高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計第三講_第1頁
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計第三講_第2頁
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計第三講_第3頁
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計第三講_第4頁
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計第三講_第5頁
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文檔簡介

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計第三講第一頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二主要內(nèi)容1、結(jié)構(gòu)剛與軟的選擇2、結(jié)構(gòu)平面布置宜剛度均勻,減少扭轉(zhuǎn)3、結(jié)構(gòu)沿豎向剛度宜均勻,避免軟弱層,減少鞭梢效應(yīng)4、預(yù)先估計結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài),調(diào)整承載力以加強(qiáng)或削弱某些部位5、設(shè)計延性結(jié)構(gòu)和延性構(gòu)件

(延性結(jié)構(gòu)和延性構(gòu)件、抗震框架的屈服機(jī)制、強(qiáng)柱弱梁框架、強(qiáng)墻弱梁的剪力墻)6、設(shè)計多道設(shè)防結(jié)構(gòu)超靜定結(jié)構(gòu)和雙重抗側(cè)力體系的概念7、重視構(gòu)件承受豎向荷載的安全8、加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性縫的設(shè)置9、關(guān)于填充墻布置和材料選用10、規(guī)范對結(jié)構(gòu)平面及豎向布置的要求第二頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二

建筑抗震概念設(shè)計(seismicconceptdesignofbuildings)~指根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗等所形成的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想,進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程。概念設(shè)計涉及從方案、結(jié)構(gòu)布置到計算簡圖的選取,從截面配筋到構(gòu)件的配筋構(gòu)造等都存在概念設(shè)計的內(nèi)容。基本設(shè)計原則和設(shè)計思想可以通過力學(xué)規(guī)律、震害教訓(xùn)、試驗研究、工程實踐經(jīng)驗等多種渠道建立。

高層建筑設(shè)計(尤其高層建筑抗震設(shè)計)中應(yīng)非常重視概念設(shè)計。~由于高層建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,發(fā)生地震時地震動的不確定性,人們對地震時結(jié)構(gòu)響應(yīng)認(rèn)識的局限性與模糊性,高層結(jié)構(gòu)計算尤其是抗震分析計算的精確性,材料性能與施工安裝時的變異性以及其他不可預(yù)測的因素,致使設(shè)計計算結(jié)果可能和實際相差較大,甚至有些作用效應(yīng)至今尚無法定量計算出來。因此在設(shè)計中,雖然分析計算是必須的,也是設(shè)計的重要依據(jù),但僅此往往不能滿足結(jié)構(gòu)安全性、可靠性的要求,不能達(dá)到預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。從某種意義上說,概念設(shè)計甚至比分析計算更為重要。第三頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二一、結(jié)構(gòu)剛與軟的選擇

剛度大的結(jié)構(gòu)地震作用大,要求較大的構(gòu)件尺寸和鋼材用量,似乎不經(jīng)濟(jì)

較軟的結(jié)構(gòu)地震作用小,但變形較大,可節(jié)約材料一般認(rèn)為框架的變形性能好,剪力墻變形性能差,主張選用較軟的框架結(jié)構(gòu),早期的設(shè)計對高層建筑應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)的限制較多。

對于高層建筑抗震設(shè)計,能否作出“剛一些好”,還是“柔一些好”的結(jié)論?不能??!

結(jié)合結(jié)構(gòu)的具體高度、體系和場地條件進(jìn)行綜合判斷。無論如何,重要的是設(shè)計時要進(jìn)行變形限制,將變形限制在規(guī)范允許的范圍內(nèi),要使結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度,設(shè)置部分剪力墻的結(jié)構(gòu)有利于減小結(jié)構(gòu)變形和提高結(jié)構(gòu)承載力應(yīng)根據(jù)場地條件來設(shè)計結(jié)構(gòu),硬土地基上的結(jié)構(gòu)可軟些,軟土地基上的結(jié)構(gòu)可剛些。

(場地的卓越周期或自振周期T=4dov/vs1,即地震波的某個諧波的周期恰好為該波穿過表土層所需時間的4倍時,覆蓋層地面振動最顯著)(硬土地基剪切波速vs1大,卓越周期小,建筑物的自振周期應(yīng)該大,即應(yīng)軟些,反之,軟土地基剪切波速vs1小,卓越周期大,建筑物的自振周期應(yīng)該小,即應(yīng)硬些)第四頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二

