋砌體或?qū)⒉糠謮Χ斡善鲶w改為鋼筋混凝土,即增加部分剪力墻。

2.4構(gòu)造措施

在抗震設(shè)防地區(qū),為了增強(qiáng)房屋的整體性,提高房屋的抗震能力,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)第7.3節(jié)的多層磚砌體房抗震構(gòu)造措施進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。由于鋼筋混凝土構(gòu)造柱的作用主要在于對墻體的約束,構(gòu)造柱截面不必很大,但須與各層縱橫墻的圈梁或現(xiàn)澆樓板連接,才能發(fā)揮約束作用?,F(xiàn)澆樓板允許不設(shè)圈梁,樓板內(nèi)須有足夠的沿墻體周邊加強(qiáng)鋼筋(一般2φ10或2φ12)伸入構(gòu)造柱內(nèi)并滿足錨固要求。構(gòu)造柱和圈梁等延性構(gòu)件的設(shè)置,對整個(gè)砌體房屋而言,承載力提高不多,而變形能力和耗能能力卻大大增加。這樣可以大大提高砌體房屋的抗倒塌能力,改善砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能。

參考文獻(xiàn):

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[關(guān)鍵詞]適用標(biāo)準(zhǔn);結(jié)構(gòu)安全;抗震鑒定

0前言

‘5.12’四川汶川大地震后,教育部和省教育局(閩教發(fā)[2008]61號)的要求下達(dá)專項(xiàng)文件,要求對學(xué)校建筑進(jìn)行大規(guī)模的抗震排查。目的是確定這些校舍工程的結(jié)構(gòu)安全是否滿足有關(guān)鑒定標(biāo)準(zhǔn)和抗震設(shè)防的要求,提出抗震排查、鑒定初步意見,對這些工程的加固與處理提供技術(shù)依據(jù)。

1多層校舍建筑抗震鑒定適用的標(biāo)準(zhǔn)

既有中小學(xué)校舍的建造年代絕大多數(shù)在1980年后。按照采用的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范不同可分為1990年之前按《工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(TJ11-78)設(shè)計(jì)建造、1991-2001按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ11-89)設(shè)計(jì)建造、2002年-2010年按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)設(shè)計(jì)建造。隨著抗震設(shè)計(jì)規(guī)范在設(shè)防要求、設(shè)計(jì)方法和抗震構(gòu)造措施等方面都在不斷完善和提高。

中小學(xué)教學(xué)樓等校舍建筑屬于乙類建筑。對于既有中小學(xué)校舍的抗震能力評價(jià),不能采取建造時(shí)期相應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)劃的要求來評定,而應(yīng)采用新頒布的《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50023-2009)標(biāo)準(zhǔn)來評定。在這本標(biāo)準(zhǔn)中給出了按不同后續(xù)使用年限采用不同抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)的要求:對于后續(xù)使用年限為30年的建筑劃分為A類,對于后續(xù)使用年限為40年的建筑劃分為B類;后續(xù)使用年限為50年的建筑劃分為C類。并給出了各類建筑抗震鑒定方法和抗震措施、承載力驗(yàn)算等要求。對中小學(xué)教學(xué)樓等建筑的安全鑒定可采用《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)劃》(GB50003-2001)、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)劃》(GB50010-2010)、《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50292-1999)。對于建造于不同時(shí)期的校舍工程的安全與抗震鑒定中的樓面活荷載、風(fēng)荷載和雪荷載取值則應(yīng)符合《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)(2006年版)的規(guī)定。

2多層砌體校舍建筑現(xiàn)狀質(zhì)量檢測的內(nèi)容和方法

(1)外觀質(zhì)量普查。既有建筑的質(zhì)量缺陷會反映在結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量上。因此,在現(xiàn)場客觀條件允許的情況下,對進(jìn)行安全與抗震檢測鑒定的所有建筑物的外觀質(zhì)量進(jìn)行普查。普查內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件外觀質(zhì)量與缺陷情況,各層承重結(jié)構(gòu)有無開裂、受損等情況

(2)建筑垂直度檢測和地基基礎(chǔ)評價(jià)。1)采用經(jīng)緯儀對進(jìn)行安全與抗震檢測鑒定的所有工程進(jìn)行垂直度的檢測,以確認(rèn)該房屋是否存在傾斜和不均勻沉降;2)根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件下沉和傾斜等情況,對地基基礎(chǔ)進(jìn)行評價(jià)和必要的檢測。

(3)混凝土構(gòu)件強(qiáng)度檢測。采用回彈法進(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢測。依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50344-2004)的抽樣檢測的樣本容量和各房屋混凝土構(gòu)件的數(shù)量確定抽樣的數(shù)量。對多層砌體房屋則應(yīng)抽取樓梯梁、承重梁和構(gòu)造柱等;對所抽取混凝土構(gòu)件進(jìn)行碳化深度的檢測。

(4)磚墻材料強(qiáng)度檢測。對多層砌體房屋的承重磚墻,應(yīng)區(qū)分樓層和不同設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級進(jìn)行砌筑砂漿強(qiáng)度和磚墻塊材材料強(qiáng)度的檢測。

(5)現(xiàn)澆構(gòu)件主筋和箍筋配置的數(shù)量、間距檢測。對多層砌體房屋的樓梯梁、承重梁和構(gòu)造柱等混凝土構(gòu)件進(jìn)行主筋和箍筋配置的數(shù)量、間距檢測。

(6)其他損傷情況檢查與檢測。在全面普查該工程現(xiàn)狀缺陷的基礎(chǔ)上,對所有的損傷進(jìn)行仔細(xì)檢測,比如裂縫的長度、寬度、深度等,并分析產(chǎn)生的原因。。

(7)砌筑質(zhì)量檢查。對進(jìn)行安全與抗震鑒定的所有砌體房屋的砌筑質(zhì)量進(jìn)行檢查,包括砌筑方法、灰縫質(zhì)量、砌體偏差、留槎及洞口等項(xiàng)目。

(8)結(jié)構(gòu)構(gòu)造檢查。對進(jìn)行安全與抗震檢測鑒定的所有砌體房屋的構(gòu)造措施進(jìn)行檢查,包括構(gòu)件高厚比、梁墊、壁柱、預(yù)制構(gòu)件的擱置長度、構(gòu)件端部錨固措施、圈梁、構(gòu)造柱或芯柱等。

(9)目前房屋實(shí)際荷載水平核查。調(diào)查各類房間的活荷載和改造情況,為結(jié)構(gòu)安全與抗震能力分析提供可靠的數(shù)據(jù)。

3多層砌體校舍結(jié)構(gòu)安全與抗震鑒定的內(nèi)容

建筑抗震鑒定的內(nèi)容,應(yīng)從結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)體系、抗震構(gòu)造和構(gòu)件抗震承載力、結(jié)構(gòu)抗震變形能力及結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀質(zhì)量與損傷狀況幾個(gè)側(cè)面進(jìn)行綜合。若結(jié)構(gòu)現(xiàn)有的構(gòu)件承載力較高,則除了保證結(jié)構(gòu)整體性所需的構(gòu)造外,結(jié)構(gòu)變形能力方面的構(gòu)造鑒定要求可稍低;反之,現(xiàn)有的構(gòu)件承載力較低,則可用較高變形能力的構(gòu)造要求予以補(bǔ)充。

3.1結(jié)構(gòu)布置與結(jié)構(gòu)體系

結(jié)構(gòu)布置鑒定應(yīng)重點(diǎn)檢查結(jié)構(gòu)的平、立面和抗側(cè)力構(gòu)件布置是否規(guī)則、樓梯間是否設(shè)置在轉(zhuǎn)角或盡端等。結(jié)構(gòu)體系鑒定應(yīng)重點(diǎn)檢查結(jié)構(gòu)類別和構(gòu)成、結(jié)構(gòu)體系的合理性、結(jié)構(gòu)相鄰樓層間的傳力是否明確、傳力途徑是否間斷等。

