框架抗震范文

框架抗震范文（精选12篇）

框架抗震 第1篇

未经抗震设防的底层框架抗震墙砖房, 其底层的纵横墙数量较少且平面布置不对称, 而上部砖房则纵横墙的间距较密, 上部砖房的侧移刚度较底层大得多, 在强烈地震作用下, 由于底层的抗侧力刚度和极限承载能力相对于第二层薄弱, 结构将在底层率先屈服、进入弹塑性状态, 并将产生变形集中的现象。底层的率先破坏将危及整个房屋的安全。

我国近十几年来的强烈地震震害表明, 这类房屋的地震震害较为普遍, 未经抗震设防的这类房屋的震害特点是:

1.1 震害多数发生在底层, 表现为“上轻下

重”;1.2底层的震害规律是:底层的墙体比框架柱重, 框架柱又比梁重;1.3房屋上部几层的破坏状况与多层砖房相类似, 但破坏的程度比房屋的底层轻得多。

2 底层框架抗震墙砖房抗震设计的基本要求

底层框架抗震墙砖房的底层框架抗震墙和上部砖房部分均具有一定的抗震能力, 但这两部分不同承重和抗侧力体系之间的抗震性能是有差异的, 而且其过渡楼层的受力也比较复杂。为了使这类房屋的抗震设计满足“小震”不坏, 设防烈度可修和“大震”不倒的抗震设防目标, 应符合下列基本要求。

2.1 房屋的平、立面布置应规则、对称

历次震害调查说明, 体型复杂或结构构件 (墙体、柱网等) 布置不合理, 将加重房屋的震害。对于底层框架抗震墙砖房, 其抗震性能相对于多层钢筋砼房屋要差一些。因此, 这类房屋平、立面布置的规则要求应更严格一些, 即房屋体型宜简单、对称, 结构抗侧力构件的布置也应尽量对称, 这样可以减少水平地震作用下的扭转。

2.2 房屋的高度要限制、高宽比要适当

在唐山大地震中, 未经抗震设防的底层框架抗震墙砖房的破坏较为严重。其主要原因是底层没有设置为框架抗震体系。在震害较为严重的底层框架砖房中, 底层为半框架, 沿街一跨为框架另一跨为砖墙承重体系, 底层为内框架体系以及底层大部分为框架体系而山墙与楼梯间墙处不设框架梁柱等。

基于总结震害经验等, 《建筑抗震设计规范》GBJ11-89对这类房屋的总层数给予了较严格的限制, 即6、7度区不宜超过六层, 8度区不宜超过五层, 9度区不宜超过三层, 其总层数相对于该地区多层砖房的总层数均有所减少, 在7、8、9度区减少一层, 在6度区减少二层。

近些年来, 通过对底层框架抗震墙砖房的模型试验和一系列分析研究, 深入探讨了这类房屋的抗震性能, 提出了改善底层低矮钢筋砼墙抗震性能, 增强过渡楼层和房屋整体抗震能力的抗震设计方法和构造措施。对房屋较为规则且沿竖向较为均匀和满足增强过渡搂层及房屋整体抗震能力要求的;其房屋总层数和总高度可适当放宽, 但不应超过规定。

2.2.1 房屋的总高度指室外地面到檐口高度,

半地下室可从地下室内地面算起, 全地下室可从室外地面算起。2.2.2上部砖房部分的层高, 不宜超过3.6m。上部砖房部分横墙的间距大4.2m的房间面积在一层内大于该层总面积的1/4时为横墙较少, 对于上部砖房部分横墙较少者房屋总高度应降低3.0m, 总层数应减少一层, 底层框架抗震墙砖房总高度与总宽度的最大比值, 应符合要求。

2.3 第二层与底层的侧移刚度比要控制

在地震作用下底层框架抗震墙砖房的弹性层间位移反应均匀和减少在强烈地震作用下的弹塑性变形集中, 能够能够提高房屋的整体抗震能力。对底层框架抗震墙砖房的弹性和弹塑性位移以及层间极限剪力系数进行了分析, 在分析研究的基础上提出了底层框架抗震砖房第二层与底层侧移刚度比的合理取值范围为1.2~1.8。根据不同设防烈度的地震作用强弱和既安全又经济的抗震设防原则, 底层框架抗震墙砖房第二层与底层的侧移刚度比值在6度时不应大于3.0, 在7度时不应大于2.5, 在8度时不应大于2.0, 在9度时不应大于1.5;且均不应小于1.0。

2.4 抗震墙的最大间距限值

底层框架抗震墙砖房的抗震墙间距分为底层和上部砖房两部分, 上部砖房备层的横墙间距要求应和多层砖房的要求一样;底层框架抗震墙部分, 由于上面几层的地震作用要通过底层的楼盖传至底层抗震墙, 楼盖产生的水平变形将比一般框架抗震墙房屋分层传递地震作用的楼盖水平变形要大。因此, 在相同变形限制条件下, 底层框架抗震墙砖房底层抗震墙的间距要比框架———抗震墙的间距要小一些。底层框架抗震墙砖房的底层框架抗震墙具有一定的承载能力和较好的变形、耗能能力, 而上部砖房部分的, 变形和耗能能力相对比较差。为了避免底层过多强于上部砖房的抗震能力, 除了计算底层框架抗震墙砖房的层问极限剪力系数、判断薄弱层外, 还在一般规定上强调两点, 一是第二层与底层的侧移刚度比不应小于等于1.0二是底层抗震横墙的最大间距较《建筑抗震设计规范》GBJ11-89有所放宽。

2.5 底层钢筋砼抗震墙的高宽比

在实际工程中, 底层框架抗震墙砖房的底层钢筋砼墙的高宽比往往小于1.0, 通常把高宽比小于l的钢筋砼墙称为低矮墙。

高宽比小于1.0的低矮钢筋砼墙是以受剪为主, 由剪力引起的斜裂缝控制其受力性能, 其破坏状态为剪切破坏。结合底层框架抗震墙砖房中的底层钢筋砼墙为带边框的钢筋硷低矮墙的特点, 对此带边框开竖缝钢筋砼低矮墙的试验和分折研究, 试验结果表明:放入砂浆板和钢筋砼板的带竖缝钢筋砼墙的抗震性能明显优于整体钢筋砼低矮抗震墙, 这种开竖缝的抗震墙具有弹性刚度较大, 后期刚度较稳定, 达到最大荷载后, 其承载力没有明显降低, 其变形能力和耗能力有较大提高, 达到了改善低矮墙抗震性能的目的。

根据试验和分析研究, 建议带边框开竖缝钢筋砼墙用竖缝分割的墙板高宽比不应小于1.5, 但也不宜大于2.5。

2.6 底层框架抗震墙砖房的结构体系

根据《建筑抗震设计规范》GBJ11一89对抗震结构体系的要求, 结合底层框架抗震墙砖房的特点, 提出以下要求。

2.6.1 底层框架抗震墙砖房的底层应设置为框

架一抗震墙体系。底层框架抗震墙砖房的底层受力比较复杂, 而底层的严重破坏将危及整个房屋的安全, 加上地震倾覆力矩对框架柱产生的附加轴力使得框架柱的变形能力有所降低等因素, 对底层的抗震结构体系的要求应更高一些。a.底层框架抗震墙砖房的底层应设置为纵、横向的双框架体系, 避免一个方向为框架、另一个方向为连续梁的体系。这主要是由于地震作用在水平上是两个方向的。一个方向为连续梁体系则不能发挥框架体系的作用, 则该方向的抗震能力要降低比较多。同时, 也不应设置为半框架体系或山墙和楼梯间轴线为构造柱圈梁约束砖抗震墙的状况。这是由于底层的地震剪力按各抗侧力构件的刚度分配, 半框架体系或山墙为构造柱、圈梁约束的砖抗震墙体系中, 砖墙较框架的抗侧力刚度大得多, 在地震作用下, 砖墙先开裂和肢坏, 加上砖墙的变形能力较框架要差得多, 会形成砖墙构件先退出工作, 导致加重半框架或部分框架的破坏。b.底层框架抗震墙砖房的底层应设置为框架抗震墙体系。在6、7区底层为小型商店时, 其抗震墙可为框架填充墙;当底层的砖填充墙较少时应设置一定数量的钢筋砼抗震墙, 在8、9度时, 均应设置一定数量的钢筋砼抗震墙, 使底层形成具有二道防线的框架抗震墙体系, 有利于提高底层的抗震能力。c.底层的钢筋砼墙应设置为带边框开竖缝的钢筋砼墙。2.6.2过渡楼层的抗震能力应适当加强。整体模型试验研究结果表明, 底层框架抗震墙砖房的过渡楼层受力比较复杂, 虽然底层的抗震墙先开裂, 但是一旦第二层砖墙开裂后、其破坏状态要比底层要重得多。因此, 应增强过渡楼层的抗剪和抗弯能力。在设计时可以考虑加强底层框架与上部砖砌体结构接合处楼板的整体刚度, 可将此处楼板做成同厚度的一块大现浇板, 板钢筋通长布置;还应考虑底框竖向结构与上部砖混竖向结构, 在接合处竖向钢筋尽可能上通下行, 在构造上加强过渡楼层的抗剪、抗弯能力。

2.7 底层框架抗震墙砖房的底层与上部砖房部分的抗震能力宜相匹配

框架结构中梁有哪些抗震构造？ 第2篇

1)梁截面尺寸:为了防止梁发生斜裂缝破坏、斜压型脆性破坏,框架梁截面尺寸必须满足如下要求:梁的截面宽度与高度之比为b/h≥0.25,且b不宜小于200mm,也不宜小于1/2柱宽;同时应满足高跨比ln/h≥4;梁最大平均剪应力为V/bh0≤0.20fc，其中,b、h、h0分别为梁截面宽度、高度、有效高度;V为梁端组合剪力设计值;fc为混凝土轴心抗压强度设计值。

