時間:2024-01-13 10:37:47
序論:在您撰寫高層建筑抗震設(shè)計規(guī)范時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞:建筑抗震設(shè)計;發(fā)展與背景;最新修訂;注意的方面
中圖分類號:TU2文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
引言
繼唐山大地震,近年來我國陸續(xù)又發(fā)生大規(guī)模的嚴(yán)重地震,不斷在敲響建筑抗震的警鐘,《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》也在我過建筑科技科研人員的精心研究下,做出了一次又一次的改動變更。隨著科技的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,在人民政府的帶動下,越來越多的高層住宅,高層辦公用樓等高層建筑陸續(xù)出現(xiàn)在了我們的視線中。所以為了人民更安全的生活,我們需要在高層建筑的設(shè)計上響應(yīng)規(guī)范的微調(diào),做出一些變化。本文結(jié)合了《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的發(fā)展進(jìn)程與最新的修改,對于高層建筑的抗震設(shè)計給出了一些新的見解。
1 《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的發(fā)展與背景
我國最早期的建筑工程抗震設(shè)計主要參考蘇聯(lián)的《地震區(qū)建筑抗震設(shè)計規(guī)范》。1959年和1964年,我國曾兩次起草并擬定了包括各類工程結(jié)構(gòu)的《地震區(qū)建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(草案),雖然未正式頒布,但對以后的工程抗震設(shè)計仍起了重要的作用[1]。而后,隨著國力的發(fā)展與技術(shù)的提高,我國于1974年正式頒布了第一本工程抗震設(shè)計規(guī)范――TJ11―74《工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(試行)。1978年,TJ11―78《工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(簡稱《78規(guī)范》)[2],國家建委批準(zhǔn)頒布。1989年,GBJ11―89《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(簡稱《89規(guī)范》)[3],建設(shè)部批準(zhǔn)頒布。1990年開始實施,并于1993年作局部修訂。2001年,GB50011―2001《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(簡稱《2001規(guī)范》)[4],建設(shè)部和國家質(zhì)檢總局聯(lián)合。于2008年5?12汶川地震后作了局部修訂,成為GB50011―2001《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(2008版本)[5]。2010年,GB50011―2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》,目前已完成報批手續(xù)。我國在建筑工程抗震設(shè)計領(lǐng)域的規(guī)范基本成型。
2 建筑抗震設(shè)計規(guī)范的最新修訂
修訂主要依據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建標(biāo)[2006]77號文件通知進(jìn)行的。于2007年7月對《2001規(guī)范》開始修訂,2008年4成初稿。而2008年5月12日發(fā)生了汶川地震,面向全國征求意見的修訂計劃工作暫時中斷,但是編制組成員迅速進(jìn)入災(zāi)區(qū)開展震害調(diào)查,取得大量的建筑破壞資料數(shù)據(jù),為規(guī)范修訂提供寶貴而珍重的參考。震害資料顯示,建設(shè)規(guī)劃選址應(yīng)充分考慮各種地質(zhì)情況影響,中、小學(xué)校舍和醫(yī)院等重要建筑應(yīng)提高抗震設(shè)防類別,各類結(jié)構(gòu)的重要部位和薄弱部位、例如樓梯間等應(yīng)予加強(qiáng),結(jié)構(gòu)防止連續(xù)倒塌和強(qiáng)柱弱梁設(shè)計問題應(yīng)予重視等等。根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部落實國務(wù)院《汶川地震災(zāi)后恢復(fù)重建條例》的要求,在認(rèn)真總結(jié)建筑震害經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,對《2001規(guī)范》作了應(yīng)急的局部修訂,于2008年7月30日頒布了GB50011―2001(2008版)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》。局部修訂的修訂內(nèi)容有:
(1)依據(jù)地震動參數(shù)區(qū)劃圖的局部修訂,對四川、陜西、甘肅地震災(zāi)區(qū)的設(shè)防烈度予以變更;
(2)增加山區(qū)場地建筑抗震設(shè)計的專門要求;
(3)從概念設(shè)計的角度,提出建筑結(jié)構(gòu)體系需要注意和改進(jìn)之處;
(4)提高樓梯間抗震安全性的對策;
(5)抗震結(jié)構(gòu)材料性能和施工要求的局部調(diào)整;
(6)增加一定數(shù)量的強(qiáng)制性條文。
在完成2008版局部修訂之后,《2001規(guī)范》的修訂工作步入正軌,認(rèn)真吸取汶川地震的震害經(jīng)驗,按要求于2009年12月完成審查并報批。2008版和2009年修訂基本延續(xù)了《2001規(guī)范》的主要抗震設(shè)計理念和方法。
3 高層建筑抗震設(shè)計中應(yīng)該注意的方面
3.1結(jié)構(gòu)體系與材料的選用
在地震常發(fā)區(qū),建筑結(jié)構(gòu)體系或材料的選用是否合理是人們特別關(guān)注的事情。在我國,低于150 米的建筑采用的結(jié)構(gòu)體系主要有三種:筒中筒、框―筒和框架―支撐體系。其它國家的高層建筑也常采用這些體系。但國外建筑大多都是鋼結(jié)構(gòu)建筑,而我國鋼筋混凝土建筑的比例高達(dá)9 成。如此高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu),國內(nèi)外對如此高比例的鋼筋混凝土建筑的抗地震作用并沒有很好的經(jīng)驗?;焓浇Y(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土內(nèi)筒常常要承受70%至90%的震層剪力。采用鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu),則應(yīng)將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值作為變形控制的基準(zhǔn);但因為此結(jié)構(gòu)的彎曲變形側(cè)移比較大,采用剛度較小的鋼框架協(xié)助減小側(cè)移的方式,不僅效果不明顯,而且會使鋼結(jié)構(gòu)負(fù)擔(dān)顯著增大,有時必須通過設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)或增加混凝土筒的剛度的方式產(chǎn)生加強(qiáng)層才能達(dá)到規(guī)范的側(cè)移限值;如果柱距或結(jié)構(gòu)體系發(fā)生變化時,就應(yīng)設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。轉(zhuǎn)換層和加強(qiáng)層產(chǎn)生的大剛度容易造成結(jié)構(gòu)剛度的突變,往往會造成柱構(gòu)件剪力的突然加大,外框架柱連接處與轉(zhuǎn)換層構(gòu)件或加強(qiáng)層伸臂之間很難保證強(qiáng)柱弱梁。因此要慎重選擇轉(zhuǎn)換層和加強(qiáng)層的結(jié)構(gòu)模式,盡可能降低它們的剛度,避免其造成的不利影響
