框架结构抗震性能研究

关键词： 楼梯 框架结构 地震 抗震

框架结构抗震性能研究（通用9篇）

篇1：框架结构抗震性能研究

外廊式单跨框架教学楼加固设计及抗震性能研究

李绍祥

（厦门市建设工程施工图审查所 厦门 361004）

［摘要］外廊式单跨框架教学楼是现有中小学教学楼结构中常见的结构体系，抗震加固时，由于乙类建筑不应采用单跨框架，从施工工期和技术经济角度分析，采用在挑梁端部设柱方式改单跨框架为双跨框架的加固方法，是一种简单有效地加固方法。本文采用静力弹塑性法及按实配钢筋同时考虑楼板T形截面影响的弹塑性动力时程分析法，对该类加固方法进行研究，其研究成果可供中小学教学楼抗震加固设计时参考。

［关键词］单跨框架；加固改造；双跨框架；弹塑性动力时程分析；抗震性能

Strengthening Design and Aseismatic Performance Research of exterior corridor type Single Span Frame School Bulding

Li Shao-xiang Abstract: Exterior corridor type single span framework buildings are very popular structure system in school buildings of middle and primary schools.Because the structure of single span framework should not be used in the building of B-class(important building), from the viewpoint of construction time and convenience of technique, in seismic-proof strengthening, it is a simple and effective method by changing structure to double span framework.In this paper this effective method is researched by elasto-plastic dynamic analysis of structure based on reinforcing bar of actual amount and meanwhile considering influence of the effective width of T-section of floor.Our result can be referenced in design of aseismatic strengthening for the buildings of middle and primary schools.Keywords: single span framework, strengthening and reconstruction, double span framework, elasto-plastic dynamic analysis of structure, aseismatic performance

篇2：框架结构抗震性能研究

摘要：砌体结构作为我国传统建筑形式，在各类建筑中占有十分重要的地位。但由于材料明显的脆性性质，相比于钢筋混凝土结构或钢结构建筑,砌体结构的抗震能力较差。本文对砌体结构抗震构造措施和目前存在的问题进行了分析阐述。

关键词：砌体结构、抗震措施、抗震性能研究

Abstact: As a traditional structure,masonry structure plays an important role.Its seismic capacity is much poorer than reinforced concrete or steel structure due to the material brittleness.the masonry structure seismic structural measures and the existing problems are analyzed in this paper。Keywords：masonry structure；earthquake-resisting；Seismic resistance research引言

砌体结构是一种传统的墙体材料，在我国的广大中西部县域城镇中仍占有85%以上的比例。近些年来，随着建筑业的蓬勃发展，新型墙体材料也不断涌现，如混凝土小型空心砌块就是其中的一种。另外，结合就地取材的原则生产的各种地方性砌体材料，如蒸压类和烧结类的非粘土多孔砖及实心砖。这都为砌体结构的应用扩大了领域和范围。[1]

现代砌体结构已与传统的砖砌体有许多区别。按照砌体中的配筋率大小可将其分为无筋砌体、约束砌体和配筋砌体三类，它们的界限定义为：仅有少量的拉结钢筋，含筋量在0.07%以下时，可称为无筋砌体；约束砌体适用于地震设防地区的砌体结构，如在墙段边缘设置边缘构件（钢筋混凝土构造柱），同时，墙段上下设置有圈梁，此类砌体的特点是砌体周边均有钢筋混凝土约束构件，砌体的配筋量为0.10%~0.2%左右；配筋砌体适用于10层以上的中高层建筑，如配筋混凝土空心小砌块，其实质是一种砌筑成型的剪力墙结构，其配筋率也接近于现浇钢筋混凝土剪力墙结构，即在0.25%左右。[2]

1966 年的邢台地震和1976 年的唐山地震等数十次破坏性大地震，以及2008年的汶川地震等，几乎无一例外地表明无筋砌体结构不能经受大地震的考验。尽管砌体结构的抗震性能是如此之差，然而，在城镇建设中，由于人口集中，土地有限，规范限制了一些传统材料的砌体结构高度，但又不可能把砌体结构限制过严，而是要适应发展的需要，在研究和总结震害的基础上，改进砌体结构的抗震性能，严格要求了小砌块的建造层数和高度，满足业主的需要。新修订的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）就适应了这种要求，提供了建造较高层数的砌体结构的安全性和适用性。同时相对于现浇钢筋混凝土剪力墙结构而言，其较低的工程造价也是显而易见的。砌体结构材料的特点

砌体材料作为一种地方性材料，具有取材容易、加工简单、砌筑工艺易于掌握，因而被广泛采用。并且经过长时间的改进和发展，形成了具有各地特色的传统制作方式和砌筑方法，是一种生命力极强、应用最广泛的建筑材料。砌体材料在我国大体可分为粘土类制品、蒸压类制品、混凝土类制品和以各类工业废料制成的墙体材料等。

当前各地除沿用传统材料粘土制品以外，也相继制成以页岩、煤矸石和粉煤灰为主要原料的烧结砖；以白灰砂、粉煤灰为主要原料的蒸压砖；以及以细石砼（或轻质骨料）为材料的砼小型空心砌块等墙体材料。大部分地区有逐步替代粘土制品的趋势。

