对抗震规范GB5011-2010 中 (5.2.5) (楼层最小剪重比)的重新理解

建筑科技95性能化设计在某超高层结构设计中的应用张青峰，鲁 阳（合肥工业大学设计院（集团）有限公司，安徽 合肥 230009）摘要：某高层建筑建筑高度241.5m，采用钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构体系，经过试算分析，不设置加强层结构刚度能满足国家规范相关要求。

结合现行规范和规程，介绍了性能化设计在超限高层建筑结构中的应用，设定了抗震性能目标，进行了多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下结构的弹性及弹塑性分析，找到了结构的关键部位并采取可靠措施予以加强，为此类似结构设计提供借鉴。

关键词：超高层结构；抗震性能目标；桁架转换本项目用于酒店、办公，地下3层，地上55层，建筑高度241.50m，主楼轴线平面尺寸为 45.0mx36.6m，平面基本柱网尺寸为 9.0m×图1 A 塔建筑剖面图本工程主体结构设计使用年限为50年，建筑结构安全等级为二级，重要性系数 1.0。

本工程抗震设防类别为重点设防类(乙类)，地基基础设计等级为甲级。

抗震设防烈度为7度，设计基本地震动加速度为0.10g，设计地震分组为第一组，场地土类别为Ⅱ类。

钢管混凝土框架为一级、钢筋混凝土核心筒为特一级，41层转换结构构件、支承构件及其上下各一层竖向构件、竖向收进上下各一层的剪力墙均为特一级。

1 结构体系 1.1 结构选型本工程属于超B 级高层建筑，采用钢管混凝土框架+钢筋混凝土核心筒混合结构体系，框架由钢管混凝土柱、H 形或箱型截面钢梁及组合楼板组成。

地下室顶板无大开洞，顶板楼盖设计符合《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2010）[1]3.6.3条，地下一层与相邻上层的侧向刚度比符合高规5.3.7条要求，计算嵌固端确定为地下室顶板。

计算时通过比对分析，发现在不设置加强层的情况下，结构刚度满足高规相关要求，最终确定不设置加强层的结构方案。

1.2 楼盖体系 塔楼核心筒采用钢筋混凝土楼板，核心筒外围楼板采用钢筋桁架楼承板组合楼板[2]，转换桁架上下两层的楼板厚为150mm，地下室顶板板厚180mm,其余楼层的楼板厚度均为100mm。

2023-2024施工员之土建施工基础知识常考点1、关于抗震墙厚度的说法，错误的是（）A.抗震设防等级为一级时.不应小于160mm且不宜小于层高或无支长度的1/20B.抗震设防等级为二级时.不应小于160mm且不宜小于层高或无支长度的1/25C.抗震设防等级为三级时.不应小于140rnrn且不小于层高或无支长度的1/25D.抗震设防等级为四级时.不应小于140mm且不小于层高或无支长度的1/25正确答案：B2、根据《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2013，单位工程竣工验收应由（）组织。

A.建设单位B.施工单位C.监理单位D.设计单位正确答案：A3、某项目招标人拟采用邀请招标方式招标，应当至少向（）个以上具备承担招标项目能力、资信良好的特定法人或者其他组织发出投标邀请书。

A.2B.3C.5D.6正确答案：B4、地下工程的防水等级分为四级，防水混凝土的环境温度不得高于（A.60℃B.70℃C.80℃D.90℃正确答案：C5、阳台、外廊、室内回廊、内天井等临空高度在24m以下时，栏杆高度不应低于（A.0.90mB.0.95mC.1.05mD.1.10m正确答案：C6、钢筋混凝土框架梁，一般情况下自支座内侧（）mm处开始设置第一道箍筋。

A.50B.100C.150D.200正确答案：A7、某圆形截面的直径为D，则其抗弯截面模量为（）。

A.πD?/64B.πD3/64C.πD?/32D.πD3/32正确答案：D8、建设法规是指国家立法机关或其授权的行政机关制定的旨在调整国家及其有关机构、企事业单位、（）之间，在建设活动中或建设行政管理活动中发生的各种社会关系的法律、法规的统称。

A.社区B.市民C.社会团体、公民D.地方社团正确答案：C9、混凝土外加剂种类繁多，功能多样，下列外加剂能改善混凝土耐久性的是（）A.缓凝剂B.早强剂C.引气剂D.泵送剂正确答案：C10、良好行为记录信息公布期限一般为（）A.6个月B.1年C.2年D.3年正确答案：D11、地基是承担（）传来的建筑全部荷载。

GB50011-2010《建筑抗震设计规范》强制性条文前言此次修订，共设强制性条文56 条，即：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总则1.0.2 抗震设防烈度为 6 度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。

1.0.4 抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件(图件)确定。

基本规定3.1.1 抗震设防的所有建筑应按现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223 确定其抗震设防类别。

