對(duì)建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震技術(shù)的闡述

張國(guó)軍

昆山市開發(fā)區(qū)建筑設(shè)計(jì)院有限公司 身份證號(hào)：320681198011220239

摘要：框架結(jié)構(gòu)在我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用，其抗震能力的研究也受到很多的關(guān)注，本文對(duì)框架結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)及施工技術(shù)進(jìn)行論述的同時(shí)，主要分析了建筑框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要遵循一些的原則，為以后建筑框架結(jié)構(gòu)的施工和設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)；抗震；設(shè)計(jì)；施工技術(shù)

0 引言

圖1為典型的框架結(jié)構(gòu)，由柱、梁和板通過鉸接或者剛接而成的結(jié)構(gòu)形式，其能夠承受豎向荷載以及水平荷載作用，主要的受力構(gòu)件是梁、板和柱。隨著建筑工程的不斷高速發(fā)展，框架結(jié)構(gòu)在中小城市中得到廣泛的應(yīng)用，由于施工方便、空間布置靈活以及造價(jià)相對(duì)較低的特點(diǎn)，框架結(jié)構(gòu)逐漸取代原先的磚混結(jié)構(gòu)，但通過對(duì)地震災(zāi)害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，框架結(jié)構(gòu)存在一系列的問題，導(dǎo)致強(qiáng)震條件下發(fā)生破壞，為了能夠提供更好、更安全的居住場(chǎng)所，對(duì)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震技術(shù)的研究是一個(gè)十分迫切的工作，本文將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的論述。

圖1 典型框架結(jié)構(gòu) 圖2 框架結(jié)構(gòu)的破壞形式

1 建筑框架結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)及施工技術(shù)

1.1建筑框架結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)

1.1建筑框架結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)

框架結(jié)構(gòu)荷載傳遞路徑是：上部荷載（自重、設(shè)備、人員及外部荷載）傳遞給樓板，樓板將荷載通過次梁傳遞給主梁，主梁最后將荷載傳遞給柱，最終荷載傳遞到基礎(chǔ)和地基上去。這種受力體系的主要組成部分就是柱子和梁，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度出發(fā)，這種傳力方法能夠很好的傳遞豎向荷載，隨著建筑層數(shù)的不斷增加，水平荷載不斷增大，這種結(jié)構(gòu)就不能獨(dú)立使用，此時(shí)一般設(shè)立剪力墻形成框架剪力墻結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)的變形曲線是剪切型曲線，在設(shè)計(jì)和計(jì)算中一般要考慮這種變形形式，

1.2建筑框架結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)

對(duì)于普通的建筑框架結(jié)構(gòu)的施工，一般是按照施工設(shè)計(jì)圖紙使用全站儀等進(jìn)行放線，放線是施工的基礎(chǔ)工作也是很重要的工作，在放線時(shí)要對(duì)放線測(cè)量結(jié)果進(jìn)行多次核對(duì)，保證測(cè)量放線的準(zhǔn)確性。框架結(jié)構(gòu)主要使用的材料是鋼筋混凝土，鋼筋材料進(jìn)場(chǎng)必須有鋼筋材料的試驗(yàn)報(bào)告單，而且要保證報(bào)告單的字跡清晰，鋼筋的包扎和焊接都要符合相應(yīng)的安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包扎好的鋼筋不要輕易的變動(dòng)，也不允許工人在上面隨意的進(jìn)行踩壓，保證鋼筋工程在混凝土澆筑之前的整體穩(wěn)定，混凝土工程對(duì)材料要求和配合比的要求較高，其主要都是由砂、石、水泥混合而成，在施工中要按照規(guī)定投料，保證混凝土的抗拉和抗壓強(qiáng)度，同時(shí)要避免裂縫的產(chǎn)生，做好后期的養(yǎng)護(hù)工作，在施工中盡量使用低水化熱的水泥，混凝土進(jìn)入模板的溫度在30℃以下，盡量采用分層澆筑便于散熱，防止出現(xiàn)混凝土的溫度裂縫。

2 建筑框架結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)研究

在地震災(zāi)害中，在地震荷載的不斷反復(fù)作用下，框架結(jié)構(gòu)局部會(huì)出現(xiàn)損傷并最終發(fā)生破壞。通過對(duì)近幾十年的地震災(zāi)害實(shí)例分析可得，框架結(jié)構(gòu)的粱、板、柱等很多構(gòu)件在地震作用下會(huì)受到不同程度的損傷，而且結(jié)構(gòu)損傷積累到一定程度后會(huì)引起結(jié)構(gòu)的破壞。地震是引起框架損傷的主要因素之一，但由于問題的復(fù)雜性，人們分析結(jié)構(gòu)性能時(shí)只考慮單個(gè)因素，比如只考慮一次地震，而忽略了損傷累積程度，結(jié)構(gòu)在今后的使用中會(huì)受到疲勞荷載的作用、材料老化以及其他因素的影響，可能結(jié)構(gòu)遭受嚴(yán)重的破壞。因此，研究分析地震作用下的建筑結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，對(duì)于工程結(jié)構(gòu)抗震和提高建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平都具有十分重要的意義。

