七度地震区框架结构抗震设计探析
按抗震7度区规则结构设计
按抗震7度区规则结构设计普通住宅建筑混凝土用量和用钢量1、多层砌体住宅钢筋30KG/m2砼0.3―0.33m3/m22、多层框架钢筋38―42KG/m2砼0.33―0.35m3/m23、小高层11―12层钢筋50―52KG/m2砼0.35m3/m24、高层17―18层钢筋54―60KG/m2砼0.36m3/m25、高层30层H=94米钢筋65―75KG/m2砼0.42―0.47m3/m26、高层酒店式公寓28层H=90米钢筋65―70KG/m2砼0.38―0.42m3/m27、别墅混凝土用量和用钢量介于多层砌体住宅和高层11~12层之间工程实例 数据来源 OKOK网 包含部分恒达工程实例22层~28层两塔楼及三塔楼 框支剪结构 抗震七度 其用钢量如下 地下室 包人防六级 146.4kg/ m2住宅标准层 48.8kg/ m2AB塔 转换层及裙楼 100.9kg/ m2CDE塔 转换层及裙楼 188.9kg/ m2十四五层短肢剪力墙结构无地下室,七度半,三类场地,65公斤/平米.某高层住宅,双塔设缝,6度区,A塔高位转换,B塔局部错层.两层地下室,浅基础,六级人防.全楼用钢量含地下室87kg/m2小高层15层 无地下室 无转换 框剪场地条件为八度三类甲方算出 结构用钢量为 90kg/M2刚刚得出为65kg/M27度半,三类场地,26层(四层裙房)加一层地下室,80多米,加局部塔楼,接近100米, 类似核心筒, 按框架剪力墙计算. 6级人防, 计算抗震等级二级,构造一级, 82kg/m27度区,加速度0.10g:1,七层异形柱框架:约40KG/M22,7层短肢剪力墙-异形柱框架:约70KG/M2一层地下车库 210公斤/平方米 小高层75公斤/平方米 砖混45公斤/平方米。
杭州的15层短肢剪力墙结构无地下室约62kg/m2大底盘地下室带人防 1w平房上部5座15层塔楼 约190kg/m2异形柱,7度,0.10g第一组,二类场地,6.5层,用钢量为38Kg/m2商品房,也是7度地区,0.10g第一组,也是二类场地,7层 风荷载标准值0.55kN/m2,用钢量为37.多Kg/m2八度区 一般为二类场地土 多层 大多为六层 砖混住宅楼含钢量一般为27Kg左右26层剪力墙 7度二类场地土 土建所有造价 757度、0.1g、三类土、12层住宅、风载0.45、三级剪力墙结构 标准层用钢量 包括构造柱、墙水平拉结筋 45.215层纯框 7度三类场地土 69 /平方6层砖混 三类场地 无地下室 6度设防 风压0.45 平均下来约25公斤每平方米。
框架结构抗地震倒塌能力的研究
框架结构抗地震倒塌能力的研究——汶川地震极震区几个框架结构震害案例的分析叶列平1，陆新征1，赵世春2，李易1（1．清华大学土木工程系，北京100084；2．西南交通大学土木工程系，四川成都610031）建筑结构学报/Journal of Building Structures, 2009, 30(6): 67-76.下载全文/Download PDF version推荐相关阅读：《建筑抗震弹塑性分析》, 中国建筑工业出版社, 2009摘要：介绍了汶川地震中极震区几组相同场地条件情况下倒塌与未倒塌框架结构的震害案例，并分别采用弹塑性时程分析方法、推覆分析方法和基于IDA结构倒塌储备系数分析方法，对其中两个典型框架结构的抗地震倒塌能力进行了分析研究。
在此基础上，结合国外关于结构抗地震倒塌计算方法及其相关研究，分析了影响结构抗倒塌能力的主要影响因素和评价指标。
研究结果表明，保证结构的整体承载力储备和变形能力，增加结构的冗余度和整体性，采取有效措施使结构形成合理的屈服机制，充分利用填充墙使框架结构形成双重抗震防线，可显著提高框架结构的抗倒塌能力。
最后提出了结构抗地震倒塌需进一步研究的问题。
