七度地震区框架结构抗震设计探析

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[摘要]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。

[关键词]七度地震区 框架结构 抗震设计

[中图分类号] TU973+.31 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-4-328-1

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，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）.