3.2結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震承載力

(1)結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算應(yīng)包括構(gòu)件的抗震承載力驗(yàn)算和結(jié)構(gòu)變形驗(yàn)算。乙類建筑結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的地震作用不提高。

(2)結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震承載力驗(yàn)算:1)驗(yàn)算采用的結(jié)構(gòu)分析方法,應(yīng)符合所采用的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)規(guī)定的方法;2)驗(yàn)算使用的計(jì)算模型,應(yīng)符合其實(shí)際受力與構(gòu)造情況;3)結(jié)構(gòu)上的作用應(yīng)經(jīng)調(diào)查或檢測核實(shí);4)結(jié)構(gòu)構(gòu)件上作用的組合、作用的分項(xiàng)系數(shù)及組合值系數(shù),按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)及其他相關(guān)規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行;5)材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值,應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)確定:原設(shè)計(jì)文件有效,且不懷疑結(jié)構(gòu)有嚴(yán)重的性能劣化或者發(fā)生設(shè)計(jì)、施工偏差的,可采用原設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)值,調(diào)查表明實(shí)際情況不符合上面要求的,應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場檢測;6)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的幾何參數(shù)應(yīng)采用實(shí)測值,并應(yīng)計(jì)入銹蝕、腐蝕、風(fēng)化、局部缺陷或缺損以及施工偏差等的影響。

3.3抗震構(gòu)造措施

對于新建工程的乙類建筑的構(gòu)造措施應(yīng)符合本地區(qū)設(shè)防烈度提高1度的要求。對于2001年以前建造的既有建筑、其合理的使用年限較新建工程要縮短,所以既有多層砌體教學(xué)樓乙類建筑的抗震構(gòu)造措施可按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)的要求,其構(gòu)造柱的設(shè)置是否滿足要求應(yīng)根據(jù)增加2層后的總層數(shù)對照相應(yīng)的抗震設(shè)防烈度來判斷。

4多層砌體校舍抗震性能的主要問題

4.1結(jié)構(gòu)布置與結(jié)構(gòu)體系

(1)建筑結(jié)構(gòu)平面絕大多數(shù)基本上為矩形,對于超過規(guī)范長度或結(jié)構(gòu)平面為L形等不規(guī)劃的結(jié)構(gòu)均設(shè)置了防震縫;結(jié)構(gòu)構(gòu)件、砌體抗震墻布置對稱、規(guī)則,在地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響比較小,對結(jié)構(gòu)抗震有利;但也有一部分教學(xué)的平面為L形等構(gòu)成。

(2)建筑總層數(shù)為2-4層,極個(gè)別的總層數(shù)為5層。多層砌體校舍的建筑總層數(shù)不超過4層的為滿足抗震規(guī)范GB50011-2010關(guān)于對乙類的多層砌體房屋的總層數(shù)應(yīng)減少一層且總高度應(yīng)降低3米和對醫(yī)院、教學(xué)樓等橫墻較少的多層砌體房屋,總高度應(yīng)規(guī)定降低3米,層數(shù)相應(yīng)減少一層的規(guī)定。對于個(gè)別校舍建筑總層數(shù)為5層的工程,應(yīng)在綜合分析其抗震能力的基礎(chǔ)上提出加固等處理建議。

(3)樓梯間在1992年以前建筑的基本設(shè)置在端部,且樓梯平臺板有的為預(yù)制板,樓梯間墻體因樓梯斜梁的作用而剛度增大,樓梯間的預(yù)制平臺板削弱了樓梯的整體性,使得這些校舍的樓梯間成為了房屋抗震的薄弱環(huán)節(jié)。

(4)外縱墻開洞率大,使得窗間墻的高寬比大于1.0;對于外縱墻的窗間墻多為高寬比大于1.0時(shí),其外縱墻的抗震能力相對比較差。

(5)外廊建筑的兩個(gè)外縱墻的開洞率均較大,使得外廊建筑的抗震能力較內(nèi)廊式的多層砌體校舍還差。

(6)個(gè)別房屋結(jié)構(gòu)體系不合理;如:結(jié)構(gòu)是局部框架與砌體房屋組合、砌體房屋與單層構(gòu)件混凝土排架結(jié)構(gòu)組合。

4.2抗震構(gòu)造措施

由于我國的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范經(jīng)歷了4次修訂,其抗震設(shè)防的目標(biāo)和要求及其構(gòu)造措施均在不斷提高和完善。

(1)由于抗震規(guī)范GBJ11-89于1992年7月以后才正式實(shí)施,在1991年以前按抗震規(guī)范TJ11-78設(shè)置的構(gòu)造柱比較少,多數(shù)房屋僅在樓梯間四角、橫墻與外縱墻交接處設(shè)置。這主要是由于該規(guī)范把構(gòu)造柱作為超高的措施運(yùn)用??拐鹨?guī)范GBJ11-89和GB50011-2001把構(gòu)造柱和圈梁一起作為約束脆性磚墻而達(dá)到提高多層砌體房屋整體抗震能力的構(gòu)件,按照這兩本抗震規(guī)范設(shè)計(jì)的多層砌體校舍的構(gòu)造柱設(shè)置較為合理,但也存在內(nèi)縱墻構(gòu)造柱設(shè)置偏少的問題。

(2)多層砌體房屋校舍中樓(屋)蓋中采用預(yù)制鋼筋混凝土空心板,其鋼筋混凝土空心板,其鋼筋混凝土圈梁設(shè)置非常重要。在1991年以前建造的多層砌體房屋校舍圈梁的設(shè)置不夠合理,基本上是有橫墻處才設(shè)置圈梁,使得圈梁間距均在9.0米以上。對于1991年以后建造的多層砌體房屋校舍,其圈梁設(shè)置較為合理,在縱墻承重的結(jié)構(gòu)體系的每開間構(gòu)造柱設(shè)置的部位采用現(xiàn)澆板帶作為圈梁,形成了縱橫向圈梁與構(gòu)造柱相連接約束磚墻的作用。

(3)多層砌體房屋校舍中部分橫墻承重結(jié)構(gòu)的承重梁下沒有設(shè)置混凝土梁墊,雖然沒有出現(xiàn)承重梁下砌體因局部承壓不足產(chǎn)生的破壞,但是在地震作用下支承承重梁的墻體是薄弱環(huán)節(jié),會率先破壞并導(dǎo)致樓板的垮塌。

5提高多層砌體校舍抗震能力的對策

(1)對于墻體砌筑砂漿強(qiáng)度小于1.0MPa的多層校舍建筑,考慮到其抗震能力較低和加固量涉及所有的墻體,其抗震加固費(fèi)用會超過新建工程的70%,以及存在由于砂漿強(qiáng)度太低很難達(dá)到加固效果和難滿足乙類建筑的抗震設(shè)防要求等問題,對這類校舍房屋應(yīng)拆除重建。

(2)對于砌筑砂漿強(qiáng)度不小于1.0MPa的建筑,其磚墻抗震力與抗震設(shè)防要求有一定的差距,通過采取加固措施可以使結(jié)構(gòu)的抗震承載力滿足要求;同時(shí),在結(jié)構(gòu)體系方面為預(yù)制鋼筋混凝土空心板的縱墻承重或總層數(shù)大于4層等,在抗震構(gòu)造上構(gòu)造柱、圈梁設(shè)置不合理的多層砌體校舍建筑,應(yīng)從提高房屋的整體抗震能力進(jìn)行整體加固,包括墻體加固、內(nèi)外縱墻增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱和鋼拉桿以及樓梯間三面墻體加固等。

