框架一剪力墙结构抗震优化控制指标
基于抗震性能的框架—剪力墙结构优化设计
合理确定结构中框架 的刚度 C 和剪力墙 的刚度EJ 使 结构 总体 , , 刚度及结构刚度特征值在一个合理 的范 围之 内。
一
[+ 一 +1 (c 一 ( ) (一 ) )一
3 -
2 优化数 学模 型 2 1 目标 函数 : . 结构地 震作 用
=
q= P= ( 布荷载 ) 均 ( 中荷载) 集
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E H I ¨  ̄G (
2 3 优化 数 学模 型 的编制 .
设计 变量 : 目标 函数最小化 :
/ T
基 于抗 震 性 能 的框 架一 剪 力墙 结 构优 化设 计
蔡俊坡 邹仁 华 马 力
摘 要 : 根据我 国现行建筑抗震设计规范对结构最大层间位移角 限值 的要求, 以地 震作用 最小为 目标 , 用计 算机 V C语 言编写 出框架一 剪力墙 结构的优化程序 , 并计算 出满足 要求的剪力墙数量 , 简单实用 , 适用于地震 区高层建筑结构 的初
1 பைடு நூலகம்2 .
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2 2 约束条件 : 大层 间位 移 角 . 最
现行规范对最大层间位移角 的定义是 : 楼层层 间最 大位 移与 层高之比。为简化计算 我们采 取 了位 移 曲线 二 阶求 导 的方法来 推导最 大层 问位移角 。 水平荷载位移 曲线为 :
7 0 5 10 4
7 0 5 10 4 7 0 5 10 4
邹仁华 (92 , , 士生导师 , 1 7 一)男 硕 副教授 , 西安科 技大学建筑与土木工程学 院 , 陕西 西安
框架剪力墙结构
工程案例一:高层住宅楼
总结词
典型应用、抗震性能好
详细描述
框架剪力墙结构在高层住宅楼中应用广泛,由于其良好的抗震性能,能够确保建 筑在地震等自然灾害中的安全。这种结构可以有效抵抗水平荷载,减少结构侧移 ,提高住宅楼的稳定性。
工程案例二:大型商业综合体
总结词
复杂结构、多功能性
详细描述
大型商业综合体通常采用框架剪力墙结构,以满足其复杂的功能需求。这种结构可以根据不同的商业用途灵活布 局,提供较大的空间和自由度。同时,框架剪力墙结构具有较好的承载能力和抗震性能,能够确保商业综合体的 安全和稳定。
增加阻尼器
在结构中增加阻尼器,吸收地 震能量,减小结构振动,提高 抗震性能。
加强地基处理
对地基进行加固和处理,提高 地基的承载力和稳定性,增强
结构的抗震能力。
抗震设计中的注意事项
注意地震动参数的选择
根据地震危险性评估结果,选择合适的地震 动参数进行抗震设计。
注意材料的选择
选择合适的材料进行施工,保证结构的强度 和刚度,提高其抗震性能。
01
02
03
04
结构自振周期
结构自振周期越长,抗震性能 越好。
结构阻尼比
结构阻尼比越大,抗震性能越 好。
结构位移
结构位移越小,抗震性能越好 。
结构加速度
结构加速度越小,抗震性能越 好。
提高抗震性能的措施
加强结构整体性
通过增加连接节点和加强梁柱 等措施,提高结构整体性,增
强抗震能力。
优化结构布局
合理布置墙、柱等构件,优化 结构布局,提高结构的稳定性 和抗震能力。
受力分析方法
1 2 3
弹性分析方法
剪力墙设计中的地震作用分析与结构优化方法
剪力墙设计中的地震作用分析与结构优化方法引言剪力墙是一种常用的结构形式,被广泛用于抗震设计中。
地震是一种常见的自然灾害,对建筑物的破坏性非常大。
因此,在剪力墙的设计中,地震作用的分析与结构优化是非常重要的。
本文将介绍在剪力墙设计中进行地震作用分析与结构优化的常用方法。
首先,我们将简要介绍地震的基本知识和对建筑物的影响。
然后,我们将介绍剪力墙的设计原理和常用的结构形式。
接着,我们将详细讨论地震作用的分析方法,包括静力分析和动力分析。
最后,我们将介绍剪力墙结构优化的方法,包括减震设计和剪力墙布置优化。
地震的基本知识和对建筑物的影响地震是指地壳中发生的振动现象。
地震的发生与地球内部的构造和地质条件有关。
地震会对建筑物造成直接的破坏,包括结构的偏移、裂缝和倒塌等。
同时,地震还会引起地震波传播,通过与建筑物相互作用,导致结构的振动加剧,进一步加大了破坏的风险。
地震对建筑物的影响主要有以下几个方面:•地震引起的地震波瞬态荷载是建筑物在最短时间内承受的最大荷载,往往是导致破坏的主要原因。
•地震引起的结构振动会导致建筑物的变形,进一步影响整体结构的稳定性和安全性。
•地震还可能引起建筑物的共振现象,使振动加剧,增加了破坏的风险。
剪力墙的设计原理和常用的结构形式剪力墙是一种能够承受水平荷载并将其转化为垂直荷载的结构元件。
它由钢筋混凝土墙体和剪力墙带组成,可以有效地抵抗地震荷载。
剪力墙广泛应用于大型建筑物和高层建筑的抗震设计中。
剪力墙的设计原理是通过墙体的刚性和抗震性能来分担和传递地震荷载。
墙体的刚性可以有效地吸收和分散地震能量,使建筑物的振动不致过大。
同时,剪力墙还可以通过墙带的作用来减小地震引起的结构变形,保证建筑物的稳定性。
