执行现行规范的若干问题(林功丁)

执行现行规范的若干问题一、荷载与作用：1、风荷载（1）地面粗糙度。

《建筑结构荷载规范》GB50009-2001条文7.2.1规定：地面粗糙度可分为A、B、C、D四类，A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类指有密集建筑群的城市市区；D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。

在确定城区的地面粗糙度类别时，可按下述原则近似的确定：a、以拟建房2km为半径的迎风半圆影响范围内的房屋高度和密集度来区分粗糙度类别，风向原则上应以该地区最大风的风向为准，但也可取其主导风向；b、以半圆影响范围内建筑物的平均高度Ћ来划分地面粗糙度类别，当Ћ≥18m，为D类，9m<Ћ≤18m，为C类，Ћ<9m，为B类；c、影响范围内不同高度的面域可按下述原则确定，即每座建筑物向外延伸距离为其高度的面域内均为该高度，当不同高度的面域相交时，交叠部分的高度取大者；d、平均高度Ћ取各面域面积为权数计算。

根据以上原则，考虑到城市规范的要求，建筑物的间距大部分在0.8~1.0h之间，单体建筑高度计算面域基本重叠，因此可用最大风向或主导风向2km为半径的迎风半圆影响范围内的房屋高度来进行简单判别。

这个房屋高度指的是在影响范围内占绝对多数的房屋之高度。

（2）体型系数高层混凝土建筑计算主体结构的风荷载效应时，风荷载体型系数应按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第3.2.5条及附录A采用。

需注意的是“高规”的体型系数与“荷载规范”有所不同。

风荷载作用在高层建筑表面，压力分布是不均匀的，某些部位的局部风压会超过按“高规”的体型系数计算的平均风压。

根据一些风洞试验资料与实测结果，檐口、雨蓬、遮阳板、阳台等水平构件，计算局部向上风荷载时，体型系数不宜小于2.0。

2、地震作用（1）计算的原则与方法▲多高层建筑结构应按下列原则考虑地震作用：a、一般情况下，应允许在结构两个主轴方向分别考虑水平地震作用计算；有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15度时，应分别考虑各抗侧力构件方向的水平地震作用；所谓主轴方向，一般可认为是抗侧力构件的布置方向。

b、质量与刚度明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况，多层建筑应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响，高层建筑应计算单向水平地震作用下的扭转影响；质量与刚度明显不对称、不均匀结构：多层建筑采用单向地震作用耦联计算时，高层建筑采用单向地震作用耦联计算并考虑偶然偏心时，楼层最大位移（层间位移）与平均位移（层间位移）之比值大于1.3。

扭转刚度较小的结构（多层建筑第一振型为扭转振型，或To>0.7Tx1、To>0.7Ty1；对高层建筑0.7To>Tx2、0.7To>Ty2）也应验算双向水平地震作用。

多层建筑调整地震作用效应的方法：规则结构采用增大边榀结构地震内力方法；不规则结构采用单向地震作用耦联计算与增大边榀结构地震内力两种方法的不利者。

高层建筑计算单向水平地震作用下扭转影响的方法：采用单向地震下的耦联计算并考虑偶然偏心的影响。

c、8度、9度抗震设防时，多高层建筑中的大跨度和长悬臂结构应考虑竖向地震作用；大跨度：9度时>18m、8度时>24m；长悬臂：9度时>1.5m，8度时>2m。

高层建筑的转换构件d、9度抗震设防时应计算竖向地震作用。

▲多高层建筑结构应根据不同情况，分别采用下列地震作用计算方法：a、多高层建筑结构宜采用振型分解反应谱法。

b、高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的多高层建筑结构，可采用底部剪力法。

c、7~9度设防的高层建筑，下列情况宜采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算：①、特别不规则的建筑与甲类建筑；②、下表所示的乙、丙类高层建筑；③、不满足《高规》第4.4.2至4.4.5条规定的高层建筑结构（竖向不规则）；④、复杂高层建筑结构；⑤、质量沿竖向分布特别不均匀的高层建筑结构。

（2）弹性时程分析的要求与应用a、应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于二组实际地震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线，其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符，且弹性时程分析时每条时程曲线计算所得的结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法求得的底部剪力的80%；b、地震波的持续时间不宜小于建筑结构基本自振周期的3~4倍，也不宜小于12s，地震波的时间间距可取0.01s或0.02s；c、输入地震波的最大加速度可按下表采用，当工程场地已进行地震安全性评价时，应采用安评报告的曲线与参数。

注：括号中数值分别用于《建筑抗震设计规范》GB50011表3.2.2中设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。

d、地震作用效应可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

当弹性时程分析的地震作用效应大于振型分解反应谱法时，应进行以下内容的设计校核：①层间位移角应满足规范要求并检查是否发生突变；②某一楼层的楼层剪力大于振型分解反应谱法的计算结果时，应按此楼层剪力进行该楼层构件的承载力设计；③基底剪力大于振型分解反应谱法的计算结果时，宜按此基底剪力进行构件的承载力设计。