可通過改變高層建筑結(jié)構(gòu)的剛度調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振周期,使其偏離場地的卓越周期(較理想的結(jié)構(gòu):自振周期比場地卓越周期更長或自振周期比場地卓越周期短得多)(在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)少量裂縫后,周期會加長,要考慮結(jié)構(gòu)進(jìn)入開裂和彈塑性狀態(tài)時,結(jié)構(gòu)自振周期加長后與場地卓越周期的關(guān)系)結(jié)構(gòu)自振周期加長后與場地土的卓越周期關(guān)系第五頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二A-B段結(jié)構(gòu)在地震作用下的特點:

A-B段結(jié)構(gòu)當(dāng)進(jìn)入彈塑性階段,其剛度降低,自振周期加長,地震作用加大,對抗震很不利,結(jié)構(gòu)物的自振周期不宜設(shè)計在該區(qū)域。

結(jié)構(gòu)自振周期應(yīng)盡可能位移C-D段(大于Tg,并小于5Tg),當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段,其剛度降低,自振周期加長,地震作用減小,對抗震有利。第六頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二二、結(jié)構(gòu)平面布置剛度均勻,減少扭轉(zhuǎn)

建筑物平面布置的基本原則簡單、規(guī)則,盡量減小突出、凹進(jìn)等復(fù)雜平面,盡量使平面剛度均勻

平面剛度均勻“剛心”與“質(zhì)心”接近主要取決于剪力墻的布置(對稱布置剪力墻或井筒、周邊布置剪力墻或框筒)注意平面上的質(zhì)量分布(質(zhì)量偏心會引起扭轉(zhuǎn),質(zhì)量集中在周邊會加大扭轉(zhuǎn))應(yīng)避免平面上有突出部分的建筑(L形、T形、H形平面)出現(xiàn)局部扭轉(zhuǎn)在突出部分長度較大時可在其端部設(shè)置剛度較大的剪力墻或井筒較高的高層建筑不宜做成長寬比很大的長條形平面做成折板形或圓弧形第七頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二

扭轉(zhuǎn)不規(guī)則樓層最大彈性水平位移(或?qū)娱g位移),大于該樓層兩端彈性水平位移(或?qū)娱g位移)平均值的1.2倍第八頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二

凹凸不規(guī)則:結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸,大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%第九頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二

樓板局部不連續(xù):樓板的尺寸和平面剛度急劇變化有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%樓板開洞面積大于該樓層面積30%較大的樓層錯層第十頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二三、結(jié)構(gòu)沿豎向剛度宜均勻,避免軟弱層,減少鞭梢效應(yīng)

建筑物立面布置的基本原則規(guī)則、對稱、質(zhì)量與剛度變化均勻建筑結(jié)構(gòu)的立面形狀宜簡單,抗側(cè)力體系的剛度和承載力上、下變化連續(xù)、均勻豎向剛度均勻主要與剪力墻布置有關(guān)

GB50010-2010:

3.4.1建筑設(shè)計應(yīng)符合抗震概念設(shè)計的要求明確建筑形體的規(guī)則性。不規(guī)則的建筑方案應(yīng)按規(guī)定采取加強(qiáng)措施;特別不規(guī)則的建筑方案應(yīng)進(jìn)行專門研究和論證,采取特別的加強(qiáng)措施;嚴(yán)重不規(guī)則的建筑方案不應(yīng)采用。(強(qiáng)制性條文)*形體——建筑平面形狀和立面、豎向剖面的變化第十一頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二第十二頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二

側(cè)向剛度不規(guī)則該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%該層的側(cè)向剛度小于其相鄰三個樓層側(cè)向平均值的80%除頂層外,局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%

第十三頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二

豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)

豎向抗側(cè)力構(gòu)件(柱、抗震墻等)的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件(梁、桁架等)向下傳遞

樓層承載力突變抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%第十四頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二“不規(guī)則、特別不規(guī)則、嚴(yán)重不規(guī)則”不規(guī)則程度區(qū)分

不規(guī)則指的是超過表1和表2中一項及以上的不規(guī)則指標(biāo)特別不規(guī)則指具有較明顯的抗震薄弱部位,可能引起不良后果者,其參考界限參見《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點》,通常分三類:

同時具有表1、表2所列六個主要不規(guī)則類型的三個或三個以上;具有表3所列一項不規(guī)則;具有表1、表2所列兩個方面的基本不規(guī)則且其中一項接近表3的不規(guī)則指標(biāo)。嚴(yán)重不規(guī)則指的是體型復(fù)雜,多項不規(guī)則指標(biāo)超過表2上限值或某一項大大超過規(guī)定值,具有現(xiàn)有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件不能克服的嚴(yán)重的抗震薄弱環(huán)節(jié),可能導(dǎo)致地震破壞的嚴(yán)重后果者第十五頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二第十六頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二四、預(yù)先估計結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài),調(diào)整承載力以加強(qiáng)或削弱某些部位

結(jié)構(gòu)各層的承載力宜自下而上均勻減小,減小的幅度應(yīng)符合地震作用的內(nèi)力包絡(luò)圖,避免出現(xiàn)承載力薄弱層。

預(yù)期所設(shè)計結(jié)構(gòu)的可能破壞部位,應(yīng)通過必要的內(nèi)力調(diào)整控制結(jié)構(gòu)的破壞模式

有些部位適當(dāng)?shù)靥嵩缜行┎课挥幸庾R地提高其承載力,推遲其屈服或破壞

框架結(jié)構(gòu)設(shè)計原則:強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點弱構(gòu)件梁鉸機(jī)制(強(qiáng)柱弱梁型)塑性鉸出現(xiàn)在梁端,結(jié)構(gòu)承受較大的變形,吸收較多的地震能量第十七頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二第十八頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二“控制機(jī)構(gòu)理論”基本原則

在地震作用下,按照不同地震烈度,將結(jié)構(gòu)設(shè)計為中震(設(shè)計基本烈度)不破壞,大震(比設(shè)計基本烈度高1度)不倒塌,小震(比基本烈度小1.5度)不屈服,即小震抗,大震消,中震消抗結(jié)合;

采用三階段設(shè)計,即適用性校核(小震)、承載力設(shè)計(中震)和延性驗算(大震)。機(jī)構(gòu)控制對框架要保證節(jié)點最強(qiáng)、柱次之,梁較弱。在中震時,塑性鉸僅出現(xiàn)在梁兩端及柱根部,即形成梁式側(cè)移機(jī)構(gòu),在任何情況下,框架節(jié)點永遠(yuǎn)處于彈性狀態(tài);

實現(xiàn)機(jī)構(gòu)控制條件,主要取決于恰當(dāng)?shù)臉?gòu)件強(qiáng)度比(RC框架結(jié)構(gòu),梁、柱強(qiáng)度比小于0.8)

為保證機(jī)構(gòu)控制得以實現(xiàn)且準(zhǔn)確,在結(jié)構(gòu)出鉸部位或設(shè)計出鉸部位嵌入人工塑性鉸。王崇昌、王宗哲,鋼筋混凝土彈塑性抗震結(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)控制理論,西安冶金建筑學(xué)院學(xué)報,1986,46(2):1-12GB50011-2010:一、二、三、四級框架結(jié)構(gòu)的底層,柱下端截面組合彎矩設(shè)計值應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.7、1.5、1.3、1.2.第十九頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二梁端>hb及>500mm范圍內(nèi)箍筋加密,使梁的塑性鉸轉(zhuǎn)移,梁筋不在柱面處屈服,改善錨固性能,避免在核心處滑動(圖)在塑性鉸處鋼筋彎折,形成交叉斜筋,以增強(qiáng)梁鉸的受剪承載力及耗能能力(圖)為保證塑性鉸的轉(zhuǎn)移,梁端受彎承載力應(yīng)比塑性鉸處的受彎承載力提高25%。設(shè)有斜筋的塑性鉸,計算受彎承載力時應(yīng)考慮斜筋的作用設(shè)計人工塑性鉸時,需要注意:為保證機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確性,需使M恰等于Mu,而塑性鉸左右相鄰面所能承受的彎矩大于M;為保證框架節(jié)點不發(fā)生剪切破壞,并處于彈性,應(yīng)將人工鉸設(shè)在離開柱表一個梁高處;為保證梁鉸及柱鉸不發(fā)生剪切破壞,應(yīng)設(shè)置交叉鋼筋或填入纖維混凝土;為防止縱筋屈曲,應(yīng)增大橫向約束箍筋;為增大塑性鉸轉(zhuǎn)動量,可在鉸區(qū)填入塑性填料。第二十頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二跨高比較小連系梁跨高比較大連系梁RC剪力墻連系梁人工塑性鉸第二十一頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二帶豎向縫槽低剪力墻(H/L<1)唐興榮,蔣永生,丁大鈞,一種新型低剪力墻的試驗研究,東南大學(xué)學(xué)報,1994,24(3):53-58唐興榮,蔣永生,丁大鈞,軟化桁架理論在鋼纖維高強(qiáng)混凝土低剪力墻中的應(yīng)用,建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報,1993,14(2):2-11第二十二頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二柔性連接砌體填充墻框架結(jié)構(gòu)/帶縫砌體填充墻框架結(jié)構(gòu)第二十三頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二五、設(shè)計延性結(jié)構(gòu)和延性構(gòu)件

