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建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)程

前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)程范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)程

建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)程范文第1篇

關(guān)鍵詞:小型火力發(fā)電廠;單跨框架;抗震規(guī)范

一、概述

在2008版的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)在修訂的過程中,對其中的第6.1.5條進(jìn)行了補(bǔ)充,提出了限制單跨框架結(jié)構(gòu)的適用范圍的要求,要求是這樣說的:“……高層框架結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用單跨框架結(jié)構(gòu);多層的框架結(jié)構(gòu)不宜采用單跨框架結(jié)構(gòu)?!倍凇督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)中的第6.1.5條,則提出了比原來更為嚴(yán)格且更為細(xì)致的新要求,規(guī)范中是這樣說的:“……甲類和乙類建筑以及高度大于24米的丙類建筑,不應(yīng)采用單跨框架結(jié)構(gòu),高度不大于24米的丙類建筑不宜采用單跨框架結(jié)構(gòu)?!?/p>

2012年1月4日,國家能源局公布了最新一版的《火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL5022-2012),其中的11.1.8條明確作出了規(guī)定:“發(fā)電廠多層建(構(gòu))筑物不宜采用單跨框架結(jié)構(gòu),當(dāng)采用單跨框架結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)采取提高結(jié)構(gòu)安全度的可靠措施。”

在國內(nèi),小型的火力發(fā)電廠按照傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,大多數(shù)都是使用的單跨框架的結(jié)構(gòu)。如引風(fēng)機(jī)房、110KV配電室,除此之外,轉(zhuǎn)運(yùn)站、煙道和棧橋等大部分常見的火力發(fā)電廠的建(構(gòu))筑物也大多數(shù)都采取的單跨框架的設(shè)計(jì)。仔細(xì)探究《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)當(dāng)中的第6.1.5條,該條條文說明一、二層的連廊(輸煤棧橋、煙道)采用單跨框架結(jié)構(gòu),但是需要強(qiáng)調(diào)的是這些采用單跨框架結(jié)構(gòu)必須注意加強(qiáng)。單跨框排架式主廠房和前面我們所講到的其它的結(jié)構(gòu),我們得出結(jié)論,假如我們嚴(yán)格地按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中的第6.1.5條規(guī)范來執(zhí)行的話,會有很多的傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案不得不做出大范圍的修改。

當(dāng)下,很多專家提出的寶貴意見:在如今的小型火力發(fā)電廠中,甲類和乙類的建筑不能采用單跨框架的結(jié)構(gòu)。這篇論文在依據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的條件下,并結(jié)合小型火力發(fā)電廠的相關(guān)規(guī)范及建(構(gòu))筑物特點(diǎn),提出了不同的觀點(diǎn)。

二、在小型火力發(fā)電廠中使用單跨框架的可靠性

自建國以后,通過很多強(qiáng)震的檢測,使用單跨混凝土框架的醫(yī)院、學(xué)校和房屋等受到了強(qiáng)震較大的破壞,但是工業(yè)廠房卻并非如此,工業(yè)廠房的單跨混凝土框架同其他結(jié)構(gòu)相比,其遭受到的破壞程度顯然要弱得多。

分析這種現(xiàn)象的原因,我們可以發(fā)現(xiàn):在民用的建筑工程中,使用單跨框架結(jié)構(gòu)的時(shí)候,往往會因?yàn)榭刂仆顿Y、房屋設(shè)計(jì)的功能過于明確以及缺失監(jiān)管等方方面面原因,造成了單跨框架結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)不大。然而在工業(yè)廠房的建造過程中,由于工程的設(shè)計(jì)復(fù)雜程度以及該結(jié)構(gòu)在使用過程時(shí)的不確定等各種因素,往往使用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì),并且選擇行業(yè)規(guī)范當(dāng)中要求的廠房設(shè)計(jì)活荷載;這個(gè)活荷載是包絡(luò)荷載,當(dāng)工業(yè)廠房在正常的使用過程中時(shí),通常是不能達(dá)到這個(gè)包絡(luò)負(fù)載的,所以,該單跨框架結(jié)構(gòu)是具有抗震富裕度的。

綜上所述,小型的火力發(fā)電廠建(構(gòu))筑物假如采取恰當(dāng)?shù)目拐鸫胧敲词褂脝慰缈蚣懿⒎遣豢煽?,而且能夠?jīng)受住實(shí)踐的檢驗(yàn)。

三、在小型火力發(fā)電系統(tǒng)中使用單跨框架的合理性

根據(jù)電力行業(yè)所具有的特點(diǎn),并結(jié)合建筑物抗震規(guī)范和與電力行業(yè)相關(guān)的規(guī)范,接下來我們將證明小型火力發(fā)電廠單跨混凝土框架結(jié)構(gòu)使用的合理性。

首先,小型火力發(fā)電廠從工藝布置特點(diǎn)來講大多數(shù)建(構(gòu))筑物采用單跨式布置,布局緊湊、占地面積少,整體造價(jià)低,經(jīng)濟(jì)效果好。若采用多跨式布置,占地面積將大幅度增加;整體造價(jià)高,經(jīng)濟(jì)效果差。

其次,從建筑物抗震規(guī)范所適用的范圍方面來著手,《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)的第6.1.5規(guī)定:甲類和乙類建筑以及高度大于24米的丙類建筑,不應(yīng)采用單跨框架結(jié)構(gòu),高度不大于24米的丙類建筑不宜采用單跨框架結(jié)構(gòu)。

小型火力發(fā)電廠建(構(gòu))筑物如引風(fēng)機(jī)房、110KV配電室、空壓機(jī)房等多為單層、二層廠房,丙類建筑,房屋高度遠(yuǎn)小于24米;建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范也沒有對單跨框架限制措施,故采用單跨框架結(jié)構(gòu)合理可行。