2)梁的配筋率:为了保证梁的变形能力,使框架结构具有较好的抗震性能,梁端纵向受拉钢筋的配筋率应能使梁端截面的受压区相对高度满足以下要求:一级框架x≤0.25h0;二级框架x≤0.35h0,同时,纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%，

3)梁的箍筋:为了保证梁有足够的延性,提高塑性铰区压区混凝土的极限压应变值,并防止在塑性铰区内最终发生斜裂缝破坏,在梁端纵筋屈服范围内加密封闭式箍筋,对提高梁的变形能力十分有效。同时,为了防止压筋过早压曲,应严格遵照《抗震规范》限制箍筋的间距。

框架结构抗震鉴定与加固方法 第3篇

房屋的原设计单位为建筑设计室（工程编号90－2－9，设计时间为1990年），房屋建造后主要作为教学楼、食堂及锅炉房使用。房屋的建筑平面大体呈L形，框架结构六層，总建筑面积为15600m2，由主体教学楼、食堂及锅炉房3部分组成，各部分之间均设有沉降缝。

1.1主体部分

该建筑主体部分地上6层，局部5层，建筑总高为20.7m，室内外高差为0.600m，其中底层层高为3.600m，二层～六层层高均为3.300m。目前，主要作为教室及办公室使用。

1.2食堂

食堂地上2层，建筑总高为8.700m，室内外高差为0.300m，其中底层层高为3.900m，二层层高为4.500m。目前，底层为厨房及餐厅，二层为会场。

1.3锅炉房

锅炉房地上2层，局部1层，建筑总高为6.550m，室内外高差为0.150m，其中底层层高为4.050m，二层层高为2.800m。目前主要作为锅炉房及浴室使用。

2.抗震鉴定与设计

2.1主体部分

抗震鉴定结果表明：房屋在层数和高度、外观和内在质量、材料强度等基本满足规范要求，但在结构体系、梁柱构造、填充墙及其连接构造中存在不满足规范的方面。主要表现为：框架为单向布置且局部为单跨框架，立面呈不规则，梁端加密区箍筋直径为6mm（小于8mm），底层全部、二层大部分、三、四层个别框架柱的轴压比大于0.8，柱的加密区箍筋直径为6mm（小于8mm），填充墙与框架柱之间未设置沿墙全长拉通的拉筋等。因此，房屋的抗震措施不满足规范要求。

2.2食堂

抗震措施鉴定结果表明：房屋在层数和高度、外观和内在质量、材料强度等基本满足规范要求，但在结构体系、梁柱构造、填充墙及其连接构造等中存在不满足规范的方面，主要为：框架为单向布置，梁端加密区箍筋直径为6mm（小于8mm），柱的加密区箍筋直径为6mm（小于8mm），填充墙与框架柱之间未设置沿墙全长拉通的拉筋等。因此，房屋的抗震措施不满足规范要求。

2.3锅炉房

抗震措施鉴定结果表明：房屋在层数和高度、外观和内在质量、结构体系、材料强度等基本满足规范要求，但在整体性连接构造、砌体墙段的局部尺寸中存在不满足规范的方面，主要为：西侧无墙体、墙体布置在平面内不能闭合，未在外墙四角等部位设置钢筋混凝土构造柱，墙段的实际局部尺寸偏小等。因此，房屋的抗震措施不满足规范要求。

3.抗震加固

（1）针对教学楼主体结构检测结果，对于轴压比超限、截面尺寸不足以及配筋不足相差较大的框架梁柱，应采取加大截面的方法进行加固处理。

施工措施：

1）严格按照规范及设计要求对原柱子混凝土表面进行凿毛施工时，应按规范及设计要求将表面打成沟槽，沟槽深度为10mm，间距不大于200mm，原混凝土柱的棱角打掉，同时除去浮渣、尘土。

2）采用界面剂是为了使结合面混凝土的黏结抗剪强度和黏结抗拉强度接近或高于混凝土本身强度，避免结合面过早开裂破坏，在浇筑新混凝土前，淋洒1层30%白乳胶水泥浆界面结合剂。

3）在混凝土中加入AEA微膨胀剂可以提高结合面的黏结性能，保证新旧两部分混凝土能整体工作，共同受力，需控制好加固混凝土的收缩性。

4）在混凝土中加入减水剂。由于后浇混凝土仅为150mm（300mm）厚，并且在该范围内配有大量的钢筋。为保证混凝土的浇筑质量，混凝土的坍落度不能太小，加固混凝土设计强度为C35，水灰比不能太大。

（2）对于配筋不足相差较小或抗震构造措施不满足要求的结构构件，可采用粘贴碳纤维布的加固方法进行加固。

施工措施：

基本施工工艺为：施工准备→结构表面处理→底胶配制并涂刷→找平胶配制并修复、平整→粘贴胶配制并涂刷→粘贴纤维布→表面喷砂防护

1）基底处理。2）混凝土表层出现剥落、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以凿除，对于较大的面积的劣质层在凿除后应用聚合物水泥砂浆进行修复。3）对表面有裂缝的部分如有必要应首先进行封闭灌浆处理。4）用混凝土角磨机、砂纸等工具去除混凝土表面的浮浆、油污等杂质，构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状（R≥25mm）。5）用吹风机将混凝土表面清理干净并保持干燥。6）涂底胶。按规定的比例将主剂与固化剂先后置于容器中，用电动搅拌器均匀搅拌，根据现场实际气温决定用量并严格控制使用时间。

（3）锅炉房二层个别墙段的承载力不能满足要求，可采用在原墙体两侧粉钢筋网水泥砂浆面层进行补强加固。

施工措施：

原墙面清底——钻孔——清洗原墙面——刷素水泥砂浆——铺设钢筋，安设锚筋——浇水湿润墙面——逐层抹水泥砂浆——结硬后进行养护——装饰施工。

用夹板墙加固砖墙后，墙体的抗剪能力有较大程度的提高，在试件开裂前夹板墙的刚度较普通墙有一定的提高，但开裂后，提高程度减小，当试件达到极限荷载时，加固对刚度的影响不明显：加固后墙体的变形能力及延性将有明显提高。

4.加固施工中需注意的问题

加固工程中施工要解决的主要问题在施工过程必须有针对性地解决以下三个问题：

（1）对正在学校使用中的房屋进行加固施工，如何减少施工干扰是施工中需要解决基本问题。采取的措施：一是利用两个月暑假的集中时间，组织甲、乙双方全员强化施工管理，合理安排施工组织，采用高密度流水搭接施工；二是施工区域与教学区域尽可能分隔明显，建筑材料与垃圾的进出场通道与师生通道分离。

（2）夏季高温时节，要着重保证混凝土工程、镶面工程及屋面防水工程的质量。凡涉及水泥为主要材料的工程，都采取了阴藏、预冷和日内低温时段施工，注意留好施工缝和必要的后浇（制）缝等措施。而屋面防水工程为确保质量采取了两条措施：1）先补好屋面每一条裂缝，再作为1:6水泥炉渣找坡隔热层，最后作焦油聚氨酯涂膜厚2mm，作面层用水泥砂浆保护层屋面以耐热性、物化稳定性。2）按设计要求作好屋面分格（变形）缝和油膏嵌缝工艺。

（3）钻孔填锚筋技术。对墙外或墙内附建的构造柱，每高500~600mm；对圈梁每隔梁轴长500~800mm，都设置此项锚筋与原墙体牢固联结。1）锚筋埋入深度，视墙厚而定，最小不少于120~800mm；用II级钢筋制作。2）充填用的砂浆，采用水灰比0.3~0.45，灰砂比1:1~2；选用普通425号新鲜普通硅酸盐水泥或膨胀水泥。3）锚筋孔道用压力水冲洗净，充分湿润；4）拉拔试验检查：充填完毕的锚筋，稍候即以3Kg的拉力作拔出试验，以不松动为合格。否则应再加干硬砂浆夯实，当仍不合格时，则应在附近重新钻孔、安装锚筋。

5.结论

通过以上加固措施后，该教学楼可以满足应有的抗震要求，同时对建筑的使用功能未造成影响，通过此案例，可普及至其他原结构不满足抗震要求的教学楼，不影响使用功能的同时也增加了结构的安全系数。

框架抗震 第4篇

1 底层抗震墙设计中存在的主要问题

底层框架—抗震墙房屋的底层抗震墙设计中常存在着一些问题:1)抗震墙位置偏于一侧,造成底层刚度中心和质量中心存在明显的偏差,容易因扭转而引起结构的破坏;2)抗震横墙间距不满足规范要求;3)抗震墙墙肢的长度差别较大,部分墙肢的长度超过8 m,造成该墙肢受力过于集中,不符合设置多道抗震防线的概念设计要求[4];4)底层钢筋混凝土抗震墙设置数量不当,使过渡层与底层侧向刚度比不满足规范要求,形成明显的薄弱楼层。