在剪力墙的设计中,常用的结构形式包括平面剪力墙、框剪组合结构和塔楼式结构等。
这些结构形式在地震作用下具有较好的抗震性能和承载能力。
地震作用的分析方法在剪力墙设计中,地震作用的分析是非常重要的。
浅析框架结构剪力墙结构和框剪结构
浅析框架结构剪力墙结构和框剪结构1、引言随着社会的不断发展,现代生活水平的不断提高,各城市高楼林立,高层建筑随处可见。
而对于一般高层结构来说,我们经常使用的结构形式有框架结构、剪力墙结构和框架-剪力墙结构,但这三种结构形式在受力、变形都有各自的优缺点,只有充分了解各种结构形式的受力和变形特性,才能在实际的设计过程中根据建筑功能要求合理的布置墙柱,使结构受力合理,设计的房屋经济效益高。
现就从受力变形对三种结构形式进行详细的分析,并对现阶段使用广泛的框架-剪力墙结构进行重點分析。
2、框架结构、剪力墙结构和框架-剪力墙结构的受力变形特点2.1 框架结构2.1.1 框架结构的定义和简介框架结构是由梁、柱组成的承重体系结构。
主梁、柱和基础构成平面框架,各平面框架再由联系梁连接起来而形成框架体系。
框架结构最大的特点是承重构件与围护构件有明确的分工,建筑的内外墙处理十分灵活,应用范围很广。
根据布置方向的不同,框架体系可分为横向布置、纵向布置及纵横双向布置三种形式。
横向布置即主梁沿建筑的横向布置,楼板和联系梁沿纵向布置,其具有结构横向刚度好的优点,实际采用较多。
纵向布置与横向布置相反,因其横向刚度较差,应用较少。
纵横双向布置是在建筑的纵横向均布置承重框架,建筑的整体刚度好,是地震设防区采用的主要方案之一。
图1 框架结构布置示意图2.1.2 框架结构的受力特点框架结构的抗力来自于梁、柱通过节点域的框架作用。
单层框架柱底完全固结,单层梁的刚度也大到可以完全限制柱顶的转动,当有侧向荷载作用时,柱的反弯点在柱的中部,其承受的弯矩为全部外弯矩的二分之一,另外二分之一的外弯矩由柱子的轴力形成的力偶来抵抗。
此情况下的梁、柱之间的相互作用即为框架作用的理想状态--完全框架作用。
一般来说,当梁的线刚度为柱的线刚度的5倍以上时,可以近似地认为梁能完全限制柱的转动,此时就比较接近完全框架作用。
然而实际的框架作用往往介于完全框架作用与悬臂梁排架柱之间,因梁、柱等线性构件受建筑功能的限制,截面不能太大,其线刚度比较小,故而抗侧刚度比较小。
关于框架-剪力墙结构建筑的抗震分析和优化
( 作者单位 :广州建筑工程监 理有
限公 司 )
先将钢筋的横丝肋剥掉 ,使滚 压螺纹前
中 设 2 0 1 9 华建 0 ̄ 2 9
-
抗震墙的设置数量 ,应符合下 列原则 : ( 1)为能充分发挥 框剪体 系的结 构特性 ,抗震墙在结构底部所 承担的地 震弯矩值( 可按第一振 型计算) 应不 少于
上决定 了整 个 结 构 的 刚 度 。 然而 自从 建
关键词:框架一 剪力墙结构 抗震分析 优化 TT A
在多高层建筑结构中 ,框架结构侧 向刚度差 ,抵抗水平荷载的能力较低 ,
对 抗 震 不利 ,但 它 具 有 空 间 大 ,平 面布
震能力及抵抗水平荷载作用 的能力。
筑抗震 问题被提 出来以后 ,工程界关于
并颁发上岗证后 ,方可上岗操作 。进行 高空作业或带 电作业的操 作人员 ,应遵
表明连接接头不会 出现脆断 的现象 ,故
可适用于H B 0 钢筋的连接。 R 40 3 、现 场施工速 度 :由于钢筋接 头 提前制作 ,现场施工 中使用 , 6 8 2
关于框架一 力墙结构建筑 的 剪 抗震分 析 和优 化
文/ 先 念 王红 史
摘 要 :本文围绕框 架一 力墙结构建筑的抗震分析 ,探讨 了 架 一剪力墙结构的受力 剪 框
特 点与抗震优化 ,并结合T T A 软件进行 了实例分析。
担。
高层框剪结构中 ,剪力墙刚度往往 比框架 的刚度大得多 ,所以在框剪结构 体系中 ,剪力墙剐度的大小在很大程度
2 、HRB 0 钢 筋的连接 :由于钢 40 筋剥肋滚 压直螺纹连接丝头的加工只对 钢筋表层进行 硬化 ,丝头的加工对钢筋
的延 性 影 响 不 大 ,通 过 大 量 工 程 应 用 ,
PKPM七大控制指标及调整方法
PKPM七大控制指标及调整方法一、轴压比:含义:轴压比指柱组合的轴压力设计值与柱的截面面积和混凝土轴心压强强度设计值乘积之比值,u=N/(A*Fc)——抗规6.3.6作用:主要是为限制结构的轴压比,保证结构的延性要求,规范对墙址和柱均有相应限值要去,具体详见抗规6.3.7和6.4.6,高规6.4.2和7.2.14及相应的条文说明。
轴压比不满足要求,对结构的延性没有办法满足;若轴压比过小,说明结构的经济指数指标较差,宜适当减小相应墙柱、柱的截面面积。
轴压比不满足时的调整方法:1、程序调整:SATWE程序不能实现2、人工调整:从公式出发,可以增大墙柱截面面积或提高混凝土的强度。
