冷小蘭

摘 要：建筑結(jié)構(gòu)多以多層構(gòu)架結(jié)構(gòu)為主，而框架結(jié)構(gòu)在高烈度區(qū)占有重要地位，由于在造價(jià)上框架結(jié)構(gòu)相對于其他結(jié)構(gòu)形式較低且在平面上能夠靈活布置，該類特點(diǎn)使得都曾住宅以及教學(xué)樓的建設(shè)中廣泛使用構(gòu)架結(jié)構(gòu)。并通過設(shè)置高剪力墻以增加其抗震能力。建筑結(jié)構(gòu)高烈度區(qū)軸壓小，且豎向上的荷載容易得到滿足，但如若受到水平地震力，就難以保證建筑能夠滿足抗震規(guī)范要求。若是對截面進(jìn)行增大或者添加剪力墻那么會(huì)影響建筑物的使用。文章就針對高烈度區(qū)如何選用框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)；應(yīng)用；高烈度區(qū)；抗震

引言

我國城鎮(zhèn)建設(shè)中占有較大比例的建筑都使用了框架結(jié)構(gòu)，諸如住宅、學(xué)校教學(xué)樓以及宿舍和辦公樓等，在抗震設(shè)防的低烈度區(qū)域，在該類建筑中框架結(jié)構(gòu)的截面尺寸受到了軸壓比的控制；而在高烈度區(qū)，為了滿足建筑物在水平位移上的控制要求，框架結(jié)構(gòu)需要充分考慮綜合因素，通過材料強(qiáng)度的提高、梁面以及柱面尺寸的加大以及剪力墻的增加等方式提高水平地震力的抗性。但是梁柱的增加或者是截面尺寸的加大會(huì)影響到建筑物的正常使用，同時(shí)也在外觀上造成影響，這是多層建筑在高烈度區(qū)常見的難題。

1 實(shí)例探析

對七層住宅小區(qū)樓房進(jìn)行分析，該樓房地上高七層地下兩層，建筑的總高度為19.2米，在相關(guān)抗震規(guī)范設(shè)計(jì)要求中，該建筑抗震的設(shè)防烈度應(yīng)當(dāng)高于8度，即為0.2g，場地土為II類，不進(jìn)行設(shè)計(jì)地震分組，采用二級框架，采用SATWE2010對結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算。對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了三種方案設(shè)定：

一：考慮到框架結(jié)構(gòu)在多層建筑中的應(yīng)用，在Y向上層間最大位移角無法滿足規(guī)定，在建筑物的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中明確要求了，應(yīng)用框架結(jié)構(gòu)建設(shè)的建筑物，其層間位移角必須要小于1/550。因此處于對此考慮，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)，對梁體以及柱體的混凝土標(biāo)號(hào)予以提高，并相對增加了柱子以及邊梁的橫截面積，使得層間最大的位移角提高至1/535，仍舊無法滿足要求。

二：高烈度區(qū)能夠通過配置剪力墻的方式對框架結(jié)構(gòu)的抗震度予以提高，以此減少水平位移。但是建筑物的剪力墻結(jié)構(gòu)僅能在端部的1軸以及7軸，且布置數(shù)量也受到限制。由于剪力墻的布置使得擴(kuò)建結(jié)構(gòu)的各底部側(cè)移量以及各層之間的形變量都相對減少，因此對層間的位移限制較為容易控制，層間的最大位移角基本滿足抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求。但考慮建筑自身特征，就會(huì)過大的考慮其自振周期，因而在分析其抗震度時(shí)，過大的考慮了地震反應(yīng)以及底部剪力值，造成地面層的剪力墻過大、端柱的配筋過大現(xiàn)象，因而在承載地震剪力時(shí)，建筑會(huì)發(fā)生超筋現(xiàn)象，且無法對其進(jìn)行有效調(diào)整。

三：該建筑物長向長為4940cm，在短向長為1020cm，長向與短向長度比為4.8，因此結(jié)構(gòu)為細(xì)長結(jié)構(gòu)，并且7到27軸很多短向框架沒法進(jìn)行拉通，無法將框架完全的連通完整。因此通過在長向以及短向上增加柱子或者對柱網(wǎng)進(jìn)行加密，以此進(jìn)行試算。短向?qū)娱g的最大位移角滿足設(shè)計(jì)要求，并對富余度進(jìn)行調(diào)整。通過分析構(gòu)架結(jié)構(gòu)的截面面積以及混凝土標(biāo)號(hào)，可以看出同低烈度區(qū)域相比同類建筑的混凝土標(biāo)號(hào)較高。

通過方案比較，綜合各種指標(biāo)以及參數(shù)以及建筑功能和結(jié)構(gòu)配筋情況，第三種方案更加適應(yīng)結(jié)構(gòu)計(jì)算要求。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）保證平面布置的合理性。有些建筑物為了外在的美觀，因此往往具有不規(guī)則的平面以及立面結(jié)構(gòu)。有些工程在平面的柱網(wǎng)之間若是不相互聯(lián)通就那一形成完整的框架，因此平面的不規(guī)則建筑平面會(huì)對構(gòu)件的布置有效合理性直接造成影響。樓體中局部突出物，如樓梯間會(huì)由于剛度以及質(zhì)量度的驟然減小而改變其地震反應(yīng)，從而出現(xiàn)鞭稍效應(yīng)，因而該類部位都是薄弱部位，因此高烈度區(qū)在地震中的震害會(huì)較為嚴(yán)重。狹長的建筑物側(cè)向剛度很難達(dá)到規(guī)范要求，如若必要，可以在適當(dāng)?shù)奈恢眠M(jìn)行抗震縫劃分，用以提高層間位移。