3.2場地和地基的選擇
建筑的場地以及地基的選擇對于高層建筑的抗震能力具有直接的影響,是建筑抗震設(shè)計的基礎(chǔ),在進(jìn)行建筑場地以及地基的選擇時,應(yīng)該充分了解當(dāng)?shù)氐牡卣鸹顒忧闆r,對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況進(jìn)行有效性、科學(xué)性的勘察,在收集豐富資料的基礎(chǔ)之上對場地進(jìn)行綜合的分析和評價,評估當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)計等級,對一些不利于抗震設(shè)計的場地應(yīng)該盡可能的進(jìn)行規(guī)避,而實在無法規(guī)避的應(yīng)該有針對性的做好相應(yīng)的處理措施,在高層建筑地基選擇過程當(dāng)中應(yīng)該盡可能的選擇巖石或是其它具有較高密實度的基土,從而提高建筑地基的抗震能力,盡可能的避開不利于抗震的軟性地基土,對于一些達(dá)不到抗震要求的地基應(yīng)該采取相應(yīng)的措施進(jìn)行加固和改造,使其能夠符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。
3.3建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性
在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程當(dāng)中,應(yīng)該盡可能的按照規(guī)則來,尤其是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡可能的簡單化,從而保證可靠性和承載力分布的均勻性;建筑結(jié)構(gòu)的平面布置應(yīng)該選擇形狀比較規(guī)則的圖形,這樣在發(fā)生地震的時候能夠確保建筑整體的承載力均勻分布;應(yīng)該盡可能的避免不規(guī)則的結(jié)構(gòu)平面,造成建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)心和剛心出現(xiàn)交錯,這樣一旦出現(xiàn)地震;一些和剛心距離比較大,剛度不足的構(gòu)件就會發(fā)生側(cè)移,受到較大的地震力的影響,有可能因為承受不住而發(fā)生損壞,最終導(dǎo)致建筑由于某個構(gòu)件的損壞而發(fā)生傾斜和倒塌,為了防止抗側(cè)力結(jié)構(gòu)橫向剛度突然出現(xiàn)變化,應(yīng)該使垂直方向的抗側(cè)力的截面積從上到下逐漸的遞減。
3.4樓梯間設(shè)計的加強(qiáng)
樓梯的結(jié)構(gòu)是直接或間接與主體結(jié)構(gòu)相連的,例如,對于框架結(jié)構(gòu)房屋,樓梯事實上是主體框架結(jié)構(gòu)的一部分,在地震作用下,斜向構(gòu)件梯段板也要承受剪力,這有可能導(dǎo)致梯段板斷裂。梯段板通常有半個層高,兩個標(biāo)高處的水平位移有差值,容易使梯段板拉裂。另外,其各跑段梯段板的振型不一定相同和同步,容易導(dǎo)致梯段板底部受力鋼筋與梯段板分離,鋼筋斷裂,還可能導(dǎo)致平臺梁受扭破壞。在框架結(jié)構(gòu)樓梯中由于存在休息平臺,易形成短柱*除此以外,樓梯間高度相當(dāng)于1.5個層高,這也會對樓梯間的穩(wěn)定性造成影響.施工縫的留置也可能會影響樓梯的穩(wěn)定性。多層民用房屋結(jié)構(gòu)中,樓梯多為現(xiàn)澆板式結(jié)構(gòu),樓梯的施工應(yīng)與樓房其他主體結(jié)構(gòu)的施工同步進(jìn)行,才能保證房屋的主體結(jié)構(gòu)安全和抗震效果。這樣,在樓梯中就不可避免地留置一定數(shù)量的施工縫,施工縫的留置位置和支模方法直接關(guān)系到主體工程質(zhì)量和施工難易程度。
為加強(qiáng)樓梯間的整體性及墻體的穩(wěn)定性,以增強(qiáng)其空間剛度,應(yīng)加強(qiáng)縱橫墻體之間的可靠連以限制墻體裂縫的產(chǎn)生,發(fā)展及倒塌。
(1)頂層樓梯間墻體應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)2Φ6通長鋼和Φ4分布短鋼筋平面內(nèi)點焊組成的拉結(jié)網(wǎng)片或Φ4點焊網(wǎng)片;7~9度時,其他各層樓梯間墻體在休息平臺或樓層半高處設(shè)置60mm厚、縱向鋼筋不應(yīng)少于2Φ10的鋼筋混凝土帶或配筋磚帶;配筋磚帶不少于3皮,每皮的配筋不少于2Φ6,砂漿強(qiáng)度等級不應(yīng)低于M7.5且不低于同層墻體的漿強(qiáng)度等級。
(2) 樓梯間及門廳內(nèi)墻陽角處的主梁支承長度不應(yīng)小于500mm并應(yīng)與圈梁連接。
(3)突出屋頂?shù)臉翘蓍g,除其構(gòu)造柱應(yīng)伸到頂部!并與頂部圈梁連接外,所有墻體應(yīng)沿墻高隔2Φ6通長鋼和Φ4分布短鋼筋平面內(nèi)點焊組成的拉結(jié)網(wǎng)片或Φ4點焊網(wǎng)片。
4 結(jié)語
我國的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》還會在今后的實踐中吸取更多的經(jīng)驗,從而成長的更加成熟,而高層建筑的成熟也將稱為這我國走向小康社會的鮮明符號。在高層建筑的設(shè)計上積極響應(yīng)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》是對人民群眾安全的責(zé)任。從長遠(yuǎn)角度看,開發(fā)各種合理的實用可行抗震設(shè)計策略,是一件非常重要且有意義的事情。
參考文獻(xiàn)
[1]TJ11-74 工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計
[2]GB 50011-2001 建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S].2008版
[3]王亞勇 《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的發(fā)展沿革和最新修訂 《建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報》 2010年6月
關(guān)鍵詞:抗震設(shè)計高層建筑性能設(shè)計
Abstract: now China construction industry's rapid development, China's construction industry standards and industry standards have been continuously improved and updated in reform. Contemporary, put forward higher requirements of people on the use of building function. Now, in this paper is that the problem of design for high-rise building seismic elaboration, and proposed some standardized measures.
