導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞： 預(yù)應(yīng)力混凝土；框架結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在我國(guó)已得到廣泛的應(yīng)用，但對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震設(shè)計(jì)研究及建議遠(yuǎn)不夠系統(tǒng)；雖然GB50011—2010（建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》以及GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震設(shè)計(jì)提出了一些要求，然而，缺乏系統(tǒng)的理論和試驗(yàn)分析及具體的抗震設(shè)計(jì)方法，仍然有許多問(wèn)題值得進(jìn)一步探討。

相對(duì)于普通混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的耗能能力低，最大位移反應(yīng)較大，延性、耗能能力相對(duì)較差。所以。預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)必須首先滿足一般框架的抗震設(shè)計(jì)原則。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震能力的研究，特別是多層多跨預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法的研究迄今還不夠深入。主要表現(xiàn)在下列幾點(diǎn)：

（1）多層多跨預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)在地震作用下結(jié)構(gòu)性能研究的試驗(yàn)資料很少，設(shè)計(jì)人員常常只根據(jù)單跨預(yù)應(yīng)力混凝土框架抗震性能的研究成果，將鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的耗能機(jī)制套用于預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)。

（2）若預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)的耗能機(jī)制是梁鉸機(jī)制。在地震作用下的結(jié)構(gòu)性能與鋼筋混凝土框架的差別不大。但是結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)及邊柱縱向主筋配筋率的控制應(yīng)與鋼筋混凝土框架有所區(qū)別。許多國(guó)家（包括我國(guó)）關(guān)于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的條款和規(guī)定非常原則，設(shè)計(jì)者與審圖者常發(fā)生矛盾。

（3）預(yù)應(yīng)力混凝士框架結(jié)構(gòu)在產(chǎn)生較大的變形之后，有較好的變形恢復(fù)能力。其耗能比強(qiáng)度相當(dāng)、初始剛度相近的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)略低。但框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件中施加預(yù)應(yīng)力后對(duì)框架的抗震能力究竟有什么影響，目前探討得很少。抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中很大部分是根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的抗震性能研究成果、單跨預(yù)應(yīng)力混凝土框架的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)或振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)得到的結(jié)果經(jīng)分析后提出，缺乏全面的研究。預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震能力特別是其抗震設(shè)計(jì)方法，很值得進(jìn)一步探討與研究。

2兩階段抗震設(shè)計(jì)

建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定應(yīng)進(jìn)行兩階段抗震設(shè)計(jì)。第一階段為多遇地震作用下變形驗(yàn)算和截面承載力的計(jì)算，采取相應(yīng)的構(gòu)造措施，保證結(jié)構(gòu)小震不壞和中震可修；第二階段為罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)薄弱部位的彈塑性變形驗(yàn)算，不滿足時(shí)，或修改方案重算，或采取加強(qiáng)相應(yīng)的延性構(gòu)造措施，保證結(jié)構(gòu)大震不倒。

在多遇地震作用下預(yù)應(yīng)力混凝土框槊與鋼筋混凝土框架抗震計(jì)算的區(qū)別主要體現(xiàn)在阻尼比、地震影響系數(shù)的取值、預(yù)應(yīng)力作用參與地震作用的荷載效應(yīng)組合等。

抗震規(guī)范中罕遇地震作用下驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的彈塑性變形的簡(jiǎn)化方法，實(shí)際上只是滿足抗震構(gòu)造要求，并非真正意義上結(jié)構(gòu)變形驗(yàn)算。

通過(guò)實(shí)用而簡(jiǎn)單的能力分析方法可以得到罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)的耗能機(jī)制、塑性鉸的轉(zhuǎn)角和基底總剪力與結(jié)構(gòu)頂端側(cè)移的P-骨架曲線，或采用彈塑性時(shí)程分析法。

框架結(jié)構(gòu)的耗能機(jī)制一般有粱鉸機(jī)制、柱鉸機(jī)制和混合機(jī)制三種。若框架邊節(jié)點(diǎn)處粱端先屈服。而在框架中柱的上、下端相繼出鉸，這種屈服機(jī)制稱之為“混合機(jī)制”。梁鉸機(jī)制和混合機(jī)制都只有一個(gè)自由度，從塑性總移P可確定各塑性鉸截面相應(yīng)增加的塑性轉(zhuǎn)角θP。

隨著框架結(jié)構(gòu)層數(shù)的增加，較大的重力荷載使柱軸向壓力逐層疊加，特別是最底下幾層中柱的軸壓比較大，中柱變?yōu)樾∑氖軌海瓜旅鎺讓又兄膬啥硕汲鲢q、并且通過(guò)柱鉸來(lái)耗能是困難的。因?yàn)椤爸q”的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力不足會(huì)發(fā)生局部脆性破壞，所以應(yīng)加強(qiáng)“柱鉸”截面處的箍筋約束，減小柱的軸壓比，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)體系的抗側(cè)能力，減小框架的延性要求。

3框架柱和框架節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)要求

若預(yù)應(yīng)力框架層數(shù)較多時(shí)，隨著層數(shù)的增加，由于豎向荷載較大，而豎向荷載對(duì)柱又是逐層疊加的，這就使得下幾層柱的軸壓比較大，更接近小偏壓柱，所以保證柱子有足夠的延性非常重要。多層預(yù)應(yīng)力混凝土框架柱一般為普通混凝土柱。頂層柱考慮到其受力特點(diǎn)，一般要施加預(yù)應(yīng)力。對(duì)予普通混凝土柱可按規(guī)范中規(guī)定的普通鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中框架柱的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。但由于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)自身特點(diǎn)，柱的軸壓比限值應(yīng)該要求嚴(yán)格一些。麗如果軸壓比過(guò)小，則隨著層數(shù)的增加，豎向荷載不斷地加大，底層柱的截面將增大到不合理的程度；而且隨著底層柱截面的增加，柱的側(cè)向剛度增大，框架的側(cè)向約柬也將增大。

理論上普遍認(rèn)為，由子預(yù)應(yīng)力對(duì)節(jié)點(diǎn)的側(cè)向約束作用，使節(jié)點(diǎn)混凝土處于雙向受壓狀態(tài)，不僅可以提高混凝土的開(kāi)裂荷載，也可以提高節(jié)點(diǎn)的受剪承載力；由于混凝土中存在預(yù)壓應(yīng)力，減輕了節(jié)點(diǎn)剛度退化效應(yīng)；預(yù)應(yīng)力筋抑制了梁筋從節(jié)點(diǎn)拔出，減少了梁筋失穩(wěn)破壞的可能性。而試驗(yàn)結(jié)果卻并不樂(lè)觀。這是因?yàn)楣?jié)點(diǎn)處鋼筋密集，錨具的存在削弱了截面；而且在強(qiáng)震作用下，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)是受力復(fù)雜的高應(yīng)力區(qū)，當(dāng)斜拉應(yīng)力很大引起混凝土開(kāi)裂時(shí)，可能同時(shí)導(dǎo)致錨固破壞。因此，錨具應(yīng)布置在梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)域以外，以避免該區(qū)域在剪力作用產(chǎn)生較大對(duì)角拉應(yīng)力的情況下，再承受錨具引起的劈裂應(yīng)力。節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受剪承載力主要與柱子截面尺寸和配箍量有關(guān)。因此，應(yīng)加密箍筋，同時(shí)，為了保證節(jié)點(diǎn)混凝土澆筑密實(shí)，應(yīng)在滿足構(gòu)造要求的前提下，盡量把粱縱筋錨固到柱里。必要時(shí)可將梁端兩側(cè)加寬，以保證在梁端截面極限承載力基本保持不變的情況下，梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)得到加強(qiáng)，提高節(jié)點(diǎn)的受剪承載力。

4框架結(jié)構(gòu)的抗震變形驗(yàn)算

抗震變形驗(yàn)算包括：多遇地震作用下層間側(cè)移和頂層總側(cè)移的驗(yàn)算；罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)薄弱層的抗震變形驗(yàn)算。對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，我國(guó)規(guī)范只要求進(jìn)行小震下的抗震承載力驗(yàn)算，而對(duì)其在罕遇地震下彈塑性變形的驗(yàn)算，并沒(méi)有硬性明確的規(guī)定，工程實(shí)踐中往往只是通過(guò)相應(yīng)的抗震措施來(lái)籠統(tǒng)地保證。雖然這種設(shè)計(jì)方法大大地簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)程，但卻顯得粗略、且可能使預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下存在較大的安全隱患。其實(shí)一些設(shè)計(jì)隱患不通過(guò)基于構(gòu)件層次的非線性分析是很難發(fā)現(xiàn)的，合理控制結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震作用下的損壞程度以減小地震造成的經(jīng)濟(jì)損失，有賴于對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性地震反應(yīng)分析。而規(guī)范建議的2種計(jì)算方法，時(shí)程分析法雖較為精確，但計(jì)算工作量大、技術(shù)復(fù)雜、結(jié)果處理繁雜，因此在實(shí)際工程抗震設(shè)計(jì)中該方法并沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用，通常僅限于理論研究中；Push—over法簡(jiǎn)單實(shí)用，而且有效，可得到結(jié)構(gòu)從彈性、屈服，一直到極限倒塌狀態(tài)的全過(guò)程的內(nèi)力、變形，可考察塑性鉸的形成，找到結(jié)構(gòu)的薄弱部位。

篇2

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)框架，抗震設(shè)計(jì)措施，延性，耗能

中圖分類號(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在建筑結(jié)構(gòu)中，鋼結(jié)構(gòu)由于其材料的優(yōu)越性，使得其抗震性能要優(yōu)于混凝土結(jié)構(gòu)，具有良好的延性與耗能性能，在地震作用下，不能具有較強(qiáng)的變形能力，還能很好的消耗地震能量，基于鋼結(jié)構(gòu)建筑的突出優(yōu)點(diǎn)，美國(guó)、韓國(guó)等國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)建筑已占到總量的50％左右。日本是多地震的國(guó)家，鋼結(jié)構(gòu)建筑在日本的占有率更是達(dá)到了65％左右。據(jù)日本阪神地震后資料顯示，鋼結(jié)構(gòu)建筑在地震中的受損率遠(yuǎn)低于混凝土結(jié)構(gòu)建筑，本文以《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010（以下簡(jiǎn)稱《抗規(guī)》）[1]為依據(jù)，主要闡述了多高層鋼結(jié)構(gòu)框架的抗震設(shè)計(jì)措施，并與混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的對(duì)比。

1鋼結(jié)構(gòu)抗震結(jié)構(gòu)體系總體指標(biāo)

同鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一致，房屋的高度是抗震措施中的一項(xiàng)重要的規(guī)定，故《抗規(guī)》8.1.1條分別給出了框架、框架-中心支撐、筒體結(jié)構(gòu)的最大適用高度，并同時(shí)對(duì)房屋高度比進(jìn)行了規(guī)定，因?yàn)閱渭兊貜慕Y(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域來(lái)看，高寬比越大的房屋其側(cè)向穩(wěn)定性越低，故《抗規(guī)》8.1.2中規(guī)定烈度越大的地區(qū)，其高寬比限制越嚴(yán)。

抗震設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的概念是保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性，以實(shí)現(xiàn)延性耗能的目標(biāo)。《抗規(guī)》8.1.3中對(duì)鋼結(jié)構(gòu)在不同高度、不同烈度下的結(jié)構(gòu)延性進(jìn)行規(guī)定，并取烈度越高，高度越高，要求延性耗能越大，也即抗震等級(jí)越高，但同時(shí)應(yīng)注意的是《抗規(guī)》8.1.3注-2的規(guī)定，此處之所以做此規(guī)定，是根據(jù)R-U-T準(zhǔn)側(cè)[2]。當(dāng)結(jié)構(gòu)的承載力高時(shí)，可合理降低其延性，故規(guī)范做此規(guī)定。與混凝土結(jié)構(gòu)不同的是，此處未對(duì)不同的結(jié)構(gòu)體系分別規(guī)定其抗震等級(jí)，對(duì)此《抗規(guī)》8.4.3、8.5.7條中分別針對(duì)框架-中心支撐、框架-偏心支撐中的框架做出相應(yīng)的規(guī)定，當(dāng)支撐為主要抗側(cè)力構(gòu)件時(shí)，可對(duì)框架部分的構(gòu)造措施降低一級(jí)采用，之所以做此規(guī)定，原因同混凝土結(jié)構(gòu)中的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)類似，對(duì)于雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，對(duì)框架部分的地震需求可適當(dāng)降低。

