【正文】 梁破壞 ， 造成框架的整體倒塌。 框 架 — 剪力墻 結(jié)構(gòu)中 ， 沿建筑高度方向 ， 內(nèi)力最大的連梁不在底層 ， 而在中間某層 ， 這一點在設(shè)計中要尤為注意。 為保證連梁的延性 ， 設(shè)計時應(yīng)做到“強柱弱梁” ， “強剪弱彎” ， 連梁的截面尺寸應(yīng)符合下列要求 ， 無地震作用組合時 :Vb≤ cfcbbhb0；有地震作用組合時 ,當跨高比大于 時 ： Vb≤ 1/γ RE* cfcbbhb0， 當跨高比小于 時 ： Vb≤ 1/γ RE* cfcbbhb0。 四 、 一些新技術(shù)在連梁中的應(yīng)用與展望 為了改善剛性連梁的抗震性能和延性 ， 工程界和國內(nèi)外學(xué)者作了不少努力 ， 單單通過調(diào)整縱筋和箍筋的比率或增大配筋、配箍率的方法 ， 經(jīng)研究和實踐 ， 其效果并不顯著。書中列舉出幾種較新方法 ， 分別如下 ： 在連梁中配置斜對角交叉縱筋 ， 用以提高連梁抗剪能力 ， 并可阻止斜向交叉裂縫的開展 ， 但交叉縱筋難以施工 ， 且用鋼量很大 ， 效果一般 ；或在連梁中摻入鋼纖維 ， 也可有效的提高連梁的延性 ， 但這會造成構(gòu)件之間的連接問 題 ， 而且施工工藝上也是個難點 ， 故在我國應(yīng)用不多。 鋼骨混凝土 (勁性鋼筋混凝土 ) 剛性連梁 ， 即混凝土包裹在型鋼的 3 外層 ， 形成鋼與混凝土的組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件 ， 既發(fā)揮了型鋼的良好強度和延性 ，又發(fā)揮了混凝土的抗壓、抗屈曲的特點 ， 二者相互補充 ， 既防止了型鋼的局部失穩(wěn) ， 提高了其耐火性 ； 又杜絕了混凝土的脆性破壞 ， 大大提高了構(gòu)件的強度和延性。通過試驗繪出的內(nèi)力 — 位移滯回曲線可以看出 ， 鋼骨混凝土剛性連梁的滯回曲線飽滿 ， 延性系數(shù)大 ， 耗能作用顯著。但由于其本身的剛度較大 ， 在設(shè)計時要注意和剪力墻、框架柱的剛度比例問題 、 結(jié)點處的連接問題 、 以及鋼骨和混凝土之間的剪切滑移問題。 帶鋼支撐摩擦節(jié)點的剛性連梁 ， 即在連梁的豎向平面內(nèi)設(shè)置鋼支撐摩擦節(jié)點 ， 這樣做使得剛性連梁的滯回曲線相當豐滿 ， 剛度退化很小 ，強度降低緩慢。由于摩擦面的滑動摩擦力是一恒定值 ， 屈服后滯回曲線有一相當穩(wěn)定的水平段 ， 延性很好。由滯回曲線可見 ， 該結(jié)構(gòu)近似理想彈塑性結(jié)構(gòu) ， 是一種理想的剛性連梁結(jié)構(gòu)。另外 ， 由于摩擦面的滑動摩擦力可以根據(jù)需要進行調(diào)節(jié) ， 這將使帶剛性連梁的框架 — 剪 力墻結(jié)構(gòu)的剛度、地震作用以及剛性連梁局部的受力可以根據(jù)地震作用的大小得到有效的控制。這使得原來的被動抗震 ， 變?yōu)?了近似主動抗震。 每次新材料的應(yīng)用 ， 都會帶來結(jié)構(gòu)設(shè)計的飛躍。如果在連梁中使用一些新材料 ， 不但可以提高連梁的性能 ， 還可以推動整個結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展。例如 ， 是否可以將航空界中使用的形狀記憶合金應(yīng)用在連梁設(shè)計中 ，形狀記憶合金有著在高荷載下產(chǎn)生較大的變形 ， 一旦荷載卸去 ， 它又可以恢復(fù)原來的形狀的特性。這樣可以使得連梁在地震作用下產(chǎn)生變形 ， 從而可以消耗地震的能量輸入 。 當?shù)卣鸾Y(jié)束 ， 連梁恢復(fù)正常使用狀態(tài) ， 可以繼續(xù)工作。這使得我們設(shè)計的結(jié)構(gòu)具有了一定的“智能”。當然 ， 新材料的種類很多 ， 應(yīng)用在結(jié)構(gòu)中還需要過一段時間 ， 希望這些材 料能不斷發(fā)展，更好的利用于工程事業(yè)中。 以上就是我在閱讀課外有關(guān)書刊時的一些體會。這些書刊中的內(nèi)容，使我增長了知識，提高了能力。在以后的學(xué)習(xí)和工作，我還需要閱讀更多的書籍，使自己不斷進步，將來能夠為祖國的建設(shè)事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻。 