在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，為保障建筑結(jié)構(gòu)的整體安全性，要充分考慮建筑框架結(jié)構(gòu)的空間作用、材料時(shí)效以及阻尼變化等很多不同的因素，驗(yàn)證每一種結(jié)構(gòu)的構(gòu)件在地震作用下能夠安全可靠，因此，框架結(jié)構(gòu)的抗震不僅僅從理論出發(fā)，而且要結(jié)構(gòu)工程的抗震經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)該結(jié)構(gòu)的破壞點(diǎn)，靈活進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，不僅僅要考慮總體布局的抗震，又要對(duì)每一個(gè)關(guān)鍵的部位進(jìn)行分析，提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。

2.1框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要求

（1）做好工程勘察選址工作。在不同的地區(qū)工程的地震災(zāi)害是不同的，每個(gè)地區(qū)的抗震標(biāo)準(zhǔn)也不相同，在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)候要參考當(dāng)?shù)氐囊恍┛拐鹪O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，即使在同一個(gè)地區(qū)，不同的地形和地質(zhì)對(duì)抗震的影響都較大。因此，在一個(gè)工程進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，必須做好勘探工作，避開不利抗震的地帶，當(dāng)框架結(jié)構(gòu)的層數(shù)超過5層且地處8度抗震設(shè)防地帶時(shí)候，可以使用剪力墻結(jié)構(gòu)，從而能夠很好的提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。為了避免地震災(zāi)害對(duì)人員和財(cái)產(chǎn)造成的損失，不允許在抗震危險(xiǎn)地段進(jìn)行建造房屋。理論研究表明：體形規(guī)則而且對(duì)稱的框架結(jié)構(gòu)具有較高的抗震能力，即使發(fā)生地震的時(shí)候也不容易發(fā)生破壞；但是體形不規(guī)則以及平面凸凹較多的結(jié)構(gòu)，在遇到地震的時(shí)候經(jīng)常發(fā)生破壞。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)布局不規(guī)則時(shí)，要采取合理的構(gòu)造措施，如對(duì)于結(jié)構(gòu)兩端較大中間用比較小的結(jié)構(gòu)連接時(shí)，計(jì)算中間小結(jié)構(gòu)是要按偏拉以及偏壓的情況考慮。

（2）提高建筑框架結(jié)構(gòu)的延性。一般將結(jié)構(gòu)在承載力不變的前提下承擔(dān)非彈性變形的能力稱為結(jié)構(gòu)延性。框架結(jié)構(gòu)的延性的高低是衡量結(jié)構(gòu)抗震性能的一個(gè)很重要的因素，結(jié)構(gòu)的延性高有利于抗震，結(jié)構(gòu)自身可以耗散地震傳來的能量，能夠很好的避免結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌。框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)很重要的原則就是避免結(jié)構(gòu)的剪切破壞，盡量讓結(jié)構(gòu)出現(xiàn)彎曲破壞，遵循“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱構(gòu)件原則。

（3）保證整個(gè)框架結(jié)構(gòu)的整體性。框架結(jié)構(gòu)作為一個(gè)龐大的整體，其需要不同構(gòu)件協(xié)同工作來抵抗地震的災(zāi)害，如果結(jié)構(gòu)在地震中出現(xiàn)了整體破壞，會(huì)造成較大的損失，出現(xiàn)整體倒塌的情況。因此，確保框架結(jié)構(gòu)的整體性是進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的內(nèi)容，在此在設(shè)計(jì)中一般遵循的原則：①結(jié)構(gòu)的連續(xù)性。②構(gòu)件間能夠可靠連接。③增強(qiáng)框架結(jié)構(gòu)的豎向剛度。如縱、橫2個(gè)方向具有較大的整體豎向剛度，房屋基礎(chǔ)的整體性較強(qiáng)，可以抵抗地震時(shí)引起的地基不均勻沉降以及地面裂隙穿過房屋造成的危害。

3 結(jié)論與展望

框架結(jié)構(gòu)的抗震研究不僅要從設(shè)計(jì)階段和施工階段進(jìn)行加強(qiáng)，更要對(duì)已經(jīng)建設(shè)的結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)行加固，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者也開始了加固方法的研究，砧貼碳纖維、包鋼法、以及粘鋼法等已經(jīng)開始應(yīng)用到實(shí)際的建筑工程中，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，隔震技術(shù)開始應(yīng)用到很多建筑結(jié)構(gòu)中，該技術(shù)通過設(shè)置隔離層將基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分隔，這樣在發(fā)生地震的時(shí)候地震力能夠很好的隔離或者消耗，能夠確保框架結(jié)構(gòu)的安全以及使用者人身安全。在實(shí)際的已經(jīng)存在的框架結(jié)構(gòu)中采用隔震技術(shù)可以有效的提高框架建筑的抗震水平，隔震技術(shù)也將在未來的抗震設(shè)計(jì)和加固中得到廣泛的應(yīng)用。

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