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建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范

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建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范

建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范范文第1篇

關(guān)鍵詞:建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范6.2.2條;GBJ11-89,GB50011-2001,GB50011-2010;柱端彎矩增大系數(shù);異形柱;強(qiáng)柱弱梁

Abstract: China has promulgated three of the standard aseismatic design (GBJ11-89, GB50011-2001 and GB50011-2010) in the first article 6.2.2 are compared, and analyzes the reason adjustment. Through the comparison of rules and Europe and the United States, can see, the bending moment of Chinese code column increase coefficient has been higher than the European Union. At present our country still use the concrete special column frame structure technical regulations (JGJ149-2006), the author propose special-shaped columns in the structural design of the column advisory bending moment increase coefficient values. Finally through to the understanding of the standard, and puts forward the design process to fine design, to "strong column weak beam" failure probability to a minimum, and puts forward concrete Suggestions.

Keywords: building the standard aseismatic design article 6.2.2; GBJ11-89, GB50011-2001, GB50011-2010; The column increase coefficient moment; Special-shaped columns; Strong column weak beam

中圖分類號(hào):TU973+.31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):

0、前言

框架結(jié)構(gòu)的抗地震倒塌能力與其破壞機(jī)制密切相關(guān)。試驗(yàn)研究表明,梁端屈服型框架有較大的內(nèi)力重分布和能量消耗能力,極限層間位移大,抗震性能較好;柱端屈服型框架容易形成倒塌機(jī)制。

在強(qiáng)震作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)件不存在承載力儲(chǔ)備,梁端受彎承載力即為實(shí)際可能達(dá)到的最大彎矩,柱端實(shí)際可能達(dá)到的最大彎矩也與其偏壓下的受彎承載力相等。這是地震作用效應(yīng)的一個(gè)特點(diǎn)。因此,所謂“強(qiáng)柱弱梁”指的是節(jié)點(diǎn)處梁端實(shí)際受彎承載力Maby和柱端實(shí)際受彎承載力Macy之間滿足下列不等式:

∑Macy>∑Maby

這種概念設(shè)計(jì),由于地震的復(fù)雜性、樓板的影響和鋼筋屈服強(qiáng)度的超強(qiáng),難以通過精確的承載力計(jì)算真正實(shí)現(xiàn),因此規(guī)范中引入了框架柱端彎矩增大系數(shù)。

1、新老規(guī)范對(duì)比及修改原因分析

1.1新老規(guī)范對(duì)比

1.1.1規(guī)范(GBJ11-89)內(nèi)容

一、二級(jí)框架的梁柱節(jié)點(diǎn)處,除頂層和柱軸壓比小于0.15者外,梁柱端彎矩應(yīng)分別符合下列公式要求:

一級(jí)∑Mc=1.1∑Mbua或 ∑Mc=1.1λy∑Mb

二級(jí)∑Mc=1.1∑Mb

式中∑Mc為節(jié)點(diǎn)上下柱端順時(shí)針或反時(shí)針方向截面組合的彎矩設(shè)計(jì)值之和;∑Mb為節(jié)點(diǎn)左右梁端順時(shí)針或反時(shí)針方向截面組合的彎矩設(shè)計(jì)值之和;∑Mbua為節(jié)點(diǎn)左右梁端反時(shí)針或順時(shí)針方向?qū)嵟涞恼孛婵拐鹗軓澇休d力所對(duì)應(yīng)的彎矩值之和;λy為節(jié)點(diǎn)實(shí)配增大系數(shù),可按節(jié)點(diǎn)左右梁端縱向受拉鋼筋的實(shí)際配筋面積之和與計(jì)算面積之和的比值的1.1倍采用,或經(jīng)分析比較后確定。

1.1.2規(guī)范(GB50011-2001)內(nèi)容

一、二、三級(jí)框架的梁柱節(jié)點(diǎn)處,除頂層和柱軸壓比小于0.15者及框支梁與框支柱的節(jié)點(diǎn)外,柱端組合的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下式要求:

∑Mc=ηc∑Mb (ηc為柱端彎矩增大系數(shù),一級(jí)取1.4,二級(jí)取1.2,三級(jí)取1.1)

一級(jí)框架結(jié)構(gòu)及9度時(shí)尚應(yīng)符合:

∑Mc=1.2∑Mbua

式中∑Mc、∑Mb釋義同規(guī)范(GBJ11-89);∑Mbua釋義中要求實(shí)配鋼筋面積應(yīng)計(jì)入受壓筋。

1.1.3規(guī)范(GB50011-2010)內(nèi)容

一、二、三、四級(jí)框架的梁柱節(jié)點(diǎn)處,除頂層和柱軸壓比小于0.15者及框支梁與框支柱的節(jié)點(diǎn)外,柱端組合的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下式要求:

∑Mc=ηc∑Mb (ηc為柱端彎矩增大系數(shù),對(duì)框架結(jié)構(gòu),一、二、三、四級(jí)可分別取1.7、1.5、1.3、1.2;其它結(jié)構(gòu)類型中的框架,一級(jí)1.4,二級(jí)1.2,三、四級(jí)可取1.1)

一級(jí)的框架結(jié)構(gòu)和9度的一級(jí)框架可不符合上式要求,但應(yīng)符合下式要求:

∑Mc=1.2∑Mbua

式中∑Mc、∑Mb釋義同規(guī)范(GBJ11-89);∑Mbua釋義中要求實(shí)配鋼筋面積應(yīng)計(jì)入受壓筋和相關(guān)樓板鋼筋。

1.1.4三部規(guī)范對(duì)比

在三次規(guī)范的修訂中,逐漸補(bǔ)充低抗震等級(jí)框架的柱端彎矩調(diào)整系數(shù);框架結(jié)構(gòu)的框架柱端彎矩調(diào)整系數(shù)逐漸加大;非框架結(jié)構(gòu)中框架柱端彎矩調(diào)整系數(shù)基本維持在2001規(guī)范水平;要求更真實(shí)的反映框架梁實(shí)配鋼筋面積。