桂 林 工 學(xué) 院 GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 本科畢業(yè)設(shè)計 方 案 論 證 系 （院）：土木工程 專業(yè)方向： 班 級： 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 日 期： 1 方案論證 在完成初步的結(jié)構(gòu)設(shè)計后，我對已 選定的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)形式進行了分析論證，說明其方案的可行性和合理性。由于缺乏經(jīng)驗和水平有限，文中不足之處，請老師批評指正。 一、 結(jié)構(gòu)材料分析論證。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有造價較低、取材豐富，強度高、剛度大、耐火性和延性良好，結(jié)構(gòu)布置靈活方便，可組成多種結(jié)構(gòu)體系等優(yōu)點，因此得到廣泛應(yīng)用。目前，我國的各類建筑中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)占主導(dǎo)地位。但鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要缺點是自重大，結(jié)構(gòu)斷面大，不宜建造很高的建筑。 該建筑防火等級為二級，要求重視防火設(shè)計，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可以有效利用其耐火性能好的優(yōu)點。同時，由于地震設(shè)防烈度為 7 度，采用剛度大、延性好的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可以達到抗震設(shè)防的目標。另外，本建筑層數(shù)為 8 層，高度不大，避免了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不宜建造很高建筑的缺點。 二、 結(jié)構(gòu)體系分析論證。 框架 — 剪力墻結(jié)構(gòu)結(jié)合了框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，既具有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、具有較大建筑空間、使用方便的特點，又有剪力墻結(jié)構(gòu)的較大抗側(cè)剛度，較強的承載能力和抗震性能，因而廣泛應(yīng)用于高層建筑。 該工程為綜合辦公樓，建筑平面空間較大，分隔靈活；同時又是高層建筑，要求有較大的剛度以抵抗側(cè)向變形；且電梯井道一般做成鋼筋混凝土筒體墻，所以采用框架 — 剪力墻結(jié)構(gòu) 。另外，框架結(jié)構(gòu)中適當布置鋼筋混凝土剪力墻，作為抗側(cè)力構(gòu)件與框架協(xié)同工作，可使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能。 三、 結(jié)構(gòu)布置分析論證。 標準層平面結(jié)構(gòu)布置見下圖。 W1 W1W2 W2WF1 標準層平面布置圖KZ 1 KZ 1 KZ 1 KZ 1 KZ 1 KZ 1 KZ 1 KZ 1KZ 1 KZ 1 KZ 1 KZ 1 KZ 1 KZ 1 KZ 1 KZ 1KZ 2 KZ 2 KZ 2 KZ 2 KZ 2 KZ 2 KZ 2 KZ 2KZ 2 KZ 2 KZ 2 KZ 2 KZ 2 KZ 2 KZ 2 KZ 266002300660015500516 0072 00 72 00 78 00 72 00 78 00 72 00 72 00KL1KL1KL1KL1KL1KL1KL1KL1KL1KL1KL1KL1KL2KL2KL2KL2KL3KL3KL3KL3KL 4L1L1 L1 L1 L1 L1 L1L1 L1 L1 L1 L1 L1KL 4 KL 4 KL 4 KL 4 KL 4 KL 4KL 4 KL 4 KL 4 KL 4 KL 4 KL 4KL 4 KL 4 KL 4 KL 4 KL 4 KL 4KL 4 KL 4 KL 