抗震构造措施（通用7篇）
抗震构造措施 篇1
实现抗震设防目标所进行的抗震设计包括抗震计算和抗震措施两大部分。计算地震作用标准值及其相应的地震作用效应、构件截面承载力等内容均属抗震计算范畴;而关于选址、结构选型、确定结构体系及为增大结构延性而设的各有关抗震构造措施等,则属于抗震措施范畴。
由于地震的不确定性和结构的复杂性,仅靠抗震计算是不能满足抗震设防目标的。而体现抗震概念设计的强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件、强底层柱等的抗震措施更为重要。规范的大部分内容也都是关于这方面的规定。
在《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)中(以下简称《抗震规范》),抗震措施和抗震构造措施有明确的定义。除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容,包括抗震构造措施。抗震构造措施根据抗震概念设计原则,一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。
从《抗震规范》中对抗震措施与抗震构造措施的定义来看,抗震措施包括了抗震构造措施,二者都是抗震概念设计原则的体现。它们的区别在于抗震构造措施是不需要计算调整系数而对结构采取的细部构造要求。从《抗震规范》的内容来看,抗震措施也可以分为抗震构造措施和抗震措施(狭义)。抗震构造措施:如构件的配筋要求,延性要求、锚固长度等,主要内容见《抗震规范》第6、7、8、9、10各章的第三节;抗震措施(狭义):如结构体系的确定,结构的高宽比,长宽比,结构布置等,主要内容见《抗震规范》第6、7、8、9、10各章的第一二节。
具体采用何种抗震措施是由结构的抗震等级决定的,而抗震等级是根据建筑物结构类型、建筑物总高及抗震设防烈度进行划分的。尽管抗震构造措施是抗震措施组成部分,但在某些特定条件下,《抗震规范》规定了抗震构造措施所对应的设防烈度可以独立于抗震措施进行调整的。抗震构造措施较抗震措施有降低要求的,例如规范第3.3.2条:丙类建筑应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施;有提高要求的,例如规范第3.3.3条:建筑场地为Ⅲ、Ⅳ类时,对设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区(g:重力加速度),除本规范另有规定外,宜分别按抗震设防烈度8度(0.20g)和9度(0.40g)时各类建筑的要求采取抗震构造措施。综合规范的有关规定,各类建筑的地震作用抗震措施和抗震构造措施调整后的设防烈度详见(表1)。
注:x+表示比x度更高要求,x-表示比x度适当降低的要求,
举例说明:某框架结构为丙类建筑,总高H=33米,所在地区为Ⅲ类场地,抗震设防烈度7度,设计基本地震加速度0.15g。试确定框架柱剪力增大系数及柱轴压比限值。框架柱剪力增大系数属于抗震措施,根据表1应按抗震设防烈度7度考虑抗震措施所采用的抗震等级,查规范表6.1.2,抗震等级为二级,根据《抗震规范》第6.2.5条的规定,ηvc=1.2;柱轴压比限值属于抗震构造措施,根据表1应按抗震设防烈度8度考虑抗震构造措施所采用的抗震等级,查规范表6.1.2,抗震等级为一级,根据《抗震规范》第6.3.7条的规定,柱轴压比限值取0.7。
由于同一建筑的抗震措施和抗震构造措施可能对应不同的抗震设防烈度,因此他们可能对应不同抗震等级,从而其结构应该按照不同的抗震等级选用具体的抗震措施和抗震构造措施。
抗震墙砌体房屋抗震构造措施研究 篇2
