框架结构柱抗震设计要点
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框架结构的抗震减震方法浅析由于建筑功能的要求,使得现代结构复杂,布置越来越不规则,对结构抗震要求越来越高。
框架结构在多层和中高层建筑中应用非常广泛,为避免地震时给人类带来大的灾难,要求结构设计人员能正确运用框架结构抗震减震概念设计,克服框架结构的弊端,运用科学有效的手段,确保建筑结构安全,从而实现建筑使用功能。
一、框架结构抗震减震设计的一般原则1、强柱弱梁。
强柱弱梁是为了防止在强烈地震作用下倒塌,提高结构的变形能力。
由于地震作用的复杂性以及构件之间的相互影响,难以通过精确的计算实现强柱弱梁。
规范要求,采用增大柱端弯矩设计值,即提高柱端的弯矩增大系数的方法来实现强柱弱梁。
人为增大柱子相对于梁的抗弯能力,诱导在梁端出现塑性铰,从而达到强柱弱梁的要求。
实现强柱弱梁不仅在于内力调整,更在于按调整后的设计内力来配筋,使构件的实际承载力与设计内力相近。
当建筑许可时,尽可能将柱的截面尺寸做得大些,使柱的线刚度与梁的线刚度的比值尽可能大于1,并控制柱的轴压比满足规范要求,以增加延性。
梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高,并应考虑板内负筋影响,考虑双筋作用,以免在罕遇地震中进入屈服阶段不能形成塑性铰或塑性铰转移到柱上。
注意不可随意超配筋,超配筋要整体保持一定比例。
注意节点构造,让塑性铰向梁跨内移。
2、强节点弱构件。
这是为了提高结构整体性。
各构件之间的连接,必须可靠,符合下列要求:构件节点(主要是梁柱节点)的承载力不应低于其连接构件的承载力,当构件屈服、刚度退化时,节点应保持承载力和刚度不变。
予埋件的锚固承载力不应低于连接件的承载力,装配式的连接应保证结构的整体性,各抗侧力构件必须有可靠的措施以确保空间协同工作。
强节点弱构件是通过增大节点核心区的组合剪力设计值进行计算。
一、二、三级抗震减震等级的框架进行节点核心区抗震减震受剪承载力计算;四级抗震减震等级的框架节点核心区可不进行计算,但应符合抗震减震构造措施的要求。
3、强剪弱弯。
《建筑抗震设计规范》对底部框架-抗震墙结构设计中的几个要点摘要:国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010) (2016年版)于2010年5月31日颁布,12月1日实施。
底部框架-抗震墙结构形式相比旧版本不仅从建筑总层数上加以限制,而且对计算和构造措施也提出了更严格的要求,防止底部框架-抗震墙房屋在底部框架层或过渡层出现薄弱环节,形成结构的软肋。
关键词:抗震设计; 底部框架-抗震墙结构;过渡层虽然经过2008年汶川地震后的震害,表现出底部框架-抗震墙结构形式存在着先天不足的缺点,但通过国家有关部门多年的实验研究和震害经验总结,按照新规范设计的该类结构,也不乏成功的例子。
由于本结构形式在三、四线城市的建设中的工程需要,底部框架-抗震墙结构仍是不可淘汰的一种结构形式。
结合自己运用新规范设计的底部框架-抗震墙结构的某商住楼谈谈《建筑抗震设计规范》(以下简称《抗规》)的条文规定在具体工程中的应用:本工程所处地区抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g,砌体采用多孔砖(墙厚240mm);1层为独立商铺层高3.65米,2~6层为住宅层高3.0米;室内外高差0.30米。
采用底部框架-抗震墙结构,底层混凝土框架抗震等级为二级;混凝土墙体的抗震等级为三级。
一、一般规定1. 《抗规》7.1.2条中允许房屋总高度为19米,层数为6层。
本工程房屋总高度为0.3+3.6+3.0*5=18.95米满足规范要求(新版《抗规》相对旧版《抗规》的对房屋总高度的要求降低了3米,层数降低了一层)。
2. 《抗规》7.1.5条对本工程房屋抗震横墙的间距要求为15米,根据本条的要求,结合建筑平面及抗震横墙间距要求结构专业将一层抗震墙布置在房屋四角,分户墙及单元分户墙处,既满足了规范的要求,又力求对称,减轻抗力构件不对称给结构带来的扭转影响。