1.2修改原因分析

我國從規(guī)范(GBJ11-89)開始,正式引入抗震設(shè)計(jì),早期的規(guī)范更多的借鑒了國外規(guī)范,缺乏實(shí)踐檢驗(yàn),而汶川地震為規(guī)范(GBJ11-89)及規(guī)范(GB50011-2001)提供了一次檢驗(yàn)機(jī)會(huì),從眾多文獻(xiàn)中可以看到,規(guī)范(GBJ11-89)以后,嚴(yán)格按規(guī)范建設(shè)的鋼筋混凝土框架房屋在汶川地震中基本經(jīng)受住了考驗(yàn),相對(duì)規(guī)范(GBJ11-89)以前建設(shè)的房屋損毀率及破壞程度均較低。但在這次地震中也暴漏出一些問題,大量鋼筋混凝土框架柱端產(chǎn)生破壞,而框架梁基本完好,即“強(qiáng)梁弱柱”的破壞形式;而按規(guī)范(GB50011-2001)建設(shè)的房屋產(chǎn)生這一現(xiàn)象的比例,明顯低于按規(guī)范(GBJ11-89)建設(shè)的房屋,可見采用增大框架柱端彎矩增大系數(shù)及真實(shí)的反映框架梁實(shí)配鋼筋面積的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)對(duì)“強(qiáng)柱弱梁”的形成是行之有效的。

2、規(guī)范(GB50011-2010)與歐美規(guī)范的對(duì)比

就提高各類構(gòu)件抗剪能力而言,各國措施基本相同。而在柱截面抗彎能力相對(duì)于梁需要增強(qiáng)多大幅度的問題上,各國規(guī)范大致有以下兩類效果不盡相同的做法。一類以新西蘭NZS3101規(guī)范為代表,取相對(duì)較大的柱彎矩增強(qiáng)系數(shù),從而能達(dá)到在強(qiáng)震下僅梁端和底層柱腳形成塑性鉸,其余柱截面原則上不出鉸,即較理想的“梁鉸機(jī)構(gòu)”控制效果。另一類則包括歐共體EC8規(guī)范、美國ACI318-02規(guī)范和中國修訂前后的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》,因其柱彎矩增強(qiáng)系數(shù)取值較小,在強(qiáng)震下只能形成梁鉸出現(xiàn)較早、較普遍,而柱鉸出現(xiàn)較遲、塑性轉(zhuǎn)動(dòng)較小的“梁柱鉸機(jī)構(gòu)”。比較而言,前一類做法雖柱縱筋用量相對(duì)較大,但對(duì)上部柱截面的延性要求低;后一類做法柱縱筋用量相對(duì)較小,但必須通過限制柱軸壓比和柱端約束措施以保證柱截面具有足夠延性。

中國與歐洲規(guī)范柱端彎矩增大系數(shù)對(duì)比表

從上面的表格可以看出,我國對(duì)框架結(jié)構(gòu)柱端彎矩增大系數(shù)的要求,除一級(jí)的框架結(jié)構(gòu)和9度的一級(jí)框架外,已經(jīng)超過了歐共體的要求。

3、異形柱框架結(jié)構(gòu)中柱端彎矩增大系數(shù)取值

現(xiàn)階段,我國仍采用《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ149-2006),而此規(guī)范第5.1.5條中對(duì)柱端彎矩增大系數(shù)有專門規(guī)定,規(guī)范(GB50011-2010)實(shí)施后如繼續(xù)采用此值顯然不合理。從“規(guī)范(GB50011-2001)”與“異形柱規(guī)程(JGJ149-2006)”的比較可以看出,規(guī)范對(duì)異形柱各方面的要求均大于對(duì)框架柱的要求,僅就柱端彎矩增大系數(shù)而言,二級(jí)抗震等級(jí)異形柱ηc=1.3是普通二級(jí)框架柱結(jié)構(gòu)的1.08倍,三級(jí)抗震等級(jí)異形柱框架ηc=1.1與普通框架柱結(jié)構(gòu)取值相同。因此筆者認(rèn)為現(xiàn)階段異形柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,框架柱端彎矩增大系數(shù)應(yīng)采用不低于新抗規(guī)中的數(shù)值;而在規(guī)范(GB50011-2010)中,框架結(jié)構(gòu)在相同地震烈度及抗震等級(jí)下,房屋界限高度有所降低,因此,建議對(duì)于低于并接近高度分界的框架體系異形柱建筑,提高一個(gè)抗震等級(jí)后,采用規(guī)范(GB50011-2010)的數(shù)值。

4、設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

雖然經(jīng)過兩次規(guī)范的調(diào)整,柱端彎矩增大系數(shù)已大幅增加,然而新抗規(guī)條文說明中指出,當(dāng)計(jì)入樓板和鋼筋超強(qiáng)影響時(shí),要真正實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”,柱端彎矩增大系數(shù)取值往往需要大于2.0,因此要求我們?cè)O(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中要精細(xì)化設(shè)計(jì),以使“強(qiáng)柱弱梁”失效概率降到最低,在此,筆者提出如下建議,供設(shè)計(jì)人員參考。

(1)對(duì)于高度較高的建筑,盡量避免采用純框架的結(jié)構(gòu)形式,宜采用局部布置剪力墻或框架剪力墻的結(jié)構(gòu)形式。

(2)避免底層柱間填充墻相對(duì)上層較少的狀況。

(3)避免產(chǎn)生梁截面尺寸比柱截面尺寸大較多的狀況。。

(4)當(dāng)柱截面較大時(shí),應(yīng)將梁柱重疊部分簡化為剛域,按柱邊彎矩進(jìn)行設(shè)計(jì)。

(5)由于柱端彎矩增大系數(shù)是在梁端實(shí)配鋼筋不超過計(jì)算配筋10%的前提下得到的,因此當(dāng)梁實(shí)配鋼筋(包括板有效翼緣寬度內(nèi)鋼筋)與計(jì)算配筋比值r大于1.1時(shí),可采用r與1.1的比值作為柱實(shí)配鋼筋的增大系數(shù),以盡量減少由于梁鋼筋超配所帶來的不利。

(6)當(dāng)梁端裂縫寬度不滿足要求時(shí),不要輕易增加支座鋼筋,可按T形截面梁對(duì)梁端裂縫寬度進(jìn)行復(fù)核。

參考文獻(xiàn):

[1]建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ11-89)

[2]建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2001)

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

[4]混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ149-2006)

[5]蘇啟旺,李力,汶川大地震中框架結(jié)構(gòu)震害分析,四川建筑科學(xué)研究,2008(8),Vol.34, No.4.