底框结构是我国现阶段经济条件下特有的一种结构, 从抗震上讲它是一种不合理的结构形式, 但限于我国当今的经济发展水平, 目前还无法取消, 因此在我国内地及广大中西部地区临街建筑中仍普遍采用。其具有“头重脚轻”、“上刚下柔”的特点, 为保证实现“小震不坏, 中震可修, 大震不倒”的抗震原则。结构设计中抗震墙如何设置, 有时需要反复计算, 多次与建筑专业协调。由于底部框架抗震墙砖房是由钢筋混凝土框架抗震墙和上部砖房两种承重和抗侧力体系构成, 这两种抗侧力体系在抗震性能等方面的差异, 使得这类结构的结构选型与抗震设计较为复杂。临街建筑采用这类结构, 底部临街一侧常不设置抗震墙或设置的数量较少, 而另一侧则设置的数量较多, 造成结构的质心与刚度中心不一致, 地震时引起较为严重的扭转效应, 加剧了地震的破坏作用。通过对这类房屋结构易损性分析, 结合历次的震害资料及设计实践, 可对其结构选型与抗震设计中的建筑体型、结构构造及改善框架柱和上部砖房抗震性能等问题进行了研究。
2 抗震墙房屋的震害特点及其分析
据有关震害调查和实验研究表明, 当底层无抗震墙或抗震墙数量较少时, 底层框架-抗震墙砌体房屋的震害集中在底层框架或底层框架抗震墙部分, 且墙比柱重, 柱比梁重。震害原因:主要是由于结构刚度上刚下柔或抗侧力强度上强下弱, 加之底层所受地震作用相对较大, 造成底层框架抗震墙变形过分集中, 位移太大或丧失承载力而破坏。但上部各层墙体除了因连接构造太差而发生失稳破坏外, -般基本完好或轻微破坏, 层间位移相对很小。当底层设置抗震墙太多时, 其震害现象与多层砌体房屋的震害类似, 一般是第二层墙体破坏较为严重。
上述震害特点与该类房屋的抗震性能是基本一致的。底部框架一抗震墙砌体房屋是由底层或底部两层为框架抗震墙、上部为多层砌体房屋构成的。这类房屋的底部框架一抗震墙结构部分具有一定的抗侧力刚度和一定的承载能力、变形能力及耗能能力;上部多层砌体房屋具有较大的抗侧力刚度和一定的承载能力, 但变形和耗能能力相对较差。这类结构的整体抗震能力即取决于底部和上部各自的抗震能力, 又决定于底部和上郡的抗侧力刚度和抗震能力的相互匹配程度, 也就是说不能存在特别薄弱的楼层, 凡震害严重的部位, 均为抗震设计考虑不周而出现的相对薄弱的楼层。尽量避免薄弱楼层是底部框架-抗震墙砌体房屋抗震设计中的一个重要概念。
3 抗震构造措施
底部框架-抗震墙砖房的砖砌体和混凝土结构部分除应分别满足多层砖房和多层混凝土结构房屋的有关构造措施外, 还应满足下列要求。
3.1 上部砖混层构造柱和圈梁的设置及其构造
底部框架一抗震墙砖房的上部砖混层应设钢筋混凝土构造柱, 当采用装配式楼盖时, 各层均应设置必要的圈梁, 并应符合下列要求:a构造柱和圈梁的设置部位:砖混过渡层各横墙 (轴线) 与内、外纵墙 (轴线) 交接处及门窗洞口处均应设置构造柱, 且每轴线均设置圈梁;其它砖混层应根据房屋的总层数按抗震规范中多层砖房的规定设置。b.构造柱的截面尺寸宜采用300 mm×300mm, 且不应小于240 mm×240mm;圈梁的截面尺寸宜采用240 mm×300mm, 且不应小于240mm×240mm。c.构造柱的纵向钢筋不宜小于4φ4, 箍筋间距不宜大于200mm (柱上、下端500mm范围内为100mm) , 箍筋直径应≥8;圈梁的纵向钢筋不宜小于4φ10, 箍筋间距不宜大于200mm。d.构造柱应与每层圈梁连接, 或与现浇板可靠拉结。e.砖混过渡层构造柱纵筋在相邻框剪层柱 (粱) 内锚固长度:单元四角处≥40d, 其余部位≥35d, 或在柱 (梁) 内留出短筋与过渡层构造柱纵筋搭接, 搭接长度≥1.2倍锚固长度。当构造柱与框架梁连接时, 粱的相应部位应采用间距100mm、直径≥8的箍筋加强。f.构造柱与墙连接处宜砌成马牙槎, 先砌墙, 后浇柱, 并应沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋, 钢筋伸人墙内不宜小于1 m。g.砖混过渡层的外纵墙窗台以下应每隔500mm设置通长的2φ6钢筋, 并在窗台标高处设置600mm、厚240mm宽的配筋砂浆 (或混凝土) 带, 砂浆强度等级应≥M7.5 (混凝土强度等级应≥C20) , 钢筋宜采用2φ10, 且应锚入两侧的构造柱内;另外, 过渡层墙体的砂浆强度等级, 不应低于M7.5。h.上部的承重墙和厚度不小于240mm的自承重墙, 其中心线宜与底部的框架梁、抗震墙的轴线相重合;构造柱宜与框架柱上下贯通。i.为了改善房屋的整体抗震性能, 应尽量减轻上部结构的重量, 如采用空心砖、加气混凝土砌块等。