Keywords: Design of aseismic design of high-rise building performance
中圖分類號:TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:
高層建筑抗震設(shè)計的特點
1、水平荷載是地震荷載中的最重要因素
水瓶荷載會造成建筑物產(chǎn)生不平衡,并且會在建筑的結(jié)構(gòu)之中產(chǎn)生很大的軸力,這些都會和建筑物高度的兩次方成一個正比的關(guān)系。所以,隨著建筑高度的慢慢增加,水平的荷載就會完全不同。對一些高度不是很高的建筑物來說,,向荷載一般都是不會變的。但是如果隨著建筑物的剛度和質(zhì)量等等動力 特點的不同,水平地震荷載和風(fēng)荷載的轉(zhuǎn)變一般都是較大的。
2、建筑結(jié)構(gòu)的延伸審計必須要得到重視
一般而言,高層建筑結(jié)構(gòu)的剛度會隨著高度的增加而減少,顯得越來越柔,在地震荷載的作用下會導(dǎo)致變形嚴(yán)重。所以,就必須要要求建筑結(jié)構(gòu)一定要有強(qiáng)大的變形能力,這樣才能就算結(jié)構(gòu)產(chǎn)生塑性變形也不會有危險。一定要在建筑結(jié)構(gòu)的延伸設(shè)計上采取實用的措施,才使得建筑結(jié)構(gòu)的延性穩(wěn)定。
高層建筑抗震設(shè)計一般遇到的問題
在高層建筑的抗震設(shè)計中,抗震問題的研究的就是遇到的最根本的問題。在這些問題中,最主要的問題就是中短柱的問題?,F(xiàn)在,我就抗震設(shè)計中一般都會遇到的幾個問題作一個簡單的介紹。
1、缺乏充足資料數(shù)據(jù)
在巖石的探察中,由于缺乏充足的資料數(shù)據(jù)。很多時候,有些工程在擴(kuò)初設(shè)計的階段都還沒有能夠得到準(zhǔn)確的巖土工程的探察數(shù)據(jù),在這個時候就已經(jīng)直接的進(jìn)入的施工設(shè)計的階段。沒有巖土工程的探察數(shù)據(jù)和相關(guān)資料,設(shè)計就缺少了一些必要的數(shù)據(jù)。
2、平衡面布置不規(guī)整
對于結(jié)構(gòu)平衡面的布置。例如不規(guī)則的外形,不對稱的外形和凹凸的變化很大,還有結(jié)構(gòu)平面的形狀和剛度在同一結(jié)構(gòu)的單元里面顯得不均勻而且不對稱。
3、抗震構(gòu)造柱布置不完善
例如,在外墻的轉(zhuǎn)角處,大廳的四個角的構(gòu)造柱設(shè)置不成對和甚至沒有設(shè)置構(gòu)造柱,有些以構(gòu)造柱來代替磚墻去承山重力,在山墻和縱墻的交接點沒有設(shè)計抗震構(gòu)造柱,或者設(shè)置的抗震構(gòu)造柱太多等等。
4、豎向布置結(jié)構(gòu)不當(dāng)
對于高層建筑,豎向體型過大而產(chǎn)生外挑和內(nèi)收的情況,便要進(jìn)行調(diào)整。立面收進(jìn)部分的尺寸的比值一般是B1/B不滿足》=0.75的要求。
高層建筑抗震設(shè)計的規(guī)范化措施
選擇合正確的高層建筑結(jié)構(gòu)體系
正確的高層建筑結(jié)構(gòu)體系可以有效的實現(xiàn)建筑物的安全,并且經(jīng)濟(jì)劃算。首先,我們在進(jìn)行高層建筑的時候,一定要把抗震的概念融合在自己的設(shè)計中,一定要對建筑物的外形尺寸有一個全面的考慮,每一個因素都要考慮清楚。例如抗側(cè)力的構(gòu)件布置,承載力的分布和質(zhì)量分布等等這些常見的因素。我提倡平立面的簡單對稱,對于構(gòu)建規(guī)則的布置,我們要采取相對應(yīng)的抗震結(jié)構(gòu)措施,并且對細(xì)部要進(jìn)行一些處理。要確??箓?cè)力體系的剛度的承載力可以實現(xiàn)上下變化的自動性和均勻性。其次,還要對建筑的承載力和彈性等等這些方面有一些嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠嬎?,不可出錯,要建立一個完整精細(xì)的抗震結(jié)構(gòu)圖的框架。最后,要對結(jié)構(gòu)的剛度,承載力和穩(wěn)定性采取一些必要的輔助的措施。如下圖所示為高層建筑抗震設(shè)計規(guī)范表:
圖一
圖二
選擇抗震性能比較好的材料
一般來說,抗震功能比較好的高層建筑都是和所選擇的材料有莫大的關(guān)系。好的建筑材料在面對地震的襲擊的時候,承載能力和延展的能力一般都高于材料一般的建筑。這就要求我們,在進(jìn)行高層建筑的時候,要嚴(yán)格根據(jù)建筑工程所需要的條件,去選擇抗震性能比較好的材料。一般比較好的材料是鋼結(jié)構(gòu)的材料。現(xiàn)在,我國鋼材市場的產(chǎn)量還是很充裕的,所以要盡可能的采用多一些鋼結(jié)構(gòu)材料去建設(shè)高層建筑。根據(jù)數(shù)據(jù)研究表明,在相同的地基下建造高層建筑,采用鋼材料的建筑物可以把承重柱的重量減少百分之65左右,為此可以大大的降低建筑體的重心,在地震時的傾覆力矩也會大大的得到減少,從而提高高層建筑的穩(wěn)定性。
要構(gòu)造多種不同的抗震技術(shù)措施
首先,可以改變結(jié)構(gòu)的特性,采取軟墊防震和擺動防震等方式去減少地震的能量輸入:其次,還可以采用鋼管材料的混凝土柱,利用他們良好的塑性去提高混凝土的延性。鋼材料和混凝土的結(jié)合,抗壓強(qiáng)度可以明顯的提高還可以使得極限壓得到應(yīng)變;最后,在高層建筑的建設(shè)中,要使建筑結(jié)構(gòu)體系保持一個比較大的內(nèi)部空間,對于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系,要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砗驼{(diào)節(jié)。除此之外,還要建立一系列的區(qū)服區(qū),建立區(qū)服區(qū),可以把有效區(qū)服的階段大大的延長,從而達(dá)到吸收和耗散地震的能量的功能。
結(jié)語
高層建筑防震設(shè)計是一種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系,本文以實際的工程作為背景,對高層建筑抗震設(shè)計體系作了一個深刻的研究,詳細(xì)的研究了在施工過程中要注意的問題和要選擇的材料。在跨度比較大的時候,可以選擇鋼析架,減輕結(jié)構(gòu)的自重和方便施工。
參考文獻(xiàn):
1.張剛.:淺談高層建筑的抗震設(shè)計[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品, 2011,(08) .
