主编部门:中华人民共和国冶金工业部
批准部门:中华人民共和国建设部
施行日期:1989年3月1日
关于发布《工业构筑物抗震鉴定标准》的通知
(88)建标字第81号
根据原国家建委(78)建发抗字第113号文的要求,由冶金部会同有关部门共同编制的《工业构筑物抗震鉴定标准》,已经有关部门会审。现批准《工业构筑物抗震鉴定标准》GBJ117—88为国家标准,自1989年3月1日起施行。
本标准由冶金部管理,其具体解释等工作由冶金部建筑研究总院负责。出版发行由中国计划出版社负责。
中华人民共和国建设部
1988年6月13日
编制说明
本标准是根据原国家基本建设委员会(78)建发抗字第113号文的要求,由冶金部建筑研究总院会同本部系统和煤炭、石油、有色金属、化工、电力、机械、建材等部门所属有关科研、设计院(所)共同编制而成。
木标准编制过程中,编制组在认真总结海域、唐山等大地震中工业构筑物实际震害经验的基础上,吸取了国内抗震设计、加固的实践经验和国内外在地震工程方面近期的部分科研成果,并对有关构筑物及其地基的抗震验算和加固方法补充了必要的理论分析和试验研究。本标准经多次广泛征求意见,进行工程试点,最后由我部会同城乡建设环境保护部等有头部门审查定稿。
本标准共分九章和七个附录,包括挡土墙、贮仓、槽罐、皮带通廊、井架和井塔等塔类结构、炉窑结构、变电构架、操作平台等工业构筑物及其地基基础的抗震鉴定和加固内容。
在本标准施行过程中,请各单位结合工程实践,认真总结经验,注意积累资料,如发现有需要修改和补充之处,请将意见和有关资料寄交我部建筑研究总院(北京市学院路43号),以供今后修订时参考。
冶金工业部
1988年2月6日
主要符号
荷载和内力
M——弯矩(kN•m);
N——轴向力,竖向力(kN);
Pi——沿高度作用于i点的水平地震力(kN);
Pij——作用于质点i的j振型水平地震力(kN);
Qo——结构总水平地震力(kN);
w——产生地震力的重力荷载(kN);
γ——容重(kN/ );
m——质量(t)。
计算系数
α——地震影响系数;
α1——相应于结构基本周期T1地震影响系数α值;
αmin——地震影响系数α的最大值;
β——放大系数;
γ——振型参与系数;
γs——钢筋屈服强度超强系数;
ε——偏心参数;
ζ,ρ——相关系数;
η——增大(或降低)系数;
λ——杆件长细比;
λv——竖向地震作用系数;
φ——钢杆件轴心受压稳定系数;
Ψ——地基容许承载力调整系数;
ω1——第i液化土层层位影响的权函数;
C——结构影响系数;
Cz——综合影响系数;
K——安全系数。
几何特征
A——截面面积(㎡);
B——构筑物(或基础)总宽度(m);
D——筒型结构(或圆型基础)直径(m);
H——总高度(m);
L——总长度(m);
Kxx——x轴向平移刚度(kN/m);
Kφφ——抗扭刚度(kN/m);
E——钢材弹性模量(kPa);
Eh——混凝土弹性模量(kPa);
G——剪切模量(kPa);
I——转动惯量(t•㎡);
J——截面惯性矩

;
Z——截面抵抗矩(

);
a——距离(m);
b——截面宽度(m);
d——钢筋直径(m)、距离(m);
eo——偏心距(m);
ex——x方向偏心距(m);
h——高度(m);
kxi——第i抗侧力构件沿x轴方向的平动刚度(kN/m);
l——构件长度(m);
t——壁厚(m);
x、y、z——分别为x、y、z轴方向距离(座标)(m);
δ——单位水平力作用下的水平位移(m/kN);
θ——斜杆与水平线间夹角(°);
φ——土摩擦角(°)。
材料指标和应力
〔R〕——地基土静容许承载力(kPa);
R——经基础宽深修正的地基土静容许承载力(kPa);
Ra——混凝土轴心抗压设计强度(kPa);
Rg——钢筋抗拉设计强度(kPa);
σ——结构截面应力,地基土应力(kPa);
σs——钢材屈服点(kPa);
τ——剪应力(kPa)。
其它
N63.5——标准贯入锤击数实测值;
Ncr——饱和土液化判别标准贯入锤击数临界值;
No——饱和土液化判别标准贯入锤击数基准值;
P1——地基液化指数;
Ti——结构基本周期(s);
Tj——结构j振型周期(s);
ωj——结构j振型圆频率(s-1);
ρc——粘粒含量百分率(%);
g——重力加速度(m/

