6.7.1 本条新增框架-核心筒结构框架部分地震剪力的要求,以避免外框太弱。框架-核心筒结构框架部分的地震剪力应同时满足本条与第6.2.13条的规定。
    框架-核心筒结构的核心筒与周边框架之间采用梁板结构时,各层梁对核心筒有一定的约束,可不设加强层,梁与核心筒连接应避开核心筒的连梁。当楼层采用平板结构且核心筒较柔,在地震作用下不能满足变形要求,或筒体由于受弯产生拉力时,宜设置加强层,其部位应结合建筑功能设置。为了避免加强层周边框架柱在地震作用下由于强梁带来的不利影响,加强层的大梁或桁架与周边框架不宜刚性连接。9度时不应采用加强层。核心筒的轴向压缩及外框架的竖向温度变形对加强层产生附加内力,在加强层与周边框架柱之间采取后浇连接及有效的外保温措施是必要的。
    筒中筒结构的外筒可采取下列措施提高延性:
    1 采用非结构幕墙。当采用钢筋混凝土裙墙时,可在裙墙与柱连接处设置受剪控制缝。
    2 外筒为壁式筒体时,在裙墙与窗间墙连接处设置受剪控制缝,外筒按联肢抗震墙设计;三级的壁式筒体可按壁式框架设计,但壁式框架柱除满足计算要求外,尚需满足本章第6.4.5条的构造要求;支承大梁的壁式筒体在大梁支座宜设置壁柱,一级时,由壁柱承担大梁传来的全部轴力,但验算轴压比时仍取全部截面。
    3 受剪控制缝的构造如图18所示。

6.7.2 框架-核心筒结构的核心筒、筒中筒结构的内筒,都是由抗震墙组成的,也都是结构的主要抗侧力竖向构件,其抗震构造措施应符合本章第6.4节和第6.5节的规定,包括墙的最小厚度、分布钢筋的配置、轴压比限值、边缘构件的要求等,以使筒体具有足够大的抗震能力。
    框架-核心筒结构的框架较弱,宜加强核心筒的抗震能力;核心筒连梁的跨高比一般较小,墙的整体作用较强。因此,核心筒角部的抗震构造措施予以加强。

6.7.4 试验表明,跨高比小的连梁配置斜向交叉暗柱,可以改善其的抗剪性能,但施工比较困难,本次修订,将2001规范设置交叉暗柱、交叉构造钢筋的要求,由“宜”改为“可”。

6.6.2 规定了板柱-抗震墙结构中抗震墙的最小厚度;放松了楼、电梯洞口周边设置边框梁的要求。按柱纵筋直径16倍控制托板或柱帽根部的厚度是为了保证板柱节点的抗弯刚度。

6.6.3 本次修订,对高度不超过12m的板柱-抗震墙结构,放松抗震墙所承担的地震剪力的要求;新增板柱节点冲切承载力的抗震验算要求。
    无柱帽平板在柱上板带中按本规范要求设置构造暗梁时,不可把平板作为有边梁的双向板进行设计。

6.6.4 为了防止强震作用下楼板脱落,穿过柱截面的板底两个方向钢筋的受拉承载力应满足该层楼板重力荷载代表值作用下的柱轴压力设计值。试验研究表明,抗剪栓钉的抗冲切效果优于抗冲切钢筋。

6.5.1 框架-抗震墙结构中的抗震墙,是作为该结构体系第一道防线的主要的抗侧力构件,需要比一般的抗震墙有所加强。
    其抗震墙通常有两种布置方式:一种是抗震墙与框架分开,抗震墙围成筒,墙的两端没有柱;另一种是抗震墙嵌入框架内,有端柱、有边框梁,成为带边框抗震墙。第一种情况的抗震墙,与抗震墙结构中的抗震墙、筒体结构中的核心筒或内筒墙体区别不大。对于第二种情况的抗震墙,如果梁的宽度大于墙的厚度,则每一层的抗震墙有可能成为高宽比小的矮墙,强震作用下发生剪切破坏,同时,抗震墙给柱端施加很大的剪力,使柱端剪坏,这对抗地震倒塌是非常不利的。2005年,日本完成了一个1/3比例的6层2跨、3开间的框架-抗震墙结构模型的振动台试验,抗震墙嵌入框架内。最后,首层抗震墙剪切破坏,抗震墙的端柱剪坏,首层其他柱的两端出塑性铰,首层倒塌。2006年,日本完成了一个足尺的6层2跨、3开间的框架-抗震墙结构模型的振动台试验。与1/3比例的模型相比,除了模型比例不同外,嵌入框架内的抗震墙采用开缝墙。最后,首层开缝墙出现弯曲破坏和剪切斜裂缝,没有出现首层倒塌的破坏现象。
    本次修订,对墙厚与层高之比的要求,由“应”改为“宜”;对于有端柱的情况,不要求一定设置边框梁。

6.5.2 本次修订,增加了抗震墙分布钢筋的最小直径和最大间距的规定,拉筋具体配置方式的规定可参照本规范第6.4.4条。

6.5.3 楼面梁与抗震墙平面外连接,主要出现在抗震墙与框架分开布置的情况。试验表明,在往复荷载作用下,锚固在墙内的梁的纵筋有可能产生滑移,与梁连接的墙面混凝土有可能拉脱。