[6]王亞勇,汶川特大地震建筑震害啟示,中國科協(xié)2008防宅減災(zāi)論壇

建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范范文第2篇

關(guān)鍵詞:舊層加層抗震鑒定抗震設(shè)計(jì)

1目前各地采用的方法

1-1主張按加層后的房屋總層數(shù)和總高度,用建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)的要求對(duì)舊房屋部分進(jìn)行加層抗震鑒定和抗震設(shè)計(jì):對(duì)新建部分(加層加高部分)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。其理由是:適當(dāng)放寬加層房屋的抗震要求,盡量減少加層房屋的加固工作量,以利于降低造價(jià),及加層施工盡量不影響舊房的使用。

1-2主張對(duì)舊房部分用建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行加層抗震鑒定和抗震設(shè)計(jì),對(duì)新建房部分用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。其理由是:舊房已成事實(shí),完全按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行加固困難較大,故對(duì)其適當(dāng)放寬。而新房部分按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)無困難,故不放寬。

1-3主張對(duì)舊房部分用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行加層抗震鑒定和抗震設(shè)計(jì),對(duì)新房部分用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),其理由是:使加層房屋新舊兩部分抗震能力相匹配。

1-4主張對(duì)舊房部分用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行加層抗震鑒定和抗震計(jì)算,提高一度采取抗震構(gòu)造措施,對(duì)新建部分用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。其理由是:考慮舊房屋抗震不利因素較多,故對(duì)其采取加強(qiáng)措施。

1-5主張以建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范為主,參照建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)的要求,對(duì)加層房屋進(jìn)行抗震鑒定和抗震設(shè)計(jì),其理由是:采用兩種標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合使用比較現(xiàn)實(shí)合理。

1-6主張對(duì)舊房區(qū)別對(duì)待,當(dāng)舊房為按新建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)時(shí),此時(shí)應(yīng)對(duì)加層新舊兩部分均嚴(yán)格按照新建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行抗震鑒定和抗震設(shè)計(jì),當(dāng)舊房為按舊建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)加層房屋新舊兩部分也可按舊抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行抗震鑒定和抗震設(shè)計(jì)。其理由是:這樣可使加層房屋新舊兩部分的抗震能力保持一致,比較經(jīng)濟(jì)合理。

2目前各地采用方法存在的問題

上述六種意見,各有一定的道理,但也均存在問題,值得進(jìn)一步研究探討。

方法一存在的主要問題是:對(duì)新建房屋都要求按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì),而加層房屋由新房和舊房兩部分組成,即使是對(duì)舊房進(jìn)行抗震加固也比新建房屋抗震能力差,如若采用比建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范低的標(biāo)準(zhǔn)(抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn))對(duì)加層房屋進(jìn)行抗震鑒定和抗震設(shè)計(jì),則顯然房屋的抗震能力更差,故不宜采用此法。

方法二存在的主要問題是:對(duì)加層房屋的新舊兩部分采用不同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),尤其是對(duì)舊房屋部分采用較低的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不夠合理,造成加層房屋抗震能力上強(qiáng)下弱,對(duì)抗震很不利。

方法三存在的主要問題是:雖然比較科學(xué)合理,得不夠全面,如若采用分離式加層結(jié)構(gòu)方案,此方法就不適用,對(duì)與外套結(jié)構(gòu)完全分離的舊房沒有必要按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抗震鑒定和抗震設(shè)計(jì)。

方法四存在的主要問題是:對(duì)舊房部分按抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求提高一度采取構(gòu)造措施,標(biāo)準(zhǔn)偏高且對(duì)舊房來說難以滿足要求,加大了加層設(shè)計(jì)施工的難度,提高了房屋加層造價(jià)。

方法五存在的主要問題是:規(guī)定的太原則,具體招待起來困難太大。

方法六存在的主要問題是;造成加層房屋采用的抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)和抗震設(shè)計(jì)規(guī)范不統(tǒng)一,使一部分加層房屋達(dá)不到現(xiàn)行國家建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。

3建議采用的方法

首先應(yīng)當(dāng)明確指導(dǎo)思想,即對(duì)加層房屋的抗震要求應(yīng)比新建房屋更嚴(yán)一些好,還是放寬一些好,還是不嚴(yán)不寬好?此問題解決后,本文所討論的問題也就比較容易解決了。筆者認(rèn)為:對(duì)加層房屋采用的抗震鑒定和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于對(duì)新房屋采用的標(biāo)準(zhǔn),也不宜采用比新建房屋更嚴(yán)的標(biāo)準(zhǔn),建議采用與新建房屋相同的標(biāo)準(zhǔn)。

加層房屋雖也有一些有利的因素,但不利因素更多,如舊房屋部分已使用多年,新舊部分連接整體性較差,對(duì)加層時(shí)加固的房屋不宜采用比新建房屋低的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。若采用比新建房屋高的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),則需要更多的投資,加大了加層房屋加固的工程量和施工難度,難于執(zhí)行。采用與新建房屋相同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)符合我國國情,比較經(jīng)濟(jì)合理,安全度也有保證,比較合適。根據(jù)調(diào)查,我國已有加層房屋多數(shù)是這樣做的,我國正式出版的有關(guān)舊房改造(含加層)的專著也均主張按現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。既然對(duì)舊房的承載能力應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算,對(duì)舊房的抗震鑒定(包括抗震橫墻間距、構(gòu)造柱、圈梁設(shè)置、房屋總高度、總層數(shù)限值、高寬比限值、局部尺寸限值等)也應(yīng)以抗震設(shè)計(jì)規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)加層房屋進(jìn)行抗震鑒定和抗震設(shè)計(jì)具體應(yīng)采用什么規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),筆者建議如下:

為便于執(zhí)行,首先把加層房屋分為兩大類。

建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范范文第3篇

關(guān)鍵詞:建筑;抗震;設(shè)計(jì)

