鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)探討

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1、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)探討　　【摘要】鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是常見的建筑結(jié)構(gòu)形式,在工業(yè)與民用建筑中是一種廣泛應(yīng)用的結(jié)構(gòu)類型,對(duì)該類結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分提高其整體的抗震能力。根據(jù)設(shè)計(jì)工作中遇到的問題,概括地總結(jié)了鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計(jì)中的建筑布置、結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性及有關(guān)強(qiáng)柱弱梁,強(qiáng)剪弱彎等設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的事項(xiàng)?！娟P(guān)鍵詞】鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)　　鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)(以下簡(jiǎn)稱框架結(jié)構(gòu))是我國既有建筑的重要組成類型。鋼筋混凝土框架體系,其建筑布置比較靈活,可以設(shè)計(jì)成具有較大空間的各類建筑。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在工業(yè)與民用建筑中是一種

2、常見的結(jié)構(gòu)類型,特別是隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展,在一些大中型、多功能的綜合建筑應(yīng)用更加廣泛,在工業(yè)建筑中應(yīng)用也很普遍。此類建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循質(zhì)量中心和剛度中心的重合。如設(shè)計(jì)中由于功能的區(qū)分和要求,質(zhì)量中心和剛度中心的不重合,在地震作用下會(huì)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),設(shè)計(jì)中應(yīng)高度重視,這是框架結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。因此應(yīng)充分提高其整體的抗震能力?！　?建筑設(shè)計(jì)布置原則　　在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求,不宜采用嚴(yán)重不規(guī)則設(shè)計(jì)方案。在抗震設(shè)計(jì)中建筑及抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面圖布置應(yīng)遵循平面和立面外型簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱并應(yīng)具有良好的整體性原則,合理的建筑布置對(duì)抗震起重要作用。因

3、為震害表明,建筑結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單對(duì)稱的建筑在地震時(shí)較不容易破壞。建筑布置的“規(guī)則”包括了對(duì)建筑的平面和立面外形尺寸,抗側(cè)力構(gòu)件布置原則,結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化,豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面和材料宜自下而上逐步減少避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變,質(zhì)量分布、承載力分布等諸多因素的綜合要求。在設(shè)計(jì)過程中,建筑專業(yè)和結(jié)構(gòu)專業(yè)應(yīng)相互配合、協(xié)調(diào),才能布置出合理的布局。對(duì)抗震性良好的建筑,在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)要遵循以下原則:　　1）面易簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱,減少偏心;2）度中心與質(zhì)量中心盡量重合,否則應(yīng)考慮其不利影響;3）量大的設(shè)備宜布置在剛度中心較近的布位;4）

4、宜采用懸挑結(jié)構(gòu);5）有多道抗震防線?！　?結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)　　抗震等級(jí)確定是為了更好的對(duì)建筑物的抗震采取措施,抗震等級(jí)在鋼筋混凝土構(gòu)件的抗震設(shè)計(jì),應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、房屋高度和設(shè)防烈度采取不同的抗震等級(jí),并應(yīng)符合相應(yīng)的計(jì)算和構(gòu)造措施要求?！　≡谄矫妗⒘⒚娌灰?guī)則的建筑結(jié)構(gòu)中,應(yīng)進(jìn)行水平地震作用計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整,并應(yīng)對(duì)薄弱部位采用有效的抗震構(gòu)造措施,需要根據(jù)具體情況適當(dāng)提高承載力以推遲或減少進(jìn)入非彈性階段,結(jié)合具體情況進(jìn)行承載力和變形能力的設(shè)計(jì)是解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的有效方法。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的抗震要求不僅與建筑重要性和地震烈度有關(guān),而且與建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力有關(guān)

5、,結(jié)構(gòu)的抗震能力又與房屋高度和結(jié)構(gòu)類型、主要抗側(cè)力構(gòu)件還是次要抗側(cè)力構(gòu)件等直接有關(guān)。結(jié)構(gòu)在水平地震作用下,其內(nèi)力和側(cè)移隨房屋高度增長(zhǎng)速度很快,房屋越高地震效應(yīng)越大,不同結(jié)構(gòu)類型的抗側(cè)力體系或構(gòu)件對(duì)結(jié)構(gòu)抗震能力的貢獻(xiàn)不同,框架-抗震墻結(jié)構(gòu)中框架的要求可低于純框架結(jié)構(gòu)中的框架,抗震墻結(jié)構(gòu)中抗震墻的抗震要求可低于框架-抗震墻結(jié)構(gòu)中抗震墻的抗震要求?！　?抗震結(jié)構(gòu)的延性及結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)原則　　對(duì)于抗震結(jié)構(gòu)除承載力問題之外,還必須考慮的一個(gè)重要問題就是延性。結(jié)構(gòu)在地震作用下即使進(jìn)入破壞階段,由于具有充分的延性性能將意味著結(jié)構(gòu)雖然會(huì)產(chǎn)生較大的變形,但是不會(huì)發(fā)生脆性破壞

6、和倒塌。考慮到地震區(qū)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理,延性性能成為一個(gè)極為重要的問題。因?yàn)楝F(xiàn)在建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的基本原則只能用來設(shè)計(jì)在彈性范圍內(nèi)承擔(dān)低于本地區(qū)多遇地震作用的結(jié)構(gòu),而在罕遇地震時(shí),則需依靠屈服后可利用的延性,使得結(jié)構(gòu)能夠保存下來而不致倒塌,這就是延性設(shè)計(jì)的重要意義?！　⊙有孕阅苁侵附Y(jié)構(gòu)或構(gòu)件在承載力沒有明顯下降的情況下能夠承受很大的非彈性變形能力。一般結(jié)構(gòu)的延性包括:結(jié)構(gòu)延性和構(gòu)件延性,而結(jié)構(gòu)延性包括總體延性和樓層延性。構(gòu)件延性要求一般都高于結(jié)構(gòu)延性的要求,而構(gòu)件延性又取決于構(gòu)件截面縱向配筋率,約束混凝土和防止縱向鋼筋壓屈的箍筋配筋率,混凝土和鋼筋的

7、強(qiáng)度以及軸向荷載的大小?！　?gòu)件破壞時(shí)的變形與屈服時(shí)變形的比值稱為構(gòu)件的延性,延性越大,則結(jié)構(gòu)在地震作用下可以承受大的塑性變形而不破壞倒塌,可以使地震作用更多地降下來。因此結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和配筋構(gòu)造都要保證它具有足夠的延性。因此,結(jié)構(gòu)要有良好的抗震性能,通常采取以下措施保證結(jié)構(gòu)的延性:　　1)有足夠的承載力來保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度;2)有足夠的抗側(cè)向力的剛度來保證結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移;3)結(jié)構(gòu)的自震周期應(yīng)與地震的卓越周期錯(cuò)開;4)盡可能設(shè)置多道防線;5)在地震作用下節(jié)點(diǎn)承載力應(yīng)大于相連構(gòu)件承載力,當(dāng)構(gòu)件屈服時(shí),退化時(shí),節(jié)點(diǎn)應(yīng)保證承載力和剛度不變;6)合理控制結(jié)構(gòu)的非彈性部

8、位(塑性鉸區(qū)),實(shí)現(xiàn)合理的機(jī)制;7)結(jié)構(gòu)單元之間應(yīng)遵守牢固連接或徹底分離的原則;8)底層應(yīng)加強(qiáng)