7.3 结构设计

目录上节下节查找检索

防灾避难场所设计规范 GB51143-2015（2021年版）

变小

变大

底色

7.3.1 避难建筑的抗震设计应符合下列规定：

1 避难建筑应采用设置多道抗震防线的结构体系。

2 建筑形体应规则，抗侧力构件在平面内的布置应规则对称，结构刚度和承载力沿竖向应均匀分布。

3 计算避难建筑结构地震作用时，设计基本地震加速度值、地震加速度时程的最大值和水平地震影响系数最大值，应采用现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011规定的相关数值乘以表7.3.1的避难建筑调整系数后的数值。

4 当本地区抗震设防烈度为6度~8度时，避难建筑应按比本地区抗震设防烈度高一度的要求采取抗震措施；当本地区抗震设防烈度为9度时，避难建筑应按比9度更高的要求采取抗震措施。

5 单层的避难建筑的抗震要求和抗震措施应按层数为两层的避难建筑采取。

6 避难建筑的楼梯间应采取加强的抗震措施。

7 对于建筑非结构构件和建筑附属机电设备，其自身及其与主体结构的连接应进行抗震设计，并应采取与主体结构加强连接或柔性连接的措施，达到与避难建筑相同的抗震设防目标。

7.3.2 位于蓄滞洪区的安全楼类的避难场所设计应符合下列规定：

1 近水面安全层楼面板的底面设计高度不应低于安全楼设计水位、波峰在静水面以上的高度、风增水高度和安全超高之和，且安全超高不应低于0.5m；

2 安全楼设计水位以下的建筑层应采用耐水材料；

3 安全楼设计水位以下的建筑层应采用半透空式或透空式结构型式；

4 安全楼设计水位以下的建筑层的门窗洞口设计应有利于洪水出入，墙体开洞率不应小于0.32；当墙体开洞率不能满足本款要求时，应局部或全部采用易与结构分离的墙体砌筑和连接型式保证水流通过。

7.3.3 蓄滞洪区的安全楼设计的荷载组合确定应包括洪水荷载与其他荷载的组合，并应符合下列规定：

1 对实际有可能作用在安全楼上的各种荷载，应按最不利情况的荷载效应组合；

2 对安全楼不同结构构件的计算和整体计算，应按各自的最不利荷载效应分别进行组合；

3 避难建筑位于地面以下部分应按室外水位位于避难建筑出入口标高平面处进行水浮力和压力荷载验算。

7.3.4 避难建筑的抗风设计应符合下列规定：

1 防风避难建筑基本风压应按不低于100年一遇的风压采用，且不应小于0.35kN/㎡；其地面粗糙度类型应提高一类，并应按最大洞口为敞开时分析室内压力影响；

2 防风避难建筑的所有洞口均应按一旦破坏不致损伤整体结构体系的安全设计，洞口围护构件应考虑室内正压力效应验算；
3 应对除风灾以外的其他灾害的避难建筑基本风压应按不低于100年一遇的风压采用，且不应小于0.35kN/m²。

条文说明

7.3.1 本条为强制性条文，规定了避难建筑抗震设计的基本要求。确定避难建筑的抗震设防标准和抗震措施时，主要从以下方面考虑：

1 作为抗震防灾规划设置或指定的避难场所。

1）避难建筑需要比其他重要建筑更多地考虑地震的不确定性；

2）需要最大程度地确保避难建筑在未来可能发生地震或地震后可能发生余震情况下的抗震安全和避难功能使用；

3）避难建筑还应考虑震后用于大规模人群避难时，人们对于临近危险的特殊心理和感受，不仅其损坏程度应得到更严格控制，而且临近避难建筑的类似地震地表错断等危险地段或其他危险事故和灾难对避难的影响也应更严格控制；

4）避难建筑允许的损坏以能在紧急处置阶段易于抢修和对应急功能影响不大作为基本要求。因此避难建筑的抗震设防实际上需要考虑特殊的设防要求和抗震措施。

2 避难建筑的重要性决定了应采取比一般建筑更高的抗震设防目标。普通建筑的抗震设防标准，决定了地震影响越高，避难建筑的使用几率越高。避难场所主要是针对超过一般工程抗灾设防标准的设定防御标准下的避难需要，考虑避难建筑的设防目标达到“在罕遇地震影响水平的重大地震发生时能迅速启用”是必要的，也是适当的。因此，参考国内外相关规范标准的规定，本规范考虑的避难建筑的抗震设防目标为：

当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，主要结构构件不应屈服，其他结构构件不应严重破坏，不应影响使用或通过紧急处置（简单抢修）即可继续使用；当遭受超越高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震的特大地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

3 从目前国内外关于避难建筑的设防标准来看，通常都是采用重要性系数对设计地震动进行调整和采取更严格的抗震措施。美国FEMA450《美国建筑抗震设计规范》和FEMA453《安全屋和避难所设计规范》中，避难建筑采用1.50的重要性系数，要求地震活动性较低地区的避难建筑采取高烈度区的抗震措施，遵守更严格的平面和竖向规则性要求，并要求避难建筑结构具有抗连续倒塌的能力。欧盟规范与美国规范类似，重要性系数要求1.4。新西兰抗震规范要求避难建筑的抗震设防标准采用100年超越概率10%的地震影响。

本规范和现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223将避难建筑的抗震设防类别规定为不低于重点设防类。考虑到避难建筑的特殊性和设防目标要求，适当提高避难建筑的地震作用，减轻地震破坏程度特别是主要结构构件的破坏程度是必要的。为此，本规范对避难建筑抗震设防标准按照100年超越概率10%的地震动标准考虑。参考有关研究结果，当按照现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011进行设计时，针对按照50年超越概率10%的抗震设防标准所确定的各水准地震作用，采取乘以抗震调整系数的方式提高避难建筑的抗震能力。