)。
第一章 总则
第1.0.1条 根据地震工作要以预防为主的方针,为保障已有工业构筑物在地震作用下的安全,使其在遭受抗震鉴定和加固所取烈度的地震影响时,一般不致于严重破坏,经修理后仍可继续使用,特制定本标准。
第1.0.2条 本标准适用于抗震鉴定和加固的烈度为7度、8度和9度,且未经抗震设计的已有工业构筑物的抗震鉴定和加固。
第1.0.3条 抗震鉴定和加固的烈度宜按所在地区基本烈度采用;对于特别重要的构筑物,当必须提高1度进行抗震鉴定和加固时,应按国家规定的批准权限报请批准。
注:①对于重要厂矿,有条件时可按经批准的地震烈度小区划或设计反应谱进行抗震鉴定和加固。
②对于基本烈度为6度地区,按国家专门规定需要进行抗震设防的工业构筑物,可按本标准7度区的要求进行抗震鉴定和加固。
第1.0.4条 进行抗震鉴定和加固,应从提高厂矿综合抗震能力的全局出发,满足下列要求:
一、对总体加固方案进行可行性和技术经济合理性的综合分析。
二、综合分析场地、地基对构筑物结构抗震性能的影响,进行合理加固。
三、从整条生产线综合考虑建筑物群体的抗震安全性,分析各类相邻建(构)筑物在地震下的相互影响及其震害后果,进行综合治理,减轻次生灾害。
四、严格施工要求,确保工程质量,切实组织验收。
五、在使用过程中应对构筑物进行合理维护。
第1.0.5条 进行抗震鉴定和加固,应根据构筑物的重要性,按下列要求划分等级:
一、A类建筑:大型厂(矿)中,构筑物的地震破坏将对连续生产和人员生命造成严重后果者,包括全厂(矿)性和特别重要生产车间的动力系统构筑物,地震下受损后可能导致严重次生灾害或严重影响震后急救的构筑物,以及矿山的安全出口等。
二、B类建筑:除A、C类以外的其它构筑物。
三、C类建筑:构筑物的破坏不致造成人员伤亡或较大经济损失者,或其它次要构筑物。
第1.0.6条 进行抗震鉴定和加固,应首先调查有关的勘察、设计和施工等原始资料,构筑物的现状和隐患,并结合同类构筑物结构和地基的震害经验,分析场地、地基土条件对构筑物抗震的有利因素和不利因素。
第1.0.7条 各类结构的现状,当不符合下列有关要求时,应结合抗震加固进行处理。
一、钢结构:
1.受力构件、杆件(包括支撑)无短缺,无明显弯曲,无裂缝,无任意切割所形成的孔洞或缺口。
2.受力构件、杆件及其连接和节点无锈蚀。
3.锚栓无损伤、锈蚀,螺帽无松动;对受剪为主的锚栓,其栓杆在托座盖板面处无丝扣。基础混凝土无酥裂、无腐蚀条件。
4.受力构件的支承长度符合非抗震设计要求。
5.柱间支撑斜杆中心线与柱中心线的交点不位于楼板的上、下柱段和基础以上的柱段。
二、钢筋混凝土结构:
1.受力构件、杆件无短缺,无明显变形,没有因切割、打洞等形成的损伤。
2.受力构件、杆件的混凝土无酥裂、腐蚀、烧损、脱落,无露筋,无超过设计规范限值的裂缝。
3.预制受力构件的支承长度符合非抗震设计要求。
4.连接件无锈蚀。
5.当设有填充墙或柱间支撑时,没有由此增大结构单元质心对刚心的偏心距和沿高度方向水平刚度的突变,没有因半高刚性墙而增大柱的线刚度或形成短柱。
三、砖结构:
1.墙体不空臌,无歪斜和酥碱。
2.承重墙体及纵横墙交接处无裂缝,咬槎良好,无任意开凿而形成明显削弱原结构抗震能力的孔洞。
3.各部位的局部尺寸满足国家现行的建筑抗震鉴定标准规定的限值要求。
4.砖过梁无开裂和变形。
5.没有因地基不均匀沉降而引起的墙体裂缝及其它明显影响墙体质量的缺陷。
第1.0.8条 本标准有关章节中规定可不进行抗震验算和抗震加固的构筑物,应符合下列要求:
一、满足非抗震设计和施工验收规范的要求。
二、使用过程中未改变原设计的基本依据,或虽有改变但不降低构筑物的抗震能力;结构没有重大损伤和缺陷,符合本标准第1.0.7条 的要求。
三、钢筋混凝土结构或钢结构的抗侧力构件及其节点符合本标准有关构造要求,无先行出现脆性破坏的可能。
四、相邻建(构)筑物、边坡的震害不致危及被鉴定构筑物的安全。
五、没有对建筑抗震危险的场地条件;地基土无液化、失稳或严重不均匀沉降可能。
第1.0.9条 构筑物结构的抗震强度验算,除本条和有关章节另有规定者外,可按工业与民用建筑抗震设计规范的规定执行。
一、构筑物的基本周期,可按同类构筑物的实测周期经验公式计算值、被鉴定构筑物的实测周期值或理论公式计算值确定;对前两类实测周期值,可根据结构的重要性和不同的塑性变形能力,乘以1.1~1.4的震时周期加长系数,但砖结构不得加长。当所采用的加固方案使影响周期的主要因素(结构的侧向刚度、质量等)有明显变化时,应考虑加固对周期值的影响。
二、结构影响系数和抗震强度安全度应按表1.0.9选用。
结构抗震鉴定加固的安全度和结构影响系数 表 1.0.9

