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砼規、抗規、高規對同一問題要求不一致的處置
時間:2014-07-23 16:10:38 | 點擊:3309

 


 
 
    本文中提到的《混凝土結構設計規范》(GB 50010—2010)簡稱為《砼規》,《建筑抗震設計規范》(GB 50011—2010)簡稱為《抗規》,《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ 3—2010)簡稱為《高規》。筆者把在學習和執行新規范的過程中碰到的問題提出來,和同行一起討論,共同提高對新規范的理解,不妥之處還望同行多多指正。 
1   鋼筋的質量要求
    《砼規》第4.2.2條要求鋼筋的強度標準值應具有不小于95%的保證率。在《砼規》里列為強條,而在《抗規》第3.9.2條結構材料指標章節中就未列出此要求,《高規》第3.2節中未具體列出此條,但在第3.2.3條中籠統地要求鋼筋及其性能應符合《砼規》的有關規定。因為強度標準值保證率的要求不是抗震對鋼筋性能的要求,但這是對鋼筋質量的基本要求,應在結構總說明中把此條寫入,否則可能存在違反強條的情況。
2   箍筋優先選用何種鋼筋
    三本規范對箍筋鋼筋的選用原則的提法也不盡相同,《砼規》第4.2.1-3條規定箍筋宜采用HRB400,HPBF400,HPB300,HRB500,HRBF400鋼筋,也可以采用HRB335,HRBF335鋼筋。該條是把HRB400級鋼筋擺在優選的第一位,把HRB335級鋼筋放在第二位;《抗規》第3.9.3-1條規定箍筋宜選用符合抗震性能指標的不低于HRB335級的熱軋鋼筋,也可以選用HPB300級熱軋鋼筋,該條是把HRB335鋼筋放在選用首位;《高規》第3.2節中對箍筋的選用未作任何規定。根據國家主管單位提出的“四節一環保”的要求,提倡應用高強、高性能鋼筋,限制并準備逐步淘汰HRB335級熱軋帶肋鋼筋的應用,所以在選用箍筋時按《砼規》第4.2.1-3條執行是很合理的。筆者了解到目前市場上8~ 12的HRB400鋼筋容易買到,且HRB400級鋼筋價格每噸只比HRB335鋼筋貴一百多元。當有的業主對含鋼量經濟性提出要求時,或對那些受力不大,主要由構造配箍控制的構件采用HRB335鋼筋也是允許的,也沒有違反規范。對于一些既有結構的設計或一些邊遠地區的工程在規范的過渡期可以允許采用HPB235級光圓鋼筋。
3   鋼筋的強度比
    《抗規》第3.9.2-2-2條要求抗震等級為一、二、三級的框架和斜撐構件(含梯段),其縱向受力鋼筋采用普通鋼筋時,鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應小于1.25;鋼筋的屈服強度實測值與屈服強度標準值的比值不應大于1.3。此條在《抗規》里是列為強條。《砼規》第11.2.3條完全同《抗規》第3.9.2條,但《高規》第3.2.3條內容雖同《抗規》,但不是作為強條出現,而是一般性條文。
    建議結構總說明中應把此條作為強條列入,從嚴處置,因為施工圖審查抽檢時,各人把握尺度不一,還是寫上為好。
4   地下一層的抗震等級
    當主樓地下一層與其以外地下室一層為整體時,地下室中無上部結構的地下室的抗震等級,《抗規》和《高規》的提法是不一樣的。《高規》3.9.5條規定,當地下室頂板作為上部結構的嵌固端時,地下一層相關范圍的抗震等級應按上部結構采用,地下一層相關范圍一般取主樓周邊外延1~2跨的地下室范圍。也就是說主樓以外1~2跨范圍的地下一層抗震等級應按主樓結構采用。當主樓與裙房為一體時,主樓以外不小于裙房3跨范圍內的地下一層應采用主樓的抗震等級。而《抗規》第6.1.3-3條中沒有提到地下一層相關范圍如何取值,只是籠統提到地下一層的抗震等級應與上部結構相同,地下室中無上部結構的部分,抗震構造措施的抗震等級可根據具體情況采用三級或四級,沒有提到地下一層相關范圍,兩者提法是有區別的。《砼規》第11.1.4-3條的提法和《抗規》是一致的。
    在實際工程中常常碰到主樓以外是連通的地下車庫(住宅類建筑中常見),一般無上部結構,地下車庫抗震等級如何定,可能會有不同的定法,筆者認為高層建筑宜執行《高規》,不屬高層的按《抗規》執行,這樣做是偏于安全的,當然這樣做會給設計在表達上帶來一些麻煩。
