基于抗震概念设计的新型泡沫混凝土复合墙体.pdf

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1、基于抗震概念设计的新型泡沫混凝土复合墙体钱坤，温晓宝(吉林建筑大学土木工程学院，吉林长春130118)摘要：结合抗震概念设计，对地震震害进行分析，指出设置多道防线、足够的赘余度、合理刚度布置等对于提高结构抗震性能的积极作用，同时提出了一种轻质高强、节能环保的新型抗震结构体系——泡沫混凝土复合墙体，研究其对于改善结构抗震安全所起的重要意义。关键词：抗震概念设计；抗震性能；泡沫混凝土复合墙结构中图分类号：TU352．11文献标志码：A文章编号：1672—4011(2016)04—0064—02DOI：10．3969／i．issn．1672—4011

2、．2016．04．03l1建筑抗震概念设计抗震概念设计就是把地震及其作用的不可预知性和规律性有机地统一起来，设计时应以结构的总体响应为出发点，根据结构破坏机理和破坏现象，掌握抗震设计的基本概念，从根本上保证结构的抗震安全性能。我国GB50011—2010((建筑抗震设计规范》⋯明确提出建筑抗震概念设计的基本原则，其内容包括：选择有利场地，设置多道抗震防线，合理设置刚度，增强结构整体性能，重视非结构构件等。2结构震害分析2．1设置多道抗震防线通过对建筑结构地震灾害分析，展现出抗震概念设计对于确保建筑结构抗震安全的必要性。在汶川地震中，最为关键问题

3、就是很多学校震害极为严重，北川中学等学校甚至还出现了建筑整体坍塌的现象(见图1)，这引起了专家和学者的广泛关注。关于这一问题有多种原因，但是没有合理设置多道抗震防线可能是其中最为突出的一点。当地震作用时，结构应有足够的安全储备，也就是说应布置多道抗震防线，当第一道防线遭到毁坏后，还有后续的多道防线来消散地震能量，从而确保建筑物的最低安全限度，防止倒塌。在条件允许的状况下，应把抗震的第一道防线设置为抗侧力构件，同时也不宜把抗震第一道防线布置在轴压比较大的构件上。图1--IF．)11中学废墟2．2结构应有足够的安全余度对于建筑抗震安全来说，当大震发

4、生时，防止倒塌是作者简介：钱坤(1971一)，女，吉林长春人，教授，博士后，主要研究方向：建筑技术、新型结构体系、结构防灾与减灾。·64·基本目标，也是最关键的一点，应尽量确保人员生命财产安全。合理增加结构的安全余度，有意识地建立起一系列分布的屈服区(如耗能构件、连梁、偏心支撑、框架结构中的填充墙、双连梁之间设置的砌体填充墙等)，使结构能吸收和消散大量地震输入的能量，从而延长结构变成可变体系的时间或不使其结构变成机动体。2．3合理刚度布置通过震害分析，表明不同大小的地震(震级或中震烈度)对某一地区所引起的烈度可能相同，但是不同动力特性的结构的破

5、坏形态不同。框架结构中的填充墙，在地震作用下填充墙会产生裂缝开裂甚至破坏(见图2)，也就是说填充墙为框架结构承担了一部分地震作用，成为了框架结构抗震的第一道防线。但由于框架结构对填充墙的束缚不足以使其协同工作，所以框架结构与填充墙的整体性能略有不足，裂缝产生后会快速发展蔓延，并可能导致墙体严重破坏甚至倒塌而退出工作(见图3)，很难发挥其自身的优越性能而得不到充分利用。图2框架结构的填充墙体开裂图3砌体结构倒塌3结构形式在近几年间，学者们进行了更深层次的探究。天津大学傅秀岱等口1研发一种框架格构剪力墙双重抗震结构体系，该体系是基于双重抗震概念。其

6、主要设想是形成钢筋混凝土框撑格形结构(在钢筋混凝土框架结构框架梁、柱所组成的平面内增加十字形支撑)，然后在框格中填充砖或砌块。框撑具有很好的延性和较大的变形能力，是结构抗震安全性能的重要保证，形成具备两道抗震防线的双重主次结构。关于底部框架结构刚度分布不均匀的问题，哈尔滨工业大学王凤来等¨J，研发出一种适用于底部框架结构的配筋砌块短肢砌体剪力墙，其作用是减小上部墙体结构的刚度同时增强其变形能力。重庆大学杨佑发等一1通过在上部砌体和底层框架结构之间布置隔震橡胶垫，增加其变形能力来消耗地震作用输入结构中的能量，同时也大大增强了消能减震作用。对于刚度

7、和承载力难以合理匹配问题，马云舟等¨1提出在结构屋顶设置层间隔震层，进而提高结构的抗震性能。同济大学李国强等∞一通过试验对钢框架结构和带填充墙钢框架结构进行了理论分析，研究了结构在外力作用下的变形及破坏全过程，得到了填充墙体对钢框架强度和变形的影响、节点的破坏形态以及填充墙体自身的抗震性能。上述结构形式虽然各不相同，但中心只有一个，即都是环绕设置多道抗震防线，布置合理刚度，增强结构整体第42卷第4期沪I．J遣材V01．42，No．42016年8月Sich“鲫Buildi。ngMat已一口跆August，2016性能等基本理念，体现了建筑抗震概念

8、设计对于确保结构抗震性能的重要作用。4泡沫混凝土墙新型结构体系基于建筑抗震概念设计，研发了一种新型抗震结构体系：泡沫混凝土复合墙体。泡沫混凝土复合墙结