(3)對于砂漿強(qiáng)度等級滿足設(shè)計(jì)要求,其墻體抗震承載力也滿足設(shè)防要求,但存在構(gòu)造柱、圈梁設(shè)置不合理或樓梯間設(shè)置在端部等校舍工程,應(yīng)采取在內(nèi)外縱墻增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱和鋼拉桿以及樓梯間三面墻體加固等的局部加固措施。

(4)對于結(jié)構(gòu)體系不合理、結(jié)構(gòu)布置不對稱的校舍建筑,應(yīng)從改變結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系和改善結(jié)構(gòu)的對稱性的抗震加固入手。對于樓梯間的加固應(yīng)根據(jù)樓梯間的位置確定加固方法:若樓梯間在轉(zhuǎn)角或房屋盡端,則不宜加得過強(qiáng),可采用適當(dāng)加大配筋率的鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固,也應(yīng)同時(shí)加固相鄰的橫向墻體,即不能使加固后樓梯間墻體較相鄰墻體的抗側(cè)力度增大很多而加重其破壞;若樓梯間在中部,則可采用鋼筋混凝土板墻加固。

(5)對于承重柱、梁、樓梯梁不滿足抗震承載力要求的以及樓板開裂等混凝土構(gòu)件,應(yīng)采取增大截面或粘鋼等加固補(bǔ)強(qiáng)的措施。

(6)對墻體抗震承載能力和抗震構(gòu)造措施均滿足要求,但存在外墻滲漏、墻體或梁、樓板出現(xiàn)裂縫等情況,應(yīng)采取維護(hù)、修補(bǔ)措施以確保校舍工程的耐久性。

篇5

關(guān)鍵詞:梁柱節(jié)點(diǎn),抗剪承載力,梁端加腋

如果說 “強(qiáng)柱弱梁,強(qiáng)剪弱彎”是提高結(jié)構(gòu)變形能力的設(shè)計(jì)精髓,那么節(jié)點(diǎn)核心區(qū)截面抗震受剪承載力驗(yàn)算就是實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的關(guān)鍵,也是建筑結(jié)構(gòu)抗倒塌能力的關(guān)鍵。節(jié)點(diǎn)域內(nèi)抗剪設(shè)計(jì)不足,遇到地震時(shí)會造成剪切破壞,屬于脆性破壞,無征兆,致使建筑物瞬間垮塌。

根據(jù)建筑功能需要布置結(jié)構(gòu)時(shí),當(dāng)遇到高層辦公室或公寓等開間要求高的建筑,一般無法采用純剪力墻,而是采用框架結(jié)構(gòu)以及較為靈活的框架―剪力墻結(jié)構(gòu)??蚣芙Y(jié)構(gòu)在高層建筑因荷載關(guān)系,軸壓比限制下結(jié)構(gòu)柱截面較大;框剪結(jié)構(gòu)由于剪力墻無法靈活布置,第一道防線較為薄弱,則第二道防線框架的豎向構(gòu)件的結(jié)構(gòu)柱截面也不會很小。當(dāng)抗震等級為一、二級時(shí),如結(jié)構(gòu)梁截面寬度也為了滿足建筑要求設(shè)置得較小時(shí),通常無法很好約束結(jié)構(gòu)柱,導(dǎo)致梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)抗剪承載力計(jì)算不通過。

以廣州(7度區(qū))某處的公寓式住宅樓為例。該工程為32層總高99m的框架―剪力墻結(jié)構(gòu),框架抗震等級為二級。因超長設(shè)置了抗震縫,其中分縫右邊單體標(biāo)準(zhǔn)層局部結(jié)構(gòu)布置如下:

上圖中,結(jié)構(gòu)柱截面邊長1350mm,框架梁250mmx700mm,上機(jī)電算結(jié)構(gòu)顯示1-A軸的結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗剪不足。

由《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011-2010的附錄D 框架梁柱節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)組合的剪力設(shè)計(jì)值,應(yīng)符合下列要求:

Vj≤(0.3η jfcbjhj)/rRe

框架梁柱節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)組合的截面抗震驗(yàn)算則符合以下公式要求:

由上面公式可知,影響框架梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗剪承載力的主要因素是核心區(qū)截面的有效驗(yàn)算寬度bj及梁的約束影響系數(shù)ηj,而bj和ηj都是跟梁柱截面的寬度有關(guān)。由于框架柱截面面積比較大,當(dāng)結(jié)構(gòu)梁截面寬度受限取值較小時(shí),bj和ηj的也會相應(yīng)較小,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗剪承載力不足。

為了加大bj和ηj,我們考慮了以下措施:

1.加大框架梁的截面寬度。加大結(jié)構(gòu)梁截面寬度是最有效的措施,但對建筑美觀性要求有所降低,同時(shí)結(jié)構(gòu)梁全截面加大造價(jià)也會相應(yīng)提高;

2.梁端設(shè)置水平加腋。在框架梁的端部設(shè)置水平加腋,以加大框架梁對兩柱節(jié)點(diǎn)約束寬度,滿足規(guī)范對框架梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的抗剪承載力驗(yàn)算要求。采用此方法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工復(fù)雜,但只是框架的端部截面增大,對建筑的影響小,造價(jià)也不會提高很多,經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)好。

3.加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)區(qū)域。類似無梁樓蓋的柱帽做法,把節(jié)點(diǎn)位置包大。該做法比水平加腋更復(fù)雜些,經(jīng)濟(jì)性也不及水平加腋。

當(dāng)然提高混凝土強(qiáng)度等級也是一個(gè)方法。當(dāng)梁柱砼相差超過兩個(gè)等級時(shí)應(yīng)分開澆搗,隔網(wǎng)在施工時(shí)容易出現(xiàn)問題。

綜合分析以上幾點(diǎn),最后選擇了在結(jié)構(gòu)梁的梁端部設(shè)置水平加腋,做法如下圖:

計(jì)算顯示梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)抗剪承載力通過。由上面分析及計(jì)算得知,梁水平加腋是提高梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)抗剪承載力而不影響建筑、不過多增加造價(jià)的較好方法。

依據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)是保證框架承載力和抗倒塌能力的關(guān)鍵部位,《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》也對節(jié)點(diǎn)核心區(qū)做了明確規(guī)定。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中針對規(guī)范中的抗震驗(yàn)算規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)算,當(dāng)驗(yàn)算不滿足規(guī)范要求時(shí),宜先檢查η j 正交梁的約束影響系數(shù)是否正確,再針對fc、bj、 hj 進(jìn)行合理調(diào)整,如提高砼強(qiáng)度等級標(biāo)號,增加節(jié)點(diǎn)域面積,能夠有效提高抗剪承載力,直到滿足規(guī)范要求。

參考文獻(xiàn):

【1】《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011-2010

【2】《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50010-2010

篇6

關(guān)鍵詞:樓梯;抗震設(shè)計(jì);參與整體計(jì)算

1 引言

樓梯是房屋最重要的通行通道,是我們再熟悉不過的設(shè)施,然而,2008年

的汶川地震后的震害調(diào)查發(fā)現(xiàn),不論是框架結(jié)構(gòu)還是砌體結(jié)構(gòu),許多樓梯先于主體結(jié)構(gòu)發(fā)生了破壞,其中框架結(jié)構(gòu)中的樓梯的震害尤為突出。

在地震中,樓梯主要的破壞形式有以下幾種:

(1)樓梯間的整體垮塌;

(2)樓梯板拉壓破壞;

(3)梯梁剪切破壞;

(4)樓梯間框架柱形成短柱出現(xiàn)剪切破壞;

