文档介绍：高层建筑抗震墙式框架结构体系
高层建筑抗震墙式框架结构体系
【摘要】在水平地震力作用下,多高层钢筋砼框架结构房屋的底部少数几层,因刚度不足侧移变形过大而不满足规范规定的变形艰值要求。为此仅在房屋底部少数几层设置一定数量的抗震墙,形成底部加抗震墙的框架结构房屋。本文基于此对高层建筑抗震墙式框架结构体系进行了研究。
【关键词】高层建筑抗震墙式框架结构体系
中图分类号: TU973+.31 文献标识码: A 文章编号:
在多层及高层建筑结构中,随着层数和高度的增加,水平力对结构构件的截面尺寸和配筋量的控制作用也就愈大,这一特点在框架结构中尤为突出。在水平力作用下,高层框架房屋底部少数几层柱的弯矩显著增加,刚度明显不足,侧移过大不满足《建筑抗震设计规范》GBJ一89(以下简称《规范》)规定的变形限值的要求,这样,对建筑平面的布置及空间处理都可能带来困难,影响建筑空间的台理使用,在材料消耗上和造价方面也趋于不合理。通常改进的方法是采用框架一抗震墙结构。如果采用这种框架一抗震墙结构,则所设置的抗震墙自房屋底层至顶层,房屋的重量及材料用量均有较大幅度的增加,同时因为房屋的重量及结构的剐度增加还会引起地震力的增加,显然因框架底部少数几层刚度不足,侧移变形过大而对整个房屋采用框架抗震墙结构是不合理的。框架结构在抗震设计中轴压比、剪跨比、强度等方面一般都能满足要求,结构延性好,施工设计较简单鉴于上述原因,本文提出一种较为理想的新结构——底部加抗震墙框架结构。这种结构可弥补框架结构随高度和层数增加,而底部少数几层刚度不足侧移变形过大的缺陷;而且抗震墙不必一通到顶,节省材料,降低造价。
一、建筑结构体型的均匀性
在中强地震作用下,上部砖房对底部产生较大的倾覆力矩,使设置抗震墙数量少的一侧的框架柱产生较大的附加轴力,承载和变形能力下降,导致震害加剧。故底部抗震墙布置应尽可能均匀对称分散分布,尽量使纵横向抗震墙相连;同时,纵向抗震墙应在外纵轴线布置开窗洞的抗震墙或短肢剪力墙,增强横向抗倾覆的能力,减小倾覆力矩对框架柱产生的附加轴力。另外,尽可能地减少层数、降低层高以削弱倾覆力矩的影响。抗震设计中,应尽可能使建筑平面简秸、规则,结构的刚度中心与质心相一致,以减小地震作用下结构产生的扭转效应,对于结构平面布置不规则的房屋应注意偏离结构刚度中心远端的抗震墙或框架柱承载力的验算。
建筑立面应避免头重脚轻,结构重心尽可能降低。出屋面部分如屋顶的女儿墙、水箱间等,由于根部与下部结构连接薄弱,刚度突变,受鞭梢效应影响严重,在地震时容易率先破坏倾倒;另外,其地震作用通过周边的屋面结构传至下部结构,如屋面结构刚度不足时,在突出屋面结构的下部一定范围内破坏相对集中。抗震设计要求出屋面建筑部分的高度不应过高,以减小地震时产生的鞭梢效应。同时,控制结构竖向强度和刚度的均匀性。在中强地震作用下,结构进入弹塑性状态,结构的薄弱楼层将产生变形集中,其变形值数倍于其它楼层,薄弱楼层的变形大小决定了结构的破坏状态。在水平地震作用下,结构楼层的强弱程度可由
楼层屈服强度系数的大小来判断。
二、抗震墙式框架结构体系的特点
抗震墙式框架就是抗震墙之间用经过特殊设计计算的连梁(或支撑)联结起来形成的框架,连梁设计不作为正常的受力构件,主要功能大大减少侧向位移,在地震作用时,首