注：本规范中，甲类、乙类、丙类、丁类，分别为现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223 特殊设防类、重点设防类、标准设防类、适度设防类的简称。

3.3.1 选择建筑场地时，应根据工程需要，掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利、不利和危险地段做出综合评价。

对不利地段，应提出避开要求；当无法避开时应采取有效的措施。

对危险地段，严禁建造甲、乙类的建筑，不应建造丙类的建筑。

3.3.2 建筑场地为Ⅰ类时，甲、乙类的建筑应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施；丙类的建筑应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施，但抗震设防烈度为6 度时仍应按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。

抗震设计1 总则1.0.1 为贯彻执行《中华人民共和国建筑法》和《中华人民共和国防震减灾法》并实行以预防为主的方针，使建筑经抗震设防后，减轻建筑的地震破坏，避免人员伤亡，减少经济损失，制定本规范。

按本规范进行抗震设计的建筑，其抗震设防目标是：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用，当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用，当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

1.0.2 抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。

1.0.3 本规范适用于抗震设防烈度为6、7、8和9度地区一般的建筑工程的抗震设计及隔震、消能减震设计。

抗震设防烈度大于9度地区的建筑和行业有特殊要求的工业建筑，其抗震设计应按有关专门规定执行。

注：本规范一般略去“抗震设防烈度”字样，如“抗震设防烈度为6度、7度、8度、9度”，简称为“6度、7度、8度、9度”。

1.0.4 抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件(图件)确定。

1.0.5 一般情况下，抗震设防烈度可采用中国地震烈度区划图的地震基本烈度（或与本规范设计基本地震加速度值对应的烈度值）。

对已编制抗震设防区划的城市，可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。

1.0.6 建筑的抗震设计，除应符合本规范要求外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。

2 术语和符号2.1 术语2.1.1 抗震设防烈度seismic fortification intensity按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。

2.1.2 抗震设防标准seismic fortification criterion衡量抗震设防要求的尺度，由抗震设防烈度和建筑使用动能的重要性确定。

2.1.3 地震作用earthquake action由地震动引起的结构动态作用，包括水平地震作用和竖向地震作用。

二级结构工程师专业知识单选题练习及答案2017二级结构工程师专业知识单选题练习及答案[单选]有一矩形截面剪力墙，总高H=50m，bw=250mm，hw=6000mm，抗震等级为二级。

纵筋HRB335级，fy=300N/mm2，箍筋HPB235级，fy=210N/mm2，混凝土强度为C30，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2，ξb=0.55，竖向分布钢筋为双排10@200mm。

若墙肢底部截面重力荷载代表值作用下的轴压力设计值N=4600kN。

则该墙肢的剪压比与剪压比容许值的比值最接近于( )。

A.0.149B.0.357C.0.405D.0.619正确答案:B[单选]对由粉质粘土、灰土和粉煤灰填筑的垫层，进行施工质量检验时，应通过试验测定下列哪一项指标?( )A.用环刀法测定重度B.测定重度和含水量C.测定压实系数D.测定干重度正确答案:B[单选]某露天施工现场，采用小头直径φ=150mm的杉木模板支撑盘柱，立柱两头为铰接，主要承受施工活荷载，柱高为2.5m，其轴心受压稳定系数=0.523。

试问该立柱的轴心受压承载力(kN)最接近于下列( )哪项数值。

A.143.63B.138.8C.125D.106.8正确答案:A[单选]配筋砌块砌体剪力墙的抗剪承载力与下列几项因素有关，其中不正确的一项是( )。

A.剪力墙的抗剪承载力随混凝土砌块孔洞率和灌孔混凝土轴心抗压强度设计值的增大而提高B.抗剪承载力随砌体内水平钢筋的配筋率和抗拉强度设计值的增大而提高C.抗剪承载力随剪力墙的剪跨比的增大而提高D.抗剪承载力随正应力σ0的增大而提高(σ0<0.75fg)正确答案:C[单选]配筋砌块砌体剪力墙的连梁设计时，应满足下列各项要求，其中哪一项是不正确的?( )A.连梁的跨高比大于2.5时，宜采用混凝土连粱B.连梁斜截面的抗剪能力，应高于正截面的抗弯能力C.剪力墙的破坏应后于连梁D.连梁的破坏应后于剪力墙正确答案:D[单选]关于砌体房屋伸缩缝的最大间距，下列叙述中有误的是( )。

2023年质量员继续教育题库题库第一部分单选题(200题)1、铝芯电线，由于其重量轻，通常用于（）。

A.家庭和办公室照明B.需柔性连接的可动部位C.电焊机至焊钳的连线D.架空线路【答案】：D2、（）是施工质量监控的主要手段。

A.现场质量检查B.抽样检查C.施工进度控制D.施工方案优化【答案】：A3、《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）规定，有较高要求的抗震结构适用的钢筋牌号中已有带肋钢筋牌号后加（）的钢筋。