注:①钢结构,当不能满足对塑性变形能力的抗震构造要求时,应降低表中容许应力值,并应在地震力计算中加大结构影响系数。
②钢筋混凝土结构,当不能满足对塑性变形能力的抗震构造要求时,应提高表中安全系数值,并应在地震力计算中加大结构影响系数。
③砖结构,除按要求进行强度验算外,还应符合抗震结构的配筋等构造要求。对于的确难以达到抗震鉴定和加固标准的构筑物,应根据技术经济的综合分析结果,或采取措施适当提高其抗震能力,或报请批准后报废;对于尚可使用但无加固价值的次要构筑物,必须对人员和重要生产设备采取安全措施。
三、对大偏心受压(拉)和受弯钢筋混凝土矩形截面构件,当验算正截面抗震强度时,除C类构筑物外,受压区相对高度不应大于0.35(纵向钢筋为3号钢、5号钢)或0.4(纵向钢筋为16锰钢、25锰硅钢);否则,偏心受压(拉)构件应按小偏心受压(拉)计算。
注:如能确切判定所用钢筋的生产厂家,必要时可按附录一采用由相应生产厂的钢筋强度统计资料,得出矩形截面的受压区相对高度值。
第1.0.10条 构筑物结构加固方案的确定,应综合考虑下列要求:
一、构筑物结构的整体性应符合下列要求:
1.楼盖、屋盖等水平结构与有关抗侧力构件具有可靠连接。
2.保证抗侧力构件及其节点的强度,避免出现脆性破坏。
3.传递地震力的途径合理可靠。
4.非受力结构(如维护墙体等)与主体受力结构之间具有可靠的拉结。
二、综合考虑强度加固和满足塑性变形能力的要求。
三、综合分析加固措施的有效性及可能产生的不利作用,避免薄弱环节转移。
四、选用合适的加固工艺和设备,例如,保证负荷条件下施焊的安全、钻孔打洞时避免或减少对结构的损伤等。
五、避免非受力结构倒塌伤人。
第1.0.11条 对于有技术改造或大修需要的构筑物,抗震加固宜与技术改造或大修结合,同时进行。
第1.0.12条 对构筑物结构单元与相邻建(构)筑物之间原有的变形缝(包括温度缝、沉降缝和防震缝)处,应清理缝隙中的硬杂物;变形缝宽度应符合工业与民用建筑抗震设计规范的要求,不足时,应根据两相邻结构单元相向水平振动和扭转振动移位时可能碰撞而产生的危害性大小,采取必要的措施。例如,适当提高两相邻单元的侧向刚度,而当平面内结构的质心对刚心有较大偏心时,尚宜采取减小偏心、提高抗扭刚度的措施;对可能碰撞的部位,缝隙中填入耐久性好的柔性吸能材料或提高该部位结构的强度等。
当构筑物支承于相邻建(构)筑物上而支座连接强度不足或采用滑动支座、滚动支座时,尚应对两相邻结构单元在相背水平振动时有无落梁的可能进行鉴定;当有落梁可能时,应采取措施,如加强支座连接,适当加长支承长度,设置用以限制过大移动的构造措施等。
第1.0.13条 全厂(矿)的固定测量基准点至少应有四个位于对抗震有利的地段。不符合要求时,应补设或采取措施,并应予以妥善保护。当全厂(矿)均位于软弱土或可液化土地段时,可将固定测量基准点设置在桩基上,而桩基应深至软弱土或可液化土的下界面以下,或对设置固定测量基准点部位的地基进行局部加固。
第1.0.14条 进行构筑物的抗震鉴定和加固,有关砖结构、木屋盖的抗震构造要求,尚应符合国家现行工业与民用建筑抗震鉴定标准的有关规定。抗震验算中,除本标准另有规定者外,均应按下列国家标准执行:
《建筑结构抗震设计规范》;
《室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范》;
《混凝土结构设计规范》;
《砖石结构设计规范》;
《钢结构设计规范》;
《建筑地基基础设计规范》。
第二章 场地、地基和基础
第一节 场地
第2.1.1条 进行抗震鉴定时,场地土的分类宜符合下列规定:
一、I类——坚硬土,包括岩石,密实的碎石类土,坚硬的老粘性土。
二、Ⅱ类——中等土,除I、Ⅲ类以外的一般稳定土。
三、Ⅲ类——软弱土,包括淤泥,淤泥质土,松散的砂,新近沉积的粘性土和轻亚粘土(粉土),可液化土,静基本容许承载力小于130kPa的填土。
注:场地土一般可按基础底面(或端承桩支承面以下)10m范围内或摩擦桩桩长范围内土的类别划分;当上述范围内的土为多层土时,可按厚度加权平均的方法确定土的类别。
第2.1.2条 在8度和9度地区,对基岩上的构筑物,除基本周期小于或等于0.3s的A类构筑物外,其抗震构造措施可按鉴定加固的烈度降低1度采用,但地震力应按原鉴定加固的烈度计算。
第2.1.3条 Ⅲ类场地土上基本周期等于或大于1.2s的A类构筑物和各类重要性等级构筑物的突出屋面小型结构,除应满足本标准有关章节的抗震要求外,还宜适当提高薄弱部位的安全系数,并应设有具有良好吸能能力的抗侧力结构(当采用交叉支撑时,斜撑杆的长细比不宜大于120),或设有先行出现塑性变形的辅助(或赘余)抗侧力结构体系。
第2.1.4条 对建在不均匀地基(如故河道,暗藏的塘浜沟谷的边缘地带,边坡的半挖半填地段,山区中岩石与土交接地带,以及成因、岩性或状态明显不同的其它严重不均匀地层)或不同型式基础上的同一构筑物结构单元,除应满足有关章节的抗震要求外,尚应考虑不均匀沉降和不同地震反应对结构的不利影响,可在不均匀地基交界处或不同型式基础处及其附近,对结构的薄弱部位(强梁弱柱纯框架结构中的柱,强柱弱梁纯框架结构中的梁,以及梁柱节点,大偏心结构单元的角柱,沿主轴方向杆件长细比值大的柱间支撑等),采取提高其承载能力和对不均匀沉降适应能力的措施;采取调整不同区段结构侧向刚度等以减少地震反应差异的措施,设置先行出现塑性变形的辅助(或赘余)抗侧力结构体系。
注:不均匀地基上地震受损后可能形成严重次生灾害的刚性管线,也应设有减轻不均匀沉降影响的措施。例如,对管道采用柔性接头;设有可伸缩段;当管道穿过墙体时墙体具有较大的孔洞尺寸,并填有柔性吸能材料等。
第2.1.5条 对建在条形突出的山脊、高耸孤立的山丘上的A、B类长周期构筑物,宜采取符合本标准第2.1.3条 规定的措施,并宜提高其侧向刚度。
第2.1.6条 对有全地下室、箱形基础或筏片基础的构筑物,除主要受力层有软弱土和可液化土外,一般可适当降低结构的抗震构造要求。
第二节 非液化土地基和基础
第2.2.1条 在非地震组合力作用下,当构筑物沉降已经稳定且现有状况良好,或沉降虽未稳定但已确定其地基基础能够满足非地震组合力作用下的设计要求时,除下列情况外,可不进行其地基基础的抗震验算和抗震加固:
一、8度或9度区,使用条件下受较大的水平推力且地震时水平力有较大增加的结构(如挡土墙等)或构件(如拱脚、井架的斜架等),宜进行其基础的抗滑稳定性验算。
二、对要求进行结构抗震强度验算的高重心的高耸构筑物,宜验算其地基的抗震强度。
三、当构筑物结合抗震加固进行改建而荷载有较大增加时,应对其地基基础进行静承载力计算和抗震验算。
第2.2.2条 进行非液化土地基的抗震强度验算时,地震组合力作用下的地基承载力应满足下列公式要求:

式中σ、σmax——分别为基础底面的平均压应力和基础边缘的最大压应力(kPa);
R——地基基础设计规范规定的经基础宽度和深度修正的地基土静容许承载力(kFa);
Ψ1——地震短暂作用对地基土容许承载力的调整系数,可按表2.2.2.2-1取用;
地震短暂作用对地基土容许承载力调整系数 表2.2.2-1

