教学楼抗震设计研究与实例分析.docx

教学楼抗震设计研究与实例分析 教学楼抗震设计探讨与实例分析 1引言 学校是人员相对密集的场所，建筑比较集中，尤其中小学，学生的逃命和自救实力差，地震中教学楼的倒塌造成了较大的人员伤亡。汶川地震过后，国内中小学教学楼的抗震设计要求被提到了一个新的高度，特殊在于防倒塌及变形实力两个方面。目前中小学教学楼多采纳框架结构，在此通过一个详细的工程实例对中小学教学楼抗震设计进行简要的分析。 2抗震设计探讨 框架结构教学楼普遍具有有以下特点：（1）具有比较大的高度和空间；（2）多跨结构；（3）楼板采纳结构整体性较强的现浇钢筋混凝土板；（4）延性较好；（5）结构布置敏捷，在地震时简单出现对抗震不利的扭转现象。 建筑方案阶段，针对教学楼的特别状况，为了达到最优化的建筑功能，最平安的结构体系，首先应防止建筑方案导致的结构体系不合理。建筑在平面布置上应当尽量对称、避开平面凹凸不规则，避开平面扭转不规则，保证整体性良好；建筑在竖向剖面立面上也应尽量规则，避开出现竖向不规则的建筑方案。另外，按抗震概念设计的理念，侧向刚度不宜改变过大宜匀称，为了避开抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变，竖向抗侧力构件的材料强度和截面尺寸宜自下而上渐渐减小。 我们始终要求抗震设计要做到“强柱弱梁”，但地震中却发觉依旧有许多“强梁弱柱”的破坏。国内外的探讨表明：框架梁邻近楼板内的配筋会使框架梁的实际抗弯承载力增大百分之二十到百分之三十，在某些状况下，甚至可能增大几乎一倍。梁筋超配导致的“强梁弱柱”的状况也许多。所以在结构设计中建议做到以下几点：充分考虑梁的刚度增大系数，考虑梁的塑形内力重分布；梁端配筋应取用梁在柱边截面的弯矩设计值；适当限制中下部钢筋进入支座的数量，避开框架梁端和中下部钢筋计算值差异过大；严格限制柱子轴压比，当柱子采纳构造配筋时可以适当加大柱子配筋。 加强框架柱底部沿两个主轴方向的约束，将全部的框架柱底部都连成一个整体，有效地限制甚至消退框架柱底端之间的相对水平位移，共同反抗地震作用，防止单根框架柱受力过大破坏，继而其它柱子被破坏，有效的避开底层柱抗震实力较小而使得教学楼整体垮塌。 现浇钢筋混凝土梁板结构是多层框架结构教学楼的楼、屋面较常采纳的，预应力多孔板的装配整体式结构也会间或用到。平面刚度较大的楼、屋盖是框架柱的侧向支点，可确保框架柱侧向水平位移在同一楼面保持相同。 单跨结构的抗侧刚度小，耗能实力弱，结构超静定次数少，一旦柱子出现强震时不行避开的塑性铰，出现连续倒塌的可能性很大，震害表明单跨框架结构震害较重，甚至房屋倒塌。所以抗震设计的框架结构不宜采纳单跨结构。 填充墙、隔墙的设计，是框架结构抗震设计中非常重要的内容。填充墙、隔墙的平面及竖向布置不当，可能会引起结构实际受力时的偏心扭转过大或上下楼层侧向刚度突变，所以填充墙、隔墙的平面和竖向布置宜匀称、对称。填充墙、隔墙自身的倒塌也是地震中的一个严峻的破坏。加强填充墙、隔墙与主体结构的牢靠拉结，保证填充墙及隔墙自身的稳定性与整体性，是非常重要和必要的。 楼梯设计，楼梯是建筑物的竖向交通要道，遇到地震等突发事务时更是人员疏散的重要通道。楼梯间的布置应尽量减小其造成结构平面不规则；宜采纳现浇钢筋混凝土楼梯，应有足够的防倒塌实力；楼梯间的结构布置应尽可能避开出现短柱，梯段板和休息平台板不宜采纳折板式做法；加强楼梯间填充墙与主体结构构件的拉结。 人们通过大量的地震灾难中总结出来，新型防震技术基础隔震通过限制结构底部有限的滑动能有效的减轻地震对上部结构的破坏。基础隔震技术是指在基础与上部结构之间安装隔震层，地震时隔震层会汲取地震力而导致较大的集中变形，从而削减或降低了上部结构的速度、加速度和位移，使得上部结构变形减小或免招破会。