底部框架-抗震墙砌体房屋抗震设计
摘要:底部框架-抗震墙房屋上部和底部抗震性能差异较大,结构布置、底部地震作用效应调整,构造措施等方面要引起重视,才能保障结构安全。本文对底部框架-抗震墙房屋的设计进行分析,同时提出底部框架-抗震墙房屋抗震构造措施。
关键词:底部框架抗震墙抗震设计
Abstract: The bottom frame aseismic wall housing upper and bottom seismic performance difference is bigger, the arrangement of structure, the adjustment of earthquake action effects, structural measures and other aspects should be caused take seriously, in order to guarantee the safety of structure. The bottom frame aseismic wall housing design was analyzed, and puts forward the bottom frame aseismic wall building aseismic structural measures.
Key words: bottom frame aseismic wall; seismic; design
近年来,出现了许多的底框一抗震墙结构房屋,底层为商业,上部为住宅的多层房屋。底层商业为钢筋混凝土框架结构,在平面布置上满足了灵活的要求,上部住宅一般为多孔
砖砖混结构,这种结构形式既满足了商业要求,又给附近居民生活带来了很大的方便,另外该结构形式还比较经济。但是,历次震害表明,该结构在震害时底部发生变形集中,因出现大的侧移而严重破坏,甚至坍塌。即从结构抗震角度而言,该结构抗震整体性能差,“头重脚轻、上刚下柔”,最容易引起底层的严重破坏,从而危及整个房屋的安全。所以需要设计上更加慎重的解决好有关问题,保证其结构的安全性。
1 抗震设计基本要求
1)房屋层数和总高度限值
在设防烈度6、7、8、9度时,底部框架-抗震墙房屋的总高度不应超过26、23、20和14m。总层数分别不宜超过8、7 、6 、4层,且砖混层的层高均不宜超过4m。对上部砖混层为医院、教学楼等横墙较少的底部框架—抗震墙砖房的总高度,应比上述规定降低3m,层数相应减少一层,以保证上部砖房的抗震能力。
2)建筑平立剖面及结构布置
底部框架-抗震墙房屋的平、立、剖面应简单、规整,避免楼层错层,平
房屋建筑结构抗震设计 摘要:在城市建设中进行建筑结构设计时一定要考虑到建筑的抗震设计。为了使整个建筑工程真正达到能够减轻甚至避免地震灾害,做好抗震设计是最根本的措施。笔者根据有关资料以及实践经验的总结,对城市建设中建筑结构抗震设计问题进行了探讨。 关键词:房屋建筑;结构;抗震设计 abstract: the design of building structures in urban construction must take into account the seismic design of buildings. in order to really achieve the goal of reducing or even avoiding the earthquake disaster, good seismic design is the most fundamental measures. the author according to a summary of relevant information and practical experience of urban construction in seismic design problems were discussed. key words: housing construction; structure; seismic design 中图分类号:tu973+.31 文献标识码:a文章编号: 房屋建筑在城乡建设中分量很大,涉及广大人民群众生产生活的方方面面,是人民群众生产生活的主要场所。提高房屋抗震设计质量,重视房屋抗震设计中的环节,使地震对房屋的破坏降低到最低程度。对保护广大人民群众的生命财产安全是至关重要的。为了保证结构具有足够的抗震可靠性,使地震破坏降到最低限度,达到抗震设计中“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设防目标。在进
浅谈砌体结构的抗震设计 摘要:本文从抗震角度诠释了多层砌体结构设计的抗震设计,在现行抗震规范采用的“三水准两阶段”设计法下如何做好多层砌体结构的设计。 关键词:砌体结构;抗震概念设计 abstract: in this paper, the interpretation of the seismic design of multistory masonry structure seismic design from the perspective, how well the design of multi-story masonry structure is adopted in the current seismic code “ sanshui two stage design method “. key words: masonry structure; seismic concept design 中图分类号:tu973+.31 文献标识码:a文章编号: 多层砌体结构因其工程造价较低在我国目前是应用较为广泛的 结构形式,在整个建筑业中占着很大的比重。从节能和减排的角度,砌体结构仍有发展的余地。从国内外历次大地震来看,砌体结构在强烈地震作用下的破坏是极其严重的。无论我国1966年河北邢台邢台地震,1970年的云南通海地震,1976年河北唐山地震、2008年汶川地震等,还是国外如1923年日本关东地震,印度、墨西哥、希腊、俄罗斯、智利、印尼等国发生的大地震,都使砌体结构房屋大量破坏倒塌,造成人员和财产的巨大损失,教训是十分沉痛的。因此,作好砌体结构的抗震设防设计,具有十分重要的意义。 砌体结构因其构件组成和连接方式的内在原因,具有脆性性质,