(5)平臺板拉、壓破壞。

2 樓梯傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念

在此之前,我國抗震設(shè)計(jì)執(zhí)行的《建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范》是2001的版本,規(guī)范對樓梯設(shè)計(jì)沒有明確的規(guī)定。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí),只計(jì)算樓梯自身在豎向荷載下的承載力,而樓梯本身作為主體結(jié)構(gòu)的附屬構(gòu)件,僅僅作為豎向荷載加到主體結(jié)構(gòu)上,不列入整體結(jié)構(gòu)計(jì)算。事實(shí)上,樓梯在水平地震作用下有斜撐的受力狀態(tài),對結(jié)構(gòu)的剛度、承載力、規(guī)則性影響較大。

3 新《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中的樓梯設(shè)計(jì)

在最新的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)中 6.1.15條明確提出:“對于框架結(jié)構(gòu),樓梯間的布置不應(yīng)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)平面特別不規(guī)則,樓梯構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)整澆時(shí),應(yīng)計(jì)入樓梯構(gòu)件對地震作用及其效應(yīng)的影響,應(yīng)進(jìn)行樓梯構(gòu)件的抗震承載力驗(yàn)算;宜采取構(gòu)造措施,減少樓梯構(gòu)件對主體結(jié)構(gòu)剛度的影響。”徹底改變了僅將樓梯作為承受豎向荷載的構(gòu)件的設(shè)計(jì)理念,為樓梯設(shè)計(jì)指出了新的研究方向。

為了適應(yīng)新的抗震規(guī)范要求,很多結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件都給出了考慮樓梯影響的解決方案,國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件PKPM08版,實(shí)現(xiàn)了樓梯在整體結(jié)構(gòu)中的輸入和分析,軟件自動將在四邊形房間輸入的樓梯轉(zhuǎn)化成折梁,并在中間休息平臺處增設(shè)層間梁。樓梯參與整體分析后,得到的分析結(jié)果中能夠初步體現(xiàn)樓梯對整體結(jié)構(gòu)的影響。

筆者利用PKPM(08)軟件對樓梯不參與整體計(jì)算及樓梯參與整體計(jì)算兩種工況分別進(jìn)行了計(jì)算分析,初步得出如下結(jié)論:

(1)結(jié)構(gòu)的自振周期改變,振型改變,樓梯對于多層框架的影響不可忽略;

(2)在地震作用下樓梯間構(gòu)件的受力狀態(tài)改變,例如樓梯板由原先我們的“受彎構(gòu)件”轉(zhuǎn)為可能是“拉壓、彎”復(fù)雜內(nèi)力狀態(tài),甚至可能在受壓的狀態(tài)下發(fā)生平面外失穩(wěn);

(3)水平地震作用在各層抗側(cè)力構(gòu)件間的分配改變。樓梯及周邊構(gòu)件承擔(dān)更多地震力,結(jié)構(gòu)分析中應(yīng)考慮樓梯構(gòu)件的剛度貢獻(xiàn),僅通過構(gòu)造措施無法保證樓梯及周邊構(gòu)件安全,梯間角柱、梯柱、梯板跨中應(yīng)加強(qiáng)。

4 結(jié)束語

篇7

關(guān)鍵詞:淺議;多層建筑;框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

Abstract: This paper combine with the years of practical work experience, discussed the multi-storey building in a good frame design.Key words: analyzes; multi-storey building; frame structure design

中圖分類號:TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A文章編號:2095-2104(2012)

隨著建筑造型和建筑功能要求日趨多樣化,無論是工業(yè)建筑還是民用建筑,在今后設(shè)計(jì)中所遇到的各種難題也是日益增多,而作為一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者需要在遵循各種規(guī)范的前提下大膽靈活的解決一些結(jié)構(gòu)方案上的難點(diǎn)重點(diǎn)并在工作中不斷的總結(jié)和完善。

1 結(jié)構(gòu)的抗震等級

在工程設(shè)計(jì)中,多數(shù)房屋建筑按其抗震設(shè)防分類屬于丙類建筑,如民用住宅、辦公樓及一般工業(yè)建筑等等,其抗震等級可根據(jù)烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋的高度按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010確定。而電訊、交通、能源、消防和醫(yī)療等類建筑以及大型體育場館、大型零售商場等公共建筑,首先,應(yīng)當(dāng)根據(jù)《建筑抗震設(shè)防分標(biāo)準(zhǔn)》(GB50223-2008)確定其中哪些建筑屬于乙類建筑。乙、丙類建筑,地震作用均按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度計(jì)算。對于乙類建筑,一般情況下,當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6~8度時(shí),抗震措施應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防列度提高一度的要求。所謂抗震措施,在這里主要體現(xiàn)為按本地區(qū)設(shè)防烈度提高一度由《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010確定其抗震等級。例如,位于8度地震區(qū)的乙類建筑,應(yīng)按9度由《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010確定其抗震等級為一級;當(dāng)8度乙類建筑的高度過規(guī)定的范圍時(shí),還應(yīng)經(jīng)專門研究,采取比一級抗震等級更有效的抗震措施。

2 設(shè)計(jì)構(gòu)造方面的問題

2.1 框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)箍筋配置應(yīng)滿足要求對于規(guī)范中規(guī)定的框架柱箍筋加密區(qū)的箍筋最小體積配箍率的要求,絕大部分設(shè)計(jì)人員都能給予足夠的重視,但對于《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)中規(guī)定的“一、二、三級框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)配箍特征值分別不宜小于 0.12、0.10、0.08 且體積配箍率分別不宜小于 0.6%、0.5%,0.4%?!痹O(shè)計(jì)中經(jīng)常被忽視,尤其是柱軸壓比不大時(shí),常常不滿足要求。這一規(guī)定是保證節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)延性的重要構(gòu)造措施,應(yīng)嚴(yán)格遵守。

2.2 底層框架柱箍筋加密區(qū)范圍應(yīng)滿足要求《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)中規(guī)定:“底層柱,柱根處箍筋加密區(qū)范圍為不小于柱凈高的1/3”,設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)說明。

2.3 框架梁的縱向配筋率應(yīng)注意《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011 一 2010)中規(guī)定:“當(dāng)框架梁梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時(shí),梁箍筋最小直徑的數(shù)值應(yīng)比表6.3.3 中規(guī)定的數(shù)值增大2mm.”在目前設(shè)計(jì)中,這一規(guī)定常被忽視,造成梁端延性不足。

2.4 框架梁上部縱筋端部水平錨固長度應(yīng)滿足要求《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)中規(guī)定:“框架端節(jié)點(diǎn)處,當(dāng)框架梁上都縱筋水平直線段錨固長度不足時(shí),應(yīng)伸至柱外邊并向下彎折,彎折前的水平投影長度不應(yīng)小于0.4LaE.”當(dāng)框架柱截面尺寸小于 400×400mm 時(shí),應(yīng)注意梁上部縱筋直徑的選擇,否則這一項(xiàng)要求不容易得到保證。

3 地震力的振型組合數(shù)

地震力的振型組合數(shù),對高層建筑,當(dāng)不考扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算時(shí),至少應(yīng)取3;當(dāng)振型數(shù)多于3時(shí),宜取3的倍數(shù),但不應(yīng)多于層數(shù);當(dāng)房屋層數(shù)≤2 時(shí),振型數(shù)可取層數(shù)。對于不規(guī)則的結(jié)構(gòu),當(dāng)考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí),對高層建筑,振型數(shù)應(yīng)取≥9;結(jié)構(gòu)層數(shù)較多或結(jié)構(gòu)剛度突變較大,振型數(shù)應(yīng)多取,如結(jié)構(gòu)有轉(zhuǎn)換層、頂部有小塔樓、多塔結(jié)構(gòu)等,振型數(shù)應(yīng)取≥12 或更多,但不能多于房屋層數(shù)的3倍;只有當(dāng)定義彈性樓板,且采用總剛分析,必要時(shí),振型數(shù)才可以取的更多?!督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010指出,合適的振型個(gè)數(shù)一般可以取振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量的 90%所需的振型數(shù)。SATWE 等電算程序已有這種功能,可以很方便地輸出這種參與質(zhì)量的比值。有些設(shè)計(jì)人員不大重視電算程序使用手冊的應(yīng)用,選取振型數(shù)時(shí)比較隨意,這是應(yīng)當(dāng)改進(jìn)。此外,由耦聯(lián)計(jì)算的地震剪力通常小于非耦聯(lián)計(jì)算,僅當(dāng)結(jié)構(gòu)存在明顯示扭轉(zhuǎn)時(shí)才采用耦聯(lián)計(jì)算,但在必要時(shí)應(yīng)補(bǔ)充非耦聯(lián)計(jì)算。