2 鋼框架結(jié)構(gòu)的主要抗震措施

鋼框架的設(shè)計(jì)思路基本上與混凝土框架一致，例如防止發(fā)生層間側(cè)移機(jī)構(gòu)，以形成以梁較為主的塑性耗能體系，防止節(jié)點(diǎn)區(qū)發(fā)生提前破壞的強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件措施，由于鋼結(jié)構(gòu)相對(duì)于混凝土來(lái)說(shuō)其剪切耗能能力較好，故沒(méi)有像混凝土一樣采取防止塑性鉸出現(xiàn)之前的剪切破壞，而是允許其發(fā)生剪切耗能[3]。以上是對(duì)鋼框架的基本調(diào)控思路。

2.1計(jì)算措施

1）強(qiáng)柱弱梁措施（《抗規(guī)》8.2.5-1條）

與混凝土框架不同的是，鋼結(jié)構(gòu)沒(méi)有采用柱內(nèi)力調(diào)整系數(shù)，而是引入“強(qiáng)柱系數(shù)”對(duì)節(jié)點(diǎn)區(qū)的梁、柱的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)承載力進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)算，例如等截面梁的基本公式：

上式中由于涉及到的為保證中震、大震下的屈服機(jī)制，故采用的材料強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)值fy而非設(shè)計(jì)值f。上式中對(duì)于節(jié)點(diǎn)兩側(cè)梁的塑性彎矩很容易理解，而對(duì)左側(cè)柱的塑性彎矩可由下式推導(dǎo)得出。

根據(jù)文獻(xiàn)[4]，壓彎構(gòu)件在出現(xiàn)塑性鉸時(shí)有的關(guān)系式，故可得：，且Mp=Wpcfyc;Np=Acfyc，可得：，也即左側(cè)公式。

但對(duì)于某些特殊情況，例如軸壓比較小（同混凝土框架）因其延性很好，故允許柱出鉸。還有與支撐斜桿相連的節(jié)點(diǎn)，因無(wú)論柱還是梁出鉸均會(huì)無(wú)斜桿形成穩(wěn)定的抗側(cè)力體系，故不再調(diào)整。

2)節(jié)點(diǎn)域的驗(yàn)算（《抗規(guī)》8.2.5條）

節(jié)點(diǎn)域的驗(yàn)算同混凝土框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的原理是較為一致的，都是防止節(jié)點(diǎn)域提前破壞，使結(jié)構(gòu)的抗側(cè)向剛度以及結(jié)構(gòu)的整體性降低，影響結(jié)構(gòu)的抗震性能，不同的是混凝土節(jié)點(diǎn)一般是核心區(qū)混凝土的剪切強(qiáng)度破壞，而鋼框架節(jié)點(diǎn)處一般多為節(jié)點(diǎn)域腹板的失穩(wěn)破壞。

從《抗規(guī)》8.2.5-2條可以看出，公式保證了梁端出鉸后節(jié)點(diǎn)板不發(fā)生剪切失穩(wěn)，從而形成了強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的抗震措施，公式的具體推導(dǎo)可參照文獻(xiàn)[4]第381、382頁(yè)。

另外還需注意的是《抗規(guī)》8.2.5-3條中所示的公式為多遇水準(zhǔn)下的節(jié)點(diǎn)板驗(yàn)算，并非保證中震、大震下的調(diào)整措施，故采用的為設(shè)計(jì)值，而非8.2.5-2條中的標(biāo)準(zhǔn)值。

3）構(gòu)件之間的連接（《抗規(guī)》8.2.8條）

混凝土結(jié)構(gòu)中的梁柱的連接主要是采用鋼筋的錨固與搭接，使梁柱形成整體，故規(guī)范中通過(guò)大量的試驗(yàn)得到相應(yīng)的錨固長(zhǎng)度等連接形式。

對(duì)于鋼框架主要是通過(guò)焊縫與螺栓連接，為此采取相應(yīng)的措施，保證連接不在中震與大震下發(fā)生破壞，例如《抗規(guī)》8.2.8條規(guī)定，采用大于1.0的連接系數(shù)來(lái)保證其中震、大震下的連接性能。

2.1構(gòu)造措施

前面我們已經(jīng)從計(jì)算層次上確定了鋼框架的抗震設(shè)計(jì)思路，即：強(qiáng)柱弱梁-強(qiáng)節(jié)點(diǎn)-強(qiáng)連接，以形成梁較為主的側(cè)移機(jī)構(gòu)，故應(yīng)采取相應(yīng)的構(gòu)造措施以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耗能能力。

1）梁構(gòu)造措施

根據(jù)已有的資料可知，翼緣的寬厚比對(duì)結(jié)構(gòu)的滯回曲線有較大的影響，寬厚比越大其滯回環(huán)的耗能越弱[5]，故應(yīng)對(duì)梁中翼緣的寬度比進(jìn)行相應(yīng)的限制。且隨著板件應(yīng)變的增大，對(duì)翼緣的寬厚比的限制也就越嚴(yán)格。為此《抗規(guī)》8.3.2條中對(duì)梁翼緣以及腹板部分的寬厚比進(jìn)行了限制，且隨著抗震等級(jí)的增加，其限制越小。保證梁端滯回耗能的另一個(gè)重要的措施就是梁受壓翼緣的側(cè)向支撐，以防止其在受壓翼緣屈服后，梁的側(cè)向屈曲發(fā)生。故針對(duì)梁的抗震措施主要包括：板件高厚比、側(cè)向支撐以使梁端的塑性耗能能力得以充分發(fā)揮。

2）柱構(gòu)造措施

柱作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件，首要的目的就是對(duì)柱的長(zhǎng)細(xì)比進(jìn)行限制，以保證其在地震作用下的穩(wěn)定性。

同時(shí)與梁翼緣，柱的板件的寬厚比也必須進(jìn)行限制。但由于在中震及大震下結(jié)構(gòu)主要是梁進(jìn)入塑性，柱端即使是進(jìn)入塑性，其塑性轉(zhuǎn)動(dòng)較梁也是很弱的，故《抗規(guī)》8.3.2條中對(duì)柱中板件的寬厚比等的限值較梁相比是有所放松的。

再一個(gè)措施就是對(duì)受壓翼緣設(shè)置側(cè)向支撐，防止其平面外的屈曲。

3）構(gòu)件之間的連接

如前述，已通過(guò)計(jì)算上的調(diào)整使構(gòu)件之間的連接強(qiáng)度較構(gòu)件高，但還應(yīng)采用相應(yīng)的措施以保證連接的有效性與合理性，對(duì)此，規(guī)范對(duì)構(gòu)件之間的連接部位以及焊縫的形式都作了詳細(xì)的規(guī)定，以使結(jié)構(gòu)在中震、大震下連接區(qū)不先于構(gòu)件屈服破壞，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震是有利的。

小結(jié)：

本文主要針對(duì)現(xiàn)行抗震規(guī)范中鋼結(jié)構(gòu)框架的抗震思路做了相應(yīng)的整理，總體來(lái)說(shuō)與混凝土框架的抗震設(shè)計(jì)思路還是較為一致的。首先采取相應(yīng)的計(jì)算措施來(lái)確定結(jié)構(gòu)整體的耗能機(jī)構(gòu)，然后采用相應(yīng)的構(gòu)造措施來(lái)保證各構(gòu)件延性耗能的實(shí)現(xiàn)，但是由于材料的區(qū)別，規(guī)范對(duì)兩者抗震細(xì)節(jié)處又有所區(qū)別對(duì)待。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010. 北京: 中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010

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篇3

【關(guān)鍵詞】鋼筋；混凝土；框架結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

0.概述

自改革開(kāi)放以來(lái)，特別是上世紀(jì)90年代以后，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)得到了迅速發(fā)展，特別是鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，因?yàn)槠渚哂凶銐虻膹?qiáng)度，良好的延性和較強(qiáng)的整體性，更是廣泛應(yīng)用于地震設(shè)防區(qū)的多高層建筑中。下面就框架結(jié)構(gòu)的一些設(shè)計(jì)理念及常見(jiàn)問(wèn)題與大家共同探討與學(xué)習(xí)。

1.框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路

框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的正確指導(dǎo)思想：（1）塑性效應(yīng)發(fā)生在梁端，底層柱的塑性效應(yīng)較晚形成。（2）梁柱在彎曲破壞前，避免發(fā)生其他形式的破壞，如剪切破壞，粘性破壞。（3）在梁柱破壞之前，節(jié)點(diǎn)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度及變形能力。（4）重視非主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)。

2.重視強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎的設(shè)計(jì)理念

為什么要在這里著重強(qiáng)調(diào)一下呢，通過(guò)去年汶川5.12強(qiáng)震后一些框架結(jié)構(gòu)建筑物的實(shí)際破壞情況我們注意到，柱破壞了建筑物整個(gè)都會(huì)傾覆，而梁破壞則僅是某個(gè)區(qū)域失效，不會(huì)影響全局，柱較之梁破壞的損害更大，這是我們的必須重視的。因此我們?cè)O(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中一定要將這一概念設(shè)計(jì)貫徹下去，首先必須嚴(yán)格控制柱軸壓比，我們目前的計(jì)算均是基于小震下進(jìn)行的，如果小震下柱子軸壓比過(guò)高，則大震下地震力將對(duì)邊柱產(chǎn)生一個(gè)巨大的附加軸力（有文章研究表明約增加30%），則柱子根本不可能有這點(diǎn)安全儲(chǔ)備，在大震即會(huì)破壞，那又何談大震不倒呢？筆者認(rèn)為軸壓比在任何情況下均不宜超過(guò)0.9%。其次我們對(duì)柱斷面及配筋設(shè)置時(shí)應(yīng)分部位處理，建議邊柱，角柱應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)，特別是角柱，建議應(yīng)全柱加密箍筋，且配筋率不宜小于1%所有框架柱，不包括小截面柱，筆者建議縱筋均應(yīng)大于20，且柱筋品種不宜過(guò)多，矩形截面柱盡可能對(duì)稱配筋。而對(duì)梁配筋筆者則建議應(yīng)配足梁中部筋，而支座筋則可通過(guò)調(diào)幅讓其適當(dāng)降低，以使地震作用下能形成梁鉸機(jī)制，防止柱先于梁屈服，使粱端能首先產(chǎn)生塑性鉸，保證柱端的實(shí)際受彎承載力大于梁端的實(shí)際受彎承載力。強(qiáng)剪弱彎是保證構(gòu)件延性，防止脆性破壞的重要原則，它要求人為加大各承重構(gòu)件相對(duì)于其抗彎能力的抗剪承載力，使這些部位在結(jié)構(gòu)經(jīng)歷罕遇地震的過(guò)程中以足夠的保證率不出現(xiàn)脆性剪切失效。對(duì)于框架結(jié)構(gòu)中的框架梁應(yīng)注意抗剪驗(yàn)算和構(gòu)造，使其滿足相關(guān)規(guī)范要求。

3.框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)用軟件（如pkpm）計(jì)算時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

3.1抗震等級(jí)

對(duì)于乙類建筑，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范3.1.322規(guī)定：地震作用應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求，但是抗震措施（主要體現(xiàn)為抗震等級(jí)）在一般情況下，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6度-8度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求。實(shí)際設(shè)計(jì)中經(jīng)常發(fā)生抗震等級(jí)選錯(cuò)的情況，如：位于8度區(qū)的某乙類建筑，應(yīng)按9度由建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范表6.1.2確定，為一級(jí)抗震等級(jí)。

3.2振型組合數(shù)的選取

應(yīng)按以下規(guī)則選取：對(duì)于較高層建筑，當(dāng)不考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí)，振型數(shù)應(yīng)不小于3；當(dāng)振型數(shù)多于3時(shí)，宜取為3的倍數(shù)（由于程序按3個(gè)振型一頁(yè)輸出），但不能多于層數(shù)。當(dāng)房屋層數(shù)不大于2時(shí)，振型數(shù)可取層數(shù)。對(duì)于不規(guī)則建筑，當(dāng)考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí)，振型數(shù)應(yīng)不小于9，但不能超過(guò)結(jié)構(gòu)層的3倍，只有定義彈性樓板且按總剛分析法分析時(shí)，才可以取更多的振型。建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范在條文說(shuō)明中明確指出：振型數(shù)可以取振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量90%所需的振型數(shù)。目前satwe等程序已有這種功能，這是一個(gè)重要指標(biāo)。如：對(duì)于某一建筑，選取的振型數(shù)為15，但振型參與質(zhì)量系數(shù)只有50%，說(shuō)明振型數(shù)取得不夠，可能由于此建筑過(guò)于復(fù)雜或由于某些桿件不連續(xù)導(dǎo)致局部震動(dòng)引起的，應(yīng)仔細(xì)復(fù)核。

3.3結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)

