文档介绍：高层混凝土建筑抗震结构设计探析
摘要:钢筋混凝土框架结构是我国大量存在的建筑结构形式之一,钢筋混凝土框架结构的柱端与节点的破坏较为严重,其抗震设计中应该钢筋混凝土高层建筑结构抗震关键设计,另外,必须满足“强柱弱梁”“、强剪弱弯”“、强节点”“、强底层柱底”等延性设计原则和有关规定。本文探讨了高层混凝土建筑抗震结构设计。
关键词:高层;混凝土;建筑;抗震;结构设计
中图分类号:TU318文献标识码: A 文章编号:
随着这几年来经济的快速发展,由于建设者开发、使用功能上的要求,高层建筑的体型越来越多样化。。高层建筑不仅在材料和结构体系上逐渐多样化, 而且在高度上也大幅度增长。进入上世纪90年代后, 结构抗震分析和设计已提到各国建筑设计的日程。特别是我国处于地震多发区, 高层建筑抗震设防更是工程设计面临的迫切任务。作为工程抗震设计的依据, 高层建筑抗震分析处于非常重要的地位。
一、震害多发点
地震作用具有较强的随机性和复杂性,要求在强烈地震作用下结构仍保持在弹性状态,不发生破坏是很不实际; 既经济又安全的抗震设计是允许在强烈地震作用下破坏严重, 但不倒塌。因此,依靠弹塑性变形消耗地震的能量是抗震设计的特点,提高结构的变形、耗能能力和整体抗震能力,防止高于设防烈度的“大震”不倒是抗震设计要达到的目标。
1、结构层间屈服强度有明显的薄弱楼
钢筋混凝土框架结构在整体设计上存在较大的不均匀性, 使得这些结构存在着层间屈服强度特别薄弱的楼层。在强烈地震作用下,结构的薄弱层率先屈服, 弹塑性变形急剧发展,并形成弹塑性变形集中的现象。如1976 年唐山大地震中,13 层蒸吸塔框架,由于该结构楼层屈服强度分布不均匀,造成第6 层和第11 层的弹塑性变形集中, 导致该结构6 层以上全部倒塌。
2、柱端与节点的破坏较为突出
框架结构构件震害一般是梁轻柱重, 柱顶重于柱底,尤其是角柱和边柱易发生破坏。除剪跨比小短柱易发生柱中剪切破坏外, 一般柱是柱端的弯曲破坏, 轻者发生水平或斜向断裂;重者混凝土压酥,主筋外露、压屈和箍筋崩脱。当节点核芯区无箍筋约束时, 节点与柱端破坏合并加重。当柱侧有强度高的砌体填充墙紧密嵌砌时,柱顶剪切破坏严重,破坏部位还可能转移至窗洞上下处,甚至出现短柱的剪切破坏。
3、砌体填充墙的破坏较为普遍
砌体填充墙刚度大而变形能力差, 首先承受地震作用而遭受破坏, 在8 度和8 度以上地震作用下,填充墙的裂缝明显加重,甚至部分倒塌,震害规律一般是上轻下重,空心砌体墙重于实心砌体墙,砌块墙重于砖墙。
二、影响建筑物抗震效果的因素
研究高层建筑结构的抗震设计,必须明确建筑物抗震效果的主要影响因素。下面,将从建筑结构本身的设计效果、施工材料和施工过程以及建筑场地情况三个方面进行分析。
1、建筑物自身的结构设计
建筑物的结构设计是影响抗震效果极为关键的一个因素,建筑物若要达到抗震目的,无论点式住宅或是版式住宅,都必须进行合适的结构设计,保证抗震措施合理,能够基本实现小震不坏、大震不倒这样的目标,提高建筑结构的抗震性能。如果建筑物对平面的布置较为复杂,质心与刚心不一致,将会加剧地震的作用影响力,增强破坏性。所以,建筑物的结构平面布置应尽量保证质心和刚心重合,提高建筑物的抗震能力。
在建筑结构的设计中,