為了貫徹執(zhí)行國家有關(guān)建筑工程、防震減災(zāi)的法律法規(guī)并實(shí)行以預(yù)防為主的方針,使建筑經(jīng)抗震設(shè)防后,減輕建筑的地震破壞,避免人員傷亡,減少經(jīng)濟(jì)損失,從而制定了《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》,在最新修訂規(guī)范中,在第三章第10節(jié)中提出了建筑抗震性能化設(shè)計(jì),本文主要針對(duì)這一內(nèi)容進(jìn)行探討。

一、建筑抗震性能化設(shè)計(jì)的提出

建筑抗震性能化設(shè)計(jì)在本質(zhì)上應(yīng)該采用反映譜理論以及結(jié)構(gòu)能力設(shè)計(jì)的原則,既是用三個(gè)不同概率水準(zhǔn),兩個(gè)階段設(shè)計(jì)來體現(xiàn)出遇到小型地震不壞、遇到中型地震可以維修、遇到大型地震可以不倒塌的基本設(shè)防目標(biāo)。但是這種設(shè)計(jì)方法依舊存在著許多的不足,因?yàn)榈卣鹗且粋€(gè)不能確定的地殼活動(dòng),就現(xiàn)在世界的科技手段還不能夠準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)地震的發(fā)生時(shí)間和規(guī)律。地震具有強(qiáng)大的能量,破壞力超強(qiáng),由于地震的不穩(wěn)定性,使我們很難準(zhǔn)確的了解建筑結(jié)構(gòu)的抗震需求,然而采用反映譜理論的方法,有效的降低了地震作用計(jì)算的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。

上個(gè)世紀(jì)七十年代,人們?cè)诳偨Y(jié)了地震災(zāi)害經(jīng)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),建筑抗震設(shè)計(jì)對(duì)建筑的重要性,1990年1月份開始施行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ11-89中所列出的設(shè)計(jì)理念,在實(shí)際建筑工程設(shè)計(jì)中提高結(jié)構(gòu)抗震能力方面發(fā)揮了重要的作用。在這一階段,將設(shè)計(jì)理念應(yīng)用于實(shí)際工程中取得了良好的效果,同時(shí)隨著建筑行業(yè)的發(fā)展,發(fā)現(xiàn)早期建筑規(guī)范的內(nèi)容還不夠全面,所以在2002年1月對(duì)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行了更新,使得規(guī)范更加的全面,并增加了“建筑抗震性能化設(shè)計(jì)”。

在上個(gè)世紀(jì)九十年代,國外和國內(nèi)工程界開始研究基于性能的抗震設(shè)計(jì)理念,其特點(diǎn)是:抗震設(shè)計(jì)從宏觀定性的目標(biāo)向具體量化的多重目標(biāo)過渡,并由業(yè)主選擇性能目標(biāo),對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能水準(zhǔn)進(jìn)行深入的分析,通過專家論證,反復(fù)進(jìn)行修改,從而確定抗震設(shè)計(jì)。

現(xiàn)如今的抗震設(shè)計(jì),一般都是按照現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》所編制的條款進(jìn)行的設(shè)計(jì),比如結(jié)構(gòu)的選型、地震作用的計(jì)算、房屋高度的限制、抗震等級(jí)選擇等等。

二、建筑抗震性能化設(shè)計(jì)的計(jì)算要求

如上圖所示,通過地震水準(zhǔn)的三種情況,分析在情況發(fā)生過程中其性能所體現(xiàn)出來的程度,并根據(jù)這種程度的整體狀態(tài)進(jìn)行分析模擬。

1、模型分析

正確合理的反映地震作用的傳遞途徑,建筑在不同地震動(dòng)水準(zhǔn)下是否整體或分塊處于彈性工作狀態(tài)。

2、彈性分析模擬

采用線性方法,彈塑性分析可根據(jù)性能目標(biāo)所預(yù)期的結(jié)構(gòu)彈塑性狀態(tài),分別采用增加阻尼的等效線性化方法以及靜力或者動(dòng)力非線性分析方法。

3、結(jié)構(gòu)非線性分析模擬

結(jié)構(gòu)非線性分析模擬與彈性分析模擬相對(duì)比較可以進(jìn)行簡化,但是二者在多遇地震的線性分析結(jié)構(gòu)應(yīng)該基本相同。

通過兩個(gè)途徑可以改善建筑物的抗震性能:一是針對(duì)結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性,調(diào)整局部構(gòu)建的截面抗彎剛度,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)整體剛度內(nèi)在的規(guī)則分布;二是采用被動(dòng)耗能減震技術(shù),通過設(shè)置阻尼器,為結(jié)構(gòu)提供附加阻尼。

三、建筑抗震性能化設(shè)計(jì)的基本要求

1、選定地震動(dòng)水準(zhǔn)

對(duì)設(shè)計(jì)使用年限50年的結(jié)構(gòu),可以選用規(guī)范的多遇地震、設(shè)防地震和罕遇地震的地震作用。其中,設(shè)防地震的加速度應(yīng)該按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中的抗震設(shè)防烈度和設(shè)計(jì)基本地震加速度值的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì),如圖所示:

對(duì)設(shè)計(jì)使用年限超過50年的結(jié)構(gòu),應(yīng)該考慮其實(shí)際效用,并經(jīng)過專門的研究后對(duì)地震作用做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

2、選定性能目標(biāo)

建筑抗震性能目標(biāo)的選定是對(duì)于不同地震動(dòng)水準(zhǔn)的預(yù)期損壞狀態(tài)或者使用功能,不低于抗震設(shè)防的基本目標(biāo)。即當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí),主體結(jié)構(gòu)不受損壞或者不需要進(jìn)行修理就能夠繼續(xù)使用;當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的設(shè)防地震影響時(shí),有可能發(fā)生損壞,但是經(jīng)過一般的修理仍然可以繼續(xù)使用;當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震影響時(shí),不致倒塌或者危及生命。

3、選定性能設(shè)計(jì)指標(biāo)