6.5.4 少墙框架结构中抗震墙的地位不同于框架-抗震墙,不需要按本节的规定设计其抗震墙。

6.4.1 本次修订,将墙厚与层高之比的要求,由“应”改为“宜”,并增加无支长度的相应规定。无端柱或翼墙是指墙的两端(不包括洞口两侧)为一字形的矩形截面。
    试验表明,有边缘构件约束的矩形截面抗震墙与无边缘构件约束的矩形截面抗震墙相比,极限承载力约提高40%,极限层间位移角约增加一倍,对地震能量的消耗能力增大20%左右,且有利于墙板的稳定。对一、二级抗震墙底部加强部位,当无端柱或翼墙时,墙厚需适当增加。

6.4.2 本次修订,将抗震墙的轴压比控制范围,由一、二级扩大到三级,由底部加强部位扩大到全高。计算墙肢轴压力设计值时,不计入地震作用组合,但应取分项系数1.2。

6.4.4 本条包括2001规范第6.4.2条、6.4.4条的内容和部分6.4.3条的内容,对抗震墙分布钢筋的最大间距和最小直径作了调整。

6.4.5 对于开洞的抗震墙即联肢墙,强震作用下合理的破坏过程应当是连梁首先屈服,然后墙肢的底部钢筋屈服、形成塑性铰。抗震墙墙肢的塑性变形能力和抗地震倒塌能力,除了与纵向配筋有关外,还与截面形状、截面相对受压区高度或轴压比、墙两端的约束范围、约束范围内的箍筋配箍特征值有关。当截面相对受压区高度或轴压比较小时,即使不设约束边缘构件,抗震墙也具有较好的延性和耗能能力。当截面相对受压区高度或轴压比大到一定值时,就需设置约束边缘构件,使墙肢端部成为箍筋约束混凝土,具有较大的受压变形能力。当轴压比更大时,即使设置约束边缘构件,在强烈地震作用下,抗震墙有可能压溃、丧失承担竖向荷载的能力。因此,2001规范规定了一、二级抗震墙在重力荷载代表值作用下的轴压比限值;当墙底截面的轴压比超过一定值时,底部加强部位墙的两端及洞口两侧应设置约束边缘构件,使底部加强部位有良好的延性和耗能能力;考虑到底部加强部位以上相邻层的抗震墙,其轴压比可能仍较大,将约束边缘构件向上延伸一层;还规定了构造边缘构件和约束边缘构件的具体构造要求。
    2010年修订的主要内容是:
        1 将设置约束边缘构件的要求扩大至三级抗震墙。
        2 约束边缘构件的尺寸及其配箍特征值,根据轴压比的大小确定。当墙体的水平分布钢筋满足锚固要求且水平分布钢筋之间设置足够的拉筋形成复合箍时,约束边缘构件的体积配箍率可计入分布筋,考虑水平筋同时为抗剪受力钢筋,且竖向间距往往大于约束边缘构件的箍筋间距,需要另增一道封闭箍筋,故计入的水平分布钢筋的配箍特征值不宜大于0.3倍总配箍特征值。
        3 对于底部加强区以上的一般部位,带翼墙时构造边缘构件的总长度改为与矩形端相同,即不小于墙厚和400mm;转角墙在内侧改为不小于200mm。在加强部位与一般部位的过渡区(可大体取加强部位以上与加强部位的高度相同的范围),边缘构件的长度需逐步过渡。
    此次局部修订,补充约束边缘构件的端柱有集中荷载时的设计要求。

6.4.6 当抗震墙的墙肢长度不大于墙厚的3倍时,要求应按柱的有关要求进行设计。本次修订,降低了小墙肢的箍筋全高加密的要求。

6.4.7 高连梁设置水平缝,使一根连梁成为大跨高比的两根或多根连梁,其破坏形态从剪切破坏变为弯曲破坏。

6.3.1、6.3.2 合理控制混凝土结构构件的尺寸,是本规范第3.5.4条的基本要求之一。梁的截面尺寸,应从整个框架结构中梁、柱的相互关系,如在强柱弱梁基础上提高梁变形能力的要求等来处理。
    为了避免或减小扭转的不利影响,宽扁梁框架的梁柱中线宜重合,并应采用整体现浇楼盖。为了使宽扁梁端部在柱外的纵向钢筋有足够的锚固,应在两个主轴方向都设置宽扁梁。

6.3.3、6.3.4 梁的变形能力主要取决于梁端的塑性转动量,而梁的塑性转动量与截面混凝土相对受压区高度有关。当相对受压区高度为0.25至0.35范围时,梁的位移延性系数可到达3~4。计算梁端截面纵向受拉钢筋时,应采用与柱交界面的组合弯矩设计值,并应计入受压钢筋。计算梁端相对受压区高度时,宜按梁端截面实际受拉和受压钢筋面积进行计算。
    梁端底面和顶面纵向钢筋的比值,同样对梁的变形能力有较大影响。梁端底面的钢筋可增加负弯矩时的塑性转动能力,还能防止在地震中梁底出现正弯矩时过早屈服或破坏过重,从而影响承载力和变形能力的正常发挥。
    根据试验和震害经验,梁端的破坏主要集中于(1.5~2.0)倍梁高的长度范围内;当箍筋间距小于6d~8d(d为纵向钢筋直径)时,混凝土压溃前受压钢筋一般不致压屈,延性较好。因此规定了箍筋加密区的最小长度,限制了箍筋最大肢距;当纵向受拉钢筋的配筋率超过2%时,箍筋的最小直径相应增大。
    本次修订,将梁端纵向受拉钢筋的配筋率不大于2.5%的要求,由强制性改为非强制性,移到6.3.4条。还提高了框架结构梁的纵向受力钢筋伸入节点的握裹要求。