规范规定:柱轴压比不宜超过下表的规定;建造于Ⅳ类场地且较高的高层建筑,柱轴压比限值应适当减小:注:1.轴压比指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值;对本规范规定不进行地震作用计算的结构,可取无地震作用组合的轴力设计值计算;2.表内限值适用于混凝土强度等级不高于C60的柱;当混凝土强度等级为C65-C70时,轴压比限值应降低0.05;当混凝土强度等级为C75-C80时,轴压比限值应降低0.10;3.表内限值适用于剪跨比大于2的柱;剪跨比不大于2但不小于1.5的柱,轴压比限值应降低0.05;剪跨比小于1.5的柱,轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施;4.沿柱全高采用井字复合箍且箍筋肢距不大于200mm、间距不大于100mm、直径不小于12mm,或沿柱全高采用复合螺旋箍、螺旋间距不大于100mm、箍筋肢距不大于200mm、直径不小于12mm,或沿柱全高采用连续复合矩形螺旋箍、螺旋净距不大于80mm、箍筋肢距不大于200mm、直径不小于10mm,轴压比限值均可增加0.10;5.在柱的截面中部附加芯柱,其中另加的纵向钢筋的总面积不少于柱截面面积的0.8%,轴压比限值可增加0.05;此项措施与注3的措施共同采用时,轴压比限值可增加0.15,但箍筋的体积配箍率仍可按轴压比增加0.10的要求确定;6.轴压比限值不应大于1.05。
剪力墙在建筑结构中地震动力响应控制的数值分析
剪力墙在建筑结构中地震动力响应控制的数值分析引言地震是一种自然现象,经常带来巨大的破坏和损失。
为了降低地震对建筑物的破坏和提高其抗震能力,人们在建筑结构中引入了各种抗震设备和措施。
其中,剪力墙作为一种常见的抗震构件,具有较好的抗震性能。
本文将采用数值分析的方法,对剪力墙在建筑结构中地震动力响应控制的问题进行研究。
剪力墙的基本原理剪力墙是一种垂直于地震方向的墙体结构,在地震作用下能够承受剪力和弯矩的作用。
它由混凝土或钢筋混凝土构成,具有较好的抗拉、抗剪和抗弯性能。
剪力墙通过吸收和分散地震能量,减小了地震对建筑物的破坏性影响。
然而,剪力墙的设计和优化需要进行详细的数值分析。
数值模拟方法数值模拟是研究剪力墙地震动力响应控制的重要手段之一。
在进行数值模拟前,需要构建合适的建筑结构模型,并确定合适的材料模型和荷载条件。
常用的数值模拟方法包括有限元法和离散元法。
有限元法有限元法是一种常见的数值模拟方法,广泛应用于结构力学和地震工程领域。
该方法通过将建筑结构划分为有限个小单元,建立相应的数学模型,通过求解有限元方程组,计算结构在地震作用下的响应。
在剪力墙的数值分析中,有限元法可以考虑不同材料的非线性性质,精确模拟剪力墙的地震响应。
离散元法离散元法是一种适用于颗粒介质的数值模拟方法,可以用于研究粒子在地震作用下的运动和相互作用。
在剪力墙的数值分析中,离散元法可以考虑剪力墙内部材料的互相作用,分析剪力墙的位移、变形和破坏过程。
数值分析步骤进行剪力墙在建筑结构中地震动力响应控制的数值分析,需要按照以下步骤进行:1.建立建筑结构模型:根据实际情况,使用有限元软件或离散元软件建立建筑结构模型。
2.确定材料模型:确定剪力墙和其他构件的材料参数和本构关系。
3.设定地震荷载:选择合适的地震波,根据地震设计规范确定地震荷载。
4.进行动力分析:使用数值模拟软件进行动力分析,计算结构在地震作用下的地震响应。
5.分析结果与评估:分析分析结果,评估剪力墙的抗震性能,并进行必要的结构设计和优化。
结构设计的七个控制指标
之所以要限制比值, 因为两者接近时, 由于振动偶联的影响, 结构的扭转效应明显增大。 3.3.周期比不满足时的调整方法: 3.3.1.程序调整:SATWE 程序不能实现。
3.3.2.人工调整:只能通过人工调整改变结构布置,提高结构的扭转刚度;总的调整原 则是加强结构外围墙、柱或梁的刚度,适当削弱结构中间墙、柱的刚度。 当第一振型为扭转时,说明结构的扭转刚度相对于其两个主轴(一般都靠近 X 轴和 Y 轴)方向的侧移刚度过小,此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度,并适当削弱结构内部 的刚度。 当第二振型为扭转时,说明结构沿两个主轴方向的侧移刚度相差较大,结构的扭转刚 度相对其中一主轴(侧移刚度较小方向)的侧移刚度是合理的;但相对于另一主轴(侧移刚 度较大方向)的侧移刚度则过小,此时宜适当加强结构外围(主要是沿侧移刚度较大方向) 的刚度,并适当削弱结构内部沿侧移刚度较大方向的刚度。 例:24 层剪力墙结构的模型,位移比、周期比、刚度比等都满足,只第二振型是扭转, 第一振型平动系数是 1.0,第二振型平动系数是 0.3,第三振型平动系数是 0.7;第三振型 转角 1.97,第一振型转角 91.20; 当第二振型为扭转时,说明结构沿两个主轴方向的侧移刚度相差较大,结构的扭转刚 度相对其中一主轴(第一振型转角方向)的侧移刚度是合理的;但相对于另一主轴(第三振 型转角方向) 的侧移刚度则过小, 此时宜适当削弱结构内部沿“第三振型转角方向”的刚度, 并适当加强结构外围(主要是沿第三振型转角方向)的刚度。 第三振型转角 1.97,靠近 X 轴;第一振型转角 91.20,靠近 Y 轴;先看下位移比、周 期比,如果位移比很小的话,可以增大小结构外围 X 方向的刚度,适当削弱内部沿 X 方向的 刚度(墙肢变短、开洞等) 。 