新型墙体材料中，用页岩或煤矸石或粉煤灰为原材料，或按一定比例混合使用的经烧结而成的实心砖、多孔砖，较好地利用工业废料为原料，制成墙体材料。它们具有类似于烧结粘土砖的性质，亦具有新的原材料的特点。

新型烧结砖一般抗压强度均较高，普通的煤矸石加页岩混合烧结砖的抗压强度均在MU15 以上，少量的可达MU20以上，多孔砖的孔洞率在25%-30%左右。此类实心砖由于表面比粘土砖更粗糙，抗剪强度亦普遍比粘土砖高；多孔砖由于有孔洞作为键槽，砂浆能起

到销键作用。增大了砌体的抗剪强度，对抗震十分有利。

新型烧结砖还由于经焙烧而成，因此，其砌体的线膨胀系数和收缩率都比较小，与烧

结粘土砖没有什么区别。

另一类是蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖。由于它们的原材料不同，特别是制作养护过程的差异，导致蒸压砖特有的性质。

蒸压灰砂砖以石灰和砂为原材料，蒸压粉煤灰砖以电厂工业废料粉煤灰为原材料。经

过机械压制成型，高压蒸汽养护而成砌体材料。由于它的制作过程和生产工艺，决定了这类

砖具有收缩率较大、表面比较光滑、抗压强度较高而抗剪强度较低的特点。

因此，反映在设计应用过程中出现一些问题。比如由于收缩率大，线膨胀系数亦大，这类砌体墙受材料收缩以及温度影响较大，墙体容易出现裂缝和变形。又比如由于砖表面比

较光滑，磨擦系数小，与砂浆的粘结性能就差。因此，其抗剪强度偏低，不利于抗震。砌体结构抗震设计的重要性

砌体是一种脆性材料,传统的砌体结构是采用粘土实心砖和混合砂浆砌筑,通过内外砖墙的咬砌达到具有一定整体连接的目的。目前的砖砌体房屋除上述方式外,大多采用了预制钢

筋混凝土楼板、装配式楼屋盖、且过梁等其它构件多数为预制装配。因此整个砌体结构,由

于其组成的基本材料和连接方式,决定了它的脆性性质,从而使其在遭遇强烈地震时破坏较重,抗震性能很差。我国在地理位置上处于世界两大地震带之间,是世界大陆内的一个最宽广的浅源强震活动地区,是多地震国家。基本烈度为7度和7度以上的地区的面积达312万平方

公里,约占全国国土面积的325%。基本烈度为6 度和6 度以上地区面积达576 万平方公

里, 约占全国国土面积的60%。我国是世界上遭受地震灾害最严重的国家之一。世界地震史

上死亡人数最多一次为1556 年我国陕西华县的8级地震, 死亡约83 万人。近代地震史上

死亡人数最多的一次地震也发生在我国, 即1976年唐山的7.8 级地震, 死亡24万多人, 重

伤16.4万人,倒塌房屋322万间, 直接经济损失达100亿元。

地震所以能造成如此重大损失,主要原因是建筑物缺乏必要的抗震设防。所谓抗震设防

是指对房屋进行抗震设计包括地震作用、抗震承载力计算和采取抗震构造措施来达到抗震的目的。建筑物抗震设防就要保障人民生命财产的安全,所采取的措施应与国民经济相适应,如

果要求建筑物在强烈地震后仍完好无损,势必增加造价,在技术上也有一定困难。相反,设防标

准过低,将会危及人们的生命财产。基于国际趋势, 结合我国的具体情况, 提出一个适当的设

防目标是很必要的。我国《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)以下简称《规范》提出了“三

水准”的抗震设防目标: 小震不破坏, 可正常使用;设计烈度地震可修复使用;遭遇大震时

不倒塌。砌体结构现存问题

近年来,由于城市用地紧张、资金紧张等问题,设计的砖混房屋往往在总高度和层数上超

限;片面追求直接采光和通风,导致加大面宽、减少进深等作法,往往使房屋高宽比超限。这些

都造成了极为不利的体型, 致使房屋的抗震性能大为降低, 此类现象应引起广泛重视。

随着建筑业的发展, 临街有底层为钢筋混凝土框架的大空间商店,上部为小空间砖房或

砌块建筑的房屋大量建设。这种房屋存在着明显的弊病:(一)往往形成梁上砌墙的布置,使

抗震横墙在最不利的底层被切断。且底层框架一般为大空间的公共建筑, 由于使用功能上的需要, 在客观上给纵横抗震墙的布置带来了不少困难。(二)底层大部分用于商业目的,门窗