6.3.5 本次修订,根据汶川地震的经验,对一、二、三级且层数超过2层的房屋,增大了柱截面最小尺寸的要求,以有利于实现“强柱弱梁”。

6.3.6 限值框架柱的轴压比主要是为了保证柱的塑性变形能力和保证框架的抗倒塌能力。抗震设计时,除了预计不可能进入屈服的柱外,通常希望框架柱最终为大偏心受压破坏。由于轴压比直接影响柱的截面设计,2001规范仍以89规范的限值为依据,根据不同情况进行适当调整,同时控制轴压比最大值。在框架-抗震墙、板柱-抗震墙及筒体结构中,框架属于第二道防线,其中框架的柱与框架结构的柱相比,其重要性相对较低,为此可以适当增大轴压比限值。本次修订,将框架结构的轴压比限值减小了0.05,框架-抗震墙、板柱-抗震墙及筒体中三级框架的柱的轴压比限值也减小了0.05,增加了四级框架的柱的轴压比限值。
    利用箍筋对混凝土进行约束,可以提高混凝土的轴心抗压强度和混凝土的受压极限变形能力。但在计算柱的轴压比时,仍取无箍筋约束的混凝土的轴心抗压强度设计值,不考虑箍筋约束对混凝土轴心抗压强度的提高作用。
    我国清华大学研究成果和日本AIJ钢筋混凝土房屋设计指南都提出,考虑箍筋对混凝土的约束作用时,复合箍筋肢距不宜大于200mm,箍筋间距不宜大于100mm,箍筋直径不宜小于10mm的构造要求。参考美国ACI资料,考虑螺旋箍筋对混凝土的约束作用时,箍筋直径不宜小于10mm,净螺距不宜大于75mm。为便于施工,采用螺旋间距不大于100mm,箍筋直径不小于12mm。矩形截面柱采用连续矩形复合螺旋箍是一种非常有效的提高延性的措施,这已被西安建筑科技大学的试验研究所证实。根据日本川铁株式会社1998年发表的试验报告,相同柱截面、相同配筋、配箍率、箍距及箍筋肢距,采用连续复合螺旋箍比一般复合箍筋可提高柱的极限变形角25%。采用连续复合矩形螺旋箍可按圆形复合螺旋箍对待。用上述方法提高柱的轴压比后,应按增大的轴压比由本规范表6.3.9确定配箍量,且沿柱全高采用相同的配箍特征值。

    试验研究和工程经验都证明,在矩形或圆形截面柱内设置矩形核芯柱,不但可以提高柱的受压承载力,还可以提高柱的变形能力。在压、弯、剪作用下,当柱出现弯、剪裂缝,在大变形情况下芯柱可以有效地减小柱的压缩,保持柱的外形和截面承载力,特别对于承受高轴压的短柱,更有利于提高变形能力,延缓倒塌。为了便于梁筋通过,芯柱边长不宜小于柱边长或直径的1/3,且不宜小于250mm(图16)。

6.3.7、6.3.8 柱纵向钢筋的最小总配筋率,89规范的比78规范有所提高,但仍偏低,很多情况小于非抗震配筋率,2001规范适当调整。本次修订,提高了框架结构中柱和边柱纵向钢筋的最小总配筋率的要求。随着高强钢筋和高强混凝土的使用,最小纵向钢筋的配筋率要求,将随混凝土强度和钢筋的强度而有所变化,但表中的数据是最低的要求,必须满足。
    当框架柱在地震作用组合下处于小偏心受拉状态时,柱的纵筋总截面面积应比计算值增加25%,是为了避免柱的受拉纵筋屈服后再受压时,由于包兴格效应导致纵筋压屈。

6.3.9 框架柱的弹塑性变形能力,主要与柱的轴压比和箍筋对混凝土的约束程度有关。为了具有大体上相同的变形能力,轴压比大的柱,要求的箍筋约束程度高。箍筋对混凝土的约束程度,主要与箍筋形式、体积配箍率、箍筋抗拉强度以及混凝土轴心抗压强度等因素有关,而体积配箍率、箍筋强度及混凝土强度三者又可以用配箍特征值表示,配箍特征值相同时,螺旋箍、复合螺旋箍及连续复合螺旋箍的约束程度,比普通箍和复合箍对混凝土的约束更好。因此,规范规定,轴压比大的柱,其配箍特征值大于轴压比低的柱;轴压比相同的柱,采用普通箍或复合箍时的配箍特征值,大于采用螺旋箍、复合螺旋箍或连续复合螺旋箍时的配箍特征值。
    89规范的体积配箍率,是在配箍特征值基础上,对箍筋抗拉强度和混凝土轴心抗压强度的关系做了一定简化得到的,仅适用于混凝土强度在C35以下和HPB235级钢箍筋。2001规范直接给出配箍特征值,能够经济合理地反映箍筋对混凝土的约束作用。为了避免配箍率过小,2001规范还规定了最小体积配箍率。普通箍筋的体积配箍率随轴压比增大而增加的对应关系举例如下:采用符合抗震性能要求的HRB335级钢筋且混凝土强度等级大于C35时,一、二、三级轴压比分别小于0.6、0.5和0.4时,体积配箍率取正文中的最小值——分别为0.8%、0.6%和0.4%,轴压比分别超过0.6、0.5和0.4但在最大轴压比范围内,轴压比每增加0.1,体积配箍率增加0.02(fc/fy)≈0.0011(fc/16.7);超过最大轴压比范围,轴压比每增加0.1,体积配箍率增加0.03(fc/fy)=0.0001fc
    本次修订,删除了89规范和2001规范关于复合箍应扣除重叠部分箍筋体积的规定,因重叠部分对混凝土的约束情况比较复杂,如何换算有待进一步研究;箍筋的强度也不限制在标准值400MPa以内。四级框架柱的箍筋加密区的最小体积配箍特征值,与三级框架柱相同。
    对于封闭箍筋与两端为135°弯钩的拉筋组成的复合箍,约束效果最好的是拉筋同时钩住主筋和箍筋,其次是拉筋紧靠纵向钢筋并钩住箍筋;当拉筋间距符合箍筋肢距的要求,纵筋与箍筋有可靠拉结时,拉筋也可紧靠箍筋并钩住纵筋。
    考虑到框架柱在层高范围内剪力不变及可能的扭转影响,为避免箍筋非加密区的受剪能力突然降低很多,导致柱的中段破坏,对非加密区的最小箍筋量也作了规定。
    箍筋类别参见图17。