1 Building Structure 设计交流 We learn we go 框架-剪力墙结构抗震等级确定 刘喜平/佛山市高明区建设施工图审查站,佛山 528500 框架-剪力墙结构中框架、剪力墙所承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩比值是确定框架、剪力墙抗震等级的重要依据,《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002) [1] (简称高规)第8.1.3条、广东省实施《高层建筑混凝土 结构技术规程》补充规定(DBJ/T15-46—2005)[2](简称高规补充规定)第5.1.9条都对此做出了规定。如何理解规范条文,确定框架、剪力墙的抗震等级,是结构设计人员常常遇到的问题。 1 规范条文的理解 (1)抗震设计的框架-剪力墙结构,在基本振型地震作用下,剪力墙部分承受的地震倾覆力矩小于结构总地震倾覆力矩的50%时,该结构体系属于少墙的框架-剪力墙结构,如何对其进行设计,高规并未作出明确的规定,比如,剪力墙部分的抗震等级如何确定,楼层最大弹性层间位移角如何控制等等。为方便设计,建议剪力墙部分的抗震等级,楼层最大弹性层间位移角均按框架-剪力墙结构确定,最大适用高度可介于框架结构和框架-剪力墙结构两者之间,按框架部分承担总倾覆力矩的百分比(M c /M 0)进行线性插值,其适用高度可参考表1。 框架-剪力墙结构的适用高度取值建议/m 表1 M c /M 0 ≥80% 65%~80% 50%~65% ≤50%6度 60 80 110 130 7度 55 75 95 120 设防烈度 8度 45 60 80 100 (2)框架-剪力墙结构中,由于剪力墙部分刚度远大于框架部分的刚度,因此对框架部分的抗震能力要求可以比纯框架结构适当降低。如高度不大于60m ,设防烈度为6~8度时,剪力墙部分的抗震等级分别为三、二、一级,框架部分的抗震等级可降低一级,即分别为四、三、二级。 (3)框架-剪力墙结构在水平地震作用下,框架部分计算所得的剪力一般都较小。为保证作为第二道防线的框架具有一定的抗侧力能力,需要对框架承担的剪力予以适当的调整,且应在满足楼层最小地震剪力系数(剪重比)的前提下,按高规第8.1.4条进行调整。 (4)高规补充规定中要求,在少量剪力墙的框架结构中,剪力墙按框架-剪力墙结构中的剪力墙确定抗震等级。设置少量剪力墙的框架结构,因剪力墙承受的底部倾覆力矩较小,因此框架部分的抗震等级仍应按框架结构确定。 (5)框架-剪力墙结构是一种布置形式多种多样且变化较多的结构形式,抗震设计时,笔者建议不仅要控制结构底 部一层的倾覆力矩百分比,还要控制结构底部加强部位各层及相邻上一层框架部分的地震倾覆力矩百分比。 2 框架承受的倾覆力矩比与设计方法 框架-剪力墙结构在基本振型地震作用下,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不尽相同,结构性能也有较大的差别。在结构设计时,应据此比值确定该结构相应的适用高度、抗震等级和构造措施。 (1)M c /M 0≤10%:视为个别框架的剪力墙结构,仍属于剪力墙结构范畴,M c /M 0≤10%,意味着结构中框架承担的地震作用较小,绝大部分的地震作用由剪力墙承担,工作性能接近于纯剪力墙结构,此时结构中的剪力墙抗震等级可按剪力墙结构的规定执行;其最大适用高度仍按框架-剪力墙结构的要求执行;计算分析时按剪力墙结构进行计算分析,其侧向位移控制指标按剪力墙结构采用。 (2)10%
单层空旷房屋抗震设计 10.1 一般规定 10.1.1本章适用于较空旷的单层大厅和附属房屋组成的公共建筑。 10.1.2大厅、前厅、舞台之间,不宜设防震缝分开;大厅与两侧附属房屋之间可不设防震缝。但不设缝时应加强连接。 10.1.3单层空旷房屋大厅,支承屋盖的承重结构,在下列情况下不应采用砖柱: 1 9度时与8度Ⅲ、Ⅳ类场地的建筑。 2 大厅内设有挑台。 3 8度Ⅰ、Ⅱ类场地和7度Ⅲ、Ⅳ类场地,大厅跨度大于15m或柱顶高度大于6m。 4 7度Ⅰ、Ⅱ类场地和6度Ⅲ、Ⅳ类场地,大厅跨度大于18m或柱顶高度大于8m。 10.1.4单层空旷房屋大厅,支承屋盖的承重结构除第10.1.3条规定者外,可在
大厅纵墙屋架支点下,增设钢筋混凝土砖组合壁柱,不得采用无筋砖壁柱。 10.1.5前厅结构布置应加强横向的侧向刚度,大门处壁柱,及前厅内独立柱应设计成钢筋混凝土柱。 10.1.6前厅与大厅、大厅与舞台连接处的横墙,应加强侧向刚度,设置一定数量的钢筋混凝土抗震墙。 10.1.7大厅部分其他要求可参照本规范第9章,附属房屋应符合本规范的有关规定。 10.2 计算要点 10.2.1单层空旷房屋的抗震计算,可将房屋划分为前厅、舞台、大厅和附属房屋等若干独立结构按本规范有关规定执行,但应计及相互影响。 10.2.2单层空旷房屋的抗震计算,可采用底部剪力法,地震影响系数可取最大值。 10.2.3大厅的纵向水平地震作用标准值,可按下式计算:
FEk=αmaxGeq (10.2.3) 式中FEk-大厅一侧纵墙或柱列的纵向水平地震作用标准值; Geq-等效重力荷载代表值。包括大厅屋盖和毗连附属房屋屋盖各一半的自重和50%雪荷载标准值,及一侧纵墙或柱列的折算自重。 10.2.4大厅的横向抗震计算,宜符合下列原则: 1 两侧无附属房屋的大厅,有挑台部分和无挑台部分可各取一个典型开间计算符合本规范第9章规定时,尚可计及空间工作。 2 两侧有附属房屋时,应根据附属房屋的结构类型,选择适当的计算方法。 10.2.5 8度和9度时,高大山墙的壁柱应进行平面外的截面抗震验算。 10.3 抗震构造措施 10.3.1大厅的屋盖构造,应符合本规范第9章的规定。 10.3.2大厅的钢筋混凝土柱和组合砖柱应符合下列要求:
房屋建筑结构抗震设计要求分析 发表时间:2016-04-14T09:29:55.653Z 来源:《工程建设标准化》2015年12月供稿作者:孙虎翼 [导读] 吉林市建筑设计院有限责任公司必须要在设计过程中做好抗震设计,提高房屋建筑的使用安全性。 (吉林市建筑设计院有限责任公司,吉林,132011) 【摘要】本文主要围绕着房屋建筑结构抗震设计的抗震问题进行分析,论述了房屋建筑结构抗震设计的要求,并分析了应该采取何种方式来提高房屋建筑的抗震设计水平。以期提高房屋建筑结构的抗震性能。 【关键词】房屋建筑结构;抗震设计 一、前言 对于房屋建筑来说,抗震设计是其中的一个重要的设计工作,这关乎房屋建筑能否具有较好的抗震性能,必须要在设计过程中做好抗震设计,提高房屋建筑的使用安全性。 二、抗震概念设计 1.场地和地基选择 选择建筑场地时,应根据工程的需要,掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料,对抗震有利、不利和危险的地段做出综合评价。 2.注意减轻结构自重 地基压缩变形大小与上部荷载值成正比。所以,减轻结构自重是降低基底附加应力,减少沉降的有效措施,对于基础,可以选用自重轻,覆土少的基础形式,如宽基浅埋,空心基础,薄壳基础甚至箱形基础,设置地下室、半地下室等。对于上部结构,可以选用预应力、轻钢结构和单位容重小的轻质墙体材料,以减轻对地基的压力,减少地基沉降。 3.建筑设计和建筑结构的规则性 建筑的平面布置和抗侧力结构的平面布置宜规则、对称,平面形状应该具有良好的整体作用。建筑平面避免过大的凹凸,避免开大洞造成的楼板局部不连续;结构的侧向刚度宜均匀变化,墙体沿竖向布置上下应连续,避免刚度突变;竖向抗侧力结构的截面和材料强度等级自下而上宜逐渐减小,避免抗侧力构件的承载力突变。体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构,按实际需要在适当部位设置防震缝,形成多个较规则的结构单元。 三、房屋建筑抗震的结构要求 1、墙体砌筑的抗震要求 (一)墙体拉结筋的施工要求 拉结筋是墙体与框架结构联系的纽带,比较常用的设置方法有预留法和后植法,这两种方法都还存在一定局限,在不同程度上存在施工隐患。在施工中适合采用框架结构中预埋短筋,墙体砌筑时进行焊接延长的方法,墙体拉结筋的焊接应保证焊接质量和搭接长度的要求。 (二)墙体砌筑材料的施工要求 砌体工程施工前应做好排砖工作,砖的组砌方式直接影响到墙体整体高度。在墙体砌筑中应使用实心砖铺底,高度为三皮砖,可以较好的控制标高、轴线提高整体的强度。不同砌筑块之间合理考虑组砌方式,以保证墙体的整体砌筑质量。 (三)墙体砌筑砂浆的施工要求 1、墙体砌筑砂浆是保证墙体整体牢固性的关键组成部分。墙体砌筑施工过程中,及时调整砂浆的用水量,并对其他材料严格按照配比单进行计量。墙体砌筑时,对砂浆饱满度和灰缝宽度进行检查,必须保证水平缝砂浆的饱满度。 2、框架结构的抗震要求 框架结构是以框架梁、柱为主要承重构件,后砌填充墙的房屋建筑结构形式。框架结构的抗震薄弱环节主要在梁柱节点机钢筋施工质量方面。框架结构纵向抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25,且不能用强度等级较高的钢筋代替原设计中钢筋。钢筋接头宜采用焊接,并不宜设置在梁端、柱端的箍筋加密区内,同一构件内接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋纵截面面积的一半以下。 四、房屋建筑结构抗震设计中存在的问题 1、框架房屋设计中存在的问题 (一)在平坦的表面上,在横向刚性的结构,为改变其分布,改变地震内力的分布状态,导致改变结构层的变化,使得在垂直方向上出现薄弱层,对房屋结构造成危害。 (二)对主体地震的分析变得困难,不容易选择合适的地震分析模型,以准确估计地震响并作出处理,按照我国通用的建筑规范,处理填充墙对结构侧向刚度贡献时,被认为是减少振动自然周期的行为,扩大作为一个整体考虑,而不考虑在地震作用下平面和垂直填充墙布局结构是否合理。 (三)填充墙设计的不合理,对建筑的主体造成了影响,容易产生安全的隐患,对抗震、防震更是有百害而无一利,这都是设计中存在的比较突出的问题。 (四)框架结构的任意楼层不可避免存的在一定数量的填充墙,在正常情况下框架柱填充墙容易产生裂缝。为了避免更大的损害,必须对检查层的位移漂移角度进行限制,必须考虑填充墙的非结构构件裂缝的允许程度。不同的材料组成的目标间隙的填充墙框架梁,其变形有一定的差异。 2、砌体房屋设计中存在的问题 (一)城市住宅砖房建设中,房屋超高或超层时有发生,尤其是现代的建筑层数越来越高,底层建有商场的大型的场所,都对方阵设计造成了难题。
