混凝土框架结构抗震设计研究

1、混凝土框架结构抗震设计研究    摘要：随着近年来一些建筑工程安全事故的发生，人们对工程质量越来越表现出高度地关注。因此，建筑的安全性和耐久性设计成为建筑设计工作者面临的课题。本文从混凝土框架结构抗震设计角度出发，对混凝土框架结构抗震设计目标和一般原则进行了阐述与分析，在此基础上详细论述了混凝土框架结构抗震设计的要点和具体的措施。    关键词：混凝土框架结构；结构设计；抗震设计 框架结构作为一种优秀的结构设计思想，在当前建筑设计中广泛地被加以应用。对于建筑而言，对其抗震性能有很严格的要求。因此，对混凝土框架结构抗

2、震设计的研究是广大建筑设计工作者探讨的热点问题。本文笔者结合实践经验，就这一问题作以下探讨与分析，以期为同行提供有益借鉴与参考。1、结构的抗震性能与抗震能力结构的抗震性能是指结构或构件所固有的基本特征，诸如滞回环的形状、延性、耗能等性能。结构的抗震能力是指整体结构抵抗既定烈度地震作用的能力，它不仅取决结构自身的抗震性能，而且取决于结构的抗震设计方法。结构的抗震性能与结构的抗震能力既有联系又有区别。结构的抗震能力建立在结构抗震性能的基础上。然而在一定的条件下，用抗震性能较差的材料也能设计出抗震能力较好的结构来。反之，即使采用抗震性能好的材料，如果结构的耗能机制选择及设计不合理，也会使得整体结构的

3、抗震能力较差。抗震性能反应了某种材料或结构形式的固有特性，是抗震设计所依据的基础；结构抗震能力则是可以改变的，它取决于设计者所采用的设计方法及所把握的安全度准则。结构的抗震性能是基本的、本质的、相对稳定的；结构的抗震能力则依赖于设计，是可变化的。2、混凝土框架结构抗震设计目标及要求2.1抗震设计目标国内外抗震设防目标是要求建筑物在使用期间对不同频率和强度的地震应具有不同的抵抗能力，即小震不坏，中震可修，大震不倒。这一抗震设防目标也为我国抗震设计规范所采纳，我国建筑抗震设计规范中抗震设防目标如下：在遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。（2）在遭受本地

4、区规定的设防烈度的地震影响时，建筑物可能有一定损坏但不致危及人民生命和生产设备的安全，经修理或不需修理仍可继续使用。（3）在遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌或发生危及人民生命和生产设备安全的严重破坏。基于上述抗震设防目标，建筑物在使用期间对不同频率和强度的地震应具有不同的抵抗能力。2.2抗震设计的基本要求混凝土框架结构抗震设计要依据抗震设防烈度，通过地震作用的取值和抗震措施的采取来实现结构抗震设防目标。抗震措施的采取要依据概念设计原理进行，概念设计是正确地解决总体方案、材料使用和细部构造，以达到合理抗震设计的目的。（1）选择对抗震有利的场地、地基和基础选择建筑场地时应根据

5、工程需要，掌握地震活动情况和工程地质的相关资料，做出综合评价。（2）选择对抗震有利的结构布置方案结构平面应简单规则，结构的主要抗侧力构件应对称均匀布置，使结构的刚心与重心重合，避免地震时引起结构扭转及局部应力集中。（3）处理好非承重结构构件和主体结构的关系。混凝土框架结构中非承重墙体材料选型和布置，应根据烈度、房屋高度、建筑体型、结构层间变形、墙体抗侧力性能的利用等因素经综合分析后确定，应优先采用轻质墙体材料。（4）注意材料的选择和施工质量各材料的强度等级和施工质量应符合抗震规范要求。3、混凝土框架结构抗震设计的要点分析3.1框架梁的设计框架梁、柱中心线宜重合。当梁柱中心线不重合时，应考虑偏心

6、对梁柱节点核心区受力和构造的不利影响，以及梁荷载对柱子的偏心影响。偏心距大于该方向柱宽的1/4时，可采取增设梁的水平加腋等措施。另外，为减小扭转的不利影响，应采用整体现浇楼盖。计算梁端受拉钢筋时宜考虑梁端受压钢筋的作用，计算梁端受压区高度时宜按梁端截面实际受拉和受压钢筋面积进行计算。3.2框架柱的设计为了保证框架结构的延性，建筑抗震设计规范对框架柱的轴压比进行了限制，设计时应遵守。利用箍筋对柱加强约束，可以提高柱的混凝土抗压强度，从而降低轴压比要求。抗震设计时，框架角柱按双向偏心受力构件进行正截面承载力设计。3.3楼、屋盖的设计框架结构宜采用现浇楼盖结构。现浇楼盖的混凝土强度等级不宜低于C20

7、，不宜高于C40。受力钢筋尽量用包括直径10mm的钢筋，直径12mm的受力钢筋，不采用不符合标准的钢筋。当板厚，150mm时，钢筋间距不宜大于200mm；当板厚>150mm时，钢筋间距不宜大于1.5倍板厚，且不宜大于250mm钢筋宜大直径大间距，但间距通常不大于200mm，尽量取200mm，钢筋直径类型也不宜过多。分布筋间距不宜大于250mm；集中荷载较大或温度影响较大时，分布筋截面积应适当增加，间距适当减小，其间距不宜大于200mm。顶层及考虑抗裂时板上筋可不断，或部分连通，拉通筋均应按受拉搭接钢筋。3.4填充墙和隔墙框架结构的填充墙和隔墙一般为轻质墙体。过梁一般不采用预制混凝土过梁，

8、而是现浇梁带。设计时应注明采用的轻质墙的做法及图集，并注明过梁的补充筋。当过梁与柱或构造柱相接时，柱应甩筋，过梁现浇。有抗震设防要求情况下，如果采用砌体填充墙，其布置应符合：上、下层刚度不能变化过大；尽量减少因抗侧刚度偏心造成的扭转。另外，还要采取措施确保砌体填充墙及隔墙的自身稳定性。框架结构中的电梯井壁宜采用粘土砖砌筑，但不能采用砖墙承重。应采用每层的梁承托每层的墙体重量。梯井四角加构造柱，层高较高时宜在门洞上方位置加圈梁。出屋面的楼电梯间不得采用砖混结构。3.5材料选用（1）混凝土：现浇楼盖的混凝土强度等级不宜低于C20、不宜高于C40；一级抗震等级框架梁、框架柱、节点，混凝土强度等级不应

9、低于C30；其他各类结构构件，混凝土强度等级不低于C20。当采用HRB400级钢筋以及承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于C20。基础垫层的混凝土强度等级可采用C10。混凝土强度等级并不是越高越好，而是要适宜，要满足抗震设防的要求。框架梁、柱的混凝土等级宜相差一级。（2）钢筋：有抗震设防要求的框架梁、框架柱、剪力墙     等结构构件的中纵向受力钢筋宜采用HR 8400级（III级）和HRB335（III级）热轧钢筋；箍筋宜选用HRB335，HRB400，HPB235（I级）级热轧钢筋。规范提倡采用HRB400级钢筋作为我国钢筋混凝土结构的主力钢筋，推进在我国工程实践中提升钢筋的强度等级。4、结束语随着混凝土框架结构在建筑设计中的推广应用，其抗震问题是值得我们研究的问题。总体上来看，其研究方向主要集中于两个