A.DB.EC.FD.G【答案】：B4、事故隐患不整改不放过工程的质量保修的具体保修范围和最低保修期限由（）规定。

A.建设单位B.国务院C.施工单位D.建设行政主管部门【答案】：B5、某建筑工程公司因效益不好，公司领导决定进行改革，减负增效。

经研究将公司安全部撤销，安全管理人员8人中，4人下岗，人转岗，原安全部承担的工作转由工会中的两人负责。

由于公司领导撤销安全部门，整个公司的安全工作仅仅由两名负责工会工作的人兼任，致使该公司上下对安全生产工作普遍不重视，安全生产管理混乱，经常发生人员伤亡事故。

A.限期改正B.逾期未改正的，责令停业整顿，依照《中华人民共和国安全生产法》的有关规定处以罚款C.造成重大安全事故，构成犯罪的，对直接责任人员，依照刑法有关规定追究刑事D.对企业负责人处以行政处罚【答案】：D6、改善砂浆和易性，砖应隔夜浇水，严禁干砖砌筑，铺灰长度不得超过500mm，宜采用“”砌砖法进行砌筑。

这是预防（）质量问题的有效措施。

A.砂浆强度偏低、不稳定B.砂浆和易性差、沉底结硬C.砌体组砌方法错误D.灰缝砂浆不饱满【答案】：D7、有防潮隔汽层绝热材料的拼缝处，应用粘胶带封严，粘胶带的宽度不应小于（）mm。

粘胶带应牢固地粘贴在防潮面层上，不得有胀裂和脱落。

A.30B.40C.50D.60【答案】：C8、在（）阶段的质量控制，施工单位要严格按照审批的施工组织设计进行施工；对技术要求高，施工难度大的，或采用新工艺、新材料、新技术的工序和部位，须设置质量控制点。

根据建设部建标[2001]156号文的通知，新修订的国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001，以下简称新规范）将于2002年1月1日起施行。

目前，新规范已由中国建筑工业出版社出版发行，许多设计人员在学习后通过信函、电话、电子邮件等方式，向抗震规范管理组提出了许多问题，管理组对所提问题做了逐一解答。

现挑选一些共性的问题汇总如下，以期对有关人员学习掌握新规范有些帮助。

1. 为什么新规范2002年1月1日起施行，而原《建筑抗震设计规范》（GBJ11—89，以下简称89规范）2002年12月31日才废止因新规范是对89规范进行全面修订而编制的，在执行中需考虑设计、管理人员有一学习、适应和实用过程，为此保留一年的过渡期，这也是新规范执行中的通行做法，当初89规范在执行时曾三年的过渡期。

2. 新规范在过渡期中，一些其他的相关规范尚未公布，配套的计算软件还未升版，在实际使用时应如何操作？新规范与89规范相比，有许多不同之处，在过渡期内，结构进行抗震设计验算时，仍可采用依据89规范编制的计算机软件，但对于不需计算的抗震构造措施则自2002年1月1日起要按新规范执行。

在各地开展的施工图审查也可按此要求开展有关设计审查工作。

3. 新规范中为何无烟囱、水塔等构筑物及钢筋混凝土异型柱结构的抗震设计内容？本次建筑抗震设计规范的修订，已不包括烟囱、水塔等构筑物的抗震设计内容，此部分内容即将归入修订的《构造物抗震设计规范》。

对于异型柱结构，目前工程抗震界业内专家有各种不同的看法，普通认为异型柱结构属于抗震不利不的结构体系，目前正在修订的国家标准和行业标准均未将其列入。

若采用异型柱结构又无地方法规者，属于超规范、超规程设计，应按国务院《建筑工程勘察设计管理条例》第29条的要求执行。

4. 新规范中对建筑抗震设防类别的分类总原则是什么？为什么乙类建筑不是特别多？设置了抗震缝后可否根据各单元划分设防分类？目前许多大底盘高层建筑裙房为商店，上部为住宅楼，其抗震设防分类应注意哪些事项？按照当前的抗震防灾政策，在《建筑抗震设防分类标准》（GB50223—95）条文说明指出，对一般情况下，原则上能保障在遭遇设防烈度地震影响时，不致有灾难性后果，故绝大部分的建筑，均可列为丙类建筑，少数重要的建筑列为乙类建筑。

