大跨度预应力混凝土框架梁的抗震设计论文_梁健俊

大跨度预应力混凝土框架梁的抗震设计论文_梁健俊

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摘要:在房建工程中框架梁结构的振动控制不是一个新概念,结构振动控制是指采用某种措施,使结构在动力荷载作用下的响应不超过某一限值,以满足工程需要。随着结构振动控制理论和技术的不断发展,一种新的框架梁结构振动控制的方法和思路开始发展起来:通过在结构响应较大的部位安装控制装置,耗散输入到结构体系中的部分能量,从而减小框架梁结构的动力反应,使之满足正常使用的要求。

关键词:大跨度;减隔震技术;框架梁结构设计

前言

针对某特殊体型的大跨度复杂连体结构进行主体结构体系及连接体结构形式的选型分析,考虑十字交叉形连接体的变形特点,在抗震设计中研究连接体结构及采用组合减震支座连接对结构整体地震作用的影响;采用结构抗震性能设计方法,通过相应的结构加强措施,确保结构满足特殊类型超限高层结构抗震性能目标的要求。

1 框架梁抗震设计方法

1.1 静力法

静力法最早提出于日本,它主要是假设结构物和地震动能够有相同频率的震动。根据动力学的角度,将地震中的加速度看成地震破坏的单一因素,这种认知存在着局限性,它忽略了结构的动力特性的特点。结构的基本周期小于地面运动周期,且小很多的情况下,在地震中,结构物才可能在震动中不出现变形的情况,静力法才能够得以成立。如果范围超出,就不能够应用此方式。

1.2 反应谱法

反应谱的概念出现后,有人提出了反应谱理论的抗震计算的动力法。根据“地震荷载”概念来看,这种方式相比静力法有一定的进步。反应谱主要是在单自由度系统的基底上作用地面加速度,测量出的最大响应由动力输入和系统的自振周期和阻尼来决定。反应谱方法的概念很简单,存在着操作简单的优点,计算方便,能够通过最少的计算量,得到结构的最大反应值情况。可是,反应谱只是一定范围内的情况,如果出现在强烈的地震中,这种情况下的塑性工作阶段,不能够直接的进行使用,可以看出,反应谱方法只可以得到最大地震响应,对于结构在地震中的情况不能够反映出来。

1.3 动力时程法

动态时程分析法通过对于地震波的加速度时程进行输入,建立出相应的地震振动方程,之后对于方程进行求解,将地震中每一瞬间结构的位移、速度和加速度进行计算,就可以将地震过程中弹性和非弹性阶段的内力变化和构件逐步开裂、损坏直至倒塌的情况进行推测。动力时程法更加的精确,对于结构间的相互作用等能够图示与方程计算。而且,非线性性质地震反应分析越来越完善。

2 抗震技术的应用条件

2.1 使用条件的确定

根据上述分析,目前减隔震技术的类型有很多种,不同的减隔震技术具有不同的要求,因此,在设计框架梁结构的过程中,需要根据框架梁应用的实际,然后与各种减隔震技术所需要的条件进行结合,选择合适的减隔震技术。通常情况下,从以下几方面来考虑使用何种技术:一是框架梁结构中是否需要刚性梁墩,二是框架梁底端结构是否规则,三是框架梁所处地理位置是否处于地震高发区域。通过对以上三种条件的考虑来选择合适的减隔震技术。除此之外,还需要注意的是框架梁的地质基础是否稳定,框架梁下端结构与地震波产生共振的概率以及框架梁结构是否存在负返力作用,如果出现上述问题,应避免使用减隔震技术。

2.2 减隔震技术应用的原则

1)抗震原则,不管在什么条件下,应用减隔震技术必须能够使框架梁具有抗震性能,根据地震的类型和强度,框架梁是否能够保持预期的状态。

2)优化原则,在运用减隔震技术的同时会对框架梁结构造成一定的影响,为了降低这些影响,需要对框架梁结构设计进行优化。

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3)力学原则,减隔震技术的发明是建立在力学的基础上,在运用该项技术的过程中应遵循力学原理,合理使用减隔震技术。