2 底层抗震墙的布置

1)针对以上1)的问题,底部抗震墙宜沿纵横两个方向均匀对称布置,尽量使纵横抗震墙相连,如将钢筋混凝土抗震墙做成L型,T型或∏型等,以增强结构抗扭能力;宜在房屋的尽端、楼电梯间两侧及平面刚度有变化的转角附近布置一定数量的抗震墙并尽量避免在这些墙体上开洞,以加强建筑物各大转角的抗震能力;另外,抗震墙宜布置于上层砖房设有砖抗震墙轴线处,且最好布置在外围或靠近外墙处,以获得最大的抗扭刚度。应避免布置抗震墙于一端或一侧,以免造成地震扭转破坏。2)针对以上2)的问题,为保证底层的空间刚度和协调变形,GB 50011-2001建筑抗震设计规范对抗震横墙最大间距做了明确规定,即在设防烈度为7度,8度,9度时分别取21 m,18 m和15 m。3)针对以上3)的问题,底层抗震墙高度往往小于长度,其高宽比往往小于1.0,属低矮抗震墙,以受剪为主,由剪力引起的斜裂缝控制其受力性能,其破坏形态为剪切破坏。如果抗震墙墙肢较长,则很容易出现局部刚度过大、受力集中等现象。因此,规范规定:抗震墙周边应设置梁(或暗梁)和边框柱(或框架柱)组成的边框,较长的抗震墙可设竖缝处理,以提高底层的变形和耗能能力。文献[5]进行了带边框开竖缝钢筋混凝土低矮墙的试验研究,指出:采用带边框开竖缝钢筋混凝土墙,其弹性刚度较大,后期刚度较稳定,达到最大荷载后,其承载力没有明显降低,而变形能力和耗能能力有较大提高,竖缝两侧由暗柱和边框梁组成,钢筋混凝土墙的高宽比宜为1.5左右。即在一道低矮抗震墙中可仅开一道竖缝。4)在地震作用下,抗震墙作为主要抗侧力构件是第一道防线,当抗震墙遭受一定的破坏,吸收相当的地震能量后,其刚度降低或部分退出工作。此时,框架部分作为第二道防线开始作用。由此可见,底部框架层通过合理地设置钢筋混凝土抗震墙还可以达到设置多道抗震防线的目的,很大程度上提高了结构体系的抗震性能。

3 底层抗震墙的设置数量

在地震作用下,如果底层框架—抗震墙房屋的弹性层间位移反应均匀,且在强烈地震作用下的弹塑性变形集中较小,就能提高房屋的抗震能力。对于这类房屋,一般平、立面对称布置,各楼层质量分布基本均匀,故结构的弹性和弹塑性层间位移反应是否均匀,主要取决于结构层间侧向刚度沿楼层高度的分布[6]。

大量的试验和分析结果表明,由于底层钢筋混凝土框架的侧向刚度相对比较小,底部框剪层的侧向刚度主要由抗震墙的多少来决定。也就是说,过渡层与底层的侧向刚度比主要取决于底层抗震墙数量的多少,如抗震墙设置数量过少,致使过渡层与底层的侧向刚度比过大,则底层成为明显的薄弱楼层;相反,如底部剪力墙设置数量过多,使过渡层与底层的刚度比小于1.0,则造成薄弱层的向上转移到砌体层。可见,薄弱楼层位置是相对而言的。由于砖砌体层的变形耗散能力和延性性能远比框剪层差,这不仅使抗震设计不够经济,而且在罕遇地震作用下砖砌体层将会产生很严重的破坏集中现象。因此,上述两种情况设计中都应该避免出现。GB 50011-2001建筑抗震设计规范在总结历次震害经验的基础上,给出了不同设防烈度下过渡层与底层侧向刚度比的限值,6度,7度区时不应大于2.5,8度区不应大于2.0,且均不应小于1.0,宜控制在1.2～2.0之间[7]。该规定为抗震墙设置的数量提供了依据。

因此,合理地设置钢筋混凝土抗震墙数量,对于提高此类房屋的整体抗震能力具有重要意义。文献[3]指出,底层框架—抗震墙房屋底层抗震墙的设置数量由抗震横墙最大间距、砌体过渡层与底层的侧向刚度比限值及框剪层的弹塑性位移等限值来控制,并提出了抗震墙数量可采用两重或三重约束的简化方法确定。关于抗震墙数量的具体讨论可参考文献[8]。

4 抗震墙构造措施

1)抗震墙周边应设置梁(或暗梁)和边框柱(或框架柱)组成的边框,并现场浇筑,混凝土强度等级不应低于C30;边框梁的截面宽度不宜小于墙板厚度的1.5倍,截面高度不宜小于墙板厚度的2.5倍;边框柱的截面高度不宜小于墙板厚度的2倍。2)抗震墙墙板的厚度不宜小于160 mm,且不应小于墙板净高的1/20;底层框剪砌体房屋的底层抗震墙宜开设洞口形成若干墙段,各墙段的高宽比不宜小于2(通常按2中3)所述,取1.5左右)。3)抗震墙的竖向和横向分布钢筋配筋率均不应小于0.25%,钢筋直径均不应小于8 mm,并应采用双排布置;双排分布钢筋间拉筋的间距不应大于600 mm,直径不应小于6 mm。4)抗震墙的约束边缘构件和构造边缘构件应按抗震规范抗震墙结构关于相关部位的规定设置。

5 结语

底层框架—抗震墙房屋抗震设计中应高度重视底层抗震墙的设计,应从抗震墙的合理布置、设置数量和构造措施等方面加以控制,既要注重抗震计算,又要强调概念设计,充分发挥抗震墙的抗震性能和作用,以使房屋具备良好的整体抗震能力。

摘要：结合工程设计中底层抗震墙存在的主要问题,从抗震墙的合理布置、设置数量和构造措施等方面提出了相应的解决措施和设计要点,以充分发挥抗震墙的抗震性能和作用,从而提高房屋的整体抗震能力。

关键词：抗震墙,侧向刚度比,薄弱楼层,构造措施

参考文献

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[2]郭继武.建筑抗震设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.16-17.

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[4]李建宁.底部框架—抗震墙结构设计要点和常见问题[J].江苏建筑,2002(2):19-20.

[5]高小旺.带边框开竖缝钢筋混凝土低矮墙的试验研究[J].建筑科学,1995(4):33-34.

[6]高小旺.底层框架抗震墙砖房竖向均匀性探讨[J].建筑结构,1998(4):36-37.

[7]郑山锁.底部框架—抗震墙砖房的抗震设计[J].工业建筑,2002(6):8-9.

[8]郑山锁.底部框架—抗震墙砖房框剪层抗震墙数量的合理确定[J].工业建筑,2001(5):28-29.

框架抗震 第5篇

抗震设计的框架-剪力墙结构，应根据在规定的水平力作用下结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值，确定相应的设计方法，

1框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的10%时，按剪力墙结构设计，框架部分应按框架-剪力墙结构的框架进行设计;

2当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10%但不大于50%时，按框架-剪力墙结构的规定进行设计;

3当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%但不大于80%时，按框架-剪力墙结构设计，其最大适用高度可比框架结构适当增加，框架部分的抗震等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用;

4当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的80%时，按框架-剪力墙结构设计，但其最大适用高度宜按框架结构采用，框架部分的抗震等级和轴压比限值应按框架结构的规定采用，

混凝土框架结构抗震设计研究 第6篇

关键词：钢筋混凝土框架；型钢混凝土框架；抗震设计

近些年来，面对频频出现的震害现象，建筑对支撑设备的框架提出了越来越更高的要求。混凝土框架的各阶段的使用性能都必须得到保证。在我国，建筑物抗震规范上给出了建筑物抗震标准，及“小震不坏、中震可修、大震不倒”，因此，地震作用下科学的抗震模式的建立是非常必要的。

（一）混凝土框架结构特性

混凝土是建筑结构中比较主要的类型之一，其所具备的高强度、刚度大的特性能够承受动力负荷。所以，现在的建筑材料使用中，混凝土框架得到了广泛的应用。混凝土框架还有一个优势，就是在具备较大承重力的同时，还具有良好的韧性。这一特点是其他的建筑材质所存在的缺憾。混凝土良好的塑性，可以让其承受重力的荷载加大，在跨度大、超高度的建筑结构中得以应用。即便是建筑物属于是超重型的，因为混凝土框架的结构轻，材料的各向同性和匀质性好，因此属于是比较理想的材质。

钢筋混凝土框架的特性主要表现在混凝土在收缩和蠕变的过程中。在混凝土硬化进行自动的收缩过程中会受到内部钢筋的影响，这样就会在混凝土中产生拉应力，内部的钢筋产生压应力，这是在钢筋混凝土的设计比例是所必须要考虑的问题。同时由于混凝土的抗拉能力很低，即使在内部配备钢筋之后，还是改变不了这一情况，所以需要对混凝土预先施加压力。混凝土的的物理力学属性在零下四十度到零上六十度之间不会出现较大改变，不影响正常使用，但是如果建筑地区气温高于或是低于合适温度时，就需要对混凝土进行必要的处理

钢筋混凝土的主要构件是钢筋被配置在混凝土当中，目的是增强结构的各种性能。这种用钢筋和混凝土所制成的结构，显然结合了两种配料的优点。混凝土的抗压性比较好，而钢筋具有耐拉力，两者相结合，使得这种建筑结构更为牢固，而且具有良好的防火、防腐性能。

混凝土框架结构的另外一种形式是型钢混凝土框架。因为纯混凝土的抗压程度和抗拉程度完全不成正比，所以素混凝土结构不能用于受有拉应力的梁和板，这就要求对混凝土进行一定的改造，以便增强混凝土承受拉力的水平。型钢筋混凝土的结构应运而生，型钢混凝土框架是由型钢混凝土框架柱和框架梁组成，框架梁可以采用钢筋混凝土梁、型钢混凝土梁或钢梁。在型钢周围配置钢筋并在外部浇筑混凝土，同时配有适量钢筋和箍筋。在承受拉力之后，混凝土开裂，拉力就自然由混凝土内部的型钢所承受，这样既能够发挥混凝土的抗压性能又能发挥型钢的抗拉性能。将混凝土和型钢有机结合，更好的提高抵抗外力的能力，从而使型钢混凝土结构能够在建筑当中承担更大的作用。型钢混凝土具有截面小、承载能力高、延性好、防火能力强等特点，现已得到广泛的应用和关注。