2.張越. 高層建筑抗震設(shè)計原則及應(yīng)注意的問題[J]. 民營科技, 2011,(01) .
3.崔燁,孫曉紅. 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計與分析[J]. 科技資訊, 2011,(17) .
關(guān)鍵詞:抗震;民用建筑
中途分類號:TU24 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-3520(2014)-01-0196-01
一、高層民用建筑設(shè)計特點
(一)控制建筑物的側(cè)移
在地震的作用下,建筑結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的水平剪切力,是建筑物產(chǎn)生明顯的側(cè)移。隨著建筑物的高度不斷增加,結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移快速增大,結(jié)構(gòu)變形也隨之增大,側(cè)向位移過大將使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力,當(dāng)期超過一定限度值時將使整個結(jié)構(gòu)倒塌。因此必須將側(cè)移限制在一定范圍之內(nèi),保證建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)有的強(qiáng)度剛度穩(wěn)定性,才能結(jié)構(gòu)安全以及其功能的使用。
(二)地震中產(chǎn)生的水平力
水平力會使建筑物產(chǎn)生傾覆力矩,而且在豎向結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生很大的軸力。對高度一定的建筑物而言,豎向荷載基本是不變的,而水平方向上地震作用的數(shù)值大小往往會隨著高層建筑結(jié)構(gòu)動力特性的不同而存在較大幅度變化。
(三)建筑結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計
高層民用建筑隨著高度的增加,在地震的影響下易產(chǎn)生形變的可能性越大。所以就應(yīng)該要求建筑結(jié)構(gòu)有足夠的抗震以及變形能力,設(shè)計應(yīng)遵循“強(qiáng)柱弱梁,強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點、強(qiáng)底層柱”的設(shè)計原則盡可能設(shè)置多道抗震防線,主要耗能應(yīng)有較高的延性和適應(yīng)的剛度。從而能使建筑結(jié)構(gòu)能承受吸收和消耗大量的地震能量。同時要控制薄弱的部分有足夠的形變能力,又不使其發(fā)生位移。在結(jié)構(gòu)上采取更精準(zhǔn)的設(shè)計,使建筑結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
二、高層民用建筑抗震設(shè)計
(一)場地、地基的選擇
選擇場地地基首先要根據(jù)實際工程的需要,同時還需考慮地震活動情況。分析天然地基的抗震承載力要根據(jù)不同的場地來進(jìn)行,另外分析地震所造成的危害程度,也要根據(jù)不同的施工場地來進(jìn)行。對避讓距離的確定可根據(jù)地震強(qiáng)度、斷裂的地質(zhì)歷史、場地的土地厚度進(jìn)行,進(jìn)而有利于對場地范圍內(nèi)地震斷裂的確定。必須確保避開那些對建筑物不利的地段進(jìn)行地基的選擇。
(二)良好的抗震結(jié)構(gòu)體系
高層民用建筑結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計時應(yīng)考慮選擇適當(dāng)?shù)目拐鸾Y(jié)構(gòu)類型,設(shè)計結(jié)構(gòu)盡可能要考慮其抗震的安全特點以及它的經(jīng)濟(jì)性。
(三)結(jié)構(gòu)隔震和消震
為了提高結(jié)構(gòu)的的整體抗震性能,隔震和消能減震等抗震技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計使用功能有特殊要求的建筑,耗能元件及其體系可錯開地震動卓越周期,從而防止共振破壞,減輕地震振動及風(fēng)振。隔震即在建筑物基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置設(shè)置一層隔震層,使房屋與基礎(chǔ)隔開隔離地面運(yùn)動能量向建筑物的傳遞,以減小房屋結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)實現(xiàn)地震時建筑物只發(fā)生較輕微運(yùn)動和形變從而保證建筑物的安全。消能減震則是通過在建筑物中設(shè)置消能部件,使地震中輸入到建筑物的能量的一部分被消能部件所消耗,另一部分被結(jié)構(gòu)的動能變形承擔(dān)以達(dá)到減振抗震的目的。
三、建筑抗震要點
(一)規(guī)則結(jié)構(gòu)
建筑物尤其是高層建筑物設(shè)計應(yīng)符合抗震概念設(shè)計要求,對建筑物進(jìn)行合理布置。大量地震災(zāi)害表明,平立面簡單且對稱的結(jié)構(gòu)類型建筑物在地震時具有較好的抗震性能,因為該種建筑結(jié)構(gòu)能夠容易估計出其地震反應(yīng),易于采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施并進(jìn)行細(xì)部處理。結(jié)構(gòu)的規(guī)則是指建筑物平立面外形尺寸、抗側(cè)力構(gòu)建布置承載力分布等多方面因素要求。要求建筑物平面對稱均勻、體型簡單、結(jié)構(gòu)剛度,質(zhì)量延建筑物豎向變化均勻,同時保證建筑物有足夠的抗扭轉(zhuǎn)剛度,以減小結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的影響。并且應(yīng)該盡量滿足建筑物在豎向上重力荷載受力均勻,以減小結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力和豎向構(gòu)件間差異變形對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響。
(二)減小地震能量輸入
具有良好抗震性能的高層建筑結(jié)構(gòu)要求結(jié)構(gòu)的變形能力滿足在預(yù)期的地震作用下的變形要求。因此在設(shè)計過程中除了控制構(gòu)件的承載力外還應(yīng)控制結(jié)構(gòu)在地震作用下的層間位移或位移延性比,然后根據(jù)構(gòu)件變形與機(jī)構(gòu)位移的關(guān)系來確定構(gòu)件的變形值,同時根據(jù)截面達(dá)到的應(yīng)變大小及分布來確定構(gòu)件的要求,選擇堅硬的場地土來建造高層建筑等方法減小地震能量輸入。