抗震結(jié)構(gòu)的構(gòu)件需要延性,抗震的結(jié)構(gòu)應(yīng)該設(shè)計成延性結(jié)構(gòu)1、延性結(jié)構(gòu)和延性構(gòu)件的概念延性是指構(gòu)件和結(jié)構(gòu)屈服后,具有承載力不降低或基本不降低,且有足夠塑性變形能力的一種性能。屈服變形鋼筋屈服時的變形極限變形一般定義為承載力降低10%20%時的變形第二十四頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二結(jié)構(gòu)延性比

延性結(jié)構(gòu)的塑性變形可耗散地震能量,結(jié)構(gòu)變形雖然會加大,但作用于結(jié)構(gòu)的慣性力不會很快上升,內(nèi)力也不會再加大,因此可降低對延性結(jié)構(gòu)的承載力要求。反之,結(jié)構(gòu)的延性不好,則必須用足夠的承載力抵抗地震,然后會多用材料。延性結(jié)構(gòu)用變形能力抵抗地震作用,是一種經(jīng)濟(jì)、合理、安全的設(shè)計對策。第二十五頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二骨架曲線屈服特征點能量等效面積法通用屈服彎矩法第二十六頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二2、抗震框架的屈服機(jī)制

鋼筋混凝土構(gòu)件可通過調(diào)整配置鋼筋的數(shù)量,控制其屈服承載力和極限承載,調(diào)整結(jié)構(gòu)中各個構(gòu)件屈服的先后次序,實現(xiàn)最優(yōu)的屈服機(jī)制。

框架結(jié)構(gòu)可能的屈服機(jī)制:梁鉸機(jī)制、柱鉸機(jī)制、混合機(jī)制梁鉸機(jī)制優(yōu)于柱鉸機(jī)制梁鉸分散在各層,梁出現(xiàn)塑性鉸不至于形成“機(jī)構(gòu)”而倒塌,而柱鉸集中在某一層時,塑性變形集中在該層,成為薄弱層,易形成倒塌“機(jī)構(gòu)”;梁鉸機(jī)制中鉸的數(shù)量遠(yuǎn)多于柱鉸機(jī)制中的數(shù)量,因而梁鉸機(jī)制耗散的能量更多。梁是受彎構(gòu)件,易實現(xiàn)大的延性和耗能能力,柱是壓彎構(gòu)件,尤其軸壓比大的柱,要求大的延性和耗能能力是很困難的。第二十七頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二3、強(qiáng)柱弱梁框架美國R.W.Clough教授1966年20層強(qiáng)柱弱梁框架結(jié)構(gòu)研究框架梁的屈服強(qiáng)度和計算內(nèi)力比為1.5、2、4三種;柱的屈服強(qiáng)度和計算內(nèi)力比為6情況框架梁的屈服強(qiáng)度和計算內(nèi)力比為2;柱的屈服強(qiáng)度和計算內(nèi)力比為2、6、10三種情況第二十八頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二結(jié)論:強(qiáng)柱弱梁設(shè)計所達(dá)到的效果:降低梁的強(qiáng)度可以降低對柱延性比的要求,可以減小柱的軸力,雖對梁的延性比要求增大了,但梁是延性構(gòu)件,易實現(xiàn)。4、強(qiáng)墻弱梁的剪力墻剪力墻的破壞類型:(a)懸臂墻;(b)整體小開口墻;(c)強(qiáng)墻弱梁聯(lián)肢墻;(d)連梁剪破聯(lián)肢墻c、d兩類剪力墻符合超靜定結(jié)構(gòu)和多道設(shè)防原理;a、b兩類破壞形態(tài)不利于抗震(關(guān)鍵的問題是連梁設(shè)計);剪力墻應(yīng)設(shè)計為“強(qiáng)墻弱梁”的聯(lián)肢剪力墻第二十九頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二5、設(shè)計延性構(gòu)件鋼筋混凝土構(gòu)件(梁、柱、連梁、墻肢等)的剪切破壞脆性破壞鋼筋混凝土構(gòu)件(梁、柱、連梁、墻肢等)的彎曲破壞延性破壞應(yīng)按“強(qiáng)剪弱彎”設(shè)計梁-柱節(jié)點核心區(qū)的破壞為剪切破壞,在地震反復(fù)作用下,伸入核心區(qū)的縱向鋼筋會發(fā)生錨固破壞強(qiáng)核心區(qū)、強(qiáng)錨固的節(jié)點區(qū)柱、墻為壓彎剪構(gòu)件,軸力過大會減小構(gòu)件延性限制柱和墻肢的軸壓比短柱易發(fā)生剪切破壞避免設(shè)計成短柱提高角柱、框支柱等受力不利部位構(gòu)件的承載力,并采取構(gòu)造措施,改善延性第三十頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二六、設(shè)計多道設(shè)防結(jié)構(gòu)超靜定結(jié)構(gòu)和雙重抗側(cè)力體系的概念1、多道抗震防線一個抗震結(jié)構(gòu)體系,應(yīng)由若干個延性較好的分體系組成,并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來協(xié)同工作框架-抗震墻體系=延性框架+抗震墻二個系統(tǒng)組成雙肢或多肢抗震墻體系=若干個單肢抗震墻+延性連梁系統(tǒng)組成

抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部冗余度,有意識地建立起一系列分布的屈服區(qū),以使結(jié)構(gòu)能吸收和耗散大量的地震能量,一旦破壞也易以修復(fù)

抗震設(shè)計中,可利用多種手段實現(xiàn)設(shè)置抗震多道防線的目的采用超靜定結(jié)構(gòu)、設(shè)置人工塑性鉸、設(shè)置耗能元件或耗能裝置等設(shè)置多道抗震防線的原則不同的設(shè)防階段應(yīng)使結(jié)構(gòu)周期有明顯的差別,以避免共振最后一道防線要求具備一定的強(qiáng)度和足夠的變形潛力第三十一頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二第三十二頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二2、雙重抗側(cè)力體系的概念由兩種受力和變形性能不同的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成,每個抗側(cè)力體系都具有足夠的剛度和承載力,可以承受一定比例的水平荷載,并通過樓板連接協(xié)同工作,共同抵抗外力,當(dāng)其中一部分有所損傷時,另一部分應(yīng)有足夠的剛度和承載力能夠擔(dān)當(dāng)共同抵抗后期地震的任務(wù)??蚣?剪力墻(筒體)結(jié)構(gòu)、框架-核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)應(yīng)該設(shè)計成雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)規(guī)范:鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu),框架承擔(dān)的剪力至少為基底剪力的20%、或最大框架層剪力1.5倍(取二者的較小值)第三十三頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二七、重視構(gòu)件承受豎向荷載的安全

結(jié)構(gòu)倒塌往往是由于豎向構(gòu)件破壞造成的,既抵抗豎向荷載,又抗側(cè)力的豎向構(gòu)件重要構(gòu)件豎向構(gòu)件的設(shè)計不僅應(yīng)考慮抵抗水平力時的安全,更要考慮在水平力作用下出現(xiàn)裂縫或塑性鉸后,其是否仍能安全地承受豎向荷載。短肢剪力墻、異形柱在彈塑性階段是否能安全承受豎向荷載在高層建筑中一般不采用異型柱,而短肢剪力墻(hw/bw=58的單肢剪力墻)是常用的構(gòu)件。自學(xué):有關(guān)異型柱框架結(jié)構(gòu)、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計和構(gòu)造要求*《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ149-2006)第三十四頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二八、加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性縫的設(shè)置1、防震縫

體型復(fù)雜、平立面不規(guī)則的建筑,應(yīng)該根據(jù)不規(guī)則程度、地基基礎(chǔ)條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)等因素的比較分析,確定是否設(shè)置防震縫,并分別符合下列要求:當(dāng)不設(shè)置防震縫時,應(yīng)采取符合實際的計算模型,分析判明其應(yīng)力集中、變形集中或地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)等導(dǎo)致的易損部位,采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施。當(dāng)在適當(dāng)部位設(shè)置防震縫時,宜形成多個較規(guī)則的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元。防震縫應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)材料種類、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)單元的高度和高差以及可能的地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的情況,留有足夠的寬度,其兩側(cè)的上部結(jié)構(gòu)應(yīng)完全分開。當(dāng)設(shè)置伸縮縫和沉降縫時,其寬度應(yīng)符合防震縫的要求。第三十五頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二防震縫的最小寬度要求框架結(jié)構(gòu)(包括設(shè)置少量抗震墻的框架結(jié)構(gòu))房屋高度15m,防震縫最小寬度取100mm;當(dāng)高度>15m,6度、7度、8度和9度相應(yīng)每增加5m、4m、3m、2m,宜分別加寬20mm