根据有关研究，相比50年超越概率10%的抗震设防标准，100年超越概率10%的设计地震动，其多遇地震作用时的抗震调整系数平均为1.46。由于避难建筑多为中低层建筑，对于6、7度时适当提高主要构件的抗震性能是适当的，考虑到抗震等级的调整对承载力验算和抗震构造措施均有影响，避难建筑已经规定为重点设防类，本规范采取通过上调抗震设防烈度为6度和7度时的抗震调整系数的方式来规定。这样规定，一方面相当于使钢筋混凝土结构和钢结构的地震作用调整符合更高的抗震等级要求，提高主体结构抗特大地震的能力，另一方面，可使避难建筑采用其他结构体系时，其抗震能力也能得到保证，标准的规定对不同的结构体系具有更强的适应性。抗震调整系数的确定也参考了中国工程建设标准化协会标准《建筑工程抗震性能设计通则（试用）》CECS160的相关规定。在确定抗震调整系数时，考虑到抗震设防烈度9度区设计地震动水平已相当高，相当于我国规定的特大地震水平，因此适当降低了9度区的抗震调整系数。
计算竖向地震作用时，竖向地震动参数应采用本规范第7.3.1条第3款规定调整后的水平地震动参数，按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定确定。
本条第4款中规定“当本地区抗震设防烈度为9度时，避难建筑应按比9度更高的要求采取抗震措施”，是因为我国目前地震动参数区划规定的最高烈度为9度，相应抗震设计规范也只规定了最高9度的抗震措施，因此与《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223一致作出了相应规定，通常需要专门研究确定。

本条第7款的建筑非结构构件是指：建筑中除承重骨架体系以外的固定构件和部件，主要包括非承重墙体，附着于楼面和屋面结构的构件、装饰构件和部件、固定于楼面的大型储物架等。建筑附属机电设备指为现代建筑使用功能服务的附属机械、电气构件、部件和系统，主要包括电梯、照明和应急电源、通信设备，管道系统，采暖和空气调节系统，烟火监测和消防系统，公用天线等。

7.3.2 本条为强制性条文，规定了位于蓄滞洪区安全楼型避难场所设计的基本技术要求。

近水面安全层楼面板底面设计高度（h）按下式确定：

h≥d_f+d_s+h_max+h_sg（2）

式中：d_f——安全楼设计水位（m）；
  d_s——风增水高度（m），当其值小于零时，取其值等于零；
  h_max—波峰在静水面以上的高度（m）；
  h_sg—安全超高（m）。
安全楼设计水位、风增水高度和波峰在静水面以上的高度取值按现行国家标准《蓄滞洪区建筑工程技术规范》GB50181的有关规定采取。

安全楼其他设计要求可以按现行国家标准《蓄滞洪区建筑工程技术规范》GB50181确定。

安全楼的设计需要保证在洪水通过和滞留期间建筑结构的安全，设计水位以下部分的建筑结构设计要便于水流通过，在水流冲刷和受水浸泡时保证其稳定性，控制水流冲刷和波浪荷载符合现行有关标准，避免整栋楼被冲倒，依据防洪经验和已有研究，规定了最低墙体开洞率要求。适宜安全楼的结构形式根据开洞率大小称为半透空式或透空式。采用局部（半透空式）或全部（透空式）易与结构分离的墙体砌筑和连接形式，通常做法是采用轻质墙体并避免采用刚性连接，当采用砌体砌筑时，需要控制砂浆强度等级在M0.4以下；采用此种措施的墙体面积比例需不低于本条规定的开洞率。

7.3.3 本条为强制性条文，规定了位于蓄滞洪区安全楼型避难场所荷载效应组合确定的基本要求。

本条第1款规定了蓄滞洪区安全楼设计时对实际有可能同时作用在建筑物上的各种荷载按最不利情况进行荷载组合的基本原则，具体要求是：对于蓄滞洪阶段用于避洪的建筑，需要考虑洪水进入、停留和退出三个阶段可能产生的波浪力、风压力、静水压力、浮托力及救生船只等产生的挤靠力、撞击力等各种荷载及其与常规荷载的最不利情况。对于永久荷载需要考虑蓄滞洪期间浮力作用及退洪时的重力增加作用。

本条第2款规定了结构构件计算和整体计算时的荷载效应组合原则。具体要求是：蓄滞洪期间需要考虑永久荷载与各类洪水荷载效应的基本组合，需按最不利情况验算结构在蓄滞洪期间的倾覆、漂浮、滑移等整体稳定性，构件设计内力设计值按最不利组合确定。对于基础验算：当蓄滞洪时，上部结构受波浪力、风压力等水平荷载的影响传到基础，在洪水位以下的结构与土的自重，按浮重度计；退洪后，在淹没水位以下的结构自重按湿重度计，土的自重按浮重度计。

由于避洪安全楼建筑是在洪水期间使用，因此水浮力和压力荷载的选取对其安全非常重要，本条第3款规定了相应验算条件。

7.3.4 本条为强制性条文，规定了避难建筑抗风设计的基本要求。灾害发生时，由于建筑工程的破坏，地面粗糙度往往会发生变化。对于防风避难场所考虑到灾害破坏情况对风场的影响，要求地面粗糙度提高一类考虑。其他灾害避难应对时考虑到已要求基本风压提高，不再对地面粗糙度做进一步强制要求。

目录返回上节下节条文说明