混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)研究

1、混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)研究    摘要：隨著近年來(lái)一些建筑工程安全事故的發(fā)生，人們對(duì)工程質(zhì)量越來(lái)越表現(xiàn)出高度地關(guān)注。因此，建筑的安全性和耐久性設(shè)計(jì)成為建筑設(shè)計(jì)工作者面臨的課題。本文從混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)角度出發(fā)，對(duì)混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)和一般原則進(jìn)行了闡述與分析，在此基礎(chǔ)上詳細(xì)論述了混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的要點(diǎn)和具體的措施。    關(guān)鍵詞：混凝土框架結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震設(shè)計(jì) 框架結(jié)構(gòu)作為一種優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想，在當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)中廣泛地被加以應(yīng)用。對(duì)于建筑而言，對(duì)其抗震性能有很嚴(yán)格的要求。因此，對(duì)混凝土框架結(jié)構(gòu)抗

2、震設(shè)計(jì)的研究是廣大建筑設(shè)計(jì)工作者探討的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文筆者結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就這一問(wèn)題作以下探討與分析，以期為同行提供有益借鑒與參考。1、結(jié)構(gòu)的抗震性能與抗震能力結(jié)構(gòu)的抗震性能是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件所固有的基本特征，諸如滯回環(huán)的形狀、延性、耗能等性能。結(jié)構(gòu)的抗震能力是指整體結(jié)構(gòu)抵抗既定烈度地震作用的能力，它不僅取決結(jié)構(gòu)自身的抗震性能，而且取決于結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法。結(jié)構(gòu)的抗震性能與結(jié)構(gòu)的抗震能力既有聯(lián)系又有區(qū)別。結(jié)構(gòu)的抗震能力建立在結(jié)構(gòu)抗震性能的基礎(chǔ)上。然而在一定的條件下，用抗震性能較差的材料也能設(shè)計(jì)出抗震能力較好的結(jié)構(gòu)來(lái)。反之，即使采用抗震性能好的材料，如果結(jié)構(gòu)的耗能機(jī)制選擇及設(shè)計(jì)不合理，也會(huì)使得整體結(jié)構(gòu)的

3、抗震能力較差?？拐鹦阅芊磻?yīng)了某種材料或結(jié)構(gòu)形式的固有特性，是抗震設(shè)計(jì)所依據(jù)的基礎(chǔ)；結(jié)構(gòu)抗震能力則是可以改變的，它取決于設(shè)計(jì)者所采用的設(shè)計(jì)方法及所把握的安全度準(zhǔn)則。結(jié)構(gòu)的抗震性能是基本的、本質(zhì)的、相對(duì)穩(wěn)定的；結(jié)構(gòu)的抗震能力則依賴于設(shè)計(jì)，是可變化的。2、混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)及要求2.1抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)國(guó)內(nèi)外抗震設(shè)防目標(biāo)是要求建筑物在使用期間對(duì)不同頻率和強(qiáng)度的地震應(yīng)具有不同的抵抗能力，即小震不壞，中震可修，大震不倒。這一抗震設(shè)防目標(biāo)也為我國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范所采納，我國(guó)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中抗震設(shè)防目標(biāo)如下：在遭受低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí)，建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。（2）在遭受本地

4、區(qū)規(guī)定的設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，建筑物可能有一定損壞但不致危及人民生命和生產(chǎn)設(shè)備的安全，經(jīng)修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。（3）在遭受高于本地區(qū)設(shè)防烈度的罕遇地震影響時(shí)，建筑物不致倒塌或發(fā)生危及人民生命和生產(chǎn)設(shè)備安全的嚴(yán)重破壞。基于上述抗震設(shè)防目標(biāo)，建筑物在使用期間對(duì)不同頻率和強(qiáng)度的地震應(yīng)具有不同的抵抗能力。2.2抗震設(shè)計(jì)的基本要求混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要依據(jù)抗震設(shè)防烈度，通過(guò)地震作用的取值和抗震措施的采取來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防目標(biāo)?？拐鸫胧┑牟扇∫罁?jù)概念設(shè)計(jì)原理進(jìn)行，概念設(shè)計(jì)是正確地解決總體方案、材料使用和細(xì)部構(gòu)造，以達(dá)到合理抗震設(shè)計(jì)的目的。（1）選擇對(duì)抗震有利的場(chǎng)地、地基和基礎(chǔ)選擇建筑場(chǎng)地時(shí)應(yīng)根據(jù)

5、工程需要，掌握地震活動(dòng)情況和工程地質(zhì)的相關(guān)資料，做出綜合評(píng)價(jià)。（2）選擇對(duì)抗震有利的結(jié)構(gòu)布置方案結(jié)構(gòu)平面應(yīng)簡(jiǎn)單規(guī)則，結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)對(duì)稱均勻布置，使結(jié)構(gòu)的剛心與重心重合，避免地震時(shí)引起結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)及局部應(yīng)力集中。（3）處理好非承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件和主體結(jié)構(gòu)的關(guān)系?；炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)中非承重墻體材料選型和布置，應(yīng)根據(jù)烈度、房屋高度、建筑體型、結(jié)構(gòu)層間變形、墻體抗側(cè)力性能的利用等因素經(jīng)綜合分析后確定，應(yīng)優(yōu)先采用輕質(zhì)墻體材料。（4）注意材料的選擇和施工質(zhì)量各材料的強(qiáng)度等級(jí)和施工質(zhì)量應(yīng)符合抗震規(guī)范要求。3、混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析3.1框架梁的設(shè)計(jì)框架梁、柱中心線宜重合。當(dāng)梁柱中心線不重合時(shí)，應(yīng)考慮偏心