設(shè)計(jì)應(yīng)選定分別提高結(jié)構(gòu)或者關(guān)鍵部位的抗震承載力、變形能力或者同時(shí)提高抗震承載力和變形能力的具體指標(biāo),尚應(yīng)計(jì)及不同水準(zhǔn)地震作用取值的不確定性而留有余地。

總結(jié):

總而言之,建筑抗震性能化設(shè)計(jì),具有著很強(qiáng)的靈活性和針對(duì)性,當(dāng)前我國建筑行業(yè)應(yīng)用抗震技術(shù)主要還是在高層建筑方面或者是特別復(fù)雜的建筑,在一般的建筑工程設(shè)計(jì)上還沒有得到廣泛的應(yīng)用,但是隨著工程設(shè)計(jì)的不斷創(chuàng)新,建筑抗震性能化設(shè)計(jì)最終會(huì)逐步的走向成熟。

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建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范范文第4篇

(石河子大學(xué),新疆 石河子 832003)

摘 要:“建筑抗震設(shè)計(jì)”是一門理論性、實(shí)踐性、綜合性都很強(qiáng)的課程,震害分析在教學(xué)過程中處于核心地位,是培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的重要手段。文章結(jié)合石河子大學(xué)“建筑抗震設(shè)計(jì)”課程建設(shè)經(jīng)驗(yàn),介紹了基于震害分析的建筑抗震設(shè)計(jì)教學(xué)方法的基本思路,并以在混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的實(shí)踐應(yīng)用為例,具體分析以震害分析為核心的教學(xué)方法在概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算,以及抗震構(gòu)造措施等方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:建筑抗震設(shè)計(jì);震害分析;教學(xué)思路;教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1002-4107(2015)09-0009-02

收稿日期:2014-12-28

作者簡介:袁康(1982—),男,重慶合川人,石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院土木工程系主任,博士,副教授,國家一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師,主要從事建筑結(jié)構(gòu)工程研究。

基金項(xiàng)目:石河子大學(xué)一類課程“建筑抗震設(shè)計(jì)”

新疆地處亞歐大陸腹地,受南印度洋板塊與歐亞板塊碰撞作用以及來自北西伯利亞板塊的擠壓,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈,是我國主要的內(nèi)陸地震活動(dòng)區(qū)域,也是國務(wù)院確定的地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)之一。進(jìn)入20世紀(jì)以來,新疆境內(nèi)發(fā)生6級(jí)以上地震100多次,平均每年一次以上,全區(qū)抗震設(shè)防烈度在6度以上的區(qū)域占全區(qū)總面積的80%以上,其中7度以上高烈度區(qū)域面積占60%以上,面臨嚴(yán)峻的抗震形勢(shì)[1]。因此,新疆地處地震高發(fā)區(qū)和高烈度區(qū)的抗震形勢(shì)對(duì)當(dāng)?shù)亟ㄖO(shè)計(jì)、施工等技術(shù)人員提出了更高要求。因而,建筑抗震設(shè)計(jì)在當(dāng)?shù)乇究平虒W(xué)中的重要性更加突出。

隨著近年來全球地震進(jìn)入活躍期,強(qiáng)震頻發(fā),大量的工程震害為學(xué)生學(xué)習(xí)抗震知識(shí)和技能提供了生動(dòng)的教學(xué)素材,尤其是汶川、玉樹等一系列大震災(zāi)害引起了大家的重視,對(duì)典型震害的分析成為了促使相關(guān)抗震設(shè)計(jì)、構(gòu)造施工技術(shù)進(jìn)步的重要因素,如汶川地震后,我國的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB2010 0011-2010)就進(jìn)行了相應(yīng)的修編[2]。因此,開展基于震害分析的“建筑抗震設(shè)計(jì)”教學(xué)方法改革也是石河子大學(xué)建筑抗震設(shè)計(jì)課程組一直探索的目標(biāo),在多年課程建設(shè)過程中,取得了較好的教學(xué)效果。本文將在分析“建筑抗震設(shè)計(jì)”課程的特點(diǎn),剖析存在問題的基礎(chǔ)上,闡述基于震害分析的研究型教學(xué)思路,并以在混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的實(shí)踐應(yīng)用為例,具體分析以震害分析為核心的教學(xué)方法在概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算,以及抗震構(gòu)造措施等方面的應(yīng)用,以供參考。

一、“建筑抗震設(shè)計(jì)”課程特點(diǎn)及現(xiàn)狀

“建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)”課程在石河子大學(xué)開課學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí),包括理論教學(xué)40學(xué)時(shí)和試驗(yàn)教學(xué)8學(xué)時(shí),是建筑工程專業(yè)必修課程之一,同時(shí)也是一門涉及學(xué)科較廣、綜合性較強(qiáng)的課程,經(jīng)過本課程的學(xué)習(xí),為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ),是建筑工程專業(yè)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)中重要的組成部分。

(一)涉及知識(shí)面廣,對(duì)學(xué)生理論基礎(chǔ)知識(shí)要求高

該課程主要涉及數(shù)學(xué)、力學(xué)、材料、結(jié)構(gòu)等方面的知識(shí),其先修課主要有工程數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、建筑材料、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、砌體結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)等,尤其是“單自由度和多自由度彈性體系地震反應(yīng)分析”章節(jié)與結(jié)構(gòu)力學(xué)中的動(dòng)力學(xué)部分聯(lián)系密切,是典型的“老師難教、學(xué)生難學(xué)”的章節(jié)。

(二)課程與規(guī)范聯(lián)系緊密,條文規(guī)定多

該課程內(nèi)容一般包括場(chǎng)地、地震作用計(jì)算、各種結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),以及隔震減震技術(shù)等章節(jié),其設(shè)置與《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的編排思路大致相同,可以說是規(guī)范的說明書。因此,教材中有大量的規(guī)范條文規(guī)定告訴學(xué)生應(yīng)該如何去進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),如何讓學(xué)生印象深刻地去理解各種條文規(guī)定背后的含義是關(guān)鍵。