关键词汶川地震；框架结构；倒塌；弹塑性分析；结构倒塌储备系数；冗余度；整体性中图分类号文献标识码ASeismic collapse resistance of RC frame structures----Case studies on the seismic damages of several RC frame structures under extreme ground motion in Wenchuan EarthquakeYe Lieping1, Lu Xinzheng1, Zhao Shichun2, Li Yi1(1. Department of Civil Engineering, Tsinghua University, Beijing, 100084, China，2. Department of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University,Sichuan Chengdu, 610031)Abstract: The seismic damage of several groups of RC frames in the hardest-hit zone of Wenchuan Earthquake is introduced. In each group, some frames collapsed while others survived, despite that they have similar site conditions. The collapse resistances of two typical frames in earthquake are analyzed with nonlinear time-history analysis, pushover analysis and collapse margin ratio (CMR) analysis which is based on incremental dynamic analysis (IDA). The corresponding collapse resistance researches and calculation methods in foreign countries are introduced. The main influencing factors and the evaluation indices that control the structural collapse resistance, as well as the global redundancy and integrity, are discussed. Based on this study, the collapse resistance of frames can be effectively improved with the following methods: (1) Guarantee the global loading resistance capacity and lateral deformation capacity; (2) Increase the redundancy and integrity; (3) Achieve rational yield mechanism with proposed engineering method; (4) Buildup dual-system for frame structures with infill walls. Finally, the problems that may need further researches on structural collapse are proposed.Keywords: Wenchuan Earthquake; RC frame; collapse; elastic-plastic analysis; collapse margin ratio; redundancy; integrity0 引言2008年5月12日发生在我国四川汶川的8.0级特大地震，造成数百万栋房屋建筑倒塌破坏。
