上海《建筑抗震设计规程》若干条款探讨及浅析

毛 杰

(上海城乡建筑设计院有限公司, 上海 201103)

上海《建筑抗震设计规程》若干条款探讨及浅析

毛 杰*

(上海城乡建筑设计院有限公司, 上海 201103)

上海市工程建设规范《建筑抗震设计规程》(DGJ 08—9—2013)已施行4个多月，笔者在实际工程设计中遇到几处同一内容在不同的现行规范中要求不一致的问题，对其作了探讨及浅析，希望与同行们交流，以便更准确地执行新规程。

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1 引 言

上海市工程建设规范DGJ 08—9—2013《建筑抗震设计规程》(以下简称上海《抗规》)已施行4个多月，笔者在实际工程设计中遇到几处同一内容在不同的现行规范中要求不一致的问题，本文对其作了探讨及浅析，希望与同行们交流，以便更准确地执行上海《抗规》。

2 上海《抗规》与全国其他规范不一致的条款

2.1 上海金山区及崇明县的抗震设防烈度

上海《抗规》3.1.2条明确规定上海市各区县的抗震设防烈度均可按7度采用[1]，应包括金山区及崇明县，这是根据最新颁布的《中国地震动参数区划图》编制的。而《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)(以下简称全国《抗规》)附录A金山区及崇明县为6度；该条应执行上海《抗规》。初做上海金山区及崇明县项目的结构设计人员容易搞错。

2.2 钢筋的级别及质量要求

纵向钢筋的级别，上海《抗规》3.9.3条为：应选用符合抗震性能指标的不低于HRB400级的热轧钢筋[1]，而全国《抗规》3.9.3条为宜选用。

箍筋的级别，上海《抗规》3.9.3条为：宜选用符合抗震性能指标的不低于HRB400级的热轧钢筋，也可选用HPB300级热轧钢筋[1]，把HRB400钢筋作为首选；全国《抗规》3.9.3条把 HRB335 钢筋作为首选；《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)(以下简称《混凝土规》)第 4.2.1-3 款：箍筋宜采用 HRB400，HRBF400，HPB300，HRB500，HRBF500 钢筋，也可采用 HRB335，HRBF335 钢筋[4]。该条把 HRB400 级钢筋作为首选，把 HRB335 级钢筋放在可选择位置上；《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)(以下简称《高规》)3.2.1 条笼统叙述为宜采用高强钢筋，何种级别未作规定。

到底优先选用何种钢筋，笔者认为执行上海《抗规》是合理的，纵向钢筋和箍筋均采用HRB400 钢筋。目前为了落实国家节能减排政策，应优先采用高强度钢筋。上海地区以外也可按此原则执行。

钢筋的质量要求，上海《抗规》3.9节结构材料中未提及，全国《抗规》也未提及，而《混凝土规》第 4.2.2 条明确要求钢筋的强度标准值应具有不小于 95%的保证率，而且该条为强制性条文,因为这是对钢筋质量的基本要求，上海《抗规》及全国《抗规》未提及是因为强度标准值保证率的要求不是抗震对钢筋性能的要求，而是对钢筋质量的基本要求，因此设计者应按《混凝土规》要求把此条写到结构总说明中。

2.3 钢筋代换要求

上海《抗规》第 3.9.4 条规定：在施工中，当需要以强度等级较高的钢筋替代原设计中的纵向受力钢筋时，应按照钢筋受拉承载力设计值相等的原则换算，并应满足最小配筋率要求[1]。全国《抗规》第 3.9.4 条同样规定，《高规》第 3.2 节材料中未提及钢筋代换要求。《混凝土规》第 4.2.8 条对钢筋代换提出的要求更详细，除应符合设计要求的构件承载力、最大力下的总伸长率、裂缝宽度验算以及抗震规定以外、还要满足最小配筋率、钢筋间距、保护层厚度、锚固长度、接头面积百分率及搭接长度等构造要求。笔者认为钢筋代换应同时执行《抗规》及《混凝土规》，设计者应按《抗规》及《混凝土规》要求把此条写到结构总说明中。