二、地基与基础1、地基设计原则与基本要求地基设计应当根据以下两种工作状态进行：a、在长期荷载作用下，地基变形不致造成承重结构的损坏；b、在最不利荷载作用下，地基不出现失稳现像。

根据以上设计原则，地基基础设计的基本要求是：a、所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定；b、设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计；c、规范中表3.0.2所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算，如有下列情况之一时，仍应作变形验算：①地基承载力特征值小于130KPa，且体型复杂的建筑；②在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时；③软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时；④相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时；⑤地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。

d、对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性。

e、当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。

2、两种极限状态的荷载组合和抗力条件按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合，相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。

在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承载力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。

对于地基的滑移、倾覆和稳定问题，属于承载能力极限状态的范围，计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1.0。

3、地基承载力深度修正时的基础埋深取值问题基础埋置深度的起算问题，一般从室外地面标高算起。

在填方整平地区，也就是基础两侧的填土顶面标高基本相同时，可自填土地面标高算起（基础两侧填土面标高不同时取低值），但填土在上部结构施工后完成时，应从原天然地面标高算起。

如存在地下室，当为整体基础如箱筏等，则基础埋置深度可从室外地面标高算起；当为独立基础或条形基础时，应从地下室室内地面标高算起。

对于先期的填土没有时间要求，这是由于基础周围填土，在承载力验算中作为基础边载考虑，有助于地基的稳定和承载力的提高，这只与它的重度有关，没有规定应是自重下固结完成的土，因此对填土没有时间要求，只要已经填上即可。

但在变形计算中，应考虑新填土的影响，并满足变形要求。

4、桩基础（1）桩的中心距a、大直径人工挖孔扩底桩，此种桩型大多为端承型桩，最小中心距的限制不应过严。

特别在砖混结构及小柱距框架结构的多层建筑中，桩位布置在纵横墙交点或柱下，桩中心距往往不能满足规范要求，此时应按端承桩进行设计，不考虑侧阻，每个桩相当于独立的深基础，桩距不限，只要桩端扩大头面积满足承载力及变形要求即可。

有些人工挖孔桩端阻力按修正后的地基承载力进行计算，当桩长较短（一般长径比小于5）时，可称为墩基。

在变形可以控制的条件下，墩基的中心距更不必限制。

b、深厚软土中的摩擦桩，为使更多的土体参与工作，避免侧阻力叠加，此时应加大桩距，桩中心距不宜小于4d，采用4.5d~6d较为适宜（挤土桩取大值）。

c、打入、压入的预制桩（方桩或管桩），沉管灌注桩，夯扩桩，考虑到挤土效应及施工需要，桩中心距不宜小于3.5d（或边长），当桩数密集时，桩中心距宜取4d。

d、嵌岩桩的桩中心距可取2d~2.5d。

e、控制沉降的桩基，为利用承台底土的抗力，桩中心距宜取4.5d~6d。

（2）桩的长径比a、考虑施工偏差按施工垂直度偏差控制桩的长径比，主要考虑不致出现桩端交会的情况。

例如端承桩的设计最小中心距一般为2.5d，垂直度容许偏差为1%，容许孔位偏差为d/4。

在保证两相邻桩桩端不交会的条件下，得：2×0.01L≤2.5d-d-0.25d由此得L/d≤60b、现行规范中无长径比要求随着高层建筑的发展，超长桩及长桩应用广泛，长径比的限制制约了长桩的使用。

根据我国的实际情况，迄今为止尚未发现质量正常的桩压屈失稳的先例，因此，在89规范及桩基规范中均取消了长径比的限制。

桩基技术规范中仅规定当桩周土为承载力标准值小于50KPa（或不排水抗剪强度小于10KPa）的软土时，对桩进行压屈验算。

新规范同样未对桩的长径比进行限制。

特别是新规范将桩身强度安全度提高后，桩身压屈的可能性更小。

具体应用中对高桩承台、上部桩周土软弱、桩周为可液化土、8度以上地震区的桩，当桩身强度控制设计时，仍应慎重对待，可按相关规范计算桩身压屈。

（3）关于同一结构单元下可否使用不同桩型的问题《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）中规定“同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基”，《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）中也有相似的规定，“同一结构单元宜避免采用不同类型的桩”。

上述规定在长期的实践中遇到了一些问题。

同一结构单元不应部分采用天然地基部分采用桩基，主要考虑两种基础形式在地震时对上部结构所产生的震害效应不同，易引起应力集中、扭转等问题。

执行抗震规范中常遇到独立桩基与人工挖孔墩基、条形基础与人工挖孔墩基、地基处理与天然地基在同一结构单元的组合问题。

出于经济指标和施工条件的限制，硬性执行抗震规范的规定将造成困难。