七度半区场地类别对框架结构设计的影响
１ 研究背景
（ 俗称七度半 区） 的标准设防类建筑结构 ， 抗 震构造 措 施要求根据 场地 类别 分 为三类 。Ｇ Ｂ ５ ０ ０ １ １—２ ０ １ ０ 《 建
对 于设 防烈 度为 ７度以上地 区的钢筋混凝土框架 结 构 的设 计 计算 ， 大 多数 情况 下 ， 地 震作 用起 到 控制
别不同 ， 带给结构设计的变化。
２ 设计 实例分析
（ １ ） 设计 实例介 绍。福建某 煤炭码头 ６号转运 站为钢 筋混凝 土框 架结构 ， 建筑面积 ３ １ ０ １ Ｔ ｎ ２ ， 建筑层 数 为 ４层 ， 建筑总高度 ２ ５ ． ７ ｍ， 为煤炭运输 系统 中的重 要建筑 。根据煤炭运输 工艺 的要求 ， 第 四层 局部 为错 层 。该转运站抗震设 防类别 为标 准设防类 ， 设计基 本 地震加速度值 ０ ． １ ５ ｇ ， 场地类 别为 Ⅱ类 ， 设计 地震分 组 为第三组 。大 部分柱 截面尺 寸为 ８ ０ ０ ｍ ｍ ｘ ８ ０ ０ ｍ ｍ， 少
位于直线下降段 ， 即 自 ５倍 特征周 期至 ６ ｓ区段 ， 地震 影 响系数随着特征周期 的提高而线性地提高 。
对 于位于设 计 基本 地 震加 速 度 为 ０ ． １ ５ ｇ的地 区
图１ Ｐ Ｋ Ｐ Ｍ结 构模 型
现采用 Ｐ Ｋ Ｐ Ｍ软件 （ ２ ０ １ ０年版 ） ， 分别按照 场地类
数柱截面尺寸 为 ７ ０ ０ ｎ ｌ ｍ ｘ ７ ０ ０ ａ ｒ ｍ。
（ ≥ ）
（ ≤ ）
（ １ ）
［ ｒ ｈ ０ ． ２ － ７ 。 （ ｒ － ｓ ｔ ， ） ］ Ｏ ｔ ｒ ＝ ｘ （ ｓ ｔ≤Ｔ＜ ６ ． Ｏ ）
式 中， 为地震影 响系数 ； … 为地震 影 响系数 最
抗震设防烈度为7度结构设计总说明
抗震设防烈度为7度结构设计总说明一、设计概述为了满足建筑物在地震作用下的安全性能要求，本项目的结构设计按照国家地震动参数区域设防烈度为7度的要求进行设计。
本文将对结构设计的基本原则、地震动参数、结构体系和措施等进行详细说明。
二、基本原则1.安全性原则：在设计中，以保证结构在设定地震作用下的安全为首要原则。
2.经济性原则：在满足安全性要求的前提下，尽可能减小结构的使用材料和工程造价。
三、地震动参数1.设计基准地震动参数：根据地震烈度为7度的设防要求，选取具有代表性的地震记录以及地震响应谱等作为设计基准。
2.地震动输入：选取适当的加速度记录作为地震动输入，考虑到地震活动性等因素，通过地震活动强度进行加速度修正。
3.地震动参数分析：采用等效静力法或动力时程分析法等方法，计算各个地震动参数，包括峰值加速度、剪切应变和地震响应谱等指标。
四、结构体系1.结构类型：选取适用于烈度为7度地震的结构体系，如框架结构、剪力墙结构或框-剪组合结构等。
2.体系布置：根据空间布局和功能要求，合理设置结构体系的布置形式，以达到结构的整体均衡和韧性。
3.基础刚度：在结构布置过程中，要充分考虑地基土的承载能力和刚度，确保结构与地基之间的刚性连接。
五、措施设计1.结构抗震设计：根据结构类型和使用目的，采用合适的抗震设计方法和参数，确保结构在地震作用下的稳定性。
2.结构强度设计：根据设防要求和使用要求，合理选取结构材料和截面尺寸，满足结构强度设计要求。
3.节能设计：考虑到建筑物的能耗问题，合理设计建筑东南角听风捕光和建筑物的保温隔热措施，尽量减少能耗。
4.建筑物的连续性和韧性：通过设置适当的连接处和构造措施，确保建筑物具有良好的连续性和韧性，并提高整体结构的抗震能力。
