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[2017年整理】新版抗震規(guī)范對(duì)
舊版規(guī)范的主要改進(jìn)
新版抗震規(guī)范對(duì)舊版規(guī)范的主要改進(jìn)
1.2010新版規(guī)范在砌體結(jié)構(gòu)方面的主要改進(jìn)
1)增加了砌體的塊體類(lèi)型
2)降低6度和0.30g設(shè)防的層數(shù)和高度,調(diào)整橫墻較少房屋的適用范圍
3)新增建筑布置的規(guī)則性設(shè)計(jì)指標(biāo)
4)提高樓梯間等處構(gòu)造柱、芯柱的要求
5)提高底部框架房屋的設(shè)計(jì)要求
6)擴(kuò)充配筋砌塊房屋的抗震設(shè)計(jì)
7)取消內(nèi)框架房屋的使用
進(jìn)一步向約束砌體發(fā)展一一體積配筋率0.07限0.2%為約束砌體,0.2%以上稱(chēng)為配筋砌體。
2.砌體房屋高度、層數(shù)控制注意事項(xiàng)
取值小數(shù)點(diǎn)后按有效數(shù)值控制
起點(diǎn)地面,坡地取低處,半地下室需嵌固
終點(diǎn)屋面板與外縱墻交接處的板頂坡頂形成實(shí)腹屋架時(shí),同上對(duì)待
閣樓居住用房算一層,高度至山墻半高,儲(chǔ)物用房、無(wú)固定樓梯不計(jì)入
屋頂間面積小于30%按5.2.4條處理,超過(guò)時(shí)按閣樓對(duì)待
架空層按一層計(jì)算
樓面高度超過(guò)16nl等,必須設(shè)置電梯
?乙類(lèi)的房屋高度減3m少一層,不采用底框
?蒸壓磚抗震強(qiáng)度為普通粘土磚的70%,應(yīng)降一層和3m
3.多層砌體房屋布置規(guī)則性的設(shè)計(jì)指標(biāo)
承重墻橫墻或縱橫墻,不應(yīng)M+RC墻
2/40
縱橫墻布置勻稱(chēng)、對(duì)齊、連續(xù),不顯著差異,內(nèi)縱墻累計(jì)長(zhǎng)度260%房屋總長(zhǎng)
窗間墻尺寸均勻,開(kāi)洞面積<55%.采取加強(qiáng)措施局部尺寸可減少20%
墻洞位置不影響縱橫墻連接,不設(shè)轉(zhuǎn)角窗
平面輪廓凹凸尺寸<50%典型尺寸,凹凸>25%時(shí)房屋轉(zhuǎn)角加強(qiáng)
樓板開(kāi)洞<30%板寬,且墻兩側(cè)不同時(shí)開(kāi)洞
錯(cuò)層錯(cuò)層>500mm應(yīng)按兩層計(jì)算
樓梯間不宜設(shè)于盡端或轉(zhuǎn)角處
磚柱不得采用獨(dú)立磚柱,跨度26nl的樓面梁應(yīng)設(shè)組合柱等
4.多層砌體房屋結(jié)構(gòu)布置的改進(jìn)
房屋抗震橫墻的最大間距(m)
房屋類(lèi)別6度)7度8度9度
現(xiàn)澆或裝配整體式樓、屋蓋
多層151815181115711
砌體裝配式鋼筋混凝土樓、屋蓋1115111591147
房屋植了蓋
91191147—
底部框架-抗上部各層同多層砌體房屋—
震墻砌體房屋框架-抗震墻樓層1821115181115
注:
1多層砌體房屋的頂層,除木屋蓋外的最大橫墻間距應(yīng)允許適當(dāng)放寬,但應(yīng)采取相應(yīng)加強(qiáng)措
施;
2190nlm多孔磚抗震橫墻的最大橫墻間距應(yīng)比表中數(shù)值減少3m。
橫墻較少、跨度較大的房屋,應(yīng)采用現(xiàn)澆RC樓屋蓋
5.多層磚砌體房屋構(gòu)造柱設(shè)置的改進(jìn)
3/40
多層磚房,應(yīng)按下列要求設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)造柱:
丙類(lèi)房屋磚房構(gòu)造柱設(shè)置要求(一般情況)
房屋層數(shù)設(shè)置部位
6度7度8度9度
叫樓、電梯間四角,斜隔12nl或單元橫墻及樓梯
五四梯段上下端對(duì)應(yīng)的對(duì)側(cè)內(nèi)墻與外縱墻交接處
六五四墻體處;外墻四角和隔開(kāi)間橫墻(軸線(xiàn))與外墻
對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角;
交接處,山墻與內(nèi)縱墻交
錯(cuò)層部位橫墻與外
縱墻交接處,接處
七》六*五大房間內(nèi)外墻交接內(nèi)墻(軸線(xiàn))與外墻交接處.
處,內(nèi)墻的局部較小墻垛處;
較大洞口兩側(cè)B度時(shí)1內(nèi)縱墻與橫堵(軸
線(xiàn))交捶處
大洞口,內(nèi)墻指不小于2.1m,外縱墻采取加強(qiáng)措施后放寬
6.多層磚砌體房屋圈梁設(shè)置的改進(jìn)
項(xiàng)目6、7度工湮
夕K內(nèi)WS屋蓋,每層樓蓋屋蓋,每層樓蓋
屋蓋§<4.5/7m;屋蓋§<4.5/7m;
樓蓋s<7.2/15m;樓蓋s<4.5/7m;
構(gòu)造柱對(duì)應(yīng)部位構(gòu)造柱對(duì)應(yīng)部位
雌閉合,洞口上下搭接閉合,洞口上下搭接
無(wú)橫墻時(shí)由梁替代無(wú)橫墻時(shí)由梁替代
耐同板高或板底同板高或板底
蛹鼠度2120mm^120mm
4。104。12
瞬耀W250mniW200mm
現(xiàn)澆RC樓蓋等沿所有墻邊加強(qiáng)配筋并與構(gòu)造柱連牢,可無(wú)圈梁
7.砌體房屋樓梯間構(gòu)造的改進(jìn)
樓梯間應(yīng)符合下列要求:
4/40
18、9度頂層樓梯間橫墻和外墻應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)266通長(zhǎng)鋼筋;7?9度時(shí)其它各層
樓梯間墻體應(yīng)在休息平臺(tái)或樓層半高處設(shè)置60mm厚的鋼筋混凝土帶或配筋磚帶,其砂漿強(qiáng)
度等級(jí)不應(yīng)低于M7.5,縱向鋼筋不應(yīng)少于2610。
2樓梯間及門(mén)廳內(nèi)墻陽(yáng)角處的大梁支承長(zhǎng)度不應(yīng)小于500mm,并應(yīng)與圈梁連接。
3裝配式樓梯段應(yīng)與平臺(tái)板的梁可靠連接,8、9度時(shí)不應(yīng)采用裝配式樓梯段;不應(yīng)采用墻
中懸挑式踏步或踏步豎肋插入墻體的樓梯,不應(yīng)采用無(wú)筋磚砌欄板。
4突出屋頂?shù)臉?、電梯間,構(gòu)造柱應(yīng)伸到頂部,并與頂部圈梁連接,內(nèi)外墻交接處應(yīng)沿墻高
每隔500mm設(shè)通長(zhǎng)拉結(jié)網(wǎng)片(266與64點(diǎn)焊或04點(diǎn)焊)。
8.砌體墻承載力計(jì)算的改進(jìn)
在一個(gè)墻段內(nèi)設(shè)置多根構(gòu)造柱、水平分布筋的承載力計(jì)算原則和計(jì)算系數(shù):
①墻段兩端的構(gòu)造柱,繼續(xù)按89規(guī)范用抗震承載力調(diào)整系數(shù)YRE反映其約束作用;
②墻段中部構(gòu)造柱的參與工作,并考慮間距小于3m的構(gòu)造柱對(duì)約束的修正;
③分別計(jì)入墻段中部構(gòu)造柱的混凝土和鋼筋以及水平筋對(duì)承載力的貢獻(xiàn),可在一定范圍內(nèi)通
過(guò)調(diào)整構(gòu)造柱截面和鋼筋截面來(lái)控制所需的抗震承載力。
此計(jì)算公式如下:
vW+0344+金加金]
/RE
砌塊墻承載力正應(yīng)力影響系數(shù):雙折線(xiàn)一三折線(xiàn)
9.配筋小砌塊房屋抗震設(shè)計(jì)要求的比較
5/40
項(xiàng)目2001規(guī)范2010規(guī)范
房屋周度54,45,3060,55(45),40(30),24
墻體灌孔不要求滿(mǎn)灌非滿(mǎn)灌作為填充墻
以24m為界同2001規(guī)范
結(jié)構(gòu)類(lèi)似多層砌體基本同2001規(guī)范
短肢墻無(wú)規(guī)定應(yīng)由短肢喑通墻組成
軸壓比一級(jí)0.5,二、三級(jí)0.6分普通、短肢、小肢墻