Ψ2——地基土长期受压后容许承载力的提高系数。对岩石、碎石土、新近沉积粘性土、淤泥及地下水位以下的淤泥质土、可液化土,应取Ψ2=1;对其它土类,在地基沉降已经稳定,且构筑物未出现因地基变形引起的裂缝等损坏和超过容许的地基变形值时,可按已有构筑物基础下地基土承载力试验值与原地质勘察资料中相应标高土层试验值(或在自由场地相应标高同类土的试验值),的对比结果取值;当无勘察资料时,也可按表2.2.2-2取值。
地基土长期承压后容许承载力提高系数 表 2.2.2-2

注:σo系已有构筑物基础底面的实际平均压应力(kPa)。
第2.2.3条 对结合抗震加固进行改建的构筑物,如作用于基础上的重力荷载有较大增加时,除应验算地震组合力作用下的地基承载力外尚应按下列公式验算非地震组合力作用下的地基承载力:

式中
——分别为改建后非地震组合力作用下基础底面的平均压应力和基础边缘的最大压应力(kPa)。
2.2.3-1和2.2.3-2公式中,地基土经长期受压容许承载力提高系数Ψ2应按第2.2.2条取值,但静力验算中的可液化土也可按试验对比值或表2.2.2-2取值。
对A、B类构筑物,当选用的Ψ2值大于1时,应按国家的《地基和基础工程施工及验收规范》进行沉降观测。
第2.2.4条 对非液化土地基上的基础进行地震组合力作用下的抗滑验算时,抗滑阻力可考虑基础底面与地基土之间的摩擦力与基础正侧面被动土压力的1/3;经验算不符合要求时,应采取适当措施,例如,设置符合本标准附录二要求的混凝土地坪,增设抗滑趾;增设基础梁(或联系梁),其与基础的连接应按能承受地震时出现的拉力和压力,其值对杆系结构可取与其相连的支撑斜杆按实际截面出现屈服和压曲时内力的水平分量。
第2.2.5条 对要求验算结构抗震强度的高位贮仓、高架砖混通廊、塔类结构等高重心的高耸构筑物,应按下列公式进行地震组合力作用下的抗倾覆验算:

式中eo——地震组合力作用下基础底面竖向力和弯矩的合力作用点对基础底面截面形心的偏心距(m);
B——验算方向的矩形基础宽度(m);
D——圆形基础直径(m);
不符合要求时,应采取扩大基础、减少偏心距等措施。
第三节 可液化土地基
第2.3.1条 当构筑物地基土在室外地面以下15m范围内有饱和砂土或轻亚粘土时,应对其地震时是否可能液化及地基液化危害性进行鉴定,并应按地基的液化等级和构筑物类别确定工程处理原则。
(Ⅰ)液化判别
第2.3.2条 饱和砂土层和轻亚粘土层可按下列单项指标进行液化判别:
一、地质年代为第四纪晚更新世(Q3)或其以前的砂土或轻亚粘土,可判为非液化土。
二、7度、8度和9度区,粒径小于0.005mm颗粒的含量百分率分别不小于10、13和16的轻亚粘土,可判为非液化土。
注:用于液化判别的粘粒含量系采用六偏磷酸钠作分散剂时的测定数值;当采用其它方法测定时,应按有关规定换算。
三、对天然地基上基础埋置深度不超过2m的构筑物,根据其地基土上覆非液化土层厚度和地下水位深度在图2.3.2的位置,确定是否考虑液化影响;当基础埋置深度超过2m时,应将上覆非液化土层厚度和地下水位深度各减去超过值后查图确定。

经初判确定为可能液化或需考虑液化影响的饱和砂土或轻亚粘土,应按第2.3.2条或第2.3.4条的要求作进一步鉴定。
第2.3.3条 当饱和砂土层和轻亚粘土层的标准贯入锤击数实测值N63.5(未经杆长修正)小于下式算出的液化临界标准贯入锤击数Ncr时,则可判为可液化土层。

式中ds——饱和土标准贯入点深度(m);
dw——地下水位深度(m);
ρc——粘粒含量的百分率(%),当ρc<3时,取ρc=3;
No——饱和土的液化临界标准贯入锤击数,对7、8、9度区可分别取6、10和16。
第2.3.4条 当利用原有地质勘察资料进行饱和轻亚粘土液化判别而缺少粘粒含量指标时,可按式2.3.4-1或2.3.4-2进行鉴定,当标准贯入锤击数N63.5小于由下列公式算出的临界标准贯入锤击数Ncr值时,确定为可液化轻亚粘土层:

式中αc——考虑粘粒含量影响的修正系数,对7、8和9度区,分别取0.68、0.63和0.56;
αIp——考虑塑性指数影响的经验系数,

(Ⅱ)地基液化危害性鉴定
第2.3.5条 当地面以下15m深度范围内经判定有液化土层时,应按地基液化指数由表2.3.5确定地基液化等级和据此判断液化沉降危害性。
地基液化指数可按下式确定:

当(1-Ni/Ncri)≤0时为不液化点,均取零。
式中P1——地基液化指数;
Ni和Ncri——分别为土层中第i个标准贯入点的标准贯入锤击数实测值和临界值;
n——每个钻孔中饱和土层的标准贯入点总数;
di——第i个标准贯入点所代表的土层厚度(m),按图2.3.5(a)确定;
ωi——di层中点深度处考虑第i液化土层层位影响的权函数(m-1),按图2.3.5(b)取用。

图2.3.5液化指数计算简图
地基的液化等级确定和液化沉降危害判断 表 2.3.5

液化土地基所产生的不均匀沉降对构筑物的危害程度可按表2.3.5粗略判断。
(Ⅲ)液化土地基的工程处理原则和措施
第2.3.6条 根据地基液化等级,应按构筑物的重要性类别及其对地基液化不均匀沉降的敏感性大小确定工程处理原则。工程处理原则和措施可按表2.3.6选用。
液化土地基的工程处理原则 表 2.3.6