开洞要求都很大,因而有的采用了前排为钢筋混凝土柱后为砖混的结构, 此结构目前无明确

定义且前后两种材料刚度差异悬殊,对高烈度地区的抗震极为不利。(三)未作计算凭习惯错

误地认为,底层框架的侧向刚度一定比砖房好,纵向框架侧向刚度一定比横向好,而实际上并

非如此。(四)上面为几层砌体、开间小、横墙多、不仅重量大, 侧移刚度也大,而底层框架

侧移刚度比上层小得多。刚度的急剧变化使得在结构刚柔交接处,应力高度集中,在柱端产生

塑性铰,并使房屋的变形集中发生在相对薄弱的底层。这种比较薄弱的底层或中间层,可称之为“软层”。这种“软层”在抗震设计中应引起高度的注意。抗震措施

（1）设置构造柱

构造柱是一种约束砌体的边缘构件,它不单独承受垂直荷载，在墙体受水平地震作用的初期,构造柱的应力很小,刚度也不大,但当墙体开裂后,柱内应力逐步增大,直到裂缝贯通墙体, 构造柱才明显受力直到钢筋屈服。此时的墙体虽已破碎但由于构造柱的约束作用使得墙体不至于倒塌, 从而达到“裂而不倒”的目的。构造柱的设置较大幅度地增强了墙体的变形能力, 使房屋取得了较大的延性,从而减小了突然发生倒塌的可能性。当然,构造柱的截面尺寸与配筋率也不宜过大,否则,大量的构造柱将会吸收大多数地震作用力,使得构造柱先于墙体破坏, 这就起不到约束墙体的作用了,反而使结构抵抗地震作用的能力降低了。

（2）设置圈梁

构造柱作为一种竖向构件,一股沿墙高而截面尺寸不变,配筋也少有变化。因此,在各楼层柱高处设置圈梁作为锚固点,使得构造柱和圈梁产生拉结,形成对上下和左右墙体的约束作用, 从而限制墙体裂缝的发展,并减小裂缝与水平面的夹角,保证墙体的整体性和变形能力,提高墙体的抗剪能力。除此以外,圈梁作为一种重要的构造措施,它还加强了内外墙之间、楼板与墙体之间的连接, 提高了结构的整体性, 并减轻地震时地表裂缝对房屋的影响, 特别是檐口圈粱和地圈梁具有提高房屋竖向刚度的能力和抵御地基不均匀沉陷的能力。

（3）验算墙柱高厚比

砌体结构房屋中的墙体是受压构件, 除了满足承载力要求外,还必须保证它的稳定性。墙柱高厚比是指砌体墙、柱的计算高度和墙厚或边长的比值。《规范》中规定,墙柱高厚比不能大于允许高厚比。只有满足这个要求,才可以保证砌体结构存施工阶段和使用阶段的稳定性。结合以往的工程经验,综合考虑包括砂浆强度等级、砌体类型、横墙间距、支承条件等多种因素后拟定的。

（4）设置伸缩缝

由于钢筋混凝上和砌体材料的线膨胀系数不同, 屋盖和墙体的刚度不同, 当温度变化时, 钢筋混凝土屋盖和砌体材料的墙体将产生不同的变形。因墙与屋盖变形相互制约, 而产生温度应力, 当墙体中的主拉应力或剪应力超过彻体的抗拉或抗剪强度时, 就会使墙体内产生斜裂缝和水平裂缝,顶层墙体一般最为严重,它包括纵墙的八字缝、横墙L 端的八字缝、屋盖与墙体之间的水平缝、纵横墙的包角裂缝、屋盖或楼盖中的裂缝以及墙体自上而下的贯通裂缝。为了防止房屋在正常使用条件下,由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝,可存墙体中产生裂缝可能性最大的地方设置伸缩缝,如房屋平面转折处和体型变化处,房屋中间部位及错层处等。实践证明,伸缩缝的设置达到了防止裂缝出现或减小裂缝宽度的目的,成为砌体结构抗震设计中一项重要的构造措施。此外,通过在屋盖上设置保温层、隔热层, 或设置屋面与墙体间相互滑动的滑动层等措施,也可以有效地防止温度变化或干缩变形引起的裂缝。

（5）加强构件间的连接

砌体结构房屋各构件间的抗震构造连接是其抗震的关键。抗震构造连接的部位较多, 重要部位的连接措施有下列几项：造柱与楼、屋盖连接；屋顶间的连接；墙与墙的连接；后砌体的连接；栏板的连接；构造柱底端连接； 悬臂构件的连接。结束语

砌体结构既是一种量大面广的结构形式,又是一种抗震性能较差的结构形式。我们不可能彻底淘汰它,摒弃它,只有面对现实,孜孜不倦,深入研究它,提高它的抗震性能,不断赋予砌体结构新的内容、新的理念,使砌体结构具有更好的抗震性能和安全性,这就是

我们研究的目的。

参考文献：

[1]周炳章.砌体结构抗震的新发展[ J].建筑结构学报.北京: 中

国建筑工业出版社, 2002.5

[2]砌体结构设计规范，GB50003-2002

[3]建筑抗震设计规范,GB50011-2010

篇3：增层框架结构抗震性能研究

随着我国人民生活水平的提高和社会经济的发展,许多既有建筑在承载能力层面上以及功能层面上越来越不能满足现实需求的高速发展,需要对部分建筑进行改造加固处理[1]。直接增层改造在改造方法中是一种比较直接有效的方式,它能在短期内扩大建筑使用面积并且节约成本[2,3]。现实中既有建筑的加固,多是基于构件承载力设计加固,对整体结构性能研究偏少。本文拟对增层改造后整体结构的受力性能进行研究,并对增层设计中遇到的相关技术问题进行探讨分析。

本文以四层框架结构为例,因使用要求改变,需对原结构进行增加两层改造处理。增层改造处理拟采用两种方案,一种是直接增层改造处理,在原结构顶部增加两层,另一种是增层改造并加固处理,在原结构顶部增加两层后对原框架柱加固。