六、结论本项目的结构设计按照国家地震动参数区域设防烈度为7度的要求进行，通过合理选取地震动参数、设计结构体系和措施等，以确保建筑物在地震作用下的安全性。
设计旨在保证结构的整体稳定性和强度，充分考虑抗震、节能和连续性等方面的要求。
7度区多层砖混结构的抗倒塌设计(1)
七度抗震烈度下多层钢结构住宅体系及性能研究
纯框架 的整 体抗侧 刚度 是 由柱子 和梁受 弯来 实
维普资讯
第 ８期
卜．ｈ二 一～一一 ， ． ． ＿＝‘１ ～斗，“ ～ ｝ ．＋ ： ＝ ｒｔ ＿ 一 ～ ：． 何路衡 等 ： 度抗 震烈度 下多层钢 结构 住宅体 系及 性能研 七
提 出 了一 些 有 实 用 价 值 的 结 论 ， 为 工 程 应 用 提 供参 考 。 可 关键词： 多层 钢结 构 住 宅 ； 用钢 量 ； 自振 周期 ； 形 变
中 图分 类 号 ： ＴＵ３ １ ９
１ 引 言
随着我 国现 代 化 建 设 的发 展 ， 结 构 建 筑在 我 钢 国大量兴 起 ， 住 宅建 筑 中应用 钢 结 构 也越 来 越 受 在
件 已逐步 引进和 自行开发 。 由于住宅钢结 构在 我 国还 是一种 新 的建 筑结 构 体 系， 对于钢框架结构应用 到住 宅建 筑会有 什么样 的 有怎样的性能 ， 目前还没有 给出很 明确 的结论 。本 文 将结合实例分析 ， 这些 问题进行较为深入的探讨 。 对
特点 ， 受力性 能 如何 ， 在风 和地 震水 平力 作用 下 又 具 组 ； 地类别 二类 ， 场 场地土 特征周期值 选取 ０ ３ ｓ 框 ．５ ； 架 抗震 等级 三级 。结 构整体 分析计 算采 用 中国建筑
采用 刚接 。为 了 防止 主梁 发 生侧 向扭 转 ， 梁 与 主 次
梁采 用铰 接 。标 准层梁 柱平面布置 如 图 ２ 示 。 所
能、 耐久性 能 、 环境 性能 和经济性 能 考虑 。本 文采用 图 １套型 的建筑平 面布置 进行结 构设计分 析 。
（ ） 向布置 。 照住 宅规 范 的规定 ， 宅层 高 ２竖 按 住
、
昌 ：
框架结构抗震设计
绵阳的两个框架结构
• 一个填充墙经过设计认真考虑，与周边框架采用水平系梁和
构造柱连接，结构抗侧刚度很大，地震中填充墙也几乎没有 开裂，主体框架结构几乎也未损坏。 • 另一个填充墙开裂显著，尽管主体框架结构损坏并不严重， 但需要对填充墙进行大修。
影响因素的分析
填充墙等非结构构件影响
柱剪切破坏，梁柱节点区破坏
汶川地震中框架结构的震害
柱剪切破坏，梁柱节点区破坏
李英民
汶川地震中框架结构的震害
柱剪切破坏，梁柱节点区破坏
• 配箍不足，箍筋拉结、弯钩等构造措施不到位。 • 最小配箍率需提高。 • 强剪弱弯：即使柱端先发生弯曲破坏形成塑性铰，巨大的轴
压易使混凝土压溃，严重削弱柱端抗剪能力，而柱端出铰并 不会减小柱端的地震剪力，很容易引起剪切破坏。 • 连续箍筋技术，防止柱端混凝土强度严重退化。 • 控制柱轴压比
汶川地震中框架结构的震害
柱端出现塑性铰，未实现“强柱弱梁”屈服机制
汶川地震中框架结构的震害
柱端出现塑性铰，未实现“强柱弱梁”屈服机制
几乎没有看到设计规范所要求的“强柱弱梁”破坏机制
汶川地震中框架结构的震害
柱端出现塑性铰，未实现“强柱弱梁”屈服机制
汶川地震中框架结构的震害
柱端出现塑性铰，未实现“强柱弱梁”屈服机制
成的超配，对大多数二级和三级框架，都会超出(1a)式 的柱端弯矩增大系数；
• 如果考虑其它因素导致框架梁超配筋，则对一级框架也
可能会不满足(1b)式的强柱弱梁要求。 对二级和三级框架： ∑Mc=ηc∑ Mb (1a) (1b)
对一级框架结构和9度： ∑Mc=ηc∑Mbua
影响因素的分析
楼板影响
• 目前，考虑楼板影响时 “强柱弱梁”设计的两种思路： • 一种是，计算梁截面抗弯承载力时不考虑楼板翼缘，代之
浅谈抗震设计问题分析及防治措施