(新版《抗规》相对旧版《抗规》的对房屋抗震横墙的间距要求降低了3米)。
底层框架-抗震墙结构构件截面的选择重点是首先确定墙板的厚度,根据《抗规》7.5.3条第二款墙厚不小于160mm及墙板净高的1/20,本工程一层计算高度为:3.65+1.3=4.95m,故取墙后为250mm。
房屋建筑框架结构抗震设计要点作者:黄健来源:《城市建设理论研究》2012年第32期摘要:抗震设计必须留有较多的余地。
正确合理地采取抗震构造措施,能最大限度地减少地震损失,防止结构脆性破坏与倒塌。
本文对房屋建筑框架结构抗震设计要点进行了探讨。
关键词:房屋建筑;框架结构;抗震设计;要点Abstract: seismic design must have more leeway. The correct reasonable take seismic structural measures, can minimize the damage and prevent structure brittle failure and collapsed. In this paper, the housing construction frame structure seismic design key points are discussed.Keywords: housing construction; Frame structure; Seismic design; points中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:地震是人类在繁衍生息、社会发展过程中遇到的一种可怕的自然灾害。
其不可遇见性和强烈破坏性给社会经济发展、人类生存安全和社会稳定、社会功能带来严重的危害。
随着人民生活水平的提高和安全意识的加强, 建筑结构的抗震设计也就显得越来越重要了。
由于框架结构具有空间大、布局灵活的特点, 现在已经被广地应用在生活的各个角落。
而框架结构的震害主要是由于强度和延性不足引起的, 其震害的一般规律是:柱的震害重于梁,角柱的震害重于一般柱, 柱上端的震害重于下端。
一、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。
房屋建筑框架结构抗震设计要点摘要:如何从我国的地震环境和社会经济发展的实际情况出发,不断提高建筑结构抗震设计的水平,使之更安全可靠、更合理经济,是结构设计人员的重要任务。
本文阐述了框架结构抗震设计时应注意的问题,探讨了框架结构抗震设计几个要点。
关键词:房屋建筑框架结构抗震设计要点近年来中国房地产的迅猛发展给建筑业的发展带来了很大机遇和挑战,房地产市场的日趋成熟和完善要求建筑功能越来越多样性和复杂性,因此如何在满足建筑功能的同时设计出安全经济合理的结构体系对设计人员是一种不小的挑战,这就需要我们结构设计人员在设计过程中不断的总结和提高。
一、抗震设计应注意的问题中国地震活动频度高、强度大、震源浅、分布广,是一个震灾严重的国家。
据统计,我国绝大部分地区均发生过较强的破坏性地震,给人民的生命和财产造成了非常大的损失,如2008年5月12日发生的汶川地震、2010年4月14日发生的玉树地震都造成了大量房屋倒塌、大量人员伤亡。
因此,抗震设计是结构设计人员的一大课题,把好抗震设计关,提高建筑物的抗震能力才是减轻地震灾害的根本措施。
1、结构的抗震设计还不能完全依赖“计算设计”,更应该重视“概念设计”。
概念设计是一种基于震害经验建立的抗震基本设计原则和思想。
其目标是避免出现会导致结构过早破坏的敏感薄弱部位。
结构抗震设计中特别要注意贯彻“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”的设计原则,强柱弱梁就是要求柱的抗弯能力高于梁的抗弯能力,强剪弱弯就是防止构件受剪破坏,要求杆件的受剪承载力高于受弯承载力,强节点弱构件就是要防止节点破坏先于构件。
大量的工程设计中我们发现框架梁上部配筋一般比较大,这是因为考虑了梁翼缘作用和梁裂缝宽度验算后增加了较多梁纵向钢筋,从而增大了梁端的承载力,相对减小了柱端承载力,可能会形成“强梁弱柱”,这样做的后果就是地震发生时可能使得塑性铰出现在柱端而未按照预期出现在梁端部,我们的做法是严格控制梁端裂缝验算宽度刚好满足规范要求,不因裂缝宽度过小而使得梁端增加过多的钢筋。