2.4 上海地区的设计特征周期及水平地震影响系数最大值的取值

上海地区的设计特征周期取值，上海《抗规》3.2.2条明确规定，上海地区多遇地震和设防烈度地震时，Ⅲ类场地时取为0.65s，Ⅳ类场地时取为0.9s，罕遇地震时Ⅲ、Ⅳ类场地时取为1.1s。而全国《抗规》5.1.4条Ⅲ类场地时取为0.45s，Ⅳ类场地时取为0.65s，罕遇地震时Ⅲ、Ⅳ类场地时取为0.50s和0.70s。上海地区之所以不同，是根据上海地区的场地条件确定的。

水平地震影响系数最大值的取值，上海《抗规》5.1.4条规定，罕遇地震时7度、8度分别为0.45、0.81，是全国《抗规》相应值的90%，因为设计特征周期1.1s是根据上海地区软弱场地在大震下的较强非线性响应特征而定的，特征周期比小震时加大了较多，而加速度反应谱平台高度却降低了。

上海地区的设计特征周期及水平地震影响系数最大值的取值必须按上海《抗规》执行，初做上海地区项目的结构设计人员必须注意。

2.5 弹性层间位移角的限值

弹性层间位移角的限值，上海《抗规》5.5.1条对以下结构的嵌固端上一层：钢筋混凝土框架-抗震墙、框架-核心筒、板-柱-抗震墙的限值为1/2000；对以下结构的嵌固端上一层：钢筋混凝土抗震墙、筒中筒、钢筋混凝土框支层限值为1/2500；而全国《抗规》对此无明确要求；初做上海地区项目的结构设计人员很容易遗忘。

2.6 裙房与主楼相连的抗震等级

上海《抗规》6.1.4-2款是这样规定的：裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定抗震等级外，相关范围不应低于主楼的抗震等级[1]；该条文解释相关范围一般可从主楼周边外延3跨且不小于20 m，地下一层的相关范围一般指主楼周边外延1跨至2跨的地下室范围。全国《抗规》第6.1.3-2 款同上海《抗规》，但其条文解释没有提到地下一层相关范围如何取值，笔者认为可以按上海《抗规》条文解释执行。裙房与主楼分离时，两本《抗规》都规定应按裙房本身确定抗震等级，但是裙房与主楼之间设防震缝，在大震作用下可能发生碰撞，笔者认为该部位也需要采取加强措施。

2.7 抗震墙底部加强区无端柱或翼墙时厚度的确定

抗震墙结构底部加强部位无端柱或翼墙时的墙厚，上海《抗规》6.4.1规定，一、二级时不应小于220 mm，且不宜小于层高及无支长度的1/12；全国《抗规》6.4.1条无不应小于220 mm的规定；《高规》7.2.1-2规定一、二级时不应小于220 mm，但无且不宜小于层高及无支长度的1/12；该条上海《抗规》最为严格；笔者认为上海地区的工程无论多层还是高层均执行上海《抗规》；其他地区一般是高层建筑按《高规》及《抗规》从严执行，多层建筑按全国《抗规》执行。

2.8 抗震墙竖向和横向分布钢筋的直径

上海《抗规》 6.4.4-3 款规定抗震墙竖向和横向分布钢筋的直径，均不宜大于墙厚的 1/10 且不应小于 8 mm；竖向钢筋直径不宜小于10 mm[1]。全国《抗规》与上海《抗规》完全相同。《高规》7.2.18 条规定剪力墙的竖向和水平钢筋的直径不应小于 8 mm，竖向钢筋无不宜小于 10 mm的规定。《混凝土规》11.7.15 条规定与两本《抗规》一样。而《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)(以下简称《基规》)中8.4.5条规定，高层建筑筏形基础的地下室墙体内水平钢筋的直径不应小于12 mm，竖向钢筋的直径不应小于10 mm[5]五本规范三种规定，设计中如何执行？特别是高层住宅抗震墙量较大，含钢量影响也较大，要么影响开发商的利益，要么审图公司提意见。笔者的做法是：高层建筑的地下室执行《基规》，多层建筑的地下室执行《抗规》；地面以上的抗震墙无论高层还是多层，上海地区执行《抗规》；其他地区与当地审图机构沟通后确定，这样在不违反规范保证结构安全的前提下尽量让开发商满意。