5   樓層側向剛度比
    抗震設計時,三本規范對高層建筑相鄰樓層的側向剛度比的提法也不全一樣,《高規》要求最嚴,《高規》3.5.2條提出兩種側向剛度比,即γ1和γ2,γ1是對框架結構而言,本層與上層γ1不宜小于0.7,與相鄰上部三層剛度平均值γ1不宜小于0.8。γ2是對框剪、板剪、剪力墻、框筒、筒中筒等結構而言,本層與相鄰上層的比值γ2不宜小于0.9;當本層層高大于相鄰層高的1.5倍時,該比值γ2不宜小于1.1;對結構底部嵌固層,γ2不宜小于1.5。以上都是2010版《高規》新提出的要求。《抗規》和《砼規》未提出γ2的以上要求,而γ1對《抗規》來說是用來判斷所有結構豎向不規則的指標,提法上是不同的。
故高層建筑應按《高規》執行,多層可按《抗規》執行。在審查電算資料時,不要忘記查看γ2的要求(注意γ2用的是層間剪力與層間位移比剛度)。
6   有裙房時的加強區高度
    《抗規》6.1.10條文說明中提到,主樓與裙房頂對應的相鄰上下層需要加強,此時,加強部位的高度也可以延伸至裙房以上一層。《高規》7.1.4-2條指定底部加強部位高度可取底部兩層和墻體總高度的1/10二者的較大值。《砼規》對此沒有作任何規定。
    《抗規》(08版)6.1.10條的條文說明中提到,裙房與主樓相連時,加強范圍宜高出裙房至少一層,《抗規》(10版)刪除此條,改為也可以延伸至裙房以上一層,其修訂背景條文說明中沒有闡述。有專家提到,有裙房時,主樓加強部位的高度應至少延伸至裙房以上一層,以上規定不是很一致,執行起來不好把握,加強部位要不要高出裙房頂一層,各院可能會出現不同的定法,這就會與審圖者產生爭執。筆者認為主樓層數較多,而裙房層數較少時,按《抗規》執行較合理,“較多”和“較少”由設計人員根據具體工程情況而定。
    2010版SATWE在確定剪力墻底部加強部位高度時,總是將裙房以上一層作為加強區高度判定的一個條件,如果不需要,直接將裙房層數填為零即可。裙房層數SATWE僅用作底部加強區高度的判斷,規范針對裙房的其他相關規定,程序并未考慮。
7   抗震墻豎向分布筋直徑大小
    《抗規》第6.4.4-3條規定豎向和橫向分布鋼筋,均不宜大于墻厚的1/10且不應小于8mm;豎向鋼筋直徑不宜小于10mm。《高規》第7.2.18條規定豎筋和水平筋的直徑不應小于8mm(無不宜小于10mm的規定)。《砼規》第11.7.15條規定剪力墻水平和豎向分布筋的直徑不應小于8mm;豎向分布筋直徑不宜小于10mm,提法與《抗規》一樣。自執行新規范后,有的院執行了《抗規》,豎筋統統采用 10,有的院按《高規》執行,豎筋直徑仍采用 8。
    高層住宅量大面廣,開發商往往對設計院提出含鋼量要求,前幾年200厚的剪力墻在某高度以上水平筋及豎筋都配成φ[email protected],也滿足配筋率要求,施工方基本是認可的,沒有提出疑義,所以筆者認為當業主對含鋼量沒有提出要求時,就按《抗規》執行,若業主對含鋼量提出要求時,就按《高規》執行,兩者都符合要求。
8   跨高比較小的連梁要不要加交叉鋼筋
    《抗規》第6.4.7條規定,跨高比較小的高連梁可設水平縫形成雙連梁、多連梁或采取其他加強受剪承載力的構造,何種構造沒有提及。
    《高規》對這類連梁是采用控制縱向鋼筋最小配筋率和最大配筋率的做法,《高規》第7.2.24條規定,跨高比≤0.5,抗震設計時,其縱向鋼筋最小配筋率為0.20%和45ft/fy的較大值;0.5<跨高比≤1.5時,最小配筋率取0.25%和55ft/fy的較大值;跨高比>1.5時,按框架梁要求。《高規》第7.2.25條對連梁頂面及底面單側縱筋最大配筋率也做了規定,跨高比≤1.0,最大配筋率為0.6%;1.0<跨高比≤2.0時,最大配筋率為1.2%;2.0≤跨高比≤2.5時,最大配筋率為1.5%。另外《高規》還通過7.2.22條和7.2.23條對截面平均剪應力及斜截面受剪承載力驗算提出更加嚴格的要求。
    《砼規》第11.7.10條規定,對于一、二級抗震等級的連梁,當跨高比≤2.5時,除設普通箍筋外宜另配置斜向交叉鋼筋(連梁截面寬度≥250時可采用交叉斜筋配筋,其寬度≥400時,可采用集中對角斜筋配筋或對角暗撐配筋)。《砼規》交叉斜筋配筋是根據近年國內外試驗結果及分析得出的,集中對角斜筋配筋和對角暗撐配筋是參考美國相關規范的相關規定和國內外進行的試驗結果給出的。