框架結(jié)構(gòu)由于填充墻的存在，使結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度大于計(jì)算剛度，計(jì)算周期大于實(shí)際周期，因此，算出的地震作用效應(yīng)偏小，使結(jié)構(gòu)偏于不安全，因而對(duì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算周期進(jìn)行折減是必要的。折減系數(shù)可根據(jù)填充墻的材料及數(shù)量選取0.7-0.9。

3.4梁剛度放大系數(shù)

SATWE或TAT等計(jì)算軟件的梁輸入模型均為矩形截面，未考慮因存在樓板形成T型截面而引起的剛度增大，造成結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度大于計(jì)算剛度，算出的地震剪力偏小，使結(jié)構(gòu)偏于不安全。因此計(jì)算時(shí)應(yīng)將梁剛度進(jìn)行放大，放大系數(shù)中粱取20、邊梁取1.5為宜。

3.5活荷載的最不利布置

多層框架，尤其是活荷載較大時(shí)，是否進(jìn)行活荷的最不利布置對(duì)計(jì)算結(jié)果影響較大。即使選用程序中給定的梁設(shè)計(jì)彎矩放大系數(shù)，也不一定能反映出工程的實(shí)際受力情況，有可能造成結(jié)構(gòu)不安全或過(guò)于保守。考慮目前的計(jì)算機(jī)計(jì)算速度都比較快，作者建議所有工程都應(yīng)進(jìn)行活荷載的最不利布置計(jì)算。

4.設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的若干問(wèn)題

（1）框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)箍筋配置應(yīng)滿足要求對(duì)于規(guī)范中規(guī)定的框架柱箍筋加密區(qū)的箍筋最小體積配箍率的要求，絕大部分設(shè)計(jì)人員都能給予足夠的重視，但對(duì)于《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）中規(guī)定的”一、二、三級(jí)框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)配箍特征值分別不宜小于0.12、0.10、0.08且體積配箍率分別不宜小于06%0.5%，0.4%。”設(shè)計(jì)中經(jīng)常被忽視，尤其是柱軸壓比不大時(shí)，常常不滿足要求。這一規(guī)定是保證節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)延性的重要構(gòu)造措是、應(yīng)嚴(yán)格遵守。

（2）底層框架柱箍筋加密區(qū)范圍應(yīng)滿足要求建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）中規(guī)定：”底層柱，柱根處箍筋加密區(qū)范圍為不小于柱凈高的l/3”這是新增加的要求，設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)說(shuō)明。

（3）框架梁的縱向配筋率應(yīng)注意《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）中規(guī)定：”當(dāng)框架梁梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時(shí)，梁箍筋最小直徑的數(shù)值應(yīng)比表6.3.3中規(guī)定的數(shù)值增大2/mm。”在目前設(shè)計(jì)中，這一規(guī)定常被忽視，造成梁端延性不足。

（4）框架梁上部縱筋端部水平錨固長(zhǎng)度應(yīng)滿足要求《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）中規(guī)定：”框架端節(jié)點(diǎn)處，當(dāng)框架梁上都縱筋水平直線段錨固長(zhǎng)度不足時(shí)，應(yīng)伸至柱外邊并向下彎折，彎折前的水平投影長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.4LaE.”當(dāng)框架柱截面尺寸小于400×400mm時(shí)，應(yīng)注意梁上部縱筋直徑的選擇，否則這一項(xiàng)要求不容易得到保證。

（5）短柱位置未明確樓梯平臺(tái)梁或者雨篷梁支撐在框架柱上，容易形成短柱，應(yīng)按要求全長(zhǎng)加密箍筋。框架填充墻開(kāi)窗，由于窗臺(tái)處砌體對(duì)框架柱作用，容易形成短柱，也應(yīng)全長(zhǎng)加密。若不加密，可將砌體墻與框架柱設(shè)成柔性連接（如：墻柱之間留有縫隙，填充一些松散材料，但應(yīng)有鋼筋與柱拉結(jié)），或從邊框梁處出挑挑耳，上砌砌體填充墻，消除對(duì)框架柱的作用。

5.總結(jié)

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)雖然相對(duì)簡(jiǎn)單，但設(shè)計(jì)中仍有很多需要注意的問(wèn)題，只有熟練地掌握規(guī)范，并具有良好的結(jié)構(gòu)概念，才能設(shè)計(jì)出既安全又經(jīng)濟(jì)適用的優(yōu)秀作品。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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篇4

關(guān)鍵字：構(gòu)件延性；構(gòu)造措施

中圖分類號(hào)：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1 延性設(shè)計(jì)引論

在地震作用的整個(gè)過(guò)程中，構(gòu)件和結(jié)構(gòu)承載力無(wú)明顯降低的非線性反應(yīng)特性即為延性。延性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是利用結(jié)構(gòu)定位置形成塑性變形來(lái)耗散地震能量，達(dá)到保護(hù)其它構(gòu)件和結(jié)構(gòu)整體的目的。利用結(jié)構(gòu)的延性進(jìn)行鋼筋混凝土房屋的抗震設(shè)計(jì)是一種經(jīng)濟(jì)合理的方法。我國(guó)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》根據(jù)不同抗震等級(jí)規(guī)定不同抗震措施，抗震等級(jí)的劃分反映了不同延性水平的要求。

但實(shí)際工程中，所遇到的問(wèn)題各種各樣，有時(shí)很難使所有構(gòu)件都達(dá)到理想中的延性性能。對(duì)于特殊位置的構(gòu)件，要實(shí)現(xiàn)規(guī)范的相應(yīng)要求，不得不加大構(gòu)件截面、增加配筋及提高承載力。但片面的增大截面可能會(huì)帶來(lái)不利的影響。如柱的軸壓比較大時(shí)，若想使其達(dá)到規(guī)范要求限值，加大截面最為直接，但柱截面加大可能使其在該層內(nèi)形成短柱，又恰恰使其延性降低，諸如此類的問(wèn)題并不少見(jiàn)。

影響構(gòu)件延性的因素很多，實(shí)際并非僅僅是規(guī)范所規(guī)定的內(nèi)容，這說(shuō)明可以采取其它的構(gòu)造措施也同樣可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的延性要求。本文將常見(jiàn)的幾種延性構(gòu)造措施及相關(guān)的設(shè)計(jì)方法加以搜集匯總，以期借鑒選用。

2 構(gòu)件延性構(gòu)造

2.1 框架柱的延性構(gòu)造

2.1.1減小軸壓比[1] [3]

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定了抗震等級(jí)為一、二、三級(jí)的框架柱的軸壓比限值，對(duì)于框架結(jié)構(gòu)分別為：0.65、0.75、0.85。對(duì)于框剪結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)其限值有所不同，主要是考慮了剪力墻在地震作用下分擔(dān)了較多的剪力，使得框架柱的剪應(yīng)力水平得以降低，因此放松了對(duì)于其延性的構(gòu)造要求。當(dāng)然，對(duì)于框支剪力墻結(jié)構(gòu)的框支柱，因其對(duì)于延性的需求更大，所以軸壓比限值又有所降低，體現(xiàn)了對(duì)于框支柱高延性的構(gòu)造要求。因此，為了提高框架柱的延性性能，尤其是首層柱根位置，在條件允許的情況下可以盡量使用強(qiáng)度等級(jí)較高的混凝土材料，也可以在滿足剪跨比大于2的前提下，增加柱截面以減小軸壓比。

2.1.2增大體積配箍率

考慮到箍筋對(duì)框架柱的約束可以使其延性性能得到提高的影響，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》6.3.6條附注3中規(guī)定了在滿足箍筋直徑、間距的要求下可以提高軸壓比限值，這也是提高柱延性的一種措施。

2.1.3加設(shè)芯柱[2]

除此之外，還可以在柱中部設(shè)芯柱，也可以提高軸壓比限值，從而可以起到提高構(gòu)件延性的作用，加設(shè)芯柱的形式可以分以下幾種。

圖2.1 一般配筋核心柱

1）一般配筋核心柱（圖2.1）。

在方形或圓形截面柱內(nèi)配置核心柱，其縱筋不少于原柱截面面積的0.8%。核心柱箍筋可采用普通箍筋或螺旋箍筋，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.3.6附注4要求，滿足上述要求時(shí)，復(fù)合柱的軸壓比限值加0.05。

復(fù)合柱的受壓、受剪承載力可考慮核心柱的貢獻(xiàn)，復(fù)合柱按整體截面考慮抗彎作用，芯柱不考慮抗彎作用。

2）矩形截面復(fù)合柱可采用重疊螺旋箍配筋的核心柱（圖2.2）。

核心柱參與軸心受壓和受剪作用，但不考慮受彎作用。復(fù)合柱按整體截面及核心柱以外配筋進(jìn)行受彎承載力計(jì)算。

圖2.2 重疊螺旋箍核心柱

對(duì)于圖2.2所示的重疊螺旋箍配筋的核心柱塑性鉸區(qū)螺旋箍筋受剪承載力Vs可按下式計(jì)算：

Asp―螺旋箍筋截面面積；

fyh―螺旋箍筋屈服強(qiáng)度；

D’--箍筋內(nèi)直徑；

s--筋旋距；

d--螺旋箍的中心距；

此式不適用于弱重疊（d>1.2r）及小剪跨比的核心柱。復(fù)合柱的抗剪承載力包括核心柱和核心柱以外的柱截面抗承載力。

3）無(wú)間隙螺旋箍（簡(jiǎn)稱NCS）核心單元柱。

無(wú)間隙螺旋箍填充混凝土作為核心單元柱可以很大程度提高柱的抗壓承載能力和延性，對(duì)抗剪承載力也有一定的貢獻(xiàn)，但對(duì)抗彎、抗拉不起作用。NSC的核心混凝土有很高的抗壓強(qiáng)度和變形能力，在高壓應(yīng)力作用下，NSC混凝土壓應(yīng)變可達(dá)6%。NSC對(duì)提高框架柱底部塑性鉸抗震性能十分有利，且不會(huì)引起柱鉸向上轉(zhuǎn)移（圖2.3）。

圖2.3 NSC單元加強(qiáng)柱

試驗(yàn)說(shuō)明壓彎破壞型的柱（D/ h0≥5，h0為柱截面有效高度；D為柱高度）用NSC加強(qiáng)可以使柱的極限側(cè)移角提高一倍，同時(shí)可以降低軸向壓縮變形。在高軸壓比（η=0.8）及側(cè)向力作用下，表現(xiàn)良好的延性，對(duì)小剪跨（h0/D=2.2），則設(shè)NSC與不設(shè)的變形能力差別不大。NSC單元用于框支柱兩端和短肢墻的預(yù)期塑性鉸部位，可以達(dá)到改善抗震性能的作用。

2.1.4鋼管混凝土疊合柱

由柱截面中部鋼管混凝土和鋼管外鋼筋混凝土疊合而成的柱稱為鋼管混凝土疊合柱[5]。疊合柱的優(yōu)點(diǎn)是核心柱采用高強(qiáng)材料可提高柱的受壓受剪承載力，從而減小柱截面。核心柱先期施工，柱后期施工，由于先期施工的核心柱承擔(dān)了大部分豎向荷載，使得后期施工的柱混凝土初始?jí)簯?yīng)力較小，便具有了良好的延性性能。疊合柱的設(shè)計(jì)可參照《鋼管混凝土疊合柱技術(shù)規(guī)程》CECS188:2005。

2.1.5分體柱[2]

在鋼筋混凝土框架中，將短柱設(shè)計(jì)成分體柱后，可以改變短柱的破壞形態(tài)變短柱為“長(zhǎng)柱”，使短柱的破壞形式由剪切型轉(zhuǎn)化為彎曲型，而且由于隔板的約束作用，分體柱在較高軸壓比作用下，可以發(fā)生延性較好的大偏心受壓破壞。因此應(yīng)用分體柱能夠很好地實(shí)現(xiàn)短柱變“長(zhǎng)柱”的設(shè)計(jì)意圖，有效的短柱的抗震性能，使其具有很好的延性（圖2.4）。

圖2.4 分體柱的截面形式

分體柱適用于設(shè)防烈度為7~9度的框架、框剪以及框支結(jié)構(gòu)中剪跨比λ≤1.5的短柱。分體柱的各單元柱可以是方形也可以是矩形截面；單元柱的邊長(zhǎng)不宜小于300mm，單元柱截面的高寬比不宜大于1.5，每個(gè)方向只能分為兩個(gè)單元柱；分縫寬度為10~20mm，隔板宜采用竹膠板；分體柱上下端均應(yīng)留有不小于100mm的全截面過(guò)渡區(qū)。

