浅谈框架震害分析与抗震措施

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1、浅谈框架震害分析与抗震措施　　威海市城建建筑设计院有限公司　　【摘要】我国大多地区采用框架结构，框架结构平面布置灵活，能满足大空间满足立面要求。实验研究，框架结构均有一定的延性和一定的抗震性。若设计不当，也能产生较严重的破坏。从历年的地震灾害中，人们意识到要着眼于结构总体地震反应，合理选择建筑体系和结构类型。　　【关键词】平面不规则；竖向不规则；抗震性能　　前言　　地震是一种灾害性的自然现象，5级以上才对建筑物产生灾害，2008年5月12日，四川汶川8.0级地震，死亡8.7万人，伤人数38万，直接经济损失8451亿元，占

2、GDP2.7%。地震破坏多为房屋倒塌，结构破坏造成的。所以应该认清地震形式及掌握一些建筑抗震的措施。　　一、地震就是地壳的运动产生断裂、错层、释放能量，以波的形式传到地面，就形成了地震　　我国大多地区采用框架结构，框架结构平面布置灵活，能满足大空间满足立面要求。实验研究，框架结构均有一定的延性和一定的抗震性。若设计不当，也能产生较严重的破坏。　　1.框架结构平面不规则，结构的刚度中心与质量中心不一致，地震中产生扭转效应而导致结构破坏。地震力是一种惯性力，与建筑物的质心位置有关系，是作用在质心上的。框架的抗侧力构件形成了刚

3、心。地震力是作用在刚心上的。二者不一致就产生扭转效应，对建筑物的边框架影响较大。1995年，日本阪神大地震中，锯齿形的房屋产生整体的扭转破坏，角柱破坏严重；1999年台湾彰化富贵名门大厦平面布置不规则为C型，16层钢筋混凝土大楼向内倾倒，砸向另外一座楼。　　2.竖向不规则破坏，结构沿着竖向发生质量或刚度的突变，形成薄弱层，产生较大的塑性变形，甚至倒塌。如：美国橄榄景医院，一～二层为框架结构，二层框架有较多的砖砌体填充墙，三层～六层为框架-抗震墙结构，这就造成了上刚下柔，刚度相差悬殊。1972年，美国的圣费尔南多地震中，这

4、种结构房屋底层发生了严重倾斜。柱子上端发生了600mm的偏移。　　从历年的地震灾害中，人们意识到要着眼于结构总体地震反应，合理选择建筑体系和结构类型。解决房屋抗震的基本问题，针对上述震害，在建筑平面布置和竖向布置时，及结构体系选择时，应遵循一下原则：　　结构平面布置应简单规则，简单平面一般多为凸行，如方形、多边形、圆形等；复杂的平面多为凹型的，凹角的地方容易形成应力集中或者变形集中，产生抗震薄弱环节。如：T型、+型等。　　二、建筑物竖向布置应连续、均匀　　结构体系沿着竖向质量、强度、刚度不均匀布置，在地震作用下，某一部位

5、率先达到屈服，出现较大的弹塑性变形。从而建筑物破坏。如：收进型的，立面突然收进，凹角处产生应力集中。大底盘型的，裙楼与主楼相连，刚度突变，交接处产生塑性变形。底层大空间、多塔型建筑，底部连在一起，都属于竖向布置不规则的。　　（一）对于体型复杂建筑采用以下两种处理方案　　1.细致的抗震分析，对建筑物进行精细的抗震计算和受力分析，估计其局部应力，变形集中和扭转影响，判断易损部位，采取加强措施提高变形能力。　　2.设置建筑抗震缝，采用抗震缝将复杂的平面分割成简单规则的单元，防震缝的最小宽度要满足规范要求，否则缝小了会引起相邻两

6、单元之间的碰撞。　　（二）结构体系的选择原则　　结构屈服机制，根据构件屈服的位置与顺序分为两种类型的屈服机制：　　1.总体屈服机制，指结构的水平构件要先与竖向构件屈服，塑性铰首先出现在梁上，结构不会形成破坏机构。　　2.层间屈服机制，制结构的竖向构件先出现屈服，塑性铰出现在柱上，整体侧向屈服。工程中采用墙柱弱梁来实现总体屈服机制。具有较强的耗能能力，在水平构件屈服的情况下，仍能相对稳定的竖向承载能力，可以继续经历变形而不倒塌。　　三、设置多到抗震防线结构振动控制　　传统的抗震设计方法依靠结构的刚度、延性、及强度来抵御地震

7、作用，结构在抵御地震作用的同时，也会产生较大的变形并导致结构的损伤。现在设计工作者探索新的积极的抗震方法，以隔震、减震、制震技术为特点的结构振动控制方法。　　（一）结构振动控制方法分为四类　　1.结构隔震，采用某种装置，将地震与结构隔开，阻隔地震波向结构的传播，减弱地震动力。　　2.结构消能减震和阻尼减震，在结构的某非承重构件，如节点或者支撑处设置阻尼器，在强烈地震作用下，阻尼器进入非弹性变形状态，产生较大阻尼，消耗输入结构的能量，保护主体结构在地震作用下不破坏。　　3.结构被动控制减震。在建筑物顶部设置附加的子结构当主

8、结构，这种方法改变原结构的动力特性，降低结构动力反应。无需能源装置支持系统工作。　　4.结构主动控制减震。实为计算机控制的伺机控制系统，利用外部能源在结构的振动过程中，瞬间改变结构动力特性并施加控制力以衰减结构振动反应。　　（二）工程中为了提高框架的抗震性能，结构设计中还会采取如下结构措施加强框架的角柱　　角柱处于双