6.3.10 为使框架的梁柱纵向钢筋有可靠的锚固条件,框架梁柱节点核芯区的混凝土要具有良好的约束。考虑到核芯区内箍筋的作用与柱端有所不同,其构造要求与柱端有所区别。

6.2.2 框架结构的抗地震倒塌能力与其破坏机制密切相关。试验研究表明,梁端屈服型框架有较大的内力重分布和能量消耗能力,极限层间位移大,抗震性能较好;柱端屈服型框架容易形成倒塌机制。
    在强震作用下结构构件不存在承载力储备,梁端受弯承载力即为实际可能达到的最大弯矩,柱端实际可能达到的最大弯矩也与其偏压下的受弯承载力相等。这是地震作用效应的一个特点。因此,所谓“强柱弱梁”指的是:节点处梁端实际受弯承载力

   这种概念设计,由于地震的复杂性、楼板的影响和钢筋屈服强度的超强,难以通过精确的承载力计算真正实现。
    本规范自89规范以来,在梁端实配钢筋不超过计算配筋10%的前提下,将梁、柱之间的承载力不等式转为梁、柱的地震组合内力设计值的关系式,并使不同抗震等级的柱端弯矩设计值有不同程度的差异。采用增大柱端弯矩设计值的方法,只在一定程度上推迟柱端出现塑性铰;研究表明,当计入楼板和钢筋超强影响时,要实现承载力不等式,内力增大系数的取值往往需要大于2。由于地震是往复作用,两个方向的柱端弯矩设计值均要满足要求:当梁端截面为反时针方向弯矩之和时,柱端截面应为顺时针方向弯矩之和;反之亦然。
    对于一级框架,89规范除了用增大系数的方法外,还提出了采用梁端实配钢筋面积和材料强度标准值计算的抗震受弯承载力所对应的弯矩值的调整、验算方法。这里,抗震承载力即本规范5章的RE=R/γRE=R/0.75,此时必须将抗震承载力验算公式取等号转换为对应的内力,即S=R/γRE。当计算梁端抗震受弯承载力时,若计入楼板的钢筋,且材料强度标准值考虑一定的超强系数,则可提高框架“强柱弱梁”的程度。89规范规定,一级的增大系数可根据工程经验估计节点左右梁端顺

 似估计,其中的1.1来自钢筋材料标准值与设计值的比值fyk/fy。柱弯矩增大系数值可参考λs的可能变化范围确定:例如,当梁顶面为计算配筋而梁底面为构造配筋时,一级的λs不小于1.5,于是,柱弯矩增大系数不小于1.1×1.5=1.65;二级λs不小于1.3,柱弯矩增大系数不小于1.43。
    2001规范比89规范提高了强柱弱梁的弯矩增大系数ηc,弯矩增大系数ηc考虑了一定的超配钢筋(包括楼板的配筋)和钢筋超强。一级的框架结构及9度时,仍应采用框架梁的实际抗震受弯承载力确定柱端组合的弯矩设计值,取二者的较大值。
    本次修订,提高了框架结构的柱端弯矩增大系数,而其他结构中框架的柱端弯矩增大系数仍与2001规范相同;并补充了四级框架的柱端弯矩增大系数。对于一级框架结构和9度时的一级框架,明确只需按梁端实配抗震受弯承载力确定柱端弯矩设计值;即使按增大系数的方法比实配方法保守,也可不采用增大系数的方法。对于二、三级框架结构,也可按式(6.2.2-2)的梁端实配抗震受弯承载力确定柱端弯矩设计值,但式中的系数1.2可适当降低,如取1.1即可;这样,有可能比按内力增大系数,即按式(6.2.2-1)调整的方法更经济、合理。计算梁端实配抗震受弯承载力时,还应计入梁两侧有效翼缘范围的楼板。因此,在框架刚度和承载力计算时,所计入的梁两侧有效翼缘范围应相互协调。
    即使按“强柱弱梁”设计的框架,在强震作用下,柱端仍有可能出现塑性铰,保证柱的抗地震倒塌能力是框架抗震设计的关键。本规范通过柱的抗震构造措施,使柱具有大的弹塑性变形能力和耗能能力,达到在大震作用下,即使柱端出铰,也不会引起框架倒塌的目标。
    当框架底部若干层的柱反弯点不在楼层内时,说明这些层的框架梁相对较弱。为避免在竖向荷载和地震共同作用下变形集中,压屈失稳,柱端弯矩也应乘以增大系数。
    对于轴压比小于0.15的柱,包括顶层柱在内,因其具有比较大的变形能力,可不满足上述要求;对框支柱,在本规范第6.2.10条另有规定。