计 思 路 ， 抗 震 基 本 要 求 搁 置 一 边 ， 片 面 追 求 建 筑 效 果 ， 底 将 为 将 层 框 架 房 屋 平 面 上 多 处 凹 进 凸 出 ，导 致 各 部 分质 量极 不 均 匀 ， 建 筑 物 外 纵墙 多 处被 人 为割 断 ， 重 影 响抗 震 刚度 。此外 ， 立 严 在 面 上 又 设 置 了许 多 不利 于 抗 震 的 装饰 物 ， 某 公 寓 女 儿墙 竟 高 如 达 ３ 以上 。如 果 上 述 问题 解 决 得 不 好 ， 震 设 防 问题 就 会 越 ｍ 抗
定 比横 向好 ， 实 际上 并 非如 此。 而
２ 常 见 问题
２１ 抗 震 设 防不 当 ． 商 住 多层 建 筑 近 年 来 在 中 、 城 市 中很 常 见 ， 将 一 层 作 小 即 商 场 ， 后在 其 上 建造 住 宅 或 写 字 楼 等 建 筑 。 此种 结构 形 式 实 然
际 计 算 属 下 柔 上 刚 ， 抗 震 极 为 不 利 ， 果 不加 抗 震 墙 ， 成 底 对 如 做 层 纯 框 架 而 上 部砖 混 的 结 构 ， 地 震 区 将 存在 一 些 问题 。 在 除 底层 不 设 抗 震墙 外 ， 类 建 筑 还 有 超 高 和 超 层 问题 。如 此 某 农 贸 市 场 设 层 高 ３２ 的 “ 地 下 室 ” ＿ ｍ 半 １层 （ 面 开 敞 ， 地 面 南 在 以上 ， 面 埋 入 土 内 ）市 场 部 分层 高 为 ６５ ， 在 周边 设 置 夹 北 ， ．ｍ 并 层 （ 际应 算 作 两 层 ， 其 中间 部 分为 １ ， 构 上 按 复 式框 架 实 而 层 结 考 虑 ）其 上 为 ６层 ２８ 高 的 住 宅 ， 此 总 高 度 达 ２ ．ｍ ， ， ．ｍ 因 ６５ 总
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七度地震区框架结构抗震设计探析
框架结构抗震设计对减轻地震灾害的损失具有非常重要的意义，本文以某地震区框架结构工程为例，对七度地震区框架结构体系特点以及震害特点进行了相关的分析，再对地震区框架结构设计理念和设计的要点进行了相关的探讨，希望对我国七度地震区框架结构抗震的设计能有一定的指导与借鉴意义。
标签：七度地震区框架结构抗震设计
我国是一个地震多发的国家，而地震灾害所带来的损失给人们的生命财产安全带来了非常大的影响。
地震区的框架结构设计作为当前减轻地震灾害最为有效的措施，在我国地震区的建设中具有非常广泛的应用。
而当前我国框架结构设计人员对抗震设防的理念不是很清晰，设计的规范也不够严格，导致了地震区抗震建筑安全隐患的存在。
因此，笔者认为，在当前背景下，对“七度地震区框架结构抗震设计探析”这一课题进行相关的探讨具有非常重要的意义。
1项目概况
本研究工程属于某小区的居民楼，该小区所处的位置是七度抗震区，抗震设防的类别属于乙类，其建筑的总层数为7层，建筑物的长度为53.01m，宽度为16.15m，其建筑的总面积为3856.53m2，占地的总面积为723.12m2，该结构的类型主要是现浇钢筋混凝土的框架结构，结构设计的使用年限为50年，该设计的基本地震的加速度是0.05g，建筑结构的安全等级是二级[1]。
2七度地震区框架结构体系特点及震害特点
2.1框架结构体系的特点
框架结构体系的主要组成构件有柱、梁，能够承受水平载荷和竖向载荷的一种承重结构的体系[2]。
在进行该结构的设计时，通过合理的抗震设计措施的采取可以有效发挥结构的良好的延性性能，因此，可以有效耗散地震对结构的输入能量。
框架结构体系的主要特点就是自身的重量比较轻、平面的布置比较灵活。
2.2框架结构震害特点
框架结构不合理所造成的震害特点主要表现为：柱端形成弯剪破坏，上下柱端会形成水平裂缝或者斜裂缝，有时候也会有交叉裂缝的形成，混凝土的局部会出现压碎，梁端会形成塑性铰；框架柱的震害比框架梁重，短柱的灾害比一般柱重，柱上端的灾害比下端的重，角柱的灾害比内柱重；框架梁的震害主要在梁端上发生，梁端纵向钢筋的屈服会导致交叉裂缝和垂直裂缝的出现；节点处构造措施的不合理以及节点搭接的不合理容易引发框架结构的破坏；柱身的剪切破坏会导致柱身出现交叉斜裂缝的现象，进而导致箍筋弯曲崩断[3]。