4 結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)

框架結(jié)構(gòu)及框架——抗震墻等結(jié)構(gòu),由于填充墻的存在,使結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度大于計(jì)算剛度,計(jì)算周期大于實(shí)際周期,因此,算出的地震剪力偏小,使結(jié)構(gòu)偏于不安全,因而對結(jié)構(gòu)的計(jì)算周期進(jìn)行折減是必要的,但對框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算周期不折減或折減系數(shù)取得過大都是不妥當(dāng)?shù)摹蚣芙Y(jié)構(gòu),采用砌體填充墻時(shí),周期折減系數(shù)可取 0.6~0.7;砌體填充墻較少或采用輕質(zhì)砌塊時(shí),可取0.7~0.8;完全采用輕質(zhì)墻體板材時(shí),可取0.9。只有無墻的純框架,計(jì)算周期才可以不折減。

5 框架梁、柱箍筋間距

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010第 6.3.3 條及 6.3.9條對不同抗震等級的框架梁、柱箍筋加密區(qū)的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做了了明確規(guī)定。根據(jù)這些規(guī)定,工程習(xí)慣上常取梁、柱箍筋加密區(qū)最大間距為 100mm,非加密區(qū)箍筋最大間距為200mm。電算程序總信息中通常也內(nèi)定梁、柱箍筋加密區(qū)間距為100mm,并以此為依據(jù)計(jì)算出加密區(qū)箍筋面積,由設(shè)計(jì)人員要據(jù)規(guī)范確定箍筋直徑和肢數(shù)。架梁的跨中部位有次梁或有較大的其他集中荷載作用卻僅配兩肢箍筋時(shí),多數(shù)情況下,非加密區(qū)箍筋間距采用200mm 會使梁的非加密區(qū)配箍不足,因此建議程序內(nèi)定梁箍筋改為取梁的非加密區(qū)間距200mm。這樣,既可保證梁非加密區(qū)的抗剪承載力,又可適當(dāng)增加梁端箍筋加密區(qū)(箍筋間距為 100mm)的抗剪能力,梁的強(qiáng)剪性能更能充分體現(xiàn)。當(dāng)框架梁由于種種原因縱向鋼筋超筋時(shí),梁端適當(dāng)加大抗剪承載力對結(jié)構(gòu)抗震非常有利。這也是為什么當(dāng)梁端縱向受拉鋼筋配筋率大2%時(shí),規(guī)范規(guī)定梁的箍筋直徑應(yīng)比最小構(gòu)造直徑增大 2mm 的原因。對于框架柱,當(dāng)框架內(nèi)定柱加密區(qū)箍筋間距為100mm 時(shí),在某些情況下,亦可能因非加密區(qū)箍筋間距采用200mm引起配箍不足。因此,我們也建議程序內(nèi)定柱的箍筋間距改為取柱的非加密區(qū)的箍筋間距200mm。這里需要指出的是,梁、柱箍筋非加密區(qū)配箍驗(yàn)算時(shí)可不考慮強(qiáng)剪弱彎的要求,即剪力設(shè)計(jì)值取加密區(qū)終點(diǎn)處外側(cè)的組合剪力設(shè)計(jì)值,并且不乘以剪力增大系數(shù)。

6 柱部分

6.1 地上為圓柱時(shí),地下部分應(yīng)改為方柱,方便施工。圓柱縱筋根數(shù)最少為8根,箍筋用螺旋箍,并注明端部應(yīng)有一圈半的水平段。方柱箍筋應(yīng)使用井字箍,并按規(guī)范加密。角柱、樓梯間柱應(yīng)增大縱筋并全柱高加密箍筋。

6.2 原則上柱的縱筋宜大直徑大間距,但間距不宜大于 200。

6.3 柱內(nèi)埋管,由于梁的縱筋錨入柱內(nèi),一般情況下僅在柱的四角才有條件埋設(shè)較粗的管。管截面面積占柱截面4% 以下時(shí),可不必驗(yàn)算。柱內(nèi)不得穿暖氣管。

6.4 柱斷面不宜小于 450×450,混凝土不宜小于 C25,否則梁縱筋錨入柱內(nèi)的水平段不容易滿足 0.45La 的要求,不滿足時(shí)應(yīng)加橫筋;否則在梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋太密,混凝土澆筑困難。異型柱結(jié)構(gòu),梁縱筋一排根數(shù)不宜過多,柱端部縱筋不宜過密,否則節(jié)點(diǎn)混凝土澆筑困難。當(dāng)有部分矩形柱部分異型柱時(shí),應(yīng)注意異型柱的剛度要和矩形柱相接近,不要相差太大。

6.5 柱應(yīng)盡量采用高強(qiáng)度混凝土來滿足軸壓比的限制,減小斷面尺寸。

6.6 盡量避免短柱,短柱箍筋應(yīng)全高加密,短柱縱筋不宜過大。

6.7 考慮到豎向地震作用,柱子的軸壓比及配筋宜留有余地。

6.8 獨(dú)立柱上或柱的中部(半層處)有挑梁時(shí),挑梁長度應(yīng)有限制。

多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì),也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中較為重要的一種結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)。對于框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力目前多采用計(jì)算機(jī)輔助軟件來進(jìn)行分析和計(jì)算,但是目前有的工程設(shè)計(jì)人員過分地依賴計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果,而缺少獨(dú)立分析問題、解決問題的能力,致使在一些圖紙中出現(xiàn)不必要的問題,為以后事故的發(fā)生埋下隱患。為此,本文針對鋼筋混凝土高層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中涉及的一些概念性、實(shí)際性問題,運(yùn)用設(shè)計(jì)理論并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)提出了相應(yīng)的解決措施。

參考文獻(xiàn):

篇8

關(guān)鍵詞:新抗震規(guī)范;舊抗震規(guī)范;對比研究

1引言

新抗震規(guī)范 GB50011-2010在2010年12月01日實(shí)行,GB50011-2001作廢,無過渡期。主要變化是改進(jìn)了地震影響系數(shù)曲線的阻尼調(diào)整系數(shù)和形狀參數(shù),補(bǔ)充完善了豎向地震作用的計(jì)算方法,并補(bǔ)充了豎向地震影響系數(shù)取值的規(guī)定;增加大跨屋蓋結(jié)構(gòu)和地下建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容,增加了地震作用的計(jì)算要求,補(bǔ)充了多向多點(diǎn)輸入計(jì)算地震作用的原則規(guī)定;修改了框架-抗震墻結(jié)構(gòu)剪力調(diào)整系數(shù)以及與“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎”原則有關(guān)的框架內(nèi)力調(diào)整等相關(guān)規(guī)定,補(bǔ)充了框架結(jié)構(gòu)樓梯間的設(shè)計(jì)要求;修改了多層砌體房屋層數(shù)和高度限值、抗震橫墻間距、底部框架-抗震墻房屋的結(jié)構(gòu)布置、墻體抗剪承載力驗(yàn)算、構(gòu)造柱布置、圈梁設(shè)置、樓屋蓋預(yù)制板的連接要求、樓梯間的構(gòu)造要求等規(guī)定;取消了內(nèi)框架磚房的內(nèi)容;修訂了單層鋼筋混凝土柱廠房可不進(jìn)行抗震驗(yàn)算的范圍、補(bǔ)充完善了柱間支撐節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算要求、單層鋼結(jié)構(gòu)廠房防震縫及阻尼比的相關(guān)規(guī)定等相關(guān)規(guī)定,總體來說新版的更符合國際標(biāo)準(zhǔn)。

