建筑框架式結構抗震技術的運用與探究

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建筑框架式結構抗震技術的運用與探究

王朝陽 白德欣

濮陽市誠豐建設工程有限公司 河南濮陽 457000

[摘要]隨著科學技術的不斷發展，高層建筑框架式結構抗震設計的科學性、合理性已經成為國家及人民所關注的焦點。在建筑工程施工前期嚴格按照國家相關規定對其施工設計、施工環節進行嚴格監控，在確保其質量的前提下，提高其抗震性能。為此，本文主要對框架式結構的概況、建筑框架式結構抗震性能特點及技術應用進行了分析與探究。

[關鍵詞]建筑框架式結構；抗震性能；方式；技術應用

隨著建筑結構抗震相關理論研究的不斷發展，結構思路也經歷了一系列的變化。在前期并沒有對結構彈性動力特征進行充分考慮，也沒有對地震作用進行詳細的記錄及統計，同時還缺乏相關資料，在這種情況下結構設計只是經驗性的取一個地震水平作用(0.1倍自重)進行設計。隨著時代的進步及科學的不斷發展，加大了結構非線性性能的研究力度，人們發現設計結構時取的地震作用只是賦予結構一個基本屈服承載力，在震級較大的情況下，結構將在一系列控制部位進入屈服后非彈性變形狀態，并靠其屈服后的非彈性變形能力來經受地震作用。因此，也逐漸形成了使結構在一定水平的地震作用下進入屈服，并達到足夠的屈服后非彈性變形狀態來耗散能量的現代抗震設計理論。

一、框架式結構的概況

框架式結構定義為：由木制的立筋、梁、擱柵和椽子等構件組成骨架，再鋪設屋面和樓面，砌筑內外墻。構件可以現場制作，也可預制裝配。框架式木結構建筑是西方國家的一種傳統建筑類型。

框架結構住宅是指以鋼筋混凝土澆搗成承重梁柱，再用預制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、浮石、蛭石、陶爛等輕質板材隔墻分戶裝配成而的住宅。適合大規模工業化施工，效率較高，工程質量較好。

二、建筑框架式結構抗震性能方式分析

框架式地下結構的種類包括:建筑結構的安全等級、建筑的設計實際應用的年限、建筑抗震的設防方面的分類、防震設防的強度和建筑施工場地、鋼筋方面的混凝土結構的抗震的等級，以及人防工程抗力方面和地基設計方面的等級等。

1、靜力方法：即為隨著時間的變化，通過等代方式的靜地震荷載計算模型結構的內力。等代方面的靜地震的荷載為:結構自身、洞頂上的土柱慣性力、側向土壓力等。

2、地基抗力系數方法：即為在相互作用下進行結構橫斷面地震反應的方式。一般情況下，適合應用于半埋設以及全埋設方面的地下結構，通過剪切彈簧及多點壓縮彈簧取代地下結構四周的巖土介質，如梁元素能夠模擬結構。具體操作步驟為:四周巖土介質彈簧方面使用常數進行計算、四周巖土地震通過變位進行計算、結構反應進行計算等。其四周的巖土抗力彈簧的常數，一般會通過靜力有限元法進行類似或相近常數方面的計算。側面和下方邊界應做好固定工作，可結合地震反應進行具體的探析，從而獲取應變幅度彈性方面的常數。其次獲取空洞所有方向方面的均衡荷載，以獲取準確的地基抗力方面的系數，通過抗力方面的系數計算彈簧方面的常數值。

3、反應變位的方法：由于共振響應一般不會出現于地下結構中，因此忽略結構自身震動的慣性力，對計算方面的最后結構沒有過多影響。計算地下結構地震反應動力的方程的過程，應將靜計算方面的公式簡化。因為這樣地下結構的地震效應就會和地下結構的實際位置相聯系，這種方式可以將地震變位和抗力系數具體化。

4、有限元的方法：地下結構進行抗震性能方面的分析過程，需要對其抗震方面的特征和一些特別的部分或突發情況進行進一步的研究。如建筑地下室分支部分、拐角的位置均適用于這種方法。模型的便捷可通過能量傳遞邊界，如萊斯默完善的粘性邊界、斯密斯改進的迭加邊界，以及廖振鵬設計的透射性邊界等，其使用的效果均為較佳。

三、提升建筑框架式結構抗震技術的應用

在高層建筑框架式結構抗震設計中，除考慮概念設計、結構抗震驗算外，歷次地震后人們在限制建筑高度，提高結構延性（限制結構類型和結構材料使用）等方面總結的抗震經驗一直是各國規范重視的問題。合理選擇了結構的屈服水準和延性要求后，就需要通過抗震措施來保證結構確實具有所需的延性能力，從而保證結構在中震、大震下實現抗震設防目標。系統的抗震措施包括以下幾個方面內容：

首先，“強柱弱梁”:人為增大柱相對于梁的抗彎能力，使鋼筋混凝土框架在大震下，梁端塑性鉸出現較早，在達到最大非線性位移時塑性轉動較大；而柱端塑性鉸出現較晚，在達到最大非線性位移時塑性轉動較小，甚至根本不出現塑性鉸。從而保證框架具有一個較為穩定的塑性耗能機構和較大的塑性耗能能力。

其次，“強剪弱彎”:剪切破壞基本上沒有延性，一旦某部位發生剪切破壞，該部位就將徹底退出結構抗震能力，對于柱端的剪切破壞還可能導致結構的局部或整體倒塌。因此可以人為增大柱端、梁端、節點的組合剪力值，使結構能在大震下的交替非彈性變形中其任何構件都不會先發生剪切破壞。

最后，抗震構造措施:通過抗震構造措施來保證形成塑性鉸的部位具有足夠的塑性變形能力和塑性耗能能力，同時保證結構的整體性。這一系統的抗震措施理念已被世界各國所接受，但是對于耗能機構卻出現了以新西蘭和美國為代表的兩種不完全相同的思路。首先，這兩種思路都是以優先引導梁端出塑性鉸為前提。

四、結束語

綜上所述，隨著國民經濟的快速發展，我國建筑工程事業得到了極大的發展空間，在建筑工程施工中大量新技術、新工藝的應用，推動了我國建筑事業的高速發展。提高高層建筑框架式結構的抗震性能，是確保建筑施工質量的有效保障，在抗震設計環節，必須充分考慮高層建筑抗震的特點及現場施工條件，同時采用科學有效地方式進行施工，只有這樣才可以有效地解決各種病害問題，增強高層建筑的抗震能力。

參考文獻

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