建筑钢结构强节点弱构件抗震设计的方法

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建筑结构设计中的隔震减震措施浅析_6

建筑结构设计中的隔震减震措施浅析_6

建筑结构设计中的隔震减震措施浅析发布时间:2022-05-12T08:06:15.988Z 来源:《福光技术》2022年10期作者:王长远李亚文[导读] 我国抗震结构主要包括刚性抗震结构、延性抗震结构、消能减震结构及隔震结构四种结构形式。

河南中核五院研究设计有限公司河南郑州 450000摘要:全国各地常会遇到地震现象,不仅对当地环境及其经济造成影响,还会造成人员伤亡事件,因此,做好隔震减震策略是非常有必要的。

随着时代的发展,各类材料与技术不断创新,为了满足经济及人们居住安全,就要对隔震减震方法进行优化。

通过提升整体水平,降低地震造成的影响,保障人们居住安全性,促进我国经济的稳定提升。

关键词:建筑结构设计;隔震减震;措施1抗震结构类型我国抗震结构主要包括刚性抗震结构、延性抗震结构、消能减震结构及隔震结构四种结构形式。

刚性抗震结构采取“硬抗”思路,通过加强结构强度和刚度提升抗震性能,因此需耗费大量建筑材料。

延性抗震结构采取“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”的设计理念,使得结构在地震作用下保持一定的延性,达到“三水准、两阶段”的设计目标。

减震、隔震结构是通过在主体结构中设置耗能装置或隔震装置,以耗散或隔离输入结构中的地震能量,从而改善结构的抗震性能。

2建筑结构设计中的隔震减震措施2.1完善隔震策略第一,特殊材料的合理使用。

特殊材料的隔震应用可以有效地将地震波削弱,从而让地震所带来的负面影响降到最低。

在传统的建筑设计过程当中许多的建筑材料使用的都是砂子和黏土这两种,这两种材料的应用能够在基础方面加固,从而有效地降低地震所带来的作用力。

从现阶段来看,建筑能够使用的隔震材料在大面积增加,例如弹性隔震砖,并且全新的隔震技术也应运而生,在建筑结构设计进行的过程当中将特殊的技术和特殊的材料进行结合使用在基础层就能够大大降低地震所带来的影响。

基础隔膜的出现能够在地震发生时地震向产生的作用力被削减,从而让上面部分的结构受到较小的地震影响。

强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件

强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件

结构设计中,为了达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防要求,我们需要从多方面对工程设计进行把控,其中“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”是框架部分抗震设计应遵守的重要原则。

考虑到钢筋混凝土框架由于自身特性,它的抗地震倒塌能力与其破坏机制密切相关,故根据上述原则,我们期望当大震作用时框架能够按如下方式发生破坏:1)梁先于柱破坏。

梁的破坏是构件破坏,属于局部性的破坏,而竖向构件的破坏会危及整体结构的安全性,造成结构倒塌,故柱比梁重要,最先保证柱的安全;2)保证构件的抗剪能力应好于抗弯能力。

“剪切破坏”是一种脆性破坏,没有预兆,瞬时发生;“弯曲破坏”是延性破坏,是有所预兆的,工程中我们需要避免发生剪切破坏,在弯曲破坏之前不发生剪切破坏;3)节点的承载力应高于连接的构件,如果节点发生破坏则意味着与之连接的梁柱均失效。

然而,现实中的效果并非如预期设想。

以汶川地震为例,震害现场调查发现:柱剪切破坏严重,梁柱节点区破坏严重;框架柱上下端出现塑性铰,我们几乎没有看到设计规范所要求的强柱弱梁破坏机制的出现,典型震害现场如下图:造成这种问题的因素很多,例如设计计算的缺陷、抗震构造的不合理和理论研究的滞后等,本文将结合规范,分析其计算方法及影响因素,并详细介绍如何体现“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”设计。

规范规定1强柱弱梁的相关规定《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)(以下简称《抗震规范》)第条:一、二、三、四级框架的梁柱节点处,除框架顶层和柱轴压比小于者及框支梁与框支柱的节点外,柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求:一级的框架结构和9度的一级框架可不符合上式要求,但应符合下式要求:当反弯点不在柱的层高范围内时,柱端截面组合的弯矩设计值可乘以上述柱端弯矩增大系数。

同理《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)(以下简称《高规》)、、条、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)(以下简称《混凝土规范》)条。

关于建筑结构抗震设计方法及措施探讨

关于建筑结构抗震设计方法及措施探讨

关于建筑结构抗震设计方法及措施探讨摘要:建筑物的抗震涉及到人类生命财产安全,因此,我们在对建筑物进行结构设计的时候,必须把建筑物的抗震问题放到非常重要的位置,并采取适当的措施,尽量避免地震对建筑物的损坏,为保障人民的生命及财产作出应有贡献。

本文探讨了建筑结构抗震设计方法及措施。

关键词:建筑结构;抗震设计;方法;措施中图分类号:tu973+.31 文献标识码:a 文章编号:所谓的建筑结构的抗震设计就是指通过地震时对建筑结构的破坏,结合建筑结构工程长期实践所积累的经验,总结形成的一种基本的设计方法与设计思想,也是进行建筑与结构整体布置并且确定细部构造措施的一个过程。

地震动理论上来说就是一种随机的振动,它具有人们难以把握的随机性、复杂性与不确定性,要想很精确地预测某建筑物可能遭遇的地震的特性与参数,就目前来说我们还很难有更好的方法。

