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來源:期刊VIP網(wǎng)所屬分類:建筑設(shè)計時間:瀏覽:次
摘要:目前,高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)行規(guī)范無法解決人們的安全問題,強烈的地震不僅會直接破壞各種建筑物,而且還會影響社會的穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。本文從高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)體系的選擇入手,分析了高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)布置以及提出了加強高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的抗震性能措施。
關(guān)鍵詞:高層;混凝土建筑;結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計
Abstract: At present, the existing norms of seismic structural design of high-rise concrete buildings can not solve the security problems of the people, a strong earthquake will not only direct damage to the kinds of buildings, but also affect the social stability and economic development. From the choice of high-rise concrete building seismic structural system, analyzes the high-rise concrete building seismic structural arrangement, and strengthen the seismic structure of high-rise concrete building seismic performance measures.
Key words: Senior; concrete construction; structure; seismic design
中圖分類號: TU377 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
一、高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)體系的選擇
影響高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的因素各種各樣,主要有抗震設(shè)防類型、抗震設(shè)防烈度、房屋高度和寬度比、結(jié)構(gòu)材料、地基情況、施工技術(shù)以及場地類別。只有結(jié)合多種影響因素,進(jìn)行綜合分析,才能選擇出合理的抗震結(jié)構(gòu)體系。高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)通常以剪力墻、框架、框架- 剪力墻等。具體表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)剪力墻結(jié)構(gòu)其優(yōu)點是當(dāng)受到水平力的作用時,側(cè)向變形較小,抗側(cè)力剛度大,空間整體性優(yōu)良。在剪力墻結(jié)構(gòu)中,剪力墻通常會沿橫、縱方向進(jìn)行多軸線斜交布置或者是進(jìn)行正交布置,其水平荷載和豎向荷載全部由鋼筋砼墻體直接承擔(dān),是一種以彎曲變形為主體的剛性結(jié)構(gòu)。唯一不足的是,剪力墻結(jié)構(gòu)自重較大,在進(jìn)行高層混凝土建筑的平面布置時易受到約束,很難使建筑內(nèi)部具備大空間的要求得到滿足。因此,剪力墻結(jié)構(gòu)多被廣泛運用到墻體布置中以及所要求的房間面積不大的情況下,這種既能使非承重隔墻的數(shù)量得到減少,又能使外露梁柱無法在室內(nèi)出現(xiàn),增強整體表面的美觀性。
(2)框架結(jié)構(gòu)其優(yōu)點在于能為建筑提供靈活布置的室內(nèi)空間。一般情況下,當(dāng)建筑物層數(shù)較少時,水平荷載作用對其結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生很大的影響,這時適合運用采用框架結(jié)構(gòu)體系,這是由于框架結(jié)構(gòu)一種極具柔性的結(jié)構(gòu),容易剪切變形,而且使用高度也受到了一定的限制,在建筑層數(shù)少以及非抗震設(shè)計的建筑中被普遍采用。
(3)框架—剪力墻結(jié)構(gòu)主要由框架以及若干單片剪力墻組合而成,是一種剛?cè)岵⒅氐慕Y(jié)構(gòu)體系。實際上,它是在框架結(jié)構(gòu)適當(dāng)部位的基礎(chǔ)上增加適量的剪力墻,其優(yōu)點在于增加建筑的使用空間,提高各部位的協(xié)調(diào)性。框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系的水平承載力主要由框架和剪力墻共同承擔(dān),然而,由于兩者一個是柔性,一個是剛性,其剛度相差懸殊,變形形狀各不相同,因而必須各層樓板的配合才能達(dá)到變形的一致性,促進(jìn)框架和剪力墻共同協(xié)作。從受力方面來說,框架是以剪切變形為主體,剪力墻是以彎曲變形為主,當(dāng)兩者變形相協(xié)調(diào)時,在頂部的框架能夠有效協(xié)助剪力墻抗震,而同時在底部的剪力墻也能協(xié)助框架抗震,大大提高了結(jié)構(gòu)的抗震性,這種結(jié)構(gòu)體系對任何高層建筑物都適用。