与钢框架结构相比较，混凝土框架也存在着优势。虽然混凝土框架结构已经被广泛地在建筑也中所采用，但是，其所存在的缺陷恰恰就是混凝土结构所具备的优势。混凝土结构具有坚固、耐久的特点，而钢框架所不具备的耐火性特点成为了混凝土结构的优势。同时，将混凝土框架结构与钢框架结构相比较，混凝土结构的成本会更低一些。

（二）钢筋混凝土框架结构抗震方法和措施

1、合理布置外力传递途径

对于混凝土框架抗震性设计来说，最重要的目的就在于把混凝土框架在地震中所受到的外力传递到结构之外，避免或者减轻外力对混凝土框架所造成的损害，因此，提高混凝土框架抗震性能的重要方式之一就是要合理的布置混凝土框架外力传递途径，要尽量确保支柱、梁的轴线和墙处于同一个平面之上，进而形成一种完整的双向抗侧力系统。这样设计就能够使得混凝土框架在遭受地震作用时出现的是弯剪破坏，墙的底部成为塑性屈服位置。同时，还要遵循强墙弱梁的原则加强建筑墙体的承载力，避免墙体出现剪切破坏，从而提高整个混凝土框架的抗震能力。

2、确保结构的承载力

混凝土框架的承载力是抗震能力的重要部分，该部分内容主要是指在进行混凝土框架抗震设计时，要按照抗震等级对梁、柱、以及墙的节点采取相应的抗震构造措施确保混凝土框架在地震作用下达到三个水准的设防标准。因此，为了保证建筑整体结构在强地震作用下具有足够的承载力，要根据抗震设计的相关原则进行柱截面的选择，轴压比的控制，配筋率的控制等，合理的配筋和构造使钢筋混凝土结构成为延性结构，对抗震设计来说是至关重要的，使结构能通过延性变形来吸收地震作用传来的能量。所遵循的原则主要有强柱弱梁原则、强剪弱弯原则、强节点弱构件原则等。

3、规则布置建筑平面

建筑平、立面布置应符合抗震概念设计原则，宜采用规则的建筑设计方案，不应采用严重不规则的设计方案。因此，在进行钢筋混凝土框架抗震性设计过程中，就应该尽量规则布置建筑平面。通常我们都比较重视钢筋混凝土框架的对称性和规则性，结构的对称性主要是指抗侧力主体结构之间的对称，而规则性主要体现在以下几个方面，第一，抗侧力结构主轴方向刚度和变形特性相近；第二，在抗侧力结构竖向断面均匀、构成的变化均匀；第三，平面布置的统一，轴向上的抗侧力结构具有的刚度要均匀；第四，平面的中心和周边结构要相互协调，确保主体结构有较好的抗扭刚度，从而提高钢筋混凝土框架抗变形的能力。

4、多防线抗震

多防线抗震主要是指在钢筋混凝土框架中要从多个方面进行抗震设计，也就是说，在一个完整的抗震体系中，首先要有一个具有强延展性的构件来承担地震作用给钢筋混凝土框架带来的破坏，而在其达到屈服状态之后，其他还要有其他构件来承担起抗震的作用，以此类推，多个放线下来之后，钢筋混凝土框架就完美的实现了抗震的作用，避免了地震给建筑建筑物带来的损害。

总结：

由于建筑结构设计师对于国家关键建筑方面的政策、法规的理解方式不同和个人之间的经验差别导致了在面对相同问题时，不同的设计师所采取的设计方案也不尽相同。虽然在建筑设计的过程当中所采取的方式和方法千差万别，但是无论是哪一个设计时提出的方案都必须要满足混凝土结构设计的稳定性原则。要实现地震作用下混凝土框架抗震的目的，主要是在总体设计出发，采用概念设计的理念，避免采用不规则形状，采用良好的构造措施，保证结构具有足够的延性，当地震所带来的能量得以分散之后，就减少了其对建筑物所带来的破坏。另外，建筑物所使用的材料显然也是非常重要的。对于不同地区、不同工程条件的混凝土框架结构，在抗震方面要区分对待，选择更为合适的抗震设防方法。

参考文献：

[1]GB 50011-2010.建筑抗震设计规范[S].

[2]蒋金梁.6度区多层框架结构抗震设计[J]，浙江建筑.2004（05）.

谈框架节点的抗震设计 第7篇

1 框架节点的破坏形态及影响因素

1.1 节点区的破坏形态

框架节点区破坏大都是由于节点区无箍筋或少箍筋,在剪压作用下混凝土出现斜裂缝甚至被压碎,造成纵向钢筋压屈成灯笼状,即节点区的破坏形式是由主拉应力引起的剪切破坏。

1.2 影响框架节点承载力和延性的因素

1.2.1 梁板对节点的约束作用

试验表明,节点在两个正交方向有梁时,增加了对节点核芯区混凝土的约束,因而提高了节点的受剪承载力。但若两个方向的梁截面较小,则其约束影响就不明显。四边有梁且带有现浇楼板的中柱节点,其混凝土的抗剪强度比不带楼板的节点有明显的提高。对于三边有梁的边柱节点和两边有梁的角柱节点,直交梁和楼板约束作用并不明显。

1.2.2 剪压比和配箍率对节点区混凝土抗剪限度的影响

节点的钢筋和混凝土是共同作用的。根据拉压杆模型,钢筋起拉杆的作用,而混凝土则主要起压杆的作用。显然,节点破坏时可能钢筋先坏,也可能混凝土先坏,一般情况下,我们希望钢筋先坏,这就必须要求节点的尺寸不能过小或节点区的配筋率不能过高。若节点区配箍率过高,节点区混凝土首先破坏,会使箍筋不能充分发挥作用。因此,应对节点的最大配箍率或节点受剪截面最小尺寸加以限制。试验表明,当节点区截面的剪压比大于0.35时,增加箍筋的作用已不明显,这时须增大节点水平截面的尺寸。

1.2.3 轴压力对节点混凝土抗剪强度和节点延性的影响

试验表明,节点核芯区内混凝土斜压杆截面面积虽然可随柱端轴力的增加而稍有增加,使得在节点剪力较小时,柱轴压力的增大对节点抗震性能起一定的有利作用,但当节点剪力较大时,因核芯区混凝土斜向压应力已经较高,轴压力的增大反而会对节点抗震性能产生不利影响。当轴压比大于0.6～0.8时,节点混凝土抗剪强度反而随轴压力的增加而下降。此时,轴压力的存在会使节点区延性降低。

1.2.4 梁纵筋滑移对结构延性的影响

框架梁纵筋在中柱节点区通常以连续贯通的形式通过,在反复荷载作用下,梁纵筋在节点一边受拉屈服,而在另一边受压屈参考文献:服。如此循环往复,将使纵筋的粘度迅速破坏,导致梁纵筋在节点区贯通滑移,使节点区受剪承载力降低,亦使梁截面后期受弯承载力和延性降低,使节点的刚度和耗能能力明显下降。

2 框架节点核芯区的构造要求

2.1 混凝土强度等级

框架节点核芯区的混凝土强度等级,应不低于柱子的混凝土强度等级。在装配整体式框架中,后浇节点的混凝土强度等级宜比预制柱混凝土强度等级提高5 N/mm2。《建筑抗震设计规范》和《混凝土结构设计规范》分别对框架结构节点混凝土材料性能指标做了最低要求,其中,对抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核芯区的混凝土强度等级不应低于C30。

2.2 限制截面尺寸

当节点截面过小,梁上部钢筋和柱外侧钢筋配置数量过高时,以承受静荷载为主的顶层端节点将由于核芯区斜压杆机构中压力过大而发生核芯区混凝土的斜向压碎。因此,应对梁柱负弯矩钢筋的相对配置数量加以限制,这也相当于限制节点的截面尺寸不能过小,以防止节点区混凝土首先被压碎而破坏。《规范》对此也做了相应的规定。

2.3 箍筋的设置

在框架节点范围内应设置水平箍筋,箍筋的布置应符合对柱中箍筋的构造要求,且间距不宜大于250 mm。对四边均有梁与之相连的中间节点,节点内可只设置沿周边的矩形箍筋,而不设复合箍筋。《抗震设计规范》对抗震区框架节点核芯区箍筋的最大间距、箍筋加密区范围和最小直径均做了相应规定;同时规定,对一级～三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于0.12,0.10,0.08,且体积配箍率分别不小于0.6%,0.5%和0.4%;柱剪跨比不大于2的框架节点核芯区配箍特征值不宜小于核芯区上、下柱端的较大配箍特征值。

2.4 梁柱纵筋在节点核芯区的锚固

梁柱纵筋在节点核芯区的锚固,《规范》分别对非抗震地区和抗震地区做了严格的规定。在设计时,我们应该针对不同地区以及结构的不同部位加以区别对待。

3 框架节点核芯区的抗震验算要求及方法

3.1 抗震验算要求

《建筑抗震设计规范》第6.2.15条规定:框架节点核芯区的抗震验算应符合下列要求:一、二级框架的节点核芯区,应进行抗震验算;三、四级框架节点核芯区可不进行抗震验算,但应符合抗震构造措施的要求。对于三级框架的房屋高度接近二级框架房屋高度的下限,明显不规则或场地、地基条件不利时,节点核芯区宜按二级进行抗震验算。

