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  •  大数据工程造价网  5年前 (2015-08-01)  精选干货  已收录 |   抢沙发  21 
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    阅读引语

    装配式的建筑,柱子和梁都是现场拼装而成,遇到大地震到底安全吗?这是很多人的疑问,而我们的近邻日本,给了我们最好的答案。NIPPON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,居然也没有房子被震倒,房屋真正成为人们安全坚固的壁垒。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完美交圈的呢?让我们以东京本八幡的一栋超高层全预制结构为例来看看吧。

    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。

    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,是结构利于抗震的第一步。
    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)。


    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,四周各两根,每层8根;从1层布置至29层,共计232根。

    ▲内筒三跨PC柱的左右两跨


    ▲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,可最大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,安全无影响,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。

    对于高层弯剪型结构,水平剪力最大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。

    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。


    ▲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。

    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。


    ▲锚杆与梁的连接


    ▲减震柱与梁的连接

    不仅仅技术上完全实现,楼书上也将减震柱作为抗震安全的重点进行宣传,图片让客户简单易懂。

    四、其他防震安全措施
    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。


    ▲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。

    ▲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。

    ▲梁套筒连接

    ▲预制柱柱头钢筋

    万科的应用
    北京万科的金域缇香是国内第一个工业化隔震项目,采用18层的装配式剪力墙+隔震支座,在8度设防的北京,略显偏刚的装配式剪力墙通过隔震层与基础“隔开”,有效降低地震作用70%。


    ▲隔震层施工

    隔震支座

    版权声明本文来自:万科建筑研究中心

    原文来源地址:http://url.cn/aUlYoY

     

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