2.2 框架梁的塑性鉸轉(zhuǎn)移構(gòu)造

按照延性設(shè)計(jì)的思路，框架結(jié)構(gòu)及框剪結(jié)構(gòu)遭受地震作用時(shí)，框架梁作為耗能構(gòu)件首先屈服，實(shí)現(xiàn)對(duì)地震能量的耗散，起到推遲結(jié)構(gòu)整體破壞的作用。按照一般的框架梁構(gòu)造要求，當(dāng)梁進(jìn)入屈服階段時(shí)，首先在梁與柱交接處出現(xiàn)較寬的裂縫，在反復(fù)荷載作用下梁塑性鉸將在接近柱面處形成。

這對(duì)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的約束以及梁筋的錨固都是極為不利的，梁縱筋在節(jié)點(diǎn)內(nèi)的滑移會(huì)降低梁端塑性鉸的耗能能力，因此如將梁的塑性鉸轉(zhuǎn)移離開(kāi)柱面，使節(jié)點(diǎn)區(qū)始終處于彈性狀態(tài)則將大幅度提高框架的抗震能力。因此提出了一種將梁塑性鉸轉(zhuǎn)移的措施[2] [7]（圖2.5）。

該方法是將柱表面位置處的潛在塑性鉸位置重新放置，可采用圖2.5中a、b兩種方式得以實(shí)現(xiàn)，通過(guò)將梁鋼筋切斷或彎折，使柱子表面1-1處梁的鋼筋應(yīng)力不超過(guò)屈服應(yīng)力，而在塑性鉸臨界截面2-2以外，鋼筋應(yīng)力超過(guò)屈服應(yīng)力，以實(shí)現(xiàn)塑性鉸外移。該構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)和作用主要有：

a 梁端塑性鉸轉(zhuǎn)移配筋構(gòu)造一

b 梁端塑性鉸轉(zhuǎn)移配筋構(gòu)造二

圖2.5 轉(zhuǎn)移梁端塑性鉸構(gòu)造

1）防止梁筋在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)滑移，改善節(jié)點(diǎn)在反復(fù)荷載作用下的剛度退化；

2）保證正交梁對(duì)框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的約束作用，從而提高節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的受剪承載力，減少節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的配箍量；

3）轉(zhuǎn)移梁塑性鉸，距柱面的距離要適當(dāng)，太近不解決問(wèn)題，太遠(yuǎn)則難以形成塑性鉸且轉(zhuǎn)動(dòng)量太大，難以保證延性要求。

2.3 其它改善構(gòu)件延性的方法

2.3.1人工開(kāi)縫法

用人工開(kāi)縫的方式改善梁、柱、墻的延性。

1）短梁。剪力墻或框筒結(jié)構(gòu)的連梁等，利用開(kāi)縫將短梁變成長(zhǎng)梁，目前的計(jì)算程序中均可以實(shí)現(xiàn)此種構(gòu)件的模擬分析。

2）短柱[2]。利用開(kāi)豎縫的方式將短柱變成受彎型的長(zhǎng)柱，詳細(xì)構(gòu)造及分析方法見(jiàn)上節(jié)分體柱的相關(guān)內(nèi)容。

3）剪力墻。利用開(kāi)洞可將寬肢墻變成雙肢或多肢墻，之間用連梁連接，提高耗能能力及延性，在目前的結(jié)構(gòu)分析軟件中基本均可以得到較準(zhǔn)確地模擬分析；

其次為在墻上開(kāi)豎縫構(gòu)造[2]，在側(cè)移較小的情況下開(kāi)縫墻具有較大的剛度，在側(cè)移較大的情況下具有較好的延性（圖2.6）。

對(duì)于延性要求較高的部位或工程還可以在豎縫中設(shè)置耗能阻尼器以提高結(jié)構(gòu)的耗能能力。進(jìn)行整體分析時(shí)，可以通過(guò)對(duì)墻體剛度折減進(jìn)行模擬，設(shè)置阻尼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尚應(yīng)根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料進(jìn)行詳細(xì)分析。

圖2.6 帶豎縫剪力墻

參考相關(guān)文獻(xiàn)資料，開(kāi)豎縫墻的初始剛度約等于整體墻的四分之一，整體分析時(shí)層間剪力按其剛度分配。確定出設(shè)計(jì)剪力后，再根據(jù)剪力確定開(kāi)縫率和配筋量，并應(yīng)要求開(kāi)縫墻的抗彎承載力低于其抗剪承載力。設(shè)計(jì)方法可參見(jiàn)文獻(xiàn)[6]。

2.3.2 設(shè)置交叉斜筋法

（1）交叉斜筋用于剪力墻的深連梁及框筒結(jié)構(gòu)的短梁等，可以提高抗剪承載力及變形能力[4]。《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)設(shè)置交叉斜筋或斜撐的混凝土連梁，截面條件由式2.1放寬至式2.2；構(gòu)造要求和計(jì)算方法詳見(jiàn)該規(guī)范11.7.10條相關(guān)規(guī)定[4]。

（2.1）

（2.2）

（2）短柱[2]。在低軸壓比情況下配置交叉斜筋的短柱可以提高抗剪承載力及延性。在高軸壓比（N/bhfc>0.4）時(shí)，除設(shè)置交叉斜筋外尚應(yīng)配置足夠的箍筋來(lái)保證混凝土的良好約束，約束箍筋的最低配箍率可按式2.3計(jì)算：

圖2.7 短柱

（2.3）

（3）梁柱節(jié)點(diǎn)

剪力由斜筋承擔(dān)，箍筋配筋率≥0.3%。

(2.4)

圖2.8 節(jié)點(diǎn)配置斜筋 圖2.9 墻根部配斜筋

（4）剪力墻根部[4] [7]

在剪力墻根部配置交叉斜筋可以控制剪力墻剪切滑移。當(dāng)軸向壓應(yīng)力0.2fc時(shí)，配置斜筋承擔(dān)根部部分剪力。

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求抗震等級(jí)為一級(jí)的剪力墻需驗(yàn)算施工縫處抗滑移，滿足式2.5的要求：

（2.5）

當(dāng)?shù)撞拷孛娌粷M足上式時(shí)，可設(shè)置防滑交叉斜筋。新西蘭Canterbury大學(xué)的試驗(yàn)表明，采用交叉，斜筋承受部分剪力，可以很大程度的改善變形能力，推遲剛度的受剪承載力的退化[7]。參照歐洲規(guī)范及研究成果，每對(duì)交叉斜筋承擔(dān)的剪力Vd按式2.6計(jì)算，抗滑移鋼筋承擔(dān)的剪力系數(shù)β，在7、8度時(shí)取0.3，9度時(shí)取0.5。

（2.6）

抗滑移交叉筋的承載力按下式計(jì)算：

（2.7）

式中：Asd――單根斜筋的截面面積；

Fyd――斜筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

3 結(jié)語(yǔ)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在目前依然是建筑結(jié)構(gòu)的主要形式，尤其是在抗震設(shè)防地區(qū)，其安全性和可靠性除了對(duì)于生命安全有著巨大的影響外，對(duì)震后經(jīng)濟(jì)損失的影響也越來(lái)越大。隨著基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想和方法被廣大設(shè)計(jì)師所接收和采用，對(duì)于混凝土構(gòu)件的延性性能的要求也逐漸明晰。

本文在收集歸納的基礎(chǔ)上對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的框架梁、柱的延性構(gòu)造和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了介紹。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中對(duì)于延性需求較大的構(gòu)件和延性性能較差的構(gòu)件，需要采取特殊的構(gòu)造措施加以改善，以提高其抗震性能，保證結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)明顯的薄弱部位。

參考文獻(xiàn)

[1] GB50011-2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.

[2] 胡慶昌，孫金樨，鄭琪 建筑結(jié)構(gòu)抗震減震與連續(xù)倒塌控制.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007

[3] JGJ3-2010高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

[4] GB50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.

[5] CECS188:2005鋼管混凝土疊合柱技術(shù)規(guī)程. 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2005.

篇5

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；含鋼量；控制；精細(xì)化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1、影響建筑含鋼量控制的因素

含鋼量控制是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作重點(diǎn)，控制不嚴(yán)將直接影響建筑結(jié)構(gòu)性能，降低建筑物整體質(zhì)量。所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定要對(duì)建筑含鋼量作嚴(yán)格控制。結(jié)合以往的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐，驗(yàn)證、討論出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中影響含鋼量控制的因素主要有以下幾種：

1.1建筑物防震等級(jí)不同

不同功能的建筑物，防震等級(jí)也有所不同。而正是因?yàn)榻ㄖ锏姆勒鸩煌栽O(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)建筑物建筑結(jié)構(gòu)，控制其含鋼量時(shí)才會(huì)采用不同的方式與標(biāo)準(zhǔn)。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如果利用防震等級(jí)，或者說(shuō)防震度來(lái)控制結(jié)構(gòu)含鋼量，并進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，那么當(dāng)建筑物防震度達(dá)到8―9度時(shí)，8度建筑物和9度建筑物之間的含鋼量至少相差40―60，差距由此產(chǎn)生。

1.2建筑物凹凸面

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中難免會(huì)遇到凹凸平面，這些平面的凹凸度越大、越復(fù)雜，對(duì)鋼筋的浪費(fèi)程度就越大。所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要盡量減小建筑面的凹凸，保持平面的簡(jiǎn)單、平滑，同時(shí)盡量減小建筑表面面積，以達(dá)到減少鋼筋使用量的目的。從這一點(diǎn)來(lái)看，建筑物或建筑結(jié)構(gòu)表面凸對(duì)含鋼量的多少有一定影響。

1.3建筑材料的使用

理論上來(lái)說(shuō)，建筑物的重量、容積越大，就越浪費(fèi)建筑材料。在科學(xué)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，建筑施工要跟上時(shí)展的腳步，盡量減少大容量、大重量材料的使用，盡可能的將先進(jìn)的輕型材料應(yīng)用到建筑工程中，減少建筑材料的重量，從而達(dá)到從總體上減小建筑物重量的目的。這樣一來(lái)，投入到建筑施工中的鋼筋材料就會(huì)被輕型材料代替，建筑結(jié)構(gòu)含鋼量便能得到很好的控制。

2、剪力墻

（1）由于剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻大部分構(gòu)件為構(gòu)造配筋。對(duì)于構(gòu)造配筋，剪力墻的墻身水平和垂直分布筋宜用一級(jí)鋼筋；墻暗柱縱筋宜采用二級(jí)鋼筋。

（2）構(gòu)造邊緣構(gòu)件的最小配筋應(yīng)按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第7.2.17第3條規(guī)定執(zhí)行，但在縱向鋼筋的直徑上，有些設(shè)計(jì)人員理解有偏差。以抗震等級(jí)為一級(jí)的剪力墻為例，其縱向鋼筋最小值應(yīng)取(0.008Ac，6ø14)中較大值，但并不是要求全部縱向鋼筋均為ø14及ø14以上。正確的理解是結(jié)合本規(guī)范第7.2.17第5條理解為：不少于6ø14的縱向鋼筋。所以應(yīng)允許滿足不少于6ø14的縱向鋼筋后，可有比ø14小的鋼筋存在，這樣剪力墻暗柱的鋼筋可采用較小直徑的鋼筋。

（3）構(gòu)造邊緣構(gòu)件暗柱應(yīng)滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第7.2.17第4條規(guī)定。不考慮體積配箍率。

3、柱

（2）設(shè)計(jì)中應(yīng)通過(guò)混凝土強(qiáng)度等級(jí)的合理確定來(lái)控制柱的截面尺寸和軸壓比，使大部分柱都是構(gòu)造配筋而不是由計(jì)算配筋控制，此時(shí)柱主筋就可以按規(guī)定的最小配筋率選擇主筋規(guī)格。此時(shí)再選用三級(jí)鋼筋，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.3.8條的規(guī)定，其最小總配筋率允許減少0.1%。

（3）柱箍筋的體積配筋率，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.3.12條的規(guī)定，采用高強(qiáng)度的三級(jí)鋼筋比采用低強(qiáng)度的一級(jí)鋼筋體配筋率小，可節(jié)約用鋼量。

（4）框架結(jié)構(gòu)的底層，柱下端截面組合的彎矩設(shè)計(jì)值的增大系數(shù)，按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中6.2.3條的條文說(shuō)明規(guī)定，對(duì)框架-抗震墻結(jié)構(gòu)的框架，其主要抗側(cè)力構(gòu)件為抗震墻，對(duì)其框架部分的底層柱底，可不做要求。

