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混凝土框架结构抗震设计探析

【摘要】混凝土框架结构作为一种优秀的结构设计思想,在当前建筑设计中广泛地被加以应用.而对于建筑物而言,对其抗震性能有着很严格的要求.因此,对混凝土框架结构抗震设计的研究是广大建筑设计工作者探讨的热点问题.本文结合实践经验,就这一问题作以下探讨与分析,以期为同行提供有益借鉴与参考.

【关键词】混凝土；框架结构；抗震设计

伴随着时代的不断进步,建筑结构的抗震设计也出现了一定的变化.地震灾害的发生几率逐渐增加,这严重制约了社会经济的快速发展速度.因此,为了能够有效的提高建筑物的质量,则需要加强抗震设计的水平,采用科学合理的抗震设计方法来提高混凝土框架结构的抗震性能,降低地震对其的破坏性,确保建筑物具有较好的安全性和稳定性,保证人们生命和财产的安全.

1.混凝土框架结构抗震设计目标及要求

1.1 抗震设计目标

我国《建筑抗震设计规范》中抗震设防目标如下：

(1) 在遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时,建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用.(2) 在遭受本地区规定的设防烈度的地震影响时,建筑物可能有一定损坏但不致危及人民生命和生产设备的安全,经修理或不需修理仍可继续使用.(3) 在遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时,建筑物不致倒塌或发生危及人民生命和生产设备安全的严重破坏.基于上述抗震设防目标,建筑物在使用期间对不同频率和强度的地震应具有不同的抵抗能力.

1.2 混凝土框架结构抗震设计的要求

(1) 要尽可能的选择对地震有利的场地,在严格按照工程需要的基础上,及时掌握地震发生的基本情况,对工程地震的相关资料进行分析与研究,并积极对其做出相应的综合评价.(2) 要尽可能的选择对抗震有利的结构布置方案,其结构的主要抗侧力构建需要均匀,并且保证结构的质量中心与刚度中心得到完全重合,从根本上避免在发生地震之后对混凝土框架结构产生扭转.(3) 要积极处理好非承重结构构建与房屋结构的关系.一般情况下,在混凝土的框架结构之中,要严格按照烈度、房屋的高度、建筑物的体型对建筑物的综合利用因素进行分析与确定,从本质上选择合适的轻体材料.(4) 要积极选择良好的材料,并根据施工质量材料的轻度等级,制定出符合抗震规范要求的基本设计.

2.混凝土框架结构抗震设计

2.1 设计建筑主体结构的基础

建筑工程的基础结构是否设计的科学,会跟建筑的质量息息相关.使用底框结构不仅实用性强,并且具有较好的经济性,其相对于其他结构而言造价要更低并且在适应性上更为广泛,能够适用于较为广泛的区域.但是在适用底框结构进行施工时如果处理不好很容易导致刚度的分布出现问题,一些工程在施工时因为刚度的不均匀导致了工程上重下轻,从而导致了建筑结构发生了变形,一些严重的区域甚至发生了开裂,严重影响了工程施工质量.因此底框结构施工在应用时应当注意刚度的分布,设计时一定要做好相应的抗震设计,确保建筑整体的结构稳定.

2.2 增加抗震防线

高层建筑在进行抗震设计时需要根据建筑的结构来进行相关的延展设计,因为高层建筑的结构比较特殊,因此在设计时建筑的抗震结构由多个体系构成,通过不同体系之间的协调工作来实现彼此之间的协调.一般而言,在进行抗震设计时往往会设置多道抗震防线,之所以这样设置是为了应对余震的破坏.众所周知在发生地震以后会发生余震,如果仅仅设置单一的抗震防线,一旦发生地震时第一道防线被破坏就会导致建筑无力应对余震,使得建筑的主体被破坏,造成严重的经济损失与人员伤亡,因此设置多道抗震防线就显得极为有必要.设计人员必须认真处理结构构件抗震设防体系,并确保同一平面内的主要构件屈服,剩余抗侧力部件处于弹性过程阶段,提高主体结构的有效屈服持续时间,保证主体结构具有加强的延性和抗侧移能力.

2.3 抗震加固设计

2.3.1 选用螺旋复合箍筋

框架柱的抗剪能力应该跟强剪弱弯与剪压比相符合,柱子端部的抗弯能力必须满足强柱弱梁限值的标准,而短柱在强柱弱梁与强剪弱弯时,不会导致剪切性破坏,螺旋复合箍筋的突出优点就是可以有效提高柱子的抗冲剪能力,提高短柱抗震性能.

2.3.2 选用分体柱

在选择分体柱时应当注意不同柱体具有不同的性能,比较典型的是短柱的抗弯曲性能要优于其抗剪性能,但是在发生地震时,对建筑结构产生影响的首先是剪切破坏,这样一来往往会导致短柱尚未发挥抗弯能力便直接被破坏了,使得建筑结构受到较大的影响.因此在进行建筑结构的柱体设计时应当对于短柱的抗剪性能进行加强,使其具有更加优异的抗剪性能,只有这样才能够使其能力最大化利用.在建筑结构设计时经常会将柱子进行竖向设缝,并将柱体划分为多个分体柱,分体柱的配筋可在柱肢间布置一定数量的连接键,真正增强构件的刚度与抗震性能,常常使用通缝、分隔板和摩擦阻尼器等连接键.选用分体柱,虽说不能增强柱子的抗剪性能,但是在降低了抗弯能力时就提高了柱子的抗变形能力,实现了短柱向长柱的转变,有效提高了短柱的抗震能力.

2.4 将位移考虑在内,降低输入地震能量

在进行建筑的抗震设计之前首先应当计算建筑的承载能力,建筑的承载能力计算准确与否将会直接影响到建筑的抗震建筑设计,因此一定要重视相关的计算,确保所得到的结果的准确.在建筑设计中,为了最大程度上降低建筑水平方向上发生的移动,因此应当在建筑设计时尽量降低建筑自身的重量,这样就能够降低建筑的位移,考虑横向的弯矩以后通过相关的数据分析,结合多方面的数据来得到相关的结果,确保建筑的位移降到最低.

此外在建筑设计时还应当充分考虑建筑输入的地震能量,在建筑时通过预测地震的能量,模拟计算,从而得到相应的结果,并通过计算得到的数据来进行相应的设计,最大程度上降低地震的能力输入,确保建筑结构的稳定.

综上,我们要在严格按照建筑抗震规范要求的基础上,科学合理地进行建筑抗震设计,保证建筑物的稳定性和可靠性,促进我国建筑结构抗震设计向着高水平方向发展.

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