6.2.3 框架结构计算嵌固端所在层即底层的柱下端过早出现塑性屈服,将影响整个结构的抗地震倒塌能力。嵌固端截面乘以弯矩增大系数是为了避免框架结构柱下端过早屈服。对其他结构中的框架,其主要抗侧力构件为抗震墙,对其框架部分的嵌固端截面,可不作要求。
    当仅用插筋满足柱嵌固端截面弯矩增大的要求时,可能造成塑性铰向底层柱的上部转移,对抗震不利。规范提出按柱上下端不利情况配置纵向钢筋的要求。

6.2.4、6.2.5、6.2.8 防止梁、柱和抗震墙底部在弯曲屈服前出现剪切破坏是抗震概念设计的要求,它意味着构件的受剪承载力要大于构件弯曲时实际达到的剪力,即按实际配筋面积和材料强度标准值计算的承载力之间满足下列不等式:

    规范在纵向受力钢筋不超过计算配筋10%的前提下,将承载力不等式转为内力设计值表达式,不同抗震等级采用不同的剪力增大系数,使“强剪弱弯”的程度有所差别。该系数同样考虑了材料实际强度和钢筋实际面积这两个因素的影响,对柱和墙还考虑了轴向力的影响,并简化计算。

    式中,λN为轴压比,λSW为墙体实际受拉钢筋(分布筋和集中筋)截面面积与计算面积之比,ζ为考虑墙体边缘构件影响的系数,ρtw为墙体受拉钢筋配筋率。

    2001规范的框架柱、抗震墙的剪力增大系数ηvc、ηvw,即参考上述近似公式确定。此次修订,框架梁、框架结构以外框架的柱、连梁和抗震墙的剪力增大系数与2001规范相同,框架结构的柱的剪力增大系数随柱端弯矩增大系数的提高而提高;同时,明确一级的框架结构及9度的一级框架,只需满足实配要求,而即使增大系数为偏保守也可不满足。同样,二、三、四级框架结构的框架柱,也可采用实配方法而不采用增大系数的方法,使之较为经济又合理。
    注意:柱和抗震墙的弯矩设计值系经本节有关规定调整后的取值;梁端、柱端弯矩设计值之和须取顺时针方向之和以及反时针方向之和两者的较大值;梁端纵向受拉钢筋也按顺时针及反时针方向考虑。

6.2.6 地震时角柱处于复杂的受力状态,其弯矩和剪力设计值的增大系数,比其他柱略有增加,以提高抗震能力。

6.2.7 对一级抗震墙规定调整截面的组合弯矩设计值,目的是通过配筋方式迫使塑性铰区位于墙肢的底部加强部位。89规范要求底部加强部位的组合弯矩设计值均按墙底截面的设计值采用,以上一般部位的组合弯矩设计值按线性变化,对于较高的房屋,会导致与加强部位相邻一般部位的弯矩取值过大。2001规范改为:底部加强部位的弯矩设计值均取墙底部截面的组合弯矩设计值,底部加强部位以上,均采用各墙肢截面的组合弯矩设计值乘以增大系数,但增大后与加强部位紧邻一般部位的弯矩有可能小于相邻加强部位的组合弯矩。本次修订,改为仅加强部位以上乘以增大系数。主要有两个目的:一是使墙肢的塑性铰在底部加强部位的范围内得到发展,不是将塑性铰集中在底层,甚至集中在底截面以上不大的范围内,从而减轻墙肢底截面附近的破坏程度,使墙肢有较大的塑性变形能力;二是避免底部加强部位紧邻的上层墙肢屈服而底部加强部位不屈服。
    当抗震墙的墙肢在多遇地震下出现小偏心受拉时,在设防地震、罕遇地震下的抗震能力可能大大丧失;而且,即使多遇地震下为偏压的墙肢而设防地震下转为偏拉,则其抗震能力有实质性的改变,也需要采取相应的加强措施。
    双肢抗震墙的某个墙肢为偏心受拉时,一旦出现全截面受拉开裂,则其刚度退化严重,大部分地震作用将转移到受压墙肢,因此,受压肢需适当增大弯矩和剪力设计值以提高承载能力。注意到地震是往复的作用,实际上双肢墙的两个墙肢,都可能要按增大后的内力配筋。

6.2.9 框架柱和抗震墙的剪跨比可按图15及公式进行计算。

6.2.10~6.2.12 这几条规定了部分框支结构设计计算的注意事项。
    第6.2.10条1款的规定,适用于本章6.1.1条所指的框支层不超过2层的情况。本次修订,将本层地震剪力改为底层地震剪力即基底剪力,但主楼与裙房相连时,不含裙房部分的地震剪力,框支柱也不含裙房的框架柱。
    框支结构的落地墙,在转换层以下的部位是保证框支结构抗震性能的关键部位,这部位的剪力传递还可能存在矮墙效应。为了保证抗震墙在大震时的受剪承载力,只考虑有拉筋约束部分的混凝土受剪承载力。
    无地下室的部分框支抗震墙结构的落地墙,特别是联肢或双肢墙,当考虑不利荷载组合出现偏心受拉时,为了防止墙与基础交接处产生滑移,宜按总剪力的30%设置45°交叉防滑斜筋,斜筋可按单排设在墙截面中部并应满足锚固要求。