2.9 抗震墙构造边缘构件阴影区的范围

上海及全国《抗规》图 6.4.5-1 转角墙阴影区出墙边大于或小于200 mm，且每边大于或等于400 mm；中翼墙出墙边无要求，但总长大于或等于400 mm且大于或等于墙厚；《混凝土规》图 11.7.19 转角墙同《抗规》；中翼墙出墙边大于或等于200 mm，总长大于或等于400 mm，并且2倍中翼墙墙厚大于或等于墙厚；而《高规》图 7.2.16 的转角墙阴影部分出墙边为 300 mm，无总长规定；中翼墙出墙 300 mm，无总长规定。四本规范标注有所不同。笔者的做法是：以上不同之处高层建筑可按《高规》及《抗规》从严执行;多层建筑可按《抗规》执行。

2.10 抗震墙的墙肢长度不大于墙厚的4倍如何处理

抗震墙的墙肢长度不大于墙厚的4倍时，上海《抗规》6.4.6条规定应按柱的有关要求进行设计；矩形墙肢的厚度不大于300 mm时尚宜全高加密箍筋[1]。全国《抗规》6.4.6条规定抗震墙的墙肢长度不大于墙厚的3倍，其处理方法与上海《抗规》相同，但分界点不同。而《高规》7.1.7条与上海《抗规》同样的条件却描述为宜按框架柱截面设计。剪力墙与柱都是压弯构件，其压弯破坏状态及计算原理基本相同，但截面配筋构造有所不同，因此墙截面和柱截面配筋计算方法也各不相同。根据工程经验无论高层还是多层按上海《抗规》执行较为合理,值得注意的是这类柱对结构受力及抗震都是不利的,在工程中应尽量避免,实际上在工程中也极少遇到，极少数会在屋面机房处遇到，笔者的做法是：计算时柱参与结构的整体计算算一次，柱不参与结构的整体计算再算一次,梁柱配筋取包络值。

2.11 跨高比较小的连梁是否加交叉钢筋

上海及全国《抗规》第 6.4.7 条规定：跨高比较小的高连梁，可设水平缝形成双连梁、多连梁或采取其他加强受剪承载力的构造[1-2]。

《高规》第 7.2.24 条规定，跨高比不大于1.5的连梁，非抗震设计时，最小配筋率可取为0.2%，抗震设计时，最小配筋率根据跨高比的不同而不同。《高规》第 7.2.25 条对跨高比不大于2.5的连梁顶面及底面单侧纵筋最大配筋率也做了规定，根据跨高比的不同而不同；可见《高规》对该类连梁采取限制纵向钢筋最小配筋率和最大配筋率的做法；此外，《高规》对截面剪应力及斜截面受剪承载力验算提出了更严的要求，详见《高规》7.2.22 条和 7.2.23 条。

上海《抗规》在第6.7.4条对一、二级核心筒和内筒中跨高比不大于2 的连梁，当梁宽不小于300 mm时，宜采用交叉暗撑，全部剪力由交叉暗撑承担，交叉暗撑的纵向钢筋有公式计算及构造要求，暗撑箍筋直径不应小于8 mm，间距有加密区非加密区之分。全国《抗规》在第 6.7.4 条规定：一、二级核心筒和内筒中跨高比不大于2 的连梁，梁宽≥400 mm时可采用交叉暗柱配筋，200 mm≤梁宽<400 mm可另增设斜向交叉构造钢筋；但未规定交叉暗柱及斜向交叉构造钢筋规格大小；《高规》第 9.3.8 条规定，框筒梁和内筒连梁，跨高比不大于2 时宜增配对角斜向钢筋，跨高比不大于1 时宜采用交叉暗撑，梁宽不宜小于400 mm；全部剪力由交叉暗撑承担，地震设计状况时，暗撑纵筋计算公式与上海《抗规》相同，暗撑箍筋直径不应小于8 mm，间距不应大于150 mm。

《混凝土规》第 11.7.10 条规定：对于一、二级抗震等级的连梁，当跨高比不大于2.5 时，除普通箍筋外宜另配置斜向交叉钢筋[4]，并有截面限制条件及斜截面受剪承载力的计算，当洞口连梁宽度不小于250 mm时可采用交叉斜筋配筋，当连梁宽度不小于400 mm 时，可采用集中对角斜筋配筋或对角暗撑配筋。《混凝土规》第11.7.11 条有纵向钢筋、斜筋及箍筋的构造要求，国标图集 11G101-1 第 76 页交叉斜筋、对角斜筋、对角暗撑配筋构造实际上是按《混凝土规》的要求做的，工程中可参照执行。上海地区一、二级核心筒和内筒中跨高比不大于2 的连梁可按上海《抗规》及图集 11G101-1执行。