(三)實(shí)踐教學(xué)缺失

該課程的另一特點(diǎn)是實(shí)踐性極強(qiáng),抗震設(shè)計(jì)事關(guān)人民生命財(cái)產(chǎn)安全,從學(xué)生階段就培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐意識(shí)至關(guān)重要,而目前多數(shù)高校在抗震的實(shí)踐教學(xué)方面存在缺失現(xiàn)象,其原因主要是抗震的試驗(yàn)手段主要有擬靜力試驗(yàn)和振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)兩種,均需要較長的試驗(yàn)準(zhǔn)備周期和較高的經(jīng)費(fèi)投入。

綜上,由于“建筑抗震設(shè)計(jì)”課程教學(xué)存在的上述問題,要“化繁為簡、通俗易懂”地講解這門看似枯燥、卻對(duì)工程技術(shù)人員又十分重要的課程,需要借助地震災(zāi)害這個(gè)天然的試驗(yàn)場(chǎng)。工程震害分析與試驗(yàn)研究、理論分析是抗震技術(shù)發(fā)展的基本手段[3],在地震災(zāi)害頻發(fā)的今天,震害分析已經(jīng)成為了抗震技術(shù)驗(yàn)證的最佳場(chǎng)所,如四川雅安蘆山地震中,凡是按照新的抗震規(guī)范設(shè)計(jì)的建筑均實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的抗震目標(biāo),沒有出現(xiàn)房屋倒塌的現(xiàn)象。因此,在抗震教學(xué)環(huán)節(jié)中,專業(yè)教師更應(yīng)當(dāng)以震害分析為核心,來引導(dǎo)學(xué)生研究、學(xué)習(xí)工程震害,使學(xué)生能夠有血有肉地理解書本知識(shí)。

二、基于震害分析的研究性教學(xué)思路

從各版“建筑抗震設(shè)計(jì)”教材不難發(fā)現(xiàn),其在具體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中均是基于震害分析—概念設(shè)計(jì)—抗震計(jì)算—抗震構(gòu)造的基本思路,可見震害分析是學(xué)習(xí)本課程的入手點(diǎn),每種結(jié)構(gòu)形式的震害現(xiàn)象對(duì)于后續(xù)的內(nèi)容都具有強(qiáng)烈的指導(dǎo)意義。教學(xué)過程中尤其應(yīng)當(dāng)重視“分析”二字,在重視提高學(xué)生工程素質(zhì)的當(dāng)下,應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生去理解每種震害發(fā)生的原因,設(shè)計(jì)、施工中如何去避免,從而使學(xué)生更加輕松地理解后續(xù)概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算、抗震構(gòu)造中大量的定量條文規(guī)定。

基于震害分析的研究型教學(xué)思路,即是在整個(gè)教學(xué)過程中始終緊扣震害分析這一前提,注重發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性去分析解決問題,在震害分析章節(jié)將震害現(xiàn)象歸類為概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算、抗震構(gòu)造不符合規(guī)范要求的幾種情況,設(shè)置研究問題,并告訴學(xué)生將在后續(xù)學(xué)習(xí)中逐步解決;在講解到具體涉及前面設(shè)置問題的內(nèi)容時(shí),再帶著學(xué)生一起解決問題。

三、基于震害分析的研究性教學(xué)實(shí)踐

本文以混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)教學(xué)為例,闡述基于震害分析的研究型教學(xué)實(shí)踐過程,具體教學(xué)思路如圖1所示。

(一)基于震害分析的問題設(shè)置

混凝土框架結(jié)構(gòu)是建筑工程領(lǐng)域最為常見的一種結(jié)構(gòu)體系,尤其是在公共建筑當(dāng)中。在歷次地震中框架結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了較好的抗震性能,但也有一些共性的震害現(xiàn)象得到了體現(xiàn),因此,在講述本章內(nèi)容時(shí),有必要將一些常見的震害現(xiàn)象集中梳理,設(shè)置研究問題(如下),在后續(xù)學(xué)習(xí)中不斷解決。

1.框架結(jié)構(gòu)中某一層集中倒塌現(xiàn)象。

2.建筑平面中角部破壞嚴(yán)重。

3.樓梯間框架柱剪切破壞。

4.鄰近房屋碰撞破壞。

(二)基于震害分析的概念設(shè)計(jì)

中國的抗震設(shè)防采用“三水準(zhǔn)設(shè)防、兩階段設(shè)計(jì)”[4],其具體實(shí)施主要通過概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算和構(gòu)造措施三個(gè)方面,其中概念設(shè)計(jì)是對(duì)結(jié)構(gòu)體型、結(jié)構(gòu)體系、剛度分布、構(gòu)件延性的總體把握,是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的最為重要問題。但由于學(xué)生對(duì)于知識(shí)的學(xué)習(xí)未通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的綜合實(shí)踐鍛煉,尚停留在碎片化的階段,無法站在全局的高度來看待概念設(shè)計(jì)的重要性。此外,長久以來的應(yīng)試教育模式培養(yǎng)出來學(xué)生更喜歡依靠計(jì)算解決問題的特性,認(rèn)為只要進(jìn)行了抗震計(jì)算就能夠保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力,對(duì)概念設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)不足。因此,有必要從一開始就將各條概念設(shè)計(jì)規(guī)定與相應(yīng)的震害對(duì)應(yīng)起來,并逐條解決,基本主線為:概念設(shè)計(jì)條文—對(duì)應(yīng)工程問題—工程震害現(xiàn)象—解決途徑,即通過工程實(shí)例中發(fā)生的震害現(xiàn)象,追溯其在設(shè)計(jì)階段不符合抗震概念設(shè)計(jì)的情況,引導(dǎo)學(xué)生探尋相關(guān)解決途徑。