分布筋%0.13,0.10二檔0.15,0.13,0.11,0.10
邊緣構(gòu)件軸壓比>0.5,長(zhǎng)3孔分構(gòu)造和約束兩類(lèi)
瞰祥用于跨高比<2.5比2001規(guī)范細(xì)化
圈梁按現(xiàn)澆、裝配板區(qū)分否區(qū)分生2Q01規(guī)范細(xì)色
樓蓋而V應(yīng)應(yīng)琬流一
適用范圍擴(kuò)展到9度24m,其墻體豎向、橫向配筋率均不小于0.2%
10.底框房屋抗震設(shè)計(jì)要求的改進(jìn)
?底框砌體房屋的構(gòu)造措施
項(xiàng)目2001規(guī)范2010規(guī)范
構(gòu)造柱布置同等層數(shù)的多層磚房同對(duì)應(yīng)的砌體房屋
240mmx240mm240nlmx240(190)mm
嫩4014同2001規(guī)范芯柱1014
翩06-200同2001規(guī)范芯柱網(wǎng)片
現(xiàn)澆同2001規(guī)范
圈梁同多層磚房同2001規(guī)范
托墻梁截面、配筋、連接同2001規(guī)范
RC墻設(shè)邊框、配筋0.25%配筋改為0.30%
RC柱同RC框架接近于框支柱
M墻M10,橫豎RC構(gòu)件比迎L規(guī)范細(xì)化一
構(gòu)造柱、M7.5
?底框磚房設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
1)布置樓梯間附近次梁托墻的設(shè)計(jì),地震內(nèi)力增大,主梁附加集中扭矩,支座附加彎矩
2)剛度比底部不得大于上部!底部計(jì)入墻和框架的剛度,上部計(jì)入墻體和構(gòu)造柱的剛度
O/<£U
3)落地墻避免低矮混凝土墻.邊緣構(gòu)件按構(gòu)造要求
4)過(guò)渡層落地碎墻上層墻體應(yīng)特別加強(qiáng)
5)地下室滿(mǎn)足嵌固條件不計(jì)入層數(shù)
6)上部砌塊墻類(lèi)比7.4節(jié)加強(qiáng)構(gòu)造
11.2010新規(guī)范在鋼結(jié)構(gòu)方面的主要改進(jìn)
1)增加0.15g和0.30g的最大適用高度
2)新增抗震等級(jí),按高度和烈度分四級(jí),
內(nèi)力調(diào)整、長(zhǎng)細(xì)比、寬厚比分四擋
3)放寬阻尼比和層間位移控制指標(biāo),
?依據(jù)高度取0.04?0.02
4)改進(jìn)強(qiáng)柱、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法,
強(qiáng)柱系數(shù),連接系數(shù),YRE
5)改進(jìn)鋼構(gòu)件的連接構(gòu)造
12.鋼結(jié)構(gòu)房屋最大適用高度和高寬比
7/40
度7度度度
結(jié)構(gòu)類(lèi)型689
0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g
框架11011090907050
框架-中心支撐220220200180150120
框架-偏心支撐240240220200180160
(延性墻板)
筒體(框筒,筒
中筒,桁架筒,
束筒,不含混凝土300300280260240180
筒)和巨型框架
局優(yōu)比6.56.56.56.06.05.3
鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震等級(jí)(新增)
高度(m)結(jié)構(gòu)類(lèi)型6度7度8度9度
三
W50一般靜力四
支撐結(jié)構(gòu)中的框架*四
一般四三—
>50-100-
支撐結(jié)構(gòu)中的框架*四
>100一般四三二
7?9度某部位各構(gòu)件的承載力滿(mǎn)足2倍地震組合時(shí),抗震等級(jí)允許降低一級(jí)
*中心支撐、偏心支撐等結(jié)構(gòu)中的框架部分的抗震構(gòu)造的等級(jí)
乙類(lèi)設(shè)防,提高一度查表確定抗震等級(jí)
0.15g和0.30g的山、IV類(lèi)場(chǎng)地,分別按8、9度確定構(gòu)造的抗震等級(jí)
鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比
8/40
抗震等級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)四級(jí)
6080100120
柱長(zhǎng)細(xì)比
9度608度607度806度120
9度1008ft1207度120
120120120120
(拉180)
支撐長(zhǎng)細(xì)比
9度608度907度1206度120
9度1208度1207度150
拉150泣150拉200
鋼結(jié)構(gòu)柱的板件寬厚比
抗震等級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)四級(jí)
10111213
外伸翼緣9度98度107度116度13
9度118度127度13
43454852
工字形腹板9度438度437度436度43
9度448度487度52
33363840
箱形壁板9度338度357ft376度39
9度36」度367度4。
梁柱連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造
9/40
08.3.4-1框架梁與柱的現(xiàn)場(chǎng)連接
10/40
①坡口角度符合有關(guān)規(guī)定;
②翼緣厚度或12mm,取小者;
③(1?0.75)倍翼緣厚度;
④最小半徑19mm;
⑤3倍翼緣厚度(±12皿);
⑥表面平整。圓弧開(kāi)口不大于25°
13.屈曲約束(消能)支撐框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
屈曲約束支撐組成一一由芯材、約束芯材屈曲的套管和位于芯材和套管間的無(wú)粘結(jié)材料及填
充材料組成的一種支撐構(gòu)件。
性能一一受拉時(shí)同普通支撐而受壓時(shí)承載力與受拉時(shí)相當(dāng)且具有某種消能機(jī)制的支撐。
11/40
結(jié)構(gòu)布置一一水平雙向、上下連續(xù)布置,防止扭轉(zhuǎn);
宜采用人字支撐、成對(duì)布置的單斜桿支撐等形式,不應(yīng)采用K形或X形;
支撐框架計(jì)算分配的Mov〉50%Mtoto
計(jì)算方法一一附加阻尼比由試驗(yàn)結(jié)果按12章確定;
在多遇地震下不發(fā)生屈曲時(shí),可按中心支撐設(shè)計(jì);
與V形、人字形支撐相連的框架梁可不考慮支撐屈曲引起的豎向不平衡力。
連接構(gòu)造一一同一般支撐框架。
14.非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的條文修改情況
樓梯間非承重墻體(2008年局部修訂)
框架填充墻和隔墻2008年提升為強(qiáng)制性條文
“性能化設(shè)計(jì)的方法”可參照附錄M.2
關(guān)于“樓面譜方法”移到附錄M.3
建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)一般性要求——新增女兒墻
砌體隔墻、煙道等,(原7.1.7)
框架填充墻塊材強(qiáng)度、樓梯間墻體構(gòu)造
單層RC柱廠房圍護(hù)墻選型、布置
非結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計(jì)方法(原條文說(shuō)明)
樓面譜方法(原13.2.5)
15.非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震作用計(jì)算
等效側(cè)力法計(jì)算(13.2.3)
重心處最不利方向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值凡
F=yHClC2amaxG
式中:
1Z/4U
丫一功能系數(shù),取決于設(shè)防類(lèi)別和使用要求,參照附錄M.2確定;分為1.4、1.0、0.6三
檔;