如何确定结构设计嵌固端0前言建筑结构在进行结构分析计算之前必须首先确定结构嵌固端的所在位置,而嵌固端的选取按照《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010（以下简称“高规”）和《建筑抗震设计规范》GB5011-2010（以下简称“抗规”）都要满足一定的条件,比如在地下室顶板嵌固需要满足相关范围内地下一层构件剪切刚度与上层构件剪切刚度比大于2,同时地下室顶板还需满足一定的构造要求,如果地下室顶板达不到嵌固条件,嵌固端下移,下移之后的嵌固端位置一般为地下室底板.实际工程中也由于各种特殊的情况,比如错层、夹层、坡地建筑、大底盘多塔结构等导致嵌固部位不太好确定,当然嵌固部位的确定也与是否有地下室、地下室层数的多少及基础形式都均有关系.不同的嵌固端位置会影响结构梁柱构件内力的调整、底部加强区的高度、梁柱构件配筋放大的处理等,对于经济性会产生一定的影响.本文结合规范嵌固端相关要求,对当前设计中存在的一些问题进一步分析,加深设计师对于结构嵌固相关问题的理解及对提高设计师对实际工程问题的处理能力.1对规范嵌固端的理解嵌固端包含两个层次的含义：1）计算嵌固端（计算模型的嵌固端或力学嵌固端,可理解为刚度嵌固端,简单理解被固定的位置）；2）设计嵌固端（预期塑性铰出现的部位或者强度嵌固端）.实际结构设计中,若不存在地下室,结构的嵌固端就是结构最底部,该部位是属于计算嵌固端,构件最底部不发生任何的平动和转动变形；若存在地下室,结构的计算嵌固端应该属于地下室的底板,但从规范精神出发,由于地下室土体约束作用的不确定性及线性地震加速度反应谱曲线属于地面反应谱等原因,为了在计算中得到明确的计算模型,规范认为地下室顶板构造满足一定的条件、地下一层相关范围构件剪切刚度与地上一层剪切刚度比大于2时,上部结构剪力可以可靠传递给地下室,地下室由于刚度大,且有土体约束,将产生较小的变形,仍应将地下室顶板作为上部结构设计的嵌固端,此时的嵌固端可以理解为设计嵌固端,该位置也是在结构设计中预期出现塑性铰的部位.不带地下室的结构,地震作用下结构塑性铰一般出现在结构最底部；对于带地下室的结构,由于地下室土体的约束作用,导致地下室顶板下层产生刚度突变,地震作用下可能使高层建筑的塑性铰由基础顶部转移到地下室顶板部以上.震害表明,在地震作用下,一般塑性铰出现在结构正负0处,但塑性铰也有向地下一层延伸的情况,基本未发现地下室底板出现塑性铰的情况.规范中为满足地下室顶板嵌固,保证塑性铰更加可靠的出现在地下室顶板以上部位,且保证塑性铰不要下移,对地下室结构的刚度和承载力提出了适当的加强措施,通过这样的调整,迫使塑性铰在预期的部位出现.规范中的嵌固端,涉及到结构设计中的强度、刚度及延性,其重点是得到较为准确的计算模型及保证抗震作用下的延性.通过确定嵌固端,得到清晰准确的计算模型,进行内力分析、配筋设计及规范指标判定.2设计中嵌固端位置的确定2.1不带地下室结构嵌固端位置的确定按照上述分析,对不带地下室的结构,结构嵌固端位置是结构最底部,在进行内力分析与配筋设计时,结构最底部既是力学意义的嵌固端也是设计意义的嵌固端,底部节点既不发生平动也不发生转动变形.2.2带地下室结构嵌固端位置的确定对于带地下室的结构,按照规范要求,应将上部结构与地下室“相关部位”（地上结构外扩不超过三跨的地下室范围）构件一起进行整体分析,按照高规附录E.0.1进行剪切刚度比的计算,如果地下一层“相关部位”构件剪切刚度与上层剪切刚度比大于2,地下室顶板可以作为上部结构的嵌固端.如果地下一层“相关部位”构件剪切刚度与上层剪切刚度比不大于2时,地下室顶板无法作为上部结构嵌固部位,嵌固端下移,移动的嵌固端位置应该为地下室底板,此时规范设计嵌固端也就是计算嵌固端,不应将中间某层设置为嵌固端所在的楼层.是否能在地下室中间某楼层嵌固,规范并没有给出相关的计算条件,不能直接按照下层比上层剪切刚度比大于2去判定嵌固,还需要考虑下层为地下室这一容易被设计师所忽略的隐含重要信息,正如上部结构计算中不能认为某一层与上层刚度比大于2,就将该层位置作为嵌固一个道理.规范没有表明在地下室中间楼层位置嵌固的条件,不能盲目扩大剪切刚度2倍的使用范围.因此,如果地下室顶板不能作为上部结构的嵌固端时,应将嵌固端移至结构的最底部,即地下室底板.3带地下室结构顶板嵌固相关问题分析3.1上部结构的配筋及指标控制由于土体约束的不确定性,应尽量通过调整结构布置,满足地下室顶板嵌固的剪切刚度比要求,保证地下室顶板作为上部结构的嵌固端.