注:平 1、扭、平 2,既然扭转没有跑到平 1 前面去,则说明平 1 方向的扭转周期小于 平 1 方向的平动周期,即平 1 方向的扭转刚度足够;加强平 2 方向外围的墙体,扭转刚度比 平动刚度增大的更快,于是扭转周期跑到了平 2 后面,变成了平平扭。 a.最有效原则: 削弱内部刚度,增强周边刚度,尽量周边均匀对称连续。 b.有较大凹入的部位加拉梁。 c.看看位移,将位移大的地方加拉梁,或者加大梁截面,加厚板。 d.增加外围梁截面,特别加强角部,和抗震墙部位的梁截面。 3.4.电算结果的判别与调整要点: 3.4.1:计算结果详周期、地震力与振型输出文件(WZQ.OUT) 。因 SATWE 电算结果中并 未直接给出周期比,故对于通常的规则单塔楼结构,需人工按如下步骤验算周期比: a.根据各振型的两个平动系数和一个扭转系数(三者之和等于 1)判别各振型分别是扭 转为主的振型(也称扭振振型)还是平动为主的振型(也称侧振振型) 。一般情况下, 当扭 转系数大于 0.5 时,可认为该振型是扭振振型,反之应为侧振振型。 当然, 对某些极为复杂的 结构还应结合主振型信息来进行判断。 b.周期最长的扭振振型对应的就是第一扭振周期 Tt,周期最长的侧振振型对应的就是 第一侧振周期 T1。 c.计算 Tt / T1,看是否超过 0.9(0.85)。对于多塔结构周期比,不能直接按上面的方 法验算,这时应该将多塔结构分成多个单塔,按多个结构分别计算、分别验算(注意不是在 同一结构中定义多塔,而是按塔分成多个结构)。 3.4.2:对于刚度均匀的结构,在考虑扭转耦连计算时,一般来说前两个或几个振型为 其主振型,但对于刚度不均匀的复杂结构,上述规律不一定存在。总之在高层结构设计中, 使得扭转振型不应靠前,以减小震害。SATWE 程序中给出了各振型对基底剪力贡献比例的计 算功能, 通过参数 Ratio(振型的基底剪力占总基底剪力的百分比 )可以判断出那个振型是 X 方向或 Y 方向的主振型,并可查看以及每个振型对基底剪力的贡献大小;必要时,在“结
钢筋混凝土框架结构的抗震性能分析与设计
钢筋混凝土框架结构的抗震性能分析与设计钢筋混凝土框架结构是当前主要的建筑结构形式之一,其在抗震性能方面具有较高的稳定性和承载能力,广泛应用于各类建筑中。
本文将对钢筋混凝土框架结构的抗震性能进行分析与设计,以提高建筑在地震等自然灾害中的安全性和稳定性。
一、抗震性能分析钢筋混凝土框架结构的抗震性能主要体现在其刚度、强度和韧性三个方面。
1. 刚度刚度是指结构在受力时抵抗变形的能力,是保证结构整体稳定性的基础。
钢筋混凝土框架结构通常具有较高的刚度,其主要受到构件的截面尺寸和材料的影响。
在抗震设计中,应根据地震作用的水平和垂直特点,合理确定结构的刚度。
2. 强度强度是指结构在受到外力作用下抵抗破坏的能力。
钢筋混凝土框架结构的强度主要体现在构件的截面大小和材料的抗压和抗拉强度上。
在抗震设计中,应根据结构所处地震烈度区域和设计要求,合理确定构件的截面尺寸和材料的强度等级。
3. 韧性韧性是指结构在受到地震荷载作用时具有较大的变形能力,能够消耗地震能量,减小地震反应。
钢筋混凝土框架结构的韧性主要受到构件的延性和连接的影响。
在抗震设计中,应采用具有良好延性的构件和可靠的连接方式,确保结构具有足够的韧性。
二、抗震性能设计根据钢筋混凝土框架结构的抗震性能要求,设计中应遵循以下几个原则。
1. 合理选取结构形式根据建筑的高度、用途和地震烈度等因素,选择合适的钢筋混凝土框架结构形式,如普通框架、剪力墙-框架结构等。
并根据具体情况增加防震措施,如设置剪力墙、加强柱-梁节点等。
2. 优化结构参数通过合理调整结构的刚度和强度等参数,实现结构的韧性和稳定性之间的平衡。
根据设计要求和结构的受力特点,选择合适的构件尺寸、钢筋配筋和混凝土强度等参数。
3. 加强结构连接结构的连接部位是钢筋混凝土框架的薄弱环节,需要采用可靠的连接方式,如焊接、螺栓连接等。
同时,应加强节点的抗震设计,通过设置剪力墙、加强节点钢筋配置等措施,提高结构的整体抗震性能。
高层建筑抗震设计措施
高层建筑抗震设计措施随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。
然而,地震作为一种不可预测的自然灾害,对高层建筑的安全构成了严重威胁。
因此,做好高层建筑的抗震设计至关重要。
本文将详细探讨高层建筑抗震设计的相关措施。
一、合理的建筑选址建筑选址是高层建筑抗震设计的第一步。
应选择地质条件稳定、地势平坦、远离地震断裂带和可能发生滑坡、泥石流等地质灾害的区域。
同时,要考虑场地土的类型和特性,坚硬均匀的场地土对地震波的传播和放大作用较小,有利于减轻地震对建筑物的影响。
二、优化的建筑结构体系1、框架剪力墙结构框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点,框架主要承受竖向荷载,剪力墙主要承受水平地震作用。
这种结构体系具有较好的抗震性能,能够有效地抵抗地震力。