4、梁

（2）框架梁架立筋應(yīng)按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.3.4.1規(guī)定設(shè)置，但應(yīng)注意該規(guī)定沒(méi)有要求梁上部的鋼筋做成通長(zhǎng)筋。《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》編制組發(fā)行的宣貫培訓(xùn)教材寫到“過(guò)去的規(guī)范中，曾規(guī)定沿梁全長(zhǎng)應(yīng)布置貫通梁全長(zhǎng)的鋼筋，這個(gè)規(guī)定是不妥當(dāng)?shù)模紫龋扛摻畹拈L(zhǎng)度有限，不可能貫通全長(zhǎng)，必然會(huì)有接頭，既然要有接頭，就可以分段布置。”這樣我們對(duì)框架梁架立筋可以理解成只要支座負(fù)筋搭接時(shí)滿足抗震設(shè)計(jì)要求即可。所以當(dāng)梁跨度較長(zhǎng)，支座負(fù)筋較大時(shí)，通過(guò)設(shè)置直徑較小的架立筋是完全可行的，并可以節(jié)省含鋼量的。

（2）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第10.2.16條規(guī)定設(shè)置構(gòu)造腰筋。該規(guī)定是為防止有可能在梁側(cè)面產(chǎn)生垂直于梁軸線的收縮裂縫而制定的。所以計(jì)算梁的構(gòu)造腰筋時(shí)，應(yīng)首先扣除現(xiàn)澆樓板厚度，然后滿足構(gòu)造腰筋的間距，最后反算鋼筋直徑。

（3）框架梁的寬度取350應(yīng)謹(jǐn)慎，以避免四肢箍的出現(xiàn)。框架梁的箍筋應(yīng)該進(jìn)一步細(xì)分，不能只取@100，@150，@200幾種間距，可采用@110，@120等。在非加密區(qū)，梁箍筋可以用ø6，只要滿足梁箍筋的配筋率和計(jì)算值即可。

5、板配筋

（1）板的計(jì)算配筋有兩種理論：彈性理論和塑性理論。彈性理論認(rèn)為混凝土為彈性體，按彈性理論的分析方法求解板的內(nèi)力與變形，雙向板按彈性理論設(shè)計(jì)偏于安全。塑性理論認(rèn)為混凝土為彈塑性材料，雙向板是超靜定結(jié)構(gòu)，在受力過(guò)程中將產(chǎn)生塑性內(nèi)力重分布，因此考慮混凝土的塑性性能求解雙向板問(wèn)題，以符合雙向板的實(shí)際受力狀態(tài)，并獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)計(jì)人員擔(dān)心使用塑性理論計(jì)算會(huì)導(dǎo)致樓板出現(xiàn)裂縫。工程實(shí)踐證明：北京市建筑設(shè)計(jì)研究院采用塑性理論計(jì)算已有50年歷史，尚未發(fā)現(xiàn)有因塑性理論計(jì)算方法而發(fā)生安全問(wèn)題。

（2）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第9.5.1條規(guī)定的最小配筋率是對(duì)受力鋼筋的要求。在板的周邊及樓層有高差的部位，按簡(jiǎn)支計(jì)算的板，有些設(shè)計(jì)人員對(duì)板的負(fù)筋按最小配筋率設(shè)置是不必要的，應(yīng)按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第10.1.7條規(guī)定設(shè)置，其配筋小于最小配筋率。

（3）樓板鋼筋一般選用三級(jí)鋼筋，三級(jí)鋼筋比一級(jí)鋼筋和二級(jí)鋼筋價(jià)格高約5%，但其強(qiáng)度比一級(jí)鋼筋和二級(jí)鋼筋分別提高了71.4%和20%。三級(jí)鋼筋的強(qiáng)度價(jià)格比對(duì)一級(jí)鋼筋和二級(jí)鋼筋分別提高了63.8%和14.2%，有關(guān)資料表明：板內(nèi)鋼筋采用三級(jí)鋼筋代替普通鋼筋，用鋼量節(jié)約率可達(dá)20%。

6、基礎(chǔ)

（1）地下室外墻配筋一般為抗裂控制，豎向筋宜采用細(xì)而密的二級(jí)鋼筋。底部配筋過(guò)大還可以通過(guò)在外側(cè)底部1/3高度范圍內(nèi)附加鋼筋解決。地下室外墻的內(nèi)外側(cè)配筋也可不同，迎水面外墻的裂縫控制為0.2，室內(nèi)裂縫控制為0.3。

（2）基礎(chǔ)梁與承臺(tái)相連時(shí)，由于承臺(tái)的影響，基礎(chǔ)梁的跨度不再是兩個(gè)柱之間的跨度。基礎(chǔ)梁上部有荷載時(shí)，基礎(chǔ)梁的跨度應(yīng)按實(shí)際考慮，建議取1.05凈跨；基礎(chǔ)梁上部無(wú)荷載時(shí)，宜按《廣東省地基規(guī)范》（DBJ15-31-2003）第10.5.3.4條考慮承擔(dān)水平拉力，拉力取值為相鄰柱軸力的1/15(7度)或1/10(8度)，同時(shí)滿足最小配筋率的要求。

（3）柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)、墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)：基礎(chǔ)較小時(shí)為構(gòu)造配筋，宜用一級(jí)鋼筋；基礎(chǔ)較大時(shí)多為強(qiáng)度控制，宜用三級(jí)鋼筋。當(dāng)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的邊長(zhǎng)或墻下條形基礎(chǔ)的寬度≥2.5m時(shí)，底板受力鋼筋長(zhǎng)度可取邊長(zhǎng)或?qū)挾鹊?.9倍，并宜交錯(cuò)布置。

結(jié)語(yǔ)

含鋼量是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要指標(biāo)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)綜合性能起著決定性影響。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要全過(guò)程的控制，我們除了要重視大的結(jié)構(gòu)概念和結(jié)構(gòu)體系，在滿足規(guī)范對(duì)前提下進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)，注重細(xì)節(jié)，仔細(xì)推敲，也是降低含鋼量的必要方法。

參考文獻(xiàn)

[1]閏忠明.影響結(jié)構(gòu)用鋼量的因素及一些控制措施[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).2010(11).

篇6

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；抗震概念；實(shí)際設(shè)計(jì)；理解

地震是一種破壞力較強(qiáng)的自然災(zāi)害，主要損害建筑結(jié)構(gòu)，進(jìn)而導(dǎo)致承重構(gòu)件或地基失去作用。現(xiàn)階段，人們還不能深入的認(rèn)識(shí)到地震的損壞機(jī)理，直接影響了抗震計(jì)算的精確性。概念設(shè)計(jì)是一種指導(dǎo)總體方案開(kāi)展的方法，良好的概念設(shè)計(jì)不僅給日后建筑工程結(jié)構(gòu)計(jì)算及工程造價(jià)等奠定基礎(chǔ)，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了抗震設(shè)計(jì)的目的，具有較廣的應(yīng)用意義，必須及時(shí)進(jìn)行分析。

1.建筑抗震設(shè)計(jì)

目前隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)呈現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢(shì)，可利用基于性能結(jié)構(gòu)抗震現(xiàn)場(chǎng)理論、材料抗震模糊可靠度等方法進(jìn)行建筑抗震設(shè)計(jì)。但是建筑地震災(zāi)害依然在反復(fù)發(fā)作，雖然很多建筑設(shè)計(jì)師已經(jīng)認(rèn)識(shí)到以上技術(shù)的局限性，但是由于建筑結(jié)構(gòu)還會(huì)受到地形、規(guī)劃、工程造價(jià)、施工技術(shù)等多方面因素影響，導(dǎo)致“概念設(shè)計(jì)”開(kāi)始被人們重視起來(lái)，并加大了對(duì)其的研究。概念設(shè)計(jì)不僅完善了建筑結(jié)構(gòu)，同時(shí)綜合全面的分析了地震所產(chǎn)生的影響，掌握了地質(zhì)活動(dòng)破壞機(jī)制，并可以綜合全面的了解抗震設(shè)計(jì)規(guī)范與準(zhǔn)則，在長(zhǎng)期實(shí)踐中還可以不斷提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震水平。

2.建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)遵循的原則

2.1建筑選址并確定地基穩(wěn)定條件

合理的規(guī)劃選址已經(jīng)成為建筑設(shè)計(jì)成功的基礎(chǔ)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)整體質(zhì)量具有很大影響。實(shí)際操作中要求規(guī)避地震不利地段，盡量選擇安全穩(wěn)定的建筑場(chǎng)地，如果受各方面因素影響，導(dǎo)致實(shí)際操作中無(wú)法避開(kāi)不利地段，必須結(jié)合實(shí)際情況采取針對(duì)性的措施，提高地基穩(wěn)定性與安全性。現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中明確指出，結(jié)構(gòu)單元中個(gè)別應(yīng)地質(zhì)因素而采用天然地基或樁基的做法不可取，尤其是不允許在地震高發(fā)段建設(shè)建筑物。地震作用力較強(qiáng)，一般會(huì)引起承載力降低或出現(xiàn)基土液化，進(jìn)而影響了地基穩(wěn)定性，容易出現(xiàn)建筑開(kāi)裂、傾斜和倒塌等問(wèn)題。同時(shí)受地震影響所產(chǎn)生的滑坡、泥石流等情況也與建筑選址密切聯(lián)系，保證建筑基礎(chǔ)穩(wěn)定已經(jīng)成為提高抗震力的核心條件。

2.2選擇有利于建筑的立面或平面

為了避免地震發(fā)生時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力集中、扭曲或塑性變形等問(wèn)題，要求建筑平、立面必須合理設(shè)置，一般要求建筑物的平、立面布置對(duì)稱，同時(shí)質(zhì)量和剛度均勻，盡量避免樓蓋錯(cuò)層。實(shí)際操作中可從兩反面操作，一方面，不設(shè)抗震逢，對(duì)建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震分析，了解局部應(yīng)力和變形集中及扭轉(zhuǎn)等的影響，并采取加強(qiáng)措施進(jìn)行處理。另一方面，設(shè)置抗震縫，將建筑物劃分為很多結(jié)構(gòu)單元，可結(jié)合抗震設(shè)防強(qiáng)度、材料種類、結(jié)構(gòu)型號(hào)及單位布置，并留有足夠的寬度，要求伸縮縫與沉降縫滿足防震縫要求。控制好建筑剛度與質(zhì)量變化，各個(gè)樓層不能錯(cuò)層，條件允許時(shí)可在每層設(shè)置防震縫，可根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際情況設(shè)置。一般體型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑必須給其設(shè)置計(jì)算模型，并展開(kāi)抗震分析。

2.3選擇科學(xué)合理的抗震結(jié)構(gòu)體系

抗震結(jié)構(gòu)體系要求從建筑重要程度、房屋高度、地基基礎(chǔ)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及使用等多方面進(jìn)行判斷。通常選擇建筑結(jié)構(gòu)體系時(shí)，必須滿足以下條件：（1）具有詳細(xì)的計(jì)算簡(jiǎn)圖，并有恰當(dāng)?shù)膫鬟f地震途徑；（2）具有較強(qiáng)的強(qiáng)度、耗能及變形能力；（3）設(shè)置多道地震防線，避免部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件對(duì)整體構(gòu)件造成影響；（4）控制好強(qiáng)度與剛度，避免局部形成薄弱部位或者應(yīng)力或塑性變形集中；（5）控制好結(jié)構(gòu)在兩主軸之間的動(dòng)力特性。設(shè)計(jì)構(gòu)件連接時(shí)，要求滿足以下條件：（1）構(gòu)件節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度不能低于連接構(gòu)件強(qiáng)度；（2）裝配結(jié)構(gòu)連接整體性必須得到保證；（3）預(yù)埋件錨固強(qiáng)度不能低于連接構(gòu)件強(qiáng)度。選擇抗震結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，要求滿足以下要求：（1）砌體結(jié)構(gòu)必須結(jié)合施工要求，合理設(shè)置混凝土圈梁與構(gòu)造柱，提高結(jié)構(gòu)抗震水平；（2）設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，要求控制好其尺寸，避免出現(xiàn)局部或整體構(gòu)件失穩(wěn)；（3）混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件必須合理選擇尺寸，配置好箍筋與縱向鋼筋，避免剪切在彎曲前破壞，同時(shí)要求混凝土壓潰先于鋼筋屈服、鋼筋錨固粘接在構(gòu)件破壞前損壞。

2.4計(jì)算校核的必要性

目前計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，而且應(yīng)用范圍較廣，實(shí)際分析中，可應(yīng)用計(jì)算機(jī)相關(guān)軟件完成設(shè)計(jì)與校核。軟件是輔佐校核的工具，實(shí)際操作中為了提高校核效果，必須由具有豐富經(jīng)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)人員分析，同時(shí)掌握軟件的適用范圍、條件、計(jì)算模型等，深入理解設(shè)計(jì)規(guī)范，而且要端正自己對(duì)待工作的態(tài)度，只有如此，才能反復(fù)進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)而將精確校核的計(jì)算結(jié)果成功應(yīng)用到工程項(xiàng)目建設(shè)中。