(三)減輕結(jié)構(gòu)自重
對于同樣的地基條件下的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計,若減輕結(jié)構(gòu)自重則可相應(yīng)增加層數(shù)或減少地基處理造價,尤其是在軟土基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計這一作用更為明顯,同時由于地震效應(yīng)與建筑質(zhì)量成正比,而高層建筑物由于其高度大、重心高等特點,在地震作用時期傾覆力矩也隨之增加,因此,為了盡量減少其傾覆力矩應(yīng)對高層建筑物的填充墻及隔墻盡量采用輕質(zhì)材料以減輕結(jié)構(gòu)自重。
補(bǔ)充:建筑抗震的相關(guān)理論主要包括擬靜力理論、反應(yīng)譜理論、動力理論。
四、結(jié)束語
我國對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的研究有很多,但這些研究一致認(rèn)為高層民用建筑的抗震設(shè)計的重要技術(shù)政策就是經(jīng)濟(jì)與安全的關(guān)系。因此抗震設(shè)計就要抓好經(jīng)濟(jì)與安全的關(guān)系。
參考文獻(xiàn):
[1]胡聿賢 地震工程學(xué){m}北京:地震出版社,2005
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)設(shè)計高層建筑 安全性
中圖分類號:TU208文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市用地日趨緊張,這使得高層建筑成為了目前階段建筑設(shè)計的主要形式。高層建筑的廣泛出現(xiàn),既節(jié)約了建筑的占地面積,增加了使用空間,又豐富了城市的景觀。但高層建筑美化城市的同時,也給建筑設(shè)計師們在安全設(shè)計性方面提供了諸多挑戰(zhàn)。其中,結(jié)構(gòu)安全設(shè)計就是一個十分重要的部分。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個建筑的精髓,是整個建筑工程的骨骼,因此對于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計至關(guān)重要。其合理的設(shè)計是保證建筑質(zhì)量及安全性的重要方法。高層建筑的結(jié)構(gòu)特點是需同時承受水平和豎向的荷載或間接作用。低層建筑結(jié)構(gòu)通常以抵抗豎向荷載為主,水平荷載和作用的影響較小。如風(fēng)荷載和地震作用,它們所產(chǎn)生的內(nèi)力和位移較小,一般可以忽略。因此在低層建筑結(jié)構(gòu)中,豎向荷載往往就是設(shè)計的控制因素。但在高層建筑結(jié)構(gòu)中,較大的建筑高度造成了完全不同的受力情況,水平荷載和作用不僅是主要荷載的一種,跟豎向荷載共同起作用,而且往往還成為設(shè)計中的控制因素。因此,在水平荷載作用下,若高層建筑結(jié)構(gòu)的抵抗側(cè)向變形能力或側(cè)向剛度不足,將會產(chǎn)生過大的側(cè)向變形,不僅使人產(chǎn)生不舒服的感覺,而且會使結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下產(chǎn)生附加內(nèi)力,會使填充墻、建筑裝修和電梯軌道等服務(wù)設(shè)施出現(xiàn)裂縫、變形,甚至?xí)?dǎo)致結(jié)構(gòu)性的損傷或裂縫,從而危及結(jié)構(gòu)的正常使用和耐久性。因此設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)時,不僅要求結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度,而且要求結(jié)構(gòu)有合理的剛度,使水平荷載所產(chǎn)生的側(cè)向變形限制在規(guī)定的范圍內(nèi)。同時,有抗震設(shè)防要求的高層建筑還應(yīng)具有良好的抗震性能,使結(jié)構(gòu)在可能的強(qiáng)震作用下當(dāng)構(gòu)件進(jìn)入屈服階段后,仍具有良好的塑性變形能力,即具有良好的延性性能。綜合高層建筑的上述受力特點可知,與低層結(jié)構(gòu)不同,高層建筑結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、剛度和延性三方面要滿足更多的設(shè)計要求??箓?cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計成為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵。
【關(guān)鍵詞】建筑設(shè)計,抗震工程,問題,應(yīng)用
對于建筑抗震設(shè)計,至今仍然存在著一種誤解,似乎建筑抗震只是結(jié)構(gòu)工程師的事,與建筑師關(guān)系不大。因而,長期來只有對結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震設(shè)計規(guī)范和規(guī)定,卻沒有一本專門談建筑設(shè)計的抗震設(shè)計規(guī)范或規(guī)定。建筑抗震的實踐表明,一個地震區(qū)的工業(yè)建設(shè)項目(建筑物),如果沒有良好的建筑總體布置方案,單靠結(jié)構(gòu)抗震計算和抗震構(gòu)造措施,在較強(qiáng)烈地震作用下,仍是難以取得建筑抗震的較好效果,甚至減輕不了建筑物的震害程度?!督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》的新修訂內(nèi)容中,在抗震設(shè)計的基本要求一章里,增加了針對建筑師建筑設(shè)計應(yīng)遵守的有關(guān)規(guī)定。有了這方面的規(guī)定,就可以使建筑設(shè)計與建筑抗震要求有機(jī)地結(jié)合起來,使建筑抗震設(shè)計水平達(dá)到一個新的比較完善的高度。
建筑設(shè)計中需重視的幾個抗震問題
