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浅析房屋抗震混凝土结构延性设计

发布时间:2020-08-26 08:28:09 点击量:

  浅析房屋抗震混凝土结构延性设计

  刘周勇

  刘周勇

  中国建筑西南设计研究院有限公司安徽分公司 安徽合肥 230001

  摘要:房屋固有的承载特性,保障了构架预设的可靠性。混凝土建构起来的房屋,也应预设适宜数值下的扭转刚度、对应着的侧移刚度。地震情形之下,刚度偏小的特有结构,会遭到偏多毁损。通常来看,构件固有的刚度特性,密切关联着总体范畴的承载性能。抗震构架特有的延性,也应予以注重。大震来袭时,应能依托延性,耗散掉累积着的地震能,规避惯常见到的构架塌陷。

  关键词:房屋抗震结构;混凝土结构;延性设计
 

剪力墙结构


  延性特性的框架,涵盖混凝土特有的剪力墙等。调整构件固有的荷载状态,变更相对态势下的荷载大小,拟定最优的屈服机制。具体而言,构件搭配依循的总指引,可被设定成强柱弱梁;或者偏强态势下的核心区段,偏弱的其他配件。构件固有的斜截面、衔接着的正截面,也应调和彼此承载。延性破坏预设的形态,可拟定成强剪弱弯。采纳适宜构造,拓展固有的延性,增添耗能特性。

  一、延性设计特有的内涵

  (一)概要的延性含义

  抗震特性的房屋延性,包含选购进来的材料质地、设定好的截面、房屋架构配有的多重构件。混凝土制备出来的房屋构架,经过屈服以后,延性能维持住原初的承载能力,不至于显著限缩。延性特有的根本内涵,还涵盖各时段的塑性形变。数值偏大的延性,表征着塑性形变特有的范畴大;房屋构架强度,会缓慢缩减,它能吸纳散布着的地震耗能,规避构架塌陷。数值偏小的这种延性,则表征着达到预设的荷载限度以后,构架快速限缩固有的荷载能力。这种态势下,混凝土凸显出脆性破坏,引发房屋塌陷。

  抗震特性的混凝构架,可分成材质固有的延性、潜藏着的位移延性、截面固有的曲率延性、配件表征出来的位移延性。通常情形下,截面延性预设的要求,会超出配件范畴的延性要求。拟定好的关联规范,没能明晰延性系数、定量范畴以内的耗能等。它只明晰了地震态势下,弹塑性特有的不同层级,位移角关涉的限度。如钢混架构特有的屈服层,位移角不应超出1/200;弹塑性层级架构下的位移角,不应超出1/50这样的比值。

  (二)设计的总指引

  混凝土制备成的抗震架构,都应设定成惯用的延性架构。这样的架构,能抵挡住偏强态势下的地震。在这个本源前提下,安设的部分配件,应许可塑性铰。遇到中等层级内的地震,房屋还可修复。有序管控潜藏着的塑性铰,保障延展范畴的足量延性。在偏大振荡之中,房屋也不会塌陷。

  延性关联着的塑性变形,能耗散聚集过来的地震能。这种情形之下,构架固有的形变递增,但是荷载着的内力,也不是太大;构架特有的承载属性,不会显著变更。这就意味着,延性密切关联着房屋形变,而非剧烈态势下的地震抵抗。为此,地震频次很低的构架,预设延性结构,也是选取出来的最佳方向。

  二、设定框架柱

  抗震特性的房屋柱体,是竖向架构下的房屋结构。地震来袭时,柱体常被毁损,失掉固有的承载特性。比对房屋梁体,柱体更易带来惯常见到的框架塌陷。柱体特有的延性影响、耗散关涉的影响,包含细分出来的轴压比、纵向方位的配筋率、计算得来的剪跨比、塑性铰添加进来的箍筋。依循的根本设计,是采纳大数值特有的剪跨比,规避偏小范畴的剪跨比。有序限缩拟定好的轴压比,纵筋特有的配筋率,也应予以提升。这样做,能维持住塑性铰特有的区段稳定,也稳定了架构固有的箍筋。

  有些情形下,为了限缩预设的轴压比,采纳了偏大数值下的截面柱。这就带来偏小范畴内的剪跨比,阻碍到了接续的设计。为此,常采纳特有的分体柱,规避偏短态势下的柱体,或者极短柱体。分体柱固有的构架特性,是采纳某规格下的隔板,把完备的某一单元,分成截面架构之中的多重单元柱。截面固有的内力设定,应被均摊在衔接好的单元之中。