建筑框架结构隔震设计要点分析摘要:隔震设计是建筑框架结构总体设计工作中的重要组成部分,对保障建筑的整体质量具有重要意义。
本文结合工程实例,在介绍框架结构减震方案的基础上,围绕模型的建立、支座的选择、减震系数计算和柱子设计等方面分析了建筑框架结构隔震设计要点,以供参考。
关键词:框架结构;隔震设计;减震系数;位移验算中图分类号:s611文献标识码: a 文章编号:随着我国社会经济建设步伐的加快,城市规模不断扩大,房屋、住宅、高层建筑等建筑物数量日益增加,对建筑的抗震设计要求也有所提高。
传统的抗震设计方法虽然在很多情况下是有效的,但容易出现主体结构破坏后难以恢复、承重构件进行非弹性状态等问题,已无法满足当前城市建筑物抗震的需要,因此隔震设计方法应运而生。
隔震设计方法是一项新型的建筑结构耐震形式,不仅能够保护建筑框架结构,而且还能保护建筑内部结构的重要设备在强震的情况下免遭破坏,大大简化了建筑框架结构的设计与施工,具有良好的发展前景。
本文通过分析建筑框架结构隔震设计要点,以期完善隔震设计方法。
1 工程概况该工程为4层钢筋混凝土框架结构。
建筑总高度为15.8m,首层层高4.8m。
建筑抗震设防烈度7度(0.10g);场地类别ⅱ类,特征周期0.35s;基本风压0.80kn/m2,楼面永久荷载5.0kn/m2,楼面可变荷载2.5-3.5kn/m2;梁、柱混凝土强度等级均为c30。
2 结构减震方案本工程首层层高较高,而上部三层填充墙多且层高低,结构经计算,首层为薄弱层。
根据相关的研究,由于结构薄弱层的存在,薄弱层层间位移角将急剧增大。
震害经验也表明,在强烈地震作用下首层薄弱层破坏严重,甚至引起整座建筑物倒塌,但薄弱层以上楼层的震害轻微。
本工程考虑到非隔震结构经初步计算基本周期为0.73s且场地地质条件良好,决定采用隔震设计。
该建筑首层为薄弱层,若采用基础隔震体系,虽然达到了减小地震地面运动对结构的作用,但在超烈度的地震作用下,其首层仍将率先出现较大的弹塑性变形甚至破坏。
房屋建筑框架结构抗震设计要点摘要:钢筋混凝土框架结构具有良好抗震性能,结构抗震的本质就是延性,提高延性可增加结构抗震潜力,增强结构抗倒塌能力。
结构主要靠延性来抵抗较大地震作用下非弹性变形。
本文分析了结构延性在抗震设计中的重要性及其作用,影响结构延性的主要因素以及结构延性的抗震设计。
关键词:房屋建筑;框架结构;抗震设计前言地震是一种能对人类的生产和生活带来极大破坏的自然灾害,为了预防地震灾害,减轻地震损失,我国加强了地震预报、工程抗震和地震控制方面研究工作,其中工程抗震是一项有效的措施,其目的是寻求最合理的抗震设计,保证建筑物的安全。
工程中结构抗震的设计是依据抗震设防烈度通过地震作用的取值和抗震措施的采取来实现结构抗震设防目标。
一、框架结构延性的作用对于受弯构件来说,随着荷载增加,首先受拉区混凝土出现裂缝,表现出非弹性变形。
然后受拉钢筋屈服,受压区高度减小,受压区混凝土压碎,构件最终破坏。
从受拉钢筋屈服到压区混凝土压碎,是构件的破坏过程。
在这过程中,构件的承载能力没有多大变化,但其变形的大小却决定了破坏的性质。
当结构设计成为延性结构时,由于塑性变形可以耗散地震能量,结构变形虽然会加大,但结构承受的地震作用不会很快上升,内力也不会再加大,因此具有延性的结构可降低对结构的承载力要求,也可以说,延性结构是用它的变形能力来抵抗罕遇地震作用;反之,如果结构的延性不好,则必须有足够大的承载力来抵抗地震作用。
结构或构件的延性具有以下作用:1、防止脆性破坏脆性破坏是突然的、无明显征兆的破坏,因此破坏的后果较严重。
工程设计中应避免脆性破坏,应按塑性破坏的原则进行设计,使结构或构件具有一定的延性,保证结构或构件在破坏之前有足够的变形能力,防止突然的脆性破坏发生。
2、对脆性构件起稳定作用在实际建筑结构中,延性构件与非延性构件(脆性构件)往往是并存的。
例如框架结构的长柱与短柱。
实验研究说明,在保证延性构件与非延性构件一定比例的条件下,延性构件对脆性构件起稳定作用,使结构有较好的变形能力而不致失效。