3.2 楼 (屋) 盖的形式及其构造
底部框架一抗震墙砖房的转换层的楼板应采用现浇或装配整体式钢筋混凝土楼板。并应具有足够的平面内刚度, 为此, 截面厚度应按前述方法计算定, 并应少开洞、开小洞, 当洞口尺寸大于800 mm时, 应设洞边梁;如必须设楼、电梯而开大洞时, 应采用抗震墙围成的筒体。且对装配整体式板, 要先浇面层后砌墙, 面层厚度不应小于40 mm, 内设不少于φ4@250mm的双向钢筋网, 且配筋面层与其下的大梁要用φ8@500 mm (锚固长度200 mm) 钢筋拉结。转换层楼板应采用双层双向通长配筋, 且每方向配筋率不应低于0.25%;板外侧边缘应设置边缘拉梁予以加强, 拉梁可利用纵向框架梁或底部外纵墙, 拉梁的负筋至少应有50%且不低于0.25%配筋率的钢筋贯通梁全长。其它楼层, 采用装配式钢筋混凝土楼板时均应设现浇圈梁, 采用现浇钢筋混凝土楼板时可不设圈梁, 但楼板应与相应的构造柱可靠连接。
4 底部框架结构设计中的常见问题
4.1 底部抗震墙数量不够造成上、下侧向刚度比超过规定。
4.2 侧向刚度比符合要求, 但上层纵向墙
体开间过大, 下部抗震墙几乎没有, 这种上、下纵向刚度都很小, 相对比值却能满足。对于这类房屋, 首先要求上层砌体应满足砌体结构的局部尺寸限值, 再调整底部抗震墙, 使之满足侧向刚度比。
4.3 单片抗震墙过长, 有的整个山墙12米多全按抗震墙设计, 形成“刚度集中”。
对于高层建筑, 抗震墙不宜超过8米, 而对于高度矮很多底框房屋墙更不应过长。低矮抗震墙破坏特征是“剪切型”, 具破坏起于混凝土剪坏, 属脆性破坏。规范规定底框房屋抗震墙高宽比不宜小于2.0, 较长的抗震墙可设竖缝予以处理。
4.4 托墙梁支承于底部抗震墙上, 这是一种严重的设计错误。
其错在于:a.由于托墙梁截面一般都很大, 受力很大, 使得抗震墙承受很大的出平面弯曲作用, 也使得抗震墙局部区段轴压比过大。b.底框房屋抗震墙一般在200-250之间, 托墙梁纵向钢筋的锚固难以达到规范强制性条文7.5.3条的要求。c.由于墙很薄, 托墙梁线刚度很大, 形成“强梁弱支座”, 节点易于破坏, 托墙梁配置很多负筋不起作用。对这类问题, 应在托墙梁下设框支柱, 或设垂直的抗震墙以平衡厚墙体出平面的弯曲作用。在一些错误的设计中, 托墙梁下抗震墙连暗柱都没有设置, 这应该引起大家的重视。
4.5 当有次梁托墙时, 应注意支承托墙次
梁的主框架梁的抗剪、抗扭设计, 此时不能按一般多层框架梁的构造作法, 在支座边1.5倍梁高或1/6跨度范围内加密箍筋。由于托墙次梁传来很大的集中力和扭矩, 有可能使得跨中剪力与支座剪力相差不很大, 对这类情况要注意跨中抗剪强度的验算。注意一下这个问题, 或许可以避免大错误。
4.6 底部框架房屋抗震墙应设置自己的基础。
常有这样的设计:抗震墙通过墙下暗梁或构造地梁支承在两端的柱下基础上。这违反了抗震规范强制性条文7.1.8第5款。
如果搞震两端柱下为桩基础, 应沿墙下布桩, 用带形承台连接两端柱下承台形成整体。如果抗震墙两端柱下为独立扩展基础, 抗震墙下可设置条基连接两端形成整体。总之, 应让抗震墙直接传力于基础。
摘要：结合历次的震害资料及设计实践, 对其结构选型与抗震设计中的建筑体型、结构构造及改善框架柱和上部砖房抗震性能等问题进行了研究。
抗震构造措施 篇3
1.屋盖的构造措施
单层钢结构厂房屋盖的抗震构造措施与钢筋混凝土柱厂房的基本相同，
2.柱、梁的构造措施
为了防止地震时柱子失稳，柱的长细比不应大于
为了控制柱、梁截面不出现局部失稳，单层框架柱、梁截面板的宽厚比限值，除应符合现行《钢结构设计规范》GB50017对钢结构弹性阶段设计的有关规定外，尚有下表的规定，
构件腹板宽厚比，可通过设置纵向加劲肋减小。
抗震构造措施 篇4
关键词：砌体结构,抗震,构造措施
