框架剪力墙结构的抗震设计论文
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建筑结构抗震设计能力措施方法论文(共6篇)第1篇:房屋建筑结构设计体系选型和抗震设计分析前言我国目前房屋建筑的抗震设计工作还有很长的路要走,相关建筑企业应把房屋1具体使用需求,对不同建筑结构进行有效的功能区分,实现建筑结构资源与建筑功能的完美结合。
现阶段,我国建筑的功能越来越多样化、综合化和复杂化,用户对于建筑物的使用需求也越来越多,因此,要科学划分建筑物的使用功能,合理对建筑内部的空间进行规划,综合考虑建筑结构、建筑设计等相关规范要求,对建筑结构进行科学选型,做到既满足建筑物功能要求,又提高建筑物使用效率,又有效节约建筑建造和运营的有关成本和费用。
1.1.3充分考虑结构材料的特性和功能建筑结构的选型过程中需要考虑的最为重要的就是选择建筑结构材料,要对相关材料的基本特性、材料的功能以及特点进行充分地分析,在建筑选型以及布置过程中充分分析建筑结构所具有的优势和特点,科学合理地调整好建筑结构。
现代建谓的水平承重结构,此类型的结构一般包含有无梁楼盖结构、密肋楼盖结构、肋形楼盖以及平板体系几种,而这些结构一个最大的应用优势在于能够有效增加楼层层数。
1.2.3下部结构的选型对于建筑物来说,特别是高层建筑,其最为重要的一个组成部分就是基础选型,即下部结构。
此类结构选型的好坏,会对结构的安全、建筑工程的造价以及施工工期产生重要影响,因而做好高层建筑的基础选型工作有着十分重要的意义。
常见的高层建筑的基础形式有以下几种,分别为:①柱下独立基础:此类基础适合用于层数较少,土质较好的框架结构。
地基为岩石地质时,则可以利用地錨在岩石上锚固好基础,要注意锚入长度≥40d。
②交叉梁基础:即双向为条形基础。
适用:层数不2够与第三抗震性能的水准相满足。
2.1.2地震作用下结构设计要求在多遇地震时,计算结构构件的承载力以及复核结构变形时都要跟弹性设计要求相满足。
经弹性计算分析后可知,结构沿着主轴方向产生的振动形式相似,并且结构的振型、周期、位移形态以及量值都要能够保持在合理的范围:结构所具有的地震作用要能够跟高度分布进行响应:有效的质量系数跟楼层剪力的大小要相关的规范要求相满足,同时要确保剪力墙和连梁截面跟剪应力的控制要求、配筋都在合理范围内。
浅谈框架剪力墙结构的抗震理解和设计体会摘要:通过对某一具体工程的设计选型,介绍了一种适于高层办公建筑的框架剪力墙结构体系,并简述这种结构体系的构成、特点、设计注意事项。
关键词:高层办公;框架剪力墙;经济合理中图分类号:tu973+.31 文献标识码:a 文章编号:工程概况山东省济宁市嘉祥县冠亚上城e区高层办公楼,主体结构地下一层,地上十三层,平面尺寸56.0mx51.2m,建筑高度48.60m,建筑总面积26506.4m2,建筑占地面积2006.2平方米。
平面呈l形,凸出长度较大,凸出长度与最大宽度比为0.58。
基础形式为墙下、柱下桩承台基础。
建筑结构的安全等级为二级,抗震设防类别为标准设防类,结构型式为钢筋混凝土框架-剪力墙结构,结构抗震等级框架为四级,剪力墙为三级,抗震设防烈度:6度第二组。
二、方案优选在公共建筑设计中,为满足地块格局及内部空间设计的要求,建筑物平面不规则的情况比较常见。
在对已经建好或在建的平面不规则的公建进行了调查之后发现,大部分采用框架、框架-剪力墙或纯剪力墙结构型式。
我们对上述结构型式进行了研究,发现了以下一些主要问题:(1)针对l形平面的不利情况,若采用纯剪力墙结构自然对结构有利,毕竟剪力墙的抗侧刚度大,可以构成整体抗侧力很强的体系,对较高建筑抗震特别有利。
但办公楼要求大空间,建筑平面布置灵活,以及一、二层商业店铺的要求,剪力墙布置不宜过多。
这种结构形式限制了建筑上的灵活多变,而且造价也会增大,并非是理想的方案。
(2)若采用纯框架结构,因公共建筑一般柱跨大,且荷载也较大,对l形平面建筑,其结构扭转和层间位移较大,通过增加框架梁柱截面的方式来满足抗侧刚度的要求,柱、梁的尺寸都比较大,影响后期的装修使用,建筑净空的要求、设备管线的布置等都会受影响,此种方案也是不可行的。
(3)框架-剪力墙结构的特点是框架结构和剪力墙结构体系的结合,在框架结构中的部分跨间布置剪力墙,或把剪力墙结构中的部分剪力墙抽掉改成框架承重,既为建筑平面布置提供较大的使用空间,又具有良好的抗侧力性能,同时还可充分发挥材料的强度作用,具有较好的技术经济指标。
浅谈框架—剪力墙结构的抗震设计要点摘要:随着人口增加,按照人类的生活需要,涌现出许多高层建筑。