砌体结构的抗震设计探讨 【摘要】砌体结构是一种传统的结构形式,是当前建筑工程中常用的结构形式之一,其原材料来源广泛,易于就地取材,具有良好的耐火性和耐久性,且保温、隔热、隔声性能较好,具有优于其他结构的经济效益和良好的使用性能,在各类建筑中得到广泛的应用。但是砌体结构的设计施工中要采取一定的措施加强结构的整体性,提高其抗震性能,使其更好地为我们服务。 标签砌体结构;抗震设计;抗震技术 一、砌体结构的震害破坏特点 砌体结构的房屋具有造价较低、建造方便、使用灵活的特点,容易满足大范围内人民的使用要求,在我国地震区建有大量的砌体结构房屋。国内外的震害调查表明,砌体结构的震害大致表现为房屋倒塌、墙体开裂引起局部塌落、墙角破坏、纵横墙连接破坏、楼梯间破坏、楼盖与屋盖的破坏、附属构件的破坏等,其破坏特点如下: 1、墙体开裂。地震烈度6~7级时,一般情况下,如果上下质量均匀,裂缝在底层严重,向上剪切;反之,则裂缝在顶层也很严重。通常在中震地震情况下的砌体裂缝有以下几种形式:“x”裂缝:凡与主震方向平行的墙体,虽承受不了地震力,但又尚未倒塌时,则常出现“x”形裂缝。水平裂缝:这种裂缝大都在外纵墙的窗口上、下皮处发生。当房屋纵向承重,横墙间距大而屋盖的刚度有较弱时,垂直于纵墙方向的地震力迫使纵墙在刚度小的方向发生横向弯曲,从而在窗口的上、下皮处产生水平裂缝。竖向裂缝:这种裂缝大都在纵横墙交接处出现,交接处被拉脱或成马牙状,有时因房屋结构体系的变化,相邻部分的振幅不同而产生竖向裂缝。 2、墙体的局部倒塌。如果房屋个别部位的强度和整体性差,纵墙于横墙间的联系不好,平面或里面上有显著的局部突出等,在强烈地震的作用下往往会引起局部的倒塌。此外,如果房屋的上层自重大,刚度差或上层砌体强度低,也可能发生上部倒塌的情况。 3.房屋全部倒塌。在强烈地震作用下,如果底层墙体抗震强度不够,则底层先塌,从而引起上层的倒塌,这时,倒塌后的楼板往往逐层相叠落下。当结构的整体性差而上层墙体又过于薄弱时,往往上层首先倒塌,这时由于下层受砸而发生倒塌,因而倒塌的楼板一般无一定规则。当砌体房屋的强度太差而不足以抵抗地震作用时,往往上下层同时发生散碎,彻底倒塌,这时墙体完全散裂而成为零散的块体,完全失去承载能力。 二、砌体结构房屋抗震设计的一般规定 1、房屋总高度和层数的限制。随着房屋高度的增加,地震破坏作用也将增大,因而房屋的破坏将加重。震害调查表明,房屋的破坏程度随层数的增多而加重,基于砌体材料的脆性性能和震害经验,限制其层数和高度是主要的抗震措施。 2、房屋高宽比的限制。随着房屋高宽比的增大,地震作用效应将增大,由整体弯曲在墙体中产生的附加应力也将增大。因此,砌体房屋总高度与总宽度的最大比值应符合《建筑抗震设计规范》要求。 3、墙体的布置。墙体是承担地震作用的主要构件,墙体的布置和间距对房屋的空间刚度和整体性影响很大。因而,对建筑物的抗震性能有重大影响。墙体布置时应注意以下几点:(1)合理确定墙体的主要承重体系。结构布置应优先选
第二章房屋构造、砌体结构和抗震的基本知识 2.1 房屋建筑如何分类? 答:(1) 房屋建筑按用途分类 ①工业建筑:供人们从事生产活动的场所。如机械厂、炼钢厂、造船厂、发电厂、电子元件生产厂、电视机生产厂等。以及附属这些厂房的仓库、变电室、锅炉房、水塔及构筑物。 ②民用建筑:供人们居住、生活、学习和文化娱乐的场所。它又分为民用建筑(如住宅、旅馆、公寓等)和公共建筑(如办公楼、学校、医院、商场、影剧院、车站等)两类。 ③农业生产建筑:是人们从事农业生产而修造的房屋,如粮仓、畜舍、鸡场等。 ④科学实验建筑:是为科学技术的发展和科学实验而建造的房屋,如高能物理研究试验楼、原子试验小型反应堆、电子计算中心等。 ⑤体育建筑:是专为体育训练、锻炼和比赛而修建的房屋设施。如体育馆、体育场、游泳馆、球场、训练场等。 (2) 房屋建筑按结构承重形式分类 ①砖承重结构:屋面、楼面和墙身的承重都是由砖墙来承受,并传至基础和地基。如普通砖混房屋。 ②排架结构:有屋架支承在柱子上,中间有各种支撑,形成铰接的空间结构。如单层工业厂房就属于排架结构形式。 ③框架结构:由混凝土的柱基础、柱子、梁、板的屋盖结构组成的结构形式。如多层工业厂房、多层公共建筑等。 ④筒体结构:随着高层建筑的出现而发展起来的结构形式。它的外围和电梯井筒,是由密集的钢筋混凝土柱或连续的钢筋混凝土墙体构成,形成筒体,它的整体性好、刚度大,适用于高层建筑。 (3) 房屋建筑按结构承重材料分类 ①木结构房屋:主要是用木材来承受房屋的荷重,用砖石作为围护的建筑,如古建筑、旧式民居。目前已很少修建这样的房屋。 ②砖石结构房屋:主要是指以砖石砌体为房屋的承重结构,其中,楼板可以用钢筋混凝土楼板或木楼板,屋顶使用钢筋混凝土屋架、木屋架或屋面板及其斜屋面盖瓦。 ③混凝土结构房屋:主要承重结构,如:柱、梁、板、屋架都是采用混凝土制成。目前,建筑工程中广泛采用这种结构形式。 ④钢结构房屋:主要骨架采用钢材(主要是型钢)制成。如钢柱、刚梁、钢屋架。一般用于高大的工业厂房及超高层建筑。 2.2 房屋建筑的等级如何确定? 答:房屋建筑的等级确定有结构设计使用年限、结构安全等级、建筑物耐火等级。 (1)结构设计使用年限分类见表2-1:
建筑结构抗震设计复习题 1、影响土层液化的主要因素是什么? 影响土层液化的主要因素有:地质年代,土层中土的粘性颗粒含量,上方覆盖的非液化土层的厚度,地下水位深度,土的密实度,地震震级和烈度。土层液化的三要素是:粉砂土,饱和水,振动强度。因此,土层中粘粒度愈细、愈深,地下水位愈高,地震烈度愈高,土层越容易液化。 2、什么是地震反应谱?什么是设计反应谱?它们有何关系? 单自由度弹性体系的地震最大加速度反应与其自振周期的关系曲线叫地震(加速度)反应谱,以S a(T)表示。设计反应谱:考虑了不同结构阻尼、各类场地等因素对地震反应谱的影响,而专门研究可供结构抗震设计的反应谱,常以a(T),两者的关系为a(T)= S a(T)/g 3、什么是时程分析?时程分析怎么选用地震波? 选用地震加速度记录曲线,直接输入到设计的结构,然后对结构的运动平衡方程进行数值积分,求得结构在整个时程范围内的地震反应。