框架結構抗震設計

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所屬分類:減隔震百科

摘要:本文就框架結構抗震設計的重要性,框架結構的震害特點,框架結構的抗震設計一般步驟,框架結構抗震設計的基本要求,框架結構構件抗震設計的構造措施做了淺要的分析。

關鍵詞:房屋建筑;框架結構;抗震;設計要點
  引言:建筑的結構體系主要包括了框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構等。在這些結構體系中,框架結構的設計是不利于抗震的、因此,在設計過程中,更應該加強抗震設計這一部分,從而最大程度地保證建筑的抗震能力。建筑抗震的設計要求,是根據各地的不同環境以及建筑物的特性等因素來決定的。在抗震設計時,必須要將各項因素都綜合考慮進去。本文就抗震設防對框架結構的延性和鋼筋要求,進行分析研究。
  1、框架結構在地震中的形態
  1.1、箍筋彎鉤長度過短,地震時錨固失效,喪失了對縱筋的支撐和對核心混凝土的約束。底層填充墻很少或沒有,造成剛度太小形成薄弱層破壞,框架結構極少發現整體垮塌的現象。對填充墻的認識不足,如窗下墻使框架長柱變成短柱,發生剪切破壞。
  1.2、結構之間的變形縫間距普遍太小,且建筑和結構的構造不合理,導致在地震中出現相互碰撞的情況由于建筑物高度不大,尚未產生嚴重后果但表面破損嚴重,會給使用人造成心理壓力,影響震后的使用,框架填充墻體破壞嚴重。節點破壞其主要原因是梁柱節點箍筋不足甚至沒有,節點抗剪能力差。一種情況是節點區的箍筋綁扎不夠牢靠,振搗混凝土時,箍筋往下滑移至柱頂區域;另一種情況是節點區箍筋綁扎困難,施工時根本就沒有配置箍筋。
  2.現有規范設計中的不足?
  2.1、給主體結構的地震分析帶來困難,不易選取合適的結構抗震分析模型, 不易正確地估計地震反應從目前我國規范來講,處理填充墻對結構側向剛度貢獻時,通常考慮將結構自振周期折減,從而放大地震作用來整體考慮,而未考慮平面及豎向填充墻體布置的不同對結構的影響。框架結構的任意樓層不可避免存的在一定數量的填充墻,而一般來講,填充墻體會先于框架柱開裂。因此,為避免填充墻這一非結構構件受到較大損壞,用于層間位移驗算的層間位移角限值必須考慮容許的填充墻體開裂程度。建議將框架多遇地震作用下彈性層間位移角限值適當減小,而多遇地震作用主要是保證結構為彈性狀態,結構主要構件不同。由于填充墻體與框架梁柱存在一定間隙,并且不同材料的填充墻體,其變形也存在一定差異。故在多遇地震驗算時,規范對填充墻體的剛度考慮是合理的。
  2.2、填充墻處理不當,往往引起主體結構的破壞,如形成短柱,產生剪切破壞這一點,應該引起設計者的重視。綜合各種因素,一旦進入彈塑性驗算時,其層間位移超過了多遇地震下的層間位移,如果此時驗算不考慮填充墻體的剛度計入,或者考慮周期折減,這種考慮將太過粗糙,驗算的結果往往存在較大誤差甚至錯誤。此時應計入填充墻體剛度的影響,可將其折算成混凝土剪力墻結構來計入考慮,其現行規范對彈塑性層間位移角限值是比較保守的,可以增大。
  3、建筑框架結構抗震設計說明?
  3.1、 20世紀70年代以來,人們在總結大地震災害經驗中提出了“概念設計”,概念設計是指正確地解決總體方案、材料使用和細部構造,以達到進行合理抗震設計的目的。掌握概念設計,將有助于明確抗震設計思想,靈活恰當地運用抗震設計原則,使不致于陷入盲目的計算工作,做到比較合理地進行抗震設計。
  3.2、地震對建筑物作用的顯著特點是與建筑物本身、場地土的動力特性有關。當地震波從震源經過基巖傳播到建筑場地后,地表土相當于一個放大器和一個濾波器。它一方面把基巖的加速度放大,地表土越深,土質越差,放大作用越顯著,對建筑物產生的震害也越大;另一方面由各種不同頻率組成的地震波通過地表土時,與場地土自振周期一致的成分得到放大,不一致的成分衰減,地表土起到了濾波器的作用,使地震波的主頻率與場地卓越周期的頻率一致。建筑物在地震作用下要受到慣性力,使建筑物產生內力與位移。地震力的大小與建筑物的質量和剛度有關。在同等烈度的場地條件下,建筑物的自重越大,受到的地震力也越大,因此,減輕結構自重,不僅可以節省建筑材料,而且有利于抗震。同樣,結構剛度越大,周期越短,受到地震力也越大,因此,建筑的剛度不宜過大。在滿足許可位移的前提下,可以適當調整建筑物的剛度,適當延長建筑物的周期,降低地震力,這會有很大的經濟效益。
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