龐景蘭

（河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，天津 300250）

1 結(jié)構(gòu)材料

1.1 砌體材料

2010年底所有城市禁止使用粘土實(shí)心磚，從而結(jié)束了粘土磚稱霸建筑行業(yè)的悠久歷史，取而代之的是混凝土砌塊、粉煤灰磚等各種利用工業(yè)廢料生產(chǎn)的新型墻體材料。墻體材料革新不僅是改善建筑功能，提高房屋建設(shè)質(zhì)量和施工效率，滿足房屋產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化需要，還能達(dá)到節(jié)約能源、保護(hù)土地、有效利用資源、綜合治理環(huán)境污染的目的。為此，新抗震規(guī)范將砌體結(jié)構(gòu)材料由燒結(jié)粘土磚改為各種承重磚，擴(kuò)大了適用范圍。

1.2 混凝土

混凝土材料的質(zhì)量是影響結(jié)構(gòu)耐久性的內(nèi)因，混凝土的強(qiáng)度反映了其密實(shí)度而影響耐久性，根據(jù)對(duì)既有混凝土結(jié)構(gòu)耐久性狀態(tài)的調(diào)查和混凝土材料性能的研究，從材料抵抗性能退化的角度GB50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：室內(nèi)正常環(huán)境混凝土最低強(qiáng)度等級(jí)C20，室內(nèi)潮濕環(huán)境混凝土最低強(qiáng)度等級(jí)C25，干濕交替、露天環(huán)境及與土壤直接接觸的環(huán)境混凝土最低強(qiáng)度等級(jí)C30。由于近年來(lái)水泥中多加入不同的摻合料，有效膠凝材料含量不確定性較大，故配合比設(shè)計(jì)的水灰比難以反映，規(guī)范中的“水灰比”改成“水膠比”，并刪去了對(duì)于“最小水泥用量”的限制。因?yàn)楦邚?qiáng)度混凝土具有脆性的性質(zhì)，且隨強(qiáng)度等級(jí)提高而增加，新抗震規(guī)范規(guī)定混凝土墻體的強(qiáng)度等級(jí)不宜超過(guò)C60，其他構(gòu)件，9度時(shí)不宜超過(guò)C60，8度時(shí)不宜超過(guò)C70。

1.3 鋼筋

為了保證當(dāng)構(gòu)件某個(gè)部位出現(xiàn)塑性鉸以后，塑性鉸處有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)能力與耗能能力，新抗震規(guī)范規(guī)定普通縱向受力鋼筋的抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的比值不應(yīng)大于1.3。為了能控制鋼筋的延性，規(guī)定鋼筋在最大拉力下總伸長(zhǎng)率實(shí)測(cè)值不應(yīng)小于9%。同時(shí)規(guī)定普通鋼筋宜優(yōu)先選用延性、韌性和焊接性較好的鋼筋，普通鋼筋強(qiáng)度等級(jí)，縱向受力鋼筋宜選用符合抗震性能指標(biāo)的不低于HRB400級(jí)的熱軋鋼筋，也可選用符合抗震性能指標(biāo)的不低于HRB335級(jí)的熱軋鋼筋。箍筋宜選用符合抗震性能指標(biāo)的不低于HRB335級(jí)的熱軋鋼筋，也可選用符合抗震性能指標(biāo)的不低于HPB300級(jí)的熱軋鋼筋。2010年混凝土規(guī)范對(duì)此要求更加明確，規(guī)范4.2.1條規(guī)定：混凝土結(jié)構(gòu)梁、柱縱向受力普通鋼筋應(yīng)采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋； 箍筋， 宜采用HRB400、HRBF400、HPB300，也可采用HRB335、HRBF335鋼筋?？梢?jiàn)新規(guī)范不再推薦箍筋采用傳統(tǒng)的HPB235鋼筋。

2 場(chǎng)地

2.1 場(chǎng)地劃分

新抗震規(guī)范將建筑場(chǎng)地劃分為有利、一般、不利和危險(xiǎn)地段。而原抗震規(guī)范將建筑場(chǎng)地劃分為有利、不利和危險(xiǎn)地段。新規(guī)范明確不屬于有利、不利和危險(xiǎn)地段劃分為可進(jìn)行建筑的一般場(chǎng)地。且考慮到高含水量的可塑黃土在地震作用下會(huì)產(chǎn)生震陷，歷次地震的震害也比較重，當(dāng)?shù)乇泶嬖诮Y(jié)構(gòu)性裂縫時(shí)，對(duì)建筑物抗震也是不利的，因此，將其列入不利地段。

2.2 場(chǎng)地類別劃分

場(chǎng)地是指具有相似的地震反應(yīng)普特征的房屋群體所在地，不能理解為房屋基礎(chǔ)下的地基土，其范圍相當(dāng)于廠區(qū)，居民點(diǎn)和自然村，在平坦地區(qū)面積一般不小于1km2，場(chǎng)地類別的劃分只與覆蓋層厚度和等效剪切波速有關(guān)。