(三)基于震害分析的抗震計(jì)算

結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算包括地震作用計(jì)算,地震力分配、內(nèi)力組合及調(diào)整、截面承載力抗震設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)等內(nèi)容,其中內(nèi)力調(diào)整是此部分內(nèi)容的核心問題,是實(shí)現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)合理破壞模式的關(guān)鍵所在,主要包括了“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎”的內(nèi)力調(diào)整思路[5],以及底層柱、角柱的內(nèi)力放大。在講述這些關(guān)鍵問題的時(shí)候可回到歷次震害中發(fā)現(xiàn)的震害問題,引出震害分析中設(shè)置的問題:大量的結(jié)構(gòu)并未實(shí)現(xiàn)梁端出鉸的合理破壞模式,而是某一層柱集中倒塌的情況;以及底層柱和角柱的破壞往往更為嚴(yán)重的現(xiàn)象。帶領(lǐng)學(xué)生以工程師的角度去從設(shè)計(jì)、施工角度查找出現(xiàn)上述問題的原因,理解按照合理破壞模式要求的內(nèi)力放大調(diào)整方法。以汶川地震為例,當(dāng)出現(xiàn)遠(yuǎn)超設(shè)防烈度的地震作用時(shí),幾乎沒有一棟建筑實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)柱弱梁的破壞形式,是值得工程人員深省的,因此,《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB2010 0011-2010)在內(nèi)力調(diào)整系數(shù)上進(jìn)一步放大。

(四)基于震害分析的抗震構(gòu)造措施

抗震構(gòu)造措施,是根據(jù)抗震概念設(shè)計(jì)原則,不需要計(jì)算而對(duì)結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)部分必須采取的各種細(xì)部要求,主要包括對(duì)梁、柱截面尺寸的限制,鋼筋直徑、間距的限值等等,此部分內(nèi)容與震害分析中的構(gòu)件層面破壞密切相關(guān),講解中若采用完全“順向講授式”教學(xué),學(xué)生很難記住相關(guān)的條文規(guī)定。教學(xué)中應(yīng)結(jié)合震害分析,采用“反向研討式”教學(xué),即思考若不按條文規(guī)定會(huì)出現(xiàn)什么震害問題。例如,在講授節(jié)點(diǎn)核心區(qū)配箍率的要求時(shí),可聯(lián)系震害中典型節(jié)點(diǎn)破壞的現(xiàn)象——由于節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋不足或間距過大,柱縱筋壓曲外鼓,引導(dǎo)學(xué)生明白節(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)維持大震不倒的重要性,以及箍筋體積配箍率可確保節(jié)點(diǎn)延性的意義。

“建筑抗震設(shè)計(jì)”是一門理論性、實(shí)踐性、綜合性都很強(qiáng)的課程,涉及大量的規(guī)范條文,如何生動(dòng)地讓學(xué)生理解相關(guān)條文背后的依據(jù)是關(guān)鍵,而大量的規(guī)范條文修編都是以無數(shù)次強(qiáng)震為代價(jià)。因此,震害分析在教學(xué)過程中處于核心地位,是培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的重要手段,課程組在教學(xué)改革過程中的成效表明,不斷穿插震害分析不但可以提高學(xué)生的專業(yè)興趣,更使學(xué)生在理論知識(shí)綜合應(yīng)用、工程質(zhì)量意識(shí)等方面得到了鍛煉,在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中更加得心應(yīng)手。

參考文獻(xiàn):

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[2][4]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.

建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范范文第5篇

關(guān)鍵詞:建筑;鋼筋混凝土;框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào):TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):

隨著社會(huì)發(fā)展的不斷需要和改善,無論是工業(yè)建筑還是民用建筑,建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。基于此,本文對(duì)建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。

1 設(shè)計(jì)構(gòu)造方面的問題

1.1《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)都針對(duì)不同抗震等級(jí)的框架梁、柱箍筋加密區(qū)的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做了明確規(guī)定。根據(jù)這些規(guī)定,工程習(xí)慣上常取框架梁、柱箍筋加密區(qū)最大間距為100mm,非加密區(qū)箍筋最大間距為200mm。電算程序總信息中通常也內(nèi)定框架梁、柱箍筋加密區(qū)間距為100mm,非加密區(qū)箍筋最大間距為200mm。根據(jù)梁框架梁、柱端剪力及跨中剪力分別計(jì)算出加密區(qū)及非加密區(qū)箍筋面積,由設(shè)計(jì)人員依據(jù)規(guī)范中對(duì)于箍筋直徑及箍筋肢距的相應(yīng)要求確定箍筋規(guī)格。這樣即可保證框架梁、柱的抗剪承載力,又可使框架梁、柱的強(qiáng)剪性能得到充分體現(xiàn)。當(dāng)框架梁由于種種原因縱向鋼筋配筋率較大時(shí),梁端適當(dāng)加大抗剪承載力對(duì)結(jié)構(gòu)抗震非常有利,這也是為什么《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011一2010)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2mm”的原因。然而這一規(guī)定常被忽視,無法將強(qiáng)剪弱彎這一理念在設(shè)計(jì)中充分應(yīng)用。

1.2框架梁上部縱筋端部水平錨固長度應(yīng)滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)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度不應(yīng)小于0.4LaE.”當(dāng)框架柱截面尺寸小于400mm×400mm時(shí),應(yīng)注意梁上部縱筋直徑的選擇,否則框架梁端上部縱筋在柱中的錨固長度不容易得到保證。

1.3 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》(GB50011-2010)中規(guī)定:“底層柱的下端箍筋加密區(qū)范圍不小于柱凈高的1/3且剛性地面上下各500mm”,該條在其他樓層中未作要求僅對(duì)于底層柱有該條規(guī)定,設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)說明。

1.4 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)規(guī)定:“剪跨比不大于2的柱、因設(shè)置填充墻等形成的柱凈高與柱截面高度之比不大于4的柱、框支柱應(yīng)全高加密”,在樓梯間處由于樓層半高處平臺(tái)梁的設(shè)置常出現(xiàn)柱凈高與柱截面高度之比不大于4,從而在施工圖的繪制過程中樓梯間處的框架柱常常應(yīng)人為的將箍筋調(diào)整為全高加密。

1.5 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》(GB50011-2010)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0.6%、0.5%,0.4%?!痹O(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)造措施,應(yīng)嚴(yán)格遵守。

2 建筑結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)

