建筑抗震设计规范和建筑抗震设防分级

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001局部修订《建筑抗震设防分类标准》GB50223-2008广西建筑科学研究设计院潘国雄2008年10月修订依据原规范在使用过程中各地各单位反馈的意见及建议《汶川地震灾后恢复重建条例》中国地震局汶川地震灾区地震动参数第1号修改单汶川地震震害调查报告《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（08局部修订）主要修订内容条文修改共29条。设防烈度变更：四川、陕西、甘肃三省，共3条。材料性能：按产品标准修改，共2条（含强制性条文1条）。原有非强条改为强条：15条，其中：6条：文字调整，涉及设防分类和建筑方案设计；1条：删去关于隔震、减震适用范围限制的规定；8条：结构构件基本要求、预制装配式楼盖、山区场地、非结构构件、楼梯间、施工专门要求。其他9条：涉及坡地、单跨框架、预制板应用、土木石民居构造措施，以及楼梯参与整体计算等。一、关于山区建筑抗震设计的专门要求强制性条文3.3.1条的文字适当调整，强调：“对于危险地段，严禁建造甲、乙类的建筑，不应建造丙类建筑”。有关危险地段的划分，见规范4.1.1条，即“地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等发震断裂带上可能发生地表错位的部位”。将4.1.8条提升为强制性条文，要求：“建造于条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段的建筑结构，地震作用应乘以增大系数1.1~1.6”。（增大系数的计算参见条文说明）新增3.3.5条：山区建筑场地和地基基础设计应符合下列要求：1山区建筑场地应根据地质、地形条件和使用要求，因地制宜设置符合抗震设防要求的边坡工程；边坡应避免深挖高填，坡高大且稳定性差的边坡应采用后仰放坡或分阶放坡。2建筑基础与土质、强风化岩质边坡的边缘应留有足够的距离，其值应根据抗震设防烈度的高低确定，并采取措施避免地震时地基基础破坏。要求山区建筑的地基基础，应注意设置符合抗震要求的边坡工程，并避开土质和强风化岩石边坡的边缘（具体内容详见讲义）。二、关于抗震建筑结构体系的改进（一）本次修订进一步强调建筑方案符合抗震概念设计对于结构抗震安全的重要性。强制性条文3.4.1条的文字做适当调整，规定：“建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不规则的建筑方案应按规定采取加强措施，特别不规则的建筑方案应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施；不应采用严重不规则的建筑方案”。规则与不规则的划分，条文3.4.2条规定了一些定量的界限，但实际引起建筑不规则的因素还有很多，特别是复杂的建筑体型，很难有简化的定量指标一一区分并规定限制范围。设计人员要根据合理的抗震概念设计原则，对所设计的建筑的抗震性能有所估计，避免采用抗震性能差的不规则设计方案。（二）关于结构构件的选型，第3.5.4条强调优先采用现浇混凝土楼、屋面，增加了对预制装配式楼盖的要求：“多、高层的混凝土楼屋盖宜优先采用现浇混凝土板。当采用混凝土预制装配式楼、屋盖时，应从楼盖体系和构造上采取措施确保各预制板之间连接的整体性”。汶川地震中，有很多预制装配楼盖由于构造措施不当，掉落导致人员伤亡。需要认真总结经验，从楼盖体系和构造上采取措施，以提高安全性。在7.1.7条则增加“教学楼、医院等横墙较少、跨度较大的房屋，宜采用现浇钢筋混凝土楼、屋盖”的相关规定，以加强横墙较少、跨度较大的楼、屋盖的整体性。（三）关于框架填充墙的布置要求，新增强制性条文3.7.4条规定：框架结构的围护墙和隔墙，应考虑其设置对结构抗震的不利影响，避免不合理设置而导致主体结构的破坏。同时，条文13.3.2条规定：墙体与主体结构应有可靠的拉结，应能适应主体结构不同方向的层间位移。条文13.3.3条规定：填充墙在平面和竖向的布置，宜均匀对称，避免形成薄弱层或短柱。