2010版《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的公布和實(shí)施,為抗震設(shè)計(jì)帶來了先進(jìn)的抗震設(shè)計(jì)理念和新的抗震設(shè)計(jì)方法,通過對新版抗震規(guī)范的深入研究,本文在兩個(gè)方面對新舊抗震設(shè)計(jì)規(guī)范作了對比和分析。首先,對新舊規(guī)范中抗震設(shè)防思想和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對比和分析;其次,針對新舊規(guī)范中確定地震作用的具體方法作了對比分析。通過對比分析,總結(jié)了新規(guī)范改進(jìn)的指導(dǎo)思想,分析了新規(guī)范抗震設(shè)計(jì)方法的改進(jìn),以及應(yīng)用新規(guī)范時(shí)需注意的一些問題。

2新舊抗震規(guī)范對比

新舊《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》主要不同之處概述:

一、第 3 章新增 3.10 節(jié)建筑抗震性能化設(shè)計(jì)的內(nèi)容,3.10.3 明確給出了中震(即設(shè)防烈度)計(jì)算的αmax 值: 6 度——0.12;7 度(0.10g)——0.23;7 度(0.15g)——0.34;8 度(0.20g)——0.45;8 度 (0.30g) ——0.68。 對于平時(shí)設(shè)計(jì)來說, 主要用于超限審查做的中震不屈服或中震彈性設(shè)計(jì), 一般的結(jié)構(gòu)計(jì)算也沒必要做。

二、4.1.6 條,將場地類別中的 I 類細(xì)化為 I0 和 I1 兩個(gè)亞類。修訂原因是考慮到剪切波速為(500-800)m/s 的場地還不是很堅(jiān)硬,將此種場地定為 I1 類, 硬質(zhì)巖石場地定為 I0 類。相應(yīng)地,表 5.1.4-2 提供了這兩種場地類別的特征周期值,其中 I1 類的特征周期值與 2001 規(guī)范中 I 類場地的周期值相同。

三、5.1.4 條,1、增加了6 度罕遇地震的αmax 值; 2、計(jì)算罕遇地震作用時(shí),特征周期應(yīng)增加 0.05s。01 規(guī)范只是在計(jì)算 8 度、9度的罕遇地震才有此要求, 現(xiàn)要求擴(kuò)大至各種地震烈度。 此條對超限審查的罕遇地震彈塑性分析等有影響。

四、5.1.6 條,修改了地震影響系數(shù)曲線。曲線的表達(dá)式表面上沒有變化,但其中曲線下降段的衰減指數(shù) γ、直線下降段的下降斜率調(diào)整系數(shù) η1 及阻尼調(diào)整系數(shù) η2 的公式均有變化。

五、5.2.5 條,增加了6度地震計(jì)算的結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震剪力要求,01 規(guī)范只對7-9度有要求。

六、6.1.1 條,現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋適用的最大高度有所調(diào)整。

1、注 4 明確表中的框架結(jié)構(gòu)不包括異形柱框架結(jié)構(gòu),異形柱結(jié)構(gòu)的適用高度應(yīng)以異形柱規(guī)范為準(zhǔn);2、8度地震的適用高度分為 0.2g 和 0.3g 兩種要求;3、框架結(jié)構(gòu)適用高度有所降低;4、板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)的適用高度增大較多。

七、6.1.2 條,現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋的抗震等級,增加了24m 作為抗震等級劃分的高度分界。6.1.2 條文第3款條文說明,明確了大跨度框架的定義。

八、6.1.3 條第3款修改:地下一層以下抗震構(gòu)造措施的抗震等級可逐層降低一級,但不應(yīng)低于四級。6.1.3 條第 4 款條文說明,明確了乙類建筑按提高一度采取抗震構(gòu)造措施的方法,是按照提高一度查表 6.1.2 確定抗震等級,按抗震等級采取內(nèi)力調(diào)整和構(gòu)造措施。

九、6.1.4 條,防震縫的最小寬度由 70mm 增大至 100mm。

十、6.1.9 條,框支部分落地墻的兩端(不包括洞口兩側(cè))應(yīng)設(shè)置端柱或與另一方向的抗震墻相連,也就是不允許一字形剪力墻落地了。一般的剪力墻也有此要求。

十一、6.3.4條第1款,就是為了防止地震時(shí)跨中上部出現(xiàn)負(fù)彎矩而配筋不足。對于非抗震設(shè)計(jì),連續(xù)梁上部的跨中上部鋼筋,僅是架立筋,不是受力筋。對于抗震設(shè)計(jì),由于在強(qiáng)震發(fā)生時(shí),梁支座上部的負(fù)彎矩區(qū),有可能延伸至跨中,因此規(guī)程規(guī)定,在一、二級抗震設(shè)計(jì)時(shí),梁跨中上部鋼筋不小于 2φ14 且分別不應(yīng)小于梁兩端頂面縱向配筋中較大截面面積的 1/4。

十二、6.3.6 條,增加了四級抗震柱的軸壓比要求,同時(shí)框架結(jié)構(gòu)柱的軸壓比限值下降了 0.05,限值更嚴(yán)了。

十三、表 6.3.7-1,柱截面縱筋的最小總配筋率有所調(diào)整。

十四、6.4.2 條,剪力墻的軸壓比控制范圍,有一、二級擴(kuò)大到三級,三級軸壓比不宜大于 0.6,與二級相同;并且由底部加強(qiáng)部位擴(kuò)大到全高。

十五、6.4.3 條,增加四級抗震剪力墻的分布筋最小配筋率為 0.2%的要求。

十六、6.4.4 條,增加剪力墻分布筋的最大間距(一般剪力墻為300mm,框支剪力墻的落地 剪力墻底部加強(qiáng)部位為200mm)和最小直徑要求。

十七、6.4.5 條第1款,修改了轉(zhuǎn)角墻和翼墻的構(gòu)造邊緣構(gòu)件范圍,增加了非加強(qiáng)部位的構(gòu)造邊緣構(gòu)件最小配筋率要求。 6.4.5 條第 2 款,約束邊緣構(gòu)件的設(shè)置要求由一、二級擴(kuò)大到三級;約束邊緣構(gòu)件的大小及其配箍特征值根據(jù)墻肢軸壓比的大小確定。

根據(jù)十四至十七項(xiàng),剪力墻結(jié)構(gòu),特別是三級抗震的剪力墻,造價(jià)必然較01 規(guī)范時(shí)大為提高。

十八、6.4.7 條,跨高比較小的高連梁,可設(shè)水平縫形成雙連梁、多連梁或采取其他加強(qiáng)受剪承載力的構(gòu)造。此條對工程中常見的連梁抗剪超限可能較有幫助。因內(nèi)力按剛度分配,若連梁高度為原來的1/2,則每根連梁的剛度下降為原來的 1/8,上下兩根由水平縫分開的連梁 總剛度為原來的 1/4,剪力下降較多。

3結(jié)論與展望

2010版的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》在修訂過程中,總結(jié)了2008年汶川地震災(zāi)害的經(jīng)驗(yàn),在抗震設(shè)計(jì)理念和思路、建筑抗震性能化設(shè)計(jì)、場地分類、土壤液化公式、地震影響系數(shù)曲線、鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比和承載力抗震調(diào)整系數(shù)、隔震結(jié)構(gòu)的水平減震系數(shù)的計(jì)算等方面相對于舊的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》有了很大的不同和改進(jìn)之處。需要工程技術(shù)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)和解讀,在建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中必須充分運(yùn)用抗震概念設(shè)計(jì)的優(yōu)化準(zhǔn)則及其相應(yīng)的構(gòu)造措施,確保工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn):