3 如何提高框架梁抗震设计分析

3.1 框架梁抗震设计防标准

结构耐震设计的基本内容是框架梁耐震设计的标准。过去框架梁建设的研究人员和技术人员就抗震性进行了分类,提出了抗震的原理。在经历很严重的地震的时候,保证框架梁结构更加的坚固,不会倒塌。基本的结构内容要求以及目标,如今还被很多的设计项目所应用。一般来讲,传统的方法的结构抗震设计主要是根据地震的作用水平进行的。目前,主要问题是能够概括对应各个目标的设计程序。

3.2 框架梁结构的构造细节

虽然房建工程框架梁的抗震设计依旧存在着许多的问题,但是我国房建工程框架梁抗震设计的发展水平来讲,依旧无法通过定量手法进行快速的解决。因此,根据以往地震受害的经验、抗震概念的设计和质量研究的结果,为使得框架梁构造物的抗震安全性得到保障,就需要进行详细的结构设计标准制定。一些欧美等海外各国都注意到了框架梁构造物的抗震设计标准和规定制定的重要性。但是,我国对于框架梁结构物的抗震设计方面的相关法律法规在尚不够充足。

3.3 框架梁延性与位移的设计

在我国,传统框架梁的抗震设计采用了强度设计法。虽然存在延性和位移问题,但通常通过强度指数间接实现。近年来,人们越来越关注框架梁结构的抗震设计中位移的重要作用。很多专家和框架梁建筑技术人员作为地震构造设计的参数位移,能够形成多参数抗震设计法。

3.4 框架梁结构支座设计

框架梁结构的设计需要加强床板的连续结构。为了在位移发生时不使主梁落梁,需要设定充分的加固宽度。另外,应适当地扩展盖梁和支座的宽度,追加位移防护装置。在没有固定支座的情况下,通过设置移角钢或者挡块的加设方式增加抗震设计。

3.5 框架梁结构跨度设计控制

在地震区域进行建设的过程中,要不断的加强梁面的连续结构。框架梁的跨度不均匀时,墩身的刚性不等,特别容易受到损伤。此时,可调整各墩的刚性,以便通过在墩顶的支承力的大小进行调整,使得刚性能够得到进一步的保证。地震区域的跨度不应该太长。跨度越大,墩柱受到的轴力越大,最终墩柱的延展力就越小。

3.6 框架梁纵向位移设置消能装置

在高强度区域的框架梁设计中,应考虑设置诸如冲击吸收、免震支承等纵向能源散失装置,增加用于降低水平方向桥的负荷的框架梁和墩柱的接头,用以提升结构灵活性和减小阻力。

3.7 框架梁的墩台基础地的选定

在房建工程框架梁中,拱脚位置对轴向的水平位移敏感,两侧支承的非同步激振发生非常大的伪静力反应,有可能超过惯性力的动力响应。因此,地震时构筑框架梁时,应该将拱脚和桥台的基础选定在整体岩盘或者是同一场所,在地震发生的时候,使得各个支座能够同步激励。

4 结语

综上所述,房建工程技术的不断提升,抗震技术越来越被设计者所重视,为了保证框架梁的抗震性能,提升框架梁工程的质量,研究人员需要根据减隔震技术应用的实例总结经验,进而提升框架梁的抗震性能,为我国房建工程的发展提供保障。

参考文献

[1]隋宝龙,漆成,刘子毅.混凝土框架梁和顶板裂缝分析及处理[J].低温建筑技术,2017,39(10):150-152.

[2]漆成,董志冬,刘子毅.混凝土框架梁、顶板裂缝鉴定分析及加固处理[J].华北地震科学,2017,35(S1):30-33.

论文作者:梁健俊

论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期

论文发表时间:2020/4/21

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