1.建筑構(gòu)件(非結(jié)構(gòu)構(gòu)件)設(shè)計及建筑連接節(jié)點構(gòu)造設(shè)計問題隨著建筑立面和室內(nèi)空間裝飾標(biāo)準(zhǔn)的提高和發(fā)展,在建筑設(shè)計上采用的建筑構(gòu)件品種、材料和形式越來越多。例如,立面上大量采用的外貼瓷磚,外貼、外掛大理石,花崗巖板材,還有外掛的玻璃幕墻等;室內(nèi)裝飾普遍采用的空中吊燈、吊頂,較高裝飾標(biāo)準(zhǔn)采用的人工藝術(shù)造景,壁雕,懸挑的裝飾畫,豎立的雕塑制品等。所有這些立面和室內(nèi)的裝飾,都有一個其本身材料和構(gòu)造是否能抗御住地震的震動而不壞的問題,同時還有與建筑物主體結(jié)構(gòu)相牢固連接的問題。多次地震的震害表明,國外有不少高層建筑的外立面裝飾玻璃幕墻在地震時出現(xiàn)了“玻璃雨”的破壞。其原因就是所采用的玻璃幕墻(包括材料性能及其與主體結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造)不能適應(yīng)建筑物在地震中產(chǎn)生大變形的要求。所以,在采用玻璃幕墻時,在建筑設(shè)計要求上,必須使玻璃幕墻具有足夠的強(qiáng)度和變形能力,在其與主體結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造上,要將連接節(jié)點設(shè)計成能沿水平向有相應(yīng)變位能力的節(jié)點構(gòu)造,使其與建筑物的地震變形脫開,不給外掛的玻璃幕墻造成變形破壞。
對于外掛的大型石材面板與主體結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造也應(yīng)按上述要求考慮處理。對直接外貼的板材和瓷磚,則必須使其與主體結(jié)構(gòu)能牢固錨拉和粘結(jié),使其在地震時不脫開不墜落。我國則有的直貼得很高。需要重視其抗震的構(gòu)造連接問題。對室內(nèi)的各種裝飾工程,尤其是懸吊的大型燈具,浮掛的雕塑,各種懸桃的人工藝術(shù)造景等,在建筑設(shè)計上,一定要重視其在地震發(fā)生時的抗震穩(wěn)定性,在其與主體結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造上也宜考慮它有一定的相對于建筑物的變形能力和必要的節(jié)點連接強(qiáng)度,防止其在地震中發(fā)生墜落或倒塌傷人。在建筑設(shè)計中,還有相當(dāng)多的屬于建筑布置的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件,保障其抗震穩(wěn)定性,不發(fā)生倒塌破壞,或采用與主體結(jié)構(gòu)脫開的保障自身穩(wěn)定的抗震措施。
2.建筑上應(yīng)滿足的設(shè)計限值控制問題
根據(jù)大量震害的經(jīng)驗總結(jié),現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GBJ11-89)對房屋建筑在建筑設(shè)計中應(yīng)考慮的一些抗震要求的限值控制提出了規(guī)定。這些規(guī)定,建筑設(shè)計應(yīng)予遵守。一是房屋的建筑總高度和層數(shù)。例如,在設(shè)防烈度為8度時,粘土磚多層房屋的總高度不宜超過18m,層數(shù)不宜超過六層;底層框架多層磚房的總高度不超過16m,層數(shù)不超過五層;鋼筋混凝土框架房屋總高度不超過45m,框架抗震墻的高層建筑的總高度不宜超過100m等的規(guī)定。而在目前實際設(shè)計中,有的總高度超過,有的層數(shù)超過;還有的在建筑設(shè)計中總高度雖未超過,但房屋的高寬比超過規(guī)定,如在8度地區(qū)有的超過2.2。所有這些超規(guī),都可能對建筑物的抗震安全帶來不利,特別是對于高寬比過大的多、高層建筑更是不利。因為在這種情況下,存在房屋的整體抗震穩(wěn)定問題。應(yīng)該說,這些限值的控制在建筑設(shè)計上只要重視抗震是完全可以做到的。而在某市的抗震設(shè)計審查中發(fā)現(xiàn),建筑超高和高寬比過大的設(shè)計達(dá)14%之多。這說明在建筑設(shè)計中未能嚴(yán)格按照《規(guī)范》規(guī)定進(jìn)行設(shè)計的問題不是個別的,應(yīng)引起建筑設(shè)計的重視。二是對房屋抗震橫墻間距和局部墻體尺寸的限值控制。這是根據(jù)多層砌體房屋和底層為框架的多層砌體房屋在歷次地震中所出現(xiàn)的破壞特征所提出來的規(guī)定。對抗震橫墻間距的最大限值控制,是因為當(dāng)橫墻間距過大時,使縱墻的側(cè)向變形加大,抗震承載力降低,甚至導(dǎo)致縱墻的側(cè)向失穩(wěn)破壞倒塌。對房屋局部墻體尺寸最小限值的控制,是因為這些部位的墻體(包括承重和非承重外墻的盡端墻,內(nèi)墻的陰角,高出屋面的女兒墻)在小于規(guī)定的最小限值時,墻體截面的抗震強(qiáng)度(抗彎、抗剪)就不能滿足要求,就會導(dǎo)致墻體的開裂和倒塌破壞。所以,在建筑進(jìn)行平立面布置設(shè)計時,要考慮這些來自實際震害經(jīng)險的設(shè)計控制規(guī)定,使建筑設(shè)計為建筑抗震提供良好的基礎(chǔ)。
3.屋頂建筑的抗震設(shè)計問題
關(guān)鍵詞:高層建筑;剪力墻;抗震設(shè)計;研究
中圖分類號: TU208 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,越來越多的高層建筑物出現(xiàn)在我們的視野里面,建筑物結(jié)構(gòu)的形式和布置也出現(xiàn)了多樣化。剪力墻結(jié)構(gòu)是指用鋼筋混凝土墻代替框架結(jié)構(gòu)中的柱,以承受豎向荷載、抵抗水平荷載的結(jié)構(gòu)。其最大特點是能夠有效控制結(jié)構(gòu)水平作用?!督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》(2010年版,以下未注明處相同)稱之為抗震墻,本文按照工程界習(xí)慣稱作剪力墻。多數(shù)情況下,剪力墻截面高度大于其厚度8倍,厚度相對而言較薄,一般僅為200~300mm。因此,從墻體尺寸可以看出,其墻身平面內(nèi)抗側(cè)剛度很大,相反,平外面剛度卻很小。根據(jù)這一特點,在進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案布置時,墻體應(yīng)當(dāng)沿建筑物主軸方向均勻布置,利用平面內(nèi)較大剛度承受縱橫兩個方向的水平和扭轉(zhuǎn)作用。抗震設(shè)計中,要求在正常使用及小震作用下,處于彈性工作狀態(tài);在中等強(qiáng)度地震作用下,允許進(jìn)入彈塑性狀態(tài),但應(yīng)具有足夠承載力、延性;在強(qiáng)震作用(罕遇烈度)下,不應(yīng)出現(xiàn)倒塌。此外還應(yīng)保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定?,F(xiàn)通過對剪力墻結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計的相關(guān)要素分析,希望和廣大結(jié)構(gòu)設(shè)計人員進(jìn)行交流,共同進(jìn)步。