表中,构筑物重要性类别应按本标准第1.0.5条确定。
工程处理原则的类别应按下列要求划分。对液化沉降敏感的B类构筑物,当地基液化等级为Ⅱ、Ⅲ时,宜从严选用工程处理原则。
甲类——全部消除地基液化可能或避免液化沉降;
乙类——减轻地基液化或液化不均匀沉降;
丙类——减少不均匀沉降对构筑物危害的结构构造措施。
根据上述工程处理原则,可按第2.3.7条、第2.3.8条选用相应的处理措施。当液化土层上界面距基底大于4m且位于地基主要受力层以下时,对基本周期不大于0.5s的构筑物,可不因液化土地基采取附加措施。在选择处理措施时,除不均匀沉降敏感的A、B类建筑应从严要求外,对其它结构,宜首先考虑结构构造措施,有条件时消除产生液化的某些因素,必要时才进行地基处理。
注:①对基本周期大于1.2s的A类构筑物,还应满足本章第2.1.3条的有关要求。
②当同一构筑物相邻单元之间或构筑物与相邻建(构)筑物之间的地基液化指数相差悬殊时,对A、B类建筑尚应满足第2.1.4条的有关要求。
③液化敏感的结构包括对不均匀沉降有严格要求的柱承式贮仓等强梁弱柱结构,支承柱塑性变形能力低的结构;对倾斜有严格要求、基本周期大于1.2s的高耸结构;对渗漏有严格要求的地下钢筋混凝土结构,天然地基上的井塔等。
第2.3.7条 对已有构筑物的可液化土地基,如需完全消除或部分消除液化可能性或其不均匀沉降危害性时,可按具体条件选用下列某项或几项措施:
一、采用桩基,特别当原为深入非液化土的桩基而仅需适量增加桩数时,可在原基础周侧补设桩并以现浇钢筋混凝土承台与原基础连成整体,此时,桩基抗震设计应符合本章第四节要求。
二、降低地下水水位。消除因槽、罐、管道等渗漏及排水系统不合理造成地下水水位显著提高的因素,以使基底下减少饱和上厚度和增加非饱和土层厚度。降低水位后对减少液化及其沉降危害性的效果,应再作评定。
三、设置排水桩或挤密砾石桩(以下统称排水桩),可在条形基础两侧和块式基础周侧没置竖向砾石排水桩;或在大块基础周侧设置排水桩,而在基底采用旋喷桩。排水桩的有效深度,对基本周期大于1.2s的A类构筑物、柱承式贮仓和井塔,宜至可液化土层的底面;对基本周期不大于0.5s的各类构筑物,宜残留可液化土层,此时,基底以下处理深度不应小于4m,且不应小于地基主要受力层深度。基础侧边排水桩处理范围不应小于排水桩长度的1/2,且不宜小于2m。在排水桩处理范围及以远一定区段的地表面,应铺设渗透系数大的粗粒料层以组成横向排水通道,在其上应铺设混凝土预制板块等面层以防止排水通道淤塞。排水桩的设计应经过专门计算。
四、透水压重处理。在构筑物基础侧边增加孔隙比大的材料,以增加覆盖压力,减轻浅层饱和土的液化程度。例如,采用堆砂土或重料,或对局部地面更换质量大且孔隙比大的材料。覆盖压力应经过计算,压重范围可按第三款要求取用。
当各类构筑物的基础附近有地坑、沟壕时,均宜采取防止喷水冒砂的措施。
五、穿过已有基础打眼后用旋喷桩加固基础以下的可液化土层,并在基础侧边设旋喷桩。
六、基础周侧用板桩、挤密砾石桩或地下连续墙等围封,板桩或连续墙宜深至不透水土层。
七、当可液化土层位于浅层且基底以下的厚度不大时,可采取基础托换法,将基础加深至非液化土层。
八、对B、C类建筑,可采取覆盖法,将基侧回填土换成渗透系数大的粗粒料,并使其与铺设于地表的粗粒料层连通,上设可靠锚固且经计算的钢筋混凝土地坪。
第2.3.8条 为减少由地基土液化产生的不均匀沉降对构筑物的危害程度,提高构筑物对不均匀沉降的适应能力,可按具体条件选用下列某项或几项措施:
一、结合上部结构加固,适当提高基础和(或)结构的竖向整体刚度。
二、对选用的圈梁适当增大其截面高度和(或)主筋直径,并加密其节点的封闭箍筋。
三、减轻结构重量;在工艺可能条件下,根据各区段地基液化指数的大小,调整荷载分布。
四、地基液化指数明显不同的区段,可采用本标准第2.1.4条措施。
五、检查地下室、半地下室的地坪及地下管沟、窨井等地下设施,当这些设施有上浮或成为抗喷水冒砂薄弱环节的可能时,应采取防止喷水冒砂的措施。
第四节 桩基
第2.4.1条 对使用条件下主要承受垂直荷载的低承台桩基,当同时满足下列条件时可不进行桩基的抗震强度(竖向承载力和水平承载力)验算。
一、构筑物结构没有因桩基不均匀沉降引起损坏。
二、桩尖和桩身周围无可液化土层。
三、桩承台周围无可液化土、淤泥、淤泥质土、松砂或疏松的回填土。
四、地震时没有因边坡滑坡、崩塌和相邻建(构)筑物倾倒等震害而对桩产生附加水平推力。
第2.4.2条 非液化土地基中的低承台桩基当不符合本标准
第2.4.1条 要求时,可按下列要求验算抗震承载力或采取措施:
一、桩基竖向承载力的抗震验算,可按工业与民用建筑地基基础设计规范中静竖向承载力的验算方法进行,但在地震组合力作用下单桩容许承载力的取值,当桩承台周侧设有符合本标准附录二要求的混凝土地坪时,可取1.4倍单桩静容许承载力;当未设置上述地坪时,则应扣除承台以下3m长度范围内桩与桩周土的摩擦力。
二、桩基水平承载力的抗震验算,除可考虑桩自身的水平抗力(按1.25倍静容许水平抗力取用)外,当无混凝土地坪时,还可按第2.2.4条规定考虑承台正侧面土的水平抗力;当有上述地坪时,还可考虑地坪的水平抗力,但所有情况均不应考虑承台底面与土之间的摩擦力。
第2.4.3条 对于穿过可液化土层在使用条件下主要承受竖向荷载的低承台桩基,当无第2.4.1条第四款的次生灾害,且承台四周有厚度不小于2m的非液化土和非软弱土,或设有符合本标准附录二要求的混凝土地坪时,对液化土中桩基的水平承载力可不进行抗震验算;但在8度和9度区,应按下列两个阶段对桩基的竖向承载力进行抗震验算。
一、第一阶段,设水平地震力已达最大值但地基中孔隙水压力尚未显著影响桩的承载力,可按第2.4.1条和第2.4.2条非液化土中桩基要求执行。
二、第二阶段,设地震已消逝而所有可液化土层均已液化,可按无地震作用时(即在考虑水平地震力的特殊组合中扣除水平地震力一项)验算桩的竖向承载力。单桩的竖向容许承载力可按下式确定:
N=Pa-T (2.4.3)
式中N——单桩竖向容许承载力(kN);
Pa——土层未液化时的单桩容许承载力(kN),按第2.4.2条第一款确定;
T——考虑由于土层液化及桩的上部与桩周土脱离而使容许摩擦力减少的总值(kN),其中,桩的上部与桩周非液化土脱离的长度,当具有符合要求的混凝土地坪时可取为零;当无此条件时,可取3m。经验算不能满足要求时,宜采取减少桩与桩周土间摩擦力的措施。例如,当原未设混凝土地坪时,增设之;对可液化土层进行防液化处理等。必要时,也可增加桩数并与原基础连成整体。
桩伸入稳定土层中的长度(不包括桩尖长度)应按计算确定,但对碎石类土、砾砂、粗砂、中砂和坚硬粘性土,不宜小于0.5m,对其它非岩石土,不宜小于2m。
第五节 挡土墙和边坡
第2.5.1条 在7度区Ⅲ类场地土和8度、9度区,墙身高度大于4m的挡土墙,应验算墙身及其地基基础的抗震强度和稳定性。对高度不大于12m的挡土墙,作用于墙身的水平地震力可按下式计算:

式中Pi——第i截面上由墙身自重产生的水平地震力(kN/m);
Cz——综合影响系数,对硬质岩石地基可取0.2,对其它土质地基可取0.25;
α——水平地震影响系数,对7、8和9度地区分别应取0.1,0.2和0.4;
Wi——第i截面以上墙身自重(kN/m)。
作用于挡土墙的地震主动土压力EA可按库伦公式计算,但公式中的内摩擦角φ、墙背摩擦角δo和土的容重γ应分别用(φ-θ)、(δ+θ)和γ/cosθ代替,即:

式中E′A——地震时作用于墙背每延米长度上的主动土压力(kN/m),确定其作用点和方向的方法与不考虑地震时相同;
γ——土的容重(kN/

,水下时取浮容重);
H——挡土墙墙身高度(m);
K′A——地震时主动土压力系数。
地震时主动土压力系数可按下式计算,或按库伦公式中代换前述内摩擦角、墙背摩擦角和土的容重后直接查表求得。

式中φ——土的动内摩擦角(°);
δo——墙背与填土之间的动摩擦角(°);
εo——墙背与铅直线间的夹角(°),墙板俯斜时取正值,仰斜时取负值;
λ——墙背填土与水平面间的夹角(°);
θ——地震角(°),即重力和水平地震力的合力与铅直线间的夹角(如图2.5.1),按表2.5.1采用。

地震角θ值 表 2.5.1

注:①当为可液化土时,φ、δo值均取为零;
②当无动摩擦角φ、δo的可靠试验资料时,可近似地按静摩擦角取值。
第2.5.2条 挡土墙的地基应按第2.2.2条进行抗震承装力验算。不满足要求时,可增设墙趾以扩大基底面积。
第2.5.3条 挡土墙可按工业与民用建筑地基基础设计规范进行抗震稳定性验算,此时,根据挡土墙的重要性和可能导致的危害性大小,抗倾覆安全系数和抗滑安全系数可分别取1.0~1.2和1.0~1.1;基底偏心距应符合下列要求:对岩石地基不大于B/3,对一般土地基不大于B/5,对容许承载力小于200kPa的土不大于B/6,其中,B为基础宽度。
不满足上述要求时,可在墙下增设较深且为原坑浇灌的墙趾,以利用墙前的被动土压力增大挡土墙的抗滑阻力,并可利用新增墙趾增大基底面积以减少基底偏心距和增大抗倾覆能力。
第2.5.4条 当构筑物建在非岩质陡坡上或者风化破碎且节理裂隙发育的岩质陡坡上时,可按表2.5.4进行抗震鉴定。不符合表中边坡高度和坡度的限制条件时,应进行抗滑稳定性验算。
地震区边坡高度与坡度的最大值 表 2.5.4

注:下部为基岩、上部为覆盖土层的边坡,可视覆盖土层的胶结程度参照d、e类边坡取值。
地震作用下土坡的抗滑稳定性验算,可采取土坡稳定的条分法,安全系数不宜小于1.1。作用于滑动面以上各土条重心处的水平地震力可按下式计算:

式中Cz——综合影响系数,取0.25;
α——水平地震影响系数;
Wi——第i土条的重量(kN/m)。
第2.5.5条 为提高边坡的抗震稳定性,可采取下列措施或其它有效措施。
一、放缓边坡,设置有较宽平台的阶梯式边坡。
二、合理排水,坡面种草植树。
三、对临空面采取护岸措施,防止坡脚的浸蚀。
四、在构筑物与其上方陡坡之间修建宽而深的沟或挡墙,以截止滚石或小的滑体。
五、消除构筑物上方的崩塌体;设锚杆,加支挡。
六、对风化严重或节理发育的岩质边坡采取延缓风化的措施。
七、当坡脚或坡体有可液化土层时,采取防液化等措施以减少滑动危险性和缩小滑动范围。
第三章 贮仓
第一节 钢筋混凝土贮仓
第3.1.1条 对贮存散状物料的独立体系钢筋混凝土贮仓进行抗震鉴定时,应检查下列部位和内容:
一、柱承式贮仓中,支承柱的轴压比和配筋率,支承柱上下端和支承框架梁柱节点的封闭箍筋设置;柱间设有填充墙时墙体的材料、砌筑质量及其与柱的拉结,柱间设有支撑时支撑的配置及节点强度。
二、筒承式贮仓支承筒洞口的加强构造。
三、仓上建筑承重结构与仓顶的连接,层面与其承重结构的连接等保证结构整体性的措施。
四、贮仓与毗邻结构(高架通廊、其它群仓结构单元和过渡平台等)之间的关系。
五、柱承式贮仓结构单元有无产生严重偏心的因素。
六、柱承式贮仓有无产生不均匀沉降的地基条件。
(Ⅰ)结构抗震验算
第3.1.2条 贮仓的下列部位可不进行抗震强度验算:
一、贮仓仓体。
二、下列情况的仓下支承结构:
1.7度区I、Ⅱ类场地土,柱承式方仓的支承柱。
2.7度和8度区,截面总面积接近仓壁截面面积且布置均匀的圆筒仓支承柱。
3.7度区,筒承式贮仓的支承筒;8度区,双面配筋、壁厚不小于150mm,且在同一水平截面内的孔洞圆心角之和不超过110°、每个孔洞的圆心角不超过55°的支承筒。
三、下列情况的仓上建筑:
1.7度和8度区,构造柱和圈梁的设置符合要求的砖混结构,钢柱或钢筋混凝土柱下端为刚接的轻、重屋盖结构。
2.9度区,钢柱下端为刚接且为轻质材料围护的结构。
第3.1.3条 对于需要验算抗震强度的贮仓,应按下列要求进行水平地震力计算:
一、应按结构单元的两个主轴方向分别进行计算。
二、对仓上建筑为单层结构的柱承式贮仓结构单元,可简化为单自由度体系,按第3.1.4条进行计算。
三、对筒承式贮仓以及仓上建筑为多层结构的柱承式贮仓,应按工业与民用建筑抗震设计规范的振型分析法进行计算。
四、结构影响系数对柱承式方仓不得小于0.4,对筒承式贮仓和柱承式圆筒仓不得小于0.35。
五、散状贮料的有效重量可按满仓的贮料重量乘以表3.1.3的相应折减系数。
散状贮料有效重量折减系数 表 3.1.3

第3.1.4条 仓上建筑为单层结构的柱承式贮仓按下列规定进行水平地震力计算:
一、结构计算简图可简化为两质点〔如图3.1.4(b),分别作用于仓下柱的顶部和仓上建筑的屋盖处〕或单质点〔如图3.1.4(c),作用于仓下柱的顶部〕体系。

二、结构基本周期可按下式计算:

式中w——仓下柱顶部以上结构和设备全部重量、散状物料有效重量,以及仓下柱重量的40%之和(kN);
g——重力加速度(m/

);
δ11——单位水平力作用于柱顶(质点1)时在该处引起的水平位移(m/kN)。对空框架支承结构,应按下式计算:

其中,H1为仓下支承柱高度(m);Ei、Ji分别为i柱的弹性模量(kPa)和截面惯性矩(

);n为仓下柱根数。
对有实心砌体填充墙的支承框架,可按下式计算:

其中,Kfw为填充墙框架的侧移刚度(kN/m),可按《建筑抗震设计规范(GBJ11—89)》计算;
对设有柱间支撑的支承框架,可按本章公式3.1.9-1进行计算。
三、对于作用于各质点的水平地震力,当按工业与民用建筑抗震设计规范的振型分析法计算时,可直接求得;当按底部剪力法计算时,由此算出的仓上建筑质点的水平地震力〔图3.1.4(b)的P2〕值应乘以局部放大系数,其值可按表3.1.4由相关参数T2/T1或ρT求得。
仓上建筑水平地震力放大系数βn 表 3.1.4

表中,T1、T2分别为柱承式贮仓的基本周期和第二振型周期;相关参数PT可按下式计算:

式中δ22——按图3.1.4(b)计算简图,作用于质点2的单位水平力在该点处引起的水平位移(m/kN);
W1——集中于仓下柱顶部的重量(kN),包括仓体结构自重、贮料有效重量和置于仓顶平台上的设备等重量,以及仓下支承柱重量的40%;
W2——仓上建筑及置于其上的设备重量之和(kN)。
第3.1.5条 筒承式贮仓按下列规定进行水平地震力计算:
一、可简化为三质点〔图3.1.5-(b)〕,按下列近似公式计算基本自振周期:

式中Wi——质点i的重量(kN),取质点i的上、下两质点之间高度范围内仓壁和贮料有效重量之和的一半。顶部质点设置在仓顶处,其重量还应包括仓顶平台、仓上建筑和设备的重量。最下部质点当取少数质点体系时,宜设置在支承筒壁与仓体交接处,该质点的集中重量应包括支承筒壁重量的40%;
ξT——支承筒壁孔洞影响系数,沿x轴方向计算时取1,沿y轴方向取0.85;
δnn,δin——作用于顶部质点n上的单位水平力分别在质点n和i处引起的水平位移(m/kN),可按第3.1.6条进行计算。

二、当支承筒壁在孔洞处的截面惯性矩不小于仓体截面惯性矩的65%,且支承筒壁的高度不大于贮仓至仓顶总高度的30%时,筒仓可简化为单质点体系的悬臂梁计算简图,按公式3.1.4-1计算基本周期,但质点应取在仓顶;质点重量应取贮仓全部结构自重的1/4、贮料有效重量的1/2及仓顶平台以上仓上建筑和设备重量之和。
仓顶作用单位水平力时在该处引起的水平位移可按下式计算:

式中H——筒仓总高(m);
E、J——分别为仓体弹性模量(kPa)和截面惯性矩(

)。
第3.1.6条 筒承式贮仓在单位水平力作用下的水平位移可按下列公式进行计算〔图3.1.5(c):
一、沿x轴方向,贮仓按支承筒壁为下端固定而上端嵌固、仓体为悬臂梁的计算简图,由下式计算单位水平力作用下的水平位移:

二、沿y轴方向,贮仓按悬臂梁的计算简图,由下式计算单位水平力作用下的水平位移:


式中δij——单位水平力作用于j处引起i处的水平位移(m/kN);
li——底段的长度(m);
J1——底段筒壁开孔处弧形截面的惯性矩(

);
Jk——各段的截面惯性矩(

);
E——贮仓结构材料的弹性模量(kPa);
lk——各段的长度(m);
dji——各质点间的高度差(m),dji=Hj-Hi;dji=Hj-Hk;
Hk——各质点的高度(m);
G——贮仓结构材料的剪切模量(kPa);
Ak——各段的截面面积(㎡)。当按公式3.1.5-1计算基本周期时,上列公式中的剪切变形项可不考虑。
当按公式3.1.5-1计算基本周期时,上列公式中的剪切变形项可不考虑。
第3.1.7条 柱承式方仓当组联的长宽比过大,且各仓格贮料因容重和(或)充盈程度相差过大而形成质量中心对刚度中心的偏心距过大时,可按振型分析法或确有依据的简化计算方法计算扭转地震效应。当采用扭转效应系数法时,可按下式计算:

式中Qt——偏心结构单元由地震扭转及平动产生于竖向抗侧力构件的地震剪力(kN);
Qo——偏心结构单元仅考虑平动时产生于竖向抗侧力构件的地震剪力(kN);
ηt——偏心扭转影响系数,当0.1<ε≤0.3时,可按ηt=0.65+4.5ε计算;
ε——偏心参数,当水平地震力沿x轴(或y轴)方向作用而在y轴(或x轴)方向有偏心距(ey或ex)时,相应方向的偏心参数分别为

ys(或Xr)——在x轴(或y轴)方向的水平地震力作用下,相应方向第s(或r)竖向抗侧力构件与结构单元总质量中心的距离(m),其中,总质量指集中于仓下支承柱顶部的全部质量〔图3.1.4(c),图中的重量换以质量〕;
Kxx(或Kyy)——仓下各竖向抗侧力构件在x轴(或y轴)方向的平动刚度之和(kN/m),

Kφφ——仓下各竖向抗侧力构件对结构单元总质量中心的总抗扭刚度(kN•m),可忽略竖向抗侧力构件自身的抗扭刚度,

ex(或ey)——仓下各竖向抗侧力构件的刚度中心对结构单元总质量中心在x方向(或y方向)的偏心距(m),

n——仓下抗侧力构件总数。
当偏心参数ε≤0.1时,可不考虑偏心扭转效应;当ε>0.3时,应按空间体系,采用振型分析法等精确计算方法,或采取减少偏心距、增大抗扭刚度的措施。
第3.1.8条 结构和地基的抗震验算应取下列内力的最不利组合:
一、有效重力荷载作用下的压力,其中,散状物料的有效重力荷载应按实际最高料位时的重量乘以表3.1.3中仅考虑贮料充盈程度的折减系数。
二、作用于贮料质心处的水平地震力对仓下柱验算截面引起的地震剪力、弯矩和轴向压(拉)力,此项轴向压(拉)力可按QoHo/B取用〔式中符号见图3.1.4(a)〕。
三、8度和9度区,按第一款有效重力荷载分别乘0.1和0.2所得的竖向地震力产生于竖向构件的内力,竖向地震力应考虑上下两个方向的作用。
第3.1.9条 对已有的或补设的纵、横向柱间支撑进行抗震验算时,斜杆长细比小于200的交叉支撑宜考虑拉、压斜杆共同工作,可按下列方法进行计算:
一、确定贮仓结构自振周期和柱列水平地震力分配时,柱间支撑在单位水平力作用下的位移可按下式确定:

式中δti——交叉支撑中仅考虑斜拉杆受力时,单位水平力作用下第i节间的相对位移(m/kN);
φi——第i节间斜杆轴心受压稳定系数,应按钢结构设计规范采用;
ηi——第i节间偏心受力节点对斜压杆稳定的影响系数;对双角钢斜杆取刀ηi=1;对单角钢斜杆,当长细比λ≤100时取ηi=0.7,当λ=200时取ηi=1,λ为中间值时按线性插入。
二、第i节间支撑受拉斜杆的拉力可按下式确定:

Nti=Pbi(1+ξcηiφi)cosθ(3.1.9-2)式中Pbi——第i节间支撑分担的地震剪力(kN);
ξc——非弹性工作阶段的交叉支撑中斜压杆的强度参与系数:λ<100时取ξc=0.6,λ=100~200时取ξC=0.5;
θ——斜杆与水平面的夹角(°)。
第三章 贮仓
第一节 钢筋混凝土贮仓 三、斜拉杆可按下式进行抗震强度验算:

式中A——斜杆截面面积(㎡);
σs——杆件钢材的屈服点(kPa);
K1——强度安全系数,其值不得小于1。
当已有柱间支撑经验算K1<1时,应加固或增设柱间支撑。
第3.1.10条 对已有或增设的柱间支撑,其节点应符合下列要求:
一、支撑节点的焊接连接,可按斜拉杆实际截面屈服内力与其连接等强的非抗震设计要求进行验算。
二、柱间支撑与柱连接预埋件的锚筋总面积宜符合下式要求:

式中N——支撑斜拉杆全截面屈服拉力(kN),N=σs•A;
Ψ——斜拉杆屈服内力产生于节点的弯矩与剪力的组合作用系数, eo——偏心距(m),即锚筋总截面面积中心线与支撑斜拉杆轴线的交点至锚板外表面的距离,当此交点交于锚板外表面的内侧时取eo=O;

z——外排锚筋中心线之间的距离(m);
Rg——锚筋钢材受拉设计强度(kPa);
σs——斜撑杆钢材屈原强度(kPa);
αr——锚筋排数影响系数,二排时取1,三排时取0.9,四排时取0.85;
αv——锚筋抗剪强度影响系数,