在建筑结构的抗震设计分析这个方面,由于我们不能够很充分地考虑建筑结构的空间作用、建筑结构的性质、建筑的材料以及外界引起变化等等很多种不同的因素,因此有着一种不确定性的存在。

所以建筑结构的抗震设计不能够全部的取决于计算结果,更应该以建筑结构工程抗震设计的基础理论以及经过长时间建筑工程抗震经验所能够总结出来的建筑工程抗震设计方法为基本出发点,进而更好的提高建筑结构的抗震性能。

一、建筑结构抗震设计方法1、建筑场地(1)应选择对建筑抗震有利的地段,如开阔平坦的坚硬场地土或密实均匀的中硬场地土等地段。

(2)应避开对建筑抗震不利的地段,如软弱场地土,易液化土,条件突出的山嘴,高耸孤立的山丘,非岩质陡坡、采空区、河岸和边坡边缘,场地土在平面分布上的成因、岩性、状态明显不均匀(如故河道、断层破碎带、暗埋的塘滨沟谷及半填半挖地基等)等地段。

当无法避开时,应采取有效的抗震措施。

(3)不应在危险地段造建甲、乙、丙类建筑,对建筑抗震危险地段,一般是指地震的可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等地段,发震断裂带上地震等可能发生地表错位地段。

建筑结构抗震设计:原则与方法

建筑结构抗震设计:原则与方法

建筑结构抗震设计:原则与方法建筑结构抗震设计是确保建筑物在地震中安全的重要环节,通过合理的设计和施工,可以有效提高建筑物的抗震性能,减少地震灾害的损失。

本文将探讨建筑结构抗震设计的基本原则和主要方法。

建筑结构抗震设计的基本原则主要包括安全性、经济性和适用性。

安全性是指建筑物在地震中能够保持结构的整体稳定和局部构件的安全,不发生倒塌和严重破坏,保护人员的生命安全。

经济性是指在确保安全的前提下,通过合理的设计和选材,降低建筑成本,提高经济效益。

适用性是指建筑物在地震中的变形和损坏应控制在合理范围内,保证其功能的正常使用和快速恢复。

在建筑结构抗震设计中,首先要进行地震作用分析。

地震作用分析是确定建筑物在地震中的受力情况和变形特征的基础,通过地震波输入和结构动力分析,确定建筑物的地震反应。

常用的地震作用分析方法包括反应谱法、时程分析法和简化法。

反应谱法是通过地震反应谱确定结构的最大反应,适用于初步设计和小型建筑物;时程分析法是通过输入实际地震波记录进行结构动力分析,适用于重要和复杂建筑物;简化法是通过简化计算确定结构的地震反应,适用于一般建筑物的初步设计。

在建筑结构抗震设计中,结构体系的选择和布置是关键环节。

合理的结构体系和布置可以有效提高建筑物的抗震性能。

常见的抗震结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构和筒体结构等。

框架结构通过梁柱连接形成空间刚架,具有良好的变形能力和抗震性能;剪力墙结构通过设置剪力墙,提供较大的侧向刚度和承载力,适用于高层和超高层建筑;框架-剪力墙结构结合了框架和剪力墙的优点,具有良好的抗震性能和经济性;筒体结构通过设置外筒和内筒,形成高刚度和高强度的整体结构,适用于超高层建筑。

在建筑结构抗震设计中,构件的设计和连接是确保结构整体抗震性能的重要环节。

通过合理设计梁、柱、剪力墙和基础等构件,可以提高结构的整体稳定性和抗震能力。

例如,在梁柱节点设计中,通过采用强节点弱构件的设计原则,确保节点的强度和刚度,提高结构的抗震性能。

建筑结构抗震设计的分析与改进建议

建筑结构抗震设计的分析与改进建议

建筑结构抗震设计的分析与改进建议我国是一个地震多发国家,地震可在极短的时间内摧毁整个城市的建筑,因此增强建筑结构的抗震设计是抗震工作的重点。

文章在对当前建筑结构抗震设计进行分析的基础上,介绍了现有的框架结构抗震设计、砌体结构抗震设计和非结构构件抗震设计的方法和不足。

最后,就建筑结构的抗震设计提出了几点建议和技术改进意见。

标签建筑结构;抗震设计;分析;问题与建议1 引言我国地处太平洋地震带和欧亚地震带之间,也是世界上受地震灾害最严重的国家之一。

据统计,房屋倒塌及引发的次生灾害占地震所造成灾害的95%,因此,建筑物的抗震设防是防御、减轻地震灾害的根本措施。

建筑结构抗震的发展主要有静力法、拟静力法和动力法三个理论阶段。

目前,我国建筑结构抗震设计的理论仍然是在传统抗震思想的基础上建立的,这种适用于新设计建筑结构的抗震方法主要是通过增加结构本身的刚度、强度、延展性来达到抗震设防目的。

