1、關于框架建筑結構設計探討摘要:在進行底部框架結構房屋的結構設時,除了要嚴格遵照抗震設計規范以及其他相關的國家技術規定、規程外,還要經過嚴格運算,以確保其結構安全。本文主要闡述了筆者對框架建筑結構設計的一些個人的看法和心得,與同行探討。 /2/view-13088696.htm關鍵詞:建筑結構;抗震;結構安全1.概述隨著社會經濟的不斷進步,生活水平的不斷提高,建筑的結構形式也在不斷的完善。通過這幾年從事建筑結構的設計工作,我對多層住宅建筑結構(底部框架建筑結構)的結構設計有了些認識。在此與大家探討。磚混結構取材便利、價格便,具有良好的保溫、防火、耐久以及適應性。但對于住宅和商業混合用房來說,磚混
2、結構卻因其開間小,以至于面積受到限制。從而不適用于商業用房,所以也就越來越不適應現代商品房的要求。從我們結構設計的角度出發。純框架結構于建筑物抗震、房屋的建筑布局是最適合的選擇,也是我們最為提倡的結構形式,但對于整個建筑市場,相對于磚混結構來說,純框架結構建筑造價昂貴而不為房產開發公司歡迎。這樣,取其二者的優點,現在對于商品住宅的結構設計我們做的比較多的就是底部框架結構房屋的結構設計,也是當前為房產開發公司需求最多的結構形式。2. 底層框架抗震墻磚房的震害特點未經抗震設防的底層框架抗震墻磚房,其底層的縱橫墻數量較少且平面布置不對稱,而上部磚房則縱橫墻的間距較密,上部磚房的側移剛度較底層大得多,
3、在強烈地震作用下,由于底層的抗側力剛度和極限承載能力相對于第二層薄弱,結構將在底層率先屈服、進入彈塑性狀態,并將產生變形集中的現象。底層的率先破壞將危及整個房屋的安全。通過學習我國所發生的地震震害,未經抗震設防的這類房屋的震害特點是:(1)震害多數發生住底層,表現為“上輕下重”。(2)底層的震害規律是:底層的墻體比框架柱重,框架柱又比梁重。(3)房屋上部幾層的破壞狀況與多層磚房相類似,但破壞的程度比房屋的底層輕得多。3. 底層框架抗震墻磚房抗震設計的基本要求底層框架抗震墻磚房的底層框架抗震墻和上部磚房部分均具有一定的抗震能力,但這兩部分不同承重和抗側力體系之問的抗震性能是有差異的,而且其過渡樓
4、層的受力也比較復雜。為了使這類房屋的抗震設計滿足“小震”不壞,設防烈度可修和“大震”不倒的抗震設防目標,應符合下列基本要求。31房屋的平、立面布置應規則、對稱如果體型復雜或結構構件(墻體、柱網等)布置不合理,將加重房屋的震害對于底層框架抗震墻磚房,其抗震性能相對于純框架結構房屋要差。因此,這類房屋平、立面布置的規則要求應更嚴格一些,即房屋體型宜簡單、對稱,結構抗側力構件的布置也應盡量對稱,這樣可以減少水平地震作用下的扭轉,從而達到減少震害的目的。32房屋的高度要限制、高寬比要適當基于總結震害經驗、做相應的震害模擬,建筑抗震設計規范對這類房屋的總層數給予了較嚴格的限制,即、度區不超過六層,度區不
5、超過五層,而且應通過改善底層低矮鋼筋混凝土墻抗震性能,增強過渡樓層和房屋整體抗震能力的抗震設計方法和構造措施來提高房屋的整體抗震性能。底層框架抗震墻磚房總高度與總寬度的最大比值,應符合抗震結構規范的中對砌體結構的相應要求。33第二層與底層的側移剛度比要控制在地震作用下底層框架抗震墻磚房的彈性層間位移反應均勻和減少在強烈地震作用下的彈塑性變形集中,能夠提高房屋的整體抗震能力。根據不同設防烈度的地震作用強弱和既安全又經濟的抗震設防原則,底層框架抗震墻磚房第二層與底層的側移剛度比值在度時不應大于30,在度時不應大25,在度時不應大于20,在度時不應大于15,且均不應小于10。34 抗震墻的最大間距限