n一類(lèi)別系數(shù),取決于構(gòu)件材料性能等因素,參照附錄M.2確定;在0.6?L2范圍內(nèi)取值;
C1-狀態(tài)系數(shù);預(yù)制構(gòu)件、懸臂構(gòu)件、支承點(diǎn)低于質(zhì)心的設(shè)備和柔性體系取2.0,其余1.0;
C2一位置系數(shù),頂點(diǎn)取2.0,底部1.0,沿高度線(xiàn)性分布;可按時(shí)程法計(jì)算結(jié)果調(diào)整;
amax一多遇地震影響系數(shù)最大值;
G—重力,含運(yùn)行時(shí)人員、容器中的介質(zhì)及儲(chǔ)物。
建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的類(lèi)別系數(shù)和功能系數(shù)
構(gòu)件、部件名稱(chēng)類(lèi)別系數(shù)功能素?cái)?shù)
乙類(lèi)建筑丙類(lèi)建筑
非承重外墻:
圍護(hù)墻0.91.41.0
玻璃幕墻等0.91.41.4
墻體連接件1.01.41.0
飾面連接件1.01.00.6
防火頂棚連接件0.91.01.0
非防火頂棚連接件0.61.00.6
附屬構(gòu)件:
標(biāo)志或廣告牌等1.21.01.0
高于2.4m儲(chǔ)物柜支架:
貨架(柜)文件柜0.61.00.6
文物柜1.01.41.0
16.建筑構(gòu)件抗震構(gòu)造措施的變化
多層砌體結(jié)構(gòu)中后砌隔墻、垃圾道、預(yù)制挑檐的連接
鋼筋混凝土框架中的填充墻平面和豎向布置、塊體和砂漿強(qiáng)度、與框架連接構(gòu)造、樓梯間等
鋼絲網(wǎng)面層
13/40
鋼筋混凝土柱廠房圍護(hù)墻、女兒墻、圍護(hù)墻材料和布置、圈梁設(shè)置和構(gòu)造、墻梁連接構(gòu)造、
磚圍護(hù)墻基礎(chǔ)構(gòu)造、內(nèi)隔墻穩(wěn)定措施、女兒墻防倒措施
17.鋼支撐-混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
最大適用高度----
RC框架和框剪的平均值,即
6度(95)7度(85)8度(70)8.5度(55)
抗震等級(jí)一一
支撐框架部分比8.1.3、6.1.2的框架結(jié)構(gòu)提高一級(jí),
混凝土框架部分仍按框架結(jié)構(gòu)確定。
結(jié)構(gòu)布置一一
水平雙向、上下連續(xù)布置,防止扭轉(zhuǎn);
采用X、A、V形,單支撐投影對(duì)稱(chēng);
支撐框架計(jì)算分配的Mov>50%Mtoto
18.鋼支撐-混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
計(jì)算方法一一
阻尼比0.045;
斜桿按較接模型,面外偏心需附加彎矩;
二道防線(xiàn):框架按二種模型的不利設(shè)計(jì);
層間位移在框架和框剪之間內(nèi)插
(彈性1/650,彈塑性1/67)。
連接構(gòu)造一一
同RC廠房柱間支撐,
與框架梁的連接不先于支撐破壞。
14/4U
19.鋼框架-混凝土核心筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
最大適用高度一一RC核心筒和S框-支撐的平均值
參見(jiàn)JGJ3:6度(200)7度(180)8度(150)8.5度(130)
抗震等級(jí)一一鋼框架部分按8.1.3確定,混凝土筒體比6.1.2的核心筒提高一級(jí)(8度為特
一級(jí))
結(jié)構(gòu)布置一一鋼框架梁柱剛接;樓蓋加強(qiáng)整體性;
鋼框架計(jì)算分配的Vfmax〉10%Vtot;否則筒體高一級(jí)
下部SRC柱而上部S柱,需設(shè)置過(guò)渡。
計(jì)算方法一一阻尼比0.045;
考慮施工模擬、鋼柱與混凝土墻軸向變形差異;
二道防線(xiàn):鋼框架承擔(dān)的剪力同RC核心筒結(jié)構(gòu);
層間位移按RC結(jié)構(gòu)。
抗震構(gòu)造一除筒體與鋼梁連接處外,分別按鋼結(jié)構(gòu).混凝土結(jié)構(gòu)的規(guī)定執(zhí)行。
20.大跨屋蓋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
?適用范圍——拱、桁架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼、張弦梁、弦支穹頂?shù)冉M成的鋼屋蓋(跨度120m.
長(zhǎng)度300m、懸挑40m)
?結(jié)構(gòu)選型一一傳力合理、規(guī)則、均勻、避免扭轉(zhuǎn);
宜采用輕型屋面系統(tǒng);
支承結(jié)構(gòu)避免增加屋蓋的不規(guī)則性。
?屋蓋體系一一單向傳力體系,設(shè)面外支撐、桁架加強(qiáng)
空間傳力體系,加強(qiáng)周邊、開(kāi)口邊。
單層網(wǎng)架,節(jié)點(diǎn)應(yīng)剛接。
?計(jì)算方法一一阻尼比,純鋼0.02,混合0.025?0.035;
10/4U
支承節(jié)點(diǎn)模擬、屋蓋與支承結(jié)構(gòu)協(xié)同,幾何非線(xiàn)性;
地震作用方向,效應(yīng)組合和撓度控制;
關(guān)鍵構(gòu)件和關(guān)鍵支座的內(nèi)力調(diào)整。
?抗震構(gòu)造一一桿件長(zhǎng)細(xì)比;節(jié)點(diǎn)的最小板厚、壁厚;
一般支座、滑移型支座、小震受壓支座的構(gòu)造。
21.單建式地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
?適用范圍一一單建的地下車(chē)庫(kù)、過(guò)街通道、變電站或空間綜合體(地鐵、公路隧道、高層
附屬地下室除外)
?抗震等級(jí)一一6、7度四級(jí),8、9度三級(jí);乙類(lèi)提高一級(jí)
?結(jié)構(gòu)布置一一簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)、規(guī)則、平順;
加強(qiáng)整體性,避免剛度和承載力突變;
注意位于山區(qū)的口部結(jié)構(gòu)選型。
?計(jì)算方法一一7度I、II類(lèi)不驗(yàn)算;
計(jì)算模型、作用方向:橫向平面應(yīng)變或空間結(jié)構(gòu);
計(jì)算方法:平面位移法、加速度法、側(cè)力法;土-結(jié)構(gòu)時(shí)程法
彈塑性層間位移:不規(guī)則、變電站、綜合體,l/250o
?抗震構(gòu)造一一框架結(jié)構(gòu)柱,縱筋配筋率增加0.2%;
混凝土板,負(fù)筋50%錨入連續(xù)墻內(nèi),正筋全部錨入內(nèi)襯;
液化土層、軟土層、巖石口部專(zhuān)門(mén)的構(gòu)造措施。
22.抗震性能化設(shè)計(jì)方法
16/40
1分析結(jié)構(gòu)的具體條件,靈活選擇適當(dāng)?shù)?、預(yù)期的性熊目標(biāo)
2確定不同預(yù)期地震強(qiáng)度,對(duì)應(yīng)的建筑使用要求或結(jié)構(gòu)可能的破壞狀態(tài)
3完成結(jié)構(gòu)的常規(guī)抗震設(shè)計(jì),確定相應(yīng)的抗震等級(jí),構(gòu)件承載力和構(gòu)造
4結(jié)構(gòu)在不同地震強(qiáng)度下的彈性和彈塑性分析,一調(diào)整抗震等級(jí)承載力和構(gòu)造
23.抗震性能化設(shè)計(jì)方法
可供選擇的地震動(dòng)一一
使用年限50年,按規(guī)范取小震、中震和大震;設(shè)計(jì)使用年限不同于50年,其地震作用需要
做適當(dāng)調(diào)整,經(jīng)專(zhuān)門(mén)研究提出并按規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)確定。