由砖砌体、石砌体或砌块砌体建造的结构称为砌体结构[1]。因为砌体结构的材料如粘土、砂和石材是天然的建筑材料, 分布很广, 容易就地取材, 对施工设备和施工工艺的要求均较简单, 与混凝土结构相比, 可以大量地节约木材、水泥和钢材, 造价较低, 所以得到广泛应用, 是目前中小城市居民住宅和其它多层建筑的主要形式。但是, 砌体结构房屋抗震性能相对较差, 在国内外历次强震中破坏率很高。因此, 改善砌体结构的延性, 提高房屋的抗震性能具有很重要的意义。
1 砌体结构房屋受震破坏的震害现象
当发生地震时, 地震波引起地面震动, 通过基础传至建筑物, 引起建筑物振动, 当地震引起的振动强度超过建筑物的抗震能力时, 就会使建筑物发生破坏, 甚至倒塌[2]。
1.1 房屋倒塌
砌体结构房屋以墙体为主要承重构件, 而砌体墙体材料具有脆性性质[3]。地震时, 当结构下部特别是底层墙体强度不足时, 易造成房屋底层倒塌, 从而导致房屋整体倒塌;当结构上部墙体强度不足时, 易造成上部结构倒塌, 并将下部砸坏;当结构平、立面复杂又处理不当, 或个别部位连接不好时, 易造成局部倒塌。
1.2 墙体开裂破坏
砌体结构墙体在地震作用下会产生不同形式的裂缝。与水平地震作用方向相平行的墙体受到平面内地震剪力的作用, 在地震剪力以及竖向荷载共同作用下, 当该墙体内的主拉应力超过砌体强度时, 墙体就会产生斜裂缝或交叉斜裂缝;当墙体受到与之方向垂直的水平地震剪力作用, 发生平面外受弯、受剪时, 产生水平裂缝。
1.3 纵横墙连接处破坏
在水平及竖向地震作用下, 纵横墙连接处受力复杂, 应力集中。当纵横墙交接处连接不好时, 易出现竖向裂缝, 甚至出现纵墙外闪而倒塌。
1.4 墙角破坏
墙角位于房屋端部, 受房屋整体约束较弱, 地震作用产生的扭转效应使其产生应力集中, 纵横墙的裂缝往往在此相遇, 因而成为抗震薄弱的部位之一, 其破坏形态多种多样, 有受剪斜裂缝、受压竖向裂缝、块材被压碎或墙角脱落。
1.5 楼梯间墙体破坏
楼梯间一般开间较小, 其墙体分配承担的地震力较多[4], 而在高度方向上又缺乏有力支撑, 稳定性差, 易造成破坏。
1.6 楼盖与屋盖破坏
主要是由于楼板或梁在墙体支承长度不足, 缺乏可靠拉结措施, 在地震时造成塌落。
1.7 其它破坏
主要包括突出于建筑物之外的附属构件的倒塌和温度缝未能满足抗震缝要求时, 缝两侧墙体撞击造成破坏等等。
2 抗震构造措施
抗震构造措施可以加强砌体结构的整体性, 提高变形能力, 特别是对于防止结构在大震时倒塌具有重要作用。
2.1 设置钢筋混凝土构造柱、芯柱
震害调查表明, 设置钢筋混凝土构造柱、芯柱后, 不仅可以提高墙体抗剪能力, 还可以明显提高结构的极限变形能力[5]。因为当墙体周边设有钢筋混凝土圈梁和构造柱时, 在墙体达到破坏的极限状态下, 由于构造柱的约束, 使破碎的墙体中的碎块不易散落, 从而能够保证一定的承载力, 使房屋不致突然倒塌。
2.2 合理布置圈梁
在砌体结构房屋中, 圈梁可加强墙体间的连接以及墙体与楼盖间的连接, 与构造柱一起, 增强了房屋的整体性和空间刚度[6]。震害调查表明, 凡合理设置圈梁的房屋, 其震害都较轻;否则, 震害要重得多。
2.3 加强楼梯间的抗震构造措施
楼梯间是砌体结构中受到的地震作用较大且抗震较为薄弱的部位, 所以, 在抗震设计时, 楼梯间不宜布置在房屋端部的第一开间及转角处, 不宜开设过大的窗洞, 以免将楼层圈梁切断。
2.4 加强结构各部位的连接
震害分析表明, 砌体结构由于墙体之间、墙体与楼盖之间以及结构其它部位之间连接不牢是造成震害的重要原因。因此, 要加强楼屋盖构件与墙体之间的连接及楼屋盖的整体性和加强墙体间的连接及其它部位的连接[7]。
3 结束语
砌体结构房屋虽然有抗震性能较差的弱点, 但是它在建筑结构形式中还是具有不可替代的作用。因此, 我们应该更进一步地研究和探索这种结构, 提高它的抗震能力, 使其更好地为人们服务。
参考文献
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抗震构造措施 篇5