3.2 框架节点核芯区抗震验算方法(以一般框架梁柱节点为例)

3.2.1 节点剪力设计值

1)一、二级框架梁柱节点核芯区组合的剪力设计值,应按下列公式确定:

Vj=ηjb∑Mb[1-(hb0-a′s)/(Hc-hb)]/(hb0-a′s) (1)

9度时和一级框架结构尚应符合:

Vj=1.15∑Mbua[1-(hb0-a′s)/(Hc-hb)]/(hb0-a′s) (2)

其中,Vj为梁柱节点核芯区组合的剪力设计值;hb0为梁截面的有效高度,节点两侧梁截面高度不等时可采用平均值;a′s为梁受压钢筋合力点至受压边缘的距离;Hc为柱的计算高度,可采用节点上下柱反弯点之间的距离;hb为梁的截面高度,节点两侧梁截面高度不等时可采用平均值;ηjb为节点剪力增大系数,一级取1.35,二级取1.2;∑Mb为节点左右梁端逆时针或顺时针方向组合弯矩设计值之和,一级时节点左右梁端均为负弯矩,绝对值较小的弯矩应取0;∑Mbua为节点左右梁端逆时针或顺时针方向实配的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值之和,根据实配钢筋面积(计入受压筋)和材料强度标准值确定。

2)核芯区截面有效验算宽度,应按下列规定采用:

a.核芯区截面有效验算宽度,当验算方向的梁截面宽度不小于该侧柱截面宽度的1/2时,可采用该侧柱截面宽度;当小于柱截面宽度的1/2时,可采用下列二者的较小值:

bj=bb+0.5hc (3)

bj=bc (4)

其中,bj为节点核芯区的截面有效验算宽度;bb为梁截面宽度;hc为验算方向的柱截面高度;bc为验算方向的柱截面宽度。

b.当梁柱的中线不重合且偏心距不大于柱宽的1/4时,核芯区的截面有效验算宽度可采用式(3),式(4)和下式计算结果的较小值。 bj=0.5(bb+bc)+0.25hc-e (5)

其中,e为梁与柱的中线偏心距。

3.2.2 节点受剪截面限制条件

节点核芯区组合的剪力设计值,应符合下列要求:

Vj≤(0.30ηjfcbjhj)/γRE (6)

其中,ηj为正交梁的约束影响系数,楼板为现浇,梁柱中线重合,四侧各梁截面宽度不小于该侧柱截面宽度的1/2,且正交方向梁高度不小于框架梁高度的3/4时,可采用1.5,9度时宜采用1.25,其他情况均采用1.0;hj为节点核芯区的截面高度,可采用验算方向的柱截面高度;γRE为承载力抗震调整系数,可采用0.85。

3.2.3 节点受剪承载力的设计要求

节点核芯区截面抗震受剪承载力极限状态的设计要求:

Vj≤Vju (7)

其中,Vju为节点受剪承载力设计值。考虑正交梁和轴向压力对节点受剪承载力的有利影响,取:

Vju=[1.1ηjftbjhj+0.05ηjNbj/bc+fyvAsvj(hb0-a′s)/s]/γRE (8)

当设防烈度为9度时:

Vju=[0.9ηjftbjhj+fyvAsvj(hb0-a′s)/s]/γRE (9)

其中,N为对应于组合剪力设计值的上柱组合轴向压力较小值,其取值不应大于柱的截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的50%,当N为拉力时,取N=0;fyv为箍筋的抗拉强度设计值;ft为混凝土轴心抗拉强度设计值;Asvj为核芯区有效验算宽度范围内同一截面验算方向箍筋的总截面面积;s为箍筋间距。

参考文献

[1]GB 50011-2001,建筑抗震设计规范[S].

[2]GB 50010-2002,混凝土结构设计规范[S].

[3]李国强,李杰,苏小卒.建筑结构抗震设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2002:140-148.

[4]郭继武.建筑抗震设计(按新规范)[M].北京:高等教育出版社,2006:184-186.

浅析框架节点抗震构造措施 第8篇

1 框架结构中间层端节点的抗震构造措施

1.1 框架结构中间层端节点梁上部纵筋的锚固

梁上部纵向钢筋在中间层端节点处的锚固原则是:先考虑直线锚固, 再考虑弯折锚固;《规范》对梁上部纵筋在中间层端节点处的锚固规定如下。

1.1.1 直线锚固

当采用直线锚固时, 梁上部纵筋伸入端节点的锚固长度应满足两个条件:锚固段总长不应小于其基本锚固长度值LaE;钢筋应伸过柱中心线不小于5d。

1.1.2 弯折锚固

当钢筋较粗或柱截面较小时, 一般采用弯折锚固, 此时应满足三个条件:一是应将钢筋伸至柱外侧纵向钢筋内侧后向下弯折90°, 二是弯折前水平段长度应大于0.4LaE, 三是弯折后垂直段长度应为15d。试验研究表明, 这种弯折锚固的锚固力由水平段的粘结力和弯弧与垂直段的弯折锚固作用所组成, 在承受静力荷载为主的情况下, 水平段的粘结力起主要作用, 而垂直段的锚固力只在水平段滑移变形很大时才起作用。国内外试验结果均表明, 当水平段长度不小于0.4LaE, 垂直段长度为15d时, 已能可靠地保证梁纵筋的锚固强度;垂直段长度内加配的箍筋也同样只在水平段纵筋滑移很大时才开始受力。

1.1.3 特殊情况时的处理措施

当平直段长度不能满足0.4LaE时, 可以有三种方式单独或联合采用, 即改变钢筋直径、加大柱截面和采用机械锚固。但若采用机械锚固, 务必有相应的构造措施, 即在锚固长度范围内的箍筋不应少于3个, 其直径不小于0.25d, 其间距不应大于5d。

1.2 框架结构中间层端节点梁下部纵筋的锚固

该纵筋锚固原则与梁上部纵筋的锚固相同, 能直线锚固就直线锚固, 如需弯折则必须满足上述上部纵筋弯锚条件要求;但应注意:在结构抗震设计中, 竖直段应向上弯入节点内, 在结构非抗震设计中, 竖直段可向下弯折。

2 框架结构中间层中节点的抗震构造措施

国内外框架节点抗震试验结果表明, 当非弹性变形较大时, 仍不能避免梁端的钢筋屈服区向节点内蔓延, 贯穿节点的梁纵筋粘结失效与滑移加剧, 从而使框架刚度和耗能进一步减弱。对此, 《规范》规定, 对梁内贯穿中柱的每根纵筋直径, 对于一、二级抗震等级, 不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/20, 对于圆柱截面, 不宜大于纵筋所在位置柱截面弦长的1/20。

2.1 框架结构中间层中节点梁上部纵筋的锚固

由于楼面使用功能需要, 框架梁上表面一般均在同一水平面上, 因此, 其上部纵筋不应切断, 而应贯穿中间节点, 这既可简化施工, 又可使左、右钢筋应力差通过节点宽度范围内砼的粘结作用达到平衡。

2.2 框架结构中间层中节点梁下部纵筋的锚固

在结构抗震设计中, 框架中间层中节点梁下部纵筋的锚固, 与框架中间层端节点梁下部钢筋的构造做法相同;对于结构非抗震设计的框架梁, 其下部纵筋一般受压, 但当水平荷载较大或与邻跨跨度相差太多时也有受拉的可能。因此, 对不同受力情况下的锚固也有不同要求。

3 框架结构顶层中节点的抗震构造措施

3.1 框架结构顶层中节点梁纵筋的锚固

顶层中节点梁的上、下纵筋与中间层中节点处的锚固措施相同, 但由于贯穿顶层中节点的梁上部纵筋较之贯穿于中间层中节点的上部纵筋更易发生粘结失效和滑移, 对于一、二级抗震等级设计时, 要求贯穿顶层中节点的梁上部纵筋的直径, 不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/25。

3.2 框架结构顶层中节点柱纵筋的锚固

由于框架柱主要受力的纵向钢筋不能中断, 因此, 在中间层, 无论是中节点还是端节点, 均不应切断柱的纵筋, 而应贯穿整个节点;柱纵筋伸到框架的顶层后, 仍存在切断后的锚固问题, 对此, 《规范》有如下规定: (1) 直线锚固。此时柱内纵筋伸入顶层中节点及端节点内侧的纵筋的锚固需满足两个条件, 即自梁底算起应不小于其基本锚固长度和这些柱内纵筋还必须伸至柱顶, 以实现可靠的锚固。 (2) 弯折锚固。当顶层框架梁的高度不大而无法实现直线锚固时, 可将柱纵筋弯折后锚固, 柱内纵筋还必须伸至柱顶;根据弯折方向还可分为以下两种形式:①向节点内弯折。当充分利用柱筋的抗拉强度时, 弯折前的垂直段长度不应小于0.5LaE, 弯折后的水平段长度不宜小于12d;②向楼板内弯折。当框架顶层有现浇楼板且其厚度大于80mm, 砼强度等级大于C20时, 柱的纵筋也可向外弯折, 弯折后的水平长度不宜小于12d。