4 KL 4 KL 41 3 975 11 13 15ABCDB3 B3B4 B4 B4 B6 B4 B4 B4 B4 B6 B4 B4 B4B7 B5 B3 B4 B6 B3 B4 B6 B4 B3 B5 B7B1 B1 B2 B1 B2 B1 B1 2 本設(shè)計嚴格遵守高層建筑結(jié)構(gòu)布置原則，采用規(guī)則結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)平面形狀簡單，平面布置均勻、對稱并具有較好的抗扭剛度；結(jié)構(gòu)豎向布置均勻，結(jié)構(gòu)的剛度、承載力和質(zhì)量分布均勻，無突變；結(jié)構(gòu)具有必要的承載能力、剛度和變形能力；避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)喪失承受重力荷載、風(fēng)荷載和地震作用的能力。設(shè)置多道抗震防線：剪力墻為第一道防線，框 架為第二道防線。 為使框架 — 剪力墻體系結(jié)構(gòu)能很好的共同工作，同時又更好地發(fā)揮兩種結(jié)構(gòu)各自的作用，框剪結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計成雙向抗側(cè)力體系，且在抗震設(shè)計時，按照“均勻、對稱、分散、周邊”的原則，結(jié)構(gòu)兩主軸方向均應(yīng)布置剪力墻，并使結(jié)構(gòu)各主軸方向的側(cè)向剛度接近。故本設(shè)計中除電梯井道為鋼筋混凝土筒體外，橫向設(shè)四道共 ，縱向設(shè)四道共 剪力墻，使兩方向的剪力墻數(shù)量相同，使框架 — 剪力墻結(jié)構(gòu)體系的抗側(cè)剛度中心盡量與質(zhì)量中心相接近，以減輕地震作用下對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)作用的不利影響。 為滿足剪力墻布置的要求，本設(shè)計中的 剪力墻均勻布置在建筑物的周邊附近（比設(shè)在中部位置能更有效的發(fā)揮抗扭轉(zhuǎn)作用）和電梯間（本來就需要用墻圍護，在該處設(shè)置剪力墻對建筑空間的利用沒有妨礙，并有利于加強樓蓋結(jié)構(gòu)）；縱橫剪力墻組成 L 形和工字形；剪力墻貫通建筑物的全高，以避免剛度突變，對抗震非常不利；剪力墻開洞時，洞口上下對齊，成列布置，使剪力墻形成明確的墻肢和連梁。這樣剪力墻傳力直接，受力明確，地震中不易因為復(fù)雜應(yīng)力而產(chǎn)生震害。 在側(cè)向力作用下，為確保樓板平面的剛度無窮大，需對橫向剪力墻間距的最大值做出限制。抗震設(shè)防烈度為 7 度時，剪力墻最大間距為 4B（ 62m）和 50m中取較小值。本設(shè)計中剪力墻最大間距為 ，滿足要求。 為充分發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)的延性，避免脆性剪切破壞的發(fā)生，剪力墻均設(shè)計成高寬比大于 2 的細高剪力墻。為使墻體配筋較充分的發(fā)揮作用，控制受彎產(chǎn)生的裂縫寬度，墻肢寬度不宜大于 8m，故本設(shè)計中墻肢長度為 。 為使結(jié)構(gòu)的剛度和自振周期均在合適的范圍內(nèi)，在 7 度抗震下，一般底層結(jié)構(gòu)剪力墻截面面積 Aw 和柱截面面積 Ac 與樓面面積 Af 之比為~，剪力墻截面積 Aw 與樓面面積 Af 之比為 ~。在本設(shè)計中，（ Aw+Ac） /Af為 ， Aw/Af為 ，均控制在要求范圍內(nèi)。 本設(shè)計中，縱向剪力墻開有門窗洞口，則相鄰洞口之間以及洞口與墻邊緣之間要避免小墻肢，因為小墻肢在反復(fù)荷載作用下比大墻肢早開裂、早破壞。設(shè)計時，墻肢寬度均大于 3 倍墻厚（ 720m）。 為限制位移大小，一般將高層建筑結(jié)構(gòu)的高寬比 H/B 控制在 6 以下。 3 本設(shè)計中，框剪結(jié)構(gòu)的高寬比為 ，滿足要求。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計成雙向抗側(cè)力體系，故主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間不應(yīng)采用鉸接，而應(yīng)采用剛接。