6.2.13 本条规定了在结构整体分析中的内力调整:
    1 按照框墙结构(不包括少墙框架体系和少框架的抗震墙体系)中框架和墙体协同工作的分析结果,在一定高度以上,框架按侧向刚度分配的剪力与墙体的剪力反号,二者相减等于楼层的地震剪力,此时,框架承担的剪力与底部总地震剪力的比值基本保持某个比例;按多道防线的概念设计要求,墙体是第一道防线,在设防地震、罕遇地震下先于框架破坏,由于塑性内力重分布,框架部分按侧向刚度分配的剪力会比多遇地震下加大。
    我国20世纪80年代1/3比例的空间框墙结构模型反复荷载试验及该试验模型的弹塑性分析表明:保持楼层侧向位移协调的情况下,弹性阶段底部的框架仅承担不到5%的总剪力;随着墙体开裂,框架承担的剪力逐步增大;当墙体端部的纵向钢筋开始受拉屈服时,框架承担大于20%总剪力;墙体压坏时框架承担大于33%的总剪力。本规范规定的取值,既体现了多道抗震设防的原则,又考虑了当前的经济条件。对于框架-核心筒结构,尚应符合本规范6.7.1条1款的规定。
    此项规定适用于竖向结构布置基本均匀的情况;对塔类结构出现分段规则的情况,可分段调整;对有加强层的结构,不含加强层及相邻上下层的调整。此项规定不适用于部分框架柱不到顶,使上部框架柱数量较少的楼层。
    2 计算地震内力时,抗震墙连梁刚度可折减;计算位移时,连梁刚度可不折减。抗震墙的连梁刚度折减后,如部分连梁尚不能满足剪压比限值,可采用双连梁、多连梁的布置,还可按剪压比要求降低连梁剪力设计值及弯矩,并相应调整抗震墙的墙肢内力。
    3 抗震墙应计入腹板与翼墙共同工作。对于翼墙的有效长度,89规范和2001规范有不同的具体规定,本次修订不再给出具体规定。2001规范规定:“每侧由墙面算起可取相邻抗震墙净间距的一半、至门窗洞口的墙长度及抗震墙总高度的15%三者的最小值”,可供参考。
    4 对于少墙框架结构,框架部分的地震剪力取两种计算模型的较大值较为妥当。

6.2.14 节点核芯区是保证框架承载力和抗倒塌能力的关键部位。本次修订,增加了三级框架的节点核芯区进行抗震验算的规定。
    2001规范提供了梁宽大于柱宽的框架和圆柱框架的节点核芯区验算方法。梁宽大于柱宽时,按柱宽范围内和范围外分别计算。圆柱的计算公式依据国外资料和国内试验结果提出:

    根据重庆建筑大学2000年完成的4个圆柱梁柱节点试验,对比了计算和试验的节点核芯区受剪承载力,计算值与试验之比约为85%,说明此计算公式的可靠性有一定保证。

6.1.1 本章适用于现浇钢筋混凝土多层和高层房屋,包括采用符合本章第6.1.7条要求的装配整体式楼屋盖的房屋。
    对采用钢筋混凝土材料的高层建筑,从安全和经济诸方面综合考虑,其适用最大高度应有限制。当钢筋混凝土结构的房屋高度超过最大适用高度时,应通过专门研究,采取有效加强措施,如采用型钢混凝土构件、钢管混凝土构件等,并按建设部部长令的有关规定进行专项审查。
    与2001规范相比,本章对适用最大高度的修改如下:
        1 补充了8度(0.3g)时的最大适用高度,按8度和9度之间内插且偏于8度。
        2 框架结构的适用最大高度,除6度外有所降低。
        3 板柱-抗震墙结构的适用最大高度,有所增加。
        4 删除了在Ⅳ类场地适用的最大高度应适当降低的规定。
        5 对于平面和竖向均不规则的结构,适用的最大高度适当降低的规范用词,由“应”改为“宜”,一般减少10%左右。对于部分框支结构,表6.1.1的适用高度已经考虑框支的不规则而比全落地抗震墙结构降低,故对于框支结构的“竖向和平面均不规则”,指框支层以上的结构同时存在竖向和平面不规则的情况。
    还需说明:
    仅有个别墙体不落地,例如不落地墙的截面面积不大于总截面面积的10%,只要框支部分的设计合理且不致加大扭转不规则,仍可视为抗震墙结构,其适用最大高度仍可按全部落地的抗震墙结构确定。
    框架-核心筒结构存在抗扭不利和加强层刚度突变问题,其适用最大高度略低于筒中筒结构。框架-核心筒结构中,带有部分仅承受竖向荷载的无梁楼盖时,不作为表6.1.1的板柱-抗震墙结构对待。

6.1.2 钢筋混凝土房屋的抗震等级是重要的设计参数,89规范就明确规定应根据设防类别、结构类型、烈度和房屋高度四个因素确定。抗震等级的划分,体现了对不同抗震设防类别、不同结构类型、不同烈度、同一烈度但不同高度的钢筋混凝土房屋结构延性要求的不同,以及同一种构件在不同结构类型中的延性要求的不同。
    钢筋混凝土房屋结构应根据抗震等级采取相应的抗震措施。这里,抗震措施包括抗震计算时的内力调整措施和各种抗震构造措施。因此,乙类建筑应提高一度查表6.1.2确定其抗震等级。
    本章条文中,“X级框架”包括框架结构、框架-抗震墙结构、框支层和框架-核心筒结构、板柱-抗震墙结构中的框架,“X级框架结构”仅指框架结构的框架,“X级抗震墙”包括抗震墙结构、框架-抗震墙结构、筒体结构和板柱-抗震墙结构中的抗震墙。
    本次修订的主要变化如下:
        1 注意到《民用建筑设计通则》GB 50362规定,住宅10层及以上为高层建筑,多层公共建筑高度24m以上为高层建筑。本次修订,将框架结构的30m高度分界改为24m;对于7、8、9度时的框架-抗震墙结构,抗震墙结构以及部分框支抗震墙结构,增加24m作为一个高度分界,其抗震等级比2001规范降低一级,但四级不再降低,框支层框架不降低,总体上与89规范对“低层较规则结构”的要求相近。
        2 明确了框架-核心筒结构的高度不超过60m时,当按框架-抗震墙结构的要求设计时,其抗震等级按框架-抗震墙结构的规定采用。
        3 将“大跨度公共建筑”改为“大跨度框架”,并明确其跨度按18m划分。