当地下室顶板为上部结构的嵌固部位时,应按取消掉地下室进行上部结构的内力分析、配筋设计及规范相关控制指标的判定.地下室部分不进行地震作用的分析,上部结构计算的剪力即基底剪力通过地下室的顶板直接传递给地下室,在地下土体约束作用下,上部地震作用仅仅传给地下一层,不再向下传递.诸如,刚度比、刚重比、剪重比、周期比、位移比及层间位移角指标,也应该是在取消掉地下室的模型上计算得到的,并与规范限值进行比较.3.2地下室地震作用分析按照高规3.9.5条的相关要求,地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,规范要求地震作用下结构的屈服部位发生在地上楼层,同时将影响地下一层,地面以下结构的地震响应由于土体作用逐渐减小,规定地下一层抗震等级不降低,地下一层以下不要求计算地震作用,其抗震构造措施抗震等级逐层降低.规范认为当地下室顶板嵌固以后,按正负0以上结构计算的地震剪力,通过满足加强措施的地下室顶板传递给全部地下室,并主要由地下一层构件承担.3.3地下室土体约束的考虑用于判断地下室顶板是否嵌固的剪切刚度与土体约束无关,但土体约束影响结构整体计算的刚度及内力,进而影响配筋.地下室层土体约束大小规范并没有给出具体值,当前设计一般都按照弹簧方式模拟土体作用,在SATWE软件中可以通过填写定义地下室,并填写“X、Y方向土层水平抗力系数的比例系数m值”来反映土体的这种约束作用.m值按照《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008（以下简称“桩基规范”）中表5.7.5的灌注桩对应的地基土类型去确定,m值越大,对应的土体对结构整体的约束作用越强.如果m值填写为负值,比如三层地下室填写m=-3,代表地下两层在X、Y两个水平方向实现完全的嵌固,地下室不产生水平位移,但土体不会约束转动方向位移,地下室会产生转动方向的转角变形.3.4地下室构件配筋的加强措施对地下室顶板嵌固的结构,为保证塑性铰不要出现在地下室,而出现在地上楼层,规范要求地下室结构的刚度和承载力做适当加强.地下室顶板满足梁板体系、最小板厚180、混凝土标号大于C30、最小配筋率0.25%等构造要求；地下一层梁、柱、墙等构件抗弯承载力做了提高,要求嵌固端下一层柱构件配筋单侧配筋是上层柱单侧配筋的1.1倍,梁构件支座部位按组合弯矩乘以1.3进行配筋,墙体边缘构件要求本来可设置构造边缘构件的,但要求纵筋面积不小于上层约束边缘构件纵筋面积.同时地下室构件配筋还要满足计算要求.4带地下室结构顶板不嵌固相关问题分析4.1地下室顶板不嵌固的内力分析与配筋设计抗规6.1.10.3强调了当结构计算嵌固端位于地下一层的底板或以下时,底部加强部位宜向下延伸到计算嵌固端.当地下室顶板无法作为上部结构的嵌固端时,规范要求嵌固端下移,此时一般设计师会直接将地下室和上部结构一起建模计算,按照桩基规范填写X、Y方向土层水平抗力系数的比例系数m值,完成上部与地下室的配筋.在配筋设计阶段嵌固端所在的层号对配筋处理有较大影响.如果是一层地下室,嵌固端填写1与2计算内力及配筋结果完全一样,导致很多设计师不用为了满足顶板嵌固而加大地下室墙柱构件的截面,直接将嵌固端放在地下室底板.对一层地下室结构,嵌固端位置不同,虽然计算结果完全一致,但不符合规范精神,应尽量通过加大地下室相关范围构件截面尺寸,做到在地下室顶板嵌固.带多层地下室结构,假如有4层,顶板若不嵌固,设计师会将嵌固端下移到地下一层底板作为嵌固端,此时,地下一层底板能否作为嵌固端,需要根据剪切刚度比去判断,部分设计师以地下二层剪切刚度与地下一层剪切刚度比是否大于2来判断是否嵌固,也有部分设计师以地下二层与地上一层剪切刚度比是否大于2判断是否嵌固.这样就有“嵌固端所在层号”为地下室中间某层,2或3或4等多种情况,按照规范若顶板不嵌固,应该只有嵌固端所在层号为1这种情况.在SATWE计算中如果将地下室与上部结构一起计算,填写嵌固端所在层号为3,内力分析与嵌固端所在层号填写无关,配筋设计时,考虑底部加强区下延,约束边缘构件延伸到嵌固端层,相应楼板、梁及柱对应的构造及配筋均做加强处理,柱单侧配筋1.1放大一直延伸到嵌固端,梁支座弯矩1.3放大不仅放大地下一层位置的,也放大嵌固端所在层号下一层的.