當(dāng)缺乏當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)資料時(shí),可參考《建筑工程抗震性態(tài)設(shè)計(jì)通則(試用)》CECS:160的附
錄A,其調(diào)整系數(shù)的范圍大體是:設(shè)計(jì)使用年限70年,取1.151.2;設(shè)計(jì)使用年限100年,
取1.3?1.4。
17/40
1)抗震承載力設(shè)計(jì)值復(fù)核,計(jì)入作用分項(xiàng)系數(shù)、抗
力的材料分項(xiàng)系數(shù)、承載力抗震調(diào)整系數(shù),但不計(jì)
入不同抗震等級(jí)的內(nèi)力調(diào)整系數(shù):
YG^GE+KESEQ工2)<〃"RE
式中九一不同地震水準(zhǔn)與50年多遇地震水準(zhǔn)的比
值,設(shè)防地震可取2.80?2.85;
Z一消能減震結(jié)構(gòu)等的阻尼折減系數(shù);
SEL不考慮構(gòu)件地震效應(yīng)調(diào)整系數(shù)的水平和
豎向地震內(nèi)力。曲信號(hào)」歸
2)抗震承載力標(biāo)準(zhǔn)值復(fù)核,不計(jì)入作用分項(xiàng)系
數(shù)、承載力抗震調(diào)整系數(shù)、不同抗震等級(jí)的內(nèi)力
調(diào)整系數(shù),但抗力取材料標(biāo)準(zhǔn)值:
SGE+SEkGl42>6)&&
式中&一取材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的構(gòu)件承載
力;
X3一彈塑性結(jié)構(gòu)考慮等效阻尼影響的折
減系數(shù)。、立倒信號(hào):Glichciri360
18/40
3)抗震承載力極限值復(fù)核,不計(jì)入作用分項(xiàng)
系數(shù)、承載力抗震調(diào)整系數(shù)、不同抗震等級(jí)的
內(nèi)力調(diào)整系數(shù),但抗力取材料強(qiáng)度最小極限值:
SGE+
式中凡一取材料強(qiáng)度最小極限值計(jì)算的構(gòu)件
承載力:鋼材/u=L3Al."y
鋼筋人=i.Uk
混凝土A=L為ck
抗震性能化設(shè)計(jì)例6度11=144m
偏置筒體-框架結(jié)構(gòu),7=3&,百年基
本風(fēng)壓0.70kN/m2,風(fēng)載和小震數(shù)據(jù)如下
作用FkMs/u/h
小震50493775381/2691
風(fēng)載1200510995001/1092
常規(guī)設(shè)計(jì)的所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震承載力
均滿(mǎn)足略高于中震的彈性設(shè)計(jì)要求,層
間位移滿(mǎn)足1/800的要求;底部加強(qiáng)部位
墻體的承載力僅達(dá)到0.85大震的極限安
全要求。構(gòu)造按三級(jí)。
若該結(jié)構(gòu)按7度設(shè)防,常規(guī)設(shè)計(jì)的全
部構(gòu)件承載力可滿(mǎn)足L6倍小震的彈性
設(shè)計(jì)要求,構(gòu)造按二級(jí)。
注意事項(xiàng)
建筑的抗震性能化設(shè)計(jì),立足于承載力和變形能力的綜合考慮,具有很強(qiáng)的針對(duì)性和靈活性。
例如:
作為“抗震安全島”的樓梯間,可提出確保大震下具有安全避難通道的具體目標(biāo)和性能要求;
13/4U
對(duì)特別不規(guī)則、復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu),可對(duì)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的水平構(gòu)件和豎向構(gòu)件分別提出不同的性
能目標(biāo),提高其整體或關(guān)鍵部位的抗震安全性;
對(duì)水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件,為確保大震下自身及相關(guān)構(gòu)件的安全而提出大震下的性能目標(biāo);
對(duì)機(jī)電設(shè)施,地震時(shí)需要連續(xù)工作的,相關(guān)部位層間位移需滿(mǎn)足設(shè)備運(yùn)行所需的位移限值;
其他情況,震后殘余變形滿(mǎn)足設(shè)施檢修后運(yùn)行或大震后可修復(fù)運(yùn)行的位移要求。
抗震性能化設(shè)計(jì)計(jì)算分析的主要工具是彈塑性分析。
一般情況,應(yīng)考慮構(gòu)件在強(qiáng)烈地震下進(jìn)入彈塑性工作階段和重力二階效應(yīng)。鑒于目前的構(gòu)件
彈塑性參數(shù)、分析軟件對(duì)構(gòu)件裂縫的閉合狀態(tài)和殘余變形、結(jié)構(gòu)自身阻尼系數(shù)、施工圖中構(gòu)
件實(shí)際截面、配筋與計(jì)算取值的差異等等的處理,還需要進(jìn)一步研究和改進(jìn),當(dāng)預(yù)期的彈塑
性變形不大時(shí),可利用等效阻尼等模型簡(jiǎn)化估算。
對(duì)彈塑性計(jì)算結(jié)果應(yīng)側(cè)重于工程判斷。
24.樓梯參與空間分析的計(jì)算方法
準(zhǔn)確的計(jì)算模型:
20/40
樓梯構(gòu)件包括:樓梯板、平臺(tái)板、梯梁、梯柱。
樓梯空間計(jì)算包括:計(jì)算單元、節(jié)點(diǎn)關(guān)系、互相影響、結(jié)果輸出。
1)樓梯板和平臺(tái)板采用自動(dòng)剖分節(jié)點(diǎn)對(duì)齊的空間殼單元;
2)梯梁和梯柱采用多節(jié)點(diǎn)的空間桿單元;
3)樓梯板、平臺(tái)板、梯梁、梯柱、樓梯間角柱、樓梯間混凝土墻、樓梯間磚墻和框架梁之間
所有節(jié)點(diǎn)自動(dòng)對(duì)應(yīng)和剖分;
4)所有構(gòu)件一起參與空間分析,樓梯剛度將影響結(jié)構(gòu)剛度、周期、位移和內(nèi)力等所有計(jì)算結(jié)
果;(徹底處理無(wú)限剛和彈性計(jì)算的矛盾,樓梯永遠(yuǎn)是彈性的)
5)輸出梯梁、梯柱、樓梯板和平臺(tái)板的計(jì)算結(jié)果。(得到樓梯構(gòu)件本身的受力狀況)在水平
力效應(yīng)驗(yàn)算計(jì)算書(shū)中輸出樓梯構(gòu)件本身的抗震驗(yàn)算結(jié)果。
6)審圖時(shí)注意在結(jié)構(gòu)信息-總體信息中輸出:計(jì)算中考慮樓梯構(gòu)件的影響
21/40
25.梯板的抗震計(jì)算
1)梯板嚴(yán)格意義上應(yīng)是拉彎壓彎構(gòu)件。一般情況下恒活載產(chǎn)生的拉應(yīng)力比地震作用產(chǎn)生的拉
應(yīng)力小一個(gè)數(shù)量級(jí),所以暫且不互相組合,分別計(jì)算抗彎和抗拉。
2)每層最大梯板總的底配筋和面配筋:梯板正常使用是兩端簡(jiǎn)支的抗彎構(gòu)件,在地震作用下
又是支撐構(gòu)件,所以按如下求得抗彎底配筋和抗拉總配筋。
a)抗彎底配筋(cm2/m)=根據(jù)單向簡(jiǎn)支梯板彎矩(q*l*l/8)求得配筋
b)梯板沿走向上下雙排總配筋(cm2/m)=l.3*0.85*最大平均拉力/板鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值
總的底配筋大于等于抗彎底配筋,總的面配筋大于等于1/4抗彎底配筋,總的底配筋加總的
面配筋大于等于抗拉總配筋。
c)每塊梯板分別進(jìn)行抗震計(jì)算,根據(jù)梯板平均拉應(yīng)力,并求相應(yīng)的抗拉鋼筋。
26.新規(guī)范設(shè)計(jì)中一些概念的變化
高規(guī)在框支梁柱基礎(chǔ)上增加轉(zhuǎn)換梁柱概念
[新高10.2.7-8]框支梁控制(最小配筋率、加密區(qū)箍筋的最小面積配筋率、最小抗剪截面)
適用于所有轉(zhuǎn)換梁,并增加了三級(jí)要求。
