按语自2022年1月1日起,通用技术类规范逐步实施。通用技术类规范具有强制约束力,是保障人民生命财产安全、人身健康、工程安全、生态环境安全、公众权益和公众利益,以及促进能源资源节约利用、满足经济社会管理等方面的控制性底线要求,工程建设项目的勘察、设计、施工、验收、维修、养护拆除等建设活动全过程必须严格执行。为便于广大工程技术人员更好的理解和掌握通用规范的要义,抗震专业委会公众号将就规范中的热点问题,特别是《既有建筑鉴定与加固通用规范》GB 55021-2021进行评述,以飨读者,文中观点仅代表原创者的想法。
如何调整抗震措施?
《既有建筑鉴定与加固通用规范》GB 55021-2021第5.1.4条:“A类和B类建筑的抗震鉴定,应允许采用折减的地震作用进行承载力和变形验算,允许采用现行标准调低的要求进行抗震措施的核查,但不应低于原建造时的抗震设计要求”。那么“调低标准的抗震措施”具体指哪些方面呢?
A、B类建筑的抗震设防标准及其调整,在《建筑抗震鉴定标准》GB 50023-2009中已有明确说明,此处的“允许采用现行标准调低的要求进行抗震措施的核查,但不应低于原建造时的抗震设计要求”,对按《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001及以后版本规范设计建造的房屋而言是合适的,即GB 50023中的C类建筑。
抗震措施指“除地震作用和抗力计算以外的抗震设计内容”,包括了抗震概念设计、内力组合与调整、抗震构造措施。既有建筑的抗震鉴定与加固可根据建筑的具体特点从这三个方面调整设防标准。
有关结构体系、建筑现状、结构整体性的鉴定要求,在《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的各章中都有明确的规定,这里重点谈谈关于建筑规则性的要求。
1.扭转不规则问题
《建筑抗震鉴定标准》GB 50023中给出的扭转规则性要求条款,是沿用了《建筑抗震设计规范》GBJ 11-89的条文规定,只是给出了定性要求,要求在承载力验算需考虑扭转效应,并未给出规则性的量化判断标准。直到《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001才给出了具体的量化指标,即大家熟知的扭转位移比1.2和1.5。
对于A类、B类建筑的加固改造,扭转位移比超是比较常见的,实际工程中可以这样处理:
(1)不得因加固改造使原有的扭转不规则性增加;
(2)宜通过加固(如增设抗震墙或支撑)减小原有的扭转不规则性;
(3)加固改造后的最大扭转位移比不得超过1.4。
2.竖向不规则问题
既有建筑竖向不规则的情况应引起设计人员足够的重视。在抗震鉴定阶段,对于侧向刚度发生突变的楼层,可将较小刚度楼层的体系影响系数取0.8进行验算。在加固改造设计阶段,建议按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的要求执行,可通过增设抗震墙或钢支撑提高刚度,纯靠提高楼层承载力的方法是存在安全隐患的,因为大震下的塑性变形集中将导致该楼层构件的破坏,依然成为相对薄弱的楼层,严重者甚至发生倒塌,控制大震不倒是加固改造的基本要求。
3.楼板不连续问题
近年来,结构的抗震加固已向“大拆大改”的建筑功能改造发展,由于水平、竖向交通的调整,楼板开大洞、不连续已成为大家所关心的问题。楼板开大洞、不连续对建筑的抗震性能影响非常大,设计时应引起足够的重视。这类问题的解决方法是:
(1)适当提高《建筑抗震鉴定标准》GB 50023中抗震措施的要求,适度降低现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中抗震措施的要求,因此,GB 55021中“降低标准”应理解为降低设计标准的要求而不是鉴定标准的要求。
A类钢筋混凝土建筑的抗震等级一般情况下按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中的四级考虑,即对地震作用效应不进行调整,B类建筑按《建筑抗震鉴定标准》GB 50023中的规定确定。但对于结构大拆大改的工程,A类建筑至少应按抗震等级三级考虑,B类建筑应适当提高抗震等级。
(2)结构的整体分析应按弹性楼板考虑,对于楼板开洞、不连续严重超限的建筑,应保证中震作用下楼板处于弹性工作状态。
1.地震作用的计算 “十三五”国家重点研发计划课题对既有建筑考虑不同后续使用年限的地震作用计算理论进行了系统的研究,研究结果表明:地震作用的概率分布属于极值Ⅱ型,而地震烈度的概率分布属于极值Ⅲ型。根据这一成果导出了后续使用年限30年、40年的地震作用折减系数取0.8和0.9,该项成果已纳入《既有建筑鉴定与加固通用规范》GB 55021-2021及其他的国家现行标准中。今后的《建筑抗震鉴定标准》GB 50023修订中似不再采用“鉴定谱”(第3.0.5条),直接按《建筑与市政工程抗震通用规范》GB 55002-2021或《建筑抗震设计规范》GB 50011计算地震作用,再乘以相应的折减系数。 2.地震作用组合的调整 《建筑与市政工程抗震通用规范》GB 55002-2021给出了地震作用与其他作用效应的基本组合值: 在上述组合公式中,分项系数的提高,楼面活荷载的调整,抗震设防烈度的提高,对既有建筑的加固改造客观上形成了“剿杀”的势态,如何突出重围,对地震作用标准值效应的调整成为唯一的出路。 我国的建筑抗震设计中,根据结构类型、设防烈度、房屋高度和场地类别将结构划分为不同的等级进行抗震设计,以体现在同样烈度下不同的结构体系、不同高度和不同场地条件有不同的抗震要求。这个概念仅对新建工程是适合的,对于既有建筑的鉴定与加固还应体现使用年限(现称工作年限)的要求。 我国的抗震设计规范是自89版才开始有抗震等级这一概念,规定了抗震等级也就规定了地震作用调整系数的取值、配套的抗震构造措施,这些都是实现三水准抗震设防目标的保证。 1.A类建筑 A类系按78或74抗规设计,甚至还未考虑抗震设防,对于这一类建筑要达到现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的要求是事实,更别说达到通用类技术规范的要求。对于这一类建筑鉴定加固时“降低标准”的做法是: (1)地震作用效应调整系数一律取1.0,即取B类建筑(89版抗震而不是现行版抗规)中最低的抗震等级四级; (2)抗震构造措施一般情况下按抗震等级四级考虑,对于改造复杂的情况,按B类建筑抗震等级三级考虑。 (1)一般情况下按《建筑抗震鉴定标准》GB 50023-2009中规定的抗震等级采用; (2)对于抗震设防烈度提高了的地区,采用现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定确定地震动参数,但抗震等级可根据新的地震动参数按《建筑抗震鉴定标准》GB 50023-2009的规定确定。
STEPS 地震作用组合的调整
STEPS 地震作用组合的调整