2、筒体结构筒体结构包括框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。
筒体结构具有较大的抗侧刚度和承载力,能够有效地抵抗水平地震作用。
3、钢结构钢结构具有强度高、重量轻、延性好等优点,在高层建筑中应用越来越广泛。
钢结构的节点连接方式对抗震性能有重要影响,应采用合理的节点形式,确保结构在地震作用下的整体性和稳定性。
三、加强结构的整体性和连接1、构件之间的连接梁、柱、墙等构件之间的连接应可靠,采用足够强度和延性的节点连接方式,如焊接、高强螺栓连接等,避免在地震作用下发生节点破坏。
2、加强层的设置在高层建筑中,为了提高结构的抗侧刚度,可以在适当的位置设置加强层,如加强桁架、伸臂桁架等。
加强层的设置应合理,避免引起结构刚度的突变。
3、基础与上部结构的连接基础应与上部结构紧密连接,确保地震作用能够有效地传递到地基中。
基础形式的选择应根据地质条件和建筑物的特点进行,如桩基础、筏板基础等。
四、提高结构的延性1、控制构件的轴压比轴压比是指柱或墙的轴向压力与混凝土抗压强度设计值和截面面积的乘积之比。
控制轴压比可以保证构件在地震作用下具有足够的延性,避免发生脆性破坏。
2、配置适量的钢筋在混凝土构件中,配置适量的纵向钢筋和箍筋可以提高构件的延性。
钢结构框架的抗震性能与设计优化
钢结构框架的抗震性能与设计优化随着城市建设的迅速发展,地震成为一项重大的社会问题。
为了保护人们的财产和生命安全,建筑结构的抗震性能成为了设计和建造过程中不可忽视的一个方面。
钢结构框架因其优异的抗震性能而备受关注,本文将重点探讨钢结构框架的抗震性能以及如何优化其设计。
首先,我们来了解一下钢结构框架的抗震性能。
相比传统的混凝土结构,钢结构框架具有更好的韧性和强度。
其主要特点包括刚度大、变形能力强、重量轻、施工速度快等。
在地震发生时,钢结构框架能够更好地吸收和分散地震能量,从而减小结构的受力,提高建筑物的整体稳定性。
然而,由于每个地震事件的特点各异,要确保钢结构框架在各种地震条件下都能发挥良好的抗震性能,就需要进行设计优化。
设计优化的主要目标是在不增加过多成本的前提下,提高钢结构框架的抗震性能。
首先,设计优化应从结构的整体层面着手。
通过综合考虑建筑物的功能和土地条件,采用适宜的结构形式和材料。
比如,在抗震设计中,可以采用刚性柱-薄弱梁体系,通过增加柱子的刚性,在地震作用下减小梁的变形,提高结构的整体抗震能力。
其次,设计优化还可以从结构的细节层面入手。
通过改变构件的尺寸、连接方式、增设剪力墙等措施,提升结构的抗震性能。
例如,可以采用梁柱节点加强结构,在节点处增加补强板或加粗构件,提高节点的刚度和承载能力,从而增加整个结构的抗震能力。
另外,材料的选择也是设计优化的重要方面。
在钢结构框架设计中,应优先选择高强度、高韧性的钢材,这样能够在保持结构强度的同时提高结构的韧性,提高其抗震能力。
此外,还可以采用高阻尼橡胶支座、阻尼器等装置来增加结构的耗能能力,进一步提高钢结构框架的抗震性能。
最后,值得注意的是,在设计优化的过程中,工程师应充分考虑建筑物的维修、检测和管理等因素。
虽然钢结构框架具有出色的抗震性能,但在地震后可能会出现局部损坏的情况。
为了保障使用安全,需要定期检测和维修结构的损伤,以延长其使用寿命。
综上所述,钢结构框架的抗震性能是设计和建造过程中至关重要的一环。
建筑框架剪力墙结构施工的难点与优化对策
建筑框架剪力墙结构施工的难点与优化对策在现代建筑工程中,框架剪力墙结构因其具有良好的抗震性能、空间灵活性和结构稳定性,被广泛应用于各类建筑中。
然而,这种结构的施工并非一帆风顺,存在着一系列的难点需要我们去克服。
同时,为了确保施工质量和效率,我们也需要采取相应的优化对策。
一、框架剪力墙结构施工的难点1、钢筋施工复杂在框架剪力墙结构中,钢筋的布置密集且规格多样,节点处的钢筋交错纵横,给施工带来了很大的难度。
例如,在梁柱节点处,纵向钢筋的锚固和箍筋的加密要求严格,施工时稍有不慎就可能导致钢筋位置偏差,影响结构的受力性能。
2、模板工程难度大模板的安装和拆除是框架剪力墙结构施工中的重要环节。
由于剪力墙的形状不规则,对模板的尺寸和精度要求较高。
同时,为了保证混凝土的成型质量,模板的拼接缝必须严密,防止漏浆。
在拆除模板时,如果操作不当,容易造成混凝土表面破损或棱角受损。
3、混凝土浇筑质量控制难混凝土的浇筑质量直接关系到框架剪力墙结构的强度和耐久性。
在浇筑过程中,由于剪力墙的高度较大,混凝土容易出现离析现象。
而且,混凝土的振捣要均匀充分,否则可能会出现蜂窝、麻面等质量缺陷。
此外,混凝土的养护也不容忽视,如果养护不到位,可能会导致混凝土开裂。
4、施工缝处理困难在框架剪力墙结构的施工中,不可避免地会出现施工缝。
施工缝的位置选择和处理方法直接影响结构的整体性和防水性能。
如果施工缝处理不当,容易在后期使用过程中出现渗漏等问题。
5、测量放线精度要求高框架剪力墙结构的施工精度要求较高,测量放线工作必须准确无误。
否则,会导致建筑物的垂直度、平整度偏差过大,影响结构的安全性和美观性。