再者,我們從原理方面進(jìn)行分析單跨框架限制。建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范是以增加地震發(fā)生時(shí)候的抗震防線為基礎(chǔ)的。在廣義的對抗震防線的認(rèn)識中,我們會認(rèn)為在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中,結(jié)構(gòu)彎曲的破壞要先于剪切破壞也是一種抗震防線。我們換一種新的思路:以現(xiàn)行抗震規(guī)范作為基礎(chǔ),恰當(dāng)?shù)卦黾涌蚣苤藦澗卦龃笙禂?shù)和柱剪力增大系數(shù)。這樣一來,即便是結(jié)構(gòu)遭到了破壞,首當(dāng)其沖的也將會是梁,它會首先出現(xiàn)塑性鉸以耗能。在同一個(gè)樓層之內(nèi),最起碼能夠做到當(dāng)主要的耗能構(gòu)件產(chǎn)生了屈服后,其余的抗側(cè)力構(gòu)件還能是彈性階段。讓這種“有約束的屈服”能夠保持較長的一段時(shí)間,使得結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力得到保障。

火力發(fā)電廠單跨混凝土框架結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的過程中,柱截面較大,軸壓比較小,在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中,結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)柱弱梁。為了保證在強(qiáng)震作用下柱端不出現(xiàn)塑性鉸,我們可以利用增強(qiáng)抗震構(gòu)造措施來提高單跨框架結(jié)構(gòu)的抗震性能。框架結(jié)構(gòu)震害的嚴(yán)重部位多發(fā)生在框架梁柱節(jié)點(diǎn)和填充墻處,一般是柱的震害重于梁,柱頂?shù)恼鸷χ赜谥?、角柱的震害重于?nèi)柱、短柱的震害重于一般柱。通過對各個(gè)因素的考慮和綜合分析,主要抗震構(gòu)造措施如下:(一)提高框架的抗震等級。(二)調(diào)整單框架結(jié)構(gòu)的布置方案。(三)加強(qiáng)角柱、避免短柱。(四)設(shè)置柱間支撐。

把框架設(shè)計(jì)成延性框架,遵守強(qiáng)柱、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固,框架沿高度不宜突變,避免出現(xiàn)薄弱層,控制最小配筋率,限制配筋最小直徑。構(gòu)造上采取受力筋錨固適當(dāng)加長,節(jié)點(diǎn)處箍筋適當(dāng)加密等措施。

增強(qiáng)抗震構(gòu)造措施、提高抗震等級,單跨框架抗震性能便可以大大提升。

在此我們做一個(gè)補(bǔ)充說明,我們這片論文主要針對的是小型火力發(fā)電廠,而對大型的火力發(fā)電廠,工藝布置十分復(fù)雜,產(chǎn)生類似于短柱和異形節(jié)點(diǎn)等的機(jī)會要比小型火電廠大得多,因此我們建議大型火力發(fā)電廠盡量不要使用單跨框架結(jié)構(gòu)。

總結(jié):通過大量的實(shí)踐,證明在小型火力發(fā)電廠中使用單跨框架結(jié)構(gòu)的可靠性,同時(shí),根據(jù)電力行業(yè)所具有的特點(diǎn),我們也證明了在小型火力發(fā)電廠中使用單跨框架結(jié)構(gòu)的合理性。綜上所述,小型火力發(fā)電廠是可以使用單跨框架結(jié)構(gòu)的,前提是必須采取充分的抗震構(gòu)造措施。

參考文獻(xiàn):

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

[2]DL5022-2012火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].

建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)程范文第2篇

關(guān)鍵詞:異形柱、抗震設(shè)計(jì)、構(gòu)造措施、注意問題

Abstract: combining with the national code, the relevant provisions of the regulations, the structure design of special-shaped columns in frequent questions has summarized and discussed. Reference for design.

Keywords: special-shaped columns and seismic design, structural measures, pay attention to the problem

中圖分類號: TU973+.31文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:

異形柱結(jié)構(gòu)是我國自主創(chuàng)新的一種結(jié)構(gòu)體系,發(fā)展這種結(jié)構(gòu)體系的基本思路就是:以墻體改革促進(jìn)建筑功能的改進(jìn)及建筑結(jié)構(gòu)體系的變革,具體來講,就是根據(jù)建筑設(shè)計(jì)對建筑功能及建筑布置的要求,在結(jié)構(gòu)不同部位采取不同形狀截面的異形柱,異形柱的柱肢厚度及梁寬度與框架填充墻協(xié)調(diào)一致,避免框架柱在屋角凸出而影響建筑觀瞻及使用功能,同時(shí)進(jìn)行墻體改革,采用保溫、隔熱、輕質(zhì)、高效的墻體材料作框架填充墻及內(nèi)隔墻,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燒結(jié)粘土磚,以貫徹國家關(guān)于節(jié)約能源、節(jié)約土地、利用廢料和環(huán)境保護(hù)的政策。

在異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的部分問題如下:

1、設(shè)計(jì)依據(jù)中經(jīng)常漏掉《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ149-2006,異形柱結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求只采用《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》(現(xiàn)澆混凝土框架、剪力墻、梁、板)(11G101-1)圖集,而沒有采用《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)構(gòu)造(一)》(06SG331-1)圖集,這兩本圖集對應(yīng)的對象是不同的,很多地方兩者的規(guī)定也不一樣,如框架頂層端節(jié)點(diǎn)處構(gòu)造要求,柱外側(cè)縱向鋼筋與梁上部縱向鋼筋搭接時(shí),搭接長度在11G101-1中為1.5laE,而在06SG331-1中卻為1.6laE等,故只采用11G101-1會使結(jié)構(gòu)構(gòu)造不滿足規(guī)程要求,造成結(jié)構(gòu)不安全。

2、異形柱結(jié)構(gòu)的柱截面選取中,出現(xiàn)了較多的非異形柱、框架柱的截面形式,如“一”字型柱,“Z”字形柱等,這些都是超出《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ149-2006中2.1.1條的范圍的,使這些非異形柱的設(shè)計(jì)沒有了依據(jù),各個(gè)計(jì)算指標(biāo)又無從控制,如軸壓比等。