近些年来,随着国家建设脚步的加快、市场经济的推动以及建设场地的不断紧缩,高层建筑慢慢占据了建筑市场的主导地位。而在高层建筑范围内,虽然随着国力的不但增强、技术的不断进步、施工工艺的不断先进,超高层占据的比例越来越大,但总体而言目前建筑市场仍以高度在60～100 m范围内的建筑居多。由工程设计及建筑市场的现状不难看出,高度在60～100 m间的高层建筑,大量采用的结构体系为现浇钢筋混凝土剪力墙结构或框架-剪力墙结构。从而可见,剪力墙在工程结构实体中得到了越来越多的应用。
2010年至今,新版设计规范不断更新,有关剪力墙抗震构造措施设计的部分较前一版设计规范有了较大的改进及修改,本文将简单罗列出新旧规范对比下修改的内容。随着国力的增强以及近几年地震灾害的频发,为了减少人身的伤害以及经济的损失,建筑结构抗震设计要求越来越严格,含钢量也随之增大。本文通过新版规范有关剪力墙抗震构造措施在工程设计中实际应用的经验进行简单对比,提出一些剪力墙结构设计时的优化设计建议。
二、2012与2001版结构设计规范有关剪力墙抗震构造措施修改内容的对比
自2010年以来,新版设计规范陆续更新。《建筑抗震设计规范》GB50011-2010、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010三大混凝土结构设计规范均对剪力墙设计时抗震构造措施提出了新的要求。以《高层建筑混凝土结构技术规程》为参照,与前一版规范相比,主要修改内容如下。(1)剪力墙底部加强部位的范围,由原来的底部两层和墙体总高度的1/8二者的大值修改为底部两层和墙体总高度的1/10二者的大值,且明确了底部加强部位的高度应从地下室顶板算起。当结构计算嵌固端不在地下室顶板时,应向下延伸至计算嵌固端。(2)新版规范明确的定义了短肢剪力墙的概念。对于L形、T形、十字形剪力墙,其各肢的肢长与截面厚度之比的最大值大于4且不大于8时,才划分为短肢剪力墙。(3)与02版规范相对比,新版规范取消了短肢剪力墙抗震等级提高一级的要求,剪力墙的轴压比规定更为严格。一、二、三级短肢剪力墙的轴压比,分别不宜大于0.45、0.50、0.55,一字形截面短肢剪力墙轴压比限值应相应减小0.1。(4)与02版规范相比,新版规范取消了剪力墙分布钢筋之间的拉筋在底部加强部位应适当加密的要求。(5)与02版规范相比,新版规范剪力墙约束边缘构件设置的范围有所变化,设置约束边缘构件与剪力墙的轴压比相关联起来。当剪力墙墙肢的轴压比不大于0.1(9度一级)、0.2(6、7、8度一级)、0.3(二、三级)时,可以不设置约束边缘构件而只设置构造边缘构件即可。另外,新版规范中增加了三级剪力墙亦应设置约束边缘构件的要求,这是特别要强调的。(6)与02版规范相对比,新版规范剪力墙约束边缘构件延墙肢的长度Lc及其配箍特征值λv有很大变化,其值与剪力墙墙肢的轴压比相关连起来。具体变化内容详见表1。其中,黑体字部分为新版规范新增加或修改的内容。(7)与02版规范相对比,新版规范剪力墙约束边缘构件竖向钢筋的最小配筋率,增加了三级剪力墙为1.0%的规定,竖向钢筋配筋量由原6φ16(一级)、6φ14(二级)修改为8φ16(一级)、6φ16(二级)及6φ14(三级),增加了箍筋、拉筋沿水平方向的肢距不宜大于300 mm,不应大于竖向钢筋间距的2倍的条款。(8)新版规范将一般剪力墙竖向和水平分布钢筋间距由不应大于300 mm修改为不宜大于300 mm,且由强制性条文修改为一般条款。(9)新版规范中,增加了一、二级抗震等级剪力墙底部加强部位构造边缘构件的配筋要求(一级:纵筋0.010 Ac与6φ16中的大值,箍筋直径不小于φ8且间距不大于100 mm;二级:纵筋0.008 Ac与6φ14中的大值,箍筋直径不小于φ8且间距不大于150 mm),并修改了三级剪力墙构造边缘构件竖向钢筋的最小配筋要求(底部加强部位修改为0.006 Ac与6φ12中的大值,其他部位修改为0.005 Ac与4φ12中的大值)。(10)新规范中增加了跨高比不大于1.5的连梁纵向钢筋的最小配筋率的要求,同时提出了连梁纵向钢筋的最大配筋率的要求。(11)在新版《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中,修改了关于剪力墙分布钢筋的要求,在剪力墙结构体系中,剪力墙竖向分布钢筋直径不宜小于10 mm,而在框架—剪力墙结构体系中,水平与竖向分布钢筋直径均不宜小于10 mm。