尤其应当注意的是，当填充墙体形成短柱时，应对柱全高加密箍筋。（背景材料）围护墙和隔墙的不利影响，主要表现为三种：1、上下楼层的墙体数量相差很大，导致上刚下柔，采用普通砖、空心砖的砌体填充墙尤其明显；2、填充墙不到顶，形成短柱剪切破坏；3、填充墙在平面内偏心布置，造成结构抗扭刚度布置失衡。框架结构中，围护墙和隔墙不合理布置，可能使结构形成刚度和承载力突变的薄弱部位而引起倒塌，这是历次大地震，包括汶川地震的教训。为此将3.7.4条提升为强制性条文，要求注册建筑师和注册结构工程师严格执行，不要重蹈覆辙。（四）关于单跨框架结构，规范6.1.5条作出补充规定：当柱中线与抗震墙中线、梁中线与柱中线之间的偏心距大于柱宽的1/4时，应计入偏心的影响。高层的框架结构不应采用单跨框架结构，多层框架结构不宜采用单跨框架结构。单跨的钢筋混凝土框架结构对于抗震有明显的不利因素。汶川地震表明，即使是低层的单跨结构也明显比同类的多跨结构破坏严重。（五）限用独立砖柱。独立砖柱对于抗震十分不利，结合一些学校带悬挑的楼面大梁支承于独立砖柱的严重震害，本次局部修订，将7.3.6条提升为强制性条文，要求加强楼屋盖大梁与墙体的连接，特别规定：“7～9度时不得采用独立砖柱。跨度不小于6m的大梁的支承构件应采用组合砌体等加强措施，并满足承载力要求”。这里的“组合砌体”意味着，在支承部位仅仅设置构造柱是不够的，而且需要进行沿楼面大梁平面内、平面外的静力和抗震承载力验算。加强混凝土楼屋盖大梁等与墙体的连接，对于砌体结构的整体性十分重要。鉴于独立砖柱的抗震能力较差，特别规定7~9度时不得采用独立砖柱，尤其是支承大跨度楼面梁的构件应采用组合砌体等。（六）配合中小学教学用房按乙类的要求提高设防标准的规定，在强制性条文7.1.2条中补充了乙类多层砌体房屋高度和层数的控制——“乙类的多层砌体房屋允许按本地区设防烈度查表，但层数应减少一层且总高度应降低3m”。在7.1.3条中，补充了使用功能确有需要时普通砖砌体层高放宽到3.9m的条件：将普通砌体构件改为约束砌体构件。三、关于加强楼梯间抗震安全性的要求在结构抗震设计中，历来把楼梯段作为非抗侧力结构处理。汶川地震中，出现了许多楼梯间破坏导致人员伤亡的事故。为此，本次修订对楼梯间从计算到构造规定了一系列综合抗震措施，力求将楼梯间建成突发事件的应急疏散安全通道：（一）楼梯间参与结构整体计算分析。第3.6.6条规定：“计算模型的建立、必要的简化计算与处理，应符合结构的实际工作状况；计算中应考虑楼梯构件的影响”。（二）增设楼梯间的构造柱。强条第7.3.1条中，要求将楼梯间四角以及楼梯段上下端对应的墙体处设置构造柱。因此，楼梯间将共有不少于8根构造柱，与7.3.8条的强制性要求一起，有助于形成应急疏散安全岛。（三）加强楼梯间墙体的抗震能力。在3.7.3条补充规定：“楼梯间的非承重墙体，应采取与主体结构可靠连接或锚固等避免地震时倒塌伤人或砸坏重要设备的措施”。并将7.3.8条提升为强制性条文，要求砌体结构楼梯间墙体在休息平台或半高处设置钢筋混凝土带或配筋砖带，以及采取其他加强措施，特别要求加强顶层和出屋面楼梯间的抗震构造——相当于约束砌体的构造要求。有关背景此次地震中一个普遍的建筑破坏现象，就是作为逃生通道的楼梯间破坏比较严重，造成了相当的人员伤亡。经分析其主要原因是：砌体结构中，楼梯间整体性不足，地震中楼梯间的墙体破坏或倒塌造成楼梯段支座失效，进而导致整个楼梯间的破坏；而在钢筋混凝土框架结构中，则由于支撑效应使梯板承受较大的轴向力，地震时楼梯段处于交替的拉弯和压弯受力状态，当楼梯段的拉应力达到或超过混凝土材料的极限抗拉强度时，就会发生受拉破坏。而楼梯间的平台梁，则由于上下梯段的剪力作用，产生剪切、扭转破坏。同时有些楼梯间钢筋采用冷轧扭钢筋，延性不够，地震作用下钢筋脆断。抗震规范7.1.7条第4款规定：楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。本条虽作为对多层砌体结构的抗震要求而提出，实际上对于多层高层框架结构同样适用。四、关于抗震结构材料性能和施工要求的调整（一）限制脆性钢筋的使用。