3、對存在樓層承載力突變的薄弱層,地震剪力的增大系數(shù)仍按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010中的3.4.4條的要求取1.15,而沒有按《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ149-2006中3.2.5條規(guī)定取1.20,造成該部位地震剪力實(shí)際取值偏小,不符合規(guī)程規(guī)定。

4、對抗震設(shè)防烈度為6度的異形柱結(jié)構(gòu),沒有進(jìn)行地震作用計(jì)算及結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算,仍按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010中3.1.2條的要求僅采取抗震措施,不符合《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ149-2006中4.2.3條的規(guī)定即:抗震設(shè)防烈度為6度、7度(0.1g、0.15g)及8度(0.2g)的異形柱結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行地震作用計(jì)算及結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算。

5、計(jì)算各振型地震影響系數(shù)所采用的結(jié)構(gòu)自振周期,沒有考慮因非承重填充墻體對結(jié)構(gòu)整體剛度的影響予以折減,不符合《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ149-2006中4.3.6條的規(guī)定。

6、對異形柱框架梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的受剪承載力,沒有進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算并提供相應(yīng)的計(jì)算書,不符合《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ149-2006中5.3.1條的規(guī)定。

7、在底層,因建筑功能的需要,造成部分豎向構(gòu)件不連續(xù),該構(gòu)件傳遞給水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力沒有按《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ149-2006中3.2.5條的規(guī)定乘以(1.25~1.5)的增大系數(shù),致使水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件配筋不足。

8、異形柱柱肢或剪力墻平面外梁縱向受力鋼筋水平段錨固長度不滿足0.4laE時(shí),應(yīng)改變結(jié)構(gòu)布置或調(diào)整節(jié)點(diǎn)構(gòu)造,使計(jì)算模型與構(gòu)件的實(shí)際受力相符。

9、在層高范圍內(nèi),沒有要求柱的每根縱向受力鋼筋接頭數(shù)不應(yīng)超過一個(gè)的規(guī)定,不符合《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ149-2006中6.1.5條的規(guī)定。

10、地下室頂板作為嵌固端時(shí),地下室柱宜采用一般框架柱,否則,柱截面每側(cè)的縱向鋼筋面積配置不能達(dá)到地上一層對應(yīng)柱每側(cè)縱筋面積的1.1倍,致使地下一層的柱形成了薄弱部位,造成結(jié)構(gòu)不安全。地上一層柱根即地下室頂處,在四級抗震等級時(shí)箍筋直徑采用6mm

11、在樓梯間處形成的柱凈高與柱肢截面高度之比不大于4的柱,箍筋沒有全高加密,不符合《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ149-2006中6.2.12條的規(guī)定。

12、在異形柱結(jié)構(gòu)的樓梯間、電梯井處,仍布置異形柱,沒有根據(jù)建筑布置及結(jié)構(gòu)抗側(cè)向作用的需要,合理地布置剪力墻或一般框架柱,不符合《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ149-2006中3.1.4條的規(guī)定。

13、在異形柱框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中,將剪力墻全部設(shè)成短肢剪力墻,致使結(jié)構(gòu)布置不合理,這個(gè)問題雖然規(guī)程里沒有明確規(guī)定,但應(yīng)引起足夠的重視。短肢剪力墻承擔(dān)的底部傾覆力矩不應(yīng)大于所有剪力墻承擔(dān)的底部總傾覆力矩的55%。

14、在異形柱框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中,剪力墻之間的連梁箍筋直徑采用6mm的,連梁作為剪力墻的組成部分,其抗震等級應(yīng)和剪力墻一致,而剪力墻的抗震等級按《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ149-2006中3.3.1條的規(guī)定,應(yīng)為三級,而抗震等級為三級的連梁箍筋直徑不應(yīng)小于8mm,故該連梁設(shè)計(jì)不滿足規(guī)程規(guī)定。

15、設(shè)計(jì)異形柱結(jié)構(gòu)應(yīng)慎重使用PKPM計(jì)算軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算,因該軟件對異形柱的計(jì)算公式如《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ149-2006中5.3.2條的計(jì)算公式中的軸壓比影響系數(shù)、翼緣影響系數(shù)、截面高度影響系數(shù)等無從考究,故宜采用符合該規(guī)程規(guī)定的設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)較合理。

異形柱結(jié)構(gòu)是一種新型的結(jié)構(gòu)體系,因成熟經(jīng)驗(yàn)較少,《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010并沒有把該結(jié)構(gòu)體系包括進(jìn)去,而《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ149-2006尚未更新,實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)采用的控制指標(biāo)應(yīng)比《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010規(guī)定的還要適當(dāng)加嚴(yán)。如結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型、結(jié)構(gòu)布置等不能滿足《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ149-2006的基本要求時(shí),應(yīng)慎重使用該結(jié)構(gòu)體系。

參考文獻(xiàn)

1、《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ149-2006,北京:中國建筑工業(yè)出版社。2006.

2、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010,北京:中國建筑工業(yè)出版社。2010.

3、《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》(現(xiàn)澆混凝土框架、剪力墻、梁、板)(11G101-1)中國計(jì)劃出版社。

4、《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)構(gòu)造(一)》(06SG331-1)

建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)程范文第3篇

關(guān)鍵詞:高層建筑;抗震設(shè)計(jì);優(yōu)化;汶川地震

Abstract: as people living standard rise ceaselessly, the acceleration of urbanization, high-rise buildings are applied widely, because of the complexity of the earthquake damage mechanism of the seismic design of high-rise building became difficult and focus. New in our country the code for seismic design of building GB 50011-2010 (hereinafter referred to as the new fight rules) and the concrete structures of tall building technical regulation JGJ 3-2010 (hereinafter referred to as high rules) already are scheduled to December 1, 2010, and October 1, 2011 implementation; Older the code for seismic design of building GB 50011-2001 (hereinafter referred to as the old fight rules) and the concrete structures of tall building technical regulation JGJ 3-2002 (hereinafter referred to as the old high rules) shall be repealed at the same time. New rules to improve the soil liquefaction discrimination formula; Adjusted the earthquake effect of damping coefficient curve, steel structure parameters of damping ratio and bearing capacity of seismic isolation structure adjustment system, the level of shock absorption coefficient calculation to etc. Will the new standard, the relevant clauses of the requirements as a constraint conditions into component optimization design of structure optimization design more close to the engineering practice.