6、對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受力和構(gòu)造的不利影響，以及梁荷載對(duì)柱子的偏心影響。偏心距大于該方向柱寬的1/4時(shí)，可采取增設(shè)梁的水平加腋等措施。另外，為減小扭轉(zhuǎn)的不利影響，應(yīng)采用整體現(xiàn)澆樓蓋。計(jì)算梁端受拉鋼筋時(shí)宜考慮梁端受壓鋼筋的作用，計(jì)算梁端受壓區(qū)高度時(shí)宜按梁端截面實(shí)際受拉和受壓鋼筋面積進(jìn)行計(jì)算。3.2框架柱的設(shè)計(jì)為了保證框架結(jié)構(gòu)的延性，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)框架柱的軸壓比進(jìn)行了限制，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵守。利用箍筋對(duì)柱加強(qiáng)約束，可以提高柱的混凝土抗壓強(qiáng)度，從而降低軸壓比要求?？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)，框架角柱按雙向偏心受力構(gòu)件進(jìn)行正截面承載力設(shè)計(jì)。3.3樓、屋蓋的設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)宜采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)。現(xiàn)澆樓蓋的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20

7、，不宜高于C40。受力鋼筋盡量用包括直徑10mm的鋼筋，直徑12mm的受力鋼筋，不采用不符合標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋。當(dāng)板厚，150mm時(shí)，鋼筋間距不宜大于200mm；當(dāng)板厚>150mm時(shí)，鋼筋間距不宜大于1.5倍板厚，且不宜大于250mm鋼筋宜大直徑大間距，但間距通常不大于200mm，盡量取200mm，鋼筋直徑類型也不宜過(guò)多。分布筋間距不宜大于250mm；集中荷載較大或溫度影響較大時(shí)，分布筋截面積應(yīng)適當(dāng)增加，間距適當(dāng)減小，其間距不宜大于200mm。頂層及考慮抗裂時(shí)板上筋可不斷，或部分連通，拉通筋均應(yīng)按受拉搭接鋼筋。3.4填充墻和隔墻框架結(jié)構(gòu)的填充墻和隔墻一般為輕質(zhì)墻體。過(guò)梁一般不采用預(yù)制混凝土過(guò)梁，

8、而是現(xiàn)澆梁帶。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注明采用的輕質(zhì)墻的做法及圖集，并注明過(guò)梁的補(bǔ)充筋。當(dāng)過(guò)梁與柱或構(gòu)造柱相接時(shí)，柱應(yīng)甩筋，過(guò)梁現(xiàn)澆。有抗震設(shè)防要求情況下，如果采用砌體填充墻，其布置應(yīng)符合：上、下層剛度不能變化過(guò)大；盡量減少因抗側(cè)剛度偏心造成的扭轉(zhuǎn)。另外，還要采取措施確保砌體填充墻及隔墻的自身穩(wěn)定性?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中的電梯井壁宜采用粘土磚砌筑，但不能采用磚墻承重。應(yīng)采用每層的梁承托每層的墻體重量。梯井四角加構(gòu)造柱，層高較高時(shí)宜在門洞上方位置加圈梁。出屋面的樓電梯間不得采用磚混結(jié)構(gòu)。3.5材料選用（1）混凝土：現(xiàn)澆樓蓋的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20、不宜高于C40；一級(jí)抗震等級(jí)框架梁、框架柱、節(jié)點(diǎn)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)

9、低于C30；其他各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C20。當(dāng)采用HRB400級(jí)鋼筋以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C20?；A(chǔ)墊層的混凝土強(qiáng)度等級(jí)可采用C10?；炷翉?qiáng)度等級(jí)并不是越高越好，而是要適宜，要滿足抗震設(shè)防的要求?？蚣芰骸⒅幕炷恋燃?jí)宜相差一級(jí)。（2）鋼筋：有抗震設(shè)防要求的框架梁、框架柱、剪力墻     等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的中縱向受力鋼筋宜采用HR 8400級(jí)（III級(jí)）和HRB335（III級(jí)）熱軋鋼筋；箍筋宜選用HRB335，HRB400，HPB235（I級(jí)）級(jí)熱軋鋼筋。規(guī)范提倡采用HRB400級(jí)鋼筋作為我國(guó)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主力鋼筋，推進(jìn)在我國(guó)工程實(shí)踐中提升鋼筋的強(qiáng)度等級(jí)。4、結(jié)束語(yǔ)隨著混凝土框架結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計(jì)中的推廣應(yīng)用，其抗震問(wèn)題是值得我們研究的問(wèn)題?？傮w上來(lái)看，其研究方向主要集中于兩個(gè)