应选择与计算结构场地相一致、地震烈度相一致的地震动记录或人工波,至少2条实际强震记录和一条人工模拟的加速度时程曲线 5、抗震设计为什么要尽量满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”的原则?如何满足这些原则? “强柱弱梁”可有效的防止柱铰破坏机制的出现,保证结构在强震作用下不会整体倒塌;“强剪弱弯”可有效防止脆性破坏的发生,使结构具有良好的耗能能力;“强节点弱构件”,节点是梁与柱构成整体结构的基础,在任何情况下都应使节点的刚度和强度大于构件的刚度和强度。 6、什么是震级?什么是地震烈度?如何评定震级和烈度的大小? 震级是表示地震本身大小的等级,它以地震释放的能量为尺度,根据地震仪记录到的地震波来确定 地震烈度是指某地区地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度,它是按地震造成的后果分类的。 震级的大小一般用里氏震级表达 地震烈度是根据地震烈度表,即地震时人的感觉、器物的反应、建筑物破坏和地表现象划分的。 7、简述底部剪力法的适用范围,计算中如何鞭稍效应。 适用范围:高度不超过40米,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法计算。 为考虑鞭稍效应,抗震规范规定:采用底部剪力法计算时,对突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应,宜乘以增大系数3,此增大部分不应往下传递,但与该突出部分相连的构件应予以计入。 9、什么是动力系数、地震系数和水平地震影响系数?三者之间有何关系? 动力系数是单质点弹性体系的最大绝对加速度反应与地震地面运动最大加速度的比值 地震系数是地震地面运动最大加速度与重力加速度的比值 水平地震影响系数是单质点弹性体系的最大绝对加速度反应与重力加速度的比值 水平地震影响系数是地震系数与动力系数的乘积 10、多层砌体房屋中,为什么楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处? 楼梯间横墙间距较小,水平方向刚度相对较大,承担的地震作用亦较大,而楼梯间墙体的横向支承少,受到地震作用时墙体最易破坏2)房屋端部和转角处,由于刚度较大以及在地震时的扭转作用,地震反应明显增大,受力复杂,应力比较集中;另外房屋端部和转角处所受房屋的整体约束作用相对较弱,楼梯间布置于此,约束更差,抗震能力降低,墙体的破坏更为严重 11、试述纵波和横波的传播特点及对地面运动的影响? 纵波在传播过程中,其介质质点的振动方向与波的传播方向一致,是压缩波,传播速度快,周期较短,振幅较小;将使建筑物产生上下颠簸;(横波在传播过程中,其介质质点的振动方向与波的传播方向垂直,是剪切波,传播速度比纵波要慢一些,周期较长,振幅较大;将使建筑物产生水平摇晃 14为什么要限制多层砌体房屋抗震横墙间距? (1)横墙间距过大,会使横墙抗震能力减弱,横墙间距应能满足抗震承载力的要求。)2)横墙间距过大,会使纵墙侧向支撑减少,房屋整体性降低(3)横墙间距过大,会使楼盖水平刚度不足而发生过大的平面内变形,从而不能有效地将水平地震作用均匀传递给各抗侧力构件,这将使纵墙先发生出平面的过大弯曲变形而导致破坏,即横墙间距应能保证楼盖传递水平地震作用所需的刚度要求。 16.地震作用和一般静荷载有何不同?计算地震作用的方法可分为哪几类? 不同:地震作用不确定性,不可预知,短时间的动力作用,具有选择性,累积性,重复性。方法:拟静力法,时程分析法,反应谱法,振型分解法。 17.什么是鞭端效应,设计时如何考虑这种效应? 答:地震作用下突出建筑物屋面的附属小建筑物,由于质量和刚度的突然变小,受高振型影响较大,震害较为严重,这种现象称为鞭端效应;设计时对突出屋面的小建筑物的地震作用效应乘以放大系数3,但此放大系数不往下传。 18.强柱弱梁、强剪弱弯的实质是什么?如何通过截面抗震验算来实现? 答:(1)使梁端先于柱端产生塑性铰,控制构件破坏的先后顺序,形成合理的破坏机制 (2)防止梁、柱端先发生脆性的剪切破坏,以保证塑性铰有足够的变形能力 在截面抗震验算中,为保证强柱弱梁,《建筑抗震设计规范》规定:
【 高层钢结构房屋抗震设计要点分析 摘要:高层钢结构建筑主要是建立在钢铁工业发展的基础上,并且具有较长的发展历史。随着我国社会经济和科学技术不断发展,我国钢产量和钢材产量也得到很大幅度的提升,在这一背景下,也促进我国钢结构建筑获得进一步发展。然而国外其他国家相比较,我国的高层钢结构房屋工程发展比较晚,但是人们对于房屋居住质量提出了更高的要求,其中尤其是高层钢结构房屋的抗震设计,越来越受到人们高度重视。在本文中,对高层钢结构发展及应用优势进行阐述,并对高层钢结构房屋抗震设计各项要点进行具体的分析,以此确保高层钢结构房屋建设质量,在地震作用下也能够发挥良好的抗震效果。 关键词:高层钢结构;房屋;抗震设计;要点;分析 在现代,钢结构被普遍运用于民用建筑工程中,在高层和超高层建筑工程中也得到了广泛的应用。与混凝土结构的房屋建筑工程结构相比较,钢结构具有超强韧性、强度大、重量比较高等优势特点,同时还能够发挥很好的抗震性能。随着近几年我国各项地质灾害频频发生,也为高层房屋建设和管理增加了一定难度,其中尤其是地震的发生,对高层房屋的安全性和稳定性造成极大的影响。因此,在现代高层钢结构房屋工程建设中,需要重视防震设计,以确保房屋安全和稳定。基于此,对高层钢结构房屋抗震设计要点进行分析。 1高层钢结构房屋抗震设计基本概述 对高层钢结构房屋进行抗震设计的重要性分析 ; 随着我国社会经济不断发展,对我国自然生态环境造成一定影响,再加上近几年我国地质灾害发生频率的增加,其中尤其是地震灾害,所涉及到的范围、破坏性和影响力都十分巨大,对房屋建筑安全和稳定在造成严重的影响,也引发社