3.正確處理主體結(jié)構(gòu)與非承重結(jié)構(gòu)的關(guān)系

主體結(jié)構(gòu)與非承重結(jié)構(gòu)關(guān)系的處理已經(jīng)成為抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，具有減少地震損失及避免附加震害的作用。附屬結(jié)果構(gòu)件要求必須與主體結(jié)構(gòu)或錨固穩(wěn)定連接，避免實(shí)際操作中出現(xiàn)設(shè)備損害或砸到人員等問(wèn)題出現(xiàn)。設(shè)置圍護(hù)墻與隔墻時(shí)，必須綜合考核結(jié)構(gòu)抗震所產(chǎn)生的不利影響，避免設(shè)置不恰當(dāng)損害主體結(jié)構(gòu)。例如，廠房柱間或框架填充不完整時(shí)，就會(huì)損壞柱子。此外，吊掛件、裝飾貼面與幕墻均要與主體合理連接，避免地震時(shí)造成人員傷害。

4.控制好材料與施工質(zhì)量

材料選擇與施工質(zhì)量控制對(duì)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有很大作用，不僅提高了施工質(zhì)量，還保證了其他工序的順利開(kāi)展。目前抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已經(jīng)對(duì)材料與施工質(zhì)量提出了要求，必須在設(shè)計(jì)文件中明確，具體操作如下：（1）黏土磚等級(jí)要求不低于MU10，同時(shí)控制好砌筑砂漿強(qiáng)度與等級(jí)，不呢低于M5；（2）混凝土抗震與強(qiáng)度等級(jí)均使用一級(jí)框架梁、柱與節(jié)點(diǎn)，要求不能低于C30，芯柱、基礎(chǔ)與圈梁不應(yīng)低于C30，其他構(gòu)件不能低于C20；（3）混凝土小型砌塊強(qiáng)度控制在MU7.5，要求砌筑砂漿強(qiáng)度在M7.5以上；（4）控制好鋼筋強(qiáng)度，要求縱向鋼筋使用Ⅱ、Ⅲ級(jí)變形鋼筋，箍筋為Ⅰ、Ⅱ熱軋鋼筋，構(gòu)造柱與芯柱使用Ⅰ、Ⅱ級(jí)鋼筋。進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí)，由于實(shí)際設(shè)計(jì)中缺少規(guī)定的鋼筋型號(hào)，使用其他規(guī)格型號(hào)的替代時(shí)，不能使用屈服強(qiáng)度較高的鋼筋替代原始鋼筋。實(shí)際替換中可結(jié)合截面實(shí)際屈服強(qiáng)度合理?yè)Q算，并要求替代后構(gòu)建曲面屈服強(qiáng)度不能超過(guò)原截面屈服強(qiáng)度。此種操作的主要目的是減少了薄弱部位轉(zhuǎn)移，避免了混凝土脆性損壞，如剪切破壞或混凝土壓碎等問(wèn)題。

5.結(jié)語(yǔ)

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)一項(xiàng)較系統(tǒng)的工程，改變以計(jì)算為中心的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)、評(píng)估與校核，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)者多年經(jīng)驗(yàn)與設(shè)計(jì)規(guī)范的結(jié)合，避免了盲目開(kāi)展計(jì)算工作，對(duì)抗震設(shè)計(jì)創(chuàng)造了獨(dú)特的發(fā)展空間，并真實(shí)展現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)情況，進(jìn)而科學(xué)合理的進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。

作者:柴梅卿 單位:國(guó)家林業(yè)局西北林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院

參考文獻(xiàn)

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篇7

關(guān)鍵詞：橋梁；震害；抗震；新技術(shù)

1引言

橋梁作為重要的公共交通設(shè)施，在人們的生活中發(fā)揮著十分重要的作用。我國(guó)屬于地震多發(fā)國(guó)家，在發(fā)生重大災(zāi)難時(shí)，公路、鐵路交通網(wǎng)是挽救人民生命和財(cái)產(chǎn)、進(jìn)行災(zāi)區(qū)重建、減輕次生災(zāi)害的重要交通途徑，橋梁作為公路、鐵路交通網(wǎng)的一部分，不可以在發(fā)生重大災(zāi)難時(shí)阻礙救援工作的順利進(jìn)行，因此做好橋梁抗震設(shè)計(jì)的重要性不言而喻。

2 橋梁的震害原因與分析

2.1 橋梁的震害及特征

對(duì)國(guó)內(nèi)外震害的調(diào)查表明，在過(guò)去的地震中，有許多橋梁遭受了不同程度的破壞，其主要震害有以下幾點(diǎn)：

（1）橋臺(tái)震害。橋臺(tái)的震害主要表現(xiàn)為橋臺(tái)與路基一起向河心滑移，導(dǎo)致樁柱式橋臺(tái)的樁柱傾斜、折斷和開(kāi)裂；重力式橋臺(tái)胸墻開(kāi)裂，臺(tái)體移動(dòng)、下沉和轉(zhuǎn)動(dòng)；橋頭引道沉降，翼墻損壞、開(kāi)裂，施工縫錯(cuò)工、開(kāi)裂以及因與主梁相撞而損壞。

（2）橋墩震害。橋墩震害主要表現(xiàn)為橋墩沉降、傾斜、移位，墩身開(kāi)裂、剪斷，受壓緣混凝土崩潰，鋼筋屈曲，橋墩與基礎(chǔ)連接處開(kāi)裂、折斷等。

（3）支座震害。在地震力的作用下，由于支座設(shè)計(jì)沒(méi)有充分考慮抗震的要求，構(gòu)造上連接與支擋等構(gòu)造措施不足，或由于某些支座型式和材料上的缺陷等因素，導(dǎo)致了支座發(fā)生過(guò)大的位移和變形，從而造成如支座錨固螺栓拔出、剪斷、活動(dòng)支座脫落及支座本身構(gòu)造上的破壞等，并由此導(dǎo)致結(jié)構(gòu)力傳遞形式的變化，進(jìn)而對(duì)結(jié)構(gòu)的其他部位產(chǎn)生不利的影響。

（4）梁的震害。橋梁最嚴(yán)重的震害現(xiàn)象是主梁墜落。落梁主要是由于橋臺(tái)、橋墩傾斜、倒塌，支座破壞，梁體碰撞。

（5）地基與基礎(chǔ)震害。地基與基礎(chǔ)的嚴(yán)重破壞是導(dǎo)致橋梁倒塌，并在震后難以修復(fù)使用的重要原因。地基破壞主要表現(xiàn)為砂土液化、地基失效、基礎(chǔ)沉降和不均勻沉降破壞及由于上承載力和穩(wěn)定性不夠，導(dǎo)致地面產(chǎn)生大變形，地層發(fā)生水平滑移、下沉、斷裂。

2.2 橋梁震害原因分析

橋梁的震害，往往是多種因素綜合作用的結(jié)果，主要有以

下幾方面：

（1）橋臺(tái)或橋墩失穩(wěn)造成的破壞；

（2）砂上液化、地基失效造成的破壞：

（3）地震作用力產(chǎn)生的破壞；

（4）橋梁結(jié)構(gòu)的造型、構(gòu)造或連接措施不當(dāng)而產(chǎn)生的破壞。

3 橋梁抗震的設(shè)計(jì)方法

3.1 常用的抗震方法

增加結(jié)構(gòu)的柔性以延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的自振周期，達(dá)到減小由于地震所產(chǎn)生的地震荷載和增加結(jié)構(gòu)的阻尼或能量耗散能力以減小由于地震所引起的結(jié)構(gòu)反應(yīng)是實(shí)用的抗震方法。當(dāng)前，比較

容易實(shí)現(xiàn)和有效的抗震方法主要有以下幾點(diǎn)。

（1）采用隔震支座。采用減、隔震支座（聚四氟乙烯支座、疊層橡膠支座和鉛芯橡膠支座等）在梁體與墩、臺(tái)的連接處增加結(jié)構(gòu)的柔性和阻尼以減小橋梁的地震反應(yīng)；采用減、隔震支座橋梁結(jié)構(gòu)的梁體通過(guò)支座與墩、臺(tái)相聯(lián)結(jié)，大量的試驗(yàn)和理論分析都表明其聯(lián)結(jié)方式對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)有很大的影響，在梁體與墩、臺(tái)的聯(lián)結(jié)處安裝減、隔震支座能有效地減小墩、臺(tái)所受的水平地震力。

（2）采用隔震支座和阻尼器相結(jié)合的系統(tǒng)。利用橋墩在地震作用下發(fā)生彈塑性變形耗散地震能量以達(dá)到減震的目的，利用橋墩的延性抗震。

（3）利用橋墩延性減震。利用橋墩的延性減震是當(dāng)前橋梁抗震設(shè)計(jì)中常用的方法，橋墩延性減震是將橋墩某些部位設(shè)計(jì)得具有足夠的延性，以便在強(qiáng)震作用下使這些部位形成穩(wěn)定的延性塑性鉸產(chǎn)生彈塑性變形來(lái)延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)周期、耗散地震能量。

3.2 采用減震的新結(jié)構(gòu)

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)在普遍采用的減震新結(jié)構(gòu)，它是在混凝土上包裹型鋼做成的結(jié)構(gòu)。它與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比具有一系列優(yōu)點(diǎn)：其承載力可以高于同樣外形的鋼筋混凝土構(gòu)件承載力一倍以上；具有較好的抗剪能力，延性比明顯高于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；滯回曲線較為飽滿，耗能能力有顯著的提高，從而呈現(xiàn)出良好的抗震性能；能夠隔離、吸收和耗散地震能量，減小橋梁結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，使橋梁的變形限制在彈性范圍，避免由于產(chǎn)生塑性變形而造成累積損傷破壞和永久殘余變形，這大大提高了橋梁結(jié)構(gòu)的安全度；同時(shí)可以節(jié)約材料，降低造價(jià)。

3.3 橋梁抗震設(shè)計(jì)的新方法

（1） Caltrans新抗震設(shè)計(jì)方法

Caltrans對(duì)普通橋梁進(jìn)行了新的分類，其實(shí)也就是增加了橋梁抗震性能準(zhǔn)則的橋梁類型，將普通橋梁分為標(biāo)準(zhǔn)橋梁和非標(biāo)準(zhǔn)橋梁，并將普通橋梁中的標(biāo)準(zhǔn)橋梁和非標(biāo)準(zhǔn)橋梁進(jìn)行了嚴(yán)格的分類，在分類中標(biāo)準(zhǔn)橋梁和非標(biāo)準(zhǔn)橋梁特性不出現(xiàn)沖突。在橋梁抗震設(shè)計(jì)中，為了防止橋梁在地震中發(fā)生倒塌，必須保證橋梁所有結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度或者延性，這些強(qiáng)度包括抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度以及抗剪強(qiáng)度。為了滿足橋梁和延性的需求，Caltrans橋梁抗震設(shè)計(jì)不建議將非彈性設(shè)置全部設(shè)置在混凝土結(jié)構(gòu)上，而建議多設(shè)置在橋柱、橋墩、背墻和側(cè)墻上。

（2） ATC―18聯(lián)邦公路總署推薦標(biāo)準(zhǔn)

ATC通過(guò)對(duì)地震的不斷深入的研究以及對(duì)橋梁設(shè)計(jì)科研新成果的吸收，分析各國(guó)橋梁抗震設(shè)計(jì)方法，尤其是那些地震多發(fā)國(guó)家的橋梁抗震設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)規(guī)范以及技術(shù)規(guī)范，提出了新的橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范，也就是ATC―18聯(lián)邦公路總署推薦標(biāo)準(zhǔn)。ATC―18聯(lián)邦公路總署推薦標(biāo)準(zhǔn)將地震分為兩種情況進(jìn)行考慮，在地震級(jí)別較低時(shí)，保證橋梁只有最小損傷，在地震級(jí)別較高時(shí)，橋梁不能出現(xiàn)倒坍現(xiàn)象，但是允許橋梁出現(xiàn)損傷情況。 ATC―18聯(lián)邦公路總署推薦標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法一方面要求繼續(xù)執(zhí)行現(xiàn)行的AASHTO抗震性能分類，另一方面要求橋梁設(shè)計(jì)要基于位移進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，并有適當(dāng)?shù)姆蔷€性反應(yīng)譜可導(dǎo)出強(qiáng)度和剛度。

4 橋梁抗震設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

（1）橋梁抗震設(shè)計(jì)在多級(jí)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的要求下，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、延性變形、結(jié)構(gòu)控制、結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定也要求在多級(jí)設(shè)防的原則下進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。

（2）對(duì)橋梁抗震性加以分析研究，某類結(jié)構(gòu)不能在地震區(qū)內(nèi)修建。在分析研究原有結(jié)構(gòu)抗震性能的基礎(chǔ)上，應(yīng)提出更能適應(yīng)地震作用的結(jié)構(gòu)型。其次，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)不是被動(dòng)地作為地震作用時(shí)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、變位的驗(yàn)算，而是要從設(shè)計(jì)角度，提高結(jié)構(gòu)的防震能力，要系統(tǒng)考慮結(jié)構(gòu)的行為能力設(shè)計(jì)。

