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实例分析超高层装配式建筑如何抗震

2018-05-16  来自: 山东沛鑫新型建材有限公司 浏览次数:380

装配式的建筑,柱子和梁都是现场拼装而成,遇到大地震到底吗?日本地震频发,一般的小地震,老百姓早已习以为常,即使是2011年3月11日的9级大地震,居然有房子没被震倒,房屋真正成为人们坚固的壁垒。他们是怎么做到的呢,他们的装配式建筑与隔震减震措施是怎样交卷的呢? 以下是东京本八幡的一栋超高层全预制结构的实例分析。

本八幡超高层建筑的抗震利器


一、基本结构


框架结构,结构高度144.2米。地上42层,标准层层高3.3米,一层地下室,管桩基础。


实例分析超高层装配式建筑如何抗震|工程案例-山东沛鑫新型建材有限公司


二、平面与体型


1、体型对称,外框投影边长41.4米,高宽比3.48。规整的平面与体型,较小的高宽比,是结构利于抗震的步。


2、内筒与外圈均为PC框架(PC柱、PC梁)。在内筒内侧有一榀钢框架(见图示),由钢柱钢梁建造(仅作为机械升降停车库,基本不作为抗侧力体系)。


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日本高层建筑普遍使用框架结构,剪力墙只在低、多层中使用,是因为日本人认为剪力墙相比框架而言抗震性能不明确;更重要的是,框架相比剪力墙更加“柔”,能够承受更大的变形,在日本的规范中,框架结构的层间位移角(就是楼层的水平位移除以层高)可以允许做到1/120,而国内为1/550,即日本认为地震时让建筑“适当摇摆以释放能量”要好过“硬扛”。配合以隔震减震技术,日本的框架结构可以做到200米高。


三、减震柱的使用


减震原理:当地震来临,柔性建筑就开始晃动,所产生的能量就要全部被减震柱吸收掉,保护关键的柱子、梁不被破坏。
布置位置:内筒三跨PC柱的左右两跨,四周各2根,每层8根;从1层布置至29层,共计232根。


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▲内筒三跨PC柱的左右两跨

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▲从1层布置至29层


内筒框架因刚度较大,将分配较大的水平作用(约60%~80%的地震、风荷载)。尤其是内筒角部变形较大,故将减震柱布置于此,可限度发挥其吸收能量、保护主体的功能。而只布置3/4高,是因为结构底部承担了主要的水平剪力与倾覆力矩。顶部虽然位移较大,但位移角参数能控制在有效范围,无影响,加上底部3/4已有减震器参与工作,顶部加速度也能得到有效控制。


减震柱构造:上下两块对称的带翼缘钢板,与梁可靠连接,中间是相对较软(屈服点低)的钢材。


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对于高层弯剪型结构,水平剪力一般出现在楼层中部,此处设置较低屈服点的钢材,可以充分发挥其承担剪力、变形耗能作用。可通过计算调整软钢厚度及尺寸,使其符合大震下的往复受剪变形性能。


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减震柱施工图:首层至6层各减震柱型号有差别,而7~29层则统一一种型号,区别在于软钢板厚以及上下板端的连接节点。

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▲7~29层减震柱布置图


减震柱净高2800,分为三段,上下两段(红色所圈)位安装加劲板,中间为软钢。


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上下两端安装加劲板通过锚杆固定于上下梁之间,梁为PC大梁,已预留锚孔,将加劲板的锚杆穿过锚孔用锚板螺钉拧紧固定。


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▲锚杆与梁的连接

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 ▲减震柱与梁的连接



四、其他防震措施


门框与门之间的变形空间:地震时即使门框变形,人们也能打开门逃生。


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▲门框空隙变形示意


电梯防震感应控制:当监测到先行到达的地震纵波,电梯防震感应立即启动,正在行驶的轿厢将停在就近的楼层,并开门停止运行。


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 ▲电梯防震感应控制



全预制的关键:强节点


除了采用高大上的减震技术,预制结构本身的节点也是关键,只有做好了“强节点”连接,才能保证装配建筑抗震性能不低于现浇。


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▲梁套筒连接

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 ▲预制柱柱头钢筋


本文转载自中国装配式建筑网

关键词: 沛鑫   装配式建筑   抗震   高层  

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