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关于框剪结构设计的影响因素探析
关于框剪结构设计的影响因素探析
框剪结构是最主要的抗侧力构件,拥有着极强刚度,通过优良的性质,从容满足我国当前对建筑抗震设计的要求,更好的为我国建筑行业的健康发展,保驾护航。
1 框剪结构的概念设计
在当前的建筑抗震设计过程中,从一定程度上来说,概念设计要远远重要于分析计算, 由于建筑结构受力的繁琐复杂,而且目前科学技术对地震的认识还存在局限性,而且,施工安装以及材料的性能等差异,都会影响到结构抗震分析技术的精准性,使其结构计算结果和实际世界差异较大.”抗震概念设计”是指通过抗震要求,尽可能的减少破坏程度从而对基础及地基进行选择,并且设计建筑平立面、结构等布置,注意抗震的薄弱环节,合理选择材料的延性,再通过合理的设计计算和结构的处理措施,从而设计出优良抗震能力的建筑。在进行概念设计时,需要对多方面因素进行考虑,比如场地情况、梁柱截面、材料强度、地理位置以及剪力墙的布置位置等,都会对其进行影响,剪力墙是框架结构最主要的抗剪力构件,应用框架结构时,需要将其主轴方向均设置剪力墙, 从而构成双向的抗剪力结构,尤其是当抗震强度较高时,防止发生单向布置,通过控制各种参数指标,从而对其进行全方位的概念设计。
2 框剪结构的结构设计
2.1 布置剪力墙
在进行框剪结构剪力墙的布置时,通常均匀布置与建筑四周,并且积极发挥抗扭性能。一般来讲,假如平面的凹凸变化较大,那么该部分的结构能力也相对比较薄弱,通常在其凸出部分进行剪力墙的布设,对其抗剪能力予以加强,纵横的剪力墙应该尽可能的在一起连接,或者将其设置值具备边框的框剪剪力墙,并且形成T 形、L 形以及口字型,尽量将其结构刚心与建筑质心发生重叠,从而提高剪力墙的抗扭能力以及刚度,与此同时,还要遵从均匀、对称、连续以及周边的原则。
2.2 控制刚度特征值
一般来说,刚度特征值越小,则结构的刚度越强。目前,框架结构是最主要的抵抗地震作用的结构,如果抗侧刚度条件较差,那么结构将难以适应变形需求,从而导致框架受力较高,梁柱的截面尺寸也相应变大,从而降低框剪结构的使用性能。反而言之,如果刚度特征值较小,则说明其具备较多的剪力墙,而且抗侧刚度较大,从而致使地震作用较大。所以,要求刚度特征值通常处于1.15~2.4 范围内最为合适,整个框剪结构将充分发挥其作用,各个结构之间受力均匀,互相协调,可靠安全,对于整个框剪结构的刚度设计具有十分重要的作用。
2.3 控制水平位移
在实际设计过程中, 相应的规定给了较为详实的参数参考:即要求层间位移角应小于1/800,从而作为测量抗侧刚度的指标。如果不考虑偶然偏心位移时,应该小于1.2,如果考虑偶然偏心位移时, 应该小于1.5 即可, 此二者均为扭转刚度的指标。如果不满足以上条件,应该尽可能的调整建筑周边抗侧力构件,通常可以采用加高连梁以及增大剪力墙措施。
2.4 控制剪重比
在一定意义上来说,剪重比能够反映地震强度下水平结构的重要指标,其中,通常与结构布置、抗震防烈度以及结构体形相关。如果剪重比难以满足实际需求,那么其结构的抗侧里刚度也就相对较小,而且地震力也较小。这时,通常可以通过以下方法对其进行调整:
(1)如果地震剪力较小,但是层间位移角较大的时候,则证明其结构比较柔弱, 通常对其进行加大柱截面以及墙截面,从而加强刚度。
(2)如果地震剪力较大,但是层间位移角较小的时候,则证明其结构比较刚强, 通常对其进行减小柱截面以及墙截面,从而降低刚度,提高经济效益。
(3)如果地震剪力较小,但是层间位移角刚好适宜的时候,通常可以使用SATWE,通过“调整信息”,将“全楼地震系数放大系数”适宜的输入大于1 的系数,从而提高地震作用,最后达到剪重比的要求。
2.5 控制周期
如果周期比不符合实际规定要求,那么就证明其结构的抗扭刚度较小,而扭转效应较大,不合理的布置结构的抗侧力构件。同时,应该将周期尽可能的控制于0.08-0.12N 之间(N 为层数),一旦超过这个范围,则证明结构太柔或者太刚,应当针对性的对其进行调整。
3 框剪结构的特点
在进行框剪结构设计前,需要对框剪结构的结构特点及其性能特性进行深入的研究探讨,确保充分的了解框剪结构自身的属性性能之后方可进行设计,一般情况下来讲,框剪结构形式主要包括抗震、刚度以及受力三个方面,针对这三方面进行以下的框剪结构特点的分析:
(1)受力特征,一般来说,在对框剪结构的表面进行观测的时候, 其自身仅仅是属于能够全部垂直于地面上的一个结构体,而且因为其框架没有一定的抗压能力,所以导致其空腹悬臂梁受到
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