Keywords: high building; Seismic design; Optimization; Wenchuan earthquake

中圖分類號:TU352.1+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:

高層建筑的發(fā)展與城市民用建筑的發(fā)展緊密相連,城市的用地緊張、人口集中以及商業(yè)的激烈競爭,都促進(jìn)了人們對高層建筑的需求。然而我國屬于躲地震國家,還成、唐山、汶川等地震都引發(fā)了國人嚴(yán)重的傷亡及財(cái)產(chǎn)的損失,地震是一種隨機(jī)振動,有著難以把握的不確定性和復(fù)雜性,很難準(zhǔn)確預(yù)測建筑物所遭遇地震的參數(shù)和特性,尤其是高層建筑物,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更是一項(xiàng)復(fù)雜且重大的工程,其設(shè)計(jì)效果將直接影響著高層建筑的經(jīng)濟(jì)合理性、安全性、適用性等,這一難點(diǎn)也早已受到世界各國學(xué)者的廣泛關(guān)注。因此,為了確保高層建筑在罕見的地震中,不出現(xiàn)嚴(yán)重破壞及危機(jī)生命財(cái)產(chǎn)的倒塌現(xiàn)象,文中,筆者結(jié)合建筑抗震設(shè)計(jì)的新規(guī)范,將其規(guī)范約束引入抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)中,以便使結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)更加符合工程要求,不足之處,還望斧正。

1. 高層建筑抗震設(shè)計(jì)的問題

在了解高層建筑抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)之前,必須先了解目前存在的問題,知道問題的所在,才能在具體的設(shè)計(jì)施工中進(jìn)行相應(yīng)改良和優(yōu)化。

1.1高度問題

按照“新抗規(guī)及新高規(guī)”的要求,我國鋼筋混凝土高層建筑的結(jié)構(gòu)類型和最大適用高度應(yīng)符合表-1的要求。對于平面和豎向均不規(guī)則的結(jié)構(gòu),適用的最大高度宜適當(dāng)降低。

表-1 現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋適用的最大高度(m)

由此看來,在一定設(shè)防烈度和一定結(jié)構(gòu)型式下,鋼筋混凝土高層建筑都有一個(gè)適宜的高度。這個(gè)高度同時(shí)也是我國目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、建筑科研水平以及施工技術(shù)水平下較為穩(wěn)妥的,與國內(nèi)整個(gè)土建規(guī)范體系相協(xié)調(diào)的。然而實(shí)際施工中,很多混凝土結(jié)構(gòu)高層建筑的高度超出了規(guī)定的限制。對于這些超高限建筑物,必須采取科學(xué)謹(jǐn)慎的態(tài)度:首先必須有專家論證,其次要有模型振動臺試驗(yàn)。在地震力作用下,超高超限建筑物的變形破壞形態(tài)會發(fā)生很大的變化。因?yàn)殡S著建筑物高度的增加,許多影響因素也將發(fā)生質(zhì)變,一些參數(shù)本身超出了現(xiàn)有規(guī)范的適宜范圍,如延性要求、安全指標(biāo)、荷載取值、材料性能等。

1.2 結(jié)構(gòu)類型和材料選用問題

對于地震多發(fā)區(qū),結(jié)構(gòu)類型及材料的合理選用同樣應(yīng)得到人們的重視。目前我國150m以上的建筑,通常采用框-筒、筒中筒、框架-支撐三種結(jié)構(gòu)類型,這些結(jié)構(gòu)類型與國外其他國家的高層建筑采用的結(jié)構(gòu)類型相一致。高層建筑中,還必須同時(shí)注意結(jié)構(gòu)類型及材料的選用?,F(xiàn)在我國鋼材生產(chǎn)數(shù)量已較大,建筑鋼材的類型及品種也在逐步增多,鋼結(jié)構(gòu)的加工制造能力已有了很大提高,因此在有條件的地方,建議盡可能采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土(柱)結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu),以減小柱斷面尺寸,并改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。在超過一定高度后,由于鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小而且較柔,為減小風(fēng)振需要采用混凝土材料,鋼骨(鋼管)混凝土,通常作為首選。

2.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的優(yōu)化策略

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,可從建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性、建筑結(jié)構(gòu)體系選擇等方面入手,在抗震與消震結(jié)合的基礎(chǔ)上,建立設(shè)計(jì)地震力與結(jié)構(gòu)延性要求相互影響的雙重設(shè)計(jì)方法和指標(biāo),直至進(jìn)一步通過一些結(jié)構(gòu)措施來減震,即減小結(jié)構(gòu)上的地震作用,使得建筑在地震中有良好而經(jīng)濟(jì)的抗震性能。