二、框架剪力墙结构施工的优化对策1、钢筋施工优化(1)加强钢筋翻样和配料工作,根据设计图纸和规范要求,制定详细的钢筋施工方案。
(2)在梁柱节点处,采用合理的钢筋绑扎顺序,先绑扎梁钢筋,再绑扎柱钢筋,确保钢筋位置准确。
(3)使用新型的钢筋连接技术,如直螺纹连接,提高钢筋连接的质量和效率。
高层住宅楼结构与抗震设计(全文)
高层住宅楼结构与抗震设计(全文)高层住宅楼结构与抗震设计1. 目录1. 引言2. 高层住宅楼结构1. 结构种类2. 结构材料3. 高层住宅楼抗震设计1. 设计阶段2. 抗震要求3. 设计方法1. 静力分析2. 动力分析3. 损伤控制设计4. 结构配置与布置1. 承重墙布置2. 柱网布置3. 框架配置5. 结构性能评价1. 抗震性能目标2. 抗震性能分级6. 结论7. 参考文献2. 引言本文旨在讨论高层住宅楼的结构形式和抗震设计,以提高建筑物的安全性和抗震能力。
对于高层建筑而言,结构设计和抗震设计是至关重要的方面。
3. 高层住宅楼结构3.1 结构种类:包括框架结构、剪力墙结构和框架-剪力墙结构。
3.2 结构材料:包括钢筋混凝土、钢结构和复合材料。
4. 高层住宅楼抗震设计4.1 设计阶段:包括初步设计、施工图设计和施工阶段监理。
4.2 抗震要求:根据当地抗震设计规范和建筑物的重要性等级确定。
4.3 设计方法:4.3.1 静力分析:根据建筑物的受力情况进行静力计算和分析。
4.3.2 动力分析:应用地震波动力学理论进行动力分析。
4.3.3 损伤控制设计:采用一定的设计措施以减小地震作用造成的损伤。
5. 结构配置与布置5.1 承重墙布置:应满足建筑物的受力要求,合理布置在建筑平面布局中。
5.2 柱网布置:柱网应合理布置,保证结构稳定性。
5.3 框架配置:框架应按照设计要求进行配置,提高结构整体刚度。
6. 结构性能评价6.1 抗震性能目标:根据建筑物所处地区的地震烈度等级确定抗震性能目标。
6.2 抗震性能分级:根据建筑物的使用功能和重要性等级确定抗震性能分级。
7. 结论通过对高层住宅楼结构和抗震设计的详细讨论,可以提高建筑物的抗震能力,确保人们的生命安全。
附件:1. 高层住宅楼结构设计图纸2. 高层住宅楼抗震设计报告法律名词及注释:1. 抗震设计规范:国家编制的规范文件,规定了建筑物的抗震设计要求。
2. 重要性等级:根据建筑物的使用功能和重要性确定的等级,用于确定抗震性能目标。
框架-剪力墙结构抗震合理设计
() 1 沿结构 单 元 的 2个 主轴 方 向 , 于高 度不 大 对
于 10m 的高层建筑( 5 一般装 修)顶点位移与建筑 ,
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维普资讯
20 年 06
第2 卷 7
第6 期
框 架一 力 墙 结构 抗震 合 理 设 计 剪
徐 云 健 家 胡
( 武汉 理工 大学 )
摘 要 : 针对6 以下框架. 0 m 剪力墙结构( 框架与剪力墙之间的连接为刚接) 设计, 研究框架一 剪力墙结构的抗震优
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图 3 结 构 计 算 简 图 及 剪 力 墙 布 置
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刚度 的简化计 算 方法 此 种 结构 可 以用 等效质 点系
代替多质点系求得总地震作用 , 按底部弯矩相等的
图 2 三 叉 形 平 面
剪力墙在竖 向宜对齐并直通到顶 。如设计 中不 能全部直通到顶时, 也应宜沿高度 向上逐渐减少 , 避 免刚度突变。3 层以下 10m 以内的高层建筑 , O 0 可 以每 5 层变化 一次剪力墙的刚度 , ~7 向上逐渐减
框架-剪力墙结构抗震设计关键技术研究
框架-剪力墙结构抗震设计关键技术研究【摘要】框架- 剪力墙结构,是在框架结构体系的基础上增设了一定数量的纵向和横向剪力墙所组成的结构体系。
是将框架结构和剪力墙结构结合起来,融为一体,取长补短,使整个结构的抗侧刚度适当,并能根据水平力作用的大小提供足够而不过分的承载力。
本文通过对框架剪力墙结构抗震设计的实例分析和比较,并且针对框架剪力墙结构抗震的性能和技术进行相关的探讨,并通过对该结构的整体性能分析,以满足不同建筑功能要求。
【关键词】框架-剪力墙结构;抗震设计;关键技术框架-剪力墙结构由于兼备框架和剪力墙的特征,在高层建筑中得到了广泛应用。
如何提高框剪结构的抗震性能,也成为建筑领域的研究重点,其焦点就是如何将剪力墙与框架结构的形变特征和谐起来,使得建筑在地震中体现出框架和剪力墙的结构优势,抵抗地震产生的破坏。
一、框架和剪力墙的受力特征高层建筑框架结构的形变,呈现出来的往往是剪切型的特征,位移越高其变化越慢,曲线形式为开口型,即形变曲线为剪切型。
纯框架结构的建筑中期形变曲线都是类似的。
所以,水平的受力会按照各个框架的抗推刚度D比例分配。
而剪力墙的位移曲线所呈现的是悬臂弯曲梁的特征,位移越高其增大的速度越快,呈现出来的是弯形开口的曲线。