对两种方案分别建立数值模型,并与新建六层框架结构对比,研究两种方案处理下结构的抗震性能。

1工程概况

1.1原工程概况

本课题研究采用四层框架结构的办公楼,底层层高4.8m,其余各层层高3.6m,总高度15.6m。柱网6.3m×6.6m,建筑长度52.8m,宽度15m。楼板厚100mm,混凝土C30。抗震设防烈度为8度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度值为0.2g,场地类别为Ⅲ类。屋面恒载为4.0k N/m2,楼面活荷载为2k N/m2,二次装修面荷载标准值2.0k N/m2,雪荷载为0.5k N/m2,内墙砌块重度7k N/m3,外墙砌体重度为12k N/m3。结构平面布置图如图1所示,原框架柱截面尺寸及配筋如表1所示,原框架梁截面尺寸及配筋如表2所示。

1.2直接增层改造处理方案

直接向上进行增层,新增加两层的层高、柱梁断面尺寸及配筋参数均与原结构四层的层高、柱梁断面尺寸及配筋参数相同,荷载布置情况与材料参数均与原结构相同。

1.3增层改造并加固处理方案

向上增加两层,新增加两层的层高、柱梁断面尺寸及配筋参数均与原结构四层的层高、柱梁断面尺寸及配筋参数相同,荷载布置情况与材料参数均与原结构相同。同时,对框架结构的一到四层中柱,采用加大截面法进行加固处理。具体加固措施:对中柱采取四面围套加固,每边加宽60mm,加宽截面部分增设直径14mm的HRB400钢筋,钢筋间距200mm。

1.4新建六层框架结构

为方便对比研究,用PKPM软件设计一栋新建六层框架结构,其跨度、层高、抗震设防条件等各方面均与本实际工程相同。新建六层框架结构柱截面尺寸如表3所示,新建六层框架结构梁截面尺寸如表4所示。

2计算模型及侧向加载模式选取

2.1有限元计算模型

采用有限元程序SAP2000计算软件对直接增层改造结构、增层改造并加固结构和新建六层框架结构进行建模和分析。SAP2000模型采用空间杆系模型,梁柱构件用框架单元模拟,楼盖板用面对象中薄壳单元模拟,特定位置的节点用节点对象模拟。直接增层改造结构、增层改造并加固结构和新建六层框架结构有限元计算模型简图分别如图2、图3和图4所示。

2.2侧向加载模式

Pushover分析结果的精确性以及结构在Pushover作用下的反应,在很大程度上取决于侧向加载模式。常见固定的水平加载模式有均布加载、倒三角的分布加载、指数加载,任何一种加载模式都会加强部分振型作用力,同时减弱部分振型作用力。本文所分析的结构,建筑平面比较规则,同时高阶振型对结构的反应影响不大,在侧向加载模式上选择常用的水平加载模式;在Y方向上选择ACCEL-Y均布水平加载模式,如图5所示。

3增层框架结构的抗震性能分析

3.1模态分析

直接增层改造结构、增层改造并加固结构和新建六层框架结构模态分析后,结构基本自振周期如表5所示。直接增层改造结构的前三阶振型基本周期较新建六层结构的前三阶振型基本周期有略微增长,表明直接增层改造对整体结构的基本周期有一定的影响。因为,直接增层改造处理后框架结构的整体刚度有所降低,结构相对变柔,同时变形增大,基本周期随之增加。增层改造并加固结构的周期均小于直接增层改造结构,表明对直接增层改造结构的中柱加固后,结构的整体刚度有所提高,基本自振周期有所降低。

3.2基底剪力-顶点位移曲线及分析

直接增层改造结构、增层改造并加固结构和新建六层框架结构在侧向均布加载模式下的基底剪力-顶点位移曲线,如图6所示。

在侧向均布加载模式下,直接增层改造结构的最大基底剪力较新建六层框架结构减小了11.2%,直接增层改造结构的最大位移较新建六层框架结构增加了26.3%。表明,直接增层改造对框架结构的整体性能有一定的影响。在线弹性阶段,基底剪力-顶点位移曲线的斜率反映了整体结构的抗侧刚度,直接增层改造结构的斜率均小于新建六层框架结构,表明直接增层改造结构的刚度偏低。

在侧向均布加载模式下,增层改造并加固结构的最大基底剪力较直接增层改造结构的最大基底剪力增加了15.5%,增层改造并加固结构的最大位移较直接增层改造结构的最大位移减小了26.7%。表明对直接增层改造结构的中柱加固后,改变了结构的整体性能。在线弹性阶段增层改造并加固结构的斜率均大于直接增层改造结构,表明加固后结构的刚度有所提高。

3.3楼层位移的对比分析

直接增层改造结构、增层改造并加固结构和新建六层框架结构在多遇地震和罕遇地震作用下结构的楼层位移分别如图7、和图8所示。

由图7可知,多遇地震下直接增层改造结构、增层改造并加固结构和新建六层框架结构变形均在弹性范围内,二者的楼层位移都随着楼层依次增加,位移曲线均呈现“剪切型”。由图8可知,在罕遇地震作用下直接增层改造结构、增层改造并加固结构和新建六层框架结构进入弹塑性阶段。从一层到六层,直接增层结构的楼层位移较新建框架结构分别增加16.0%、10.8%、5.6%、3.2%、2.1%、1.8%;从一层到六层,增层改造并加固结构的楼层位移较直接增层改造结构分别减少26.2%、19.8%、10.2%、6.4%、3.5%、3.7%。表明对直接增层改造结构的中柱加固后,结构的整体刚度有所提高,结构抗震效果更好。

