框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計的構(gòu)造措施

田戰(zhàn)飛

身份證號：410526198709198215

框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計的構(gòu)造措施

田戰(zhàn)飛

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建筑的結(jié)構(gòu)體系主要包括了框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)等。在這些結(jié)構(gòu)體系中，框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計是不利于抗震的、因此，在設(shè)計過程中，更應(yīng)該加強抗震設(shè)計這一部分，從而最大程度地保證建筑的抗震能力。建筑抗震的設(shè)計要求，是根據(jù)各地的不同環(huán)境以及建筑物的特性等因素來決定的。在抗震設(shè)計時，必須要將各項因素都綜合考慮進(jìn)去。文章就抗震設(shè)防對框架結(jié)構(gòu)的延性和鋼筋要求，進(jìn)行分析研究。

房屋建筑；框架結(jié)構(gòu)；抗震；設(shè)計要點

1　框架結(jié)構(gòu)在地震中的形態(tài)

1）箍筋彎鉤長度過短，地震時錨固失效，喪失了對縱筋的支撐和對核心混凝土的約束。底層填充墻很少或沒有，造成剛度太小形成薄弱層破壞，框架結(jié)構(gòu)極少發(fā)現(xiàn)整體垮塌的現(xiàn)象。對填充墻的認(rèn)識不足，如窗下墻使框架長柱變成短柱，發(fā)生剪切破壞。

2）結(jié)構(gòu)之間的變形縫間距普遍太小，結(jié)構(gòu)的構(gòu)造不合理，導(dǎo)致在地震中出現(xiàn)相互碰撞，表面破損嚴(yán)重，影響震后的使用?？蚣芴畛鋲w破壞嚴(yán)重其主要原因是梁柱節(jié)點箍筋不足甚至沒有，節(jié)點抗剪能力差。一種情況是節(jié)點區(qū)的箍筋綁扎不夠牢靠，振搗混凝土?xí)r，箍筋往下滑移至柱頂區(qū)域；另一種情況是節(jié)點區(qū)箍筋綁扎困難，施工時根本就沒有配置箍筋。

2　房屋建筑框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的措施

1）裝修改造工程，必須嚴(yán)格遵守國家有關(guān)規(guī)定，不得損壞原有建筑結(jié)構(gòu)，要確保結(jié)構(gòu)安全。做好細(xì)部構(gòu)造，使非結(jié)構(gòu)構(gòu)件成為抗震結(jié)構(gòu)的一部分。在計算分析時，充分考慮非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量剛度、強度和變形能力。選用合理的抗震結(jié)構(gòu)，加強結(jié)構(gòu)的主體剛度，以減小主體結(jié)構(gòu)的變形量，防止非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞。設(shè)計過程中，應(yīng)充分考慮非結(jié)構(gòu)構(gòu)件對主體結(jié)構(gòu)的影響及可能出現(xiàn)的短柱。

2）抗震框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)力求做到在地震作用下的框架呈現(xiàn)梁鉸型延性機構(gòu)，為減少梁端塑性鉸區(qū)發(fā)生脆性剪切破壞的可能性，梁的變形能力主要取決于梁端的塑性轉(zhuǎn)動能力，而塑性轉(zhuǎn)動能力與截面混凝土受壓區(qū)相對高度有關(guān)。梁底面和頂面縱向鋼筋的比值同樣對梁的變形能力有較大影響，梁底面的鋼筋可增加負(fù)彎矩時的塑性轉(zhuǎn)動能力，還能防止在地震中梁底出現(xiàn)正彎矩時過早屈服或破壞過重。

框架結(jié)構(gòu)的變形能力與框架的破壞機制密切相關(guān)，試驗研究表明，梁先屈服，可使整個框架有較大的內(nèi)力重分布和能量耗散能力，柱一般在軸向壓力作用下，其延性通常比梁的要小，如果不采取“強柱弱梁”措施，柱端很可能比梁端先出現(xiàn)塑性鉸。因此適當(dāng)調(diào)整柱計算內(nèi)力并增大配筋，使塑性鉸首先出現(xiàn)在梁端，抗震性能較好。對于一、二、三級框架節(jié)點的上下柱端，其組合的彎矩設(shè)計值之和∑MSc應(yīng)按下式調(diào)整：

∑Mc=ηc∑Mb

由于抗震規(guī)范規(guī)定的柱端彎矩增大措施只能適度推遲柱端塑性鉸的出現(xiàn)，而不能避免出現(xiàn)柱端塑性鉸，因此對柱端也應(yīng)提出“強剪弱彎”要求，避免柱底部在彎曲破壞之前出現(xiàn)剪切破壞。對于一、二、三級框架柱的柱端截面組合的剪力設(shè)計值V應(yīng)按下式調(diào)整：

V=ηVc（Mcb+Mct）/Hn，

同時，抗震設(shè)防烈度為9度和一級框架還要符合：V=1.2（Mcuab+Mcuat）/Hn，式中，ηVc為柱端剪力增大系數(shù)，一、二、三級框架分別取1.4、1.3、1.2。Mcb、Mct、Mcuab、Mcuat分別為柱上下端截面組合時的彎矩設(shè)計值和實配的鋼筋按標(biāo)準(zhǔn)值計算的所能承擔(dān)的彎矩值。

控制柱的軸壓比：軸壓比越大導(dǎo)致柱的抗壓強度儲備越低，在地震時混凝土容易壓碎而導(dǎo)致柱的破壞，限制柱軸壓比可提高柱的延性。

3　結(jié)語

為了避免地震給人類帶來大的巨大災(zāi)難，克服框架結(jié)構(gòu)的諸多弊端，運用科學(xué)有效的手段，確保建筑結(jié)構(gòu)安全，從而實現(xiàn)建筑正常的使用功能?？拐鹪O(shè)計要保證建筑小震不破壞，大震不倒塌，達(dá)到安全而經(jīng)濟(jì)的目的。

［1］萬杰，何梅，郭華.汶川地震后建筑構(gòu)造抗震措施之反思［J］.西安建筑科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2008，40（5）：631-636.