6、值底層框架抗震墻磚房的抗震墻間距分為底層和上部磚房兩部分,上部磚房各層的橫墻間距要求應和多層磚房的要求一樣;底層框架抗震墻部分,由于上面幾層的地震作用要通過底層的樓蓋傳至底層抗震墻,樓蓋產生的水平變形將比一般框架抗震墻房屋分層傳遞地震作用的樓蓋水平變形要大。因此,在相同變形限制條件下,底層框架抗震墻磚房底層抗震墻的間距要比框架-抗震墻的間距要小一些。底層框架抗震墻磚房的底層框架抗震墻具有一定的承載能力和較好的變形、耗能能力,而上部磚房部分的,變形和耗能能力相對較差。為了避免底層過多強于上部磚房的抗震能力,除了計算底層框架抗震墻磚房的層間極限剪力系數、判斷薄弱層外,還在一般規定上強調兩點:第二層
7、與底層的側移剛度比不應小于等于10;控制底層抗震橫墻大問距,具體要求詳見抗震設計規范。35 底層鋼筋混凝土抗震墻對于在此種結構中的主要構件鋼筋混凝土抗震墻的設計,在規范中也有明確要求。36底層框架抗震墻磚房的結構體系根據(建筑抗震設計規范)對抗震結構體系的要求,結合底層框架抗震墻磚房的特點,提出以下要求。361底層框架抗震墻磚房的底層應設置為框架一抗震墻體系底層框架抗震墻磚房的底層受力比較復雜,而底層的嚴重破壞將危及幫個房屋的安全,加上地震傾覆矩對框架柱產生的附加軸力使得框架的變形能力有所降低等因素,對底層的抗震結構體系的要求應更高一些。(1)底層框架抗震墻磚房的底層應設置為縱、橫向的雙框架體
8、系,避免一個方向為框架、另一個方向為連續梁的體系。這主要是由于地震作用在水平上是兩個方向的。一個方向為連續梁體系則不能發揮框架體系的作用,則該方向的抗震能力要降低比較多。同時,也不應設置成為半框架體系或山墻和樓梯間軸線為構造柱圈梁約束磚抗震墻的狀況。這是由于底層的地震剪力按各抗側力構件的剛度分配,半框架體系或山墻為構造柱、圈梁約束的磚抗震墻體系中,磚墻較框架的抗側力剛度大得多,在地震作用下,磚墻先開裂和破壞,加上磚墻的變形能力較框架要差得多,會形成磚墻構件先退出工作,導致加重半框架或部分框架的破壞。(2)底層框架抗震墻磚房的底層應設置為框架抗震墻體系。在 、區底層為小型商店時,其抗震墻可為框架
9、填充墻;當底層的磚填充墻較少時應設置一定數量的鋼筋混凝土抗震墻,在、度時,均應設置一定數量的鋼筋混凝土抗震墻,使底層形成具有二道防線的框架抗震墻體系,有利于提高底層的抗震能362 過渡樓層的抗震能力應適當加強底層框架抗震墻磚房的過渡樓層受力比較復雜,雖然底層的抗震墻先開裂,但是一旦第二層磚墻開裂后、其破壞狀態要比底層要重得多。因此,應增強過渡樓層的抗剪和抗彎能力。在設計時可以考慮加強底層框架與上部磚砌體結構接合處樓板的整體剛度,可將此處樓板做成同厚度的一塊大現澆板,板鋼筋通長布置;還應考慮底框豎向結構與上部磚混豎向結構,在接合處豎向鋼筋盡可能上通下行,在構造上加強過渡樓層的抗剪、抗彎能力。37 底層框架抗震墻磚房的底層與上部磚房部分的抗震能力宜相匹配結構抗震能力沿豎向分布的均勻性,有助于提高房屋的整體抗震能力。底層框架抗震墻磚房是由兩種承載能力和抗側體系構成的,底層具有一定的承載能力和較好的變形能力,上部磚房部分具有一定的抗震能力,但變形和耗能能力相對比較差。4. 結束語總之,在進行底部框架結構房屋的結構設時,除了要嚴格遵照抗震設計規范以及其他相關的國家技術規定、規程外,還要經過嚴格運算,以確保其結構安全。