    《砼規》對跨高比較小的連梁另加配交叉斜筋的三種做法已入到國標11G101-1節76頁,大家可按國標執行,審圖人不會提出疑議。
9   抗震墻構造邊緣構件陰影區范圍
    《抗規》圖6.4.5-1中轉角墻陰影區每邊≥400,且出墻邊≥200;《砼規》圖11.7.19同《抗規》;而《高規》圖7.2.16的轉角墻陰影部分無總寬規定,出墻邊為300,翼墻出墻300。《抗規》圖6.4.5-1翼墻陰影部分有總寬要求;無出墻邊長度要求,《砼規》圖11.7.19中翼墻總寬≥400,出墻邊≥200;《高規》僅標出墻邊300;三本規范標注均有所不同。
    參照有關資料,以上不同之處高層建筑可按《高規》執行,多層可按《抗規》執行,也可以按11G101-1節73頁執行。
10   柱箍筋加密區的體積配箍率是否扣除箍筋重疊部分
    《抗規》第6.3.9-3-1條的條文說明提到本次修改,刪除89規范和01規范關于復合箍應扣除重疊部分箍筋體積的規定,因重疊部分對砼的約束情況比較復雜,如何換算有待進一步研究;《高規》第6.4.7-4條同《抗規》觀點,計算復合箍筋的體積配箍率時,可不扣除重疊部分的箍筋體積;只有《砼規》第11.4.17-1條規定ρv計算中應扣除重疊部分的箍筋體積。
    在實際工程中大都采用《抗規》和《高規》的方法,計算起來也方便,偏于安全,約束邊緣構件的箍筋體積配箍率通常也是采用不扣除重疊部分箍筋的計算方法。
11   框剪結構的暗梁設置
    《抗規》和《高規》對此要求也不一樣,《抗規》第6.5.1-2條規定,有端柱時,墻體在樓蓋處宜設置暗梁,(由原來的“應”改為“宜”),暗梁的截面高度不宜小于墻厚和400的較大值;《高規》第8.2.2-3條規定,與剪力墻重合的框架梁可保留,亦可做成寬度與墻厚相同的暗梁,暗梁截面高度可取墻厚的2倍或與該榀框架梁截面等高;《砼規》無此章節。以上可看出兩本規范對設暗梁的措辭上和截面大小上是不一樣的。《抗規》第6.5.1條的條文說明指出,對于有端柱的情況,不要求一定設置邊框梁,有邊框梁柱的抗震墻很有可能成為高寬比小的矮墻,強震作用下發生剪切破壞,同時,抗震墻給柱端產生很大剪力,使柱端剪壞,這種破壞形態對結構抗地震倒塌是非常不利的。《高規》8.2.2條的條文說明就沒有作什么說明。筆者認為,可按《抗規》執行。框剪結構的明框梁或暗梁如何設置應根據工程的具體情況而定,是設明框梁好,還是不設明框梁,是僅設暗梁好,還是暗梁也不設好,這需要通過大量試驗和震害的分析來定,有的文章還主張設邊框柱梁,這樣能約束墻在地震作用下的變形,對抗震有利,現在是各說各有理,但最終應以規范為準。
12   樓層剪力增大系數
    《抗規》第3.4.4-2條規定,平面規則而豎向不規則的建筑,剛度小的樓層的地震剪力應乘以不小于1.15的增大系數。《高規》第3.5.8規定側向剛度變化,承載力變化,豎向抗側力構件連續性不符合規程第3.5.2,3.5.3,3.5.4條要求的樓層,其對應于地震作用標準值的剪力應乘以1.25的增大系數。除增大系數兩本規范不一樣外,《抗規》對地震剪力采用什么值沒有像《高規》那樣明確。一般處置辦法是高層建筑按《高規》執行,非高層建筑按《抗規》執行。
13   鋼筋代換
    《抗規》第3.9.4條規定,在施工中,當需要以強度等級較高的鋼筋替代原設計中的縱向受力鋼筋時,應按照鋼筋受拉承載力設計值相等的原則換算,并應滿足最小配筋率,并以強條出現。《高規》第3.2節中未提及此問題。《砼規》第4.2.8條對鋼筋代換提出更多的具體要求,但是以一般性條文出現,除應滿足承載力和最小配筋率以外,還要滿足伸長率、裂縫寬度、鋼筋間距、保護層厚度、錨固長度、接頭面積百分率及搭接長度等構造要求。抗震設計時應執行《抗規》,總說明中應寫上《抗規》第3.9.4條,非抗震設計時,可按《砼規》執行。
    以上是筆者在審圖過程中常遇到的問題,表達了自己的愚見,由于對新規范的學習和理解還不夠深入,不妥之處,愿同行發表自己的觀點,以便更準確地執行新規范。
    作者簡介:駱長安中聯西北工程設計研究院審圖中心主任,院總結構工程師,高級工程師,一級注冊結構工程師,陜西省超限高層審查委員會委員。王允鍔教授級高級工程師,一級注冊結構工程師,享受政府津貼專家。


 
 

 

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