三、新版规范下剪力墙结构抗震构造措施在剪力墙含钢量优化设计中的应用
随着改革开放的不断发展,我国国民生产总值的不断提高,保护人民生命与经济财产的目标成为抗震设计的重中之重。因此抗震设计标准要求越来越严格,建筑结构的含钢量随之也不断得到提高。而在现实社会中,为了积极响应国家可持续发展的战略目标以及绿色环保低碳的发展理念,并且可以让建筑开发得到经济利益的最大化,含钢量成为了结构设计中的焦点。通过应用新版规范在工程设计中的经验,充分利用关于剪力墙结构设计抗震构造措施的规定,从而达到了剪力墙含钢量的优化设计。
1. 应用剪力墙轴压比的规定,优化剪力墙结构设计
新版设计规范中,剪力墙边缘构件的设置与剪力墙墙肢的轴压比紧密的联系到了一起,而在上一版设计规范中这是没有的,只是笼统的提出了剪力墙下部应设置约束边缘构件、上部设置构造边缘构件的理念。旧版规范已经执行了10年,很多设计人员已经形成了固定的设计习惯,而且随着现在社会发展脚步的加快,设计人员的工作强度越来越大,造成了很多设计人员设计时就高不就低的理念,从而忽视或忽略了新版设计规范的规定。为了达到优化结构设计的目标,当结构平面布置已经确定、并经结构整体计算满足规范各项规定的要求下进行剪力墙施工图具体的设计时,第一步就应先核查剪力墙墙肢的轴压比,从而确定剪力墙在底部是设置约束边缘构件还是构造边缘构件;在剪力墙设置约束边缘构件确定的情况下,区分确定Lc的范围及箍筋配箍特征值的取值,从而达到优化设计的目标。简单举例,某工程中剪力墙抗震等级二级,其中一200厚L形剪力墙中一墙肢长5 m,其轴压比为0.27。按照新版规范规定,在该墙肢端头可以直接设置构造边缘构件(暗柱200×400),纵筋614即可满足要求。而按笼统的全楼剪力墙均设置约束边缘构件设计,其最小纵筋配筋为616(暗柱还按200×400考虑),纵筋用钢量就提高了约30%。
2. 应用箍筋、拉筋水平肢距间距的规定,优化剪力墙结构设计
依据新版规范规定,箍筋、拉筋沿水平方向的肢距不宜大于300 mm,不应大于竖向钢筋间距的2倍。依据此条规定,当剪力墙纵筋间距不大于150 mm时,剪力墙箍筋或拉筋可以采用隔一拉一的方式布置,从而达到优化设计的目标。简单举例,某一抗震等级二级的L形剪力墙(200厚)转角部位设置转角构造边缘构件,布置12根纵筋,采用箍(拉)筋8@200。若每根纵筋均设置拉筋,则箍筋每米用钢量为5.73 kg;若采用隔一拉一的方式,则箍筋每米用钢量为5.05 kg,用钢量下降了约0.7 kg。
3. 使用高强度钢筋,优化剪力墙结构设计
推广应用高强度钢筋是落实中央节能减排决策的重要措施,是推动建筑业技术进步的有效途径。使用高强度钢筋可以大大降低用钢量,从而达到优化剪力墙结构设计的目标。简单举例,某8度抗震设防工程中剪力墙抗震等级一级,底部采用混凝土C40,某片300厚剪力墙轴压比为0.45,其一端头设置暗柱300×400,箍筋配置3×4。在满足规范的要求下,λv=0.2。当采用HPB300级钢时,其规定体积配箍率为1.415%,箍筋需配置10@100(ρv=1.721%);当采用HRB400级钢时,其体积配箍率为1.061%,箍筋需配置8@100(ρv=1.103%)。如此看出,使用HPB300级钢较使用HRB400级钢用钢量提高了约56%,每米范围内用钢量增加了4.862 kg。
四、结语
浅谈抗震构造柱的设计与施工 篇6
1 构造柱的设置及构造
1.1 钢筋混凝土构造柱在平面上多设在外墙四角、错层部位横墙与纵墙交接处, 较大洞口两侧, 大房间内外墙交接处;
1.2 构造柱在竖向从基础开始直至女儿墙压项;
1.3 构造柱的最小截面可采用240mm×180mm, 纵向钢筋宜采用4Ф12, 箍筋间距不大于250mm, 且在柱上下端宜适当加密。7度时超过六层, 8度时超过五层和9度时, 构造柱纵向钢筋宜采用4Ф14, 箍筋间距不应大于200mm;房屋四角的构造柱可适当加大截面及配筋。