框架-抗震墙结构设计要点分析【摘要】根据框架—抗震墙结构在设计过程中常遇到的重点问题,采用量化指标合理确定框架-抗震墙结构的抗震等级;同时根据实际经验详细叙述了框架-抗震墙结构中抗震墙的布置原则。
【关键词】框架—抗震墙结构;抗震等级;墙体布置框架—抗震墙结构由于具有建筑平面布置灵活和抗侧刚度大的特点,以及较好的抗震性能,因而在三十层以下的高层建筑中大量被采用。
框架-抗震墙结构是由多种具有不同受力特性构件(如框架梁、柱,框架与抗震墙之间的连梁,抗震墙墙肢,抗震墙连系梁等)组成的结构,框架-抗震墙结构通过合理设计,使其具有优秀的抗震性能,在地震作用下成为良好的耗能体系,满足“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震原则,从而达到可靠与经济的目的。
一、框架—抗震墙结构的受力特点框架—抗震墙结构是由框架和抗震墙两种不同的抗侧力结构组成,这两种结构的受力特点和变形性质都不相同,框架在水平力作用下属于剪切型变形的竖向空腹悬臂构件,而抗震墙在水平力作用下属弯曲型变形的竖向悬臂构件,由于有刚性楼盖将框架和抗震墙连接成一个整体,使框剪结构成为一个空间结构受力体系,其变形既非剪切型亦非弯曲型而是剪弯型。
在框架和抗震墙结构的下部楼层,抗震墙的位移较小,它拉着框架按弯曲型曲线变形,抗震墙承受大部分水平力,上部楼层则相反,抗震墙位移越来越大,有外侧的趋势,而框架则有内收的趋势,框架拉抗震墙按剪切型曲线变形,框架除了负担外荷载产生的水平力外,还额外负担了把剪力拉回来的附加水平力,抗震墙不但不承受荷载产生的水平力,还因为给框架一个附加水平力而承受负剪力,所以,上部楼层即使外荷载产生的楼层剪力很小,框架中也出现相当大的剪力。
二、框架—抗震墙结构抗震等级确定根据《高层建筑混凝土结构设计规程》(jgj 3-2010)(以下简称高规)第8.1.3条,抗震设计的框架-抗震墙结构,应根据在规定的水平力作用下结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值,选择相应的设计方法,确定框架-抗震墙结构中框架、抗震墙的抗震等级。
框架结构设计要点分析框架结构设计要点分析⼀、设计等级及控制指标(通常情况)1.根据《建筑结构可靠度设计统⼀标准》GB50068—2001,⼯程结构设计使⽤年限为50年。
2.⼯程建筑结构设计安全等级为⼆级,结构重要性系数γ。
=1.03.⼯程地基基础设计等级为丙级。
4.根据《岩⼟⼯程地质勘察报告》,确定场地类别为类;5.根据《建筑抗震设计规范》GB50011—2001,确定⼯程抗震设防烈度,设计基本地震加速度值,设计地震分组,⽔平地震影响系数最⼤值,特征周期,阻尼⽐。
6.⼯程建筑抗震设防标准为⼄类(《建筑⼯程抗震设防分类标准》新版规定);7.⼯程混凝⼟裂缝控制限值:与⽔、⼟直接接触的构件和露天环境构件允许裂缝宽度为0.2mm,室内环境构件允许裂缝宽度为0.3mm。
⼆、平⾯及竖向布置1.为了保证框架结构的抗震安全,结构应具有必要的承载⼒、刚度、稳定性、延性及耗能等性能。
结构平⾯形状和⽴⾯体型应尽可能简单、规则,使各部分刚度均匀对称,减少结构扭转的可能性。
2.框架结构应在纵横两个⽅向布置成双向刚接框架,也就是说,应尽量避免形成单跨框架。
3.框架结构按抗震设计时,不应采⽤部分由砌体墙承重之混合形式。
框架结构中的楼梯间及局部出屋顶的楼梯间、⽔箱间等,应采⽤框架承重,不应采⽤砌体墙承重。
4.在抗震设防地区,应遵循强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固的设计原则,以形成延性框架。
三、荷载1.楼⾯荷载楼⾯荷载按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001以及《全国民⽤建筑⼯程设计技术措施(结构篇)》(2003版)的相关规定取值。
单位:kN/m22.墙体荷载1)外墙单位⾼度线荷载:墙重度X墙厚+0.05X20;内墙单位⾼度线荷载:墙重度X墙厚+0.04X20;2)计算墙体线荷载时注意扣除梁⾼;3)墙体有⼤⾯积开洞时注意计算荷载时要扣除洞⼝重量。
