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抗震措施

[日期:2015-03-06]    [字体: ]

抗震措施是抗震设计中根据经验和一般概念规定的设计要求。采用抗震措施是提高结构抗震能力和减轻地震灾害的重要环节。

抗震措施大体可包括三部分内容:其一涉及工程结构的选型选址,含结构高度和层数的限制,结构类型、基础类型、平立面布置的确定,防震缝的设置和场地、地段的选择等,这部分内容在中国建筑抗震设计规范中称为抗震设计一般规定。其二涉及工程结构的细部设计,旨在加强构件连接、提高结构整体性和构件延性,实现预期的破坏模式,如构造柱、圈梁的设置和构件配筋等,称为抗震构造措施。其三为抗震计算中有关地震作用分配和地震作用效应调整的人为规定,如采用地震作用效应增大系数等,旨在体现抗震概念设计原则,可称为计算措施。

采用被震害经验证明行之有效的细部构造,加强构件及构件间的连接,旨在提高建筑物抗震能力称为工程抗震措施。抗震构造措施是抗震经验的总结,它所涉及的细部构造一般难以在计算模型中被具体模拟,但能以其确实可靠的效能弥补计算分析的不足与简化模型的无法顾及之处,是抗震设计中实现抗震概念设计原则、提高结构抗震能力的重要内容。

建筑抗震构造措施主要包括构件之间的连接方法,圈梁、构造柱、芯柱、抗震支撑等辅助构件的设置要求,构件尺寸与配筋的基本要求,结构易损部位的加强措施等。采取抗震构造措施,可提高建筑物抗御地震的整体稳定性,提高结构、构件与节点的变形能力与耗能能力,提高薄弱部位的强度。

配筋是在钢筋混凝土构件中合理配置钢筋,使钢筋与混凝土共同工作实现预期性态的抗震构造措施。钢筋和混凝土分别是以承受拉力和压力为主的建筑材料;在混凝土构件中合理设置钢筋,可充分发挥钢筋和混凝土两者的力学性能,使构件具有适当的刚度、强度、延性和耗能能力。钢筋混凝土构件中有关钢筋设置位置、设置方式、配筋数量、钢筋直径、分布间距、钢筋连接与锚固、箍筋设置等的规定,是抗震构造措施的重要内容。

箍筋亦称钢箍,是设置在钢筋混凝土构件纵向钢筋的垂直面内、紧贴纵向钢筋的环状封闭形钢筋。箍筋可承受剪力或扭矩,亦可防止受压纵筋压曲,箍筋还具有固定纵筋的位置、便于混凝土浇灌的作用。箍筋有普通箍、复合箍及复合螺旋箍等不同形式。在体积配箍率相等的情况下,箍筋形式不同,对混凝土核芯的约束作用也不同。复合箍和螺旋箍与普通矩形箍相比具有更好的抗震效能。

圈梁是为加强房屋的整体性和提高变形能力,在砌体房屋中设置的水平约束构件,是经实践考验有效的砌体结构房屋的抗震构造措施。圈梁作为楼屋盖的边缘约束构件,可限制装配式楼屋盖的移位,防止预制楼板散开坍落;可提高楼屋盖的水平刚度,更有效地传递并分配层间地震剪力。圈梁与构造柱一起约束墙体,可限制墙体裂缝的开展和延伸,使墙体裂缝仅发生于局部墙段,并防止开裂墙体的倒塌,基础圈梁还可以减轻地震时地基不均匀沉陷与地表裂缝对房屋的影响。圈梁有现浇钢筋混凝土圈梁,钢筋砖圈梁和木圈梁等多种,以现浇钢筋混凝土圈梁应用最多,木圈梁可用于生土房屋。

构造柱是为加强结构的整体性和提高变形能力,在砌体结构房屋的特定部位设置的钢筋混凝土竖向约束构件,是经实践检验有效的砌体房屋的抗震构造措施。构造柱可大幅度提高砌体结构的变形能力,有构造柱的墙体的极限变形可达普通墙体的1.5~2倍,使砌体结构得以满足抗震延性的一般要求;构造柱与圈梁一起形成砌体墙的约束边框,可阻止裂缝发展、限制开裂后砌体的错位,使破裂的墙体不致散落、维持一定的竖向承载力。构造柱不但是防止砌体房屋倒塌的有效措施,还能在有限程度上提高墙体的抗震承载能力。

抗震支撑是为提高单层工业厂房和结构类似的单层空旷房屋的整体性、抗震稳定性和耗能能力,在屋盖构件间和柱间设置的支撑构件,是重要的抗震构造措施。抗震支撑包括屋盖支撑和柱间支撑,柱间支撑可设置阻尼器成为耗能支撑。

屋盖支撑包括屋架上弦的横向和纵向支撑,下弦的横向和纵向支撑,竖向支撑、水平系杆和天窗架支撑。

柱间支撑是设置在房屋纵向柱间的重要抗侧力构件,它可提高房屋的纵向稳定性和刚度,抵抗纵向地震作用并将吊车纵向刹车力和山墙风力传递至基础。不设支撑或支撑过弱,地震时会导致柱列纵向变位过大,柱子开裂甚至倒塌;如支撑设置不当或支撑刚度过大,则可能引起柱身和柱顶联接的破坏。吊车梁以上的柱间支撑称为上柱支撑,吊车梁以下柱间支撑称下柱支撑。

消能支撑是在柱间交叉支撑的斜杆交接处设置框形软钢滞变阻尼器吸收地震能量的一种支撑形式。消能支撑的延性系数、阻尼比均比普通交叉支撑高,但刚度略低。在正常使用条件下,消能支撑处于弹性受力状态;在强大侧力作用下,阻尼器屈服耗能、减少支撑的拉压变形;震后支撑易于修复,适于高烈度地震区采用。

 

 

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