会各界广泛的关注。因此,在对现代高层钢结构房屋工程建造时,也要对高层房屋进行抗震设计,通过在高层钢结构房屋建设中安装阻尼器、隔振器等方式,有效阻挠地震对房屋造成的不良影响,进而保障人民群众生命财产安全,有效维护社会的和谐稳定。长时间以来,很多发达国家对高层钢结构房屋的抗震设计开展探索和研究,不断完善和优化高层房屋抗震设计,在实际中进行应用也取得很好的应用效果,但是由于我国对高层钢结构房屋建筑抗震设计的研究和探索时间比较晚,致使抗震设计方案在实际应用中出现诸多问题,也对后期房屋使用安全性和稳定性造成一定影响,也迫切的需要相关专业人才和先进技术在其中发挥作用,不断总结经验和完善房屋抗震设计,提高承受地质灾害的能力,也有效保障房屋安全和稳定。 高层钢结构房屋进行抗震设计的优势分析 做好高层钢结构房屋抗震设计,对开展抗震、防震都能够起到积极促进作用。并且对高层房屋进行良好的隔震设计,一旦发生地震灾害,还能够有效分解地震对高层房屋造成的损害,确保高层房屋建筑结构完整性和安全性。与此同时,在高层钢结构房屋抗震设计中,主要是通过对刚度调整的方式实现对房屋结构的调整,以此达到防震、降低损坏的作用。通常情况下,在抗震设计中,较常选择隔震设计方案,其主要目的是可以达到降低成本、提高防震效果的目的。除此之外,后期所耗费的维修费用也比较低,并且适用于高层钢结构房屋建筑设计。 高层钢结构房屋抗震设计技术的特点分析 在高层钢结构房屋抗震设计中运用隔震技术,主要是借助隔震装置发挥效用,以起到延长房屋结构周期、降低地震灾害所带来的损害和保障人民群众生命财产安全。在实际设计过程中,也要确保减震装置设计和安装的科学合理性,同时提高抗震系统各个构件的可塑造性,进而更好的保证高层房屋建筑安全性。以外,在高层钢结构房屋设计过程中,为保障和提高上部结构总体设计灵活性,实现抗震措施的简化,也避免由于附属构件过多对最终的抗震效果造成不利影响,也需要进行科学合理的隔震设计,这样就可以降低非结构构件出现损坏,确保机械、仪表等处于正常工作状态,也能够使得抗震效益发挥到最大。 2高层钢结构地震灾害现象及形成原因
第五章混凝土结构房屋抗震设计 学习目的: 1、了解钢筋混凝土的震害; 2、掌握结构抗震等级; 3、掌握各种钢筋混凝土结构的结构布置、屈服机制、基础结构; 4、掌握内力和变形计算; 5、掌握节点设计要点; 6、了解构造要求。 第一节震害及分析 1、共振效应引起的震害; 2、结构平面或竖向布置不当引起的震害; 3、框架柱、梁和节点的震害; 4、框架填充墙的震害; 5、抗震墙的震害。 第二节抗震设计的一般要求 一、抗震等级 抗震等级是确定结构内力计算调整和抗震措施的标准,可根据设防烈度、房屋高度、建筑类别、结构类型、构件在结构中的重要程度来确定。 抗震等级共分4级,体现不同的抗震要求,其中一、二、三、四级逐渐降低。表5-1是丙类建筑的抗震等级。抗震设防类别为甲、乙、丁三类见第一章和表5-1。 二、结构选型和布置 1、合理地选择结构体系 (1)结构类型 ★框架结构:属柔性结构,k较小,?和δ都较大,且δ自上而下逐渐增大,使得刚性较大的非结构破坏。使用≤12层、≤40m。 ★抗震墙结构:整体性好,刚度大,20~30层,平面布置不灵活。
★ 框架—抗震墙结构:在上述两者之间。 (2)周期 使1T 错开地震动卓越周期,一般房屋的1T 应比地震卓越周期大1.5~4倍,避免共振,保持地震动的频率分散度。自振周期过短,刚度过大,导致地震作用增大,增加结构自重及造价;若自振周期1T 过长,结构过柔,则变形过大,1T 与层数成 正比,并与结构体系有关。 2、应双向布置受力结构,且梁、柱中线之间的偏心距不大于柱宽的4 1 ,避免偏心对节点核心和柱产生扭转。 3、框架结构中填充墙布置宜对称均匀。 4、抗震墙之间无大洞口的楼盖、屋盖的长宽比不宜超过表5-2规定,否则考虑楼盖平面内变形。 5、抗震墙结构中的抗震墙设置,应符合下列要求: ① 墙结合洞口设连梁,墙高宽比≥2,每一墙肢的宽度≤8m ; ② 洞口上下对齐; ③ 不落地的抗震墙,对有框支层时,框支层的刚度≥50%相邻上层刚度。 6、框架—抗震墙结构,抗震墙的榀数不要太少,每榀刚度不要过大。 7、加榀楼盖的整体性。 三、屈服机制 总体机制、楼层机制、混合机制 四、基础结构 第三节 框架内力和位移计算 一、水平地震作用的计算 用底部剪力法计算总水平地震荷载EK F 用T T u T ψ=7.11,T ψ:周期折减系数,砖砌取0.6~0.7,外挂取0.8 T u :结构顶点假想位移,按柱∑i D 的弹性方法计算结构顶点位移。 n n j j i F F V ?+=∑=1
《建筑结构抗震设计》期末考试复习题 一、名词解释 (1)地震波:地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量; (2)地震震级:表示地震本身大小的尺度,是按一次地震本身强弱程度而定的等级; (3)地震烈度:表示地震时一定地点地面振动强弱程度的尺度; (4)震中:震源在地表的投影; (5)震中距:地面某处至震中的水平距离; (6)震源:发生地震的地方; (7)震源深度:震源至地面的垂直距离; (8)极震区:震中附近的地面振动最剧烈,也是破坏最严重的地区; (9)等震线:地面上破坏程度相同或相近的点连成的曲线; (10)建筑场地:建造建筑物的地方,大体相当于一个厂区、居民小区或自然村; (11)沙土液化:处于地下水位以下的饱和砂土和粉土在地震时有变密的趋势,使孔隙水的压 力急剧上升,造成土颗粒局部或全部将处于悬浮状态,形成了犹如“液化”的现象,即称为 场地土达到液化状态; (12)结构的地震反应:地震引起的结构运动; (13)结构的地震作用效应:由地震动引起的结构瞬时内力、应力应变、位移变形及运动加速 度、速度等;(14)地震系数:地面运动最大加速度与重力加速度的比值; (15)动力系数:单质点体系最大绝对加速度与地面运动最大加速度的比值; (16)地震影响系数:地震系数与动力系数的乘积; (17)振型分解法:以结构的各阶振型为广义坐标分别求出对应的结构地震反应,然后将对应 于各阶振型的结构反应相组合,以确定结构地震内力和变形的方法,又称振型叠加法; (18)基本烈度:在设计基准期(我国取50年)内在一般场地条件下,可能遭遇超越概率(10%)的地震烈度。 (19)设防烈度:按国家规定权限批准的作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。 (20)罕遇烈度:50年期限内相应的超越概率2%~3%,即大震烈度的地震。 (21)设防烈度 (22)多道抗震防线:一个抗震结构体系,有若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的 结构构件连接起来协同作用; (24)鞭梢效应; (25)楼层屈服强度系数; (26)重力荷载代表值:建筑抗震设计用的重力性质的荷载,为结构构件的永久荷载(包括自 重)标准值和各种竖向可变荷载组合值之和; (27)等效总重力荷载代表值:单质点时为总重力荷载代表值,多质点时为总重力荷载代表值 的85%; (28)轴压比:名义轴向应力与混凝土抗压强度之比; (29)强柱弱梁:使框架结构塑性铰出现在梁端的设计要求;(30)非结构部件:指在结构分析 中不考虑承受重力荷载以及风、地震等侧向力的部件 二、简答题 1.抗震设防的目标是什么?实现此目标的设计方法是什么? 答:目标是对建筑结构应具有的抗震安全性能的总要求。我国《抗震规范》提出了三水准的
高层钢结构房屋抗震设计要点分析 摘要:高层钢结构建筑主要是建立在钢铁工业发展的基础上,并且具有较长的发展历史。随着我国社会经济和科学技术不断发展,我国钢产量和钢材产量也得到很大幅度的提升,在这一背景下,也促进我国钢结构建筑获得进一步发展。然而国外其他国家相比较,我国的高层钢结构房屋工程发展比较晚,但是人们对于房屋居住质量提出了更高的要求,其中尤其是高层钢结构房屋的抗震设计,越来越受到人们高度重视。在本文中,对高层钢结构发展及应用优势进行阐述,并对高层钢结构房屋抗震设计各项要点进行具体的分析,以此确保高层钢结构房屋建设质量,在地震作用下也能够发挥良好的抗震效果。 关键词:高层钢结构;房屋;抗震设计;要点;分析 在现代,钢结构被普遍运用于民用建筑工程中,在高层和超高层建筑工程中也得到了广泛的应用。与混凝土结构的房屋建筑工程结构相比较,钢结构具有超强韧性、强度大、重量比较高等优势特点,同时还能够发挥很好的抗震性能。随着近几年我国各项地质灾害频频发生,也为高层房屋建设和管理增加了一定难度,其中尤其是地震的发生,对高层房屋的安全性和稳定性造成极大的影响。因此,在现代高层钢结构房屋工程建设中,需要重视防震设计,以确保房屋安全和稳定。基于此,对高层钢结构房屋抗震设计要点进行分析。 1高层钢结构房屋抗震设计基本概述 1.1对高层钢结构房屋进行抗震设计的重要性分析 随着我国社会经济不断发展,对我国自然生态环境造成一定影响,再加上近几年我国地质灾害发生频率的增加,其中尤其是地震灾害,所涉及到的范围、破坏性和影响力都十分巨大,对房屋建筑安全和稳定在造成严重的影响,也引发社会各界广泛的关注。因此,在对现代高层钢结构房屋工程建造时,也要对高层房屋进行抗震设计,通过在高层钢结构房屋建设中安装阻尼器、隔振器等方式,有效阻挠地震对房屋造成的不良影响,进而保障人民群众生命财产安全,有效维护社会的和谐稳定。长时间以来,很多发达国家对高层钢结构房屋的抗震设计开展探索和研究,不断完善和优化高层房屋抗震设计,在实际中进行应用也取得很好的应用效果,但是由于我国对高层钢结构房屋建筑抗震设计的研究和探索时间比
房屋结构抗震设计浅谈 房屋结构抗震设计浅谈 摘要随着我国近年来地震灾害的不断发生,在对遇难的人们表示哀悼以及对失去家园的人们表示痛惜的同时,房屋的抗震问题也引起了人们更多的关注,成为了当今社会群众及专家共同关注的问题。在建筑结构设计中,框架结构设计是一种最重要、也是一种最常见的施工方式,其广泛应用在现今的房屋设计中。在建筑工作中,如何能够提高框架的抗震性是现今人们关注的焦点问题,也是施工单位在实际施工过程中对需要重点注意的问题。在本文中,将就框架的受力性进行一定程度的分析,并结合相关地震资料和施工中的实际案例,对当前房屋结构的抗震设计进行一定的分析探讨,并随之提出行之有效的改进措施。 中图分类号:TU2 文献标识码:A 关键词:房屋结构;设计;改进; 1 引言 在2008年,我国发生了8.0级地震汶川地震,为四川人民的家庭家园造成了严重破坏,为当地区经济带来了严重的损失。随后我国的青海玉树又发生了7.1级大地震,都为当地人们带来了严重的灾难与损失。在一大串的伤亡数字背后,通过专家学者对地震的死亡原因进行分析,我们了解到在地震中人员伤亡有95%以上是由于房屋倒塌引发的,所以要想避免地震灾害继续为人类带来危害,就要从增强建筑物防震性做起。 2 地震相关知识 地震是由于在地球地壳中蕴含着巨大的能量,当这股巨大的能量作用在地球内部的岩层上时,就会因为其力量导致岩层产生巨大的歪曲、变形,进而造成错动。当这种力量传至地球表面,就会发生地震。