2.1 選擇合理的建筑結(jié)構(gòu)體系

高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵,結(jié)構(gòu)方案是否合理,對經(jīng)濟(jì)型和安全性起決定的作用。結(jié)構(gòu)平面形體(即建筑平面形狀和立面、豎向剖面的變化)宜簡單、規(guī)則,質(zhì)量、剛度和承載力分布宜均勻。首先,建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確的計(jì)算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑;其次,結(jié)構(gòu)體系盡可設(shè)置多道抗震防線,并應(yīng)考慮某一防線被突破后,引起內(nèi)力重分布的影響。第三,結(jié)構(gòu)應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性及耗能等方面的性能,主要耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當(dāng)?shù)膭偠?,承受豎向荷載的主要構(gòu)件不宜作為主要的耗能構(gòu)件,同一樓層內(nèi)宜使主要耗能構(gòu)件屈服后,其他抗側(cè)力構(gòu)件仍處于彈性階段,使‘有約束屈服’保持較長階段,保證結(jié)構(gòu)的延性和抗倒塌能力。第四,合理的布置抗側(cè)力構(gòu)件,減少地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。結(jié)構(gòu)剛度、承載力沿房屋高度宜均勻、連續(xù)分布,避免造成結(jié)構(gòu)的軟弱或薄弱部位。第五,框架抗震設(shè)計(jì)應(yīng)遵守“強(qiáng)柱弱梁,更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)”、“強(qiáng)剪弱彎”的原則。

2.2 必須重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)重視其平面、立面和豎向剖面的規(guī)則性對抗震性能和經(jīng)濟(jì)合理性的影響,宜擇優(yōu)選用規(guī)則的形體,其抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置宜規(guī)則對稱、側(cè)向剛度沿豎向宜均勻變化、豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小,避免側(cè)向剛度和承載力突變。結(jié)構(gòu)的規(guī)則性主要體現(xiàn)在以下幾方面:

2.2.1高層建筑豎向抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)連續(xù),側(cè)向剛度應(yīng)均勻,樓層承載力不應(yīng)突變。這里主要是指主體結(jié)構(gòu)的層剪切剛度不要突變,這種均勻的高層建筑結(jié)構(gòu)可以避免因薄弱層的破壞而引起的結(jié)構(gòu)整體破壞,尤以強(qiáng)震區(qū)的高層建筑結(jié)構(gòu)需特別注意。

2.2.2 高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向的剛度要比較接近、變形特性要比較相近。這是因?yàn)閷?shí)際的高層建筑結(jié)構(gòu)都是i維的,實(shí)際的地震作用、風(fēng)荷載具有任意的方向性,高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向的剛度比較均勻,就能具有比較良好的抗震、抗風(fēng)性。

2.2.3 高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置,應(yīng)注意同一主軸方向各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度盡量均勻,應(yīng)避免在主體結(jié)構(gòu)的布置中設(shè)置一、二片剛度特別大而延性較差的結(jié)構(gòu),如長窄的實(shí)體剪力墻。此時(shí),即使結(jié)構(gòu)仍滿足對稱性和剛度的要求,但由于個(gè)別結(jié)構(gòu)剛度巨大,地震發(fā)生時(shí),將首先吸收極大的能量,應(yīng)力特別集中,容易首先導(dǎo)致破壞,從而引起整體結(jié)構(gòu)的破壞。同一主軸方向的各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度均勻,水平荷載作用下應(yīng)力分布將比較均勻,有利于結(jié)構(gòu)抗震延性的實(shí)現(xiàn)。

3. 結(jié)語

隨著建筑高度的不斷增加,影響建筑抗震設(shè)計(jì)要求的因素也日趨多元化,因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須綜合考慮各種因素,使結(jié)構(gòu)具有更適宜的剛度、足夠的強(qiáng)度以及良好的延性,以便達(dá)到科學(xué)經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn):

[1] 王麗麗,王潔茹.高層抗震的概念優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),2009,27(2):50-52.

[2] GB50011―2001,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] GB50011―2010,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] JGJ 3―2002,高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].

[5] JGJ 3―2010,高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].

[6] 羅福午.建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量監(jiān)督與控制[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007.

[7] 張相庭.高層建筑抗風(fēng)抗震設(shè)計(jì)計(jì)算[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007.

建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)程范文第4篇

關(guān)鍵詞:混凝土柱實(shí)腹鋼梁;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類號:U445.47+2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

1工程概況

某復(fù)合材料廠房建筑面積為1.56萬m2,廠房采用混凝土柱實(shí)腹鋼梁結(jié)構(gòu),鋼梁與混凝土柱通過鉸接支座連接。廠房柱高為10m,柱距為6.5m,局部抽柱,廠房柱網(wǎng)為(4x20m)x(30x6.5m)。廠房屋面為結(jié)構(gòu)找坡,坡度3%,廠房共設(shè)置起重量為5t的橋式吊車共8臺,廠房縱向設(shè)置三道柱間支撐。鋼梁采用焊接H型鋼,Q345B,鋼梁主要截面:H600x220x8x12,H(600-780)x220x8x12。該廠房屋面為輕型屋面,廠房外墻為壓型鋼板、保溫板組成的復(fù)合板材。廠房效果圖見圖1。

圖1 廠房效果圖

結(jié)構(gòu)主要設(shè)計(jì)參數(shù):該廠房位于江蘇省鎮(zhèn)江市,建筑物的安全等級為二級;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年;基本風(fēng)壓:0.40kN/m2,地面粗糙度為B類;基本雪壓:0.35kN/m2(設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期50年);抗震設(shè)防烈度7度,設(shè)計(jì)地震分組為第一組,設(shè)計(jì)地震加速度為0.15g;建筑場地類別III類;多遇地震場地設(shè)計(jì)特征周期為0.45s;抗震設(shè)防類別為丙類。

2廠房方案比較

本廠房為輕屋蓋廠房,屋面恒載為0.45 kN/m2,考慮到廠房跨度較小為20m,屋面恒載較小,柱距為6.5m??紤]到項(xiàng)目成本控制,設(shè)計(jì)過程中本廠房進(jìn)行了門式剛架結(jié)構(gòu)和混凝土柱實(shí)腹鋼梁結(jié)構(gòu)體系的方案比較。門式剛架結(jié)構(gòu)的用鋼量約為55kg/m2,混凝土柱實(shí)腹鋼梁結(jié)構(gòu)的用鋼量僅為20 kg/m2,混凝土柱為C30鋼筋混凝土336 m3。因此混凝土柱實(shí)腹鋼梁的方案經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)高于門式剛架結(jié)構(gòu)。混凝土柱實(shí)腹鋼梁結(jié)構(gòu)典型剖面圖見圖2。