6.1.3 本条是关于混凝土结构抗震等级的进一步补充规定。
    1 关于框架和抗震墙组成的结构的抗震等级。设计中有三种情况:其一,个别或少量框架,此时结构属于抗震墙体系的范畴,其抗震墙的抗震等级,仍按抗震墙结构确定;框架的抗震等级可参照框架-抗震墙结构的框架确定。其二,当框架-抗震墙结构有足够的抗震墙时,其框架部分是次要抗侧力构件,按本规范表6.1.2框架-抗震墙结构确定抗震等级;89规范要求其抗震墙底部承受的地震倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的50%。其三,墙体很少,即2001规范规定“在基本振型地震作用下,框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%”,其框架部分的抗震等级应按框架结构确定。对于这类结构,本次修订进一步明确以下几点:一是将“在基本振型地震作用下”改为“在规定的水平力作用下”,“规定的水平力”的含义见本规范第3.4节;二是明确底层框架部分所承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时仍属于框架结构范畴;三是删除了“最大适用高度可比框架结构适当增加”的规定;四是补充规定了其抗震墙的抗震等级。
    框架部分按刚度分配的地震倾覆力矩的计算公式,保持2001规范的规定不变:

    在框架结构中设置少量抗震墙,往往是为了增大框架结构的刚度、满足层间位移角限值的要求,仍然属于框架结构范畴,但层间位移角限值需按底层框架部分承担倾覆力矩的大小,在框架结构和框架-抗震墙结构两者的层间位移角限值之间偏于安全内插。
    2 关于裙房的抗震等级。裙房与主楼相连,主楼结构在裙房顶板对应的上下各一层受刚度与承载力突变影响较大,抗震构造措施需要适当加强。裙房与主楼之间设防震缝,在大震作用下可能发生碰撞,该部位也需要采取加强措施。
    裙房与主楼相连的相关范围,一般可从主楼周边外延3跨且不小于20m,相关范围以外的区域可按裙房自身的结构类型确定其抗震等级。裙房偏置时,其端部有较大扭转效应,也需要加强。
    3 关于地下室的抗震等级。带地下室的多层和高层建筑,当地下室结构的刚度和受剪承载力比上部楼层相对较大时(参见本规范第6.1.14条),地下室顶板可视作嵌固部位,在地震作用下的屈服部位将发生在地上楼层,同时将影响到地下一层。地面以下地震响应逐渐减小,规定地下一层的抗震等级不能降低;而地下一层以下不要求计算地震作用,规定其抗震构造措施的抗震等级可逐层降低(图11)。

    4 关于乙类建筑的抗震等级。根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223的规定,乙类建筑应按提高一度查本规范表6.1.2确定抗震等级(内力调整和构造措施)。本规范第6.1.1条规定,乙类建筑的钢筋混凝土房屋可按本地区抗震设防烈度确定其适用的最大高度,于是可能出现7度乙类的框支结构房屋和8度乙类的框架结构、框架-抗震墙结构、部分框支抗震墙结构、板柱-抗震墙结构的房屋提高一度后,其高度超过本规范表6.1.2中抗震等级为一级的高度上界。此时,内力调整不提高,只要求抗震构造措施“高于一级”,大体与《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3中特一级的构造要求相当。

6.1.4 震害表明,本条规定的防震缝宽度的最小值,在强烈地震下相邻结构仍可能局部碰撞而损坏,但宽度过大会给立面处理造成困难。因此,是否设置防震缝应按本规范第3.4.5条的要求判断。
    防震缝可以结合沉降缝要求贯通到地基,当无沉降问题时也可以从基础或地下室以上贯通。当有多层地下室,上部结构为带裙房的单塔或多塔结构时,可将裙房用防震缝自地下室以上分隔,地下室顶板应有良好的整体性和刚度,能将地震剪力分布到整个地下室结构。
    8、9度框架结构房屋防震缝两侧层高相差较大时,可在防震缝两侧房屋的尽端沿全高设置垂直于防震缝的抗撞墙,通过抗撞墙的损坏减少防震缝两侧碰撞时框架的破坏。本次修订,抗撞墙的长度由2001规范的可不大于一个柱距,修改为“可不大于层高的1/2”。结构单元较长时,抗撞墙可能引起较大温度内力,也可能有较大扭转效应,故设置时应综合分析(图12)。

6.1.5 梁中线与柱中线之间、柱中线与抗震墙中线之间有较大偏心距时,在地震作用下可能导致核芯区受剪面积不足,对柱带来不利的扭转效应。当偏心距超过1/4柱宽时,需进行具体分析并采取有效措施,如采用水平加腋梁及加强柱的箍筋等。
    2008年局部修订,本条增加了控制单跨框架结构适用范围的要求。框架结构中某个主轴方向均为单跨,也属于单跨框架结构;某个主轴方向有局部的单跨框架,可不作为单跨框架结构对待。一、二层的连廊采用单跨框架时,需要注意加强。框-墙结构中的框架,可以是单跨。