4 框架结构顶层端节点的抗震构造措施

顶层端节点相当于一段折梁, 整个节点都处于负弯矩受力状态, 在此范围内的钢筋均承受很高的拉力, 因此, 顶层端节点的主要问题是纵向受拉钢筋的搭接问题, 《规范》对顶层端节点的相应构造措施是:梁上部纵筋在柱外侧与柱纵向钢筋在节点处搭接, 并提出了两种做法, 一种做法是在梁范围内搭接, 搭接长度为1.5LaE, 另一种做法是在柱内搭接, 搭接长度为1.7LaE。另外, 顶层端节点因承受弯矩而易形成斜向挤压, 如节点截面较小而负弯矩钢筋配置又较多时, 容易发生节点核心区砼挤压破坏。

4.1 在梁范围内搭接

柱外侧钢筋可沿节点外边和梁上边与梁上部纵筋搭接, 这种做法有利于施工操作, 当浇筑砼的施工缝设置在梁底柱截面附近时, 钢筋搭接只能在梁范围内。

4.1.1 柱纵筋

梁宽范围内的柱纵筋伸至柱顶, 沿梁顶与梁上部纵筋作有效搭接, 搭接总长度不应小于1.5LaE, 伸入梁内不少于500mm;梁宽范围以外的柱筋可伸入砼强度等级不低于C20、厚度不小于80mm的现浇板内, 其长度与伸入梁内的柱纵筋相同;在特殊情况下:当柱截面较大或梁较高, 并采用在梁内搭接时, 1.5LaE可能使搭接部分不能到达柱截面的内侧, 此时应注意满足柱钢筋伸入梁内不小于500mm或伸至柱内边向下弯折8d、且不小于现浇板厚度后方可截断等构造要求。

4.1.2 梁纵筋

梁上部纵向钢筋应沿节点外边缘伸至柱外边并向下弯折, 至梁底处截断;如梁底有腋则应伸至腋底。

4.2 柱范围内搭接

当浇筑砼的施工缝设置在梁底截面以下时, 纵向钢筋的搭接可在柱范围内进行, 这种搭接可使柱顶水平纵向钢筋数减少, 便于浇筑砼。

4.2.1柱纵筋

柱纵筋在梁宽范围内伸至柱顶, 与梁纵筋形成有效搭接;柱纵筋伸至柱顶后宜向节点内弯折后切断, 其水平长度不宜小于12d。

4.2.2 梁纵筋

伸至节点外边缘向下弯折, 与柱外侧纵筋形成足够的有效搭接长度后截断;梁纵筋在柱内的搭接长度不应小于1.7LaE。

5 框架结构节点的配箍要求

框架节点作为框架结构承受竖向压力且受力状态十分复杂的一种构件, 也必须有箍筋加以约束。在框架节点内, 应设水平箍筋, 以维持其对节点核心区砼的有效约束, 确保其承载力和延性。当顶层端节点的柱外侧纵筋与梁上部纵筋搭接时, 节点内应配置足够的水平箍筋并按受拉搭接的要求配箍。

摘要：框架节点是框架结构传力的关键部位, 应有足够的强度和延性。国内外对框架节点进行了一系列抗震试验研究, 结果表明, 框架节点是结构抗震的薄弱环节, 结构设计和施工时, 必须高度重视对其实施抗震构造措施。

钢框架结构抗震性能分析 第9篇

随着科学技术的发展, 钢结构在现代建筑结构中的地位越来越重要。钢材具有强度高, 材质均匀等一系列优点, 所以一般认为钢框架是一种抗震性能很好的结构。可是在美国Northridge和日本Kobe地震[1]中有一百多幢钢结构框架发生了不同程度的破坏, 引起了全世界结构工程专家的广泛关注。因此, 对钢框架整体抗震性能的研究具有十分重要的意义。现对一榀单层钢框架模型进行了ansys有限元数值模拟, 分析了钢框架在不同地震作用下的响应, 表明钢框架结构具有良好的抗震性能。

1有限元计算模型

为了研究钢框架在地震作用下的抗震性能, 按照我国钢结构设计规范[2]以及建筑抗震设计规范[3]的要求, 设计了一个单层、三榀钢框架结构。模型层高2.6m, 跨度4.83m。框架柱取Q345H 200× 200× 8× 12型钢、框架梁取Q345H 250× 125× 6×9型钢。取中间一榀钢框架进行研究, 柱顶作用500kN集中力, 框架梁受28kN/m均布力。梁柱连接采用固结, 整体结构下端固结, 上端和两边为自由端。钢框架有限元模型如图1所示。

钢材本构关系采用双线性随动强化模型, 钢框架屈服强度取 fy=310 MPa, 弹性模量E=2.06×103 MPa, 泊松比v=0.3, 钢材处于屈服阶段时服从VonMises屈服准则和相关流动准则, 假定钢材均为理想弹塑性材料。

2 地震波的选取

采用地震波 (地震加速度波) 作为外荷载输入。不同的地震波, 将会产生不同的结构反应[4]。场地条件为Ⅱ类场地。分别采用EL Centro地震波 (1940) 、Taft地震波 (1952) 作为地震反应分析的输入地震波, 时间间隔皆为 0.02 s, 共作用20 s。

3 顶点侧移时程曲线

钢框架结构在不同地震波作用下, 结构的最大侧移如图2、图3所示, 横坐标表示时间 (s) , 纵坐标表示结构最大侧移 (mm) 。

钢框架在EL Centro 波、taft波100 cm/s2、200 cm/s2加速度作用下, 结构未破坏, 在400 cm/s2地震波加速度作用下钢框架均破坏, 破坏位移分别为53 mm (1.86 s) 、54 mm (6.98 s) , 位移超过钢结构规范中规定的弹塑性层间位移转角限制1/50 (本文为2 600/50=52 mm) 。

4 滞回性能对比分析

钢框架在不同地震波作用下, 滞回性能如图4、图5所示, 屈服荷载、屈服位移、破坏荷载、破坏位移如表1所示。

从图4、图5可以看出, 钢框架滞回性能良好, 滞回曲线成梭行, 抗震性能良好。 从表1可以看出, 在同一种地震波, 100 cm/s2, 200 cm/s2地震波加速度的作用下, 钢框架未破坏, 屈服荷载、屈服位移随着地震波加速度的增大而增大。而在400 cm/s2地震波加速度的作用下, 钢框架破坏, 屈服荷载、屈服位移小于200 cm/s2地震波加速度下的屈服荷载、屈服位移。

5 结论

(1) 同一种地震波, 随着地震波加速度的提高, 顶点位移加大, 位移时间曲线形状几乎一致;位移最大值未出现在地震波加速度最大时刻。

(2) 钢框架在不同地震波作用下, 滞回性能良好, 滞回曲线成梭行。在不同地震波加速度作用下, 屈服荷载、屈服位移、破坏荷载、破坏位移近似相等。在400 cm/s2地震波作用下, 屈服荷载、屈服位移小于100 cm/s2, 200 cm/s2地震波作用下的屈服荷载、屈服位移。

参考文献

[1]阎丽梅, 范子芳.日本阪神地震对钢框架节点设计的影响.沈阳工业大学学报, 2005;27 (1) :107—110

[2]GB2003—50017钢结构设计规范.北京:中国计划出版社.2003

[3]GB50011—2001建筑抗震设计规范.北京:中国建设工业出版社, 2001

框架—偏心支撑结构的抗震分析 第10篇

中国是一个多地震国家。历年来的强烈地震给人们带来了惨痛的记忆,给人们的生命和财产安全带来严重的威胁。结构抗震对于结构者们来说是一个永恒的话题。如何使结构在强烈地震下达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设计基本原则[1],是结构抗震者和设计者共同追求的理念。

框架结构体系应用在钢结构中是很常见的结构形式,优点很多,诸如:灵活的建筑平面布置、简单的结构造型、良好的延性等等。但是如果想要结构达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设计基本原则,须使抗震结构体系设置多重抗震防线,避免因部分构件的先行破坏导致整体结构的坍塌。钢框架应用在结构中往往刚度不够,中心支撑的出现使结构有很好的抗侧刚度,但是,在强烈地震作用下,中心支撑容易屈曲失稳,从而使整个结构倒塌。偏心支撑的出现解决了以上的所有问题。偏心支撑体系兼顾了中心支撑框架的强度、刚度和纯钢框架非弹性性能及能量耗散能力的优点[2]。

本文通过两个不同算例得出:偏心支撑框架体系比中心支撑框架体系有良好的耗能和抗震能力。

1 偏心支撑耗能原理

1.1 偏心支撑的形式

偏心支撑的特殊构造形成了耗能梁段e,每根支撑斜杆至少在一端与梁连接,其连接点偏离梁柱节点或相对方向的另一支撑与梁连接的节点,从而在支撑与柱子之间或在支撑与支撑间形成耗能梁段。

如图1所示为几种偏心支撑的形式,有单斜杆式、K形、倒V形、倒Y形等。图1中e为偏心支撑的长度。

1.2 偏心支撑的耗能机理

偏心支撑的耗能机理:偏心支撑在强烈地震作用下,弱耗能梁段受到地震作用的影响,首当其冲受害的是耗能梁段,耗能梁段最先屈服保证了支撑斜杆的刚度和强度,而作为主要构件的梁和柱则可以在弹性阶段继续工作,保证了整个结构的安全。如图2所示为结构在大震作用下构件的屈服顺序。

1.3 耗能梁段的计算

耗能梁段的e长度直接影响到结构是剪切型屈服型还是弯曲型屈服型。因此耗能梁段长度的计算至关重要。

耗能梁段的塑性抗剪承载力Vs和Ms分别按下式计算:

Vs=0.58fyh0tw (1)

Ms=Wpfy (2)

式中:fy——钢材的屈服强度;

h0——梁段腹板计算高度;

tw——梁段腹板厚度;