2 建筑结构抗震设计分析目前,建筑物抗震设计的研究已经取得了很多研究成果,对于建筑结构的抗震设计,在我国采用的是“三水准设防、两阶段设计”的抗震设防标准[1]。

刚性、柔性、延性、结构控制这四个阶段的设计,是此抗震设计的主要思想。

然而,由于地震是复杂随机且偶然的地壳运动,并且建筑结构极其复杂,因此,抗震计算假定往往与地震的实际情况差距很大。

所以,在建筑物设计时,良好的概念设计是提高建筑结构抗震性能的保障。

在建筑物抗震设计中,结构的协同工作能力与建筑材料的利用率是成正比的,因此在抗震设计时,应充分提高建筑材料利用率的协同工作。

如建筑中使用的梁,在实际使用中,矩形截面受压构件利用率的高低受到材料在梁的中和轴附近利用率高低的影响,同时,梁弯矩的变化也是由梁长度的变化引起的。

对以上情况,在进行结构分析时,采用建筑概念设计的理念,依靠梁截面应变梯度的调整来提高结构的抗震性[2]。

在对建筑物进行抗震设计时,还应使建筑物的每一个构件都处于相互协作的工作状态,从而确保建筑结构体系的共同工作。

钢结构节点抗震设计问题

钢结构节点抗震设计问题

浅析钢结构节点抗震设计的问题【摘要】本文针对高层及多层钢结构节点设计中容易忽略的一些问题进行分析。

【关键词】钢结构;节点设计;抗震1.节点抗震设计的原则在钢结构设计工作中,连接节点的设计是一个重要环节。

为使连接节点具有足够的强度和刚度,设计时应合理地确定连接节点的形式和方法。

目前,节点有非抗震和抗震设计之分,非抗震设计可以按照组合内力来设计节点,抗震设计则不宜这么做,抗震规范上对节点抗震设计有一系列的要求,显然按照组合内力来设计节点是不能满足这些要求的。

以刚性连接的梁拼接节点为例,如将梁翼缘的连接按实际内力进行设计,则有损于梁的连续性,可能使建筑物的实际情况与内力分析模型不相协调,并降低结构延性。

因此,对于要求有抗震设计的结构,其连接节点应按构件截面面积的等强度条件进行设计。

进行设计时,首先应判定所设计的节点有无抗震要求。

对于抗震结构,为了保证其安全,节点的承载力应大于构件的承载力(《钢结构连接节点设计手册》1-3),“强节点、弱构件”的设计理念应是工程师遵循的基本原则。

《建筑抗震设计规范》表5.4.2中规定结构构件的截面抗震验算应满足下式:s≤r/yre。

其中,s为结构构件内力组合的设计值;r为构件承载力设计值;yre为承载力抗震调整系数。

强节点、强连接的重要性由此可见。

钢框架体系梁柱连接节点的基本设计原则是:节点必须能够完全传递被连接板件的内力,在强震作用下节点能够发挥材料的塑性,保证结构在梁内而不是在柱内产生塑性铰,以消耗地震输入的能量。

基于制作简便及经济性等因素,国内钢框架体系的梁柱节点主要采用全焊式或栓焊式连接,其最大承载力应符合下列要求:mu≥1.2mp(《建筑抗震设计规范》8.2.8-1),vu≥1.3(2mp/l)且vu≥0.58hwtwfay(《建筑抗震设计规范》8.2.8-2)。

公式中mu,mp,vu的计算见图1。

mp=[bftf(h-tf)+twh2/4]fy,mu=bftf(h-tf)fu。

建筑钢结构工程技术 抗震的一般要求

建筑钢结构工程技术 抗震的一般要求
建筑钢结构工程技术 抗震的一 般要求
抗震一般要求
抗震概念设计的目的在于在整体上把握抗震设计的主要原则,弥补由于地震 作用及结构地震反应的复杂性而造成结构计算不准确的不足。抗震概念设计 一般要求有以下几个方面: (1) 优先采用延性好的结构方案
多层框架钢结构可采用延性较好的全刚接框架及部分刚接框架,不允许采用 全铰接框架及全铰接框架加支撑的结构形式。当采用部分刚接框架时,结构外 围周边框架应采用刚接
要求节点的极限承载力大 于构件相应节点处的极限承载 力,即保证节点不先于构件破 坏。
强柱弱梁
强柱弱梁型框架屈服时比 强梁弱柱型框架屈服时有更多 产生塑性变形而耗能的构件, 而且在同样结构顶点位移情况 下,强柱弱梁型框架最大层间 位移比强梁弱柱型框架小。
抗震一般要求
抗震一般要求
(2) 要求有多道结构防线 对于钢框架—支撑结构,钢支撑部分的刚度大,可能承担整体结构绝大部分 地震作用力。但钢支撑延性较差,因此要求钢框架的承载能力不能太小。
将钢框架部分按抗震计算得到的地震力乘以调整系数,达到不小于结构底部 总地震剪力的25%和框架部分地震剪力最大值的18倍二者中的较小值,从而 发挥钢框架部分延性好的作用,承担起第二道抗震防线的责任。
(3)
加强型节点
强节点弱构件
削弱型节点
抗震一般要求
(5) 设置偏心支撑
偏心支撑框架的设计思想是在罕遇地震作用下通过特定耗能梁段的屈服削减 地震能量,从而达到保护其他结构构件不至破坏的目的,其设计原则是强柱、 强支撑与弱耗能梁段。
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钢结构抗震构造措施包括哪些

钢结构抗震构造措施包括哪些

钢结构抗震构造措施包括哪些在建筑工程中,抗震设计是一个非常重要的环节,特别是对于那些处于地震频发地区的建筑来说,钢结构作为一种常用的结构形式,在抗震设计中起着重要作用。