1 受力性能
1.1 整體墻和小開口整體墻
由于沒有洞口或洞口很小,此類墻可以看作是一個整體懸臂墻。在軸向壓力和水平力作用下,懸臂墻破壞形態(tài)主要是彎曲破壞。彎曲破壞又分為大偏壓和小偏壓破壞,要設(shè)計成“延性剪力墻”就是要把剪力墻的破壞形態(tài)控制在彎曲破壞中的大偏心破壞范圍。從墻體尺寸而言,細(xì)高的剪力墻(高寬比大于)容易設(shè)計成彎曲破壞的延性剪力墻。另外,墻肢的平面長度(即墻肢截面高度)不宜大于8米。當(dāng)一個結(jié)構(gòu)單元中有少量長度大于瞇的大墻肢時,計算中樓層剪力主要由這些大墻肢承受。一旦地震,尤其是在罕遇烈度地震時,大墻肢容易首先遭受破壞,而小的墻肢又無足夠配筋,使整個結(jié)構(gòu)可能形成各個擊破。當(dāng)墻的長度很長時,可以開設(shè)洞口,將長墻分成較小長度、較均勻的肢墻,保證均勻受力。
1.2 連肢墻
實際工程中,剪力墻經(jīng)過門窗分割形成連肢墻。洞口上下部位是連梁,洞口左右部位是墻肢。連肢墻的設(shè)計應(yīng)把連梁放在抗震第一道防線,在連梁屈服前,不讓墻肢破壞。連梁自身要做到受剪承載力高于彎曲承載力。目的就是“強(qiáng)肢弱梁”和“強(qiáng)剪弱彎”。無論是在整體的開洞剪力墻設(shè)計,還是在連梁、墻肢等局部構(gòu)件上的設(shè)計,都體現(xiàn)上述原則,才能保證墻肢安全。當(dāng)連梁破壞時,結(jié)構(gòu)會繼續(xù)承載,直至墻肢截面屈服。
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.1 強(qiáng)剪弱彎
為避免脆性剪切破壞,應(yīng)按照”強(qiáng)剪弱彎”的要求設(shè)計剪力墻墻肢。一般的方法是將剪力墻底部加強(qiáng)部分的剪力設(shè)計值增大,提高抗剪承載力?!督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》6.2.8條規(guī)定了各個抗震等級剪力墻底部加強(qiáng)部位的剪力設(shè)計值應(yīng)乘以不同的剪力增大系數(shù),以此進(jìn)行抗剪配筋設(shè)計,從而實現(xiàn)“強(qiáng)剪弱彎”的結(jié)構(gòu)受力性能。
2.2 加強(qiáng)底部塑性鉸區(qū)
一般在底部剪力墻彎矩最大,底截面鋼筋屈服后會形成塑性鉸區(qū)。而且,塑性鉸區(qū)(分布于一定范圍)是剪力最大部位,在反復(fù)荷載作用下,會形成交叉裂縫,可能出現(xiàn)剪切破壞。所以在塑性鉸區(qū)要采取加強(qiáng)措施,即底部加強(qiáng)部位?!督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》6.1.10條規(guī)定了底部加強(qiáng)部位的具體高度要求。目的就是提高受剪承載力,加強(qiáng)抗震的構(gòu)造措施,提升結(jié)構(gòu)的彈塑性變形能力。
2.3 限制軸壓比
為保證剪力墻延性,避免截面上受壓區(qū)高度過大而出現(xiàn)小偏壓情況,應(yīng)當(dāng)控制剪力墻加強(qiáng)區(qū)截面相對受壓區(qū)高度,但截面受壓區(qū)高度與截面形狀有關(guān),實際工程中剪力墻截面復(fù)雜,會增加計算受壓區(qū)高度的困難。為此,《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》采用簡化方法,限制截面的平均軸壓比。計算軸壓比時,規(guī)范采用了重力荷載代表值作用下的軸力代表值,即考慮重力荷載分項系數(shù)1.2后的最大軸力設(shè)計值?!督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》6.4.2條具體要求了各個抗震等級下的墻肢軸壓比限值。在這里筆者想說明,2010年版《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》6.4.2條較之前版本規(guī)范,增加了剪力墻抗震等級三級時0.6的軸壓比限值要求(之前版本對抗震等級三級無軸壓比限值要求)。
2.4 設(shè)置邊緣構(gòu)件
邊緣構(gòu)件分為約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件兩類。約束邊緣構(gòu)件是指用箍筋約束的暗柱,端柱和翼墻,其箍筋較多(配箍率特征值相對較大),對混凝土的約束較強(qiáng);構(gòu)造邊緣構(gòu)件的箍筋較少,對混凝土約束較差或沒有約束。剪力墻墻肢的塑性變形能力和抗地震倒塌能力,除了與縱向鋼筋有關(guān)外,還與截面形狀、截面相對受壓區(qū)高度(軸壓比),墻梁端的約束范圍、約束范圍內(nèi)的箍筋配箍特征值有關(guān)。當(dāng)截面相對受壓區(qū)高度(軸壓比)大到一定時,需要設(shè)置約束邊緣構(gòu)件,使墻肢端部成為箍筋約束混凝土?!督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》6.4.5條對邊緣構(gòu)件的尺寸、配筋都做了具體的說明。特別是6.4.5-2款規(guī)定了“一、二、三級抗震墻,以及部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震墻,應(yīng)在底部加強(qiáng)部位及相鄰的上一層設(shè)置約束邊緣構(gòu)件,在以上其他部位可設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件?!边@一點剛好就和本文之前提到的“加強(qiáng)底部塑性鉸區(qū)”一節(jié)相呼應(yīng),可以看出,通過設(shè)置約束邊緣構(gòu)件,可以提高墻肢端部混凝土極限壓應(yīng)變、改善剪力墻延性。
2.5 控制墻肢截面尺寸
剪力墻墻肢截面厚度,除了要滿足承載力的要求外,還要滿足穩(wěn)定和避免過早出現(xiàn)斜裂縫的要求。一股情況下,把穩(wěn)定要求的厚度稱作最小厚度,通過構(gòu)造滿足。在實際結(jié)構(gòu)體系中,
樓板以及與剪力墻平面外相交的剪力墻,是剪力墻的側(cè)向支撐,可防止剪力墻失穩(wěn)。通常情況下,剪力墻最小厚度由樓層高度控制。《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》6.4.1條規(guī)定了剪力墻最小厚度要求。設(shè)計時需留意。另外,就是本文之前提到過的墻段高寬比不宜小于3,《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》6.1.9條也做了具體的要求。
2.6 配置分布鋼筋