（2）設(shè)計(jì)參數(shù)的合理選擇。在結(jié)構(gòu)分析中，現(xiàn)在對結(jié)構(gòu)分析大多依靠先進(jìn)的軟件進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，而現(xiàn)代工程多種多樣，因此分析軟件需要適應(yīng)不同工程要求，設(shè)計(jì)參數(shù)選取時(shí)都具有一定的范圍，參數(shù)設(shè)置的不合理將會(huì)直接令結(jié)果失真。在規(guī)定的范圍之中將參數(shù)設(shè)置為最合理的值，不但能夠?qū)娱g的位移角真實(shí)有效的反應(yīng)出來，同時(shí)也可以使得建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更經(jīng)濟(jì)更安全。因此相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范要求以及技術(shù)規(guī)程中在結(jié)構(gòu)分析以及軟件的使用中都對參數(shù)的設(shè)計(jì)有著具體的明確要求。

針對該類工程，需要對建筑物的自震周期進(jìn)行考慮，因此要對填充墻的結(jié)構(gòu)影響予以考量。在相關(guān)技術(shù)規(guī)程中明確要求，以填充磚墻作為非承重墻時(shí)，對于高層建筑以及超高層建筑應(yīng)當(dāng)做計(jì)算折減處理，將自震周期考慮在內(nèi)，當(dāng)然，對于多層的混凝土建筑一樣適用。同樣在框架結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)取值范圍為0.6-0.7，且規(guī)定中提出當(dāng)非承重墻為其他方式時(shí)能夠?qū)υ撓禂?shù)作適當(dāng)調(diào)整。在設(shè)計(jì)多層框架時(shí)，以降低地震作用為目的對框架進(jìn)行調(diào)整，盡可能保證填充墻為空心輕質(zhì)結(jié)構(gòu)，且保證填充墻能夠充分適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)的位移環(huán)境，如此就能夠充分的解決地震時(shí)由于填充墻對結(jié)構(gòu)主體的約束而造成的不利影響。

（3）通過對縱向鋼筋以及箍筋的加大，保證柱節(jié)點(diǎn)的核心區(qū)能夠從結(jié)構(gòu)上發(fā)生扭轉(zhuǎn)，該種情況下角柱受到的剪力較大，因此振動(dòng)作用對角柱的破壞大于邊柱和中柱。因而高烈度區(qū)對于角柱的配筋面積要求要高于邊柱配筋以及中柱配筋，這主要是避免柱體在振動(dòng)作用下過早的屈服，以此提高柱體的變形屈服抗性，主體的延性得以提高，從而提高了耗能能力。高烈度區(qū)對于框架的抗震要求較高，均為一級、二級構(gòu)架要求，并對其建立承載進(jìn)行計(jì)算。在該區(qū)域框架的節(jié)點(diǎn)以及箍筋相對比一般框架的節(jié)點(diǎn)一級箍筋面積要求更高，因此單獨(dú)交匯是對于該處節(jié)點(diǎn)箍筋的必要處理措施，并且需要注意在梁頂面的鋼筋具有較多的數(shù)量，容易造成節(jié)點(diǎn)區(qū)的鋼筋密度過高狀況，無法進(jìn)行振搗處理，會(huì)嚴(yán)重影響混凝土的澆筑振搗質(zhì)量，無法對節(jié)點(diǎn)處的強(qiáng)度予以保證。最有效的措施是從提高鋼筋強(qiáng)度入手，以此減小箍筋截面的面積。在箍筋數(shù)量同等的前提下，對箍筋直徑進(jìn)行降低，增加附加箍筋，從而減小無支撐長度，對提高柱延性更有利。

3 結(jié)束語

通過上述討論，可以得出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中框架結(jié)構(gòu)在高震烈度區(qū)應(yīng)當(dāng)注意下面問題：

（1）對于框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其框架中柱體的截面尺寸受到了多種因素的影響，其中層間的位移角是主要因素。

（2）建筑物在平面上布置的合理性將會(huì)對構(gòu)件的整體布置造成直接性的影響。

（3）通過采用合理的構(gòu)造，對框架進(jìn)行延性設(shè)計(jì)，可以提高結(jié)構(gòu)的安全度。

（4）在高烈度區(qū)域，剪力墻的設(shè)置對框架結(jié)構(gòu)具有一定影響，剪力墻的設(shè)置一定要根據(jù)需要盡量分散設(shè)置，墻體長度要設(shè)置均勻，保證受力平衡。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒有統(tǒng)一要求，因此結(jié)構(gòu)工程師在充分考慮建筑的使用功能基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)，對建筑物立面特性以及結(jié)構(gòu)體系功能、變形特征進(jìn)行考慮，保證結(jié)構(gòu)方案的合理、可靠和安全性。

參考文獻(xiàn)

[1]張曉陽，徐惠祖，肖江.抗震設(shè)防的框架結(jié)構(gòu)中鋼筋施工的要求[J].工程質(zhì)量，1999，5.

[2]張曉陽，徐惠祖，肖江.抗震設(shè)防的框架結(jié)構(gòu)中鋼筋施工的要求[J].工程質(zhì)量，1999，5.

[3]王鵬，周東華，趙惠敏，等.8度設(shè)防區(qū)框架-抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震性能和造價(jià)增量分析[J].四川建筑科學(xué)研究，2009，3.