同時梁與柱或柱與剪力墻的中線宜重合，部分梁柱中心線不能重合時，其偏心距在7 度抗震設(shè)計 下均小于柱截面在該方向?qū)挾鹊?1/4。 四、 結(jié)構(gòu)構(gòu)件分析論證。 構(gòu)件截面尺寸估算是結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理與否，與構(gòu)件截面尺寸有很大的關(guān)系。下面就梁、柱、板和剪力墻的尺寸是否合理進行說明。 為減少剪切變形及避免梁發(fā)生剪切破壞，框架結(jié)構(gòu)梁截面高度 hb 取計算跨度 lb 的 1/12~1/8，梁凈跨與截面高度之比不宜小于 4。本設(shè)計中，橫向和縱向最大跨度分別為 6600mm 和 7800mm，故相對應(yīng)的橫向和縱向框架梁高度分別取 650mm 和 700mm 可滿足要求，而跨高比均大于 10。為避免出現(xiàn)薄腹梁，梁截面寬度不宜小于 200mm，高寬比不宜大于 4。因此本設(shè)計中梁寬度取 240mm，高寬比均在 2~3 之間。 柱的截面尺寸可由經(jīng)驗公式 A=a2=GnF /[fc(μ )*103]*ψ進行估算。通過計算可得 1~5 層的中柱尺寸為 a=，邊柱尺寸為 a=； 6~8層的中柱尺寸為 a=，邊柱尺寸為 a=。故本設(shè)計中中柱均取500mm，邊柱均取 450mm。用軸壓比限值 [n]=N/fcA 進行驗算，得中柱的軸壓比為 ，邊柱的軸壓比為 ，均小于框架在三級抗震時的軸壓比限值 ，因此合理。 鋼 筋 混 凝 土 雙 向 板 的 厚 度 ， 按 構(gòu) 造 要 求 取110mml/40=3600/40=90mm。 二級抗震設(shè)計時，剪力墻的最小厚度在底部加強部位均不應(yīng)小于200mm，且不應(yīng)小于層高或剪力墻無肢長度的 1/16，其他部位不應(yīng)小于160mm，且不應(yīng)小于層高或剪力墻無肢長度的 1/20。由于本設(shè)計中層高為，所以剪力墻厚度取 240mm。 五、 結(jié)構(gòu)復(fù)核分析論證。 剪力墻具有較大的剛度，能有效地控制側(cè)移，抗震能力較強。大量震害表明，剪力墻數(shù)量的增加對抗震有利，但并非越多越好，因為剪力墻太多，結(jié)構(gòu)不經(jīng)濟，更重要的是，結(jié)構(gòu)自振周期將隨剪 力墻數(shù)量增加而減少，增強了結(jié)構(gòu)的剛性，使其周期與場地特征周期接近，引起共振。因此就存在剪力墻合理數(shù)量的問題。前面已經(jīng)對剪力墻的布置和尺寸進行了初步設(shè)計，下面通過結(jié)構(gòu)設(shè)計中的計算結(jié)果對剪力墻數(shù)量進行復(fù)核，以證明其是否合理。 自振周期是對結(jié)構(gòu)剛度特征的綜合反映，本設(shè)計中結(jié)構(gòu)自振周期為，而場地特征周期為 ，因此不會引起共振。 結(jié)構(gòu)側(cè)移大小是高層建筑結(jié)構(gòu)剛度的另一個反映，也是對構(gòu)件截面大 4 小、剛度大小的一個相對指標?？蚣艚Y(jié)構(gòu)樓層層間最大位移與層高之比的限值為 1/800，而在本設(shè)計中，層間最大位移與層 高之比為 1/2250，頂點位移與總高度之比為 1/3083，都小于限值，因而結(jié)構(gòu)位移滿足要求。 剪力墻的數(shù)量還應(yīng)能保證在抗震設(shè)計時，剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不小于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的 50%。本設(shè)計中，該數(shù)值為 70%，滿足要求。 綜上所述，本設(shè)計中剪力墻部分的設(shè)計是合理的。 當框架和剪力墻通過樓板聯(lián)系在一起協(xié)同工作時，由于樓板平面剛度的無限大，迫使框架和剪力墻在同一樓層處具有相同的水平位移，從而出現(xiàn)在下部樓層，剪力墻拉著框架按彎曲型曲線變形；在上部樓層，框架拉剪力墻按剪切型曲線變形?？蚣艚Y(jié)構(gòu)的這 一變形特點，可以通過剛度特征值λ來反映：當λ介于 1~6 之間時，結(jié)構(gòu)顯現(xiàn)下部以