在平面范围内具备很大的抗弯曲强度,在普通的剪力墙结构中,所有抗侧力的建筑构件受力侧移的曲线均相似,即水平的力在各个剪力墙之间按照等效的刚度来分配。
二、实例分析1.工程概况。
某工程其中主楼22 层,带6 层裙房,檐口高度97.5m,室内外高差0.4m,标准层层高4.6m,由于建筑使用功能的要求,以及主楼存在结构楼板局部不连续、竖向立面尺寸突变的特点,并且为了满足建筑平面叠合面积小于较小边25%的设计要求,克服平面不规则性以及竖向不规则性问题,以及为了充分保证抗震性能,经探讨采用框架-剪力墙结构体系。
2.结构受力分析。
在该建筑工程中,由于结构楼板不连续,且存在扭转不规则问题,因此会导致楼板在承受和传递竖向力的同时,把水平力传递和分配给竖向抗侧力构件的情况。
某高层框架剪力墙结构抗震优化设计及验证
J n.2 08 u 0
[ 章 编 号 ] 10—42 20 )3 060 文 028 1(080 — 4—4 0
某高 层 框 架剪 力墙 结构 抗 震 优 化 设 计 及 验 证
王传 甲。 胡 守营 陈志 强 。 王 庆 扬 。 (. , , , ' 1 深圳市电子院 设计有限公司, 广东 深圳 5 01 2 中国石油大学土木 1 3; . 8
W n h a -a ,H huy g ,C e h—i g ,W n i -ag・ 1 Sez nE coiDsnI t tC . t. a gC u n i。 uSo —i hnZ i a 。 ag Qn y n 。( . hn e ltn eg ste o L , j n qn g h er c i ni u d
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高层建筑抗震性能分析与优化
高层建筑抗震性能分析与优化近年来,世界上的高层建筑如雨后春笋般涌现,其独特的美学和功能吸引了无数人的目光。
然而,高层建筑在面临地震等自然灾害时的抗震性能问题也备受关注。
本文将从分析高层建筑的抗震性能角度出发,探讨如何进行优化设计,以提高其地震防护能力。
首先,我们需要了解高层建筑的抗震性能是如何评估的。
常用的评估指标包括结构刚度、周期、阻尼比等。
结构刚度是指建筑在地震作用下的刚性程度,周期是指建筑自由振动的时间,阻尼比则是描述建筑对振动的消耗能力。
这些指标均是评估高层建筑抗震性能的重要依据。
其次,我们需要进行抗震性能的分析。
在建筑结构设计中,常用的方法有静力分析和动力分析。
静力分析方法是基于建筑物在地震作用下的静力平衡条件进行计算,其优点是简单快速,但对于大型高层建筑来说,其精度相对较低。
而动力分析是通过模拟建筑物在地震激励下的动态响应,能够更准确地评估建筑结构的抗震性能。
对于高层建筑的抗震性能优化,我们可以从多个方面入手。
首先,优化设计结构。
通过设计合理的结构形式、选择适当的结构材料以及合理的结构参数,可以使建筑结构在地震作用下具有较好的抗震性能。
例如,采用钢筋混凝土剪力墙、框架结构等能够提高建筑整体的刚度和抗震性能。
其次,考虑地震减震技术。
地震减震技术通过在建筑结构中引入特定的减震器件,可以有效地减小地震对建筑物的影响,提高其抗震性能。
例如,利用摆锤减震器、液体阻尼器等技术可以有效地消耗地震产生的能量,减小建筑物的振动幅度。
再次,进行抗震设防水平的评估。
建筑物的抗震设防水平是指在预定的地震作用下,建筑物能够履行其设计目标的程度。
根据地震活动的特点,合理评估抗震设防水平,对于进行抗震性能优化至关重要。
需要根据地震烈度、建筑用途、结构类型等因素,确定合理的抗震设防水平。
最后,进行地震风险评估。
地震风险评估是指对建筑物在地震活动下的风险进行定量或定性的分析和评估。
通过从灾害风险的角度出发,确定高层建筑的抗震性能需求,使建筑物在地震发生后的抗震安全性更加可靠。
钢筋混凝土框剪结构设计优化
钢筋混凝土框剪结构设计优化钢筋混凝土框剪结构是一种常见的建筑结构形式,其主要用于承受水平荷载和抗震能力。
在设计过程中,优化结构的设计是提高结构性能、减少材料消耗和节约成本的重要方面。
本文将探讨钢筋混凝土框剪结构设计的优化方法和步骤。
1. 结构基本参数确定在进行框剪结构设计优化之前,需要确定结构的基本参数,包括楼层高度、梁柱尺寸和布置、基础尺寸等。
这些参数将直接影响结构的承载能力和整体性能。
通过合理确定基本参数,可以为后续的结构优化提供基础。
2. 荷载计算与分析在进行框剪结构设计时,必须准确计算和分析结构所受到的各种荷载,例如恒载、活载、风荷载和地震荷载等。
荷载计算和分析是结构设计的基础,只有准确地估计荷载大小和作用方式,才能进行有效的优化设计。
3. 结构抗震性能评估钢筋混凝土框剪结构的一个重要指标是其抗震能力。
通过评估结构的抗震性能,可以找出结构在地震作用下的弱点和改进空间。
采用现代的抗震设计理论和方法,对结构进行抗震性能分析和评价,有助于改善结构的抗震性能。
4. 材料选择与使用在框剪结构设计中,合理选择和使用材料是非常关键的。
钢筋混凝土的材料特性直接影响结构的承载能力和性能。