二、高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)布置
(1)平面布置
平面布置,是指在平面圖上將抗震結(jié)構(gòu)的位置布置出來。從抗震方面來說,最重要的一點就是促使高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)平面的質(zhì)量中心能夠與剛度中心相互靠近,降低結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。這主要在于引起地震的慣性作力用通常在建筑物平面的質(zhì)量中心,而樓層平面的抗震力則作用于結(jié)構(gòu)的剛度中心,若這兩者的作用線得不到有效地重合,往往容易發(fā)扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。因此,在進(jìn)行高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的平面布置時,應(yīng)使平面存在足夠大的截面面積,合理的剛度,從而增強結(jié)構(gòu)的承載能力。
(2)豎向布置
在進(jìn)行高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的豎向布置時,應(yīng)盡量地保持穩(wěn)定、均勻,使結(jié)構(gòu)剛度在豎向位置時是均勻無變化的,若需變化,應(yīng)保持均勻變化,這樣有利于防止豎向剛度出現(xiàn)突變。在防震縫分開的結(jié)構(gòu)中,應(yīng)使同一建筑層在標(biāo)準(zhǔn)高度內(nèi),切勿有局部加層及錯層的情況發(fā)生。此外,應(yīng)注意結(jié)構(gòu)的寬度與高度之間的比值應(yīng)限制在規(guī)定的范圍內(nèi),確保結(jié)構(gòu)整體剛度的完好性,對結(jié)構(gòu)的薄弱部位應(yīng)時采取有效的措施加以處理,最好設(shè)置有多道抗震防線,防止部分結(jié)構(gòu)受到破壞而造成整個結(jié)構(gòu)體系降低承受重力、地震作用以及風(fēng)荷載作用的能力。
三、加強高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的抗震性能
在地震發(fā)生區(qū)進(jìn)行高層混凝土建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)考慮高層建筑的抗震性能。在合理抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上,能夠使高層建筑物達(dá)到小震不壞、中震能修、大震不倒的要求。具體措施有:
第一,在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計時,盡量保持節(jié)點的完整性,分散使梁、柱端的塑性鉸,發(fā)揮高層混凝地建筑整體結(jié)構(gòu)的抗震能力。為使鋼筋砼結(jié)構(gòu)在地震作用下能夠存在較強的延性和承載力,應(yīng)盡可能根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求,如“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、“強底層柱”、“強節(jié)點弱構(gòu)件”的原則,同時注意柱截面尺寸的合理性,使柱的軸壓比得到有效控制。
第二,盡量設(shè)置多道抗震防線。通常在強烈地震發(fā)生后會存在多次的余震,如只設(shè)一道防線,則會加劇建筑物的破壞度,甚至造成高層建筑坍塌。抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具備最大數(shù)量的內(nèi)部、外部冗余度以及各種分布的屈服區(qū),同時,其結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有較強的延性和較高的剛度,能吸收大量的地震能量,增強結(jié)構(gòu)抗震性能,降低地震對高層建筑物的破壞程度。
第三,加強短柱的受壓承載力,這樣有利于減小柱截面面積、增大剪跨比,從而使整個結(jié)構(gòu)的抗震性能得到明顯提高。加強短柱的受壓承載力最簡單的方法便是增強混凝土的強度等級,也就是通過高強度的混凝土來使柱子的受壓承載力得以加強,從而使軸壓比得以降低。但由于高強度混凝土材料自身延性低的緣故,在采用時最好能與其他措施加以配合。
參考文獻(xiàn):
【1】建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011 —89)【S】.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2001.
【2】薛表鋅,趙均,高向宇.建筑抗震設(shè)計【M】,北京:科學(xué)出版社,2003
【3】高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3—2002)【S】.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002