[新高10.2.框支柱控制適用于所有轉(zhuǎn)換柱,并增加了三級(jí)要求,增加了節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算的
要求。
22/40
1)轉(zhuǎn)換梁概念:托柱的梁為轉(zhuǎn)換梁,托墻的梁為框支梁。
2)轉(zhuǎn)換柱概念:轉(zhuǎn)換柱的柱為轉(zhuǎn)換柱,轉(zhuǎn)換墻的柱為框支柱。
3)梁一次轉(zhuǎn)換:對(duì)于柱A托梁,梁再托柱情況,程序自動(dòng)判斷柱A是轉(zhuǎn)換柱,梁為轉(zhuǎn)換梁;
23/40
梁多次轉(zhuǎn)換:對(duì)于柱A托梁B,梁B托梁C,梁C再托柱D情況,程序不能自動(dòng)判斷柱A是
轉(zhuǎn)換柱,梁B為轉(zhuǎn)換梁,需人工指定;
5)托頂部小塔樓的梁柱不是轉(zhuǎn)換梁柱。
27.剪力墻底部加強(qiáng)部位
共有4條不同:
[新抗6.1.10][新高7.1.4]
1、底部加強(qiáng)部位的高度,應(yīng)從地下室頂板算起。
2、部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震墻,其底部加強(qiáng)部位的高度,可取框支層加框支層以上二層
的高度及落地抗震墻總高度的1/10二者的較大值;其他結(jié)構(gòu)的抗震墻,其底部加強(qiáng)部位的
24/40
高度可取墻肢總高度的1/10和底部二層二者的較大值,房屋高度不大于241n時(shí),底部加強(qiáng)
部位可取底部一層。
3、當(dāng)結(jié)構(gòu)計(jì)算嵌固端位于地下一層底板及以下時(shí),底部加強(qiáng)部位尚宜向下延伸到地下部分
的計(jì)算嵌固端。
4、取消了5m的限制。
28.地下室有多層側(cè)約束,但不嵌固如何處理?
舉例:3層地下室,兩層有擋土墻,計(jì)算在結(jié)構(gòu)基底嵌固。
按底部加強(qiáng)部位尚宜向下延伸到地下部分的計(jì)算嵌固端,兩層側(cè)約束層都為加強(qiáng)部位,實(shí)際
有側(cè)約束層向下一層為加強(qiáng)部位即可。
29.連梁剛度折減系數(shù)
[新高5.2.1]高層建筑結(jié)構(gòu)地震作用組合效應(yīng)計(jì)算時(shí),可對(duì)剪力墻連梁剛度予以折減,折減
系數(shù)不宜小于0.5。明確了僅在有地震作用的組合中可以對(duì)連梁剛度進(jìn)行折減,對(duì)沒(méi)有地震
作用參與組合的(如重力荷載與風(fēng)的組合)不能考慮連梁剛度折減。
30.非框架結(jié)構(gòu)中如何處理如下抗規(guī)定義的薄弱層?
樓層側(cè)向剛度可取樓層剪力與樓層層間位移之比,其樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)
向剛度的70%或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%,薄弱層放大系數(shù)為1.15(高層結(jié)構(gòu)也
要滿(mǎn)足抗規(guī)要求);不滿(mǎn)足[新高4.5.2]的新要求,薄弱層放大系數(shù)為L(zhǎng)25;
考慮層高修正的樓層側(cè)向剛度比=下層側(cè)向剛度*下層層高/上層側(cè)向剛度*上層層高(高規(guī)
3.5.2條文)
31.承載力比計(jì)算中是否考慮斜撐?
[舊高4.5.3]樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)受剪承載力是指在所考慮的水平地震作用方向上,該層全
部柱及剪力墻的受剪承載力之和。
25/40
[新高3.5.3]樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力是指在所考慮的水平地震作用方向上,該層
全部柱、剪力墻、斜撐的受剪承載力之和。
斜撐的受剪承載力計(jì)及最大軸力的貢獻(xiàn),不能采用它的極限承載力(太大)。
32.墻平面外抗拉脫的計(jì)算
[新混11.7.19-11.7.23]如果樓面梁僅在墻肢一側(cè)與墻連接,當(dāng)樓面梁縱筋的直段錨固長(zhǎng)度:
LahWO.22(Rw*n)**l/2LaE或Lah小于0.45LaE平面外抗拉脫承載力按下列規(guī)定計(jì)算:
33.抗震墻結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)
1.規(guī)范的抗震墻結(jié)構(gòu)指由墻肢和連梁兩種構(gòu)件組成,變形特征為彎曲型。若墻肢和框架梁
組成而變形特征成為剪切型,則不屬于規(guī)范的抗震墻結(jié)構(gòu)。
2.遵循強(qiáng)墻弱梁、強(qiáng)剪弱彎原則,即連梁屈服先于墻肢屈服,連梁和墻肢應(yīng)為彎曲屈服。
3.墻體端部設(shè)邊緣構(gòu)件或與另一方向墻肢相連。
26/40
4.強(qiáng)震下塑性較控制在底部加強(qiáng)部位。
5.相鄰層墻厚、墻面洞口位
置無(wú)突變,防止薄弱層變形集中
6.依據(jù)墻邊緣的壓應(yīng)變大小
設(shè)置約束邊緣構(gòu)件。
7.避免墻肢大偏拉受力。
34.抗震墻內(nèi)力調(diào)整問(wèn)題
1.調(diào)整截面的組合彎矩設(shè)計(jì)值,目的是通過(guò)配筋方式迫使塑性較區(qū)位于墻肢的底部加強(qiáng)部
位。
2.多遇地震下小偏心受拉墻肢,在設(shè)防地震、罕遇地震下抗震能力可能大大喪失;多遇地
震下為偏壓的而設(shè)防地震下轉(zhuǎn)為偏拉,其抗震能力有實(shí)質(zhì)性的改變,需相應(yīng)加強(qiáng)。
雙肢抗震墻的墻肢不宜出現(xiàn)小偏心受拉,無(wú)論是小偏心受拉或大偏心受拉,另一墻肢的剪力
和彎矩設(shè)計(jì)值均應(yīng)乘以增大系數(shù)1.25o
3.剪力調(diào)整要求保持不變。
35.框架與抗震墻組成的結(jié)構(gòu)
1.少框架-抗震墻結(jié)構(gòu)一一屬于抗震墻體系,墻體抗震等級(jí)按抗震墻結(jié)構(gòu)確定
2.框架-少抗震墻結(jié)構(gòu)——屬于框架體系,給定側(cè)力下框架部分承擔(dān)的地震傾覆力矩Mf大
于總地震傾覆力矩的50%,按框架結(jié)構(gòu)確定抗震等級(jí),框架按二種模型不利者設(shè)計(jì)
3.框架-抗震墻結(jié)構(gòu)一一框架按二道防線(xiàn)設(shè)計(jì),框架至少承擔(dān)min[0.2V0,1.5Vcf,max]
4.框架-核心筒結(jié)構(gòu),比框架-抗震墻結(jié)構(gòu)加嚴(yán):Vcf,max<0.IV。時(shí),框架承擔(dān)0.15V。,核心筒
剪力增大
36.框支層結(jié)構(gòu)內(nèi)力調(diào)整
27/40
框支層框架柱承擔(dān)的地震剪力和相應(yīng)的彎矩:框支柱不少于10根,取結(jié)構(gòu)底部總剪力20%;
框支柱少于10根,每根柱取結(jié)構(gòu)底部總剪力2%o
框支層框架柱最上、最下端彎矩增大系數(shù):一級(jí)1.5,二級(jí)1.25。中間層可按框架的要求調(diào)
整。
在地震作用下由于落地抗震墻剛度退化,將增大框支柱的地震作用,框支柱由地震作用引起
的附加(或減小)軸力:一級(jí)增大50%,二級(jí)20%,柱截面縱筋應(yīng)按調(diào)整后的彎矩和軸力最
不利情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。框支柱的軸壓比可不考慮軸力增大。
框支柱均應(yīng)按調(diào)整后的柱彎矩,考慮強(qiáng)剪弱彎進(jìn)行剪力計(jì)算及斜截面設(shè)計(jì)。
37.板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)改進(jìn)
1.房屋最大適用高度適當(dāng)放高
6度80(40)7度70(35)8度55(30)8.5度40