（3）針對(duì)目前大量高架橋倒塌毀壞的教訓(xùn)，必須開(kāi)展對(duì)抗震支座、各種型式橋墩的延性研究，要利用約束混凝土的概念提高它的延性。不但對(duì)鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土，而且對(duì)高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)的延性都需展開(kāi)研究。

（4）結(jié)合我國(guó)國(guó)情，研究結(jié)構(gòu)控制的有效型式，加強(qiáng)抗震措施。必須采用“以柔克剛”的設(shè)想來(lái)考慮地震區(qū)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的出發(fā)點(diǎn)，改變單純的“以剛克剛”的舊傳統(tǒng)設(shè)防觀點(diǎn)。對(duì)地裂、地面鍺動(dòng)、邊坡倒塌、沙土液化時(shí)橋梁結(jié)構(gòu)如何抗震設(shè)防也應(yīng)該作深入的研究。

5 結(jié) 語(yǔ)

在橋梁的抗震減災(zāi)設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的抗震對(duì)策難以確保橋梁在地震中的安全性，采用橋梁減震的新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)勢(shì)在必行，這就要求橋梁施工工作者在施工過(guò)程中多結(jié)合國(guó)內(nèi)外橋梁施工減震抗震的著名案例，將新技術(shù)應(yīng)用于實(shí)踐當(dāng)中，確實(shí)提高橋梁的抗震效果。

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篇8

關(guān)鍵字：幼兒園；抗震；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；

中圖分類號(hào)：TB482.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

工程概況

某幼兒園原設(shè)計(jì)圖紙為2層，設(shè)有十幾個(gè)班級(jí)，擁有日托、全托、親子活動(dòng)中心和10余間幼兒活動(dòng)坊及一個(gè)多功能廳。但因某種原因僅施工完一層就封頂。現(xiàn)根據(jù)建設(shè)方的要求，需增設(shè)一層，由原設(shè)計(jì)二層改為三層。原施工一層，改為三層。

該幼兒園用地為不規(guī)則三角形，建筑布局沿北、東、南三個(gè)建筑用地邊界布局。將日托和全托班布置在北端，使幼兒獲得安靜、安全的環(huán)境條件,通過(guò)連廊接通主入口，整體呈合院形式。為了不使內(nèi)院閉塞，將作為主入口并設(shè)有辦公用房和活動(dòng)中心的南樓與設(shè)有供應(yīng)服務(wù)用房和多間活動(dòng)坊的東樓用連廊連接，利于自然采光通風(fēng)，且對(duì)外聯(lián)系方便對(duì)內(nèi)管理便捷。用地西南部分為幼兒園室外主要游戲場(chǎng)地，空間形態(tài)上向城市開(kāi)放，以突出幼兒園環(huán)境特色。

結(jié)構(gòu)方案

該幼兒園現(xiàn)設(shè)計(jì)建筑總高建筑總高度為13.900m。抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為二組。場(chǎng)地類別為Ⅲ類，建筑抗震設(shè)防類別為重點(diǎn)設(shè)防類，框架抗震等級(jí)為二級(jí)(GB 50223-2008《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》第6.0.8條及GB50011-2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.2條)。按7度采取地震作用，按8度采取抗震措施。根據(jù)建筑的平面布局，原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通過(guò)設(shè)置抗震縫將整個(gè)平面分為幾個(gè)結(jié)構(gòu)單體。A，B，C，D區(qū)均為三層，均采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。A，D區(qū)屋頂為仿民國(guó)建筑風(fēng)格的坡屋頂和老虎窗。建筑三層平面有3 m的懸挑設(shè)計(jì)，對(duì)建筑獨(dú)特的坡屋面懸挑，結(jié)構(gòu)框架梁做了特殊構(gòu)造處理。

B區(qū)部分屋頂選用網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。各分區(qū)之間由框架結(jié)構(gòu)連廊相接。

根據(jù)地勘單位提供的本工程的詳細(xì)勘察報(bào)告，本工程場(chǎng)地地質(zhì)條件復(fù)雜。分布有雜填土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、黃土狀粉土。場(chǎng)地內(nèi)淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層分布范圍較大且不均勻。經(jīng)綜合分析，為了避免可能出現(xiàn)的不均勻沉降對(duì)建筑物外觀產(chǎn)生不利影響，造成使用者心理不適應(yīng)，基礎(chǔ)選用十字交叉條形基礎(chǔ)。

本工程需要特殊處理的部位

3.1 現(xiàn)設(shè)計(jì)與原設(shè)計(jì)的關(guān)系

現(xiàn)設(shè)計(jì)依據(jù)建設(shè)方提供的抗震檢測(cè)報(bào)告，后續(xù)使用年限30年進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在滿足建設(shè)方使用要求及滿足現(xiàn)行規(guī)范的前提下，對(duì)原設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)的梁柱進(jìn)行復(fù)核，發(fā)現(xiàn)不少框架柱、框架梁及部分次梁的配筋不滿足計(jì)算要求。需進(jìn)行加固處理。

3.2 新增加的網(wǎng)殼與框架關(guān)系

建筑設(shè)計(jì)將B區(qū)作為整個(gè)幼兒園的主入口，一層是院長(zhǎng)及教師辦公用房。二層布置有一個(gè)建筑面積約450 m2的多功能廳和多間幼兒活動(dòng)坊。多功能廳平面形狀是一個(gè)橢圓,立面處理上將平面中舞臺(tái)部分的屋頂設(shè)計(jì)為混凝土現(xiàn)澆坡屋面，觀眾席位置的屋頂設(shè)計(jì)為網(wǎng)殼，為了不使網(wǎng)殼與混凝土材料屋面在銜接處暴露構(gòu)造，建筑在整個(gè)網(wǎng)殼設(shè)計(jì)一圈1.1 m高的女兒墻，遮擋住網(wǎng)殼支座。建筑剖面見(jiàn)圖。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)既要滿足女兒墻的砌筑，又要給網(wǎng)殼留出支座位置。由于網(wǎng)殼部分遲于整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)的進(jìn)度，為了保證在后期網(wǎng)殼設(shè)計(jì)施工時(shí)能有足夠的支座調(diào)整余地，結(jié)構(gòu)沿整個(gè)網(wǎng)殼外邊緣設(shè)計(jì)同柱等寬的框架梁并向內(nèi)加寬至600mm。這樣除去200mm寬女兒墻砌筑后，還有400mm的梁寬用于設(shè)置網(wǎng)殼支座，同時(shí)寬梁可以提高圓弧邊梁的抗扭作用。

3.3 坡屋頂?shù)膽姨?/p>

幼兒對(duì)周圍事物天生有一種好奇的探索精神，正是這種心理特征不斷增長(zhǎng)著幼兒的見(jiàn)識(shí)。建筑師通過(guò)搭建閣樓，設(shè)置室內(nèi)的局部樓面下沉來(lái)創(chuàng)造各種趣味空間。在A區(qū)三層建筑平面出現(xiàn)退層，南面成為兒童活動(dòng)的室外花園。為了滿足三層室內(nèi)用房面積，建筑設(shè)計(jì)向北增加3m的懸挑空間，其上部屋頂為兩坡形式，兩個(gè)方向坡屋頂?shù)奈菁咕€不在同一標(biāo)高，給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)沿屋面板設(shè)置折梁造成障礙,同時(shí)建筑要求利用坡屋頂?shù)目臻g設(shè)置局部的夾層，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又無(wú)法設(shè)置屋頂?shù)乃綉姨袅骸?/p>

因此，從A區(qū)剖面圖上可以看到,頂層為跨度7600mm單坡單排框架,向北有3000mm的反向單坡懸挑，屋脊位于柱軸線上。經(jīng)過(guò)與建筑師協(xié)調(diào),在滿足使用空間的條件下將梁底標(biāo)高控制在12.200m,從而保證結(jié)構(gòu)有足夠的平梁段用于設(shè)置水平懸挑梁并能保證懸挑梁的鋼筋錨固。同時(shí)在頂部沿兩個(gè)坡屋面走向設(shè)置300mm×350mm的小梁，一端以框架柱為支點(diǎn)，另一端以框架梁為支點(diǎn)，將屋面荷載傳遞到框架上，這樣處理后整個(gè)框架梁的受力明確且安全可行。框架梁的配筋構(gòu)造詳圖見(jiàn)下圖。

如何加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)

加固部分抗震設(shè)計(jì)結(jié)合國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《混凝土結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造》（總則及構(gòu)件加固）(06SG311—1及《混凝土結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造》（地基基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)加固改造）08SG311—2)，依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50367—2006)，考慮工程實(shí)際情況，進(jìn)行多種技術(shù)方案對(duì)比分析，最終選定能達(dá)到技術(shù)可靠、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量的外粘型鋼加固法。外粘型鋼加固法適用于需要大幅度提高截面承載力和抗震能力的鋼筋混凝土梁、柱結(jié)構(gòu)的加固。采用外粘型鋼加固確實(shí)能很好提高柱的抗震承載能力，能確保梁截面不會(huì)增加較多，也不會(huì)影響室內(nèi)的凈空高度，盡量滿足建筑空間的使用要求。

原設(shè)計(jì)場(chǎng)地類別為Ⅲ類，采用夯實(shí)水泥土樁做地基處理，處理后的地基承載力特征值達(dá)到160kPa，基礎(chǔ)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。增加1層后，原設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)的承載力和地基變形計(jì)算均不能滿足使用要求。考慮原場(chǎng)地地質(zhì)條件不太好，且場(chǎng)地已經(jīng)過(guò)人工擾動(dòng)，綜合各方面因素選定由原柱下獨(dú)立基礎(chǔ)改為采用柱下十字交叉的條形基礎(chǔ)。新舊基礎(chǔ)采用剛接，即新增的條形基礎(chǔ)肋梁既承擔(dān)剪力也傳遞彎矩，結(jié)構(gòu)的整體性能較好，能很好地協(xié)調(diào)本工程的不均勻沉降。

結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代幼兒建筑設(shè)計(jì)不但要為幼兒園展開(kāi)教學(xué)創(chuàng)造良好的條件,更要為幼兒創(chuàng)造一片樂(lè)園。建筑師在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)運(yùn)用各種表現(xiàn)手段創(chuàng)造出一個(gè)天際輪廓線高低錯(cuò)落、建筑體形富于變化的幼兒園。幼兒心理學(xué)和教育心理學(xué)研究表明,幼兒對(duì)周圍世界的認(rèn)識(shí)是通過(guò)與周圍環(huán)境的經(jīng)常接觸而促進(jìn)感覺(jué)、知覺(jué)、注意、記憶、想象、思維、語(yǔ)言等方面發(fā)展的。結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)配合部分網(wǎng)殼可以很好地滿足建筑師的設(shè)計(jì)意圖。當(dāng)用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)處理復(fù)雜的屋頂結(jié)構(gòu)形式時(shí),應(yīng)該盡量簡(jiǎn)化計(jì)算模型,使各構(gòu)件受力明確。

參考文獻(xiàn)

[1]GB50010-2010,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.

[2]GB50011-2010,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范.

