试析混凝土抗震结构体系和经济性能研究
作者:佚名; 更新时间:2014-12-03

 

  论文摘要:混凝土在工程建筑的应用数不胜数,本文仅以混凝土大跨度板柱与混凝土密肋梁板为例,运用计算实例的方法依次探讨混凝土大跨度板柱与混凝土密肋梁板两种体系的结构方案的区别与不同,比较混凝土大跨度板柱与混凝土密肋梁板结构方案在抗震性能与经济性两个方面的功能特点和优劣,同时对混凝土大跨度板柱构造提出具体设计要求和设计过程中应注意的具体事项。

  论文关键词:混凝土 抗震 经济性
  
  作为从桥拱建筑中发展而来的混凝土大跨度板柱,发展历史悠久,应用广泛,特别是经过现代科学技术的运用,发展为一种新型建筑体系,由于其结构设计较容很符合抗震设计理念,混凝土大跨度板柱只要设计、构造措施得当,对改善框架节点的延性、增加节点区在地震作用下的变形能力有非常大的作用。同时会有效避免混凝土灌注中出现的许多现实问题:诸如在施工过程中由于框架节点区钢筋过于密集,混凝土难以灌注的问题,振捣困难的问题等等。由此,大跨度板柱体系在结构设计中越来越得到更为广泛的应用。伴随着我国混凝土行业、高层建筑业的蓬勃发展,行业规范越来越严格,对混凝土制品的品质的标准也更高,这在一定程度上也加快和推广了大跨度版主的发展和应用。再就是大跨度板柱体系在经济方面和混凝土密肋梁板相比较也具有很大优势。在下文中,对大跨度板柱体系和混凝土密肋梁板体系在抗震性能和经济性方面作计算分析比较。

  一、结构方案概述及计算分析结果

  本工程处于8度抗震设防烈度区,属三类场地,基本风压0.35kN/m2,框架抗震等级三级。X方向总长7.3x6=43.8米,Y方向总长8.2x3=24.6米。大跨度板柱体系:结构总高度为3.0米x9层=27米,框架柱600x600,外围框架梁考虑到门窗洞口的设置以及避免形成边框架扁梁偏心的因素,采用300x600,其余内框架梁800x400,次梁400x400;混凝土密肋梁板体系:结构总高度为3.3米x9层=29.7米,框架柱600x600,框架梁300x600,次梁250x500。
  现在用中国建筑科学研究院PKPM系列SATWE软件依次对它们进行计算分析,信捷职称论文写作发表网,来研究大跨度板柱与普通混凝土密肋梁板两种方案的地震作用效应。我们通过数据数据明显看到:当地震作用时,两种板柱体系表现出近似的地震效应,特别是处于两个方向同时产生地震平动效应。混凝土密肋梁板体系拥有较高的空间抗侧强度,而大跨度板柱体系又具有相对高的空间抗扭强度。原因在于:处在水平地震受力下,混凝土密肋梁板具有很高的抗弯强度,柱端受到的约束作用力相对较强,完全抵消了高空间的影响后表现出更大的空间强度;但大跨度板柱在建筑平面内的约束却拥有更大的强度,因而展现出更好的结构整体抗扭性能,当抵抗地震扭转作用时充分发挥了这些强度的平衡作用。以上结论对我们具有一定的参考价值,对这两方面的地震反应特点进行结构概念设计,结构方案选择时应予以重视。

  二、通过比较来看两种结构方案的经济性

  我们通过数据可以分析出,选择混凝土密肋梁板体系比采用大跨度板柱体系节省钢筋用量28%左右,节省混凝土用量10%左右,如果采用大跨度板柱体系当可以将高度差范围的维护结构(框架填充墙以及玻璃幕墙等)的费用节省。如果放弃结构总高度的因素下,运用混凝土密肋梁板体系具有相对的经济优势,相反,如果是结构总高度设为确定值的状况下,运用大跨度板柱体系当拥有可以在本来建筑基础上再递增一重的经济效应,这对现在寸土寸金的购地建筑中能大大降低成本,具有明显的优势!

  三、大跨度板柱的设计构造要求

  在构造设置过程当中,大跨度板柱的宽高比不能过大,即使能符合当下《建筑抗震设计规范》第6.3.2条的规定:a)梁截面宽度≤2倍柱截面宽度;b)梁截面宽度≤柱截面宽度+梁截面高度;c)梁截面高度≥16倍柱纵筋直径的规定,而规定所允许的条件,是大跨度板柱设置的最低限度准则。在大跨度板柱宽高比过大(接近规定要求限定值)的时候,它的传力机理更加多变,节点外关键区抗扭变数成为关键难题。因为当下的试验数量不多,和大跨度板柱柱节点相关的研究还在不断的研究和完善之中,故而对构造设置的工作人员来说,运用宽高比过大的设置,对于强度和裂缝控制层面是需要冒一定的风险的。当前面对大跨度板柱的设置方案通常采用比较严格的设计要求配筋,最后再按照结构分析计算结果对比复核。其设计要求为:
  1.关于框架节点关键区中水平抗剪箍筋的设计:大跨度板柱框架节点关键区水平抗剪箍筋除了于内核心区柱内按照实施的混凝土结构设计规范要求设计之外,另外要在外核心区周边设计:二级抗震等级≥

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