2.抗震墻承擔(dān)的地震剪力,高度大于12nl為全部(同2001規(guī)范),高度不大于121n有所放
松。
3.現(xiàn)澆樓屋面板的長(zhǎng)寬比加嚴(yán)。
4.新增:板柱節(jié)點(diǎn)沖切承載力的抗震驗(yàn)算時(shí),應(yīng)計(jì)入地震不平衡彎矩引起的沖切。
5.對(duì)柱上板帶,補(bǔ)充了箍筋設(shè)置要求,修改了板底鋼筋塔接位置的規(guī)定。
38.筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)
1.外框由計(jì)算分配的剪力不宜過(guò)?。?/p>
當(dāng)加強(qiáng)層外的樓層最大剪力Vf,max<0.IVtot
C
各層Vf=0.15Vtot,Vtub=min{l.1V,Vtot}
2.抗震墻底部厚度變化、邊緣構(gòu)件的加強(qiáng)要求有所放松。(規(guī)范用詞由“應(yīng)”改為“宜”)
3.補(bǔ)充:樓面大梁與墻體正交的構(gòu)造。
4.對(duì)〃hb<2的連梁設(shè)置交叉暗柱、鋼筋的要求,由“宜”改為“可”。
/4U
39.預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)
應(yīng)用范圍
6?8度先張法和后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。
后張預(yù)應(yīng)力框架、門(mén)架、轉(zhuǎn)換層的轉(zhuǎn)換大梁,宜用有粘結(jié)。
承重結(jié)構(gòu)的受拉桿件和一級(jí)的框架,不得用無(wú)粘結(jié)。
基本規(guī)定
框架和轉(zhuǎn)換層的轉(zhuǎn)換構(gòu)件不宜低于C40;其他C30。
應(yīng)采取設(shè)置非預(yù)應(yīng)力筋等措施,具有良好的變形和消耗地震能量的能力,達(dá)到延性結(jié)構(gòu)的基
本要求。
應(yīng)避免構(gòu)件剪切破壞先于彎曲破壞、節(jié)點(diǎn)先于被連接構(gòu)件破壞、預(yù)應(yīng)力筋的錨固粘結(jié)先于構(gòu)
件破壞。預(yù)應(yīng)力筋宜在節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)外錨固。
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)及相應(yīng)的地震組合內(nèi)力調(diào)整,仍應(yīng)按鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的要求執(zhí)
行。
抗震計(jì)算
?阻尼比
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)自身的阻尼比可采用0.03,等效阻尼比按RC部分和PRC部分在整個(gè)結(jié)構(gòu)
總變形能的比例折算
?效應(yīng)組合
地震作用效應(yīng)基本組合中,應(yīng)增加預(yù)應(yīng)力作用效應(yīng)項(xiàng)Spk,其分項(xiàng)系數(shù)YP,一般情況應(yīng)采
用1.0,預(yù)應(yīng)力作用效應(yīng)對(duì)構(gòu)件承載力不利時(shí),應(yīng)采用1.2。
?節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算
預(yù)應(yīng)力筋穿過(guò)框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)時(shí),節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的截面抗震驗(yàn)算,應(yīng)計(jì)入總有效預(yù)加力以及預(yù)
應(yīng)力孔道削弱核芯區(qū)有效驗(yàn)算寬度的影響。
3/4U
聚乙烯(PE)簡(jiǎn)介
L1聚乙烯
化學(xué)名稱(chēng):聚乙烯
英文名稱(chēng):polyethylene,簡(jiǎn)稱(chēng)PE
結(jié)構(gòu)式:,CH2-
聚乙烯是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹(shù)脂,也包括乙烯與少量烯克的
共聚物。聚乙烯是五大合成樹(shù)脂之一,是我國(guó)合成樹(shù)脂中產(chǎn)能最大、進(jìn)口量最
多的品種。
1.1.1聚乙烯的性能
1.一般性能
聚乙烯為白色蠟狀半透明材料,柔而韌,比水輕,無(wú)嗅、無(wú)味、無(wú)毒,
常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,但由于其為線(xiàn)性分子可緩慢溶于某些有
機(jī)溶劑,且不發(fā)生溶脹。工業(yè)上為使用和貯存的方便通常在聚合后加入適量的
塑料助劑進(jìn)行造粒,制成半透明的顆粒狀物料。PE易燃,燃燒時(shí)有蠟味,并伴
有熔融滴落現(xiàn)象。聚乙烯的性質(zhì)因品種而異,主要取決于分子結(jié)構(gòu)和密度,
也與聚合工藝及后期造粒過(guò)程中加入的塑料助劑有關(guān)。
2.力學(xué)性能
PE是典型的軟而韌的聚合物。除沖擊強(qiáng)度較高外,其他力學(xué)性能絕對(duì)值在
塑料材料中都是較低的。PE密度增大,除韌性以外的力學(xué)性能都有所提高。LDPE
由于支化度大,結(jié)晶度低,密度小,各項(xiàng)力學(xué)性能較低,但韌性良好,耐沖擊。
HDPE支化度小,結(jié)晶度高,密度大,拉伸強(qiáng)度、剛度和硬度較高,韌性較差些。
相對(duì)分子質(zhì)量增大,分子鏈間作用力相應(yīng)增大,所有力學(xué)性能,包括韌性也都
提高。幾種PE的力學(xué)性能見(jiàn)表1-1。
表1-1幾種PE力學(xué)性能數(shù)據(jù)
性能LDPELLDPEHDPE超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯
邵氏硬度(D)41?4640?5060?7064?67
拉伸強(qiáng)度/MPa7?2015?2521?3730?50
拉伸彈性模量/MPa100—300250?550400—1300150—800
壓縮強(qiáng)度/MPa12.5—22.5—
缺口沖擊強(qiáng)度/kJ/"80?90>7040?70>100
彎曲強(qiáng)度/MPa12?1715?2525?40—
3.熱性能
PE受熱后,隨溫度的升高,結(jié)晶部分逐漸熔化,無(wú)定形部分逐漸增多。其
熔點(diǎn)與結(jié)晶度和結(jié)晶形態(tài)有關(guān)。HDPE的熔點(diǎn)約為125?137C,MDPE的熔點(diǎn)約為
126?134C,LDPE的熔點(diǎn)約為105?115C。相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)PE的熔融溫度基
本上無(wú)影響。
PE的玻璃化溫度(北)隨相對(duì)分子質(zhì)量、結(jié)晶度和支化程度的不同而異,
而且因測(cè)試方法不同有較大差別,一般在-50C以下。PE在一般環(huán)境下韌性良好,
耐低溫性(耐寒性)優(yōu)良,PE的脆化溫度(制約為-80?-50C,隨相對(duì)分子質(zhì)量
增大脆化溫度降低,如超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯的脆化溫度低于-140℃。
PE的熱變形溫度(鼠)較低,不同PE的熱變形溫度也有差別,LDPE約為38~
50℃(0.45MPa,下同),MDPE約為50?75℃,HDPE約為60?80℃。PE的最高連
續(xù)使用溫度不算太低,LDPE約為82~100℃,MDPE約為105?121C,HDPE為
121℃,均高于PS和PVC。PE的熱穩(wěn)定性較好,在惰性氣氛中,其熱分解溫度
超過(guò)300℃?