2.12 框架-抗震墙结构的暗梁设置

上海及全国《抗规》6.5.1-2 款规定，有端柱时，墙体在楼盖处宜设置暗梁，暗梁的截面高度不宜小于墙厚和 400 mm 的较大值[1]；《高规》 8.2.2-3款规定，与剪力墙重合的框架梁可保留，亦可做成宽度与墙厚相同的暗梁，暗梁截面高度可取墙厚的 2 倍或与该榀框架梁截面等高[2]；2012《混凝土规》版本删掉了2002版此章节。以上可以看出四本规范对设暗梁的要求和截面大小的规定不完全一样。《抗规》设置暗梁的原因是：作为框架-抗震墙结构体系第一道防线的主要抗侧力构件，需比一般抗震墙要有所加强，但对边框梁有所放松，如：《抗规》第 6.5.1 条的条文说明指出，对于有端柱的情况，不要求一定设置边框梁[2]，如果梁的宽度大于墙的厚度，则每一层的抗震墙很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，该条文用日本试验举例。上海《抗规》条文说明无解释。《高规》8.2.2 条的条文说明是：带边框的剪力墙，边框与嵌入的剪力墙应共同承担对其的作用力[3]。因此有的设计单位在工程中要求设边框梁柱，认为带边框剪力墙是该类结构的主要抗侧力构件，承受着大部分地震作用，为保证其延性和承载力，保留与剪力墙重合的框架梁，还能约束墙在地震作用下的变形，对抗震有利。笔者认为就目前观点不一的情况下，高层建筑按《高规》执行，多层建筑按《抗规》执行。

3 结 语

以上是笔者在设计过程中学习和应用上海《抗规》、全国规范遇到的问题，很粗略地表达了自己的观点和做法，由于对上海《抗规》、全国规范的学习和理解还不够，不当之处望同行指正，以便更准确地执行上海《抗规》及全国规范。

[ 1 ] 上海市城乡建设和交通委员会.DGJ 08-9-2013 建筑抗震设计规程[S].上海:上海市建筑建材业市场管理总站，2013.

Shanghai Urban and Rural Construction and Traffic Committee. DGJ 08-9-2013 Code for seismic design of buildings [S].Shanghai， Shanghai Station of the Building Materials Industry Market Management, 2013. (in Chinese)

[ 2 ] 中华人民共和国住房和城乡建设部. GB 50011—2010 建筑抗震设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社,2010.

Ministrng of Honsing and Urban-Rural Developmere of the People’s Republic of China. GB 50011—2010 Code for seismic design of buildings [S]. Beijing: China Architecture and Building Press, 2010. (in Chinese)

[ 3 ] 中华人民共和国住房和城乡建设部. GB 50010—2010 混凝土结构设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社,2010.

Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People’s Republic of China. GB 50010—2010 Code for design of concrete structures [S]. Beijing: China Architecture and Building Press, 2010. (in Chinese)

[ 4 ] 中华人民共和国住房和城乡建设部. JGJ 3—2010高层建筑混凝土结构技术规程[S]. 北京：中国建筑工业出版社,2010.

Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People’s Republic of China. JGJ 3—2010 Technical specification for concrete structures of tall buildings[S]. Beijing: China Architecture and Building Press, 2010. (in Chinese)

[ 5 ] 中华人民共和国住房和城乡建设部. GB 50007—2011建筑地基基础设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社,2010.

Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People’s Republic of China. GB 50007—2011 Code for design of building foundation [S]. Beijing: China Architecture and Building Press, 2010. (in Chinese)

Discussion and Analysis on a Few Specifications in “Codes for Seismic Design of Buildings” in Shanghai Area

MAO Jie*

(Shanghai Chengxiang Architectural Design Institute Co., Ltd., Shanghai 201103, China)

“Codes for Seismic Design of Buildings” (DGJ 08—9—2013) was issued for construction projects in Shanghai areas. This paper discussed a few specifications in this code by comparing with the national codes. It is expected to exchange viewpoints from a professional engineering perspective in order to help with a proper use of this newly published local seismic design code.

Shanghai area, seismic design, design code, specification

2014-02-23

*联系作者，Email: maojiezz@sina.com