2 构造柱的施工程序
2.1 构造柱可不单独设置基础, 可将构造柱的钢筋和基础圈梁的钢筋绑扎或焊接在一起, 锚入浅于500mm的基础圈梁内。
2.2 构造柱的钢筋骨架 (由主筋和箍筋形成) 一般在每层建筑砌筑之前先绑扎好 (一般高度为3~4m) , 即由每层的底圈梁至顶层圈梁的高度, 然后开始砌筑墙体。
2.3 构造柱与墙面连拉处宜砌成马牙状, 砌墙时应在构造柱位置留出“柱腔”并在砌墙时沿墙第每隔500mm设2Ф6拉结筋, 每边伸入墙内不宜小于1m。
2.4 每层墙体预留构造柱腔的底部要留出一个可以伸进手去的口, 以便在浇注混凝之前能彻底清理落入柱腔内的砂浆、木屑等杂物。
清理后将此口砌死, 在浇注混凝前半小时再用水冲洗构造柱腔, 这样既可冲掉浮挂在腔壁上的灰浆, 也可达到洇砖的目的。提高混凝土与砌体的联结性和整体性, 使其充分发挥共同受力的作用。
3 构造性的施工要点
由于构造柱嵌于墙体, 每层柱端和各层钢筋混凝土圈梁浇注在一起, 而墙体和圈梁是分层砌筑和浇注的。
因此构造柱要逐层连拉, 并应保证各层间构造柱中心线在一条竖线上, 其措施为:
(1) 在砌筑墙体时预留构造“柱腔”位置必须准确, 要求砌墙时经常用线锤将构造柱钢筋骨架吊直 (吊直后有拉结筋就可以保证骨架的位置) , 避免在砌墙时预留的“柱腔”随钢筋骨架倾斜而倾斜。
(2) 浇注混凝土前应再检查一下钢筋骨架的位置, 务使其中心和构造柱的中心位置吻合 (此时构造柱的中心位置可以从外墙轴线量测并标在圈梁的模板上) 。
(3) 圈梁和构造柱混凝土浇注后, 还须检查构造柱钢筋和模板上所标中心位置是否一致, 一般偏移在20~50mm内可以及时用钢筋搬手将钢筋调整至正确位置。
抗震构造措施 篇7
随着社会经济的发展、物质的丰富,人们对住房的要求也越来越高,在中小市县砌体结构的住宅仍在大量使用,这也给设计人员带来砌体抗震计算中抗震墙不过的问题。
汶川的地震灾害特别是砌体结构的破坏程度让人们触目惊心。怎样解决PKPM砌体抗震计算中抗震墙不过的问题,构造柱在7度地区以上砌体抗震中起到关键作用。
1 PKPM计算时墙体抗震产生的原因
从PKPM墙体抗震计算结果来分析,砌体房屋结构抗震验算过程大致为:
1)用底部剪力法计算各层水平地震力作用和地震层间剪力;
2)根据楼面刚度类型类别及墙体侧向刚度将地震剪力分配到每片大片墙和大片墙中的各个墙段;
3)根据导算的楼面荷载及墙体自重计算对应于重力荷载代表值的砌体截面平均压应力;
4)根据砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度计算公式验算墙体抗剪承载力。
1.1 水平地震作用和地震层间剪力
其中,FEK为结构总水平地震作用标准值;αmax为抗震规范5.1.4条确定的水平地震影响系数最大值;Geq为结构等效总重力荷载。
其中,Gi,Gk分别为集中于i层、k层的重力荷载代表值;Hi,Hk分别为于i层、k层的计算高度。
由于水平地震影响系数取最大值αmax,用户在结构建模时输入的设计地震分组、场地类别等参数,在砌体结构地震作用计算中不起作用。结构等效总重力荷载,单层房屋取总重力荷载,多层房屋取总重力荷载代表值的85%。总重力荷载代表值为各层重力荷载代表值之和。每层重力荷载代表值,取本层楼面恒载+50%楼面活载+50%相邻上下层墙体的自重。
第i层处的地震剪力为:
1.2 层间地震剪力分配
地震剪力的分配方法对于刚性、刚柔性和柔性楼盖来说是不同的。楼面刚柔性由于用户输入,刚性楼、屋盖时(现浇或装配整体式楼盖):
其中,Vim为分配于第i层第m片墙的地震剪力;Vi为第i层的地震剪力;Kim为第i层第m片墙的抗侧力刚度;Ki为第i层各片墙的抗侧力刚度之和。
刚度Kim按下述情况计算:
楼层剪力分配各墙时,假定同一层内砂浆强度等级相同,层高相同,按剪切型考虑,取Kim为第m片墙的净面积。
一片墙内各墙段剪力分配时,按高宽比ρ值计算。
当ρ>4.0时,不考虑该刚度。
