一、 建筑结构抗震相关知识。
抗震设防烈度、抗震设防类别及抗震等级之间的关系)
1.抗震设防的基本目标。
我国规范抗震设防的目标简单地说就是“小震不坏、中震可修、大震不倒”。“三个水准”的抗震设防目标是指:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇**影响时,主体结构不受损坏或不需修理仍可继续使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的**影响时。
可能损坏,经一般性修理仍可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇**影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
2.建筑抗震设防分类。
建筑物的抗震设计根据其使用功能的重要性分为甲、乙、丙、丁类四个抗震设防类别。
3. 抗震设计时,高层建筑钢筋混凝土结构构件应根据设防烈度、建筑物的其使用功能的重要性(甲、乙、丙、丁类四类),建筑结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级(一级、二级、**、四级),并应符合相应的计算和构造措施要求。
二、建筑结构类型与抗震性能的关系。
1、钢结构抗震级别★★★
特点:钢结构是以钢材为主要结构材料。钢材的特点是强度高、重量轻,同时由于钢材料的匀质性和强韧性,可有较大变形,能很好地承受动力荷载,具有很好的抗震能力。
应用:由于钢结构建筑的造价相对较高,目前应用不是非常普遍。一般的超高层建筑(100米以上)或者跨度较大的建筑通常应用钢结构。
2、剪力墙结构抗震级别★★★
特点:剪力墙是用钢筋混凝土墙板来承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力,这种用剪力墙来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。
应用:剪力墙结构在高层(10层及10层以上的居住建筑)房屋中被大量运用。
3、框架结构抗震级别★★★
特点:由钢筋混凝土浇灌成的承重梁柱组成骨架,再用空心砖或预制的加气混凝土、陶粒等轻质板材作隔墙分户装配而成。墙主要是起围护和隔离的作用,由于墙体不承重,所以可由各种轻质材料制成。
框架结构中,还有一种框剪结构,又名框架—剪力墙结构,它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合,吸取了各自的长处,既能为建筑平面布置提供较大的使用空间,又具有良好的抗力性能。这种结构的住房有很好的抗震性。
应用:框架结构在现代建筑设计中应用较为普遍,我们所见的大多数建筑都是框架结构。
4、砖混结构抗震级别★★
特点:砖混结构中的“砖”,是指一种统一尺寸的建筑材料,也包括其他尺寸的异型黏土砖、空心砖等。“混”是指由钢筋、水泥、沙石、水按一定比例配制的钢筋混凝土配料,包括楼板、过梁、楼梯、阳台。
这些配件与砖做的承重墙相结合,所以称为砖混结构。砖混结构住宅一般以多层(24米以下,住宅10层以下)住宅为主,其抗震性能比起上述三者相对弱一些。
二、 框架、框剪结构的抗震构造措施。
震害调查表明,框架结构震害的严重部位多发生在框架梁柱节点和填充墙处;一般是柱的震害重于梁,柱顶的震害重于柱底,角柱的震害重于内柱,短柱的震害重于一般柱。
一)梁的抗震构造要求。
1.梁的截面尺寸。
宜符合下列各项要求:截面宽度不宜小于200mm;截面高宽比不宜大于4;净跨与截面高度之比不宜小于4。
梁端箍筋加密区的长度、箍筋的最大间距和最小直径如表2a311013-1所示:梁端箍筋加密区的长度、箍筋的最大间距和最小直径表2a311013—1
2.梁内钢筋配置规定。
1)梁端纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于2.5%。沿梁全长顶面、底面的配筋,一、二级不应少于2φ14,且分别不应少于梁顶面、底面两端纵向配筋中较大截面面积的l/4;三、四级不应少于2φ12。
2)一、二、**框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋直径,对框架结构不应大于矩形截面柱在该方向截面尺寸的1/20,或纵向钢筋所在位置圆形截面柱弦长的1/20;对其他结构类型的框架不宜大于矩形截面柱在该方向截面尺寸的1/20,或纵向钢筋所在位置圆形截面柱弦长的1/20。
3)梁端加密区的箍筋肢距,一级不宜大于200mm和20倍箍筋直径的较大值,二、**不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值,四级不宜大于300mm。
二)柱的抗震构造要求。
1.柱截面尺寸构造要求。
1)截面的宽度和高度,四级或不超过2层时不宜小于300mm,一、二、**且超过2层时不宜小于400mm;圆柱的直径,四级或不超过2层时不宜小于350mm,一、二、**且超过2层时不宜小于450mm。
