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工法樣板三種常用鋼筋砼結構適用高層建筑嗎?

作者:筑榮建材科技  來源:kanpyou.net  發布時間:2020-12-10

由于高層建筑中抗水平力成為設計的主要矛盾,因此采用工法樣板何種抗側力結構是結構設計的關鍵性問題。根據抗側力結構的不同,鋼筋砼結構主要可分為框架結構、框架——剪力墻結構、剪力墻結構和筒體結構等幾種結構體系,這些體系的受力特點、抵抗水平力的能力,特別是抗震性能等有所不同,因此具有不同的適用范圍。

框架結構由梁、柱構件通過節點連接構成,框架梁和柱既承受垂直荷載,又承受水平荷載,并可為建筑提供靈活布置的室內空間。當建筑物層數較少時,水平荷載對結構的影響較小,采用框架結構體系比較合理,當層數較多時,由于框架結構在水平力的作用下,內力分布很不均勻,并存在著層間屈服強度特別弱的樓層,且由于框架結構的構件截面慣性矩相對較小,導致側向剛度較小,側向變形較大,在強烈地震作用下,結構的薄弱層率先屈服,發生彈塑性變形,并形成彈塑性變形集中的現象,震害一般是梁輕柱重,柱頂重于柱底,尤其是角柱和邊柱更容易發生破壞,除剪跨比較小的短柱易發生柱中剪切破壞外,一般柱是柱端的彎曲破壞。因此框架結構屬于以剪切變形為主的柔性結構,使用高度受到限制,主要用于非抗震設計和層數相對較少的建筑中。

剪力墻結構中,剪力墻沿橫向、縱向正交布置或多軸線斜交布置,由鋼筋砼墻體承受全部的水平荷載和豎向荷載,屬于以彎曲變形為主的剛性結構。該種結構的抗側力剛度比框架結構大的多,在水平力作用下側向變形小,空間整體性好。剪力墻結構的工作狀態可分為單肢墻、小開口墻、聯肢墻,單肢墻和小開口墻的截面內力完全或接近于按材料力學公式直線分布規律,其平衡地震力矩只靠截面內力偶負擔。聯肢墻則通過連系梁使許多墻肢共同工作,地力矩可由多個墻肢的截面內力矩與連梁對墻肢的約束力矩共同負擔,設計原則是梁先屈服,然后墻肢曲破壞喪失承載內力。當連梁鋼筋屈服并且有延性時,即可吸收大量地震能量,又能繼續傳遞,彎矩剪力,對墻肢有一定的約束作用。由于剪力墻結構自重大,建筑平面布置局限性大,難以滿足建筑內部空間的要求。因此其更多地用于墻體布置較多,房間面積要求不太大的建筑物中,既減少了非承重隔的數量,也可使室內無外露梁柱,達到整體美觀。

框架——剪力墻結構是指在框架結構中的適當部位增設一些剪力墻,是剛柔相結合的結構體系,能提供建筑大開間的使用空間,是由若干道單片剪力墻與框架組成。在這種結構體系中,框架和剪力墻共同承擔水平力,但由于兩者剛度相差很大,變形形狀也不相同,必須通過各層樓板使其變形一致,達到框架和剪力墻的協同工作。從受力特點看,剪力墻是以彎曲變形為主,框架是以剪切變形為主,于變位協調,在頂部框架協助剪力墻抗震,在底部剪力墻協助框架抗震,其抗震性能由于較好的的發了各自的優點而大為提高。因此可以適用于各種不同高度建筑物的要求而被廣泛采用。

以上分析了三種常用的鋼筋砼結構體系的特點,通過分析比較看出,工法樣板選擇高層建筑結構抗側力體系通常需要考慮的兩個主要原因是建筑物的高度和用途。

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