钢结构抗震构造措施主要包括以下几个方面:1. 结构材料的选择钢结构在抗震设计中的一个基本原则就是材料的选择。

合适的钢材质量对于结构的抗震性能至关重要。

通常采用的是Q235、Q345等高强度钢材,以保证结构在地震作用下具有足够的抗震性能。

2. 结构的承载系统设计在钢结构的抗震设计中,承载系统的设计是至关重要的一环。

常见的承载系统包括桁架结构、框架结构、管柱结构等,这些结构的设计需要考虑地震力的作用,以保证结构在地震作用下具有足够的承载能力和变形能力。

3. 连接节点的设计连接节点是钢结构中最脆弱的部分,也是最易发生破坏的地方。

在抗震设计中,需要对连接节点进行合理的设计,采用适当的连接方式和材料,以保证连接节点具有足够的抗震性能,避免在地震作用下发生破坏。

4. 节点加强措施对于一些重要的节点,可以采取加强措施,以增加其抗震性能。

比如在节点处设置加强筋、加厚钢板等,以提高节点在地震作用下的承载能力。

5. 抗震支撑系统设计在钢结构建筑中,通常需要设计抗震支撑系统,用于提高整体结构的抗震性能。

抗震支撑系统的设计需要考虑结构的整体稳定性和刚度,以保证其在地震作用下有良好的抗震性能。

结语钢结构抗震构造措施主要包括结构材料选择、承载系统设计、连接节点设计、节点加强措施和抗震支撑系统设计等方面。

通过合理的抗震设计和措施,可以提高钢结构建筑在地震作用下的安全性和稳定性,保障建筑物及其中的人员财产安全。

建筑钢结构强节点弱构件抗震设计的方法

建筑钢结构强节点弱构件抗震设计的方法

建筑钢结构强节点弱构件抗震设计的方法所谓强节点弱构件设计原则,是指在钢结构中,将构件分为强度较高的节点和强度较低的构件,通过强节点的受力传递和弱构件的屈曲变形来保证整个结构的稳定性和韧性。

在强节点的设计上,需要考虑以下几个方面:1.设计合理的节点连接。

节点连接的设计应充分考虑结构受力的传递,确保节点能够承受地震力的作用,并且能够保持结构的整体稳定性。

2.节点连接的刚度要满足要求。

节点连接的刚度应该足够高,能够保证节点在地震作用下具有足够的刚度和抗震能力。

节点连接的设计中,可以采用适当的刚性连结方式,如焊接连接或螺栓连接等。

3.节点连接的材料和强度要求。

节点连接的材料应选择强度较高的材料,并进行充分的强度计算和检验,以确保节点连接的强度满足要求。

在弱构件的设计上1.弱构件的选择。

在钢结构中,弱构件一般是指柱、墙等结构构件,这些构件的抗震性能相对较差。

在设计中,需要选择合适的弱构件,采用适当的材料和尺寸,确保其承受地震力时能够进行适当的屈曲变形,发挥其能量耗散和减震的作用。

2.弱构件的布局和增强。

在结构设计中,应合理布置弱构件的位置和数量,确保结构在地震作用下能有足够的屈曲变形和能量耗散能力。

此外,在设计中还可以采取一些增强措施,如增加弱构件的截面尺寸、加强构件连接等,提高弱构件的抗震性能。

3.弱构件与强节点的连接。

弱构件与强节点之间的连接在设计中需要特别关注,连接的刚性和强度应满足要求,以确保节点与弱构件之间的受力传递和变形协调。

通过采用强节点弱构件的设计原则,可以使钢结构在地震发生时能够充分利用强节点的刚度和强度,保持结构整体的稳定性,同时通过弱构件的屈曲变形来吸收地震能量,保证结构的韧性和抗震性能。

在具体设计中需要根据实际情况进行力学计算和验证,并结合相关规范的要求进行设计和施工。

在设计中如何体现“强柱弱梁”“强减弱玩”“强节点弱构件”

在设计中如何体现“强柱弱梁”“强减弱玩”“强节点弱构件”

在设计中如何体现“强柱弱梁、强剪弱弯”的原则?如何进行节点设计?“强柱弱梁,强剪弱弯”是一个从结构抗震设计角度提出的一个结构概念。

就是柱子不先于梁破坏,因为梁破坏属于构件破坏,是局部性的,柱子破坏将危及整个结构的安全---可能会整体倒塌,后果严重!所以我们要保证柱子更“相对”安全,故要“强柱弱梁节点处梁端实际受弯承载力和柱端实际受弯承载力之间满足下列不等式:是在不同程度减缓柱端的屈服,一般采用增大柱端弯矩设计值的方法,将承载力的不等式转为内力设计值的关系式,采用不同增大系数,使不同抗震等级的框架柱端弯矩设计值有不同程度的差异,对一级框架结构和9度,除采用增大系数的方法外,还采用梁端实配钢筋面积和材料强度标准值计算的抗震受弯承载力所对应的弯矩值方法。

2001规范比89规范适当提高了强柱弱梁的弯矩增大系数nc,9度时及一级框架结构考虑框架梁的实际受弯承载力,并乘m增大系数1.2,主要考虑部分楼板钢筋的作用。

框架的梁柱节点处除框架顶层和柱轴压比小于0.15者外,柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求:9度和一级框架结构,尚应符合:式中:——节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的变矩设计值之和,上下柱端的弯矩设计值,可按弹性分析分配;——节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和,节点左右梁端均为负值时,绝对值较小的弯矩取零;——节点左右截面反时针或顺时针方向按实配钢筋(考虑受压钢筋)正截面抗震受弯承载力,所对应的弯矩值之和,可根据实际配筋面积和材料强度标准值确定。