随着2008年5.12汶川地震等自然灾害的发生,人们在建筑物抗震稳定性方面更加重视且要求更高。
在四川、云南等抗震设防等级较高的地方,普通框架结构建筑难以满足抗震设计要求,而框架—剪力墙结构在抗震作用中是一种较好的设计类型,本文针对一般高层框剪结构的抗震设计要点进行分析。
关键词:高层建筑;框剪结构;抗震设计Abstract:Along with the increase of population,many high-rise buildings have been emerged in accordance with the needs of human life.After the 2008.5.12 WenChuan Earthquake and other natural disasters,people attached great importance in the seismic stability of building and put forward more demanding.In sichuan, yunnan province where seismic fortification level is higher,a ordinary frame structure building cannot easy to meet the requirement of seismic design, but the frame-shear wall structure is a preferable type of seismic fortification.This paper makes an analysis of the key point of seismic design of the general high-rise frame-shear wall structure。
简析框架剪力墙结构的抗震设计
【摘要】对框架剪力墙结构概念设计及抗震分析进行了探讨,从多个角度论述了抗震设计要点。
【关键词】框架;剪力墙;抗震;
引言
框架剪力墙结构同时使用框架和剪力墙两种结构体系,将两者结合起来共同承受竖向和水平荷载,可大大减少结构本身侧移,并可有效提高结构的抗震能力,研究标明框架剪力墙结构中的剪力墙可承担总水平地震作用的80%及以上,其余部分方由框架结构承担,因此在框架剪力墙结构中如何合理确定剪力墙的布置和数量已成为重要课题,其可直接影响到建筑的抗震性能及经济效益。
1 框剪结构概念设计及抗震分析
框架剪力墙结构应设计成为双向抗侧力体系,结构的两个主轴方向均应布置剪力墙,在一个独立结构单元内平面布置应简单、规则、对称,并应避免导致应力几种的凹角和狭长的缩颈部位,竖向应尽量避免出现外挑,存在内收也不宜过多、过急,并应力求刚度均匀避免突变以及薄弱层的出现;结构承载力应自下而上逐步缩小,避免应力集中,最终结构的承载力、变形能力和刚度均应连续变化以适应结构抗震性要求;该种结构的抗震设计应有多道防线,并应保证节点的承载力和刚度与构件相适应,在构造设计时应采取有效措施防止其发生脆性破坏并可保证结构有足够的延性。
为提高结构的抗震性能,框架剪力墙结构中的剪力墙应均匀布
置在建筑物的周边,对内部平面变化较大的部位其剪力墙间距不宜过大,平面形状凹凸较大时应在凸出部位端部设置剪力墙;结构框架梁柱、与剪力墙的轴线宜重合在同一平面内,剪力墙应贯穿建筑物全高,并应避免刚性突变,剪力墙的布置应使结构各主轴方向的侧向刚度接近等。
2 框架剪力墙结构抗震设计要点
2.1 强调概念设计
框架剪力墙结构抗震设计首先应选择合理的结构形式并确定可靠的传力途径,整体结构应设计成为双向抗侧力体系,结构平面形状宜规则、对称,结构在主轴的两个方向的动力特性应接近,并应尽量实现结构质心与重心重合,避免虚假对称的结构平面以及加强结构周边的抗扭刚度并减小扭转效应;抗震设计过程中结构两主轴方向均应布置剪力墙且其间距不宜过大,若剪力墙体需开凿较大洞口则应适当减小间距;对异型柱结构中处于受力不利部位的异型柱可采用一般框架柱来改善结构的整体受力性能。
2.2 提高剪力墙的抗震性能
可将剪力墙做成四周有梁柱的带边框墙,可利用边框和暗框来防止斜裂缝的发展,并可在墙板破坏后作承重构件来代替墙板承重并具有一定的延性,边框应具有足够的斜截面受剪承载力来承担因墙身通裂对边框梁柱带来的附加剪力;在肢墙设计时可设结构洞口或结构竖缝变为双肢墙或多肢墙,可将裂缝和屈服部位出现在结构竖缝或洞口连梁部位以形成能耗机构,并可将原剪力墙一分为二,