4结论

(1)直接增层改造结构相对新建框架结构周期增大,说明结构刚度有所降低,结构相对变柔,虽然在运行设计时能满足相关要求,但直接增层改造结构的安全富余度要比新建框架结构低。

(2)增层改造并加固结构的周期小于直接增层改造结构,表明对直接增层改造结构的中柱加固后,结构的整体刚度有所提高,增层改造并加固结构较直接增层改造结构抗震能力得到一定提升。

(3)地震作用下,增层改造并加固结构的层间位移较直接增层改造结构小,表明增层改造并加固结构的抗震性能更好。

参考文献

[1]游永忠,杨静.整体加固改造的实践及其前景[J].四川建筑,2005,25(5):94-95.

[2]张祥龙.基于性能的抗震加固初探[J].工程抗震与加固改造,2007,29(3):102-103.

篇4：现浇混凝土框架结构抗震性能研究

【关键词】现浇混凝土；框架结构；抗震性能

1.现浇混凝土框架结构抗震问题概述

钢筋混凝土框架结构是多高层建筑广泛采用的一种结构型式，他具有传力明确、结构整体性好、抗震能力较强、工程造价较低、结构用钢量较省等优点；由于不设承重墙，所以建筑平面布置灵活，可以形成较大开间，适用于各类公用建筑和民用住宅。按照施工工艺的不同，框架结构可以分为装配式、装配整体式和全现浇式。现浇结构因为比装配结构具有更好的抗震性能，同时施工比较简便，在框架结构中具有更广泛的应用。

在一般情况下，钢筋混凝土结构都要求整体浇筑，但由于施工组织（如工人换班，待料等）和施工工艺（如安装上部钢筋、模板，限制支撑结构上的荷载等）上的原因，或者意外情况的发生（如停电，设备损坏等），往往无法实现混凝土的连续浇筑。当浇筑中的时间间隔超过混凝土的初凝时间时，就会在前后浇筑的混凝土接槎处形成施工缝。施工缝是现浇结构中不可避免的，他是保证结构构件质量、保证结构安全和整体性的重要因素，处理不好，极易成为结构上的薄弱部位，对结构抗震极为不利。

我国规范规定，钢筋混凝土框架柱应在梁底标高以下20～30mm处或在梁、板面标高处留设水平施工缝，这样设置主要是考虑到施工的方便。然而，这些部位正是柱受弯矩和剪力最大处，施工缝设在这些部位是否会对结构的整体性产生影响一直存在争议。为保证框架结构能以较低的设防标准确定的截面承载力，在强烈地震中有较大的弹塑性变形能力和耗能能力，应当避免梁、柱、节点的剪切破坏，满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”的抗震设计要求。对于经受侧移的框架，要避免形成“柱侧移破坏机构”，因此要求塑性铰在梁端而不是柱端形成，这样可以使结构受非线性影响的部分最小，同时保持承受竖向荷载的能力。考虑到框架柱的水平施工缝恰好留设在邻近节点的柱端，而梁柱节点处，受力又比较复杂，加之钢筋比较密集，纵横向钢筋都交叉于此，因此各国规范对施工缝的设置和处理都有比较详细的规定。尤其当梁、柱等结构构件的混凝土强度等级不同的时候，施工缝的处理要求更为严格。

2.在实际施工过程中应注意的问题

工程实体的质量是在施工过程中形成的。实际施工过程中建筑结构的施工质量受各种因素的影响多、变化复杂、质量控制的任务和难度大。虽然我国规范已对现浇混凝土框架结构施工缝的留设位置和处理方法做了较为详细的规定，但仍无法满足实际施工的需要。对于某些问题还存在着一些不同意见。

2.1施工缝的留设位置

2.1.1不应对施工缝的留设做过多限制

认为施工缝具有客观性和任意性。随着建筑物功能及美观需要，“高、大、新”建筑物越来越多，由于混凝土浇筑、模板支设、施工操作等问题，使混凝土会分成若干段进行施工，只要对钢筋混凝土构件的内力和抗渗问题有比较正确的认识，施工缝处理方法合理、科学，就不应当对施工缝设置做过多的限制[1]。施工缝的问题，主要是应该对施工缝的处理方法需要认真研究，谨慎从事[2]。

2.1.2严格控制施工缝留设位置的正确

随着构件类型和受力状况的不同（弯矩或剪力等），混凝土施工缝的留设位置和处理方法也不同。现浇混凝土施工缝是保证结构构件质量、保证结构整体性和安全性的重要因素之一。施工缝处理不好，极易成为结构的薄弱部位，对结构抗剪，特别是抗震和防渗漏极为不利。因此认为施工缝不能随意设置[3]，其位置必须在混凝土浇筑之前确定，严格控制施工缝留设位置的正确[4]。