其中,t为墙厚;h为墙段高;b为墙段宽。
2 解决方法
1)增设墙体或增加墙体厚度。2)增设构造柱及增大构造柱配筋。
2.1 构造柱的设置
构造柱的设置按照GB 50011-2001建筑抗震设计规范(2008年版)7.3.1多层普通砖、多孔砖房,应按下列要求设置现浇钢筋混凝土构造柱(以下简称构造柱):
1)构造柱设置部位,一般情况下应符合表1的要求。
2)外廊式和单面走廊式的多层房屋,应根据房屋增加一层后的层数,按表1的要求设置构造柱,且单面走廊两侧的纵墙均应按外墙处理。
3)教学楼、医院等横墙较少的房屋,应根据房屋增加一层后的层数,按表1的要求设置构造柱;当教学楼、医院等横墙较少的房屋为外廊式或单面走廊式时,应按2款要求设置构造柱,但6度不超过四层、7度不超过三层和8度不超过两层时,应按增加两层后的层数对待。
2.2 构造柱的配筋
GB 50003-2001砌体结构设计规范第8.2.8条组合砖墙的材料和构造应符合下列规定:
1)砂浆的强度等级不应低于M 5,构造柱的混凝土强度等级不宜低于C 20;
2)柱内竖向受力钢筋的混凝土保护层厚度,应符合表8.2.6的规定;
3)构造柱的截面尺寸不宜小于240mm×240mm,其厚度不应小于墙厚,边柱、角柱的截面宽度宜适当加大。柱内竖向受力钢筋,对于中柱,不宜少于4 12;对于边柱、角柱,不宜少于4 14。构造柱的竖向受力钢筋的直径也不宜大于16mm。其箍筋,一般部位宜采用6、间距200mm,楼层上下500mm范围内宜采用6、间距100mm。构造柱的竖向受力钢筋应在基础梁和楼层圈梁中锚固,并应符合受拉钢筋的锚固要求;
4)组合砖墙砌体结构房屋,应在纵横墙交接处、墙端部和较大洞口的洞边设置构造柱,其间距不宜大于4m。各层洞口宜设置在相应位置,并宜上下对齐;
5)组合砖墙砌体结构房屋应在基础顶面、有组合墙的楼层处设置现浇钢筋混凝土圈梁。圈梁的截面高度不宜小于240mm;纵向钢筋不宜小于4 12,纵向钢筋应伸入构造柱内,并应符合受拉钢筋的锚固要求;圈梁的箍筋宜采用6、间距200mm;
6)砖砌体与构造柱的连接处应砌成马牙槎,并应沿墙高每隔500mm设2 6拉结钢筋,且每边伸入墙内不宜小于600mm;
7)组合砖墙的施工程序应为先砌墙后浇混凝土构造柱。
第10.3.2条砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙的截面抗震承载力应按下式计算:
其中,Ac为中部构造柱的截面面积(对横墙和内纵墙,Ac>0.15A时,取0.15A;对外纵墙,Ac>0.25A时,取0.25A);ft为中部构造柱的混凝土抗拉强度设计值,应按现行国家标准GB 50010混凝土结构设计规范采用;As为中部构造柱的纵向钢筋截面总面积(配筋率不小于0.6%,大于1.4%时取1.4%);ζ为中部构造柱参与工作系数,居中设一根时取0.5,多于一根时取0.4;ηc为墙体约束修正系数,一般情况取1.0,构造柱间距不大于2.8m时取1.1。
在本公式中不仅考虑了端部构造柱对墙体抗剪承载力的调整(承载力抗震调整系数γRE取0.9),还计入了中部构造柱对墙体抗剪承载力的贡献。
从GB 50011-2008建筑抗震设计规范7.2.7各类砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度设计值,应按下式确定:
其中,fVE为砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度设计值;fv为非抗震设计的砌体抗剪强度设计值;ζN为砌体抗震抗剪强度的正应力影响系数,应按表2采用。
与GB 50011-2008建筑抗震设计规范第9.5.1条中的0.6%相同,同时也解释了《砌体结构设计规范》第8.2.8条中的构造柱配筋的要求。
3 结语
砌体结构在三级城市及广大农村还在大量使用,提高抗震意识与预防措施是非常必要的。
参考文献
[1]GB 50011-2001,建筑抗震设计规范(2008年版)[S].
[2]GB 50003-2001,砌体结构设计规范[S].