PE的比熱容和熱導(dǎo)率較大,不宜作為絕熱材料選用。PE的線(xiàn)脹系數(shù)約在
(15?30)XlOVlT之間,其制品尺寸隨溫度改變變化較大。
幾種PE的熱性能見(jiàn)表1-2<>
表1-2幾種PE熱性能
性能LDPELLDPEHDPE超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯
熔點(diǎn)/e105—115120?125125?137190?210
熱降解溫度(氮?dú)猓?e>300>300>300>300
熱變形溫度(0.45MPa)/r38?5050?7560?8075?85
脆化溫度/r-80?-50-100-75TOO?-70-140-70
線(xiàn)性膨脹系數(shù)/(X10/T)16?24一11?16一
比熱容/(kg?K)"2218?—1925?2301—
熱導(dǎo)率/W(m-K)-'2301—0.42—
0.35
4.電性能
PE分子結(jié)構(gòu)中沒(méi)有極性基團(tuán),因此具有優(yōu)異的電性能,幾種PE的電性能見(jiàn)
表1-3?PE的體積電阻率較高,介電常數(shù)和介電損耗因數(shù)較小,幾乎不受頻率
的影響,因而適宜于制備高頻絕緣材料。它的吸濕性很小,小于0.01%(質(zhì)量
分?jǐn)?shù)),電性能不受環(huán)境濕度的影響。盡管PE具有優(yōu)良的介電性能和絕緣性,
但由于耐熱性不夠高,作為絕緣材料使用,只能達(dá)到丫級(jí)(工作溫度W90C)。
表1-3聚乙烯的電性能
性能LDPELLDPEHDPE超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯
體積電阻率/Q?cm>1016>1016^=1016^1017
介電常數(shù)/F?mT(10'Hz)2.25-2.352.20-2.302.30-2.35W2.35
介電損耗因數(shù)(106Hz)<0.0005<0,0005<0.0005<0.0005
介電強(qiáng)度/kV?mm">2045?7018?28>35
5.化學(xué)穩(wěn)定性
PE是非極性結(jié)晶聚合物,具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。室溫下它能耐酸、堿和
鹽類(lèi)的水溶液,如鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨、氫氧化鈉、氫氧化
鉀以及各類(lèi)鹽溶液(包括具有氧化性的高鎰酸鉀溶液和重銘酸鹽溶液等),即使
在較高的濃度下對(duì)PE也無(wú)顯著作用。但濃硫酸和濃硝酸及其他氧化劑對(duì)聚乙烯
有緩慢侵蝕作用。
PE在室溫下不溶于任何溶劑,但溶度參數(shù)相近的溶劑可使其溶脹。隨著溫
度的升高,PE結(jié)晶逐漸被破壞,大分子與溶劑的作用增強(qiáng),當(dāng)達(dá)到一定溫度后
PE可溶于脂肪燃、芳香煌、鹵代煌等。如LDPE能溶于60c的苯中,HDPE能溶
于80?90℃的苯中,超過(guò)100℃后二者均可溶于甲苯、三氯乙烯、四氫蔡、十
氫禁、石油酸、礦物油和石蠟中。但即使在較高溫度下PE仍不溶于水、脂肪族
醇、丙酮、乙酸、甘油和植物油中。
PE在大氣、陽(yáng)光和氧的作用下易發(fā)生老化,具體表現(xiàn)為伸長(zhǎng)率和耐寒性降
低,力學(xué)性能和電性能下降,并逐漸變脆、產(chǎn)生裂紋,最終喪失使用性能。為
了防止PE的氧化降解,便于貯存、加工和應(yīng)用,一般使用的PE原料在合成過(guò)
程中已加入了穩(wěn)定劑,可滿(mǎn)足一般的加工和使用要求。如需進(jìn)一步提高耐老化
性能,可在PE中添加抗氧劑和光穩(wěn)定劑等。
6.衛(wèi)生性
PE分子鏈主要由碳、氫構(gòu)成,本身毒性極低,但為了改善PE性能,在聚合、
成型加工和使用中往往需添加抗氧劑和光穩(wěn)定劑等塑料助劑,可能影響到它的
衛(wèi)生性。樹(shù)脂生產(chǎn)廠家在聚合時(shí)總是選用無(wú)毒助劑,且用量極少,一般樹(shù)脂不
會(huì)受到污染。
PE長(zhǎng)期與脂肪燒、芳香燒、鹵代燒類(lèi)物質(zhì)接觸容易引起溶脹,PE中有些低
相對(duì)分子質(zhì)量組分可能會(huì)溶于其中,因此,長(zhǎng)期使用PE容器盛裝食用油脂會(huì)產(chǎn)
生一種蠟味,影響食用效果。
L1.2聚乙烯的分類(lèi)
聚乙烯的生產(chǎn)方法不同,其密度及熔體流動(dòng)速率也不同。按密度大小主
要分為低密度聚乙烯(LDPE)、線(xiàn)型低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯
(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)。其中線(xiàn)性低密度聚乙烯屬于低密度聚乙
烯中的一種,是工業(yè)上常用的聚乙烯,其他分類(lèi)法有時(shí)把MDPE歸類(lèi)于HDPE
或LLDPEo
按相對(duì)分子質(zhì)量可分為低相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯、普通相對(duì)分子質(zhì)量聚乙
烯、超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯。
按生產(chǎn)方法可分為低壓法聚乙烯、中壓法聚乙烯和高壓法聚乙烯。
1.低密度聚乙烯
英文名稱(chēng):Lowdensitypolyethylene,簡(jiǎn)稱(chēng)LDPE
低密度聚乙烯,又稱(chēng)高壓聚乙烯。無(wú)味、無(wú)臭、無(wú)毒、表面無(wú)光澤、乳
白色蠟狀顆粒,密度0.910?0.925g/cm3,質(zhì)輕,柔性,具有良好的延伸性、
電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、加工性能和耐低溫性(可耐-70C),但力學(xué)強(qiáng)度、
隔濕性、隔氣性和耐溶劑性較差。分子結(jié)構(gòu)不夠規(guī)整,結(jié)晶度較低(55%?65%),
熔點(diǎn)105?1153
LDPE可采用熱塑性成型加工的各種成型工藝,如注射、擠出、吹塑、旋轉(zhuǎn)
成型、涂覆、發(fā)泡工藝、熱成型、熱風(fēng)焊、熱焊接等,成型加工性好。主要
用作農(nóng)膜、工業(yè)用包裝膜、藥品與食品包裝薄膜、機(jī)械零件、日用品、建筑
材料、電線(xiàn)、電纜絕緣、吹塑中空成型制品、涂層和人造革等。
2.高密度聚乙烯
英文名稱(chēng):HighDensityPolyethylene,簡(jiǎn)稱(chēng)HDPE
高密度聚乙烯,又稱(chēng)低壓聚乙烯。無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭,白色顆粒,分子
為線(xiàn)型結(jié)構(gòu),很少有支化現(xiàn)象,是典型的結(jié)晶高聚物。力學(xué)性能均優(yōu)于低密度
聚乙烯,熔點(diǎn)比低密度聚乙烯高,約125?137C,其脆化溫度比低密度聚乙
烯低,約TOO?-70℃,密度為0.941?0.960g/cm3。常溫下不溶于一般溶劑,
但在脂肪點(diǎn)、芳香煌和鹵代危中長(zhǎng)時(shí)間接觸時(shí)能溶脹,在70C以上時(shí)稍溶于
甲苯、醋酸中。在空氣中加熱和受日光影響發(fā)生氧化作用。能耐大多數(shù)酸堿
的侵蝕。吸水性小,具有良好的耐熱性和耐寒性,化學(xué)穩(wěn)定性好,還具有較