上式中:b——梁截面宽度;h0——梁截面有效高度;——受压区纵向钢筋合力点至受压区边缘的距离;x ——受压区高度;fck——混凝土轴心抗压强度标准值;fyk——钢筋抗拉强度标准值;As——受拉钢筋截面面积;——受压钢筋截面面积;RE——承载力抗震调整系数;λb——相对界限受压区高度;ξEs——钢筋弹性模量。

当框架点不在楼层内时,说明浇若干层的框架梁相对较弱,为避免在竖向荷载和地震共同作用下变形集中,压屈失稳,柱端截面组合的弯矩设计值可乘以上述柱端弯矩增大系数。

强柱弱梁、强剪弱弯、强节点调整后的截面内力

强柱弱梁、强剪弱弯、强节点调整后的截面内力

结构在各种荷载作用下的内力经内力组合后,还要根据规范对其进行调整。

调整主要体现在抗震等级为一、二级的结构构件,规范还有特殊规定需要调整的构件。

内力调整主要遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点”的思想,以保证结构安全。

TBSA、TAT或SATW A的做法,是将构件在不同位置、不同情况下所具有的差别数值化,如TAT,它将这种差别叫“设计内力调整系数”。

TA T或SATW A软件采用的设计内力调整系数如下:1、一级抗震:框架柱Ucm=1.331 Ucv=1.464 Ucn=1.0底层框架柱Ucm=1.997 Ucv=2.196 Ucn=1.0底层加强区剪力墙Uwm=1.000 Uwv=1.331 Uwm=1.0连梁、框架梁无Ubv=1.271 无2、二级抗震:框架柱Ucm=1.100 Ucv=1.210 Ucn=1.0底层框架柱Ucm=1.250 Ucv=1.375 Ucn=1.0底层加强区剪力墙Uwm=1.000 Uwv=1.100 Uwm=1.0连梁、框架梁无Ubv=1.050 无3、三级抗震及四级抗震:其调整系数均为1.0以上调整系数的符号说明:Ucm-柱端弯矩调整系数Ucv-柱端剪力调整系数Ucn-柱端轴力调整系数Uwm-墙端弯矩调整系数Uwv-墙端剪力调整系数Uwn-墙端轴力调整系数Ubv-梁端剪力调整系数4、框支柱:设计剪力不小于基底剪力的2%(Vc≥2%Q0);地震力产生的轴力放大1.2;设计弯矩放大1.5,即Ucm=1.5(不分抗震等级)。

5、角柱混凝土角柱:Ucm=1.3;Ucv=1.3钢角柱、钢管角柱和劲性角柱:仅将地震力产生的内力放大1.3倍。

(一、二级框架底层柱下端截面的弯矩设计值,系数改为1.5,高规5.2.8条,上述一级和二级调整系数表内已有体现)一级抗震设计内力调整系数的来历是:柱端弯矩放大系数UcmUcm=1.1x1.1x1.1=1.331由高规第5.2.6条:一级框架梁柱节点处,柱端弯矩应符号下列要求:∑Mc ≥1.1∑MbuE (5.2.6-1)〖强柱弱梁原则〗而MbuE=fyk·As·(hb0-as')/γRE (规范5.2.26条)Ucm中的三个1.1就是:(5.2.6-1)中的第一个1.1;MbuE公式中fyk≈1.1fy提供的第二个1.1;MbuE公式中的As提供第三个1.1,因规范要求的截面抗震设计是验算设计,软件认为实际配筋大约为计算配筋的1.1倍。

强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的概念

强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的概念

如何理解“强柱弱梁”?1,“强柱弱梁”的本质指梁柱节点处,柱端实际受弯承载力大于梁端实际受弯承载力。

2,为什么要保证“强柱弱梁”?因为框架结构的变形能力与其破坏机制有很大的关系。

研究表明:梁先屈服,即梁端先出现塑性铰,可使整个框架结构产生较大的内力重分布,从而增强结构的耗能能力和极限层间位移,抗震性能较好。

若柱先屈服,则可能使整个结构变成几何可变体系,造成结构倒塌。

3,怎样保证“强柱弱梁”?一般采用增大柱端弯矩设计值的方法(框架抗震等级为一、二、三级时,柱端弯矩增大系数分别取1.4、1.2、1.1),PKPM程序自动考虑这一规定。

4,哪些因素导致无法准确实现“强柱弱梁”?①结构内力分析时考虑了楼板的约束作用(梁截面为T形,PKPM中以边梁和中梁的刚度放大系数来考虑),但梁的承载力设计时仍以矩形截面来配筋,并没有考虑楼板的约束作用,低估了梁的承载能力。

实际应该这样处理:按T形截面进行的内力分析,就应根据所得的承载力按T形截面进行配筋;或者将按T形截面进行内力分析后所得的承载力除以梁刚度放大系数,然后按矩形截面进行配筋。

②梁端配筋采用的是柱中线处的内力,而实际上应该采用柱边的内力,而柱中线处的内力比柱边的内力大约20%,实际上增加了梁端的配筋。

③由于设计习惯和钢筋需要归并等原因造成梁配筋的增大。

如何理解“强剪弱弯”?1,“强剪弱弯”的本质指梁、柱和剪力墙底部的斜截面实际受剪承载力大于实际受弯承载力。

2,为什么要保证“强剪弱弯”?因为弯曲破坏是延性破坏,有一定的征兆,如裂缝、挠度等;而剪切破坏是脆性破坏,没有任何预兆突然破坏。

所以要保证构件在发生弯曲破坏前不产生剪切破坏。

3,怎样保证“强剪弱弯”?一般采用增大梁端、柱和剪力墙剪力增大系数的方法(框架抗震等级为一、二、三级时,梁端剪力增大系数分别为1.3、1.2、1.1;柱剪力增大系数分别为1.4、1.2、1.1;剪力墙抗震等级为一、二、三级时,剪力墙剪力增大系数分别为1.6、1.4、1.2)。

