徐州市某公司1号宿舍楼设计文献综述

 2021-10-12 22:17:49

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文献综述

本拟建工程地点位于江苏省徐州市,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,设计地震分组为第一组。建筑场地长宽约46m17m,建筑面积约3912m2,为三跨五层钢筋混凝土规则框架。根据勘察报告,工程场地Ⅱ类。为了更好的完成本次设计,查阅了一些框架结构的资料,内容综述如下:

1、框架建筑的主要优点:

空间分隔灵活,自重轻,有利于抗震,节省材料;具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点,利于安排需要较大空间的建筑结构;框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化,便于采用装配整体式结构,以缩短施工工期;采用现浇混凝土框架时,结构的整体性、刚度较好,设计处理好也能达到较好的抗震效果,而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。

2、框架结构体系的缺点为:

框架节点应力集中显著;框架结构的侧向刚度小,属柔性结构框架,在强烈地震作用下,结构所产生水平位移较大,易造成严重的非结构性破性;钢材和水泥用量较大,构件的总数量多,吊装次数多,接头工作量大,工序多,浪费人力,施工受季节、环境影响较大;不适宜建造高层建筑,框架是由梁柱构成的杆系结构,其承载力和刚度都较低,特别是水平方向的(即使可以考虑现浇楼面与梁共同工作以提高楼面水平刚度,但也是有限的),它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,其总体水平位移上大下小,但相对与各楼层而言,层间变形上小下大,设计时如何提高框架的抗侧刚度及控制好结构侧移为重要因素,对于钢筋混凝土框架,当高度大、层数相当多时,结构底部各层不但柱的轴力很大,而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩和整体的侧移亦显著增加,从而导致截面尺寸和配筋增大,对建筑平面布置和空间处理,就可能带来困难,影响建筑空间的合理使用,在材料消耗和造价方面,也趋于不合理,故一般适用于建造不超过15层的房屋。

3、框架结构震害浅析3.1框架结构薄弱层的破坏  (1)强梁弱柱造成。在倒塌的框架中有很多是框架柱的截面小,而梁的截面较大。另外,梁实配钢筋较多,钢筋直径也大;相比而言,柱实配钢筋要少得多,这就是在构件截面上造成的强梁弱柱。配筋设计中,跨度越大,梁配筋越多,而框架柱的配筋主要受地震控制,中低设防烈度的框架柱配筋多数是构造配筋或配筋较少。与欧洲规范EN1998第十一章中6.3.2条要求抗震柱的轴压比不大于0.65对比[2],我国抗震规范规定的柱轴压比限值偏高[3][4],许多设计往往紧扣轴压比限值,导致框架柱截面偏小。再加上楼板一般与框架梁现浇,两者共同工作能力强,显著提高框架梁的抗弯刚度和抗弯承载力。  产生未实现强柱弱梁屈服机制的原因:a.填充墙等非结构构件影响;b.楼板对框架梁的承载力和刚度增大影响;c.框架梁跨度和荷载过大,使梁截面尺寸增大,梁端抗弯承载力增大;d.梁端超配筋和钢筋实际强度超强;e.柱轴压比限值规定偏高,柱截面尺寸偏小;f.柱最小配筋率和最小配箍率偏小;g.大震下结构受力状态与结构弹性受力状态存在差异;h.梁柱可靠度的差异。  (2)刚度突变造成。产生刚度突变的因素之一是填充墙。在框架结构设计中,填充墙和隔墙只作为荷载参与结构计算,并且以周期折减系数的设定调整结构的总体刚度。实际上不同材质填充墙或多或少具有一定的刚度和强度,布置密集时会产生较大的楼层刚度和强度,而未设置填充墙的楼层层刚度则相对变小,形成柔弱层。震区中很多这样的低层框架,由于底层为商铺或停车场,填充墙很少;而上部为旅馆或住宅,有较密集的填充墙,这样就形成了上刚下柔的结构,使底层成为柔弱层,导致底层发生层屈服机制。3.2框架结构节点的破坏  柱剪切破坏,梁柱节点区破坏,大多属于配箍不足,箍筋拉结或弯钩等构造措施不足等原因造成,与欧洲规范EN1998对比[2],我国规范规定的最小配箍率可能也需要提高[3][4]。值得注意的是,在柱的强剪弱弯方面,即使柱端首先发生弯曲破坏而形成塑性铰,巨大的轴压容易使混凝土压溃而发生剥离脱落(本次地震竖向振动很大),从而严重削弱柱端的抗剪能力,而柱端出现塑性铰并不会减小其所受到的地震剪力,因而容易引起剪切破坏。因此,需考虑压弯破坏对柱端抗剪承载力降低的影响充分保证强剪弱弯。3.3框架结构底层柱顶的破坏  框架底层柱顶破坏与薄弱层破坏有类似原因,最大不同在于柱根。当底层柱基础及地梁有一定埋深、地面有回填土和建筑面层时,柱根部就不易发生弯曲破坏,框架柱只出现底层柱顶端破坏。但由于填充墙有一定的刚度和强度,地震时对柱顶端产生偏心支撑的作用,可能引起框架柱或节点的剪切破坏。按照规范要求,填充墙与框架应采用柔性连接,但由于设计困难,施工难处理,多数工程没有这样做。3.4框架结构的楼梯破坏  框架结构在楼梯设计时只考虑静荷载和活荷载的作用,目前使用较多的板式楼梯通常只在梯板下配置受弯钢筋。但是,楼梯在地震中会起一定的支撑作用,承受地震产生的拉力和压力,当地震较大、楼梯板配筋不足时,就会出现受拉屈服或拉断,受压时出现压弯破坏。楼梯梁也会因楼梯的支撑作用而承担更多的地震作用,产生相应的破坏。

四、参考文献

1、建筑制图标准GB/T501042001[S].北京:中国建筑工业出版社,2001.;

2、房屋建筑制图统一标准GB/T500012001[S].北京:中国建筑工业出版社,2001.;

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