底框 砖混结构抗震设计探讨.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流底框 砖混结构抗震设计探讨.精品文档.底框 砖混结构抗震设计探讨 土木工程 建筑结构专业毕业论文底框-砖混结构抗震设计探讨班 姓 学 成级:名:陈涛号:绩: 指导老师: 2012年04月 摘要 在城市规划设计中,往往要求临街的住宅、办公楼等建筑在底层设置商店、饭店、邮局或银行等。一些旅馆因使用功能上的要求,也往往要在底层设置门厅、食堂会议室等。这样,房屋的上面几层为纵横墙较多的砌体承重结构,而底层则因使用要求上需要大空间的原因采用框架结构形成了砖混底层框架结构。对这种结构,从抗震上来说是不太有利的,但因其在使用上的方便性和灵活性而被广泛采用。
2、基于对底部框架抗震墙结构抗震设计要求的分析,从底部框架抗震墙设计、过渡层设计出发,给出了抗震设计中应注意的几个问题,如:注重设计、控制侧移刚度比、使结构体系合理等。合理设计底部框架抗震墙砖房具有较大的抗震能力和良好的抗震性能与此同时,目前很多结构设计人员在对砖混底框结构的设计上还存在许多的疑问甚至误区,致使设计不符合抗震要求,给建筑物留下严重后患,因此很有必要对底层框架-上部砖混的结构方案进行探讨。本文从设计的角度对提高底部框剪多层砌体房屋抗震性能的方法进行研究。本文从此类房屋结构体系受力特点及抗震中的薄弱环节做了分析。 关键词:抗震设计设计要求底层框架-上部砖混抗震性能 Abstract i
3、ntheurbanplanningdesign,oftenrequestsconstructionsandsoonhousingwhich,officebuildingfacesthestreetinthefirstfloortoestablishthestore,thehotel,thepostofficeorthebankandsoon.Becausesome hotelsinusefunctionrequest,alsooftenmustestablishtheentrancehall,thecafeteriaconferenceroominthefirstfloorandsoon.Th
4、us,houseaboveseveralforverticalcrosswallmanybricking-upload-bearingmembers,butbecausethefirstfloorintheoperationrequirementsneededbigspatialthereasontousetheportalframeconstructiontoformthebricktomixthefirstfloorportalframeconstruction.Tothiskindofstructure,isnottoo advantageousfromtheearthquakeresi
5、stance,butiswidelyusedbecauseofitintheuseconveniencesandtheflexibility.Basedontothebaseframe earthquakeresistancewallstructureaseismicdesignrequest'sanalysis,fromthebaseframeearthquakeresistancewalldesign,thetransitionallayerdesignembarked,hasgivenseveralquestionswhichintheaseismicdesignshouldpa
6、yattention,forexample:Paysgreatattentiontodesign,thecontrolsidetomovetotherigiditycomparedto,tocausethestructuresystemreasonableandsoon.Thereasonabledesignbaseframeearthquakeresistancewallbrickhousehasthebigearthquakeresistanceabilityandthegoodearthquakeresistanceperformanceatthesametime,aremanyatpr
7、esentthestructuraldesignpersonnel,inmixestheunderframestructuretothebrickinthedesignalsotohavemanyquestionevenerroneouszones,thecausedesigndoesnotmeettheearthquakeresistancerequirement,leavesbehindtheseriousfuturetroubletothebuilding,thereforehasthenecessitytheorganizationplanwhichmixestothefirstflo
8、orframe-upsidebricktocarryonthediscussionverymuch.Thisarticletoenhancesthebaseframefromthedesignangletocutthemulti-layeredbricking-uphouseearthquakeresistanceperformancethemethodtoconducttheresearch.Thisarticlehenceforthinthekindof b buildingframesystemstresscharacteristicandtheearthquakeresistancew
9、eaklinkhasmadetheanalysis. keyword:Theaseismicdesigndesignrequirementsfirstfloorframe-upsidebrickmixesearthquakeresistanceperformance c 目录 摘要.aAbstract.b引言.1 1.房屋的平、立面布置.2 1.1抗震墙间距要合理.2 1.2纵横两方向应对称布置.2 1.3抗震墙应沿建筑物的周边布置.3 2.房屋的高度要限制、高宽比要适当.3 2.1层数的限制.3 2.2竖缝的设置.3 2.2.1暗柱的设置.4 2.2.2竖缝的设置.4 2.2.3边框梁与竖缝