如何理解“强柱弱梁,强剪弱弯,强节点”

如何理解“强柱弱梁,强剪弱弯,强节点”

1强柱弱梁1.1“强柱弱梁"得本质指梁柱节点处,柱端实际受弯承载力大于梁端实际受弯承载力。

1。

2为什么要保证“强柱弱梁”?因为框架结构得变形能力与其破坏机制有很大得关系。

研究表明:梁先屈服,即梁端先出现塑性铰,可使整个框架结构产生较大得内力重分布,从而增强结构得耗能能力与极限层间位移,抗震性能较好、若柱先屈服,则可能使整个结构变成几何可变体系,造成结构倒塌、1。

3怎样保证“强柱弱梁”?一般采用增大柱端弯矩设计值得方法(框架抗震等级为一、二、三级时,柱端弯矩增大系数分别取1、4、1.2、1、1),PKPM程序自动考虑这一规定。

1。

4哪些因素导致无法准确实现“强柱弱梁”?①结构内力分析时考虑了楼板得约束作用(梁截面为T形,PKPM中以边梁与中梁得刚度放大系数来考虑),但梁得承载力设计时仍以矩形截面来配筋,并没有考虑楼板得约束作用,低估了梁得承载能力。

实际应该这样处理:按T形截面进行得内力分析,就应根据所得得承载力按T形截面进行配筋;或者将按T形截面进行内力分析后所得得承载力除以梁刚度放大系数,然后按矩形截面进行配筋。

②梁端配筋采用得就是柱中线处得内力,而实际上应该采用柱边得内力,而柱中线处得内力比柱边得内力大约20%,实际上增加了梁端得配筋。

③由于设计习惯与钢筋需要归并等原因造成梁配筋得增大、2强剪弱弯2。

1“强剪弱弯”得本质指梁、柱与剪力墙底部得斜截面实际受剪承载力大于实际受弯承载力、2.2为什么要保证“强剪弱弯”?因为弯曲破坏就是延性破坏,有一定得征兆,如裂缝、挠度等;而剪切破坏就是脆性破坏,没有任何预兆突然破坏。

所以要保证构件在发生弯曲破坏前不产生剪切破坏。

2。

3怎样保证“强剪弱弯"?一般采用增大梁端、柱与剪力墙剪力增大系数得方法(框架抗震等级为一、二、三级时,梁端剪力增大系数分别为1.3、1。

2、1、1;柱剪力增大系数分别为1、4、1。

2、1.1;剪力墙抗震等级为一、二、三级时,剪力墙剪力增大系数分别为1、6、1.4、1、2)。

强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件

强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件

强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件结构设计中,为了达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防要求,我们需要从多方面对工程设计进行把控,其中“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”是框架部分抗震设计应遵守的重要原则。

考虑到钢筋混凝土框架由于自身特性,它的抗地震倒塌能力与其破坏机制密切相关,故根据上述原则,我们期望当大震作用时框架能够按如下方式发生破坏:1)梁先于柱破坏。

梁的破坏是构件破坏,属于局部性的破坏,而竖向构件的破坏会危及整体结构的安全性,造成结构倒塌,故柱比梁重要,最先保证柱的安全;2)保证构件的抗剪能力应好于抗弯能力。

“剪切破坏”是一种脆性破坏,没有预兆,瞬时发生;“弯曲破坏”是延性破坏,是有所预兆的,工程中我们需要避免发生剪切破坏,在弯曲破坏之前不发生剪切破坏;3)节点的承载力应高于连接的构件,如果节点发生破坏则意味着与之连接的梁柱均失效。

然而,现实中的效果并非如预期设想。

以汶川地震为例,震害现场调查发现:柱剪切破坏严重,梁柱节点区破坏严重;框架柱上下端出现塑性铰,我们几乎没有看到设计规范所要求的强柱弱梁破坏机制的出现,典型震害现场如下图:造成这种问题的因素很多,例如设计计算的缺陷、抗震构造的不合理和理论研究的滞后等,本文将结合规范,分析其计算方法及影响因素,并详细介绍如何体现“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”设计。

规范规定1强柱弱梁的相关规定《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)(以下简称《抗震规范》)第6.2.2条:一、二、三、四级框架的梁柱节点处,除框架顶层和柱轴压比小于0.15者及框支梁与框支柱的节点外,柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求:一级的框架结构和9度的一级框架可不符合上式要求,但应符合下式要求:当反弯点不在柱的层高范围内时,柱端截面组合的弯矩设计值可乘以上述柱端弯矩增大系数。

同理《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)(以下简称《高规》)6.2.1、6.2.2、10.2.11条、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)(以下简称《混凝土规范》)11.4.1条。

框架结构的抗震减震方法浅析

框架结构的抗震减震方法浅析

框架结构的抗震减震方法浅析由于建筑功能的要求,使得现代结构复杂,布置越来越不规则,对结构抗震要求越来越高。

框架结构在多层和中高层建筑中应用非常广泛,为避免地震时给人类带来大的灾难,要求结构设计人员能正确运用框架结构抗震减震概念设计,克服框架结构的弊端,运用科学有效的手段,确保建筑结构安全,从而实现建筑使用功能。