圖2 實(shí)腹鋼梁典型剖面圖

3廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

混凝土柱實(shí)腹鋼梁結(jié)構(gòu)為近幾年出現(xiàn)的新的結(jié)構(gòu)形式,我國沒有針對此類結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)規(guī)范。該類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能否按照《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行設(shè)計(jì),能否按照上述規(guī)程選取設(shè)計(jì)參數(shù)。

1. 鋼梁腹板的高厚比控制

《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》6.1.1.1條規(guī)定鋼梁的腹板高厚比不應(yīng)大于250(235/fy)1/2,設(shè)計(jì)鋼梁截面為H(600-780)x220x8x12,鋼梁腹板最大高厚比為94.5,滿足《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》,但不滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》?;炷林鶎?shí)腹鋼梁結(jié)構(gòu)嚴(yán)格意義上不能按照門式剛架體系進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(2010版)9.2.14第2款,輕型屋蓋廠房,塑性耗能區(qū)板件的寬厚比限值可根據(jù)其承載力的高低按性能目標(biāo)確定。參考?xì)W、日、美等國家的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,根據(jù)實(shí)際工程的計(jì)算分析發(fā)現(xiàn),可采用性能化設(shè)計(jì)按照“高延性、低彈性承載力”和“低延性、高彈性承載力”的抗震思路來確定板件的寬厚比,即當(dāng)構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定的承載力均滿足高承載力(兩倍多遇地震作用下的承載力,γGSGE+γEh2SE≤R/γRE)時(shí),可采用《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》彈性設(shè)計(jì)階段的板件寬厚比要求進(jìn)行控制。混凝土柱實(shí)腹鋼梁體系設(shè)計(jì)過程中需要按兩倍多遇地震組合進(jìn)行計(jì)算,鋼梁應(yīng)力在兩倍多遇地震組合作用下應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過計(jì)算該復(fù)材廠房鋼梁應(yīng)力比為0.91,滿足設(shè)計(jì)要求,因此可按鋼結(jié)構(gòu)彈性設(shè)計(jì)階段板件高厚比控制。

針對輕型屋蓋結(jié)構(gòu)的混凝土柱實(shí)腹鋼梁結(jié)構(gòu),屋面荷載較小,地震作用小,同時(shí)實(shí)腹鋼梁不是抗側(cè)力構(gòu)件。需對該結(jié)構(gòu)體系的鋼梁進(jìn)行兩倍多遇地震組合的補(bǔ)充計(jì)算。綜上,混凝土鋼梁結(jié)構(gòu)廠房實(shí)腹鋼梁的高厚比控制,應(yīng)該綜合考慮屋面荷載大小,設(shè)防烈度情況以及鋼梁的跨度。

2. 超長廠房溫度伸縮縫的設(shè)置

本工程主廠房排架結(jié)構(gòu)長度195m,超過《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》8.1.1條100m的要求。但考慮廠房外墻為壓型鋼板、保溫板組成的復(fù)合板材,設(shè)計(jì)過程中我們在廠房縱向未設(shè)置溫度縫。設(shè)計(jì)中對廠房柱縱向溫度的作用進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)溫度計(jì)算結(jié)果增大柱弱軸方向縱向受力配筋的配置。

3. 混凝土柱頂縱向系桿的設(shè)置

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》9.1.24條規(guī)定,8度時(shí)跨度不小于18m的多跨廠房中柱和9度時(shí)多跨廠房各柱,柱頂宜設(shè)置通長水平壓桿,此壓桿可與梯形屋架支座處通長水平系桿合并設(shè)置。該廠房位于江蘇省鎮(zhèn)江市,抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計(jì)中采用鋼梁間壓桿兼做柱頂壓桿,鋼梁間壓桿標(biāo)高比柱頂標(biāo)高高380mm,用梁間壓桿兼作柱頂壓桿滿足規(guī)范要求。當(dāng)廠房設(shè)防烈度為8度及以上時(shí),柱頂設(shè)置壓桿會使結(jié)構(gòu)體系整體性增強(qiáng),有利于結(jié)構(gòu)抗震。

4結(jié)論

混凝土柱實(shí)腹鋼梁結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性能較好,適宜于中等跨度、輕型屋面、地震烈度較低地區(qū)的工業(yè)廠房。該類廠房設(shè)計(jì)實(shí)腹鋼梁腹板高厚比要求除應(yīng)滿足《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的要求外,鋼梁應(yīng)進(jìn)行兩倍多遇地震組合作用下的補(bǔ)充計(jì)算。對于輕質(zhì)外墻的廠房,當(dāng)廠房縱向長度較長時(shí),可以通過增強(qiáng)鋼筋混凝土柱弱軸兩側(cè)鋼筋的方法抵抗廠房的縱向溫度應(yīng)力,以實(shí)現(xiàn)廠房縱向不設(shè)置溫度縫的目的。

參 考 文 獻(xiàn):

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

[2] GB 50009-2012 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[s].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010。

[3] CECS 102:2002門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程

[4] GB50010-2010 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[s].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010。

作者介紹:姓名 徐清奎

工作單位 中國航空規(guī)劃建設(shè)發(fā)展有限公司

建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)程范文第5篇

關(guān)鍵詞:不規(guī)則;單榀框架;軸壓比;彈性層間位移角;層間承載力比

Abstract: The design of building structure for structure reliability degree, design calculation, reinforcement construction requirements are very high, especially for the seismic and structural integrity, the rule requires higher. Industrial buildings due to the use of functional requirements, structural layout are unreasonable, such as floors, floor openings is not uniform, so often irregular structure. At design time, difficulty, need to focus on follow the norms and bold and flexible to solve some of the structure scheme, according to the calculated results, according to the specific provisions of the conditions do not meet the standard, adopting relevant measures, in order to meet the design specifications and technical requirement.