根据钢筋混凝土结构用钢筋产品标准GB1499.2-2007，在第3.9.2、3.9.3条对钢筋和钢材的性能指标做了补充：钢筋应满足总延伸率9%的要求，所有钢筋均应符合抗震性能指标，以避免汶川地震中钢筋脆断的破坏。（二）依据GB1499.2-2007，在3.9.2中将钢材的强屈比指标1.2改为屈强比指标0.85。（三）将3.9.4条——纵向受力钢筋的等强替换原则和3.9.6条——构造柱的施工顺序要求，提升为强制性条文，以加强抗震结构的施工质量控制。五、关于村镇民居的抗震设计要求本次地震中，村镇民居破坏严重。为提高村镇民居的抗震能力，本次局部修订对涉及村镇民居的抗震构造作了一些调整：（一）在11.1.5条中，要求生土房屋相邻墙体之间应采用简单的拉接材料相互连接，以提高墙体的整体性。（二）在11.2.12条中，要求木结构房屋的围护墙应与木柱可靠拉结，并提高了土坯等围护墙的构造要求，以避免土坯等倒塌伤人。（三）在11.3.2条中，对村镇石砌体房屋的高度和层数予以严格的控制。六、放松消能减震设计的应用条件条文3.8.1条改为非强制性条文：“隔震与消能减震设计，应主要使用于使用功能有特殊要求的建筑及抗震设防烈度为8、9度的建筑”。随着隔震和减震技术近年来的成熟，相应放宽其使用范围和条件。《附录A：我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组》修订调整城镇涉及四川省、陕西省和甘肃省的70个城镇，其变化情况如下：（一）新增为8度0.20g的城镇7个：四川6，甘肃1；（二）新增为7度0.15g的城镇有9个：四川8，陕西1；（三）新增为7度0.10g的城镇有15个：四川12，陕西3；（四）设防烈度不变而设计地震分组改变的城镇有39个：四川34，陕西1，甘肃4；（五）部分乡镇设防烈度与该县级城镇中心地区不同，需按区划图修改单确定。调整分类情况（二）：（一）由0.10g提高为0.20g的城镇3个：北川、汶川、都江堰；（二）由0.05g提高为0.15g的城镇1个：四川剑阁；（三）由0.15g提高为0.20g的城镇4个：平武、茂县、宝兴、两当（甘肃）；（四）由0.10g提高为0.15g的城镇8个：安县、青川、江油、绵竹、什邡、彭州、理县、略阳（陕西）；（五）由0.05g提高为0.10g的城镇15个：四川12个，陕西3个；《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008主要修订内容1调整了分类的定义和内涵。2扩大防灾救灾应急系统建筑的设防范围。3扩大了教育建筑中提高设防标准的范围，特别加强对未成年人在地震等突发事件中的保护。4扩大了划入人员密集建筑的范围，提高了体育场馆、博物馆、影剧院、商场、交通枢纽等人员密集的公共服务设施的抗震能力。5进一步明确本标准所列建筑名称是示例，未列入本标准的建筑可按使用功能和规模相近的示例确定其抗震设防类别。一、调整分类的定义和内涵特殊设防类：为数极少的地震破坏可能引起特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑，简称甲类；三级医院中承担特别重要医疗任务的门诊、医技、住院用房；承担研究、中试和存放剧毒的高危险传染病病毒任务的疾病预防与控制中心的建筑或区段；国家和区域电力调度中心；在交通网络中占关键地位、承担交通量大的大跨度桥；空运航管楼；国际无线电台，国家卫星通信地球站，国际海缆登陆站；国家级、省级的电视调频广播发射塔建筑，当混凝土结构塔高度大于250m或钢结构塔高度大于300m时；国家级卫星地球站上行站；科学实验建筑中，研究、中试生产和存放具有高放射性物品以及剧毒的生物制品、化学制品、天然和人工细菌、病毒（如鼠疫、霍乱、伤寒和新发高危险传染病等）的建筑重点设防类：地震破坏可能引起重大灾害后果，需要作为设防重点提高其设防标准的建筑，简称乙类；标准设防类：大量的满足“大震不倒”设防目标这个标准要求的建筑，简称丙类；适度设防类：地震破坏不至导致人员伤亡，允许在一定条件下适度降低设防要求的建筑，简称丁类（临时建筑、单层无害仓库等）新增强制性条文1.0.3条：抗震