高的剛性和韌性,介電性能、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性亦較好。
HDPE可采用注射、擠出、吹塑、滾塑等成型方法,生產(chǎn)薄膜制品、日用
品及工業(yè)用的各種大小中空容器、管材、包裝用的壓延帶和結(jié)扎帶,繩纜、
魚(yú)網(wǎng)和編織用纖維、電線(xiàn)電纜等。
3.線(xiàn)性低密度聚乙烯
英文名稱(chēng):LinearLowDensityPolyethylene,簡(jiǎn)稱(chēng)LLDPE
線(xiàn)形低密度聚乙烯被認(rèn)為是“第三代聚乙烯”的新品種,是乙烯與少量高
級(jí)a-烯燃(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化劑作用下,
經(jīng)高壓或低壓聚合而成的一種共聚物,為無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭的乳白色顆粒,
密度0.918?0.935g/cm3。與LDPE相比,具有強(qiáng)度大、韌性好、剛性大、耐
熱、耐寒性好等優(yōu)點(diǎn),且軟化溫度和熔融溫度較高,還具有良好的耐環(huán)境應(yīng)
力開(kāi)裂性,耐沖擊強(qiáng)度、耐撕裂強(qiáng)度等性能。并可耐酸、堿、有機(jī)溶劑等。
LLDPE可通過(guò)注射、擠出、吹塑等成型方法生產(chǎn)農(nóng)膜、包裝薄膜、復(fù)合
薄膜、管材、中空容器、電線(xiàn)、電纜絕緣層等。由于不存在長(zhǎng)支鏈,LLDPE的
65%?70%用于制作薄膜。
4.中密度聚乙烯
英文名稱(chēng):Mediumdensitypolyethylene,簡(jiǎn)稱(chēng)MDPE
中密度聚乙烯是在合成過(guò)程中用烯危共聚,控制密度而成。MDPE的
密度為0.926?0.953g/cm3,結(jié)晶度為70%?80%,平均相對(duì)分子質(zhì)量為20
萬(wàn),拉伸強(qiáng)度為8?24MPa,斷裂伸長(zhǎng)率為50%?60%,熔融溫度126?135℃,
熔體流動(dòng)速率為0.1?35g/lOmin,熱變形溫度(0.46MPa)49?74℃。MDPE
最突出的特點(diǎn)是耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性及強(qiáng)度的長(zhǎng)期保持性。
MDPE可用擠出、注射、吹塑、滾塑、旋轉(zhuǎn)、粉末成型加工方法,生產(chǎn)工
藝參數(shù)與HDPE和LDPF相似,常用于管材、薄膜、中空容器等。
5.超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯
英文名稱(chēng):ultra-highmolecularweightpolyethylene,簡(jiǎn)稱(chēng)UHMWPE
超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯沖擊強(qiáng)度高,耐疲勞,耐磨,是一種線(xiàn)型結(jié)構(gòu)
的具有優(yōu)異綜合性能的熱塑性工程塑料。其相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)到300~600萬(wàn),
密度0.936?0.964g/cm3,熱變形溫度(0.46MPa)85℃,熔點(diǎn)130?136C。
UHMWPE因相對(duì)分子質(zhì)量高而具有其他塑料無(wú)可比擬的優(yōu)異性能,如耐沖
擊、耐磨損、自潤(rùn)滑性、耐化學(xué)腐蝕等性能,廣泛應(yīng)用于機(jī)械、運(yùn)輸、紡織、
造紙、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工及體育運(yùn)動(dòng)器械等領(lǐng)域,其中以大型包裝容器和管
道的應(yīng)用最為廣泛。另外,由于超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯優(yōu)異的生理惰性,
已作為心臟瓣膜、矯形外科零件、人工關(guān)節(jié)等在臨床醫(yī)學(xué)上使用,而且,超
高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯耐低溫性能優(yōu)異,在-40℃時(shí)仍具有較高的沖擊強(qiáng)度,
甚至可在-269°C下使用。超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯纖維的復(fù)合材料在軍事上
已用作裝甲車(chē)輛的殼體、雷達(dá)的防護(hù)罩殼、頭盔等;體育用品上已制成弓弦、
雪橇和滑水板等。
由于超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯熔融狀態(tài)的粘度高達(dá)108Pa-s,流動(dòng)性極
差,其熔體流動(dòng)速率幾乎為零,所以很難用一般的機(jī)械加工方法進(jìn)行加工。
近年來(lái),通過(guò)對(duì)普通加工設(shè)備的改造,已使超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯由最初
的壓制-燒結(jié)成型發(fā)展為擠出、吹塑和注射成型以及其他特殊方法的成型。
6.茂金屬聚乙烯
茂金屬聚乙烯(mPE)是近年來(lái)迅速發(fā)展的一類(lèi)新型高分子樹(shù)脂,其相對(duì)分子
質(zhì)量分布窄,分子鏈結(jié)構(gòu)和組成分布均一,具有優(yōu)異的力學(xué)性能和光學(xué)性能,
已被廣泛應(yīng)用于包裝、電氣絕緣制品等。
1.1.3聚乙烯的成型加工
PE的熔體粘度比PVC低,流動(dòng)性能好,不需加入增塑劑已具有很好的成型
加工性能。前文已介紹了各類(lèi)聚乙烯可采用的成型加工方法,下面主要介紹在
成型過(guò)程中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題。
①聚乙烯屬于結(jié)晶性塑料,吸濕小,成型前不需充分干燥,熔體流動(dòng)性
極好,流動(dòng)性對(duì)壓力敏感,成型時(shí)宜用高壓注射,料溫均勻,填充速度快,
保壓充分。不宜用直接澆口,以防收縮不均,內(nèi)應(yīng)力增大。注意選擇澆口位
置,防止產(chǎn)生縮孔和變形。
②PE的熱容量較大,但成型加工溫度卻較低,成型加工溫度的確定主要取
決于相對(duì)分子質(zhì)量、密度和結(jié)晶度。LDPE在180℃左右,HDPE在220℃左右,
最高成型加工溫度一般不超過(guò)280C。
③熔融狀態(tài)下,PE具有氧化傾向,因而,成型加工中應(yīng)盡量減少熔體與空
氣的接觸及在高溫下的停留時(shí)間。
④PE的熔體粘度對(duì)剪切速率敏感,隨剪切速率的增大下降得較多。當(dāng)剪切
速率超過(guò)臨界值后,易出現(xiàn)熔體破裂等流動(dòng)缺陷。
⑤制品的結(jié)晶度取決于成型加工中對(duì)冷卻速率的控制。不論采取快速冷卻
還是緩慢冷卻,應(yīng)盡量使制品各部分冷卻速率均勻一致,以免產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,降
低制品的力學(xué)性能。
⑥收縮范圍和收縮值大(一般成型收縮率為1.5
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