篇9

1.建筑設(shè)計(jì)

該小學(xué)主要使用功能為24班制小學(xué)+6班制幼兒園，輔以配套的辦公室、實(shí)驗(yàn)室、合班教室及風(fēng)雨操場(chǎng)等教學(xué)用房，地下一層設(shè)為教師用汽車、自行車停車庫(kù)。

總建筑面積15672m2。其中地上建筑面積12732m2；地下建筑面積2940m2。

建筑功能分區(qū)布置如圖：

根據(jù)建筑功能要求并結(jié)合結(jié)構(gòu)體系布置，該小學(xué)教學(xué)用房共劃為6個(gè)分區(qū)：1區(qū)為四層教學(xué)樓；2區(qū)為一層多功能階梯教室；3區(qū)為三層連廊；4區(qū)為三層教學(xué)綜合樓；5區(qū)為三層幼兒園；6區(qū)為一層風(fēng)雨操場(chǎng)。4、5、6區(qū)下設(shè)一層地下室。

2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1基本情況

六個(gè)分區(qū)中各分區(qū)均以抗震縫分成獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系；其中2區(qū)、6區(qū)為單層框架結(jié)構(gòu)體系，混凝土框架柱，以網(wǎng)架組成屋面空間結(jié)構(gòu)。

2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

2.3.1抗震設(shè)防分類

按照現(xiàn)行《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223-2008要求，該項(xiàng)目屬于“教育建筑中的幼兒園、小學(xué)的教學(xué)用房，其抗震設(shè)防類別應(yīng)不低于重點(diǎn)設(shè)防類”。該規(guī)范第3.0.3-2條明確規(guī)定“重點(diǎn)設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強(qiáng)其抗震措施，同時(shí)應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用”。基于這條規(guī)范的理解為：確定抗震措施時(shí)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)按八度，確定地震作用時(shí)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)按七度。在這里需要注意的是，設(shè)計(jì)中處理此類問(wèn)題不是單純的將本地區(qū)設(shè)防類度的提高，而是應(yīng)該針對(duì)不同構(gòu)造和計(jì)算要求分別對(duì)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)予以調(diào)整。

本例中的地震作用應(yīng)以乙類建筑地震作用取值同本地區(qū)設(shè)防烈度（七度）對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)地震基本加速度，本例取0.10g。抗震措施為除地震作用計(jì)算和抗力計(jì)算以外的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括抗震構(gòu)造措施，抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)按八度。本例中鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力調(diào)整系數(shù)按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010第6.2節(jié)的有關(guān)要求取值，框架的抗震構(gòu)造措施按照設(shè)防烈度八度查得抗震等級(jí)二級(jí)或一級(jí)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。有關(guān)構(gòu)件幾何尺寸的計(jì)算選擇應(yīng)堅(jiān)持貫徹 “強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件”的設(shè)計(jì)理念。

2.3.2水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的確定

2.3.3各分區(qū)框架抗震等級(jí)的確定

1區(qū)、3區(qū)、4區(qū)、5區(qū)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)總高度均未超過(guò)24米，所以按照抗震規(guī)范表6.1.2設(shè)防烈度八度查表，框架抗震等級(jí)確定為二級(jí)；而2區(qū)、6區(qū)為單層單跨框架，限于抗震規(guī)范第6.1.5條“甲、乙類建筑以及高度大于24米的丙類建筑，不應(yīng)采用單跨框架”的規(guī)定，本例的結(jié)構(gòu)方案采用屋面結(jié)構(gòu)為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，可參照抗震規(guī)范第10.2節(jié)有關(guān)規(guī)定按照大跨度屋蓋建筑的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并以大跨度框架確定其抗震等級(jí)，因此查表6.1.2框架柱抗震等級(jí)按一級(jí)設(shè)計(jì)。

2.3.4計(jì)算軟件應(yīng)用中的相關(guān)處理

本實(shí)例采用的結(jié)構(gòu)分析軟件為中國(guó)建筑科學(xué)研究院 PKPM系列軟件（2010年版）。此版本是按照2010版新《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》、2010版新《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、2010版新《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》、2011版新《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范的有關(guān)規(guī)定修改并完善的版本。

2.3.5框架柱軸壓比的控制

篇10

關(guān)鍵詞:主廠房；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震設(shè)防烈度

Abstract: The main building in thermal power plant is a professional intensive, technical difficulty and the key project, while the main factory building structure design is reasonable or not will directly affect the construction quality standards, it has a decisive significance to create the good operation of long-term environmental.

Key words: main building; structure design; seismic fortification intensity

中圖分類號(hào)：TM621

0前言

火力發(fā)電廠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隨著電力建設(shè)事業(yè)的發(fā)展而不斷發(fā)展，經(jīng)歷了各種結(jié)構(gòu)形式的交替發(fā)展。主廠房結(jié)構(gòu)選型不僅要貫徹執(zhí)行電力建設(shè)的基本方針和政策，控制工程造價(jià)，而且要充分結(jié)合2000年示范電廠的設(shè)計(jì)思路，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理；使業(yè)主以合理的投資獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1、主廠房結(jié)構(gòu)型式

主廠房結(jié)構(gòu)型式的選用，應(yīng)本著有利于降低工程造價(jià)、縮短建設(shè)周期、結(jié)構(gòu)美觀、符合環(huán)保且符合使用環(huán)境的原則，力求構(gòu)配件標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，便于工廠化生產(chǎn)；擴(kuò)大干作業(yè)的范圍，能盡早進(jìn)入鍋爐安裝條件；土建安裝各有通道，便于分段流水作業(yè)和連續(xù)施工；在部分機(jī)組投產(chǎn)后，能使施工與生產(chǎn)運(yùn)行各有通道和屏蔽隔離條件。這些是衡量現(xiàn)代大型火電廠高大廠房結(jié)構(gòu)形式及體系合理、先進(jìn)與否的重要標(biāo)準(zhǔn)。

近年來(lái)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)因整體性和抗震性能好使用越來(lái)越廣泛，大型火力發(fā)電廠主廠房中，現(xiàn)澆鋼筋混凝土框結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出較強(qiáng)的優(yōu)越性，但同時(shí)也存在著構(gòu)件斷面大、臨時(shí)設(shè)施多，預(yù)埋件工作量大工種多、消耗較多勞動(dòng)力，工期長(zhǎng)、文明施工難度大等缺點(diǎn)。

2、工程實(shí)例

某電廠裝機(jī)容量為2×300MW燃煤直接空冷機(jī)組，場(chǎng)地面積約為550×350m2。主要設(shè)計(jì)技術(shù)數(shù)據(jù)：基本風(fēng)壓：0.52kN/m2,地面粗糙度：B類，場(chǎng)地土類別：Ⅰ類（主廠房區(qū)域），抗震基本設(shè)防烈度：地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，對(duì)應(yīng)的抗震設(shè)防烈度為6度，地震分組第三組，特征周期為0.45s。

2.1主廠房抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

單機(jī)容量為300MW及以上的重要電廠中的主要生產(chǎn)建（構(gòu)）筑物，相當(dāng)于《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011中的乙類建筑。根據(jù)《火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（2010年7月）報(bào)批稿中第13.1條的要求，對(duì)于主廠房、集中控制樓、煙囪、煙道、碎煤機(jī)室、轉(zhuǎn)運(yùn)站、運(yùn)煤棧橋等建筑的抗震措施設(shè)防烈度應(yīng)提高1度，

而建筑場(chǎng)地為Ⅰ類時(shí)，乙類建（構(gòu)）筑應(yīng)允許按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震構(gòu)造措施。本工程采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)型式，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5011- 2010)6.1.2條，框架抗震等級(jí)應(yīng)為三級(jí)。

2.2 主廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1)主廠房結(jié)構(gòu)型式

本工程主廠房采用汽機(jī)房與煤倉(cāng)間構(gòu)成的現(xiàn)澆鋼筋混凝土多層單跨框排架結(jié)構(gòu)形式。基于對(duì)以往工程的借鑒，考慮到大多數(shù)的(2×300MW)機(jī)組所采用的現(xiàn)澆鋼筋混凝土多層單跨框排架結(jié)構(gòu)形式已趨于成熟，本工程借鑒付諸實(shí)施。

2）主廠房單跨框架結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題

單框架或雙框架結(jié)構(gòu)體系在抗震能力設(shè)計(jì)中，承載能力的設(shè)防和儲(chǔ)備都是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。兩種結(jié)構(gòu)體系的差異體現(xiàn)在強(qiáng)震情況下結(jié)構(gòu)整體的抗震能力，由于結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，個(gè)別構(gòu)件首先出現(xiàn)塑性鉸后，其他相關(guān)構(gòu)件能否承受更多的相互作用。多跨框架結(jié)構(gòu)可以在不均勻性、不同時(shí)性方面提高結(jié)構(gòu)體系的抗強(qiáng)震的能力，單跨框架較差，而多層框排架體系介于它們之間。

《火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(2010年7月)報(bào)批稿第13.1.8條規(guī)定：“發(fā)電廠多層建（構(gòu)）物不宜采用單框架結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用單框架結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)采取提高結(jié)構(gòu)安全度的可靠措施。”這說(shuō)明有條件時(shí)，特別是地處高烈度地震區(qū)時(shí)，盡量不要采用單跨框架的多、高層結(jié)構(gòu)，但并未完全限制單跨框排架的使用，同時(shí)也不應(yīng)該限制。因?yàn)楣に嚨炔贾锰卣鳑Q定了建筑的形式，單跨框排架不得不出現(xiàn)。我們使用時(shí)應(yīng)遵循概念設(shè)計(jì)，采取相應(yīng)的安全措施。

3）采用單跨框架結(jié)構(gòu)計(jì)算分析及構(gòu)造措施

本工程地震動(dòng)峰值加速度為0.05 g，對(duì)應(yīng)的抗震設(shè)防烈度為6度，主廠房區(qū)域場(chǎng)地土類別為Ⅰ類，主廠房采用汽機(jī)房與煤倉(cāng)間構(gòu)成的現(xiàn)澆鋼筋混凝土多層單跨框排架結(jié)構(gòu)形式。依據(jù)抗震規(guī)范要求，主廠房抗震構(gòu)造措施可不提高，仍為6度。考慮到單框架結(jié)構(gòu)應(yīng)提高結(jié)構(gòu)的安全度，設(shè)計(jì)階段在滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定、變形及抗震等的前提下，抗震構(gòu)造措施按7度設(shè)計(jì)，將6度三級(jí)框架改為7度二級(jí)框架，同時(shí)還采取了如加大柱截面，避免“強(qiáng)梁弱柱”問(wèn)題的出現(xiàn)，降低混凝土柱軸壓比，增加構(gòu)件延性等抗震構(gòu)造措施，使結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度、延性和耗能能力。

本工程在設(shè)計(jì)過(guò)程中，詳細(xì)分析了主廠房在工藝布置方案下的受力性能，保證結(jié)構(gòu)在各種不利工況下滿足強(qiáng)度、剛度、變形等要求，運(yùn)用程序進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)計(jì)算和地震分析、驗(yàn)算復(fù)核。對(duì)主廠房采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)方案所可能出現(xiàn)的對(duì)抗震不利的因素進(jìn)行計(jì)算、分析。通過(guò)優(yōu)化層高、斷面，盡可能避免或減少短柱，對(duì)不可避免的短柱通過(guò)采用合理的箍筋形式及配置對(duì)角斜筋來(lái)提高其延性和抗剪能力；通過(guò)合理的工藝布置方案來(lái)避免異型框架節(jié)點(diǎn)；做到結(jié)構(gòu)豎向連續(xù)布置，力求減少各層間剛度的差異，以防形成薄弱層；在滿足工藝要求的同時(shí)使結(jié)構(gòu)盡可能規(guī)則布置，以使整個(gè)結(jié)構(gòu)體系更利于抗震。主廠房設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮汽機(jī)房各層平臺(tái)梁與主廠房A、B 排柱連接后構(gòu)件之間的整體協(xié)調(diào)作用，按實(shí)際剛度計(jì)入現(xiàn)澆和裝配整體式樓（屋）蓋剛度的影響，汽機(jī)房屋面采用鋼屋架加壓型鋼板作底模現(xiàn)澆屋面板，按剛性屋面考慮。采用空間有限元程序進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)計(jì)算和驗(yàn)算復(fù)核，使構(gòu)件斷面選擇合理，并結(jié)合目前成熟的技術(shù)、施工條件，進(jìn)行合理計(jì)算。力求優(yōu)化構(gòu)件尺寸，尋求最佳結(jié)構(gòu)性能，實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)最低、總體進(jìn)度最快的目標(biāo)。

本工程在優(yōu)化梁柱斷面后，適當(dāng)增大了框架的梁柱斷面，降低了軸壓比，提高了結(jié)構(gòu)的安全度，彌補(bǔ)了單框架在強(qiáng)震情況下結(jié)構(gòu)整體的抗震能力差的不足。本工程主廠房B列柱截面適當(dāng)增大為700×1800（800×1800），C列柱截面為700×1600（800×1600），全截面配筋率小于3.0%，軸壓比控制在0.79以下。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》表6.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋的抗震等級(jí)規(guī)定高度大于24 m的框架結(jié)構(gòu)建筑物的抗震等級(jí)為三級(jí)，本工程設(shè)計(jì)時(shí)采用提高一級(jí)即抗震等級(jí)為二級(jí)來(lái)提高安全儲(chǔ)備。

3、總結(jié)

綜上所述，本工程在充分滿足工藝專業(yè)布置的前提下，通過(guò)對(duì)主廠房空間結(jié)構(gòu)計(jì)算及縱、橫兩個(gè)方向的平面結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行內(nèi)力分析，滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、穩(wěn)定、變形及抗震等的計(jì)算要求。利用提高抗震構(gòu)造措施、增大柱截面、降低軸壓比等途徑來(lái)保證結(jié)構(gòu)安全度。故建議本工程主廠房采用汽機(jī)房與煤倉(cāng)間構(gòu)成的現(xiàn)澆鋼筋混凝土多層單跨框排架結(jié)構(gòu)形式。

參考資料：

［1］GB50011-2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010．