Key words: irregular; single frame; axial compression ratio; elastic inter-story displacement angle; interlayer bearing capacity ratio

中圖分類號:TU972 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:

0引言

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,框架的傳力路線應(yīng)簡捷明了。在荷載作用下,結(jié)構(gòu)的傳力路線越短、越直接,結(jié)構(gòu)的工作效能越高,工程造價(jià)也越少;從力學(xué)觀點(diǎn)看,框架平面布局中,盡量使柱網(wǎng)按開間等跨和進(jìn)深等距布置,這樣可以相應(yīng)減少邊跨柱距,也可以充分利用連續(xù)梁的受力特點(diǎn)以減少結(jié)構(gòu)中的彎距,可以使各跨梁截面趨于一致,從而提高結(jié)構(gòu)的整體剛度。

但是對于工業(yè)建筑來說,為滿足工藝設(shè)備布置的要求,結(jié)構(gòu)層高往往不均勻,甚至可能相差幾倍,有時(shí)由于場地條件制約,投資成本考慮,結(jié)構(gòu)方案經(jīng)常會布置成豎向和平面均不規(guī)則的框架結(jié)構(gòu)。因此,在抗震烈度較高的地區(qū),對于不規(guī)則框架結(jié)構(gòu)梁、柱的布置,特別是框架柱截面大小是否仍由軸壓比控制,需根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行計(jì)算分析。

1工程概況

越南位于東南亞熱帶季風(fēng)區(qū)。年平均氣溫23.0℃,平均相對濕度85.0%,主導(dǎo)風(fēng)向是東北和西南,平均風(fēng)速3.7m/s,年平均降雨1700.0mm。

本次設(shè)計(jì)內(nèi)容為石灰石制漿及石膏脫水樓框架,采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),框架抗震等級為二級,抗震設(shè)防類別為丙類,抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計(jì)基本地震加速度0.15g,特征周期0.55s,環(huán)境類別為二a類,混凝土耐久性要求:最大水澆比0.50。場地類別為III類,基本風(fēng)壓W=1.25kN/m2。

石灰石制漿及石膏脫水樓為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑,該建筑為三層,局部四層,建筑高度30.0m。建筑內(nèi)部設(shè)二部樓梯并通至屋頂,一層層高10.000m,二層層高6.000m,三層層高8.000m,四層層高6.000m。一層設(shè)球磨機(jī)房、石膏庫,二層設(shè)石灰石旋流器室、皮帶輸送機(jī)房,三層設(shè)有真空皮帶脫水機(jī)房,四層設(shè)石膏旋流器等,結(jié)構(gòu)布置見圖1~圖4。

圖1 石灰石制漿及石膏脫水樓柱布置圖

圖2 10.000m層模板圖

圖3 16.000m層模板圖

圖4 24.000m層模板圖

2計(jì)算分析

2.1結(jié)構(gòu)方案分析

2.1.1凹凸不規(guī)則

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5011-2010)第3.4.3條規(guī)定:平面凹進(jìn)的尺寸,大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%,定義為凹凸不規(guī)則。

由框架平面圖可以看出,凹進(jìn)尺寸為9m/18m=50%>30%,屬于凹凸不規(guī)則。

2.1.2單跨框架

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5011-2010)第6.1.5條規(guī)定:甲類、乙類建筑以及高度大于24米的丙類建筑,不應(yīng)采用單跨框架結(jié)構(gòu)。

由框架平面圖6-8軸線/B-C軸線可以看出,屬于單榀框架。

2.1.3軸壓比

軸壓比指柱的組合軸壓力設(shè)計(jì)值N與柱全截面面積A和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc乘積之比值,即軸壓比為N/fcA。限制軸壓比來保證結(jié)構(gòu)的延性。首層較高,為10m,在計(jì)算時(shí),需注意柱截面是由軸壓比控制還是層間位移比控制。

2.1.4豎向規(guī)則性

《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50023-2009)第x.x.x條規(guī)定:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)樓層現(xiàn)有受剪承載力應(yīng)按下式計(jì)算,此參數(shù)限制結(jié)構(gòu)的豎向布置規(guī)則性,可以用來判斷薄弱層。

Fy = ΣFcy + 0.7ΣFmy + 0.7ΣFwy

式中:Fy為樓層現(xiàn)有受剪承載力;

ΣFcy為框架柱層間現(xiàn)有受剪承載力之和;

ΣFmy為磚填充墻框架層間現(xiàn)有受剪承載力之和;

ΣFwy為抗震墻層間現(xiàn)有受剪承載力之和。

2.1.5層間位移角

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5011-2010)第5.5.1條規(guī)定:層間位移角按彈性方法計(jì)算的樓層層間最大位移與層高之比計(jì)算,用來限制正常使用下的水平位移,確保結(jié)構(gòu)有足夠的剛度。

本次設(shè)計(jì)層高較高,且分布不均勻,計(jì)算時(shí)需注意此參數(shù)是否滿足規(guī)范限值1/550。

2.2PKPM計(jì)算模型建立與參數(shù)選取

2.2.1振型的選取

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)第5.1.13-2條規(guī)定:抗震計(jì)算時(shí),宜考慮平扭藕聯(lián)計(jì)算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),振型數(shù)不宜小于15,且計(jì)算振型數(shù)應(yīng)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%。

振型組合數(shù)是軟件在做抗震計(jì)算時(shí)考慮振型的數(shù)量。該值取值太小不能正確反映模型應(yīng)當(dāng)考慮的振型數(shù)量,使計(jì)算結(jié)果失真;取值太大,不僅浪費(fèi)時(shí)間,還可能使計(jì)算結(jié)果發(fā)生畸變。本次建模振型取15個(gè),X方向的有效質(zhì)量系數(shù)為99.64%,Y方向的有效質(zhì)量系數(shù)為99.43%,滿足要求。

