钢筋混凝土框架结构抗震设计探讨_1

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1、钢筋混凝土框架结构抗震设计探讨　　【摘要】钢筋混凝土框架结构是常见的建筑结构形式,在工业与民用建筑中是一种广泛应用的结构类型,对该类结构在抗震设计时应充分提高其整体的抗震能力。根据设计工作中遇到的问题,概括地总结了钢筋混凝土框架结构在抗震设计中的建筑布置、结构的抗震等级、结构构件的延性及有关强柱弱梁,强剪弱弯等设计中应考虑的事项。【关键词】钢筋混凝土框架结构；抗震设计　　钢筋混凝土框架结构(以下简称框架结构)是我国既有建筑的重要组成类型。钢筋混凝土框架体系,其建筑布置比较灵活,可以设计成具有较大空间的各类建筑。钢筋混凝土框架结构在工业与民用建筑中是一种常见的结构类型,特别是随着社会的进步和

2、发展,在一些大中型、多功能的综合建筑应用更加广泛,在工业建筑中应用也很普遍。此类建筑结构设计中应遵循质量中心和刚度中心的重合。如设计中由于功能的区分和要求,质量中心和刚度中心的不重合,在地震作用下会产生较大的扭转效应,设计中应高度重视,这是框架结构的主要特点。因此应充分提高其整体的抗震能力。　　1建筑设计布置原则　　在建筑设计中应符合抗震概念设计的要求,不宜采用严重不规则设计方案。在抗震设计中建筑及抗侧力结构的平面图布置应遵循平面和立面外型简单、规则、对称并应具有良好的整体性原则,合理的建筑布置对抗震起重要作用。因为震害表明,建筑结构形式简单对称的建筑在地震时较不容易破坏。建筑布置的“规则

3、”包括了对建筑的平面和立面外形尺寸,抗侧力构件布置原则,结构的侧向刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面和材料宜自下而上逐步减少避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变,质量分布、承载力分布等诸多因素的综合要求。在设计过程中,建筑专业和结构专业应相互配合、协调,才能布置出合理的布局。对抗震性良好的建筑,在钢筋混凝土框架结构抗震设计时要遵循以下原则:　　1）面易简单、规则、对称,减少偏心;2）度中心与质量中心尽量重合,否则应考虑其不利影响;3）量大的设备宜布置在刚度中心较近的布位;4）宜采用悬挑结构;5）有多道抗震防线。　　　　2结构的抗震等级　　抗震等级确定是为了更好的对建筑物的抗震采取措施,抗

4、震等级在钢筋混凝土构件的抗震设计,应根据结构类型、房屋高度和设防烈度采取不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。　　在平面、立面不规则的建筑结构中,应进行水平地震作用计算和内力调整,并应对薄弱部位采用有效的抗震构造措施,需要根据具体情况适当提高承载力以推迟或减少进入非弹性阶段,结合具体情况进行承载力和变形能力的设计是解决复杂结构抗震设计的有效方法。钢筋混凝土结构房屋的抗震要求不仅与建筑重要性和地震烈度有关,而且与建筑结构的抗震能力有关,结构的抗震能力又与房屋高度和结构类型、主要抗侧力构件还是次要抗侧力构件等直接有关。结构在水平地震作用下,其内力和侧移随房屋高度增长速度很快,房屋越

5、高地震效应越大,不同结构类型的抗侧力体系或构件对结构抗震能力的贡献不同,框架-抗震墙结构中框架的要求可低于纯框架结构中的框架,抗震墙结构中抗震墙的抗震要求可低于框架-抗震墙结构中抗震墙的抗震要求。　　　　3抗震结构的延性及结构中设计原则　　对于抗震结构除承载力问题之外,还必须考虑的一个重要问题就是延性。结构在地震作用下即使进入破坏阶段,由于具有充分的延性性能将意味着结构虽然会产生较大的变形,但是不会发生脆性破坏和倒塌。考虑到地震区的结构设计应经济合理,延性性能成为一个极为重要的问题。因为现在建筑抗震设计规范的基本原则只能用来设计在弹性范围内承担低于本地区多遇地震作用的结构,而在罕遇地震时,

6、则需依靠屈服后可利用的延性,使得结构能够保存下来而不致倒塌,这就是延性设计的重要意义。　　延性性能是指结构或构件在承载力没有明显下降的情况下能够承受很大的非弹性变形能力。一般结构的延性包括:结构延性和构件延性,而结构延性包括总体延性和楼层延性。构件延性要求一般都高于结构延性的要求,而构件延性又取决于构件截面纵向配筋率,约束混凝土和防止纵向钢筋压屈的箍筋配筋率,混凝土和钢筋的强度以及轴向荷载的大小。　　构件破坏时的变形与屈服时变形的比值称为构件的延性,延性越大,则结构在地震作用下可以承受大的塑性变形而不破坏倒塌,可以使地震作用更多地降下来。因此结构的设计和配筋构造都要保证它具有足够的延性。因

7、此,结构要有良好的抗震性能,通常采取以下措施保证结构的延性:　　1)有足够的承载力来保证结构的强度;2)有足够的抗侧向力的刚度来保证结构的侧向位移;3)结构的自震周期应与地震的卓越周期错开;4)尽可能设置多道防线;5)在地震作用下节点承载力应大于相连构件承载力,当构件屈服时,退化时,节点应保证承载力和刚度不变;6)合理控制结构的非弹性部位(塑性铰区),实现合理的机制;7)结构单元之间应遵守牢固连接或彻底分离的原则;8)底