  依循承载力特有的计算规则,柱体配有的上下侧,应能预留潜藏着的过渡区;在这种区段内,添加复合箍。分柱体预设的剪跨比,应被设定成原初的双倍。此外,可采纳高强特性的钢混架构,建构延性情形下的组合柱。例如:钢管配有的混凝土柱、建构的叠合柱、钢骨特性的柱体。这些新颖特性的柱体,也惯常被采纳。

  三、设定剪力墙

  剪力墙可分成固有的墙肢、衔接的连梁构件。配套架构下的这类墙肢,与柱体及安设的框架梁,还是带有差异的。剪力墙设定出来的受力架构,凸显了复杂倾向。剪力墙关涉的抗震特性,比对其他框架,也会包含差别。

  设计时段中,应当拟定最适宜范畴内的剪压比。这种剪压比,密切关联着强剪弱弯,或者偏强态势下的墙肢,以及偏弱特性的连接梁。剪力墙特有的延性设定,有着独特侧重点。例如:框架柱范畴中的构件,是偏压特性的构件。衔接着的墙肢本体,是弯曲特性的构件。墙肢潜藏着的剪切破坏,包含脆性情形之下的毁损,它凸显在控制墙肢。为此设计之时,应当审慎拟定剪跨比。若设定好的剪跨比没能超出1,则应添加弯曲态势下的延性,提升耗能属性。

  在房屋固有的底侧架构,添加某规格下的加强区。带有约束特性的边缘配件,可以延展截面固有的塑性形变。边缘架构之下的构件,应满足设定好的约束规格。这个范畴的配件设计,包含预设的墙肢高度、截面凸显的长度、设定箍筋数目、水平布设着的分布筋、边缘方位的锚固数目。拟定这些数值,确保纵筋面积。

  后续运算时,通常缩减原有的梁体刚度,或者缩减设定好的弯矩,以便妥善实现。具体而言,可设计带有开缝特性的这种连梁,拟定偏小情形下的跨高比。在腹板之中,顺延跨度方向,可留出衔接着的槽缝。这就顺延固有的梁体高度,把完备的梁体,分出了偏大数值下的跨高比。大震振荡下,也会维持住最优的弯曲破坏。在连梁之中,添加交叉架构下的配筋,抵挡地震侵袭。不断更替固有的剪力方向,以便凸显最优性能。

  四、延性特性的房屋梁体

  混凝土架构布设中的延性耗散,主要依凭梁体。梁体固有的延性、对应情形下的耗能,不能脱离预设的破坏形态、运算得来的截面高度、相对态势下的压区高度。首先,拟定适宜设计,建构弯曲破坏,规避各时段的剪切破坏。在这一前提下,有序限缩最大态势下的剪力数值。剪压比关涉的限度数值,也关联着最小范畴的梁体截面。

  延性设计之中,应当布设某规格下的受拉钢筋。少筋梁及特有的超筋梁,都应审慎回避,因为它们潜藏着脆性毁损。有序调配安设的受压钢筋,以便添加延性。地震侵袭时,梁端通常潜藏着竖向方位的裂痕,或者倾斜架构下的这种裂痕。房屋安设的塑性铰,应能灵活扭转。在架构崩溃以前,为阻止住过早情形下的钢筋弯曲,在梁体布设的端口,应当添加加密态势下的箍筋。

  采纳可行方式,让塑性铰凸显出外移的倾向。塑性铰特有的移开距离,应保持住某一数值。这样做,能规避后续时段的钢筋屈服,或者潜在态势下的粘结毁损。添加纵向钢筋,拓展固有的梁端高度,提升弯曲架构之下的荷载能力。通常设计中,应能审慎移动拟定好的屈服位置,把它移至布设的控制截面。截面及衔接着的柱体间隔,应能超出490毫米。塑性铰配有的初始截面,距离预设的控制截面,应能超出预设的一半梁高。在这个范畴,设定加密箍筋。

  结语

  房屋特有的抗震层级,不能脱离拟定好的延性特征。现今时段中,设计抗震延性,惯常采纳非确定范畴内的这种延性。添加进来的破坏机制,包含梁体及固有的柱体。除此以外,混凝土架构预设的填充墙,也潜藏着损毁可能。应当辨识延性设计特有的多样细节,建构新颖情形下的延性设计。

  参考文献:

  [1]吴小贵.混凝土结构延性设计 [J].山西建筑,2009(36).

  [2]杨方鸣,谢旭永.浅谈延性设计在房屋结构抗震设计中的应用 [J].中华民居,2011(12).

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