因为教学楼这类建筑层数低，平立面比较简洁，上部结构可选方案类型较多，所以特别相宜基础隔震技术的应用。 教学楼抗震设计要重视以下几点： 1、加强对中小学师生在地震突发事务中的逃命及自救教化； 2、重视抗震概念设计与构造设计、包括结构整体抗震性能化设计、结构整体抗震分析计算、非结构构件设计； 3、必要的加固改造现有教学楼，实行有效措施对其进行是减轻地震损失，避开或减轻其在地震中的损坏，避开或削减人员及财产的伤亡； 4、在节点处安装阻尼器，或者在底层设置隔震支座等耗能构件，使得主体结构的地震反应减小，在大震到来时有效爱护主体结构不发生破坏。在合理的设计后，能够满意规范中“小震不坏、中震可修、大震不倒”的要求。 3实例与分析 3.1.1工程概况 某教学楼，五层框架结构，设计运用年限为50年。按国家标准建筑工程抗震设防分类标准（GB50223- 2008）的要求，中小学为重点设防类建筑。抗震设防烈度为 7 度区（0.15g），（按8度考虑抗震等级），设计地震分组为第1组，特征周期Tg=0.35s，类场地类别，抗震等级为二级。 3.1.2教学楼平面设计及结构选型 学校建筑要求跨度较大，在通风、采光等方面也有要求较高，内外廊式平面在学校建筑中特殊常常运用。由于教学楼多为宽度较小的建筑，且空间运用上中间不能下柱，所以很简单会设计出单跨结构，单跨结构在规范中规定乙类建筑不应采纳单跨结构，所以外廊式教学楼在端部增设一排柱子成了建筑师们的首选，提高了结构的整体抗震性能同时也保证建筑运用功能。而且，外廊式教学楼特别有利于疏散，所以应当适当的做宽。单跨结构体系的教学楼汶川大地震的调研结果显示在大地震中的破坏特别严峻，甚至有很大一部分教学楼干脆整体倒塌。但是外廊式教学楼增设了一整排的柱子，可能会影响建筑外立面，使得建筑师在立面设计上多了些局限性，而且造价也会普遍增加。此外，因为教学楼与教学楼之间设有连廊，而且连廊多为单跨结构，但又不得不设，为了满意规范，须要把连廊分割归入教学楼整体计算，但这样做的弊端会导致教学楼跟连廊连接的位置刚度聚变，地震时扭转较大，为了避开地震时变形过大须要增大连廊部分的刚度，一般会加厚楼板，从而又增加了造价。但是相对于地震破坏造成的损失，这些必要的费用增加是微乎其微的。 3.1.3教学楼基础形式 该教学楼采纳预应力管桩基础，首先是出于该教学楼所在位置地质状况考虑的。桩基基础，尤其是端承桩在许多次地震灾难中被证明其在地震作用下附加沉降小，上部结构震害比较轻。此外箱型基础，有地下室的建筑，因为埋在地下的部分在地震作用时与上部结构形成一个刚度很大的整体，能够共同抵挡地震的动力作用，所以在有须要的状况下可以建议采纳，尤其是抗震烈度高的8度或9度区。 4总结 本文通过阐述设计过程中的设计思路和方法，依据教学楼的特别性从建筑方案起先进行考虑，确保主体结构抗震性能的良好性。详细分析了某五层框架结构教学楼的平面布置及基础选型，并得出该教学楼的详细抗震措施。为今后学者探讨教学楼的抗震设计方法供应参考看法。 参考文献 1 王利中.中小学教学楼抗震性能及对策分析D.西安：西安建筑科技高校，2022. 2 徐建.建筑结构设计常见及疑难问题解析（其次版）中国建筑工业出版社，2022. 教学楼抗震设计探讨与实例分析 探讨分析高校教学楼的建筑设计 教学楼设计 教学楼设计 高校教学楼建筑设计探讨 学校教学楼场地设计案例分析 高校教学楼设计 教学楼设计要点 教学楼消火栓设计 教学楼设计摘要 本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第8页 共8页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页