当然对于地上结构配筋很多设计师由于把握不准确土约束大小,而采取了按照带地下室模型整体计算与不带地下室模型计算,对上部配筋包络设计.4.2地下室顶板不嵌固的结构指标控制由于土体约束的不确定性,虽然可以按照桩基规范表5.7.5去填写,但这是一个范围,在进行结构内力分析时,设计师对相同的土体约束情况可能赋予不同的m值,这样会导致计算模型由于不同的刚度而引起各项指标可能有差别.设计中关注的结构整体指标位移角、基底剪力、刚重比与结构楼层指标层刚度比、位移比、剪重比等这些指标就很难把握.部分设计师可能认为考虑地下室土体约束情况,计算的各项指标更准确,但由于土体约束的不准确,此结果与规范限值控制需要的计算模型结果是不对等的.因此,即使地下室顶板不嵌固,在进行这类结构指标控制的时候,建议还是按照取消掉地下室的模型进行控制.5与嵌固端相关细部问题及SATWE软件处理5.1底部加强区的确定及软件处理抗规6.1.10、高规7.1.4及对应条文说明对结构底部加强区的确定综合可概括如下.如果是地下室顶板嵌固,底部加强区为：max（H/10,顶板算起底部两层,有裙房层数时裙房层数加1,有转换层层数时转换层层数加2）；如果是地下室顶板不嵌固,嵌固端下移,底部加强区下延,此时的H始终从地下室顶板算起.软件在处理规范这条时不完全与规范一致,对于H的取值,如果顶板嵌固,从正负0算起,如果嵌固端下移,H高度跟着下延.同时由于规范要求嵌固端下一层构造边缘构件纵筋大于上层约束边缘构件纵筋,软件对于底部加强区按照上述方式确定以后还下延一层.当然对于底部加强区高度也允许设计师进行任意楼层指定干预,如图1所示.图1底部加强区人工干预图5.2地下室顶板嵌固刚度比的判断及软件处理地下室顶板是否嵌固时,需判断地下一层“相关范围”内楼层剪切刚度与上层的剪切刚度比,按照抗规6.1.14.2、高规5.3.7及高规附录E.0.1可知,该剪切刚度比仅与层高、竖向构件截面尺寸有关,与土体约束无关.在使用SATWE软件进行该项判断时,需要带地下室模型做整体分析,m 值默认即可,因为此值不影响剪切刚度比的计算.程序在计算剪切刚度比的时候采用的是本层刚度与下一层的刚度比,因此,如果查看地下室顶板能否嵌固,带着地下室计算,查看正负0层剪切刚度比RATX与RATY两值是否小于0.5来判定.5.3嵌固端抗震等级确定及软件处理按照抗规6.1.3及高规3.9.5,地下室顶板嵌固以后,地下一层相关范围内抗震等级同上部结构.地下一层及以下抗震构造措施抗震等级逐层降低,但不应低于四级,地下室超出上部主楼相关范围且无上部结构的部分,其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级；顶板嵌固以后,地震剪力从上部仅传给地下一层,不再向下传递,实际上是抗震构造措施抗震等级为三级或四级.在SATWE软件中默认地下室构件抗震等级同上部结构的抗震等级,对嵌固端以下抗震构造措施抗震等级可逐层降低,如图2所示.在实际设计中对于地下一层及以下需要手工修改抗震等级及抗震构造措施的抗震等级,如图3所示.5.4嵌固端相关结构底部薄弱层判断及软件处理高规3.5.2对底部嵌固层是否是薄弱层提出了较高的要求,由于底部嵌固层层间位移角结果较小,规范对其与上一层侧向刚度比做了150%的要求.此处侧向刚度比指的是层剪力与层间位移的比值,如果有土体作用,该比值与土体约束有关.设计中需正确的处理结构模型,正确进行首层刚度比的计算,并进行首层是否是薄弱层的判定.SATWE软件中为了正确的去判断首层是否是薄弱层,需要取消掉地下室去计算首层与上层的刚度比.程序对于高规3.5.2的执行仅仅针对结构建模计算的首层执行刚度比150%的较高要求.需要注意的是,如果带地下室计算,程序仅对结构地下室最底部按照150%控制刚度比,对正负0这一层并不会执行规范的这条要求.直接查看3.1.6版本软件输出的首层的RATX2与RATY2,查看这两个值是否大于1.5进行薄弱层的判断（注意：2.2及以前版本这个刚度比已经考虑1.5的值,直接与1比较即可）.5.5嵌固端相关底层剪力及倾覆力矩计算及软件处理高规4.3.12与抗规5.2.5对结构的底部最小剪力均提出了要求,要进行规范这项最小剪重比的判断,需要准确计算结构底部剪力.抗规和高规中要求通过计算的框架柱所占的倾覆力矩的比例确定相应的框剪结构的设计方法,倾覆力矩的计算是指嵌固端所在层即正负0处的计算结果.SATWE软件为了准确的考虑上部结构的剪力及倾覆力矩,在上部结构和地下室一起共同计算时,考虑地下室回填土的刚度贡献,但是有效质量系数的计算程序是不考虑地下室的,仅仅按照上部结构去统计有效质量系数.