3.荷载的输⼊要准确,不可偏⼩,也不可随意放⼤。
四、结构材料信息1.混凝⼟:⼩型的框架结构单体可考虑⽤C25级混凝⼟。
浅析框架结构的延性抗震设计摘要:随着国民经济的发展,高层建筑得到了大力发展,本文主要是对结合工程实际,对影响框架结构延性的主要因素,具体设计内容进行了分析,以供同仁参考!关键词:框架柱;抗震;延性;有限元1 工程简介河南郑州一高层建筑的主体结构为钢筋混凝土框架-剪力墙结构,地上25层,地下1层,结构总高度88.1m,设防列度8度,丙类建筑,地下室内部剪力墙很少(可忽略其作用),底层柱子计算长度4.60m,柱子净高3.50m,框架抗震等级为一级,剪力墙抗震等级为一级。
下面将对该工程底层框架柱延性抗震设计思路进行详细的分析。
2影响结构延性的主要因素框架结构是由梁、板、柱以及节点四个部分组成,其中梁、柱以及节点的延性决定了整个框架结构的延性。
因此,只要保证柱、梁和节点的延性就可以保证框架结构的延性,从而确保了框架结构的抗震能力[1]。
梁是框架结构中的主要受力构件之一,在抗震设计中要求塑性铰首出现在梁端且又不能发生剪切破坏,同时还要防止由于梁筋屈服渗入节点而影响节点核心区的性能。
试验和理论分析表明,影响梁截面延性的主要因素如下所示:(1)梁截面要求:梁宽不宜小于柱宽的1/2,且不≥200,梁的高宽比不宜>4,梁的跨高比不宜<4。
(2)梁纵筋配筋率:通过限制受拉配筋率可以避免剪跨比较大的梁在未达到延性要求之前梁端下部受压区混凝土过早达到极限压应变而破坏。
(3)梁纵筋配置:梁端截面上纵向受压钢筋与纵向受拉钢筋保持一定比例。
(4)梁端箍筋加密:抗震规范对此出了详细规定。
柱是框架结构中主要的受力构件,要想提高框架结构的抗震性能,就必须确保构件有足够的延性,构件延性好的框架结构能吸收较多的地震能量,抗震性能就好。
因此,在进行框架结构设计时,应遵循强柱弱梁的设计原则,使塑性铰出现在梁端,以增强构件的延性。
节点是框架梁柱构件的公共部分,节点的失效就意味着与之相连的梁与柱同时失效,所以对节点也应予以足够的重视[2]。
刍议框架结构抗震设计要点作者:童玉英来源:《城市建设理论研究》2012年第29期摘要:本文从设计要求、设计原则和设计中应注意的问题进行了详细的分析,并提出了一些提高延性的措施。
关键词:框架结构;抗震设计;设计原则;措施Abstract: This article from the design requirements, design principles and problems needing attention in the design are analyzed in detail, and presents some measures to improve the ductility of.Key words: frame structure; seismic design; design principles; measures中图分类号:TU2文献标识码:A1、设计要求1.1“强柱弱梁”原则:底部框架抗震墙砖房框架设计遵循的一个基本原则就是:“强柱弱梁”、“强节点弱构件”原则。
目的是使框架结构在强烈地震作用下,塑性铰先出现在梁端,后出现在柱端。
如果框架的任一柱端先出现塑性铰,可能会引起同一层其它柱端相继出现塑性铰,房屋因此而倒塌。
但是底层框架梁因为要承担竖向荷载引起的较大弯矩,截面较大,因而在截面抗弯强度的计算上满足“强柱弱梁”的要求很困难,所以在构造上特别是箍筋的配置上应尽量实现“强柱弱梁”的设计原则。
1.2 结构平面设计讲究均匀性、整体性:建筑平面布置应简洁、规则、对称,并尽可能减少上部砖房单元形式。
上部砖房纵横墙均匀对称布置,沿平面内宜对齐,同一轴线的窗间墙宽度宜均匀。
楼梯间不设置在房屋的尽端和转角处,烟道、风道等不宜削弱墙体。
下部框架抗震墙结构,则要求柱网对应上部砖房布设,尽可能使较多墙体落于柱网上。
尽可能的将抗震墙对称分散布置,使纵横向抗震墙相连,纵向抗震墙应布置在外纵轴线,增强抗倾覆能力,避免出现低矮抗震墙(高宽比小于1),使层间刚度比使得结构的刚度中心与质量中心重合,减少地震作用下结构产生的扭转效应。