Wp——梁段截面塑性抵抗矩。

耗能梁段的屈服形式应按下式来进行划分:

e≤1.6Mp/Vp(剪切屈服型耗能梁段) (3)

e≥1.6Mp/Vp(弯曲屈服型耗能梁段) (4)

剪切屈服型耗能梁段所受剪力分布较均匀,一旦形成剪切型塑性铰,整个梁段上将充满塑性铰,从而耗能梁段的耗能能力很强。变细部构造合理的剪切型梁段,其转动角度可达0.1 rad,而弯曲型梁段的转角仅可达到0.02 rad[3]。因此在设计耗能梁段时,应把耗能梁段设计为剪切型耗能梁段。

2 建立结构模型

2.1 模型的基本信息

双塔大底盘带偏心耗能支撑结构采用框架体系,抗侧力体系由偏心支撑体系提供。本算例共10层,层高均为3.3 m,总高度为33 m。框架结构每跨的跨度为6 m,共设置3跨,偏心支撑设置在中间跨。

本算例中偏心支撑设置为K形偏心支撑,为了使抗震性能更优越,将耗能梁段设计为剪切屈服型。根据1.3节中式(1)～式(3)计算得,耗能梁段的长度e=1 m。

本算例所处地区的抗震设防烈度为8度,建筑场地类别为Ⅱ类,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度为0.20g,特征周期Tg=0.25 s,钢结构的阻尼比ξ=0.02。

2.2 结构构件尺寸

结构主要构件尺寸如表1所示,钢材型号为Q345。

2.3 结构方案

本文拟采用两个方案对比的方法来得出偏心支撑体系比中心支撑体系的抗震性能更优越。方案一是在框架结构的基础上设置中心支撑;方案二则是以方案一为原型,只是将方案一中的支撑体系由中心支撑换为偏心支撑。

方案一:框架—中心支撑体系结构;方案二:框架—偏心支撑体系结构。

3 分析计算结果

3.1 结构的自振周期

模态分析可以得到结构的自振周期值,方案一和方案二的前11阶振型的自振周期如表2所示。

由表2可知:

1)方案二和方案一的自振周期都遵循一个规律,都是随着振型数的增大而减小。

2)方案二比方案一的自振周期大,方案二中偏心支撑耗能梁段的存在使得结构的整体刚度下降,结构变柔,从而方案二的自振周期变大。从整体的数值来看,方案二比方案一的周期略大,但是差值不是很大。

3.2 时程分析结果

所谓时程分析法,又称直接动力法或动态分析法,是根据选定的地震波和结构恢复力特性曲线,采用逐步积分的方法对动力方程进行直接积分,从而求得结构在地震过程中每一瞬间的位移、速度和加速度反应,以便观察结构在强震作用下从弹性到非弹性阶段的内力变化以及构件开裂、损坏直至结构倒塌破坏的全过程。本文采用EL-Centro(N-S,1940年)地震波对方案一和方案二进行了结构的时程分析。在X,Y两个方向施加水平地震作用,得到了最大层间位移图和顶层绝对加速度时程曲线如图3～图5所示。

从图3中可以看出,无论方案一还是方案二,都是随着楼层的增加,最大层间位移也在增大。但是从图3中也可以发现,在结构的前四层,方案一的最大层间位移比方案二的最大层间位移小。但是在四层以上,方案一的最大层间位移比方案二的最大层间位移明显增大,说明偏心支撑抗侧移的能力只有随着楼层不断增加的情况下才能充分发挥出来,多高层情况下偏心支撑抗侧移的能力不明显。

结合图4和图5及计算结果可知,方案一X向顶层的最大绝对加速度为2.635 09 m/s2,Y向顶层的最大绝对加速度为2.289 93 m/s2;方案二X向顶层的最大绝对加速度为2.426 43 m/s2,Y向顶层的最大绝对加速度为1.725 78 m/s2。方案二的X向顶层绝对加速度的最大值比方案一降低了7.92%,Y向降低了24.64%。

4 结语

本文使用有限元分析软件SAP2000对两种不同的框架支撑体系进行抗震分析,得到了分析结论:

1)在结构中采用偏心支撑所得自振周期比采用中心支撑的结构自振周期略有下降,但是不影响结构的整体刚度。

2)偏心支撑应用在小高层或是高层中能充分发挥偏心支撑耗能的能力,应用在多层结构中效果不明显。

3)在地震作用下,偏心支撑比中心支撑能更好的减小地震反应,抗震性能更好。

参考文献

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[2]李志刚,王浩,郝际平,等.偏心支撑框架的设计计算方法[J].钢结构,2004,3(19):4-7.

[3]金荣娟.基于安全储备的钢筋混凝土框架结构抗震设计[J].山西建筑,2011,37(3):29-31.

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框架抗震 第11篇

关键词：预制装配；混凝土；框架结构；抗震特性

中图分类号：TU352.11 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）14-0146-03

由于预应力装配式框架结构前期在抗震及预制构件质量上研究不够深入，实际应用上存在一定的问题，这也导致在一段时间对装配式混凝土结构的持续发展造成了一定的影响。最近几年，伴随着经济的快速发展以及节能环保要求的不断提升，国内装配式结构相关的研究以及实际应用均取得了全面进展，很多研究工作者和研究单位均在该领域进行了大量的理论及试验研究，并出现了一大批标杆工程。本文主要从装配式混凝土的结构类型与要求出发，以世构体系框架结构为研究切入点，对该类型结构的抗震特性进行了深入分析。

1 装配式混凝土的结构类型与要求

就目前国内而言，国内外预制装配式混凝土结构可以分为三类结构，即预制装配式框架、预制装配式剪力墙、预制装配式框架-现浇剪力墙三类结构。承受竖向荷载的主要构件均可全部要求现浇、预制或预制与现浇结合。

装配式框架结构通常由预制柱、预制梁、预制楼板以及非承重墙板组成。因为预制混凝土框架容易在震区遭受破坏，因此，其在震区的应用在很长一段时间内均止步不前，但是，美国统一建筑规范许可在高烈度地震区应用预制混凝土结构，这也从侧面表明装配式框架结构在刚度、强度等方面经试验和分析证明强于现浇混凝土结构。所以，评价装配框架结构体系或者分析该结构的抗震机理时往往一致于现浇结构，而承重构件之间的节点，拼缝连接设计和施工均与现浇结构要求相同，所形成的结构体系在性能上应等同于现浇结构，同时具备基本一致的适用高度、抗震等级。

2 装配式混凝土的结构形式及其特点

在装配式混凝土的结构形式中，其中世构体系技术是一项最典型的技术，它是我国从国外引进混凝土装配整体式框架结构的一种全新的体系，该体系为整浇节点的一次受力叠合框架，包括预制混凝土柱、预制预应力混凝土叠合梁、板等预制构件。

世构体系内的预制柱、预制预应力梁、板的生产一般会在合作预制厂内依照图纸施工，施工完毕后将形成各类构件的拆解设计图纸，然后完成构件模具的设计，并对预制构件钢筋笼进行加工，试配混凝土，确定各个预制构件分项工程的预制顺序后，最终生产出符合设计要求的预制构件。这种装配式结构形式引入国内后，被广泛地应用于大卖场、住宅等多类建筑施工过程中。

世构体系之所以特殊，是由于其节点构造较为特殊。世构体系的结构主要由U形钢筋、键槽、和现浇混凝土这三部分节点组成。U形钢筋在键槽里面和预应力钢绞线相互搭接链接，U形钢筋对节点的抗震性能有直接的影响，因此，必须重视起设计及施工过程。因为该体系结构不是全预制，构件需要现场浇筑，所以，世构体系属于强连接类型的一种。世构体系的结构形式，如图1和图2所示。

世构体系不仅具有工期短、经济相对实惠、施工速度快等诸多优点，而且先张预应力技术在该体系中得到了很好的运用，从而使构件截面得到了大面积的减小，这样使结构本事重量得到减轻的同时，而且使工程造价得到了很多程度的控制和节省。

在施工方面，该体系使用钢材的量也相对较低，而且施工形式也简单快捷。

3 装配式混凝土的框架结构抗震能力分析

为了能全面深入的熟悉和掌握世构体系整体框架结构对抗震性能的影响程度，我们通过实验设计了一个三层两跨的平面框架结构形式，通过反复的观察实验，然后通过计算机程序对静力塑性进行分析研究。

3.1 装配式混凝土的框架结构算例

假定实验模型为完全刚性的装配式混凝土框架节点，是按照现浇结构相同的方式建立的；现取上下层结构中柱长度的一半即H0/2的反弯点位置和混凝土框架结构边框处的梁长的三分之一即L0/3为切入点，按1：3缩尺比例进行实设计，一共为三个节点，分别为一个现浇节点和两个预制节点。实验算例模型的结构示意图和梁、柱、板的截面及其配筋情况，如图3所示。

3.2 建立合适的计算模型

为了能更加清楚的分析装配式混凝土的框架结构的性能，我们必须建立起一个简捷且高效适用的计算模型，文章的计算模型将是通过梁柱中含塑性铰的单元和纤维截面对多个部位进行模拟的：

①梁柱中含塑性铰的单元：此部分主要由位于中心位置的线弹性和分列于两旁的塑性铰区部分组成。塑性铰区往往是集中出现单元塑性的部位。我们通常采用自定义截面的方式来定义出塑性铰区，这里我们所讲的塑性铰区采用的是下面纤维截面。至于框架梁的部分，因为该单元中最薄弱的部位为键槽，因此键槽部位的长度和塑性铰区的长度定义一致；至于框架柱的部分，我们选取的是弯矩作用方向柱所在的截面尺寸的一半即0.5 h的位置（弯矩作用方向柱所在的截面尺寸为h）。