2.2.2層高的確定

第一層計(jì)算層高12m(基礎(chǔ)頂標(biāo)高為-2.000m),初步計(jì)算后,Y方向?qū)娱g位移角1/550無法滿足要求,主要原因就是層高較高,且單榀框架,抗震不利,采取的措施是在6.300標(biāo)高處,增加了一層外框架梁,減小層高,且增大剛度,并且將框架平面圖6-8軸線/B-C軸線中,Y方向的梁截面加大,且調(diào)整次梁的設(shè)置方向,將初次建模X方向設(shè)置的次梁調(diào)整成Y方向設(shè)置。經(jīng)計(jì)算,層間位移角滿足規(guī)范要求。

2.2.3單榀框架柱截面尺寸的確定

框架平面圖6-8軸線/B-C軸線的柱截面,初算時(shí)取的柱截面面積為750×1050,由計(jì)算結(jié)果,發(fā)現(xiàn)柱子軸壓比很小,最大約0.3,但是層間位移角最不利的為1/543,不滿足規(guī)范規(guī)定小于等于1/550的要求。初步分析原因是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)方案的凹凸不規(guī)則和單榀框架的扭轉(zhuǎn),豎向構(gòu)件的剛度不滿足,因此需要增加柱截面面積;柱配筋也較大,初步分析原因是因?yàn)榭拐鹪O(shè)防烈度較高,且場地類別為III類,由水平地震力和風(fēng)荷載引起的的彎矩較大的原因。

綜合考慮安全性及經(jīng)濟(jì)性,最終確定柱子大小為750×1250,經(jīng)計(jì)算,最不利層間位移角為1/551,恰好滿足規(guī)范規(guī)定的1/550的要求。

2.2.4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,因此本工程結(jié)構(gòu)的計(jì)算周期折減系數(shù)選取了0.9。

2.2.5梁剛度放大系數(shù)

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)第5.2.2條規(guī)定:

SATWE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。按照技術(shù)規(guī)程的規(guī)定,本工程計(jì)算時(shí)將梁剛度放大,放大系數(shù)中梁取2.0、邊梁取1.5。

2.2.6抗震構(gòu)造措施提高一級

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5011-2010)第3.3.3條規(guī)定:場地類別為III類時(shí),設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15g的地區(qū),宜按設(shè)防烈度8度(0.2g)的要求采取抗震構(gòu)造措施。

按此要求,本次設(shè)計(jì)抗震構(gòu)造措施需提高一級。

2.3計(jì)算成果分析

2.3.1柱軸壓比

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5011-2010)第6.3.6條規(guī)定:

根據(jù)SATWE計(jì)算結(jié)果可以看出,柱軸壓比最大為0.33,遠(yuǎn)小于0.75,滿足要求。

2.3.2樓層抗剪承載力、承載力比值分析

分析過程見表1。

表1樓層抗剪承載力、承載力比值表

注:Ratio_Bu為層間承載力比。

X方向最小樓層抗剪承載力之比: 0.75 層號:1 塔號:1

Y方向最小樓層抗剪承載力之比: 0.94 層號:1 塔號:1

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5011-2010)第3.4.4條規(guī)定:

根據(jù)分析,滿足不小于相鄰上一樓層65%的要求,說明對結(jié)構(gòu)方案分析及建模過程中采取的調(diào)整措施是有效的。

2.3.3樓層最不利位移分析

分析過程見表2。

通過計(jì)算結(jié)果分析可知,最不利位移為Y方向風(fēng)荷載(表中是地震作用,二者矛盾)作用下的層間最大位移角1/551,接近限值1/550。最小樓層受剪承載力之比和最大位移角均接近限值,說明在填充墻、混凝土等級等不變的情況下,框架柱截面剛好滿足規(guī)范的要求。而由本文2.3.1分析得出的柱軸壓比最大為0.33,說明本工程框架柱的截面面積并非由軸壓比控制。

表2Y方向風(fēng)荷載作用下的樓層最大位移表

注:Floor:層號;Jmax:節(jié)點(diǎn)號;Max-(Y):最大Y向位移;Max-Dy:最大Y向桿間位移;Ave-(Y):Y平均位移;Ave-Dy:Y平均桿間位移;Ratio-(Y):Y向位移比;Ratio-Dy:Y向桿間位移比;H:層高;Max-Dy/h:最大桿間位移角;DyR/Dy:有害位移角比例;Ratio _A:本層位移角與上層位移角的1.3倍及上三層平均位移角的1.2倍的比值的大值。

2.3.4單榀框架柱配筋分析

分析過程見圖5。

柱左側(cè)受力五個(gè)數(shù)字含義從上到下分別為:該柱X、Y方向的剪力,柱底軸力,X、Y方向的彎矩。由計(jì)算結(jié)果可以看出,X方向最大彎矩為3321.4kN.m,Y方向最大彎矩為1070.5kN.m,而柱底最大軸力只有3803.4kN,說明柱配筋不受壓力控制,而是由彎矩控制。證明模型建立中的初步分析是對的,此時(shí),在柱截面滿足層間位移角的前提下,考慮降低配筋量,選取合適的柱截面。

圖5單榀框架柱底力簡圖

3結(jié)束語

本文闡述了不規(guī)則框架結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意的問題。

設(shè)計(jì)不規(guī)則框架結(jié)構(gòu),應(yīng)首先判斷結(jié)構(gòu)方案的可行性,對所有計(jì)算結(jié)果認(rèn)真分析、準(zhǔn)確判斷,對可能碰到的問題,提前采取措施予以解決后方可應(yīng)用于實(shí)際工程中。只有熟練地掌握規(guī)范,并具有準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)概念和工程概念,才能設(shè)計(jì)出既安全又經(jīng)濟(jì)適用的工程。

參考文獻(xiàn):

[1] GB5011-2010,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范

[2] JGJ3-2010,高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程

[3] GB50023-2009,建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)

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