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2 佚名;為輕鋼住宅“強(qiáng)筋壯體”[J];中國房地;2009年

3 劉慶斌 、婁立平;高科技鍛造財(cái)富中心[J];中國房地;2008年

4 毛屹峰;多層砌體房屋抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)[N];經(jīng)濟(jì)信息時(shí)報(bào);2009年

篇9

關(guān)鍵詞:底部框架 上剛下柔 抗震 概念設(shè)計(jì) 規(guī)范

1、前言

根據(jù)我國現(xiàn)階段的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和人口、環(huán)境等因素的影響,在今后相當(dāng)長的一段時(shí)間里,這類結(jié)構(gòu)將是大部分城鎮(zhèn)居民使用房屋的主要結(jié)構(gòu)型式。我國有南北二條地震帶,大部分城鎮(zhèn)又位于地震烈度六度及六度以上地區(qū)。我國是地震多發(fā)國家和地區(qū),也是房屋倒塌致人傷亡、財(cái)產(chǎn)損失最嚴(yán)重的國家之一。由于底部框架結(jié)構(gòu)的上下部位分別采用不同的建筑材料和結(jié)構(gòu)型式,因此有顯著的上剛下柔的結(jié)構(gòu)特性。從近些年來國內(nèi)外發(fā)生的多次較大破壞性震害統(tǒng)計(jì)分析來看,這類建筑物同多層砌體結(jié)構(gòu)一樣,所遭受到的震害最為嚴(yán)重。過去國外的一些專家學(xué)者曾經(jīng)認(rèn)為,在底層設(shè)置的柔性框架理論上可以減輕上部結(jié)構(gòu)的震動,從而能降低其動力效應(yīng),但是在不長的時(shí)間里經(jīng)多次地震震害情況分析,即將“柔性框架理論”否定。在美國、日本和南斯拉夫等國家的地震中,柔性底框結(jié)構(gòu)遭受到嚴(yán)重的破壞和倒塌;對于在同幢建筑物中上下層采用不同的建筑材料和結(jié)構(gòu)形式,以日本最為典型,1995年日本阪神的地震中一部分這類結(jié)構(gòu)的中間層遭到破壞倒塌。從震害的經(jīng)驗(yàn)和理論研究都充分表明,底框架結(jié)構(gòu)的抗震性能不是合理的結(jié)構(gòu)形式,因此重視底框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是十分重要的。

2、對規(guī)范中的概念設(shè)計(jì)的認(rèn)識

隨著社會的不斷發(fā)展和科技進(jìn)步,地震學(xué)科的理論研究得到迅猛發(fā)展和深化,為防止和減輕地震作用對建構(gòu)筑物的破壞積累了大量的寶貴實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。盡管如此,由地地震有災(zāi)害性的罕遇特點(diǎn),且能量巨大,難以預(yù)知,給人類造成巨大的生命和財(cái)產(chǎn)損失,成為人類難以掌握的主要自然災(zāi)害之一。我國從編制第一本抗震設(shè)計(jì)規(guī)范到現(xiàn)在,進(jìn)行了若干次的修訂和完善,現(xiàn)行的抗震規(guī)范中提出了一系列非常重要的基本要求,首先對建筑師提出了強(qiáng)制性要求:“建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合概念設(shè)計(jì)的要求,不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案”。所謂的建筑抗震概念設(shè)計(jì),就是根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想,進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程。同時(shí)也對結(jié)構(gòu)師提出了結(jié)構(gòu)體系的強(qiáng)制性要求:“(1)應(yīng)具有明確的計(jì)算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。(2)應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。(3)應(yīng)具備必要的抗震承載力,良好的變形能力和消耗地震能量的能力。4對可能出現(xiàn)的薄弱部位,應(yīng)采取措施提高抗震能力。”從國家的標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)制性地確定了概念設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的重要地位。底部框架與框架、框架—剪力墻及鋼結(jié)構(gòu)相比,底部框架結(jié)構(gòu)的上部砌體為混合結(jié)構(gòu),屬脆性材料,強(qiáng)度低、自重大、剛度大(因?yàn)檎麄€(gè)結(jié)構(gòu)上的荷載是按剛度進(jìn)行分配,所以承受的地震作用也大),從它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可看出,抗震性能與上述三種結(jié)構(gòu)也相差很大。但是,它的底部框架比上部砌體自重、剛度相對又小得多的柔性框架,在地震作用時(shí)的加速反應(yīng)譜非常復(fù)雜,比上述的單一結(jié)構(gòu)型式更難以用量化指標(biāo)來衡量;許多布置在城市繁華地帶的建筑物的底部框架結(jié)構(gòu)由于使用功能要求多樣化,因此其平面布置也比較復(fù)雜,房屋的質(zhì)量、剛度分布不均衡,在抗震設(shè)計(jì)時(shí)選取典型計(jì)算簡圖困難和不具有十分明確地震作用的傳遞路徑,其計(jì)算結(jié)果也難以準(zhǔn)確地描述實(shí)際地震作用情況。所以,在確定底部框架的建筑物抗震性能的復(fù)雜性時(shí)決定了建筑抗震概念設(shè)計(jì),準(zhǔn)確把握抗震設(shè)計(jì)基本原則在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中的重要性,或者說,良好的建筑抗震概念設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)抗震性能的基本保證和主要抗震設(shè)計(jì)的有效措施之一。

3、對抗震概念設(shè)計(jì)的理解

(1)我國現(xiàn)有的各類抗震設(shè)計(jì)規(guī)范都是基于對是震害的不斷認(rèn)識、試驗(yàn)和理論研究的大量成果而提出的設(shè)防要求的,是地震工程科學(xué)應(yīng)用在實(shí)踐中的國家標(biāo)準(zhǔn),所以,設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格按照現(xiàn)行的國家或地區(qū)的各類抗震設(shè)計(jì)規(guī)范提出的基本原則和要求進(jìn)行抗震概念設(shè)計(jì),減輕地震災(zāi)害對建構(gòu)筑物的破壞。

(2)當(dāng)建筑物的平面形狀復(fù)雜時(shí),首先應(yīng)根據(jù)抗震規(guī)范所規(guī)定的概念設(shè)計(jì)基本原則,判明各個(gè)計(jì)算單元在整個(gè)結(jié)構(gòu)體系中所起的抗震作用,在布置時(shí)要適當(dāng)加強(qiáng)薄弱區(qū)段的抗震性能,使各種抗側(cè)力單元在平面上能夠均勻地整體協(xié)調(diào)工作,避免在地震作用時(shí)出現(xiàn)較大的應(yīng)力集中部位,造成建筑物局部的嚴(yán)重?fù)p壞。

(3)在建筑平面布置復(fù)雜時(shí),結(jié)構(gòu)應(yīng)避免產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)作用。在平面布置時(shí)應(yīng)合理地調(diào)整建筑物的質(zhì)量和剛度的分布,最大限度地減輕地震力對結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)作用,使抗側(cè)力構(gòu)件不會因地震作用產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)與水平地震力的耦合作用而發(fā)生剪切破壞。

