對建筑框架結構設計抗震技術的闡述

張國軍

昆山市開發區建筑設計院有限公司 身份證號：320681198011220239

摘要：框架結構在我國建筑結構中得到廣泛的應用，其抗震能力的研究也受到很多的關注，本文對框架結構受力特點及施工技術進行論述的同時，主要分析了建筑框架結構抗震設計要遵循一些的原則，為以后建筑框架結構的施工和設計提供參考。

關鍵詞：框架結構；抗震；設計；施工技術

0 引言

圖1為典型的框架結構，由柱、梁和板通過鉸接或者剛接而成的結構形式，其能夠承受豎向荷載以及水平荷載作用，主要的受力構件是梁、板和柱。隨著建筑工程的不斷高速發展，框架結構在中小城市中得到廣泛的應用，由于施工方便、空間布置靈活以及造價相對較低的特點，框架結構逐漸取代原先的磚混結構，但通過對地震災害調查發現，框架結構存在一系列的問題，導致強震條件下發生破壞，為了能夠提供更好、更安全的居住場所，對框架結構設計抗震技術的研究是一個十分迫切的工作，本文將對其進行詳細的論述。

圖1 典型框架結構 圖2 框架結構的破壞形式

1 建筑框架結構受力特點及施工技術

1.1建筑框架結構受力特點

1.1建筑框架結構受力特點

框架結構荷載傳遞路徑是：上部荷載（自重、設備、人員及外部荷載）傳遞給樓板，樓板將荷載通過次梁傳遞給主梁，主梁最后將荷載傳遞給柱，最終荷載傳遞到基礎和地基上去。這種受力體系的主要組成部分就是柱子和梁，從結構設計角度出發，這種傳力方法能夠很好的傳遞豎向荷載，隨著建筑層數的不斷增加，水平荷載不斷增大，這種結構就不能獨立使用，此時一般設立剪力墻形成框架剪力墻結構。框架結構的變形曲線是剪切型曲線，在設計和計算中一般要考慮這種變形形式，

1.2建筑框架結構的施工技術

對于普通的建筑框架結構的施工，一般是按照施工設計圖紙使用全站儀等進行放線，放線是施工的基礎工作也是很重要的工作，在放線時要對放線測量結果進行多次核對，保證測量放線的準確性。框架結構主要使用的材料是鋼筋混凝土，鋼筋材料進場必須有鋼筋材料的試驗報告單，而且要保證報告單的字跡清晰，鋼筋的包扎和焊接都要符合相應的安裝技術標準，包扎好的鋼筋不要輕易的變動，也不允許工人在上面隨意的進行踩壓，保證鋼筋工程在混凝土澆筑之前的整體穩定，混凝土工程對材料要求和配合比的要求較高，其主要都是由砂、石、水泥混合而成，在施工中要按照規定投料，保證混凝土的抗拉和抗壓強度，同時要避免裂縫的產生，做好后期的養護工作，在施工中盡量使用低水化熱的水泥，混凝土進入模板的溫度在30℃以下，盡量采用分層澆筑便于散熱，防止出現混凝土的溫度裂縫。

2 建筑框架結構抗震技術研究

在地震災害中，在地震荷載的不斷反復作用下，框架結構局部會出現損傷并最終發生破壞。通過對近幾十年的地震災害實例分析可得，框架結構的粱、板、柱等很多構件在地震作用下會受到不同程度的損傷，而且結構損傷積累到一定程度后會引起結構的破壞。地震是引起框架損傷的主要因素之一，但由于問題的復雜性，人們分析結構性能時只考慮單個因素，比如只考慮一次地震，而忽略了損傷累積程度，結構在今后的使用中會受到疲勞荷載的作用、材料老化以及其他因素的影響，可能結構遭受嚴重的破壞。因此，研究分析地震作用下的建筑結構的力學性能，對于工程結構抗震和提高建筑框架結構設計水平都具有十分重要的意義。

在進行框架結構抗震設計時，為保障建筑結構的整體安全性，要充分考慮建筑框架結構的空間作用、材料時效以及阻尼變化等很多不同的因素，驗證每一種結構的構件在地震作用下能夠安全可靠，因此，框架結構的抗震不僅僅從理論出發，而且要結構工程的抗震經驗，根據該結構的破壞點，靈活進行設計施工。在進行框架結構設計的時候，不僅僅要考慮總體布局的抗震，又要對每一個關鍵的部位進行分析，提高結構的抗震能力。

2.1框架結構的抗震設計要求

（1）做好工程勘察選址工作。在不同的地區工程的地震災害是不同的，每個地區的抗震標準也不相同，在進行抗震設計時候要參考當地的一些抗震設計標準，即使在同一個地區，不同的地形和地質對抗震的影響都較大。因此，在一個工程進行設計之前，必須做好勘探工作，避開不利抗震的地帶，當框架結構的層數超過5層且地處8度抗震設防地帶時候，可以使用剪力墻結構，從而能夠很好的提高結構的抗震性能。為了避免地震災害對人員和財產造成的損失，不允許在抗震危險地段進行建造房屋。理論研究表明：體形規則而且對稱的框架結構具有較高的抗震能力，即使發生地震的時候也不容易發生破壞；但是體形不規則以及平面凸凹較多的結構，在遇到地震的時候經常發生破壞。當建筑結構布局不規則時，要采取合理的構造措施，如對于結構兩端較大中間用比較小的結構連接時，計算中間小結構是要按偏拉以及偏壓的情況考慮。

（2）提高建筑框架結構的延性。一般將結構在承載力不變的前提下承擔非彈性變形的能力稱為結構延性。框架結構的延性的高低是衡量結構抗震性能的一個很重要的因素，結構的延性高有利于抗震，結構自身可以耗散地震傳來的能量，能夠很好的避免結構發生倒塌。框架結構設計一個很重要的原則就是避免結構的剪切破壞，盡量讓結構出現彎曲破壞，遵循“強柱弱梁，強剪弱彎、強節點、弱構件原則。

（3）保證整個框架結構的整體性。框架結構作為一個龐大的整體，其需要不同構件協同工作來抵抗地震的災害，如果結構在地震中出現了整體破壞，會造成較大的損失，出現整體倒塌的情況。因此，確保框架結構的整體性是進行抗震設計的一個很重要的內容，在此在設計中一般遵循的原則：①結構的連續性。②構件間能夠可靠連接。③增強框架結構的豎向剛度。如縱、橫2個方向具有較大的整體豎向剛度，房屋基礎的整體性較強，可以抵抗地震時引起的地基不均勻沉降以及地面裂隙穿過房屋造成的危害。

3 結論與展望

框架結構的抗震研究不僅要從設計階段和施工階段進行加強，更要對已經建設的結構能夠進行加固，國內外很多學者也開始了加固方法的研究，砧貼碳纖維、包鋼法、以及粘鋼法等已經開始應用到實際的建筑工程中，隨著社會經濟的不斷發展，隔震技術開始應用到很多建筑結構中，該技術通過設置隔離層將基礎與上部結構進行分隔，這樣在發生地震的時候地震力能夠很好的隔離或者消耗，能夠確保框架結構的安全以及使用者人身安全。在實際的已經存在的框架結構中采用隔震技術可以有效的提高框架建筑的抗震水平，隔震技術也將在未來的抗震設計和加固中得到廣泛的應用。

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