浅谈抗震等级需提高一级的情况

浅谈抗震等级需提高一级的情况

摘要：本人在做抗震设计时，经常搞不清哪些结构体系及哪些构件的抗震等级需要提高一级，因此借助规范及前辈的指导，总结了一下个人的认识，希望对工程师们在做抗震设计时能起到小小的参考价值。

关键词：抗震等级；抗震性能；划分?

一、前言

抗震等级是多层和高层钢筋混凝土结构、构件进行抗震设计计算和确定构造措施的标准。为了使抗震设计安全可靠、经济合理，应考虑多方面因素和各种不同情况，对钢筋混凝土结构、构件的抗震要求，在计算和构造上区别对待。显然，地震作用越大，或房屋高度越大，抗震要求应越高；对于不同的结构体系，应有不同的抗震要求。此外，同一结构中的不同部位以及同一种结构形式在不同结构体系中所起的作用不同，其抗震要求也应有所区别。例如，在框架结构中，框架是主要抗侧力构件，而在框架一抗震墙结构中，框架是次要抗侧力构件(抗震墙是主要抗侧力构件)，因此框架结构中的框架应比框架一抗震墙结构中的框架抗震要求高。

这里就涉及到一个问题，即哪些情况下，哪些构件的抗震等级需要提高一级，通过什么途径来实现构件或体系的抗震等级的提高。

二、需要提高抗震等级的情况

（1）转换梁（主要针对托墙转换的框支梁）及框支柱；

新抗规及新高规的抗震等级表中已明确了此类构件的抗震等级。

（2）当转换层的位置设置在3层及3层以上时，《高规》JGJ3-2002第10.2.5条规定宜将框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级提高一级采用。

在部分框支抗震墙结构中，框支层由于刚度和强度的削弱，往往成为塑性变形集中的薄弱楼层，因此其落地抗震墙底部加强部位的抗震要求就应高于一般抗震墙的抗震要求。且由于转换层位置的增高，结构传力路径复杂、内力变化较大，在水平荷载作用下，当转换层上下部楼层的结构侧向刚度相差较大时，会导致转换层上下部结构构件内力突变，促使部分构件提前破坏，当转换层位置相对较高时，这种内力变化会进一步加剧。所以转换层及转换构件的抗震等级需提高一级，高位转换的在提高的基础上再提高一级。

对于高位转换的框支剪力墙结构,《砼高规》提出了更高的要求:首先对框支柱和落地剪力墙的抗震等级提高一级采取抗震构造措施; 其次转换层与其上部楼层的侧向刚度越接近越好,使其能和缓的过渡;第三,应尽可能的减小上部楼层的刚度和质量,减小转换层的质量——减小地震作用,增加结构的延性。

（3）加强层及其相邻层的框架柱和核心筒剪力墙的抗震等级应提高一级采用，一级提高至特一级，若原抗震等级为特一级则不再提高；

带加强层的高层建筑结构，加强层刚度和承载力较大，与其上、下相邻层相比有突变，加强层相邻楼层往往成为抗震薄弱层；与加强层水平伸臂结构相连部位的核心筒剪力墙以及外围

框架柱受力大且集中。因此，为了提高加强层及其相邻楼层与加强层水平伸臂结构相连的核心筒墙体及外围框架柱的抗震承载力和延性。框架柱箍筋应全柱段加密，轴压比从严（减小0.05）控制；剪力墙应设置约束边缘构件。

（4）错层处框架柱、剪力墙；

错层处水平力在水平方向上的传递只能通过错层位置处竖向构件即框架柱或剪力墙传递，而非错层位置，水平剪力直接通过水平楼板传递，这就对错层位置处的竖向构件承担水平剪力传递的要求有所提高，错层结构属于竖向不规则结构，错层位置的竖向抗侧力构件受力复杂，容易形成多出应力集中部位。框架错层更为不利，容易形成长、短柱沿竖向交替出现的不规则体系。规范通过规定错层位置处竖向构件抗震等级的提高来提高其抗震承载力和延性。同时规定错层框架柱的截面高度不应小于600mm，混凝土强度等级不应低于C30，箍筋应全柱段加密配置。错层位置剪力墙非抗震设计时截面厚度不应小于200mm，抗震设计时截面厚度不应小于250mm，混凝土强度等级不应低于C30，水平和竖向分布钢筋配筋率非抗震情况下不应小于0.3%，抗震情况下不应小于0.5%。

（5）连接体及与连接体相邻的结构构件的抗震等级应提高一级采用，一级提高至特一级，若原抗震等级为特一级则不再提高；连体结构中连接体及连接体相邻的结构构件的抗震等级提高一级多塔楼结构中转换层在底盘屋面的塔楼上时,转换层及相邻层抗震等级提高一级。

连体结构自振振型较为复杂，前几个阵型与单体建筑有明显不同，除顺向阵型外，还出现反向阵型；连体结构抗扭转性能较差，扭转阵型丰富，当第一扭转频率与场地卓越频率接近时，容易引起较大的扭转反应，宜造成结构破坏。连体结构的连接体及连接体相连的结构构件受力复杂，易形成薄弱部位，因此规范规定其抗震等级提高一级，以提高其抗震承载力和延性。

（6）悬挑结构

抗震设计时，悬挑结构的关键构件以及与之相邻的主体关键构件的抗震等级宜提高一级，一级调高至特一级，抗震等级已经为特一级时，允许不再提高。

这主要是因为，悬挑部分的结构一般竖向刚度较差、结构的冗余度不高。因此需要采取措施降低结构自重、增加结构冗余度，并进行竖向地震作用的验算，通过提高抗震等级来提高悬挑关键构件的承载力和抗震措施，防止相关部位在竖向地震作用下发生结构的倒塌。?? （7）竖向体型收进结构

结构体型收进较多或收进位置较高时，因上部结构刚度突然降低，其收进部位形成薄弱部位，因此规

定在收进部位上、下各2层塔楼周边竖向结构构件的抗震等级宜提高一级采用，一级调高至特一级，抗震等级已经为特一级时，允许不再提高。

三、提高抗震等级在结构计算软件中的实现（以satwe为例）

satwe中主要通过在“特殊构件补充定义”中指定来实现抗震等级的改变。

参考文献

[1]高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010

[2]建筑抗震设计规范GB50011-2010