一、框架结构抗震减震设计的一般原则1、强柱弱梁。

强柱弱梁是为了防止在强烈地震作用下倒塌,提高结构的变形能力。

由于地震作用的复杂性以及构件之间的相互影响,难以通过精确的计算实现强柱弱梁。

规范要求,采用增大柱端弯矩设计值,即提高柱端的弯矩增大系数的方法来实现强柱弱梁。

人为增大柱子相对于梁的抗弯能力,诱导在梁端出现塑性铰,从而达到强柱弱梁的要求。

实现强柱弱梁不仅在于内力调整,更在于按调整后的设计内力来配筋,使构件的实际承载力与设计内力相近。

当建筑许可时,尽可能将柱的截面尺寸做得大些,使柱的线刚度与梁的线刚度的比值尽可能大于1,并控制柱的轴压比满足规范要求,以增加延性。

梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高,并应考虑板内负筋影响,考虑双筋作用,以免在罕遇地震中进入屈服阶段不能形成塑性铰或塑性铰转移到柱上。

注意不可随意超配筋,超配筋要整体保持一定比例。

注意节点构造,让塑性铰向梁跨内移。

2、强节点弱构件。

这是为了提高结构整体性。

各构件之间的连接,必须可靠,符合下列要求:构件节点(主要是梁柱节点)的承载力不应低于其连接构件的承载力,当构件屈服、刚度退化时,节点应保持承载力和刚度不变。

予埋件的锚固承载力不应低于连接件的承载力,装配式的连接应保证结构的整体性,各抗侧力构件必须有可靠的措施以确保空间协同工作。

强节点弱构件是通过增大节点核心区的组合剪力设计值进行计算。

一、二、三级抗震减震等级的框架进行节点核心区抗震减震受剪承载力计算;四级抗震减震等级的框架节点核心区可不进行计算,但应符合抗震减震构造措施的要求。

3、强剪弱弯。

建筑结构工程抗震设计的作用及措施

建筑结构工程抗震设计的作用及措施

建筑结构工程抗震设计的作用及措施摘要:在现代社会环境经济建设的大时代背景下,我国建筑业实现了较高的发展速度,许多标志性建筑在这里应运而生。

随着现阶段人民生活质量的提高,实际建设需求也发生了较大变化。

不过,因为极端天气时常会发生,人们越来越重视建筑物的整体安全,特别是地震,其对建筑结构的强度和可靠性提出了更高的挑战,这就需要更加重视建筑的抗震性能。

本着“小震不坏,中震可修,大震不倒”的建筑抗震设计三水准的设防原则,本文讨论了建筑结构工程中抗震设计的内容,以供参考。

关键词:建筑;结构设计;抗震设计引言随着时间的推移,地震等自然灾害一直在发生,现代人越发注重建筑结构的可靠性,特别是在强震地区,对建筑结构的抗震设计给予了极大的重视,在一定程度上可以更好地保障人们的生命、财产安全。

众所周知,地震是一种严重的自然灾害。

在设计方法上,抗震结构体系可以很好地降低地震灾害;在材料上,可优先选择特定的建筑材料,比如:钢骨混凝土,特别是高层建筑,钢骨混凝土不仅缩小柱子的截面尺寸,还可以大大改善建筑物的抗震性能。