2.2对施工缝危害性的两种看法

一种看法认为，由于施工缝的存在，使混凝土有一道天然的缝隙，从而影响混凝土的抗拉和抗剪强度[5]，与一次性浇筑混凝土相比较而言，施工缝必然会削弱结构的接体性能。另一种看法认为，只要按照规范要求设置和处理施工缝，并认真施工，施工缝的存在就不会对结构承载能力产生不利影响，不会影响工程质量。

2.3混凝土抗压强度未达到1.2MPa

《混凝土结构工程施工及验收规范》规定：在施工缝处继续浇筑混凝土时，已浇筑的混凝土，其抗压强度不应小于1.2 MPa。但是，由于在工程施工现场缺少可靠的检测手段和保证满足这一条件的技术措施。实际上施工缝处的混凝土还未达到1.2MPa，就又继续浇筑了。对这一问题，施工中普遍存在着重视不够的现象，常常被忽略[6]。混凝土初凝后，过早在上面或附近浇筑新混凝土，会导致初凝混凝土内部结构的破坏，影响混凝土与钢筋的粘结握裹，严重影响施工缝的质量。

3.钢筋混凝土框架结构震害特点

在历次大地震中，钢筋混凝土房屋的震害都要比砌体房屋轻得多。但是未经设防的钢筋混凝土框架建筑也存在着很多薄弱环节，在较高裂度地震作用下，这类建筑也产生了中等和严重破坏，甚至倒塌的情况[7]。

钢筋混凝土框架结构的的震害如下：震害多发生在柱端，梁端、梁深的震害较少、较轻，节点的震害较少；就框架柱所在的位置而言，边柱的破坏程度比中柱重；边柱之中，又以角柱的破坏最重；就一根柱子而言，柱上端的震害往往重于下端，尤其带有砖填充墙的框架，楼层柱的上端往往发生比较严重的破坏。

3.1柱顶

常见的震害现象有两种：柱顶周围有水平施工缝，有时柱四角混凝土压裂，局部崩落，钢筋外露弯曲；柱顶有斜裂缝或交叉裂缝，重者混凝土压碎崩落，柱头顺斜裂缝下滑错动，钢筋顺斜裂缝方向弯曲，严重者混凝土全部崩落，上部梁板下塌，柱内纵向钢筋压弯成灯笼形。

3.2柱底

常见的震害现象是在离地面100～400mm处柱有周围水平裂缝，有部分柱在离地面0.8—1.2m处有周围水平裂缝，在柱四角有混凝土压碎。

3.3柱身

有的出现严重的X裂缝和斜裂缝（短柱），柱主筋压弯，箍筋有颈缩和拉断。

3.4施工缝

施工缝处常有一圈水平裂缝，下截面部分混凝土剥落，露出较为平滑的柱横截面。

【参考文献】

[1]吴留恩.钢筋混凝士施工缝的特性与处理.电力建设，1994，15（7）：57-60.

[2]张玉堂.混凝土结构工程施工监理需要注意的两个问题.建设监理，1999（5）：20-21.

[3]吴留恩.钢筋混凝士施工缝的特性与处理.电力建设，1994.

[4]张玉堂.混凝土结构工程施工监理需要注意的两个问题.建设监理，1999：20-21.

[5]林文.混凝土施工缝的质量控制与监督.福建建设科技，1998.

[6]丛志勇.混凝土施工缝的质量控制，工程质量管理与监测，2011.

篇5：框架结构抗震性能研究

目前关于混凝土异形柱、短肢剪力墙及节点的抗震性能研究工作已开展得较为充分,但对它们与无黏结预应力平板所组成的整体结构的抗震性能还不甚清楚,为此采用拟静力试验方法对2个六柱一板单层整体结构模型在水平低周反复荷载作用下的开裂破坏全过程,以及各项抗震性能指标进行了试验研究.模型缩尺比例为1∶2.5,2个试件的板采用了不同的预应力筋布置方式,异形柱和短肢墙采用了不同的抗震等级、截面尺寸和配筋率.结果表明:2个试件的各构件开裂时间和裂缝程度有所不同,但各构件的.屈服破坏顺序是一致的,都形成了梁端塑性铰-板屈服铰线屈服机构,最终为延性破坏.滞回环具有典型的梭形特征,后期抗力与刚度下降平缓,变形和耗能能力良好,梁柱节点构造措施可靠,一字形短肢墙的早期裂缝控制应进一步研究,建议对其采用较高的抗震等级设计.

作 者：秦士洪 李唐宁 黄宗明 邹伟 宋金祥 QIN Shihong LI Tangning HUANG Zongming ZOU Wei SONG Jinxiang 作者单位：秦士洪,李唐宁,黄宗明,QIN Shihong,LI Tangning,HUANG Zongming(重庆大学,土木工程学院,重庆,400045)

邹伟,ZOU Wei(绍兴文理学院,浙江,绍兴,31)

宋金祥,SONG Jinxiang(广州市科城建设计有限公司,广东,广州,510663)

篇6：框架结构抗震性能研究

1)柱截面尺寸:柱的平均剪应力太大,会使柱产生脆性的剪切破坏，平均压应力或轴压比太大会使柱产生混凝土压碎破坏,为了使柱有足够的延性,柱截面尺寸应符合以下要求:柱截面的长边应小于柱净高的1/4,且柱截面的宽度不宜小于300mm;当剪压比保持较低时,可获得较好的延性,为此柱端截面的平均剪应力一般宜小于3N/mm。