在工程設(shè)計(jì)中,多數(shù)房屋建筑按其抗震設(shè)防分類屬于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類建筑,如民用住宅、辦公樓及一般工業(yè)建筑等等,其抗震等級(jí)可根據(jù)烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋的高度按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)表6.1.2確定。而電訊、交通、能源、消防和醫(yī)療等類建筑以及大型體育場(chǎng)館、大型零售商場(chǎng)等公共建筑,首先,應(yīng)當(dāng)根據(jù)《建筑抗震設(shè)防分標(biāo)準(zhǔn)》(GB50223-2008)確定其中哪些建筑屬于重點(diǎn)設(shè)防類建筑(可能還有特殊設(shè)防類建筑,本文不涉及)。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類、重點(diǎn)設(shè)防類建筑,地震作用均按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度計(jì)算。對(duì)于重點(diǎn)設(shè)防類建筑,一般情況下,當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6~8度時(shí),抗震構(gòu)造措施應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防列度提高一度的要求。所謂抗震構(gòu)造措施,在這里主要體現(xiàn)為按本地區(qū)設(shè)防烈度提高一度由《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)表6.1.2確定其抗震等級(jí)。例如,位于8度地震區(qū)(如北京)的重點(diǎn)設(shè)防類建筑,應(yīng)按9度由《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)表6.1.2確定其抗震等級(jí)為一級(jí);當(dāng)8度重點(diǎn)設(shè)防類建筑的高度過表6.1.2規(guī)定的范圍時(shí),還應(yīng)經(jīng)專門研究,采取比一級(jí)抗震等級(jí)更有效的抗震措施。如北京某大型零售商場(chǎng)和某三級(jí)醫(yī)院的門診樓本屬重點(diǎn)設(shè)防類建筑,但設(shè)計(jì)人員錯(cuò)當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類建筑來設(shè)計(jì),使建筑物的抗震能力降低,不得不對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算做重大修改。

3 地震力的振型組合數(shù)

地震力的振型組合數(shù),對(duì)高層建筑,當(dāng)不考扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算時(shí),至少應(yīng)取3;當(dāng)振型數(shù)多于3時(shí),宜取3的倍數(shù),但不應(yīng)多于層數(shù);當(dāng)房屋層數(shù)≤2時(shí),振型數(shù)可取層數(shù)。對(duì)于不規(guī)則的結(jié)構(gòu),當(dāng)考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí),對(duì)高層建筑,振型數(shù)應(yīng)取≥9;結(jié)構(gòu)層數(shù)較多或結(jié)構(gòu)剛度突變較大,振型數(shù)應(yīng)多取,如結(jié)構(gòu)有轉(zhuǎn)換層、頂部有小塔樓、多塔結(jié)構(gòu)等,振型數(shù)應(yīng)取≥12或更多,但不能多于房屋層數(shù)的3倍;只有當(dāng)定義彈性樓板,且采用總剛分析,必要時(shí),振型數(shù)才可以取的更多。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)指出,合適的振型個(gè)數(shù)一般可以取振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量的90%所需的振型數(shù)。SATWE等電算程序已有這種功能,可以很方便地輸出這種參與質(zhì)量的比值。有些設(shè)計(jì)人員不重視電算程序使用手冊(cè)的應(yīng)用,選取振型數(shù)時(shí)比較隨意,應(yīng)當(dāng)改進(jìn)。此外,由耦聯(lián)計(jì)算的地震剪力通常小于非耦聯(lián)計(jì)算,僅當(dāng)結(jié)構(gòu)存在明顯扭轉(zhuǎn)時(shí)才采用耦聯(lián)計(jì)算,但在必要時(shí)應(yīng)補(bǔ)充非耦聯(lián)計(jì)算。

4 結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)

框架結(jié)構(gòu)及框架—抗震墻等結(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,算出的地震剪力偏小,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,但對(duì)框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算周期不折減或折減系數(shù)取得過大都是不妥當(dāng)?shù)?。?duì)框架結(jié)構(gòu),采用砌體填充墻時(shí),周期折減系數(shù)可取0.6~0.7;砌體填充墻較少或采用輕質(zhì)砌塊時(shí),可取0.7~0.8;完全采用輕質(zhì)墻體板材時(shí),可取0.9。只有無墻的純框架,計(jì)算周期才可以不折減。

5 框架梁、柱、現(xiàn)澆板

鑒于便于后期施工、滿足使用功能及豐富建筑立面等方面的需求,在框架梁、柱設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意以下問題:

5.1 地上為圓柱時(shí),地下部分應(yīng)改為方柱,便于支模方便施工。柱箍筋的配筋形式,應(yīng)考慮澆筑混凝土的工藝要求,在柱截面中心部位應(yīng)留出澆筑混凝土所用導(dǎo)管的空間??蚣芰褐ё钤谶x取時(shí),在滿足規(guī)范的前提下應(yīng)盡量減少鋼筋根數(shù),否則在梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋太密,混凝土澆筑困難。

5.2框架柱應(yīng)盡量采用高強(qiáng)度混凝土,在滿足結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度及軸壓比的同時(shí)減小柱截面,使框架柱突出墻面較少,即增加了使用空間,也使室內(nèi)較為美觀。

5.3幼兒園等建筑為了減少幼兒在玩耍中碰撞引起的傷害,不宜用方柱應(yīng)盡量采用圓柱或同墻體等厚的異形柱。

5.4 現(xiàn)代建筑立面的豐富、多樣化使得框架柱中部有懸挑梁,此時(shí)挑梁長度應(yīng)有限制,有效避免挑梁的附加彎矩對(duì)框架柱的影響。

5.5 由于現(xiàn)在人們對(duì)于建筑使用功能及舒適性的要求,樓板開大洞形成豎向通透,尤其是商業(yè)建筑如商場(chǎng)等,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)采取對(duì)洞口周邊樓板加厚,提高配筋率并應(yīng)雙層雙向配筋以及加寬洞口周邊框架梁并加強(qiáng)框架梁抗扭腰筋等措施予以加強(qiáng)。

6 結(jié)束語

隨著建筑造型和建筑功能要求日趨多樣化,無論是工業(yè)建筑還是民用建筑,在設(shè)計(jì)中所遇到的各種難題也是日益增多,而作為一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者需要在遵循各種規(guī)范的前提下大膽靈活的解決一些結(jié)構(gòu)方案上的難點(diǎn)重點(diǎn)并在工作中不斷的總結(jié)和完善。

參考文獻(xiàn):

[1] GB50010-2010 凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[P]. 中國建筑工業(yè)出版社,2010.

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