《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》6.4.3條對剪力墻內(nèi)分布鋼筋的配置提供了具體說明。特別是6.4.3-1款:“一、二、三級抗震墻的豎向和橫向分布鋼筋最小配筋率均不應(yīng)小于0.25%,四級抗震分布鋼筋最小配筋率不應(yīng)小于0.20%?!奔袅χ?,分布鋼筋的作用主要是:抗剪、抗彎、減小收縮裂縫等。如果豎向分布鋼筋過少,墻肢端部的縱向受力鋼筋屈服后,裂縫將迅速開展,裂縫的長度、寬度都較大;如果橫向分布鋼筋過少,斜裂縫一旦出現(xiàn)就發(fā)展成主要斜裂縫,剪力墻將沿斜裂縫被剪壞。因此,墻肢的豎向和橫向分布鋼筋最小配筋率是根據(jù)限制斜裂縫開展要求確定的。
3 結(jié)束語
剪力墻結(jié)構(gòu)具有較好的抗震性能,且結(jié)構(gòu)布置靈活,可以很大程度減小結(jié)構(gòu)構(gòu)件對建筑的使用影響,所以高層住宅較多使用這種結(jié)構(gòu)形式。在抗震設(shè)計中,針對剪力墻結(jié)構(gòu)受力體系及相關(guān)規(guī)范條文進(jìn)行分析理解,合理采用計算分析方法,并采取相應(yīng)構(gòu)造措施,相信剪力墻結(jié)構(gòu)能夠以更加經(jīng)濟(jì)、實用的優(yōu)勢展現(xiàn)在住宅設(shè)計中,具有更廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn):
[1] 蘇國芳,王天.框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的探討[J].山西建筑,2012,(05).
[2] 李.高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中幾個問題的探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2011,(16).
【關(guān)鍵詞】 彎曲變形;相對剛度;側(cè)向剛度比
【中圖分類號】 TU971 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 C【文章編號】 1727-5123(2011)02-132-03
1前言
為適應(yīng)現(xiàn)代建筑體型造型日趨復(fù)雜的需要,保證建筑結(jié)構(gòu)豎向剛度變化的均勻性,防止出現(xiàn)剛度突變的情況,國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范規(guī)程對建筑結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度及其沿結(jié)構(gòu)高度變化情況均作出明確規(guī)定,通過控制層剛度比可以直觀地把握結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度沿豎向分布的不均勻程度,衡量結(jié)構(gòu)豎向規(guī)則與否以及是否形成結(jié)構(gòu)薄弱層、地下室能否作為嵌固端、轉(zhuǎn)換層剛度是否滿足要求等等。
本文通過分析以剪切變形為主和以彎曲變形為主的高層建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下樓層側(cè)向剛度及其比值,得到目前《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2001)中采用地震剪力和位移比值的剛度計算方法對彎曲變形為主的建筑結(jié)構(gòu)是不太合適的。
2剛度計算方法
我國《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2001)和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)為了控制建筑結(jié)構(gòu)的豎向不規(guī)則性,提出了側(cè)向剛度比的控制指標(biāo),并根據(jù)不同的應(yīng)用范圍,提出三種剛度比的計算方法,即地震剪力和地震層間位移比(以下簡稱有效剛度)、剪切剛度和剪彎剛度。
本文提出采用相對剛度的方法計算樓層側(cè)向剛度,即樓層剪力和層間位移角的比值。
2.1有效剛度(地震剪力和地震層間位移的比值)。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》第3.4.2和3.4.3條及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第4.4.2條的條文說明中建議的方法,樓層的側(cè)向剛度可取地震作用下的層剪力與層間位移的比值計算,其剛度的計算公式為:
4結(jié)論
由以上算例和工程實例可見,對于以剪切變形為主的結(jié)構(gòu),采用國內(nèi)規(guī)范的有效剛度的方法判斷樓層側(cè)向剛度是否突變是合理的。而對于以彎曲變形為主的高層建筑結(jié)構(gòu),采用目前國內(nèi)規(guī)范的相關(guān)條文均無法合理地控制樓層側(cè)向剛度變化;而按照相對剛的方法設(shè)計的結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)概念以及工程經(jīng)驗是一致的,可以有效的反映樓層側(cè)向剛度的變化。
參考文獻(xiàn)
1中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程.JGJ3-2002.北京.中國建筑出版社,2002
2中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范.GB50010-2002.北京.中國建筑出版社,2002
3中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn). 建筑抗震設(shè)計規(guī)范.GB50011-2001.北京.中國建筑出版社,2001
4廖宇飚等.高層建筑結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度變化及其控制方法研究(I).工程抗震與加固改造,2005.10
5黃小坤等.高層建筑結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度變化及其控制方法研究(II).工程抗震與加固改造,2005.12
6胡興福等.帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度計算的規(guī)范方法研究.四川建筑科學(xué)研究,2006.6
7徐培福等.剪力墻豎向不連續(xù)結(jié)構(gòu)的震害與抗震設(shè)計概念. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報,2004.10