2)柱纵向钢筋的配置:柱中纵向钢筋宜对称配筋:为了保证柱有足够的延性,柱的最小配筋率必须满足《抗震规范》要求;纵向钢筋的接头,一级框架应采用焊接接头;二级宜采用焊接接头,而底层柱根应焊接;三级可采用搭接,而底层柱根宜焊接;直径大于32mm的钢筋必须采用焊接，

在纵向钢筋连接区段内宜加密箍筋,防止纵向钢筋的压曲,增加粘结强度。

篇7：框架结构抗震性能研究

，

（二）针对实际工程的情况，承载力可选择极限（安全）、不屈服、微裂或保持弹性等设计目标。

（三）按性能目标论证抗震措施（如内力增大系数、配筋率和配箍率）的合理可行性。

篇8：框架结构抗震性能研究

“5.12”汶川大地震及玉树大地震的震害[1,2,3]表明:多、高层钢筋混凝土框架结构的楼梯 (间) 破坏给人民的生命、财产安全造成了巨大的危害, 使得担任安全疏散逃生通道的楼梯并未在自然灾害面前发挥其自己“安全岛”的功能。GB50011-2010《建筑抗震设计规范》[4] (以下简称为《规范》) 中第3.6.6条明确要求:“计算模型的建立、必要的简化计算与处理, 应符合结构的实际工作状况, 计算中应考虑楼梯构件的影响”。本文以10层钢筋混凝土框架为例, 通过结构设计分析软件ETABS[5], 建立了含楼梯的计算模型和不含楼梯的计算模型, 分析楼梯对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响。

1 有限元计算模型的建立

1.1 计算模型初始数据

工程为10层钢筋混凝土框架结构的宾馆, 位于陕西省汉中市汉台区, 底层层高为5.1 m, 其他层高均为3.6 m, 开间为3.9 m, 纵向主轴进深分别为5.5、6.6、5.5 m, 走廊宽为2.4 m, 电梯间层高为4.2 m。抗震设防烈度为7度, Ⅱ类场地土, 设计基本地震加速度为0.1 g, 设计地震分组为第二组, 设计特征周期Tg=0.40 s, 地面粗糙度为B类, 结构阻尼比ξ=0.05。基本风压w0=0.30 k N/m2, 风荷载体形系数US=0.8。框架结构周期折减系数为0.7。纵向钢筋采用HRB400, 箍筋采用HPB300。柱混凝土强度 (梁、板混凝土强度等级同柱) :1~3层C40, 4~8层C35, 9层以上C30。水平楼板及楼梯斜板厚均为120 mm。框架柱、主梁、次梁及楼电梯间柱、梁尺寸见表1。

1.2 建立计算模型

利用有限元软件ETABS分析, 水平楼板采用膜单元模拟, 楼梯斜板采用壳单元模拟, 梁、柱均采用空间杆单元模拟;分析中各模型沿3个方向的平动自由度及转动自由度均加以约束固定。

1) 有楼梯 (M-2) 的高层框架模型平面图见图1 (a) ;

2) 无楼梯 (M-1) 的高层框架模型见图1 (b) ;

3) 有楼梯 (M-2) 的高层框架模型见图1 (c) ;

2 计算条件的设定

楼面恒荷载为5.0 k N/m2, 活荷载为2.0 k N/m2, 外填充墙 (采用非承重多孔砖) 为4.2 k N/m2, 内填充墙 (采用加气混凝土砌块) 为2.5 k N/m2;楼梯、走廊活载为2.0 k N/m2, 电梯间为7.0 k N/m2。对各模型分别采用《规范》推荐的振型分解反应谱法和时程分析法进行结构抗震分析计算, 并假定各层楼板在其自身平面内无限刚性。

3 振型分解反应谱法计算结果分析

本次采用Ritz向量法进行振型分析, 以考虑动荷载对结构动力性能的影响, 取计算振型数为18, 分析结果显示各模型振型参与质量均远超过结构总质量的90%。采用《规范》中的反应谱、振型组合和方向组合分别采用CQC法和修正的中国SRSS法。

1) 反应谱工况下, 各模型前6阶振型的周期对比见表2。

2) 反应谱工况下, 各模型前6阶振型的质量参与系数见表3。

分析表2~3可知:

1) 有楼梯 (M-2) 模型的前2阶振型周期较无楼梯模型 (M-1) 相比明显变短, 缩减了约40.24%和43.79%, 可以看出楼梯的存在使高层钢筋混凝土框架的整体刚度有了显著变化。

2) 无楼梯 (M-1) 模型的前2阶振型均以平动为主, 第3阶振型以扭转为主, 但有楼梯 (M-2) 模型的1阶振型中扭转参与系数超过81.2%, 这是由于模型有楼梯 (M-2) 中, 楼梯构件的参与导致了框架结构振动模态发生了改变。楼梯的存在提高了结构的抗扭刚度。从而看出楼梯系统参与地震作用后使得高层框架的振动模态和扭转效应有了显著的变化。楼梯的存在提高了结构的抗扭刚度。

3) 反应谱工况下, 各模型楼层位移、层间侧移角、楼层刚度等参数沿结构竖向的分布曲线对比得出:

(1) 有楼梯 (M-2) 的模型的楼层侧移明显小于无楼梯 (M-1) 的模型, 侧移曲线向弯剪型过渡;且模型无楼梯 (M-1) 、有楼梯 (M-2) 最大层间侧移角均满足《规范》最大限制1/550要求;

(2) 有楼梯 (M-2) 的模型的楼层位移、层间位移角、楼层刚度等沿结构竖向的分布特征与无楼梯 (M-1) 的模型相比发生了显著的变化;无楼梯 (M-1) 模型、有楼梯 (M-2) 的楼层最大剪力, 最大楼层倾覆弯矩及最大楼层刚度均显著增大, 表明楼梯的存在使得高层框架结构的整体动力特性变化显著, 从而使得结构整体刚度增大, 楼梯的刚度贡献对于高层框架的影响很大, 特别在顺楼梯板 (Y向) 布置方向上, 楼梯的支撑作用使得框架结构的抗震性能产生了显著变化, 结构设计与分析时应充分考虑楼梯的影响。

4) 在反应谱工况下, 取各模型楼梯间2层梯间框架柱沿Y方向截面剪力比较看出:

(1) 有楼梯 (M-2) 的模型与无楼梯 (M-1) 的模型相比, 剪力大小发生了较大的变化, 有楼梯 (M-2) 的模型剪力相应的增大了3倍多。

(2) 有楼梯 (M-2) 的模型的梯间框架柱沿Y方向截面剪力增大了约1.67倍, 且柱上下两段截面的剪力大小变化大约达到48.5%, 可以认为层间模型中楼梯产生的“K”型斜撑效应使得在地震作用下, 楼梯间框架柱和楼梯斜板受到冲击作用产生了极大附加应力, 从而更加说明了支撑梯段板的梯柱是双向压弯、双向剪切的构件, 因此在大震作用下梯柱上端节点极易破坏。

4 结论

1) 楼梯的存在使得有楼梯 (M-2) 模型钢筋混凝土框架结构的振型前2阶振型明显缩短了约40.24%和43.79%, 结构的1阶振型扭转参与系数超过了81.2%, 自震周期的缩短及扭转参与系数的提高, 使得高层框架结构的抗侧移刚度和结构的扭转效应有了显著的变化。因此, 建议在以后进行结构设计时应考虑楼梯对高层框架整体结构的抗震影响。

2) 楼梯的存在, 使得有楼梯 (M-2) 模型梯柱上下段截面剪力大小变化显著, 从而看出模型中楼梯产生的K型支撑效应使得在地震作用下, 楼梯间框架柱受到冲击作用产生了极大的附加应力, 使得高层框架的结构产生了严重破坏。因此, 建议在结构设计时应适当放大楼梯间构件梯梁与梯柱的配筋面积。

3) 楼梯板在地震作用和自重下出现拉弯和压弯交替状态。而梯板梁端分别与平台梁、承梯梁相连, 在地震作用下, 梯板轴力很大, 梯板的推力使得平台梁平面外受弯、受剪, 同时也有部分力传递给梯梁。因此, 在以后的结构设计中应适当加强楼梯间 (梯板、平台梁、承台梁) 的梁高和配筋, 最终保证楼梯间构件具有足够的抗震能力。

[ID:001529]

参考文献

[1]尹保江, 黄世敏, 程绍革, 等.汶川地震中建筑楼梯震害原因分析、汶川地震建筑震害调查与灾害重建分析报告[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[2]王威, 薛建阳, 章红梅, 等.框架结构在汶川“5.12”大地震中的震害分析及抗震启示[J].世界地震工程, 2009, 25 (4) :133-137.

[3]邵楠.青海玉树地震建筑震害浅析[J].工程抗震与加固改造, 2011, 34 (4) :136-140.

[4]GB50011-2010建筑抗震设计规范[S].

篇9：框架结构抗震性能研究

关键词：钢筋混凝土框架；修正Park-Ang损伤模型；增量动力分析；易损性分析；柱拟静力试验

中图分类号：TU375 文献标识码：A

文章编号：1674-2974（2016）05-0009-13

Abstract：This paper study discussed the applicability of Park-Ang model modified by Wang based on the pseudo-static test results of reinforced concrete columns. The structural damage index based on the component level was selected， and both the incremental dynamic analysis and fragility analysis of the reinforced concrete frame were conducted. Additionally， the prediction by the modified method to evaluate the seismic performance in terms of the damage index of the RC frame was compared with the maximum inter-story drift ratio of the fragility analysis result. The analysis results show that the modified Park-Ang model that considers the loading path effect predicts well the cumulative damage process after the first damage， which discriminates the specimen damage status accurately， the damage development process， and the overall and local failure mechanism. Further， the weak links can be accurately distinguished. However， the damage index higher than 1.0 may be caused by using these methods， which cannot accurately reflect the basic meaning of the original definition. Compared with the maximum inter-story drift ratio， the seismic performance evaluation method using the damage index considers the structural response and properties. The modified method can be used to evaluate the structural performance more comprehensively and predict the failure probability of the structures under different earthquake loads.

Key words：reinforced concrete frame； fixed Park-Ang damage model； incremental dynamic analysis； fragility analysis； pseudo-static test of columns