關于建筑抗震設計規(guī)范中防震縫設置的探討

于昌杰

(北京華宇工程有限公司西安分公司，陜西西安 710075)

1 概述

防震縫，在地震設防烈度地區(qū)，為防止建筑物各部分由于地震引起房屋破壞所設置的垂直縫稱為防震縫。設置防震縫，可以將復雜的建筑物分割為較為規(guī)則的結構單元，可以降低結構抗震設計的難度，有利于減輕房屋的扭轉并能改善結構的抗震性能。但大量震害調查表明，按規(guī)范要求確定的防震縫寬度，在強烈地震下仍有發(fā)生碰撞的可能，而寬度過大的防震縫又會給建筑立面設計帶來困難。因此，設置防震縫對結構設計而言是兩難的選擇。

一般情況下，應優(yōu)先考慮不設防震縫。GB 50011-2010建筑抗震設計規(guī)范第3.4.5條規(guī)定:對體型復雜、平立面不規(guī)則的建筑，當不設置防震縫時，應采用符合實際的計算模型，分析判明其應力集中、變形集中或地震扭轉效應等導致的易損部位，采取相應的加強措施。

2 防震縫

2.1 影響防震縫寬度的主要因素

1)防震縫兩側的建筑飾面，尤其是瓷磚及其他硬質飾面實際上減小了防震縫的有效寬度，地震發(fā)生時房屋的自由變形受到了限制，在大震或較大地震中發(fā)生碰撞。

2)建筑物差異沉降造成防震縫兩側結構彼此“靠攏”，減小了防震縫的有效寬度，大震時發(fā)生碰撞。地基差異沉降越大、建筑物越高，“靠攏”效應越明顯。

2.2 防震縫寬度

防震縫的寬度與結構形式及抗震設防烈度有關，按照不同的結構類型，現分述如下。

2.2.1 鋼筋混凝土結構防震縫設置

1)防震縫寬度。

鋼筋混凝土結構防震縫寬度是以框架結構為基準的基礎上進行規(guī)定的。GB 50011-2010建筑抗震設計規(guī)范第6.1.4條規(guī)定:鋼筋混凝土框架結構(包括設置少量抗震墻的框架結構)房屋防震縫寬度，當高度不超過15 m時不應小于100 mm;超過15 m時，6度、7度、8度和9度分別每增加高度5 m，4 m，3m和2 m，宜加寬20 mm。框架—抗震墻結構房屋的防震縫寬度不應小于鋼筋混凝土框架結構房屋規(guī)定數值的0.7倍，抗震墻結構房屋的防震縫寬度不應小于鋼筋混凝土框架結構房屋規(guī)定數值的0.5倍，且均不小于100 mm，見表1。

表1 防震縫最小寬度δmin

當防震縫兩側結構類型不同時，宜按需要較寬防震縫的結構類型和較低房屋高度確定縫寬。

例如:兩棟相鄰高層建筑，按8度抗震設防，一棟為鋼筋混凝土框架—筒體結構，高度為80 m，另一棟為鋼筋混凝土框架結構，高度為30 m，二者之間設防震縫，則最小抗震縫寬度應按照框架結構確定，抗震縫寬度為:

2)對防震縫兩側結構處理。

同時對防震縫兩側的結構構件需進行加強處理，GB 50011-2010建筑抗震設計規(guī)范第6.1.4條規(guī)定:8度，9度框架結構房屋防震縫兩側結構層高相差較大時，防震縫兩側框架柱的箍筋應沿房屋全高加密，并可根據需要在縫兩側沿房屋全高各設置不少于兩道垂直于防震墻的抗震墻。抗震墻的布置宜避免加大扭轉效應。

對于框架結構房屋防震縫兩側結構高度、剛度或層高相差較大的定量把握，一般可通過位移計算結果來判別，當同一標高(或相近標高)處樓層位移相差在20%以上時，可確定為結構的剛度相差較大。同時對防撞墻的設置應慎重，框架結構中的抗震墻應均勻設置，避免設置抗撞墻使結構產生明顯的扭轉。當房屋高度相差較多時，較高房屋位于較低房屋的屋頂以上部分，可根據實際工程的具體情況適當減少或不設抗震墻。

通常為避免防震縫兩側結構碰撞，設計時可作如下處理:a.有條件時應適當加大結構的剛度，以減少結構的水平位移量值。b.當房屋較高時，避免采用結構側向剛度相對較小的框架結構，可采用框架—抗震墻結構或少量抗震墻的框架結構。c.適當加大防震縫的寬度，對重要部位或復雜部位可考慮按中震確定防震縫的寬度，同時注意采取大震防碰撞措施。中震下的防震縫寬度W(mm)計算公式:W=0.8(3ΔA+3ΔB)+20≥100。其中，ΔA，ΔB分別為多遇地震作用下建筑A、建筑B在較低建筑屋面標高處的彈性側移計算值;常數3為中震下的結構彈塑性側移與多余地震作用下結構彈性側移的比值;常數0.8為建筑A與建筑B地震側移最大值的遇合系數。d.可結合工程具體情況，設置阻尼器限制大震下結構的位移，減小結構碰撞的可能性。

2.2.2 砌體結構防震縫設置

GB 50011-2010建筑抗震設計規(guī)范第7.1.7條規(guī)定:當砌體結構房屋立面高差在6 m以上、或者房屋有錯層且樓板高差大于層高的1/4、或者部分結構剛度質量截然不同時，宜設置防震縫，縫兩側均應設置墻體，縫寬應根據烈度和房屋高度確定，可采用70 mm～100 mm。

2.2.3 鋼結構防震縫設置

鋼結構防震縫寬度是以混凝土結構作為基準進行規(guī)定的。GB 50011-2010建筑抗震設計規(guī)范第8.1.4條規(guī)定:鋼結構房屋需要設置防震縫時，縫寬應不小于相應鋼筋混凝土結構房屋的1.5倍。

但是有條件時，鋼結構房屋應盡量避免設置防震縫。

2.2.4 大跨屋蓋建筑防震縫設置

當屋蓋分區(qū)域采用不同抗震性能的結構形式時，在結構交界區(qū)域會產生復雜的地震效應。GB 50011-2010建筑抗震設計規(guī)范第10.2.4條規(guī)定:當屋蓋分區(qū)域采用不同的結構形式時，交界區(qū)域的桿件和節(jié)點應加強;也可設置防震縫，縫寬不宜小于150 mm。

3 結語

對體型復雜、平立面不規(guī)則的建筑，應結合建筑的不規(guī)則程度、地基基礎條件以及技術經濟等因素進行綜合對比分析，確定是否設置防震縫。體型復雜的建筑并不一概提倡設置防震縫，應當調整平面尺寸和結構布置，采取構造措施和施工措施，能不設縫就不設縫，能少設縫就少設縫;不設防震縫時，應進行更加細微的抗震分析，并采取加強延性的構造措施。如果必須設置防震縫時，防震縫應有足夠的寬度。防震縫的寬度應按對防震縫的寬度要求更大的結構類型確定，當相鄰結構的基礎存在較大沉降時，應考慮沉降對防震縫寬度的影響，防震縫寬度宜適當增大。

［1］ GB 50010-2010，建筑抗震設計規(guī)范［S］.

［2］ 朱炳寅.建筑抗震設計規(guī)范應用與分析(GB 50011-2010)［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011:57-59，215-217.

［3］ 朱炳寅.建筑結構設計問答及分析［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009:122-123.

［4］ 西安建筑科技大學等七院校.房屋建筑學［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2006:278-279.