2)剪跨比宜大于2。
3)截面长边与短边的边长比不宜大于3。
2.柱纵向钢筋配置规定。
1)柱的纵向钢筋宜对称配置。
2)截面边长大于400mm的柱,纵向钢筋间距不宜大于200mm。
3)柱总配筋率不应大于5%;剪跨比不大于2的一级框架的柱,每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%。
4)边柱、角柱及抗震墙端柱在小偏心受拉时,柱内纵筋总截面面积应比计算值增加25%。
5)柱纵向钢筋的绑扎接头应避开柱端的箍筋加密区。
3.柱箍筋配置要求。
1)柱的箍筋加密范围,应按下列规定采用:
1)柱端,取截面高度(圆柱直径)、柱净高的1/6和500mm三者的最大值;
2)底层柱的下端不小于柱净高的1/3;
3)刚性地面上下各500mm;
4)剪跨比不大于2的柱、因设置填充墙等形成的柱净高与柱截面高度之比不大于4的柱、框支柱、一级和二级框架的角柱,取全高。
2)柱箍筋加密区的箍筋肢距,一级不宜大于200mm,二、**不宜大于250mm,四级不宜大于300mm。至少每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋或拉筋约束;采用拉筋复合箍时.拉筋宜紧靠纵向钢筋并钩住箍筋。
3)柱箍筋加密区的体积配箍率应符合相关规范的规定。
三)抗震(剪力)墙的抗震构造要求。
1)抗震墙的厚度,一、二级不应小于160mm且不宜小于层高或无支长度的1/20,三、四级不应小于140mm且不小于层高或无支长度的1/25;无端柱或翼墙时,一、二级不宜小于层高或无支长度的l/16,三、四级不宜小于层高或无支长度的1/20。底部加强部位的墙厚,一、二级不应小于200mm且不宜小于层高或无支长度的1/16,三、四级不应小于160mm且不宜小于层高或无支长度的1/20;无端柱或翼墙时,一、二级不宜小于层高或无支长度的1/12,三、四级不宜小于层高或无支长度的1/16。
2)一、二、**抗震墙在重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比,一级时,9度不宜大于度不宜大于0.5;二、**时不宜大于0.6(墙肢轴压比指墙的轴压力设计值与墙的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值)。
3)抗震墙竖向、横向分布钢筋的配筋,应符合下列要求:
1)一、二、**抗震墙的竖向和横向分布钢筋最小配筋率均不应小于0.25%,四级抗震墙分布钢筋最小配筋率不应小于0.20%(高度小于24m且剪压比很小的四级抗震墙,其竖向分布筋的最小配筋率应允许按0.15%采用)。
2)部分框支抗震墙结构的落地抗震墙底部加强部位,竖向和横向分布钢筋配筋率均不应小于0.3%。
4)抗震墙竖向和横向分布钢筋的配置,尚应符合下列规定:
1)抗震墙的竖向和横向分布钢筋的间距不宜大于300mm,部分框支抗震墙结构的落地抗震墙底部加强部位,竖向和横向分布钢筋的间距不宜大于200mm。
2)抗震墙厚度大于140mm时,其竖向和横向分布钢筋应双排布置,双排分布钢筋间拉筋的间距不宜大于600mm,直径不应小于6mm。
3)抗震墙竖向和横向分布钢筋的直径,均不宜大于墙厚的1/10且不应小于8mm;竖向钢筋直径不宜小于1omm。
四)牌号带“e”的钢筋性能和普通钢筋相比有何特别要求。
1、在有抗震设防要求的结构中,对材料的要求分为强制性要求和非强制性要求两种。
按。一、二、**抗震等级设计的框架和斜撑构件(这类构件包括框架梁、框架柱、框支柱、板柱-抗震墙的柱,以及伸臂桁架的斜撑、框架中楼梯的梯段等)中的纵向受力普通钢筋强屈比、超强比和均匀伸长率方面必须满足下列要求:
1) 强屈比:钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;这是为了保证当构件某个部位出现塑性铰处有足够的转动能力和耗能能力,大变形下具有必要的强度潜力。
2) 超强比:钢筋屈服强度实测值与标准值的比值不应大于1.30;这是为了保证按设计要求实现“墙柱弱梁”、“强剪弱弯”的效果,不会因钢筋强度离散性过大而受到干扰。
3) 均匀伸长率:钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%;这是为了保证在抗震大变形的条件下,钢筋具有足够的塑性变形能力。
其他普通钢筋应满足设计要求,宜优先采用延性、韧性和焊接性能较好的钢筋。
2、带肋钢筋包括普通热轧钢筋(hrb335、hrb400、hrb500)和细晶粒热轧钢筋(hrbf335、hrbf400、hrbf500),在《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》gb1499.2中还提供了牌号带“e”的钢筋在强屈比、超强比和均匀伸长率方面均满足第1条中要求,抗震结构的关键部位及重要构件宜优先选用。
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