按照满足上部有效质量系数90%下计算的地下室顶板处的基底剪力进行最小剪重比调整及倾覆力矩的计算,底层倾覆力矩是嵌固端所在层的倾覆力矩.5.6嵌固端相关转换柱的弯矩放大高规10.2.11中要求对于一、二级转换柱的顶上端和下端弯矩组合值分部乘以放大系数1.5,1.3.设计师需要注意,按照规范体系,转换柱这条的放大需要正确理解嵌固端情况下执行,正确定义转换柱.在SATWE程序中需要正确定义转换柱,程序才可以按照规范要求正确放大其顶部和底部,需要设计师注意的是,如果带地下室计算,转换柱底部定义到正负0层即可,不要延伸到地下室,否则规范要求的放大没有正确执行.如果不带地下室,就应该定义转换柱从正负0到转换柱顶.5.7嵌固端相关剪力墙轴压比、边缘构件判断及软件处理设计师在设计中发现不带地下室计算的剪力墙轴压比基本符合从底到顶轴压比逐渐减小,但是带地下室以后,导致剪力墙轴压比分布与概念判断不太相符,这主要是由于地下室土体约束引起的,土体约束导致地下首层刚度突变,剪力墙分担的恒活荷载也变化,进而引起轴压比在正负0处也会发生突变.对于剪力墙轴压比计算是采用重力荷载代表值作用下的轴力,恒活作用下的轴力与结构刚度有关,与土体约束有关.SATWE软件中,程序仅判断嵌固端所在楼层的剪力墙轴压比是否满足可设置构造边缘构件的条件.如果带地下室计算,即使嵌固端以上楼层轴压比大于表7.2.14的限值,嵌固层轴压比小于表7.2.14要求,程序仍然会一律设置构造边缘构件.在软件中参数设置如图4所示.5.8嵌固端相关强柱根调整及软件处理为了提高结构安全度,高规6.2.2要求对于底层柱弯矩进行放大（强柱根调整）,以加强底层柱下端的实际受弯承载力,推迟塑性铰的出现.此处底层柱弯矩方法系数应该仅仅对结构正负0的底层柱进行放大即可.SATWE软件对地上一层、嵌固端和地下室底层的柱底弯矩都做了调整.如果建模计算中地下室参与结构整体分析,不论地下室顶板是否达到嵌固要求与否,地上一层天然存在一个或强或弱的被嵌固效果.地震灾害分析报告中绝大多数工程的地上一层都属于结构的最薄弱部位,极少见到地下室结构发生严重破坏的.为确保工程安全,软件按此进行控制虽然是保守的,但是必要的.5.9嵌固端相关部位梁、柱、墙配筋放大及软件处理按照抗规6.1.14及高规12.2.1可知,对于地下室顶板作为上部结构嵌固端时,嵌固端下层的梁端实配抗震受弯承载力大于地上柱下端实配抗震受弯承载力的1.3倍；柱嵌固端下层柱单侧配筋不小于地上一层柱的1.1倍；墙嵌固端下层边缘构件纵筋面积不小于地下一层对应墙肢边缘构件的纵筋面积.SATWE软件对地下一层即嵌固端下一层柱构件配筋单侧配筋取上层柱单侧配筋的1.1倍与自身计算的大值,柱上下截面形式不一致时,程序不会自动做这个1.1放大.地下一层梁支座部位程序按组合后的弯矩乘以1.3进行配筋,未完全按照规范要求进行处理,同时这个放大也是有条件的,需要梁的两端均有竖向构件相连,并且梁端上部也需要有柱,同时还要满足地震作用组合,同时满足这三个条件,才执行端部1.3放大.地下一层墙体边缘构件要求本来可设置构造边缘构件的,但程序判断该层为底部加强区,认为属于约束边缘构件,在满足自身计算配筋的同时,取纵筋面积不小于上层约束边缘构件纵筋面积,两者取大.如果嵌固端不在地下室顶板,则嵌固端下移,如果嵌固端移到结构最底部,比如有四层地下室,则地下四层柱配筋均取地上一层柱单侧配筋1.1倍与计算的大值.对于梁端配筋,不仅地下室顶板梁支座部位按组合后的弯矩乘以1.3进行配筋,嵌固端所在层梁端支座也按照组合弯矩乘以1.3进行配筋.由于嵌固端下延,地下室均设置约束边缘构件,且配筋均取首层约束边缘构件配筋与自身计算配筋的大值.放大处理的理由是,与柱底设计内力的放大原则设计理念相同,一句话概括为：“地下室顶板处总是按照嵌固端设计”.6结束语高层建筑结构设计中,由于土体的不确定性,结合规范要求,分析了关于内力、配筋及指标等各方面的问题,建议结构的嵌固端尽量设置在地下室顶板,如果无法在顶板满足下层与上层剪切刚度比不大于2,嵌固端下移至地下室底板.对于土体的约束如果输入m值,程序可以按照输入的值,体现土对结构的约束作用.实际设计中,无论选择地下室顶板还是结构最底部作为结构嵌固端,程序都通过相应的措施对梁、柱、墙及板配筋做了有针对性的加强,确保塑性铰尽可能出现在结构正负0,避免塑性铰向下延伸.本文同时结合设计师常用的SATWE设计软件对于嵌固端相关问题的处理及理解进行了详细的分析,供设计师在设计中参考.。