框架-抗震墻結(jié)構(gòu)房屋框架-抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫最小寬度可采用框架結(jié)構(gòu)規(guī)定限值的70%,且不宜小于100mm抗震墻結(jié)構(gòu)房屋抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫最小寬度可采用框架結(jié)構(gòu)規(guī)定數(shù)值的50%,且不宜小于100mm第三十六頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二

體型復(fù)雜的建筑并不一概提倡設(shè)置防震縫??偟内厔荩嚎稍O(shè)縫,可不設(shè)縫時,不設(shè)縫?!O(shè)置防震縫可使結(jié)構(gòu)抗震分析模型較為簡單,容易估計其地震作用和采取抗震措施,但需考慮扭轉(zhuǎn)地震效應(yīng),并按規(guī)范規(guī)定確定縫寬,使防震縫兩側(cè)在預(yù)期的地震下不發(fā)生碰撞或減輕碰撞引起的局部損害。當(dāng)不設(shè)置防震縫時,結(jié)構(gòu)分析模型復(fù)雜,連接處局部應(yīng)力集中需要加強(qiáng),且需仔細(xì)估計地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)等可能導(dǎo)致的不利影響。防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時,宜按需要較寬防震縫的結(jié)構(gòu)類型和較低房屋高度確定縫寬第三十七頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二

按規(guī)范規(guī)定的防震縫寬度的最小值,在強(qiáng)震下相鄰結(jié)構(gòu)仍有可能局部碰撞而損毀,但寬度過大會給立面處理造成困難第三十八頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二2、抗撞墻在大震作用下,防震縫處發(fā)生碰撞時的不利部位(圖示)。不利部位產(chǎn)生的后果:地震剪力增大、產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)、位移增大、部分主要承重構(gòu)件撞壞等框架結(jié)構(gòu)對抗撞不利,特別是防震縫兩側(cè),房屋高度相差較大或兩側(cè)層高不一致的情況第三十九頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二GB50011:8、9度的框架結(jié)構(gòu)房屋防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)高度相差較大時,防震縫兩側(cè)框架柱的箍筋應(yīng)沿房屋全高加密,并可根據(jù)需要在縫兩側(cè)沿房屋高度各設(shè)置不少于兩道垂直于防震縫的抗撞墻??棺矇Φ牟贾靡吮苊饧哟笈まD(zhuǎn)效應(yīng),其長度可不大于1/2層高,抗震等級可同框架結(jié)構(gòu);框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力應(yīng)按設(shè)置和不設(shè)置抗撞墻兩種計算模型的不利情況取值。

第四十頁,共四十六頁,編輯于2023年,星期二九、關(guān)于填充墻布置和材料選用

框架結(jié)構(gòu)體系中填充墻的選用和布置應(yīng)選擇輕質(zhì)、大塊、能與主體結(jié)構(gòu)形成柔性連接的填充墻

不利于抗震的填充墻布置情況:填充墻布置不當(dāng)形成上剛下柔的結(jié)構(gòu)填充墻布置不當(dāng)形成房屋兩端一端剛、一端柔的平面框架柱中填充了部分墻(開窗洞形成)會使柱中部出現(xiàn)支點而形成短柱或由于磚墻對柱的附加推力使柱破壞框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系中,應(yīng)注意填充墻在平面中的位置對結(jié)構(gòu)平面剛度的均勻性的影響

JGJ3-2002(強(qiáng)制性條文):計算各振型地震影響系數(shù)所采用的結(jié)構(gòu)自振周期應(yīng)考慮非承重墻體的剛度影響予以折減高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移分析時,只考慮了主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度,沒有考慮非承重墻的剛度,計算的自振周期較實際長,按這一周期計算的地震力偏小。

當(dāng)非承重墻體為填充磚墻時,高層建筑結(jié)構(gòu)的計算自振周期折減系數(shù)取值:

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