6.1.6 楼、屋盖平面内的变形,将影响楼层水平地震剪力在各抗侧力构件之间的分配。为使楼、屋盖具有传递水平地震剪力的刚度,从78规范起,就提出了不同烈度下抗震墙之间不同类型楼、屋盖的长宽比限值。超过该限值时,需考虑楼、屋盖平面内变形对楼层水平地震剪力分配的影响。本次修订,8度框架-抗震墙结构装配整体式楼、屋盖的长宽比由2.5调整为2;适当放宽板柱-抗震墙结构现浇楼、屋盖的长宽比。

6.1.7 预制板的连接不足时,地震中将造成严重的震害。需要特别加强。在混凝土结构中,本规范仅适用于采用符合要求的装配整体式混凝土楼、屋盖。

6.1.8 在框架-抗震墙结构和板柱-抗震墙结构中,抗震墙是主要抗侧力构件,竖向布置应连续,防止刚度和承载力突变。本次修订,增加结合楼梯间布置抗震墙形成安全通道的要求;将2001规范“横向与纵向的抗震墙宜相连”改为“抗震墙的两端(不包括洞口两侧)宜设置端柱,或与另一方向的抗震墙相连”,明确要求两端设置端柱或翼墙;取消抗震墙设置在不需要开洞部位的规定,以及连梁最大跨高比和最小高度的规定。

6.1.9 本次修订,增加纵横向墙体互为翼墙或设置端柱的要求。
    部分框支抗震墙属于抗震不利的结构体系,本规范的抗震措施只限于框支层不超过两层的情况。本次修订,明确部分框支抗震墙结构的底层框架应满足框架-抗震墙结构对框架部分承担地震倾覆力矩的限值——框支层不应设计为少墙框架体系(图13)。
    为提高较长抗震墙的延性,分段后各墙段的总高度与墙宽之比,由不应小于2改为不宜小于3(图14)。

6.1.10 延性抗震墙一般控制在其底部即计算嵌固端以上一定高度范围内屈服、出现塑性铰。设计时,将墙体底部可能出现塑性铰的高度范围作为底部加强部位,提高其受剪承载力,加强其抗震构造措施,使其具有大的弹塑性变形能力,从而提高整个结构的抗地震倒塌能力。
    89规范的底部加强部位与墙肢高度和长度有关,不同长度墙肢的加强部位高度不同。为了简化设计,2001规范改为底部加强部位的高度仅与墙肢总高度相关。本次修订,将“墙体总高度的1/8”改为“墙体总高度的1/10”;明确加强部位的高度一律从地下室顶板算起;当计算嵌固端位于地面以下时,还需向下延伸,但加强部位的高度仍从地下室顶板算起。
    此外,还补充了高度不超过24m的多层建筑的底部加强部位高度的规定。
    有裙房时,按本规范第6.1.3条的要求,主楼与裙房顶对应的相邻上下层需要加强。此时,加强部位的高度也可以延伸至裙房以上一层。

6.1.12 当地基土较弱,基础刚度和整体性较差,在地震作用下抗震墙基础将产生较大的转动,从而降低了抗震墙的抗侧力刚度,对内力和位移都将产生不利影响。

6.1.13 配合本规范第4.2.4条的规定,针对主楼与裙房相连的情况,明确其天然地基底部不宜出现零应力区。

6.1.14 为了能使地下室顶板作为上部结构的嵌固部位,本条规定了地下室顶板和地下一层的设计要求:
    地下室顶板必须具有足够的平面内刚度,以有效传递地震基底剪力。地下室顶板的厚度不宜小于180mm,若柱网内设置多个次梁时,板厚可适当减小。这里所指地下室应为完整的地下室,在山(坡)地建筑中出现地下室各边填埋深度差异较大时,宜单独设置支档结构。
    框架柱嵌固端屈服时,或抗震墙墙肢的嵌固端屈服时,地下一层对应的框架柱或抗震墙墙肢不应屈服。据此规定了地下一层框架柱纵筋面积和墙肢端部纵筋面积的要求。
    “相关范围”一般可从地上结构(主楼、有裙房时含裙房)周边外延不大于20m。
    当框架柱嵌固在地下室顶板时,位于地下室顶板的梁柱节点应按首层柱的下端为“弱柱”设计,即地震时首层柱底屈服、出现塑性铰。为实现首层柱底先屈服的设计概念,本规范提供了两种方法:
    其一,按下式复核:

    设计时,梁柱纵向钢筋增加的比例也可不同,但柱的纵向钢筋至少比地上结构柱下端的钢筋增加10%。
    其二,作为简化,当梁按计算分配的弯矩接近柱的弯矩时,地下室顶板的柱上端、梁顶面和梁底面的纵向钢筋均增加10%以上。可满足上式的要求。

6.1.15 本条是新增的。发生强烈地震时,楼梯间是重要的紧急逃生竖向通道,楼梯间(包括楼梯板)的破坏会延误人员撤离及救援工作,从而造成严重伤亡。本次修订增加了楼梯间的抗震设计要求。对于框架结构,楼梯构件与主体结构整浇时,梯板起到斜支撑的作用,对结构刚度、承载力、规则性的影响比较大,应参与抗震计算;当采取措施,如梯板滑动支承于平台板,楼梯构件对结构刚度等的影响较小,是否参与整体抗震计算差别不大。对于楼梯间设置刚度足够大的抗震墙的结构,楼梯构件对结构刚度的影响较小,也可不参与整体抗震计算。