3地震区框架结构设计理念
（1）严格要求主体结构的质量。
在进行框架结构的设计时，应该要对抗震构造的措施进行严格的考虑，以选择最为合理的承重方案，同时要求上下墙以及纵横墙的对齐，要按照合理的要求布置楼梯、构造柱、圈梁、窗间墙、墙角等，并对构造柱的浇灌、墙体的砌筑进行严格的要求。
另外，如果框架结构的墙体出现削弱，应该要进行及时的验算，并给与相应的加强措施[4]。
（2）保证建筑平面以及立面布置的对称、保证结构刚度、规则以及质量的均匀。
框架结构平面、立面布置的对称能有效提高建筑物的抗震性能，不规则的建筑立面容易导致建筑物应力变形的集中和局部振动过大，而不规则的建筑平面容易导致空间振动、局部振动以及扭转振动的出现，因此，在进行框架结构的设计时，要规则布置抗侧力构件的平面布置，保证竖向抗侧力呈现出材料强度与截面尺寸自下而上逐渐减少的均匀变化趋势。
4地震区框架结构设计要点
4.1重视“强剪弱弯、强柱弱梁、强节点弱锚固”的原则
“强剪弱弯、强柱弱梁、强节点弱锚固”的设计原则可以有效保证建筑物的延性。
具体的设计要点是：要求构件受剪的承载力比其弯曲时的实际剪力更大；要对框架节点核心区截面的抗震能力进行验算，以保证纵向钢筋有足够的锚固长度；要保证柱端实际的受弯的承载力大于梁端实际受弯的承载力。
4.2严格要求轴压比、保证安全储备
对框架结构的轴压比进行严格限制的目的是对框架结构的延性进行控制，一般来说，轴压比越大，柱的延性也会越差，就越容易发生混凝土柱的脆性受压破坏。
而七度地震区所处的结构是属于三级结构，根据我国相关的《建筑抗震设计规范》，三级结构的轴压比应该要在0.85以内，因此，对轴压比进行严格的限制可以有效增加建筑物的安全储备，同时，结合经济因素的考虑，一般将建筑物的轴压比设置在0.80-0.85之间，本工程的轴压比就是属于这个范围之内[5]。
4.3合理设计框架结构的构造措施
为了提高建筑物的抗震性能，可以采取以下构造措施：
（1）保证柱的截面的高度和宽度在300mm以内，保证圆柱的直径在350mm 以内，保证剪跨比在2以内，保证截面的长边和短边的比值在3以内；
（2）保证梁截面的尺寸在200mm以内，保证梁截面的高宽比在4以内，保证净跨和截面的高的比值在4以内；
（3）柱纵向钢筋的配置应该要满足最小的总配筋的要求，应该要对柱箍筋
进行加密，以提高柱的变形能力和抗压能力。
（4）框架节点核心区的箍筋的最小直径和最大的间距应该要根据柱箍筋加密的相关要求进行采用。
5结语
综上所述，地震区框架结构抗震设计对地震灾害的损失的预防具有非常关键的意义。
而七度地震区框架结构的设计理念是严格要求主体结构的质量，保证建筑平面以及立面布置的对称、保证结构刚度、规则以及质量的均匀，其设计的要点是重视“强剪弱弯、强柱弱梁、强节点弱锚固”的原则，严格要求轴压比、保证安全储备，合理设计框架结构的构造措施。
笔者认为，只要相关的工作人员切实做好以上设计要点，就一定能完善我国七度地震区框架结构的抗震设计，进而有效减少地震对我国的损害。
参考文献
[1]曲哲，和田章，叶列平.摇摆墙在框架结构抗震加固中的应用[J].建筑结构学报，2011（09）.
[2]陶烨，郭兰慧，王玉银，邵永松.多层组合结构住宅的设计与对比分析[J].钢结构，2011（06）.
[3]黄东升，周爱萍，张齐生，苏毅，陈忠范.装配式木框架结构消能节点拟静力试验研究[J].建筑结构学报，2011（07）.
[4]曲哲，叶列平.摇摆墙-框架体系的抗震损伤机制控制研究[J].地震工程与工程振动，2011（04）.
[5]李霆，许敏，熊森，万海洋，余勇.厦门北站巨型混合框架结构设计与分析[J].建筑结构，2011（07）.。