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6.4 上部结构

6.4.1 本条对住宅结构体系提出基本概念设计要求。住宅结构的规则性要求和概念设计,应在建筑设计、结构设计的方案阶段得到充分重视,并应在结构施工图设计中体现概念设计要求的实施方法和措施。
    抗震设计的住宅,对结构的规则性要求更加严格,不应采用严重不规则的建筑、结构设计方案。所谓严重不规则,对不同结构体系、不同结构材料、不同抗震设防烈度的地区,有不同的侧重点,很难细致地量化,但总体上是指:建筑结构体形复杂、多项实质性的控制指标超过有关规定或某一项指标大大超过规定,从而造成严重的抗震薄弱环节和明显的地震安全隐患,可能导致地震破坏的严重后果。

6.4.2 本条是对抗震设防地区住宅结构设计的总体要求。抗震设计的住宅,应首先确定抗震设防类别(不低于丙类),并根据抗震设防类别和抗震设防烈度确定总体抗震设防标准;其次,应根据抗震设防标准的要求,结合不同结构材料和结构体系的特点以及场地类别,确定适宜的房屋高度或层数限制、地震作用计算方法和结构地震效应分析方法、结构和结构构件的承载力与变形验算方法、与抗震设防目标相对应的抗震措施等。

6.4.3 无论是否抗震设计,住宅结构中刚度和承载力有突变的部位,对突变程度应加以控制,并应根据结构材料和结构体系的特点、抗震设防烈度的高低,采取可靠的加强措施,减少薄弱部位结构破坏的可能性。
    错层结构、连体结构(立面有大开洞的结构)、带转换层的结构,由于其结构刚度、质量分布、承载力变化等不均匀,属于竖向布置不规则的结构;错层附近的竖向抗侧力构件、连体结构的连接体及其周边构件、带转换层结构的转换构件(如转换梁、框支柱、楼板)等,在地震作用下受力复杂,容易形成多处应力集中,造成抗震薄弱部位。鉴于此类结构的抗震设计理论和方法尚不完善,并且缺乏相应的工程实践经验,故规定9度抗震设计的住宅不应采用此类结构。

6.4.4 住宅砌体结构应设计为双向受力体系;无论计算模型是刚性方案、刚弹性方案还是弹性方案,均应采取有效的构造措施,保证结构的承载力和各部分的连接性能,从而保证其整体性,避免局部或整体失稳以致破坏、倒塌;抗震设计时,尚应采取措施保证其抗震承载能力和必要的延性性能,从而达到抗震设防目标要求。目前砌体结构以承载力设计为基础,以构造措施保证其变形能力等正常使用极限状态的要求,因此砌体结构的各项构造措施十分重要。
    保证砌体结构整体性和抗震性能的主要措施,包括选择合格的砌体材料、合理的砌筑方法和工艺,限制建筑的体量,控制砌体墙(柱)的高宽比,控制承重墙体(抗震墙)的间距,在必要的部位采取加强措施(如在关键部位的灰缝内增设拉结钢筋,设置钢筋混凝土圈梁、构造柱、芯柱或采用配筋砌体等)。

6.4.5 底部框架、上部砌体结构住宅是我国目前经济条件下特有的一种结构形式,通过将上部部分砌体墙在底部变为框架而形成较大的空间,底部一般作为商业用房,上部仍然用作住宅。由于这种结构形式的变化,造成底部框架结构的侧向刚度比上部砌体结构的刚度小,且在结构转换层要通过转换构件(如托墙梁)将上部砌体墙承受的内力转移至下部的框架柱(框支柱),传力途径不直接。过渡层及其以下的框架结构是这种结构的薄弱部位,必需采取措施予以加强。根据理论分析和地震震害经验,这种结构在地震区应谨慎采用,故限制其底部大空间框架结构的层数不应超过2层,并应设置剪力墙。
    底部框架-剪力墙、上部砌体结构住宅的设计应符合国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第7.1节、第7.2节和第7.5节的有关规定。

6.4.6 混凝土结构构件,都应满足基本的混凝土保护层厚度和配筋构造要求,以保证其基本受力性能和耐久性。
    混凝土保护层的作用主要是:对受力钢筋提供可靠的锚固,使其在荷载作用下能够与混凝土共同工作,充分发挥强度;使钢筋在混凝土的碱性环境中免受介质的侵蚀,从而确保在规定的设计使用年限内具有相应的耐久性。
    混凝土构件的配筋构造是保证混凝土构件承载力、延性以及控制其破坏形态的基本要求。配筋构造通常包括钢筋的种类和性能要求、配筋形式、最小配筋率和最大配筋率、配筋间距、钢筋连接方式和连接区段(位置)、钢筋搭接和锚固长度、弯钩形式等。

6.4.7 钢结构的防火、防腐措施是保证钢结构住宅安全性、耐久性的基本要求。钢材不是可燃材料,但是在高温下其刚度和承载力会明显下降,导致结构失稳或产生过大变形,甚至倒塌。
    住宅钢结构中,除不锈钢构件外,其他钢结构构件均应根据设计使用年限、使用功能、使用环境以及维护计划,采取可靠的防腐措施。

6.4.8 在木结构构件表面包覆(涂敷)防火材料,可达到规定的构件燃烧性能和耐火极限要求。此外,木结构住宅应符合防火间距、房屋层数的要求,并采取有效的消防措施。
    调查表明,正常使用条件下,木结构的破坏多数是由于腐朽和虫蛀引起的,因此,木结构的防腐、防虫,在结构设计、施工和使用阶段均应当引起高度重视。防止木结构腐朽,应根据使用条件和环境条件在设计上采取防潮、通风等构造措施。
    木结构住宅的防火、防腐、防潮、防虫措施,应符合国家标准《木结构设计规范》GB 50005-2003的有关规定。

6.4.9 本条对住宅结构的围护结构和非结构构件提出要求。“围护结构”在不同专业领域的含义不同。本条中围护结构主要指直接面向建筑室外的非承重墙体、各类建筑幕墙(包括采光顶)等,相对于主体结构而言实际上属于“非结构构件”。围护结构和非结构构件的安全性和适用性应满足住宅建筑设计要求,并应符合国家现行有关标准的规定。对非结构构件的耐久性问题,由于材料性质、功能要求及更换的难易程度不同,未给出具体要求,但具体设计上应予以重视。
    本条中非结构构件包括持久性的建筑非结构构件和附属机电设施。
    长期以来,非结构构件的可靠性设计没有引起设计人员的充分重视。对非结构构件,应根据其重要性、破坏后果的严重性及其对建筑结构的影响程度,采取不同的设计要求和构造措施。对抗震设计的住宅,尚应对非结构构件采取抗震措施或进行必要的抗震计算。对不同功能的非结构构件,应满足相应的承载能力、变形能力(刚度和延性)要求,并应具有适应主体结构变形的能力;与主体结构的连接、锚固应牢固、可靠,要求锚固承载力大于连接件的承载力。
    各类建筑幕墙的应用应符合国家现行标准《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102、《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133、《建筑玻璃应用技术规程》JGJ 113等的规定。