(4)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照筑抗震規(guī)范的規(guī)定,控制建筑物底部框架結(jié)構(gòu)的“房屋的層數(shù)和總高度限值(m)”。而建筑物的底部框架結(jié)構(gòu)地震時(shí)的震害直接與高度和層數(shù)成正比關(guān)系,層數(shù)越多,高度越高,則震害越嚴(yán)重;對于超限的建筑物的底部框架結(jié)構(gòu),雖然在地震研究的學(xué)術(shù)界進(jìn)行廣泛調(diào)查和研究,但是隨著“超限”方式的多樣不同,其抗震性能的量化關(guān)系也更加復(fù)雜。國家建設(shè)部已于近期頒發(fā)了超限建筑必須經(jīng)過專家審查的部長令,因此,對于每一幢超限的建筑物的底部框架結(jié)構(gòu),在概念設(shè)計(jì)時(shí)更應(yīng)采取有利的和有效的技術(shù)措施,確保其抗震性能。

(5)對于建筑物的底部框架結(jié)構(gòu)的地震作用,抗震規(guī)范規(guī)定:“一般情況下,應(yīng)允許在建筑結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算水平地震作用并進(jìn)行抗震驗(yàn)算,各方向的水平地震作用應(yīng)由該方向抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān)”等。因此,對于建筑物的底部框架抗震設(shè)計(jì)的特殊性,應(yīng)采取有效措施保證上下不同結(jié)構(gòu)型式的合理聯(lián)結(jié),有效地提高結(jié)構(gòu)的整體性和空間剛度,所以,貫穿概念設(shè)計(jì)的全過程就是保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。

鑒于建筑物的底部框架結(jié)構(gòu)已經(jīng)是一種較為不利的抗震結(jié)構(gòu)形式,因此在復(fù)雜平面布置時(shí),應(yīng)避免位于同一抗震單元內(nèi)采用兩種不同結(jié)構(gòu)體系,使其平面抗震性能分布又趨于復(fù)雜化,造成抗震不利的隱患。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞:邊框框架;板柱剪力墻結(jié)構(gòu)

中圖分類號:TU323文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A

1 工程背景

本項(xiàng)目地下1層,地上5層,屋頂結(jié)構(gòu)標(biāo)高為17.500 m??拐鹪O(shè)防烈度為8度,設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.20 g,設(shè)計(jì)地震分組為第一組,場地類別為Ⅲ類,場地卓越周期為0.45 s。本結(jié)構(gòu)體系地下為框架剪力墻體系,基礎(chǔ)采用梁筏式整體基礎(chǔ),并采用天然地基。地上結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土帶邊框的板柱-剪力墻。工程實(shí)景照片如圖1所示,每個(gè)建筑具有典型體塊組合而成,典型體塊模型三維簡圖如圖2所示。平面布置簡圖如圖3所示。

2 分析模型

模型基本跨度如圖3所示為7.2、8.4 m,最大為10.8 m,樓蓋厚度為300 mm,不設(shè)柱帽,中央框架柱尺寸為600 mm×600 mm,邊榀框架柱尺寸為300 mm@600 mm及600 mm@600 mm,邊榀框架梁為300 mm@700 mm,剪力墻厚度為200 mm?;炷翉?qiáng)度等級:樓蓋及框架梁為C30;框架柱及剪力墻為C40。

分析模型采用四種工況:A.邊榀為密柱式框架;B.邊榀為非密柱式框架;C.邊榀為密柱無框架梁;D.邊榀為非密柱式無框架梁。分析軟件采用通用有限元軟件SAP2000,無梁樓蓋及剪力墻采用殼單元模擬,框架梁柱采用線單元模擬。對上述四種模型進(jìn)行反應(yīng)譜分析。

3 計(jì)算結(jié)果

3.1 結(jié)構(gòu)模態(tài)分析

A~D工況的結(jié)構(gòu)模態(tài)如表1所示。

由表1可知,邊榀不設(shè)邊梁較之設(shè)邊梁第一周期的增長幅度為11%~18%,邊框柱約密,增長幅度越大,說明邊框梁對整體結(jié)構(gòu)水平剛度有較大貢獻(xiàn)。

3.2 基底剪力分析

在設(shè)計(jì)反應(yīng)譜下的各工況基底剪力比較如圖4所示,工況A的基底剪力最大,工況D的基底剪力最小。當(dāng)周邊設(shè)置邊框梁且布置密柱時(shí),雙方向水平剛度接近,基底剪力只相差約8%。由于邊框梁的存在,相同框架柱布置時(shí),X向基底剪力提高13%~21%,說明對結(jié)構(gòu)整體水平剛度有較大幅度增強(qiáng)。Y向由于剪力墻較多,邊框的影響較小。

3.3 層間位移分析

各工況設(shè)計(jì)反應(yīng)譜下的最大層間位移響應(yīng)如圖5、圖6所示。

由圖5可知,相同框架柱情況下,帶邊框梁工況的X向?qū)娱g位移均小于不設(shè)邊框梁情況,隨樓層層數(shù)的增加層間位移的增幅越大。由圖6可知,由于Y向的剪力墻剛度較大,邊框剛度貢獻(xiàn)不明顯,各工況的層間位移基本接近。

3.4 邊框承擔(dān)的基底及樓層剪力分析

板柱結(jié)構(gòu)不僅抗側(cè)剛度小,其板柱連接自身的抗震性能亦較差,導(dǎo)致板柱結(jié)構(gòu)抗震性能較弱。在GB 50011-20115建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范6中規(guī)定,房屋周邊和樓、電梯洞口周邊應(yīng)采用有梁框架,并且抗震墻按承擔(dān)100%地震作用進(jìn)行設(shè)計(jì),在新版的GB50011-20105建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范6中對板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)的要求適當(dāng)放松。

各工況的邊框框架柱承擔(dān)的水平地震剪力及比例情況如表2~表9所示。

從表2~表9可以看出,X向剪力墻剛度較弱,邊框承擔(dān)的地震剪力比例較大,尤其是工況A,邊框承擔(dān)的基底剪力達(dá)到38%,可以大大分擔(dān)剪力墻承擔(dān)的地震剪力。按照GB 50011-20105建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范6規(guī)定,超過12 m的板柱剪力墻結(jié)構(gòu),抗震墻應(yīng)承擔(dān)100%的地震水平剪力,按此原則進(jìn)行設(shè)計(jì)可大大提高結(jié)構(gòu)的安全儲備。

3.5 邊框?qū)χ亓奢d的影響分析

板柱結(jié)構(gòu)的重力荷載分析有等代框架法和有限元法,應(yīng)用有限元法對重力荷載引起的豎向變形及應(yīng)力分布進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),邊框框架剛度對局部應(yīng)力重分布有一定影響。以工況A和工況B的恒荷載分析為例,樓蓋應(yīng)力云圖如圖7、圖8所示。彈性計(jì)算結(jié)果顯示,工況A最大拉應(yīng)力為4.88N/mm2,最大壓應(yīng)力7.45N/mm2;工況B最大拉應(yīng)力為2.60 N/mm2,最大壓應(yīng)力7.55 N/mm2。二者最大壓應(yīng)力接近,但工況A的最大拉應(yīng)力已超過混凝土抗拉強(qiáng)度,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮邊框梁引起的局部應(yīng)力變化。

4 結(jié) 論

1)板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)體系雖屬抗震性能較差的結(jié)構(gòu)體系,但通過合理的布置邊框框架,適當(dāng)提高邊框框架側(cè)向剛度,可以有效的提高結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。

2)適當(dāng)增強(qiáng)邊框框架剛度可有效減小結(jié)構(gòu)樓層位移及轉(zhuǎn)角。

3)邊框框架剛度提高后,雖然基底剪力會有所增大,但框架部分承擔(dān)的剪力也將增加,當(dāng)抗震墻按承擔(dān)100%地震作用設(shè)計(jì)時(shí),可大大加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的安全儲備。

4)邊框框架對重力荷載的分布有一定影響,邊框附近的樓蓋拉應(yīng)力有所提高,設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)引起重視,進(jìn)行配筋加強(qiáng),限制樓板開裂。

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