在地震中,地壳岩层发生变形的部位叫做震源,而在震源之上,也就是地震效果最强烈的地区,就叫做震中。地震的大小是由震级进行区分的,它由地震现象释放出的能量大小进行评定。在我国的抗震要求中,明确规定了要在建筑物的正常使用年限内,要对不同强度的地震具有各不相同的抗震能力。 3 地震对工程结构的破坏 在地震发生时,对人们的生命安全造成直接危害的就是工程结构的损坏,工程结构的破坏原因同抗震措施和结构类型都有很大程度的关系,其主要情况有下列几种: 3.1 由于承重结构的承载力不足而引起的破坏 在地震发生时,由于地壳中强大的力量直接作用在建筑物上,而由于建筑的承载力不足以抵住这股力量,从而使其发生变形,进而使墙体发生变形、裂缝。 3.2由于结构整体性差而引起的破坏 在地震灾害发生时,如果建筑结构的各个节点支撑不足、延性不够、强度不够,就会使整个建筑结构整体性遭受破坏。 3.3 由于地基问题的破坏 在地震灾害中,也有这样的情况存在,即建筑物本身情况良好,但是由于地基承载力的变低或者地基土特殊情况而造成整个建筑物发生倒塌的现象。 4 抗震设计中存在的问题 4.1柱端弯矩增大系数问题 “强剪弱弯,强柱弱梁”这种设计理念,在汶川地震中显示出了其存在的重要性,其通过避免建筑物的支撑柱在地震发生时过早发生坍塌,对建筑建构的变形能力进行了一定的改善,可以有效的防止在强级别地震中坍塌的危险。那么,在实际建筑施工中,如何真正的实现“强柱弱梁”也是一个需要注意的问题。在我国当前的建筑业中,通常会采用增大弯矩设计值方法来实现这个目的。不同的端弯矩系数代表着各不相同的防震性能。在我国制定的相关抗震规范中,都对端弯矩系数明确的进行了规定。 4.2梁内力计算问题
砌体结构房屋抗震概念设计 摘要:在抗震设计时体现以预防为主的设计思想,达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设防目标。对于建设工程只有在抗震设防、抗震设计和施工质量这三方面都符合要求,才能确保建筑工程具备合理的抵御地震的能力。 关键词:砌体;房屋;抗震 一、概念设计的意义 概念设计的应用范围广泛,包含了极多的结构设计,从中可以知道概念设计的作用越来越重要。概念设计的重要性主要有以下几点: 如今的计算理论及结构设计理论有待完善,存在着各种各样的缺陷以及不可计算性。所以,概念设计的应用则不仅解决了计算理论的缺点,还解决了在结构设计中实际存在的那些大量无法计算的问题,更加合理的完成了建筑的结构设计。 结构设计过程需要进行大量的数学计算,需要借助计算机来完成。而在方案的初级设计阶段不能使用计算机来辅助计算。因此,需要熟练掌握结构概念的结构工程师根据自己的合理计算和准确的判断来筛选高效、低造价的结构设计方案。 对于结构设计的工程中存在的大量繁琐的计算,往往需要借助计算机完成。而结构设计人员也过分依赖计算机,这样会降低工作人员对设计数据的敏感性,对于计算中存在的数据错误和运算方法不合理问题不能辨别和纠正,从而使结构设计存在诸多问题,并给建筑结构留下很多安全隐患。 由以上分析可知,概念结构设计对建筑结构设计有相当重要的影响,其地位是不可取代的。 二、砌体房屋抗震计算分析 确定多层砌体结构房屋的计算简图,应考虑以下几点:①将水平地震作用在建筑物两个主轴方向分别进行抗震验算。②地震作用下结构的变形为剪切型。③房屋各层楼盖水平刚度无限大,仅做平移运动,因此各抗侧力件在同一楼层标高处侧移相同。 计算多层砌体房屋地震作用时,应以防震缝所划分的结构单元为计算单元,在计算单元中各楼层的集中质点设在楼、屋盖标高处,各楼层质点重力荷载应包括楼、屋盖上的重力荷载代表值,墙体上、下层各半的重力荷载。 三、砌体结构的布置
底部框架—抗震墙结构特点和设计注意问题 部为四五层的砌体结构,这些建筑的底层因商业用房使用功能要求有较大的空间,采用框架抗震墙结构,上部为办公、住宅小开间隔墙较多,采用较经济的砖砌体结构,这就形成了底层框架抗震墙承重,上部砖墙承重的结构体系,简称为底框砖混结构。这类结构形式能较好地满足使用功能的要求,又具有一定的工程造价较低的优势,因此在城市和乡镇的临街建筑被广泛采用。 该结构形式的主要特点: 一、从材料上来看,此种结构底层为混凝土框架抗震墙结构,上部为砖砌体结构,属上下两种不同材料不同性质的混合式结构。从质量分布上来看属上重下轻的结构,从刚度来看,属上刚下柔结构。 二、底层由于商业店铺开间尺寸不大,横墙相对较多,普遍存在横墙抗侧刚度大,纵墙抗侧刚度相对较小的现象,同时由于商铺临街面几乎无纵墙,内纵墙也较少,只有背街处纵墙较完整地存在,造成纵向刚度中心与质量中心的较大偏移,结构扭转效应增大。 三、上部砖墙抗侧刚度较大,但其抗剪能力过低,延性差,为脆性破坏。二层(或三层)作为两种材料和两种结构体系的过渡层,受力复杂,为相对薄弱层。 针对上述特点,设计底框结构时,应注意如下几点: 一、上下层刚度比的控制
为避免薄弱层的出现,应控制底框砖混结构的上下刚度比,调整过大的刚度比,使竖向刚度尽量均匀,上下刚度比、抗剪抗压承载能力比值,决定了震害是发生在底层的钢筋砼部分还是发生在上部的砖墙部分。相对均匀的刚度、强度比值可使震害分散,破坏程度降低。所以《抗震规范》7.1.8-3、4款规定:底部一层框架抗震墙房屋的纵横两个方向,第二层与底层侧向刚度的比值,60、70时应2.5,80时应2.0,且均应1.0,底部两层框架抗震墙房屋的纵横两个方向,底层与底部二层侧向刚度应接近,第三层与底部第二层侧向刚度的比值,60、70时应2.0,80时应1.5,且均应1.0。建议过渡层与底部转换层的侧移刚度比值均应控制在 1.5左右合理。 二、底层剪力墙的合理布置 底部框架抗震墙结构布置时应力求在两个主轴方向的动力特性接近,刚度中心与质量中心应减少偏心。在商铺临街面宜尽量布置钢筋砼抗震墙。剪力墙布置应避免形成高宽比小于2的低矮墙,应注意抗震横墙间距大于规范要求。设计时常遇到抗震墙承载力验算不满足,增加抗震墙的数量或厚度,满足了承载力验算的要求,但侧移刚度限值又不满足的问题,解决方法可采取设置结构洞口,即在剪力墙上设置洞口并采用轻质砌块材料填实,将抗震墙刚度降低,在满足承载力验算的要求的同时符合侧移刚度比限值的要求。 三、过渡层的设计 应提高过渡层的抗震承载力和延性,建议内外纵墙的相交处,较长纵横墙中部和小墙垛均设置钢筋砼构造柱,严格控制其抗剪承载能力,如地