通过选择合适的钢筋和混凝土品种,以及合理的配筋和配比,可以有效提高结构的强度和耐久性,从而达到设计优化的目标。
5. 结构布置与连续体设计框剪结构的布置和连续体的设计是设计优化的重要环节。
通过合理布置梁柱和设置剪力墙等构件,可以提高结构的整体刚度和抗震性能。
同时,采用连续体设计方法,可以进一步减小结构的变形和开裂,提高结构的承载能力。
6. 结构参数优化与分析结构参数优化是钢筋混凝土框剪结构设计的关键环节。
通过调整和优化结构的参数,例如柱截面尺寸、剪力墙位置和布置,可以改善结构的刚度和承载能力,减小结构的变形和开裂。
结构参数优化需要进行综合分析和评估,以达到设计的经济性和可行性。
7. 施工过程控制与质量检验在设计优化完成后,还需要对施工过程进行控制和质量检验,以确保结构能够按照设计要求得到建造。
浅析框支剪力墙结构抗震设计的若干问题
浅析框支剪力墙结构抗震设计的若干问题摘要:结合工作实际,介绍框支剪力墙结构体系,简单阐述该类工程的抗震设计及性能设计等设计的流程,分析抗震设计存在的若干问题,对以后同类的工程设计的抗震设计起到一定的现实指导意义。
关键词:框支剪力墙;结构设计;抗震中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:近年来我国房地产业不断发展,房地产商为节约成本提高经济效益,建筑高度不断提升。
2008年汶川地震后,国家对房地产业,提别是建筑抗震设计要求进一步加强。
框支剪力墙结构是常见的抗震结构,本文仅针对框支剪力墙结构的抗震设计所面临的若干问题做出简单分析。
1 框支剪力墙结构的概念设计在剪力墙结构中,不允许将全部或部分剪力墙设计成框支,必须要有一定数量的落地剪力墙,组成部分框支剪力墙结构,因此在概念设计上不允许出现全部框支剪力墙结构。
落地剪力墙可以弥补框支剪力墙的软弱,抵抗大部分地震剪力、倾覆弯矩,确保抗侧刚度相对很小的框支柱在地震作用及水平荷载下的安全,从而保避免整个结构产生震害。
经过这些年的结构设计谈谈对框支剪力墙概念设计的理解(1)结构平面布置要规则、对称、建筑平面避免过大的凹槽、内收及楼板大面积开洞以及抗震规范要求不允许出现的不规则平面。
因为在地震作产生的水平力要靠楼盖均匀地传递到各个竖向构件(剪力墙、柱)上,如果楼板不连续、或则不规则,各个竖向构件就会传力不均,使其平面质量中心与刚度中心不重合,使结构绕刚心发生扭转,导致同层构件同一方向上产生不同位移,严重时导致结构整体破坏,所以在结构设计中,必须对结构平面布置不规则扭转问题提起足够重视。
(2)除核心筒落地外,落地剪力墙的布置宜对称、在满足建筑使用要求的前提下尽可能使结构平面外围的上部剪力墙落地贯通,同时剪力墙的布置尽量使结构刚度中心与结构质心重合,增大结构的抗扭刚度,减小扭转产生的位移。
(3)控制转换层上下楼层刚度比、及转换层下部与上部的等效刚度。
加强框支层刚度,要求转换层及上、下楼层刚度基本均匀,使转换层上、下结构整体抗侧刚度接近,当下部刚度不够足时,可以适当加大底部剪力墙的混凝土强度等级、厚度、增设剪力墙等。
浅谈高层建筑结构设计的几个控制指标
分享到:浅谈高层建筑结构设计的几个控制指标2012—06—24 15:31:36归档在我的博文| 浏览 795 次| 评论0条摘要:本文简要阐述了高层建筑结构设计的几个控制指标,介绍了各指标的参数含义、规范要求及调整措施,可供集团公司设计人员参考。
关键词:周期比;位移比;刚度比;剪重比;刚重比Some ControlParameters of Tall BuildingStructural DesignChen Zhuangshan(MetallurgicalDesign Instituteof Shandong Province, Jinan250014, China)Abstract: The present paper brieflydiscusses some control parameters of tallbuildingstructural design, and intro duces their meaning,provision of the specification and adjustment measure,which can be areference for designer s。
Keywords: period ratio; displacement ratio; stiffness rati o; ratioof mass toweight;ratio ofshearing forc eto weight随着我国经济建设的快速发展,高层建筑已经逐步发展成为城市建筑的主要形式。
高层建筑由于高度较大,与多层结构相比有明显不同的受力和变形性能,水平荷载和地震作用是主要的控制因素。
判断结构布置合理性和结构体系的经济性能是高层建筑结构设计的关键,规范用于控制高层建筑整体性的设计指标主要有:周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、剪重比、刚重比以及轴压比等。
以下就上述控制指标作简明阐述。