降低其刚度以免剪力破坏的发生;研究标明当连梁的跨高比为5时其延性和能耗均优于跨高比为1时,连梁两端相对竖向位移的延性系数都在8以上,其滞回曲线也相当饱满,因此在设计过程中应对其组成和构造采取一定措施。
2.3 提高框架的抗震性能
由于角柱是连接纵横框架的枢纽,因此可通过增加角柱的措施来增加框架的空间整体性;在周圈框架平面应按照k型支撑和x型支撑布置一定数量的钢筋混凝土抗剪墙板或配筋砌块抗剪墙板以克服框架的剪力滞后现象,并可提高框架的整体性;由于折曲撑由钢纤维混凝土杆制造,偏心连接支撑可用钢杆或劲性钢筋混凝土杆组成,在地震发生时便可用该赘余杆件的先期屈服和变形来耗散能量,且当赘余杆件破坏或退出工作后使结构由一种稳定体系过渡到另外一种稳定体系,于是可引起结构自振周期的改变,即可避免地震周期内长时间持续作用所引起的共振效应。
2.4 加强整体结构抗震性能
可通过实行机构控制来实现总体屈服机制,在结构的特定位置设置一定数量的人工塑性铰,对塑性铰发生的部位、顺序及塑性程度进行控制从而使得结构在强震作用下能够形成最佳的能耗机构,其在水平作用下实现水平构件先于竖向构件屈服,最后是竖向构件底部屈服;并使结构的刚度和承载力相互匹配以及结构的刚度和延性相互匹配。
2.5 设置多道防线
任何一个抗震性能好的结构体系应该由若干个延性较好的分体系组成,并应由延性较好的结构构件连接起来协同工作,当地震发生时,建筑物自身内部、外部赘余杆件吸收并消耗大量的地震能量,因此可减轻地震灾害,一般框架剪力墙结构是延性框架和抗震墙两个系统组成,其有框架和墙体两道防线。
2.6 合理运用地震作用方向
可通过引入水平力与整体坐标夹角来满足结构设计需要,并通过对不同方向下结构受力和变形情况的验算使结构趋于安全;因建筑结构在不同方向表现出不同的刚度性质,因此相同的地震力沿不同方向作用于结构的作用不同,结构反应的剧烈程度也不相同,因此会存在一个最不利地震作用方向,一般在结构平面的主轴,结构沿该方向的地震反应也最为剧烈;对于包含斜交抗侧力构件的结构不管地震作用于哪个方向均无法同时保证所有的构件处于最大
的内力状态,因此抗震规范规定对于包含有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15度时,应对各抗侧力构件方向的水平地震作用分别计算;对包含斜交构件的结构,因每个构件的最大风荷载作用有所不同,因此应对所有构件的风荷载均按照最大荷载作用,并通过对水平力于整体坐标的夹角进行修改,并在不同角度下计算,过程中应尽量顾及每个构件可取得最大迎风面积,最终整个结构的设计可基于多次计算的结果,每个构件取最大值。
2.7 刚度及承载力相互匹配
在框架剪力墙结构中,若剪力墙数量多、厚度大,其刚度自然
也大,但会导致结构自振周期减小,总的水平地震作用增大,反之若刚度小则地震力也相应变小,因此在设计过程中应根据建筑的重要性、装修等级和抗震设防烈度等因素来综合这一矛盾,最终确定结构的侧移限值,从而定出抗震墙的数量、厚度,实现结构既安全又经济。
2.8 刚度和延性相匹配
由于剪力墙和框架在刚度、弹性极限变形值和延性系数等放卖弄存在的差异导致该种复合结构的抗震性能大打折扣,致使各构件不能同步协调的发挥材料抗力而出现逐个被击破的情况,因此大大降低了构件的利用效率和整体的抗震可靠度,因此在设计时应尽量使框架和剪力墙的刚度和延性相互匹配,并可通过设置带竖缝的剪力墙,其在水平力作用下所产生的位移不以墙体的剪切变形为主而变为以柱的弯曲变形为主,原来出现在墙面上的斜向裂缝被柱上下端的水平裂缝所代替。
2.9 扭转计算和抗扭控制
在进行扭转计算和抗扭设计时应采取小震计算控制和大中震抗震措施并重的原则,尤其对大中震时的抗扭构造措施不能忽视,当扭转位移比超过1.35时,其双向地震作用明显,因此应进行双向地震作用计算,并应在结构平面上大致划分出受扭敏感区和质心区,进行经济有效的抗扭计算控制,对受扭敏感区内的竖向构件在大中震下所产生的扭矩不可忽视,且其处于有扭矩作用的复杂受力状态,其最终抗扭构造除满足规范要求外,应按照强扭弱弯并采取
增加抗扭构造的措施。
3 结语
框架和剪力墙在框剪结构中在抗震性能上起到了良好的互补作用,因此其适合于抗震要求较高的地区,但框架剪力墙结构设计的合理与否将直接影响到建筑物的安全性能及其经济指标的高低,因此加强设计研究对实现建筑经济效益和社会效益具有非常重要的
意义。
参考文献
[1]徐培福,傅学怡,肖从真.复杂高层建筑结构设计[m].北京:中国建筑工业出版社,2005.
[2]梁启智,冯建平,王中慧.高层建筑框架一剪力墙结构设计实例[m].广州:华南理工大学出版社,1992.。