高层六个比值如何正确运用设计软件来判断整体结构的科学性和合理性，以满足规范的要求，是每个设计人员都非常关心的问题。

本文仅以我国目前较为权威且应用最为广泛的PKPM软件中的SATWE程序的电算结果，结合规范条文的要求，规范用于控制结构整体性的主要指标是：周期比、位移比、剪重比、刚度比、刚重比、层间受剪承载力之比，结合工程实例谈谈如何对电算结果进行判读。

1 工程概况及基本参数一栋地下一层,地面以上二十五层复杂高层框支剪力墙结构商住宅楼,结构转换层设在第五层楼面。

建筑抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为七度.建筑场地为II类；设计地震分组为一组，设计基本地震加速值为0.1g，场地特征周期TG=0.35s，水平地震影响系数取αmax ＝0.08，周期折减系数TC=0.85；柱砼强度等级C40，抗震等级为特级；剪力墙砼等级C40、C50、C30,抗震等级为一级，二级；梁、板砼强度等级C40、C30、C25，抗震等级为一级，二级；梁、柱受力主筋采用Ⅱ级钢。

2 周期比周期比即结构扭转为主的第一自振周期（也称第一扭振周期）Tt 与平动为主的第一自振周期（也称第一侧振周期）T1的比值。

周期比主要控制结构扭转效应，不是要求结构足够结实，而是要求结构承载布局合理，减小扭转对结构产生的不利影响，使结构的抗扭刚度不能太弱。

因为当两者接近时,由于振动藕连的影响,结构的扭转效应将明显增大。

[高规]3.4.5条规定，结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比（即周期比），A级高度高层建筑不应大于0.9；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85。

在设计软件SATWE的输去结果WZQ.OUT中如下：周期、地震力与振型输出文件(侧刚分析方法)考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y方向的平动系数、扭转系数振型号周期转角平动系数(X+Y) 扭转系数1 2.7636 90.17 1.00(0.00+1.00) 0.002 2.5602 0.21 0.99(0.99+0.00) 0.013 2.3706 172.36 0.01(0.01+0.00) 0.99计算Tt/T1＝2.3706/2.7636=0.86不超过0.9.对于多塔结构周期比，不能直接按上面的方法验算，这时应该将多塔结构分成多个单塔，按多个结构分别计算、分别验算(注意不是在同一结构中定义多塔，而是按塔分成多个结构)。

多层框架结构建筑设计的问题分析摘要：随着我国建筑行业的发展，钢筋混凝土多层框架结构在建筑工程建设中已经被广泛应用。

本文笔者就多层框架建筑结构设计中需要注意的几个问题予以分析总结，可供同行人士参考。

关键词：多层框架；结构设计；钢筋混凝土；荷载计算中图分类号：u463.32+1 文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）05-（页码）-页数钢筋混凝土多层框架结构由于具有结构传力明确、结构灵活、整体性强、抗震能力强等诸多优点，因此被广泛应用于现代建筑中。

虽然该种结构形式看上去比较简单，但是在设计时，若把握不好，将会出现很多问题，以下是笔者根据多年的设计经验总结出来的几个多层框架结构设计中值得我们思考的问题，以供大家参考。

1.基础设计荷载取值通常情况下，多层框架建筑的荷载不是很大，当天然地基承载力较高，且持力层较浅时，首选柱下独立基础。

《建筑抗震设计规范》gb5011-2010中的4.2.1明确指出，在地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层的下列建筑可不进行地基和基础的抗震承载力验算。

1）一般的单层厂房和单层空旷厂房，2）砌体房屋；3）不超过8层且高度在24米以下的一般民用框架和框架-抗震墙房屋，4）荷载基础与3）相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震墙房屋。

《建筑抗震设计规范》5.4.1规定，当结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合时，一般结构可以不考虑风荷载效应，当风荷载起控制作用时，风荷载组合系数取0.2。

因为一般多层建筑水平风荷载较小，所以经常忽略风荷载作用。

还有些设计师在进行独立基础设计时，柱脚内力设计值取值不合理，只对轴力与弯矩采取了设计值，而未能考虑剪力，还有些甚至只取了轴力设计值。

《建筑地基基础设计规范》gb50007-2011的第5.2.2中明确规定当偏心荷载时，必须考虑作用于基础底面的力矩。

而基础底面的力矩就是来自于柱底的弯矩和剪力。

若独立基础的设计荷载取值不合理，将会导致建筑结构的不安全或者材料浪费。