10、交界处设置.4 3.第二层与底层的侧移刚度比要控制.4 3.1底层设计.4 3.1.1适当部位布置墙体.4 3.1.2底层的刚度中心与形心基本重合.5 3.1.3底层布置成纵横向框架抗震墙体系.5 3.2过渡层的设计.5 3.2.1加强过渡层墙体的抗震构造措施.5 3.2.2控制侧移刚度比值.6 4.抗震墙的设计要点.6 4.1抗震墙的间距要合理.6 4.2抗震墙的布置要合理.6 4.3抗震墙的高宽比要适当.7 4.4底层抗震墙的配筋.7 5.底层框架抗震墙砖房的结构体系.7 5.1底层应设置为框架一抗震墙体系.7 5.1.1纵、横向的双框架体系.8 5.1.2底层框架抗震墙砖房的底层应设置为
11、框架抗震墙体系.8 5.2过渡楼层的抗震能力应适当加强.8 6.底层与上部砖房部分的抗震能力相配.8 7.设计的材料及构造要求.9 7.1材料要求.9 7.2构造要求.9 7.2.1构造柱的构造要求.9 7.2.2底部框架-抗震墙房屋的楼盖的构造要求.9 7.2.3钢筋混凝土托墙梁的构造要求.10 7.2.4底部框架-抗震墙的构造要求.10 7.2.5底层采用普通砖抗震墙时的构造要求.10 8总结.10 1 引言 底部框剪多层砌体房屋在我国地震区一些中小城市的临街建筑中已被广泛采用,笔者曾对郑州市建筑做过详细的调查,发现此类有继续扩大使用的趋势。房屋底部采用大空间的框剪结构,可用作商场、餐厅或
12、停车场等,上部采用砌体结构,可用作住宅、办公用房或宾馆客房。底部框剪多层砌体房屋由钢筋混凝土框架抗震墙和上部砌体结构两种承重和抗侧力体系构成,底部刚度小于上部,是一种上刚下柔结构。但是,上刚下柔结构房屋,抗震性能总体上较差,历次地震中破坏十分严重,如美国的SanFernando的OliveView医疗中心,在1971年2月9日的地震中,主楼底层柱严重酥裂,钢筋压曲。南斯拉夫科普耶市十月街的一幢五层楼房,1963年地震后,上面各层几乎没有震害,而底层严重歪斜。2008年5月12日我国汶川特大地震中,很多底框房屋倒塌,造成巨大的损失。以及今年的日本地震中,此类建筑损害是较严重的。同时,震害调查结果
13、也表明,在7,8度区甚至在9度区,砖混结构房屋受轻微损坏,或者基本完好的例子也不少。因此,在合理的抗震设计、良好的施工质量的前提下,底部框架抗震墙砌体房屋是可以获得满意的抗震能力的。本文将从房屋结构设计的角度对底部框架-抗震墙砌体房屋抗震设计方法的相关问题进行探索和研究。 1 底层框架抗震墙砖房的底层框架抗震墙和上部砖混部分均有一定的抗震能力,但这两部分不同承重和抗侧力体系之间的抗震性能是有差异的,而且其过渡楼层的受力也比较复杂。为了使这类房屋的抗震设计满足“小震”不坏,设防烈度可修和“大震”不倒的抗震设防目标,应符合下列基本要求。 1.房屋的平、立面布置 历次震害调查说明,体型复杂或结构构件
14、(墙体、柱网等)布置不合理,将加重房屋的震害对于底层框架抗震墙砖房,其抗震性能相对于多层钢筋砼房屋要差一些。因此,这类房屋平、立面布置的规则要求应更严格一些,即房屋体型宜简单、对称,结构抗侧力构件的布置也应尽量对称,这样可以减少水平地震作用下的扭转。布置一般满足以下要求: 1.1抗震墙间距要合理 抗震规范7.1.5对房屋抗震横墙的间距有明确规定,如:7度区不应超过18米,6度区不不应超过21米。底框结构房屋的横向地震力主要由横墙承担,不仅横墙须具有足够的承载力,而且楼盖须具有传递地震力给横墙的水平刚度,本条规定就是为了满足楼盖对传递水平地震力所需的刚度要求。在满足抗震墙间距要求的前提下均匀分散
15、的布置抗震墙会使结构具有合理的刚度和承载力分布。 1.2纵横两方向应对称布置 抗震规范7.1.8第2条:底部两层框架-抗震墙房屋的底部,应沿纵横两方向设置一定数量的抗震墙,并应均匀对称布置或基本均匀对称布置。一般情况下,沿横向比较容易实现对称布置,而纵向不容易满足,主要因为底框底层一般为车库或是商场,其正立面一般会开大洞口或落地通窗,从而造成沿建筑外纵墙只有一侧布置有抗震墙,这种布置方法虽然在计算时能通过,但其实是违背抗震墙的布置原则的,其结果使房屋的刚心与质心严重不重合,加大在地震作用下的整个结构扭转效应。 2 1.3抗震墙应沿建筑物的周边布置 周边就是指建筑物的外墙。具体的说就是纵向指外纵
16、墙,而横向指山墙和端开间内纵墙。抗震墙沿建筑物的周边布置会使结构具有尽量大的抗扭刚度。 2.房屋的高度要限制、高宽比要适当 在唐山大地震中,未经抗震设防的底层框架抗震墙砖房的破坏较为严重。其主要原因是底层没有设置为框架抗震体系。在震害较为严重的底层框架砖房中,底层为半框架沿街一跨为框架另一跨为砖墙承重体系,底层为内框架体系以及底层大部分为框架体系而山墙与楼梯间墙处不设框架梁柱等。近些年来,通过对底层框架抗震墙砖房的模型试验和一系列分析研究,深入探讨了这类房屋的抗震性能,提出了改善底层低矮钢筋砼墙抗震性能,增强过渡楼层和房屋整体抗震能力的抗震设计方法和构造措施。对房屋较为规则且沿竖向较为均匀和满
17、足增强过渡搂层及房屋整体抗震能力要求的;其房屋总层数和总高度可适当放宽,但不应超过规范规定。 2.1层数的限制 建筑抗震设计规范GBJ11一89对这类房屋的总层数给予了较严格的限制,即6、7度区不宜超过六层,8度区不宜超过五层,9度区不宜超过三层,其总层数相对于该地区多层砖房的总层数均有所减少,在7、8、9度区减少一层。在6度区减少二层。 2.2竖缝的设置 抗震规范7.5.5第2条规定,抗震墙宜开设洞口形成若干墙段,各墙段的高宽比不宜小于2。(注:墙段的高宽比指层高与墙长之比,对门窗洞边的小墙段指洞净高与洞侧墙宽之比。)即凡是高宽比小于2的墙体都应该开设洞口。对于即使开设洞口也无法满足高宽比要
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