装配式建筑抗震分析.docx
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装配式建筑抗震分析
装配式建筑抗震实例分析
前言
从建造方式上来讲，在理论和实践两个方面，装配式建筑的抗震性都高于同等类型的现浇混凝土建筑。
装配式建筑的质量保障主要是以下几点：
1、部品部件在工厂预制，质量体系比现场施工更加完善
2、PC构件由于工厂化生产，可以采用干硬性混凝土、挤压成型、高频振捣、高温养护、离心成型等工艺，混凝土的抗压强度可以轻松做到80MPa以上。
而现场现浇结构限于条件，很难做到。
装配式建筑是工业化大生产的施工方式，PC结构计算主要按照每个构件本身的承载力进行，通过适当方式连接成整体。
节点、接缝压力通过后浇混凝土或灌浆或座浆直接传递；拉力由连接筋、预埋件焊接件传递。
当预制混凝土接缝界面的粘结强度高于构件本身混凝土抗拉、抗剪强度时，可视为等同于现浇混凝土。
连接部位根据变形的方向和大小可做成滑动、铰接或者固支。
当出现地震等灾害的时候，PC结构主要通过节点处的应变来消除应力，不至于让应力在结构内部持续传递，防止结构连续倒塌
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？
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？
以下是东京本八幡的一栋超高层全预制结构的实例分析。
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2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
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
由北京住宅院倾力打造的北京万科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70%的地震作用。
▲隔震层施工
▲隔震支座
▲北京万科金域缇香
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