②纤维截面部分：纤维截面主要组成部分为通用形状且简单方便的片（path），例如三角形、圆形和四边形等等。另外，截面里面的配筋情况截面可以根据使用层（Layer）来确定。然后根据精度的要求不同，把片继续细分成单独个体的纤维。提供约束作用箍筋将受压强度的核心区混凝土截面与根据属性各异的材料的提升极限应变归类到纤维。在进行计算纤维截面的过程中，轴向力和截面弯矩的互相约束都包含在其中。纤维截面的部位图，如图4所示。

3.3 应变关系模型的建立

我们在研究装配式混凝土的框架结构时，应该建立起合适应变关系模型，使用理想弹塑性的应变—应力关系模型的为非预应力筋，而我们实验组长期进行实验分析的对数模型为预应力筋，如图5所示。

我们把park模型引入到混凝土的本构关系来研究使用，如图6所示。在实验中所使用的理想状态为：假定平截面和截面应变是一致相符的；受拉区的拉应力对混凝土的影响忽略不计；混凝土中徐变、收缩和剪切变形的影响都不加考虑。

3.4 框架结构中的静力弹塑性分析

在我们研究框架结构的抗震性能评估所建立的模型中，由于建立模型的层数仅仅为三层，且结构形状也只是为两跨的平面框架结构形式，刚度和质量的分布方面也是比较平均的，因此高阶振型的影响可以不在考虑之列，对结构推覆实验中，使用的是倒三角分布的侧向荷载，而且在整个过程中，都假定在理想状态下进行的，在整个加载过程中侧向力都不发生任何变化。

建好模型后，首先在结构上施加的是竖向重力荷载，其次对框架结构进行的弹塑性静力（pushover）分析需要施加的是水平荷载。位移控制一直要保持在加载的过程中使用，顶层的中柱顶节点为主要的控制节点，0.001m为常见的加载步长；直到有0.25m的顶点位移或者有0.02m的楼层位移角时，该实验分析结束。然后结构的基底剪力—目标点位移关系曲线在本实验中可以得到确认，如图7所示。

从关系曲线图中表明，当框架结构在较小的荷载时，结构基底剪力一目标点位移曲线表现出的是线性变化；当荷载渐渐增加时，表现出显著降低的是结构的刚度，基底剪力一目标点位移曲线图也随之变得缓慢。

从实验曲线图可知，导致刚度下降的原因主要包括两大因素：

其一是塑性铰出现在构件的两端，并塑性铰在梁端不断的加大，钢筋屈服量也不断的提高，且结构刚度会越来越低，此时结构基底剪力一目标点之间所形成的位移曲线变化量越来越较少。

其二裂缝在梁柱混凝土中出现，大大降低了结构的刚度；不过，虽然屈服后的钢筋，其刚度小变弱了，但一定的弯矩增量在其截面还是能承受的，因此增加适量的水平力也是可以承担的。而框架柱塑性铰在底层发生时，负刚度在结构中渐渐表现出来。框架塑性铰前后顺序及出现的位置图，如图8所示。

根据能量守恒原理，可以得出最大顶点位移在罕遇地震下的最大偏移量为0.105 m。目标位移与结构顶点的位移相互重合时，此时塑性铰在梁端出现，而柱端的塑性铰还未展现出来，则恰好达到了设计目的。当然，当最大顶点位移出现时，很小的塑性转角也会在柱端、梁端出现，但是通过对梁端加密箍筋的方式，可以很好的达到转角延性的要求。从图7可以看出，该结构为梁端耗能方式。可以看出，预制预应力混凝土装配整体式框架结构在通过科学合理的设计和施工后，抗震性能能达到满意的标准，可以很好地满足抗震设防的要求。

4 结 语

本文通过深入分析和研究一种预制预应力混凝土装配整体式框架结构体系，并对涉及到得节点抗震性能进行详细地实验研究，得出了以下结论：

①经低周重复荷载作用，该结构不仅在实验中得到了未被地震破坏的验证，而且有利于新工艺、新材料、新技术在建筑行业中的大力发展，更有利于城市的环境保护。

②决定节点延性能力的关键是连接节点的构造方式，同时是对结构抗震性能有着最关键的影响。

③结构构件的内力响应显著减小，能有效的避免预制构件在地震中的严重破坏，减少了结构对地震破坏的影响。

④预制预应力混凝土装配整体式框架结构经合理设计后，抗震性能较佳，基本可以满足抗震设防所必须的要求。

参考文献：

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框架抗震 第12篇

关键词：X型支撑,Pushover分析,抗震性能

0引言

我国是地震频发的国家之一,1976年唐山7.8级大地震以及2008年汶川8.0级大地震等都造成了惊人的经济损失和惨痛的人员伤亡。所以保证建筑结构的抗震性能就越来越受到国家的重视。

近些年来,框架结构以其空间分隔灵活,自重轻,节省材料;具有可以较灵活地配合建筑平面布置等优点,经常被运用到实际工程中,但是随着技术的进步,框架结构结构自身抗侧刚度的不足就逐渐显露出来,很容易发生较大的侧移甚至是倒塌,而在框架中加入支撑是一个既有效又经济的解决方法。

1模型概况

分析模型分成两种不同的结构方案,采用一榀5层3跨,层高均为3m,开间6m。方案M1为无支撑普通钢筋混凝土框架结构,如图1(a),框架柱的截面尺寸均为600mm×600mm,框架梁的截面尺寸为200mm×500mm,底层柱混凝土强度等级为C30,其余均为C25。受力主筋采用HRB335级,箍筋采用HPB300级。方案M2为带X型钢管中心支撑钢筋混凝土框架结构,在图1(a)中间跨布置竖向连续X型钢管中心支撑,支撑采用外径200mm、壁厚6mm的Q235级钢管,支撑形式如图1(b)所示,其余结构参数同方案M1。其中,楼面永久荷载标准值为3.5k N/m2,可变荷载标准值为2.0k N/m2。结构采用8度(0.20g)抗震设防。

2分析假设

本文采用SAP2000对两个框架结构进行Pushover分析。Pushover分析又叫静力弹塑性分析,是一种与反应谱相结合的静力非线性分析方法。这种方法可以让我们清晰地看到框架结构从弹性阶段到最终倒塌的塑性发展的全过程。它是一种结构非线性响应的简化计算方法。

模型中,空间杆单元模拟梁、柱和支撑,支撑中间与框架梁柱两端以铰连接。其中,框架梁两端设置M3铰(即弯矩铰),框架柱两端使用P-M2-M3耦合铰(即轴力和弯矩的耦合铰),钢支撑中间位置设置P铰(即轴力铰),分析时首先施加竖向等效的竖向重力荷载,而侧向采用倒三角形的荷载分布模式。

模型计算分析过程中给出如下四个假设:(1)钢支撑不屈曲,视为理想的二力杆;(2)结构分析不考虑P-Δ二阶效应影响;(3)所有材料均为线弹性和各向同性;(4)不考虑钢支撑残余应力的影响。

3塑性发展与层间位移

在倒三角形的侧向荷载加载模式下,两个结构最终状态出现的塑性铰分布如图2所示。两个模型的底层柱均出现了塑性铰,但塑性发展却不甚相同,无支撑混凝土框架M1柱端塑性铰出现相对较早,破坏时间长,而且在梁端出现了塑性铰,虽然设计符合“强柱弱梁”的理念,但是它的塑形分布已经分布满整个框架结构,如图2(a)。带有X型支撑的M2框架结构的柱端塑性铰出现相对较晚而且破坏程度也远小于M1框架,且仅仅是下面几层出现了少许的塑性铰,说明钢支撑对框架结构起到了保护作用且对结构的抗侧能力有直接积极的影响,但是由于吸收和消耗能量过大,提早破坏的可能性会加大。

两个结构的顶点最大位移分别达到了66mm和39.9mm,层间位移角分别为1/45和1/75,具体的层间位移如图3所示,从图3中可以看出:(1)结构模型M2的楼层的侧移明显小于M1,M2顶点最大位移减小约39.5%,框架模型M2的抗震性能明显优于M1;(2)结构模型M2的各层层间位移波动较小,而结构模型M1各层层间位移差别较大,表明M2的侧向刚度在竖向的分布比M1均匀;(3)各楼层层间侧移均满足现行《建筑抗震设计规范》最大限值1/50的要求。

在框架模型M1中各层所承担的剪力基本相同,最大为27k N,加入X型支撑之后底层最大剪力增长为58k N,增长了53.4%。说明钢支撑明显承担了一部分剪力,起到了增大抗侧刚度的作用。加固之后,轴力也有明显的增长。

4结束语

通过对一个一榀五层三跨的框架结构布置支撑前后的静力非线性分析,可以得出以下结论:

(1)在弹性阶段,通过对比两个模型的层间位移,说明钢支撑可以减小结构侧向位移,减小破坏,提高了框架结构的抗侧刚度;

(2)加固后层间剪力涨幅较大,说明钢支撑的布置大大提高了框架结构在地震状态下的抗剪能力,涨幅大小与钢支撑布置的数量有一定关系,所以在实际的工程中应注意控制钢支撑的数量以保证效益的最大化;

(3)塑性铰的发展在钢支撑的作用下明显减缓,提高了结构的耗能能力,而且在一定程度上提高了框架结构的抗震能力;

(4)本文对钢支撑加固的分析尚浅,成果较少,更加深刻的问题还有待进一步的研究。

参考文献

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