尽管中国的一些地区并非位于地震带,但现实中依旧可能会遇到一些地震活动。

因此,使用抗震结构体系和特定的建筑材料可以更好地保障整个建筑物的强度,更好地保障人们的生活及其生命、财产安全。

1.建筑结构抗震设计的作用由于地震是不可预知的自然灾害,而其影响又十分严重,因此我们设计时必须从提高建筑结构的整体抗震能力,加强其抗震设计入手。

比如,在设计过程中,在不同结构单元之间进行有效的加固或连接,并铺设多条防震带,以避免或减少地震发生后对建筑物本身的破坏。

其次,正确处理不同材料间的配比有助于形成多路防线,提高整栋建筑物的抗震性能。

只有建筑结构具有高稳定性、刚度和延性等特点才能真正体现建筑结构的抗震性能,保证其可靠性。

2.建筑结构设计中抗震设计所存在的问题2.1规则性不足建筑结构的抗震设计必须遵循规律性原则。

建筑构件的常规布置原则可以减少地震造成的损坏。

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表 示梁 腹 板 高度 、厚 度 及钢 材屈 服 强 度 。 在 进 行 抗 剪 验算 过 程 中 ,需 将 系 数 1 . 2 改 为1 . 3,以 此近 似 估
短 了 施 工 工期 。然 而 ,在 实际 项 目抗 震设 计 过 程 中依 然 具有 某 些 缺 陷 。 因此 需 要 持 续提 升 节 点 的 稳 定 性 ,降 低 构 件 的 负荷 量 ,
承 载 力 必须 满足 以下公 式 要 求 :
Mc
1 . 1 n ^ f 口 ( 4 )
+ ( 5)
2 , 2 q
其 中 .M。 表 示 梁 柱 连 接 的 抗 弯 承 载 力 ,受 翼 缘 连 接 影 响
杂 ,常 常 由多 个 结构 简 单 的 构 造体 组 合 而 成 .而 每强 结 点 弱构 件 高 层 建 筑结 构 设 计 过 程 中 增 加抗 震 效 果 的 一项 基 本 准 则 ,主要 是 指 结 构 设计 过 程 中要 保 障 结 点 的承 载 力 强 于构
件 的承 载 力 。 对 于整 个 项 目建 筑来 说 ,其 钢 结 构组 成 部 分 比 较 复
( 6 )
其 中 .N 表 示极 限强 度最 小 的 支撑 在 连 接 过 程 中所 能 承 受
2 强 节 点 弱 构 件 设 计 方 法
2 . 1梁 柱 刚性连 接设 计
( 1 )结 合 高 层 民用 建 筑 钢 结 构 技 术 规 程 J GJ 9 9 — 9 8 ( 以下 简称 “ 高规 ” ) 及建 筑 抗 震 设 计规 范GB 5 0 0 1 1 — 2 0 0 1( 以下 简 称
的屈 服 强 度 。
( 2)结 合通 则 规 定 ,支 撑与 框架 连 接 处 的承载 力 必 须满 足 以
下公 式 要 求 :
Ⅳ c> >1 . 1 q A , l 《 7 )
其 中 .N 表 示连 接 沿 支 撑 轴线 方 向 的承 载 力 :A 表 示 支 撑 净
截面 的 面积 ,f v 表示 支 撑钢 材 的屈 服 强度 , n表示 超强 系数 表示 超
1 . 1

I l
抗震类别c
抗震类别D 抗震类别E
1 . 2
1 . 3 1 . 4
其 中 .M 表示 极 限 强 度最 小 的结 点 在连 接 过 程 中所 能 承 受 的 最 大 受 弯 承 载 力 .受翼 缘 连 接 影 响 ;V 表 示 极 限 强度 最 小 的结 点 在 连 接 过 程 中所 能 承 受 的最 大 受 剪承 载 力 .受 腹板 连 接 影 响 ;M。
强 系数 , 取 值见 表 1 。
1 . 3 ( 2
O . 5 8h wt w
( 2 )
( 3)
表 1超 强系 数的取值
材料类 型 钢板 焊接组 合截 面 n 取 值 1 . 1
依 照规 范 ,极 限 受弯 、受剪 承载 力 还 需要 满足 下 式


抗震类别A、B
规 范 ” )的 相 关 规 定 梁 柱 刚 性 结 点连 接 过 程 中 极 限 受弯 、 受 剪承 载 力必 须满 足 以 下公 式要 求 :
1 . 2^ f ( 1 )
的最 大 受 弯 承 载 力 :A 表 示 支 撑 净 截 面 的 面 积 :f 表示 支撑 钢 材
发 生 时 ,建 筑物 可 以少 受 或 不 受地 震的 影 响 ,即提 升 建 筑 物 的抗 震 能 力 .需 要从 结 构 受力 角 度 对 整个 复 杂 的 钢 结构 体 进 行 分 析研 究 , 以及 设 计 、控 制结 点 承 载 力 度 ,确 保 每 个 结 点 的承 载 强 度 和
建 筑 钢 结 构 强 节 点 弱构 件 抗 震 设 计 的 方 法
口 福建省集泰建筑设计有 限公 司 梁怡
■啊
强节点弱构件抗震设计方法的优点在于可大大增强结构的 抗震能力,以及对节点进行全面的对比研究,但是在
实 际 项 目应 用 中该 设 计 方 法 仍 存 在 某 些 不 足 之 处 。 本 文 基 于 强 节 点 弱 构 件 抗 震 原 理 , 对 抗 震 设 计 方 法 开 展 了详 细 的 对 比 分 析 ,选 择 出 最 佳 的 设 计 方 法 。
—垦 匿匝 钢结构; 抗震设计;结构设计;强节点弱构件
随着 现 代 的 高层 建筑 物 越 来 越 多 .钢 结 构 建 筑应 用 也 越 来 越
广泛 。强 节 点弱 构 件 的 引入 大 大增 加 了 建筑 结 构 的施 工 质量 并 缩
表 示 梁 构件 全 塑 性 的 受弯 承 载 力 ,l 表 示梁 净跨 ,h … t、f a y 分 别
以此来 增 强建 筑 结构 的 抗震 效果 。
计 梁端 连 接 处仅 受 楼盖 荷载 设计 值 影 响而 产 生的 剪 力 。
( 2)结 合 建筑 工程 抗 震 性态 设 计通  ̄ J J CE CS1 6 0 : 2 0 0 4 ( 以下
简称 “ 通 则 ” )规定 ,梁 柱 刚 性结 点 连 接 过 程 中 .梁 柱 问 连 接 的
刚 度达 标 ,提 升 整个 设 计 结 构 的 强 度 和稳 定 性 . 以及预 防地 震 的
安全 系 数 。
2 . 2 支撑 与框架 连接 设计
( 1 )结 合高 规 及规 范规 定 支撑 与 框架 连接 处 结 点 的承 载 力
必 须 满足 以下公 式要 求 :
虬b r > )1 . 2 A ’ l
整 体 结 构 中又 起 着 必 不 可 少 的 作 用 。 为 了保 障偶 遏 或 罕见 地 震
n表 示 超 强 系 数 ,取 值 见 表 1 :V 表示梁柱连接的抗剪承载力 ,
受 腹 板 连 接 影 响 ;V 表 示 梁 端 连 接 处 仅 受 楼 盖 荷 载 设 计 值 影 响 而产生的剪力。
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