建筑場(chǎng)地類別原規(guī)范分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4類，新規(guī)范將Ⅰ分為Ⅰ0、Ⅰ12個(gè)亞類?？紤]到原規(guī)范軟弱土剪切波速指標(biāo)140 m/s與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相比略偏低，故新規(guī)范將其改為150m/s，考慮剪切波速為500～800m/s的場(chǎng)地不是很堅(jiān)硬，將原場(chǎng)地類別Ⅰ類場(chǎng)地中的硬質(zhì)巖石場(chǎng)地明確為Ⅰ0場(chǎng)地，硬質(zhì)巖石的剪切波速，我國(guó)核電站抗震設(shè)計(jì)規(guī)范為700m/s，美國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范為760m/s，歐洲抗震設(shè)計(jì)規(guī)范為800m/s，新規(guī)范從偏于安全方面考慮定為800m/s。

新規(guī)范考慮到地基承載力特征值fak＜200kPa粘性土和粉土的實(shí)測(cè)剪切波速可能大于250m/s，將原規(guī)范中硬土與中軟土分界由原來(lái)的fak＞200kPa，改為fak＞150kPa。

關(guān)于場(chǎng)地覆蓋層厚度，不能理解為剪切波速大于500m/s的土層就確定覆蓋層厚度而忽略對(duì)以下各土層的要求，而應(yīng)理解為距該層剪切波速大于500m/s，且其下臥各層巖土的剪切波速均不小于500m/s的土層頂面的距離確定。當(dāng)?shù)孛嫦履骋幌屡P層的剪切波速大于或等于400m/s，且不小于相鄰的上層土的剪切波速的2.5倍時(shí)，覆蓋層厚度可按地面至該下臥層頂面的距離取值，這種情況的存在條件：①只有當(dāng)波速不小于400m/s，且該土層以上的各土層波速（不包括孤石和硬透鏡體）都滿足不大于該土層波速的40%時(shí)，才可按該土層確定覆蓋層厚度。②只適用于下臥層硬土層頂面的埋深大于5m的情況。

等效剪切波速計(jì)算公式Vse=d0/t式中，d0為場(chǎng)地評(píng)定用的計(jì)算深度，地面以下20m和覆蓋層厚度兩者中的較小值，t為剪切波速在地表與計(jì)算深度之間傳播的時(shí)間。

可見(jiàn)，新規(guī)范規(guī)定的場(chǎng)地是相對(duì)地面而言的，與基礎(chǔ)形式和地下室埋深無(wú)關(guān)，場(chǎng)地類別并不因建筑物的基礎(chǔ)形式和埋深及地下室層數(shù)而不同。

3 抗震變形驗(yàn)算

不同結(jié)構(gòu)類型的不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彈塑性變形能力是不同的，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)變形主要由構(gòu)件關(guān)鍵受力區(qū)的彎曲變形、剪切變形和節(jié)點(diǎn)區(qū)受拉鋼筋的滑移變形等三部分組成，影響結(jié)構(gòu)層間極限位移角的因素很多，主要包括：梁柱的相對(duì)強(qiáng)弱關(guān)系、配箍率、軸壓比、剪跨比、混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、配筋率等，其中軸壓比、配箍率是最主要的因素。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的層間位移是樓層梁、柱、節(jié)點(diǎn)彈塑性變形的綜合結(jié)果。英國(guó)對(duì)36個(gè)梁柱組合試件實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，極限側(cè)移角分布為1/27～1/8，我國(guó)學(xué)者對(duì)數(shù)十榀填充墻框架的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不開(kāi)洞填充墻和開(kāi)洞填充墻的極限側(cè)移角平均分別為1/30～1/38，因此新規(guī)范對(duì)框架的位移角限值定為1/50，留有一定的安全儲(chǔ)備。

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、高大單層鋼筋混凝土柱廠房結(jié)構(gòu)在大地震中往往受到嚴(yán)重破壞甚至倒塌，因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)除了剛度相對(duì)較小而變形較大外，更主要的存在承載力驗(yàn)算所沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的薄弱部位，其承載力本身雖滿足設(shè)計(jì)地震作用的抗震承載力的要求，卻比相鄰部位要弱得多，震害經(jīng)驗(yàn)表明如果結(jié)構(gòu)中存在軟弱層或軟弱部位，在地震作用下由于結(jié)構(gòu)軟弱部位產(chǎn)生了彈塑性變形，結(jié)構(gòu)構(gòu)件就會(huì)嚴(yán)重破壞，甚至引起結(jié)構(gòu)倒塌，因此對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行罕遇地震作用下彈塑性變形驗(yàn)算是十分重要的。

［1］GB50010—2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］GB50011—2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］GB50011—2001，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.